В.Г. Чувардинский

На основании исследований на Кольском п-ве и в Северной Карелии делается вывод о тектоническом происхождении рельефа «бараньих лбов», шлифовки и полировки поверхности скальных пород, штрихов и борозд. Отполированные плоскости «бараньих лбов» и подобных образований, а также штрихи и борозды имеют непосредственное продолжение под пласты и блоки кристаллических пород и в одних случаях представляют зеркала скольжения приповерхностных взбросов, надвигов и сбросов, в других - плоскости трещин скалывания.

В литературе достаточно давно и прочно укоренились представления о ледниковом генезисе сглаженных и отполированных скальных поверхностей («бараньи лбы», «курчавые скалы»), а также развитых на них борозд и штрихов. Эти формы рельефа наряду с мореной используются в качестве основных признаков материковых оледенений не только четвертичного, но и более древних периодов [Асеев и др., 1973; Келлер и Лаврушин, 1970; Лаврушин, 1976; Славин и Ясаманов, 1982; Хольтедаль, 1958; Шварцбах, 1968].

Исследования, проведенные нами на Кольском полуострове и в Северной Карелии, показали, что «курчавые скалы», «бараньи лбы», шрамы и штриховка в этих районах широко развиты, являются классическими по морфологии, но имеют не ледниковое, а тектоническое происхождение. Кратко рассмотрим полученные данные по рельефу «бараньих лбов» и некоторых других форм так называемой ледниковой экзарации.

«Бараньи лбы», «курчавые скалы». На Кольском полуострове и в Северной Карелии отшлифованные (отполированные) выходы кристаллических пород как округло-выпуклой формы («курчавые скалы»), так и с отчетливо выраженным пологим и крутым склонами (собственно «бараньи лбы»), а равно и плоские отполированные поверхности прослеживаются непосредственно от уровня моря (и из-под него) до вершин возвышенностей и наиболее крупных гор, т.е. до абсолютной высоты порядка 1 км . Они развиты на всех породах, слагающих кристаллический фундамент северо-восточной части Балтийского щита: на метаморфических, вулканогенно-осадочных и интрузивных породах архея и протерозоя, на осадочных и интрузивных породах палеозоя.

Наиболее хорошо выражены эти формы рельефа на массивно-кристаллических породах (граниты, габбро-нориты, перидотиты), при этом качество полировки лучше на тонкозернистых породах - диабазах, амфиболитах, филлитах.

Важной особенностью строения отполированных поверхностей является то, что отдельные части отполированных склонов имеют свое продолжение непосредственно под коренные породы, т.е. перекрываются пластами и блоками коренных пород (фото 1, 2). «Уход» отполированных плоскостей под коренные породы, перекрытие одних отшлифованных пластов другими прослеживаются на любом достаточно крупном обнажении кристаллических пород: на склонах друмлинов, в бортах фиордов, на участках шхерного берега, склонах гор и возвышенностей - везде, где выходы кристаллических пород отполированы и имеют форму бараньих лбов и курчавых скал.

На фотографиях классических «бараньих лбов», помещаемых в методических руководствах и монографиях по ледниковому периоду, нередко можно видеть, как отшлифованные плоскости перекрываются коренными породами. Например, продолжение одних отшлифованных пластов с бороздами под другие видно на фиг. 199 (327) в книге У. Хольтедаля [1958], а продолжение отшлифованной плоскости «бараньего лба», изображенного на фотографии Ю.А. Лаврушина [1976], под коренные породы можно установить, отбив небольшой выступ пласта, отчетливо выделяющийся в средней части фотографии.

При небольшой толщине перекрывающих пластов или их уступообразном залегании уход отполированных плоскостей под коренные породы прослеживается путем скалывания (удаления) части пласта (молотком, ломом и т.п.). Эти факты достаточно определенно указывают, что отполированные кристаллические породы - «бараньи лбы» и «курчавые скалы» имеют тектоническое происхождение. В одних случаях такие отполированные поверхности являются зеркалами скольжения, образовавшимися при взбросовых и надвиговых смещениях приповерхностных блоков пород, в других - представляют собой плоскости трещин скалывания, хорошо известных в тектонической литературе [Кушпарев, 1977; Михайлов, 1967; Ярошевский, 1981].

Плоскости скольжения, формирующие рельеф «бараньих лбов» и «курчавых скал», имеют уклоны поверхности от горизонтальной до субгоризонтальной и вертикальной, а форма их меняется от плоско-вогнутой до округло-выпуклой.

При литологически разнородных породах, наличии в них жильных образований можно зафиксировать тектонические смещения вдоль отполированных поверхностей «бараньих лбов» и бортов друмлинов относительно соседних блоков (фото 3). И хотя амплитуда таких смещений прямыми методами устанавливается далеко не всегда, по ряду косвенных признаков (длина смещения аллохтонного глыбового материала - разрушенных взбросовых пластин, длина зеркал скольжения и т.п.) можно считать, что приповерхностные смещения блоков и пластин достигают десятков и первых сотен метров. Более многочисленные поверхности шлифовки и полировки связаны с плоскостями трещин скалывания. Пришлифовка и полировка этих плоскостей скалывания и само расслоение пород на пласты и блоки, как известно, связаны с процессами тектонических сжатий [Михайлов, 1967; Ярошевский, 1981]. При этом, прежде чем напряжения приведут к крупным деформациям пород - взбросам и надвигам, вдоль плоскости разрыва происходит образование систем трещин скалывания и образуемых ими пластин скалывания. Подобные пластины скалывания образуются и при складкообразовании [Ярошевский, 1981]. В наших условиях структуры таких типов широко развиты на участках взбросо-надвиговых смещений и других разломов. Пластины скалывания имеют самую различную толщину - от первых сантиметров до первых метров, при этом на одном и том же выходе пород или в валуне может наблюдаться чередование тонких пластин с более мощными. Поверхность пластин весьма часто отполирована, а форма меняется от плоской до сферической.

Механизм образования шлифовки и полировки на плоскостях трещин (пластин) скалывания связан с интенсивными сжатиями пластин скола и трением их друг о друга в процессе тектонических напряжений. Дальнейшее формирование «бараньих лбов» и «курчавых скал» происходило путем коробления и отслаивания пластин и пластов скола при смене процессов сжатия процессами растяжения. «Уход» отполированных плоскостей под небольшие по толщине блоки и пласты можно проследить путем удаления части пласта или блока ломом или кувалдой.

Как отмечалось, наиболее типичные по морфологии «бараньи лбы» и «курчавые скалы» формируются на массивных породах - габбро-норитах, перидотитах, интрузивных гранитах. По-видимому не последнюю роль в этом играют присущие таким массивам трещины расслоения, придающие пластам пород линзовидную и матрацевидную форму. Поверхность таких блоков расслоения отполирована, и они имеют форму бараньих лбов. Неледниковое происхождение и этих «бараньих лбов» доказывается непосредственным их выходом из-под пород массива.

Ориентировка «бараньих лбов». Принято считать, что пологий сглаженный склон «бараньих лбов» обращен навстречу движению льда, а крутой - в противоположную сторону. В природе это условие, однако, не соблюдается. На это еще в 1877 г . при работах в Карелии обратил внимание А.А. Иностранцев [1877]. «Особенно оригинальное явление, - пишет он, - представляет собой крутой склон «бараньих лбов»... Наши наблюдения в Повенецком уезде указывают на то, что почти во всех случаях, в которых мы могли наблюдать этот крутой склон, он идет на северо-северо-запад». То есть в случае ледникового генезиса «бараньих лбов» требуется двигать ледник с юго-юго-востока - из Вологодской области.

Ориентировка пологих склонов «бараньих лбов» зависит от структурного залегания пород и от направления тектонических сколовых движений, формирующих этот рельеф. Если связывать ориентировку пологих склонов с деятельностью ледника, то во многих районах ледниковый покров необходимо будет двигать в самых различных направлениях, например из Кандалакшского залива в сторону Финляндии.

Борозды и штриховка. На отшлифованной поверхности кристаллических пород - «бараньих лбах» и подобных образованиях наблюдаются штрихи и борозды. Встречаются они в целом гораздо реже, чем отшлифованные поверхности. Штрихи и борозды лучше выражены на массивных, а также тонкозернистых породах (особенно «мягких» типа филлитов). Изборожденная поверхность обычно имеет видимую ширину до нескольких метров, при длине до десятков и первых сотен метров. Борозды в таких зонах параллельны, расстояние между ними от долей сантиметра до 2- 3 см . Ширина каждой борозды в среднем 0,5- 1 см , редко до 2,5 см , глубина от миллиметров до 1- 2 см , книзу сечение борозды уменьшается. Поверхность борозд может быть как гладкой, так и шероховатой, занозистой. В системе борозд нередки выбоины.

Штрихи наблюдаются чаще борозд, но не образуют выдержанных на значительные расстояния систем. По размерам они значительно уступают бороздам. Иногда элементы штриховки можно наблюдать в полосе развития борозд - на отдельных отрезках отполированных плоскостей они могут замещать борозды (особенно на участках жильных мелкозернистых пород).

Рассматриваемые микроформы рельефа - борозды и штрихи - вместе с отполированными поверхностями представляют собой не что иное, как тектонические зеркала скольжения. Они имеют все признаки, присущие этим достаточно хорошо известным образованиям. Для рассматриваемых нами зеркал скольжения характерны так называемые поперечные срывы - ступени глубиной 5- 20 см и средней шириной 0,5 м , лишенные борозд и шлифовки, а также треугольники дробления. Борозды имеют параллельное расположение и прослеживаются на десятки метров без нарушения своего общего параллельного рисунка. Наконец, третьим важным аргументом тектонического происхождения борозд и штрихов являются факты непосредственного их «ухода» под пласты и блоки коренных пород. «Уход» штрихов под коренные породы наблюдался нами на филлитах Печенгских тундр, на габбро-норитах о. Высокий в Ругозерской губе, а борозд - на перидотитах массива Западный Карик (бассейн р. Титовки) и гранитах района Умбы и других районов (фото 5, 6). На тектоническое происхождение борозд указывает и наблюдающееся четкое блоковое строение зеркал скольжения, при этом система борозд одного и того же простирания развита как на горизонтальной, так и на вертикальной плоскостях - зеркалах скольжения смещенного блока (фото 7).

Вместе с тем следует отметить, что в отличие от штрихов прослеживание перехода систем борозд под коренные породы весьма затруднено. Это связано с тем, что подобные зеркала скольжения - результат взбросовых или надвиговых смещений, при которых смещенные приповерхностные пластины, будучи небольшими по мощности и сильно трещиноватыми, разрушались на глыбы в процессе движения и после него. В то же время непосредственно под автохтонный блок борозды, вероятно, не переходят, так как изборождение скального ложа начинается или на некотором расстоянии от таких блоков (подобно тому, что мы наблюдаем на участках поперечных срывов зеркал скольжения, где борозды и шлифовка отсутствуют), или (в наиболее благоприятных случаях) непосредственно от автохтона, не заходя под него.

Что касается штрихов, то при образовании большей их части имеет место тот же процесс трения пластин и блоков друг о друга, какой происходит при полировке плоскостей скалывания. Из работ многих исследователей известно, что роль материала, производящего штриховку и борозды, выполняют обломки пород, попадающие между трущимися пластами [Кушпарев, 1977; Михайлов, 1967; Мушкетовы И.В. и Д.И., 1935]. При образовании протяженных систем борозд такую роль выполняют породы поперечных полос отрыва и треугольников дробления. Ориентировка таких борозд, следовательно, совпадает с направлением смещения блоков пород.

Ледниковая теория происхождения борозд и штрихов, как известно, заключается в утверждении, что скальное ложе штрихует и бороздит валунный материал, вмерзший в днище ледника. Эта теория, однако, не согласуется с тем простым обстоятельством, что валуны, вмерзшие в днище льда, при движении его по скальному ложу должны вдавливаться в лед, как в вещество более пластичное, чем кристаллические породы, и поэтому не могут производить те параллельные системы борозд, какие мы наблюдаем на породах Балтийского щита.

Таким образом, рассмотренные нами формы ледниковой экзарации - и «бараньи лбы», и борозды - имеют тектоническое происхождение. Возраст приповерхностных тектонических деформаций (взбросов, надвигов, трещин скалывания), так же как и возраст созданного ими «экзарационного» рельефа, четвертичный. Эти процессы продолжаются и в настоящее время.

Тектоническая активизация Балтийского щита в новейшее время привела к широкому размаху приповерхностных деформаций сколового типа на большей части Кольского полуострова и Карелии. Помимо создания таких форм рельефа, как «бараньи лбы» и «курчавые скалы», эти деформации привели к образованию основной массы невыветрелого валунно-глыбового материала - как за счет разрушения надвиговых и взбросовых пластин, так и за счет разрушения пород в зонах других типов тектонических нарушений. Именно поэтому валунам тектонического происхождения присущи пришлифовка граней, штриховка, а также плоско-выпуклая форма, т.е. те признаки, какие до сих пор считаются ледниковыми.

ЛИТЕРАТУРА

1. Асеев А.А., Бронгулеев В.В., Маккавеев А.Н. Палеогеографические реконструкции древних ледниковых покровов. - В сб.: Палеогеография Европы в позднем плейстоцене. М.: Наука, 1973, с. 17-30.

2. Иностранцев А.А. Геологический очерк Повенецкого уезда, Олонецкой губернии, и его рудные месторождения. - В кн.: Материалы для геологии России. СПб., 1877, т. 7. 621 с.

3. Келлер Б.М., Лаврушин Ю.А. Великие оледенения в истории Земли. М.: Знание, 1970. 64 с.

4. Кушпарев Н.П. Методы изучения разрывных нарушений. М.: Недра, 1977. 248 с.

5. Лаврушин Ю.А. Строение и формирование основных морен материковых оледенений. М.: Наука, 1976. 237 с.

6. Михайлов А.Е. Основы структурной геологии и геологического картирования. М.: Недра, 1967. 374 с.

7. Мушкетов И.В., Мушкетов Д.И. Физическая геология. Л.-М., ОНТИ, 1935, ч. 1, с. 908.

8. Славин В.И., Ясаманов Н.А. Методы палеогеографических исследований. М.: Недра, 1982. 212 с.

9. Хольтедаль У. Геология Норвегии. М.: Иностр. лит. 1958, ч. 2. 395 с.

10. Шварцбах М. Признаки древних оледенений. - В кн.: Проблемы палеоклиматологии. М.: Мир, 1968, с. 64-69.

11. Ярошевский В. Тектоника разрывов и складок. М.: Недра, 1981. 245 с.

Ссылка на статью:

Чувардинский В.Г. О тектонической природе рельефа «бараньих лбов» и других форм ледниковой экзарации. - В сб.: Природа и хозяйство Севера. Вып. 12. Мурманск: Кн. изд-во, 1984, с. 29-36.