Для реконструкции последних этапов неотектонического развития архипелага Шпицберген весьма важное, если не первостепенное значение имеет изучение комплексов морских террас, широко здесь распространенных. При этом наиболее необходимым представляется установление корреляционных связей отдельных комплексов террас, развитых на различных участках побережья Шпицбергена. Это дает возможность определить не только характер неотектонического развития архипелага в целом, но и восстановить неотектонический режим составляющих его элементов. Решение последнего вопроса позволяет как конкретизировать общую картину тектонического развития Шпицбергена в верхнем плейстоцене - голоцене, так и установить связь его с общим тектоническим планом архипелага. Конечно, проблема эта для всего архипелага в целом может быть решена только после изучения фактического материала по всему побережью; первыми же шагами в этом направлении должны служить попытки установления взаимосвязей между отдельными комплексами террас, развитыми на локальных участках.

В настоящей статье излагаются материалы полевых работ автора, касающиеся изучения комплексов морских террас северного побережья Ван-Мейен-фьорда и западного побережья Билле-фьорда (Западный Шпицберген) и делается попытка корреляции этик комплексов. В пределах вышеуказанных участков хорошо развитые комплексы морских террас достаточно четко прослеживаются по простиранию, хотя местами террасы, особенно их верхние уровни, полностью или частично денудированы.

На северном побережье Ван-Мейен-фьорда прослеживается четыре уровня морских террас (рис. 1): 2-3 м, 7-12 м, 25-30 м и 45-50 м. Террасы I-III обладают, как правило, четко выраженными морфологическими элементами; терраса IV обозначена преимущественно в виде береговых линий (уровней). Терраса I (2-3 м) развита главным образом в восточной части побережья, где она формировалась на выступающих в пределы фиорда участках. Вдоль бровки ее обычно протягивается хорошо сохранившийся штормовой вал высотой 0,5-1 м. Поверхность террасы плоская, не измененная делювиально-солифлюкционными процессами, сохраняющая древние береговые валы высотой до 0,1 м. Тыловой шов хорошо выражен и не вуалируется делювиальными шлейфами. Терраса II (ее средняя высота 10 м) наиболее хорошо выдерживается по простиранию и прослеживается почти по всему северному побережью Ван-Мейен-фьорда. Уступ террасы четко выражен, площадка ее ровная, слегка наклонная. Превышение тылового шва над бровкой составляет около 4 м. Формы микрорельефа, связанные с процессами морской аккумуляции, на поверхности террасы отсутствуют. Тыловой шов обычно завуалирован делювиальными шлейфами. Терраса III (25-30 м) распространена лишь на отдельных участках побережья. Площадка ее эродирована, уступ часто выположен, тыловой шов прослеживается с трудом. В некоторых случаях между террасами II и III наблюдаются промежуточные уровни - 15-20 м. Вероятнее всего, эти уровни являются денудированными площадками террасы III. Наконец, терраса IV, выраженная преимущественно береговыми линиями (уровнями), лишь частично сохранилась в виде наклонных абразионных площадок.

Комплекс террас, развитых на восточном побережье Билле-фьорда, морфологически более определен (рис. 2). Здесь располагается семь уровней морских террас: I - 2-3 м; II - 10 м; III - 20 м; IV - 30 м; V - 40 м; VI - 60 м; VII - 80-85 м. Приведенные высоты осреднены; по простиранию террас наблюдаются колебания высот в пределах нескольких метров. Терраса I в отличие от более высоких уровней развита фрагментарно вследствие относительно стабильного тектонического режима района в настоящее время и интенсивно проходящих процессов абразии. Террасы II, III, IV и V протягиваются практически по всему побережью. Все эти террасы характеризуются хорошо выраженными, слабо наклонными площадками и обладают крутыми уступами; тыловые швы террас лишь в редких случаях маскируются делювием. На всех низких террасах вплоть до террасы IV включительно прекрасно выражены древние береговые валы, часто трассирующиеся под углом к современной береговой линии. Это обстоятельство указывает на существенно отличнее положение древних береговых линий относительно современной.

