Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоморфологическое строение и история развития рельефа Чудско-Псковской низменности

ВАК РФ 25.00.25, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Геоморфологическое строение и история развития рельефа Чудско-Псковской низменности"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Карпухина Наталья Валерьевна

«ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА ЧУДСКО-ПСКОВСКОЙ НИЗМЕННОСТИ»

25.00.25 - геоморфология и эволюционная география

7 НОЯ 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва 2013 005537213

005537213

Работа выполнена на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета федерального бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

РЫЧАГОВ Георгий Иванович

доктор географических наук, профессор кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ СУДАКОВА Наталья Григорьевна доктор географических наук, ведущий научный сотрудник НИЛ новейших отложений и палеогеографии плейстоцена географического факультета МГУ МАККАВЕЕВ Александр Николаевич кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории геоморфологии Института географии РАН Вологодский гоеударетвеппый технический университет (г. Вологда)

Защита состоится «28» ноября 2013 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криологии Земли, картографии (Д-501.001.61) в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д.1, МГУ, Географический факультет, 21 этаж, ауд. 2109.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова по адресу: Ломоносовский проспект, д.27, А8. Автореферат размещен на сайте географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (http://vvww.geogr.msu.ru/) и на сайте ВАК.

Автореферат разослан «15» октября 2013 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим направлять по адресу: 119991, Москва, ГСП-1 Ленинские горы, д.1, МГУ, Географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д 501.001.61. E-mail: malyn2006@yandex.ru. Факс: (495) 932-88-36.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук

А.Л. Шныпарков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Чудско-Псковская низменность, являясь частью Восточно-Европейской равнины, расположена на стыке двух крупнейших тектонических структур - Балтийского щита и Русской плиты. Такое местоположение низменности нашло отражение в специфике её рельефа и истории его развития. Кроме этого, исследуемая территория неоднократно подвергалась воздействию скандинавских ледниковых покровов, последний из которых (поздневалдайский, осташковский) оставил данную территорию около 13,3 тыс. ка лет назад (Лаиказ е1 а1., 2004; Ка1ш, 2006). Таким образом, Чудско-Псковская низменность по праву считается классическим районом распространения гляциального рельефа, а её территория уже давно привлекает внимание исследователей, занимающихся вопросами гляциального морфолитогенеза.

К настоящему времени накоплен большой объём информации, затрагивающей геолого-геоморфологическое строение низменности. Однако, несмотря на кажущуюся относительно хорошую изученность района исследования как в физико-географическом, так и в геоморфологическом отношении ряд вопросов, затрагивающих историю формирования её рельефа, остаются нерешёнными или дискуссионными.

Исследование столь уникальной территории является актуальным направлением не только в научном, но и в прикладном плане. Интенсивное социально-экономическое развитие Северо-Западного региона РФ требует разработки научного подхода для решения проблем, связанных с рациональным природопользованием на этой территории и прогнозом её развития.

Следует отметить, что геополитическое положение Чудско-Псковской низменности (в пределах Российской Федерации и Республики Эстония) также предопределяет повышенное внимание к ней в связи с использованием и охраной её природных ресурсов, в том числе водных и рекреационных ресурсов Чудско-Псковского озера.

Объект исследования: рельеф Чудско-Псковской низменности.

Цель исследования: дать подробную характеристику рельефа Чудско-Псковской низменности и выявить основные этапы его формирования.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

1. Сбор, обработка и анализ опубликованных литературных и фондовых материалов по геолого-геоморфологическому строению района исследования.

2. Выбор ключевых участков, репрезентативных для характерных форм и типов рельефа Чудско-Псковской низменности и проведение в их пределах детальных полевых исследований.

3. Выявление основных этапов развития рельефа низменности и их роли в формировании современного рельефа.

4. Создание палеогеографической модели деградации осташковского ледникового покрова и определение его роли в формировании мезорельефа исследуемой территории.

5. Построение среднемасштабной (1:500 ООО) геоморфологической карты Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий и карты морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера.

В соответствии с поставленными задачами находится структура диссертации.

Фактический материал, положенный в основу диссертации, собран автором в 2006 - 2012 гг. Он включает: полевой материал в виде описания обнажений, шурфов и скважин ручного бурения; построенные на основе полевых материалов геолого-геоморфологические профили и геоморфологические карты ключевых участков; данные гранулометрического анализа лимногляциальных и гляциальных отложений; материалы полевого фотографирования. Значительная часть фактических данных была получена в результате критического анализа фондовых материалов (Росгеолфонда и Таллиннского геолфонда), опубликованных данных по тематике исследования, карт разного масштаба (от 1:25000 до 1:1500000) и содержания (общегеографических и тематических), космических снимков (SPOT-5, Quick Bird-2), а также цифровой модели рельефа (SRTM).

Научная новизна работы:

1. Выявлены три основных этапа в истории развития рельефа Чудско-Псковской низменности и их роль в формировании его современного облика.

2. Создана палеогеографическая модель, характеризующая специфику деградации осташковского ледникового покрова и его значение в образование мезорельефа Чудско-Псковской низменности.

3. Построены гипсометрическая карта кровли коренных пород и карта мощности четвертичных отложений.

4. Впервые создана среднемасштабная (1:500000) геоморфологическая карта Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий на лито-морфогенетической основе, наиболее

полно отражающая роль выявленных трёх этапов в истории формирования её рельефа.

5. Построена карта морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера.

Защищаемые положения:

1. Территория Чудско-Псковской низменности является переходной зоной геолого-геоморфологической деятельности осташковского ледникового покрова - от зоны с преобладанием экзарации к зоне с преобладанием аккумуляции.

2. Особенности деградации осташковского оледенения и, как следствие, формирование специфических гляциоморфологических комплексов были предопределены характером кровли коренных пород в совокупности с дифференцированными гляциоизостатическими движениями. Это нашло отражение во фронтальном типе дегляциации в пределах низменности и ареальном - на окружающих её возвышенностях.

3. На формирование берегов Чудско-Псковского озера существенное влияние оказала специфика тектонических движений на данной территории, способствующих миграции акватории озера с севера на юг.

4. Новый тип геоморфологической карты Чудско-Псковской низменности, построенной на лито-морфогенетической основе, позволяет отразить как современный рельеф территории, так и историю его развития.

Практическая значимость. Результаты данной работы и, прежде всего, геоморфологическая карта могут быть использованы при обновлении данных государственной геологической съёмки масштаба 1:200000, столь необходимой для данного региона. Полученные результаты, на наш взгляд, имеют большое значение при крупномасштабных геологических, инженерно-геологических и гидрогеологических съёмках в пределах исследуемого региона, и особенно при разведке ряда полезных ископаемых (главным образом песчано-гравийного материала, торфа и др.), позволяя наиболее достоверно определить не только их пространственное положение, но и запасы. Морфологическая характеристика рельефа может использоваться в рекреационно-туристических целях и при разработке моделей рационального природопользования Псковской области. Данные, касающиеся палеогеографии позднего неоплейстоцена и созданная нами геоморфологическая карта, могут быть полезны для специалистов-археологов.

Материалы данной работы могут быть применены при подготовке и проведению лекционных, семинарских занятий и полевых практик для студентов-географов по курсам «Геоморфология», «Гидрология», «Ландшафтоведение», учебно-производственных, и научно-исследовательских практик студентов-географов Псковского госуниверситета (ПсковГУ) и Санкт-Петербургского госуниверситета (СПбГУ) на территории государственного историко-архитектурного и природно-ландшафтного музея-заповедника «Изборск».

