Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Физико-географические условия региона исследования 10
1.1. Тектоническая позиция и неотектоника 12
1.2.Геологическое строение и палеогеография Белого моря 18
1.3. Геоморфология Беломорского региона 23
1.4. Гидрометеорологические и ландшафтные условия 27
1.4.1. Особенности метеорологического режима 27
1.4.2. Особенности гидрологического режима 32
1.4.3. Ландшафты 37
ГЛАВА II. Состояние изученности островов Белого моря 41
2.1. Терминология 41
2.2. Классификация островов 42
2.3. История изучения островов Кандалакшского залива 50
Глава III. Методика исследований 57
Глава IV. История геологического развития региона 62
4.1. Архейско-неогеновое время 62
4.2. Плиоцен-голоценовое время 64
4.3. Настоящее время 77
Глава V. Геоморфология островов Кандалакшского залива Белого моря 90
5.1. Морфоструктурный план региона исследования 91
5.2. Острова вершины Кандалакшского залива (Лувеньгский и Северный архипелаги) 96
5.3. Кузакоцкий архипелаг 116
5.4. Керетский архипелаг 122
Заключение 132
Литература 136
- Геоморфология Беломорского региона
- Классификация островов
- Плиоцен-голоценовое время
- Острова вершины Кандалакшского залива (Лувеньгский и Северный архипелаги)
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время северные регионы
привлекают внимание ученых и политиков всего мира. Не забыто и Белое море,
характеризующееся разнообразием природных процессов и сложной геологической
историей. В его акватории расположено множество островов, которые, по мнению
многих исследователей (Бреслина, 1974; Булочникова и др., 2010; Игнатьев, 1979;
Литвин, 1994, 1999; Лымарев, 1993, 2002; и др.), могут служить моделью изучения
взаимодействия эндогенных и экзогенных факторов рельефообразования. Поэтому
сейчас, изучение островной суши – одно из приоритетных направлений морской
геоморфологии. Неоднородность геолого-геоморфологического строения
Беломорского региона нашла свое отражение и в неравномерном распределении островной суши. В Кандалакшском заливе расположено около 200 островов, вдоль побережья от Онежского до Кандалакшского заливов около 15 островов, в Онежском заливе около 108 островов, в Двинском заливе около 10 островов и в Горле Белого моря около 5-7 островов. Значительная часть островов Белого моря входит в состав особо охраняемых природных территорий (ООПТ), где проводятся исследования биологического разнообразия (Кожин, 2014). Эти исследования опираются на положение в рельефе тех или иных растительных сообществ и физико-географических условий их развития.
Степень разработанности темы исследования. Первые исследования,
проведенные в XVIII веке, представляли собой топографические и гидрографические
описания. Вплоть до 20-х гг. XX века на островах Белого моря не проводили
специальных исследований. Затем на них стали проводить изучение геолого-
геоморфологических характеристик, ландшафтных условий и биологического
разнообразия. К настоящему моменту накоплен огромный геолого-
геоморфологический материал по строению и истории развития островов Соловецкого архипелага (Демидов, 2002; Лоция Белого моря, 1932, 1957, 2006; Никишин, 1981; Мартынов, 2002; Субетто и др., 2007 и др.). Работ по геоморфологии островов Кандалакшского, Онежского и Двинского заливов немного. Таким образом, изучение морфологии рельефа и истории развития рельефа островов Белого моря весьма актуально.
Район исследования охватывает акваторию Кандалакшского залива Белого моря (Рисунок 1), характеризующуюся большим числом островов, разнообразных по размеру, по форме, по строению рельефа берегов и их внутренних частей, по набору рельефообразующих процессов.
По батиметрии и топографии Кандалакшский залив подразделяется на западный мелководный (глубины до 40 м) и восточный глубоководный (глубины до
300 м) районы. В основе диссертации лежат полевые материалы, собранные в следующих районах: а) на островах Северного и Лувеньгского архипелагов, расположенных, соответственно, вдоль южного и северного берегов Кандалакшского залива; б) на островах Кузакоцкого архипелага, располагающегося рядом с Беломорской биологической станцией им. Н.А. Перцова МГУ им. М.В. Ломоносова (ББС МГУ) на границе батиметрических районов; в) на выходе из Кандалакшского залива - острова Керетского архипелага в мористой части губы Чупа.
Рисунок 1. Регион исследования: 1 – Лувеньгский архипелаг;
2 – Северный архипелаг; 3 – Кузакоцкий архипелаг и 4 – Керетский архипелаг
Объект исследования – острова Кандалакшского залива Белого моря.
Предмет исследования – рельеф островов, их геологическое строение, морфодинамические процессы, и динамика рельефа островов Кандалакшского залива.
Цель исследования: охарактеризовать рельеф островов Кандалакшского залива Белого моря и выявить его региональные особенности на основе их типизации по морфогенетическим признакам рельефа.
Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:
проанализировать комплексные геолого-геоморфологические материалы на акваторию Кандалакшского залива и территорию прилегающей суши;
провести полевые исследования на островах Кандалакшского залива;
составить геоморфологические карты на обследованные острова;
на основе изучения литературных материалов и полевого обследования островов охарактеризовать их геологическое и геоморфологическое (морфодинамическое) строение;
выявить основные геоморфологические типы островов;
выявить и охарактеризовать морфодинамические процессы;
описать основные закономерности формирования и эволюции островов Кандалакшского залива Белого моря в голоцене.
