| ||
УДК 552.5:551.8:551.482(261.3) Санкт-Петербургский
государственный университет 199034 С-Петербург,
Университетская наб., 7/9 *
Всероссийский
нефтяной научно-исследовательский
геологоразведочный институт 191104 Санкт-Петербург,
Литейный просп., 29 | ||
Приводится описание разрезов
позднеледниковых - голоценовых
отложений, вскрытых р. Невой, - несколько
ниже по течению от г. Кировска (в районе
Невского пятачка) и примерно в 2 км ниже
по течению от впадения в Неву р. Тосны.
Рассмотрены результаты
гранулометрического, химического,
дифференциально-термического,
рентгенофазового анализов и изучения
акцессорных минералов. На основе
полученных материалов дана литолого-минералогическая
характеристика отложений и проведена их
корреляция. Обоснован вывод о
существовании р. Невы уже с
позднеледникового времени, а не с
максимума Ладожской трансгрессии в
позднем голоцене, как обычно принято
считать.
В
последние годы отмечается возрастание
интереса к истории Ладожского озера,
связанное в немалой степени с
экологическими и, особенно, прогнозно-экологическими
проблемами [История...,
1990; Эволюция..., 1993].
Для решения этих проблем важно знать не
только современное состояние, но и
эволюцию природных объектов. Поскольку
же Ладожское озеро - одна из
составляющих единой системы озеро - Нева
- Балтийское море [Геологический
мониторинг..., 1990], то
первостепенное значение приобретает
выявление времени возникновения р. Невы,
без чего не может быть восстановлена и
история всей системы. В
настоящее время, пожалуй, ни у кого не
вызывает сомнения, что Ладожское озеро,
а если говорить точнее - водоем на
территории его современного
распространения, образовалось в
плейстоценовое время, как восточная
часть Балтийской системы приледниковых
озер. Это было убедительно и наглядно
показано еще в книге Д.Д. Квасова [1975]
и в коллективной монографии [История..., 1990].
Краеугольным камнем последующих
реконструкций дальнейшей истории озера
являлось представление (однако уже не
кажущееся столь очевидным), что на
протяжении плейстоценовой истории и по
крайней мере до литоринового (атлантического)
времени водоем, располагавшийся на
территории Ладожского озера, соединялся
с Балтийским морем только проливом в
районе г. Выборг, известным под
названием Гейниокского пролива. Таким
образом, по широко распространенному
мнению, в плейстоцене и начале голоцена
геосистемы Ладожское озеро-река Нева
еще не существовало. О том, когда
возникла эта система, т.е. когда
образовалась река Нева, единодушного
мнения нет, несмотря на то, что история
формирования современных взглядов на
проблему весьма продолжительна [История...,
1990; Квасов, 1975; Малаховский и др., 1993
и др.]. Начиная с работы Г. Де Геера [Квасов,
1975], вышедшей в конце
прошлого века, обычно считают, что река
Нева зародилась лишь в конце голоцена в
результате трансгрессии озера к югу в
связи с «перекосом» его, вызванным
поднятием Балтийского щита; в начале же
голоцена порог стока Ладожского озера
находился вблизи г. Выборга [История..., 1990; Квасов, 1975;
Квасов, Назаренко, 1970; Можаев, 1973].
Высказывались предположения и о более
древнем возрасте Невы. Например, Ю. Айлио
относил ее появление к началу II
тысячелетия до н.э., К.К. Марков полагал,
что она образовалась в конце регрессии
литоринового моря, а С.С. Лапин считал,
что разработка долины Невы началась с
иольдиевого времени [История...,
1990; Квасов, 1975; Квасов, Назаренко, 1970;
Малаховский и др., 1993; Можаев, 1973]. Авторы
последних работ, в которых используются
новейшие данные по донным осадкам
Ладожского озера и абсолютному возрасту
отложений в его обрамлении [Давыдова и др., 1993;
Кошечкин, Экман, 1993; Малаховский и др., 1993а,
б], возникновение
Невы единодушно связывают с максимумом
Ладожской трансгрессии, закончившимся «прорывом
ладожских вод и формированием Невы» [Гусаков,
1990; Давыдова и др., 1993],
хотя продолжительность самой
трансгрессии и особенно время ее
максимального развития оценивают по-разному.
