Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Изученность и современное состояние вопроса 8
1.1. Речные террасы и история развития речных долин в позднем плейстоцене
1.2. Геолого-геоморфологическая и палеогеографическая характеристика центра Восточно-Европейской равнины
1.2.1. Общая геолого-геоморфологическая характеристика района исследований
1.2.1.1. Бассейн р. Сейм 23
1.2.1.2. Бассейн р. Хопёр 26
1.2.2. Палеогеография центра Восточно-Европейской равнины в позднем плейстоцене
Глава 2. Методы исследования 37
2.1. Полевые методы 37
2.2. Лабораторные методы 40
Глава 3. Морфология и литологическое строение низких террас в речных долинах центра Восточно-Европейской равнины
3.1. Морфология долины среднего течения р. Сейм и строение изученных разрезов
3.2. Морфология долины среднего течения р. Хопёр и строение изученных разрезов
Глава 4. STRONG История развития речных долин центра Восточно-Европейской
равнины в валдайское время STRONG
4.1. История развития долины р. Сейм в валдайское время 103
4.2. История развития долины р. Хопёр в валдайское время 107
4.3. Общие закономерности развития речных долин центра Восточно- 112
Европейской равнины в валдайское время
Заключение 117
Литература
- Геолого-геоморфологическая и палеогеографическая характеристика центра Восточно-Европейской равнины
- Бассейн р. Хопёр
- Лабораторные методы
- История развития долины р. Хопёр в валдайское время
Геолого-геоморфологическая и палеогеографическая характеристика центра Восточно-Европейской равнины
Изучение работы рек учеными различных специальностей началось достаточно давно. Основы флювиальной геоморфологии начали закладываться в середине XIX века К. Бэром, Ч. Лайелем, А. Сюреллем и Ж. Бабине (по Шанцеру, 1951). Особенно большое значение имела работа А. Сюрелля, наметившая основные законы речной эрозии (Surrell, 1841, по Шанцеру, 1951). В 70-х годах XIX века были опубликованы работы Дж.У. Поуэлла и Г.К. Джильберта, посвященные исследованиям в бассейне р. Колорадо, в которых разъяснялись главные законы денудации и речной эрозии (Powell, 1875, Gilbert, 1877, по Шанцеру, 1951). Приблизительно в это же время В.В. Докучаев (1878) опубликовал свою книгу о происхождении речных долин, а несколько позже на ту же тему появилась работа С.Н. Никитина (1884). Их работы послужили фундаментом для развития изучения работы рек в российской науке.
Идеи Поуэлла и Джильберта развил в своей работе, посвященной рекам, И.К. Рассел (Russel, 1898, по Шанцеру, 1951). Наибольшее внимание он уделял морфологической стороне ра зработки долин. Развитие этих же идей нашло свое отражение и в работах В.М. Дэвиса, который в конце XIX – начале XX вв. разработал свою знаменитую теорию циклов эрозии (Davis, 1899; Дэвис, 1962). После этого интересы географов и геологов долгое время были привлечены к вопросам морфологического развития долин. Стоит отметить, что из поля зрения этих исследователей в значительной мере выпали континентальные осадочные образования, в частности аллювий, и развитие рельефа рассматривалось в аспекте эволюции его внешних форм.
В конце XIX и первые десятилетия XX вв. в западной Европе и в Америке широко обсуждался вопрос о причинах образования речных террас и заполнения долин аллювием. Большое развитие эта тема получила в немецкой литературе. Огромное значение имели труды А. Пенка (Penck A., 1884, 1894, по Шанцеру, 1951), выдвинувшего идею о чередовании фаз эрозии и аккумуляции в связи с движениями земной коры и, особенно, колебаниями климата. Его мысль о зависимости накопления четвертичных аллювиальных отложений от оледенений получила почти всеобщее признание среди географов и геологов. Укреплению этих взглядов способствовали последующие работы другого немецкого геолога В. Зергеля (Soergel, 1921, 1923, по Шанцеру, 1951).