Терраса VI может быть восстановлена по отдельным, хорошо сохранившимся фрагментам. Бровка террасы выражена четко, уступ наклонный, положение тылового шва не всегда ясно. Площадка террасы заметно наклонена от тылового шва к бровке. Терраса VII сохранилась лишь на отдельных участках в виде нешироких абразионных площадок с хорошо выраженными бровкой и уступом и завуалированным тыловым швом.

В обоих рассматриваемых районах морские террасы цокольные. Цоколь образован палеогеновыми (Ван-Мейен-фьорд) либо нижнекаменноугольными (Билле-фьорд) аргиллитами, алевролитами и песчаниками. Мощность морских отложений, слагающих тело террас, колеблется от 2 до 20 м; колебание мощностей обусловлено как особенностями условий формирования террас, так и последующей денудацией. В общем случае строение террас двучленное. Верхняя часть разреза мощностью 5-8 м сложена галечниками, нижняя - супесчано-глинистыми породами с валунами и галькой, однако такой двучленный разрез может быть прослежен далеко не всегда, так как верхняя часть тела террасы нередко существенно денудирована, а нижняя - зачастую замаскирована более молодыми прислоненными террасами.

Достаточно типичным разрезом, характеризующим двучленность строения тела террас, является разрез террасы III (20 м), расположенный вблизи мыса Скотт (Билле-фьорд). Верхняя часть его мощностью 7 м образована чередующимися слоями крупной гальки, гравия и крупнозернистого песка. Вниз по разрезу число слоев крупнообломочного материала уменьшается, а прослои крупнозернистого песка сменяются сначала слойками песка тонкозернистого, а затем супеси. Такое чередование слоев создает в отложениях грубую горизонтальную слоистость. Слои падают под небольшим углом перпендикулярно простиранию террасы. Галька и гравий хорошо окатаны, иногда уплощены. Нижняя часть разреза, четко отделяющаяся от верхней, сложена темно-серыми тонко-горизонтальнослоистыми супесями с включениями небольших (диаметром до 10 см) валунов и гальки. Валуны и галька представлены обычно местными породами, но на многих участках встречаются и экзотические для данных районов породы, в частности изверженные и метаморфические, принесенные в свое время вдольбереговыми течениями. Конечно, такой разрез не повторяется во всех случаях. Так, не везде наблюдается чередование слоев резко различной размерности в верхней части разреза, однако слоистость вообще весьма показательна. Мощность этой части разреза составляет 11 м.

Морские отложения, слагающие террасы Ван-Мейен-фьорда и Билле-фьорда, содержат обильную ископаемую фауну морских моллюсков и усоногих раков. Кроме того, в них находятся остатки иглокожих и полихет, а также многочисленная микрофауна (фораминиферы и остракоды). Помимо ископаемой фауны, террасовые отложения содержат также остатки морских водорослей (в том числе диатомовых), споры и пыльцу наземных растений. Однако для биостратиграфических построений и корреляций в настоящее время могут быть использованы данные только по ископаемым моллюскам и усоногим ракам, поскольку другой палеонтологический материал в силу его бедности не дает возможности реконструировать палеогеографические условия района и не может быть использован для корреляций.

По-видимому, при попытке сопоставления морских террас различных районов Шпицбергена необходимо исходить из того положения, что гидродинамический (в том числе и термальный) режим прибрежных вод изменялся синхронно в пределах всего архипелага. При этом местные особенности гидродинамического режима тех или иных прибрежных акваторий имели подчиненное значение, хотя они и должны учитываться. Следовательно, вполне определенным критерием для корреляции террас различных районов Шпицбергена могут служить прежде всего характеризующие эти террасы комплексы моллюсков и усоногих раков (их ископаемые ценозы), поскольку регулятором закономерной смены этих ценозов являются синхронные изменения гидродинамического режима среды.