По существу, в этих работах обсуждаются
и дискутируются вопросы, связанные с
продолжительностью трансгрессии,
временем проявления ее максимума,
высотой подъема уровня вод, вызвавших
прорыв. Однако приведенные материалы не
только позволяют детализировать
представления о молодом возрасте Невы,
поскольку они дают возможность с
большей достоверностью оценивать время
максимума Ладожской трансгрессии, но
одновременно вызывают и определенные
сомнения в справедливости самого мнения
о молодости Невы [Верзилин,
1994; Верзилин и др., 1992; Верзилин,
Калмыкова, 1993]. Эти
сомнения усиливаются, если принять во
внимание полученные нами данные о
литолого-минералогических особенностях
позднеледниковых - голоценовых
отложений долины р. Невы. Одной из целей
настоящей статьи и является информация
об этих особенностях. ОБЩАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗУЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ Вряд
ли следует обосновывать положение, что
наиболее достоверные, а нередко и
единственные данные, позволяющие судить
об истории и обстановках формирования
геологических объектов, запечатлены в
самих породах. Естественно, что и
история р. Невы надежно может быть
восстановлена лишь при изучении осадков,
отложенных непосредственно ею самой или
парагенетически с ними связанных. К
сожалению, таких доступных для
исследования объектов мало, и они не
всегда поддаются стратиграфическому
расчленению «прямыми» методами (например,
по радиоуглеродным датировкам, спорово-пыльцевым
данным, остаткам диатомовых). Поэтому
возникает необходимость корреляции
осадков и установления их генезиса на
основе литологических показателей. Для позднеледниковых - голоценовых отложений, вскрытых р. Невой, опорным является сводный разрез в районе Невского пятачка, расположенный ниже по течению от г. Кировска (разрез 89-Д). Описание и некоторая минералого-геохимическая характеристика его приводились ранее [Верзилин и др., 1992; Верзилин, Калмыкова, 1993; Малаховский и др., 1993а]. Напомним лишь основные черты строения сводного разреза, составленного по нескольким частным (рис. 1). Наиболее
характерными для позднеледниковых
осадков являются голубовато-серые
алевриты тонкослоистые,
волнистослоистые или с четкими следами
восходящих знаков ряби. Меньше
распространены желтые и светло-серые
алевро-пески. Взбегающая слоистость в
них и в подстилающих голубовато-серых
алевритах иногда образует единый
комплекс. В нижней части разреза среди
алевритов присутствуют перемятые
породы, представленные
неотсортированным, с обломками
гравийной и галечной размерности,
голубовато-серым моренным материалом,
перемешанным с желтоцветным и светло-серым
песчано-дресвяным. Мощность их около 0.7 м.
Местами в воде или несколько выше ее
отмечались выходы голубовато-серой
песчано-алеврито-глинистой морены с
гальками и валунами. Мощность всей пачки
позднеледниковых отложений, вероятно,
не менее 6 м. Выше залегают породы пребореала. Они сложены либо желтоватыми алевритовыми песками (около 1 м); либо коричневато-серыми песко-гравийниками с галькой и валунами (0.2-0.3 м), сменяющимися вверх голубовато-серыми глинисто-песчано-алевритовыми осадками (0.2 м), а затем - торфом; либо желтыми с голубоватыми пятнами алевритами (вероятно, около 0.2 м), светло-серыми алевритовыми песками с гравием и реликтами корней растений (0.2 м), переходящими в торф, иногда с галькой до 10 см в подошве. К пребореалу относится лишь нижняя часть торфа, общая мощность которого достигает 1.5 м, а максимальный временной интервал накопления составляет 9550 ± 60 - 3400 ± 100 лет назад [Верзилин и др., 1992; Малаховский и др., 1993б]. Одновременно с накоплением торфа, и это видно в располагающихся несколько ниже по течению Невы обнажениях (см. рис. 1, IV-V), происходило отложение и других осадков: в бореале - темно-серых алевритов, нередко с прослойками углистого материала и обломками древесины, желтых и светло-серых алевритовых песков, общей мощностью около 1.7 м; в атлантическое время - тонкопереслаивающихся светло-серых до черных алевритов, песков и торфяных прослоев (мощность неясна, т.к. выходы у уреза воды); в суббореальное время - светло-серых алевритовых песков, в кровле с буровато-серыми алевритами (мощность около 3 м). На торф и на разные уровни бореальных-суббореальных отложений ложатся светло-желтые до ржаво-желтых пески субатлантического возраста, относимые ко времени Ладожской трансгрессии [Малаховский и др., 1993а, б], мощность которых достигает 2.7 м. В районе Невского пятачка на правом берегу р. Невы в позднеледниковых - голоценовых отложениях торф не отмечен, и разрез имеет несколько иное строение и литолого-минералогический состав, чем на левом берегу (см. рис. 1, VII). На
левом берегу р. Невы примерно в 2 км ниже
по течению от впадения в нее р. Тосны был
описан второй сводный разрез (89-Т)
позднеледниковых - голоценовых
отложений (рис. 2). Здесь и далее в скобках
приводятся номера образцов,
соответствующие указанным на рис. 2 и 4. В
основании разреза непосредственно выше
уреза воды обнажена пачка около 7 м
мощности светло-желтых косослойчатых (13)
или со слоистостью типа знаков ряби
песков (14), в верхней части - с прослоями
алевритов (9), иногда ожелезненных (10).
Перекрывается она голубовато-темно-серыми
тонкослоистыми (ленточными) глинами,
вскрытыми на всю мощность (3.7 м) примерно
в 30 м выше по течению, где видна
складочка, в ядре которой обнажены
светло-желтые с прослойками до ржаво-желтых
пески и алевриты. В нижней части глины
параллельно-тонкослоистые с размером
слойков в доли и единицы миллиметров (11),
несколько выше основания нередко с
тонкой слоистостью типа мелких знаков
ряби. В средней части пачки в глинах
виден валу, поперечником около 30 см.
