Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геологическое строение четвертичных отложений региона исследований 8
Глава 2. Современное состояние проблемы 19
Глава 3. Материал и методика исследований 28
Глава 4. Литологическая характеристика аллювиальных отложений 36
4.1. Представления о строении аллювия 36
4.2. Бассейн р. Ижмы 39
4.2.1. Русловой аллювий 40
4.2.2. Пойменный аллювий 51
4.2.3. Старичный аллювий 54
4.3. Бассейн р. Вычегды 57
4.3.1. Русловой аллювий 58
4.3.2. Пойменный аллювий 63
4.3.3. Старичный аллювий 80
Глава 5. Сопоставление результатов литологического изучения аллювия в бассейнах Ижмы и Вычегды 87
5.1. Гранулометрический состав 87
5.2. Минералогический состав 96
5.3. Химический состав 102
Глава 6. Палеогеографическая обстановка формирования аллювиальных отложений 104
6.1. Бассейн р. Ижмы 105
6.2. Бассейн р. Вычегды 106
Заключение 124
Литература
Введение к работе
Аллювий является одним из наиболее распространенных генетических типов континентальных осадочных формаций. Основным фактором образования аллювиальных осадков являются водные потоки, формирующие густую речную сеть континентов.
Актуальность исследования определяется слабой изученностью аллювиальных осадков на европейском северо-востоке России, представленных отложениями плейстоцена и голоцена, и отсутствием палеогеографических реконструкций.
Широкое распространение в районе исследований имеют аллювиальные осадки, слагающие I и II надпойменные террасы, образование которых относится к позднеплейстоценовому звену четвертичной системы. Стратиграфия и палеогеография верхнего плейстоцена являются объектом оживленной дискуссии среди исследователей четвертичной геологии региона. Для стратификации этих отложений важным считается выявление процесса аллювиальной седиментации, изучение структурных особенностей осадков, установление их фациаль-но-генетической приуроченности и воссоздание палеогеографических условий.
По этой причине весьма актуально изучение голоценового аллювия. Учет выявленных особенностей строения и формирования осадков равнинных рек Ижмы и Вычегды, протекающих в различных геолого-геоморфологических и неотектонических условиях позволит провести стратиграфическое расчленение верхнеплейстоценовых аллювиальных отложений.
Актуальность изучения аллювиальных отложений, кроме того, состоит в том, что они являются основой для развития промышленности стройматериалов, необходимых для обустройства нефтяных и газовых месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований заключалась в установлении фациально-генетической принадлежности современного аллювия и в проведении сравнительного анализа осадков в бассейнах рек Ижмы и Вычегды на основе их литологических особенностей и вещественного состава, сформированных в различных неотектонических обстановках.
В соответствии с поставленной целью предусматривалось решение следующих задач:
Изучить гранулометрический состав аллювиальных осадков для установления структурных признаков основных фаций аллювия рассматриваемых рек.
Выявить особенности изменения минерального состава мелкопесчаной фракции в различных группах фаций аллювия и определить источники питания при его формировании.
Установить палеогеографические обстановки осадко накопления аллювия в течение голоцена.
Фактический материал и методы исследования. Фактической основой диссертации послужили материалы, полученные автором в ходе полевых работ в долинах рек Ижмы и Вычегды за 2002-2008 гг. Отобраны и изучены образцы из разрезов береговых обнажений (20) и скважин (5) в долинах изученных рек (рис. 1). Работа является частью исследований по программам проводимых по теме: «История развития природной среды и климата на Европейском Северо-Востоке в позднем кайнозое», которая входит в основную тему НИР: «Биогеология, эволюция организмов и биоразнообразия геологической истории Тимано-Североуральского региона, моделирование палеоэко-систем, палеонтологические и стратиграфические геокорреляции». Для решения поставленных задач применялся комплекс лито логических методов: гранулометрический, минералогический, дифрактометрический и химический (силикатный) анализы. Аналитические исследования проведены в лабораториях Института геологии Коми НЦ УрО РАН.