Апробация работы. Результаты работы были представлены на 9 научных конференциях: Региональной конференции (с международным участием) «Сбалансированное развитие Северо-Запада России: современные проблемы и перспективы» (Псков, 2009), Всероссийской конференции «VI Щукинские чтения» (Москва, 2010), Международной конференции «Развитие туризма в Балтийском регионе: предпосылки, современное состояние и перспективы» (Псков, 2010), VIII Большом географическом фестивале (Санкт-Петербург, 2011), Международном полевом симпозиуме «Late Pleistocene Glaci genie Deposits from the Central Part of the Scandinavian Ice Sheet to Younger Dryas End Moraine Zone» •(Рованиеми, Финляндия, 2011), VII Всероссийском совещание по изучению четвертичного периода (Апатиты, 2011), XXXI Пленуме Геоморфологической Комиссии РАН (Астрахань, 2011), Международной научно-практической конференции «Экологические, экономические и социально-культурные предпосылки трансграничного сотрудничества в Балтийском регионе» (Псков, 2012), XXXIII Пленуме Геоморфологической Комиссии РАН (Саратов, 2013).

По теме диссертации опубликовано 12 работ, из них одна статья в журнале, входящим в перечень ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и семи приложений. Её объём составляет 180 страниц, в том числе 67 иллюстраций, 5 таблиц. Список литературы насчитывает 197 наименований (в том числе 52 работы на иностранных языках, 16 фондовых отчётов и 4 интернет-источника).

Благодарности. Автор искренне благодарен своему научному руководителю, доктору географических наук, профессору Г.И. Рычагову за руководство, постоянные консультации и очень важные рекомендации по ходу выполнения работы. Автор выражает большую признательность доктору географических наук, профессору ПсковГУ — О.М. Татарникову за ценные замечания и советы при проведении полевых работ и написании диссертации. Автор признателен за всестороннюю поддержку и участие

б

зав. кафедрой геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ, профессору A.B. Бредихину и бывшему зав. кафедрой, профессору Г.А. Сафьянову, а также всем сотрудникам кафедры, особенно, профессорам Ю.Г. Симонову и С.И. Болысову, доценту A.B. Панину, в.н.с. Ф.А. Романенко, ст.н.с. С.И. Антонову и м.н.с. Е.Д. Шеремецкой за высказанные ими пожелания, направленные на улучшение диссертации. Отдельную благодарность автор выражает студентам МГУ и ПсковГУ за помощь в проведении полевых работ.

СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВА I. Географическое положение и факторы рельефообразования

Территория исследования расположена на северо-западе ВосточноЕвропейской равнины в составе Псковской низменности.

Геологическое строение. В тектоническом отношении Чудско-Псковская низменность приурочена к южному (подземному) склону Балтийского щита и северной части Латвийской седловины в пределах Русской плиты Восточно-Европейской платформы.

Чудско-Псковская низменность расположена в пределах северозападной части «Главного Девонского поля», в связи с этим здесь широко распространены осадочные и терригенные породы среднего и верхнего девона. -Коренные породы практически повсеместно перекрыты четвертичными отложениями преимущественно гляциалыюго генезиса.

Гидрометеорологическая характеристика. По классификации Б.П. Алисова (Атлас СССР, 1983) описываемая территория располагается в умеренном климатическом поясе атлантико-континентальной области, что обусловливает неустойчивый характер погоды во все сезоны года. Основными рельефообразующими процессами в этих условиях являются эрозионно-аккумулятивная деятельность рек во время весенних половодий, заболачивание территорий, примыкающих к Чудско-Псковскому озеру, а также развитие делювиальных процессов на пахотных землях в тёплое время года.

В пределах района исследования много рек, наиболее крупными из них являются р. Великая, р. Пиуза, р. Эмайыги, р. Нарва, р. Желча и др. Все реки впадают в Чудско-Псковское озеро за исключением р. Нарвы, которая вытекает из него.

На исследуемой территории встречается много озёр. Главным является Чудско-Псковское, занимающее по площади 4 место среди озёр Европы. Его площадь составляет 3555 км2, но весной (в результате весеннего половодья) может достигать 4335 км2. Озеро состоит из трёх

частей: Чудское (Пейпси), Тёплое (Ламаярви), Псковское (Пихква) (Гидролог, справ., 1983).

Ландшафтная характеристика. По А.Г. Исаченко (1991), территория исследования расположена в пределах подзоны южной тайги и подзоны подтайги (хвойно-широколиственных лесов), входящих в состав Северо-Западной области физико-географической страны ВосточноЕвропейской равнины. Район исследования характеризуется значительной облесенностью и преобладанием дерново-подзолистых почв, неустойчивых к размыву.

ГЛАВА II. История геолого-геоморфологической изученности территории

Интерес к изучению геоморфологического строения и истории развития Чудско-Псковской низменности нашел свое отражение в многочисленных исследованиях русских и зарубежных авторов, начиная с конца XVIII века. Среди первых исследователей рельефа следует отметить И.И. Лепёхина, В.М. Севергина, Ф. Шмидта, К. Бэра, Г. Гельмерсена, И. Шпиндлера и А. Зенгебуша, К.Д. Глинку, К.К. Маркова, И. Гранэ, С. Grewingk, F. Rozen, II. Hausen, H. Philipp, E. Kraus, W. Ramsey, A. Tammekann и др.

В 40-60-х гг. XX в. по результатам геологических съемок в пределах территории северо-западной части РСФСР были опубликованы несколько крупных коллективных монографий, посвященных геоморфологии и четвертичным отложениям северо-запада Европейской части СССР, куда входит и район исследования: «Рельеф и стратиграфия четвертичных отложений северо-запада Русской равнины» (1961), «Геология четвертичных отложений северо-запада Европейской части СССР» (Апухтин и др., 1967) и др.

Важное значение играют результаты исследований второй половины XX века - начала XXI века, полученные такими исследователями как О.П. Аболтинып, A.A. Асеев, И.П. Баканова, Е.П. Брунс, В.А. Исаченков, Д.Д. Квасов, В.К. Лесненко, Д.Б. Малаховский, Ю.А. Мещеряков, Б.Н. Можаев, Я.М. Пуннинг, Э. Ряхни, Э.Ю. Саммет, Л.Р. Серебрянный, H.H. Соколов, А.И. Спиридонов, О.М. Татарников, Н.С. Чеботарёва, Т. Hang, К. Kajak, V. Kalm, A. Miidel, К. Orviku, A. Raukas, А. Rosentau, Е. Tavast и др. Идеи и наработки, названных авторов, были использованы в данной диссертации. При этом хотелось бы отметить ряд обобщающих региональных монографий: «Природа Псковской области» (1974), «Плейстоценовые отложения Эстонии» (Раукас, 1978), «Рельеф коренных пород Эстонии» (Таваст, Раукас, 1982), «Чудско-Псковское озеро»

(Гидромет. справ., 1983), «Lake Peipsi. Geology» (1999), «Рельеф и палеогеография Псковской области» (Татарников, 2007), «Псковско-Чудское озеро» (2012, пер. с эст.).

Суммируя результаты предыдущих исследований, можно сказать, что накоплен большой фактический материал по геологии, геоморфологии и палеогеографии неоплейстоцена территории. Однако некоторые вопросы, касающихся геоморфологического строения и эволюции рельефа Чудско-Псковской низменности, остаются открытыми: 1) нет единой, подробной гипсометрической карты кровли коренных пород Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий; 2) продолжается дискуссия, касающаяся местоположения и абсолютного возраста стадий и фаз последнего оледенения; 3) в основе существующих региональных схем миграции приледниковых водоёмов в течение деградации осташковского ледникового покрова (Раукас, Ряхни, 1969; Квасов, 1975; Hang et al., 1995; Hang 2001; Rosentau et al., 2004) практически отсутствуют фактические данные по территории Российской части низменности; 4) недостаточно рассмотрены вопросы, касающиеся зависимости деградации ледникового покрова от особенностей кровли коренных пород; 5) мало сведений, затрагивающих описания берегов Чудско-Псковского озера и их динамики в пределах РФ и др.