Фактический материал и методы исследования. Основу работы составили материалы, полученные автором в ходе семи экспедиций в 2007-2013 гг. на Кандалакшском и Карельском берегах Белого моря, а также литературные и фондовые данные.
В рамках полевых исследований на ключевых участках проводили составление
геолого-геоморфологических описаний в районах наблюдений, геоморфологическое
картографирование и профилирование берегов островной суши с использованием
портативного GPS-приёмника, фотодокументирование точек описаний. В
дальнейшем был проведен анализ разномасштабных топографических,
батиметрических, геологических и тектонических карт масштаба 1:25 000 – 1:10 000000 для сопоставления с данными полевых исследований.
Основные защищаемые положения:
-
Основные черты рельефа островов предопределяются подъёмом земной коры, преобладающим над эвстатическим подъёмом уровня моря.
-
Среди малых островов (площадью до 1 га) выделены три генетических типа: морские аккумулятивные, тектоно-ледниково-аккумулятивные с морской переработкой и тектоно-ледниково-денудационные с морской переработкой. Острова среднего размера (площадью 1-100 га) генетически подразделяются на тектоно-ледниково-аккумулятивные с морской переработкой и тектоно-ледниково-аккумулятивно-денудационные с морской переработкой. Острова крупного размера (площадью свыше 100 га) представлены одним генетическим типом - тектоно-ледниково-аккумулятивно-денудационным с морской переработкой.
-
Основные формы рельефа островной суши обследованных архипелагов были сформированы в последние 7-8 тысяч лет (трансгрессия Тапес I, регрессия Тапес II и трансгрессия Острея).
-
Среди современных геоморфологических процессов в регионе исследования преобладают береговые морские процессы (абразионно-аккумулятивная деятельность), склоновые (медленное смещение рыхлого материала), процессы физического выветривания и биогенные процессы (заболачивание территории, биогенная аккумуляция). Абразионно-аккумулятивная деятельность приводит к переформированию береговой линии и дифференциации обломочного материала.
Научная новизна
1. Впервые проведено детальное геоморфологическое картографирование рельефа островов Кандалакшского залива Белого моря, составлены крупномасштабные геоморфологические карты (масштаба 1:500 - 1:25 000) островов и сводные
таблицы их геоморфологических характеристик.
-
Охарактеризована закономерность рельефообразования в голоцене, состоящей из последовательности этапов: трансгрессии Тапес I, регрессии Тапес II и трансгрессии Острея.
-
Проведена типизация островов по морфологии и генезису их рельефа.
-
Выявлены различия в интенсивности и распространении основных морфодинамических и литодинамических процессов на островах, которые зависят от следующих особенностей гидрометеорологического режима: а) местные особенности рельефа отражают роль приземной циркуляции, которая перераспределяет рыхлый материал по поверхности островов и транспортирует его дальше в аквальную зону транзита осадка; б) воздействие на берега приливно-отливных течений зависит от конфигурации береговой линии островов и расположения островов внутри отдельно взятого архипелага; в) процессы физического выветривания связаны с переходом температуры через 0C несколько раз за месяц в осенний и весенний периоды года; г) на летнее-осенний периоды года приходится максимальное количество выпадения атмосферных осадков, запускающих механизмы плоскостного смыва, массового смещения материала и формирование русел временных водотоков; д) формирование контура берегов островов происходит в результате приливно-отливных колебаний: основная абразионная работа происходит во время прилива, сила воздействия зависит от расположения острова внутри архипелага и в акватории Кандалакшского залива, а во время отлива происходит медленная аккумуляция материала; е) переформирование отложений на пляжах и осушках происходит в результате деятельности волнения и экстремальных штормов; ж) возникновение льда и его существование на берегах островов оказывает значительное влияние на формирование отложений и морфологию берега.
-
Выявлено, что в исследованном регионе преобладают процессы абразии и размыва мористых берегов островной суши, тогда как в тыловых (прилегающих к материковой суше) частях островов преобладают процессы аккумуляции. Вследствие этого осуществляется примыкание тыловых частей островов ряда архипелагов к Карельскому и Кандалакшскому берегам, или отчленение лагун, их превращение в полузамкнутые и замкнутые бассейны с постепенным частичным опреснением их вод.
Теоретическая значимость исследования заключается в выявлении основных факторов, определяющих формирование геоморфологии островов изученного региона. К ним относятся: 1) поднятие уровня моря, 2) тектоническое воздымание территории в целом, опережающее скорость поднятия уровня моря, 3) сложное
строения рельефа региона, предопределенного суперпозицией оледенения и колебаний уровня моря.
Проведена типизация обследованных островов по комплексу
геоморфологических характеристик (морфология, происхождение, возраст и геологическое строение). Предлагаемая типизация может быть применена при исследовании островов остальной части акватории Белого моря.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть
использованы в качестве основы при создании и зонировании особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Полученные данные востребованы при реализации проектов создания на островах изученного региона объектов рекреации и туризма. Кроме того, собранный материал используется в рамках учебного процесса на географическом и геологических факультетах МГУ имени М.В. Ломоносова при проведении учебных практик.
