Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Расчленение, корреляция и особенности строения четвертичной толщи в зоне краевой ледниковой аккумуляции (на примере опорных участков Балтийской маргинальной гряды)

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Расчленение, корреляция и особенности строения четвертичной толщи в зоне краевой ледниковой аккумуляции (на примере опорных участков Балтийской маргинальной гряды)"

ИНСТИТУТ ГШХШ.5П1 II ГЕОФИЗИКИ АКАДШИИ НАУК БЕЛОРУССКОЙ ССР

На правах рукописи

БИТИНАС Ачьбертэс Казимерович

РАСЧЛЕНЕНИЕ, КОРРЕЛЯЦИЯ И ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ

ЧЕТПДРПРШО!! таяиы В ЗОНЕ КРАЬВои лэдпиковоП ашмуляцм

((Р црпмере опоршж участков Ргтг::иоко;'; ь'.арганяль■ юЛ гряды)

Сггещшыгость 04.00.01 - обшя и региональная гоолоптя

Авторефорзт

Т!"-ррт::ц;т:: п? сояокяп!:<э учопп^ етсчгснп .'лцд.у^эта г; ояого-'чн->ппэте-гкпу ччуч

.:Е'.сь--Г99С

Patfpva выполнена в Вильнюсском университете Нзучний руководитель -

доктор геолого-шнераяогических наук, профессор А.И.Гайгалас (Вильнюсский университет) Официальные оппоненты -

доктор гоолого-шнералогическлх наук,

профессор Э.А.Левков (Институт, геохимии и геофизики

АН БССР)

кандидат геолого-минералогических наук З.А.Ыалинауокас (ЛитНИГРИ) Ведущая организация -

Белорусский научно-исследовательский геологоразведочный институт (БелНИГРН) Защита состоится "/о" 1991 г. в ¿0 часов

на заседании Специализированного совета К 006.26.02 в Институте геохимия и геофизики АН БСС? по адресу: 220600, г. Шнек, ул. Еодннская, 7.

О диссертацией,можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии и геофизики All БССР.

Автореферат разослан 1991 г. Отзывы на

автореферат Св 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим направить по адресу; 220600, г. Минск, ул. Жодинская, 7, Институт геохимии и геофизики All БССЕ, ученому секретарю Специализированного совета К 006.26.02.

Учений секретарь Специализированного совета кандидат геолого-шнерало-гичсскях наук

Т.Д.Крисецкэя

- в -

ОВДАЯ XAPAKTKÍI'ICTIIKA РАБОТЫ

Актуальность тш;л. Ут.е дга досяпин-'гчш ,чч территории Лптх>н проводится крупномасштабная (1:50 ООО) государственная геологичео- -кяя съёмка, основные объектом изучения которой в Оолт.чмиотпо случаен являются четвертичные отложения. Данный масштаб геологическо съемки тробуег детального и обоснованного стратиграфического расчленения четвертичных отложений и их достоверной корреляции. Дтл этого необходимо усовершенствованно методов стратиграфической кор-ролядш! четвертичных отложений. Необходим« новые теоретические разработки э области четвертичной геологии и геоморфологии. Все эти проблемы особенно актуальные в регионах с наиболее сложный геологическим строением четвертичной толщ - в зонах краевых ледниковых образований. Одним из таких регионов является Балтийская маргинальная гряда, в пределах которой в последнее десятилетие и концентрировалась большая часть крупномасштабных геологосъемочных работ, проводимых в Литве. Нроведошше исследования, направленные на усовершенствование методов стратиграфической корреляции, выявление особенностей геологического строения и закономерностей формирован!!.-краевых ледниковых образовании, способствуют повышению качества как геологосъемочных, так и других видов геологических работ, в том числе проводимых и за пределами Балтийской маргинальной грады.

Цель и задачи исследований. Основной целью диссертационной работы явилось' выявление характерных особенностей строения краевых ледниковых образования, в качестве исследуемого объекта- используя опорные участки (геологосъемочные объекты), расположенные в пределах Балтийской маргинальной гряды. Эта основная цель потребовала решения рзда очередных задач:

1) оЦ"1ШГь ипэтюгиккго. cfyCi^Trci дгдшшх рпзютннх псслодо!п!>.;:.. реп •1 i 'и поиоыи штемящчеоких методов и ричип.тнгппъпо!? тс'пткп;

2) промчегц поясп я оцг.чптт >">:•■ тотт-чягт норму

КорриЛЯТШЮЬ» ДЛЯ МОрОП;

3) изучить особенности строения дочетвертичного осадочного чехла, подчетвертичной поверхности и четвертичной толщи, выявить их взаимосвязь и связь с неотектоническиш движениями;

4) проанализировать особенности стратиграфического строения "четвертичной толщц л сделать палеогеографические реконструкция;

5) изучить морфологию и геолого-литологическое строение некоторых форм современного рельефа, имеющих проблематическое происхождение .

Цзучная новизна. В итоге проведенных исследований выявлены новые аспекты формирования я строения Балтийской маргинальной гряды {подчотвертачного рельефа и иеотектошкя, образования пзлеоврезов, дегляциадии л сдвига последнего оледенения и др.), разработана гипотеза образования некоторых форм краевого ледникового рельефа (звон-цел), предложена лито- я морфогенетическая классификация мезорельефа краевых ледниковых образований. В ходе исследований доказана эффективность применения математических методов и вычислительной техники в целях стратиграфического расчленения и корреляции гляциаль-нта отложений, краевой ледниковой зоны - разработана новая методика (чавдвоко-ташннэя тохнологпя) стратиграфической корреляции плейстоценовых морен в этой зоне. Также оценена возможность в целях стратиграфической корреляции морен использовать некоторые уже ранее выявленные и новые коррелягивы.

