Введение
Глава 1. История изучения и основные черты геологического строения района.
1.1. Географическое положение района работ.
1.2. История изучения
1.3. Геологическое строение.
Глава 2. Факторы, повлиявшие на формирование четвертичной толщи района
исследований
2.1. Краткая характеристика истории Ладожского озера и его ингрессий в долину р. Свирь.
2.2. Седиментация в малых озерах.
Глава 3. Состав и строение толщи поздне- и послеледниковых отложений в среднем
течении р. Свирь
3.1. Материалы исследования
3.3. Опорный разрез четвертичных отложений в ур. Канома
3.4. Гранулометрический анализ проблематичных отложений
3.4.1. Методы исследований
3.4.1. Результаты исследований
3.5. Донные отложения малых озер.
3.5.1. Методы исследования
3.5.2. Результаты исследования
3.6. Выводы
Список литературы
Приложения
Актуальность. Среднее течение р. Свирь в районе г. Лодейное Поле, представляет
собой область распространения поздне- и послеледниковых отложений, а также древних
береговых линий, связанных с различными палеобассейнами и ключевыми
палеогидрологическими событиями, имевшими место на территории ОнежскоЛадожского перешейка в течение последних 12 тыс. 14С лет. К таким событиям относятся
снижение уровня воды ладожского плеса Балтийского ледникового озера, прорыв вод
Онежского приледникового озера (ОПО) с образованием р. Свирь, а также
разновозрастные трансгрессивно-регрессивные изменения уровней ладожских
палеобассейнов на протяжении всего голоцена.
Современные представления о времени возникновения р. Свирь и эволюции
позднеледниковых палеобассейнов района основаны, главным образом, на данных о
возрасте и характере дегляциации Онежско-Ладожского перешейка, а также об изменении
условий осадконакопления донных отложений ОПО, в которых наблюдается так
называемый «розовый горизонт», фиксирующий резкие диагенетические изменения
осадка, произошедшие при снижение уровня вод во время первоначального
возникновения стока по сквозной системе долин рек Ошта–Тукша–Оять на фоне
быстрого позднеледникового гляциоизостатического поднятия северного Прионежья
(Демидов, 2004; Saarnisto et al., 1995). Кроме того, для реконструкции
палеогидрологических событий позднеледниковья–голоцена успешно используются
данные о так называемых «изоляционных контактах» в донных отложениях малых озер,
расположенных на побережье Онежского озера, и имевших в прошлом связь с ОПО
(Демидов, 2005, 2006). Таким образом, до сих пор события, связанные с возникновением
стока по р. Свирь, реконструируются лишь по косвенным данным. Прямых указаний на
время формирования р. Свирь – важнейшего элемента современной гидрографической
сети всего северо-запада России – до сих пор не имеется.
Среди важнейших палеогидрологических событий голоцена в среднем течении р.
Свирь в районе г. Лодейное Поле необходимо отметить ранне- и позднеголоценовую (так
называемую ладожскую) трансгрессии Ладожского озера. Их следы в районе работ были
подробно описаны в первой половине двадцатого века К.К. Марковым (Марков 1934,
1949). Детальная реконструкция изменений уровня Ладожского озера в голоцене на
основе стратиграфических и геохронологических данных, была относительно недавно
проведена М.В. Шитовым (Шитов, 2007). Еще К.К. Марков в своих работах
(Марков, 1949) отмечал, что в среднем течении р. Свирь береговые линии4
позднеледниковых и голоценовых палеобассейнов имеют одинаковые высотные отметки,
что существенно затрудняет реконструкцию изменений уровня воды.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является описание геологического
строения толщи поздне- и послеледниковых отложений в среднем течении реки Свирь в
районе г. Лодейное Поле, выделение основных этапов ее формирования, а также
установление их связи с ключевыми геологическими событиями этого времени.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Полевая документация опорных разрезов поздне- и послеледниковых отложений,
анализ данных ручного бурения, построение стратиграфических колонок, разрезов и
схемы строения поздне-послеледниковой толщи;
2. Полевые наблюдения за формами современного рельефа, связанными с
различными этапами геологической истории района, геоморфологическая интерпретация
топографических карт масштаба 1:50 000 и аэрокосмических снимков;
3. Исследование донных отложений малых озер района, определение их
литологического состава и выявление в них стратиграфических уровней с изменениями
режима седиментации (следы палеогидрологических событий);
4. Установление возраста палеогидрологических событий, фиксируемых в разрезах
донных отложений малых озер, на основе спорово-пыльцевого и радиоуглеродного
анализов;
5. Установление генезиса проблематичных образований в разрезе позднепослеледниковых отложений на основе анализа текстур и гранулометрического состава
отложений;
6. Палеогеокриологическая интерпретация свидетельств распространения
многолетнемерзлых грунтов в геологическом прошлом района исследования;
7. Выделение основных стратиграфо-генетических подразделений в разрезе позднепослеледниковых отложений, прослеживание их границ при помощи геологических и
геоморфологических методов, а также установление их связи с современным и
погребенным рельефом;
8. Установление основных этапов формирования поздне-послеледниковой толщи
района, а также их связи с тем или иным геологическим событием.
Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для
уточнения и дополнения серийных легенд Государственной геологической карты
масштаба 1:200 000 Ильменской серии, уточнения границ и возраста геологических тел на5
изданных картах листа P-36-XXVII, обоснования выделения местных стратиграфических
подразделений в региональных стратиграфических схемах квартера Онежско-Ладожского
региона, а также для прогноза развития экосистем малых озер района.
Научная новизна.
1. В результате работы на основе результатов спорово-пыльцевого и
радиоуглеродного анализов, а также путем интерпретации геологических данных было
установлено время заложения котловин малых озер в районе исследования.
2. С помощью литологического анализа в разрезах донных отложений были
выявлены уровни с изменениями условий седиментации, фиксирующие разновозрастные
палеогидрологические события.
3. Установлено, что образование регионально распространенной террасы с
отметками площадки 13–20 м абс. выс. связано с формированием долинного зандра при
прорыве р. Свирь в аллерёде. Причем отложения долинного зандра представлены
различными фациями (русловыми, прирусловых валов и отмелей), которые находятся в
сложных взаимоотношениях с озерно-ледниковыми отложениями. Это связано с тем, что
в районе исследования отложения флювиогляциального потока (пра-Свири) представлены
образованиями дельты, впадавшей в регрессирующий озерно-ледниковый бассейн;
4. Впервые в пределах Онежско-Ладожского перешейка выявлены криогенные
образования, свидетельствующие о существовании холодного безледного периода, на
протяжении которого уровень озерно-ледникового бассейна не превышал в районе
исследования 13–14 м абс. высоты.
5. Установлено, что позднеголоценовая ладожская трансгрессия не превысила
отметок 13–14 м абс. высоты, а ее отложения в районе работ представлены лишь
ингрессивными эстуарными фациями, слагающими террасу с отметкой площадки около
9–10 м абс. высоты.
Фактические материалы. В основу работы положены результаты исследования
донных отложений малых озер Лодейнопольского района. Образцы илов были получены в
ходе полевых работ 2012–2013 гг. отрядом комплексной партии ОАО "Севзапгеология"
под руководством А.А. Потаповича. В 126 образцах были определены ископаемые споры
и пыльца (палинологи – Э.С. Плешивцева и Л.В. Филимонова), предварительное
палиностратиграфическое расчленение разрезов производилось Э. С. Плешивцевой,
Л.В. Филимоновой и М.В. Шитовым. Произведено макроскопическое описание кернов. В
72 образцах автором определен гранулометрический состав терригенной составляющей
осадка и получены данные о потерях при прокаливании. Дополнительно использованы6
данные 6-ти скважин ручного бурения, расположенных вблизи озер. По образцам
органического материала из кернов скважин и обнажений в лаборатории
геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и
Мирового океана Института наук о Земле главным специалистом лаборатории Х.А.
Арслановым было получено 10 радиоуглеродных датировок.
В работу вошли также полевые наблюдения автора, полученные в ходе научноисследовательской практики по четвертичной геологии Института наук о Земле СПбГУ
2014–2016 гг. Между озерами был проведен ряд геолого-геоморфологических маршрутов;
в ур. Канома в береговом обрыве р. Свирь в серии расчисток был описан опорный разрез протяженностью около 100 м с непрерывной фотодокументацией (650 фотографий). Для образцов отложений проблематичного генезиса, слагающих верхнюю часть разреза в ур. Канома автором был проведен гранулометрический анализ.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на V Международной
конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского
(ВСЕГЕИ, Санкт- Петербург, 2017) и на научной сессии, посвященной 100-летию со дня
рождения Г.С. Бискэ «Современные проблемы четвертичной геологии и географии
Северо-запада Европейской части России и сопредельных стран» (КарНЦ РАН,
Петрозаводск, 2017).
