Изучение ледниково-морских отложений фиордового побережья Шпицбергена позволило выделить три основные зоны осадконакопления: зону подводных морен, зону айсберговых ледниково-морских отложений и зону подводных абляционных морен. В статье излагается принципиальная схема динамики накопления ледниково-морских отложений при постоянном уровне моря в зависимости от динамики ледника, а также характеризуются основные выделенные фации этих осадков. Описываются критерии, позволяющие различать мореноподобные фации ледниково-морских отложений и основные марены долинных ледников.

Современные и ископаемые ледниково-морские отложения залегают на громадных пространствах территории СССР и других стран, что отражено в многочисленных опубликованных работах советских и зарубежных исследователей [Архипов, 1959; Архипов и др., 1957; Зубаков, 1957; Лазуков, 1960; Лисицын, 1961; Наливкин, 1956; Armstrong et at., 1954; Easterbook, 1964]. Однако многие вопросы динамики накопления этих образований, фациального расчленения и отличия их мореноподобных фаций от морен еще слабо разработаны. В литературе дискутируются основные критерии, позволяющие различать ледниковые и ледниково-морские отложения, нередко имеющие большое сходство. В связи с этим данные, собранные нами по динамике накопления и строению молодых ледниково-морских отложений Шпицбергена могут представить интерес как сравнительный материал.

Впервые ледниково-морские отложения на о. Западный Шпицберген в разрезах морских террас были установлены советскими исследователями Д.В. Семевским и Е.П. Шкатовым [1965_1,2], которые обратили внимание на их внешнее литологическое сходство с санчуговскими отложениями севера Западной Сибири.

Формирование ледниково-морских отложений происходит на Шпицбергене и в настоящее время, поскольку многие крупные долинные ледники, например Норденшельд, Натхорст, Пост и др., спускаются непосредственно в море и их окончания находятся на плаву (фиг. 1).

В недалеком историческом прошлом ледники были распространены еще шире, о чем свидетельствуют данные, собранные зарубежными и советскими исследователями. Например, недавнее распространение ледника Норденшельда и скорость его отступания хорошо иллюстрируются фиг. 2 и табл. 1.

Еще более значительные отступления отмечены для ледника Хорнбреен оканчивающегося в заливе Хорнсунн, который за период с 1901 по 1964 г отступил примерно на 11 км . В этом отношении интересны также данные, собранные норвежскими исследователями по леднику Паулабреен, оканчивающемуся в настоящее время на суше, а сравнительно недавно перекрывавшему большую часть Риндербухты Ван-Майен-фиорда. Значительные изменения претерпел также ледник Натхорст-бреен (см. фиг. 2).

Широкое распространение ледников и их постепенная деградация установлены на Шпицбергене в голоцене и частично в плейстоцене. Поэтому в разрезах террас или морских толщ, развитых в вершинах некоторых фиордов, можно видеть строение морских осадков, накапливающихся в условиях резко расчлененного фиордового побережья, частично покрытого ледниками; некоторые из них оканчиваются в море. Ледниково-морские отложения наиболее детально изучались нами на о. Западный Шпицберген в Ван-Майен-фиорде, Ван-Келен-фиорде, Билле-фиорде, в Грен-фиорде, бухте Инглиш, а также в ряде других мест.

Изучение этих образований показало, что в них можно выделить различные типы осадков, отличающиеся друг от друга особенностями литологического состава, текстурами, напластованием, а также, до известной степени, фаунистической характеристикой. Иными словами, в фиорде, в который спускается ледник, можно выделить отличные друг от друга зоны осадконакопления, которым будут соответствовать различные фации. Строение осадков, накапливающихся в той или иной зоне, зависит от многих факторов и прежде всего от динамики ледника, от расположения зоны осадконакопления по отношению к глетчеру, от глубины фиорда, удаленности от берега и т.д. Учитывая весь комплекс факторов, влияющих на строение ледниково-морских отложений, мы попытаемся дать характеристику их в различных зонах осадконакопления: в ледниково-морских отложениях, накапливающихся в осевой части фиорда, и ледниково-морских отложениях, образующихся в условиях аккумулятивного и абразионного берега.

1. ОСНОВНЫЕ ЗОНЫ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ЛЕДНИКОВО-МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ В ОСЕВОЙ ЧАСТИ ФИОРДА

Первая зона располагается непосредственно под ледником в самой вершинной части фиорда. Она характеризуется тем, что в ней осаждается очень большое количество обломочного и мелкозернистого материала, вытаивающего непосредственно из нижних, обогащенных мореной, частей ледника, а также тем, что в ее пределах практически отсутствует какая-либо волновая деятельность. Эта зона накопления «подводных морен», формирующихся за счет таяния и выпадения на дно фиорда материала основных морен ледника. А.П. Лисицын [1967] под термином «подводная морена» подразумевает обычную субаэральную морену, которая оказалась на дне моря в связи с последующей его трансгрессией или, наоборот, в связи с погружением берега. Автор считает такое использование этого термина неправильным.

