Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Морфотектонические особенности региона 10
Беломорская рифтовая система 10
Морфоструктурные особенности прибрежной суши 14
Вертикальные движения земной коры 20
Сейсмотектонические проявления 24
Выводы 30
Глава 2. Геологическое строение побережья и палеогеография позднего плейстоцена
и голоцена 32
Геоструктуры и дочетвертичная геология 32
Четвертичные отложения 40
Особенности развития региона в позднем плейстоцене-голоцене 49
О следах последнего оледенения 49
Основные этапы морского седиментогенеза в голоцене 52
2.3.3. Относительные вертикальные движения берегов и ихроль в морфо- и
литогенезе 57
2.4. Выводы 68
Глава 3. Основные черты геоморфологического строения побережья и типизация
берегов 70
3.1. Рельеф приморья и эволюционные типы берегов нормального
развития 70
3.2. Динамические типы берегов 84
Берега, формирующиеся преимущественно под действием неволновых факторов 87
Берега, формирующиеся преимущественно волновыми процессами 90
3.3. Выводы 103
Глава 4. Основные морфо- и литодинамические процессы прибрежной зоны 105
Гидродинамические условия 105
Литодинамические и рельефообразующие процессы 119
Выводы 128
Глава 5. Особенности современной динамики наносов и развитие берегов при
изменениях уровня моря 129
5.1. Характер распределения и дифференциации осадочного материала па
прибрежном мелководье 129
Кандалакшский берег 129
Южный берег Кольского полуострова 135
Терский берег Горла и Воронки 145
Особенности развития береговой зоны в условиях тектонического поднятия ...148
Возможные изменения морских берегов в связи с прогнозируемым потеплением климата 149
5.4. Выводы 153
Заключение 155
Список использованной литературы 160
Приложение. Карта-схема литодинамики Каїщалакшского и Терского берегов
Белого моря 178
Введение к работе
Район исследования охватывает беломорские берега Кольского полуострова общей протяженностью свыше 850 км. Как и другие части Белого моря, берега имеют собственные наименования: от города Кандалакша до устья реки Варзута берег называется Кандалакшским, от устья Варзуги до мыса Святой Нос - Терским (рис. 1)-
Актуальность исследования обусловлена сравнительно низким уровнем существующих представлений о геоморфологии этих берегов, лимитированным недостатком научных данных, учитывающих сложные взаимосвязи рельефа и природных процессов. Это выглядит несколько парадоксально ввиду того, что на протяжении многих десятилетий Белое море и прилегающая суша являются объектом пристального внимания специалистов самого различного профиля. Тем не менее, работы, посвященные рельефу береговой зоны и его современному развитию, немногочисленны и носят преимущественно частный характер, ограничивая возможность комплексного регионального анализа, необходимого при типизации берегов, их районировании и картографировании. Обращает на себя внимание и то обстоятельство, что даже сравнительно полные данные по новейшей истории побережья, стратиграфии и составу четвертичных отложений имеют различную степень репрезентативности и сопоставимости, вследствие чего результаты исследований по этим и ряду других вопросов до сих пор остаются предметом острых дискуссий. Потому обобщение и критический анализ материалов, раскрывающих основные закономерности формирования и эволюции морских берегов, представляют не меньший интерес, чем новые сведения, дополняющие общую картину их строения и функционирования и позволяющие более точно оценить тенденции развития в будущем.
Особое значение морфо- и литодинамические аспекты развития морских берегов приобрели в последние годы в связи с достаточно определенными перспективами выявления россыпных концентраций золота и алмазов на прибрежно-морских низменностях юго-востока Кольского полуострова и шельфе Белого моря. Региональные предпосылки и факторы россыпеобразования детально проанализированы сотрудниками Геологического института КНЦ РАН [Корсакова, Гавриленко, 1997; Гавриленко и др., 1996, 1999, 2000, 2001, 2002; Чикирёв и др., 2000; Гавриленко, Митрофанов, 2000; Мультимедийный..., 2001; Зозуля и др., 2001; Вашенюк и др., 2002; Гавриленко, 2003]. Важно заметить, что береговая зона является одной из самых перспективных площадей в отношении сохранения древних и формирования современных аккумулятивных россыпных тел. Именно здесь происходит естественная гранулометрическая и минералогическая сепарация терригенного материала и обогащение прибрежно-морских наносов абразивно-устойчивыми минералами (в том числе
5 алмазами и его минералами-спутниками), а разработка подобных месторождений считается наиболее рентабельной, особенно в условиях крайнего севера.
Цель и основные задачи работы. Целью исследования является создание региональной характеристики геоморфологии и динамики Кандалакшского и Терского берегов Белого моря на основе их типизации по эволюционному и динамическому принципу. Для ее достижения решались следующие задачи:
Выявление роли эндогенных и экзогенных факторов морфо- и литогенеза в формировании современного облика побережья на основании анализа современных научных представлений о его эволюции, геологическом и морфотектоническом строении.
