курс лекций по геоморфологии / Лекция 13

54

ЛЕКЦИЯ 13

Тема 13. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

13.1. Геологические методы

13.2. Геоморфологические методы

13.3. Геофизические методы

13.4. Методы стратиграфического и палеогеографического изучения четвертичных отложений

13.4.1. Палеонтологические методы

13.4.2. Палеофлористические методы

13. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Четвертичная геология изучает практически одни континен­тальные отложения. Формирование их на суше происходило в весьма изменчивых обстановках - в условиях расчлененного рельефа, при сильных изменениях климата, активном проявлении неотектоники и крупных эвстатических колебаниях уровня Мирового океана. По этой причине изучение антропогеновых отложений требует комплексного подхода. Различают геологические, геоморфологические и геофизи­ческие методы, методы стратиграфического и палеогеографического изучения, а также геологического картирования.

13.1. Геологические методы

Главное значение здесь имеет генетический анализ отложений, т.е. установление их генетических типов (см. классификацию гене­тических типов континентальных отложений). Важное значение для выявления генетических типов отложений имеют минералого-литоло­гические методы. Литологический метод заключается в изучении ми­нерального состава, окраски, величины и формы обломков, цемента­ции, пористости, прочности, формы залегания, признаков слоистос­ти. Специфика четвертичных отложений заключается в господстве среди них рыхлых отложений: песков, алевролитов, глин и галечни­ков, а также в смешанном составе: валунные глины, суглинки и су­песи. Суглинки содержат до 30 % глинистых частиц (0.005 мм), в супесях их не менее 10 %. Суглинки при высыхании твердеют, а су­песи - становятся сыпучими.

В связи с этими свойствами пород, при их изучении широко применяется гранулометрический анализ. Он основан на разделении определенного объема породы ситовым способом или отмучиванием на группы частиц различной крупности. Количественное сопоставление гранулометрических фракций используется для выяснения способов и дальности переноса материала, а также для точной характеристики физико-механических свойств грунта.

Минералогический метод используется для выяснения коренных источников сноса и условий его направления. Степень сохранности породообразующих минералов (полевых шпатов, амфиболов, карбона­тов и др.) позволяет судить об удаленности переноса. Состав руд­ных и аксцессорных минералов указывает на области питания. Мине­ралого-петрографическая характеристика валунов позволяет судить о путях движения покровных ледников. Из Финляндии разносились валуны гранита-рапакиви, с Кольского полуострова - нефелиновых сиенитов, из Карелии - шокшинских кварцитов.

Важным в арсенале геологических методов является текстур-

но-стратологический, заключающийся в изучении текстурных особен­ностей: слоистости - параллельной, косой, волнистой; типов ряби на поверхности наслоений; ориентировки гальки; следов скопления рыхлых осадков с крутых склонов. Используются также и традиционные геологические методы: структурные и тектонические.

13.2. Геоморфологические методы

По формам аккумулятивного рельефа четко выделяются леднико­вые, аллювиальные, склоновые и др. типы отложений. Важно также положение отложений в рельефе: во врезанных эрозионных долинах располагаются аллювиальные отложения, озерные - во впадинах. Вы­сотное положение врезанных террас позволяет определять относи­тельный возраст четвертичных отложений. Относительный возраст может определяться и по степени сохранности аккумулятивных форм. Так, наиболее расчлененными оврагами оказываются более древние отложения. Прослеживая связь аккумулятивных форм - речных и морских террас, краевых морен со смешивающимися на сопряжениях с ними делювиальными и склоновыми отложениями, возможно выполнять корреляционные сопоставления. Так, посредством изучения речных террас Волги выполнена корреляция ледниковых отложений Русской равнины с морскими отложениями Каспийского бассейна. Широко ис­пользуются и характеристики денудационных форм. Последовательная смена эрозионных и троговых форм горных долин при их врезании указывает на смену ледниковых и межледниковых эпох.

13.3. Геофизические методы

С помощью геофизики: электропрофилирования, вертикального электрического зондирования можно определить общую мощность чет­вертичных отложений, выявить поверхность дочетвертичного рель­ефа, провести литолого-стратиграфическое расчленение (см. гл. 10.2.).

13.4. Методы стратиграфического и палеогеографического изучения

четвертичных отложений

Эти методы чрезвычайно разнообразны. Они включают: палеон­тологические, археологические, климатостратиграфические и гео­хронометрические методы.

13.4.1. Палеонтологические методы

Для преимущественно континентальных отложений ведущее зна­чение имеет изучение остатков млекопитающих: крупных животных и грызунов. Особенно ценны находки скелетов, зубов и частей чере­па, шейных позвонков. Наиболее часты находки в аллювии крупных рек, в озерных отложениях, торфяниках, в асфальтовых и кировых линзах. Скопление костей также бывают в пещерах и вдоль бичевни­ка рек, где они скапливаются при подмыве берегов. Пресноводные и наземные моллюски обладают раковиной и требуют бережного обраще­ния. При наличии большого скопления раковин важное значение для экологических исследований имеет количественный подсчет соотно­шения видов.

13.4.2. Палеофлористические методы

Здесь широко используется спорово-пыльцевой (палинологичес­кий), карпологический и диатомовый анализы. Такие растительные остатки, как стебли, листья и семена в континентальных отложени­ях сохраняются редко, поэтому споры и пыльца растений, накапли­вающихся в торфе, сапропелитах и погребенных почвах, играют здесь главное значение. Количественный подсчет пыльцы различных растений позволяет восстановить климатическую обстановку. По спектрам пыльцы возможно проводить и корреляцию четвертичных от­ложений. Недостатком этого метода является возможная аллохтон­ность пыльцы в силу переотложения или переноса ветром на значи­тельные расстояния. Более надежным является карпологический ме­тод - изучение остатков плодов, шишек и семян растений, являю­щихся автохтонными и часто накапливающимися в торфяниках.

Диатомовый метод - изучение остатков панцирей диатомовых водорослей используется при изучении климатических условий морс­ких, солоновато- или пресноводных озерных отложений. Использует­ся этот метод и для определения солености бассейнов. Биострати­графические методы в четвертичной геологии существенно дополня­ются археологическими данными.