Вторая зона располагается в центральной глубоководной части фиорда, свободной от ледникового языка. Для нее характерны глубины от 100 до 200 м , а иногда даже до 350 м (Конг-фиорд). Помимо чисто морского типа накопления осадков для этой части фиорда характерен разнос крупнообломочного материала, вмерзшего в лед айсбергов. По мере таяния айсбергов обломки коренных пород, валуны и мелкозем, содержащиеся в них, постепенно падают на дно фиорда. Это зона накопления айсберговых ледниково-морских отложений.

Отличительной особенностью обломочного материала в осадках этой зоны является наличие валунов как обработанных ледником (остатки не вытаявшей основной морены), так и совершенно лишенных ледниковой обработки (материал из срединных и поверхностных морен). Каково соотношение этих двух типов обломочного материала в айсберговых ледниково-морских отложениях, пока сказать трудно, так как специальных исследований не производилось: решение этого вопроса - дело дальнейших работ.

Третья зона располагается непосредственно вблизи фронта ледника и является пограничной между двумя описанными. При современном положении фронта ледников для этой зоны характерны глубины около 20- 50 м . Однако в недалеком историческом прошлом эта зона распространялась на глубины около 100 м (см. фиг. 2).

Характерными для этой зоны являются следующие процессы. Во-первых, в ней происходит обламывание крупных глыб ледникового льда и образование айсбергов. В результате здесь сгружается в море большое количество обломочного материала, находящегося на поверхности льда в виде срединных и поверхностных морен или в виде материала, отложенного ледниковыми реками. Большая часть этого материала на поверхности глетчерного льда вследствие интенсивной абляции находится в рыхлом незамерзшем состоянии, и поэтому при образовании айсбергов и при их перевертывании происходит непосредственное сгруживание материала прямо в море. В отличие от обломков, вытаивающих из нижней части ледника, осаждающийся здесь обломочный материал не имеет никакой обработки, поскольку происходит за счет боковых и срединных морен. Это может явиться одним из критериев для распознавания отложений этой зоны осадконакопления в ископаемых толщах ледниково-морских отложений.

Во-вторых, в этой зоне происходит оброс большого количества влекомого и взвешенного материала, который несут потоки, текущие с ледника.

Морская вода в фиорде вблизи фронта ледника, как правило, мутная, бурого цвета, содержит большое количество взвешенных частиц. Поэтому осадки, накапливающиеся непосредственно вблизи фронта ледника, отличаются значительной грубостью гранулометрического состава. Так, по данным французских исследователей, вблизи фронта ледника Конгвегенбреен с глубины около 25 м была поднята проба следующего состава [Moign, 1965]: содержание (%) илистых частиц (от 2 до 40 μ) в ней оказалось 7,5; песка тонкозернистого (от 40 μ до 0,2 мм ) 15; песка среднезернистого (от 0,2 до 1 мм ) 7,5; гравия (2- 20 мм ) 12; гальки и валунов (> 20 мм ) 58. Осаждения главной массы глинистых частиц не происходит непосредственно у фронта ледника, так как оно затруднено здесь постоянным обрушиванием крупных глыб льда, создающим интенсивное движение воды. Садка их происходит не у самого фронта ледника, но, по-видимому, все-таки вблизи от него. Об этом свидетельствует, в частности, изменение мутности морской воды, которая становится прозрачной, во всяком случае в верхних ее частях, уже примерно на расстоянии около 500 м от фронта ледника.

По-видимому, обилие пресных вод, поступающих в море вблизи ледника и под ним, снижает даже несколько соленость моря в этих частях фиорда.

Поскольку облик осадков, накапливающихся в третьей зоне, создает материал срединных и поверхностных морен, а также флювиогляциальных потоков, отложения этой зоны можно рассматривать как абляционные подводные морены.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА НАКОПЛЕНИЯ ЛЕДНИКОВО-МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ В ОСЕВОЙ ЧАСТИ ФИОРДА ПРИ ПОСТОЯННОМ УРОВНЕ МОРЯ

Выделенные три зоны осадконакопления не являются постоянными во времени и пространстве. В зависимости от динамики движения ледника, положения уровня моря эти зоны могут смещаться, и соответственно будет меняться литологический облик накапливающихся осадков. Поэтому в разрезах, характеризующих эти отложения, можно иногда встретить довольно сложные сочетания ледниково-морских отложений.

Действительно, теоретически картину смены зон накопления ледниково-морских осадков в вершинной части фиорда в зависимости от динамики движения ледника при постоянном уровне моря можно представить себе так, как это изображено на фиг. 3.

При отсутствии ледника в прибрежной части фиорда будут накапливаться нормальные прибрежно-морские отложения (см. фиг. 3, А). Поскольку обычно в долинах, являющихся продолжением фиорда, текут реки и ручьи, в куте фиорда может образоваться сложное сочетание прибрежно-морских и дельтовых отложений, которые в глубь центральной части сменятся относительно глубоководными морскими осадками.

При появлении в долине наступающего ледника осадконакопление существенно, по-видимому, не изменится, поскольку зона абляции в этом случае минимальна, и реки и ручьи, вытекающие из ледника, только немногим отличаются от обычных неледниковых рек.

Процесс отложения ледниково-морских осадков, естественно, начинается только с момента выхода ледника в море. Здесь можно различить две стадии в формировании интересующих нас отложений.