Научная новизна. Впервые получена комплексная характеристика основных фаций аллювия в долинах рек Ижмы и Вычегды и выявлены литологичес-кие особенности современных аллювиальных осадков, сформированных в разных неотектонических обстановках.
На основе установленных закономерностей изменения минерального состава аллювиальных отложений сделан вывод, что основными источниками питания при формировании тяжелой фракции являются плейстоценовые отложения гля-циального генезиса.
По материалам автора и других исследователей в долине среднего течения р. Вычегды восстановлена палеогидрологическая история формирования долины реки, которая дополняет общую картину изменения природной среды в течение голоцена.
Практическое значение работы. Полученные результаты позволили определить фациальную принадлежность аллювиальных отложений региона, что имеет важное значение при проведении геологической съемки, гидрогеологических, инженерно-геологических работ и поисках месторождений строительных материалов.
Данные литологических исследований могут быть использованы в качестве литостратиграфической основы для корреляции аллювиальных отложений сопредельных регионов. Кроме того, они могут найти применение при фациально-генетическом и стратиграфическом расчленении верхнеплейстоценового аллювия внеледниковой зоны, что внесет существенный вклад в уточнении региональной стратиграфической схемы Тимано-Печоро-Вычегодского региона, которая в настоящее время значительно устарела.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Структурные особенности аллювиальных отложений указывают на формирование речных долин в различных неотектонических обстановках. На р. Ижме, в активной неотектонической обстановке формировались крупнозер-
І Іжма JO
Ьк7 іОЩсль
/изд
.ИжЗ ІОТом
Иж4 S1.
ГКойа
Тброжск о\
Ухта
т
Рис. 1. Карта фактического материала
нистые и слабо сортированные аллювиальные отложения, а на р. Вычегде, в более стабильных неотектонических условиях, отлагался мелкий и хорошо сортированный аллювий.
В минеральном составе мелкопесчаной фракции аллювия рек Ижмы и Вычегды преобладают минералы групп эпидота, граната, амфибола, ильменита, унаследованные от гляциальных отложений плейстоцена. Количественные соотношения этих минералов позволяют выявить основные источники питания при формировании аллювия.
Формирование аллювиальных отложений в долине р. Вычегды происходит в условиях постоянно меняющегося положения русла. Морфология палео-русел указывает на изменение водности реки в течение голоцена и отражается в строении поймы.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на ряде российских и международных совещаний и конференций: XI, XII, XV, XVI, XVII научных конференциях «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североураль-ского сегмента» (Сыктывкар, 2002, 2003, 2006, 2007, 2008); V и VI Всероссийский совещаниях по изучению четвертичного периода (Москва 2007, Новосибирск 2009); на международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 2009); на межрегиональной научной конференции «Современное состояние, антропогенная трансформация и эволюция ландшафтов востока Русской равнины и Урала в позднем кайнозое» (Киров, 2008); на полевом международном симпозиуме (Вильнюс, 2007); XV Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 2009). По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, 1 статья в рецензируемом журнале из числа рекомендуемых ВАК.
Объем работы. Диссертация объемом 136 страниц, состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 107 наименований. Работа включает 20 рисунков и 16 таблиц.
Диссертация выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН в лаборатории геологии кайнозоя, (г. Сыктывкар).
Автор искренне благодарит сотрудников Института геологии, в том числе лаборатории геологии кайнозоя за всестороннюю помощь в выполнении работы. За помощь в освоении минералогического метода автор признателен 3. П. Двойниковой, за выполнение дифрактометрического анализа глинистой фракции аллювия - Ю. С. Симаковой.
Автор также глубоко признательна д. г.-м. н. Ю. А. Ткачеву, д. г. н. А. В. Чернову, к. г. н. А. В. Панину за ценные консультации в ходе полевых работ. За обсуждение результатов и постоянную поддержку хочется выразить благодарность Ю. В. Голубевой и Т. И. Марченко-Вагаповой.