Нрактлчоское значение. В диссертации представленная человеко-машинная технология стратиграфической корреляция морен разработана автором непосредственно при проведении крушгапэспгабных геологосъе-ночных работ в Литве. Ома способствует повышению точности и обоснованности стратиграфической корреляции четвертичных отложений, выявляют закономерностей форкировагсш всей четвертичной толщ, что, п око» очередь, поселяет более уворешю прогао: •>.• месторождения глердта полезных «околыш и иресцо*! падз-мной поди.

- Ь -

--------- Выводы,-полученные яри выявлении особенностей геологичеокого-------- -------

строения и формирования Балтш'юкой маргинальной гряди, могут оить использованы для- решения проблей стратиграфии - определения границы оледенений, стадий и фаз, уточнения местной стратиграфической схеш, а также при проведении палеогеографических реконструкций.

Реализация результатов исследований. Практически все разработки, представленные в работе, были внедрены в практику государ-, ственных крупномасштабных геологосъемочных работ, проводимых в последние годы в Литве ПО "Литвагеологяя" - на Вевисском, Утеноком и Щумскасском объектах.

Апробация работы и публикации» Основные результаты проведен- . ных исследований были доложены и обсуждены на раде межрегиональных совещаний геологов - четвертичшков в г. йгналине (1982), г. Пскове (1983, 1988), г. Юрмале (1985), г. Петрозаводске (IS8S), ' г. Ленинграде (1990), на межреспубликанском научно-практическом семинаро по внедрению математических методов п вычислительной техники в практику геологоразведочных работ (Вильнюс, 1988), УШ изотопно-геохимическом совещании Прибалтийских республик и Белорусской ССР (Вильнюс, 1989), УН Всесоюзном совещании по изучению четвертичного периода (Таллину,1990), УШ Всесоюзном соЕоцашш по изучению краевых ледниковых образований (Минск, 1990). Материалы исследований изложены в одном научно-исследовательском л в двух производственных отчетах, а тагсхе в 14-ти опубликованных а 2-ух представленных в печать статьях и тезисах докладов. Работа в целом обсукдалпсъ и получила одобрение нз общем заседании геологических кафедр Вильнюсского университета.

Фактический материал бил собран автором в основно" n 19818'/ гг. при нипосредстзенног.: проведении крупно.'кзсштабних Пгодого-съемочных работ л paiioiiax г. Вшьшкз н г. Угена. Автор такко

- б -

пользовался богатым фондовым, и в первую очередь геологосъемочным материалом, накопленным в геологическом фоцце Литвы. Были использованы данные петрографического (около 1100 проб), гранулометрического (3500), минералогического (2700), химического (2000) и спектрального (2450) анализов, результаты палинологических исследований межледниковых отложений, некоторые определения абсолютного возраста, данные геоморфологических, геофизических, гидрогеологических и других исследований, а также описания многочисленных разрезов буровых скважин, карьеров и обнажений.

Статистическая обработка материала выполнена в Вычислительном центре Вильнюсского университета на ВС 1061, а также на

ь ^

персональном кошютере 1ВМ АС/РС.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Её объем составляет 183 машинописные стр;- •' ницы, в т.ч. 93 страниц текста. Работа иллюстрирована 44 рисунками и 7 таблицами, Слисок литературы включает 218 наименований.

Автор глубоко благодарен всем коллегам - геологосъемщикам, а также Р.Зинкуте, Д.Ццказиоу , М.Грегораускасу, В.Балтрунасу, В. Вонсашгаосу, Р. Гуобите, 0. Кондратене, №. Меле-шите, И.Саткунасу, А.Шчяупе и другим за оказанное содействие в работе. Глубокую признательность автор выражает научному руководителю профессору, доктору геолого-шнералогичесюпс наук А.Гайгаласу.

- 7 -

СОДЕРЖАЩЕ РАБОТЫ

I. СОВРШЕНШЕ ПРВДСТАЕШШ О'КРв ЛЩЖОШХ_____________

--------------------ОБРАЭДВАШЖ

В начале диссертационной работы представлен обзор взглядов разных исследователей (А.А.Асеева, Р.Флинта, А.Басоликаса, fl.ll. Нигера, Ц.А.Щумокого, А.Н.Кренке, В.Гуделиса и др.) о динамике, мощности, механизме деградэциэции ледникового щита материкового оледенения и его геологической деятельности в краевой зоне. Также эбоуждаетоя толкование самого термина "краевые ледниковые образования". Соответствующее внимание уделено различным классификациям (Ю.А.Лаурушна, А.Дрейманиса, А.Гайгаласа, Э.А.Левкова, А.Басали-каса, С.Г.Ганешина, А.Юргайтиса, Ч.Кудабы) четвертичных отложений, эсобенко тем, без которых нельзя обойтись,изучая краевые ледниковые образования.

2. БАЛТИЙСКАЯ МАРГИНАЛЬНАЯ ГРЯДА КАК ОБЪЕКТ ГБШОГО-ГЕИЛОРФШОГИЧШКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Балтийская маргинальная гряда (или Балтийские возвышенности), занимающая значительную часть Юго-восточной и Северо-восточной Литвы , имеот важное значение для исследований не только как геолого-геоморфологический объект, но и как важный источник строительных материалов (песчано-гравийной смеси, песка, глины), пресной подземной воды, как регион с большим рекреационным потенциалом.

Балтийская гряда, как самостоятельная орографическая единица, впервые была выявлена на гипсометрической карте (м-ба 1:1680 ООО) картографом А.Тилло в 1880 г. Термин "Балтийские возвышенности" окончательно установился перед Лервой мировой войной, а до того чзныш исследователями именовалась как Великая Балтийская конечная моронп, Кругобалтийекая озорная гряда. Литовское поозерье и т.п. ( КиДаЬа, 1983).

