
- •Особенности четвертичного покрова
- •Полезные ископаемые, связанные с четвертичными отложениями
- •1. Строительные материалы
- •2. Горючие ископаемые
- •3.Рудные ископаемые
- •4. Подземные воды
- •5) Соли в озерах и морских заливах
- •6. Полезные ископаемые вулканических горных пород
- •7. Полезные ископаемые морей и океанов а)полезные ископаемые береговой зоны и шельфа
- •Б)полезные ископаемые ложа океана
- •О нижней границе четвертичной системы
- •О критериях установления нижней границы четвертичной системы.
- •О нижней границе четвертичного периода по данным фауны млекопитающих.
- •О нижней границе четвертичного периода по данным палеоантропологии
- •Корреляция антропогеновых отложений по данным палеомегнетизма
- •Крупные российские ученые четвертичники
- •Роль климата в формировании четвертичных отложений
- •Изменение климата во времени
- •Изменение климата в пространстве
- •Влияние гидрократического фактора на формирование четвертичных отложений (колебание уровня Мирового океана)
- •О связи климата и тектоники
- •Климат и палеогеография четвертичного периода
- •О связи климата и тектоники и их следствие - изменение осадконакопления
- •Влияние новейших тектонических движений на геологическое строение и состав четвертичных отложений
- •Генетические типы континентальных четвертичных отложений
- •Механизм накопления аллювия
- •Аллювий гор и равнин
- •Типы четвертичных морских океанических отложений шельфа, континентального склона и глубоководных пространств.
- •Литолого-стратиграфическии метод расчленения четвертичных отложений
- •1) Возрастное расчленение аллювия на основе его фаций и
- •2) Возрастное расчленение аллювия на основе изучения его
- •3) Возрастное расчленение аллювия на основе изучения петрографического состава его крупных обломков
- •Стратиграфия ледниковых отложений с помощью литологического метода
- •Изменение минералогического состава морен в плане
- •Изменение состава морен в разрезе
- •Минералы кристаллических пород
- •Минералы осадочных пород
- •Отношения пар элементов в моренах бассейна р.Немана (по с.Д.Астаповой, 1968, стр.16)
- •Палеонтологические методы расчленения четвертичных отложений
- •Расчленение четвертичных отложений по остаткам млекопитающих
- •Фаунистические комплексы четвертичных млекопитающих
- •Стратиграфическое значение четвертичной фауны млекопитающих (зональность и провинциальность)
- •Разновременность появления и вымирания животных в различных природных районах
- •О времени появления "холодолюбивых" форм животных.
- •Местные особенности фаун и их стратиграфическое значение
- •Генетические ряды и их стратиграфическое значение
- •Руководящие виды и фаунистические комплексы
- •Условия залегания фауны млекопитающих
- •Фауна в аллювии
- •Фауна в делювиально-аллювиальных отложениях
- •Фауна в торфяниках и лессах
- •Фауна во флювиогляциальных и моренных отложениях
- •Фауна в пещерах
- •Фауна на бечевниках современных рек
- •Первичное и вторичное залегание костных остатков млекопитающих
- •Вторичное залегание костей
- •Сбор костного (остеологического) материала млекопитающих
- •Расчленение и определение условии образования четвертичных отложений по беспозвоночным ископаемым (моллюскам) Расчленение по ископаемым моллюскам
- •Определение условий образования осадков по моллюскам
- •Археологический метод расчленения четвертичных отложений Типы археологических стоянок
- •Основные особенности распространения стоянок
- •Методы определения абсолютного возраста отложений
- •Радиоуглеродный метод определения абсолютного возраста четвертичных отложений
- •Фторовый метод
- •Метод прокаливания
- •Радиоактивный метод
- •Метод определения возраста отложений по ленточным ледниковым глинам
- •Палеоботанические методы расчленения четвертичных отложений
- •Спорово-пыльцевой (палинологический) анализ
- •Обработка и графическое оформление результатов спорово-пыльцевого анализа
- •Растительных остатков
- •Ископаемые почвы и расчленение по ним отложений
- •Элювиальный генетический ряд
- •Гидроморфный генетический ряд почв
- •Четвертичные отложения ссср (на основе анализа карты четвертичных отложений)
- •Поволжье и заволжье
- •Бассейны дона, днепра, днестра
- •Крым, восточные Карпаты, Кавказ
- •Кавказ, Закавказье, Предкавказье
- •Низменная Средняя Азия. Туранская низменность (Кара-Кумы, Кызыл-Кумы). Плато Устюрт
- •Казахстанский мелкосопочник
- •Западно-Сибирская равнина
- •Урал и Новая Земля
- •Средне-Сибирское плоскогорье
- •Восточная Сибирь
СОДЕРЖАНИЕ
-
Особенности четвертичной геологии
Особенности четвертичного покрова