Апробация результатов диссертации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, среди них 3 в изданиях из перечня ВАК.
Материалы исследований доложены в форме устных и стендовых докладов на международных конференциях «General Assambly 2012 of the European Geosciences Union» (Вена, Австрия, апрель 2012 г.), «APEX VII International Meeting and Workshop» (Оуланка, Финляндия, май 2012 г), «32nd International Geographical Congress» (Кельн, Германия, август 2012 г.), международной школе-семинаре молодых ученых (Пермь, Россия, декабрь 2012 г.), научной конференции «Морская биология, геология, океанология-междисциплинарные исследования на морских стационарах» (Москва, Россия, февраль-март 2013 г.), на XX Международной конференции (Школе) по морской геологии (Москва, Россия, 18-22 ноября 2013 г.), на Международном молодежном научном форуме ЛОМОНОСОВ-2015 (Москва, Россия, 13-17 апреля 2015 г.) и на Всероссийской конференция «VII Щукинские чтения» (Москва, 18–21 мая 2015 г.).
Структура и объём. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы 137 страниц текста, включающего 84 рисунков, 15 таблиц и 8 приложений. Список использованной литературы насчитывает 201 публикацию, в том числе 6 – на иностранных языках.
Благодарности. Диссертационная работа выполнена на кафедре
геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ
им. М.В. Ломоносова под руководством профессора, д.г.н. Г.А. Сафьянова, которому автор выражает искреннюю благодарность. Автор признателен в.н.с., к.г.н. Ф.А. Романенко, проф., д.г.н. С.И. Болысову, проф., д.г.н.,. А.В. Бредихину, доценту, к.г-м.н. М.А. Романовской за ценные советы в работе над диссертацией; директору
ББС МГУ проф., д.б.н. А.Б. Цетлину; директору Кандалакшского государственного заповедника А.С. Чавгун, зам. директора по научной работе к.б.н. А.С. Корякину, с.н.с. Е.В. Шутовой, с.н.с. В.М. Хайтову и А.Г. Егорову; директору ББС Картеш к.б.н. А.А. Сухотину. Автор благодарит проф. д.г.н., Е.И. Игнатова, с.н.с., к.г.н., Т.Ю. Репкину, к.г.н, Н.В. Шевченко, к.г.н. О.В. Кокина, к.г.н. С.Ю. Самсонову и волонтеров – В.А. Кучугурову, С.Е. Родиона, М.Д. Лелюхину, Л.А. Белясникову и Е.А. Сергиенко - за поддержку и участие в полевых работах, а также за предоставление фото- и картографических материалов.
Геоморфология Беломорского региона
Белое море расположено на северной окраине Восточно-Европейской платформы и принадлежит бассейну Северного Ледовитого Океана (Рис. 1.1). Оно глубоко вдается в материк и иногда рассматривается как большой залив Баренцева моря (Система…, 2010). Акватория Белого моря почти целиком лежит к югу от северного полярного круга (за его пределы выходят лишь самые северные районы), но по своему географическому положению относится к морям Северного Ледовитого океана. Границей Белого моря принято считать воображаемую линию, которая соединяет м. Святой Нос и м. Канин Нос (Добровольский и др., 1982). Площадь Белого моря равна 91 тыс. км2 (Лоция Белого моря, 2006).
Белое море имеет довольно сложную конфигурацию с многочисленными заливами и островами, с сильно изрезанной береговой линией. Выделяют четыре крупных залива (Рис. 3.1): Двинский, Онежский, Кандалакшский и Мезенский. Акваторию Белого моря принято делить на несколько районов - Воронка, Горло, Бассейн и заливы. Берега Белого моря, как видно на Рис. 3.1 имеют свои собственные названия. К западным берегам относятся Поморский, Карельский и Кандалакшский берега. Онежский полуостров окаймляют берега Онежский и Летний. Юго-восточный берег Кольского полуострова - от устья р. Варзуги со стороны Кандалашского залива Белого моря до мыса Святой Нос, выдающегося в Баренцево море. В южной части Белого моря, на восточном берегу Двинской губы и Горла Белого моря, располагается Зимний берег. Берега Мезенского залива носят следующие названия – Абрамовский и Конушинский. Берег в восточной части Белого моря от мыса Конушин до мыса Канин Нос на полуострове Канин носит название Канинский.
Воронка - самый обширный район Белого моря. Его северная граница совпадает с границей самого моря, линией м. Канин Нос – м. Святой Нос, а южная граница проходит по линии, соединяющей м. Конушин - м. Воронов – устье р. Поной.
Горло представляет собой относительно узкий пролив шириной 46-93 км, длиной 160 км, граничащий на северо-востоке по линии м. Воронов – устье р. Поной с Воронкой и на юго-западе с Бассейном по линии м. Никодимский (Терский берег) – м. Зимнегорский (Зимний берег). Глубина в основном менее 100 м. В проливе располагается остров Сосновец.
Центральная часть Белого моря, называемая Бассейном, ограничена линиями, отделяющими заливы – Кандалакшский, Онежский, Двинский. Бассейн – самая обширная и глубоководная часть Белого моря (Лоция, 2005).
