ВЫДЕЛЕНИЕ ПРОВИНЦИЙ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ РУССКОЙ РАВНИНЫ

В центральной части Русской равнины ледниковые отложения распространены на двух различных по составу, строению и свойствам геологических провинциях (рис. 9.1).

Схематическое распространение коренных пород в центральной части Русской равнины (с фрагмента геологической карты масштаба 1:1 000 000)

Рис. 9.1. Схематическое распространение коренных пород в центральной части Русской равнины (с фрагмента геологической карты масштаба 1:1 000 000): 1 - девонские карбонатно-герригенные отложения с прослоями гипса; 2 - каменноугольные, преимущественно карбонатные отложения; 3 - пермские карбонатно-герригенные отложения с прослоями гипса; 4 - триасовые песчано-глинистые отложения; 5 - юрские песчано-глинистые отложения; 6 - меловые карбонатно-терригенные отложения; 7 - неогеновые песчано-глинистые отложения

I |1 1 г 1 1з I |4 1 |5 I 16 I 7

Западную часть равнины слагают палеозойские, в основном карбонатные породы каменноугольного возраста платформенного чехла. На востоке в кровле платформенного чехла залегают мезозойские комплексы песчано-глинистых отложений. Условия образования ледниковых толщ (питание, транспортировки и отложения) дают основание выделить как минимум две крупные геологические провинции палеозойской эры, на которых формировались ледниковые отложения - западную и восточную.

В западной провинции, где в основании морены на большей площади вскрываются карбонатные отложения каменноугольного периода, на территории к югу от Вышнего Волочка и среднего течения реки Рузы повсеместно выделяются только два горизонта моренных суглинков и супесей. Верхний горизонт - красновато-коричневых их разновидностей и нижний горизонт - преимущественно серовато-коричневых суглинков и супесей (см. рис. 4.3).

В известняках и доломитах палеозойского комплекса на Валдайской возвышенности вскрываются погребенные долины, основание которых заполнено беловато-серыми карбонатными моренными суглинками - исходным материалом, для которых служили в основном отложения карбонатных пород, их выветрелых разновидностей. Об этом можно судить по характерному цвету, составу пород и бурной реакции с кислотой. Таким образом, на территории распространения карбонатных пород каменноугольного периода в ледниковой толще повсеместно вскрываются только два крупных геологических тела (горизонта) ледниковых отложений.

В благоприятных геоморфологических условиях при наличии резких перепадов в рельефе вскрываются локальные горизонты карбонатных суглинков, имеющих типичные для ледниковых отложений структурно-текстурные особенности. Здесь необходимо отметить, по-видимому, очень важную особенность геологического строения юго-восточной окраины Валдайской возвышенности, которая может влиять на выделение границ разновозрастных ледовых покровов. В пределах северо-западной провинции вследствие особенностей литологического строения карбонатной толщи выделяются территории, где на поверхность выходят довольно мощные пласты глин каменноугольного периода (рис. 9.2).

Известно, что рельеф Валдайской возвышенности формировался под влиянием многих факторов, важнейшим из которых являлось геологическое строение территории. Согласно гидрогеогогической карте докайнозойских отложений Тверской области (А.В. Сидоренко), и др.), на территории Валдайской возвышенности выходят на поверхность нижнекаменноугольные (стешевские, CiSt) глины северо-западного крыла московской синеклизы (рис. 9.2, 9.6). На фрагменте карты (рис. 9.2) и на разрезе (рис. 9.3) выделяются изолированные участки («острова») каменноугольных отложений Ci и Сг.

Фрагмент гидрогеогогической карты докайнозойских отложений Тверской области

Рис. 9.2. Фрагмент гидрогеогогической карты докайнозойских отложений Тверской области (Сидоренко А.В (глав, ред.) и др. Фрагмент гидрогеологической карты к тому I монографии «Гидрогеология СССР». Карта № 3 Лист № 3, ГУЦР 1967): 1 - верхнекаменноугольные водоупорные терригенные горизонты; 2 - верхнекаменноугольный водоносный карбонатный комплекс; 3 - среднекаменноугольные водоупорные терригенные горизонты;

