ЛИТОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЫХ-ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ДОЛИНЫ р. НЕВЫ

© 1998 г. Н.Н. Верзилин, Е.А. Гонтарев, Н.А. Калмыкова, Н.С. Окнова*

УДК 552.5:551.8:551.482(261.3)

Санкт-Петербургский государственный университет 199034 С-Петербург, Университетская наб., 7/9

* Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт 191104 Санкт-Петербург, Литейный просп., 29

Скачать *pdf

  

 

Приводится описание разрезов позднеледниковых - голоценовых отложений, вскрытых р. Невой, - несколько ниже по течению от г. Кировска (в районе Невского пятачка) и примерно в 2 км ниже по течению от впадения в Неву р. Тосны. Рассмотрены результаты гранулометрического, химического, дифференциально-термического, рентгенофазового анализов и изучения акцессорных минералов. На основе полученных материалов дана литолого-минералогическая характеристика отложений и проведена их корреляция. Обоснован вывод о существовании р. Невы уже с позднеледникового времени, а не с максимума Ладожской трансгрессии в позднем голоцене, как обычно принято считать.

 

 


В последние годы отмечается возрастание интереса к истории Ладожского озера, связанное в немалой степени с экологическими и, особенно, прогнозно-экологическими проблемами [История..., 1990; Эволюция..., 1993]. Для решения этих проблем важно знать не только современное состояние, но и эволюцию природных объектов. Поскольку же Ладожское озеро - одна из составляющих единой системы озеро - Нева - Балтийское море [Геологический мониторинг..., 1990], то первостепенное значение приобретает выявление времени возникновения р. Невы, без чего не может быть восстановлена и история всей системы.

В настоящее время, пожалуй, ни у кого не вызывает сомнения, что Ладожское озеро, а если говорить точнее - водоем на территории его современного распространения, образовалось в плейстоценовое время, как восточная часть Балтийской системы приледниковых озер. Это было убедительно и наглядно показано еще в книге Д.Д. Квасова [1975] и в коллективной монографии [История..., 1990]. Краеугольным камнем последующих реконструкций дальнейшей истории озера являлось представление (однако уже не кажущееся столь очевидным), что на протяжении плейстоценовой истории и по крайней мере до литоринового (атлантического) времени водоем, располагавшийся на территории Ладожского озера, соединялся с Балтийским морем только проливом в районе г. Выборг, известным под названием Гейниокского пролива.

Таким образом, по широко распространенному мнению, в плейстоцене и начале голоцена геосистемы Ладожское озеро-река Нева еще не существовало. О том, когда возникла эта система, т.е. когда образовалась река Нева, единодушного мнения нет, несмотря на то, что история формирования современных взглядов на проблему весьма продолжительна [История..., 1990; Квасов, 1975; Малаховский и др., 1993 и др.]. Начиная с работы Г. Де Геера [Квасов, 1975], вышедшей в конце прошлого века, обычно считают, что река Нева зародилась лишь в конце голоцена в результате трансгрессии озера к югу в связи с «перекосом» его, вызванным поднятием Балтийского щита; в начале же голоцена порог стока Ладожского озера находился вблизи г. Выборга [История..., 1990; Квасов, 1975; Квасов, Назаренко, 1970; Можаев, 1973]. Высказывались предположения и о более древнем возрасте Невы. Например, Ю. Айлио относил ее появление к началу II тысячелетия до н.э., К.К. Марков полагал, что она образовалась в конце регрессии литоринового моря, а С.С. Лапин считал, что разработка долины Невы началась с иольдиевого времени [История..., 1990; Квасов, 1975; Квасов, Назаренко, 1970; Малаховский и др., 1993; Можаев, 1973].

Авторы последних работ, в которых используются новейшие данные по донным осадкам Ладожского озера и абсолютному возрасту отложений в его обрамлении [Давыдова и др., 1993; Кошечкин, Экман, 1993; Малаховский и др., 1993а, б], возникновение Невы единодушно связывают с максимумом Ладожской трансгрессии, закончившимся «прорывом ладожских вод и формированием Невы» [Гусаков, 1990; Давыдова и др., 1993], хотя продолжительность самой трансгрессии и особенно время ее максимального развития оценивают по-разному. По существу, в этих работах обсуждаются и дискутируются вопросы, связанные с продолжительностью трансгрессии, временем проявления ее максимума, высотой подъема уровня вод, вызвавших прорыв. Однако приведенные материалы не только позволяют детализировать представления о молодом возрасте Невы, поскольку они дают возможность с большей достоверностью оценивать время максимума Ладожской трансгрессии, но одновременно вызывают и определенные сомнения в справедливости самого мнения о молодости Невы [Верзилин, 1994; Верзилин и др., 1992; Верзилин, Калмыкова, 1993]. Эти сомнения усиливаются, если принять во внимание полученные нами данные о литолого-минералогических особенностях позднеледниковых - голоценовых отложений долины р. Невы. Одной из целей настоящей статьи и является информация об этих особенностях.