Особую признательность автор выражает д. г.-м. н. Л. Н. Андреичевой за научное руководство работой.
Представления о строении аллювия
Четвертичные отложения в исследуемом районе развиты повсеместно, за исключением очень редких, небольших по площади участков, где в пределах изолированных эрозионных окон на дневную поверхность выходят дочетвертичные породы. Мощность четвертичных осадков варьирует в широких пределах, изменяясь от первых десятков сантиметров (возвышенность Джеджимпарма) до 133 м (в палеодолине Вычегды). Отложения перекрывают водораздельные пространства и в значительной степени нивелируют древний дочетвертичный рельеф (Терешко, Кириллин, 1991 г.; Митяков и др., 1987 г.). Четвертичные образования представлены широким спектром разнообразных по возрасту и генезису континентальных терригенных осадков, среди которых выделяются отложения плейстоцена в объеме нижне-, средне-, верхнечетвертичного и современного звеньев. Согласно стратиграфической схеме, принятой МСК (Решение..., 1986), в Тимано-Печоро-Вычегодском регионе выделены отложения трех надгоризонтов и 14 горизонтов, которым, за исключением голоценового, даны местные названия по стратотипам и страторайонам (табл. 1).
Нижнечетвертичные отложения
В составе нижнего звена выделяют камский (ледниковый), тумский (межледниковый) горизонты; коми-пермский надгоризонт, включающий березовский и помусовский (ледниковые) с разделяющим вишеркским (межледниковым) горизонтом. Нижнечетвертичные отложения имеют ограниченное распространение, на большей части территории исследований вообще не обнаружены и страти графически не расчленены. Таблица 1
Сопоставление региональной стратиграфической схемы с межрегиональной стратиграфической схемой четвертичных отложений Восточно-Европеской платформы (по: Решение..., 1986)
Ильинский межледниковый Покровский ледниковый Михайловский межледниковый В долине р. Ижмы нижнечетвертичные осадки вскрыты скважинами в ходе инженерно-геологических исследований (Отчет..., 1962 г.). Выделены нерасчлененные ледниковые и ледниково-морские образования, заполняющие переуглубленные участки древних долин. Толща ледниковых отложений сложена грубыми валунными суглинками и супесями, серыми и темно-бурыми, очень плотными песчанистыми. В ней наблюдается большое количество отторженцев нижнемеловых пород. Перекрываются осадки мореноподобными суглинками, глинами, супесями, сформированными в северном эпиконтинентальном море.
В долине Вычегды нерасчлененный нижний отдел представлен аллювиальными, озерными и ледниковыми отложениями. Аллювиальные и озерные осадки вскрыты скважинами на верхней Вычегде (Немцова, 1975 г.). Отложения аллювия представлены песками разнозернистыми серыми, с гравием и галькой. Вверх по разрезу они постепенно переходят в озерные слои серых мелкозернистых песков с прослоями глин темно-серых, с тонкой горизонтальной слоистостью, нередко ленточного типа.
Ледниковые отложения сохранились только отдельными участками в пределах переуглубления долины верхней Вычегды, реже на склонах древних водоразделов. Осадки представлены грубыми валунными суглинками и супесями, очень плотными, серыми и темно-серыми, с гравием, галькой и валунами. Минералогический анализ мелкозема ледниковых отложений показал, что движение ледника было направлено с северо-востока на юго-запад, в соответствии с ориентировкой ложбин выпахивания. В среднем течении Вычегды морена обогащена рудными, эпидотом и гранатом, характерными для пород позднепермского возраста, подстилающих морену, которые и послужили источником сноса этих минералов (Потапенко, 1975). Среднечетвертичные отложения
В строении разрезов среднего плейстоцена выделены отложения чирвинского (межледникового) горизонта и тимано-уральского надгоризонта, включающего печорский (ледниковый), родионовский (межледниковый) и вычегодский (ледниковый) горизонты.
