» » Возрастная датировка этапов рельефообразования

Возрастная датировка этапов рельефообразования

Возрастная датировка этапов новейшего рельефообразования необходима для оценки скоростей движений, особенно поэтапных. Сравнение последних позволяет количественно оценить тенденции изменения интенсивности движений. А это в свою очередь может служить базой для прогноза современных движений в период строительства, эксплуатации и ликвидации инженерных сооружений с разным сроком службы.
Для возрастной датировки рассматриваемых этапов привлекаются как местные материалы, так и данные различных далеких корреляций, в том числе и сопоставление с подразделениями общей стратиграфической (геохронологической) шкалы.
Местные материалы включают стратотипы, фаунистические и др. местонахождения, данные абсолютного датирования и т.п., имеющиеся в исследуемом районе. Специфика датировки этапов рельефообразования в областях новейших или молодых (четвертичных) воздыманий заключается в необходимости вывода на все подобные объекты элементов региональной сети геоморфологических (геолого-геоморфологических) профилей.

В большинстве случаев местных материалов оказывается недостаточно для абсолютной датировки всех этапов рельефообразования. Поэтому необходимы различные корреляции, особенно сложные применительно к четвертичному периоду, стратиграфическая и геохронологическая шкалы которого постоянно модернизируются, часто весьма значительно. Например, в последние десятилетия нижняя граница четвертичного периода (антропогена) неоднократно перемещалась в интервале 0.7-2.4 млн. лет. Претерпела кардинальные изменения стратиграфия плиоцена, верхний апшеронский ярус исходной схемы которого уже, по-видимому, в подавляющем большинстве стратиграфических шкал переведен в четвертичный период (с датировкой его начала около 1.8 млн. лет), а нижний — понтический ярус все чаще трактуется либо как переходный от миоцена к плиоцену, либо как принадлежащий уже миоцену.
Преобразуется и внутренняя структура четвертичного периода. При этом российская стратиграфическая схема не совпадает с основными зарубежными (табл. 3.7). Появляются новые варианты подразделений стратиграфической шкалы, по-видимому, еще недостаточно выверенные практикой (табл. 3.8).

Все это создает определенные трудности при геологической и абсолютной датировке местных этапов рельефообразования, которые, естественно, могут обладать определенной региональной спецификой (некоторой разновозрастностью). Необходимость более или менее однотипного подхода к подобным корреляциям и датировкам заставляет определиться в ряде принципиальных позиций.
О вариантах четвертичных стратиграфических шкал и этапности рельефообразования

Традиционным основным отличием четвертичного периода считалось наличие покровных равнинных оледенений и близкая синхронность с ними горных оледенений. На равнинах поздние оледенения в значительной мере стирают следы предшествующих, а в горах с их ярусным рельефом разновозрастные морены часто сохраняются на разновысотных геоморфологических уровнях. Поэтому раньше появилась, созданная еще в начале века А. Пенком и Э. Брикнером, так называемая Альпийская шкала с миндельским, рисским и вюрмским плейстоценовыми оледенениями, часть их которых была двустадийными или обладала более сложной иерархией ледниковых фаз, стадий и пр. Эта схема была еще в 30 х годах эффективно использована для стратификации четвертичных отложений Европейской России и других областей и сохранила свое основополагающее значение до настоящего времени. Первоначально легче удавалось датировать межледниковые отложения, а потому с них начинались основные подразделения (отделы) плейстоцена, каждый из которых включал соответственно межледниковье и последующее оледенение. На противоречивость подобных принципиальных схем, где плейстоцен завершался вюрмским (или валдайским) оледенением, а начинался то с миндельского оледенения, то с гюнц-миндельского межледниковья, неоднократно указывал К.К. Марков. Тем не менее, именно подобная схема, но с включением в четвертичный период эоплейстоцена (т.е. практически всего бывшего апшеронского яруса), получила наиболее широкое распространение на территории бывшего СССР. Она опубликована со всеми региональными вариантами (местными стратиграфическими схемами) в капитальной двухтомной монографии и длительное время использовалась при геологическом картировании масштабов 1:200 000, 1:50 000, 1:25 000.
Активное изучение океанических осадков и широкое внедрение физических методов (особенно палеомагнетизма, разнообразных методов абсолютного датирования) повысило корреляционную значимость рубежей палеомагнитных зон, инверсий, эпизодов и пр.; а также кислородных изотопных стадий, обусловленных изменением состава вод Мирового океана. Появилась возможность фиксации одновозрастных опорных стратиграфических уровней в разнородных морских и континентальных отложениях. Tакие уровни оказываются существенно более выдержанными, чем многие палеонтологические возрастные рубежи (асинхронные за счет миграции фаун, их фациальности, рекуррентности и пр.). Поэтому они все шире привлекаются для датировки рубежей общей стратиграфической шкалы четвертичного периода. Ho такие рубежи, соответственно, все меньше отвечают реальной палеогеографической этапности, в том числе и этапности рельефообразования.
Данное обстоятельство приводит к тому, что датировка местных этапов рельефообразования практически всегда будет в той или иной степени отличаться от датировки близких интервалов общей геохронологической шкалы. Этот тип различий можно отнести за счет региональной специфики геологического развития.
Ho существует и принципиальное отличие возраста этапов рельефообразования от возраста сходных стратиграфических подразделений, объединяющих, как было отмечено выше, стадию потепления (межледниковья, интерстадиала и т.п.) и последующего похолодания (оледенения, ледникового стадиала и т.д.). Как показывают самые общие стратиграфические корреляции, эрозионные фазы развития речных систем, начинающие формирование этапов рельефообразования, отвечают тектоническим импульсам, плювиалам, похолоданиям, фазам или стадиям наступания ледников, регрессивным стадиям Мирового океана и сопряженных с ним морей и пр. Следовательно, этапность реального рельефообразования, когда основные перестройки рельефа начинают этап, а морские трансгрессии и эпохи (фазы, стадии) выравнивания рельефа и террасообразования его завершают, по определению разновозрастны с рубежами большинства современных геохронологических схем четвертичного периода.
Сказанное определяет общие контуры сложности абсолютного датирования местных этапов рельефообразования. Кроме того, важно иметь в виду повышение значимости материалов по морской геологии для стратиграфии четвертичного периода и общей геоморфологической корреляции. На них следует остановиться детальнее.
Материалы морской геологии для стратиграфии четвертичного периода и датировки континентального рельефообразования

Климатически обусловленные колебания уровня Мирового океана и связных с ним морей достигают по вертикальной амплитуде 100-150 м. Учитывая современные уклоны русел крупнейших равнинных рек (русла р. Волги у Нижнего Новгорода и р. Оки в районе Серпухова т.е. практически в центре Русской равнины на расстоянии порядка 1 500-2 000 км от моря располагаются на абсолютных отметках, близких к 100 м) столь значительные снижения базиса эрозии в холодные ледниковые эпохи должны были обусловливать коренное преобразование рельефа Русской, Западно-Сибирской и Туранской равнин. He могли они не повлиять и на активизацию речной эрозии в смежных орогенах, особенно приморских. Учитывая упомянутые выше корреляции, подтверждающие близкие совпадения тектонических и ледниковых (холодных, плювиальных) фаз, кажется бесспорным влияние эвстатических колебаний на общую этапность континентального рельефообразования с повсеместным близким совпадением начальных фаз этих этапов и океанических регрессивных фаз.
Геоморфологическим проявлением эвстатических колебаний можно считать морскме террасовые ряды, классификации и датировке которых посвящена обширная литература.
Для обширных территорий юга Европейской России большое значение имеют колебания уровня черного моря, изученные довольно детально (табл. 3.9).

Самостоятельный материал по датировке планетарных холодных и теплых фаз океанических вод получен на основании корреляции кислородно-изотопных стадий, которые в настоящее время изучены для четвертичного периода достаточно детально, хотя имеется несколько различных схем их абсолютной датировки. Холодные стадии кислородно-изотопной шкалы обозначаются четными числами, теплые — нечетными. Независимо от вариаций современного наименования ледниковых и межледниковых стадий можно наметить следующую схему корреляции эвстатических колебаний Мирового океана и Черного моря с оледенениями и межледниковьями Восточной Европы (табл. 3.10). Эта схема достаточно легко может быть скоррелирована с региональными стратиграфическими схемами не только России, но и всей Северной и Центральной Евразии.
Важно подчеркнуть, что шкала эвстатических колебаний уровня Мирового океана (шкала Вейла) и, имеющая также климатическую природу, шкала изотопно-кислородных стадий связывают в единый ряд этапность планетарного рельефообразования в четвертичном периоде, плиоцене, миоцене и олигоцене независимо от периодически меняющихся представлений о возрастном положении границ и внутреннего расчленения этих подразделений новейшего этапа геологической истории.

Выше уже было сказано о общности строения плейстоценовых речных террасовых рядов различных орогенов. Эта общность обусловлена достаточно очевидным присутствием практически во всех горных областях четырех комплексов высоких, средних, низких и прирусловых речных террас. Эта четырехчленность обычно и, как правило, из-за недостатка местных абсолютных датировок, трактуется в пользу синхронности этапов рельефообразования основным подразделениям плейстоцена и голоцена (т.е. четвертичного периода в возрастном объеме порядка 0.7-1.0 млн. лет). Однако реальная датировка наиболее детально изученных террасовых рядов не подтверждает столь полной синхронности. В качестве примера можно привести сопоставление террасовых рядов высокоактивных орогенов Средней Азии и среднеактивного орогена Большого Кавказа (табл. 3.11).

