Геология четвертичных отложений / КУРС ЛЕКЦИЙ / QUARTER LAST

формировались рынки обмена, зародилась письменность – возникали первые цивилизации.

Бронзовый век ознаменовался использованием сплава меди и олова в пропорции 9:1. Интересен тот факт, что пока нет свидетельств о предшествующем продолжительном использовании человеком орудий труда из меди или олова. Культуры бронзового века представлены не повсеместно – например, в Африке (южнее Сахары) железо стало первым металлом, и бронзовый век отсутствовал. На территории Европы он начался 4 тыс. лет назад. В Центральной и Южной Америке бронза использовалась до 1 000 г. н. э. В сельском хозяйстве бронзовый век ознаменовался развитием орошаемого земледелия.

Железный век в Азии начался более 3 тыс. лет назад (государство хеттов на полуострове Малая Азия), а в Европе – около 3 тыс. лет назад (культура гальштат территории Австрии).

Контрольные вопросы

§Какие Вы знаете проблемы антропологии?

§Какие известны формы ископаемых антропоидов?

§Каков возраст древнейших каменных изделий?

§Когда в Европе началась подземная добыча камня?

§На основании каких признаков выделяются этапы каменного века?

7.РАЗВИТИЕ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ В ЧЕТВЕРТИЧНОМ

ПЕРИОДЕ

7. 1. Ранний плейстоцен

Отложения раннего плейстоцена накапливались на протяжении без малого одного миллиона лет – более половины времени всего квартера. Слои нижнего плейстоцена объединены в гомельский надгоризонт (Igm), названный в честь Гомельской области, на территории которой расположено большинство изученных разрезов. Согласно унифицированной схеме (1982 г), отложения данного возраста вообще не входят в состав четвертичных – они завершают плиоценовую толщу. По мнению ряда исследователей, эти породы формировались в эоплейстоцене – предледниковом времени, начинающем плейстоцен.

Среди накоплений гомельского надгоризонта преобладают аллювиальные, озерные и болотные. Доминируют алевриты, тонкие супеси и глины, песков сравнительно немного. Осадкам характерна серая и зеленоватосерая окраска, свойственная древним отложениям, которые долгое время

103

выветривались в условиях умеренного гумидного климата. Типичны массивные и горизонтально-слоистые текстуры. Осадки органического происхождения встречаются редко. Мощность гомельского горизонта непостоянна, варьирует от 1 до 20 м. В минеральном составе обломков господствует кварц. Среди глинистых частиц преобладает монтмориллонит. Встречаются слои, содержащие каолинит – они накапливались в наиболее теплых условиях. Палеонтологические находки позволяют обособить в нижнем плейстоцене территории Беларуси два холодных и два теплых этапа, соответственно которым выделяют четыре горизонта: вселюбский, ельнинский, жлобинский и рогачевский. Моренных отложений в составе гомельского надгоризонта не найдено.

Вселюбский горизонт назван по местоположению первого разреза – близ деревни Вселюб Новогрудского района Минской области. Палеонтологические остатки свидетельствуют о древнейшем резком и масштабном похолодании кайнозоя. Мощность вселюбской толщи достигает 20 м. В основании разрезов залегают алевриты глинистые, которые выше сменяются глинистыми отложениями, содержащими фаунистические остатки. Иногда в породах встречается мелкий гравий кристаллических пород. Самое главное – в нескольких разрезах найдены первые в истории кайнозоя остатки типичных представителей ледниковой флоры. Однако, пока нигде в Европе и Америке не найдено реальных следов покровного оледенения, существовавшего в это время.

В сухом и холодном климате типичные для плиоцена лесные ландшафты сменились безлесными перигляциальными: в палинологическом спектре вселюбских отложений пыльца трав и кустарничков занимает до 85 %. Леса сохранились в речных долинах, в них господствовали холодоустойчивые деревья: сосны и березы. Заболоченные понижения покрылись неприхотливыми сфагновыми мхами и осоками, над которыми приподнимались редкие искривленные сосны и березы.

Ельнинский горизонт (по местоположению разреза в долине реки Ельня – притока реки Неман) объединяет осадки, формировавшиеся в теплых условиях. Об этом свидетельствуют слои торфа и гиттий (швед. gyttia

– иловая грязь, озерный и болотный ил, состоящий из остатков микроорганизмов и экскрементов животных с примесью минеральных веществ). В составе флоры преобладали теплолюбивые древесные породы, доля пыльцы которых достигает 95 % и более. Ельнинское время было самым теплым на протяжении раннего плейстоцена – на него пришлись последние безледные летние сезоны Арктики, и последняя крупная регрессия ледников Антарктиды.