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗУЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Вряд ли следует обосновывать положение, что наиболее достоверные, а нередко и единственные данные, позволяющие судить об истории и обстановках формирования геологических объектов, запечатлены в самих породах. Естественно, что и история р. Невы надежно может быть восстановлена лишь при изучении осадков, отложенных непосредственно ею самой или парагенетически с ними связанных. К сожалению, таких доступных для исследования объектов мало, и они не всегда поддаются стратиграфическому расчленению «прямыми» методами (например, по радиоуглеродным датировкам, спорово-пыльцевым данным, остаткам диатомовых). Поэтому возникает необходимость корреляции осадков и установления их генезиса на основе литологических показателей.

Для позднеледниковых - голоценовых отложений, вскрытых р. Невой, опорным является сводный разрез в районе Невского пятачка, расположенный ниже по течению от г. Кировска (разрез 89-Д). Описание и некоторая минералого-геохимическая характеристика его приводились ранее [Верзилин и др., 1992; Верзилин, Калмыкова, 1993; Малаховский и др., 1993а]. Напомним лишь основные черты строения сводного разреза, составленного по нескольким частным (рис. 1).

Рисунок 1

Наиболее характерными для позднеледниковых осадков являются голубовато-серые алевриты тонкослоистые, волнистослоистые или с четкими следами восходящих знаков ряби. Меньше распространены желтые и светло-серые алевро-пески. Взбегающая слоистость в них и в подстилающих голубовато-серых алевритах иногда образует единый комплекс. В нижней части разреза среди алевритов присутствуют перемятые породы, представленные неотсортированным, с обломками гравийной и галечной размерности, голубовато-серым моренным материалом, перемешанным с желтоцветным и светло-серым песчано-дресвяным. Мощность их около 0.7 м. Местами в воде или несколько выше ее отмечались выходы голубовато-серой песчано-алеврито-глинистой морены с гальками и валунами. Мощность всей пачки позднеледниковых отложений, вероятно, не менее 6 м.

Выше залегают породы пребореала. Они сложены либо желтоватыми алевритовыми песками (около 1 м); либо коричневато-серыми песко-гравийниками с галькой и валунами (0.2-0.3 м), сменяющимися вверх голубовато-серыми глинисто-песчано-алевритовыми осадками (0.2 м), а затем - торфом; либо желтыми с голубоватыми пятнами алевритами (вероятно, около 0.2 м), светло-серыми алевритовыми песками с гравием и реликтами корней растений (0.2 м), переходящими в торф, иногда с галькой до 10 см в подошве. К пребореалу относится лишь нижняя часть торфа, общая мощность которого достигает 1.5 м, а максимальный временной интервал накопления составляет 9550 ± 60 - 3400 ± 100 лет назад [Верзилин и др., 1992; Малаховский и др., 1993б]. Одновременно с накоплением торфа, и это видно в располагающихся несколько ниже по течению Невы обнажениях (см. рис. 1, IV-V), происходило отложение и других осадков: в бореале - темно-серых алевритов, нередко с прослойками углистого материала и обломками древесины, желтых и светло-серых алевритовых песков, общей мощностью около 1.7 м; в атлантическое время - тонкопереслаивающихся светло-серых до черных алевритов, песков и торфяных прослоев (мощность неясна, т.к. выходы у уреза воды); в суббореальное время - светло-серых алевритовых песков, в кровле с буровато-серыми алевритами (мощность около 3 м). На торф и на разные уровни бореальных-суббореальных отложений ложатся светло-желтые до ржаво-желтых пески субатлантического возраста, относимые ко времени Ладожской трансгрессии [Малаховский и др., 1993а, б], мощность которых достигает 2.7 м. В районе Невского пятачка на правом берегу р. Невы в позднеледниковых - голоценовых отложениях торф не отмечен, и разрез имеет несколько иное строение и литолого-минералогический состав, чем на левом берегу (см. рис. 1, VII).

Рисунок 2

На левом берегу р. Невы примерно в 2 км ниже по течению от впадения в нее р. Тосны был описан второй сводный разрез (89-Т) позднеледниковых - голоценовых отложений (рис. 2). Здесь и далее в скобках приводятся номера образцов, соответствующие указанным на рис. 2 и 4.

В основании разреза непосредственно выше уреза воды обнажена пачка около 7 м мощности светло-желтых косослойчатых (13) или со слоистостью типа знаков ряби песков (14), в верхней части - с прослоями алевритов (9), иногда ожелезненных (10). Перекрывается она голубовато-темно-серыми тонкослоистыми (ленточными) глинами, вскрытыми на всю мощность (3.7 м) примерно в 30 м выше по течению, где видна складочка, в ядре которой обнажены светло-желтые с прослойками до ржаво-желтых пески и алевриты. В нижней части глины параллельно-тонкослоистые с размером слойков в доли и единицы миллиметров (11), несколько выше основания нередко с тонкой слоистостью типа мелких знаков ряби. В средней части пачки в глинах виден валу, поперечником около 30 см. Нижняя часть его вдавлена в глины, а верхняя - облекается ими. На уровне валуна присутствует прослой глины с примесью гравийных зерен. В кровле (около 20 см) глины становятся коричневыми (12), чему предшествует появление в сероцветных глинах прослоев с красноватым оттенком. Выше располагаются сложно перемятые пески, но вскрыта лишь их подошва.

