Геология Ленинградской, Псковской и Новгородской областей

Верхнечетвертичные отложения. Молого-шекснинский горизонт. Молого-шекснинские соминские отложения. Климатический оптимум межледниковья

Существование значительных потеплений в течение верхнего плей­стоцена в Северной Европе, а также в пределах рассматриваемого ре­гиона, сопровождавшихся полным исчезновением материкового льда в Скандинавии, было установлено еще в 30-е годы (Яковлев, 1947; Мос­квитин, 1947; Апухтин, 1948). А. И. Москвитин второе верхнеплейсто­ценовое потепление назвал молого-шекснинским межледниковьем. Это крупное потепление межледникового типа, вначале не нашедшее под­держки среди широкого круга геологов, в настоящее время является ши­роко признанным (Москвитин, 1947; Апухтин, 1948; Апухтин, Яковлева, 1961; Гричук, 1961; Никонов, 1966; В. Г. Легкова, 1967 г.; Экман, 1968; Раукас и др., 1968). Дискуссионным остается только таксономическая значимость осадков этого времени.

Некоторые исследователи связывают их с длительным и теплым со­минским интерстадиалом (Вигдорчик и др., 1962).

Стратиграфическое положение молого-шекснинских (соминских) слоев в рассматриваемом регионе устанавливается достаточно отчетли­во. Они лежат выше микулинских отложений и повсеместно отделя­ются от последних калининской (нижневалдайской) мореной и пере­крыты осташковскими (верхневалдайскими) ледниковыми отложениями. За пределами распространения последних молого-шекснинские слои вы­ходят на поверхность. Литологически это разнообразные по крупности пески, от мелко- до среднезернистых, часто с глинистыми прослоями, но нередко осадки представлены и глинистыми, суглинистыми и супес­чаными разностями. Мощность отложений колеблется, достигая в не­которых разрезах 30 м и более.

Палеонтологические данные, полученные при изучении отложений этих слоев, отражают значительное и длительное потепление климата, вызвавшее, по-видимому, полное исчезновение материкового льда в цен­тре оледенения.

Молого-шекснинские (соминские) отложения в пределах рассматри­ваемой территории широко распространены и изучены в многочислен­ных разрезах в различных частях Ленинградской, Псковской и Новго­родской областей. Они представлены континентальными и морскими фациями. Морские осадки развиты только на севере Ленинградской области — на Карельском перешейке и в Приневской низменности. На Онежско-Ладожском перешейке морские молого-шекснинские отло­жения выявлены пока лишь в его средней части. Южнее они сменяются континентальными фациями.

Прежде чем перейти к рассмотрению молого-шеконинских (сомин­ских) морских отложений, развитых на северо-западе, следует отме­тить, что они слагают второй сверху межморенный горизонт в пределах границ распространения морены карельского оледенения (лужской ста­дии). Если в настоящее время установлено отсутствие морского про­лива между Белым и Балтийским морями в микулинское время, то в молого-шекснинское межледниковье такое соединение существовало (Апухтин, Экман, 1967). На территории всего Северо-Запада СССР морские слои второго верхнеплейстоценового (молого-шекснинского) потепления установлены на Кольском полуострове (Апухтин, 1957; Ни­конов, 1966), в Карелии (Земляков, 1936; Покровская, Шарков, 1960 г.; Апухтин, Экман, 1967), в западной части Архангельской обла­сти (Апухтин, Щукин, 1967) и на Карельском перешейке (Апухтин, Яковлева, 1961).

Морские молого-шекснинские отложения залегают на различных гип­сометрических уровнях, что обусловлено неровностями дна межледни­кового моря. Поверхность их кровли также имеет неровный характер, что, вероятно, в значительной мере связано с различной глубиной лед­никового выпахивания.

На Карельском перешейке морские межледниковые отложения ха­рактеризуются остатками фауны и флоры, отражающими нормальную соленость морских вод. Во время этой морской трансгрессии централь­ная возвышенная часть Карельского перешейка находилась выше уров­ня моря, так же как и южная часть Онежско-Ладожского перешейка, что доказывается континентальным происхождением молого-шекснин- ских отложений в разрезах этих районов. Морские слои в средней ча­сти Карельского перешейка были вскрыты буровыми скважинами в рай­оне оз. Нахимовского у пос. Овсяное, на берегу Финского залива у поселков Пески и Первомайское. В южной части перешейка и на При­невской низменности, кроме известных в литературе разрезов на р. Мге и у пос. Рыбацкого, обнаружены новые разрезы отложений в районе пос. Токсово (Малаховский и др., 1966) и в Приневской низменности (скважины 5, 6, 1470, 27а, 340, 307) (С. Р. Шевченко, Т. В. Усикова и др., 1967 г.), которые Н. И. Апухтин относит к молого-шекснинскому времени.