Нижняя часть его вдавлена в глины, а
верхняя - облекается ими. На уровне
валуна присутствует прослой глины с
примесью гравийных зерен. В кровле (около
20 см) глины становятся коричневыми (12),
чему предшествует появление в
сероцветных глинах прослоев с
красноватым оттенком. Выше
располагаются сложно перемятые пески,
но вскрыта лишь их подошва. Примерно
в 200 м выше по течению на глинах (1, 2)
залегают желтовато-светло-серые и
светло-желтые пески (3) с прослоями почти
черного цвета (6), в верхней части с
алевритами (4). Они отчетливо перемяты,
иногда со следами «закручивания»
материала. Перемятость подчеркивается
наличием причудливо деформированных
прослойков, обогащенных глинистым
материалом или состоящих из песчаного
материала, окрашенного почти в черный
цвет из-за значительной примеси
углистого органического вещества. Облик
этой перемятой пачки, мощность которой 2
м, вероятно, указывает на подводно-оползневое
происхождение отмеченных текстур. Деформированная
пачка перекрывается параллельно-слоистыми
или со слоистостью типа знаков ряби
песками (5) и алевритами (8, 7) мощностью 4 м. В
нижней части пласта преобладают светло-желтые
и светло-серые пески, сменяющиеся вверх
светло-коричневыми и рыжевато-желтыми
алевритами. В песках между погребенными
знаками ряби встречаются примазки и
линзочки более тонкого материала с
примесью глинистой составляющей. В
верхней части наблюдается линзовидная
слоистость с подчиненной ролью песчаных
прослойков, слагающих валики ряби. Для
описанных обнажений близ впадения р.
Тосны нет ни радиоуглеродных датировок,
ни палеонтологических данных,
позволяющих судить о возрасте осадков.
Горизонт ленточных глин по известным
геологическим данным [ИНКВА...,
1982], литологическим
особенностям и сходству внешнего облика
с голубовато-серыми тонкослоистыми
алевритами, характерными для
позднеледниковых отложений в районе
Невского пятачка, естественно относить
к позднеледниковому возрасту. Таковой
же следует принимать и датировку
подстилающих его песков. Относительно
же возраста отложений, залегающих выше
ленточных глин, нам кажется, могут быть
предложены два варианта. Первый - это
пребореальные и бореальные отложения,
постепенно сменившие позднеледниковое
осадконакопление. Второй - это осадки
субатлантического возраста, отвечающие
пескам верхней части разрезов в районе
Невского пятачка (см. рис. 1). Во втором
случае, соответственно, предполагается
отсутствие в разрезе отложений от
пребореальных до суббореальных. ЛИТОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ОТЛОЖЕНИЙ Основные черты гранулометрических, геохимических и минеральных особенностей изученных отложений показаны на рис. 3 и 4. Вырисовывается четкая зависимость геохимических параметров осадков от их гранулометрии. Наиболее ярко ее фиксирует распределение кремнезема - резкое увеличение его содержаний в породах, обогащенных песчаным материалом, и уменьшение в алевритовых и, особенно, в глинистых. Эта тенденция четко проявляется в Тосненском разрезе; в отложениях, вскрытых близ г. Кировска, она выражена в меньшей степени и не так явно. В частности, в алевролитах суббореального возраста были отмечены содержания кремнезема, аналогичные песчаным осадкам. Некоторые отличия в химическом составе пород сравниваемых разрезов отражают, вероятно, гранулометрические особенности слагающих их отложений. В разрезе 89-Д нередко присутствуют содержащие грубообломочный материал породы, но нет собственно глинистых. В разрезе 89-Т, напротив, не встречена даже примесь гравийного материала, а глины являются характерными образованиями позднеледникового возраста. Отмеченные особенности гранулометрического состава осадков, скорее всего, следует объяснять расположением первого разреза ближе к питающей провинции. Соответственно, более длинный путь транспортировки материала приводил к его большей тонкозернистости и отсортированности. Для
сопоставления изученных разрезов
химические данные надежных показателей
не дали. Правда, отмечаются (см. рис. 3 и 4)
большие отличия песков, залегающих в
разрезе вблизи впадения р. Тосны выше
позднеледниковых отложений, от песков
субатлантического возраста у г.
Кировска, чем от более древних. Это может
рассматриваться как некоторый довод в
пользу пребореального и бореального
возраста верхней части Тосненского
разреза. Проведенные
дифференциально-термические анализы
фракций размером менее 0.01 мм, выделенных
из всех отобранных образцов, показали
общность минерального состава
пелитового материала и отсутствие
принципиальных отличий в
разновозрастных породах. По существу,
различия связаны с неодинаковым
содержанием органического вещества, что
проявилось в разной степени
выраженности экзотермического эффекта
в интервале температур 250-550°С на
термических кривых. Для
более точного определения состава
глинистых минералов было проведено
рентгенофазовое изучение тех же фракций
размером менее 0.01 мм в ориентированных
препаратах, приготовленных по методике,
описанной в работе [Рентгенография..., 1983].
Съемка этих препаратов производилась в
воздушно-сухом и насыщенном
этиленгликолем состояниях с
использованием дополнительной
вертикальной щели (ширина 1 мм) перед
детектором для получения четких
дифракционных максимумов при малых
начальных углах съемки. Типичные
дифрактограммы образцов приведены на
рис. 5А. Состав глинистых минералов во
всех образцах оказался одинаковым -
гидрослюда, хлорит и примесь
смешанослойных минералов в отдельных
образцах. Помимо глинистых минералов по
характерным межплоскостным расстояниям
постоянно фиксируются кварц (0.425; 0.333-0.334
нм) и в небольшом количестве полевые
шпаты (0.324-0.325; 0.319; 0.402-0.404 нм и др.), иногда
отмечается примесь амфиболов (0.838-0.847 нм). Гидрослюда относится к группе Al-гидрослюд с диоктаэдрическим заполнением октаэдрического слоя. Диагностируется по базальным рефлексам d (нм) - 001: 0.996-1.03 (001); 0.497-0.498 (002), причем второй базальный рефлекс нередко достаточно интенсивный. На диоктаэдрический характер гидрослюды помимо четкого рефлекса (002) указывает и значение отражения (060), равное 0.1500-0.1503 нм. В некоторых породах содержится в различной степени разбухающая гидрослюда (см., например, 89-Д-28 на рис. 5а). На дифрактограммах такая гидрослюда определяется по асимметрии рефлекса (001) со стороны отражения меньших углов. По критериям, предложенным в работах [Коссовская, Дриц, 1970; Утсал, 1971], в этих гидрослюдах концентрация разбухающих пакетов не превышает 10%. О гидрослюдистой природе минерала свидетельствует постоянное присутствие на дифференциально-термических кривых эндотермического пика в интервале температур 80-250°С, связанного с выделением межслоевой воды, и эндотермического пика в интервале температур 500-600°С, обусловленного удалением из структуры минерала конституционной воды. Хлорит
определен по характерным базальным
максимумам d (нм) -
001: 1.40-1.43 (001); 0.710-0.715 (002); 0.470-0.473 (003); 0.356-0.357
(004). На
основании сравнения интенсивностей
указанных рефлексов можно предположить,
что хлорит Fe-Mg типа, так как у него, в
противоположность хлоритам Fe-типа,
нечетные рефлексы на дифрактограммах
достаточно ясно выражены [Котельников, Конюхов, 1986;
Рентгеновские методы..., 1965].
И кроме того, на дифференциально-термических
кривых он обычно проявляется по
эндотермическому эффекту в интервале
600-700°С, что также соответствует Fe-Mg
хлориту. Смешанослойные
минералы относятся
к неупорядоченным образованиям
монтмориллонит-гидрослюдистого состава.
Идентифицированы они по серии слабых
рефлексов в интервале 1.12-1.26 нм,
практически исчезающими после
насыщения препарата этиленгликолем, и
по некоторым другим признакам,
приводимым в работе [Дриц,
Сахаров, 1976]. Поскольку
состав глинистых минералов в изученных
отложениях одинаков и прямо не может
быть использован при расчленении и
корреляции разрезов, нами была сделана
попытка для этой же цели употребить
коэффициент структурного совершенства (степени
кристалличности) гидрослюды: отношение
высоты пика (001) гидрослюды к ширине его
основания. В отложениях разрезов у
Невского пятачка и в районе впадения р.
Тосны величина коэффициента изменяется,
соответственно, от 1.1 до 3.4 и от 1.7 до 3.8. В
обоих разрезах более высокие значения
коэффициента отмечаются для
позднеледниковых осадков, независимо от
их гранулометрического состава. Ранее
нами уже обсуждался вопрос о
возможности использования коэффициента
структурного совершенства гидрослюды
при расчленении верхнечетвертичных
донных отложений Ладожского озера, и
было высказано предположение, что
выявленный скачок величины
коэффициента отвечает границе
позднеледниковых и голоценовых осадков
[Верзилин
и др., 1993]. Это
предположение как будто бы находит
подтверждение и на материалах
рассматриваемых объектов (см. рис. 5а).
Тем самым коэффициент структурного
совершенства гидрослюд может служить
одним из критериев при корреляции
осадков. Необходимо
отметить, что несмотря на различия в
гранулометрическом составе описанных
здесь пород и ранее изученных разрезов
донных отложений Ладожского озера,
состав глинистых и обломочных минералов
(во фракции менее 0.01 мм) в них одинаков.
Это хорошо видно при сравнении
дифрактограмм (рис. 5а и 5б). Проведенные
рентгенофазовые исследования выявили
практическое тождество состава
глинистых минералов позднеледниковых -
голоценовых отложений как Ладожского
озера, так и разрезов двух районов по
берегам р. Невы, вне зависимости от
гранулометрии пород и их возрастной
принадлежности. Это, очевидно, с одной
стороны, свидетельствует о постоянном
существовании одной и той же обширной
области сноса, поставлявшей терригенный
материал в соответствующие районы
осадконакопления, а с другой - о
стабильности параметров формирования
отложений во времени. Акцессорные
минералы были изучены во всех образцах,
отобранных из разреза Невского пятачка
и из разреза близ р. Тосны. Качественный
состав акцессорных минералов в обоих
разрезах характеризуется значительным
однообразием. Основную часть тяжелой
фракции составляют минералы групп
амфиболов и пироксенов (в отдельных
образцах до 55-74%), слюд (до 100%) и гранатов
пироп-альмандинового ряда (до 45-53%).
Иногда первые десятки процентов в
тяжелой фракции приходятся на
гидроксиды железа, до 10-17% на магнетит, до
10% на ильменит с лейкоксеном и эпидот.
