Г. В. Холмовой, Воронежский государственныйуниверситет
Исходяиз большинства существующих определений, в качестве геологической формации, илигеоформации, мы понимаем крупную и характерную парагенетическую ассоциацию горныхпород, являющуюся системой геологических образований на региональном уровнеорганизации вещества и принадлежащую единому геоисторическому этапу.
Ранеемы выделяли и кратко характеризовали четыре типа новейших континентальныхформаций, которые или в явном виде, или через слагающие их генетические типыотложений картируются в условиях равнин Северного полушария: ледниковая, субаэральная,аллювиальная и лимническая [1; 2]. Очень выразительны эти формации вЦентрально-Черноземном (Воронежском) георегионе, где были предложены эталоныэтих формаций, или конкретные геологические формации.
Каждаяиз формаций, кроме генезиса, имеет характерный для нее литологический состав содним или двумя ведущими типами пород: ледниковая формация – это морена, субаэральная– лессовидные суглинки и почвы, аллювиальная – пески и глины. Далее для каждойиз формаций свойственен определенный и вполне закономерный порядокнапластования, обычно отчетливые формационные ограничения, мощности, измеряемыедесятками метров, удобные для картирования. Их взаимоотношение характеризуетсятакже взаимопроникновением, частичным или полным перекрытием.
Специфическойособенностью новейших формаций и их отличием от древних является более сложноестроение и высокая изменчивость по латерали, более сложные условия залегания изависимость от рельефа, высокая степень сохранности первичного строения ивещественного состава.
Тоесть формации имеют собственный качественный набор признаков и свойств, несводящийся к сумме признаков слагающих их генетических типов.
Ледниковаяформация как формационный тип представляет собой региональную совокупность всехледниковых и водно-ледниковых образований, т. е. включает четыре генетическихтипа отложений, развитых в данном регионе, – ледниковый, флювиогляциальный, лимногляциальныйи в некоторых регионах мариногляциальный. Последние образуютгляциоседиментационные комплексы [3], слагающие ледниковую формацию иявляющиеся объектами геологического картирования в виде стратогенов игоризонтов региональной стратиграфической шкалы.
Следуетзаметить, что приписываемое в отечественной геологической историографииавторство «ледниковой формации» А. Пенку [4] вряд ли оправдано, т. к.используемое в его работе “Geschiebeformation” должно переводиться точнее как«валунная формация». Нам не удалось обнаружить публикаций с «ледниковойформацией» более ранних, чем в работе Д. Н. Соболева [5].
Примероми даже эталоном конкретной ледниковой формации может служить ледниковаяформация Донского языка, древнейшая из известных формаций и четко очерченнаяконтуром Донской ледниковой лопасти. Она имеет одноактное формирование втечение одной ледниковой эпохи, получившей наименование донской. Южный крайледниковой лопасти в общих чертах зависит от рельефа подошвы и имеетнеправильное фестончатое очертание. По залеганию водно-ледниковых отложений нади под мореной, а также по периферии языка можно говорить о признаках симметриив строении формации.
Установлено,что в пределах языка ледник наступал тремя секторами и в три этапа, адегляциация происходила путем поэтапного омертвления и таяния пяти краевыхсегментовидных полос, разделенных грядами внутренних конечных морен [6; 7].Таким образом, в пределах Донской лопасти насчитывается восемь стадийформирования ледниковых отложений, которые мы предлагаем учитывать пригеологическом картировании вместо до сих пор применяемых трех стадий:наступания, максимума оледенения и отступания ледника.
Ктому же, поскольку ледник был изотермическим, стадии наступания представлены нетолько подморенными водно-ледниковыми образованиями, но и достаточно мощной«серой мореной», сохранившейся в понижениях доледниковой поверхности.Трехъярусное строение морены («серая», «бурая» и «красная морена») какотражение процессов седиментации при наступании, дегляциации и поверхностномтаянии ледника является характерным признаком ледниковой формации Донскогоязыка.