Мезенский залив (Мезенская губа) лежит к югу от полуострова Канин и является самым восточным из заливов Белого моря. Длина 105 км, ширина 97 км, глубина 5-25 м. При входе в залив находится остров Моржовец. В залив впадают реки Кулой и Мезень.
Двинский залив располагается между Летним и Зимним берегом. Длина 93 км, ширина у входа 130 км, глубина до 120 м. В его кут впадает крупнейшая река бассейна Белого моря – Северная Двина, а также Солза, Яреньга, Мудъюг и др. На побережье залива расположены портовые города Архангельск и Северодвинск.
Онежский залив (Онежская губа) расположен в южной части Белого моря и вытянут с юго-востока на северо-запад. Длина 185 км, ширина от 50 до 100 км, глубина до 36 м (в среднем 16 м). В залив впадают реки Онега, Кемь, Выг. Восточный берег преимущественно низменный, западный – шхерный. В Онежском заливе располагается много островов, самые крупные из которых - Соловецкие. Соловецкий архипелаг и пятикилометровая акватория Белого моря вокруг него включены в состав охраняемой территории – Федерального государственного учреждения «Соловецкий государственный историко-архитектурный и природный музей-заповедник». В акватории Онежского залива также располагаются остров Кий, Мягостров, Кондостров, Хедостров. Кандалакшский залив омывает берег Кольского полуострова и северо-западный берег Карелии между Кандалакшским и Карельским берегами. Длина залива составляет 185 км. Ширина у входа достигает 67 км (Рис. 1.2). Кандалакшский залив делится на два района: западный мелководный – Кандалуха (глубина до 40 м) и восточный глубоководный – собственно Кандалакшский залив (район наибольших глубин Белого моря, до 330 м). В Кандалакшский залив впадают реки Кереть, Ковда, Нива, Лувеньга, Колвица, Порья, Умба, Кузрека и Оленица. Канадалкшский залив заключен между Кандалакшским и Карельским берегами.
Кандалакшский берег простирается от г. Кандалакша до села Кашкаранцы в северной части Кандалакшского залива. Имеет несколько глубоко врезающихся заливов-губ (Колвицкая, Порья и др.). Вдоль берега наблюдается ряд архипелагов: Лувеньгский, Кибиринские Луды и др.
Карельский берег простирается от губы Канда до г. Кемь. Имеет несколько глубоко врезающихся заливов-губ (Княжая, Ковда, Чупа и др.). Вдоль берега располагаются острова архипелагов Олений, Северный, Седловатые Луды, Великий, Кузакоцкий и Керетский.
В тектоническом плане впадина Белого моря располагается в пределах Фенноскандинавского (Балтийского) щита древней Восточно-Европейской платформы (ВЕП). Балтийский щит на протяжении всей своей геологической истории (начиная с архея) испытывает устойчивое поднятие. Здесь обнажаются глубокие части гранито-гнейсового слоя земной коры. В строении щита выделяются три сегмента: Южно-Скандинавский, Центральный и Кольско-Карельский (Милановский, 1996). В ходе анализа библиографического материала автор остановился на данных исследователей последних десятилетий. Это связано с тем, что за последнее время накоплен обширный материал по тектонике Беломорского региона.
По данным А.И. Слабунова, Фенноскандинавский щит подразделяется на следующие тектонические провинции (Рис. 1.3): Карельскую, Беломорскую, Кольскую, Мурманскую, Норрботтен, Свекофеннскую и Свеконорвежскую. Впадина Белого моря располагается в пределах Карельской, Беломорской и Кольской провинций. Каждая провинция имеет свои особенности формирования коры в архее и её переработки в протерозое (Слабунов, 2008). Мурманская и Карельская провинции рассматриваются как неоархейские кратоны, а Беломорская – как докембрийский подвижный пояс. комплексы в областях палеопротерозойских бассейнов: а-перекрытыц осадочно-вулканогенными образованиями, б выходы архейских комплексов провинции Норрботтен; 6-8 – Кольская провинция (КП): 6-коллизионная сутурапалеопротерозойского (2,3-1,91 млрд лет) Лапландско-Кольского коллизионного орогена – Лапландский (Лп) и Умбинский (Уп) гранулитовые пояса; 7-коллажи тектонических пластин, сложенных палепротерозойскими и архейскими комплексами (террейны Инари (Ин) и Терско-Стрельнинский (ТС), коллизионные пояса-меланжи Танаэлв (Та) И Колвицкий (Ко)); 8 – террейны, сложенные архейскими комплексами, неравномерно преобразованными в палеопротерозое; 9 – Беломорский подвижный пояс (БПП) – неоархейский коллизионный ороген, переработанный палеопротерозойскими процессами рифтогенеза и орогении (границы показаны пунктиром); неоархейские Карельский (КК) и Мурманский (МК) кратоны
Беломорская провинция (Беломорский подвижный пояс (БПП)) располагается между Карельским кратоном и Кольской провинцией (Рис. 1.3). Это «сложно построенная и интенсивно складчатая структура полициклического развития, породы которой неоднократно метаморфизованы в условиях высокого (кианитовый тип) давления как в архее, так и в протерозое. По данным сейсмического профилирования, границы пояса с Карельским кратоном на З-ЮЗ и с террейнами Кольского коллизиона на С-СВ представляют собой полого погружающиеся на СВ поверхности. Обе границы интерпретируются как зоны палеопротерозойских надвигов, по которым БПП надвинут на Карельский кратон, а на него надвинуты террейны Кольской провинции» (Слабунов, 2008, стр. 12).