Основная идея А. Пенка заключалась в том, что г лавной причиной аккумуляции аллювия четвертичных надпойменных террас надо считать периодическое наступление эпох оледенения. В силу сурового температурного режима, похолодания вызывали усиление процессов механического разрушения горных пород в форме морозного выветривания. Под влиянием развития мерзлоты и связанной с ней солифлюкции должно было иметь место мощное движение масс обломочного материала по склонам и резкое увеличение поступления его в речные долины. Реки оказывались «перегруженными» влекомыми наносами и заносили днища долин мощными толщами аллювия, который не в силах были переносить в столь больших количествах. Отсюда тезис: ледниковым эпохам соответствуют фазы аккумуляции в речных долинах. Следствием его является второй тезис: межледниковым эпохам соответствуют фазы врезания рек в глубину в силу уменьшения «перегрузки» их обломочным материалом и высвобождения части энергии, которую они тратили ранее на его перенос. Это обстоятельство должно было служить одним из стимулов образования речных террас. И хотя А. Пенк и В. Зергель склонны были рассматривать последние, в основном, как результат воздействия движений земной коры на развитие продольного профиля долин, указанная концепция была для них поводом утверждать, что каждому оледенению должен соответствовать свой террасовый уровень (Шанцер, 1951).
Немецкие исследователи (А. Пенк, В. Зергель, Х. Геттнер, В. Гильберт, Б. Дитрих, Р. Сокол; по Шанцеру, 1951) главное внимание заостряли на условиях проявления разрушительной работы рек и террасах, как элементах эрозионного рельефа. Аллювию, его литологии, фациям и закономерностям соотношения последних в пространстве и времени, зависимости его строения от условий рельефа и климата ими были посвящены лишь отдельные замечания.
В. Пенк в 1924 г. выдвинул метод морфологического анализа, выступив с критикой недостатков географического метода в геоморфологии, сложившегося под влиянием школы Дэвиса. Он указал на неправильность увлечения эволюцией внешних форм рельефа в отрыве от изучения континентального осадконакопления, являющегося второй стороной единого процесса. Но ни сам В. Пенк, ни его последователи, по сути, не исправили этой ошибки, в особенности по отношению к аллювию, остававшемуся вне поля зрения при изучении работы рек вплоть до 30-40-х гг. XX века (Шанцер, 1951).
В российской научной литературе основы учения об аллювии как особом генетическом типе рыхлых континентальных отложений были заложены в конце XIX – начале XX вв. работами А.П. Павлова, С.Н. Никитина, о геологическом строении речных долин, их типах и происхождении – В.В. Докучаевым, С. Н. Никитиным, В. Д. Ласкаревым, о выделении в аллювиальных осадках русловых, пойменных и старичных фаций – С.Н. Никитиным и др., о генезисе небольших местных переуглублений в речных долинах – М.М. Тетяевым. Кроме того, в этих работах содержатся первые сведения об основных этапах формирования крупных рек Русской равнины (Горецкий, 1964).
Широкий интерес к проблеме аллювия в России появился к середине XX в. и был связан с широким развитием разведочных работ и изысканий под гидротехнические сооружения. Освещение этого вопроса связано с работами А.И. Москвитина, Н.И. Николаева, Г.И. Горецкого и др. Подробно изучением аллювия рек занимался Е.В. Шанцер (1951), несколько позже – Ю.А. Лаврушин (1966).
Как показали исследования, вещественный состав террасового аллювия тесно связан с климатическими условиями. Существует две точки зрения о влиянии климата на строение и формирование аллювиальной свиты. Согласно первой, климат оказывает очень сильное воздействие н а формирование аллювия, что приводит к существенным различиям в его строении. Таких представлений придерживался Г .И. Горецкий (1958). Описывая аллювиальные отложения рек, питавшихся талыми водами материковых оледенений, он пришел к выводу о необходимости в ыделения этих образований в самостоятельный генетический тип континентальных отложений, названный им просхозогляциальным. Однако этот термин в научной литературе не прижился.