ГЛАВА III. Методика исследования

В методическом плане при написании работы применялась совокупность геоморфологических, геологических и картографических методов исследования, а также некоторых методических приёмов, разработанных автором. В целом, работа выполнена в рамках историко-генетического подхода, опирающегося на принцип актуализма.

На подготовительном этапе исследования были проанализированы опубликованные литературные и картографические материалы. На основании данного анализа были выбраны шесть ключевых участков, являющихся наиболее репрезентативными для решения поставленных задач.

На полевом этапе в пределах выделенных участков проводилось геоморфологическое картографирование, составлялись морфометрические и геолого-геоморфологические профили, осуществлялось описание морфологических и морфометрических параметров форм рельефа и их строения, производился отбор образцов на гранулометрический анализ, изучались современные геоморфологические процессы.

На камеральном этапе была обработана вся информация, полученная в течение полевого этапа исследования. Лично автором

проведен гранулометрический анализ 72 отобранных в поле образцов в лаборатории кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ.

Проанализирован большой массив фондовых материалов. На основании этого построены новые и дополнены фондовые геолого-геоморфологические профили через исследуемую территорию, собран материал для создания гипсометрических карт поверхностей фундамента и кровли коренных пород Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий, выявлено пространственное и высотное положение береговых форм приледниковых озёр, позволившее восстановить конфигурацию приледниковых водоёмов на разных этапах деградации осташковского оледенения.

На заключительном этапе построены гипсометрические карты поверхностей фундамента и кровли коренных пород, схема древних речных долин, карта мощности четвертичных отложений Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий, серия палеогеографических карт для эпохи деградации осташковского ледникового покрова в пределах территории исследования, карта 'морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера, а также геоморфологические карты Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий. Построение всех карт выполнялось в ГИС-пакете ArcGIS Desktop 9.

ГЛАВА IV. Геоморфологическое строение Чудско-Псковской низменности

Общий характер рельефа Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий - равнинный, абсолютные высоты здесь не превышают 200 м. Границы между низменностью и возвышенностями плавные, на севере находятся на отметках около 40 м, на юге около 120 м. Изменение высотного положения уровня границ низменности связано со ступенчатым повышением территории Чудско-Псковской низменности в южном направлении. Максимальная амплитуда колебания относительных высот в пределах описываемой территории 104,7 м.

Расчленённость территории исследования слабая. Она увеличивается лишь в переходной зоне от центральной части Чудско-Псковской низменности к окружающим её возвышенностям. Междуречья характеризуются плоским и пологоволнистым рельефом, который местами осложнён холмами и грядами ледникового и водно-ледникового генезиса. Несмотря на выравненность и внешнюю «невыразительность», рельеф

рассматриваемой территории имеет довольно сложное строение и историю развития.

Известно, что заложение основных черт макрорельефа относится к дочетвертичному времени. Чудско-Псковская низменность, сложенная разнородными горными породами, является денудационной, но тектонически предопределённой (Ю.А. Мещеряков, 1986; В.А. Исаченков, 1988; О.М. Татарников, 2007 и др.).

Наблюдаемый в настоящее время облик рельефа, а точнее -мезорельефа (для данной территории) - был создан в четвертичное время в результате деятельности осташковского ледникового покрова, главным образом, на стадии его деградации. В пределах низменности господствует три генетических типа рельефа, прямо или косвенно связанных с деятельностью покровного оледенения: гляциальный, лимногляциальный и флювиогляциальный. Помимо этого, здесь можно выделить типы и формы рельефа, созданные постоянными и временными водотоками, ветром, карстовыми, биогенными, береговыми и антропогенными процессами.

На основании анализа собранных полевых, фондовых и литературных материалов ниже представлена краткая характеристика основных генетических типов и форм рельефа исследуемой территории.

Ледниковый и водно-ледниковый рельеф. В пределах Чудско-Псковской низменности чётко выделяются семь комплексов краевых образований: Островский, Псковский, Талабский, Ремдинский, Раскопельский, Гдовский и Невский. Все краевые комплексы имеют фестонообразный в плане рисунок, чётко фиксирующий границы края лопасти ледника. Островский краевой комплекс соответствует лужской стадии осташковского оледенения, Невский - невской стадии. Краевые комплексы, находящиеся между этими стадиями, фиксируют фазы отступания ледника лужской стадии.

Краевые (стадиальные и фазиальные) образования достаточно чётко выражены в рельефе, им свойственно зональное строение, а именно, наличие фронтальной, зафронтальной и предфронтальной зон (по Гуделису, 1963), фрагментарно сохранившихся в современном рельефе (рис. 1). В морфологическом отношении краевые комплексы имеют сходные параметры.

Фронтальная зона краевых образований всех комплексов представлена конечно-моренными холмами и грядами, а также маргинальными образованиями (озами и камами). Конечно-моренные гряды обычно длиной 1-15 км, шириной 0,2-2 км. Холмы в диаметре от 20-60 до 500 м. Относительная высота конечно-моренных образований от

2-3 до 20-30 м (рис. 1), иногда до 40 м (в Невском краевом комплексе). Крутизна склонов гряд и холмов от 5-6° до 25°. Гряды и холмы сложены валунным суглинком и (или) валунной супесью с прослоями и линзами иесчано-гравийно-галечного материала. Маргинальные озы представляют собой неширокие гряды, длиной от 4 до 6-8 км, высотой 6-8 м (макс. 42 м - в Невском краевом комплексе), склоны достаточно крутые. Маргинальные камы встречаются в виде холмов изометричной формы, диаметром 20-60 м, высотой 3-5 м (реже 8-10 м). Крутизна склонов от 38° до 20-30°. Маргинальные озы и камы сложены песчано-гравийно-галечниковым материалом. _

Псковская аккумулятивная г -....... Островский краевой комплекс

озёрно-ледниковзя равнина Зафронтальнзя зона Фронтальная зона

камы абляционные холмы конечно-моренная гряда

3

Н. м 90 80 70

60 50 40 30

ГпРз

0 1 2км

валунный суглинок (морена) валунная супесь (морена)

Стратиграфические границы:

достоверные предполагаемые

ленточные глины и суглинки дО, - гляциальные, поадненеоплейстоценового возраста (осташковского олвденения) (до511- пимно-гляциальные; поадненеоплейстоценового возраста отторженцы 5 (осташковского оледенения)

тО, - морские отложения верхнего девона

скважины и их номера

Рис. 1. Геолого-геоморфологический профиль через восточную часть Островского краевого комплекса (по фондовым материалам «ФГУНПП «Росгеолфонд) В зафронтальной зоне краевых комплексов повсеместно развит холмисто-западинный рельеф абляционной морены, радиальные озы, камы (рис. 1), иногда камовые террасы.

Строение предфронтальной зоны краевых комплексов одинаковое, в основном распространены участки лимногляциальных равнин. Однако в западных частях некоторых комплексов (Островском, Ремдинском, Гдовском, Невском) встречаются флювиодельты и (или) участки зандровых равнин.

Разница стадиальных и фазиальных краевых комплексов состоит в том, что в составе фазиальных комплексов отсутствуют напорные конечно-моренные гряды, а также отторженцы в их толще. Кроме этого, маргинальные образования чаще встречаются в фазиальных, чем в стадиальных комплексах. Данная характеристика позволяет различать эти комплексы и судить о динамике ледника.

Флювиогляциальные формы рельефа характерны для краевых комплексов и входят в состав той или иной из перечисленных выше зон. В пределах фронтальной зоны краевых образований встречаются маргинальные озы, зафронтальной — радиальные озы, предфронтальной -флювиодельты, зандровые равнины. Ложбины стока талых ледниковых вод приурочены преимущественно к древним речным долинам.

Большая часть района исследования занята лимногляциальными равнинами. В пределах исследуемой территории можно выделить две крупных лимногляциальных равнины: Псковская и Чудская (Приозёрная). Границей между ними служит уступ девонской куэсты и южный склон Лужской возвышенности. По характеру рельефа в пределах лимногляциальных равнин выделяют абразионные и аккумулятивные участки.

Местами встречаются участки равнин основной морены. Такие равнины приурочены лишь к склонам возвышенностей, окружающих низменность. Часто сложно отличить равнины основной морены от абразионных лимногляциальных равнин.

В пределах территории исследования встречаются несколько участков, где развиты экзарационно-аккумулятивные формы ледникового рельефа - друмлины и друмлиноиды. На описываемой территории наблюдаются три друмлиновых поля: Саадъярвское, Псковское и Изборское. В морфологическом отношении друмлины представлены грядами, ориентированными с северо-запада на юго-восток, что позволяет судить о характере движения ледника на трансгрессивном этапе.

Современный флювиальный рельеф Чудско-Псковской низменности отличается своей молодостью. Морфологически флювиальный рельеф района достаточно разнообразен благодаря сочетанию глубоких и широких речных долин (или их участков) с неглубокими и узкими речными долинами. Такие различия указывают на условия возникновения и возраст долин (или их отдельных участков) -появились они в послеледниковое время или наследуют участки долин доледниковых рек. Отмеченная закономерность может служить

диагностическим признаком для выявления древних (дочетвертичных) эрозионных врезов.

Карстовые формы рельефа характерны для возвышенности Хаанья и северо-восточной части территории исследования (на границе с Лужско-Наровской низменностью). Их формирование обусловлено наличием мощной толщи карбонатных пород, их повышенной трещиноватостью и малой мощностью четвертичных отложений.

Эоловые формы рельефа наблюдаются местами: вдоль современной береговой линии Чудско-Псковского озера, древних береговых линий палеоводоёмов, а также в пределах зандровых равнин.

Нельзя не остановиться на морфологии берегов Чудско-Псковского озера. Из составленной карты типов берегов (рис. 2) видно, что в пределах Чудско-Псковского озера выделяются 5 типов берегов: абразионные (с активным клифом), аккумулятивные пляжевые (с отмершим клифом), аккумулятивные, осушные заболоченные и осушные незаболоченные.

Местами в пределах Чудско-Псковской низменности распространены техногенные формы рельефа. В основном они встречаются в местах добычи полезных ископаемых, свалок и на "заселённых территориях.

ГЛАВА V. История развития рельефа Чудско-Псковской низменности

В истории развития рельефа Чудско-Псковской низменности выделяется три основных этапа: докембрийский, дочетвертичный (фанерозойский), четвертичный.

Докембрийский этап. Рельеф, сформировавшийся в течение доплатформенного этапа развития территории, обусловлен тектоническим режимом фундамента платформы. Платформенные условия на территории исследования установились не ранее неопротерозоя. В это время здесь господствовали континентальные условия, о чём свидетельствует неравномерно и интенсивно размытая поверхность допалеозойского кристаллического фундамента (Геология СССР, 1971). К началу формирования осадочного чехла платформы рельеф поверхности фундамента имел общий наклон на юг.

Вследствие вертикальных блоковых движений фундамента, рельеф его поверхности был неоднородным. Вероятно, к этому этапу относится заложение крупных неровностей, наблюдаемых в современном рельефе Чудско-Псковской низменности: центрального меридионального понижения и окаймляющих его с запада и востока возвышенностей. Блоковые движения фундамента платформы продолжались и в течение

фанерозоя, поэтому сейчас сложно представить истинный рельеф фундамента платформы в докембрии.

Рис. 2. Карта морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского

озера

1 - абразионные (с активным клифом); 2 - аккумулятивные пляжевые (с отмершим клифом); 3 - аккумулятивные; 4 — осушные заболоченные; 5 - осушные незаболоченные; б - 4-х м изобата; 7 — растительность на подводном береговом склоне.

Дочетвертичный фанерозойский этап. С эдиакария начинает формироваться осадочный чехол платформы за счёт периодического

Условные обозначения:

НИН»! 1 —— 5

мит** 2 -- в

3 • 7 - 4

I-

27'0-0-Е

1 - Тёплое (перо

2 - Талабскнй арх.

погружения территории под уровень трансгрессировавших морей (Рг3 - €ь-Oi - Si; D2 - D3). К концу позднего девона здесь образовалась морская пластовая равнина. В течение мезо-кайнозойского этапа континентального развития поверхность обнажившихся коренных пород подвергалась денудации.

К концу мезозоя — началу кайнозоя в ходе селективной денудации девонских пород на фоне разнонаправленных тектонических движений сформировалась структурно-денудационная равнина с общим наклоном территории на север. Ключевую роль в рельефе играли куэстовые гряды, предопределившие ступенчатость дочетвертичного рельефа и плановую конфигурацию речных долин.

Четвертичный этап. В четвертичное время структурно-денудационный рельеф коренных пород Чудско-Псковской низменности подвергался изменению под влиянием рельефообразующей деятельности скандинавских ледниковых покровов.

Можно полагать, что наибольшее воздействие территория испытала в течение первых четвертичных оледенений, когда она находилась в области экзарации. Результатом этого явилось нивелирование структурно-"денудационных форм доледникового мезорельефа и акцентирование его макрорельефа, что хорошо отражено на созданной нами гипсометрической карте коренных пород Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий.

В позднем неоплейстоцене, согласно ряду исследователей (Щукин, 1960; Асеев, 1974 и др.), территория Чудско-Псковской низменности располагалась в пределах периферийной части осташковского ледникового покрова, в зоне преобладания аккумуляции. Однако имеющиеся у нас данные свидетельствуют о том, что в пределах территории исследования (особенно её осевой части) процессы аккумуляции не являлись доминирующими. Данное обстоятельство было связано с особенностями структуры движения ледниковых щитов и обусловлено рельефом коренных пород северо-западной части Восточно-Европейской равнины.

По мнению А.Н. Маккавеева (1975) и В.А. Исаченкова (1981), наибольшей экзарации подвергались меридионально вытянутые понижения рельефа. Наличие такого понижения поверхности коренных пород, в виде исследуемой нами низменности, способствовало проникновению туда ледниковых масс и формированию Чудского потока (Раукас, Ряхни, 1969; Чеботарева, 1969; Асеев, 1974; Аболтиньш и др. (1975); Stokes and Clark, 2001; Karrukap, 2004; Татарников, 2007; Kalm, 2012; и др.). В это время повышения кровли коренных пород на месте

возвышенностей (Ижорская, Пандивере, Лужская, Отепяя и Хаанья), окаймлявших Чудско-Псковскую низменность, служили ледоразделами между Чудским и Ладожским (на востоке), а также Чудским и Балтийским потоками (на западе).

Из анализа карты мощности четвертичных отложений можно сделать вывод о том, что в пределах исследуемой территории мощность четвертичных отложений колеблется от 0 до 155 м. При этом в границах низменности этот показатель не превышает 20 м (в своей осевой части 5 м), а в пределах ледораздельных возвышенностей — 80-100 м (на возвышенности Хаанья - 155 м). Данное обстоятельство даёт основание полагать, что в пределах низменности преобладала экзарация.

Об интенсивном характере экзарации свидетельствует и тот факт, что в геологическом строение Чудско-Псковской низменности крайне редко встречаются отложения доосташковского возраста (в основном, в толщах, заполняющих древние речные долины субширотного простирания). Между тем базальные горизонты ледораздельных возвышенностей сложены отложениями доосташковского возраста (Апухтин, Саммет, 1967; Раукас, 1978; Малаховский, 1984; Исаченков, 1988; Татарников, 2007 и др.).

На значительную величину экзарации указывает и наличие отторженцев в составе конечно-моренных образований (рис. 1).

Таким образом, Чудско-Псковская низменность во время трансгрессивного этапа осташковского оледенения представляла собой зону неустойчивого равновесия между эрозией и аккумуляцией. Еще одним доказательством существования здесь такой зоны служит наличие друмлинов.

Сказанное выше, дает основание рассматривать территорию гляциодепрессионной Чудско-Псковской низменности как переходную зону геолого-геоморфологической деятельности (от зоны с преобладанием экзарации к зоне с преобладанием аккумуляции). Наличие такой зоны в составе зоны аккумуляции описывалось и ранее в трудах A.A. Асеева (1975), A.A. Асеева и А.Н. Маккавеева (1976), но в качестве самостоятельной зоны она не выделялась.

Следует отметить, что сходное строение имеют и другие гляциодепрессионные низменности, входящие в состав ВосточноЕвропейской равнины (Ильменско-Ловатская, Земгальская и Средне-Литовская низменности и др.) (Басаликас, 1965; Аболтинып, Даниланс, Ильин, Исаченков, Фаустова, Чеботарёва, 1977; Татарников, 2007 и др.). В связи с этим, переходная зона геолого-геоморфологической деятельности

осташковского оледенения, располагалась на значительной части пространства северо-запада Восточно-Европейской равнины.

Южная граница переходной зоны в пространстве была извилистой за счет наличия очаговых зон аккумуляции в областях развития ледораздельных возвышенностей.

Если о рельефообразующей деятельности наступавшего осташковского ледника мы располагаем отрывочными и весьма неполными сведениями, то о его рельефообразующей роли в эпоху деградации имеется обширный материал.

На основе проведённых нами исследований и полученных результатов можно довольно детально охарактеризовать рельефообразующую роль осташковского оледенения в эпоху его деградации в интервале от лужской стадии, когда был сформирован Островский краевой комплекс, до невской стадии и, соответственно, Невского краевого комплекса (рис, 4).

Отступание ледника происходило в двух основных формах: фронтального отступания его активного края и ареального (стаивания масс мёртвого льда). Фронтальное отступание ледника было наиболее 'характерно для Чудско-Псковской низменности, ареальное - для окружающих её возвышенностей.

Исходя из проведённых нами расчётов, средняя скорость отступания ледникового покрова от лужской до невской стадии в пределах Чудско-Псковской низменности составляла около 90 метров в год. Полученные скорости дегляциации соответствуют аналогичным показателям V. Ка1т (2006) и А. Яаиказ (2009) согласно которым скорость отступания ледника к востоку от Чудско-Псковской низменности была несколько выше — 110— 120 метров в год, что вполне закономерно, так как на возвышенностях дегляциация протекала быстрее, чем на низменности.

Особо следует отметить влияние рельефа кровли коренных пород на характер дегляциации ледника в пределах Чудско-Псковской низменности - обратный уклон поверхности по отношению к движению ледниковых масс. При отступании ледника обратный уклон ледникового ложа препятствовал оттоку талых ледниковых вод, поэтому происходило образование обширных приледниковых бассейнов у края ледника. Этот эффект усиливался из-за гляциоизостатического прогибания его ложа в эпоху наступания ледника и гляциоизостатического поднятия, освобождающейся ото льда территории во время дегляциации.

В ходе исследования было выделено шесть уровней приледниковых водоемов (рис. 4). Выделение уровней основывалось на созданной автором

базе данных, содержащей абсолютные отметки высот береговых образований палеоводоемов. Корреляция береговых образований осложнялась тем, что в позднеледниковье территория исследования испытала гляциоизостатическое поднятие, в результате чего одновозрастные береговые образования оказались на разных гипсометрических уровнях.

Для определения истинного высотного положения уровней палеоводоёмов нами были использованы параметры позднеледникового поднятия, примененные ранее Т. Hang et al. (1995) и А. Rosentau et al. (2004) при создание подобных корреляций. По данным Т. Hang et al. (1995), средняя величина гляциоизостатического поднятия территории в пределах восточной Эстонии равна 5 см на 1 км при азимуте максимального гляциоизостатического поднятия 326°.

Использование данной методики позволило нам установить возраст береговых образований в пределах исследуемой территории и, соответственно, отнести их к определенной фазе деградации осташковского ледникового покрова. Например, на рис. 3 изображен абразионный уступ, описанный нами в течение одного из полевых маршрутов. Можно полагать, что формирование уступа относится к талабской фазе лужской стадии деградации осташковского оледенения.

уступ у д. Дубник. 1 - валунный суглинок, 2 - алеврит, 3 - песок; 4 - место отбора пробы на гранулометрический анализ.

Псковская фаза

5,3 - 15,0 тыс. до н.в. (исходя из расчета ср. скорости отступания ледника)

Талабская фаза

14,7 тыс. ка до. н.в (Raukas et ai.. 2004: Kalm, 2006)

Уровень водоёма -130 - 100 м {на севере)

Ремдинская фаза

14,4 - 14,3 тыс. до н.в. (и ; расчета ср. скорости отступ, ледника)

Уровень водоёма - 95 - 75 (на севере) - 92 - 72 (на юге)

Уровень водоёма -72 (на севере) ~

Лужская стадия

15,7 - 14.7тыс. ка до н.в. (Raukas et al.. 2004; Kalm, 2006; Quaternary Glaciations, 20Г1)

выше 200 100-200 ниже 100

1 - область распространения активного льда:

2 - области распространения мёртвого льда;

3 - приледниковыс водоёмы;

4 - местоположение береговых образований и прибрежных фаций озёрно-ледниковых отложений ;

5 - современная береговая линия Чудско-Псковского озера.

6 - направления соединения приледниковых озер Чудско-Псковской низменности другими приледниковыми водоёмами

I

-Уровень водоёма - 46 (на севере) - 37 (на юге) |

Ряскопельская фаза

14,0 тыс. ка до н.в. (Rosentau et al, 2004)

Гдовская фаза

13.8 тыс. ка до н.в. (Rosentau et al,

Уровень водоёма -54 (на севере) - 45 (на юге)

(15 10 20 .10 40

Шкал г высот, м

66

> 13,3 тыс

уровень водоема -- 62.5 (на севере) - 60 - 56 (на юге)

Невская стадия

. ка до li.B.fRaukas et al., 2004; Kalm, 2006: Qualernary Glaeiations. 2011)_

Рис. 4. Палеогеографические карты деградации осташковского ледникового покрова в пределах Чудско-Псковской низменности и сопредельных территории

Таким образом, эволюция палеогеографической обстановки в период с лужской по невскую стадию в пределах исследуемой территории представлена на рис. 4.

Начиная с невской стадии, развитие Чудско-Псковской низменности, частично, занятой озером, было сопряжено с развитием Балтийского приледникового озера. Согласно исследованиям ЯозеШаи е1 а1. (2009), изоляция озерного водоема в пределах Чудско-Псковской низменности от Балтийского ледникового озера произошла в течение стадии сальпаусселькя (около 12,3 - 11,6 тыс. ка лет назад).

В начале голоцена уровень воды в озере понизился столь значительно, что котловина Псковского озера и южная часть котловины Чудского осушились, и водоем сохранился лишь в северной части Чудской котловины (Раукас, Ряхни, 1969). При этом самый низкий уровень озера наблюдался около 9,1 ка 14С лет до н.в. и составлял, по данным Т. Нап§ « а1. (2008), 22 м. абс.

Из-за неравномерного гляциоизостатического поднятия котловины Чудско-Псковского озера после отступания ледника, акватория озера начала постепенно перемещаться к югу, что привело к поднятию 'грунтовых вод, подтоплению побережья и интенсивному торфообразованию в прибрежных болотах. Трансгрессия водных масс Чудско-Псковского озера в южном направлении продолжается и в настоящее время. В соответствии с картой вертикальных тектонических движений Эстонии (УаНпег е1 а1.,1988) северное побережье поднимается со скоростью 0,2 - 0,4 мм/г, в то время как южное опускается со скоростью 0,8 мм/г (ТауаБ^ 2009). Об этом свидетельствует и подтопление дельты и низовьев долины р. Великой, и преобразование ее на отрезке от устья р. Черехи до впадения в Псковское озеро в залив эстуарного типа (Татарников, 2004, 2008; Карпухина, Татарников, 2010). Сложившаяся ситуация существенно влияет на морфолитодинамические процессы в береговой зоне Чудско-Псковского озера, способствуя развитию осушных заболоченных и незаболоченных берегов в южной половине Чудско-Псковского озера (Карпухина, 2012).

ГЛАВА VI. Геоморфологическая карта

При построении геоморфологической карты и, прежде всего, легенды к ней, пришлось столкнуться с определёнными трудностями, а именно, с отсутствием общепринятой легенды для средне- и мелкомасштабных общих геоморфологических карт.

Несмотря на это, основываясь на существующих принципах построения легенд геоморфологических карт средних и мелких масштабов,

нами были созданы две легенды геоморфологической карты, которые дополняют друг друга.

В основу легенды традиционной геоморфологической карты заложен хроно-морфогенетический принцип. Легенда первой карты состоит из трёх разделов: типы рельефа (дана информация о морфогенетических и возрастных характеристиках типов рельефа), формы рельефа и дополнительные обозначения.

Данная карта легко читаема и понятна разным категориям пользователей геоморфологической информации. Её основной недостаток состоит в том, что на ней плохо представлена морфологическая составляющая рельефа.

Одновременно, с целью устранения подобного рода недостатков, нами была разработана вторая геоморфологическая карта на лито-морфогенетической основе, где показаны: гипсометрия рельефа (по определённой цветовой шкале высотных ступеней); литология пород, слагающих формы или комплексы рельефа Чудско-Псковской низменности, которая отображена общепринятыми условными обозначениями (штриховкой); генезис этих пород - соответствующими, более или менее устоявшимися в геоморфологии, цветами этой штриховки; а также дополнительные обозначения (границы стадий и фаз осташковского оледенения, уступ девонской куэсты, области распространения камов, озов, друмлинов, карстовых форм рельефа и т.д).

Для более объективного суждения об этапах развития рельефа и их роли в формировании его современного облика карта снабжена двумя врезками: гипсометрической картой поверхности коренных пород, отображающей каркас дочетвертичного рельефа, и картой мощности четвертичных отложений Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий, показывающей роль четвертичных отложений в облике современного рельефа.

При сравнении двух созданных карт видно, что вторая геоморфологическая карта информативнее. Она лучше позволяет судить об истории развития рельефа Чудско-Псковской низменности, за счет гипсометрической окраски рельефа в основе карты.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

На основании выполненных исследований сделаны следующие выводы:

1. В истории развития рельефа Чудско-Псковской низменности выявлены три основных этапа: докембрийский, дочетвертичный

(фанерозойский) и четвертичный. В течение докембрийского и дочетвертичного (фанерозойского) этапов были заложены основные черты макрорельефа низменности, которые окончательно оформились в течение четвертичного этапа. Формирование комплексов и форм мезо- и микрорельефа относится к четвертичному этапу.

2. Территория низменности располагается в переходной зоне геолого-геоморфологической деятельности осташковского ледника — от зоны экзарации к зоне аккумуляции. Основными характерными чертами этой зоны являются: малая мощность гляциальных отложений, особенно, в осевой части низменности (до 5 м); отсутствие четвертичных отложений доосташковского возраста; наличие отторженцев в конечно-моренных грядах; существование друмлиновых полей в современном ландшафте.

3. Выявлена специфика деградации осташковского оледенения и его рельефообразующая роль в пределах Чудско-Псковской низменности. Это нашло отражение во фронтальном типе дегляциации в пределах низменности и ареальном - на окружающих её возвышенностях и, как следствие, в образовании специфических гляциоморфологических комплексов.

4. В пределах российской части Чудско-Псковской низменности было уточнено положение шести береговых линий приледниковых озёр и, впервые, был установлен уровень приледникового озера, соответствующего псковской фазе осташковского ледника.

5. Рассчитан возраст псковской (15,3 — 15,0 тыс. лет назад) и ремдинской (14,4 - 14,3 тыс. лет назад) фаз лужской стадии деградации осташковского ледникового покрова.

6. На созданной карте берегов Чудско-Псковского озера выделено 5 их типов: абразионные (с активным клифом), аккумулятивные пляжевые (с отмершим клифом), аккумулятивные, осушные заболоченные и незаболоченные. Установлено, что отрицательные гляциоизостатические движения способствуют миграции акватории озера с севера на юг, индуцируя развитие осушных заболоченных и незаболоченных берегов в южной половине Чудско-Псковского озера.

7. Созданы две геоморфологических карты: традиционная геоморфологическая карта на хроно-морфогенетической основе и геоморфологическая карта на лито-морфогенетической основе, которые дополняют друг друга. Причем вторая карта, где отражена гипсометрия рельефа с помощью цветовой гипсометрической шкалы, была впервые создана для территории Чудско-Псковской низменности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК:

1. Карпухина Н.В. Геоморфология берегов Чудско-Псковского озера // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 2012. № 4. с. 54-61.

Прочие публикации:

2. Карпухина Н.В., Татарников О.М. История геолого-геоморфологической изученности территории Печорского района Псковской области // Псковский регионологический журнал. 2009. №8. с. 48-51.

3. Карпухина Н.В., Татарников О.М. Комплексы перигляциального эолового рельефа на территории водосборного бассейна р. Великой // Материалы региональной конференции с межд. участием «Сбалансированное развитие Северо-Запада России: современные проблемы и перспективы», Псков: ПГПУ, 2009. с. 81-84.

4. Карпухина Н.В. Роль неотектонических движений в формировании рельефа впадины Псковско-Чудского озера // Материалы региональной конференции с межд. участием «Сбалансированное развитие Северо-Запада России: современные проблемы и перспективы», Псков: ПГПУ, 2009. с. 93 - 94.

5. Карпухина Н.В., Татарников О.М. Генезис и эволюция Псковско-Чудской впадины // Геоморфологические процессы и их прикладные аспекты. VI Щукинские чтения - Труды. М.: Географический факультет МГУ, 2010. с. 432.

6. Карпухина Н.В. Типы берегов Чудско-Псковского озера // Развитие туризма в Балтийском регионе: предпосылки, современное состояние и перспективы. Материалы международной научно-практической конференции. Псков: ПГПУ, 2010. С. 125-127.

7. Татарников О.М., Карпухина Н.В. Комплексы форм рельефа мёртвого льда // Материалы VII всероссийского совещания по изучению четвертичного периода «Квартер во всём его многообразии. Фунд. проблемы, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований». Т. 2. Апатиты - СПб, 2011. с. 265-266.

8. Карпухина Н.В. Особенности рельефа южной части котловины Чудско-Псковского озера // Материалы XXXI Пленума Геоморфологической Комиссии РАН «Теоретические проблемы современной геоморфологии. Теория и практика изучения геоморфологических систем». 1. Астрахань, 2011. с. 237 - 244.

9. Карпухина Н.В., Узоров P.M. Антропогенное воздействие на дюны восточного побережья Чудского озера // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы социально-экономической и эколого-хозяйственной политики стран бассейна Балтийского моря». Псков: ПсковГУ, 2011. с. 66 - 67.

10. Карпухина Н.В. Деградация осташковского ледника в пределах Чудско-Псковской низменности // Материалы международной научно-практической конференции «Экологические, экономические и социально-культурные предпосылки трансграничного сотрудничества в Балтийском регионе». Псков: ПсковГУ, 2012. с. 79 - 81.

11. Карпухина Н.В. Палеогеографическая модель деградации осташковского оледенения в пределах Чудско-Псковской низменности // Материалы XXXIII Пленума Геоморфологической Комиссии РАН «Геоморфология и картография». Саратов: СГУ, 2013. с. 289 - 293.

12. Karpukhina, N., Tatarnikov, О. The complex fades of the morpholithosystem dead ice // Late Pleistocene Glacigenic Deposits from the Central Part of the Scandinavian Ice Sheet to Younger Dryas End Moraine Zone. Excursion guide and abstracts of the INQUA Peribaltic Working Group Meeting. Rovaniemi, Geological Survey of Finland, 2011, pp. 104 - 105.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать с оригинал-макета 22.10.2013 Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,75. Тираж 150 экз.

_14120

2, г. Пушкино Московской обл., ул. Институтская, 15 ФБУВНИИЛМ

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Карпухина, Наталья Валерьевна, Москва

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА

на правах рукописи

04214 364908

Карпухина Наталья Валерьевна

«ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА ЧУДСКО-ПСКОВСКОЙ НИЗМЕННОСТИ»

25.00.25 - геоморфология и эволюционная география

Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук

Научный руководитель:

доктор географических наук,

профессор, Рычагов Георгий Иванович

Москва 2013

ПЛАН

ГЛАВА I. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ФАКТОРЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ......................................................................................10

1.1. Геологическое строение...............................................................................10

1.2. Гидрометеорологическая характеристика..................................................18

1.3. Ландшафтная характеристика.....................................................................21

ГЛАВА II. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ............................................................................................................24

ГЛАВА III. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.........................................................35

ГЛАВА IV. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧУДСКО-ПСКОВСКОЙ НИЗМЕННОСТИ.......................................................................................................48

4.1. Ледниковый и водно-ледниковый рельеф Чудско-Псковской низменности ...................................................................................................................................50

4.2. Флювиальный рельеф Чудско-Псковской низменности...........................71

4.3. Карстовый рельеф.........................................................................................80

4.4. Эоловые формы рельефа..............................................................................84

4.5. Геоморфология берегов Чудско-Псковского озера...................................86

4.6. Техногенные формы рельефа.......................................................................96

ГЛАВА V. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА ЧУДСКО-ПСКОВСКОЙ НИЗМЕННОСТИ.......................................................................................................98

5.1. Докембрийский этап развития рельефа......................................................98

5.2. Дочетвертичный (фанерозойский) этап развития рельефа.....................103

5.3. Четвертичный этап развития рельефа.......................................................115

5.3.1. Развитие рельефа низменности в доосташковское время................115

5.3.2. Роль осташковского (поздневалдайского) оледенения в формировании рельефа исследуемого района........................................................................119

5.3.3. История развития Чудско-Псковского озера в послеледниковье.... 147

ГЛАВА VI. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА................................................154

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................161

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................163

ПРИЛОЖЕНИЕ........................................................................................................181

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Чудско-Псковская низменность, являясь частью Восточно-Европейской равнины, расположена на стыке двух крупнейших тектонических структур - Балтийского щита и Русской плиты. Такое местоположение низменности нашло отражение в специфике её рельефа и истории его развития. Кроме этого, исследуемая территория неоднократно подвергалась воздействию скандинавских ледниковых покровов, последний из которых (поздневалдайский, осташковский) оставил данную территорию около 13,3 тыс. ка лет назад (Яаиказ & а1., 2004; Ка1т, 2006). Таким образом, Чудско-Псковская низменность по праву считается классическим районом распространения гляциального рельефа, а её территория уже давно привлекает внимание исследователей, занимающихся вопросами гляциального морфолитогенеза (Татшекапп, 1928, 1949; Марков, 1931, Отки, 1959, Раукас, Ряхни, Миидел, 1971; Малаховский, 1972; Баканова, 1973; Асеев, 1974; Аболтиныи, Даниланс, Ильин, Исаченков, Фаустова, Чеботарёва, 1977; Татарников, 2007 и др.).

К настоящему моменту накоплен большой объём информации, затрагивающей геолого-геоморфологическое строение Чудско-Псковской низменности. Однако, несмотря на кажущуюся относительно хорошую изученность рассматриваемой территории как в физико-географическом, так и в геоморфологическом отношение, целый ряд вопросов, связанных с историей формирования её рельефа, остаются нерешёнными или дискуссионными.

Исследование столь уникальной территории является актуальным направлением не только в научном, но и в прикладном плане. Интенсивное социально-экономическое развитие Северо-Западного региона РФ требует разработки научного подхода для решения проблем, связанных с рациональным природопользованием на этой территории и прогнозом её развития.

Следует отметить, что геополитическое положение Чудско-Псковской

низменности (в пределах Российской Федерации и Республики Эстония) также

предопределяет повышенное внимание к ней в связи с использованием и охраной

3

её природных ресурсов, в том числе водных и рекреационных ресурсов Чудско-Псковского озера.

Объект исследования: рельеф Чудско-Псковской низменности.

Цель исследования: дать подробную характеристику рельефа Чудско-Псковской низменности и выявить основные этапы его формирования.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

1. Сбор, обработка и анализ опубликованных литературных и фондовых материалов по геолого-геоморфологическому строению района исследования.

2. Выбор ключевых участков, репрезентативных для характерных форм и типов рельефа Чудско-Псковской низменности и проведение в их пределах детальных полевых исследований.

3. Выявление основных этапов развития рельефа низменности и их роли в формирование современного рельефа.

4. Создание палеогеографической модели деградации осташковского ледникового покрова и определение его роли в формировании мезорельефа исследуемой территории.

5. Построение среднемасштабной (1:500 ООО) геоморфологической карты Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий и карты морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера.

В соответствии с поставленными задачами находится структура диссертации.

Фактический материал, положенный в основу диссертации, собран

автором в 2006 - 2012 гг. Он включает: полевой материал в виде описания

обнажений, шурфов и скважин ручного бурения; построенные на основе полевых

материалов геолого-геоморфологические профили и геоморфологические карты

ключевых участков; данные гранулометрического анализа лимногляциальных и

гляциальных отложений; материалы полевого фотографирования. Значительная

часть фактических данных была получена в результате критического анализа

фондовых материалов (Росгеолфонда и Таллиннского геолфонда),

опубликованных данных по тематике исследования, карт разного масштаба (от

4

1:25000 до 1:1500000) и содержания (общегеографических и тематических), космических снимков (SPOT - 5, Quick Bird - 2), а также цифровой модели рельефа (SRTM).

Методика работы. В методическом плане при написании работы применялась совокупность геоморфологических, геологических и картографических методов исследования, а также некоторых методических приёмов, разработанных автором. В целом, работа выполнена в рамках историко-генетического подхода, опирающегося на принцип актуализма.

В целом можно выделить четыре этапа исследования автора.

На подготовительном этапе исследования были проанализированы опубликованные литературные и картографические материалы. На основании данного анализа было выбрано 6 ключевых участков, являющихся наиболее репрезентативными для решения поставленных задач.

На полевом этапе, в пределах выделенных участков, проводились детальные геоморфологические исследования (осуществлялось

геоморфологическое картографирование, составлялись морфометрические и геолого-геоморфологические профили, описывались морфологические и морфометрические и вещественные параметры форм рельефа, производился отбор образцов на гранулометрический анализ, изучались современные геоморфологические процессы).

На камеральном этапе была обработана вся информация, полученная в течение полевого этапа исследования. Автором была создана серия морфометрических профилей различных типов берегов Чудско-Псковского озера, малых эрозионных форм, речных долин, форм рельефа гляциального, флювио- и лимногляциального генезиса, построены геолого-геоморфологические профили через ключевые участки. Лично автором проведен гранулометрический анализ 72 отобраных в поле образцов в лаборатории кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ.