БПП сложен породами беломорского комплекса (серии) - сильно метаморфизованные породы: гнейсы, гранито-гнейсы, плагиогнейсы, высоко глинoземистые и двуслюдяные гнейсы, сформированные по осадочным толщам, в меньшей степени амфиболиты и пироксеновые кристаллические сланцы, гранулиты и эклогиты, сформированные по вулканогенным толщам основного состава.
В ходе исследования глубинного строения и тектоники Беломорского подвижного пояса были выявлены рифтогенные прогибы (Балуев, 2006). Эти прогибы прослеживаются и в акватории Белого и южной части Баренцева морей, огибая Кольский полуостров с юго-запада и северо-востока. По данным геолого-геофизических исследований, можно выделить несколько субпараллельных ветвей палеорифтовой системы: Онежско-Кандалакшскую, Керецео-Пинежскую, Чапомско-Лешуконскую и Понойско-Мезенскую. А.С. Балуев с коллегами (2000) объединяют эти палеорифтовые структуры в единую рифтовую систему Белого моря (РСБМ) и рассматривают как единый структурно-парагенетический ансамбль, который сформировался в условиях горизонтального растяжения края континентальной плиты в среднем-позднем рифее.
Классификация островов
Несколько десятков тысяч островов по отдельности и архипелагами рассеяны в Мировом океане. Они чрезвычайно разнообразны по размерам, очертаниям, рельефу, происхождению, геологическому возрасту и строению, по типам природных ландшафтов. Достаточно разнообразны они и в акватории Белого моря. Это обстоятельство вызывает необходимость краткого рассмотрения истории изучения островов Белого моря, а также определения их места в классификациях различных исследователей.
Прежде, чем приступать к рассмотрению существующих классификаций островов, необходимо определиться с понятием термина «остров» (Табл. 2.1). Для характеристики объектов исследования будут применяться термины «остров» и «архипелаг», предложенный С.Д. Лаппо, а также термины «луда» и «бакланец» («баклыш»), предложенные И.К. Самойловым.
Остров Небольшая часть суши, окруженная со всех сторон водой и являющаяся или остатком от разрушения прежней суши, более значительной по величине, или же вновь образовавшейся среди воды Лаппо, 1940, с.25 Небольшой (сравнительно с материками) участок суши, окруженной со всех сторон водой Морская …., 1954, с. Участок суши, со всех сторон окруженный водами океана, моря, озера или реки Географический…, 1988, с.216 Небольшие, по сравнению с материками, части суши, окруженные морем со всех сторон Самойлов, 1941. с. 579 Луда Каменистые отмели или слабо приподнятые над водой острова шхерного типа со следами ледниковой обработки, обычно лишенные растительности. Поморский термин «Луды» встречается в местностях по берегам морей, крупных озёр и рек в северном и северо-западных районах РФ (ранее СССР) Географический…, 1988, С. 168 1.Низменный каменный островок; 2. Подводные камни, вообще мель в море, но чаще прибрежная, продолговатая; 3. Гранитные плешины, подводные или надводные камни – подводная луда, сухая луда Самойлов.., 1941, с. 461
Бакланец, баклыш Большой надводный камень или маленький крутой островок, любимое место морских птиц, особенно бакланов Самойлов.., 1941, с. 43
Корга Небольшой каменный островок или подводный камень в море; Каменистая банка в море; гряда камней, иногда надводная, а иногда покрываемая водой во время прилива Самойлов, 1941, с. 390; Морская…, 1954 Скала Отдельное, небольшое по площади, выступающее из воды резкое возвышение дна, сложенное из твердых пород Морская …., 1954, с.17 Утёс, выдающаяся оконечность горного отрога, одиноко стоящая каменная глыба, сложенная устойчивыми к выветриванию горными породами Географический…, 1988, с.278 Камень Обломок твердых пород или небольшая гладкая скала, расположенная вблизи берега Морская…, 1954, с. 17. Островки-камни Торчащие на поверхности моря камни Лаппо, 1940, с. 31 Архипелаг Группа островов, близко расположенных друг к другу и обычно рассматриваемые как одно целое; Несколько близлежащих групп островов Морская…, 1954, с. 17; Лаппо, 1940, с. 31 Шхеры Скопления множества островков различной величины, надводных и подводных скал и камней в прибрежном водном районе; Масса скалистых островов вблизи берега с изрезанной береговой линией Морская…,1954, с.18; Лаппо, 1940, с. 31
К настоящему моменту в литературе существует несколько видов классификаций островов, которые опираются в различной степени на географические, морфологические, генетические свойства островной суши. В 1940 г. С.Д. Лаппо впервые при характеристике форм суши и береговой полосы предложил следующую классификацию «самостоятельных пространств суши»:
Малые континенты или реликтовая суша Руины материков и остаточные острова Острова Большие острова, по размерам значительно уступающие материкам Острова, которые обнаруживают былую свою принадлежность к большим материковым массам Небольшая часть суши, окруженная со всех сторон водой и являющаяся или остатком суши, более значительной по величине, или же вновь образованной среди воды 2. Происхождение островов: а) Континентальные острова – «образуются путем отделения от материка или тектоническим способом, или размывом, или представляют остатки исчезнувшего материка» (Лаппо, 1940, с. 25). В свою очередь, они «подразделяются на прибрежные (или несамостоятельные) и самостоятельные» (Лаппо, 1940, с. 26). Прибрежные острова располагаются «рядом с берегом и следуют за береговой линией суши». Геологическое строение и орографию наследуют у суши и «представляют собой часть суши, отделенной от последней действием моря» (Лаппо, 1940, с. 26). Положение этих островов вдоль берегов суши определенного типа, позволяет относить их к таким же типам: фиордовые, лиманные, шхерные, риасовые и т.д. Самостоятельные острова сильно отличаются по своим характеристикам от материка и «лежат в области мелкого трансгрессивного моря» (там же, с. 26). б) Океанические острова – «никогда не были частью суши, не имеют никакой связи с материком, образуются самостоятельно различными способами» (там же, с. 26) и представлены двумя типами: вулканические и коралловые.