Вслед за Г.И. Горецким, Ю.М. Васильев в своих работах (1973, 1980) обращал внимание на то, что перигляциальный аллювий обладает целым комплексом специфических особенностей, отражающих “неповторимые в современности условия его образования”. В связи с этим перигляциальный аллювий “нельзя считать просто аллювием перигляциальной… зоны, тем самым помещая его в одном ряду с речными отложениями современных климатических зон, но следует рассматривать его как речные осадки, образовавшиеся в качественно иных, по сравнению с современными… условиях во время ледниковья во внеледниковой… области” (Васильев, 1973, с. 87).
Специфике перигляциального аллювия посвящен ряд работ Г.В. Холмового (1988а, 1988б, 1993, 2000). Основной литологической особенностью перигляциального аллювия, по его мнению, является отсутствие дифференциации аллювиальных фаций (русловой, пойменной и старичной), характерной для “теплого” аллювия. В место них наблюдается бассейновое распределение фаций, как результат доминирования взвешенных осадков в условиях растянутых летних паводков. Вместо “традиционных” фаций “теплого” аллювия Г.В. Холмовой предлагает выделять следующие пять фациальных типов перигляциального аллювия: фации проток, собственно половодий, застойных водоемов, внутренних дельт, прибортовых зон. При этом первые два типа являются доминирующими. В то же время автор обращает внимание на то, что эти фациальные типы перигляциального аллювия соотносятся с группами фаций обычного, “теплого” аллювия (Холмовой, 2000).
Сторонники второй точки зрения считают, что климат, действительно, оказывает существенное влияние на формирование аллювия, но по существу не меняет схемы его строения, разработанной Е.В. Шанцером (1951). Исследования аллювиальных отложений, формировавшихся в различных условиях (умеренный, субарктический, семиаридный, перигляциальный пояса), проведенные Ю.А. Лаврушиным (1966) подтверждают вторую точку зрения. Его исследования показали, что изменения климата отражаются, прежде всего, на соотношении фаций, или, точнее, на относительной роли тех или иных фаций в строении аллювиальных свит и на строении и вещественном составе этих фаций. С точки зрения Лаврушина, наибольшее влияние климата сказывается через гидрологический режим рек, а также через температурный режим и количество осадков, выпадающее в той или иной климатической зоне. Гидрологический режим реки оказывает большое влияние на строение руслового и пойменного аллювия. Накопление, строение и текстуры аллювия неразрывно связаны с транспортировкой и переотложением переносимых рекой наносов. Температурный режим и количество осадков оказывают важное воздействие на ход и направленность процессов субаэрального диагенеза, придающих многим фациям аллювия специфический облик (Лаврушин, 1966).
Е.В. Шанцер (1951) выступал с критикой тезиса А. Пенка о соответствии периодов аккумуляции в речных долинах эпохам оледенения и периодов врезания – межледниковьям. Он считал, что господствующее представление о решающем влиянии климатического фактора на развитие эрозии и аккумуляции в речных долинах в течение четвертичного периода сильно преувеличено. Е.В. Шанцер говорил о том, что, вероятно, в Альпах массовое поступление обломочного материала, связанное с усилением морозного выветривания, имело место быть. Однако он считал необоснованным говорить о большой роли этого фактора в пределах низкогорной области средней Германии, а тем более – территории Польско-Германской низменности. Таким образом, по мнению Е.В. Шанцера, непозволительно распространять автоматически идеи А. Пенка и В. Зергеля на равнинные территории умеренного пояса, в частности на Восточно-Европейскую равнину. Он придерживался точки зрения, что, по-видимому, повышенную аккумуляцию аллювия в речных долинах равнинных областей следует почти целиком приписывать влиянию тектонических факторов или тесно связанным с ними колебаниям базиса эрозии (Шанцер, 1951).