Чирвинский (лихвинский) горизонт (Qi/c) Отложения чирвинского возраста на исследуемой территории развиты очень широко.
В долине Ижмы осадки залегают на сильно эродированной поверхности нижнечетвертичных образований. Они отсутствуют лишь в пределах наиболее низких участках долин, вследствие их размыва в результате эрозионной деятельности рек. В естественных обнажениях осадки приурочены к основанию склонов высоких надпойменных террас и коренных берегов рек. В составе горизонта участвуют озерно-аллювиальные и аллювиально-морские отложения (Траат и др., 1981 г.). Первые представлены песками, слоистыми глинами, супесями и суглинками с прослоями галечников. Аллювиально-морские осадки характеризуются песками разнозернистыми, серыми, светло-серыми с прослоями темно-коричневых суглинков, которые перекрываются гравийно-галечным материалом.
В долине Вычегды отложения чирвинского горизонта сложены аллювиальными и озерными генетическими типами, вскрытыми скважинами и естественными береговыми разрезами (Немцова, 1975 г.; Ячменев, 2003). Аллювий представлен песками разнозернистыми от крупнозернистых с гравием и галькой до мелко- и среднезернистых, хорошо промытыми, отсортированными. Озерные осадки, перекрывающие аллювиальные фации характеризуются разнообразными песками, обычно тонко-, и мелкозернистыми, иногда глинистыми, а также супесями, суглинками,
Старичный аллювий
Исследования аллювиальных отложений в нашей стране проводятся с конца XIX столетия, и впервые термин «аллювий» был введен В.В. Докучаевым в 1878 году (Чистяков и др., 2000).
Основное количество рабої по вопросу строения и формирования аллювиальных осадков приходится на 30-80 годы прошлого столетия. Классическими трудами по изучению аллювиальных отложений являются работы Е.В. Шанцера (1951, 1961, 1966), который одним из первых разработал генетическую классификацию четвертичных отложений и в рамках аллювиального генетического типа выделил русловую, пойменную и старичную группы фаций, сформированных в различных гидродинамических обстановках седиментации. Классификация стала базовой, она используется исследователями и в настоящее время.
Строение и формирование современного аллювия равнинных рек в условиях сурового климата, близкого к перигляциальному описано в работах Ю.А. Лаврушина (1961а, б, 1963). Исследования проведены в бассейнах нижнего течения Енисея и низовьев р. Индигирки. Наибольшее распространение в долинах этих рек имеет аллювий, находящийся в перстративной и копстративыой фазах развития. Аллювиальные отложения субарктического пояса находятся в мерзлом состоянии, содержат значительное количество льда, распределенного в толще пород. Несмотря на развитие вечной мерзлоты реки субарктического пояса образуют нормально построенный аллювий, и аллювиальный процесс не подавляется склоновыми процессами, в частности солифшокцией. В строении аллювия перстративной фазы субарктических рек, слагающего современные поймы, выделены русловые, пойменные и старичные отложения. В целом обнаружено сходство с аллювием рек европейской части России. Характерные отличия аллювия рек различных географических поясов обусловлены климатическими причинами. Русловые отложения северных регионов, в отличие от сходных осадков умеренных широт, обогащены значительным количеством мелкого растительного детрита, который сохраняется от разложения при отрицательных температурах. Пойменный и старинный аллювий субарктических рек имеет следы диагенетического преобразования вследствие интенсивно происходящих процессов болотообразования. Выражается это в появлении признаков оглеения.
Литология аллювия равнинных рек гумидной зоны (на примере рек Днепра, Десны, Оки) рассмотрена А.А. Лазаренко (1964). Выявлены закономерности изменения вещественного состава по основным фациям аллювия, особенности дифференциации осадков и их раннего диагенеза. В основу выделения фаций положена схема Е.В. Шанцера, но с некоторыми изменениями и дополнениями. Весь комплекс аллювиальных отложений расчленен на три крупные макрофации: русловую, пойменную и старинную. Отдельно выделены фации аллювия смешанного характера. За основу выделения фаций автор принимает их формирование при различном режиме турбулентности водного потока.
