УДК 551.4.531.435.8:551.4.075(470.3)
© 2013 г. А.А. ЛУКАШОВ, С.В. ШАРАПОВ
ПОГРЕБЕННЫЙ КАРСТОВЫЙ РЕЛЬЕФ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ
Введение
Нами ставится под сомнение утвердившийся в геоморфологии и палеогеографии эрозионный генезис погребенного палеорельефа в пределах всего южного крыла Московской синеклизы. Длительные (десятки миллионов лет) перерывы в осадконакопле-нии на протяжении фанерозоя неоднократно создавали предпосылки для формирования комплексов не только эрозионного, но и карстового рельефа.
Погребенный рельеф различных этапов развития этой территории не раз выступал в роли предмета научных исследований. Впервые он был описан Б.М. Даньшиным в 1927-28 гг. [1]. О нем упоминали Н.Е. Дик, В.Г. Лебедев, А.И. Спиридонов, А.И. Соловьев [2], А.И. Спиридонов [3], С.Л. Бреслав [4]. Позднее палеорельеф различных временных срезов рассматривался С.И. Парфеновым и Н.Н. Лебковым в отчете о карстовых явлениях в городе Москве. Теме палеорельефа посвящена статья Г.А. Голод-ковской, Э.А. Лихачёвой и С.И. Петренко, обобщающая комплексные работы авторов в период с 1975 по 1980 г. [5]. Схемы палеорельефа приводятся также в монографии "Москва. Геология и город", посвященной 850-летию столицы [6]. В перечисленных и многих других работах погребенный рельеф описывается именно как эрозионный, лишь осложненный в ряде случаев карстовыми формами. Развитие в геологическом прошлом карстовых процессов не отрицалось, но в формировании рельефа им придавалась подчиненная роль.
Иная трактовка дочетвертичного рельефообразования на обширных участках рассматриваемой территории изложена в недавних публикациях А.А. Лукашова и соавторов [7, 8]. Основное внимание уделено строению доюрского рельефа Московского региона, а также территории Смоленского Поозерья. Здесь на первый план неоднократно выходили процессы растворения, значительно разрушившие карбонатные отложения палеозоя и создавшие формы в том числе тропического карста, читающиеся в морфологии погребенной поверхности, а иногда "просвечивающие" и в современном рельефе.
Предложенная гипотеза о значительной роли карста в формировании палеорельефа на отдельных этапах развития территории имеет как теоретические, так и фактические основания. В течение континентальных перерывов второй половины палеозоя и первой половины мезозоя, а также после регрессии меловых морских бассейнов -вплоть до неогена - на возвышенной равнинной территории, сложенной растворимыми породами, господствовал теплый и влажный климат. Таким образом, имело место определенное сочетание геологических и ландшафтно-климатических условий, необходимых для развития карста. Косвенным свидетельством длительных этапов развития теплого и влажного климата могут служить находки красноцветных кор выветривания, иногда - бокситов (в кровле некоторых горизонтов каменноугольного периода, например, мячковских известняков), широкое участие теплолюбивых кораллов в сложении осадочных толщ. Непосредственные свидетельства древнего карста - проявления выщелачивания карбонатных пород в виде пор, каверн и более значительных по размеру полостей, фиксирующихся бурением до глубины 200 м, что значительно превышает размах современного эрозионного вреза.
Итак, представление об эрозионном генезисе рельефа континентальных этапов в центральной части Восточно-Европейской равнины нуждается, как минимум, в до-
Рис. 1. Современный (А) и погребенный (Б) рельеф центральной части Восточно-Европейской равнины 1 - границы областей дочетвертичного рельефа. Области (цифры на карте): I - эрозионно-карстового рельефа Верхне-Днепровской и Западно-Двинской низин, II - эрозионного и эрозионно-карстового рельефа западных склонов Смоленско-Московской и Средне-Русской возвышенностей, III - карстового рельефа центральной части Смоленско-Московской возвышенности, IV - значительно измененного карстово-эро-зионного рельефа Средне-Русской возвышенности, V - карстово-эрозионного рельефа Угринской низины, VI - эрозионного рельефа восточных склонов Смоленско-Московской и Средне-Русской возвышенностей и Мещерской низменности, VII - значительно измененного карстового рельефа Окско-Цнинского плато
полнении. В настоящей статье предлагается рассмотреть реальный вклад карстовых процессов в формирование дочетвертичного (доледникового) палеорельефа.
В качестве объекта исследования выбрана территория, относящаяся к южному и юго-западному крыльям Московской синеклизы (рис. 1), хорошо изученная в геологическом и геоморфологическом отношениях. В пределах региона неоднократно проводилась Государственная геологическая съемка средних и крупных масштабов, материалы которых легли в основу проведенных исследований.
Основные положения
Рассматривается палеорельеф, формировавшийся на большей части территории в течение более 65 млн. лет - со времени регрессии меловых морских бассейнов вплоть до начала раннеплейстоценового оледенения. К западу от границы распространения отложений каменноугольного периода (западная часть Смоленской и Тверской областей) континентальный этап развития территории длился, вероятно, намного дольше - с конца позднего девона. В районах, сложенных с поверхности карбонатными отложениями, совместно с эрозионными не могли не развиваться карстовые процессы. На участках, где известняки и доломиты оказались перекрыты терригенными осадками мезозоя, первичными были эрозионные процессы. Однако после денудации терригенных отложений активность карстовых процессов должна была существенно возрастать.
Карстовые процессы в самом начале дочетвертичного этапа являлись в большинстве случаев унаследованными от более ранней эпохи развития карста, продолжавшейся около 100 млн. лет - всю первую половину мезозоя. Подобная наследственность в еще большей степени увеличивала активность выщелачивания и разрушения карбонатных пород.
Рельеф на дочетвертичном этапе во многом определялся соотношением карстовых и эрозионных процессов. Многообразие созданных ими форм отражено в морфологии поверхности, сформировавшейся в конце эоплейстоцена (около 800 тыс. л. н.). Эта поверхность в литературе носит название "дочетвертичной". Ее анализ в пределах изучаемой территории возможен только по материалам бурения.
Методика
Посторенние изогипс на картах дочетвертичного рельефа проводится путем интерполяции между абсолютными отметками палеорельефа, полученным по буровым скважинам. В результате значительной неравномерности распределения скважин по территории возникают области неопределенности, построение погребенного рельефа в пределах которых определяется существующими представлениями о генезисе данной поверхности. Как уже отмечалось, долгое время считалось, что основным процессом рельефообразования на дочетвертичном этапе была речная эрозия. Соответственно, построенные изогипсы и контуры геологических подразделений приобрели форму разветвленной эрозионной сети. Роль (как мы считаем значительная) карстовых процессов, как правило, при этом почти не учитывалась.
По материалам геолого-съемочных работ на изучаемую территорию С.В. Шараповым были собраны описания более 13.5 тыс. скважин с абсолютными отметками высот дочетвертичного рельефа. Интерполяция проводилась средствами модулей геостатистического анализа программы ArcGis 9.2. Интерполяции предшествовало районирование территории по преобладающему литологическому составу отложений, выходящих на дочетвертичную поверхность. В области развития терригенных отложений морфологии дочетвертичного рельефа придавались (как и прежде) эрозионные черты. В поле развития карбонатных пород при интерполяции учитывался возможный карстовый генезис построенных форм. Основное внимание было обращено на выделение в пределах областей развития карбонатных пород замкнутых котловин, как одного из ярких признаков развития карстовых процессов. Ранее подобные котловины в ряде случаев намеренно объединяли в долинную сеть.
Основные результаты
Полученный при интерполяции дочетвертичный рельеф представлен на рис. 1. Анализ его строения позволил районировать территорию по соотношению результатов действия карстовых и эрозионных процессов.
Дочетвертичный рельеф области эрозионно-карстового рельефа Верхне-Днеп-ровской и Западно-Двинской низин практически повсеместно сложен карбонатными и терригенно-карбонатными фациями верхнего девона, представленными в основном доломитами с прослоями глин незначительной мощности. Карбонатные отложения характеризуются сильной кавернозностью. Признаки карстовых процессов выявлены скважинами до глубины 40 м от дочетвертичной поверхности, что хорошо соотносится с глубиной вреза палеодолин. В строении рельефа выделяется сеть карстово-эрозионных ложбин преимущественно северо-западного простирания. Их ширина до 4-5 км, глубина - 50-60 м. Некоторые долины являются слепыми. Большинство скважин с выявленной повышенной трещиноватостью и кавернозностью отложений девона пройдены по бортам таких ложбин.
На междуречьях распространены обособленные друг от друга массивы, сложенные преимущественно отложениями тех же карбонатных и терригенно-карбонатных
фаций. Относительная высота таких массивов изменяется от 20 до 40 м. Возможно, такие массивы являются погребенными реликтами останцовых массивов тропического карста. На востоке области в строении дочетвертичной поверхности преобладают мергели верхнего девона.
На юге области вершинные поверхности междуречий с наибольшими абсолютными высотами сложены карбонатными отложениями туронского яруса верхнего мела. Породы представлены в основном мелом. Возвышенные участки являются скоплениями хорошо выраженных карстово-эрозионных останцов, трактуемые нами, как переходные зоны от останцовых массивов к окраинным равнинам тропического карста. Описание морфологии таких областей приводит во 2 томе "Общей геоморфологии" И.С. Щукин [9].
Центральная и северная части области характеризуются наиболее древним рельефом для всей изучаемой территории, т. к. континентальный этап здесь длится с конца раннего карбона. Это выражается в сильной сглаженности форм рельефа дочетвертич-ной поверхности, что позволяет рассматривать ее в качес
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.