В первой половине нашего столетия Балтийские возвышенности изучали: А.Миосуна, Д. и Н.Соболевы, Г.Мортензен, Б.Галицкий, А.Ярошевнч - Клышинока, М.ЛиыановскиЙ, С.Волосошч, Ю.Далинкявичюс, Ч.Пакуцкас и др. В последние десятилетия здесь плодотворно трудились В.Чепулите, А.Басалдкао, П.Вайтекунас, А.Гайгалас, О.Коццра-тене, В.Вонсавичюс, Ч.Кудаба, А.Микалаускас, А.Юргайтис и многие другие. Следует отметить, что долгое время ведущая роль а изучении Балтийской маргинальной гряды принадлежала, геоморфологическим исследованиям. На современном этапе исследований, особенно при проведении крупномасштабных геолого-съемочных работ, больше внимания уделяется изучению вещественного состава моренных, межморенных и межледниковых образований, решению проблем стратиграфии и генезиса отложений, выявлению перспективности на разные виды полезных ископаемых.

3. МЕТОДИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ КРАЕВЫХ ЛЕДНШОВИХ ОБРАЗОВАНИЙ .И ВОЗНИКАЮЩИЕ ПР0БЛЕШ

Большинство методов, используемых для изучения четвертичных отложений, направлены на решение стратиграфических вопросов. Однако малое количество достоверно датированных разрезов порождает наиболее существенную проблему геологического картирования - сложность достоверной корреляции четвертичных отложений. Пока стратиграфическое расчленение и корреляция четвертичных отложений опирается на изучение палеофлору и палеофауну содержащих межледниковых отложений. Они пригодны для определения абсолютного возраста, но встречаются относительно редко. Поэтому стратиграфическую основу четвертичной толщи часто приходится строить по корреляционной схеме моренных горизонтов. Корреляция разновозрастных морен в зоне краевой ледниковой аккумуляции из-за особенностей сложного геологического строения (частое цорсслашшние одновозрастных ледниковых и водно-ладюи;оЕ>.1х отлсяоши:, различные гиясоиогрическис! /!-ошш залегания

одновозрастных образований, присутствию разновозрастных отторжен-цев и т.п.) является весьма трудной задачей.

-------Для стратиграфического расчлёноТвй и корреляции гляцпалышх

отложений пока наиболее широко использовались данные петрографического изучения крупнообломочной части морен (Гайгалас, 1955, 1979). Однако этот метод требует довольно большой массы исходного материала (морены), которого часто не хватает из-за плохого выхода керна, малой мощности изучаемых отложений, недостаточного выхода крупнообломочных фракций и т.п. Поэтому при стратиграфическом расчленений и корреляции морен необходимо пользоваться данными других методов изучения гляцигенных отложений - литологическшс (гранулометрический, минералогический анализы) или геохимических (спектральный, химический анализы).

4. ПРИМЕНЕНИЕ ЖТЕМШЧЭСЮЖ МЕТОДОВ И ЭВМ ДЛЯ СТРАТИГРАФИЧЕСКОГО РАСЧЛЕНЕНИЯ И КОРРЕЛЯЦИИ

Ч17ГВЕРТИЧШ 0ТЛ02ЕИИЙ КРАЕВОЙ ЛЕДНИКОВОЙ ЗОНЫ

Комплексное изучение четвертичной толщи связано с большим объемом фактического материала и, в частности, - с результатами лабораторных исследований, качественная и количественная обработка которых становится невозможной без применения математических методов и использования ЭВМ. Поэтому в диссертационной работе большое внимание удалена. изучению возможностей применения математических методов и вычислительной техники для стратиграфической корреляции морен.

Математическая модель исследований. . формализации поддается

пока относительно небольшая часть геологической информации, в том число и в четвертичной геологии. Результаты математической обработки данных лабораторных исследований приходится постоянно увязывать с неформализованной геологической информацией. Таким образом, представляемый процесс обработки результатов аналитических исследований при помощи математических методов и ЭВМ с последующей геологической

натеряретацаей можно определить, согласно Э.Б.Мовшовичу (1986), как человеко-машинную технологию стратиграфической корреляции морен (см. Рис.). В работе использовались программы, подготовленные специалистами Вычислительного центра Вильнюсского университета (программы GE06, R0DI0K6), описанные в литературе (Девис, 1977; программы сьиэtr, factor, подпрограммы ксоер, wpoa, bist, denpro, зтнет» , VARUAX), а также пакет прикладных программ вмDP (Bio«a4ical Oomputer Programs), разработанный в Калифорнийском университете (США).

Стрдтцграс&ическое расчленение гляшщльных отложений в разрезах. Бурение скважин и макроскопическое изучение кернового материала не дает полного представления о структуре четвертичной толщи. Одно-возрастные моренные чещуц при описании керна скважин часто принимаются за разновозрастные моренные горизонты, а крупные линзы вод-ноледникових отложений в слое морены - за межморенные отложения. Значительно затруднено опознание отторженцев, особенно четвертичных, ледникового генезиса. Решать эти проблемы в большой мере помогает детальное опробование гляциальных отложений с последующей математической обработкой подученных результатов лабораторных исследований.

Разграничение гляциальных отложений в разрезах скважин проводилось на основе распределения размерных фракций, минералов, породообразующих окислов и малых элементов. Результаты, полученные решая проблему стратиграфического расчленения гляциальных отложений методом Д.А.Родиокова, оказались не вполне удовлетворительными, Поэтому бшш применены факторный и кластерный анализы. Примером эффективности^ применения математических методов для стратиграфического расчленения четвертичной толщи служит обработка данных карти-ровочных скважин 900, 911 и 875 из окрестности г. Утена.

Морешша слои, выделенные при обработке результатов лабораторных исследований математическими методам.! .мыщие относи-

Г Е 0 .1 О I'

Описание и расчленение разрезов по макроскопическим признакам и данным геофизического каротажа.

Отбор проб.

Оценка качества ланита лабораториях исследований.

Определение структуры базы данных.

Подбор комплекса методов обработки и программ ЭВМ.

ЛАБОРАТОРИЯ

Анализы: - гранулометрический 1

минералогический - химический спектральный и др.

ЭВМ

Предварительное стратиграфическое расчленение раз-рсяов.

Подбор данных для характеристики отдельных моренных слоев.

Оценка качества автоматизированной обработки данных.'

Подготовка подсчитанных характеристик для корреляции

конкретных* разрезов.

\Сг6\Ввод данных и их обработка:

\- факторный анализ с^&^с кластерный анализ

\-метод Л.Л.Родионова1 1

^'==^у1одсчет характеристик

, - коэффициенты корреляции

основные статистические параметры

\- геохимические и минералогические коэффициенты

\<=Ы

Окончательное стратигра-\ фическое расчленение разре-) зоп и составление геологически профилей.

Группирование: - факторный аяализ

I- кластерный анализ

Схема челояеко-шшпшюй технологии стратиграфической корреляции морен

тельцо одиородт; оосу^д, могут одинаково соответствовать рангу оледонения, стадиала, фазиала и, возможно, даже крупной осцилляции. Ответ на этот вопрос в большинстве случаев дюжеу дать только корреляция разрезов.

Коррмцция разрезов. Принцип корреляция раз^озоэ, как и предшествующее их расчленение, опирается на факт, д речение четвертичного периода центры скандинавских оледвветй ШРрцроцалн, меняли свое географическое положение. Ледниковые потока, дор'АПРавщие территории Литвы, имели разные направления продвижения: и, следовательно, сформировали различающиеся по своему вещественному составу гля-цигенные отложения.

.При стратиграфическом расчленении разрезов математическими методами обрабатывались абсолютные величины результатов аналитических исследований, однако проводя их корреляцию, были учтены особенности ледникового литогенеза и применены выводные параметры: геохимические и минералогические коэффициенты и коэффициенты парной корреляции. За основу корреляции морен были взяты матрицы коэффициентов корреляции минералов, породообразующих окислов и малых элементов моренных слоев, вццеленных во вреда предшествующего стратиграфического расчленения разрезов, а также геохимические коэффициенты -соотношения тех же самых породообразующих окислов и малых элементов, минералогические коэффициенты. Корреляция (группирование) морен проводилась при помощи факторного я кластерного анализов. В основном применялся л-метод факторного анализа. Кластерный анализ проводил-оя с параллельным .использованием подпрограмм йсоер и ШБт/г.е. мерой сходства изучаемых объектов явился или коэффициент корреляции, или стандартизированное п-мерное евклидовое расстояние. Основным критерием достоверности проводимой корреляции явился принцип нопере-сокаомости границ. Если в одном разрезе какой-то слои залегает выше другого, то и н слодуглцом разрезе они долями за"-'1—ч аналогично. Серьезны:! фактором, контролируй) соблюдшие данного принципа,

явилось залегание межледниковых отложений в р.<?Д£ рййрбЗЗД.

В качество примера корреляции морен предстайЛёН геологический -профш.-• подобран с таким расчетом, 'чтобы'ШШЯШИ' йоболыче стратиграфически полных разрезов с достоверно уо'РЗНовлтшши ыеяледни-копши отложениями.

В результате применения данных разных вИдов аналитических исследовании и различных методов математического группирования получен в принципе схолии корреляционный каркас ¡лоренных слоев, хотя часть слоев коррелирувтся неоднозначно. Наиболее достоверная корре-тгция моренных слоев подучена по данным химического анализа, особенно когда за основу корреляции использовались геохимические коэффициенты - соотношения породообразующих окислов.

Математико-статистические методы стратиграфической корреляции позволяют решать проблемы и несколько другого плана - коррелировать поверхностные, рельефообразующие моренные образования с целью определения их относительного возраста, уотппопления границ о.чодененнЛ, стадий или фаз. Решая проблему границы распространения последнего оледенения в Юго-восточной Литве, был зало-кон геохимический профиль от Балтийской маргинально!! гряды севернее г. Вильнюс до центральной части Цдцшшнкской возвышенности. Обработка полученных результатов по вышеизложенной методике позволило. сделать заключенно о существо-пании р ель офо образующих морен с различающимся вещественным составом и разной степенью внветролости. Это Говорит в Пользу того, что граница последнего (ндаунского, валдайского) оледенения проходила по подножью Мядишшкской возвышенности, которая сама является более дровней.

Ь. ОШтМЬИАН СХМ1Л ЛКШШШ ]МЛТЕ!АТ11ЧВ!Ю'1Х ЫЬ'ГСДОВ

ДОЯ СТРЛТШтиЧЖКОЦ Ш'РлЯЯЩЦ; шцшьшх отлошпШ п возпждадж ¡ггогакш

у-!,1]'-!П1т соирспишиШ уровень нздмх знании и возможности ана-ш-т песках ксслодоганиа, представленную методику Счеловеко-иэпятнпую

технологию) можно, наверное, считать оптимальной схемой применения математических методов для стратиграфической корреляции гляциальншс отложений. В первую очередь, проводя стратиграфическое расчленение гляциальных отложений в разрезах, следует применять факторный анализ. Наибольший эффект дает его комплексирование с кластерным анализом и методом Д.А.Родионова. Корреляцию морен можно проводить, применяя как геохимические или минералогические коэффициенты, так и матрицы коэффициентов парной корреляции, подсчитанные для отдельных моренных слоев. Для корреляции (группирования) моренных слоев пригоден как факторный, так и кластерный анализ. Их можно использовать и параллельно, что лишь способствует повышению качества корреляции,

В диссертации анализируется влияние систематических погрешностей аналитиков на результаты различных видов анализов, оптимальные размерности исследуемых фракций. Вопрос величины выборки, необходимой для достоверной характеристики моренного слоя в разрезе, решаетоя экспериментальным путем - анализируя зависимость коэффициента вариации от числа проб.

б. ПОИСКИ ГОШЕ КОРРЕКТИВОВ

Стратиграфическая корреляция четвертичных отложений опирается на комплексирование различных методов исследования. Постоянно возникает вопрос поисков новых, более эффективных коррелягивов, способствующих решению данной проблемы. С этой целью, изучая четвертичные отйожешш в окрестности г. Утенэ, параллельно стандартному • минералогическому анализу проводилось изучение типоморфных свойств некоторых медералов - роговой обманки и кварца. Подсчитывалось соотношение окатанных и неокатанных зерен роговой обманки, а также содержание зерен корродированного кварца и рагшонп-'-юлт моренах. Результаты исследований, после их статистической обработки,

в

позволили сделать виод, что в Юго-восточной Литве, на определенном удалении на юг и юго-восток от площадей распространения химически

.. давотрелых неогеновых кварцевых песков-(окрестности гг. Анякщяй,--------

Утена), содержание корродированного кварца в гляциалышх отложениях может служить в качестве коррелятявэ для морен.

7. СТРОЕНИЕ II Ф0Ш1Р0ВА1ШЕ ЧЕТВШШШЙ. ТОЛЩИ В ЗОВЕ

краевой ледниковой ашвдвди (на шшрв баятнПскоЦ

МАРШНМЫЮи ГРйди)

Подчствертдчный редъеш и особенности его ¿оршронания. Одним из основных факторов, определяющих строение всей четвертичной толщ, является подчетвертичный рельеф, изучению которого отводится немалая доля внимания при исследованиях четвертичных отложений или современного рельефа в любом регионе. Согласно районированию подчетвер-тичного рельефа Литвы ( Kudaba, 1983), Балтийская маргинальная гряда подстилается как приподнятыми (Рокишкский и Швенченсгаш цоколя, Мядишшкское плато), так и опущенными (покатость низовья Нямунаоа) тектоморфическиьй структурам. В целом подчетвертичшш рельеф/ в пределах Балтийской гряди представляет собой миоцон-нлиоцонооую поверхность выравнивания (довольно сильно измененную в результат^ раз -вития палеоврезов), которая в общих чертах имеет ступенчатый облип (Шляуиа, 1973).

Ступенчатый характер водораздельных участков подчетвертичного

рельефа более отчетливо «рояилячтоя западное г. Вильни; (ОвшюикиН объект), где шаделямтся три доочмгочно хороню внра/.ышы; ступени, поЖлиающиеся в СВ направлении. Низшая ступень с абсолют ниш отметками 0 —20 m занимает западную и ¡ого-западную часть исследуемого paBoici. Ь:'Оь';.я огупт pacuoia-.wa lu уроиио. >10 - t&i ч ицюти полосо~ ¡фот.дльаоТся с Cü iu по иоредини даиНих'о района, ыдеиь отл.-ч югоа док I '1 IiiЬ; .w;\H.fiU:i с (••¡л.фп-: w:X0 1..1 .1 ди Л' и 'и—,1* отметок + 4и - tot) м. 'фстья, • ниагчя, ступит рэсшолсгесшп па сеы.-ро-

восточно,; 4.VCL-Ü r';i'on : л прог^.- на -'ОоС :. ь:;/;

гяоря. На данной территории выявлена сложная сеть разломов кристаллического фундамента ,■ отражающихся в осадочной толще в виде разрывных нарушений или фяексурных зон. Границы крупных уступов подчет-вергичного рельефа, а также локальных выступов и понижений хорошо совпадают с флексурными зонами, выявленными в осадочной толще по кровле нижнемеловых отложений. Это свидетельствует, что активность разломов и движение блоков кристаллического фундамента обусловили основные черты подчетвертичного рельефа данного региона.

Имеющийся материал позволяет сделать вывод, что основные черты современного подчетвертичного рельефа сформировались в палеоген-неогеновое время :вследствлн тектонических движений и эрозионно-денудационных, а местами - и седдментационных процессов. Дальнейшие изменения рельефа следует увязывать с инверсионными неотектоннчес-кш.ш движениями, которые в целом имели унаследованный характер, а также с ледниковой экзарацией и другими денудационными процессами плейстоценового времени. Особенно яркий отпечаток в развитии подчетвертичного рельефа оставило образование эрозионной сети палеов-резов, строение и механизм формирования которых заслуживает отдельного внимания.

Распространение, строение и генезис палеоврезоп. Палеоврезы, как важный элемент подчетвертичного рельефа, а также и всей четвертичной толщи, изучаются многочисленными исследователями в разных регионах. Если опубликованные материалы по морфологии и строения» палеоврезов не вызывают больших сомнений и споров, то вопрос их генезиса и возраста до сих пор остается дискуссионным. В диссертационной работе приводится обзор разных взглядов по проблеме формирования палеоврезов.

Палеоврезы, развитые в пределах Балтийской маргинальной грядй

западнее г. Вильнюс, имеют каньонообразнуто Форму и в основном л

ориентированы СЗ-ЮВ направлении. Лишь некоторые из них имеют 3-В ориентировку. Особенно мощные погребенные долины расположены п

западной части данного района, где их днища опускаются до 90-120 ы шике уровня моря, а местами даке до - 156,0 гл. Их ширина достигает 5-ти километров. Излеоврезы, расположенные в восточной части этого района (прадолшш рек Шфис и Воко),не опускаются шше -20 —40 ы, а их ширина колеблется в пределах 0,5-2,0 юл. Вся сеть палеоврезов в южном направлении соединяется с прадолинои р. Ыяркис.

Иалеоврези в окрестности г. Утопа в основном ориентированы 03-1QB или в меридианальном направлении. Лишь на некоторых участках они имеют широтное направление. Палеоврезы по их глубине (« также учитывая их диалогическое заполнение и возраст) были подразделены на три группы: I) самые глубокие и саше древние, дно которых опускается до абсолютных отметок -50 —100 м, а иногда и ниже (-143,0 м, северо-западнее г. Утена), 2) с преобладающими абсолютными отметками дна -25 - +25 м; 3) палеоврез пра-Швянтойи, самый молодой, с абсолютными отметками дна +25 - +60 м. Разновозрастные палеоврезы на отдельных участках различными способами перекрываются одни другими, что еще больше осложняет их изучение.

Анализируя распространение палеоврезов в продолах Балтийской маргинальной гряды, в первую очередь внимание обращает их частичное совпадение с современной гидрографической сетью (реки Нярис, Швян-тойи, Воке, Стрева, Бранжуоле и др.) и вереницами озер. Определенную закономерность можно заметить и в литологическом заполнении палеоврезов. Большинство их в основном заполнены рыхлый! воднопед-1ШКОПШШ отложена®.!» или наблюдается почти рэвиошрнои чередование ледшгковых и водноледняковых образований. Изредка встречаются участки палеоврезов, почти целиком закупоренные морена;.;.! - когда простирание цялоовреьа opiifoiinipoanmio перпендикулярно а^нраил-;:! tri двли.,-шш лцдшков.

К}

:;,..(Ы1Ц11и0Я ,.;-lTi-.piIa.nii UQBUÜ ¡Ii:'!' [■". l'i. , НООГиКТоИИЧОС-

Kiio дтыешш способствовали не ч'0.'|М;о [¡щ:ч ;ji!jfOHnH ледника на иогок.1 л лопасти, но »1 в зиачхгстыюй ;.;еро аоуе К;;-.!л.: его риаолонаа н.ч

блоки в ходе дегляциации, Таким образом, по неотектонически активным зонам происходил основной сток талых ледниковых вод, а потом, в меж-ледниковье, здесь формировалась и гидрографическая сеть. Каньоно-образному врезу рек в начале нового оледенения способствовал значительный спад уровня эрозии - Мирового океана и продолжающееся поднятие территории, происходящее вследствие компенсирующей гляциоизо-стазш. Надвигающийся ледник подпруживал врезы и в них образовались мощные толщи водноледниковых, преимущественно лимногляциальных отложений трансгрессивной фазы оледенения. Вслед за этим наступивший ледник способствовал, в результате своей экзэрационной деятельности, лишь частичному изменению морфологии палеоврезов. Не исключено, что часть палеоврезов является аналогами современных рытвин и сформировались, согласно некоторым представлениям (ВоиЗЛоп, ШпйшагвЬ, 1987), под ледником вследствие? интенсивной эрозионной деятельности подземных и талых ледниковых вод с высоким гидродинамическим напором.

Можно предполагать, что перечисленные процессы в аналогичной последовательности происходили и в течение каждого цикла оледенение-межледниковье> а неотектоническая активность'; блоков кристаллического фундамента и осадочного чехла способствовали "Частичной унаследован-ности палеоврезов.

Стратиграфия, геологическое строение и особенности (Нормирования Балтийской маргинальной гряды. Балтийская маргинальная грдда примечательна тем, что здесь встречены отложения почти всех стратиграфических единиц, выделяемых в стратиграфической схеме четвертичных отложений Литвы. При определении стратиграфического ранга и возраста четвертичных отложений, при их корреляции, а также выявлении геологического строения Еалтийской маргинальной грдцы в целом, существенное значение имело применение человеко-машинной технологии стратиграфической корреляции морен. Она позволила, используя традиционные методы изучения вещественного состава море!;, получить качественно новую геологическую интерпретацию строения четвертичной

толщ. Выявлено, что в строения Балтийской маргинальной грдцы принимает участиер» разновозрастных морен: катлерокая, дзукшюкая, дай-навская, жямайтийская, шддшшкская и нямунская (грудаская и балтийская). Кроме того, на основании палинологических исследований, здесь выявлены отложения доледншшвья (даумантайские отложения) и 4-х меж-ледниковий; тургяляйского, бутенайского, снайгупольского и мяркинс-кого.

Комплексные и детальные геологические исследования Балтийской маргинальной гряды позволили выявить ряд закономерностей в её строении. Анализ многочисленных геологических профилей показал, что в пределах какого-то участка строение всей четвертичной толщ имеет однообразное, довольно выдержанное геологическое строение. Эти участки разграничивают разломы кристаллического фундамента и осадочной толщи, а таете и палеоврезы. Это свидетельствует о том, что образование и площадное развитие отдельных горизонтов четвертичной толщи в значительной степени связано с неотектоничоскими структурами и движениями. Обоснованность подобного вывода подтверждает анализ количества моренных и мекморенных слоен в пределах разных неотектонических структур. Число монморешшх толщи увеличивается ы пределах древних долин (палеоврезов) и положительных неотекгонических структур, а количество моренных слоев увеличивается (дрош определенной части палеоврезов) в пределах отрицательных структур. Также отмечено, что в пределах положительных структур преобладают флювиогляци-алыше {груоообломочныо) отложения, а к отрицательным неотекгони-чеекшл структурам приурочены в основном лшлногляциьлышс, и в меньшей мере - флювиогляциальныо отложения. Это важный поисковый критерий строительных материалов, особенно при поисках несчано-гравийной смеси.

В работе также анализируются некоторые другие виявлонныо зако-

нои»рновгл с1'росн»ш п 4ор..щро1- -мя Бь«гдйс:'ои мил^иш нчк гр'ЩЦ -концентрация грубообломочНого ддшиогляцльлыюго материала в верхней

части четвертичной толщи до глубины 30-40 гл, распределение отторжен-цев дочетвертичного возраста, тесное соотношение крупных морфо-структур современного рельефа с погребенными, среднеплейстоценовыми. Применение метода палеогеографических реконструкций позволило нам прийти к выводу, что полной деградации грудаского ледника на территории современной Балтийской маргинальной гряды ц^произошло. Это заставило по-новому интерпретировать некоторые особенности динамики ледника в краевой зоне и здесь протекавшие процессы морфогенеза, позволило высказать новые соображения о формировании некоторых форм С в частности, звонцев) ледникового рельефа.

Образование некоторых Форм ледникового р&льеФа. В строении Балтийской маргинальной грады вцделяйШся некоторые, формы краевого ледникового рельефа, механизм образования которых пока остается неясным. Это платообразные холмы, получившие название звонцев (Малаховский, Вигдорчик, 1951; 1963). Они изучались и.описаны многочисленными исследователями на северо-западе РСФСР, в Карелии, Эстонии, Латвии, Литве. Образования, аналогичные звонцам, описаны в Польше, Скандинавских странах, США. •.

Обязательный элемент звонцев - их двухъярусное строение; моренный цоколь и лимногляциальнаа покрышка. Все гипотезы, объясняющее образование звонцев тем или иным путем, имеют ряд спорных моментов. Однако существенным недостатком гипотез звонцеобразования является то, что они не могут объяснить, почему лимногляциальные бассейны образовались на самых высоких местах современных возвышенностей.

Результаты детальных литологических и геохимических исследований морен с применением математических методов и ЭВМ подтвердили предположения об чешуйчато-надвиговом строении моренных образований, слагающих основания звонцев. Эта информация, а такта) результаты анализа процесса деградации ледника последнего оледенения, позволили предложить новую гипотезу звонцеобразования. Её суть

заключается в том, что звошш образовались в результате деятельности двух разновозрастных (стадиальных или фазиальных) ледниковых лопастей последнего оледенения. Согласно предложенной гипотезе, звонцы,развитие в пределах одного лсдораздельного массива, являются одновозраст-ными, генетически связанными между собой и отражают специфическую особенность дегляциащш территории во Ьремя последнего (нямунокого, валдайского) оледенения - ее пульсационный характер. Исходя из этох'о, звонцы могут служить контролирующим фактором определения достоверности границ стадиального и фазпальпого рангов, что особенно важно при проведении крупномасштабных геологосъемочных работ. Таким образом была уточнена граница распространения балтийского ледника юго-восточнее г. Утена и обоснован грудаский возраст Таурагнайского моренного массива.

Классификация мезорельеДа Балтийской маргинальной гряры. Сложную совокупность краевых ледниковых образований Балтийской маргинальной

гряды наиболее представительно можно раскрыть,проводя классификацию мезоформ краевого рельефа. В представленной лито- и морфогенотичес-кой классификации краевого ледникового мезорельефа Балтийской маргинальной грады отражается связь картируемых мезоформ рельефа с лито-лого-гонетнческш.ш типами отложений с одной стороны, и с преобладающими рольефообразующшл процессам!, обусловленными динамическим состоянием ледника в краевой зоне, с другой.

Из представленной классификации водно, что в краевых ледниковых образованиях преобладают гляцигешше аккумулятивные фор;лы ыезорольо-фа, сформировавшиеся в основном при наступаиии ледгака, в стационарном его положении и в рецессирующеи фазе, при сохранении его активности. Г(:Цосо:Ц)уЮ|Ц.1Й посскыш!; ледник .ыы ь>оныво шнянля - в зхой стцдпи сформировались агшваогляца^^ьи-о и .'ыийглицл-ыыши ¿с,¿окормы. Дину.ц.ьунчпше в ркоарацлонпки ф), л. ,образов г:.и,ь ^ само.'! начальной итадлл ¡¡.чох^инН.!« 'юди^гь, а 1'ак.и» воиле- иго дчградящШ.

-22 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования по выявлению особенностей строения четвертичной толщи в пределах Балтийской маргинальной гряды позволили сделать ряд выводов и рекомендаций.

1. Основные черты современного подчетвертичного рельефа в пределах Балтийской маргинальной гряды сформировались в палеоген-неогеновое время . вследствие тектонических а эрозионно-денудационных, а местами - и седиментациошшх процессов. Дальнейшие изменения подчетвертичного рельефа связаны с инверсионными иеотэктопическими движениями, имеющими унаследованной характер, а также с ледниковой экзарацией и денудационными процессами плейстоценового-'времени.

2. Структурно-тектонические условия способствовали не только расчленению ледника на потоки и лопЗсти, но и в значительной мере обусловили его расчленение на блоки в ходе дегляциации. Основной сток талых ледниковых вод происходил по неотектонически активным зонам,где впоследствии,в менледниковье, форшровалась гидрографическая сеть. Каньонообразное врезание рек в начале нового оледенения способствовало образованию значительной части палеоврезов.

3. В строении Балтийской маргинальной гр?фы выявлены образования доледниковья (даумэнтайские слои), 4-х ыежледниковий (турглляйского, бутенайского, снайгупельского и мяркинского) и б-ти оледенений (кат-лерского, дзукийского, дайнавского, жямайтийского, мядининкайского и нямунского). ■*

4'. В краевых ледниковых образованиях Балтийской маргинальной гряды преобладают гляциальные аккумулятивные формы мезорельефа, сформировавшиеся в основном при наступании ледника, в стационарном его положении и в рецессирующей фазе, при сохранении его активности. В стадии пассивно рецессирующего ледника сформировались флювиогляхталь--пне и лимногляциэльные формы мезорельефа.

5. Такие формы современного рельефа, как звонцы, развитые в пределах одного ледораздельного массива, являются одновозрастпими, генетически связанными иоядег собой п отражают специфическую особен-

ность деградации ледникового покрова последнего (нямунского, валдайс- • кого) оледенения' - его пульсационный характер. Звонцы служат контролирующим фактором достоверности проведения стадиальных или фазиалышх границ на всей территории распространения последнего оледенения.

б. Применение математических методов и вычислительной техники при обработке данных литологических и геохимических исследований морен способствует более эффективной и достоверной стратиграфической корреляции четвертичных отложений. Разработка новой методики (человеко-машинной технологии) стратиграфической корреляции плейстоценовых морен позволила установить следующие представления:

- Стратиграфическая.корреляция морен наиболее достоверно проводиться на основе данных полного химического (силикатного) анализа. Хорошие результаты дает использование данных спектрального анализа. Удовлетворительные результаты погстратиграфнческой корреляции морен на основе данных минералогического анализа можно получить лишь в том случае, когда весь используемый объем анализов выполнен одним аналитиком.