Примерно в 200 м выше по течению на глинах (1, 2) залегают желтовато-светло-серые и светло-желтые пески (3) с прослоями почти черного цвета (6), в верхней части с алевритами (4). Они отчетливо перемяты, иногда со следами «закручивания» материала. Перемятость подчеркивается наличием причудливо деформированных прослойков, обогащенных глинистым материалом или состоящих из песчаного материала, окрашенного почти в черный цвет из-за значительной примеси углистого органического вещества. Облик этой перемятой пачки, мощность которой 2 м, вероятно, указывает на подводно-оползневое происхождение отмеченных текстур.

Деформированная пачка перекрывается параллельно-слоистыми или со слоистостью типа знаков ряби песками (5) и алевритами (8, 7) мощностью 4 м.

В нижней части пласта преобладают светло-желтые и светло-серые пески, сменяющиеся вверх светло-коричневыми и рыжевато-желтыми алевритами. В песках между погребенными знаками ряби встречаются примазки и линзочки более тонкого материала с примесью глинистой составляющей. В верхней части наблюдается линзовидная слоистость с подчиненной ролью песчаных прослойков, слагающих валики ряби.

Для описанных обнажений близ впадения р. Тосны нет ни радиоуглеродных датировок, ни палеонтологических данных, позволяющих судить о возрасте осадков. Горизонт ленточных глин по известным геологическим данным [ИНКВА..., 1982], литологическим особенностям и сходству внешнего облика с голубовато-серыми тонкослоистыми алевритами, характерными для позднеледниковых отложений в районе Невского пятачка, естественно относить к позднеледниковому возрасту. Таковой же следует принимать и датировку подстилающих его песков. Относительно же возраста отложений, залегающих выше ленточных глин, нам кажется, могут быть предложены два варианта. Первый - это пребореальные и бореальные отложения, постепенно сменившие позднеледниковое осадконакопление. Второй - это осадки субатлантического возраста, отвечающие пескам верхней части разрезов в районе Невского пятачка (см. рис. 1). Во втором случае, соответственно, предполагается отсутствие в разрезе отложений от пребореальных до суббореальных.

 

ЛИТОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОТЛОЖЕНИЙ

Основные черты гранулометрических, геохимических и минеральных особенностей изученных отложений показаны на рис. 3 и 4. Вырисовывается четкая зависимость геохимических параметров осадков от их гранулометрии. Наиболее ярко ее фиксирует распределение кремнезема - резкое увеличение его содержаний в породах, обогащенных песчаным материалом, и уменьшение в алевритовых и, особенно, в глинистых. Эта тенденция четко проявляется в Тосненском разрезе; в отложениях, вскрытых близ г. Кировска, она выражена в меньшей степени и не так явно. В частности, в алевролитах суббореального возраста были отмечены содержания кремнезема, аналогичные песчаным осадкам.

Рисунок 3    

Некоторые отличия в химическом составе пород сравниваемых разрезов отражают, вероятно, гранулометрические особенности слагающих их отложений. В разрезе 89-Д нередко присутствуют содержащие грубообломочный материал породы, но нет собственно глинистых. В разрезе 89-Т, напротив, не встречена даже примесь гравийного материала, а глины являются характерными образованиями позднеледникового возраста. Отмеченные особенности гранулометрического состава осадков, скорее всего, следует объяснять расположением первого разреза ближе к питающей провинции. Соответственно, более длинный путь транспортировки материала приводил к его большей тонкозернистости и отсортированности.

Рисунок 4

Для сопоставления изученных разрезов химические данные надежных показателей не дали. Правда, отмечаются (см. рис. 3 и 4) большие отличия песков, залегающих в разрезе вблизи впадения р. Тосны выше позднеледниковых отложений, от песков субатлантического возраста у г. Кировска, чем от более древних. Это может рассматриваться как некоторый довод в пользу пребореального и бореального возраста верхней части Тосненского разреза.

Проведенные дифференциально-термические анализы фракций размером менее 0.01 мм, выделенных из всех отобранных образцов, показали общность минерального состава пелитового материала и отсутствие принципиальных отличий в разновозрастных породах. По существу, различия связаны с неодинаковым содержанием органического вещества, что проявилось в разной степени выраженности экзотермического эффекта в интервале температур 250-550°С на термических кривых.