Благодарности. Я глубоко признательна своему научному руководителю –
М.В. Шитову за его неизменную всестороннюю помощь и поддержку. Автор также
благодарен А.А. Потаповичу, которым были проведены полевые работы по бурению на
акватории малых озер и на их побережье. На протяжении нескольких лет автору в его
работе помогали многие преподаватели Института наук о Земле СПбГУ. Так, благодаря
А.Г. Рюмину были организованы и проведены лабораторные исследования по
определению гранулометрического состава терригенной составляющей донных
отложений и потерь при прокаливании. Необходимое оборудование для определения
гранулометрического состава отложений проблематического генезиса предоставил
М.В. Платонов; он же помог автору с последующей обработкой результатов. Ценные
консультации и необходимое программное обеспечение для интерпретации результатов
гранулометрического состава терригенной составляющей донных отложений были
предоставлены А.А. Крыловым. Автор благодарен им за их отзывчивость и оказанную
профессиональную помощь.
Работа выполнена в рамках научно-исследовательской практики по четвертичной
геологии на УНБ «Свирь» и автор сердечно благодарна ее участникам разных лет –7
И.В. Сумаревой, Т.Э. Багдасарян, А.С. Гладышевой, А.В. Островерховой,
И.А. Медведевой и многим другим, за их участие и помощь в полевых и камеральных
работах.
В результате наших исследований было описано геологическое строение толщи
поздне- и послеледниковых отложений в среднем течении реки Свирь в районе г.
Лодейное Поле, а также установлены последовательность и возраст основных
геологических событий позднеледниковья–голоцена района наших исследований. Таким
образом, цель, поставленная при выполнении настоящей работы, нами достигнута. В ходе
работы были выделены и оконтурены геологические тела, связанные с различными
стратиграфо-генетическими подразделениями, прослежены их границы, установлен
характер их взаимоотношения между собой, а также с современным и погребенным
рельефом, на основе чего была построена новая актуальная схема соотношений
четвертичных образований района исследований.
Кроме того, были получены новые данные, представляющие интерес при
проведении будущих геологических и палеогеографических исследований. К ним относятся:
1. Реконструкция механизма образования регионально распространенной террасы с
отметками площадки 13–20 м абс. выс., которая связана с формированием долинного
зандра при прорыве р. Свирь в регрессирующий приледниковый бассейн;
2. Выявление криогенных образований, свидетельствующих о существовании
холодного безледного периода, на протяжении которого уровень озерно-ледникового
бассейна не превышал в районе исследования 12–13 м абс. высоты;
3. Определение максимального уровня распространения вод ладожской
трансгрессии, которые, как оказалось, не превышали отметок 13–14 м абс. высоты;
4. Установление возраста заложения котловин малых озер в районе исследования и
установление основных закономерностей осадконакопления в них на протяжении
позднеледниковья–голоцена.
Результаты наших исследований, изложенные в настоящей работе, позволили не
только решить несколько дискуссионных проблем, но поставили ряд острых новых
вопросов. Какова была история приледниковых бассейнов района? Где и когда на
территории Ленинградской области были распространены многолетнемерзлые породы?
Решение этих вопросов требует дальнейших широких исследований на современном
научно-техническом уровне
1. Демидов И.Н. Донные отложения и колебания уровня Онежского озера в
позднеледниковье // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 7. Петрозаводск,
2004. С. 207-218.
2. Демидов И. Н. Деградация поздневалдайского оледенения в бассейне
Онежского озера // Геология и полезные ископаемые Карелии Вып. 8. Петрозаводск:
КарНЦ РАН, 2005 г. С. 134–142
3. Демидов И.Н. О максимальной стадии развития Онежского приледникового
озера, изменениях его уровня и гляциоизостатическом поднятии побережий в
позднеледнековье // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 9. Петрозаводск:
КарНЦ РАН, 2006 г. С. 171–178
4. Едемский М.Б. Остатки культуры доисторического человека, найденные в
последние годы в Северо-западном крае Европейской России // Природа, 1927, № 7. С. 62-
71.