Наиболее высокое гипсометрическое положение морские слои зани­мают в районе с. Первомайского (38,6—40,4 м), близ западного склона возвышенной центральной части Карельского перешейка. Выше уровня моря они отмечены также в западной части перешейка на берегу Фин­ского залива у с. Пески и в разрезах по р. Мге. Обычно же эти слои лежат ниже уровня моря.

По литологическому составу это, как правило, супеси, суглинки, алевритовые и плотные глины и реже пески глинистые и пылеватые. К пескам, залегающим на глинистой толще, приурочен Полюстровский водоносный горизонт. Осадки окрашены в темно-серые и серые цвета, иногда с зеленоватым оттенком. При большом наличии гумуса глинистые отложения приобретают почти черный цвет и сильный запах сероводо­рода.

В пос. Овсяное морские молого-шекснинские отложения представ­лены глинистыми песками с гравием и галькой мощностью всего 1 м при залегании на глубине 45,5 м. В глинистых песках обнаружен ком­плекс диатомовых литоральной зоны: Melosira sulcata Grun., Hyalo­discus scoticus (Ktz.) Grun., Coscinodiscus sp. sp., Actinocyclus ehren- bergil Ralfs (осколки), Rhabdonema sp. (arcuatum) (Lyngb.), Gram- matophora sp. (септы), Diploneis sp. (didirna) (осколки), Pintiularia sp. (осколки), Epithemia turgida (Ehr.) Ktz., Campylodiscus echeneis (Ehr.) (осколки).  

В разрезе у пос. Пески пластичные сизовато-серые глины характери­зуются следующим составом диатомовых: Hyalodiscus scoticus (Ktz.) Grun., Thalassiosira gravida CL, Actinocyclus ehrenbergii var. crassa (W. S m.) H u s t., Actinoptychus undulatus (Bail) Ralfs, Coscinodis­cus lacustris G r., Chaetoceros affinis (покоящиеся споры), Rhabdonema arcuatum (Lyngb.) Kutz., Rh. minutum Ktz., Grammatophora arcua- ta Ehr., Gr. arctica Cl., Thalassionema nitzschiodes Grun. Synedra. kamtschatica Grun., Synedra tabulata (A g.) Ktz., Cocconeis costata Greg., C. scutellum var. parva Grun.

Морские и солоноводные формы встречаются с оценкой «единич­но» и лишь спикулы губок имеют оценку «часто». Морской генезис осадков доказывается также и наличием обломков кремневых жгути­ковых, среди которых установлены Distephanus speculum (Е h г.) Hae­ckel и Dictiocha fibula Ehr.

Изучение пыльцы и спор из глин и песков этих разрезов показало в них господство пыльцы древесных пород, среди которой пыльца бе­резы составляет 38—60%, пыльца ольхи 22—38%, пыльца сосны до 25%. Количество пыльцы ели не превышает 2—3%. Несмотря на то, что эти разрезы изучены палинологически недостаточно, можно сде­лать вывод о том, что климат времени формирования осадков был не холоднее современного.

На востоке центральной части Карельского перешейка, у пос. Де­нисово, морские молого-шекснинские (соминские) слои вскрыты на глубине 39,0 м. Они характеризуются, по данным Е. С. Малясовой, спектрами преимущественно лесного типа и связываются ею с нача­лом межледниковья. Среди древесных пород преобладает пыльца бе­резы (30—50%) и ольхи (10—60%). Максимумы пыльцы этих пород приурочены к глубинам 76—87 и 21—55 м. В интервале 56—75 м пыль­ца ели достигает 32%, сосны 40%.

По всему разрезу отмечены единичные пыльцевые зерна широко­лиственных пород. Лишь в образце с глубины 86 м количество пыльцы широколиственных пород резко увеличивается: пыльца граба состав­ляет 2%, вяза 5% и орешника 8%. Среди травянистой пыльцы господ­ствует пыльца маревых и полыней, а также отмечается пыльца эфед­ры. Морской генезис отложений подтверждается наличием в них мор­ских диатомовых. В глинах на глубине от 40 до 60 м обнаруживаются следующие морские диатомовые («единично» и «редко»): Thalassiosira gravida С 1., Т. sp., Thalassionema nitzschioides G г u n., Chaetoceros (споры), C. seiracanthus (Grun.), Melosira sulcata (Ehr.) Ktz., Po- dosira sp., Actinocyclus sp., A. ehrenbergii Ralfs., Coscinodiscus per- foratus E h r., C. lacustris Grun., Actinoptychus sp., неопределимые об­ломки морских Centrales, Grammatophora arcuata E h r., Coscinodiscus lacustris var. septentrionalis Grun., Rhaphoneis minutum Ktz., Syne- dra tabulata (Ag.) Ktz., Trachyneis aspera (Ehr.) Cl., Rhabdonema arcuatum (Lyngb.) Ktz., Rhabdonema sp., Stephanodiscus sp.

К начальной фазе развития межледниковья относятся, вероятно, также и осадки с ритмичной слоистостью ленточного типа, вскрытые скважинами 13, 27а, 340, 307, 1470, 163, 16, 343, к северу от Ленинграда. Они отнесены Т. В. Усиковой и Е. С. Малясовой к озерно-ледниковым отложениям московского времени или к верхневолжскому интерстадиа- лу калининского оледенения. Между тем, эти отложения характеризу­ются следующими морскими формами диатомовых, с преобладанием морских и солоноводных видов, число которых достигает 26: Hyalodis- cus scoticus (Kiitz.) Grun., Thalassiosira gravida Cl., Grammatophora oceanica (Ehr.) G r u n., и пресноводных: Cocconeis disculus (Sch u n.) C 1., Diploneis domblitensis var. subconstricta A. G 1. Здесь отмечаются также в меньшем количестве и холодолюбивые пресноводные формы: Melosira islandica subsp. helvetica О. Mull., Cyclotella bodanica Eu- lenst, Opephora martyi Herib, Cocconeis disculus (S c h u n.) C 1., Diplo­neis domblittensis var. subconstricta A. Cl., Navicula scutelloides W. S m. По данным палинологических исследований в этих осадках господ­ствует пыльца древесных пород, в основном берез. Среди пыльцы трав преобладают полыни, среди споровых — споры зеленых и сфагновых мхов.

Оптимум межледниковья отражают слои с остатками малакофауны в разрезах у с. Рыбацкого, на р. Мге, у с. Синявино и других пунктах, имеющие более теплую палинологическую характеристику, чем отложе­ния его начальной фазы. На это время падает и максимум развития морской трансгрессии. Впервые разрез морских отложений молого-шек- снинского времени был открыт Н. В. Потуловой в 1921 г. Этот разрез расположен к востоку от Ленинграда на р. Мге, выше железнодорож­ного моста около с. Горы.

В черных глинах Н. В. Потуловой найдены остатки и целые рако­вины Yoldia arctica Grey, Y. arctica subsp. aestuariorum Moss., Telli- na calcareaChem., Cardium ciliatum Fabr., C. edule L., Mytilus edu- lis L., Anomya ephippium L. и Littorina littorea L.

В слоях, содержащих остатки морской фауны обнаруживается в большом количестве пыльца широколиственных пород —дуба, вяза, граба, липы и орешника. Вверх и вниз по разрезу количество пыльцы широколиственных деревьев уменьшается и увеличивается количество пыльцы мелколиственных и хвойных пород. Таким образом, здесь на­блюдается полный цикл изменения климата межледниковья от субарк­тического к умеренному и снова к субарктическому. Черные битуминоз­ные глины отлагались в период климатического оптимума.

Благодаря выносу пыльцы ольхи, которой очень много, из состава древесных палинологические спектры мгинских отложений получились весьма сходными со спектрами микулинских слоев в с. Микулине (Гри- чук, 1961; Черемисинова, Знаменская, 1962 и др.).