Работы Ю.А. Билибина, «Основы геологии» (1938, 1956) и Н.А. Шило «Основы учения о россыпях» (1981) являются фундаментальными трудами по геологии россыпей. В их энциклопедических трудах раскрыты основные вопросы процесса аллювиальной седиментации: механизмы миграции русла, движения наносов и образования аллювиальных россыпей.
К работам, раскрывающим процессы дифференциации аллювия и закономерности накопления речных осадков, относятся исследования Б.С. Лунева (1967; Лунев и др., 1976). Проанализированы процессы механической дифференциации аллювия, проявляющиеся в гранулометрическом, минералогическом и химическом составе аллювия. Исследования минерального состава тяжелой фракции современного аллювия освещены в работах Б.М. Осовецкого (1975, 1986, 1993, 2003, 2005). Изложены общие закономерности накопления и формирования вещественного состава тяжелой фракции в аллювиальных осадках в долинах многих рек страны, в том числе р. Вычегды.
Процессам аккумуляции речных отложений предшествуют процессы эрозии и транспортировки. Эродируются и переносятся материалы в различной форме: путем перекатывания и волочения по дну, в растворенном состоянии и во взвешенном в виде мути (Лукашев, 1971). Большой интерес исследователей вызывает гидролого-геоморфологическое направление в изучении эрозионно-аккумулятивпых процессов и созданных ими форм рельефа.
Совокупность природных явлений, связанных с деятельностью всех водных потоков на земной поверхности рассмотрена в работах Н.И. Маккавеева (1971, 2003а, б), где раскрыты вопросы изучения русловых процессов, динамики водных потоков, механизмов эрозии и движения наносов. Все русловые деформации подразделяются на три группы: 1) вертикальные, вызывающие трансформацию продольного профиля реки и изменение отметок дна русла; 2) горизонтальные, связанные с размывами или наращиванием берегов и образованием поймы; 3) движение донных гряд, перекатов, отмелей, кос и др. Проявление русловых деформаций происходит по всей реке или на участках значительного протяжения (общие деформации), либо на коротких отрезках русла (местные деформации) (Маккавеев, Чалов, 1986; Чалов и др., 1998).
Вопросы, связанные с процессами меандрирования, рассмотрены в работах Р.С. Чалова, А.В. Панина (Чалов и др., 1998; Чалов и др., 2004). Рассмотрены механизмы формирования и эволюции речных излучин, их гидролого-морфологические характеристики. Исследования, направленные на изучение генезиса и морфологии речных пойм, освещены в работах А.В. Чернова (1983, 1999, 2009). Пойма как геоморфологический элемент речной долины занимает особое положение. Её формирование происходит в процессе горизонтальных русловых деформаций в условиях свободного, либо ограниченного развития поймообразующих процессов. С учетом условий развития поймообразующих процессов А.В. Черновым создана геоморфологическая классификация пойм равнинных и полугорных рек.
История изучения аллювия в бассейнах рек Ижмы и Вычегды связана в основном с исследованиями четвертичных отложений плейстоценового возраста, в частности валунных суглинков проблематичного генезиса, а также в ходе геолого-поисковых работ для составления стратиграфической схемы региона. Аллювиальные осадки рассматривались попутно, как осадки, перекрывающие и подстилающие ледниковые отложения. Для стратиграфии континентальных четвертичных отложений исследование аллювия имеет большее, по сравнению с ледниковыми осадками, значение (Макарова, 2000; Макарова и др., 2009). В отличие от ледниковых отложений они развиты более широко и образуются как в ледниковые, так и в межледниковые эпохи. В строении аллювиального комплекса хорошо отражается климатический ритм - тепло-холод, тогда как ледниковые отложения соответствуют второй холодной половине.
Минералогический состав
Пойменные осадки современной поймы в обнажении Иж-3 мощностью 0,65 м представлены средне-, мелкозернистыми песками светло-серыми с горизонтальной и наклонной слоистостью за счет переслаивания с суглинками темно-коричневыми. Средний диаметр частиц составляет 0,171 мм, осадки имеют среднюю степень сортированное (Sc = 0,46).
Аналогичные осадки в разрезе Иж-8, мощностью 2,15 м, характеризуются более тонкими по составу отложениями и представлены мелкозернистым песком и супесью темно-коричневой. Средний диаметр частиц составляет 0,065 мм, они имеют среднюю степень сортированности материала (Sc = 0,47).
В обеих расчистках количество растительных остатков незначительно, это в основном детрит и корни древесных растений. Формирование поймы относится ко второй половине голоцена (Отчет..., 1962 г.).
Выход тяжелой фракции пойменных осадков в обнажении Иж-3 составляет 1,55%, в Иж-8 -1,48%. Отложения характеризуются присутствием граната (до 32%), эпидота (до 31%), ильменита (до 12%), амфибола (до 7%), ставролита (до 7,6%), лейкоксена (до 9%). В меньшем процентном содержании присутствуют титанит, турмалин, циркон, кианит. Магнетит, пироксен, лимонит, рутил, силлиманит, апатит, анатаз составляют менее 1%.
Соотношение мощности отложений русловой и пойменной фаций в разрезах Иж-3 и Иж-8 также указывают на характер вертикальных русловых деформаций — врезании реки или аккумуляции в ней наносов. Осадки русловой фации. Иж-3 составляют 2,95 м, Иж-8 - 1,35 м. Мощность пойменных осадков равна 0,65 м и 2,15 м соответственно, что говорит о разнонаправленности неотектоничеких движений. Таким образом, по литологическим особенностям строения аллювиальных отложений р. Ижмы можно сделать вывод, что формирование аллювия в среднем течении происходит в условиях современного неотектонического поднятия с преобладанием эрозионной деятельности реки, а на участке нижнего течения— в зоне опускания территории с преобладанием аккумуляции материала.
Формирование старичного аллювия происходит на пойме в отделившихся участках речных русел, превращенных в замкнутые водоемы. В развитии старицы Е.В. Шанцер (1961) выделяет три главные стадии. Первоначально старинный водоем тесно связан с руслом, и во время половодий устанавливаются турбулентные потоки, приводящие в движение песчаные донные наносы. Вторая стадия — озерная, характеризуется полным изолированием старицы от русла и отложением в ней практически только взвешенного материала. Последняя стадия приводит к погребению осадков озерной стадии под торфяниками, а затем уже под пойменными отложениями, венчающими разрезы старинных линз.
В зависимости от типа миграции русла реки З.Н. Барановская (1937) предлагает различать не только старицы-меандры, но и старицы-протоки, образующиеся путем смыкания русловых островов — заросших «осередков» с основным массивом поймы. Образование «осередков» происходит, когда река оказывается не в состоянии транспортировать всю массу поступающего в нее обломочного материала. С возникновением такого острова основная струя течения разбивается на две продольные струи, обходящие остров с боков. В дальнейшем одна из проток превращается в затон, который в последующем отделяется от русла, превращаясь в озеровидный водоем, где происходят все обычные стадии регрессивного развития старицы.
В пределах изученного участка реки старичная фация аллювия представлена в двух разрезах береговых обнажений (Иж-5; Иж-7), расположенных в нижнем течении реки. По литологическим признакам в группе фаций старичного аллювия выделены озерно-речная и озерно-болотная субфации. Озерно-речная субфация разреза Иж-5 представлена мелко,-среднезернистыми песками с прослоями алеврита, осадконакопление которых происходило, когда водный поток основного русла проникал в образовавшийся водоем и приносил взвешенный материал. Средний диаметр частиц отложений составляет 0,094 мм, степень сортированности отложений средняя (Sc = 0,39). В группе тяжелых минералов преобладают гранат, эпидот, ильменит, составляя в сумме 81%, из прочих присутствуют амфиболы, лейкоксен, ставролит, титанит, турмалин, лимонит, кианит, рутил. Выход тяжелой фракции составляет в среднем 1,4%. В разрезе Иж-7 озерно-речная субфация представлена песком среднезернистым с включениями гравия.
