| ||
| ||
С
Since 1996 international stratigraphic research has been conducted in
the Arkhangelsk Region.
More than 100 sections of Upper Pleistocene sediments have been
studied along the sea shore and river banks. Tills of five different
glacial events and intervening terrestrial and marine interstadial
sediments have been identified above the underlying Eemian marine
sediments. The oldest glacier of the Early Weichselian (100-90 kyr ago)
advanced from the
C конца XIX в. накоплен огромный материал по строению четвертичного
покрова Севера европейской части России [1, 2, 4, 6]. Однако недостаток
абсолютных датировок, особенно за пределами радиоуглеродного метода (>
35-38 тыс. лет), приводил к существенной неопределенности в истолковании
возраста отложений и корреляции опорных разрезов. В данной статье
основное внимание уделено результатам международных исследований
верхнего плейстоцена Архангельской области, восполнившим этот
недостаток. Применялись современные геохронометрические методы -
оптико-люминесцентный (OSL), космогенных нуклидов (SED), ускорительной
масс-спектрометрии (AMS). Датирование сопровождалось
седиментологическими, палеонтологическими и геоморфологическими
исследованиями. С Стратиграфия верхнего плейстоцена изучалась в 15 береговых обрывах рек Северной Двины и Ваги [16, 20, 21], в 26 разрезах вдоль р. Пёза [9, 10], более 30 разрезах на Арктическом побережье от Кулойского плато на западе до Тимана на востоке [7, 11, 13, 14, 17, 18], а также по берегам рек Пинега, Мезень и Цебъюга [7, 17] (рис. 1, А). Морская фауна отложений бореальной трансгрессии исследовалась в бассейнах Сев. Двины [8, 16], Пёзы [9] и на побережье Мезенского залива [13, 22]. Создавались модели палеоэкологических условий [8] и гляциоизостатического поднятия территорий [15] на протяжении микулинского межледниковья, палеогеографические модели развития территории в позднем плейстоцене [17, 24], изучался состав и строение разных валдайских морен [12], отложений средневалдайской морской мезенской трансгрессии [11, 13], условия осадконакопления на протяжении позднего плейстоцена в бассейне Сев. Двины [21], гляциодинамики на Северном Канине [18], пределы распространения последнего оледенения в Архангельской [3, 6, 7, 17] и Вологодской [20] областях, обсуждались результаты и возможности использования методов датирования люминесцентного [25] и космогенных нуклидов [19]. В результате разработана новая модель позднеплейстоценовой истории Архангельской области.
Разрез на Мысе Толстик – основа стратиграфии верхнего плейстоцена Южного
Беломорья. Обычно для разработки стратиграфических схем используются опорные горизонты - маркеры, хорошо датированные и легко определяемые в поле. С другой стороны важно иметь опорный разрез, в котором представлено максимально возможное количество различных стратиграфических единиц, позволяющих установить последовательность геологических событий. Для обширного региона южной части Беломорского бассейна таким опорным разрезом без сомнения является уникальное обнажение верхнеплейстоценовых отложений на мысе Толстик в Мезенском заливе, на левом берегу устья р. Мезень (рис. 1, 40, 2). В начале ХХ в. разрез впервые изучался В. Рамсеем [23], а в конце столетия там были проведены детальные стратиграфические и геохронологические исследования [13].
В приморском обрыве протяженностью На основании имеющихся данных для позднего плейстоцена Южного Беломорья можно выделить 12 стратиграфических уровней (СУ).
СУ-1.
Микулинские (130–117 тыс. лет назад) морские отложения широко
распространены в бассейнах Сев. Двины и Мезени и на арктическом
побережье (рис. 1, таблица). В бассейне Сев. Двины они представлены
глубоководными глинами на абсолютных высотах до
СУ-2. Интерстадиальные отложения (117-100 тыс. лет назад).
Песчано-алевритовые отложения этого интерстадиала встречены на северном
побережье Канина в обрыве между реками Крынка и Мадаха, где они образуют
один-два слоя, залегающих между двумя-тремя толщами одновозрастных морен
(рис. 1, Б) [14, 17, 18]. Вся эта толща чешуйчатого чередования
слоев диамиктона и песка перемещена ледником, наступавшим с севера.
Нижняя часть уровня (подуровень 2.1) мощностью до
СУ-3. Песцовая морена (карское оледенение, 100–90 тыс. лет назад).
Эти отложения развиты на западном берегу Канина в виде среднего пласта
диамиктона и сопутствующих отложений в обнажениях на мысах Конушин и
Конушинская Корга, а также встречены севернее, в разрезах у сопки
Песцовая и у ручья Тарханова (рис. 1, А, 43, 44, 47, 48,
Б) [14, 17]. На Канине выделяются четыре подуровня (таблица).
Подуровень 3.1 представлен толщей озерных, аллювиальных и эоловых песков
с редкими слойками глин, оползневыми структурами и следами морозобойных
клиньев. Выше идет подуровень 3.2, представленный серо-коричневыми
слоистыми песчано-алевритовыми прогляциальными отложениями с гравием и
галькой, линзами песков общей мощностью до
Отложения этого уровня коррелируются с аллювиальными и прогляциальными
отложениями, изученными в 11 разрезах на р. Пёза [10] (рис. 2). Здесь
они залегают между микулинскими морскими и ранневаладайскими озерными
и/или аллювиальными отложениями и подразделяются на два подуровня.
Подуровень 3.1 мощностью до Таким образом, в верхнем течении Пёзы осадконакопление происходило в прогляциальных озерах, а в нижнем течении - в разветвленной речной системе при суровых климатических условиях. Судя по немногочисленным данным, карское оледенение перекрывало п-ов Канин и водораздел Чёшской губы и р. Пёза (рис. 1, А). СУ-4. Интерстадиальные отложения (90-75 тыс. лет назад). В верхнем течении р. Пёза на участке деревень Ёлкино - Сафоново - устье р. Варчушки толща аллювиальных и озерных песков и глин встречена в пяти разрезах и с эрозионным контактом залегает на прогляциальных отложениях СГ-3 или на микулинских морских осадках либо слагает основание разрезов. Отложения перекрываются мореной (рис. 2, таблица). Подуровень 4.1 у д. Ёлкино представлен шестиметровой толщей переслаивающихся песков, глин, гиттии и аллохтонных торфов, залегающей на микулинских морских осадках. Две OSL датировки дали возраст 89 тыс. лет назад. Пыльцевая диаграмма указывает на преобладание ели, сосны, березы и карликовой березы [10]. Подуровень 4.2 наиболее полно представлен четырехметровой толщей переслаивающихся песков, глин с органикой и многочисленными следами сингенетических ледяных клиньев у д. Сафоново, восточнее д. Ёлкино. Результаты пыльцевого анализа указывают на формирование тундровых и степных ландшафтов [10]. В целом формирование пород уровня происходило в небольших озерах и вдоль разветвленных рек во второй половине раннего валдая в условиях наступающего похолодания, смены лесной растительности тундровой и формирования криотурбаций. Опорные разрезы - Ёлкино, Сафоново (рис. 1, А, 76-78).
СУ-5. Ёлкинская морена (тиманское оледенение (?), (75-70 тыс. лет
назад). Эта морена вскрыта в основании опорного разреза на мысе
Толстик и в верхнем течении р. Пёза, где выделяются три подуровня [10,
13] (таблица). Подуровень 5.1 представлен двухметровой толщей
прогляциальных песков и гравия с прослоями глины и глинистого диамиктона.
Четыре OSL датировки дали возраст от 64 до 72 тыс. лет назад. Подуровень
5.2 представлен мореной, получившей название ёлкинской, в 13 разрезах от
д. Ёлкино до д. Бурдуй, а также в районе д. Вирюга [10]. Мощность морены
достигает
Выше во многих разрезах прослеживается подуровень 5.3, представленный
грубослоистым диамиктоном, постепенно переходящим вверх по разрезу в
ритмично-слоистые озерно-ледниковые глины и пески мощностью до
СУ-6. Толстиковская морена (баренцевоморское оледенение, 70-65 тыс. лет
назад). Эта морена широко распространена в Восточном Беломорье
[12-14], на Северном Канине [14, 17], в Чёшской Губе [13] и бассейне р.
Пёза [10]. На мысе Толстик она залегает ниже морских отложений мезенской
трансгрессии и выше флювиогляциальных песчано-гравийных отложений [13]
(рис. 1, Б, 2). Представлена темно-серым, алевро-глинистым
диамиктоном с редкими гальками преимущественно кристаллических пород,
кварцитов, песчаников и минимальным содержанием карбонатных пород. Слой
морены мощностью около Северное побережье Канина в целом представляет собой чешуйчатое чередование толстиковской морены с песчаными отложениями (рис. 1, Б). Направление движения ледника было с севера и северо-запада [14, 18]. В нижнем течении р. Пёза эта морена описана под названием вирюжской в четырех разрезах у деревень Вирюга и Лобан (рис. 1, А, 65). По результатам замеров осей галек и ледниковой штриховки на валунах направление движения ледника было с северо-востока, севера и северо-запада, в основном с севера [10]. Судя по положению разрезов толстиковской морены, южный фронт ледника проходил от Тимана на запад вдоль р. Пёза через Пёза-Варшский моренный пояс (или южнее по моренам Сюрзи?) к Кулойскому плато и, вероятно, к Кольскому п-ову (рис. 1, А). В этом случае южнее должно было сформироваться обширное прогляциальное озеро со стоком на запад в Онежское озеро или на восток в Печору [17]. Опорные разрезы - Толстик, Большой Взглавный (рис. 1, А, 40, 100).
СУ-7. Мезенский интерстадиал (65-55 тыс. лет назад). Морские
отложения (подуровень 7.1), представленные ритмично-слоистыми и
массивными приливными песчано-глинистыми, а также пляжевыми
песчано-гравийными отложениями мощностью до Трансгрессия, вероятно, достигала современных высотных отметок 40–50 м в Мезенском заливе, но пока достоверных ее следов в бассейне Сев. Двины не обнаружено [11]. Э.И. Девятовой [2] ранее выделялись сийские морские слои в долине Сев. Двины и их аналоги в бассейне р. Пинега, у д. Шилега, где был найден скелет кита. В изученных ею разрезах сийские слои с размывом залегают на подстилающих отложениях. Их ранневалдайский (?) возраст определен только по данным пыльцевого анализа со значительной долей условности, т. е. они могут коррелироваться не только со стрельнинскими слоями Кольского п-ова, но и с мезенской трансгрессией (65-60 тыс. лет назад). Подуровень 7.2 представлен массивными и слоистыми песками, встреченными на мысе Конушин и ручье Тарханов на Канине, а также на Северном Тимане. В массивных песках Тимана встречены следы морозобойных клиньев, а три OSL датировки дали возраст 67-65 тыс. лет назад [14]. Опорные разрезы - Толстик, Большой Взглавный, Железный.
СУ-8. Сёмжинская морена (карское оледенение, 55-45 тыс. лет назад).
Это темно-серый глинистый диамиктон, залегающий поверх морских отложений
мезенской трансгрессии в разрезах на мысах Толстик, Абрамовский и в
районе д. Сёмжа на юге Мезенского залива (рис. 1, 2). На мысе Толстик на
протяжении СУ-9. Интерстадиальные отложения (45-20 тыс. лет назад). На протяжении этого времени территория развивалась в безлёдных условиях. В основном это время представлено аллювиальными отложениями, часто с линзами торфяников и переотложенными морскими раковинами в бассейнах Сев. Двины и Пёзы [10, 16, 21].
СУ-10. Бобровская морена (скандинавское оледенение, 20-17 тыс. лет
назад). Верхневалдайская скандинавская морена широко развита в
западной части Архангельской области (рис. 1, А). На мысе
Карговский, в устье р. Кулой коричневатый песчанистый диамиктон
мощностью Иногда морена состоит из нескольких слоев, чешуйчато перемежающихся с обычно деформированными песчано-глинистыми породами как в разрезах Райбола на р. Вага (рис. 1, А, 6) [16]. Вероятно, именно такие чешуйчатые структуры, ранее вскрытые скважинами в бассейне Сев. Двины, и послужили причиной необоснованного выделения горизонтов нижневалдайских или стадиальных морен [1]. Пока нет достоверных данных о развитии скандинавской нижневалдайской морены как в Архангельской области, так и в прилегающих с запада районах Карелии, Вологодской и Ленинградской областей.
На Канине бобровская морена встречена только на мысе Канин Нос у ручья
Тарханов [3, 7, 14, 17], а на остальном западном побережье п-ова ее нет,
как и в бассейне р. Пёза [10], на побережье Чёшской губы [14] и в
бассейне р. Сев. Двины, южнее д. Усть-Паденьга (рис. 1, А, 4)
и Черевково (рис. 1, А). Отметим, что в разрезе Усть-Канза в Возможно, верхневалдайская морена и водно-ледниковые отложения развиты на северном побережье Канина в районе рек Мадаха и Ойва [14]. Дирекционные структуры указывают на движение ледника (баренцевоморского?) с северо-запада и/или северо-востока, но возраст отложений точно не установлен.
В максимум оледенения у края ледника сформировалась сеть прогляциальных
водоемов. Сток из них был на восток в бассейн Мезени [3, 7] (рис. 1,
А), а из Важского приледникового озера некоторое время на юг [16,
21]. Вопрос о размерах Вычегодско-Двинского прогляциального озера и
направлении стока из него пока остается открытым. Явных доказательств
стока через Кельтминский створ в бассейн Камы-Волги нет. Вероятно,
возраст озъягской террасы с высотами 120-
СУ-11. Поздне- и послеледниковые слои (17-10 тыс. лет назад)
представлены озерно-ледниковыми ленточными глинами, песками и
торфяниками. По результатам OSL датирования дегляциация началась около
15 тыс. календарных лет назад (~13 тыс. лет назад по 14С) и к этому
времени от ледника освободилось среднее течение Двины у д. Челмохта и
возобновился сток на восток в бассейн Мезени [7, 16]. Уровень
Вычегодско-Двинского водоема опять составил 80-90, а затем снизился до С начала деградации оледенения и до начала аллерёда преобладал ареальный тип дегляциации, сопровождавшийся формированием обширных полей мертвого льда, таяние которых продолжалось до бореального периода, вызывая инверсию рельефа и солифлюкционные оползания [7, 21]. Торфяники возрастом 9-10 тыс. лет по 14С у д. Челмохта на правом берегу Сев. Двины залегают не под мореной [4], а под валунными суглинками оползневого происхождения [7, 16, 21]. Нет никаких данных о каком-нибудь наступлении ледников в раннем голоцене в бассейне р. Кулой и низовьях Сев. Двины, в том числе и гигантских сёрджей протяженностью в десятки километров [4]. Торфяники формировались на побережье Чёшской и Мезенской губ непрерывно с 12 до 8 тыс. лет назад [4, 17], а в зоне последнего оледенения низовья Сев. Двины были свободны ото льда как минимум с аллерёда, о чем свидетельствуют абсолютные датировки [16, 17] и данные пыльцевого анализа многочисленных скважин.
Также нет оснований считать прямолинейную субмеридиональная гряду на
водоразделе рек Кулой и Мезень протяженностью около СУ-12 (12-0 тыс. лет назад). Образования голоцена представлены разнообразными морскими, аллювиальными, озерными и биогенными отложениями. Представленная стратиграфическая модель верхнего плейстоцена Южного Беломорья и отраженные в ней глобальные колебания климата довольно хорошо коррелируют с данными по Скандинавии и Шпицбергену [17] (таблица). Безусловно, для обоснования времени и положения многих из выделенных СУ пределов распространения ледниковых покровов и морских трансгрессий необходимы дополнительные исследования. Хотя некоторые геологи с недоверием относятся к люминесцентным методам датирования, однако именно они являются на данный момент практически единственным широко используемым методом за пределами возможностей радиоуглеродного метода (> 35-38 тыс. лет назад) и при правильном выборе объектов датирования, достаточной статистике и постоянном стратиграфическом контроле дают хорошие результаты. Изложенные новые данные по геологии, геохронометрии и стратиграфии уникального разреза на мысе Толстик и десятков других разрезов верхнеплейстоценовых отложений Архангельской области дают материал, необходимый при составлении новой официальной стратиграфической схемы верхнего плейстоцена Северо-Запада Европейской России.
ЛИТЕРАТУРА 1. Геология четвертичных отложений Северо-Запада европейской части СССР / Под ред. Н. И. Апухтина и И.И. Краснова. Л.: Недра, 1967. 344 с. 2. Девятова Э. И. Природная среда позднего плейстоцена и ее влияние на расселение человека в Северодвинском бассейне и в Карелии. Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1982. 156 с. 3. Демидов И.Н., Кйяер К., Ларсен Э. и др. Восточный фланг последнего скандинавского ледникового покрова: новые данные о возрасте и положении // Квартер-2005. Мат-лы Всероссийского совещания по изуч. четвертичного периода. Сыктывкар, 2005. С. 113-115. 4. Лавров А.С., Потапенко Л.М. Неоплейстоцен северо-востока Русской равнины. М.: Аэрогеология, 2005. 222 с. 5. Молодьков А. Н. Опыт использования метода ESR-датирования раковин моллюсков четвертичных отложений // Четвертичный период. Стратиграфия. М.: Наука, 1989. С. 204-213.
6.
Demidov I. N., Houmark-Nielsen M., Kjaer K. H. et al.
Valdaian glacial maxima in the
7.
8.
Funder S.,
9.
Grosfjeld K., Funder S., Seidenkrantz M-S., Glaister C.
Last Interglacial marine environments in the
10.
Houmark-Nielsen M., Demidov I., Funder S. et al.
Early and Middle Valdaian glaciations, ice dammed lakes and periglacial
interstadials in northwest
11.
Jensen M., Larsen E., Demidov I. et al.
Depositional environments and sea-level changes deduced from Middle
Weichselian tidally influenced sediments,
12.
Kjaer K., Demidov I., Larsen E., Nielsen J. K.
Distinguishing between tills from Valdaian ice sheets in the Arkhangelsk
region, Northwest Russia // Global and Planetary Change.
2001. Vol. 31. P. 201-214.
13.
Kjaer K. H., Demidov I. N., Larsen E. et al.
14.
Kjaer K. H., Larsen E., Funder et al.
Eurasian ice sheets interaction in northwestern
15.
Lambeck K., Purcell A., Funder S. et al.
Constraints on the Late Saalian to early Middle Weichselian ice sheets
of Eurasian from field data and rebound modeling // Boreas.
2006. Vol. 35.
P. 539-575.
16.
Larsen E., Lyså A.,
Demidov I. et al.
Age and extent of the Scandinavian ice sheet in north-west Russia //
Boreas.
1999. Vol. 28. P. 115-132.
17.
Larsen E., Kjaer K. H., Demidov et al.
Late Pleistocene glacial and lake history of northwestern
18.
Larsen E., Kjaer K. H., Jensen M. et al.
Early Weichselian palaeoenvironment reconstructed from megаscale
thrust-fold complex,
19.
Linge H., Larsen E., Kjaer K. et al.
Cosmogenic
10Be exposure dating across Early to Late Weichselian ice
marginal zones in northern
20.
Lunkka J. P, Saarnisto M., Gey V. P. et al.
Extent and age of the Last Glacial maximum in the southeastern sector of
the Scandinavian Ice Sheets // Global and Planetary Change. 2001.
Vol. 31. P. 407-426.
21.
Lyså A.,
22.
Nielsen J.K & Funder S.
Taphonomy of Eemian marine molluscs and acorn barnacles from eastern
23.
Ramsay W. Beitrage zur Geologie der Halbinsel Kanin // Fennia.
1911. Vol. 21 (7). 66 p.
24.
Svendsen J.I., Alexanderson H., Astakhov V.I. et al.
Late Quaternary ice sheet history of
25.
Thomas P. J., Murray A. S., Kjaer K. et al.
Optically stimulated luminescence dating of glacial sediments from
Arctic Russia - depositional bleaching and methodological aspects //
Boreas. 2006. Vol. 35. P. 587-599.
|
Ссылка на статью: Демидов И.Н., Ларсен Э.А., Кйяер К.Х., Хоумарк-Нильсен М. Стратиграфия верхнего плейстоцена южной части Беломорского бассейна // Региональная геология и металлогения. 2007. № 30-31. С. 179-189. |