Геоморфологическое районирование побережья, описание и типизация берегов по эволюционному и динамическому принципам.
Характеристика современного развития береговой зоны: 1) комплексный анализ относительных вертикальных движений берегов и оценка возможности сейсмогенных преобразований рельефа; 2) характеристика гидродинамических условий и факторов развития береговой зоны; 3) выявление закономерностей проявления и оценка интенсивности морфо- и литодинамических процессов, в том числе анализ структуры питания береговой зоны наносами; 4) выявление закономерностей перемещения, дифференциации и аккумуляции прибрежно-морских наносов; 5) рассмотрение особенностей современной морфодинамики береговой зоны и оценка тенденций ее развития при возможных изменениях относительного уровня моря.
В качестве основного объекта исследования выступает береговая зона мезоприливного ледовитого моря, границы которой традиционно определяются действием волновых процессов, а именно режимными функциями распределения параметров волн [Сафьянов, 1996] применительно к анализу верхнего и нижнего пределов их эффективного воздействия, и отличаются непостоянством во времени и пространстве. Преимущественно переходное положение современной береговой зоны по отношению к целостным потокам вещества, объединяющим прилегающую сушу с глубоководными участками подводного склона и сложная история развития берегов относительного поднятия обусловили необходимость рассмотрения древних береговых комплексов приморья [Леонтьев, 1961].
Предметом исследования являются рельеф береговой зоны и побережья в целом, его происхождение и история формирования, а также современные процессы морфо- и литодинамики и условия их развития, определяющие направление развития рельефа (денудация - транзит - аккумуляция) и его эволюцию.
Фактический материал и методы исследования. В основу работы были положены материалы, полученные автором в ходе 4 зимних и 5 летних экспедиций кафедры геоморфо-
Кироеск
ЧаваньгУ^^^Д Тетрино
Рис. 1. Обзорная схема районов работ экспедиции кафедры геоморфологии и палеогеографии в 1999-2005 гг.
Условные обозначения:
— районы работ
Зимние экспедиции: —.- — маршруты 2000-2004 гг.
Летние экспедиции: -__ — маршруты 1999-2000 гг.
— маршруты 2001,2003-2005 гг. —— — маршруты 2002 г.
і ! ; г
и и
р о
'*
оной
Поной
Сосновка
7 логии и палеогеографии (1999-2005 гг.) (рис. 1) и 1 летней экспедиции ФГУНПП «Аэрогеология» (партия № 34, 2000 г.) на отдельных участках Кандалакшского, Карельского, Лямицкого и Терского берегов Белого моря, а также литературные и фондовые данные. Реконструкция позднеплейстоцен-голоценовой истории развития региона проводилась с учетом накопленных автором данных по геоморфологии и палеогеографии Баренцева моря, что позволило провести корреляции и расширить рамки исследований.
Методика полевых работ заключалась в составлении геолого-геоморфологических описаний на точках наблюдения, картографировании и схематическом профилировании береговой зоны и отдельных участков приморья с использованием GPS, наземном дешифрировании аэрокосмической информации, анализе разномасштабных топографических и батиметрических карт, отборе образцов наносов с поверхности пляжей и осушек и из разрезов рыхлых отложений для анализа гранулометрического и минералогического состава, сборе фотографических материалов, в том числе с использованием легкой авиации. На базе Беломорской биологической станции МГУ в течение пяти лет проводились мониторинговые наблюдения за припайными льдами в прибрежной акватории полуострова Киндо и в вершине Кандалакшского залива, включавшие картографирование ледового покрова по методике ААНИИ, составление «Атласа ледовых образований», снегомерную съемку, отбор образцов снега и льда на гидрохимический анализ и для определения объема содержащегося в них терригенного материала.
Предметом защиты является геоморфологическая характеристика Кандалакшского и Терского берегов Белого моря и их эволюционная и динамическая типизация, основанная на анализе всего комплекса факторов и процессов рельефообразования и литодинамики.
Основные защищаемые положения:
1. Формирование современных берегов имело структурно-тектоническую
предопределенность и связано с обособлением глыбы Кольского полуострова по системе
разломов сбросового типа в ходе рифейско-палеозойской эволюции литосферы пассивной
континентальной окраины.
2. Развитие в условиях дифференцированного относительного поднятия обусловило
неодинаковый возраст современной береговой зоны (2-7 тыс. лет); наиболее древними
являются берега в пределах относительно стабильных блоков фундамента.
3. Принципиальная возможность эволюции берега от одного типа к другому
существует только на юго-востоке Кольского полуострова, берега юго-западного и северо
восточного районов не обнаруживают тенденции к выравниванию контура под действием
экзогенных процессов.