104

Жлобинский горизонт (по названию города Жлобин) представлен супесчаными породами. Отложения накопились в сухом и холодном климате

– в составе палинокомплекса на остатки трав и кустарничков приходится до 75 %, а на пыльцу древесных пород не более 38 %. Среди древесных чаще всего встречается пыльца березы карликовой, тогда как теплолюбивых обитателей не найдено вовсе. Даже на юго-востоке Беларуси господствовали безлесные, нередко заболоченные тундрово-степные пространства.

Рогачевский горизонт (по названию города Рогачев) сложен 5- метровой толщей гумусированных супесей и торфянистых гиттий, накопившихся в теплом и влажном климате. Состав спор и пыльцы указывает на рост участия древесных пород, в том числе широколиственных. Однако, доля пыльцы деревьев в разрезе непостоянна – по отдельным интервалам она колеблется от 70 % до 16 %. Следовательно, в рогачевское время происходили климатические колебания, и леса по территории Беларуси распространялись лишь периодически, чередуясь во времени с фитоценозами лесотундр и тундр.

Контрольные вопросы

§Какие научные открытия позволили пересмотреть продолжительность четвертичного периода?

§Какие генетические типы преобладают среди нижнеплейстоценовых отложений?

§С какого времени в Арктике появились многолетние льды?

7. 2. Средний плейстоцен

Средний плейстоцен охватывает отрезок времени примерно в 670 тыс. лет – от 0,8 млн. до 0,13 млн. лет назад. На этом этапе территория Беларуси многократно подвергалась покровным оледенениям, в том числе крупнейшим по площади. В среднем звене предлагается выделить семь горизонтов, два из которых объединить в брестский надгоризонт.

Брестский надгоризонт (IIbs) назван по территории наибольшего распространения слагающих его отложений – Брестской области. В составе брестских накоплений выделяют два горизонта: варяжский ледниковый и ружанский межледниковый. Брестские образования на поверхности не обнажаются и установлены по материалам бурения. В разрезах преобладают аллювиальные, озерные и болотные отложения. Наиболее распространены алевриты и глины, иногда встречаются озерные мергели. Особенность минералогического состава брестских отложений – низкое содержание неустойчивых минералов (амфиболов, пироксенов), которые

105

преобладают в тяжелой фракции более молодых осадков. Мощность брестского горизонта составляет 1 – 33 м.

Варяжский горизонт накапливался в ледниковое время. Сильное похолодание привело, возможно, к первому в истории кайнозоя вторжению покровного ледника на территорию Беларуси. Вместе с тем, согласно унифицированной схеме 1982 г, первым покровным ледником, захватившим Беларусь, признается лишь последующий – наревский. В аллювиальных песках варяжского возраста обнаружены растительные остатки представителей северной тайги и перигляциальной флоры. Характерно, что вышележащий аллювий вообще лишен органики – это означает, что во время его накопления растительность исчезла. В слоях, лежащих еще выше, появляются микрофоссилии умеренно-теплолюбивых видов. Таким образом, происходила последовательная смена климатических условий: от перигляциальных в начале этапа к ледниковым в его середине, и к послеледниковым в конце. Ледниковый характер варяжского времени подтверждается отдельными находками предположительно гляциальных отложений в пределах Ошмянской возвышенности и Нарочано-Вилейской низины [7].

Ружанский горизонт (по названию лесного массива – Ружанская пуща) отражает межледниковые условия развития территории. В слоях содержатся остатки теплолюбивой флоры, в том числе некоторых реликтов позднего плиоцена. Состав растительности, ее закономерная смена по разрезу типичны для межледниковий плейстоцена.

Наревский горизонт (по названию реки Нарев; IInr) соответствует ледниковому этапу развития природы. Отложения наревского возраста образуют сложно построенную толщу, в которой выделяется несколько разновозрастных комплексов: наревский подморенный, наревский моренный

инерасчлененный наревско-березинский. Приближение ледникового покрова ознаменовалось установлением перигляциальных условий. Это диагностируется литологически и палеонтологически. В нижней части разрезов залегают мелко-и тонкозернистые пески, карбонатные алевриты (лессовидного облика) и глины. В подморенной толще найдены пыльца и споры, состав и распределение которых свидетельствуют о смене растительных ассоциаций, отражающих значительные климатические колебания. Следовательно, наступление наревского ледника носило прерывистый характер. Ледниковый покров переработал поверхность территории Беларуси

инакопил моренную толщу. По мнению А. В. Матвеева [16], особенности распределения моренных отложений, ориентировка ледниковых ложбин и другие признаки позволяют утверждать, что наревский ледник продвигался по территории Беларуси тремя потоками: неманским, вилийским и

106

днепровским. На запад республики неманский поток пришел с севера, остальные потоки надвигались с северо-северо-запада.

Наревские моренные отложения не обнаружены только на юге Беларуси – ледник полностью покрывал север и центр территории. Южная его граница проходит севернее рек Мухавца и Припяти, примерно по линии Брест – Гомель (рис. 24).

Рис. 24. Картосхема распространения наревского горизонта [7]:

1 – граница наревского оледенения, 2–3 – площади (2) и пункты (3) распространения наревской морены, 4 – ложбины ледникового выпахивания и размыва и древние долины.

Морены лучше всего сохранились в ложбинах ледникового выпахивания и размыва. Здесь их мощность максимальна, и достигает 78 м в Сожской ледниковой ложбине. Отложения представлены, как правило, грубыми валунными супесями, глинистыми гравийными песками. От всех более поздних морен наревская отличается повышенной глинистостью, высоким содержанием монтмориллонита и небольшим содержанием обломков кристаллических пород [16]. Наревской морене характерны отторжен-

107

цы подстилающих дочетвертичных пород. Так, в окрестностях Мостов и Новогрудка обнаружены гляциодислокации пород неогена, палеогена, мела и даже юры, достигающие порой мощности 122 м. Недалеко от Бобруйска в моренных чешуях залегают отторженцы неогеновых, меловых и девонских пород. Эти факты говорят об огромной экзарационной работе ледника, который выдавливал и деформировал, а иногда разрывал подстилающие слои.

Рассказ о наревской морене будет неполным без упоминания одной важной детали. В нескольких разрезах на территории Беларуси внутри наревской толщи представлен слой, имеющий межледниковый облик, и названный корчевским. Если его межледниковый ранг подтвердится, то стратиграфическая схема среднего плейстоцена дополнится еще одним ледниковым и одним межледниковым этапами. Сторонники данной версии полагают, что нижний слой образован меньшим по площади наревским оледенением, за ним последовало корчевское межледниковье, а верхний моренный горизонт был создан гораздо более мощным и продолжительным ясельдинским ледником – возможно, крупнейшим из всех плейстоценовых в Восточной Европе [7]. Примечательно, что аналогичные воззрения на стратиграфическое положение морены максимального ледника высказываются рядом специалистов из России, Украины [3]. При деградации наревского ледника на поверхности отлагались водно-ледниковые пески, которые впоследствии почти полностью были разрушены березинским покровом.

Беловежский горизонт (по названию лесного массива – Беловежская пуща; IIbl) накопился в межледниковых условиях. В его отложениях большое значение принадлежит озерным и болотным мергелям, гиттиям, торфам и гумусированным супесям. Большая часть разрезов приурочена к долинам крупных рек. В долинах Днепра и Припяти беловежские осадки достигают мощности 36 м. Главной особенностью некоторых разрезов беловежских отложений является двучленность строения: нижняя и верхняя части отражают теплые климатические условия, а средняя часть свидетельствует о сильном похолодании. Таким образом, в беловежское время было два климатических оптимума, разделенных промежуточным похолоданием. Результаты спорово-пыльцевого анализа нижней части разреза показывают следующую схему развития растительности в начале беловежского межледниковья (рис. 25). Вначале распространились смешанные леса с преобладанием березы и участием ели, лиственницы, сосны. С потеплением климата их сменили леса хвойно-березовые, а затем сосновоберезовые с примесью широколиственных пород и лещины. Дальнейший рост температур привел к развитию широколиственно-хвойных лесов, а во время оптимума даже широколиственных. Исследование беловежской энтомофауны показало, что во время климатического оптимума на территории Беларуси жили насекомые, сейчас обитающие близ южной границы зоны хвойно-широколиственных лесов. Это значит, что средние темпера-

108

туры июля тогда были выше современных на 2 °С или даже больше. Похолодание обусловило обратную последовательность смены растительных ассоциаций и распространение хвойно-мелколиственных разреженных лесов, чередовавшихся с покрытыми травами безлесьями. В средней части некоторых разрезов представлены слои с перигляциальными споровопыльцевыми спектрами: господствует пыльца трав, кустарничков, березы и хвойных. Верхняя часть беловежского разреза накапливалась в теплом климате. Облик растительности был близок первому теплому этапу беловежского времени, хотя число видов уменьшилось почти вдвое.

Таким образом, развитие природы в беловежское время прошло через несколько этапов.

∙Первый этап был самым теплым и влажным.