Озерно-болотная субфация связана с седиментацией в застойном озерном водоеме. Осадки представлены алевритами и глинами темными и зеленовато-серыми, средний диаметр их частиц составляет 0,021 мм. Отложения довольно плохо сортированы (Sc = 0,23). Характерна насыщенность органическим веществом, вкрапления и гнезда фосфатов. Выход тяжелой фракции составляет 0,62%. Преобладают эпидот (до 32,6%), а также минералы группы граната, амфибола и ильменит, составляющие в сумме до 45% тяжелой фракции. Из прочих присутствуют лейкоксен, титанит, кианит, ставролит, турмалин, апатит, циркон.
Глинистая фракция представлена гидрослюдой с примесью хлорита и смешанослойных образований типа иллит-смектит. Минералы в основном изменены и разу поряд очены. Из прочих минералов присутствуют тонкодисперсный кварц и полевые шпаты. Перекрываются глинистые осадки торфом темно-коричневым. В разрезе Иж-7 озерно-болотная субфация представлена сапропелем серо-черным и темно-коричневым, оторфованным.
При заболачивании старичных водоемов в последующем происходит накопление торфа, который, чаще всего, перекрывается пойменными отложениями и переходит в погребенное состояние.
При изучении космоснимков программы Googls «Планета Земля» в районе разрезов с выходами старинного аллювия не было обнаружено признаков блуждания русла и следов погребенной старицы (рис. 6). Формирование осадков происходило в условиях замкнутого водоема отделившейся полупротоки при дроблении русла реки. При снижении энергии водного потока в одном из рукавов при заполнении его обломочным материалом произошла полная изоляция от главного русла, где сформировались озерные условия, благоприятствующие формированию старинных осадков.
Бассейн р. Вычегды
Исследование гранулометрического состава аллювиальных отложений проведено по 26 образцам, отобранным в береговых разрезах р. Ижмы, и по 91 образцу р. Вычегды.
По данным размерности зерен в разных фациях обеих рек построены гистограммы, отражающие изменение гранулометрического состава современного аллювия (рис. 14, 15). По гистограммам видно, что в составе руслового аллювия пристрежневой субфации р. Ижмы в обнажении Иж-4 выделена фракция 2 см, тогда как в составе этой же субфации в долине р. Вычегды данная фракция отсутствует. Средний диаметр частиц рассматриваемой субфации р. Ижмы составляет 0,554 мм, степень сортированности средняя, а в образцах Иж-4/3 и Иж-4/5 - низкая (табл. 3). В долине р. Вычегды средний диаметр частиц равен 0,47 мм, степень сортированности средняя. Состав отложений субфации прирусловой огмели р. Ижмы также более грубый, чем в долине р. Вычегды. Доминирующую роль играют средне-, крупнозернистые пески с включениями гравия со средней степенью сортированности, а в долине р. Вычегды преобладают хорошо сортированные мелко-, среднезернистые пески с единичной галькой (Буравская, 2008а, 20096).
Различия также можно проследить и в пойменном аллювии. На р. Ижме пойменные отложения представлены в основном песками с невысоким содержанием алевритистой фракции, а на р. Вычегде процентные содержания фракций 1-0,1 и 0,1-0,01 мм приблизительно одинаковы.
В долине р.Вычегды, на всем исследуемом участке, наблюдается большое количество старинных озер. Строение и состав старинной фации рассматриваемых рек сходно и выделяется озерно-речная и озерно-болотная субфации, отвечающие основным стадиям зарастания старинного водоема.