Для более точного определения состава глинистых минералов было проведено рентгенофазовое изучение тех же фракций размером менее 0.01 мм в ориентированных препаратах, приготовленных по методике, описанной в работе [Рентгенография..., 1983]. Съемка этих препаратов производилась в воздушно-сухом и насыщенном этиленгликолем состояниях с использованием дополнительной вертикальной щели (ширина 1 мм) перед детектором для получения четких дифракционных максимумов при малых начальных углах съемки. Типичные дифрактограммы образцов приведены на рис. 5А. Состав глинистых минералов во всех образцах оказался одинаковым - гидрослюда, хлорит и примесь смешанослойных минералов в отдельных образцах. Помимо глинистых минералов по характерным межплоскостным расстояниям постоянно фиксируются кварц (0.425; 0.333-0.334 нм) и в небольшом количестве полевые шпаты (0.324-0.325; 0.319; 0.402-0.404 нм и др.), иногда отмечается примесь амфиболов (0.838-0.847 нм).

Гидрослюда относится к группе Al-гидрослюд с диоктаэдрическим заполнением октаэдрического слоя. Диагностируется по базальным рефлексам d (нм) - 001: 0.996-1.03 (001); 0.497-0.498 (002), причем второй базальный рефлекс нередко достаточно интенсивный. На диоктаэдрический характер гидрослюды помимо четкого рефлекса (002) указывает и значение отражения (060), равное 0.1500-0.1503 нм. В некоторых породах содержится в различной степени разбухающая гидрослюда (см., например, 89-Д-28 на рис. 5а). На дифрактограммах такая гидрослюда определяется по асимметрии рефлекса (001) со стороны отражения меньших углов. По критериям, предложенным в работах [Коссовская, Дриц, 1970; Утсал, 1971], в этих гидрослюдах концентрация разбухающих пакетов не превышает 10%. О гидрослюдистой природе минерала свидетельствует постоянное присутствие на дифференциально-термических кривых эндотермического пика в интервале температур 80-250°С, связанного с выделением межслоевой воды, и эндотермического пика в интервале температур 500-600°С, обусловленного удалением из структуры минерала конституционной воды.

Рисунок 5

Хлорит определен по характерным базальным максимумам d (нм) - 001: 1.40-1.43 (001); 0.710-0.715 (002); 0.470-0.473 (003); 0.356-0.357 (004).

На основании сравнения интенсивностей указанных рефлексов можно предположить, что хлорит Fe-Mg типа, так как у него, в противоположность хлоритам Fe-типа, нечетные рефлексы на дифрактограммах достаточно ясно выражены [Котельников, Конюхов, 1986; Рентгеновские методы..., 1965]. И кроме того, на дифференциально-термических кривых он обычно проявляется по эндотермическому эффекту в интервале 600-700°С, что также соответствует Fe-Mg хлориту.

Смешанослойные минералы относятся к неупорядоченным образованиям монтмориллонит-гидрослюдистого состава. Идентифицированы они по серии слабых рефлексов в интервале 1.12-1.26 нм, практически исчезающими после насыщения препарата этиленгликолем, и по некоторым другим признакам, приводимым в работе [Дриц, Сахаров, 1976].

Поскольку состав глинистых минералов в изученных отложениях одинаков и прямо не может быть использован при расчленении и корреляции разрезов, нами была сделана попытка для этой же цели употребить коэффициент структурного совершенства (степени кристалличности) гидрослюды: отношение высоты пика (001) гидрослюды к ширине его основания. В отложениях разрезов у Невского пятачка и в районе впадения р. Тосны величина коэффициента изменяется, соответственно, от 1.1 до 3.4 и от 1.7 до 3.8. В обоих разрезах более высокие значения коэффициента отмечаются для позднеледниковых осадков, независимо от их гранулометрического состава.

Ранее нами уже обсуждался вопрос о возможности использования коэффициента структурного совершенства гидрослюды при расчленении верхнечетвертичных донных отложений Ладожского озера, и было высказано предположение, что выявленный скачок величины коэффициента отвечает границе позднеледниковых и голоценовых осадков [Верзилин и др., 1993]. Это предположение как будто бы находит подтверждение и на материалах рассматриваемых объектов (см. рис. 5а). Тем самым коэффициент структурного совершенства гидрослюд может служить одним из критериев при корреляции осадков.

Необходимо отметить, что несмотря на различия в гранулометрическом составе описанных здесь пород и ранее изученных разрезов донных отложений Ладожского озера, состав глинистых и обломочных минералов (во фракции менее 0.01 мм) в них одинаков. Это хорошо видно при сравнении дифрактограмм (рис. 5а и 5б).

Проведенные рентгенофазовые исследования выявили практическое тождество состава глинистых минералов позднеледниковых - голоценовых отложений как Ладожского озера, так и разрезов двух районов по берегам р. Невы, вне зависимости от гранулометрии пород и их возрастной принадлежности. Это, очевидно, с одной стороны, свидетельствует о постоянном существовании одной и той же обширной области сноса, поставлявшей терригенный материал в соответствующие районы осадконакопления, а с другой - о стабильности параметров формирования отложений во времени.

