Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

История развития рельефа Мордовии

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Маскайкин, Виктор Николаевич, Москва

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Географический факультет

На правах рукописи

МАСКАИКИН ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА МОРДОВИИ

11.00.04. - геоморфология и эволюционная география

Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук

Научный руководитель: доктор географических наук, в.н.с. Н.Г.Судакова

Научный консультант: доктор географических наук, профессор С.П.Евдокимов

Москва - 1999

Содержание

Введение....................................4

1. История изучения и методика исследований рельефа 8

1.1. Состояние геоморфологической изученности и история исследования рельефа Мордовии..................8

1.2. Обзор методов исследования..................10

1.2.1. Методика морфологического анализа в структуре геоморфологических исследований............10

1.2.2. Методика анализа истории развития рельефа .... 13

1.2.3. Методика выявления неотектонических движений . . 15

1.3. Методы составления геоморфологических карт .... 24

1.3.1. Роль полевых и камеральных исследований в создании геоморфологических карт...............24

1.3.2. Методика создания геоморфологических карт и использование ГИС-технологий при их создании ... 25

2. Анализ основных рельефообразующих факторов 31

2.1. Геологическое строение..........................31

2.1.1. Тектонические структуры .... . . . 31

2.1.2. Условия залегания и литологические особенности коренных горных пород....................35

2.1.3. Стратиграфия и литология новейших отложений ... 39

2.2. Неотектонические движения..........52

2.2.1. Роль неотектонических движений в формировании рельефа

2.2.2. Исследование неотектонических структур на территории Мордовии.............54

2.3. Климатический фактор рельефообразования ... 55

2.3.1. Общие особенности влияния климата на рельеф .... 55

2.3.2. Колебания климата в позднем кайнозое и отражение их в рельефе ............60

2.4. Антропогенный фактор рельефообразования......71

3. Геоморфологическое строение и современные

экзогенные процессы..........74

3.1. Общая схема геоморфологического строения территории 74

3.1.1. Мордовская эрозионно-денудационная возвышенность 74

3.1.2. Примокшанская эрозионно-аккумулятивная равнина 87

3.2. Морфометрическая характеристика рельефа.....102

3.3. Современные экзогенные процессы.......111

4. Основные этапы развития рельефа Мордовии . 128

4.1. Основные этапы дочетвертичной истории рельефа . . 128

4.2. Формирование рельефа Мордовии в четвертичный период 150

4.2.1. Общие особенности развития рельефа в плейстоцене . . 150

4.2.2. Особенности палеогеоморфологического развития Инсаро-Сивиньского ключевого участка в плейстоцене . . 164

5. Комплексное палеогеографическое районирование исследуемой территории.........186

5.1. Геолого-геоморфологические комплексы Мордовии . . 186

5.2. Эколого-палеогеографическое районирование . . . . 195

Заключение..........................203

Список использованных источников......206

Приложения

221

ВВЕДЕНИЕ

Перед исследователем природы нашей Земли в той или иной мере встает задача реконструкции физико-географических условий прошлых геологических эпох. Это необходимо прежде всего для понимания происхождения, особенностей развития и современного состояния ландшафтов, а также тенденции развития географической среды

в будущем.

Рельеф земной поверхности является одновременно продуктом геологического развития территории и компонентом ее современного географического ландшафта. Видимый рельеф включает элементы различного геологического возраста и несет следы разнообразных собыпш в истории Земли - изменений климата, трансгрессий и регрессий морей, движений земной коры, а также воздействия человека на природу. Для глубокого, правильного понимания геоморфологических особенностей любой территории ее современный рельеф следует рассматривать в историческом аспекте. Важно знать не только существующие ныне формы и типы рельефа, надо еще предвидеть возможные изменения земной поверхности в целом под влиянием различных рельефообразующих факторов.

Кроме того следует помнить, что вся хозяйственная деятельность человека развертывается да земной поверхности, поэтому учет данных о рельефе крайне необходим при проектировании железных и автомобильных дорог, трубопроводов, населенных пунктов, промышленных сооружении и т.д.

Исходя из этого очевидна необходимость изучения рельефа земной поверхности для познания природной среды в целом, для понимания особенностей отдельных ее компонентов и взаимоотношений между ними.

Кроме того, актуальное значение в научном плане имеет выявление генезиса и возраста различных геоморфологических элементов, расположенных в периферической зоне материковых оледенений. Актуальность работы очевидна и в практическом отношении, т.к. детальные геоморфологические исследования могут быть полезными при проведении инженерно-строительных, сельскохозяйственных и других работ.

Цель работы: раскрыть пространственные и временные закономерности развития рельефа на основе изучения особенностей строения рельефа и факторов рельефообразования.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать геолого-геоморфо логическое строение района работ с оценкой его влияния на современные процессы реяьефообразования;

2. Подобрать и опробировать методы восстановления истории развития рельефа применительно к конкретным условиям территории Мордовии;

3. Выявить рельефообразуюыще факторы, определяющие особенности геоморфологического развита« территории:

4. На основе данных полевых и фондовых материалов определить влияние покровных оледенений на рельефообразовапие в периферической области плейстоценового оледенения;

5. Оценить роль различных экзогенных геодинамических процессов в современном рельефообразовании;

6. Систематизировать результаты исследований в форме эколого-палеогеоморфологического районирования.

В качестве объекта исследования выбрана территория Мордовии, расположенная в восточной части Восточно-Европейской равнины, в междуречье двух правых притоков Волга - Оки и Суры, на Окско-Донской низменности и Приволжской возвышенности. В структурно-тектоническом отношении она относится к западной краевой области Волго-Камской антеклизы с Токмовским сводовым поднятием, ограниченной Рязано-Саратор.еким прогибом в юге-затдаой части респубдаш.

Исследуемая территория вызывает особый интерес еще и потому, что она находится на периферии материковых оледенений, где происходили наиболее сложные процессы осадаонжоштеишг и их смена во времени.

Следует отметить, что специальных геоморфологических исследований на территории Мордовии не проводилось, за исключением обобщающих работ; проведенных НИИ Саратовского университета в 1978 и 1984 годах. В основном они выполнялись при геологических исследованиях.

Исходными материалами для дисеертацж послужили^ во-первых,, литературные источники, во-вторых, многочисленные картографические и фондовые материалы географического факультета МГУ им. НЛХОгарева, в-третьих, материалы полевых исследований, проведенные геологами в разные годы (Дубейковский С.Г., Обухова Е.М., Соловьев В.К., Эдетн И.Г., Дмитриев В.И., Пролеткин И.В., Жаржов А.А., Киревичев В, К,. Свиридов А,А, и др,), в-четвертых, собственные исследования автора, заключавшиеся в анализе фондовых материалов и в проведении геолого-тсоморфолошческих работ на ключевых участках территории. В ходе работ был^ изучен^

ряд опорных разрезов (Нзроватово, Атемар, Сивгаяь, Атюрьево н др.) и детально исследованы палеогшморфолошческие особенности Ннсаро-Сивиньского участка.

В итоге проведенных исследований были получены следующие результаты:

X. Проанализировано современное состояние геоморфологической изученности территории Мордовии!.

2. Выявлены осноище факторы, владеющие т формирование рельефа Мордовш,

3. На основе комплексного анализа выделены основные морфоструктуры для исследуемой территории.

4. На основе применения новейших технических средств (использование пакета программ Зштег, ОеоБгаш и .'\rcView 3.0 ГИС) произведено автоматизированное составление геоморфологической карты региона.

5. Дана характеристика развития ре льефа от докембрия до настоящего времени, где особое внимание уделяется наиболее динамичному раннепл ейстоценовому этапу, связанному с рельефообразующсй деятельностью ледюжов. Проведенные на ключевом участке палсогеоморфологическис реконструкции показывают некоторые особенности ледшпеового рельефообрааованш в краевой части оледенения. В частаоети; на исследуемом участке под воздействием ледника произошла существенная перестройка гидрографической сети, что оказало большое влияние на последующие процессы велье^ообоазоваюиг.

Л ------ - А • - - X..........- - -

4 Основные аспекты геоморфологического развития территорий, особенностей строения рельефа и современных геодинам1песк11х процессов с оценкой геоморфологической устойчивости находят отражение на эколого-палеогеморфологической карте Мордовии.

Структуру диссертации определили основные задачи исследования. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

В первой главе рассматривается изученность вопроса, история геоморфологических исследований и характеризуются основные методаческие подходы в изучении рельефа. Отмечается слабая геоморфологическая изученность территории, отсутствие специальных работ по изучению рельефа. В отдельных геоморфологических исследованиях, наряду с традиционными методическими подходами, автор использует комплексные методичесюте приемы и методы, основанные на достижениях современной элешроншй тшшж

Во второй главе дана подробная характеристика основных рельефообразукнцих факторов, где особо© внимание удаляется неотектогшчееким движениям, деятельности

1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

РЕЛЬЕФА

1.1. СОСТОЯНИЕ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ И ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЛЬЕФА МОРДОВИИ

Геолого-геоморфолгичеокое изучение территории, занятой Мордовией, стало проводиться в конце 18-го века. В это время появились первые сведет« в результате работы экспедиции П.С.Палласа (1768-1774 гг.), когда были описаны железные болотные руды в долине р.Исса и выделены рыхлые, аллювиальные отложения в долинах рек Мокши и Сивини, а также надпойменные террасы на р.Мокша. В 1856 г. Р.Пахт существенно развил и дополнил новыми фактами исследования Палласа. Несколькими годами позже, в 1875 году, В.И,Меллером была опубликована статья, посвященная результатам геологических исследований, произведенных в период 1862-1867 годов в южной части Нижегородской и прилежащих частях Тамбовской и Пензенской губерний, куда входила территорий Мордовии. В 1872 году И. Ф. Синцовым были проведены исследования в восточной части территории Мордовии. Им уделялось внимание в основном рельефу и четвертичным отложениям.

Более интенсивное геоморфологическое изучение территории, Мордовии, стало проводиться в конце 19-го века. А.П.Павлов (1888,1891,1898) впервые обратил внимание на приалатырские пески и на широкие древние долины р. Мокша и ее притоков.

Н,А,Бошсловеким в 1898 году изучалась северо-западная часть бывшей Пензенской губернии, территория^ ныне входящая в состав Мордовии. В результате чего, им был собран большой фактический материал и по Пензенской губернии.

В начале 20-го века геолого-геоморфологические исследования территории Мордовии производились под руководством А.Д.Архангельского, Г.Ф.Мирчиком, О.К.Ланге, А.В.Рожковским. Из других исследований, касающихся отдельных участков, вошедших в состав Мордовии, следует упомянуть работы М.И.Назарова (1929), Ф.В.Лунгерегаузена (1913) по геологии Темниковского уезда. Несмотря на то, что исследования имели в основном геологическую направленность, во всех работах дается некоторая характеристика поверхности отдельных участков Мордовии. Более подробные сведения, касающиеся устройства поверхности Мордовии, находим в предварительном отчете почвоведов,работавших в Пензенской губернии в 1909-1911гг. Среди многочисленных исследователей того времени, работавших на территории Мордовии,

следует назвать Е.Н.Щукину (1933), A.C.Моисеева (1936), Л.С.Шатского (1936,1939), Е.М.Обухову (1938), Л.Л.Юшко (1939).

Следует отметить, что практически все исследования этого периода носили довольно отрывистый характер и захватывали лишь отдельные участки территории Мордовии.

Наиболее полная и всесторонняя работа по данной территории принадлежит В.К.Соловьеву (1941). В его монографии "Материалы для геологии Мордовской АССР /бассейн реки Сивини/"в ней сделано комплексное геологическое изучение района, а также описан рельеф и полезные ископаемые. Работа имела большое практическое значение, т.к. на ее основе более рационально использовались топливные полезные ископаемые, например торф, в период Великой Отечественной войны. Научные предположения В.К.Соловьева оказали существенное значение на формирование правильных взглядов на историю развития региона у последующих исследователей.

Исследования в послевоенные годы имеют более планомерный характер, в связи с бурным промышленным развитием Мордовии и Поволжья в целом. По их результатам поступает огромный фактический материал по особенностям геологического строения и рельефа Мордовии. Наряду с этими работами, особенно начиная с 50-х годов, ведутся разнообразные тематические исследования.

Большой интерес представляет работа А.С.Кесь "Геоморфологическое изучение Приволжской возвышенности и его палеогеографическое обоснование", написанная в

1949 году, и доклад Б.В.Селивановского "Истерия основных рек Поволжья", изданный в

1950 году. Они доказали, что крупные реки Поволжья имеют тектоническую обусловленность, это подтверждается исследованиями Н. Т. Сазонова в его работе "Тектоническое строение восточной части Рязанской, Пензенской областей и Мордовской АССР", вышедшей в 1953 году.

Существенный вклад в научное понимание геологии, гидрологии и геоморфологии центральной Мордовии внесла работа И.Ф.Погребгака, В.И. Дмитриева (1965), посвященная изучению четвертичных отложений правых притоков р.Спвини, а также исследования М.М.Петухова, О.П.Соколова (1962), давшие подробное описание четвертичных отложений междуречья Сивини и Иссы, проведенное в 1961 году.

Геоморфологические исследования междуречья Инсара, Сивини и Иссы проводились А.А.Рыжовым в 1950 году. Ю.Ф.Шишковым и З.Г.Большовой в 1972 году.

В 1978 году вышла работа обобщающего характера А.А.Жарикова, К.Н.Разумовой и др., в которой проанализирована большая часть имеющегося фондового материала по

четвертичной геологии, геоморфологии и тектоники Мордовии. В этом же году под руководством С.П.Евдокимова были завершены исследования по стратиграфическому расчленению четвертичных отложений Мордовской АССР в инженерно-геологических целях. В них впервые рассматриваются морфологические особенности и основные черты геоморфологической истории.

Из исследований, проведенных в последние года, наиболее значительными являются работа И.В.Пролеткина и др. "Составление комплекса инженерно-геологических, гидрогеологических и специальных карт Мордовии", вышедшая в 1984 году и аналогичная работа, проведенная в этом же году под руководством С.П.Евдокимова. В них впервые применяется палеогеографический подход в изучении рельефа Мордовии.

Следует отметить, что специальных геоморфологических исследований на территории Мордовии не проводилось за исключением обобщающих работ НИИ геологии Саратовского университета в 1978 и 1984 годах. Они выполнялись попутно при геологических исследованиях. Довольно подробные сведения, касающиеся устройства поверхности Мордовии, приведены в предварительных отчетах почвоведов, работавших в Пензенской губернии в 1909-1911 годах. На основании, главным образом, этих работ в 1956 году Л.Н.Козловой была написана статья "К вопросу геоморфологии Мордовской республики", которая является первой печатной работой да геоморфологии региона. И последней печатной продукцией, где делается попытка анализа морфологических особенностей рельефа, являются работы С.П.Евдокимова и В.П.Нарежного, обобщенные в книге "География Мордовской АССР", шданной в 1983 году.

1.2. ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.2.1.Методика морфологического анализа рельефа в структуре геоморфологических исследований.

Морфологический анализ рельефа - это один из основных методов геоморфологических исследований. Он заключается в сравнительном изучении внешнего облика рельефа, характеризуемого морфологическими и морфометрическими признаками,

и призван добиваться возможно более точного и объективного описания форм земной поверхности.

При проведении морфологического анализа используются разнообразные методы : морфоструктурный, метод геоморфологического математического анализа, сравнительно-морфологический метод и т.д. Но наиболее важные из них