ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Q или антропогеновый период – самый молодой, продолжающийся и ныне этап в геологической истории Земли. С ним связаны своеобразные и значительные события в жизни нашей планеты, такие как:

1) резкие колебания климата, приведшие к возникновению грандиозных ледниковых покровов на материках северного полушария;

2) существенные колебания уровня Мирового океана;

3) быстрый рост горных хребтов;

4) образование покроваконтинентальных отложений на всей территории суши;

5) возникновение современной географической среды – рельефа, растительности, животного мира;

6) самое яркое событие этого периода – формирование человека и развитие человеческого общества.

Изучением геологической истории и стратиграфии отложений четвертичного периода занимается четвертичная (Q) геология, или геология Q системы (квартера, антропогена). четвертичная геология является разделом исторической геологии, ее последней главой. Однако отложения и вся история Q периода настолько специфичны, что этот раздел геологии выделился в самостоятельную научную дисциплину. Связано это, прежде всего, с необходимостью разработки новых своеобразных методов исследования, подходящих для изучения Q отложений. Кроме того, обособление геологии Q отложений обусловлено их особой ролью в практической деятельности человека.

Объект изучения Q геологии – отложения последнего отрезка геологической истории продолжительностью 1,8 млн. летна основании первого проявления похолодания климата, отразившегося в фауне морских слоев плиоцена. Однако на последнем совещании неоген-четвертичной комиссии, проходившем 31марта-1апреля 2011 г., обсуждалась граница Q системы и неогена и было принято решение понизить ее до 2,6 млн. лет, как рекомендует Международная комиссия по стратиграфии и ее подкомиссия по неогеновой и четвертичной системам.

Нет полной определенности и в названии системы. Наименование Q система (в то время горные породы делили на 4 группы или формации) предложил в 1825г. Ж.Денуайе. Сейчас исследователи отказались от термина третичная система, поэтому термин "четвертичная" система, является как-бы архаичным. Q отложения называли в разное время новейшими, послетретичными осадками, постплиоценом. В 1839 г. Ч.Лайель предложил термин плейстоцен, включив сюда отложения, морская фауна которых на 90% состояла из современных видов. За рубежом и в последние годы в России используется термин кватер(Quarternary). А.П.Павловым был предложен термин антропоген в связи с появлением в Q периоде человека. Так вот на упомянутом мною совещании было предложено вернуться к этому термину. На мой взгляд, термин квартер, предпочтительнее, т.к. он включает в себя и плейстоцен, и голоцен, но другие термины тоже имеют право на существование.

В целомзадачи изучения плейстоцена, в сущности, те же, что и при изучении других разделов исторической геологии. Важнейшие из них:

1) стратиграфическое расчленение и корреляция разрезов;

2) выяснение геологического строения Q покрова и генезиса отложений;

3) восстановление палеогеографических обстановок;

4) воссоздание истории тектонических движений и вулканизма;

5) совершенствование старых и разработка новых методов исследования, особенно методов определения абсолютного возраста отложений.

Особенности Q периода и его отложений

1) Малая продолжительность Q периода. У нас принят объем Q системы 1,8 млн. лет, но и предлагаемом объеме 2,6 млн. лет она меньше любого геологического века дочетвертичного времени. Основной метод исторической геологии – биостратиграфический(палеонтологический), здесь не работает: эволюция органического мира идет медленнее, чем необходимо для фиксации столь кратких отрезков времени.

2) Крайняя геологическая молодость Q отложений. Это проявляется в ряде их особенностей:

а) в повсеместном распространении,

б) в преобладании рыхлых нелитифицированных осадков, малой мощности (обычно 100-200 м, но в отдельных тектонических прогибах до 1800 м),

в) в недислоцированности (в общем). Отложения дислоцируются в результате действия ледников (гляциодислокаций) и оползней.

С одной стороны, молодые отложения мешают изучению древних; с другой, в них сохраняются признаки осадка, остатки организмов, что обеспечивает надежность палеогеографических реконструкций, имеющих для стратиграфии основное значение.

3) Господство континентальных отложений. К Q периодусовременные очертания материков уже сформировались. Характерна большая пестрота состава континентальных отложений. Но при этом наблюдается повторяемость однообразных литогенетических комплексов, что обусловлено повторением сходных седиментационных обстановок. Особенность континентальных отложений – сложное сочетание на суше процессов аккумуляции и денудации, проявляющееся в их строении.

Характерен хорошо сохранившийся аккумулятивный рельеф, в частности, речные террасы. Тесная связь осадконакопления с рельефом выдвигает на первый план геоморфологическую методику. Существенно отличаются и методы фациального анализаQ отложений. Применение их невозможно без использования учения о генетических типах континентальных отложений. Особенностью их является почти полное отсутствие палеонтологических остатков. Но встречаются находки и массовые захоронения ископаемых организмов. Словом, основной метод исторической геологии – палеонтологический – применяется в Q геологии значительно реже.

4) Важнейшая особенность Q периода –глобальные колебания климата с возникновением покровных оледененийна материках Северного полушария.

Сильным и длительным похолоданиям климата в средних широтах и на севере соответствовали ледниковья (гляциалы), во время которых в зонах влажного климата возникали материковые оледенения. В зоне сухого арктического климата формировалась вечная мерзлота. Длительные потепления климата выражались соответственно в межледниковьях (интергляциалах), в деградации вечной мерзлоты. На фоне этих крупных колебаний проявлялись и более мелкие, образуя соподчиненные ритмы различной сложности. В аридной зоне и в субтропиках в связи с изменениями климата чередовались эпохи увлажнения – плювиалы, и иссушения – ариды.

Ритмика климатических изменений дает палеоклиматическую основу для стратиграфического расчленения Q отложений, опирающуюся на совокупность их особенностей их литологии и палеонтологии, характеризующих климат прошлого.

5) Развитие человека. Специфическая особенность Q периода – формирование человечества и его материальной культуры. Это было время широкого расселения человека и распространения создаваемых им каменных изделий и других остатков материальной культуры. Установлено, что архантропы (древнейшие обезьянолюди)появились 700-600 тыс. лет назад, а их ближайшие предки австралопитеки (человекообразные обезьяны),найденные в экваториальной Африке,появились раньше, около 2 млн. лет назад.Прогрессивные изменения материальной культуры создают предпосылки для использования археологического метода в Q стратиграфии.

Краткая история изучения Q отложений региона.

Изучение Q отложений началось в XVIII веке с исследования валунных глин. С этого же времени попеременно господствуют идеи дрифта и покровных ледников, а также идеи моногляциализма и полигляциализма.

На европейском Северо-Востоке изучение Q отложений началось в середине XIX века с исследований Мурчисона, Кайзерлинга, Шренка, Гофмана, Барбота де Марни, Штукенберга, Чернышева и др. В 20-50 годах XX века здесь работают отец и сын Черновы, Варсанофьева, Ламакин, Кудрявцев, Бойцова, Александрова. Очень важную роль в изучении Q отложений сыграло развитие палинологии– учения об ископаемых спорах и пыльце растений, дающих характеристику палеоклиматических условий времени отложения осадков. Развивается комплексность исследований.

В 1932 г. – составлена карта Q отложений европейской части СССР под редакцией С.А.Яковлева (масштаб 1:2 500 000). Тогда же на Конгрессе INQVA было принято решение о разделении Q системы на четыре части, первоначально рассматривающиеся, как отделы. В 30-е годы были созданы первые региональные стратиграфические схемы для европейской части СССР (Мирчинк, Герасимов, Марков). В 1964 г. Стратиграфическим комитетом была утверждена Унифицированная стратиграфическая схема Восточно-Европейской платформы.

В 60 годах – качественно новый этап в изучении Q отложений, связанный с широким развитием бурения. Появились новые методы исследований: абсолютной геохронологии, палеомагнитный и микропалеотериологический. По сути, это был "золотой век" Q геологии в регионе, приведший к мощному прорыву в его изучении.

В настоящее время проблематичными остаются количество, возраст и границы оледенений в разные эпохи плейстоцена, а также масштаб и продолжительность эвстатических колебаний уровня океана.

Научное и практическое значение четвертичной геологии

Q отложения являются основанием для всевозможных сооружений, поскольку почти повсеместно перекрывают земную поверхность. При всех без исключения инженерно-геологических изысканиях необходимо изучение четвертичных отложений. Любое строительство требует знания свойств и особенностей Q покрова в данном конкретном месте. Для решения инженерно-геологических вопросов при строительстве крупных долговременных сооружений – каналов, дорог, плотин, городов, морских портов и т.д., необходимо знать еще и историю геологического развития региона. Существование погребенных долин, наличие плывунов, история гидрографической сети, формирование прибрежных пляжей, направленность неотектонических движений в плейстоцен – все эти вопросы решаются в рамках Q геологии.

С Q отложениями связаны многочисленные полезные ископаемые: стройматериалы, россыпные месторождения золота, платины, алмазов, касситерита, драгоценных камней и т.д., залежи торфа, сапропеля, различных солей (каменной соли, мирабилита). К Q отложениям (особенно, к аллювиальным) приурочены подземные воды.

Изучение Q отложений необходимо при проведении поисковых и разведочных работ, при выявлении погребенных структур, при валунном и шлиховом методах поисков. При закладке разведочных горных выработок должны учитываться состав и мощность Q покрова и, опять-таки, важное значение здесь имеет знание истории развития региона в плейстоцене.

Состав Q отложений, являясь материнским субстратом и определяя плодородие почв, оказывают большое влияние на почвенный покров, т.е. изучение Q геологии играет большую роль в сельском и лесном хозяйстве.

Велико значение Q геологии и в научном плане. Поскольку Q отложения доступны для изучения и при этом первичные их особенности хорошо сохраняются, они являются важным звеном в сравнительно-историческом изучении геологического прошлого. Вопросы седиментогенеза, экологии, эволюции органического мира, вулканических и тектонических процессов, рельефообразованияв рамках Q периода решаются достаточно полно и глубоко. И вот здесь Q геология вступает в связь с огромным количеством геологических и географических наук.

Важно значение исследования плейстоцена как времени формирования человека и его культуры. Поэтому Q геология тесно соприкасается с археологией, антропологией, этнографией.

Q период – время формирования современной физико-географической среды: рельефа, фауны, флоры, почвы. Отсюда связь ее с геоморфологией, биостратиграфией, почвоведением.

В заключение необходимо подчеркнуть, что изучение Q геологии требует от исследователя разносторонней подготовки, широкого кругозора. Необходимо владеть геоморфологическим методом и знать учение о генетических типах отложений.