Акцессорные минералы были изучены во всех образцах, отобранных из разреза Невского пятачка и из разреза близ р. Тосны. Качественный состав акцессорных минералов в обоих разрезах характеризуется значительным однообразием. Основную часть тяжелой фракции составляют минералы групп амфиболов и пироксенов (в отдельных образцах до 55-74%), слюд (до 100%) и гранатов пироп-альмандинового ряда (до 45-53%). Иногда первые десятки процентов в тяжелой фракции приходятся на гидроксиды железа, до 10-17% на магнетит, до 10% на ильменит с лейкоксеном и эпидот. Турмалин, апатит, сфен, циркон, ставролит, кианит, гематит присутствуют в количестве 1-4%. В долях процента и в единичных зернах встречаются рутил, анатаз, монацит, хромшпинелиды. Эпизодически наблюдаются пирит, барит и биогенные фосфаты.

В изученных разрезах количественные изменения в составе главных акцессорных минералов связаны чаще всего с различиями гранулометрии пород. Так, слюдами обогащены алевриты, а гранатами и минералами групп амфиболов и пироксенов - песчаные породы. Однако просматриваются и некоторые особенности в распределении акцессорных минералов как в отложениях различных климатических периодов, так и по разрезам.

В разрезе Невского пятачка соотношение гранатов, слюд и амфиболов с пироксенами в нижней части позднеледниковых отложений (см. рис. 3, обр. 10, 24-26) резко колеблется, несмотря на относительную однотипность пород, причем в собственно моренных образованиях преобладают амфиболы с пироксенами и гранаты. Залегающие выше позднеледниковые отложения отличаются, за редким исключением, постоянным значительным количеством слюд и постоянным присутствием гидроксидов железа. Для пород пребореала и бореала типичны высокое содержание гранатов и амфиболов с пироксенами, а также появление и частая встречаемость циркона. Кроме того, для отложений пребореала отличительной чертой является довольно большое количество в тяжелой фракции эпидота (до 8%), а для пород бореала нередок пирит в виде гроздевидных глобулярных образований, стяжений и псевдоморфоз по растительным остаткам. Лишь в кровле отложений бореала (см. рис. 3, обр. 4) отмечается значительное содержание биотита, который превалирует и в составе тяжелой фракции пород атлантика и суббореала. Пески, относимые к субатлантическому времени, характеризуются эпидот-гранат-амфиболовой ассоциацией акцессорных минералов.

Таким образом, наиболее существенными отличиями в составе и соотношении акцессорных минералов отложений разного возраста в разрезе Невского пятачка являются: высокое содержание слюд и часто наличие повышенных концентраций гидроксидов железа в позднеледниковых отложениях; высокое содержание граната, амфиболов, пироксенов и обычное присутствие циркона в отложениях пребореала и бореала; наиболее значительное количество эпидота в породах пребореала; частая встречаемость пирита в отложениях бореала; большая доля слюд в тяжелой фракции пород суббореала.

В разрезе близ впадения р. Тосны (89-Т) содержится практически тот же набор акцессорных минералов, что и в разрезе 89-Д. Хотя следует отметить и некоторые различия. Если в разрезе 89-Д ставролит наблюдался эпизодически и только в единичных зернах, то в разрезе 89-Т ставролит присутствует почти постоянно, а количество его нередко составляет более одного процента (до 3.8%) тяжелой фракции. Увеличивается частота встречаемости среди акцессорных минералов кианита, апатита и сфена. Наиболее вероятно, что указанные особенности объясняются имевшим место дополнительным привносом данных минералов реками Тосной и Мгой.

Поскольку возрастное расчленение отложений Тосненского разреза отсутствует, попытаемся сделать это на основе сопоставления особенностей распределения акцессорных минералов в нем и в опорном разрезе Невского пятачка. Верхняя алеврито-песчаная часть обнажения (см. рис. 4, обр. 3-8) отличается (за редким исключением) высоким содержанием амфиболов и граната. По сравнению с нижней частью разреза для нее свойственно в среднем повышенное содержание эпидота и постоянное наличие циркона. По совокупности данных верхнюю часть разреза с наибольшей степенью вероятности следует относить к отложениям пребореала и бореала, так как для нее типичны признаки, установленные для отложений этого возраста в разрезе 89-Д.

Образцы из всей нижней части разреза характеризуются относительной общностью состава тяжелых минералов. Основными акцессорными минералами в ней являются амфиболы, пироксены гранат, слюды и гидроксиды железа (см. рис. 4). Содержание слюд в целом в этой части разреза более высокое, чем в верхней части. По этому признаку и по постоянно повышенному количеству гидроксидов железа ее можно соотнести с позднеледниковыми отложениями разреза Невского пятачка. Более низкое по сравнению с позднеледниковыми отложениями разреза 89-Д содержание слюд объясняется, вероятно, меньшим распространением в осадках алевритового материала, с которым обычно четко коррелируется повышенное количество этих минералов.