Плиоцен-голоценовое время
Для изучения морфологического строения островов были выбраны три ключевых участка – острова вершины залива, острова центральной (средней) части залива и острова на выходе из залива, как наиболее репрезентативными для изучения островной суши Кандалакшского залива Белого моря.
Первой особенностью исследованных островов является вытянутость их групп архипелагов вдоль материковой береговой линии, а для двух из четырех архипелагов характерно наличие в плане двух или трех параллельных гряд.
В результате исследования островов каждого из ключевых участков были выделены следующие формы рельефа: 1) созданные совокупным действием ледниково-тектонических и морских волновых процессов; 2) созданные приливно-отливными и сгонно-нагонными процессами; 3) созданные совокупным действием ледниково-тектонических, морских и гравитационных процессов, и 4) созданные совокупным действием ледниково-тектонических, морских, озёрных и биогенных процессов.
На островах коренные породы представлены гнейсами и кристаллическими сланцами беломорского комплекса позднего архея, которые содержат тела амфиболитов, дайки габбро, габбро-норитов и пироксенитов протерозойского-палеозойского возраста (Геология СССР, 1960; Ранний докембрий, 2005).
Наряду с характеристикой морфологии островной суши и генезиса, слагающих их отложений, одним из основных свойств исследуемой территории является характеристика морфоструктурного плана.
В формировании и развитии рельефа побережий важную роль сыграла тектоническая деятельность, которая привела к образованию основной тектонической единицы исследуемого района – Онежско-Канадалкшской системы рифейских грабенов (Балуев и др., 2009 а), или Кандалакшско-Двинской (Авенариус, 2004). На земной поверхности проявление тектонической деятельности отражается в прямолинейных формах рельефа: тектонические уступы, прямые участки береговой линии и речной сети. Все эти формы приурочены к ослабленным зонам и тектоническим нарушениям в земной коре Беломорского региона. Во время исследований островов и побережий Кандалакшского залива по геолого-геоморфологическим признакам выделялись линейные структурные нарушения в рельефе, выраженные вытянутыми скальными уступами и массивами, линейными участками гидрографической сети; выявлен ряд систем трещин, а также разрывных нарушений. Далее этот материал был дополнен результатами структурно-геоморфологического дешифрирования топографических, батиметрических, геологических, тектонических карт и данных аэро- и космоснимков. В результате была построена карта-схема линеаментной сети исследуемого района (Рис. 5.1). Кроме того, был проведен анализ выделенных линеаментов по методике С.С. Шульца (Методическое…, 1977) и представлен в виде роз-диаграмм. В основу построения роз-диаграмм положены данные о протяженности и простиранию линеаментов (Рис. 5.2) как в целом для Кандалакшского залива, так и для его основных частей – вершины (кута), центральной части и на выходе из залива.
В ходе анализа построенных роз-диаграмм простираний линеаментов, выявлено, что северо-западное направление преобладает в акватории и на побережьях Кандалакшского залива (Рис. 5.2, А, Б, В). При детальном рассмотрении данных об ориентировке линеаментов, выделенных в пределах каждого берега залива, прослеживаются следующие тенденции. В пределах Кандалакшского берега – ориентировка линеаментов северо-западная (рис. 5.2, Б). На этой розе-диаграмме выделяется небольшой пик субширотных линеаментов, которые нередко встречаются в южной части юго-западного берега Кандалакшского залива. Для Кандалакшского берега характерно небольшое число линеаментов субширотного простирания, связанных с рисунком структурно-тектонического рельефа. В пределах Карельского берега (рис. 5.2, В) преобладают линеаменты северного, север-северо-западного и север-северовосточного простирания. ЩТІ Щ
Фрагменты карты-схемы линеаментов, побережья и акватории Кандалакшского залива (по Косевич, Романовская, 2014) Анализ распределения и ориентировки линеаментов в пределах кутовой части (вершины) Кандалакшского залива выявил преобладание север-северо-западных и северозападных линеаментов (Рис. 5.2, г). Для берегов в средней части Кандалакшского залива характерно северо-западное простирание линеаментов (Рис. 5.2, д), а для территории, примыкающей к устьевой части Кандалакшского залива (Рис. 5.2, е), – северное и северозападное.