4 - среднекаменноугольные водоносные карбонатно-терригенные комплексы; 5 - нижнекаменноугольные водоупорные карбонатно-терригенный комплекс и терригенный горизонт; 6 - нижнекаменноугольные водоносные кар- бонатно-герригенный комплексы и карбонатный горизонт; 7 - верхнекамен- ноугольные-нижнспермскис водоносные карбонатные комплексы; 8 - верх- не-среднеюрские водоупорные водоносные горизонты; 9 - слабоводоносный кембрийско-ордовикский карбонатно-терригенный комплекс; 10 - слабоводоносный рифейский терригенный комплекс

В Калининском районе Тверской области на поверхность выходят верхнекаменноугольные водоупорные терригенные горизонты глин. Довольно мощные пласты глин залегают в основании «островов», сложенных карбонатными породами (рис. 9.3). При таком строении, учитывая масштаб ледовых покровов (см. рис. 1.2), массивы карбонатных пород вместе с геологическими телами четвертичных отложений могли быть с легкостью перемещены по глинам в процессе движения ледовых покровов.

Как уже отмечалось, границы Валдайского оледенения установлены К.К. Марковым и подтверждены Г.В. Обедиентовой. На особенностях строения толщ ледниковых отложений территории распространения отложений Валдайского оледенения следует остановиться несколько подробнее.

Схема строения крыла московской синеклизы на участке Волоколамск - Нелидово

Рис. 9.3. Схема строения крыла московской синеклизы на участке Волоколамск - Нелидово (А.В. Сидоренко и др.). Фрагмент гидрогеологического разреза к тому I монографии «Гидрогеология СССР». Карта № 3, Лист № 2, ГУЦР, 1967): 1 - нсрасчлененныс четвертичные отложения; 2 - нижнекаменноугольные герригенно-карбонатные отложения, известняки, доломиты, мергели с прослоями алевритов и глин; 3 - пестроцветные стешевкие глины с линзами и прослоями алевритов (Cl St); 4 - пестроцветные среднекаменноугольные глины с линзами и прослоями алевритов (С2 vr); 5 - комплекс глинистых отложений девонского периода

В нижнем течении реки Тудовки недалеко друг от друга пробурены две скважины глубиной 50 м каждая (рис. 9.4).

В одной из скважин (рис. 9.4, б) ледниковые отложения Валдайского оледенения описаны до глубины всего лишь 5,0 метров.

В скважине, пробуренной в непосредственной близости, морена Валдайского оледенения описана до глубины 26,0 м (см. рис. 9.4, а). Описания выполнялись во время инженерно-геологических изысканий одним и тем же опытным геологом.

Когда полевые работы были закончены и построены инженерногеологические разрезы, оказалось, что обе скважины пройдены в крупном оползневом массиве (рис. 9.5).

Последовавшие вслед за отступанием ледовых покровов глубокие размывы каменноугольных глин способствовали неоднократным и, по-видимому, длительным по времени оползневым процессам при протаивании массивов с изменением климата территории. Эти процессы происходили при переходе от более сурового морозного периода к менее суровому климату, характерному для средней полосы России. Таким образом, сегодня мы наблюдаем на территории Валдайской возвышенности весьма сложные, местами «разорванные» геологические разрезы ледниковых отложений и их причудливые пространственные очертания (см. рис. 9.2, 9.5, б).

Свидетельством существования столь крупных перемещенных геологических массивов, в том числе и ледниковых толщ, могут служить результаты инженерно-геологических изысканий, выполненных в Тверской области. Масштаб перемещений можно оценить по данным результатов изысканий на территории юго-востока Валдайской возвышенности (см. рис. 9.5). По этой причине к определению возрастных периодов толщ на этой территории следует подходить, учитывая особенности строения толщ и возможных перемещений масс грунтов больших объемов. На таких территориях необходимы разносторонние исследования геологического строения, состава и свойств ледниковых отложений для датировки их возраста.

Следует отметить также, что близкие по типу строения толщи ледниковых отложений наблюдаются к северо-западу Калининского района Тверской области (см. рис. 9.2). Здесь также весьма расчлененный рельеф территории обусловлен выходом на поверхность довольно мощных пластов глин, но уже верхнего яруса каменноугольных отложений.

Возможно, геологические и геоморфологические особенности территории с перемещенными крупными блоками морены послужили основанием для выделения на этой территории границ Калининского оледенения.

