ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2013, № 5, с. 85-96
ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ
УДК 631.48 +551.243 +551.254+551.3 (470.23)
ПОЗДНЕВАЛДАЙСКИЕ ОЗЕРНО-ЛЕДНИКОВЫЕ ГЛИНЫ ЦЕНТРА ЯРОСЛАВСКОГО ПОВОЛЖЬЯ, ИХ СВОЙСТВА И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ*
© 2013 г. А.В. Русаков, С.Н. Лессовая
Санкт-Петербургский государственный университет Поступила в редакцию 19.10.2012 г.
В статье охарактеризованы поздневалдайские озерно-ледниковые глины, приуроченные к столообразной островной поверхности с абсолютными отметками ~150-160 м, расположенные в центре Ярославского Поволжья (макросклон северной экспозиции Борисоглебской возвышенности). Показано, что глины обладают как сходством с лёссовидными и моренными глинами, так и отличительными чертами.
К наиболее специфическим признакам озерно-ледниковых глин относятся отсутствие крупного валунно-галечного материала, песчано-пыле-вато-плазменное микросложение, более низкая емкость катионного обмена и высокая насыщенность основаниями. Выявлено, что все исследованные породы разного генезиса имеют фазовый минералогический состав, характерный для монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистой провинции московского оледенения северо-востока европейской территории России. Однако наличие индивидуального хлорита в нескольких образцах только озерно-ледниковых глин указывает на невозможность поступления материала с более высоких гипсометрических позиций (бортов и водоразделов Борисоглебской возвышенности), сложенных моренными и лёссовидными глинами. На основе данных метода оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ) показано, что возраст озерно-ледниковых глин составляет 15.5±1.2 тыс. лет, а хроноинтервал их седиментации соответствует вепсовской стадии валдайского криохрона и маркирует донные поверхности озер до высот ~160 м. Обосновано выделение поздневалдайских озерно-ледниковых глин в самостоятельную генетическую группу четвертичных отложений северной части прилед-никовой зоны Русской равнины, ограниченной линиями продвижения Московского и Валдайского (Осташковского) ледников.
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 11-04-00392а).
Введение. Компонентный состав почвенного покрова центра Русской равнины характеризуется наличием сформированных на глинах почв, которые приурочены преимущественно к террасовид-ным поверхностям, абсолютные отметки которых чаще всего составляют 130-160 м. Выступающие почвообразующими породами глины отличаются от распространенных здесь бескарбонатных и карбонатных лёссовидных (покровных) отложений меньшей облёссованностью, а от морен -безвалуненностью. Выходы глин имеют локальное распространение и четкую приуроченность к геоморфологическим позициям. Развивающиеся на глинах почвы в целом отражают "зональную" направленность почвообразовательного процесса, то есть характеризуются наличием типичной для дерново-подзолистых почв южной тайги текстурной дифференциацией.
На территории Ярославского Поволжья, расположенной в пределах ближайшей перигляци-альной зоны центра Русской равнины, эти глины чаще всего не перекрыты более поздними отложениями. При характеристике состава почвооб-разующих пород Ярославского Поволжья [21] эти породы как самостоятельная единица не рассматривались. Тем не менее проведенные нами в рамках крупномасштабного почвенного картографирования на площади в несколько тысяч квадратных километров полевые исследования почв показали, что почвы на глинистых отложениях повышенных гипсометрических позиций занимают сотни гектар.
Выявление хроноинтервала седиментации озерно-ледниковых (бассейновых) отложений представляет исключительное значение с палеогеографической точки зрения, в том числе для реконструкции ландшафтной обстановки региона на заключительных этапах позднего неоплейстоцена. Предположительно эти глинистые отложения в определенных гипсометрических позициях данной территории маркируют донные поверхности приледниковых подпрудных озер (ППО), существовавших в пределах бассейна Верхней Волги в период максимальной стадии осташковского (валдайского) оледенения [10, 14], то есть 18-20 тыс. л. н. Порог стока ППО проходил по Смоленско-Московской, Галичско-Чухломской возвышенностям и Северным увалам, один берег этих озер образовывал край ледника. В условиях равнинной территории даже небольшое повышение гипсометрического уровня поверхности озер приводит к резкому увеличению площади затопления на значительной территории, что, в свою очередь, обусловливает формирование обширных массивов контрастных однородных и двучленных пород субаквального и супераквального генезиса. Строение и свойства последних во многом определяют тренд голоценового педогенеза развитых на них почв.
Таким образом, для установления генетико-географических закономерностей формирования голоценовых почв, эволюции ландшафтов заключительного этапа позднего неоплейстоцена (~10-20 тыс. л. н.) исключительное значение имеют данные о возрасте, генезисе и свойствах отложений. По различным оценкам, уровень поздневал-дайских озерных бассейнов варьировал в широких пределах: от низких (а. о. 98-122 м) [1, 3, 30, 31] до довольно высоких (а. о. 140-162 м) [4, 5, 10, 11, 13, 14, 19, 20, 22, 23, 29, 32, 33]. Причем большинство исследователей придерживаются последней точки зрения. В детальной работе, посвященной палеогеографии Верхневолжской системы ППО, максимальный уровень их поднятия определен до а. о. 145-160 м [14]. Проведенные нами исследования [15, 28, 36] для пылеватых супесчано-суглинистых почвообразующих пород, в том числе перекрывающих средневалдайские (46-25 тыс. л. н.) палеопочвы и педоседименты Ярославского Поволжья, показали, что существовала система региональных ППО в период максимальной стадии валдайского криохрона с еще более высоким предполагаемым уровнем стояния зеркала вод до а. о. 180 м.
Цель работы - выявление свойств озерных глин центра Ярославского Поволжья, имеющих локальное распространение и занимающих высо-
кие гипсометрические позиции, на основании как общей характеристики, так и данных микрофоло-гического и минералогического анализов, а также палеогеографическая интерпретация полученных результатов.
Объекты и методы. Район исследования находится в центре Ярославского Поволжья (рис. 1А) и представляет собой водораздельную поверхность Борисоглебской возвышенности и ее макросклон северной экспозиции, а также сопредельные участки, приуроченные к долине среднего течения р. Устье (рис. 1Б). Объектами исследования послужили почвообразующие породы шести опорных почвенных разрезов, заложенных в пределах двух ключевых участков.
Первый ключевой участок охватывает плос-ко-западинную террасовидную столообразную поверхность Борисоглебской возвышенности с а. о. 150-160 м. Исследовались озерно-ледниковые глины (переходные к породе горизонты, почвооб-разующие и подстилающие горизонты), рассматриваемые нами как условные почвообразующие породы. Выбор опорных разрезов проведен на основании их гипсометрической приуроченности к террасовидной поверхности и охватывает варьирование высотных отметок.
Разрез 1Б-96 агродерново-сверхглубокоподзо-листой глубоко оглеенной почвы расположен на поверхности с а. о. 150 м, в нем исследовался гор. BCg3. Разрез 4Б-96 агродерново-глубокоподзо-листой почвы расположен на а. о. 152 м, в нем исследовался гор. BCt. Разрез 2Б-96 агрозема профильно оглеенного приурочен к а.о. 153 м, в котором изучался гор. Cg6. Перечисленные три породы можно рассматривать как "центральный образ" озерно-ледниковых отложений, занимающих низкий гипсометрический уровень. Эти породы не перекрыты другими по гранулометрическому составу отложениями. Образцы разрезов 1Б-96 и 4Б-96 представляют собой породы, маркирующие плоскую донную поверхность наиболее низких гипсометрических позиций, а разрез 2Б-96 был заложен в пределах ложбинообразного понижения, что не исключает локальное перераспределение седиментационного материала.
Разрез 3Б-96 агродерново-элювозема глинисто-иллювиированного расположен на поверхности с а. о. 156.5 м, в котором изучался гор. Dt2. Порода этого разреза перекрыта тонкосупесчаным озер-но-ледниковым сортированным наносом. В контексте данной статьи этот образец используется для иллюстрации различий свойств пород в зависимости от ландшафтных условий осадконакоп-ления, в том числе гипсометрической позиции.
Рис. 1. Район исследования (отмечен квадратом). А - минералогические провинции морен (по [6]): I - каолинит-гидрослюдистая; II - вермикулит-каолинит-гидрослюдистая; III - монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистая. Б - лито-лого-геоморфологический профиль по линии Борисоглебская возвышенность - полого-волнистая равнина: 1 - бескарбонатные лёссовидные суглинки и глины; 2 - озерно-ледниковые глины; 3 - озерно-ледниковые супеси, подстилаемые озерно-ледниковыми глинами; 4 - озерно-ледниковые супеси; 5 - аллювиальные отложения; 6 - места заложения почвенных разрезов.
Второй ключевой участок представляет собой полого-волнистую водораздельную поверхность Борисоглебской возвышенности с а. о. 200-210 м, он заметно выше, чем первый ключевой участок. Его поверхность, судя по всем палеогеографическим данным, не затапливалась водами ППО в максимальную стадию последнего оледенения. Объектами исследования здесь послужили поч-вообразующие породы заведомо субаэрального генезиса, отражающие разнообразие тяжелых по гранулометрическому составу отложений. Изученные породы представлены бескарбонатными лёссовидными (покровными) (разрез 22, гор. ВС1;) и моренными (разрез 465, гор. ВС1;) глинами, на которых развиты агродерново-глубокоподзоли-стые почвы. Анализ этих пород в рамках данного исследования приведен для иллюстрации специфики, а также сходства/различия с ними глинистых отложений озерно-ледникового генезиса более низких гипсометрических позиций Борисоглебской возвышенности (первый ключевой участок).
Выбор ключевых участков и опорных разрезов проведен в рамках крупномасштабного почвенного картографирования ряда районов Ярославской области на площади 4.7 тыс. км2. Название почв и индекс почвенных горизонтов даны в соответствии с классификацией 2004 г. [16]. Гранулометричес
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.