Турмалин, апатит, сфен, циркон, ставролит,
кианит, гематит присутствуют в
количестве 1-4%. В долях процента и в
единичных зернах встречаются рутил,
анатаз, монацит, хромшпинелиды.
Эпизодически наблюдаются пирит, барит и
биогенные фосфаты. В
изученных разрезах количественные
изменения в составе главных акцессорных
минералов связаны чаще всего с
различиями гранулометрии пород. Так,
слюдами обогащены алевриты, а гранатами
и минералами групп амфиболов и
пироксенов - песчаные породы. Однако
просматриваются и некоторые
особенности в распределении
акцессорных минералов как в отложениях
различных климатических периодов, так и
по разрезам. В
разрезе Невского пятачка соотношение
гранатов, слюд и амфиболов с пироксенами
в нижней части позднеледниковых
отложений (см. рис. 3, обр. 10, 24-26) резко
колеблется, несмотря на относительную
однотипность пород, причем в собственно
моренных образованиях преобладают
амфиболы с пироксенами и гранаты.
Залегающие выше позднеледниковые
отложения отличаются, за редким
исключением, постоянным значительным
количеством слюд и постоянным
присутствием гидроксидов железа. Для
пород пребореала и бореала типичны
высокое содержание гранатов и амфиболов
с пироксенами, а также появление и
частая встречаемость циркона. Кроме
того, для отложений пребореала
отличительной чертой является довольно
большое количество в тяжелой фракции
эпидота (до 8%), а для пород бореала
нередок пирит в виде гроздевидных
глобулярных образований, стяжений и
псевдоморфоз по растительным остаткам.
Лишь в кровле отложений бореала (см. рис.
3, обр. 4) отмечается значительное
содержание биотита, который превалирует
и в составе тяжелой фракции пород
атлантика и суббореала. Пески, относимые
к субатлантическому времени,
характеризуются эпидот-гранат-амфиболовой
ассоциацией акцессорных минералов. Таким
образом, наиболее существенными
отличиями в составе и соотношении
акцессорных минералов отложений
разного возраста в разрезе Невского
пятачка являются: высокое содержание
слюд и часто наличие повышенных
концентраций гидроксидов железа в
позднеледниковых отложениях; высокое
содержание граната, амфиболов,
пироксенов и обычное присутствие
циркона в отложениях пребореала и
бореала; наиболее значительное
количество эпидота в породах пребореала;
частая встречаемость пирита в
отложениях бореала; большая доля слюд в
тяжелой фракции пород суббореала. В
разрезе близ впадения р. Тосны (89-Т)
содержится практически тот же набор
акцессорных минералов, что и в разрезе 89-Д.
Хотя следует отметить и некоторые
различия. Если в разрезе 89-Д ставролит
наблюдался эпизодически и только в
единичных зернах, то в разрезе 89-Т
ставролит присутствует почти постоянно,
а количество его нередко составляет
более одного процента (до 3.8%) тяжелой
фракции. Увеличивается частота
встречаемости среди акцессорных
минералов кианита, апатита и сфена.
Наиболее вероятно, что указанные
особенности объясняются имевшим место
дополнительным привносом данных
минералов реками Тосной и Мгой. Поскольку
возрастное расчленение отложений
Тосненского разреза отсутствует,
попытаемся сделать это на основе
сопоставления особенностей
распределения акцессорных минералов в
нем и в опорном разрезе Невского пятачка.
Верхняя алеврито-песчаная часть
обнажения (см. рис. 4, обр. 3-8) отличается (за
редким исключением) высоким содержанием
амфиболов и граната. По сравнению с
нижней частью разреза для нее
свойственно в среднем повышенное
содержание эпидота и постоянное наличие
циркона. По совокупности данных верхнюю
часть разреза с наибольшей степенью
вероятности следует относить к
отложениям пребореала и бореала, так как
для нее типичны признаки, установленные
для отложений этого возраста в разрезе
89-Д. Образцы
из всей нижней части разреза
характеризуются относительной
общностью состава тяжелых минералов.
Основными акцессорными минералами в ней
являются амфиболы, пироксены гранат,
слюды и гидроксиды железа (см. рис. 4).
Содержание слюд в целом в этой части
разреза более высокое, чем в верхней
части. По этому признаку и по постоянно
повышенному количеству гидроксидов
железа ее можно соотнести с
позднеледниковыми отложениями разреза
Невского пятачка. Более низкое по
сравнению с позднеледниковыми
отложениями разреза 89-Д содержание слюд
объясняется, вероятно, меньшим
распространением в осадках
алевритового материала, с которым
обычно четко коррелируется повышенное
количество этих минералов. Таким
образом, результаты изучения
акцессорных минералов, совместно с
другими приведенными данными об
особенностях состава изученных
отложений, подтверждают мнение о
позднеледниковом возрасте нижней
песчаной и глинистой пачек разреза близ
р. Тосны (см. рис. 2) и с большой долей
вероятности позволяют предположить, что
залегающие выше ленточных глин
отложения отвечают пребореалу и началу
бореала. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ Выявленный
практически тождественный минеральный
и химический составы одноименных
гранулометрических разностей, а также
фракций размером менее 0.01 мм по
изученным разрезам позднеледниковых -
голоценовых отложений долины р. Невы, по
нашему мнению, однозначно
свидетельствует о постоянном приносе
почти всего терригенного материала из
одной и той же весьма обширной питающей
провинции - единой естественной
седиментационной области Ладожского
озера. Причем само озеро или, точнее, его
юго-западная часть, очевидно,
представляла собой транзитный участок
для осадочного материала, т.е. смеситель,
в пределах которого осуществлялись в
какой-то мере и осреднение терригенного
вещества и его некоторая дифференциация
по гидравлической крупности. В
результате в палео-Неву приносилась в
основном как бы «рафинированная» (очищенная
от грубообломочного, а часто и песчаного
материала) и осредненная
гидродинамическими процессами «средняя
проба»; терригенного вещества,
поступавшего в юго-западную часть озера. Представления
о таком осреднении в озере терригенного
осадочного вещества, попадавшего затем
в Неву, находят подтверждение в данных и
выводах, приводимых в работе [Барков
и др., 1983].