Таким образом, результаты изучения акцессорных минералов, совместно с другими приведенными данными об особенностях состава изученных отложений, подтверждают мнение о позднеледниковом возрасте нижней песчаной и глинистой пачек разреза близ р. Тосны (см. рис. 2) и с большой долей вероятности позволяют предположить, что залегающие выше ленточных глин отложения отвечают пребореалу и началу бореала.

 

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ

Выявленный практически тождественный минеральный и химический составы одноименных гранулометрических разностей, а также фракций размером менее 0.01 мм по изученным разрезам позднеледниковых - голоценовых отложений долины р. Невы, по нашему мнению, однозначно свидетельствует о постоянном приносе почти всего терригенного материала из одной и той же весьма обширной питающей провинции - единой естественной седиментационной области Ладожского озера. Причем само озеро или, точнее, его юго-западная часть, очевидно, представляла собой транзитный участок для осадочного материала, т.е. смеситель, в пределах которого осуществлялись в какой-то мере и осреднение терригенного вещества и его некоторая дифференциация по гидравлической крупности. В результате в палео-Неву приносилась в основном как бы «рафинированная» (очищенная от грубообломочного, а часто и песчаного материала) и осредненная гидродинамическими процессами «средняя проба»; терригенного вещества, поступавшего в юго-западную часть озера.

Представления о таком осреднении в озере терригенного осадочного вещества, попадавшего затем в Неву, находят подтверждение в данных и выводах, приводимых в работе [Барков и др., 1983]. Естественно, поступавший в палео-Неву такой уже гидравлически преобразованный осадочный материал мог обладать достаточно жесткой корреляцией ассоциации обломочных тяжелых минералов с гранулометрическим составом. И эта корреляция в каждый конкретный этап существования палео-Невы, в обстановке в общем гидродинамически однотипной, очевидно, нарушалась незначительно. Вероятно, палео-Нева и в прежние времена выступала как канал спуска Ладожских вод, постоянно «засасывавший» осадочный материал из озера, но почти не отлагавший его в своих пределах, являясь преимущественно транзитной артерией.

Следует подчеркнуть, что состав акцессорных минералов в терригенных осадках, как правило, очень чутко реагирует на появление дополнительных областей сноса, на колебания соотношения материала, приносимого из разных водосборов, и другие изменения в питающих провинциях или на путях переноса осадочного материала. Яркий пример тому - большие колебания содержаний отдельных тяжелых минералов по площади в современных осадках Невской губы до строительства дамбы, отраженные в публикациях [Логвиненко и др., 1980, 1988], и значительные изменения в их распределении, вызванные этим строительством [Окнова, Верзилин, 1992].

Ранее было показано [Окнова, Верзилин, 1992], что строительство дамбы привело к существенной трансформации ассоциаций тяжелых минералов, основные причины которой - прекращение вдольберегового переноса в месте ее сооружения и некоторое ослабление гидродинамической активности на акватории Невской губы. Все это предопределило меньшее перераспределение обломочного материала и, тем самым, большее отражение в осадках воздействия местных источников сноса.

В результате, несмотря на то, что основная масса осадочного материала приносится в Невскую губу рекой Невой, влияние дополнительных областей сноса в настоящее время приводит к значительной трансформации ассоциаций тяжелых минералов в районах, расположенных вблизи от них. Так, выявлено часто резкое обогащение осадков черными рудными минералами (ильменитом и магнетитом) и гидроксидами железа вблизи от острова Котлин и пос. Лисий нос, а амфиболами и эпидотом - отложений восточной части губы и района пос. Лисий нос. Более высокие содержания граната характерны для южных районов Невской губы, а циркона - для северных. Из основных тяжелых минералов, присутствующих в терригенных осадках Невской губы, лишь для слюд и хлорита не отмечается отчетливой связи с какой-либо питающей провинцией, поскольку высокие флотационные свойства благоприятствуют их широкому разносу и обогащению осадков, удаленных от береговых зон.

Приведенные данные наглядно подтверждают сделанное на основании практически идентичного состава тяжелых минералов во всех изученных позднеледниковых - голоценовых отложениях р. Невы заключение о поступлении слагающего их терригенного материала на протяжении всего указанного возрастного интервала, по существу, из одной питающей провинции - Ладожского озера. Проявившееся, как уже указывалось, в отложениях разреза близ впадения р. Тосна влияние дополнительной области сноса - водосборов рек Тосна и Мги - могло быть лишь незначительным.

На основании результатов петрографического изучения песчаных осадков Ладожского озера недавно было показано [Усенков и др., 1994], что для мелких фракций песков юго-западной части озера характерно обилие слюд в связи с выносом их реками с Карельского перешейка, дренирующими гранитогнейсы. Напротив, для р. Волхов, размывающей кембрийско-ордовикские осадочные толщи южного Приладожья, этого не наблюдается, а типично обилие регенерационного кварца. Следовательно, высокое содержание слюд во всех изученных нами отложениях может рассматриваться как показатель постоянного привноса основной части осадочного материала из Карельского региона, а, следовательно, тем самым, и постоянно - с позднеледникового времени - существования р. Невы.