Первая из них (см. фиг. 3, Б) отвечает тому отрезку времени, когда ледник еще находится на мелководье в вершинной части фиорда, полностью выполняя его, как бы вытесняя воду. В этом случае на участке бывшего мелководья накапливается обычная донная морена. В то же время у фронта ледника вследствие абразионных и термоабразионных процессов в (небольшом количестве уже начинают обламываться айсберги, которые разносят обломочный материал по другой части фиорда, свободной от ледника. Здесь начинается формирование айсберговых ледниково-морских отложений. В разрезах, характеризующих эту стадию накопления ледниково-морских отложений, очевидно, можно встретить довольно резкий по простиранию переход основной морены в айсберговые ледниково-морские отложения.

Вторая стадия в формировании ледниково-морских отложений (см. фиг. 3, В) связана с выходом наступающего ледника на большие глубины и с всплыванием его нижней части. С этого момента начинается формирование полного комплекса ледниково-морских отложений. В связи с тем, что в фазу наступления ледника зона абляций остается по своим размерам незначительной, рыхлого, не вмерзшего в лед материала поверхностных и срединных морен на поверхности ледника немного. Поэтому условий, благоприятных для накопления абляционных подводных морен, в этом случае нет. Эти осадки в фазу наступления ледника должны выпадать из разреза. Одновременно для накопления айсберговых ледниково-морских отложений и подводных морен в это время существуют наиболее оптимальные условия. И те и другие оказываются наиболее обогащенными обломочным материалом и имеют повышенные скорости осадконакопления. Действительно, именно в это время происходит наиболее интенсивный принос моренного материала любого типа, в связи с чем происходит массовое его вытаивание как из айсбергов, так и из части ледника, находящегося на плаву. Одновременно по мере наступления ледника происходит смещение зон осадконакопления в сторону свободной от глетчерного льда части фиорда. Повышенная скорость осадкообразования в зоне накопления подводных морен, особенно в вершинной мелководной части фиорда, а также возрастающая мощность льда, в конечном итоге могут привести к тому, что площадь части ледника, двигающегося по бывшему мелководью, может несколько возрасти. В этом случае можно найти активный контакт со следами движения льда между основной и подводной моренами.

После того как ледник достиг своего максимального распространения, в фазу деградации ледника происходит обратное смещение зон осадконакопления, т.е. в направлении к вершинной части фиорда (см. фиг. 3, Г ). В связи с расширением зоны абляции на поверхности нижней части ледника появляется большое количество свободно лежащего обломочного материала поверхностных и срединных морен. В результате значительно увеличивается роль абляционной подводной морены, которая постепенно ложится на подводную морену по мере разрушения части ледника, находящейся на плаву. В это же время в связи с пониженной активностью ледника происходит уменьшение поступления обломочного материала в виде основной морены и соответственно меньше становится материала в айсбергах, поскольку значительная часть его теряется при их образовании. В результате в эту стадию скорость накопления ледниково-морских айсберговых отложений и подводных морен уменьшается.

Наконец, при продолжающейся деградации ледника (см. фиг. 3, Д) он весь может оказаться на суше выше уровня моря и перестанет оказывать непосредственное влияние на формирование морских осадков. С этим моментом будет связано прекращение накопления ледниково-морских отложений. При благоприятных условиях в вершинной части фиорда вследствие усиленного поступления материала, приносимого флювиогляциальными потоками с тающего ледника, может образоваться на месте бывшего мелководья или наклонная флювиогляциальная равнина, или мелководье с режимом лагуны. B качестве примера подобных флювиогляциальных равнин можно сослаться па северную часть бухты Петуния пли на равнину на побережье Вуд-фиорда, вблизи ледника Абрахамсенбреен. Следует отметить также возможность того, что в пределах мелководья в осевой и прилежащей к ней частях фиорда вследствие значительных скоростей накопления отложений подводной морены часть деградирующего ледника может сесть на мель. В этом случае значительная часть льда глетчера превращается в поле мертвых льдов, которые постепенно вследствие продолжающейся абляции могут быть захоронены под своими же вытаявшими изо льда осадками и флювиогляциальными отложениями. При образовании достаточного по мощности покрова абляционных отложений дальнейшее таяние погребенного льда может прекратиться или настолько замедлиться, что он может сохраняться довольно продолжительное время.

Как показывают наши наблюдения, мощность абляционного покрова может быть очень незначительной и в отдельных случаях изменяться от 0,5 до 1,6 м . Более того, судя по материалам изучения морских террас в Ван-Колен-фиорде и в Ван-Майен-фиорде, абляционный покров может оказать такое теплоизоляционное воздействие, что глетчерный лед практически не тает даже при последующей трансгрессии, т.е. уже под уровнем моря. В качестве примера, иллюстрирующего это положение, можно сослаться на южное побережье Ван-Колен-фиорда, где вблизи кута фиорда, в который впадает ледник Натхорстбреен, имеется хорошо выраженная морфологически морская абразионно-аккумулятивная терраса с фауной морских моллюсков высотой около 80 м . В термокарстовых цирках, вскрывающих нижнюю часть уступа террасы, виден глетчерный лед. Примеры значительного теплоизоляционного воздействия абляционного покрова на мертвый лед в пределах Шпицбергена довольно многочисленны.

