Геоморфология и палеогеография, 2021, T. 52, № 1, стр. 100-108
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ДРЕВНЕЛЕДНИКОВОЙ ОБЛАСТИ В ЦЕНТРЕ РУССКОЙ РАВНИНЫ
Н. Г. Судакова 1, *, С. И. Антонов 1, **
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, географический факультет
Москва, Россия
* E-mail: ng.sudakova@mail.ru
** E-mail: ser11131134@yandex.ru
Поступила в редакцию 29.06.2020
После доработки 24.07.2020
Принята к публикации 06.10.2020
Аннотация
Обобщение материалов комплексного палеогеографического исследования в древнеледниковой области Русской равнины направлено на установление региональных особенностей геоморфологического строения и закономерностей пространственной изменчивости показателей. В этих целях проведено геолого-геоморфологическое районирование территории на основе системного подхода и под контролем палеогеографической экспертизы. На составленной карте выделены территориальные подразделения: на фоне разновозрастных палеогеографических зон выделены 4 геологические провинции и 14 геолого-геоморфологических областей по признакам геоморфологической и фациально-генетической принадлежности, а также степени их преобразования экзогенными рельефообразующими процессами. Получены комплексные характеристики их строения и состава. Особое внимание уделено изучению ледникового рельефа, играющего на данной территории важную роль в палеогеографических реконструкциях. Уточнены границы московского и калининского ледниковых покровов и их стадий. К северу от максимальной границы московского оледенения прослежены стадиальные гряды (Суходревская, Боровская и Можайская). На равнине Тверского Поволжья показаны выраженные в рельефе стадиальные краевые гряды калининского оледенения – Тверская, Лихославльская, Бежецкая. Таким образом, установлены региональные особенности строения и состава морфолитогенной основы ландшафтов. Подтверждены закономерности ее формирования. Геолого-геоморфологическая наследственность выражается в различии ведущих рельефообразующих процессов. Палеогеографическая обусловленность геоморфологических характеристик проявляется в разновозрастных зонах московского и калининского оледенений. Последнюю из них характеризуют аккумулятивные гряды с повышенной мощностью ледниковых отложений.
Изучение региональных особенностей геоморфологического строения древнеледниковой области вносит существенный вклад в реконструкцию ледниковой ритмики плейстоцена. Результаты комплексного геолого-геоморфологического районирования облегчают региональную адресную оценку состояния геоэкологической устойчивости геосистем и делают ее более обоснованной.
ВВЕДЕНИЕ
Геоморфологическое строение древнеледниковой области отличается региональной изменчивостью, благодаря совместному воздействию различных факторов рельефообразования (провинциально-геологических, зонально-географических, палеогеографических). Палеогеографическая обусловленность и геологическая наследственность рельефообразования создают в регионах своеобразную обстановку литоморфогенеза, требующую системного подхода и комплексного исследования [1]. В этих целях продуктивно геоморфологическое картографирование [2, 3] и особенно актуально районирование для установления региональных особенностей геосистем [4–8].
Являясь морфолитогенной основой ландшафта, региональные геоморфологические комплексы востребованы также при дифференциации ландшафтов. Геоморфологическое строение необходимо учитывать и при интегральной оценке состояния геоэкологической устойчивости морфолитосистем [9–11].
Приоритетная задача данного исследования – установление особенностей и закономерностей пространственной изменчивости геоморфологического строения и формирования региональных особенностей литоморфогенеза. В этих целях выполнено геолого-геоморфологическое районирование центра Русской равнины и на его основе проведен региональный анализ взаимодействующих рельефообразующих факторов (провинциально-геологических и зонально-географических); особое внимание уделено анализу ледникового рельефообразования, играющего важную роль в формировании геоморфологического облика данной территории.
В основу обобщений положены материалы многолетних комплексных палеогеографических исследований с участием авторов [6, 8, 9, 12, 13].