Бассейн р. Хопёр
Гранулометрический анализ позволяет определять размерность, а также степень однородности и сортированности осадка. Эти данные используются для фациально-генетической интерпретации структурных особенностей отложений, а также для уточнения механизма их образования и динамики среды (Методы…, 2010; Палеогеографические методы…, 2012).
Отбор образцов в поле производился по визуально выделенным пачкам с однородной литологией. Для более уверенного фациального расчленения древнеаллювиальных толщ были также проанализированы образцы песков из побочней и современного руслового аллювия Сейма и Хопра.
Гранулометрический анализ проводился автором в лаборатории кафедры геоморфологии и палеогеографии с использованием оборудования фирмы Fritsch. Для разделения фракций крупнее 0,05 мм использовался виброгрохот Analysette 3 PRO, а для разделения фракций менее 0,05 мм – лазерный дифракционный гранулометр Analysette 22. В общей сложности было проанализировано 135 образцов (83 из долины Сейма и 52 из долины Хопра), из них дробным способом (шкала Батурина) были сделаны 30 образцов (приложения 1, 2).
Предварительно образцы высушивались в сушильном шкафу при температуре 95 оС. После этого проводилось квартование и взвешивание. Брался образец весом 30 г. В некоторых случаях (при необходимости) для удаления карбонатных новообразований образцы подвергались обработке раствором 10% соляной кислоты (HCl), а для удаления органических включений – раствором 15% перекиси водорода (H2O2), после чего образцы снова высушивались и взвешивались. При работе с суглинистыми отложениями также необходимо было предварительное механическое растирание агрегатов для разделения слипшихся частиц. Затем проводилось сухое ситование, взвешивание каждой фракции. Частицы мельче 0,05 мм анализировались с помощью л азерного дифракционного гранулометра.
На основе полученных данных были построены диаграммы, которые использовались для уточнения полевого разделения толщ на слои и их фациальной интерпретации. Методы абсолютного датирования
Для определения возраста отложений, слагающих низкие террасы Сейма и Хопра, помимо методов относительного датирования (геоморфологических, археологических) применялись методы абсолютного (радиоуглеродного и оптико-люминесцентного) датирования. Основные сведения о датах, использованных в данной работе, представлены в приложении 3.
Радиоуглеродный анализ Радиоуглеродный анализ – это изотопный метод, основанный на радиоактивном распаде изотопа углерода 14С, время полураспада которого составляет 5730±40 лет. Физической основой метода является то, что все живые организмы имеют одинаковую радиоактивность и обмениваются углеродом с окружающей средой. Обмен веществ поддерживает изотопное равновесие между организмами и средой: соотношение 14С/12С в живых тканях соответствует атмосферному. При отмирании организма обмен прекращается, и количество 14С начинает снижаться за счет радиоактивного распада, в то время как количество стабильных изотопов 12С не изменяется. Измерив остаточное количество 14С и сопоставив его с некоторым начальным (стандартным) количеством, можно рассчитать возраст органического вещества (время отмирания организма). За время, равное 10 периодам полураспада, концентрация 14С снижается до значений, близких к фоновым. С этим связан нижний предел применения метода – 50-60 тыс. л. (при традиционном способе измерения по интенсивности -распада). С помощью метода ускорительной масс-спектрометрии AMS (accelerator mass-spectrometry) этот предел в некоторых случаях удается опустить до 80 тыс. л. (Панин, 2014; Методы…, 2010; Ramsey, 2008; Quaternary…, 2000).