- Корреляцию морен рационально проводить,применяя как геохимические и минералогические показатели, так ц матрицы коэффициентов парной корреляции, подсчитанные для отдельных моренных слоев.

- Наиболее эффективными математическими методами для стратиграфического расчленения и корреляции морен являются факторный и кластерный анализы. Их параллельное использование способствует повышении качества корреляции.

- Величину выборки проб для отдельного моренного слоя целесообразно определить экспериментальным путей, оцешшьн изменение коэффи- . циента вариации (его приближение к с во «¡.¡у теоретическое значению -

константе) в зависимости от числа проб.

- Па достоверность стратиграфической корреляция морей оказывает

ьллянае: кпчоотио изучаемого кориэ л оиобр шиьх проб, яибор анализ:;-¡/./1. шх йдакц]-.г:.л.: ,':1:(а.1.:>! : .¡••лмтпкг'к.'к.сти; -..пиар:. ры и лепопь-

:г,тгр:;':гоп", ^у'а^ггчост: лр::"он'иг'я г-ибрз иного »птгаэттич всякого

-217. В Юго-восточной. Литве, на определенном удалении на юг и юго-

восток от ареола распространения неогеновых кварцевых песков (р-оны

городов Утенз и Аникщяй), а качестве коррелятива можно использовать

содержание зерен корродированного кварца в моренах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Особенности строения четвертичных отложений Юго-восточной

- Литвы // Палеогеография и стратиграфия четвертичного периода Прибалтики и сопредельных районов. Вильнюс, IS84. С. 74-80 (соавтор Балтрунас В.А.).

2. Граница нямунского ледникового покрова в Юго-восточной Литве в свете биостратиграфических данных // Палеогеография и стратиграфия четвертичного периода Прибалтики и сопредельных районов. Вильнюс; 1984. С. 155-160 (соавторы Ковдратене О.П., Кливечкене A.A.).

3. Расчленение разновозрастных морен плейстоцена в зоне Балтийской маргинальной грады по комплексу признаков // Геологические исследования и'изучение минерально-сырьевой базы Литовской ССР. Вильнюс, 1985. С. 43-45 (соавторы Гайгалас А.И., Рудницкайте Э.Л.).

4. Тектоническая структура и строение четвертичной толщ в районе гг. Вилышс-Тракай-Электренай // Исследование ледниковых образований Прибалтики. Вильнюс, 1986. С. I04-II3 (соавтор Шляупа А.И.).

5. Особенности крупномасштабной геологической съемки четвертичных отложений Литовской ССР // Интенсификация регионального геологического изучения территории СССР в свете решений ХХУП съезда КПСС (тезлсы докладов). Свердловск, 1987. С. 152-154 (соавтор Шляупа. А.И.).

6. Применение математических методов и ЭВМ для стратиграфического расчленения четвертичной толщи // Внедрение математических методов и вычислительной техники в практику геологоразведочных работ Советской Прибалтики. Вильнюс, 1988. С, 170-174.

7. Стратотип отложений бутенайского горизорта // Науч.тр.вузов ЛитССР. Геология. Вильнюс: Мокслас, 1989. Т. 10. С. 94-107 (соавтор Ковдратене 0.П.).

8. Расположение межмореиных горизонтов в толще ледниковых отложений плейстоцена восточной окрестности г. Утена // Науч.тр.вузов 'ЛитССР. Геология. Вильнюс: Ыокслас, 1989. Т. 10. С. 108-120 (соавторы Гайгалас А.И., Мс-лешите Ы.И.).

9. Строение и ллтологический состав террас среднего точения р. Швянтоии // Науч.тр. вузов ЛитССР. Геология. Вильнюс: Ыокслас, 1989. Т. 10. С. 147-159 (соавторы Гайгалас А.И., Саткунас H.A., Диарецкэс

в:в.).

10. Те|«аш.>:.инесценгш:й возрг-от ногднс.чо1 вертичш.х uос коь в ОбНажоНПП iC'IKOhHO (l-'yíiil .^. í.-'i) // 1'бОХ[П)ИОЛ?KP:.С !Ш<• И ЛЗС':'иЛ1:0-

геохимические исследования в Прибалтике и Белоруссии. Вильнюс, 1989. С. 42-43 (соавторы Гайгалас А.И., ХюттТ.Ии, Мелешите М.И.).

11. Стратиграфия и палеогеография среднего и нижнего плейстоцена Юяной Прибалтики л свете палеоботанических данных // Четвертичный период.Палеонтология и археология. Кишинев: Шгиинца, 1989. С. ЮЗ-ИО (соавтор Кондратене О.П.).

12. К теории образования форм ледникового рельефа // Науч. тр. вузов ЛитССР. География. Вильнюс: Мокслас, 1990. Т. 26. С. 1932.

13. Применение математических методов для стратиграфического расчленения и корреляции морен // Тезисы УИ Всес.совещ. "Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология". Таллинн,1990. Т. I. С. 57-58.

14. Геологическое строение краевых ледниковых образований Балтийской маргинальной гряди по данным крупномасштабной геологической съемки // Тезисы докладов У111 Всес.совещ. по краевым образованиям материковых оледенений. М1нок: Навука 1 тэхнига, 1990.

14-15.

15. Человеко-машинная технология стратиграфической корреляции "ляцигонных отложений // Науч.тр.вузов ЛитССР. Геология. Вильнюс: Мокслас, 1991. Т. 12 (я печати).

16. Применение геохимических методов исследований для определения относительного возраста плейстоценовых морен // Геохроно-гогнчрскте л изотопно-геохимические псслодования л четвертичной •оологии н археологии. Видыг-оо, 199Т (в печати).