∙Второй этап отличался суровым климатом, что позволяет предполагать существование ледникового покрова, который, однако, не достиг границ Беларуси.

∙Третий этап был типично межледниковым, хотя и несколько прохладнее первого.

Если предположение о развитии покровного ледника в беловежское время будет доказано, то стратиграфическая схема четвертичного периода еще более усложнится. Осадки нижней и верхней частей разреза приобретут совершенно иной стратиграфический ранг, соответствующий самостоятельным межледниковьям: соответственно беловежскому и могилев- скому. Породы средней части отразят собою еще одну ледниковую эпоху – нижнинскую (по названию оврага Нижнинский Ров).

109

Рис. 25. Палинологическая диаграмма беловежских межледниковых отложений, вскрытых скважиной 21 у д. Борки в Беловежской пуще (анализ Т. Б. Рыловой) [7] Условные обозначения к рис. 25; 27; 30: 1 – песок, 2 – супесь тонкая, 3 – супесь диатомовая, 4 – суглинок, 5 – суглинок с зернами песка и гравия, 6 – суглинок песчанистый, 7 – алеврит, 8 – глина, 9 – глина карбонатная, 10 – мергель, 11 – гиттия, 12 – гиттия песчанистая, 13 – гиттия торфянистая, 14 – гиттия диатомовая, 15 – сапропель, 16 – сапропель грубодетритовый, 17 – сапропелит, 18 – торф, 19 – торф древесный, 20 – ил, 21

– растительные остатки, 22 – раковины моллюсков

110

Березинский горизонт (по названию реки Березина; IIbr) накопился во время покровного оледенения. Ледниковые массивы погребли почти всю территорию Беларуси, оставив свободным небольшой участок к югу от устья реки Птичь (рис. 26).

Рис. 26. Картосхема распространения морены березинского горизонта [7]:

1 – граница березинского оледенения, 2–3 – площади (2) и пункты (3) распространения березинской морены, 4 и 5 – площади (4) и пункты (5) отсутствия березинской морены

Предполагается, что в развитии березинского ледника было несколько стадий, а наступал он тремя потоками: неманским, вилийским и днепровским. Березинская морена является древнейшей, обнажающейся на поверхности – чаще всего на склонах долин крупных рек. Осадки березинского времени представлены моренными и водно-ледниковыми накоплениями суммарной мощностью до 100 м и более. Моренные отложения наиболее широко распространены в центре и на западе Беларуси. Морена сложена валунными супесями и разнозернистыми песками, содержит большое количество отторженцев дочетвертичных пород (от палеогеновых до девонских). Как правило моренная толща окрашена в серый или голу-

111

бовато-серый цвет, свидетельствующий о ее почтенном возрасте. Нередко отмечается зеленоватая окраска, обусловленная захватом глауконитовых пород палеогена. Мощность морены изменяется в широких пределах – от 1 до 80 м, достигая 118 м в ложбинах ледникового выпахивания. Березинские водно-ледниковые осадки разделяются на два комплекса: подморенные (времени наступления ледника) и надморенные (времени деградации ледника). В составе обоих комплексов преобладают флювиогляциальные пески и песчано-гравийные смеси. Оба комплекса образуют нерасчлененные толщи с водно-ледниковыми отложениями соответственно наревского и припятского горизонтов.

Александрийский горизонт (по названию деревни Малая Александрия Шкловского района; IIalk) формировался в межледниковых условиях. В его составе участвуют аллювиальные пески, озерные глины, диатомиты, мергеля и болотные торфа. Мощность александрийских осадков на севере и юге республики достигает 20 м, а в центре даже 40 м.

Климатические условия александрийского времени были близки современным. Подтверждается это составом растительности, господствовавшей на протяжении оптимума межледниковья – повсеместно произрастали смешанные леса, в которых доминировали темнохвойные породы (рис. 27). Общую картину смены растительных ассоциаций можно представить следующим образом. В начале межледниковья распространились леса березовые и березово-сосновые с примесью ели и лиственницы. На смену им пришли еловые и елово-сосново-березовые леса с незначительной долей широколиственных пород. В фазу оптимума развились пихтово- елово-сосновые леса с широким участием граба и лещиной в подлеске. С началом похолодания сократилась роль широколиственных деревьев и распространились разреженные сосново-березовые леса. Видовой состав александрийской флоры можно охарактеризовать как переходный от беловежской к муравинской. По сравнению с беловежской флорой, количество плиоценовых реликтов в александрийской существенно уменьшилось – на долю экзотов приходилось примерно 10 % от суммарного числа видов.

112