Естественно, поступавший в палео-Неву
такой уже гидравлически
преобразованный осадочный материал мог
обладать достаточно жесткой
корреляцией ассоциации обломочных
тяжелых минералов с гранулометрическим
составом. И эта корреляция в каждый
конкретный этап существования палео-Невы,
в обстановке в общем гидродинамически
однотипной, очевидно, нарушалась
незначительно. Вероятно, палео-Нева и в
прежние времена выступала как канал
спуска Ладожских вод, постоянно «засасывавший»
осадочный материал из озера, но почти не
отлагавший его в своих пределах, являясь
преимущественно транзитной артерией. Следует
подчеркнуть, что состав акцессорных
минералов в терригенных осадках, как
правило, очень чутко реагирует на
появление дополнительных областей
сноса, на колебания соотношения
материала, приносимого из разных
водосборов, и другие изменения в
питающих провинциях или на путях
переноса осадочного материала. Яркий
пример тому - большие колебания
содержаний отдельных тяжелых минералов
по площади в современных осадках
Невской губы до строительства дамбы,
отраженные в публикациях [Логвиненко
и др., 1980, 1988], и
значительные изменения в их
распределении, вызванные этим
строительством [Окнова,
Верзилин, 1992]. Ранее
было показано [Окнова,
Верзилин, 1992], что
строительство дамбы привело к
существенной трансформации ассоциаций
тяжелых минералов, основные причины
которой - прекращение вдольберегового
переноса в месте ее сооружения и
некоторое ослабление гидродинамической
активности на акватории Невской губы.
Все это предопределило меньшее
перераспределение обломочного
материала и, тем самым, большее
отражение в осадках воздействия местных
источников сноса. В
результате, несмотря на то, что основная
масса осадочного материала приносится в
Невскую губу рекой Невой, влияние
дополнительных областей сноса в
настоящее время приводит к значительной
трансформации ассоциаций тяжелых
минералов в районах, расположенных
вблизи от них. Так, выявлено часто резкое
обогащение осадков черными рудными
минералами (ильменитом и магнетитом) и
гидроксидами железа вблизи от острова
Котлин и пос. Лисий нос, а амфиболами и
эпидотом - отложений восточной части
губы и района пос. Лисий нос. Более
высокие содержания граната характерны
для южных районов Невской губы, а
циркона - для северных. Из основных
тяжелых минералов, присутствующих в
терригенных осадках Невской губы, лишь
для слюд и хлорита не отмечается
отчетливой связи с какой-либо питающей
провинцией, поскольку высокие
флотационные свойства благоприятствуют
их широкому разносу и обогащению
осадков, удаленных от береговых зон. Приведенные
данные наглядно подтверждают сделанное
на основании практически идентичного
состава тяжелых минералов во всех
изученных позднеледниковых -
голоценовых отложениях р. Невы
заключение о поступлении слагающего их
терригенного материала на протяжении
всего указанного возрастного интервала,
по существу, из одной питающей провинции
- Ладожского озера. Проявившееся, как уже
указывалось, в отложениях разреза близ
впадения р. Тосна влияние
дополнительной области сноса -
водосборов рек Тосна и Мги - могло быть
лишь незначительным. На
основании результатов
петрографического изучения песчаных
осадков Ладожского озера недавно было
показано [Усенков
и др., 1994], что для
мелких фракций песков юго-западной
части озера характерно обилие слюд в
связи с выносом их реками с Карельского
перешейка, дренирующими гранитогнейсы.
Напротив, для р. Волхов, размывающей
кембрийско-ордовикские осадочные толщи
южного Приладожья, этого не наблюдается,
а типично обилие регенерационного
кварца. Следовательно, высокое
содержание слюд во всех изученных нами
отложениях может рассматриваться как
показатель постоянного привноса
основной части осадочного материала из
Карельского региона, а, следовательно,
тем самым, и постоянно - с
позднеледникового времени -
существования р. Невы. Таким
образом, проведенные исследования не
подтверждают мнения о том, что Нева
образовалась во время максимума
Ладожской трансгрессии в результате
перелива озерных вод через водораздел
между рекой Мгой (впадавшей якобы
сначала в Ладогу) и Тосной (впадавшей в
Финский залив) [Квасов,
1975]. Имей место такая
смена областей сноса для осадков,
формировавшихся в районе Невского
пятачка, она проявлялась бы в
кардинальных изменениях состава
отлагавшегося терригенного материала
во времени. Отсутствие таких изменений,
нам представляется, однозначно
свидетельствует в пользу существования
р. Невы с позднеледникового времени.