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Решение этих важных задач основывается на системн ом подходе и совместном анализе всей совокупности тесно связанных факторов морфолитогенеза и осуществляется с помощью предлагаемого варианта геолого-геоморфологического районирования на примере Центрального региона Русской равнины.
Основы методики геоморфологического районирования заложены в середине прошлого века работами, проведенными в значительной мере сотрудниками кафедры геоморфологии Московского университета [2, 4–6 и др.]. В этих трудах были установлены главные геологические и геоморфологические факторы, определяющие развитие комплексов форм рельефа разного масштаба. Так, морфология самых крупных объектов – геоморфологических зон, провинций зависит, главным образом, от геологических факторов, тогда как образования меньших размеров (геоморфологические области, районы) развиваются под влиянием преимущественно экзогенных процессов.
Руководящим принципом проведения геолого-геоморфологического районирования служит системный комплексный подход к выявлению особенностей и территориальной изменчивости показателей строения и состава геоморфологических структур в выделенных областях.
На начальном этапе геолого-геоморфологического районирования использовалась серия вспомогательных карт (геологической, неотектонической, карт четвертичных отложений и их мощностей, экзогенных процессов и др.). Содержание указанных карт представляет собой базу данных для составления таблицы-легенды карты геолого-геоморфологического районирования (табл. 1).
Таблица 1.
Единицы районирования | Факторы формирования морфолитосистем | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
геологические | геоморфологические | ||||||||
провинция | область | коренное основание | четвертичный покров | генезис, морфология, абс. отметки поверхности, м | ведущие экзогенные процессы | эрозионное расчленение | |||
геологический индекс | абс. отметки кровли, м | геологический индекс | мощность, м | глубина, м | густота, км/км2 | ||||
I. Карбоновое плато | 1. Вепсовско-Валдайская | С1, С2, C3 | 50–200 | L, lg, g III | 35–80 | Водноледниковая равнина и озерная низина с моренными краевыми грядами, 120–250 | К, Б, С | 75–120 | 0.1–0.5 |
2. Вяземско-Смоленская | С1, С2, J3, K2 | 100–260 | Pr +g II | 50–100 | Ледниково-эрозионная, грядово-холмистая возвышенность, 150–300 | С, О | 50–75 | 1–1.5 | |
3. Угринское понижение | С1, С2, J3 | 100–200 | Pr +g II, f | 20–50 | Моренно-зандровая равнина, 150–200 | О, С (Д), Оп | 50–80 | 0.5–1.5 | |
4. Спас-Деменская | С1, K1, K2 | 150–250 | Pr +g II | 20–70 | Ледниковая холмисто-грядовая равнина, 150–270 | О, К | 60–90 | 1–1.7 | |
II. Московская мезозойская равнина | 5. Бежецкий верх | P2, T1, С2, | 50–150 | g II | 10–70 | Возвышенная ледниковая холмистая равнина, 150–250 | С, Б | 20–60 | 0.02–0.1 |
6. Верхневолжская | J3, Р, Т1С3, | 50–150 | L, a, f, lg III | 20–80 | Аллювиально-озерно-ледниковая низина, 100–150 | Б, С, Оп | 25–30 | 0.02–0.5 | |
7. Заволжская | T1, P2 | 50–140 | Pr +g II | 30–100 | Ледниковая равнина с грядами и холмами, 125–220 | Б, С | 70–100 | 0.5–1.3 | |
8. Борисоглебско-Ивановская | K1, J3, T1, P2 | 50–140 | Pr +g II L, a, fII-III | 60–100 | Холмистые ледниковые равнины водноледниковые и озерные низины, 90–290 | С, Оп, Б | 20–50 | 0.5–0.7 | |
9. Истринско-Волоколамская | K1, J3 С2, | 90–190 | Pr +g II | 10–60 | Ледниковая денудационная возвышенность, 180–260 | О, Оп, С | 80–110 | 0.5–1.3 | |
10. Клинско-Дмитровская | K1, J3 С3, | 80–230 | Pr +g II | 20–100 | Ледниковая денудационная возвышенность, 200–290 | О, Оп, С | 70–125 | 0.7–1.5 | |
II.М | 11. Москворецко-Окская | J3, K1, C2 | 100–200 | Pr, g, lg II | 10–25 | Моренно-эрозионная и озерно-ледниковая равнина, 175–200 | К, Оп, О | 20–50 | 0.5–0.7 |
12. Мещерская | J3, K1, N, C2, | 50–150 | A, f, l II‑III b | 10–40 | Озерно-аллювиально-зандровая низина, 100–150 | Б, К | 30–50 | 0.1–0.5 | |
III.С | 13. Калужско-Чекалинская | С1, С2, J3, K1 | 160–220 | Pr II-III (до 5 м ) | 15–20 | Эрозионно-холмисто-увалистая равнина, 170–250 | К, Оп, О | 100–125 | 0.5–1.8 |
IV.Ок-Дон | 14. Тамбовская | N2, K1, J3, | 120–160 | Pr I-III (2-10 м) | 15–20 | Моренно-зандровая равнина, 130–200 | С (Д), О, Бал. | 30–60 | 1–1.2 |
Примечание. II.М – Московская мезозойская равнина, III.С – Среднерусская возвышенность на палеозойско-мезозойском основании; IV.Ок-Дон – Окско-Донская неогеновая равнина. Экзогенные процессы: К – карст, О – овражная эрозия, С – склоновые процессы, С (Д) – склоновые процессы с преобладанием делювиального смыва, Оп – оползни, Б – заболачивание (торфообразование), Бал – комплекс балочных процессов.
В отличие от карт геоморфологического районирования наших предшественников [2, 4–6 и др.], выполнявшихся преимущественно в мелком масштабе и использовавших ограниченный набор показателей, в данной работе более подробно и комплексно анализируются геолого-геоморфологические характеристики и факторы морфолитогенеза. Так, весьма информативен для геоморфологического районирования учет и анализ ведущих современных рельефообразующих процессов. Использованы аэрокосмическая информация и цифровые модели рельефа, позволившие, в частности, уточнить положение краевых ледниковых форм, а на их основе и стадиальные границы московского и калининского ледниковых покровов. Рационализация методики позволила провести в центре Русской равнины комплексное геолого-геоморфологическое районирование и установить закономерности пространственной изменчивости показателей морфолитогенеза.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В древнеледниковой области Русской равнины геолого-геоморфологическое районирование значительно облегчает выявление местных региональных особенностей геоморфологического строения, проводимое с учетом унаследованных признаков. Руководствуясь рациональной методикой районирования геосистем, на составленной карте и в легенде выделяются геолого-геоморфологические провинции и области (рис. 1, табл. 1). На базе районирования выявлены региональные особенности и закономерности пространственной изменчивости показателей геоморфологического строения.
Формирование современного рельефа рассматриваемой территории происходило под влиянием процессов мощной ледниковой аккумуляции (в эпохи оледенений), а также речной эрозии и склоновой денудации (во время межледниковий). Максимальная граница московского оледенения (близкая к его геоморфологической границе) разделяет области хорошо выраженного ледникового рель ефа и зоны преобладания эрозионно-денудационных форм.
Осташковский (валдайский) регион (область 1) с длительностью послеледникового преобразования в 11–15 тыс. лет имеет ярко выраженный ледниковый рельеф с большим количеством озер; мощность покровно-склоновых образований невелика. Области (5–7), испытавшие калининское оледенение (этап развития после ухода ледника длится 30–50 тыс. лет), отличаются измененным ледниковым рельефом, заметно меньшим количеством озер и увеличенной мощностью покровно-склоновой толщи. Территории, входящие в зону московского оледенения (области 2–4, 9–12), которые ледник покинул более 120–170 тыс. лет, характеризуются сглаженным ледниковым рельефом, отсутствием ледниковых озер и развитым чехлом покровно-склоновых осадков. В более южных областях (13, 14), развивавшихся во внеледниковом режиме более 200 тыс. лет, формы ледникового рельефа практически отсутствуют, а рельеф междуречий почти неотличим от прилегающих с юга типичных эрозионных равнин. Мощности покровно-склоновых отложений здесь достигают 3–5 м и более. Широкая встречаемость балочного рельефа указывает на длительность развития малых эрозионных форм этих территорий. Высокая степень эрозионного расчленения в областях распространения глинистых толщ юрского возраста – один из важных факторов развития здесь оползневых процессов, особенно на склонах долин.
Из анализа таблицы и карты следует, что в результате сложного взаимодействия различных системообразующих факторов морфолитогенеза в выделенных территориальных подразделениях (в провинциях и 14 областях) особенности геоморфологического строения зависят от специфики окружающей обстановки, а именно от конкретного сочетания морфолитоструктур коренного основания, мощности четвертичных отложений, степени эрозионного расчленения, активности различных экзогенных процессов. Территориальные сопоставления выявили тенденции пространственной изменчивости показателей геолого-геоморфологического строения отдельных ареалов. Так, например, густота и глубина эрозионного расчленения, как правило, возрастают на возвышенностях – 2, 4, 10, 13 (таблица, карта). В то же время минимальное эрозионное расчленение рельефа характеризует низменные равнинные участки и низины (области 1, 3, 5, 6, 8, 11, 12). При этом мощность четвертичного покрова на возвышенностях увеличена. Ведущие экзогенные процессы (склоновые, овражная эрозия) также более активны на возвышенностях. В целом выделяющиеся по комплексу показателей геоморфологические области подчиняются провинциально-геологическим закономерностям морфолитогенеза.
Рассматриваемая территория относится к древнеледниковой области, поэтому здесь особое внимание следует уделить ледниковому рельефу, обладающему ценной палеогеоморфологической информацией о ледниковой ритмике плейстоцена. Несмотря на длительное изучение ледниковой проблемы, до сих пор нет единого мнения относительно ранга, возраста и границ распространения разновозрастных оледенений, а также структуры их краевых зон.
В результате комплексных палеогеографических исследований авторами уточнен ряд вопросов, касающиеся возраста и распространения днепровского, московского и калининского оледенения в центре Русской равнины [9, 12–14]. Использованы биостратиграфические и геоморфологические подтверждения самостоятельности днепровского (МИС 8) и московского (МИС 6), а также масштабности калининского (МИС 4) оледенений.
В Верхнем Поволжье наиболее дискуссионна позиция калининской морены. Нами выявлено ее наличие в представительных опорных разрезах: Ярославского Поволжья (Долгополка, Черменино), в Дмитровских разрезах Северного Подмосковья: (Дачное, Борисова Гора, Спас-Каменский), в карьерах кирпичного завода, у мясокомбината. Позднеплейстоценовая калининская морена (до 3 м мощности) с датировкой 88 тыс. л. н. залегает на микулинских отложениях, имеющих палеоботаническое и геохронологическое обоснование. Морену перекрывают лессовидные суглинки с датировками 24 и 42 тыс. л. н. [13].
Реконструирована радиально-маргинальная структура покровных оледенений [13 и др.]. Выделенные Ладожский и Онежский ледниковые потоки обрамлены конечно-моренными грядами с широким распространением напорных морен, гляциодислокаций и отторженцев. В краевых ледниковых образованиях наблюдаются площадная изменчивость геоморфологического строения и фациально-генетическое разнообразие слагающих отложений. Поскольку разновозрастные краевые зоны отражают динамику ледниковых покровов во времени, их изучение дает необходимую информацию о ледниковой ритмике и возрасте палеогеографических событий.