Проанализирован большой объем фондовых материалов. На основании этих

данных отобраны и построены новые геолого-геоморфологические профили через

5

исследуемую территорию, отобран материал для создания гипсометрических карт поверхностей фундамента и коренных пород Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий, создана база данных береговых образований, характеризующая пространственное и высотное положение береговых форм рельефа (78 объектов) палеоводоемов.

На заключительном этапе построена серия карт и схем для района исследования (гипсометрические карты поверхностей фундамента и коренных пород, схема древних речных долин, карта мощности четвертичных отложений Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий, палеогеографические карты эпохи деградации осташковского ледникового покрова, карта морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера, геоморфологическая карта Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий представлена в двух вариациях).

Научная новизна работы:

1. Выявлены три основных этапа в истории развития рельефа Чудско-Псковской низменности и их роль в формировании его современного облика.

2. Создана палеогеографическая модель, характеризующая специфику деградации осташковского ледникового покрова, и его значение в образование мезорельефа Чудско-Псковской низменности.

3. Построены гипсометрическая карта кровли коренных пород и карта мощности четвертичных отложений.

4. Впервые создана среднемасштабная (1: 500 ООО) геоморфологическая карта Чудско-Псковской низменности и сопредельных территорий на лито-морфогенетической основе, наиболее полно отражающая роль выявленных трёх этапов в истории формирования её рельефа.

5. Построена карта морфогенетических типов берегов Чудско-Псковского озера.

Защищаемые положения:

1. Территория Чудско-Псковской низменности является переходной зоной геолого-геоморфологической деятельности осташковского ледникового покрова - от зоны с преобладанием экзарации к зоне с преобладанием аккумуляции.

2. Особенности деградации осташковского оледенения и, как следствие, формирование специфических гляциоморфологических комплексов были предопределены характером кровли коренных пород в совокупности с дифференцированными гляциоизостатическими движениями. Это нашло отражение во фронтальном типе дегляциации в пределах низменности и ареальном - на окружающих её возвышенностях.

3. На формирование берегов Чудско-Псковского озера существенное влияние оказала специфика тектонических движений на данной территории, способствующих миграции акватории озера с севера на юг.

4. Новый тип геоморфологической карты Чудско-Псковской низменности, построенной на лито-морфогенетической основе, позволяет отразить как современный рельеф территории, так и историю его развития.

Практическая значимость. Результаты данной работы и, прежде всего геоморфологическая карта, могут быть использованы при обновлении данных государственной геологической съёмки масштаба 1:200000, столь необходимой для данного региона. Полученные результаты на наш взгляд имеют большое значение при крупномасштабных геологических, инженерно-геологических и гидрогеологических съёмках в пределах исследуемого региона, и особенно при разведке ряда полезных ископаемых (главным образом песчано-гравийного материала, торфа и др.), позволяя наиболее достоверно определить не только их пространственное положение, но и запасы. Морфологическая характеристика рельефа может использоваться в рекреационно-туристических целях и при разработке

моделей рационального природопользования Псковской области. Данные, касающиеся палеогеографии позднего неоплейстоцена и созданная нами геоморфологическая карта, могут быть полезны для специалистов-археологов.

Материалы данной работы могут быть применены при подготовке и проведению лекционных занятий и полевых практик студентов-географов по курсам «Геоморфология», «Гидрология», «Ландшафтоведение», учебно-производственных и научно-исследовательских практик студентов-географов Псковского госуниверситета (ПсковГУ) и Санкт-Петербургского госуниверситета (СПбГУ) на территории государственного историко-архитектурного и природно-ландшафтного музея-заповедника «Изборск».

Апробация работы. Результаты работы были представлены на 9 научных конференциях: Региональная конференция (с международным участием) «Сбалансированное развитие Северо-Запада России: современные проблемы и перспективы» (Псков, 2009), Всероссийская конференция «VI Щукинские чтения» (Москва, 2010), Международная конференция «Развитие туризма в Балтийском регионе: предпосылки, современное состояние и перспективы» (Псков, 2010), VIII Большой географический фестиваль (Санкт-Петербург, 2011), Международный полевой симпозиум «Late Pleistocene Glacigenic Deposits from the Central Part of the Scandinavian Ice Sheet to Younger Dryas End Moraine Zone» (Рованиеми, Финляндия, 2011), VII Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода (Апатиты, 2011), XXXI Пленум Геоморфологической Комиссии РАН (Астрахань, 2011), Международная научно-практическая конференция «Экологические, экономические и социально-культурные предпосылки трансграничного сотрудничества в Балтийском регионе» (Псков, 2012), XXXIII Пленум Геоморфологической Комиссии РАН (Саратов, 2013). Автором сделано 3 личных и 4 стендовых доклада.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них две статьи (одна в печати) в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав,

заключения и приложения. Её объём составляет 180 страниц, в том числе 67

8

иллюстраций, 5 таблиц и 7 приложений. Список литературы насчитывает 197 наименований (в том числе 52 работы на иностранных языках, 16 фондовых отчётов и 4 интернет - источника).

Благодарности. Автор искренне благодарен своему научному руководителю, доктору географических наук, профессору Г.И. Рычагову за руководство, постоянные консультации и очень важные рекомендации по ходу выполнения работы. Автор выражает большую признательность доктору географических наук, профессору ПсковГУ - О.М. Татарникову за ценные замечания и советы при проведении полевых работ и написании диссертации. Автор признателен за всестороннюю поддержку и участие зав. кафедрой геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ, профессору A.B. Бредихину и бывшему зав. кафедрой, профессору Г.А. Сафьянову, а также всем сотрудникам кафедры, особенно профессорам Ю.Г Симонову и С.И. Болысову, доценту A.B. Панину, ст.н.с. С.И. Антонову, м.н.с. Е.Д. Шеремецкой за высказанные ими пожелания, направленные на улучшение диссертации. Особую благодарность автор выражает студентам МГУ и ПсковГУ за помощь в проведении полевых работ.

ГЛАВАХ ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ФАКТОРЫ

РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ

Территория района исследования расположена на северо-западе ВосточноЕвропейской равнины, являясь северной частью Псковской низменности. В административном отношении она принадлежит Псковской и Ленинградской областям Российской Федерации и Республике Эстония.

Северной границей района исследования служат Ахметская возвышенность и Лужско-Наровская низина. С востока и запада, в субмеридиональном направлении, низменность окаймляют возвышенности: Ижорская, Лужская, Судомская, Пандивере, Отепя, Хаанья. На юге территория ограничена комплексом краевых ледниковых образований, сформировавшихся в лужскую стадию осташковского оледенения. Чудско-Псковская низменность расположена между 26°30л и 29°15лс.ш. и 57°15" и 59°15л в.д. В целом, протяженность исследуемой территории с севера на юг - 220 км и с запада на восток около 120 км. Площадь - составляет около 27 тыс. км (рис. 1).

Общий характер рельефа - равнинный. Абсолютные высоты в пределах описываемой территории изменяются от 30 (урез Чудско-Псковского озера) до 200 м абс. высоты. Максимальные высоты наблюдаются в южной части района.

Современный рельеф исследуемой территории является сложным полигенетическим образованием, сформировавшимся под воздействием различных агентов и факторов рельефообразования.

1.1. Геологическое строение

Территория района исследования располагается на северо-западной окраине

Русской плиты Восточно-Европейской платформы и характеризуется типичным для платформ двухъярусным строением.

Кристаллический фундамент данного участка Русской плиты сложен метаморфическими и магматическими породами дорифейского возраста. В пределах района исследования поверхность кристаллического фундамента �