Такой вывод полностью согласуется с
некоторыми текстурными особенностями
отложений. Как было показано, в изученных обнажениях имеют широкое развитие позднеледниковые отложения. Так, согласно данным, приведенным в работе [Малаховский и др., 1993а], в одном из разрезов, в районе Невского пятачка, в кровле их обнаружены споры и пыльца, позволяющие датировать вмещающие их осадки поздним дриасом. Последнее, равно как и отсутствие следов значительных перерывов между рассматриваемыми отложениями и залегающими выше пребореальными, охарактеризованными абсолютными датировками около 9550 лет, позволяет считать, что вскрытые позднеледниковые отложения включают и наиболее молодые образования. Морфологические особенности часто отмечаемой в них четкой слоистости восходящих знаков ряби (рис. 6) указывают на то, что направление водных потоков, отлагавших осадочный материал, в позднем дриасе соответствовало современному течению р. Невы. Данные
о распространении позднедриасовых
отложений в описанных обнажениях по
береговым обрывам Невы ставят под
сомнение утверждения о том, что бассейн
осадконакопления на территории
Приневской низины существовал лишь в
начальный период развития
приледникового озера Рамзая, позже он
исчез, и сообщение между Ладожским и
Невским плесами поддерживалось только
через северную часть Карельского
перешейка. Из приведенного фактического
материала следует, что прекративший
существование в аллереде водоем должен
был оставить после себя речную протоку -
палео-Неву. Соответственно, по нашему
мнению, именно в это время образовалась
геосистема Ладожское озеро - река Нева.
Возникновение в таком случае пролива в
северной части Карельского перешейка
проблематично. Присутствие
в обнажениях Невского пятачка
терригенных отложений всех
климатических периодов голоцена,
значительная литологическая
изменчивость слагающих изученные
разрезы пород (наряду с довольно
стабильным минеральным составом в
сходных гранулометрических разностях),
широкое развитие разнообразной косой
слойчатости, свидетельствующей об
отложении осадочного материала в
подвижной водной среде, следы
многочисленных размывов и врезов более
молодых осадков в более древние,
нередкое залегание молодых осадков
гипсометрически ниже древних (см. рис. 1 и
2) - все эти черты в совокупности
позволяют предполагать, что описанные
отложения образовались вследствие
деятельности палео-Невы, постоянно
существовавшей с позднеледникового
времени и до наших дней. ЗАКЛЮЧЕНИЕ История
р. Невы, и соответственно геосистемы
Ладожское озеро - река Нева, может быть
достоверно выяснена лишь на основе
изучения осадков, отложенных ею самою.
Впервые проведенное с этой целью
детальное литологическое изучение
сводного разреза, опорного для
позднеледниковых - голоценовых
отложений, вскрытых в современных
бортах р. Невы в районе Невского пятачка,
и разреза - близ впадения р. Тосна,
выявило: 1.
Наличие четкой зависимости химического
состава и соотношения содержаний
тяжелых минералов от
гранулометрических особенностей пород. 2.
Однообразие состава глинистых
минералов (гидрослюда и хлорит, в
отдельных образцах с примесью
смешанослойных монтмориллонит-гидрослюдистого
ряда) во фракции размером менее 0.01 мм
независимо от гранулометрического
состава и возрастной принадлежности
пород. Проявление большего структурного
совершенства гидрослюд в
позднеледниковых отложениях по
сравнению с голоценовыми. Аналогичные
особенности ранее были отмечены и в
осадках Ладожского озера. 3.
Практически тождественный минеральный
и химический составы пород с
одинаковыми гранулометрическими
характеристиками, по мнению авторов,
однозначно свидетельствуют о
постоянном приносе почти всего
терригенного материала из Ладожского
озера. Подтверждает это и ориентировка
косослойчатых текстур. Особенности
литологического состава
позднеледниковых - голоценовых пород
бортов р. Невы, представительные данные
об абсолютном возрасте отложений,
свидетельствующие о присутствии
осадков всех климатических периодов
голоцена, позволили сделать вывод о
постоянном существовании р. Невы уже с
позднеледникового времени. Авторы
приносят благодарность проф. Д.Б.
Малаховскому за привлечение внимания к
затронутой в статье проблеме, помощь в
полевом изучении объектов и
предоставлении данных по
радиоуглеродным датировкам и оценке
возраста пород по палинологическим
заключениям. СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ Барков
Л.К., Щербаков Е.М., Усенков С.М.
Состав и динамика современных донных
осадков южной части Ладожского озера //
Вестник ЛГУ. 1983. Вып. 1. № 6. С. 32-40. Верзилин
Н.Н., Гонтарев Е.А., Антонова М.С.
Некоторые данные о литологии и геохимии
плейстоцен - голоценовых донных осадков
северной части Ладожского озера //
Эволюция природных обстановок и
современное состояние геосистемы
Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н.,
Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 25-35. Верзилин
Н.Н., Калмыкова Н.А.
Минералого-геохимическая
характеристика позднеледниковых -
голоценовых отложений Палеоневы района
г. Кировска // Эволюция природных
обстановок и современное состояние
геосистемы Ладожского озера / Под ред.
Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во
РГО, 1993. С. 85-92. Верзилин
Н.Н., Малаховский Д.Б., Калмыкова Н.А.
и др. Минералого-геохимические
особенности позднеледниковых -
голоценовых отложений Палеоневы //
Аллювий (Межвуз. сб. науч. трудов). Пермь:
Изд-во ПГУ, 1992. С. 58-64. Верзилин
Н.Н. Новые
представления о времени возникновения
Невы // Вестник СПбГУ. 1994. Сер. 7. Вып. 4. С.
58-63. Геологический
мониторинг и проблемы геоэкологии
Балтийского и Черного морей. Междунар.
симпозиум / Под ред. Егиазарова Б.Х.,
Айнемера А.И., Додина Д.Д. Л.: Наука, 1990. 100 с. Гусаков
Б.Л. Ладожское озеро.
Современные проблемы. Л.: Знание, 1990. 32 с. Давыдова
Н.Н., Делюсина И.В., Рыбалко А.Е.
и др. Донные отложения Ладожского озера
и его эволюция в позднем плейстоцене-голоцене
// Эволюция природных обстановок и
современное состояние геосистемы
Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н.,
Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 14-24. Дриц
В.А., Сахаров Б.А.
Рентгеноструктурный анализ
смешанослойных минералов. М.: Наука, 1976.
256 с. ИНКВА.
XI Конгресс, 1992. Путеводитель экскурсий А-15,
С-15. Ленинград и Ленинградская область /
Под ред. Краснова И.И., Зарриной Е.П. М.:
ВИНИТИ, 1982. 67 с. История
Ладожского, Онежского, Псковско-Чудского
озер, Байкала и Ханка / Под ред. Квасова Д.Д.,
Мартинсона Г.Г., Раукаса А.В. Л.: Наука, 1990.
280 с. Квасов
Д.Д., Назаренко В.А. О
датировке максимума Ладожской
трансгрессии // История озер (Тр.
Всесоюзн. симпозиума) / Под ред.
Кабайлене М.В. Вильнюс, 1970. Т. 2. С. 332-341. Квасов
Д.Д.
Позднечетвертичная история крупных
озер и внутренних морей Восточной
Европы. Л.: Наука, 1975. 278 с. Коссовская
А.Г., Дриц В.А. О
гидрослюдах осадочных пород // Глины, их
минералогия, свойства и практическое
значение. М.: Наука, 1970. С. 51-57. Котельников
Д.Д., Конюхов А.И.
Глинистые минералы осадочных пород. М.:
Недра, 1986. 247 с. Кошечкин
Б.И., Экман И.Н. Голоценовые трансгрессии Ладожского
озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина
Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 49-60. Логвиненко
Н.В., Барков Л.К., Усенков С.М.
Некоторые особенности
минералогического состава донных
осадков восточной части Финского залива
// Вестник ЛГУ. 1980. Сер. 7. Вып. 2. № 12. С. 7-19. Логвиненко
Н.В., Барков Л.К., Усенков С.М.
Литология и литодинамика современных
осадков восточной части Финского залива.
Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. 148 с. Малаховский
Д.Б., Арсланов Х.А., Гей Н.А.
и др. Новые данные по истории
возникновения Невы // Эволюция природных
обстановок и современное состояние
геосистемы Ладожского озера / Под ред.
Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во
РГО, 1993а. С. 74-84. Малаховский
Д.Б., Арсланов Х.А., Гей Н.А.
и др. Новые данные по голоценовой
истории Ладожского озера // Эволюция
природных обстановок и современное
состояние геосистемы Ладожского озера /
Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.:
Изд-во РГО, 1993б. С. 61-73. Можаев
Б.Н. Новейшая
тектоника Северо-Запада Русской равнины.
Л.: Недра, 1973. 232 с. Окнова
Н.С., Верзилин Н.Н.
Тяжелые минералы современных донных
осадков Невской губы и влияние на их
состав строительства дамбы // Аллювий (Межвуз.
сб. науч. трудов). Пермь: Изд-во ПГУ, 1992. С.
64-69. Рентгеновские
методы изучения и структура глинистых
минералов. Пер. с англ. / Под ред. Брауна Г.
М.: Мир, 1965.599 с. Рентгенография
основных типов породообразующих
минералов / Под ред. Франк-Каменецкого В.A.
Л.: Недра, 1983. 359 с. Усенков
С.М., Шванов В.Н., Засименко Л.И.
Петрографическое изучение песчаных
осадков Ладожского озера (с применением
шлифов и окрашивания полевых шпатов) //
Бюл. МОИП. Отд. геол. 1994. Т. 69 1 Вып. 5. С. 59-71. Утсал
К.Р. О технике и
методике исследования глинистых
минералов рентгеновскими методами // Уч.
зап. Тартуского унив-та. 1971. Вып. 286. С. 3-50. Эволюция
природных обстановок и современное
состояние геосистемы Ладожского озера /
Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.:
Изд-во РГО 1993. 118 с.
|
Ссылка на статью:
Верзилин Н.Н., Гонтарев Е.А., Калмыкова Н.А., Окнова Н.С. Литолого-минералогические особенности позднеледниковых – голоценовых отложений долины р. Невы // Литология и полезные ископаемые. 1998. № 2. С. 133-144.
|