О общности и региональной специфике местных стратиграфических схем террасовых образований

Природа этой, местами значительной, асинхронности не изучена. Достаточно четкая синхронность аллювиального и морского террасовых рядов Западного Кавказа подтверждает высокую роль эвстатических колебаний в оформлении этапности рельефообразования приморских орогенов. He исключено, что возрастные отличия этапности формирования среднеазиатских орогенов определяются как спецификой проявления тектонических импульсов, так и удаленностью этих территорий от океанов и связанных с ними морей в четвертичном периоде.
Следует отметить, что датировка древних поверхностей выравнивания различных орогенов обычно трактуется как более сходная. Это обстоятельство часто интерпретируется в пользу существования единых трансрегиональных поверхностей выравнивания. Решение вопроса также зависит от детальности региональной датировки местных рядов террасовых образований. В то же время сами рубежи более крупных этапов рельефообразования, очевидно, не могут отвечать "геологическим мгновениям", а имеют достаточно сложную структуру и продолжительность. Поэтому само представление о синхронности подобных рубежей нуждается в специальной дальнейшей проработке.
Суммируя вышеизложенное, можно констатировать необходимость детальной возрастной датировки региональных схем террасовых образований. Датировка подобных схем с привлечением только далеких и общих корреляций может привести к существенным искажениям оценок изменения и тенденций интенсивности тектонических движений. В то же время общность принципиальной четырехчленой схемы строения плейстоцен-голоценовых орогенических террасовых рядов и влияние на эту ритмику эвстатических колебаний уровня Мирового океана свидетельствуют о существенной упорядоченности планетарного (в том числе континентального) рельефообразования. С учетом реальных различий в удаленности от связанных с океаном морей можно предполагать, что Западный Кавказ и Центральноазиатские орогены характеризуют области с наиболее значительно, если не максимально различными плейстоценовыми террасовыми рядами.
О роли главных генетических комплексов в региональных стратиграфических схемах новейшего этапа геологической истории

Участие отложений главных генетических комплексов в построении местных стратиграфических шкал зависит от режима вертикальных тектонических движений и от геологического возраста анализируемого этапа.
В активных молодых прогибах четвертичная стратиграфия опирается на подразделения отложений бассейнового генетического комплекса. Только с появлением инверсионных поднятий развиваются отложения террасового и покровного генетических комплексов.
Напротив, в активных молодых поднятиях преобладают именно террасовые и покровные отложения. Здесь соотношение и иерархия основных плейстоценовых и голоценовых подразделений опирается преимущественно на анализ образований террасового генетического комплекса. Стратиграфия покровных отложений отходит на второй план из-за обычной неполноты разрезов, корреляция которых в большинстве случаев опирается на педологические исследования с выделением разнородных погребенных почв и разделяющих их слоев и пачек. Покровные отложения часто позволяют датировать время завершения аллювиальных циклов. Однако уже для эоплейстоцена стратиграфическая роль покровных отложений возрастает. Это связано обычно с плохой сохранностью древних террас и отсутствием аллювия на многих поверхностях выравнивания. Именно на них, особенно в областях активного лессонакопления, формируются мощные покровные толщи с чередованием лессовых и почвенных подразделений, в том числе плейстоценовых.
Ho стратиграфическое и корреляционное первенство покровных отложений обычно ограничивается эоплестоценом и плиоценом. Как правило, начиная с миоцена, хорошо сохранившиеся террасовые уровни фрагментарны или отсутствуют вовсе. С этого возрастного этапа и далее вглубь геологической истории безусловна ведущая стратиграфическая роль отложений бассейнового генетического комплекса. Практически с палеогена вся информация о геологической истории опирается на отложения бассейнового генетического комплекса.
Сказанным определяется седиментационная специфика и уникальность четвертичного периода. Только для него (особенно для голоцена и плейстоцена) возможна стратификация с использованием результатов изучения всех трех основных генетических комплексов, возможная в регионах с дифференцированными тектоническими движениями.
Для новейшего этапа геологической истории (обычно начиная с олигоцена до современности) в большинстве орогенических областей характерна смена ведущей роли разных генетических комплексов в датировке этапов рельефообразования. Для голоцена и плейстоцена возможна стратификация образований всех трех главных генетических комплексов, для эоплейстоцена и плиоцена — покровного и бассейнового генетических комплексов, а для более древних этапов обычно доступен анализ преимущественно бассейновых отложений.
Важно подчеркнуть, что общая иерархия этапов новейшего рельефообразования опирается практически исключительно на анализ образований террасового генетического комплекса. Поэтому для голоцена и плейстоцена детальность реконструкций палеорельефа соизмерима с детальностью членения сводной стратиграфической (геохронологической) шкалы анализируемого региона, а начиная с эоплейстоцена детальность палеоклиматической информации обычно значительно превышает возможности палоорографических реконструкций. Это связано с тем, что расчленение неогеновых и более древних отложений в большинстве случаев опирается на палеоклиматические критерии. Соответственно возникают сложности с палеоклиматической характеристикой эоплейстоценовых и плиоценовых этапов рельефообразования, поскольку каждому такому этапу отвечает но несколько климатических

title-icon Подобные новости