Колонки инженерно-геологических скважин, пробуренных у деревни Сибирь (Нижняя Дубровка) Селижаровского

Рис. 9.4. Колонки инженерно-геологических скважин, пробуренных у деревни Сибирь (Нижняя Дубровка) Селижаровского

района Тверской области14: а - скв. № 12, б - скв. № 13

14

Фонды института Гидропроект. Обосновывающие материалы. 1984 г.

Инженерно-геологические разрезы склонов долины реки Тудовки

Рис. 9.5. Инженерно-геологические разрезы склонов долины реки Тудовки: а - инженерно-геологический разрез склона с установленными древними и более поздними корнями оползней; б - инженерно-геологический разрез склона с предполагаемым отчлененным и перемещенным блоком ледниковых, а также водно-ледниковых отложений: 1 - супесь желтовато-коричневая, пылеватая, неяснослоистая (d Q IV); 2 - пески мелкие и пылеватые желтовато-серые (а2 QIIIv3); 3 - супесь пылеватая, желтовато-коричневая (a QIV); 4 - суглинок легкий, серый, мягкопластичный, иловатый (a QIV); 5 - песок от мелкого до крупного, сильно глинистый, с гравием, галькой; 6 - глина голубовато-серая, комковатая, тугопластиач- ная, с редкими гравием и галькой (a QIV); 7 - суглинок буровато-коричневый тугопластичный, с гравием и галькой 5-7% (g QII ms); 8 - глина пестроцветная, полутвердая, комковатая с зеркалами скольжения (g QII ms (С)); 9 - гравий, галька, валуны с песчаным заполнителем (д QII ms); 10 - песок от мелкого до крупного, сильно глинистый, с гравием, галькой и мелкими валунами (f, lg, QII dn-ms); 11 - глина пестроцветная, полутвердая, комковатая с зеркалами скольжения (g QII ms (С)); 12 - обломки известняка, кремня в глинистом заполнителе (д QII ms (С)); 13 - гравий, галька, валуны с песчаным заполнителем (f, lg, QII dn-ms); 14 - суглинок тяжелый, опесчаненый, коричневый, твердый, с гравием и галькой 5-7% Cdp (g QII ms); 15 - глина пестроцветная, комковатая с зеркалами скольжения Cdp (g QII dn-ms (С)); 16- обломки известняка, кремня в глинистом заполнителе с зеркалами скольжения; Cdp(g QII dn-ms (С)); 17 - глина тяжелая, полутвердая, пестроцветная, преимущественно красно-вишнево-коричневых расцветок, слоистая, с зеркалами скольжения (С2 vr); 18- известняк белый, розовато-серый, сахаровидный, прочный, кавернозный (С1 рг); 19 - глина полутвердая, псстроцветная, зеленовато-серая, белая, вишнево-красная (Cl St); 20 - известняк доломитизированный, окремнелый, серый, прочный, прослоями слабый (Cl tr); 21 - глина серая, зеленовато-серая, твердая, с остатками фауны ((Cltr)[1]

На юго-восток от северо-западной границы Клинско-Дмитров- ской гряды появляется горизонт темно-серых суглинков, залегающий на юрских и мезозойских коренных породах в основании толщи ледниковых отложений. Присутствие органоминеральных комплексов характерных для юрских глин в горизонте темно-серых суглинков, как и самих отторженцев юрских и меловых темно-серых (Kial) и зеленовато-серых (IQst) глин, вскрытых скважинами в морене, свидетельствует о том, что исходным материалом служили меловые и юрские глины.

Два верхних горизонта, повсеместно распространенные на территории западной провинции, вскрываются в восточной части провинции. В восточной провинции, начиная от северо-западной границы Клинско-Дмитровской гряды, они перекрывают нижний горизонт темно-серых суглинков сплошным чехлом на всей восточной территории распространения ледниковых отложений.

Таким образом, накопление крупных геологических тел (горизонтов) ледниковой толщи можно отнести к предложенной Б. Джоном, Э. Дербширом и др. (1982) схеме принципиального распределения климатостратиграфических подразделений во времени (см. рис. 3.34). В такую схему укладываются все три горизонта, присутствующих на территории Клинско-Дмитровской гряды (см. рис. 3.68).

В разрезе толщи центральной части гряды наблюдается изменение цвета суглинков ледниковых отложений сверху вниз от красновато-коричневого, характерного для верхнего горизонта, к серовато- коричневому цвету среднего горизонта, до темно-серого цвета в основании толщи. В целом цвет суглинков, можно сказать, ступенчато становится более насыщенным и более темным от горизонта к горизонту.

Таким образом, в настоящее время можно говорить по крайней мере о двух опорных разрезах ледниковых отложений, расположенных на территориях двух геологических провинций - Валдайской возвышенности и Клинско-Дмитровской гряды. Два опорных разреза показаны на рис. 3.68 и 4.3.

Результаты исследования глинистой составляющей темно-серых суглинков свидетельствуют о том, что исходным материалом служили также и верхнемеловые, сантонские зеленые глины, распространенные на территории Клинско-Дмитровской гряды (см. рис. 3.13). На этой же территории в основании глубокой погребенной долины вскрывается еще один, по-видимому, локальный горизонт, возможно, слой нижнего горизонта, заполнивший глубокую древнюю долину, сглаживая рельеф доледниковой территории. В этом слое моренные суглинки переслаиваются с зеленовато-серыми прослоями близкими по цвету коренным верхнемеловым зеленым глинам сантон- ского яруса. На отдельных участках в глубоких понижениях доледникового рельефа возможны локальные горизонты ледниковых отложений с характерными макро- и микротекстурами, характерными ледниковым отложениям, для которых исходным материалом наряду с дальнеприносными служили местные коренные породы.

На территории Клинско-Дмитровской гряды под основной мореной в кровле коренных сантонских глин также вскрываются прослои, в которых более 2/3 общей массы составляют окатыши глин. Дисперсные пластичные глины, заполняющие пространство между окатышами, имеют характерные раковистые изломы и изгибы - следы скольжения масс (см. рис. 3.13). Наличие в основании ледниковой толщи прослоев, обладающих специфическими составом, строением и свойствами пород, может служить подтверждением гипотезы распространения ледовых покровов, которые по мере движения перерабатывают подстилающие отложения на своем пути (см. рис. 3.11-3.13). Поэтому зоны экзарации, транзита и аккумуляции могут трансформироваться из одной в другую на относительно небольших расстояниях (100-300 км).

Геологическое строение севера московской синеклизы дает основание для предположения о существовании на Русской равнине северной провинции ледниковых отложений, аналогичной Клинско- Дмитровской провинции. Эта провинция распространяется в пределах границ Углич-Ярославской гряды. Здесь, так же как и в пределах Клинско-Дмитровской гряды, распространены мезозойские отложения юры и мела. Эта гряда выделяется не только на геологических, но и топографических картах северной территории Русской равнины близкими формами рельефа поверхности. Это предположение подтверждают работы А.И. Введенской (1972), выделяющие в толще ледниковых отложений темно-серые моренные суглинки, исходным материалом которых служили мезозойские отложения. Возможно, аналогичная провинция существует локально в южной части Русской равнины, в районе междуречья Цна - Лесной Тамбов.

Анализ состава и строения ледниковых толщ на различных геологических провинциях показывает, что отложения горизонта темносерых суглинков могут быть разорваны или распространение их на отдельных территориях может быть ограничено, поскольку согласно геологической карте Восточно-европейской равнины, мезозойские отложения распространяются с севера на юг (см. рис. 9.1; 9.2; 9.6). Отложения каменноугольного периода распространены к западу от центральной части Русской равнины также с севера на юг. Поэтому если в центральной части Русской равнины в основании толщи ледниковых отложений вскрываются темно-серые разновидности моренных суглинков, то к западу от центра, начиная от среднего течения р. Рузы, их присутствие необязательно, если распространение ледовых покровов шло с северо-запада на юго-восток. Но это не означает, что отложения первого по времени ледового покрова должны отсутствовать. Они могут быть другого цвета, например, бело-серого, карбонатного состава, сохранившись пятнами в древних пере- углубленных долинах рек и крупных постоянных водотоков.

Судя по составу и строению толщи ледниковых отложений в центральной части Русской равнины, основным было направление движения ледового покрова с северо-запада на юго-восток. По-видимо- му, немаловажную роль в направлении движения ледников играли планетарные силы вращающейся Земли.

С другой стороны, в распространении и формировании темно-серых суглинков нижнего горизонта основная роль, возможно, принадлежит не только направлению движения ледовых покровов, но и их возрасту, который может быть гораздо старше возраста вышележащих горизонтов.

  • [1] Фонды института Гидропроект. Обосновывающие материалы. Альбомчертежей. 1984.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >