До последнего времени бассейн р. Мезени оставался мало изученным в отношении четвертичной геологии; этот вопрос освещался в работах обычно лишь попутно. Первые непосредственные исследования четвертичных отложений этого бассейна принадлежат Н.Д. Понагайбо [1929], который отметил широкое распространение ледниковых и морских бореальных отложений. На двучленное строение ледниковой толщи и на присутствие комплекса межморенных отложений в районе мезенской петли указывал Е. Люткевич [1935]. Детальные геологические исследования на Тимане проводил А.А. Малахов [1935, 1939, 1940]. Он отметил, в частности, что в районе мезенской петли четвертичные отложения «представлены, главным образом, верхней мореной, плащеобразно покрывающей почти весь район...». По Малахову, характер морены двучленный; оба горизонта морены разделены меняющейся по мощности толщей песков. Одной из последних является работа М.И. Плотниковой и Г.В. Матвеевой [1961] по вещественному составу четвертичных отложений Среднего Тимана. В комплексе этих отложений они выделили средний, верхний и современный отделы, в том числе два ледниковых горизонта.

С 1958 г . в Институте геологии Коми филиала АН СССР разрабатывается тема «Стратиграфия четвертичных отложений и геоморфология бассейна p. Мезени» (исполнители Э.И. Девятова и Э.И. Лосева).

В настоящей статье автор дает краткий очерк стратиграфии четвертичных отложений по схеме Э.И. Девятовой [Девятова, 1961; Девятова и Лосева, 1961], не ставя задачей всесторонне осветить всю четвертичную историю и вопросы геоморфологии и палеогеографии. Более полные сведения о четвертичных отложениях и геоморфологии и детальное описание разрезов имеются в отчете [Девятова и Лосева, 1961]. В основу статьи положены исследования, проведенные автором в 1959-1960 гг. в бассейне верхней Мезени (выше с. Койнаса) и ее притоков - pp. Сулы, Пижмы и Пыссы (рис. 1). Эта территория расположена в пределах Коми АССР (Удорский район) и частично - Архангельской области (Лешуконский район), охватывая часть Западного Притиманья. Своим геологическим прошлым она тесно связана с Тиманом. Реки, берущие начало с этих древних разрушенных гор, в верховьях вскрывают коренные породы: метаморфические сланцы допалеозоя, песчаники и глины девона, известняки, доломиты и мергели карбона и перми, пестроцветные глины перми, супеси и грубозернистые песчаники юры. В то же время здесь широкое распространение имеют четвертичные отложения. Процессы четвертичного времени сыграли основную роль в формировании современного облика: однообразные выравненные пространства сложены мореной или зандровыми песками, мощные нагромождения холмов обязаны своим возникновением леднику; обширные массивы многих болот являются остатками существовавших когда-то озер и т.д.

Видимая мощность четвертичных отложений на разных участках различна и местами достигает нескольких десятков метров (у Кослана - около 40 м , обн. 608, на Мезени - более 40 м , обн. 379, на Суле - 55 м ); наименьшая мощность наблюдается в верховьях Мезени и Пижмы. Естественная обнаженность их также не везде одинакова: наименьшая - по самой Мезени (в петле), наибольшая - по Суле. Эти отложения представлены тремя отделами: среднечетвертичным (Q₂), верхнечетвертичным (Q₃) и голоценом (Q₄).

СРЕДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫИ ОТДЕЛ (Q₂)

Морена днепровского оледенения (?) (glQ₂² Dn).

Эта морена (предположительно) вскрывается лишь на небольшом участке среднего течения р. Сулы между 100 и 110 км от устья в цоколе III, II и I надпойменных террас. Она представлена очень плотным неслоистым суглинком темно-серого цвета, часто с фиолетовым оттенком, с редкими и небольшими валунами (обычно менее 10 см в диаметре), с рассеянным гравием и мелкой галькой, с редкими и неопределимыми обломками раковин моллюсков. Эти отложения вскрываются в нескольких обнажениях (напр. 323, рис. 1) и имеют видимую мощность от 0,5 до 6 м . Нижняя граница их расположена ниже уровня воды.

Тот факт, что морена днепровского (максимального) оледенения имеет столь незначительное распространение на исследованной территории, можно объяснить лишь тем, что экзогенные процессы второй половины плейстоцена и голоцена почти полностью уничтожили следы древнего оледенения. Не обнаружены они и в северной половине Западного Притиманья [Девятова и Лосева, 1961].

Отложения днепровско-московского межледниковья (gl Q₂³ Dn - М)

Днепровско-московское межледниковье представлено на исследованной территории исключительно континентальными образованиями. Наиболее типичные разрезы вскрыты р. Сулой в ее среднем течении (особенно на участке 60- 90 км от устья, где их можно видеть в береговых обрывах надпойменных террас и коренного берега почти в каждом обнажении); выше и ниже по течению выходы их наблюдаются все реже. Видимая мощность этих отложений - от 0,5 до 26 м . Нижняя граница, как правило, скрыта под урезом воды, но в нескольких разрезах они залегают на нижней морене днепровского оледенения (?), обычно отделяясь от нее гравийно-галечным горизонтом иногда довольно значительной мощности (до 1,8 м ).

Межледниковые отложения представлены в бассейне Сулы озерными осадками. Строение озерной толщи сложно. Для нее характерно чередование слоев различной мощности: песка мелко- и среднезернистого серого или ржаво-бурого цвета, неслоистого или тонко- и косослоистого, чаще без включений; глины мелко- и крупнокомковатой, часто пластичной, серого, темно-серого, коричневого, иногда почти черного цвета, неслоистой или тонкослоистой, иногда ленточной, обычно без включений; супеси серого, светло-коричневого, реже ржаво-бурого цвета, тонкослоистой, с прослоями глины и песка. В некоторых разрезах (обн. 356) присутствует слой погребенного и хорошо разложившегося, распадающегося на пластинки торфа (мощностью до 0,6 м ) темно-коричневого, книзу черного цвета.

Межледниковый характер этих отложений устанавливается спорово-пыльцевым анализом нескольких образцов (выполнен Э.И. Девятовой). Весьма пестрая картина отложений, смена и чередование различных фаций, несомненно, свидетельствует о сложной палеогеографической обстановке межледникового времени. Еще А.А. Малахов [1940] высказал предположение о существовании в районе Сулы межледникового озерного бассейна. Этот бассейн, очевидно, неоднократно претерпевал изменения в зависимости от климатических условий, о чем говорит сложное строение толщи межледниковых отложений и что подтверждается данными механического анализа. Большой интерес вызывает наличие слоя погребенного торфа. Очевидно, в истории озерного бассейна был период, когда бассейн пересох и на его месте в котловинах возник ряд мелких разрозненных озер, а между ними образовались заболоченные пространства.

Диатомовый анализ этих отложений дает очень мало для выводов о генезисе осадков. Встречаются обычно лишь единичные формы, свидетельствующие о совершенно различных условиях местообитания: и отдельные морские виды, и пресноводные, и переотложенные дочетвертичные. Обращает на себя внимание тот факт, что морские формы Melosira sulcata (Ehr.) Kütz., M. sulcata var. biseriata Grun., Raphoneis sp., Grammatophora sp. и дочетвертичные - Pyxilla sp., Stephanopyxis turris var. polaris Grun. встречаются обычно в нижних слоях разреза. Плохая сохранность и ничтожное количество створок указывают на вторичное их залегание. В верхних слоях разреза наблюдается уже типичный пресноводный комплекс диатомовых: Melosira italica (Ehr.) Kütz., Achnanthes lanceolata (Breb.) Grun., Stauroneis anceps Ehr., Navicula cryptocephala Kütz., N. exigua (Greg.) O. Müll., Pinnularia microstauron f. diminuta Grun., Amphora ovalis Kütz., Cymbella reinhardtii Grun., Epithemia zebra (Ehr.) Kütz., E. turgida (Ehr.) Kütz., E. sorex Kütz., Rhopalodia gibba (Ehr.) O. Müll., Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun. Этот комплекс указывает, скорее всего, на первичное залегание диатомовых, что также подтверждает существование обширного глубоководного пресноводного озерного бассейна. Бассейн питался, очевидно, текучими водами, размывавшими отложения, в которых содержались морские диатомовые водоросли. Значительная мощность всей толщи говорит о длительном существовании бассейна.

Межледниковые озерные слои бассейна р. Сулы синхронны, очевидно, морским отложениям северной трансгрессии, имевшей место на севере Европейской части СССР (низовья Мезени, Пеза и др.) в днепровско-московскую межледниковую эпоху [Девятова и Лосева, 1961].

Морена Московского оледенения (gl Q₂⁴ М)

Верхняя морена, относимая к московскому отделению, широко распространена по всему району. Для нее характерно двучленное строение. Нижний горизонт представлен обычно валунным суглинком темно-серого цвета, относительно плотным, с небольшим количеством валунов. Суглинок верхнего горизонта - коричневого или красновато-бурого цвета, рыхлый, с обилием валунов.

Чаще всего в разрезах встречается лишь один из горизонтов морены, тогда как другой не сохранился, но на некоторых участках представлены оба горизонта. Наиболее полным является разрез на Мезени ниже с. Кослана (обн. 170), где в береговом обрыве высотой 32 м вскрываются оба горизонта морены и разделяющая их песчано-глинистая толща мощностью более 15 м . Разрез с двумя горизонтами морены можно наблюдать и на р. Пижме Мезенской ниже впадения В. Сямуныти (обн. 255, высота 62 м ). На р. Пыссе у местечка Небдино (обн. 196) вскрывается лишь нижний горизонт морены и вышележащая песчано-глинистая толща, аналогичные таким же отложениям косланского разреза. С другой стороны, в целом ряде мест отмечается только один верхний горизонт морены.

Двучленное строение верхней морены не подлежит сомнению. Возможно, эти два горизонта являются отложениями двух стадий московского оледенения.

Нижний горизонт морены московского оледенения (gl Q₂⁴ М₍₁₎). Видимая мощность его - от 1,6 до 20 м . Этот горизонт вскрывается несколькими разрезами, расположенными в разных точках района, но отложения его имеют много общего. На Мезени и Пыссе они представлены неслоистым суглинком серого или темно-серого цвета, с редкими некрупными валунами. Местами суглинок довольно однороден, чаще с включениями линз и пятен супеси и песка. На р. Пижме этот горизонт сложен глиной, вверху черного цвета, рыхлой, комковатой, валунной. Ниже глина более светлая, синевато-серая, очень плотная, с редкой галькой и гравием. Среди валунов нижнего горизонта преобладают валуны местных карбонатных пород и песчаников, чаще хорошей окатанности.

Межморенные отложения московского оледенения (fgl, lgl, al Q₂⁴ M_(1-2)). Наиболее полный разрез их можно наблюдать в обнажении под с. Косланом (обн. 170) и у Небдино (обн. 196). На морене нижнего горизонта залегает глинистая толща (мощностью до 4,3 м ), которая отделена от первой прослоем грубозернистого песка с гравием и галькой или гравийно-галечным горизонтом различной мощности (от 0,3 до 3,0 м ). Глина - темно-серого, почти черного цвета, вязкая, комковатая, часто с пятнами ожелезнения, местами имеет коричневатый оттенок. В нижних слоях заметна тонкая, но ясная ленточность; включений в виде гальки и гравия почти нет. Выше по разрезу ленточность становится все менее отчетливой и вверху исчезает совсем, изредка попадаются мелкая галька и щебень.

Глина покрывается толщей песка (мощностью до 10,6 м ) серого или желтого цвета, тонко- и среднезернистого, иногда пылеватого на ощупь, горизонтально- и косослоистого или неслоистого, с прослоями супеси, суглинка, гравия. Вся эта толща залегает непосредственно под верхним горизонтом морены.

В других обнажениях межморенные отложения представлены в основном песками и супесями, иногда галечниками. Наблюдаются они в самых различных местах района и являются континентальными образованиями. Н.Д. Понагайбо считает выходы серой глины на р. Пыссе у м. Небдино «трансгрессионными отложениями». Однако не вызывает сомнения то, что эти глины имеют общий генезис с глинами косланского разреза, и происхождение их, скорее всего, озерно-ледниковое.

Верхний горизонт морены московского оледенения (gl Q₂⁴ М₍₂₎). Этот горизонт распространен почти повсеместно в районе и является местами почвообразующей породой. Состав этой морены обычно суглинистый, значительно реже - супесчаный и даже песчанистый. В ряде обнажений она имеет многочленное строение.

Морена песчанистого состава (скорее, перемытые моренные отложения - так называемая псевдоморена) встречается в верховьях Мезени (обн. 59 и др.). Это несортированные валунные пески и супеси, слагающие отдельные участки надпойменных террас и водоразделов. Строение разрезов более или менее однородно, но в нижней части обычно наблюдается скопление валунов. Подобные же отложения встречаются в некоторых обнажениях и по р. Пижме Мезенской. В одном из них (обн. 226, высота 43 м ) верхние 3 м сложены валунной супесью. Валунов здесь масса, они крупных размеров и представлены преимущественно песчаниками и кварцитами. Супесь залегает на девонских глинах.

Наибольшее распространение среди отложений верхнего горизонта имеет типичная морена - валунный суглинок бурого или красновато-коричневого, иногда темно-серого цвета. Видимая мощность его различна: от нескольких сантиметров до 40 м , большей частью от 2-3 до нескольких метров (рис. 2). Особенно широко эта морена распространена по р. Суле; она часто покрывает сплошным плащом и междуречные пространства.

Во всех обнажениях суглинок имеет большое сходство по цвету, составу, структуре, плотности, насыщенности валунным материалом. Характерно присутствие в большом количестве валунов местных пород - карбонатных и песчаников. Выходы тех и других имеются в верховьях Мезени и в особенности на Пижме. Преобладание валунов плохой окатанности свидетельствует о незначительном их переносе.

Н.Д. Понагайбо, описывая морену мезенского края, указывает на слоистый ее характер, что выражается, по его мнению, либо в чередовании слоев различного механического состава, либо в неравномерном распределении валунов, либо в различной окраске отложений [Понагайбо, 1929]. Следует отметить, что слоистость, связанная с неравномерным распределением валунов или различной окраской, - не типична для района. Но в ряде мест в верховьях Мезени и особенно в среднем течении Сулы верхний горизонт морены действительно имеет многочленное строение, т.е. в одном разрезе встречается 2-3 (и более) слоя валунного суглинка, которые разделены песками, супесями, гравийно-галечными прослоями. Мощность как суглинков, так и разделяющих их слоев может достигать нескольких метров.

Эти слои являются, по-видимому, внутриледниковыми линзами, но, может быть, такая пестрая толща возникла и в результате ледниковых подвижек - осцилляций.

Обобщая приведенные данные по разрезам четвертичной толщи района, палеогеографическую обстановку времени московского оледенения можно представить следующим образом.

Ледниковый покров в первую свою стадию занимал всю исследованную территорию. Вследствие потепления климата ледник отступил за ее пределы, оставив после себя нижний горизонт морены. От края таявшего и отступавшего ледника направлялись к югу флювиогляциальные воды, отложившие на морене слой песка. Затем на этой территории образовалось обширное, приледниковое озеро, о размерах которого можно судить хотя бы по двум обнажениям у Кослана и Небдино, отстоящим одно от другого на 90 км по прямой, в которых однотипные озерные глины залегают, примерно, на одном гипсометрическом уровне.

Первоначально влияние ледника было значительным; в водоеме отлагались типичные озерно-ледниковые осадки - ленточные глины. По мере отступания ледника влияние его ослабевало. Приледниковый водоем превратился в мелководное озеро, которое затем было спущено. Вслед за этим усилились эрозионные процессы; здесь стала вырабатывать долину древняя река Прамезень, частично размывшая озерные глины и нижний горизонт морены и отложившая толщу древне-аллювиальных песков (обн. 171). Дальнейшее накопление этих песков было прервано вновь надвинувшимся ледником (вследствие нового похолодания климата). Ледник занял всю территорию Западного Притиманья. Климатическая обстановка во время второй стадии московского оледенения отличалась крайней неустойчивостью. Колебания климата вызывали подвижки края ледникового покрова. Отступавший ледник оставлял валунные суглинки; флювиогляциальные потоки размывали их и наносили на них пески и супеси. При неоднократной смене климатической обстановки могли возникнуть пестрые по составу отложения (в особенности в прикраевых участках ледника).

В местах временных остановок края ледника образовывались скопления моренного материала в виде холмов. Можно предположить, что такие остановки ледник претерпел в районе южной части петли (Кослан - Глотово), на среднем и верхнем течении р. Пыссы, к северу от Мезенской Пижмы и, наконец, в районе Сулы. Именно здесь, в верхнем отрезке среднего течения Сулы, для ряда обнажений (307 и др.) характерно «слоистое» строение верхнего горизонта морены, обязанное, возможно, подвижкам края ледника.

В результате нового и значительного потепления климата ледник окончательно освободил территорию, оставив после себя верхний - местами многочленный - горизонт морены и уступив место флювиогляциальным, аллювиальным, озерно-болотным и эрозионным процессам.

ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ОТДЕЛ (Q₃)

Ни в одном из разрезов нет отложений, которые можно было бы без сомнений отнести к московско-валдайской межледниковой эпохе (Q₃¹ M-Wd), так как морена валдайского оледенения (gl Q₃ Wd) и морские отложения в районе отсутствуют. Вероятно, к этой эпохе относятся глины, суглинки и супеси некоторых обнажений р. Пижмы, залегающие на морене московского оледенения. Происхождение их, скорее всего, озерное: глины и суглинки - безвалунные, комковатые, иногда с рассеянным гравием, местами отмечается подобие слоистости. Супеси - очень однородные, тонкослоистые, без включений, с прослоями безвалунного суглинка.

В эпоху валдайского оледенения на территории района широкое развитие получили аккумулятивно-эрозионные процессы. Отложениями этого времени являются, очевидно, флювиогляциальные и зандровые пески водоразделов. Пески обычно желтого цвета, тонкозернистые с гравийно-галечными прослоями; мощность их местами до 5 м , в основании часто залегает галечно-валунный горизонт с песком и гравием.

Гораздо больше оснований для определения возраста отложений дают следы мерзлотных процессов в виде криотурбатных явлений. Отложения, подвергавшиеся мерзлотному смятию, почти без сомнения можно считать принадлежащими валдайской ледниковой эпохе. Такие явления можно наблюдать в верховьях р. Мезени, где в некоторых разрезах и шурфах отчетливо видны в подпочвенных супесях и песках следы вытаивания ледяных клиньев и карманообразные смятия (шурф 75, рис. 3). Некоторые из них в настоящее время значительно деформированы в результате процессов солифлюкции.

ГОЛОЦЕН (Q₄)

Послеледниковые образования широко распространены на исследованной территории и представлены отложениями различного механического состава (от галечников до глин и торфяников) и различного генезиса (элювиальные, делювиальные, аллювиальные, озерные, болотные).

Элювиальные отложения распространены обычно в местах близкого к поверхности залегания коренных пород и имеют небольшую мощность (верховья Мезени, среднее течение Пижмы). Делювиальные образования развиты, главным образом, по склонам террас и коренных берегов.

Большое распространение имеют древнеаллювиальные и аллювиальные отложения. Они представлены в основном песками и реже галечниками. Те и другие принимают большое участие в строении трех надпойменных террас pp. Сулы, Мезени и частично Пижмы, иногда полностью слагая отдельные участки террас, иногда залегая на морене или коренных породах. Современные аллювиальные отложения повсюду распространены на пойменной террасе и самих руслах рек.

Озерные отложения (глины, суглинки, супеси) и болотные (торфяники) встречаются в береговых обнажениях реже - преимущественно в разрезах пойменной или I надпойменной террасы; они являются самыми молодыми четвертичными образованиями.

Литература

1. Девятова Э.И. Стратиграфия четвертичных отложений и палеогеографии четвертичного периода в бассейне реки Онеги. Дисс. на соискание уч. ст. кандидата геогр. наук. Фонды Коми филиала АН СССР, 1961.

2. Девятова Э.И., Лосева Э.И. Стратиграфия четвертичных отложений и геоморфология бассейна р. Мезени. Отчет. Фонды Коми филиала АН СССР, 1961.

3. Люткевич Е. К истории водораздела Вычегды и Мезени. Изв. ВГО, т. 67, вып. 4, 1935.

4. Малахов А.А. Геологические исследования в районе верховьев р. Мезени в 1933 г . Изв. Лен. геолого-гидро-геодез. треста, № 4 (9), 1935.

5. Малахов А.А. Четвертичные отложения и геоморфология бассейна р. Мезени Tp. Сов. секции INQUA, вып. IV, 1939.

6. Малахов А.А. Геология Среднего Тимана и западного Притиманья. Тр. Сев. Геол. упр., вып. 6, 1940.

7. Плотникова М.И., Матвеева Г.В. Вещественный состав четвертичных отложений Среднего Тимана в связи с перспективами алмазоносности. ВСЕГЕИ, нов. сер., вып. 42., № 3. Мат. по четв. геологии и геоморфологии СССР, 1961.

8. Понагайбо Н.Д. Мезенская экспедиция. Тр. лесоэкономических экспедиций, вып. 1. 1929.

Ссылка на статью:

Лосева Э.И. К стратиграфии четвертичных отложений верхней Мезени // Известия Коми филиала Всесоюзного Географического общества. 1963. Выпуск 8. С. 15-22.