По цифровым данным среднего диаметра (dcp) и коэффициента сортировки (Sc) аллювия рек Ижмы и Вычегды построены графики зависимости этих показателей, на которых четко прослеживаются изменения и различия гранулометрріческих показателей в зависимости от режима осадконакопления (рис. 16, 17).
График зависимости среднего диаметра зерен (d ср) и коэффициента сортировки (Sc) аллювиальных осадков р. Ижмы I - русловая фация; II - пойменная фация; III - старинная фация
Для осадков русловой фации характерны высокие показатели среднего диаметра и средние показатели коэффициента сортировки (поле І). В их составе присутствуют галечно-гравийные фракции и разнозернистые пески, оседающие в русле. Осадки, сформированные в пойменной фации (поле II), отличаются повышенными показателями коэффициента сортированности, но меньшим диаметром зерен и представлены в основном разнозернистыми песками. Для осадков старичной фации (поле III) характерны низкие показатели обоих параметров. Коэффициент сортированности старинных осадков (Sc) составляет 0,3, поскольку здесь оседают как песчаные осадки так и тонкие алевриты и глины.
Из отложений разных фаций аллювия в долине р. Вычегды наиболее хорошо отсортированы пески прирусловой отмели и прирусловых валов. Отложения субфации прирусловой отмели сконцентрированы в поле I и имеют высокие показатели обоих параметров. Осадки прирусловых валов сосредоточены в поле II. Они отличаются меньшим диаметром зерен.
Формирование субфаций происходит при уменьшении скорости потока в зоне прирусловой отмели, когда водный поток отсортирован от грубообломочного материала, который отложился в зоне стрежня, а тонкий материал остается во взвешенном состоянии. Откладывается только песчаная фракция, слагающая отложения субфаций прирусловой отмели и прирусловых валов.
Осадки приречной поймы и озерно-речной субфации, расположенные в поле III, характеризуются в основном средним показателем сортированное. Их формирование происходит в условиях возрастания скорости потока в половодье и в спокойной обстановке при спаде воды. В их составе преобладают мелкозернистые пески и алевриты.
Отложения внутренней поймы и озерно-болотной субфаций также сходны по составу и зафиксированы в поле IV. Для них характерны низкие показатели обоих параметров. Осадки представлены глинами и алевритами с незначительной примесью мелкозернистых песков.
Таким образом, выявленные структурные особенности основных фаций аллювия рек Ижмы и Вычегды свидетельствуют о различных условиях их формирования. Состав аллювиальных осадков р. Ижмы более грубый по сравнению с отложениями р. Вычегды.
Для аллювиальных отложений русловой фации бассейна р. Ижмы, сформированных в условиях активных неотектонических обстановок, характерен крупно-, среднезернистый состав, низкая и средняя степень сортированности материала. Аллювий русловой фации в бассейне р. Вычегды, сформированный в стабильной тектонической обстановке отличается хорошей степенью сортированности и представлен средне-, мелкозернистыми пеками. Отложения пойменной фации р. Ижмы отличаются маломощными накоплениями, средне-, мелкозернистым составом песков и отсутствием четко выраженных переходов между субфациями. В долине р. Вычегды в условиях стабильной тектонической обстановки формирование аллювия происходит по перстративному типу. В строении четко выделяются субфации прирусловых валов, приречной и внутренней поймы. Мощность пойменной фации р. Вычегды, варьирует от 3 до 5 м, а русловой от 0,5 до 1 м. В бассейне р. Ижмы соотношение мощности русловой и пойменной фации сдвинуто в сторону первого и составляет 2,5-4,8 м русловой фации и до 3 м пойменной фации. Эти показатели также говорят о характере тектонических движений.
Изменение гранулометрического состава вдоль речной долины, проявляющаяся в уменьшении крупности осадков,вниз по течению (Страхов, 1962), четко прослеживается в русловой фации р. Ижмы и выражается в. уменьшении размерности осадков вниз по течению. В пойменных отложениях размерность зерен вдоль долины практически не изменяется. В долине р. Вычегды выявленная особенность выражена менее отчетливо.