Радиоуглеродные даты представляются в виде случайной величины, распределенной по нормальному закону: "T±", где T – математическое ожидание, – стандартное отклонение. Когда содержание 14С в образце определяется статистически достоверно, дата называется конечной. Если же содержание 14С настолько мало, что измерение активности остается статистически неопределенным, полученная дата представляется в виде " T" и называется запредельной (Панин, 2014). При датировании радиоуглеродным методом и спользуются древесина и другие органические остатки, торф, почвенный гумус, сапропель, гиттия, уголь, раковины моллюсков и др.
При традиционном способе измерений по интенсивности -распада для достижения удовлетворительной лабораторной точности ( 5%) требуется не менее 5 г чистого углерода, а исходного образца – значительно больше (оптимальная масса образцов составляет от 50-100 г (уголь) и 100-300 г (древесина) до 3-5 кг (почва, сапропель)). Для способа ускорительной масс-спектрометрии AMS достаточно 1 мг углерода. Это позволяет определять возраст очень малых образцов, недостаточных для датирования традиционным методом. Однако при этом значительно возрастает опасность загрязнения образца и, соответственно, его омоложения (Панин, 2014).
Радиоуглеродный анализ производится на основании дозиметрических измерений. Отношение 14С/12С несколько изменялось во времени, с чем связана необходимость введения поправок для приведения “радиоуглеродного” возраста к “календарному” (рис. 2.3). Эта процедура калибровки приводит к “удревнению” полученного “радиоуглеродного” возраста (Ramsey et al, 2006). Для приведения радиоуглеродных дат к календарным в данной работе была использована калибровочная программа Оксфордского Университета OxCal 4.2 (http://c14.arch.ox.ac.uk, IntCal13).
Лабораторные методы
Из разреза Тк-1 было проанализировано 3 образца (приложения 4, 5; рис. 3.21 А, Б, В): из слоя 1 (h=198-273 см), из слоя 3 (h=341-427 см) и из слоя 6 (h=724-823 см). Два верхних образца отличаются от нижнего в первую очередь наличием мелкоямчатого микрорельефа (13-14%), являющегося основным диагностическим признаком эоловой транспортировки отложений. В основном мелкоямчатый рельеф приурочен к наиболее выпуклым участкам на поверхности зерен. Площади гладких глянцевых поверхностей для зерен из нижнего образца значительно выше (38%), чем для двух верхних (22-26%) Также для двух верхних образцов несколько выше доля химических изменений на поверхности зерен. Площади, занимаемые V-образными микроуглублениями для всех трех образцов из разреза Тк-1 составляют 20-25%, что свидетельствует о том, что все эти образцы изначально формировались в условиях переноса в водной среде (аллювий) и лишь потом верхние 2 образца подверглись относительно кратковременным эоловым преобразованиям (переотложение ветром отложений речных террас).
Для сравнения результатов из разреза Тк-1 методом изучения морфоскопии кварцевых зерен под бинокулярным микроскопом также были проанализированы образцы двух фракций (0,5-0,8 и 0,8-1,0 мм) с глубин 230 см (слой 1) и 320 см (слой 3). В образце из слоя 1 в обеих изученных фракциях матовые эоловые зерна (RM) составляют менее 10%, но более 50% – это матовые среднеокатанные зерна (EM/RM), на поверхности выступающих граней которых фиксируется микроямчатость (результаты см. в приложении 6; пояснения и расшифровку индексов см. в главе 2). В целом микроморфология поверхности более 70% исследованных кварцевых зерен имеет следы эоловой обработки. Исходя из этих данных, был сделан вывод о том, что после нахождения в динамичной водной среде отложения испытали воздействие относительно кратковременных эоловых процессов (Панин и др., 2011).
В образце из слоя 3 такое воздействие тоже фиксируется, но выражено оно несколько слабее. Здесь доля матовых среднеокатанных зерен (EM/RM) составляет 40%, но эолизация зерен выражена слабее. Исследования под бинокуляром показывают преобладание глянцевых зерен с минимальными следами только на выступающих гранях, иногда на глянцевой поверхности видны единичные микроямки, что свидетельствует о соударении зерен. Встречаются также единичные зерна с глубокой матовой поверхностью (RM) (Панин и др., 2011). Сопоставление с другими результатами позволяет заключить, что слой 3 представляет собой нивейно-эоловые пески.
Таким образом, анализ литологического строения разреза Тк-1 и микроморфологии поверхности кварцевых зерен позволяет уверенно выделить отложения эолового генезиса на глубинах 0-270 см и 290-490 см.
Палинологическая характеристика разреза Тк-1 находится в хорошем соответствии с литодинамическими и лито-климатическими признаками (приложение 7). Нижняя половина разреза (слои 4-6), в которой конседиментационные мерзлотные явления проявляются лишь в верхней части (слой 4), накапливалась в относительно теплых условиях. В этой толще преобладает пыльца группы древесных пород: березы (20-40%), сосны (до 40%), в основании разреза присутствует пыльца ели (до 15%). На глубине 650-700 см (выше и ниже контакта слоев 5 и 6), встречена пыльца лещины (Corylus, до 20%), теплолюбивой породы, обычно произрастающей в подлеске смешанного леса. Похолодание во время накопления слоя 4 фиксируется появлением в его верхней части пыльцы ольховника (Alnaster, до 25%).
Для слоев 1-3 характерен перигляциальный флористический спектр: в нем пыльца древесных пород заменяется пыльцой холодолюбивых кустарников, таких как карликовая березка и ольховник, а в группе травянистых растений преобладает пыльца маревых (Chenopodiaceae, до 60%), что свидетельствует не только о холодных, но и о засушливых климатических условиях. В полном соответствии с этим в разрезе наряду с криогенными деформациями фиксируется проявление интенсивной эоловой деятельности.
Таким образом, в строении разреза Тк-1 задокументировано 2 крупных этапа седиментации. Первый этап - фаза аллювиальной аккумуляции в конце среднего валдая (слои 4-6). Второй - этап эоловой и делювиальной аккумуляции времени последнего ледникового максимума (LGM) (слои 1-3). Интерпретацию полученных данных и реконструкцию истории развития долины р. Хопёр см. в главе 4.
Г линистая разновидность средневалдайского террасового комплекса T1 +ш с высотами 10-12 м развита по левому борту долины Хопра в районе с. Пески - с. Мазурка (рис. 3.16) и имеет наклонный характер поверхности. Карьер по добыче глины на восточной окраине с. Пески (разрез Пс-1) вскрывает верхнюю части мощной толщи делювиальных суглинков возраста LGM, перекрывающих поверхность террасы (Панин др., 2011). Возраст отложений в разрезе Пс-1 на глубине 1 м составляет 22,1±1 тыс. л. н. (по данным OSL) и на глубине 1,3 м - 14700±40 С14 л. (около 17,8-18,1 тыс. л. н. кал., по данным С14 (AMS)-датирования). Накопление этих делювиальных суглинков, по-видимому, происходило примерно в то же время (LGM), что и накопление эоловых нивейных песков на террасе T1 +ео1 в разрезе Тк-1 у противоположного борта долины.
Поздневалдайский эоловый шлейф Ь
Террасовидные поверхности высотой 5-6 м и 8-10 м в правой части дна долины изначально принимались за речные (сложенные аллювием) террасы. Однако проведенные исследования показали, что эти песчаные массивы сложены песками эолового генезиса и представляют собой эоловый шлейф поздневалдайского возраста E2 (обоснование см. далее).
Разрез Тн-1 находится в районе с. Танцырей на восточной окраине изолированного песчаного массива высотой 8-10 м (рис. 3.16, 3.17). Высота бровки террасовидного массива в разрезе Тн-1 составляет 8,5 м (рис. 3.22). В разрезе Тн-1 на всю его глубину (570 см) вскрывается толща песков мелко-среднезернистых, однородных и хорошо сортированных, интерпретированных как эоловые (рис. 3.23). Цвет - белесый, в верхних 40 см - серый (за счет гумусовой проработки), а в нижней части разреза (ниже 450 см) - рыжевато коричневый. верхних 210 см прослеживается слабовыраженная горизонтальная микрослоистость на обветренных стенках, с глубины 150 см появляются тонкие волнистые невыдержанные прослои коричневого слабо оглиненного песка; с глубины 450 см песок интенсивно ожелезнен за счет близости грунтовых вод. Возраст отложений на глубине 220 см, согласно данным OSL-датирования, составляет J9,3±2,0 тыс. л., на глубине 545 см 18,б±1,1 тыс. л. Аналогичные датировки имеют эоловые толщи в разрезе Тк-1 (слои 1 и 3). Однородность осадка и отсутствие флювиальных текстур позволяет предположить, что данная толща представляет собой поздневалдайский эоловый шлейф. В пользу эолового происхождения этого массива свидетельствуют также результаты морфоскопии кварцевых зерен и рельеф поверхности массива, особенно пересеченный в его северной части, с ярко выраженными дюнами 2-3-метровой высоты (рис. 3.24) и общими перепадами высот до 5 м.
Микроморфологический анализ поверхности кварцевых зерен образца с глубины 540-570 см с помощью растрового электронного микроскопа (рис. 2.21 Г; приложения 5, 6) показал четко выраженные следы эоловой переработки (мелкоямчатый микрорельеф), в первую очередь на наиболее выступающих частях поверхности зерен. Доля площади, занимаемой мелкоямчатым микрорельефом составляет в среднем около 15%. При этом площади, занимаемые V-образными микроуглублениями и гладкими глянцевыми поверхностями составляют по 22-24%, что свидетельствует о том, что образец изначально подвергался переносу в водной среде (аллювий). Это позволяет с высокой долей уверенности отнести изученные отложения к перевеянному аллювию.
История развития долины р. Хопёр в валдайское время
При переходе от позднеледниковья к голоцену произошло падение расходов воды, которое привело к уменьшению высоты паводков и направленной аккумуляции в долинах (продольный профиль рек приспосабливался к снизившимся расходам воды). В некоторых долинах (например, на Хопре у с. Мазурка) в начале голоцена формировались "малые макроизлучины”, по размерам превышающие позднеголоценовые палеорусла, но в несколько раз меньшие чем позднеледниковые. Отмирание “малых макроизлучин” в начале голоцена было связано с продолжением падения водности. Реки приобретали характеристики, близкие к современным. Относительно стабильное развитие долин в голоцене прерывалось эпохами высоких паводков, во время которых могло возобновляться затопление некоторых наиболее низких “промежуточных” террас. Подобные эпохи высоких паводков продатированы на Сейме и Х опре около 3,5-5 тыс. л. н. и около 2-2,5 тыс. л. н., однако, согласно анализу массива дат по Восточно-Европейской равнине, таких эпох в голоцене было больше (подробнее см. Panin, Matlakhova, 2014).
В настоящее время долины рек центра Восточно-Европейской равнины находятся в перстративной фазе своего развития. Современная пойма создается горизонтальными деформациями реки в соответствии с классической схемой формирования поймы (Шанцер, 1951; Маккавеев, 1955). Большие палеорусла в настоящее время продолжают затапливаться во время половодий и паводков, тем самым являясь частью современной высокой поймы. Подобные участки поймы можно считать цокольными.
В результате проведенного исследования изучено строение, хронология, механизмы и условия формирования террас в речных долинах центра Восточно-Европейской равнины в валдайское время. В основе диссертации лежат полевые и лабораторные материалы по долинам рек Сейм и Хопер. Сходное геоморфологическое строение ре чных долин центра Восточно-Европейской равнины позволяет предположить, что особенности их развития также должны подчиняться общим закономерностям. Это позволяет распространять результаты, полученные при исследованиях в долинах Сейма и Хопра, на центральные регионы Восточно-Европейской равнины. Были изучены особенности распространения комплекса низких террас, проанализировано их геологическое строение и вещественный состав, установлены генезис и абсолютный возраст слагающих отложений, реконструированы природные условия, в которых происходило накопление аллювия и обособление террас. На основе изучения террасовых комплексов были реконструированы основные этапы развития долин, установлены механизмы формирования речных террас в валдайское время.
Анализ полученных результатов позволил сформулировать следующие выводы.
Валдайский этап развития речных долин центра Восточно-Европейской равнины характеризовался значительными изменениями водности рек с амплитудами, значительно превышавшими колебания водности в голоцене. В ранневалдайское время реки отличались относительно низким стоком, в долинах преобладала аккумуляция. Для отдельных эпох среднего и позднего валдая был характерен многократный рост речного стока, приведший к обособлению террасовых комплексов Т23-5 и Т13 и созданию комплексов “промежуточных” террас Т03 и Т02(LGM) и высокой поймы F2(LPG) и F2(LG). В результате проведенных исследований в валдайское время были выявлены две эпохи высокого стока и врезания рек – 30-40 тыс. л. н. кал. и 13-18 тыс. л. н. кал. Они были разделены эпохой пониженного стока и аккумуляции в долинах во время LGM (20-23 тыс. л. н. кал.).
Процессы эоловой, делювиальной и эрозионной переработки террасовых комплексов в валдайское время имели широкое распространение и могли зн ачительно изменять первичный рельеф речных террас и облик речной долины в целом. В сложении валдайских террас большое участие принимают отложения эолового и делювиального генезиса, а также отложения заполнений древних эрозионных форм. Широкое распространение эоловых процессов в криоаридную эпоху LGM приводило к формированию обширных эоловых покровов и шлейфов, облекавших террасовые уровни Т23-5 и Т13 и спускавшиеся на более низкие гипсометрические уровни дна долины. Было установлено, что некоторые низкие террасовидные поверхности (до 10 м над современным урезом), ранее принимавшиеся за речные (сложенные аллювием) террасы, являются “останцами” эоловых шлейфов, расчлененных пойменными потоками. Возможность существования мощных эоловых шлейфов в речных долинах позволяет также предположить, что механизм образования таких форм рельефа как песчаные террасоувалы (как поздневалдайского, так и более древнего возраста), может быть связан не только со склоновыми, но и с эоловыми процессами.
Проведенные исследования показали, что относительная высота террасовидных поверхностей в речных долинах не может служить достаточной характеристикой для определения их возраста, а в некоторых случаях даже генезиса. Для обоснованной диагностики возраста террасовых комплексов необходимо проведение анализа целого ряда геоморфологических и геологических признаков, к которым относится не только определение относительной высоты, но и диагностика генезиса слагающих отложений и детальное изучение морфологии террасы.
Крайне информативным для установления генезиса отложений является привлечение микроморфологического анализа поверхностей кварцевых зерен с помощью растрового электронного микроскопа. Однако при применении этого метода стоит учитывать некоторые специфические особенности эоловых (перевеянных) песков, распространенных в составе валдайских террас центра В осточно-Европейской равнины, связанные с относительной кратковременностью процесса эоловой переработки отложений. Основным диагностическим признаком кратковременной эоловой переработки аллювия является наложение признаков эоловой обработки (мелкоямчатый микрорельеф) на рельеф поверхности зерен аквального происхождения (V-образные м икроуглубления, гладкие глянцевые поверхности). Необходимо учитывать, что следы кратковременной эоловой переработки аллювия редко занимают значительные площади на поверхности зерен и чаще проявляются лишь на наиболее выпуклых их частях на фоне значительных площадей, занимаемых аквальными признаками, что затрудняет трактовку генезиса зерен, особенно при классическом морфоскопическом анализе при небольших увеличениях (под бинокулярным микроскопом).