Полезные ископаемые, связанные с четвертичными отложениями
О нижней границе четвертичной системы
Специальные Советские и международные научные организации, возглавляющие изучение четвертичных отложений
Крупные Российские ученые четвертичники
Роль климата в формировании четвертичных отложений
Климат и палеогеография четвертичного периода
Влияние новейших тектонических движений на геологическое строение и состав четвертичных отложений
Генетические типы континентальных четвертичных отложений
Литолого-стратиграфический метод расчленения четвертичных отложений
Палеонтологические методы расчленения четвертичных отложений
Археологический метод расчленения четвертичных отложений
Методы определения абсолютного возраста отложений
Палеоботанические методы
Ископаемые почвы и расчленение по ним отложений
Четвертичные отложения СССР
Северо-Запад европейской части
Северо-Восток европейской части
Поволжье и Заволжье
бассейны Дона, Днепра, Днестра
Крым, Восточные Карпаты, Кавказ
Кавказ, Закавказье, Предкавказье
низменная средняя Азия, Туранская низменность, плато Устюрт
казахстанский мелкопесочник
горная Средняя Азия
Западно-Сибирская равнина
Урал и Новая Земля
Средне-Сибирское плоскогорье
Восточная Сибирь
3
4
6
10
12
13
14
17
18
20
36
44
54
56
61
64
66
66
66
67
67
68
68
69
69
70
70
70
71
72
ОСОБЕННОСТИ ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ГЕОЛОГИИ
Четвертичная геология изучает четвертичные отложения суши и мopского дна. При этом исследуется: 1)состав отложений, 2)возраст отложений, 3)генетические типы отложений (пространственное размещение различных генетических типов) и 4) полезные ископаемые четвертичных отложений.
Содержание курса. Изучение четвертичной геологии распадается на два крупных раздела:
I - общая характеристика четвертичной (антропогеновой) системы (периода). Здесь рассматривается ряд вопросов. 1) история науки, 2) задачи четвертичной геологии, 3) полезные ископаемые, 4) генетические типы четвертичных отложений, 5) методы стратиграфического расчленения их и др.
II - peгиональный обзор (строение четвертичного покрова СССР по регионам)
Четвертичная геология подобно геоморфологии имеет ряд направлений, по которым ведутся исследования специалистов. Одни из них изучают литологию, другие - стратиграфию, третьи - полезные ископаемые. Имеются и другие направления, о которых будет сказано в следующих лекциях.
К четвертичной геологии ближе всего примыкают такие науки как неотектоника и геоморфология, инженерная геология, учение о фациях, геология россыпей. На их основе удается познать формирование четвертичных отложений в динамике (в развитии).
Новейший период в истории земной коры известен под названием четвертичного (четвертичной системы). Это название официальное. Оно принято Международным геологическим конгрессом, который состоялся в 1888 г. в Болонье (Италия). Есть и неофициальные названия (в строгом понимании этого термина). Так многие ученые называют четвертичный период "антропогенном" (антропогеновый период) на том основании, что в начале этого периода появился человек. Термин предложен в 1922 году А.П. Павловым. За рубежом преимущественно распространено название "плейстоцен" - синоним названия ледникового периода.
На II Международной конференции по изучению четвертичного периода (1932) было принято четырехчленное деление четвертичных отложений: древние (Q1),средние (Q2), новые (Q3) и новейшие (Q4). Первые три подразделения отнесены к плейстоцену, а последнее - к голоцену. За нижнюю границу плейстоцена было рекомендовано считать верхнюю границу древнейшего гюнцского оледенения, однако не все ученые придерживаются этой схемы.
Продолжительность плейстоцена определяется в зависимости от того, где проводится его нижняя граница. Одни исследователи проводят ее по кровле виллафранкского яруса. Тогда длительность плейстоцена устанавливается в 600 - 800 тыс. лет. В том случае, если граница проводится по подошве этого яруса, длительность периода возрастает до 3,5 млн. лет. Мнения по этому вопросу расходятся, но все больше и больше ученых склоняются в пользу понижения этой границы, т.е. увеличения возраста четвертичного периода.
Под названием "голоцен" большинство исследователей понимает ледниковую или современную эпоху. В разных странах начало голоцена относят ко времени примерно от 10000 до 14000 лет. М.И.Нейштадт (1957) отсчет голоцена ведет с начала образования наиболее древних отложений современных болот и озер центральной территории Европейской России, непрерывно развивающихся до настоящего времени.
В Северной Европе климат в голоцене неоднократно изменялся. Он был теплыми сухим (бореальный), теплым и влажным (атлантическое время), прохладным и влажным (субатлантическое время) и т.д. В зависимости (главным образом) от смены климата ведется подразделение голоцена, в голоцене образовались поймы рек. Для четвертичного периода и отложений характерен ряд особенностей.
Особенности четвертичного покрова
Первая отличительная черта (особенность) - это небольшой возраст четвертичных отложений. Многие считают, что возраст четвертичной системы равен 0,6 - 0,8 млн. лет. Есть и другие точки зрения. Все же другие геологические системы, как известно, имеют возраст около 50 млн лет каждая.
Вторая отличительная черта - это особенность структуры и текстуры четвертичных отложений. Как известно, для других геологических систем рыхлость и несцементированность пород является исключением. Таким исключением можно считать кембрийскую глину в Прибалтике (под Ленинградом), которая представляет собой неуплотненное образование. Как исключение рыхлые отложения иногда также находят в силурийских, девонских, каменноугольных и пермских системах. В мезозойских палеоген-неогеновых отложениях рыхлые породы имеют уже широкое распространение. В четвертичных же отложениях рыхлые породы развиты повсеместно. Сцементированные породы в четвертичных отложениях встречаются довольно редко и потому являются исключением (например, можно указать на некоторые четвертичные конгломераты Средней Азии, они за счет цементации создают специфические формы выветривания - грибовидные скалы, замки, столы).
Третья отличительная черта - это сплошной покров (рубашка планеты Земля) и малые мощности четвертичных отложений. Четвертичные отложения создают сплошной покров на поверхности Земли (на суше и в океане). Редкими исключениями являются отвесные скалы, но и здесь идет образование коры выветривания очень малой мощности (мм/ г).
Малые мощности четвертичных отложений заметно отличают отложения этой системы от других геологических систем. Наибольшие мощности четвертичных отложений составляют сотни метров. Они встречаются в межгорных котловинах и на опускающихся низменностях. Обычно же мощность четвертичных отложений колеблется от нескольких метров до десятков метров.
Четвертая отличительная черта - подвижность отложений четвертичной системы. Движутся на горных ледниках морены (моренные отложения), перемещаются пески в пустынях (эоловые отложения), перемываются от истока к устью аллювиальные отложения, смещаются по склону коллювиальные и солифлюкционные отложения, меняют свое местопребывания в береговой зоне морей и озер обломки пород разной величины, представляющие собой озерно-морские отложения.
Пятая отличительная черта - это континентальность отложений. Все, что нам известно о четвертичных отложениях - это прежде всего континентальные образования. Правда, сейчас ведутся большие работы по изучению морских осадков, однако это все же не идет ни в какое сравнение с изучением осадков континента. Морские отложения, распространенные на суше, известны в Балтийско-Беломорской низменности, к северо-востоку от Каспийского моря и в Таймырской депрессии на Севере Западной Сибири. Древние же отложения (древнее четвертичных), как правило представлены не континентальными, а морскими отложениями.
Шестая отличительная черта - это относительно слабая измененность фауны и флоры на протяжении четвертичного периода. Поэтому данные о флоре и фауне не всегда можно с успехом использовать для расчленения четвертичных отложений. Причина слабой изменчивости флоры и фауны (ее малых различий между отдельными отрезками четвертичного периода) состоит прежде всего в малой длительности четвертичного периода. В то же время, установлено значительное изменение фауны и флоры за четвертичный период по сравнению с дочетвертичным органическим миром (с палеогеном и неогеном). К моменту начала четвертичного периода исчезают многие виды неогеновой флоры и фауны, появляются новые виды. Изменяется видовой состав флоры.
Возникают новые роды и виды животных, которые приспосабливаются к холодному и умеренному климату. Сильное изменение на границе системы, но незначительное внутри ее.
В четвертичных отложениях заметные различия фауны и флоры отмечаются лишь при сравнении ледниковых и межледниковых отрезков времени. Поэтому ледниковья и межледниковья хорошо отделяются, (стратифицируются) по растительным остаткам, заключенным в четвертичных отложениях. Обособление же одних ледниковых от других ледниковых или одних межледниковых от других межледниковых отложений разного возраста затруднено.
Седьмая отличительная черта - слабая фациальная выдержанность (большая изменчивость) четвертичных отложений. Отсюда создается трудность сопоставления и стратиграфического расчленения отложений. В связи с этим четвертичные отложения являются, пожалуй, самым трудным объектом для исследований. На это обращал внимание в свое время В.А.Обручев.
Большая невыдержанность отложений приводит к тому, что при разведке россыпных месторождений (золота, олова) горные выработки задают через 20-25 м или еще чаще (это делают иногда и при разведке стройматериалов), инженерно-геологических изысканиях. В лабораторных исследованиях в связи с изменчивостью и сложностью состава четвертичных осадков приходится применять широкий комплекс методов (химических, минералогических, петрографических, гранулометрических и др.).
Восьмая отличительная черта - повторные оледенения суши и полярных бассейнов, сменявшихся межледниковыми условиями. Ледниковые и межледниковые эпохи развития земной поверхности существенно различаются: климатическими условиями, генетическими типами отложений и их литологическим составом, формами ледникового и водно-ледникового рельефа, развитием растительного и животного мира.
Таким образом, для антропогена характерны оледенения. Однако, они существовали и ранее, и явление это представляет собой закономерный процесс. Рассмотрим кратко предысторию четвертичного периода. В настоящее время установлено несколько холодных (ледниковых) периодов. Первый относится к началу протерозоя что установлено при изучении горных пород в Антарктиде, Гренландии, Сев. Америке, Австралии, а также менее достоверно в Индии, Юж.Америке. На территории США это мощные (160-м) ледниковые отложения (тиллиты).
Холодным периодом отличается верхний карбон - начало перми. В это время в Юж. Америке, Юж. Африке, Индии, Вост. Австралии существовало покровное оледенение. Доказательство - наличие моренных отложений.
По данным Р.Флинта (1957) в период четвертичных оледенений в северном и южном полушариях ледники занимали территорию, которая в три раза превышала площадь их современного распространения. Огромные ледники и ледяные покровы то расширялись на суше и в океане, то сокращались или полностью исчезали. Их динамика отражала (влияла) на все важнейшие природные процессы, которые происходили на планете: 1) колебание температур и влажности воздуха, 2) гидротермический режим поверхности Земли, 3) изменение температур в океанической гидросфере, 4) колебанием уровня снеговой границы. Кроме того, происходило 5) поднятие и опускание уровня моря, 6) изменение режима рек и озер, 7) растительного и животного мира, 8) условий литогенеза, 9) почвообразования и др.
Девятая отличительная черта - перемещение границ ландшафтных зон (зональные климатические режимы): гляциальный (ледниковый), перигляциальный (типа климата области вечной мерзлоты), плювиальный (типа климата влажных умеренных зон), ксеротермический (засушливый), субтропический и тропический влажный.
За пределами ледниковых покровов происходили значительные изменения в зональных ландшафтах, перемещались их границы. В экваториально-тропической зоне границы зон изменялись слабо:
в зонах субтропических пустынь и сухих степей наблюдалась смена плювиального (в период оледенения) и ксеротермического (в период межледниковья) режимов и растительных ландшафтов;
в перигляциальной зоне, расположенной близко к краю ледников чередование холодно-кустарниковых и умеренно-холодных таежно-лесных ландшафтов.
Десятая отличительная черта - на протяжении четвертичного времени происходит развитие человека от питекантропа до современного.
Таким образом, главными факторами и закономерностями развития палеогеографических обстановок в течение четвертичного периода необходимо признать следующее:
1. Направленное изменение климата, его похолодание, начавшееся еще задолго до четвертичного периода. В это время все природные процессы медленно перестраивались для перехода в качественно новую -ледниковую обстановку.
2. Неотектоническое преобразование рельефа: поднятие гор, поднятие и опускание дна морей и океанов, изменение береговой линии и, соответственно, взаимоотношение площадей моря и суши.
3. Оледенение на границе неогена и плейстоцена рассматривается как главный результат совокупного влияния тектонических поднятий, изменения теплового режима (солнце) и влажности атмосферы планеты. На протяжении четвертичного периода чередование ледниковий и межледниковий происходило вследствие ритмических изменений в палеогеографической обстановке.
4. Синхронность изменений в глобальном масштабе и мегахронность в отдельных регионах происходили в зависимости от палеогеографических особенностей (например, колебание уровня Мирового океана, уровня Каспия).
5. Господство медленных эволюционных процессов при наложении и совмещении с ними быстрых (катастрофических) процессов.
6. Оледенения вызвали сильное понижение уровня моря и осушение обширных мелководных шельфов (например, Северный Ледовитый океан) .
7. Миграция и эволюция флоры и фауны, изменение их ареалов, вымирание более древних видов и появление новых, приспособленных к иным палеогеографическим условиям.