ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2013, № 3, с. 215-233
УДК 552577:551.311.3(261.245)
ТИПЫ ОСАДКОВ И РАЗРЕЗОВ ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНОГО ЧЕХЛА И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ КУРШСКОЙ КОСЫ
(БАЛТИЙСКОЕ МОРЕ) © 2013 г. Г. С. Харин, И. П. Жуковская*
Атлантическое отделение Института океанологии РАН 236 000 Калининград, проспект Мира, 1; E-mail: kharin@atlas.baltnet.ru * Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный парк "Куршская коса " 238536 Калининградская область, Зеленоградский район, п. Рыбачий, ул. Лесная, 7;
E-mail: nehrung2@mail.ru Поступила в редакцию 03.02.2010 г.
На основе обобщения данных о типах голоценовых осадков, залегающих на верхнеплейстоценовых ледниковых отложениях и составляющих тело Куршской косы, рассматриваются вопросы о геологической ее устойчивости. Впервые выделены и охарактеризованы 4 главных типа разрезов: 1 — торфяной, 2 — торфо-песчаный, 3 — гравийно-песчаный, 4 — илисто-песчано-сапропелевый. Выделенные типы разрезов косы сопоставляются с разрезами прилегающих акваторий Балтийского моря и Куршского залива, выясняется роль различных источников осадочного материала, формирующего косу. Сопоставлены данные о современных процессах размыва — аккумуляции в береговых зонах косы с типами осадков и разрезов, слагающих косу и прилегающие акватории моря и залива. Выявлены слабоустойчивые участки косы — это в первую очередь палеопроливы, заполненные торфом и сапропелем. Прогнозируются сценарии эволюции косы в случае сильного роста уровня моря и залива.
DOI: 10.7868/S0024497X1302002X
Куршская коса, где расположены национальные парки (НП) России и Литвы, является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО. Коса — молодое геологическое образование, возникшее 8— 5 тысяч лет назад в результате размыва берегов и перемещения осадков прибрежными течениями трансгрессирующего Балтийского моря (рис. 1). Современная длина косы составляет 98 км, наибольшая ширина — 4, 2 км, наименьшая — 0.38 км. Длина российской части косы — 49 км [Куршская коса, 2008].
В современном виде коса сформировалась около 5 тыс. лет назад, когда уровень моря стал более или менее стабильным. До этого существовали разрозненные небольшие косы, мигрирующие вслед за наступающим морем и отступающей береговой линией (рис. 2, 3). Поверхность косы сейчас сложена песками, в низких местах заболочена. По наиболее известной модели строения Куршская коса — это песчаное тело "пересыпь Куршю—Нерия" [Гуделис, 1954], состоящее из неподвижных дюн (1-й генерации), подвижных дюн (2-й генерации) и авандюны. Высота дюн достигает 62 м. Проведенные в последние годы буровые работы показали, что Куршская коса это геологическое тело сложного строения, в составе которого участвуют пески разного генезиса, песчано-гравийные отложения, илы, сапропели, торфа
[Харин, Харин, 2006]. Эти осадки залегают на расчлененной, неровной поверхности верхнеплейстоценовых ледниковых отложений, чаще валунно-галечных суглинках, которые являются для них фундаментом.
Общепринято считать, что Куршская коса, как и другие подобные косы, является неустойчивым эфемерным образованием. Неустойчивость определяется не только разрушительной штормовой деятельностью моря, но и в значительной мере составом осадков, слагающих косу.
Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы определить закономерности распределения на Куршской косе типов осадков и разрезов голоценовых отложений, сопоставить их со степенью размываемости морского берега косы и с данными о типах осадков на морском подводном склоне косы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалами для статьи послужили данные по буровым скважинам, полученные нами из разных источников, в том числе из довоенных публикаций немецких геологов; данные нефтепоиско-вых, инженерно-геологических, гидрогеологических изысканий и геологического картировочно-го бурения. Трудность использования этих работ
Рис. 1. Современное положение Куршской косы в прибрежной литодинамической системе Юго-Восточной Балтики [Географический ..., 2004; Орленок и др., 2004] с изменениями и дополнениями. 1—5 — участки морского берега, где сейчас происходят процессы: 1 — абразии, 2 — обвально-оползневые, 3 — разрушения авандюн,
4 — аккумуляции, 5 — стабилизации; 6 — направления потоков осадочного вещества от берега и формирование вдольбереговых потоков наносов (цифрами указана приблизительная мощность потока, формирующего Куршскую косу (м3/год)); 7 — сброс в море пульпы Янтарного комбината (до 1 млн м3/год); 8а — направление вдольбереговых потоков; 8б — положение предполагаемых древних проливов, сейчас заполненных торфом: 1 — Зеленоградского, 2 — Лесного, 3 — Ниденского-Морского.
связана с их разной направленностью, при этом нередко верхнечетвертичным осадкам уделялось мало внимания, не определялся их литологиче-ский состав, возраст, инженерно-геологические свойства. Последние большей частью получены при проведении специальных инженерно-геологических изысканий, недостатком которых является очень ограниченная площадь исследований, в основном — это строительные площадки тех или иных сооружений. Исключением служат данные инженерно-геологических исследований трасс газопроводов, водопроводов, дорожных и электрических сетей и других коммуникаций.
Много данных о верхнечетвертичных осадках получено при исследовании с помощью бурения трассы магистрального газопровода от г. Зелено-градска до п. Лесного. При бурении производился стопроцентный отбор керна с послойным его описанием и отбором проб на лабораторные анализы. В лаборатории ООО "Геоид" выполнены следующие виды анализов: определение гранулометрического состава, естественной влажности, плотности, объемного веса (в естественном состоянии и предельно уплотненном), коэффициента пористости, пластичности, консистенции, угла естественного откоса (в сухом состоянии и с водой), коэффициента фильтрации, потерь при прокаливании и другие виды анализов [Харин, Харин, 2006; Харин и др., 2008].
В лаборатории геологии Атлантического отделения Института океанологии производилось микроскопическое изучение минерального состава осадков с химическим определением содержания карбонатов, фосфатов, сидерита.
ТИПЫ ОСАДКОВ И РАЗРЕЗОВ ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНОГО ЧЕХЛА
Геологическое строение косы и продольный профиль изучены по данным буровых скважин, пройденных в основном вдоль осевой части косы и чаще вблизи главной дороги. На рис. 4 по данным 55 скважин представлен литологический разрез от основания косы (1 км) до г. Ниды (56— 57 км). Столько же скважин пробурено на косе в небольшом удалении от этого профиля. На продольном профиле хорошо видны литологическая неоднородность голоценовых осадков Куршской косы и изменения их мощностей по ее простиранию. Поперечные геологические разрезы косы можно составить лишь для некоторых участков, т. к. количество буровых скважин для таких профилей ограничено.
Для российского отрезка косы характерно разноглубинное (от 3-х до 43 м) положение поверхности плейстоценового фундамента, состоящего из ледниковых отложений, тогда как глубина залегания кровли более древних, верхнемеловых отложений, примерно одинакова — около 45— 50 м на всем протяжении изученного отрезка ко-
сы. Это свидетельствует о том, что перед образованием плейстоценовых (озерно-моренных в основном) отложений здесь произошла нивелировка территории наступающим с севера (из Скандинавии) ледником, который, как громадный бульдозер, срезал неровности доголоценово-го рельефа. Следует отметить, что слабая изученность подледниковых отложений не позволяет утверждать, что среди них отсутствуют палеогеновые и неогеновые отложения. По данным кар-тировочного бурения на схематической геологической карте дочетвертичной поверхности на Куршской косе показано присутствие палеогена на двух участках: в районе п. Лесной и в районе п. Рыбачий [Загородных, Кунаева, 2005].
Недостаточно изучены и плейстоценовые отложения. Лишь 2—3 скважины нефтепоискового и картировочного бурения вскрыли их полный разрез и то без детального опробования и изучения керна. А между тем есть данные, что плейстоценовые отложения так же разнородны, как и го-лоценовые. В их составе присутствуют как плотные моренные суглинки, так и межморенные пески, в том числе обводненные плывуны и озерные разнозернистые осадки. Распространение, состав, механические и инженерно-геологические свойства плейстоценовых отложений также необходимо изучать при возведении сооружений, особенно на тех участках, где плейстоценовый фундамент залегает вблизи поверхности косы.
Имеющиеся геологические данные по буровым скважинам позволяют выделить в составе косы четыре типа разрезов позднечетвертичных отложений:
1. Торфяной — 0—4 км отрезка косы от г. Зеле-ноградска (скв. 1—4, рис. 5), где преобладают залежи торфа мощностью до 10 м, залегающие на озерно-ледниковых и моренных отложениях (валунных суглинках) и замещающиеся севернее, в скважинах 5—7, эоловыми песками. Озерно-лед-никовые отложения в данном разрезе предварительно отнесены нами к балтийской стадии (свите), а моренные — к грудасской (неманской) под-свите верхнего плейстоцена по региональной схеме стратиграфии плейстоцена [Загородных и др., 2001].
2. Торфо-песчаный — 4—16 км косы, где среди песков и глин присутствуют прослои торфа, толщиной до 1.5 м. Валунные суглинки залегают неглубоко (около 2—3 м ниже уровня моря, а местами на двух метрах выше уровня моря). Этот тип разреза с небольшими вариациями повторяется и на отрезке косы на 25—31 км.
3. Гравийно-песчаный — интервалы косы 16— 25 км и 31—41 км, где ее основание сложено песками и гравием, причем гравийные отложения местами преобладают в разрезе (скважины 8а, 62, 64, 101 и др., рис. 4). Среди песков отмечаются линзы и прослои торфа и ила, толщиной до 1 м.
Рис. 2. Палеогеографические схемы Юго-Восточной Балтики времени возникновения Куршской косы, по [Блажчи-шин, 1998б] с изменениями и дополнениями.
Стадии и фазы развития Балтийского моря: И — иольдиевая, А — анциловая, Л1 — первая литориновая, Л2 — вторая ли-ториновая.
1 — море; 2 — лагуны; 3 — суша; 4—6 — берега: 4 — современные; 5 — древние размываемые; 6 — древние ак
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.