4. Пространственная изменчивость интенсивности гидрогенных процессов и
локализация поступления обломочного материала из различных источников обусловливает
дискретное изменение структуры питания береговой зоны и существование множества
автономных литодинамических систем,
5. На большей части исследуемых берегов преобладают обстановки денудации и
транзита; участки современной аккумуляции локальны и приурочены к устьям крупных и
средних рек, развивающимся в условиях относительной тектонической стабильности.
Научная новизна. Впервые дана комплексная геоморфологическая характеристика беломорских берегов Кольского полуострова и проведена их типизация по эволюционному и динамическому принципу, позволившая выявить тенденции и принципиальные возможности преобразований в будущем; выполнено геоморфологическое районирование побережья, результаты которого представлены в виде схем. К новым результатам можно отнести выявленные закономерности проявления морфо- и литодинамических процессов в береговой зоне, главными из которых являются: морфоструктурная обусловленность, сезонная ритмичность, снижение интенсивности гидрогенных процессов по мере продвижения вглубь континента, пространственное изменение соотношения продольного и поперечного перемещения наносов в береговой зоне, преобладание обстановок денудации и транзита. Фиардовые и шхерные берега, традиционно выделяемые в отдельную группу с гляциальным расчленением прибрежной суши [Леонтьев и др., 1975, Сафьянов, 1996 и др.], в данной работе предложено относить к берегам, расчленение которых обусловлено деятельностью субаэральных и тектонических процессов. Обоснована возможность сейсмогенных преобразований рельефа береговой зоны Кандалакшского залива.
Практическая значимость. Работа расширяет представление о геоморфологии морских берегов Кольского полуострова и, несмотря на преимущественно обобщающий характер исследования, полученные результаты могут оказаться полезными при решении ряда фундаментальных и практических задач. Стратегия развития минеральной базы Мурманской области предполагает расширение поисков новых месторождений высоколиквидных видов сырья (благородных металлов и алмазов), в свете чего геоморфологическое районирование и изучение береговых процессов, безусловно, окажутся востребованными при постановке поисковых работ по выявлению прибрежно-морских россыпей и их оценке. Кроме того, применение предложенных характеристик возможно при разработке Кадастра береговых зон арктических морей России, актуальность создания которого с каждым годом становится все выше в связи с растущим антропогенным давлением на природную среду этих регионов. Часть полученных данных может послужить основанием для постановки ежегодных стационарных мониторинговых наблюдений за морфо- и литодинамикой берегов, эоловыми,
9 ледовыми и другими экзогенными процессами. Теоретические аспекты могут использоваться для совершенствования учебной геолого-геоморфологической практики студентов второго курса кафедры геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ, ежегодно проводимой на Белом море.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на X Международной Юбилейной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003» (Москва, 2003), на 4-ом собрании Международной Рабочей Группы по изучению динамики Арктических берегов (Санкт-Петербург, 2003), на VI Международной конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, 2004), на Всероссийской конференции «Новые и традиционные идеи в геоморфологии», V Щукинские чтения (Москва, 2005) и изложены в ряде публикаций.
Материалы автора нашли отражение в нескольких отчетах о научно-исследовательской работе, проведенной географическим факультетом МГУ в 1999-2002 гг. в рамках реализации ФЦП «Мировой океан» по теме «Изучение структуры, динамики и эволюции геоморфосистемы Белого моря», в отчете по проекту НТП «Гранты Ученого Совета географического факультета МГУ для молодых исследователей» по теме «Динамика береговой зоны западного сектора арктических морей России в условиях изменения природной и техногенной обстановки», а также в отчетах по проектам РФФИ «Изменения рельефа арктических равнин России в голоцене», «Роль морских льдов в динамике рельефа береговой зоны», «Исследование временной изменчивости рельефа береговой зоны океана» и «Механическая дифференциация наносов на пляжах и приливных осушках».
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения (159 страниц машинописного текста), списка литературы из 319 наименований (из них 24 на иностранных языках) и графического приложения. Работа содержит 84 рисунка и 13 таблиц.
Диссертация подготовлена на кафедре геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ под руководством д.г.н., профессора Г.А. Сафьянова которому автор выражает глубокую признательность. Автор искренне благодарит Н.В. Шевченко, Ф.А. Романенко, Е.И. Игнатова, В.И. Мысливца, С.А. Лукьянову, Г.Д. Соловьеву, СИ. Болысова и других сотрудников кафедры геоморфологии и палеогеографии, С.А. Огородова и сотрудников НИЛ Геоэкологии Севера, P.P. Атласова, Т.Ю. Репкину, И.Г. Авенариус и других специалистов ФГУНПП «Аэрогеология», участников экспедиций, своих друзей - университетских однокашников и близких.