Реконструкция краевых зон московского и калининского оледенений в центральном округе была проведена с использованием аэрокосмической информации на основе цифровых моделей рельефа. На составленных картах [14–19] отражена инфраструктура краевых ледниковых зон. Нами внесены коррективы в вопросы их возрастного расчленения. Уточнены границы московского и калининского ледниковых покровов и их стадий (рис. 1). Так, например, к северу от максимальной границы московского оледенения прослеживаются стадиальные гряды (Суходревская, Боровская и Можайская). На равнине Тверского Поволжья наблюдаются четко выраженные в рельефе стадиальные краевые гряды калининского оледенения – Тверская, Лихославльская, Бежецкая [16, 19–21]. На картах Клинско-Дмитровской гряды [13, 22] и Ярославского Поволжья [18] также отражена маргинальная структура разновозрастных краевых гряд.
При палеогеографической интерпретации геоморфологических структур мы опирались на полученные нами ранее результаты детальных стратиграфических исследований и установленные диагностические критерии разновозрастных горизонтов [9, 13, 15, 18 и др.]. Изученные представительные опорные разрезы и репрезентативный аналитический материал позволяют надежно различать и коррелировать маркирующие горизонты днепровской, московской и калининской морен с контрастной минералогической характеристикой и геохронологическими данными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В итоге обобщения материалов комплексного палеогеографического исследования и изучения региональных особенностей геоморфологического строения данной территории получены следующие основные результаты.
1. По разработанной методике реализовано новое направление геолого-геоморфологического районирования на основе системного комплексного подхода. На составленной карте центрального региона России в пределах четырех геологических провинций выделены 14 областей с индивидуальными характеристиками геоморфологического строения морфолитосистем (табл. 1, рис. 1).
2. Сравнительная региональная характеристика геолого-геоморфологического строения территории (табл. 1) позволяет установить закономерности пространственной изменчивости показателей с учетом палеогеографической обусловленности морфолитогенеза и провинциально-геологической наследственности. Выделенные области наследуют черты рельефа коренного основания и четвертичного покрова. В разновозрастных палеогеографических зонах покровных оледенений четко проявляется палеогеографическая обусловленность морфолитогенеза, влияющая, в частности, на мощность слагающих отложений и степень эрозионного расчленения рельефа.
3. Важными достижениями многолетних исследований [14–17] являются установление и картирование разновозрастных краевых зон, а также уточнение и обоснование границ распространения московского и калининского ледниковых покровов, что имеет важное палеогеографическое и стратиграфическое значение.
Таким образом, развитие нового направления геолого-геоморфологического районирования на основе детального изучения строения древнеледниковой области вносит существенный вклад в реконструкцию ледниковой ритмики плейстоцена. Результаты комплексного геолого-геоморфологического районирования под контролем палеогеографической экспертизы существенно облегчают выявление особенностей морфолитогенеза в выделенных областях, а также адресную оценку состояния геоэкологической устойчивости геосистем, имеющей актуальное значение для рационального природопользования.
Список литературы
Симонов Ю.Г., Конищев В.Н., Лукашов А.А., Мысливец В.И., Никифоров Л.Г., Рычагов Г.И. Учение о морфолитогенезе и его место в географической науке. Исторические аспекты // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1998. № 4. С. 41–54.
Спиридонов А. И. Геоморфологическое картографирование М.: Недра, 1974. 184 с.
Бронгулеев В.Вад., Благоволин Н.С., Денисова Т.Б., Курбатова Л.С., Левашенко Д.В., Макаренко А.Г., Маккавеев А.Н., Некрасова Л.А. Некоторые особенности современной экзогеодинамики Русской равнины и вопросы ее картографирования // Геоморфология. 1997. № 3. С. 42–50.
Ананьев Г.С., Андреева Т.С., Варущенко С.И., Воскресенский С.С., Леонтьев O.K., Лукьянова С.А., Спасская И.И., Спиридонов А.И., Ульянова Н.С. Геоморфологическое районирование СССР и прилегающих морей. М.: Высш. шк., 1980. 343 с.
Спиридонов А.И. Геоморфологическое районирование Нечерноземного центра Русской равнины // Землеведение. Новая серия. Т. VI. М.: Изд-во МГУ, 1963. С. 91–119.
Спиридонов А.И., Введенская А.И., Немцова Г.М., Судакова Н.Г. Комплексное палеогеографическое и геоморфологическое районирование Московской области // Геоморфология. 1994. № 3. С. 32–42.
Марков К.К. Проблемы общей физической географии и геоморфологии. Избранные труды. М.: Наука, 1986. 288 с.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Костомаха В.А. Региональные особенности литолого-геоморфологического строения Центра Русской равнины // Геоморфология. 2017. № 4. С. 75–89.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Глушанкова Н.И., Карпухин С.С., Костомаха В.А., Макарова Н.В., Немцова Г.М., Рычагов Г.И., Фаустов С.С. Палеогеографические закономерности развития морфолитосистем Русской равнины. Районирование. Стратиграфия. Геоэкология. М.: Географический ф-т МГУ, 2013. 95 с.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Костомаха В.А., Немцова Г.М. Новое палеогеографическое направление в геоэкологии // Новые и традиционные идеи в геоморфологии. V Щукинские чтения. М.: Изд-во МГУ, 2005. С. 522–524.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Костомаха В.А., Немцова Г.М. Литолого-геоморфологический анализ как основа комплексного эколого-палеогеографического районирования Русской равнины // Геоморфология. 2013. № 3. С. 24–35.
Материалы географических исследований Сатинского учебного полигона и смежных территорий в бассейне Средней Протвы. Деп. ВИНИТИ. 1977. Вып. 2. № 1124. 54 с.; 1979. Вып. 3. № 1893. 197 с.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Гунова В.С., Карпухин С.С., Костомаха В.А., Немцова Г.М., Рычагов Г.И., Фаустов С.С. Реконструкция палеогеографических событий среднего нео-плейстоцена Центра Русской равнины. М.: Географический ф-т МГУ, 2008. 167 с.
Судакова Н.Г., Карпухин С.С., Алтынов А.Е. Палеогеографические реконструкции ледниковых литоморфоструктур Подмосковья // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. М.: ГЕОС, 2015. № 74. С. 76–89.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И. Структура краевых ледниковых зон в центре Восточно-Европейской равнины // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2013. № 6. С. 55–61.
Судакова Н.Г., Антонов С.И., Введенская А.И., Карпухин С.С., Алтынов А.Е. Реконструкция радиально-маргинальной инфраструктуры краевых ледниковых зон в бассейне Верхней Волги и Оки // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. М.: ГЕОС, 2018. № 76. С. 59–70.
Судакова Н.Г., Карпухин С.С., Алтынов А.Е. Реконструкция радиально-маргинальной структуры краевых ледниковых зон Ярославского Поволжья // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. М.: ГЕОС, 2014. № 73. С. 87–97.
Арсланов Х.А., Судакова Н.Г., Соколова Н.С. Новые данные о возрасте, стратиграфическом положении и палеогеографических условиях осадконакопления разреза Долгополка // Доклады АН СССР. 1974. Т. 215. № 5. С. 1191–1194.
Судакова Н.Г., Антонов С.И. Гляциогеоморфологические реконструкции инфраструктуры краевых зон разновозрастных оледенений в бассейне Верхней Волги и Оки // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. М.: ГЕОС, 2019. № 77. С. 97–109.
Борисов Б.А., Минина Е.А. Краевые образования и особенности деградации московского, калининского и осташковского ледниковых покровов на территории северо-запада России // Мат-лы междунар. конф. “Геоморфология и палеогеография полярных регионов”. СПб. 2012. С. 193–195.
Заррина Е.П., Краснов И.И. Проблема сопоставления поясов ледниковых краевых образований на северо-западе Европейской части СССР и прилегающих зарубежных территориях // Краевые образования материкового оледенения. Вильнюс: Минтис, 1965. С. 5–21.
Алексеев М.Н., Габлина С.С., Гарецкий К.В., Лаврушин Ю.А., Хютт Г.И., Якименко Е.Ю. Стратиграфия и геологические события среднего и позднего плейстоцена Подмосковья // Четвертичная геология и палеогеография России. М.: ГЕОС, 1997. С. 15–24.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Геоморфология и палеогеография