Таким образом, проведенные исследования не подтверждают мнения о том, что Нева образовалась во время максимума Ладожской трансгрессии в результате перелива озерных вод через водораздел между рекой Мгой (впадавшей якобы сначала в Ладогу) и Тосной (впадавшей в Финский залив) [Квасов, 1975]. Имей место такая смена областей сноса для осадков, формировавшихся в районе Невского пятачка, она проявлялась бы в кардинальных изменениях состава отлагавшегося терригенного материала во времени. Отсутствие таких изменений, нам представляется, однозначно свидетельствует в пользу существования р. Невы с позднеледникового времени. Такой вывод полностью согласуется с некоторыми текстурными особенностями отложений.

Как было показано, в изученных обнажениях имеют широкое развитие позднеледниковые отложения. Так, согласно данным, приведенным в работе [Малаховский и др., 1993а], в одном из разрезов, в районе Невского пятачка, в кровле их обнаружены споры и пыльца, позволяющие датировать вмещающие их осадки поздним дриасом. Последнее, равно как и отсутствие следов значительных перерывов между рассматриваемыми отложениями и залегающими выше пребореальными, охарактеризованными абсолютными датировками около 9550 лет, позволяет считать, что вскрытые позднеледниковые отложения включают и наиболее молодые образования. Морфологические особенности часто отмечаемой в них четкой слоистости восходящих знаков ряби (рис. 6) указывают на то, что направление водных потоков, отлагавших осадочный материал, в позднем дриасе соответствовало современному течению р. Невы.

Рисунок 6

Данные о распространении позднедриасовых отложений в описанных обнажениях по береговым обрывам Невы ставят под сомнение утверждения о том, что бассейн осадконакопления на территории Приневской низины существовал лишь в начальный период развития приледникового озера Рамзая, позже он исчез, и сообщение между Ладожским и Невским плесами поддерживалось только через северную часть Карельского перешейка. Из приведенного фактического материала следует, что прекративший существование в аллереде водоем должен был оставить после себя речную протоку - палео-Неву. Соответственно, по нашему мнению, именно в это время образовалась геосистема Ладожское озеро - река Нева. Возникновение в таком случае пролива в северной части Карельского перешейка проблематично.

Присутствие в обнажениях Невского пятачка терригенных отложений всех климатических периодов голоцена, значительная литологическая изменчивость слагающих изученные разрезы пород (наряду с довольно стабильным минеральным составом в сходных гранулометрических разностях), широкое развитие разнообразной косой слойчатости, свидетельствующей об отложении осадочного материала в подвижной водной среде, следы многочисленных размывов и врезов более молодых осадков в более древние, нередкое залегание молодых осадков гипсометрически ниже древних (см. рис. 1 и 2) - все эти черты в совокупности позволяют предполагать, что описанные отложения образовались вследствие деятельности палео-Невы, постоянно существовавшей с позднеледникового времени и до наших дней.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

История р. Невы, и соответственно геосистемы Ладожское озеро - река Нева, может быть достоверно выяснена лишь на основе изучения осадков, отложенных ею самою. Впервые проведенное с этой целью детальное литологическое изучение сводного разреза, опорного для позднеледниковых - голоценовых отложений, вскрытых в современных бортах р. Невы в районе Невского пятачка, и разреза - близ впадения р. Тосна, выявило:

1. Наличие четкой зависимости химического состава и соотношения содержаний тяжелых минералов от гранулометрических особенностей пород.

2. Однообразие состава глинистых минералов (гидрослюда и хлорит, в отдельных образцах с примесью смешанослойных монтмориллонит-гидрослюдистого ряда) во фракции размером менее 0.01 мм независимо от гранулометрического состава и возрастной принадлежности пород. Проявление большего структурного совершенства гидрослюд в позднеледниковых отложениях по сравнению с голоценовыми. Аналогичные особенности ранее были отмечены и в осадках Ладожского озера.

3. Практически тождественный минеральный и химический составы пород с одинаковыми гранулометрическими характеристиками, по мнению авторов, однозначно свидетельствуют о постоянном приносе почти всего терригенного материала из Ладожского озера. Подтверждает это и ориентировка косослойчатых текстур.

Особенности литологического состава позднеледниковых - голоценовых пород бортов р. Невы, представительные данные об абсолютном возрасте отложений, свидетельствующие о присутствии осадков всех климатических периодов голоцена, позволили сделать вывод о постоянном существовании р. Невы уже с позднеледникового времени.

Авторы приносят благодарность проф. Д.Б. Малаховскому за привлечение внимания к затронутой в статье проблеме, помощь в полевом изучении объектов и предоставлении данных по радиоуглеродным датировкам и оценке возраста пород по палинологическим заключениям.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Барков Л.К., Щербаков Е.М., Усенков С.М. Состав и динамика современных донных осадков южной части Ладожского озера // Вестник ЛГУ. 1983. Вып. 1. № 6. С. 32-40.

Верзилин Н.Н., Гонтарев Е.А., Антонова М.С. Некоторые данные о литологии и геохимии плейстоцен - голоценовых донных осадков северной части Ладожского озера // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 25-35.

Верзилин Н.Н., Калмыкова Н.А. Минералого-геохимическая характеристика позднеледниковых - голоценовых отложений Палеоневы района г. Кировска // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 85-92.

Верзилин Н.Н., Малаховский Д.Б., Калмыкова Н.А. и др. Минералого-геохимические особенности позднеледниковых - голоценовых отложений Палеоневы // Аллювий (Межвуз. сб. науч. трудов). Пермь: Изд-во ПГУ, 1992. С. 58-64.

Верзилин Н.Н. Новые представления о времени возникновения Невы // Вестник СПбГУ. 1994. Сер. 7. Вып. 4. С. 58-63.

Геологический мониторинг и проблемы геоэкологии Балтийского и Черного морей. Междунар. симпозиум / Под ред. Егиазарова Б.Х., Айнемера А.И., Додина Д.Д. Л.: Наука, 1990. 100 с.

Гусаков Б.Л. Ладожское озеро. Современные проблемы. Л.: Знание, 1990. 32 с.

Давыдова Н.Н., Делюсина И.В., Рыбалко А.Е. и др. Донные отложения Ладожского озера и его эволюция в позднем плейстоцене-голоцене // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 14-24.

Дриц В.А., Сахаров Б.А. Рентгеноструктурный анализ смешанослойных минералов. М.: Наука, 1976. 256 с.

ИНКВА. XI Конгресс, 1992. Путеводитель экскурсий А-15, С-15. Ленинград и Ленинградская область / Под ред. Краснова И.И., Зарриной Е.П. М.: ВИНИТИ, 1982. 67 с.

История Ладожского, Онежского, Псковско-Чудского озер, Байкала и Ханка / Под ред. Квасова Д.Д., Мартинсона Г.Г., Раукаса А.В. Л.: Наука, 1990. 280 с.

Квасов Д.Д., Назаренко В.А. О датировке максимума Ладожской трансгрессии // История озер (Тр. Всесоюзн. симпозиума) / Под ред. Кабайлене М.В. Вильнюс, 1970. Т. 2. С. 332-341.

Квасов Д.Д. Позднечетвертичная история крупных озер и внутренних морей Восточной Европы. Л.: Наука, 1975. 278 с.

Коссовская А.Г., Дриц В.А. О гидрослюдах осадочных пород // Глины, их минералогия, свойства и практическое значение. М.: Наука, 1970. С. 51-57.

Котельников Д.Д., Конюхов А.И. Глинистые минералы осадочных пород. М.: Недра, 1986. 247 с.

Кошечкин Б.И., Экман И.Н. Голоценовые трансгрессии Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 49-60.

Логвиненко Н.В., Барков Л.К., Усенков С.М. Некоторые особенности минералогического состава донных осадков восточной части Финского залива // Вестник ЛГУ. 1980. Сер. 7. Вып. 2. № 12. С. 7-19.

Логвиненко Н.В., Барков Л.К., Усенков С.М. Литология и литодинамика современных осадков восточной части Финского залива. Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. 148 с.

Малаховский Д.Б., Арсланов Х.А., Гей Н.А. и др. Новые данные по истории возникновения Невы // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993а. С. 74-84.

Малаховский Д.Б., Арсланов Х.А., Гей Н.А. и др. Новые данные по голоценовой истории Ладожского озера // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО, 1993б. С. 61-73.

Можаев Б.Н. Новейшая тектоника Северо-Запада Русской равнины. Л.: Недра, 1973. 232 с.

Окнова Н.С., Верзилин Н.Н. Тяжелые минералы современных донных осадков Невской губы и влияние на их состав строительства дамбы // Аллювий (Межвуз. сб. науч. трудов). Пермь: Изд-во ПГУ, 1992. С. 64-69.

Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов. Пер. с англ. / Под ред. Брауна Г. М.: Мир, 1965.599 с.

Рентгенография основных типов породообразующих минералов / Под ред. Франк-Каменецкого В.A. Л.: Недра, 1983. 359 с.

Усенков С.М., Шванов В.Н., Засименко Л.И. Петрографическое изучение песчаных осадков Ладожского озера (с применением шлифов и окрашивания полевых шпатов) // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1994. Т. 69 1 Вып. 5. С. 59-71.

Утсал К.Р. О технике и методике исследования глинистых минералов рентгеновскими методами // Уч. зап. Тартуского унив-та. 1971. Вып. 286. С. 3-50.

Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред. Давыдовой Н.Н., Кошечкина Б.И. СПб.: Изд-во РГО 1993. 118 с.

 

 

 

Ссылка на статью: 

Верзилин Н.Н., Гонтарев Е.А., Калмыкова Н.А., Окнова Н.С. Литолого-минералогические особенности позднеледниковых – голоценовых отложений долины р. Невы // Литология и полезные ископаемые. 1998. № 2. С. 133-144.






eXTReMe Tracker

 
Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz