CC BY
40
УДК 551.4
МОРФОСКУЛЬПТУРА КАРБОНАТНЫХ И КРЕМНИСТЫХ ВЫХОДОВ ПОРОД ВОЛГОГРАДСКОГО ПРАВОБЕРЕЖЬЯ
© 2012 г. В.А. Брылёв, А.К. Георгиев
Волгоградский государственный Volgograd State Social and Pedagogic University,
социально-педагогический университет, V.I. Lenin Ave, 27, Volgograd, 400131,
пр. им. В.И. Ленина, 27, г. Волгоград, 400131, uu@vspu.ru
uu@vspu.ru
Анализируются результаты исследований генезиса рельефа карбонатно-кремнистых выходов Волгоградского правобережья. Выявлены факторы и механизмы образования различных типов морфоскульптуры на данной территории. Итогом работы явилось подробное районирование изучаемой территории по типам морфоскульптуры и составление региональных картосхем: по типам морфоскульптуры, геоморфологической, выходов карбонатно кремнистых пород и несколько картосхем по ключевым участкам.
Ключевые слова: Волгоградское правобережье, морфоскульптурные комплексы, районирование, рельеф, тектоника, эрозия.
This article demonstrates the results of a research studying the origins of the relief of the carbon-silicon rocks on the right bank of the Volga in Volgograd Region. The research reveals factors and mechanisms of formation processes of various morpho-sculpture types in the area. The result of the research is the detailed zoning of the area upon these morpho-sculpture types and the geomorphological structure of carbon-silicon rocks, as well as the mapping of the key areas where these rocks concentrate.
Keywords: Volgograd, the Right Bank of the Volga, morpho-sculpture complexes, zoning, relief, tectonics, erosion.
Последние два десятилетия Нижнее Поволжье в геоморфологическом аспекте изучалось неоднородно. Известны многочисленные труды ученых МГУ по формированию и динамике нижнего отрезка долины Волги и Волго-Ахтубинской поймы. Однако морфо-скульптурный аспект в Волгоградском Поволжье практически не исследовался, несмотря на то, что общее количество публикаций было достаточно высоким. Об этом свидетельствуют работа [1] и монографии [2, 3].
Данная статья подводит итог исследованиям рельефа в морфоскульптурном аспекте, результаты которых вошли частично в карту современной морфоди-намики рельефа в масштабе 1:5000000, выполненную под руководством В.М. Котлякова, С.К. Горелова, Д.А. Тимофеева [4]. Нами на волгоградскую часть были составлены более подробные карты в масштабе 1:500000.
В данной публикации исследован один из аспектов -генезис рельефа карбонатно-кремнистых выходов Волгоградского правобережья. Подробная карта мор-фоскульптурного рельефа региона правобережья составлена с применением космоснимков и геоинформационных технологий. Проведено подробное районирование изучаемого региона по типам морфо-скульптуры.
Рассматриваемая территория включает южное окончание Приволжской возвышенности, расположена между Золотовской и Волгоградской излучинами Волги и отличается сложным строением. В тектоническом отношении это - структуры Доно-Медведицкого вала и сопряженных с ними моноклиналей. В связи с этим на поверхность выведены в основном мезокайнозойские осадки: пески, глины, мел, опоки. В сочетании с экзогенными процессами здесь
созданы морфоскульптуры, такие как куэсты и крутые уступы, обрывы, небольшие каньоны и другие оригинальные формы рельефа, которые можно условно назвать как останцы, шляпы, сфинксы, каменные грибы и пирамиды, столбы и др.
Нами были изучены вышеупомянутые объекты, сделаны их описания и научное объяснение генезиса. Во-первых, морфоскульптурные комплексы и конкретные формы рельефа связаны с литолого-структурными условиями. Мы выделяем пять таких комплексов (рис. 1):
1. Верхне-среднекаменноугольный. Окремнелые известняки. Стойкая толща.
2. Нижнемеловой. Чередование прочных ожелез-ненных песчаников неокома (стойкая толща) и песча-но-глинистых слоев нижнего мела.
3. Литологический комплекс верхнего мела ту-ронского яруса, опоки кампана и сантона (стойкая толща) и песков сеномана и глин маастрихта.
4. Опоки и песчаники палеоцена (стойкая толща), чередующиеся с песками и глинами палеогена (слабая толща).
5. Кварцитовидные песчаники камышинской свиты (стойкая толща), пески.
Для всех пяти комплексов общим является то, что на контакте стойкой и слабой толщ образуются уступы разной крутизны и высоты. Высота уступа часто зависит от мощности конкретного пласта. А на наклонно залегающих пластах формируются куэсты.
1. Наиболее древнюю часть Приволжской возвышенности (севернее Камышина) составляет олиго-цен-миоценовая денудационная равнина (N2) с высотами от 250 м, а севернее находится наиболее возвышенное верхнее палеогеновое плато.
Рис. 1. Выходы карбонатно-кремнистых пород Волгоградского правобережья
Здесь эрозия вскрыла нижне-меловые железистые песчаники неокома, что обусловило формирование плоских «бронированных» водоразделов. Это Гусель-ско-Тетеревятский кряж, гряды Перевозинская, Семёновская, Большой Услон, Доно-Медведицкая. Множество моноклинальных куэстовых гряд, образованных по крыльям локальных Жирновской, Иловлин-ской тектонических структур в местах выхода железистых песчаников неокома. Множество денудационных останцев. Преобладающие высоты - 300-350 м (рис. 2).
Нами в качестве примеров описаны две такие куэ-сты: Караульная гора (Семеновская) в верховьях Иловли (290 м) и Александровский кряж такой же высоты. Они на 100-150 м поднимаются в виде «хребтов» над Иловлей и Медведицей. В происхождении их есть общность: они расположены на западной и восточной флексурах Доно-Медведицкого вала,
наклон которых достигает 40 ° в первом примере и 20 ° во втором.
Здесь при значительной густоте эрозионного расчленения склонов (до 1,5-2,0 км/км2) эрозионные формы подходят к вершинам водоразделов. Балки глубоко врезаны, с крутыми склонами, здесь большие перепады высот, рельеф ступенчатый.
2. Литологический комплекс верхнего мела охватывает наибольшую территорию и характеризуется разнообразной морфоскульптурой. Классическим примером активной эрозии является рельеф Восточно-Донской гряды. Здешний рельеф формируется на известняках карбона, пермо-триасовых мергелях, юрских глинах и меловых песчано-опоковых породах. Особенно густа овражно-балочная сеть в излучинах Дона. Балки очень длинные, глубокие, сильно ветвящиеся, древовидного типа. Овраги, промоины и другие эрозионные формы рельефа сравнительно молоды, имеют
отвесные склоны и свежие врезы. В тальвегах оврагов наблюдаются многочисленные перепады, что связано с частой сменой слагающих горных пород. Эти явления -показатель продолжающегося поднятия Восточно-Донской гряды. Лишь на водораздельных высоких плато Донских венцов наблюдается значительно меньшее число эрозионных форм. Густота эрозионного расчленения достигает местами 3 км/км2.
Сочетание пластов мела и залегающих ниже песков приводит к образованию отвесных обрывов, огромных меловых утёсов (рис. 3), достигающих около 100 м в высоту, нависающих карнизов, «пирамид», каменных грибов и шляп, ниш выдувания, конусов выноса и интенсивному развитию всех видов эрозии.
Пласты мела, достигающие в Волгоградской области 60 м, формировались около 90 млн лет назад в бассейне Туронского моря, простиравшегося через всю южную Европу - от Англии и Франции до предгорий Южного Урала.
Склоны меловых холмов крутые, со следами водотоков. Овраги сухие, с осыпающимися стенками и ходами животных, развиты террасы. Это говорит о неоднократном врезе в связи с изменением тектонической активности и базиса эрозии данной территории во времени. В стенках меловых оврагов имеются каналы: по ним сползают продукты выветривания, образуя конусы выноса. В 5 км севернее урочища «Красная дубрава» на склоне нижнего плато плоскостной смыв обнажил
останцовую форму рельефа, состоящую из ожелезнён-ного песчаника, которая и была обнаружена и впервые описана нами. За внешнее сходство останец получил название Донской Сфинкс (рис. 4). В четвертичное время территория Большой излучины Дона не покрывалась ледником, поэтому здесь преобладал снос, что наряду с военным действиями привело к густому эрозионному расчленению. Постоянное врезание р. Дон в коренные породы поддерживает резкость форм правого склона долины.
Рис. 3. Белая гора на Дону
Сюда также можно отнести следующие участки: морфоскульптура меловых склонов в долине р. Медведица. Данная территория представлена узкой полосой карбонатных выходов турон-коньякского ярусов верхнего мела. Морфоскульп-тура меловых выходов представлена денудационными уступами, обрывами, останцами и осыпями, небольшими короткими балками, оврагами и нишами выдувания, расположенных по долине Медведицы и вдоль впадающих малых рек. Обрывы щебенчатые, с осыпающимися стенками. Выходы мела присутствуют по обеим сторонам Медведицы: по правому берегу от границы с Саратовской областью до р. Бурлук, по левому берегу - между устьями рек Добринка и Березовка. В районе г. Михайловка расположен крупнейший в области Себряковский карьер по добыче мела.
Рис. 4. Донской сфинкс
Морфоскульптура меловых склонов и овражно-балочная сеть нижнего течения р. Иловля (между реками Ширяй и Ольховка). Овражно-балочная сеть территории древовидного типа. Балки на супесчаных
Рис. 2. Верхнее плато и структуры Доно-Медведицкого вала
и суглинистых породах длинные, но узкие, сильно ветвящиеся, практически на всем протяжении заросшие древовидной растительностью. Процессы эрозии идут неактивно. Меловая морфоскульптура представлена денудационными уступами по склонам и меловыми останцами, оврагами. Мел турон-коньякского яруса вскрывается преимущественно по правому берегу Иловли, а также уступами по левым берегам правых притоков Иловли (р. Ширяй и др.). В районе пос. Захаровка находится крупный меловой останец. Его основание покрывает мощная меловая осыпь. Балки левобережного участка узкие и короткие, развиваются на супесчаных и суглинистых породах.
Интересным памятником природы, имеющим научное и историко-культурное значение, является утес Степана Разина, расположенный в Саратовской области рядом с границей Волгоградской области в 5 км к югу от с. Белогорское. Высота волжского обрыва достигает здесь 40 м. Верхняя 20-метровая толща обрыва сложена породами верхнего мела, а нижняя толща - кварцево-глауконитовыми песками сеномана. Утес рассекается глубоким Невольничьим оврагом, а с юга граничит с Дурман-горой (186 м).
3. Морфоскульптура каменноугольной системы представлена сравнительно небольшими по площади выходами стойких пород - известняков, доломитов мергелей преимущественно в Большой излучине Дона. Здесь преобладают выпуклые водоразделы и выраженный куэстовый рельеф. Карст ввиду окремнело-сти известняков развит слабо, имеется лишь несколько карстовых воронок в районе р. Сухая Перекопка и недалеко от Фролово. Техногенные формы рельефа представлены карьерами по добыче известняка.
4. Литологический комплекс стойких толщ палеогена представлен преимущественно сызранским ярусом палеоцена. Это в основном территория шириной 10-35 км, протягивающаяся от Золотовской излучины и до Дубовки вдоль Волгоградского водохранилища. В этой сравнительно узкой полосе сконцентрировано множество коротких малых речных долин и глубоких балок, а перепады высот между водоразделами и днищами долин достигают 60-100 и даже 200 м. Учитывая литологические условия формирования эрозионных форм, а также внешние визуальные различия, данную территорию можно поделить на три неравных части: а) участок от Нижней Добринки до границы с Саратовской областью. Морфоскульптурные формы развиваются в опоках, песках, песчаниках, глинах; б) участок от Горного Балыклея до Нижней Добринки. Здесь выходят меловые и палеогеновые породы - пески, песчаники, супеси, суглинки; в) участок от Горного Балыклея до Волгограда включительно. Эрозионная сеть развивается преимущественно в ергенинских песках, супесях, глинах эоцена.
Одним из наиболее живописных районов является район Щербаковской излучины Волги. Здесь до конца плиоцена были сформированы наиболее крупные балки (Даниловская, Щербаковская, Галка). Заложение столь крупных балок приурочено к тектонически ослабленным зонам в пределах Приволжской моноклинали, наклоном пластов горных пород на юго-восток под углом 3-6 °. Уникальность и неповторимость природы этой местности обусловило создание
здесь в 2003 г. регионального природного парка «Щербаковский». Балки Даниловкая и Щербаковкая -это классический пример активной эрозии. Густота эрозионного расчленения в районе береговой полосы достигает 2 км/км2, а местами - до 3-4.
Данный район приурочен к «зоне дробления», наличие разломов и трещиноватость подстилающих пород определяют развитие гидрографической сети. Останцы исходной поверхности с максимальными высотами до 287 м имеют палеоценовый возраст. Здесь характерны процессы инфильтрации, размыва бровок и ветровой эрозии.
Важным геолого-геоморфологическим памятником природы являются Столбичи, расположенные выше по течению от г. Камышина по правому берегу Волги, в 2 км южнее с. Щербаковка. Столбичи - это десять огромных колонн высотой до 80 м, сложенных желтовато-серым трещиноватым камнем - опокой, как бы вырастающих из волжских вод, напоминают собой древнюю крепостную стену с башнями. Осадочная порода, из которой они сложены, образовалась на дне палеоценового морского бассейна. Обрывы сформировались в результате подмыва этого участка берега и препарировки водой и ветром толщи опок и песчаников. До создания водохранилища у самого уреза Волги располагался контакт палеогеновых опок с меловыми глинами. Мягкие глины размывались рекой, благодаря чему залегающие опоки создали почти вертикальные обрывы. Атмосферные и инфильтраци-онные воды размыли трещиноватые опоки и песчаники в определённых местах, образовав колонны.
Во втором рассматриваемом участке в районе г. Камышина интерес представляют три денудационных останца: горы Уши (174 м) и Венцы в бассейне р. Балыклейки (212 м). Их относительная высота составляет 30-60 м. Горы Уши - это палеоботанический памятник природы, где можно встретить окаменевшие древесные остатки камышинской флоры палеогенового периода. На Венцах сохранились полтавские песчаники - реликты последнего морского бассейна. Из техногенных форм рельефа можно отметить немногочисленные карьеры строительных и стекольных песков, противоэрозионные террасы.
Третий рассматриваемый участок, куда входит и Волгоградская агломерация, обладает более разнообразной морфоскульптурой. Научный интерес представляет памятник природы - Александровский грабен, находящийся на правом берегу Волгоградского водохранилища между сёлами Горный Балыклей и Горная Пролейка Дубовского района в 100 км к северу от Волгограда. Длина - 6-7 км, а ширина - около 2 км. Он является частью более крупной структуры -Балыклейского грабена, протягивающегося от р. Ба-лыклейки до г. Камышина примерно на 100 км. Здесь в довольно узкой полосе слои горных пород «провалились» на 200 м, «законсервировав» в себе всю палеогеографическую информацию об условиях осад-конакопления в геологической истории Нижнего Поволжья за последние 40-45 млн лет.
В вышеописанном материале изложены результаты исследования генезиса рельефа карбонатно-кремнистых выходов Волгоградского правобережья. Впервые нами при помощи космоснимков и геоинформационных тех-
нологий были составлены две карты: морфоскульптур-ного рельефа региона правобережья и проведено подробное районирование по типам морфоскульптуры, а также составлена карта выходов карбонатно-кремнистых пород Волгоградского правобережья. В связи с литолого-структурными условиями нами впервые выделено 5 комплексов горных пород (карбон-мел-палеоген), установлена связь и механизм образования разнообразных морфоскульптурных форм, таких как куэсты, уступы, обрывы, останцы, шляпы, сфинксы, каменные грибы и пирамиды и др.
Свой отпечаток наложило неоднократное изменение базиса эрозии в связи с трансгрессиями-регрессиями древних морских бассейнов, смена увлажнения во время ледниковой и межледниковых эпох и периодическое изменение вектора вертикальных тектонических колебаний.
Вследствие полномасштабных военных действий в годы ВОВ, а также во время послевоенного восстано-
Поступила в редакцию_
вительного периода, связанного с активным строительством, добычей полезных ископаемых и распашкой больших участков земель, эрозионные процессы получили мощнре развитие. Данный фактор на сегодняшний день является решающим.
Литература
1. Мозжерин В.В., Мозжерин В.И., Шумилина И.В. Ретроспективный обзор публикаций в журнале «геоморфология» (К 35-летию журнала) // Геоморфология. 2005. № 3. С. 3-15.
2. Современные экзогенные процессы // Природные условия и ресурсы Волгоградской области / под ред. В.А. Брылёва. Волгоград, 1995. С. 91-109.
3. Брылёв В.А. Эволюционная геоморфология юго-востока Русской равнины. Волгоград, 2005. 351 с.
4. Нижнее Поволжье // Карта современной динамики рельефа Северной Евразии (в пределах России и сопредельных стран) [Карты] / гл. ред. В.М. Котляков; ред. С.К. Горелов; науч. конс. Д.А. Тимофеев. 1:5000000. М., 2006.
1 июля 2011 г.
