ПАЛЕОГИДРОЛОГИЯ

Предполагает реконструкцию конфигурации древней речной сети и режима водоёмов (уровенного, ледового, температурного, солевого).

Реконструкции планового положения гидросети производится с применением различных методов, свойственных методам реконструкции эрозионного рельефа.

С течением времени долгоживущие речные системы претерпевают существенные перестройки, меняющие конфигурацию систем. В связи с этим тектоническая предопределённость гидросистем становится не столь ясно выраженной. Но, в принципе, общий геоструктурный план может быть положен в основу реконструкции и общего плана гидросети. Всё тот же пример связи речных систем в пределах Западно-Сибирской низменности и её горного обрамления. Существенные перестройки гидросети возможны также вследствие блуждания рек по аккумулятивным равнинам и перехватом. Прослеживание буровыми скважинами эффективно, как в случае выработки древней долины в рыхлых отложениях, так и, особенно, в коренных породах.

В первом случае, «зацепившись» за погребённую долину, выработанную в более ранних рыхлых отложениях (речных или озёрных), поперечными профилями буровых скважин прослеживают русло реки.

Во втором случае, когда долина выработана в коренных породах, прослеживание заметно упрощается, так как аллювий древней реки локализуется только в ложбине, которая картируется скважинами уверенно. Геофизические работы. Принцип работы метода ВЭЗ (вертикальное электрическое зондирование) сводится к следующему.

При помощи симметрической установки AMNB ток вводится в землю, образуя («просвечивая») полусферу АВС диаметром, равным разносу питающей цепи АВ. Если «просвечивается» однородная изотропная среда, то сопротивление, найденное в результате этих измерений, будет характеризовать собой истинное удельное сопротивление (р) этой среды.

При увеличении разноса цепи АВ можно проникать током на ббльшую глубину. Если там залегают породы с иными физическим свойствами, то удельное сопротивление среды (р) будет увеличиваться или уменьшаться. Поведение кривой ВЭЗ при двухслойном строении пород показано на рисунке. Расчётные данные позволяют определить глубину залегания второго слоя, например, пород ложа погребённой долины.

Если нас интересует г лубина залегания ложа долины не в одной точке, а по всей ширине погребённой долины, то эффективен метод электрического профилирования (ЭП). Полевая измерительная установка AMNB с заданной глубиной проникновения в породы (с постоянной величиной разноса питающей цепи АВ) переносится от замера к замеру по исследуемой линии (шаг профилирования).

Определеник глубины водоёмов. В морях и океанах обычно выделяются следующие области. Мелководная, или неритовая (до 200 м), в которой выделяют литоральную зону по крайним пределам отлива и прилива, а ниже её - сублиторальную; воды хорошо прогреты. Батиальная (от 0,2 до 1-1,7 км; температура довольно постоянна, так как здесь нет суточных и почти нет годовых её колебаний. Абиссальная - глубже 1-1,7 км; воды имеют постоянно низкую температуру, близкую к 0 °С Пелагическая (иногда это объединённые батиальная и абиссальная области).

alt="" />

Глубина океанов и морских водоёмов ориентировочно может быть определена по литологии соответствующих отложений. Песчаные, песчано-галечные отложения обычно реконструируют малые глубины водоёмов и близость береговой линии (сублитораль).

Отложения с коралловыми постройками фиксируют глубины не более 100 м. Илы абиссальной области, особенно чёрные, свидетельствуют о значительной глубине (несколько километров). В морской фауне (фораминиферы, радиолярии и др.) известны формы, которые обитают на определённых глубинах. Их ископаемые остатки позволяют ориентировочно определить глубину былого водоёма.

В континенальных условиях водные отложения с обилием растительной органики, в том числе в виде пластов лигнита, бурого угля, торфов указывают на малые глубины (первые метры). Более глубоководные части крупных озёр в прибрежной части также имеют, как правило, более грубый материал.

Определения режима водоёмов, Уровенный режим рек может быть реконструирован по строению пойменных отложений. Наличие в разрезе поймы одного или нескольких горизонтов погребённых почв свидетельствует о перерывах в накоплении пойменных осадков. Во время перерывов пойма не заливалась полыми водами, перейдя в стадию террасы. Относительную длительность этих «не- заливаний» можно определить по мощности погребённых почв. Так, в разрезе поймы (высота 7-7,5 м) р. Алей, левого притока Оби в Алтайском крае (урочище «Берёзовая Лука» у с.

При высоких половодьях формирующиеся в потоке полых вод струи размывают поверхность поймы. При заполнении таких ложбин аллювием образуется поверхность несогласия, которая характеризует условия паводочного режима.