Длянее характерно также относительно слабое развитие гляциодинамических явлений иневыразительность аккумулятивных форм, слабая валунность и высокая глинистостьморены.
Вморфологическом плане моренный покров имеет выдержанное, почти сплошноезалегание в пределах Окско-Донской низменности и прерывистое распространение натерритории Среднерусской, Калачской и Приволжской возвышенностей. Мощность ее впределах Окско-Донской низменности колеблется от 5–10 до 40–80 м, навозвышенностях – от 2–5 до 30–40 м в переуглублениях.
Значительнобольшее литологическое разнообразие характеризует водно-ледниковые отложения, средикоторых мы выделяли 12 морфогенетических разновидностей: 1) гляциоаллювийвнутриледникового потока fa; 2) межсекторальные грядовые образования fms; 3)образования наледниковых потоков fn; 4) долинные зандры fzd; 5) отложенияподпрудных и полуподпрудных водоемов lgp; 6) выполнения флювиогляциальныхрытвин fr; 7) озерные выполнения гляцигенных рытвин lgr; 8) дельтово-зандровыеобразования fdz; 9) отложения камовых террас fkt; 10) отложения камовых холмовfk; 11) локальные выполнения ледниковых трещин; 12) локальные выполненияледниковых полостей [8].
Первыедва типа отложений образуют грандиозные гряды, получившие название Воронежскойи Суренской, которым нет аналогов на Европейском континенте. Но наиболеераспространены долинные зандры, принадлежащие разновозрастным генерациям, соответствующимпоследовательным стадиям дегляциации. При этом выделяются латеральные рядысинхронных образований, сменяющих друг друга: наледниковые зандры – долинныезандры – дельтово-зандровые образования – отложения подпрудных бассейнов.
Всеэти разновидности имеют характерные литологические и морфологические признаки, чтопозволяет их картировать в качестве стратогенов при среднемасштабной идетальной геологической съемке четвертичных отложений.
Возрастдонского горизонта, по термолюминесцентным определениям А. И. Шлюкова [9; 10], неменее 490 ± 60 тыс. лет по разрезу Семилуки, 450–490 тыс. лет по разрезуСтрелица. Подстилающие морену пески ильинского горизонта имеют возраст 570 ±130 тыс. лет, что позволяет отнести донской горизонт к 14 кислородно-изотопнойстадии.
Другимиконкретными ледниковыми формациями со своими особенностями могут бытьледниковая формация Днепровского языка, располагающаяся западнее, ледниковаяформация Центрального региона, ледниковая формация Прибалтики и т. д.
Субаэральная,или лессово-почвенная, формация охватывает полигенетический комплекссущественно глинистых (алеврито-пелитовых) отложений неогенового ичетвертичного возраста, залегающих в виде покрова на водораздельныхпространствах и склонах. Хотя в их образовании принимали участие элювиальные, делювиальныеи солифлюкционные процессы, ведущим фактором генезиса является эоловый –транспортировка, дифференциация и осаждение вещества в воздушной средеатмосферы и диагенез в субаэральной обстановке.
Каксубаэральная (subaeriennes formation) формация была впервые выделена М. Е.Реневье [11] и с тех пор существует под этим названием или в различныхмодификациях, из которых наиболее употребительной является «лессово-почвеннаяформация».
Встроении слагающих формацию лессовых и почвенных горизонтов, отражающих ритмикуклиматических изменений, наблюдается направленная цикличность, проявленная вовсех литологических параметрах. Она прослеживается как снизу вверх по разрезу, таки на склонах от более высоких гипсометрических уровней к низким.
Основнымипризнаками субаэральной формации являются: 1) плащеобразное залегание ивыдержанность на большой территории; 2) очень однородный состав с высокимсодержанием алевритовой фракции и недоуплотненность; 3) ритмичность иотносительная непрерывность напластования.
Вотличие от других континентальных формаций ареал субаэральной формации не оченьотчетлив, т. к. границы условны. Через делювий и пролювий она контактирует саллювиальной формацией, через водно-ледниковые отложения или непосредственно –с ледниковой формацией.
Примеромконкретной субаэральной формации является субаэральная формацияЦентрально-Черноземного региона, которая может быть подразделена на субформациюСреднерусской возвышенности и субформацию Окско-Донской низменности. Онахарактеризуется следующими особенностями: 1) предельно широким возрастнымдиапазоном (неоген и квартер в полном объеме); 2) залеганием более молодыхсклоновых генераций на более низких уровнях с максимальной мощностью и полнотойразреза в средней части склона; 3) высокой степенью выраженности ископаемыхпочв; 4) относительно высокой глинистостью всех горизонтов.
Приэтом глинистость нарастает книзу на водоразделах и к верхней части разрезов насклонах.
Мощностиформации колеблются в значительном диапазоне – от 2 до 20 м с общей тенденцией нарастания к югу за счет типичных лессов.
Субаэральныеформации имеют самостоятельную стратификацию и собственные закономерностиразмещения полезных ископаемых.
Стратиграфическоерасчленение субаэральных формаций Восточно-Европейской равнины традиционнопроизводилось в двух научных школах – на Украине (Сектор географии НАНУ) и вМоскве (Институт географии РАН). Разработанная А. А. Величко с соавторамистратиграфическая схема лессово-почвенной формации вошла составной частью врегиональную стратиграфическую схему квартера [12].
Темне менее древнейшая, неогеновая часть формации остается наименее изученной. НаСреднерусской возвышенности по аналогии с Украиной мы выделяли четыре толщи, илиэлементарные формации: 1) миоценовые «пестрые глины», содержащие до семипочвенных горизонтов; 2) нижнесреднеплиоценовые кирпично-красные глины с двумяпочвами и корой выветривания в кровле; 3) верхнеплиоценовые красно-бурые глиныс тремя почвами и 4) эоплейстоценовые красновато-бурые суглинки с двумя почвами[13]. В рельефе миоценовые «пестрые глины» залегают не ниже 9-й террасыСреднерусской возвышенности и кровли терновской серии Окско-Донской низменности,нижнесреднеплиоценовые глины – не ниже 7-й террасы и усманской сериисоответственно, а красно- и красновато-бурые глины верхнего плиоцена иэоплейстоцена – в наиболее широком интервале высот, перекрывая все неогеновыетеррасы и образуя наиболее мощные накопления в верхней части 6-й террасы, иликривоборского комплекса.
Этичетыре толщи вполне могут быть картируемыми стратиграфическими подразделениямив дополнение к четвертичным стратонам в Легенде Воронежской серии. Опыт такогокартирования в масштабе 1: 50 000 уже существует [1]. За основу взят принципцветной штриховки с выделением отдельных лессово-почвенных комплексов и ихобъединений. При этом, видимо, нет необходимости показывать отдельные почвы илессовые горизонты, разве что только в качестве маркирующих горизонтов(например, лесс с вулканическим пеплом). В большинстве случаев достаточноперечислить их в картируемом объединении.
Такаяштриховая система обозначений по сравнению с цветной заливкой имеет следующиепреимущества: 1) показывается весь разрез субаэрального покрова, а не толькоего самый верхний горизонт; 2) сохраняется изображение подстилающих картируемыхотложений (морена, аллювиальные свиты, дочетвертичные отложения); 3) в единойпринятой легенде можно представить все графические приложения – и картучетвертичных образований, и разрезы к ней, и прочие частные разрезы.
Нанаш взгляд, нуждается в некоторой корректировке верхнечетвертичная частьстратиграфической схемы формации. В частности брянскую почву следует считатьлессово-почвенным комплексом, т. к. в этом интервале выделяется не менее двухпочв. Не менее двух почв содержит и гололобовский почвенно-лессовый комплекс, чтоследует из строения разрезов палеолитических стоянок Костенковско-Борщевскогорайона.
Аллювиальнаяформация, или формация аллювиальных отложений, представлена однимформациеобразующим генетическим типом – аллювием, а в качестве подчиненныхгенетических типов также пролювием, делювием и некоторыми другимиобразованиями. Аллювиальные отложения, слагающие формацию, принадлежатразличным климатическим и динамическим типам, долинной или площадной форменакопления, разновозрастным генерациям, но все они образуют региональнуюсовокупность отложений бассейна крупной реки или его части.
Первоеупоминание о формации речных отложений (я uviatiles formacion) мы встречаем вдокладе К. Прево в 1839 г. на заседании Академии наук Франции [14]. Подназванием аллювиальная она фигурирует позднее, в том числе в известной работеЭ. Ога, переведенной на русский язык в 1914 г.
[15].Как конкретная аллювиальная формация бассейна реки она была предложена В. А.Кузнецовым [16].
Аллювиальнаяформация выделяется ленточным древовидным контуром в плане и линзовиднымвогнутым поперечным сечением. Слагающие формацию пески и глины придают ейвыразительный литологический облик, который подчеркивается разнопорядковойритмичностью. Мощности аллювиальных накоплений обычно выдержаны и редкопревышают первые десятки метров.
Аллювиальнаяформация имеет сложное строение и в иерархической системе аллювия мы выделяемтри уровня организации – общий, региональный и местный, а также два структурныхблока – литогенетический и морфогенетический. В литогенетическом блоке валлювиальную формацию последовательно входят аллювиальная серия, аллювиальныйкомплекс, аллювиальная свита и группы фаций. В морфогенетическом блоке имсоответствуют площадной и долинный аллювий, далее – великие аллювиальныеравнины, аллювиальные равнины, аллювиальные террасы и погребенные долины [17].
Аллювиальнаяформация является основным объектом стратиграфического расчленения икартирования четвертичных образований при любом масштабе съемки и практическина любой территории. При этом пределом детальности стратиграфическогорасчленения, к которому должен стремиться объем стратиграфической свиты, являетсяаллювиальная свита, за которую принимается совокупность фаций, генерируемыхрекой в климатическом полуритме (межледниковье или оледенении).
Хотякаждая аллювиальная свита имеет выдержанное залегание, их взаимоотношениядостаточно сложны и характеризуются прислонениями, настиланиями и частичным срезанием,что придает особую важность стратотипическим разрезам. К сожалению, многие изних принадлежат притоковому аллювию или устьям малых рек, а поэтомумалопригодны в качестве эталонов для выделения и картирования свит в основнойдолине. В бассейне Дона это такие известные разрезы, как Петропавловка, Покровка,Ильинка, Стрелица и другие, содержащие фауну, но малопоказательные длягеологического картирования. В связи с этим особую важность приобретаетразработка сети парастратотипов и гипостратотипов свит на разных участкахбассейна реки или региона.
Посколькуаллювиальные свиты характеризуются довольно выдержанными уровнями залегания, товыделение их в сложной аллювиальной серии представляет собой важную задачу длягеологического картирования. Из существующих проблем к настоящему времени острообозначены две: 1) выделение в погребенном аллювии цоколя 4-й надпойменнойтеррасы горизонтов и ступеней среднего неоплейстоцена и 2) расчленениедоледникового аллювия на свиты и горизонты эоплейстоцена и нижнего неоплейстоцена.Сейчас в донском интервале плейстоцена уверенно выделяются два гипсометрическихуровня аллювия, которые картируются как нижняя и верхняя части ильинскогогоризонта. Однако на площади листов М-37-IV (Воронеж) и М-37-ХII (Новохоперск)в погребенном аллювии установлены интервалы эоплейстоцена с обратной магнитнойполярностью, приуроченные как к самой глубокой части прадолины, так и к ееверхней части в левобережной прибортовой зоне. Все это требует специальногоизучения, т. к. бассейн Дона является важнейшей стратотипической областью дляизучения плейстоцена Русской равнины.
Примеромконкретной аллювиальной формации и ее эталоном может служить аллювиальнаяформация бассейна Верхнего Дона, которая стратифицируется, картируется иизучается как самостоятельная отдельная совокупность аллювиальных отложений.
Лимническаяформация, или озерная (lacustres), выделенная К. Прево [14], объединяетбольшую группу выполнений озерных котловин, для которых характерно бассейновоераспределение фаций. Д. Д. Квасов [18] классифицирует котловины современныхозер на пять групп и 24 типа, из которых наибольшее значение имеют остаточные, эрозионные,тектоногенные, гляцигенные, космогенные, карстовые, суффозионные и некоторыедругие. Происхождение и развитие озерных систем в том или ином регионеопределяется новейшей историей и климатическими особенностями данного озерногокрая. Озерные отложения могут быть как современными, так и древними, в томчисле захороненными и не выраженными в рельефе. В то же время большинство современныхкрупных озер начинают свою историю намного раньше голоцена.
Озерныеотложения имеют характерный литологический состав, в котором кроме песков иглин представлены озерный мергель (гажа), сапропель (гиттия), диатомит, торф, ав зоне степей и пустынь также минеральные соли. Характерна тонкаягоризонтальная слоистость сезонного типа. Мощности их изменяются от несколькихметров до первых десятков метров, если не брать во внимание такие великие озера,как Байкал, Арал и т. п.
Спорадическоеи в общем незначительное развитие озерных отложений в Центрально-Черноземномрегионе не позволяет выделять их в самостоятельную лимническую формацию региона,а если озерные образования описываются и картируются, то в составе другихформаций: аллювиальной – старичный аллювий, ледниковой – выполнения гляцигенныхрытвин, субаэральной – суффозионные и карстовые образования. В других регионах,например, на северо-западе Восточно-Европейской равнины, лимническая формацияимеет право на существование.
Охарактеризованныечетыре формации образуют формационный ряд, под которым понимается упорядоченноесовместное нахождение формаций в их совокупности [19]. В наиболее полном видетакой латеральный ряд формаций отражен в ледниковые эпохи, когда формируетсяледниковая формация и схема переноса вещества между формациями представленанаиболее полно. В межледниковые эпохи этот формационный ряд выглядитукороченным на один элемент за счет отсутствия ледниковой формации (рис.).
/> Такимобразом, формационный анализ опирается на изучение генетических типов отложенийи является в сущности его продолжением, синтезом знаний о крупнейшихпарагенетических ассоциациях региона. В отличие от изучения генетических типованализ формаций может быть достаточно далеко продвинут в практических целях ибез точного решения вопросов генезиса, как это показано на примере субаэральнойформации. Особенностью формационного анализа по сравнению с генетическимявляется преобладание в нем сугубо литологического направления, а также болееполный учет региональных особенностей. Объектом исследования в формационноманализе является не процесс литогенеза, а конечный результат этого процесса ввиде конкретной региональной ассоциации генетически и литологически близкихотложений.
Можнополагать, что более определенное понимание новейших континентальных формацийбудет способствовать их более широкому использованию в геологической практике.
Список литературы
1.Холмовой Г. В. Новейшие континентальные формации Среднерусской возвышенности иОкско-Донской низменности (типизация, геологическое строение, полезныеископаемые): автореф. дис.… д-ра геол.-минерал. наук / Г. В. Холмовой. – М.,1988. – 35 с.
2.Холмовой Г. В. О формационном анализе новейших континентальных отложений равнин/ Г. В. Холмовой // Изв. выс. уч. завед. Геология и разведка. – 1989. – № 11. –С. 19–26.
3.Гайгалас А. И. Седиментологические принципы классификации гляцигенных отложений/ А. И. Гайгалас // Методология литологических исследований. – Новосибирск:Наука, 1985. – С. 279–288.
4. Penk A. Geschiebeformation Norddeutschlands / A. Penk //Zeitschrift der Deutschen geologischen Gesellschaft. – 1879. – B. 31. – S.117–203.
5.Соболев Д. Н. Ледниковая формация Северной Европы и геоморфологическоерасчленение Русской равнины / Д. Н. Соболев // Изв. Рус. географ. общества. –1924. – Т. 56. Вып. 1. – С. 101–140; Вып. 2. – С. 5–36.
6.Холмовой Г. В. Ледниковая формация Донского языка как объект геологическогокартирования / Г. В. Холмовой // Вестник Воронежского университета. Сер.:Геол. – 1996. – № 1. – С. 35–38.
7.Холмовой Г. В. О стратиграфическом положении и структуре донского криохрона /Г. В. Холмовой // Вестник Воронежского университета. Сер.: Геол. – 1999. –Вып. 7. – С. 86–91.
8.Холмовой Г. В. Водно-ледниковые отложения Донского ледникового языка / Г. В.Холмовой // Новые данные по стратиграфии и палеогеографии плиоцена иплейстоцена центральных районов Европейской части СССР. – М., 1981. – С.91–101.
9.Холмовой Г. В. Абсолютный возраст морены Донского ледникового языка порезультатам термолюминесцентного анализа / Г. В. Холмовой, А. И. Шлюков //Геохронологические и изотопно-геохимические исследования в Прибалтике иБелоруссии. Тезисы VIII изотопно-геохимического совещания Прибалтийскихреспублик и Белорусской ССР. Вильнюс, октябрь 1989 г. – Вильнюс, 1989. – С. 46–47.
10.Холмовой Г. В. Термолюминесцентное датирование опорных разрезов плейстоценаВерхнего Дона / Г. В. Холмовой, А. И. Шлюков, М. Г. Ляшенко, Л. Т. Восковская// Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Москва, Таллин. 14–16 ноября 1989 г. – М., 1989. – С.70.
11. Renevier M. E. Les facies geologiques / M. E. Renevier //Archives des Sciences Physiques et Naturelles. – 1884. – Per. 3. Vol.12. – S. 297–333.
12.Величко А. А. Проблемы геохронологии и корреляции лессов и ископаемых почвВосточной Европы / А. А. Величко, А. К. Маркова, Т. Д. Морозова, В. П. Ударцев// Изв. АН СССР. Сер.: географ. – 1984. – № 6. – С. 5–19.
13.Холмовой Г. В. Неоген-четвертичная субаэральная формацияЦентрально-Черноземного региона (вопросы типизации, особенности строения исостава) / Г. В. Холмовой // Литология и геохимия осадочных отложенийВоронежской антеклизы: сб. науч. трудов. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1993. – С.139–149.
14. Prevost C. Bulletin de la Sosiete de France / C. Prevost // 1839. – Vol. 10. Seanse du 3. – P. 340–348. 15. Ог Э. Геология. Т. 1.Геологические явления / Э. Ог. – М., 1914. – 387 с.
16.Кузнецов В. А. Геохимические корреляции в речных долинах / В. А. Кузнецов. –Минск: Наука и техника, 1984. – 288 с.
17.Холмовой Г. В. Основы учения об аллювии: учебное пособие / Г. В. Холмовой //Труды НИИ Геологии ВГУ. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2006. – Вып. 38. – 90 с.
18.Квасов Д. Д. Происхождение котловин современных озер и их классификация / Д. Д.Квасов // Общие закономерности возникновения и развития озер. Методы изученияистории озер. – Л.: Наука, 1986. – С. 20– 27.
19.Геологические тела (терминологический справочник) / под ред. Ю. А. Косыгина, В.А. Кулындышева, В. А. Соловьева. – М.: Недра, 1986. – 334 с.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.vestnik.vsu.ru/