Действительно, теплолюбивая форма Mytilus edulis Linne, ныне вымершая на Шпицбергене, в ископаемом состоянии встречается в террасовых отложениях практически всего архипелага, причем исчезновение ее приурочено приблизительно к одним и тем же высотам (3-5 м). В настоящее время, однако, существует некоторое различие в составе фауны моллюсков, обитающих в районах западного и восточного побережий Шпицбергена, хотя комплексы этих районов весьма близки. Как показал Н.Н. Книпович [Knipowitsch, 1902], современная фауна моллюсков западного побережья Шпицбергена в общем более теплолюбивая и богата видами, нежели аналогичная фауна восточного побережья, в составе которой довольно многочисленны холодолюбивые или эвритермные виды. Такое распределение моллюсков обусловлено влиянием течений, омывающих архипелаг, - теплого Западно-Шпицбергенского и холодного Восточно-Шпицбергенского. Влияние этих течений определило расположение Шпицбергена в двух подпровинциях арктической провинции - среднеарктической и высокоарктической, граница между которыми совпадает с северной границей распространения усоногого рака Balanus balanoides Linne [Antevs, 1928; Feyling-Hanssen, 1953].

В пределах рассматриваемых в настоящей статье районов террасы, хорошо выдерживающиеся по простиранию, характеризуются отчетливо выраженными комплексами фауны моллюсков и усоногих раков. При этом наблюдается устойчивое обеднение видового состава комплексов от низких террас к высоким. Можно утверждать, что хотя на сохранности ископаемой фауны высоких террас безусловно сказалось отрицательное влияние физического и в какой-то степени химического выветривания, в целом такое обеднение комплексов связано с изменением климатических условий региона.

В разрезе каждой террасы ископаемая фауна приурочена главным образом к его нижней, супесчано-суглинистой части. Раковины моллюсков и домики усоногих раков, захороненные здесь, обладают хорошей сохранностью. Частая встречаемость целых экземпляров свидетельствует, в частности, об отсутствии сколько-нибудь сильных течений в фиордах Шпицбергена в голоцене. Верхняя, гравийно-галечная часть разреза содержит, как правило, окатанные и разрушенные обломки раковин моллюсков и домики усоногих раков. Хорошей степенью сохранности обладают лишь раковины мелких гастропод. Таким образом, показательны лишь комплексы фауны из нижней части разреза.

Р. Фейлинг-Ханссен [Feyling-Hanssen, 1955], монографически описавший ископаемую фауну моллюсков из верхнечетвертичных отложений внутренней части Ис-фьорда (Сассен-фьорд, Билле-фьорд), выделяет в породах террас Билле-фьорда четыре фаунистических комплекса. По доминирующим видам их можно назвать комплексами Mya (Mya truncate L. - 70%), Astarte-Mya (Astarte borealis Chemnitz - 46%, Mya truncate L. - 14%), Astarte (Astarte borealis Chemnitz - 70%) и Mytilus (Mytilus edulis L. - 60%). Р. Фейлинг-Ханссен отмечает, что эти комплексы характеризуют группы террас "Mytilus", "нижняя Astarte", "верхняя Astarte" и "Mya" (рис. 3). Отложения самой нижней террасы (2-3 м) не содержат определенного фаунистического комплекса; в отложениях верхних (выше 60 м) террас присутствуют лишь разрозненные обломки раковин Mya sp. и Saxicava sp.

Выделение характерных комплексов для групп террас имеет весьма важное значение прежде всего для реконструкции палеоклиматических условий района и палеогидродинамического режима вод. Однако для корреляции террас отдельных районов более целесообразно, по-видимому, выявление характерных комплексов для каждой террасы. Именно с этих позиций нами и производилось изучение фауны моллюсков и усоногих раков террасовых отложений Ван-Мейен-фьорда и Билле-фьорда.

На северном побережье Ван-Мейен-фьорда терраса I (2-3 м) не обладает выдержанным комплексом фауны. В западной части этого побережья довольно часты различные Musculus, в восточной - Astarte elliptica Brown. В виде небольших скоплений встречаются Buccinum sp.sp., довольно часты Balanus balanus L. Отложения террасы II (7-12 м) содержат относительно богатый как в видовом, так и в количественном отношении комплекс ископаемой фауны моллюсков и усоногих раков, в котором резко преобладают Mya truncate L. и ее вариететы, а также Macoma calcarea Chemn. и Balanus balanus L. Встречаются остатки крупных гастропод Neptunea sp. и Buccinum sp. Довольно обильны колпачковые гастроподы. Из двустворчатых моллюсков, помимо указанных, обычны Pecten islandicus Müller и Saxicava arctica L. Хитониды крайне редки. Mytilus edulis Linne встречается единично, a Cyprina islandica Linne отсутствует совершенно. В целом комплекс может быть назван комплексом Mya-Balanus. В комплексе террасы III (25-30 м) доминируют Astarte borealis Chemn., Astarte montagui Dillwyn, Macoma calcarea Chemn. Для комплекса, который может быть назван Astarte-Macoma, характерно почти полное отсутствие гастропод, кроме сравнительно часто встречающейся колпачковой формы Lepeta соеса Müller. В целом видовой состав комплекса очень обеднен. Всего из отложений северного побережья Ван-Мейен-фьорда известно 55 видов моллюсков и усоногих раков.

Состав ископаемой фауны восточного побережья Билле-фьорда значительно богаче как в видовом, так и в количественном отношении. В общей сложности нами отсюда определено 74 вида моллюсков и усоногих раков, причем основная масса фауны сосредоточена в интервале высот от 5 до 40 м. На наиболее высоких террасах фаунистические остатки очень редки.

На эродированной поверхности террасы VII (80-85 м) встречены разрозненные обломки только двух видов - эвритермных и эвригалинных двустворок Mya truncata L. и Saxicava arctica L. Отложения террасы VI (60 м) содержат преимущественно окатанные обломки, реже целые формы Mya truncata L., Saxicava arctica L., Macoma calcarea Chemn., Balanus balanus Linne, Pecten islandicus Müll.

В отложениях террасы V (40 м) появляется значительное количество новых видов ископаемых моллюсков, образующих определенный фаунистический комплекс, основной объем которого составляют Mya truncata и ее вариететы. Наряду с формами, обнаруженными в террасе VI, в разрезе появляются Lepeta соеса Müll., Littorina saxatilis Olivi, Lacuna vincta Montagu, Mytilus edulis L. Последние два вида в настоящее время в водах Шпицбергена отсутствуют. Все формы, кроме Mya truncata Linne и Macoma calcarea Chemn., в комплексе встречаются единично или редко.

Отложения террасы IV (30 м) содержат обильную ископаемую фауну морских моллюсков и усоногих раков. Почти все формы, известные в четвертичных отложениях Билле-фьорда, появляются в осадках этой террасы. Mуа truncata L. и ее вариететы теряют свое доминирующее положение, и их место занимают Macoma calcarea Chemn. и Saxicava arctica L. Впервые появляются Astarte borealis Chemn. (достигающая максимального развития несколько позже), Zirphaea crispata L., некоторые колпачковые гастроподы и хитониды. Особенно показательно появление тепловодных форм Littorina littorea L. и Cyprina islandica L.

В отложениях террасы III (20 м) резко преобладают Astarte borealis Chemn., Astarte montagui Dillw. и Littorina littorea L., достигают расцвета многочисленные мелкие гастроподы типа Cingula castanea Möller, Lacuna vincta Mont., а также Margarites sp. Много различных литторин. Чрезвычайно обильны колпачковые гастроподы и хитониды, среди которых доминируют Acmea rubella Fabricius, Lepeta eoeca Müll. и Tonicella marmorea Fabricius, Trachydermon ruber Linne.

В разрезе террасы II (10 м) заметно обедняется видовой состав моллюсков, уменьшается и их количество. Продолжают доминировать Astarte borealis Chemn. и Astarte montagui Dillw., но Littorina littorea L. постепенно замещается Mytilus edulis L. и приблизительно на высоте 5 м над уровнем моря почти полностью исчезает. Встречаются Cyprina islandica L., продолжают существовать гастроподы Lepeta соеса Müll., подчиненное положение занимают Acmea rubella Fabr. По-прежнему много хитонид.

Отложения террасы I (2-3 м) не обладают четко выраженным комплексом фауны. Состав ее меняется по простиранию террасы: исчезают теплолюбивые Mytilus edulis L. и Cyprina islandica L.. однако на некоторых участка террасы сохраняют доминирующее положение Astarte borealis Chemn. и Astarte montagui Dillw. В массовом количестве появляются крупные холоднолюбивые формы Buccinum sp. sp. и Neptunea sp. sp., а также Serripes groenlandicus Chemn. Единично встречаются Pyrolofusus deformis Reeve.

Состав комплексов ископаемой фауны, характерных для террас Ван-Мейен-фьорда и прежде всего Билле-фьорда, и его изменения по разрезу террас позволяют установить определенные закономерности в изменении палеоклиматических условий района. Р.Фейлинг-Ханссен [Feyling-Hanssen, 1955] установил, что фаунистические комплексы восточного побережья Билле-фьорда фиксируют климатические изменения от послеледникового холодного периода до современного. Им намечены следующие эпохи: 1) позднеледниковый холодный период (закончился приблизительно 11 000 лет назад), которому отвечают высокие уровни террас (более 60 м); 2) послеледниковый умеренный период, охватывающий уровни от 60 до 40 м и закончившийся около 9500 лет назад; 3) послеледниковый теплый период (уровни от 40 до 3 м), закончившийся примерно 2000 лет назади 4) современный период. Продолжительность периодов вычислена на основании определений абсолютного возраста древесины из морских отложений Билле-фьорда, произведенных Р.Фейлинг-Ханссеном и И. Олссон [Feyling-Hanssen & Olsson, 1959-1960].

Наши данные подтверждают установленную Р. Фейлинг-Ханссеном последовательность климатических периодов. Можно думать, однако, что климатические изменения не были постепенными, а происходили скачкообразно (возможно, вследствие изменения направления Гольфстрима). Такой точки зрения придерживаются и другие исследователи. Так, Ч. Эмилиани [Emiliani, 1955] считает, что температура поверхности воды на большей части Атлантического океана в северном полушарии повысилась около 11 000 лет назад от +6 до +10°. Это резкое повышение температуры ясно устанавливается по характеру морских осадков северной и центральной частей Атлантики и прилегающих морей.

Как уже говорилось выше, направление климатических изменений в течение голоцена являлось общим для всего Шпицбергена. Однако, как это видно из приведенной фаунистической характеристики террасовых отложений Ван-Мейен-фьорда и Билле-фьорда, одновысотные террасы этих районов весьма часто обладают плохо сопоставимыми комплексами фауны. Это обстоятельство указывает на отсутствие корреляционных связей между одноименными террасами различных районов. С нашей точки зрения, невозможность корреляции одноименных террас по фаунистическим комплексам обусловливается прежде всего разновременностью формирования этих террас, т.е. в конечном счете различным тектоническим режимом районов их развития. При этом, конечно, известную роль играли и гидродинамические факторы, определившие различные условия обитания морских моллюсков.

Корреляция террас Билле-фьорда и Ван-Мейен-фьорда осложняется еще и отсутствием на побережье последнего высоких террасовых уровней. Последнее обстоятельство однозначно объясняется различным тектоническим режимом районов в голоцене. Как установлено работами Шпицбергенской экспедиции, долины многих рек Земли Норденшельда переуглублены и заполнены рыхлыми морскими и делювиальными отложениями мощностью 30-60 м. Таковы, например, долины рр. Рейндален, Берцелиусдален, Вассдален (Ван-Мейен-фьорд), Голлендердален (Ис-фьорд). Заполнение переуглубленных долин рыхлыми отложениями такой мощности могло происходить при условии стабильности территории или ее опускания. На Земле Бюнсова (Билле-фьорд) такие переуглубленные долины отсутствуют, так как этот район в течение всего голоцена, а возможно, и верхнего плейстоцена, испытывал устойчивое поднятие. Можно думать, что формирование высоких террас Билле-фьорда (VI-VII) и накопление рыхлых отложений в переуглубленных долинах Земли Норденшельда совпадало по времени.

Начавшееся поднятие Земли Норденшельда привело к формированию террас и береговых уровней высотой до 50 м. В какой-то степени они коррелятны одноименным террасам Билле-фьорда. Во всяком случае появление в террасовых отложениях Билле-фьорда в массовом количестве Astarte, очевидно, отвечает развитию комплекса фауны с преобладанием Astarte и Macoma террасы III Ван-Мейен-фьорда. Вторые террасы обоих районов хорошо коррелируются по теплолюбивой форме Mytilus edulis L., характерной для низов отложений террасы II Билле-фьорда и появляющейся в одноименной террасе Ван-Мейен-фьорда.

Итак, общая схема сопоставления террас может быть представлена в следующем виде. Террасы I (2-3 м) обоих районов, отвечающие современному периоду, коррелятны. Террасы II (7-12 м) и III (25-30 м) Ван-Мейен-фьорда могут быть сопоставлены с террасой II (10 м) и, вероятно, нижней частью разреза террасы III (20 м) Билле-фьорда (уровни "Mytilus" и "нижняя Astarte" по Р.Фейлинг-Ханссену). Терраса IV (45-50 м) Ван-Мейен-фьорда коррелируется с террасами III-V (20-40 м) Билле-фьорда (уровень "верхняя Astarte"). В целом образование террас II-IV Ван-Мейен-фьорда приурочено к послеледниковому теплому периоду. Погребенные рыхлые отложения долин Земли Норденшельда формировались во время позднеледникового холодного и послеледникового умеренного периодов и отвечают высоким террасам Билле-фьорда.

Литература

1. Antevs Е. Shell beds on the Skagerrack. Geol. Fören. Stockh. Förhandl., 50, Stockholm , 1928.

2. Emiliani C. Pleistocene temperatures. J. Geol. v. 63, Ld., 1955.

3. Feyling-Hanssen R. The barnacle Balanus balanoides (Linne, 1766) in Spitsbergen . Norsk Pol. Inst. Skr., N 98, Oslo , 1953.

4. Feyling-Hanssen R. Stratigraphy of the marine Late-Pleistocene of Bille-Fjorden, West-Spitsbergen. Norsk Polar Inst. Skr., N 107, 1955.

5. Feyling-Hanssen R., Olsson I. Five radiocarbon datings of postglacial shorelines in central Spitsbergen . Norsk Geogr. Tiddskr., Bd-XVII, H.1-4, Oslo , 1959-1960.

6. Knipovitsch N. Mollusca und Brachiopoda. Exp. de l'An. du Mus. Zoo de l'Acad. Imp. Sci. St. Pb., 7, St. Petersbourg, 1902.

Ссылка на статью: 

Семевский Д.В. Морские террасы Ван-Мейен-фьорда и Билле-фьорда и их палеонтологическая характеристика // Материалы по геологии Шпицбергена. Л., 1965. с. 222-231.