5. Земляков Б.Ф. Негежемская неолитическая стоянка // Тр. Комиссии по
изучению четвертичного периода. Вып. II, Л. 1932. С. 47 69
6. Кордэ Н.В. Биостратификация и типология русских сапропелей. М., Изд-во
АН СССР, 1960. 219 с.
7. Колька В.В., Корсакова О.П., Лаврова Н.Б.. Палеогеографические условия
осадконакопления в малых озерных котловинах Поморского берега Белого моря,
Республика Карелия // Труды КарНЦ РАН. No 5. Сер. Лимнология. 2015. С. 70-85
8. Костин С.И. Значение озерных иловых отложений в изучении колебаний
климата // Труды Главного управления гидрометеорологической службы при совете
министров СССР/ Под. ред. О.А. Дроздова и Е.В. Воробьевой. Ленинград, 1970. Выпуск
258. С. 37-48.
9. Малаховский Д.Б., Арсланов Х.А., Гей Н.А, Джигиоридзе
Р.Н., Козырева М.Г. Новые данные по голоценовой истории Ладожского озера / Эволюция
природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / Под ред.
H.H. Давыдовой и Б.И. Кошечкина. СПб, 1993. С. 61-73.
10. Марков К.К Послеледниковая история юго-восточного побережья
Ладожского озера // Вопросы географии. Выпуск 12. 1949. С. 213–22056
11. Марков К.К, Порецкий В.С, Шляпина Е.В. О колебаниях уровня Ладожского
и Онежского озер в послеледниковое время // Труды комиссии по изучению
Четвертичного периода, т. 4, вып. 1, 1934
12. Павловская Е. А., Потапович А. А. Cтроение и генезис котловин малых озер
по данным георадиолокации и электротомографии // V международная конференция
молодых ученых и специалистов памяти академика A.П. Карпинского, «ВСЕГЕИ». СанктПетербург, 2017. 565-569 c.
13. Перфильев Б. В. Изучение заиления водоемов и абсолютная геохронология //
Изв. ВГО, т, 84, вып, 4, 1952
14. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур.
Новосибирск: Наука, 1977
15. Рухин Л.Б. Основы литологии. Учение об осадочных породах. Издание 3-
е. Л., «Недра», 1969. 703 с.
16. Хотинский Н. А. Дискуссионные проблемы реконструкции и корреляции
палеоклиматов голоцена // Палеоклиматы позднеледниковья и голоцена. М.: Наука, 1989.
С. 12-17.
17. Шитов М.В. Голоценовые трансгрессии Ладожского озера: диссертация
кандидата геолого-минералогических наук 25.00.01- Санкт-Петербург, 2007.
18. Шванов В. Н. Песчаные породы и методы их изучения. Л., Недра, 1969.
19. Blott S.J., Pye K. Gradistat: a grain size distribution and statistics package for
the analysis of unconsolidated sediments// Earth Surface Processes and Landforms №26.
2001. рр. 1237-1248.
20. Dijkmans I. W, Mucher H. J. Niveo-aeolian sedimentation of loess and sand:
anexperimental and micromorphological approach// Еarth surface processes and landforms,
1989, vol. 14,303-315
21. Saarnisto M., Gronlund T., Ekman I. Lateglacial of Lake Onega contributions
to the History of the eastern Baltic Basin // Quaternary International, 1995, vol. 27. pp. 111-
120.
Фондовые материалы:
22. Брисюк А.В. Отчёт о результатах работ по объекту «ГДП-200 листов Р-
36-ХХVIII, XXIX (Подпорожская площадь)». Книга 2 (Объяснительная записка к
Госгеолкарте-200 листа Р-36-ХХVIII (Лодейное Поле)) ОАО «Севзапгеология» СанктПетербург, 201457
23. Брисюк А.В., ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 1:200 000, Ильменская серия, лист P-36-XXVIII, СанктПетербург, 2014
24. Митюшев В.П., ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА СССР
ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ МАСШТАБА 1:200 000, Тихвинско-Онежская серия,
лист P-36-XXVIII, Москва, 1973
25. Митюшев В.П., Объяснительная записка к государственная геологическая
карта СССР четвертичных отложений масштаба 1:200 000, Тихвинско-Онежская серия,
лист P-36-XXVIII, Москва, 197