Реконструкция ледового режима. По некоторым признакам в геологии водных отложений можно иногда высказаться и по этому вопросу. Приведём два примера. В приустьевой части р. Алей (у с. Калманка Алтайского края) высокая терраса при выезде в сторону Барнаула расчленена

53

неглубокими оврагами (наблюдение 1960 г.). В стенке одного оврага, сложенной буроватыми песчанистыми суглинками, имется скопление грубообломочного материала(щебень и глыбы до 30 см). Петрографический состав довольно однообразен - зелёные метаморфические сланцы (преобладают) и кислые изверженные породы. Обломки остроугольные, не сортированы по размерности. Расположение хаотичное, но насыщенное. Было дано следующее объяснение. Алей - степная речка и вскрывается ото льда раньше, чем Обь, протекающая по залесённой местности. Льдины с вмерзшими обломками горных пород образовали затор при впадении древнего Алея в Обь, ещё покрытую льдом. После таяния алейских льдин на запитой пойме остались скопления глыб и щебня. При бурении скважины у г. Алейска под аллювием р. Алей были вскрыты плиоценовые речные отложения (мелкозернистые пески). В них скважина встретила глыбу розового гранита, из которого был получен керн длиной примерно 10 см; ниже глыбы гранита опять пошёл плиоценовый мелкозернистый песок. Этому необычному факту было дано почти аналогичное объяснение, но с иными выводами: глыба гранита приплыла с Алтая на льдине, которая не дошла до Оби.

Методическая литература по реконструкции ледового режима нам не известна.

Определение температурного режима. Решается эта проблема на основе анализа водных организмов, которые реагируют на температуры среды. Это, преимущественно, низко организованные фораминиферы, радиолярии, остракоды, моллюски и др.

Фораминифиеры и радиолярии индицируют температуру воды в соответствии с освоенной глубиной водоёма. Их систематический состав подчёркивает глубины обитания.

Более определённо относительный температурный режим (тёпло - холодно) индицируют обитатели небольших водоёмов, более чутко реагирующих на изменение температуры воздуха. В частности, очень показательными для теплых мелководных водоёмов являются моллюски Armiger crista и Physa fontinalis, Unio sp., Cor- bicula fluminalis.

Теплолюбивые моллюски Unio sp. (внизу) и Corbicula fluminalis.

Среди класса ракообразных (Ostracoda) в тёплых, хорошо прогреваемых водоёмах с небольшими глубинами обитают обильные осракоды Cypris pubera, Eucypris crassa, Dolerocypris fasciata. Относительно глубоководные Lymnocythere sp., Ilyocypris bradi свидетельствуют о прохладных (проточная вода?) обитаниях.

Определение солёности вод. Качественная характеристика солёности (общей минерализации) воды может быть дана по доминированию некоторых водных растений. К их числу относятся харовые водоросли ( Charasp.) и некоторые высшие водные и по-

55

лупогружённые растения. Например, к солоноватоводному режиму приспособлены камыш Scirpus maritimus, частуха Alisma arcua- tum, рогоз Typha angustifolia. Харовые водоросли являются показателями повышенной жёсткости воды, богатой известью. Семена упомянутых высших растений и оогонии харовых водорослей часто встречаются в ископаемом состоянии в кайнозойских отложениях.

Опыт реконструкции гндросети Западной Сибири. В меловое время, в эоцене и раннем олигоцене Западная Сибирь была занята морем, вернее заливом Северного океана. В залив впадали многие реки со стороны Урала, Казахского мелкосопочника, Саяно- Алтайской страны. В частности все Тунгуски и верхнее течение Енисея также впадали в этот залив. Но на рубеже раннего и среднего олигоцена (56 млн лет назад) вследствие тектонического

поднятия Западной Сибири море стало быстро покидать её территорию. Притоки буквально бросились догонять уходящее море, увеличивая свою длину за счёт нижнего течения. В этой «погоне» лидерство завоевал Иртыш, который с мелового (?) времени заявил о себе, как крупной реке. Иртыш уверенно занял пониженную часть («тальвег») былого морского дна. Этот тальвег контролировался системой долгоживущих разломов, известной как Кол- тогорско-Пуровский грабен-рифт.

Рифты и гидросеть Западной Сибири в среднем-позднем олигоцене и неогене I - древние долины; 2 - водораздел заладно- и восточносибирских речных систем; 3 - фрагменты речных долин Байкальской гидросистемы

Дальнейшая история западносибирских рек во многом связана с неоднократными оледенениями севера Западной Сибири. Хотя геологические документы этой истории доступны и многообразны, многие стороны этой истории не расшифрованы. В частности, это касается стока вод Западной Сибири в эпохи оледенений: стекали онив Северный океан или же, будучи подпёртыми ледником, в Среднюю Азию через Тур гайский пролив.