В этих случаях при последующей трансгрессии моря погребенный мертвый глетчерный лед в краевых частях фиорда не всплывает. Это может быть связано с его примерзанием к ложу, с большим удельным весом льда и перекрывающего его материала абляционного покрова и, наконец, с таким немаловажным обстоятельством, как небольшие глубины моря.

Впоследствии захороненный на поверхности ледниково-морских отложений глетчерный мертвый лед при благоприятных условиях в субаэральной обстановке может начать таять. При таянии формируется хорошо выраженный морфологически термокарстовый рельеф, характерной особенностью которого является хаотическое нагромождение относительно невысоких (5- 10 м ) холмов, понижения между которыми заняты небольшими озерами или днищами уже спущенных озер. Днища озер и озерных понижений располагаются на разных уровнях и иногда соединяются друг с другом небольшими, обычно сухими руслами. При изучении термокарстового рельефа, развитого на поверхности ледниково-морских отложений в Ван-Колен-фиорде, удалось выделить, по крайней мере, две его генерации, отличающиеся друг от друга морфологией и соответственно возрастом. Вблизи современного уровня моря рельеф представляет собой рельеф «земляных пирамид», а несколько дальше он постепенно переходит в холмистый. Возможно, что эти различия в рельефе обусловлены тем, что формирование толщи ледниково-морских отложений происходило в несколько этапов и было связано, вероятно, даже с различными фазами наступления ледника.

Формирование термокарстового рельефа на поверхности ледниково-морских отложений можно представить себе также при одновременной регрессии и деградации ледника. Очевидно, морфологический эффект в этом случае будет подобен описанному.

Теперь охарактеризуем кратко отложения, образующиеся в выделенных зонах осадконакопления.

3. АЙСБЕРГОВЫЕ ЛЕДНИКОВО-МОРСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Отложения, относимые к айсберговым ледниково-морским осадкам, изучались в основном в Ван-Майен-фиорде и вблизи пос. Сверагрува. Здесь по обоим побережьям фиорда распространена толща ледниково-морских отложений. На северном берегу фиорда эта толща четко прослеживается до устья р. Норденшельддален, а на южном побережье - примерно до устья р. Данциг-дален.

На топографических норвежских картах поверхность, слагаемая толщей описываемых отложений, называется Дамес-морена. Максимальные отметки Дамес-морены достигают 46 м в ее западной части. Строение Дамес-морены и ее происхождение достаточно сложно. Отложения, отнесенные нами к айсберговым ледниково-морским отложениям, залегают в ее основании и достигают мощности примерно 10 м . Представлены они грязно-серыми заметно пластичными суглинками со слабым, но характерным болотным запахом, с относительно небольшим содержанием валунов и гальки. В общем гранулометрическом составе резко преобладают глинистые частицы (42,9%), соответственно велико и число пластичности (16,3). Помимо рассеянного в толще валунно-галечного материала иногда встречаются его линзообразные скопления, мощностью 0,2- 0,3 м , протяженностью до 1- 1,5 м . Появление в разрезах, характеризующих эту толщу, скоплений валунно-галечного материала, очевидно, обусловлено перевертыванием айсбергов и групповым сбросом вытаявших осадков.

Микроскопическое изучение ориентированных шлифов из этих отложений показало, что обломков в породе содержится сравнительно немного и они погружены в глинисто-алевритовую массу, обогащенную углистым детритом с примесью песчаных частиц. В одном из шлифов была обнаружена параллельная горизонтальная слоистость, подчеркнутая чешуйками глинистых частиц (фиг. 4).

Характерной чертой толщи является наличие в ней захороненных в прижизненном состоянии раковин морских моллюсков, образующих иногда банкообразные скопления. Среди них О.М. Петров определил: Astarte elliptica (Brown.), A. borealis placenta Mörch., A. montaqui (Dillw.), Leda minuta (Müll.), Chlamys islandicus (Müll.), Hiatella arctica (L.), Plicifusal leroyeri (Müll.), Mya truncata (L.), Clinocardium sp.

В образцах, взятых из айсберговых ледниково-морских отложений, в разрезах Дамес-морены, И.М. Хорева обнаружила только песчаные виды фораминифер, среди целых экземпляров которых ею определены: Adercotryma glomeratum (Brady), Reophax subfusiformis Earland и Cibicides lobatulus ( Walker et Jacob.).

Все они были встречены в единичных экземплярах. Помимо их И.М. Хорева отметила присутствие в образцах большого количества неопределимых песчаных форм фораминифер, а в одном из образцов - один обломок неопределимой известковой формы. Присутствие в айсберговых ледниково-морских отложениях песчаных форм фораминифер свидетельствует о том, что их накопление происходило в относительно глубоких частях фиорда.

4. ОТЛОЖЕНИЯ ПОДВОДНЫХ МОРЕН

Отложения подводных морен изучались нами также в Ван-Майен-фиорде. Кроме того они были детально исследованы в Ван-Колен-фиорде. В первом районе отложения подводных морен залегают на описанных айсберговых ледниково-морских отложениях и представлены толщей песчанистых серовато-коричневых алевритов с характерной оскольчато-щебневатой текстурой. В толще алевритов содержится значительное количество валунного и галечного материала с характерной штриховкой ледникового типа.

В отличие от айсберговых ледниково-морских отложений в шлифах заметно увеличение содержания песчаного материала в основной глинисто-алевритовой массе. Глинистое вещество обычно тонкодисперсное, а частицы его местами образуют спутанно-чешуйчатую структуру.

В подводной морене Ван-Мейен-фиорда в значительном количестве содержится фауна морских моллюсков, захороненная в прижизненном состоянии. В небольшом количестве обнаружены фораминиферы. Однако здесь фораминиферы представлены преимущественно известковыми формами, что свидетельствует о меньших глубинах накопления осадков. В отложениях подводной морены Ван-Майен-фнорда В. Слободин по материалам Д.В. Семевского определил следующие виды фораминифер: Miliolina seminulum (Linne), Miliolina haerinoides Rumbler, Cibicides rotundatus Stschedrina, Elphidium clavatum Cushman, Haplophragmoides sp.

Большинство этих видов имеют оценку встречаемости «единично», и только Cibicides rotundatus имеет оценку встречаемости «обычно».

В Ван-Колен-фиорде отложения подводной морены слагают часть так называемой Натхорст-морены. Представлены они здесь также толщей серовато-коричневых алевритов, в целом не карбонатных (порода вскипает только в отдельных точках, к которым, видимо, приурочены отдельные мелкие обломки карбонатных пород). Для толщи характерна хорошо выраженная мелкоглыбовая отдельность.

В алевритах содержится значительное количество рассеянных без видимой закономерности валунов, гальки, гравия и различной величины щебенки.

Отдельные валуны достигают максимальных размеров 0,15- 0,4 м по длинной оси, имеют иногда утюгообразную форму. Нередко на валунах имеется хорошо выраженная штриховка ледникового типа. Например на 25 из 115 валунов, извлеченных из толщи подводной морены, оказалась ледниковая штриховка. Среди валунов преобладали полуокатанные. Совершенную окатанность (4 класса) имели только 7 валунов.

Какой-либо закономерной ориентировки длинных осей валунов по странам света не обнаружено (фиг. 5). Однако характерной особенностью положения валунов в толще отложений является то, что центр их тяжести почти всегда находится внизу и длинные оси, как правило, имеют различные углы падения (фиг. 6).

Интересные данные получены при изучении естественной остаточной намагниченности как айсберговых ледниково-морских отложений, так и осадков подводной морены. Изучавший намагниченность В.И. Трухин пришел к выводу, что ледниково-морские отложения имеют намагниченность детритного происхождения. В то же время в донных моренах Шпицбергена В.И. Трухин обнаружил в основном намагниченность, обусловленную магнито-вязкими процессами, что, скорее всего, связано с тем, что донные морены при своем формировании не проходят жидкой фазы. Возможно, дальнейшие исследования по изучению палеомагнетизма морен и ледниково-морских отложений подтвердят эти закономерности и геологи получат надежный метод для разграничения литологически сходных, но генетически различных отложений. Одновременно эти данные до некоторой степени расширят и возможности применения самого палеомагнитного метода изучения горных пород.

В отложениях подводных морен встречается фауна морских моллюсков. В Ван-Майен-фиорде среди собранных нами раковин О.М. Петров определил: Astarte borealis typica (Schumacher), A. borealis placenta Mörch., A. elliptica (Brown.), Hiatella arctica L., Chlamys islandicus (Müll.), Mya truncata L., Buccinum glacialis L., Plicifacus koryeri (Möll.), Trophon truncatus (Ström.), Clinocardium ciliatum (Fabr.), Balanus sp., Neptunea sp.

Ю. Семенов по сборам Д.В. Семевокого определил в этих отложениях следующие известковые формы фораминифер: Buccella inusiata Andersen, Nanionellina labradorica (Dawson), Elphidium clavatum Cushman, El. incertum (Williamson), Cribroelphidium goesi (Stschedrina), Cassidulina islandica Norvang var. norvangi Thalman.

По полученным ископаемым комплексам фораминифер может создаться впечатление, что для айсберговых ледниково-морских отложений характерны только песчаные формы фораминифер, а для отложений подводных морен - известковые. Такой вывод, однако, противоречил бы действительному распределению фораминифер на современном дне фиордов, ибо, по данным Нача [Nagy, 1965], известковые формы живут и в зоне накопления айсберговых ледниково-морских отложений. Широко они распространены и среди различных фаций отложений аккумулятивного берега. Однако условия сохранения известковых раковин в разных фациях ледниково-морских отложений, видимо, различны и, в частности, в айсберговых осадках, вероятно, хуже, чем в подводной морене.

5. АБЛЯЦИОННЫЕ ПОДВОДНЫЕ МОРЕНЫ

Эти осадки имеют не площадное, а локальное распространение. Их появление в разрезах тесно связано с существованием на поверхности ледника срединных морен отложений ранее существовавших водных потоков, которые по своим морфологическим особенностям на поверхности деградирующего ледника очень похожи на срединные морены, и, наконец, с существованием водных потоков талых ледниковых вод, текущих с ледника и впадающих в фиорд. Большинство этих факторов, приводящих к концентрации материала в подводных абляционных моренах, имеет временный характер. Это связано с тем, что существование водных потоков на поверхности ледника по мере абляции поверхности глетчера может подвергаться серьезным изменениям, так же как и место их впадения в фиорд.

Срединные морены, особенно простых ледников, впадающих в фиорд, в силу своего происхождения также развиты на поверхности ледника локально и неоднократно прерываются при их прослеживании. Более постоянны (хотя и развитые также локально) срединные морены сложных ледников.

Эти соображения показывают, что обнаружить в разрезах абляционные подводные морены бывает не всегда легко, поскольку нередко после вывода толщи ледниково-морских отложений из-под воды они подвергаются наибольшим изменениям. Тем не менее в отдельных местах на поверхности отложений подводной морены в Ван-Майен-фиорде нами наблюдались грядки крупных глыб песчаников местных коренных пород, появление которых можно связать только с процессами, обусловливающими образование абляционной подводной морены.

Существенно иной тип осадков характерен для абляционных подводных морен, образующихся за счет отложений флювиогляциальных потоков, проектирующихся на дне фиорда у фронта ледника. Подобного типа отложения (например, в Дамес-морене) залегают в виде крупных линз песчано-мелкогалечного материала в верхней части отложений подводной морены и ею же перекрываются. Мощность этих линз достигает 6- 8 м , а протяженность по стенкам описанных разрезов может достигать 200- 250 м . Наличие поверх этих линз маломощного прослоя подводной морены можно объяснить тем, что на фоне общего отступления фронта ледника были отдельные моменты наступления ледника и, следовательно, кратковременного незначительного смещения выделенных зон осадконакопления в сторону фиорда.

Из этого далеко не полного описания отложений абляционных подводных морен видно, что они могут быть совершенно различного литологического облика. В отдельных случаях изучение их может оказать помощь при расшифровке динамики ледника, за счет которого происходит образование ледниково-морских отложений.

6. АЙСБЕРГОВЫЕ ЛЕДНИКОВО-МОРСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ АККУМУЛЯТИВНОГО БЕРЕГА

Материал, собранный нами по строению и вещественному составу айсберговых ледниково-морских отложений аккумулятивного берега, совершенно однозначно показывает, что ледниковый фактор не оказывает никакого существенного влияния на общую принципиальную схему строения этих осадков, разработанную многочисленными исследователями морских побережий. Динамика накопления морских осадков в частях фиордов, свободных от ледника в рассматриваемых нами условиях, принципиально ничем не отличается от аналогичных образований других морских бассейнов, формирующихся при полном отсутствии ледникового фактора.

Влияние ледников на прибрежно-морские отложения фиордового побережья сказывается только на вещественном составе осадков. Поэтому ниже мы остановимся на очень краткой характеристике этих отложений, при которой специально подчеркнем те их особенности, появление которых, с нашей точки зрения, обусловлено ледниковым фактором.

На аккумулятивном берегу можно выделить несколько зон осадконакопления. Важнейшими из них являются: отложения нижней части подводного аккумулятивного берегового склона, отложения средней части того же склона, отложения пляжа и осадки лагун.

Отложения первой зоны (т.е. нижней части подводного аккумулятивного берегового склона) представлены в разрезах морских террас обычна алевритами с валунами и щебнем, вымытыми из подстилающих пород. Цвет породы и состав обломочного материала в значительной степени обусловлены размываемыми отложениями. Например, если размывался пролювий, то алевриты приобретают такой же красноватый оттенок и среди обломочного материала преобладает щебень. В случае, если размывается бурая морена, то морские осадки имеют тот же цвет, а среди обломочного материала преобладают обработанные ледником валуны.

Характерной чертой осадков первой зоны является облекающий ленточноподобный тип слоистости; отложения как бы выстилают западины в погребенном рельефе. В этом случае мощность осадков в западинах увеличивается, а на выступах погребенного рельефа уменьшается. Слоистость в толще нередко обусловлена тонкими миллиметровыми прослоечками песка. В алевритах имеются раковины морских моллюсков, захороненных в прижизненном состоянии.

Отложения второй зоны (т.е. средней части подводного аккумулятивного берегового склона) в разрезах занимают промежуточное положение между описанными осадками и расположенными выше отложениями пляжа. Представлены они обычно толщей песчанистых алевритов, которые вверх по разрезу могут переходить в глинистые пески. Для толщи в целом характерно присутствие большого количества морских моллюсков, захороненных в прижизненном состоянии, а также валунов и гальки. В отдельных местах в толще хорошо выражена линзовидно-горизонтальная слоистость, которая образована как тонкими линзочками песка, так и сконцентрированными в цепочки средними по величине валунами и галькой. На валунах и гальке нередко можно наблюдать штриховку ледникового типа. Интересной особенностью толщи является то, что крупные валуны в ней имеют, как правило, центр тяжести внизу, а их длинные оси располагаются под различными углами к горизонтальной поверхности. Наоборот, мелкий и средний обломочный материал лежит в основном горизонтально (см. фиг. 6). Нам представляется, что положение обломочного материала в толще обусловлено двумя факторами. Положение мелкого и среднего по величине материала в тех случаях, когда он образует скопления в виде цепочек, обусловлено волновой деятельностью. В то же время рассеянный без какой-либо закономерности материал, в том числе крупные валуны, явно принесены и сброшены с айсбергов. Таким образом, для описываемых отложений характерны, как волновая сортировка материала, так и сброс материала с айсбергов.

Отложения пляжа сложены обычно песчано-галечным материалом. В них наблюдается закономерное погрубление материала снизу вверх - от песка к галечнику. В средней части пляжа обычно наблюдается переслаивание прослоев песка и галечника. Подобные отложения пляжа, вероятно, можно наблюдать не только в Арктике, в условиях частично покрытого ледниками фиордового побережья, но и на берегах любых других морей, расположенных в различных, в том числе и тропических, широтах. Характерной чертой описываемых отложений является наличие на валунах и гальках большого количества граней со штриховкой ледникового типа. Помимо этого среди довольно однородных пляжевых отложений встречаются очень крупные валуны, также иногда со штриховкой ледникового типа, которые несомненно принесены айсбергами. Последние нередко на пляжном мелководье садятся на мель, разрушаются волнами и оставляют здесь весь принесенный материал.

Отложения лагун также встречаются среди пляжевых отложений. Они представлены алевритами с валунами и галькой, с большим количеством фауны морских моллюсков, нередко образующих скопления типа ракушняковых банок. В толще отложений лагун иногда заметна линзовидно-горизонтальная слоистость. В распределении обломочного материала по разрезу намечается четкая закономерность - количество его уменьшается вверх по разрезу. Это, очевидно, связано с процессом постепенного отшнуровывания лагуны и все меньшим проникновением в ее пределы айсбергов, несущих обломочный материал. В связи с этим среди отложений лагун можно выделить подфацию отложений, накапливавшихся в фазу начального периода ее существования при свободном проникновении в ее пределы айсбергов и фазу отшнуровавшейся лагуны. В особо благоприятных условиях, когда вблизи образующейся лагуны имеется ледник, можно выделить еще одну группу осадков - отложения входа в лагуну. Для этих осадков характерно чрезвычайно большое скопление крупных валунов, что связано с массовой задержкой на отмели айсбергов.

Конечные фазы существования лагун связаны с резким опреснением образовавшегося озерного водоема и постепенным его заторфовыванием, но это уже практически субаэральная фаза накопления осадков.

7. ЛЕДНИКОВО-МОРСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ АБРАЗИОННОГО БЕРЕГА

Отложения абразионного берега фиордов в разрезах нам наблюдать не удалось. Отметим только два важнейших фактора, которые существенно влияют на накапливающиеся здесь морские осадки. Первый из них - это разнос материала айсбергами, а второй - обвалы и процесс осыпания материала со склонов. Исходя из этого, нетрудно себе представить, что осадки, накапливающиеся на этих участках, будут характеризоваться сочетанием обломочного материала, обработанного ледником с материалом совершенно лишенным какой-либо обработки и происшедшим путем переработки осыпей.

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Хотя настоящая статья не касалась вопросов строения ледниковых и, в частности, моренных отложений, попытаемся кратко сформулировать основные отличия мореноподобных ледниково-морских осадков от морен Шпицбергена.

Донные морены Шпицбергена связаны со сложно построенным комплексом отложений зоны мертвых льдов, с флювиогляциальными и аллювиальными отложениями, а также с комплексом краевых форм рельефа. В строении последних можно нередко видеть гляциодислокации, а также гляциодинамические текстуры. На коренных породах, подстилающих морены, часто имеется штрихованное ледниковое ложе.

Весь фациальный ряд ледниково-морских отложений подчинен основному фактору осадконакопления - морю. Поэтому, как мы стремились показать выше, во всех ледниково-морских осадках, в какой бы зоне они не накапливались, имеются те или иные особенности, которые указывают на участие морского или просто водного типа осадконакопления. Важнейшими из них являются:

1. Меньшая уплотненность мореноподобных ледниково-морских отложений по сравнению с моренами. Большая уплотненность морен связана с динамическим воздействием движущегося льда глетчера [Шанцер, 1966]. Исследования Истербрука [Easterbrook, 1964], проведенные на побережье залива Пьюджет в штате Вашингтон по изучению мореноподобных ледниково-морских отложений и континентальных морен, показали, что те и другие отложения достаточно резко отличаются друг от друга степенью уплотненности. Аналогичная закономерность подтвердилась и на нашем материале (фиг. 7). Более того, степень уплотненности морен Шпицбергена оказалась близкой к степени уплотненности морен центральных районов Русской равнины и мореноподобным суглинкам и супесям роговской свиты Припечорья. Не вызывает сомнения, что этих данных недостаточно, чтобы судить о генезисе мореноподобных отложений роговской свиты, но само по себе это несомненно представляет большой интерес. Степень уплотненности ледниково-морских отложений близка к морским осадкам известного в литературе разреза Вастьянский Конь, а также глинам различного водного генезиса из Припечорья.

Таким образом, изучение инженерно-геологических свойств пород может оказаться очень перспективным при разработке критериев, позволяющих отличать друг от друга ледниково-морские и моренные отложения, литологически имеющие сходный облик.

2. Изучение ориентировки длинных осей валунов в моренах оказалось таким же, как это уже установлено во многих областях плейстоценового оледенения. В то же время в ледниково-морских отложениях какой-либо ориентировки длинных осей валунов по странам света не обнаружено, хотя выяснилось, что центр тяжести валунов обычно находится внизу и длинные оси их располагаются под острыми углами к горизонтальной плоскости.

3. Обломочный материал в ледниково-морских отложениях, особенно в области распространения карбонатных пород, нередко покрыт известковой коркой. В моренах подобная корка на валунах отсутствует.

4. Мелкозем морен Шпицбергена, в отличие от ледниково-морских отложений, содержит очень мало глинистых частиц (2,5-7,5%). Соответственно морены имеют чрезвычайно низкую пластичность.

5. Микроскопическое изучение морен показало, что они отличаются отсутствием какой-либо сортировки и большим содержанием обломков пород. Как было показано выше, в ледниково-морских отложениях уже появляется сортировка и меньше содержится обломочного материала. Выделений аутогенных минералов как в ледниковых, так и в ледниково-морских отложениях Шпицбергена практически не обнаружено. Только в одном шлифе из айсберговых ледниково-морских отложений были обнаружены небольшие выделения аутигенного пирита. Однако какие-либо выводы из этого факта для описываемых отложений Шпицбергена делать рано.

6. Практически во всех фациях ледниково-морских отложений обнаружены раковины морских моллюсков, захороненные в прижизненном состоянии; имеются фораминиферы, а в некоторых из них остатки морских водорослей. В донных моренах фауна морских моллюсков встречается только в виде мелких редких обломков. Несколько больше раковин морских моллюсков достаточно хорошей сохранности было встречено среди современных и древних отложений потоков маргинальных каналов, которые нередко в прибортовых частях долин, занятых ледниками, размывают морские отложения. Таким образом, наличие морской фауны в мореноподобных отложениях не всегда может однозначно указывать на их морской генезис. В этом случае для окончательного суждения о генезисе необходим детальный фациальный анализ отложений.

Изложенные нами некоторые черты отличия моренных и ледниково-морских мореноподобных отложений, конечно, не являются всеобъемлющими. Несомненно, часть выявленных различий имеет чисто местное значение и характерна только для условий фиордового побережья и горного оледенения. Тем не менее даже в таком виде изложенный материал по динамике накопления ледниково-морских отложений, их строению и отличию от ледниковых (моренных) отложений может представить интерес для геологов, работающих в зоне распространения подобных же по генезису осадков на территории СССР.

ЛИТЕРАТУРА

Архипoв С.А., Зубаков В.А., Лаврушин Ю.А. О ледниково-водных отложениях в Приенисейской части Западно-Сибирской низменности. Докл. АН СССР, т. 112, № 1, 1957.

Архипов С.А. Стратиграфия четвертичных отложений, вопросы неотектоники и палеогеографии бассейна среднего течения р. Енисея. Тр. Геол. ин-та АН СССР, вып. 30, 1959.

Зубаков В.А. О ледниково-морских отложениях и границе санчуговской трансгрессии в Приенисейской Сибири. Докл. АН СССР, т. 116, № 6, 1957.

Зубаков В.А. О выделении ледниково-морских отложений. Материалы по генезису и литологии четвертичных отложений. Изд. АН БССР, Минск, 1961.

Лазуков Г.И. О гляциально-морских отложениях на севере Евразии. Вестн. Моск. ун-та, № 3, 1960.

Лисицын А.П. Закономерность ледового разноса грубообломочного материала. В сб. «Современные осадки морей и океанов». Изд. АН СССР, 1961.

Наливкин Д.В. Учение о фациях, т. 1. Изд. АН СССР, 1956.

Семевский Д.В. Морские террасы Ван-Майен-фиорда и Билле-фиорда и их палеонтологическая характеристика. В сб. «Материалы по геологии Шпицбергена». Л., 1965.

Семевский Д.В., Шкатов Е.П. Современное отступание ледников Западного Шпицбергена. В сб. «Материалы по геологии Шпицбергена». Л., 1965₁.

Семевский Д.В., Шкатов Е.П. Геоморфология земли Норденшельда (Западный Шпицберген). В сб. «Материалы по геологии Шпицбергена). Л., 1965₂.

Шанцер Е.В. Очерки учения о генетических типах континентальных осадочных образований. «Наука», 1966.

Armstrong J.E., Brown W.L. Late Wisconsin marine drift and associated sediments of the lover Fraser valley, Britisch Columbia , Canada . Bull. Geol. Soc. America, 1954, v. 65, No. 4.

Charlesworth J.K.R. The Quaternary Era. London , 1957.

Easterbrook D.J. Void ratios and bulk densities as means of identifying Pleistocene tills. Bull. Geol. Soc. America , 1964, v. 75, No. 8.

Harland W. The Cambridge Spitsbergen expedition. Geogr. J., 1953, No. 118.

Moigh A. Contribution of 1, etude littorale et sous-marine de Labaie du Roi (Spitsberg - 79° N). Cahiers Oceanographiques, 1965, t. 17, No. 8.

Nagу J. Foraminifera in some bottom samples from shallow waters in Vestspitsbergen. Arbok, 1965, pp. 109-128.

Ссылка на статью: 

Лаврушин Ю.А. Особенности накопления и строения ледниково-морских отложений в условиях фиордового побережья (на примере Шпицбергена) // Литология и полезные ископаемые. 1968, № 3, с. 63-79.