Таким образом, подтверждается, что выделенные линеаменты наследуют направление основных тектонических структур района и оперяющих их разломов. Различия в простирании линеаментов для разных берегов Кандалакшского залива показывают, что берега наследуют структуры Кандалакшского рифта, который имеет генеральное северо-западное–юго-восточное простирание и к которому тяготеет огромное количество оперяющих его разломов (Косевич, Романовская, 2014).
Розы-диаграммы простирания линейных структур: А-акватория Кандалакшского залива и прилегающая территория; Б – Кандалакшский берег, В – Карельский берег, Г-вершина залива, Д – Центральная часть, Е-устьева часть залива Также проанализирована линеаментная сеть в пределах исследуемых архипелагов (Рис. 5.3), на формирование которых также предопределяется активизацией неотектонических движений по древним рифтогенным структурам.
В пределах Керетского архипелага выделены линейные структуры с преобладанием северной (субмеридиональной) ориентировки (рис. 5.3, А). По розам-диаграммам для Карельского берега и области выхода из Кандалакшского залива получены схожие характеристики.
Среди линейных структур, выделенных в пределах Кузакоцкого архипелага, преобладает северо-северо-западная ориентировка (Рис. 5.3, Б), что также наблюдается в пределах всего Карельского берега и центральной части Кандалакшского залива.
В пределах Лувеньгского архипелага выделено 6 линеаментов, которые ограничивают его, тем самым обособляя его острова в единый блок. На розе-диаграмме (Рис. 5.3, В) видно, что здесь преобладают линейные структуры север-северо-восточного и северо-восточного направления. Лувеньгский архипелаг лежит вдоль Кандалакшского берега, а линеаменты в его пределах - вкрест простирания линеаментов Кандалакшского берега (Косевич, Романовская, 2014).
Для архипелага Северный (рис. 5.3, Г) характерно преобладание линейных структур северо-западной ориентировки. Такая ориентировка структур выделена при построении роз-диаграмм для Карельского и Кандалакшского берегов и для вершины Кандалакшского залива. Полученные результаты позволяют говорить о том, что линейные структуры меньшего порядка наследуют ориентировку более крупных линейных структур.
Проведенный анализ распределения линеаментной сети побережья Кандалакшского залива выявил, что северо-западное простирание линейных нарушений соответствует и наследует простирание Онежско-Кандалакшского рифта, а выделенные секущие и оперяющие более мелкого порядка имеют восточное и северо-восточное простирание. Также при сопоставлении полученных результатов с данными предыдущих исследований (Рис. 5.4, Рис. 2.4, Рис. 2.5) наблюдается четко выраженный поворот простирания линеаментов с субширотного на субмеридиональный при движении по часовой стрелке (Косевич, Романовская, 2014).
Острова вершины Кандалакшского залива (Лувеньгский и Северный архипелаги)
Наиболее древними породами, найденными в регионе исследования являются амфиболиты, пироксен-плагиоклазовые кристаллические сланцы, биотитовые, амфибол-биотитовые, гранат-биотитовые плагиогнейсы (изотопный возраст которых варьирует от 2930±50 млн лет до 2880±45 млн лет (Слабунов, 2009; Ранний докембрий.., 2005 и др.)), образование которых связано с внедрением интрузии ультраосновных и основных магматических пород в период заложения первичной океанической коры литосферы в архее. В результате дальнейшего тектонического развития Беломорского региона сформировалась первичная континентальная кора, с «сиалическими ядрами» (Ранний…, 2005). В конце архея возникает относительная консолидация разобщенных ранее объёмов сиалического слоя и образование Карельского и Кольского массивов. Для протерозоя отмечено заложение и развитие рифтогенных поясов северо-западного простирания, которые отделили Беломорский подвижный комплекс от Кольского и Карельского массивов (около 2,45 млрд лет назад) (Государственная…, 2000; Терехов , 2003; Балуев, 2013). Процессы рифтогенеза сопровождались высокотемпературным метаморфизмом, внедрением по разломам интрузий основных пород и возникновению системы «поперечных складок» субширотного и северовосточного простирания. Затем произошло формирование системы взбросов и надвигов. Формирование основных тектонических единиц - палеорифтов, которые сейчас представлены Кандалакшско-Двинским или Онежско-Кандалакшским грабенами пришлось на временной интервал 1,96-1,3 млрд лет назад, когда началось раскрытие протерозойского океана (Ранний…, 2005). В период 1,9-1,7 млрд лет назад происходило интенсивное внедрение расплавов (мончикитовые дайки, о. Костьян). Эти процессы ознаменовали становление Беломорского блока как полностью консолидированной структуры и завершение магматической деятельности докембрия. Т.е. завершается формирование фундамента платформы и начинается плитный этап её развития.
Палеозойская тектоно-магматическая активизация выразилась в формировании структур каледонской и герцинской эпох складчатости. За каледонскую эпоху возникла хорошо выраженная в рельефе Кандалакшского залива зона трещиноватости и разломов (генеральное направление СЗ-ЮВ и секущие их С-Ю, СВ-ЮЗ) с дайками пород щелочного комплекса. Герцинская эпоха складчатости выразилась в формировании маломощных даек долеритов, завершающих фанерозойскую магматическую деятельность (Балуев, 2013; Ранний…, 2005).