Однако возраст мгинских слоев, отражающий климатический оп­тимум 47400+1400 по раковинам и 36 500+1000 по гумусу, оказался значительно моложе времени оптимальных климатических условий на­копления осадков бореальной — (земской) трансгрессий микулинского межледниковья.

Климатический оптимум межледниковья, во время которого фор­мировались земские слои, сопоставляемые с отложениями бореальной трансгрессии, датируется 120000 лет, а конец межледниковья — около 70 000 лет (Rosholt а. о., 1961 г.). Абсолютные датировки, полученные радиоуглеродным методом, свидетельствуют о более молодом возрасте мгинских отложений, соответствующих молого-шекснинскому межлед­никовью.

Следует сказать, что в пределах Приневской низменности и южной части Карельского перешейка, которые являлись зоной интенсивного размыва в позднеледниковое время, стратиграфическое положение мо- лого-шекснинских (соминских) слоев менее четкое, чем в средней части Карельского, а также в центральной и южной частях Онежско-Ладож­ского перешейков. Однако и здесь в отдельных местах, например в раз­резе оз. Хеппо-ярви и у с. Синявино (скв. 7), выше этой толщи зале­гают морены осташковского и карельского оледенений ().

Континентальные отложения молого-шекснинского (соминского) времени устанавливаются в разрезах центральной возвышенной части Карельского перешейка, на юге Онежско-Ладожского перешейка и на всей остальной территории, не покрывавшейся водами онежской (мгин- ской трансгрессии). Наиболее полно они представлены в скв. 221 на горе Майской ’.

Здесь на абсолютной высоте 143 м под верхней (осташковской) мореной и песками на глубине от 9,3 до 12,3 м залегает автохтонный заиленный торф с включениями вивианита. Ниже, до подстилающей морены, лежащей на глубине 34 м, развиты мелкозернистые коричне­вато-серые однородные пески.

Торф и подстилающие пески заключают споры и пыльцу преиму­щественно древесных пород, составляющую 58—80% от общего состава пыльцы и спор. Среди пыльцы древесных господствует пыльца сосны. Количество пыльцы березы достигает на отдельных интервалах 35— 40%. Пыльца ели встречается в несколько меньшем количестве. Пыль­ца ольхи по всей толще колеблется от 10 до 25—35% и лишь в низах толщи торфа резко возрастает до 108%. Также ведет себя и пыльца орешника, количество которой в торфе на этой же глубине (11—12 м) достигает 97,0%. В подстилающей песчаной толще почти на всех глу­бинах присутствует пыльца Betula nana L. — от 2—3 до 18%. В торфе отмечаются лишь отдельные пыльцевые зерна этого вида березы. Пыль­ца широколиственных пород спорадически присутствует по всему раз­резу в незначительном количестве и только в торфе достигает 15—28% от суммы пыльцы древесных пород с учетом исключения из их состава пыльцы ольхи и орешника. Пыльца трав занимает подчиненное положе­ние (8—20%). Споры встречаются повсеместно от 20 до 40% и лишь на глубине 16—17 м. количество их достигает 60%. Местами отмечены споры Botrychium.

Карпологические исследования показали, что большинство видов растений, составляющих торф, произрастают в этом районе и в настоя­щее время, и лишь в нижних его слоях были встречены вымершие виды, такие, как Lycopus intermedius D о г о f. и некоторые другие. В толще песков и особенно в торфе встречена богатая пресноводная диатомо­вая флора.

На юге Онежско-Ладожского перешейка, за пределами распростра­нения морены карельского ледника, в разрезах окрестностей г. Подпо­рожья континентальные отложения молого-шекснинского (соминского) времени залегают на морене калининского ледника и покрываются ос­ташковской мореной. В аналогичных условиях эти осадки лежат и в разрезе скв. 23 на р. Тукше.

В районе г. Подпорожья они вскрыты шестью скважинами на раз­личных глубинах и в некоторых местах выходят на поверхность по бе­регам рек. Наибольшая глубина их залегания здесь 26 м. По составу осадки разнообразны, обычно песчанистые.

В разрезе по р. Тукше молого-шексяинские глины также залегают между осташковской и калининской моренами. Глинистые слои здесь характеризуются спектрами лесного типа. Среди древесной пыльцы пре­обладают переменно пыльца березы, сосны и ели. Количество пыльцы хвойных на глубине 57,5—50,0 м достигает 30%. Выше, на глубине 44,7—48,0 м количество пыльцы ели снижается до 15%. Пыльца широ­колиственных пород — граба, дуба, вяза и липы — встречается по всему разрезу — до 1—2% от состава древесной пыльцы. Пыльца орешника в некоторых образцах достигает 10%. Среди пыльцы трав, количество которой не превышает 20—25%, преобладает пыльца злаков и полыней. На глубине 53,5 и 57,5 м обнаружена пыльца водных растений Nimp- haea sp. и Alisma sp.

Среди спор преобладают споры зеленых мхов.

К юго-западу от описанных разрезов южной части Онежско-Ладож­ского перешейка молого-шекснинские (соминские) слои вскрыты сква­жиной в районе ст. Пикалево в разрезе горы Масляной, на северном склоне глинта. Здесь под 24-метровой толщей осташковской морены залегает 30-метровая толща переслаивания глинистых и песчанистых озерных отложений. Осадки характеризуются спектрами лесного типа. Среди древесной пыльцы, содержащейся в количестве 60—80%, господ­ствует пыльца березы. В несколько меньшем количестве содержится пыльца сосны и ели. На отдельных интервалах количество последней достигает до 20 и до 90%. Пыльца широколиственных пород, среди ко­торой преобладает пыльца липы, отмечена по всему разрезу в количе­стве до 9—10%. По всей толще обнаруживаются споры Osmunda, Se- laginella selaginoides (L.) Link, и Botrychium boreale M і 1 d e. Диато­мовые в этом разрезе обнаружены не были.

На юго-востоке региона отложения второго верхнеплейстоценового потепления наиболее полно были описаны И. В. Котлуковой, которая рассматривала их как межстадиальные соминские образования (1961). Во всех случаях эти песчано-глинистые осадки, достигающие мощности 24,5—31 м, отлагались в теплых климатических условиях. Их спорово­пыльцевые спектры, принадлежащие лесному типу, отражают господ­ство среди древесных пород березы (до 50%) и участие широколист­венных пород в отдельных случаях до 16% (скв. 7161 к востоку от ст. Хвойная, Октябрьской ж. д.). По всей толще отмечается присут­ствие спор папоротника Osmunda.

На западе Ленинградской области молого-шекснинские (сомин­ские) аллювиально-озерные темно-серые суглинки вскрыты на глубине 74,0—87,3 м в скв. 15 у оз. Бабинского. Они имеют сравнительно холод­ную палинологическую характеристику, сохраняющую, однако, лесной тип. Пыльца древесных пород составляет 50—55%, трав 10—20% и слю­ды 20—35%. Среди древесной пыльцы господствует береза от 40 до 70%, ольха составляет 20—30%, сосна 5—20% и ель до 5%. Количе­ство пыльцы широколиственных пород не превышает 2%, • орешника 12%.

На Юго-востоке Судомской возвышенности у д. Карушино (Шульц, и др.,1963) скв. 3 вскрыла три межморенные толщи. Все они харак­теризуются спектрами лесного типа. Верхняя мощностью 6 м относится к молого-шекснинскому межледниковью (Апухтин, 1967).

Заканчивая рассмотрение молого-шекснинских (соминских) отло­жений, интересно отметить некоторую закономерность изменения со­держащихся в них спорово-пыльцевых комплексов. Намечается, что разрезы, расположенные на северо-востоке и востоке рассматриваемого региона, заключают большее количество пыльцы теплолюбивых пород, чем осадки разрезов, расположенных на западе и северо-западе регио­на. Исключением являются лишь разрезы морских межледниковых от­ложений у пос. Рыбацкого, на р. Мге.

Отложения молого-шекснинского межледниковья в последнее время выявлены на территории Ярославского Поволжья, в Эстонии и Север­ной Финляндии. Сейчас уже получены материалы об абсолютных датах осадконаколления в новых разрезах. Они, как и мгинские слои, дати­руются в Ярославском Поволжье у г. Кашина 41 000±400 лет тому на­зад, у пос. Шестихино в 49 000 лет (устное сообщение И. И. Краснова), в районе Карукюля на юго-западе Эстонии от 50 000 до 33 000 лет на­зад (Раукас, Серебрянный, Пуннинг, 1968) и в Северной Финляндии от 48 000—33 000 лет тому назад (Korpela, 1962).