Введение

Геология четвертичных отложений – раздел исторической геологии, изучающий самый короткий период развития Земли – четвертичный (или квартер – от англ. quarter – четверть). Объектом изучения служит верхний слой земной коры. Находясь буквально под ногами, он привлек внимание ученых позднее, чем более древние, глубоко залегающие отложения. Располагая огромным объемом информации, геология четвертичных отложений остается одной из самых дискуссионных геологических дисциплин.

Теоретические цели науки связаны с прикладными. Теоретические: установить закономерности, историю развития природных процессов в квартере, генезис четвертичных отложений. Прикладные: прогнозирование природных процессов; выявление размещения, запасов полезных ископаемых; определение возможности строительства на конкретной территории.

Достижению этих целей способствует решение следующих задач:

• выявить состав, залегание и распространение накоплений;

• реконструировать условия и характер геологических агентов, формировавших эти отложения;

• исследовать динамику природных процессов;

• произвести стратиграфическое расчленение четвертичной толщи;

• обосновать нижнюю возрастную границу четвертичной системы.

1. Закономерности природных процессов квартера и история науки

1. 1. Закономерности развития природы и особенности четвертичных отложений

В четвертичных отложениях запечатлена история развития планеты за последние 1,76 млн лет. Это время глобальных и многократных перестроек климата: от сухих и морозных условий ледниковых этапов до влажных и теплых межледниковых. С изменениями климата менялись геологические процессы – на суше накопился чехол осадков разного генезиса и состава.

Главная особенность четвертичного периода, по которой его выделяют – резкое похолодание – в умеренных широтах сложились условия, аналогичные современным антарктическим. Четвертичные отложения покрывают почти всю поверхность планеты, их мощность колеблется от нескольких сот метров до нескольких сантиметров.

Выделяют пять главных закономерностей развития природы в квартере: глобальность, провинциальность, направленность, ритмичность, унаследованность [1].

Глобальность – изменения природных компонентов носили общепланетарный характер, ярче всего проявляясь в высоких и умеренных широтах. Климатические катастрофы вели к миграциям, видоизменению, гибели растений и животных. Одни природные зоны замещались другими. На суше процессы флювиальные чередовались с ледниковыми и мерзлотными.

Провинциальность природных изменений обусловлена климатом и тектоникой. Амплитуда климатических изменений росла от тропиков к полюсам. На краях материков резко менялись температуры, в центре – влажность. Геологические процессы отличались в зонах ледниковых и внеледниковых, на равнинах и в горах.

Направленность природных процессов выражена ростом суровости климата. Похолодание и иссушение начались в неогене и достигли апогея в конце последней ледниковой эпохи – многолетняя мерзлота простерлась почти до Черного моря. Возникли зоны, не имевшие аналогов в прошлом: тундры, лесотундры и тайги, в ледниковые этапы формировалась уникальная зона – перигляциальная.

Ритмичность (стадийность) природных процессов проявилась в этапах ледниковых, межледниковых и более мелких. Многократные смены холода и тепла привели к чередованию в разрезе пар горизонтов: один горизонт соответствует ледниковому этапу, второй – межледниковому.

Унаследованность развития территории заключается в однородности геологических процессов, протекавших в каждый ледниковый (или межледниковый) этап: последующий ледник формировал конечно-моренные гряды там же, где предыдущий; молодые речные долины возникали примерно там же, где ранее существовали древние.

Укажем главные особенности четвертичных отложений.

• Континентальный генезис и огромная мощность – не известно континентальных осадочных толщ, сопоставимых по мощности с четвертичной.

• Короткий срок накопления – мощнейшие образования четвертичной системы соответствуют самому непродолжительному из периодов.

• Повсеместность распространения – четвертичные отложения пред­ставлены на всех гипсометрических уровнях земной поверхности и даже под нею – в пещерах, горных выработках.

• Чрезвычайная пестрота генезиса и состава.

• Быстрая смена генетических типов по простиранию и раз­резу.

• Тесная связь отложений с рельефом – каждый генетический тип чет­вертичных отложений образует определенные типы рельефа.

Особого внимания заслуживают особенности четвертичных отложений, связанные с их практическим использованием.

• Почвообразующая роль – четвертичные осадки являются материн­скими породами – определяют минеральный состав и водно-воздушные свойства современных почв.

• Полезные ископаемые – четвертичные образования содержат подземные воды, россыпи драгоценных камней и металлов, сырье топливное, биохимическое, для промышленности строительных материалов и проч.

• Несущая основа инженерных сооружений – на чет­вертичных накоплениях возведено большинство зданий, дорог и других конструкций.

• Рельеф – четвертичные образования определяют особенности рель­ефа планеты, следовательно, от них зависят условия жизни населения.

• Техногенные отложения – в квартере появился новый геологический агент – человек. Масштабы техногенного преобразования горных пород и рельефа едва ли не сравнялись с природными, возникли принципиально новые для пла­неты отложения – техногенные.