В начале палеозоя территория северо-восточного сегмента Восточно-Европейской платформы испытала воздымание и в течение последующих 150-160 млн. лет являлась областью денудации вплоть до среднего девона, когда вследствие изменения эвстатического уровня Мирового океана в краевых частях платформы стали формироваться мелководные шельфовые моря (Гаврилов и др., 2000). Начиная с верхнего девона и вплоть до среднего кайнозоя, территория характеризуется достаточно спокойным плитным режимом без каких-либо значительных проявлений тектонических событий и внутриплитного магматизма (Балуев, 2013, 2009) (табл. 4.1).
Плиоцен-эоплейстоценовый этап развития рельефа характеризуется преобладанием континентального режима на всем севере Евразии. Регион исследования испытал активизацию новейших тектонических движений, которые выражались в восходящих движениях древнего океанического два. Это привело к расчленению существовавшего к этому моменту равнинного рельефа и формированию поднятых расчлененных горных стран (Милановский, 1994; Юдахин, Щукин, Макаров, 2003).
К началу четвертичного периода в результате возобновления тектонической деятельности происходит возрождение рифейского грабена, сопровождаемое обновлением большинства разломов с проявлением вдоль них многочисленных землетрясений (Балуев, 2009; Николаев, 1988; Геология СССР, 1958), а также формирование тектонической впадины, которую сейчас занимает современное Белое море.
Положение границ ранне- и среднеплейстоценовых оледенений. Пунктирная линия - граница максимального положения ледника на территории Евразии (по данным Svendsen J et all, 2004, P. 24).
С началом плейстоцена в результате изменения климатической обстановки регион исследования испытал воздействие ледниковой экзарации и в последствии аккумуляции ледниковых отложений. Деятельность ранне- и среднеплейстоценовых оледенений, по мнению многих исследователей (Величко, 1973, 1977; Velichko A.,1997; Svendsen J et all, 2004), выразилось в экзарации первичного тектонического рельефа и его погружение под толщей ледникового щита, а затем после отступания ледника – в гляциоизостатическом поднятии. Ледниковые отложения можно найти на значительном удалении от современной акватории Белого моря – на дне глубоких эрозионных врезов Восточно-Европейской равнины (Рис. 4.1).
В среднем плейстоцене нынешний регион исследования был занят ледниковым покровом максимального для этого времени Днепровского оледенения (250-170 или 110 тыс. лет назад). Краевые части ледника на юге Русской плиты испытали «раннехазарское» повышение уровня Каспийского моря на 40-50 м. Отступание днепровского оледенения ознаменовало начало микулинское межледниковье (125 или 110-70 тыс. лет назад), для которого характерно «позднехазарское» повышение уровня Каспийского моря на юге Русской плиты, а на севере – повышение уровня Балтийского моря, соединяющегося возможно в это время с Ладожским и Онежским озерами и возможно с Северным Ледовитым океаном (Рычагов, 1993; Свиточ, 2011; Каплин и др., 2005) (Рис. 4.2). Таким образом, общее колебание уровня Мирового океана между эпохами оледенения и межледниковья составила около 150 м.
В позднем плейстоцене наступила последняя эпоха покровного оледенения Евразии – валдайское оледенение (Рис. 4.3). Наступание ледникового покрова происходило с северо-запада на юго-восток, осуществляя экзарацию поверхности. Происходило углубление ранее сформированных понижений и выпахивание новых отрицательных форм рельефа (ледниковые троги, ванны выпахивания), а поверхности между ними полировались, формируя сельговый рельеф и рельеф бараньих лбов (курчавых скал). В древних морских бассейнах происходила подледная седиментация, о чем свидетельствуют найденные плащеобразно залегающие на дне современного Белого моря отложения данной эпохи (Невесский, 1977).
Изменение климатического режима на Земле и в частности в Евразии привело к началу следующего этапа формирования рельефа – поздне- и послеледниковое время. В табл. 4.2 и табл. 4.3 приведены основные данные по климатическому режиму этой эпохи и формированию рельефа региона исследования.
Потепление климата в среднем дриасе (12-13(14) тыс. лет назад) привело к постепенной деградации ледникового покрова в южной части современной беломорской впадины. Продолжалась подледная седиментация. А по периферии ледникового покрова формировались приледниковые озера, зарождались флювиальные процессы (Невесский, 1977). Дальнейшее отступание ледника привело к снятию нагрузки на поверхность литосферы, что предположительно, привело к гляциоизостатическому воздыманию территории с высокими скоростями подъёма (10-15 мм/год, Олюнина и др., 2005). Повышение уровня моря и проникновение морских вод в беломорскую впадину свидетельствует о ледниково-морской трансгрессии в аллерёде (Лаврова, 1968; Варейчук, 2012).
С наступлением позднего дриаса потепление климата продолжилось, что вызвало фенигляциальную трансгрессию Портландия (12-10,5 тыс. лет назад). Возможно, Беломорская впадина представляла собой настоящий морской бассейн, в котором устанавливается морской седиментационный режим. Однако есть мнения, что последнее крупное оледенение отступало довольно долго с территории сегодняшнего региона исследования; на поверхности позднедриасового морского бассейна могли существовать плавающие льды, а в центре этого бассейна могла располагаться глыба льда, которая постепенно таяла (Наумов и др., 1993).