Наши исследования в 1947-1948 гг. на севере Западной Сибири (бассейн нижнего течения Оби) и сравнительно кратковременные наблюдения в районе Воркуты тогда же и позже - в 1954 и 1956 гг., привели нас к выводу о повсеместном развитии в этих районах полигональных систем в рельефе, хотя эти районы имели не одинаковую историю развития рельефа и осадочных горных пород в четвертичный период.

Рельеф, обусловленный полигональным строением поверхности, представляет собой систему отдельных блоков, со всех сторон ограниченных либо ясно выраженными трещинами, либо пониженными полосами, в зависимости от степени переработки трещинных зон тем или иным экзогенным процессом - размывом, нивацией, солифлюкцией и т.д. Трещины и трещинные полосы, сопрягающиеся друг с другом чаще всего под прямым углом, образуют в наиболее общем случае тетрагональные сети. Подобный рельеф мы поэтому назвали блочным.

По своим размерам полигональные или блочные системы очень разнообразны, но наибольший интерес, с нашей точки зрения, представляют собой весьма крупные полигоны - блоки.

Размеры этих блоков настолько значительны, что образуемые ими формы могут быть с полным основанием отнесены к мезорельефу, а иногда и к макрорельефу. Такие блоки достигают нескольких сот метров, а порой - до 1000 м и более в поперечнике.

Обнаружение столь крупных блочно-полигональных форм рельефа оказалось несколько неожиданным, т.к. до последнего времени в литературе описаны в качестве наиболее крупных форм этого рода - полигоны в несколько десятков метров (50-60 м) в поперечнике, приуроченные главным образом к торфяным и торфяно-иловатым субстратам.

Вследствие крупных размеров и обычно сильного видоизменения за счет различных агентов денудации, обнаруженные нами гигантские блоки-полигоны долго оставались незамеченными.

Эти блоки обычно представляют собой выпуклые, то сильно уплощенные, то холмообразные формы, разделенные пониженными полосами, и узкими, и более широкими. В плане они, обычно, тетрагональны или округлы, вследствие денудации их периферии.

В пределах северной части Западно-Сибирской равнины, а также равнинных районов Большеземельской тундры блочный рельеф развит на самых разнообразных отложениях - суглинках, песках, галечниках, валунных образованиях и т.д. Разнообразие литологической основы приводит лишь к определенным вариациям в размерах и форме блоков.

Блоки свойственны различным элементам макрорельефа - водораздельным плато, террасам и т.д., но нередко они сами представляют собой формы макрорельефа, например, крупные холмы, относимые, в большинстве случаев, к моренным образованиям, на правобережье Оби от сел. Аксарка до мыса Салемал и в районе Воркуты. Таким образом, описываемые блоки являются самостоятельными крупными формами рельефа и группами таких форм (рис. 1,2).

Единственно возможным объяснением происхождения крупноблочного мезо- и макрорельефа на равнине, сложенной рыхлыми отложениями, является расчленение земной поверхности тетрагональной сетью морозобойных трещин. Тектонический фактор в данном случае полностью исключается.

В плане конфигурация пониженных полос, разделяющих повышенные блоки, вполне соответствует тетрагональным системам морозобойных трещин меньшего масштаба и не столь сильно разработанным под действием различных экзогенных агентов.

Следует отметить, что крупные блоки, в свою очередь, расчленены на более мелкие полигоны - блоки второго, третьего и т.д. порядков, которые часто выражены довольно четко на склонах крупноблочных сильно денудированных форм.

Достаточно подробно описанные для района Воркуты [Яневский, 1951 и др.], но встречающиеся и в Западной Сибири, так называемые полосы стока, характерные плоские ложбины, где кустарниковая растительность более обильна, чем на соседних повышенных элементах рельефа, располагаются на пологих склонах и водоразделах в виде часто неправильных, соединенных между собой прямоугольников или овалов. Сетчатое расположение в плане полос стока, явно ограничивающих повышенные блоки, указывает на их предопределенность морозобойными трещинами, система которых первоначально была строго полигональной (рис. 3).

По мере разработки трещин разными экзогенными агентами, угловые контакты сопрягающихся трещин были сглажены, закруглены и в результате многие блоки-полигоны приобрели форму овалов и кругов.

В большинстве своем полосы стока не являются путями стока вод и не несут следов размыва текучими водами, лишь иногда в их плоском днище имеется узкое, слабо разработанное русло с едва заметным водотоком. Полосы стока связаны главным образом с блоками второго, третьего и последующих порядков.

Однако мы имеем много примеров, когда трещины предопределили пути размыва поверхности и в этих случаях блоки - обычно первого порядка, наиболее крупные - ограничены более или менее глубокими долинами или эрозионными ложбинами.

В связи с этим отмечается следующая важная закономерность: наиболее крупные блоки свойственны самым древним и чаще всего наиболее возвышенным элементам макрорельефа - водораздельным плато и их склонам; при этом здесь они подверглись и наиболее существенному видоизменению, размыву по линиям былых трещин и т.д.

На более низких гипсометрически и более молодых элементах рельефа - террасах и т.д. - образованы блоки меньших размеров и выражены они более четко, вследствие того, что здесь они не столь сильно видоизменены и часто еще находятся в стадии, так сказать, восходящего развития. Эта закономерность, значение которой понято еще не вполне, отмечена нами для района Салехарда на Оби, на правобережье Оби в районе мыса Салемал в Воркутинском районе Большеземельской тундры.

Не все, но многие крупные черты рельефа водораздельных пространств в Западной Сибири и Большеземельской тундре, которым часто подчинена гидрографическая сеть, предопределены древним морозобойным трещинообразованием. Мы не склонны вовсе отрицать влияние древнего оледенения на рельеф равнинной Большеземельской тундры, особенно в ее восточной части, но, по-видимому, многие особенности рельефа этой равнины обусловлены былыми морозобойными трещинами, отчасти подчеркнувшими и усугубившими первоначальные неровности моренной равнины, отчасти создавшими условия для последующего выделения на плоской равнинной поверхности крупных блоков, имитирующих моренную холмистость, камовый рельеф и т.п. формы областей ледниковой морфологии.

Что касается приобского севера, то там непосредственное влияние древнего оледенения на рельеф современных водораздельных плато почти не сказалось. Там главные неровности рельефа водораздельных плато связаны с морозобойными трещинами, которые служили путями, направлявшими в пространстве течение различных физико-геологических процессов - эрозии, нивации, солифлюкции, термокарста и т.д. [Попов, 1953].

В литературе укрепилось мнение, что крупные полигоны в прежнем понимании (до 50-60 м в поперечнике), в большинстве так называемые валиковые [Leffingwell, 1919; Андреев и Панфиловский, 1938; Гусев, 1938], связаны в своем развитии с клиновидным трещинным льдом. Крупные полигональные системы, описываемые нами, развивались и развиваются вне связи с трещинным льдом. Можно допустить влияние трещинного льда, быть может, на первой начальной стадии формирования крупных блочных систем, когда трещины, их ограничивающие, еще не подверглись сколько-нибудь существенной переработке другими экзогенными процессами.

Возможно, что таяние вначале существовавших в зоне трещин клиньев льда способствовало начальному формированию межблочных полигонных полос. Однако это лишь предположение: современные, не столь крупные полигоны на минеральном субстрате и главным образом на сравнительно возвышенных элементах рельефа, возникают и развиваются вне связи с трещинным льдом. Углубление и расширение зон первоначально заложившихся трещин идет (и по-видимому, шло) под влиянием совсем иных экзогенных процессов.

Сказанное не исключает существования, главным образом, реликтовых валиковых полигонов с маломощным трещинным льдом на торфяных и торфяно-иловатых субстратах как на водораздельных плато и террасах в северном Приобье, так и в Большеземельской тундре, в том числе в Воркутинском районе. Здесь эти образования широко представлены в заболоченных заторфованных низинах, порой в значительно расширенных «полосах стока», особенно в местах их взаимного сопряжения - «крестовин». Полигоны с трещинным льдом на торфяниках имеют в поперечнике обычно около 10-20-40 м.

Размещение, взаимное расположение морозобойных трещин в значительной степени зависят от конфигурации площади, на которой они возникают, форм исходного рельефа, так как распределение напряжений, направление их распространения и рубежи разрядки напряжений (т.е. места возникновения трещин) определяются формой и размерами площади, а также, конечно, степенью однородности материала горных пород.

Крупные блоки, несомненно, могут возникать только на значительных по протяженности и сравнительно однородных по своему строению площадях.

Изучение рельефа и геологического строения водораздельных плато северного Приобья позволило сделать вывод о том, что крупные полигональные сети возникли здесь на обширных, сравнительно однородных в геологическом отношении, еще нерасчлененных пространствах, в течение короткого времени освободившихся от вод моря, плавучего шельфового льда, а местами озерных вод. Оказалось, что особенно значительным был эффект крупнополигонального растрескивания при одновременном спаде морских вод на обширных плоских пространствах Западно-Сибирского шельфа в позднечетвертичное время.

Крупнополигональная сеть, образовавшаяся в быстро промерзшем (благодаря большим температурным градиентам) сильно увлажненном массиве морских, гляциально-морских и дельтово-аллювиальных отложений, послужила основой для последующего, уже упомянутого, расчленения поверхности с выделением крупных, а затем более мелких блоков.

Строение гидрографической сети в бассейне нижней Оби (местами коленчатое) унаследовано от былого тетрагонального расчленения древней водораздельной поверхности.

Что касается Большеземельской тундры, то более развернутое заключение о роли первичного морозобойного расчленения в истории формирования рельефа и рыхлого покрова этой территории можно будет сделать после более детального ее изучения. Сейчас же можно утверждать лишь, что роль эта значительна.

Итак, развитие блочных систем (за исключением полигонально-валиковых с клиновидным льдом) шло и идет главным образом двумя путями. Наиболее крупные блочные системы, заложившие в прошлом, выделялись и оформлялись затем главным образом за счет эрозионного размыва. Ход такого процесса развития крупных блоков еще нуждается в тщательном изучении. Блоки меньших размеров, часть которых продолжает развиваться и в настоящее время, после заложения морозобойной трещинной сети, претерпевали изменения, главным образом, за счет переработки в мелкозем различных по литологическому составу материнских горных пород в трещинных зонах, вследствие своеобразного физико-химического выветривания, связанного в основном с нивацией, а также постепенного формирования и расширения пониженных межблочных полос, уменьшения, съедания блоков, уничтожения их четких граней, в первую очередь, прямых или острых углов. Благодаря уничтожению прежде всего угловых контактов трещин, наиболее разработанными и пониженными оказываются места сопряжения трещин, их пересечения - так называемые «крестовины». Это участки максимального заболачивания, образования озер и т.п.

Столь специфическое выветривание в зоне трещин и на контакте с блоками, съедание блоков приводит к формированию суглинка в пониженных межблочных полосах, который в случае полного уничтожения блоков образует сплошной покров [Попов, 1953]. Образование покровного суглинка таким способом наблюдалось нами на Северном Таймыре, но наши наблюдения в районе Воркуты свидетельствуют об аналогичных условиях в настоящее время, а отчасти может быть и в прошлом, в пределах Большеземельской тундры.

Процесс такого развития блочных систем также нуждается в дальнейшем изучении.

Дальнейшее изучение блоков, их формы и размеров, последовательности и времени формирования, современных и былых климатических условий их развития, имеет важное значение для решения вопросов литогенеза четвертичных отложений, геоморфологии и палеогеографии как полярных районов, так и плейстоценовых перигляциальных областей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев B.H., Панфиловский А.Л. Обследование тундровых оленьих пастбищ с помощью самолета. Труды НИИ полярного земледелия, животноводства и промыслового хозяйства. «Оленеводство», 1938, вып. 1.

2. Гусев А.И. Тетрагональные грунты в Арктической тундре. Известия Гос. географического о-ва, № 3, 1938.

3. Попов А.И. Вечная мерзлота в Западной Сибири. Изд. АН СССР, 1953.

4. Попов А.И. О происхождении покровных суглинков Русской равнины. Известия АН СССР, сер. геогр., № 5, 1953.

5. Яновский В.К. Методы исследования вечной мерзлоты в инженерно-строительных цепях. Изд. АН СССР, 1951.

6. Leffingwell К. The Canning River region, Northern Alaska. Unit. Stat. Geol. Survey. Profess.-paper, N 109, Washington, 1919.

Ссылка на статью:

Попов А.И. Блочный рельеф на севере Западной Сибири и в Большеземельской тундре // Вопросы физической географии полярных стран, Выпуск 1. 1958. С. 146-154.