Геолого-геоморфологическая характеристика

Разрез коренных пород островов Новой Земли и Вайгача представлен почти исключительно палеозойскими осадочными и частично вулканогенными образованиями, отражающими развитие герцинской геосинклинали. Представлены все системы палеозойской группы. Встречаются также переотложенные породы мезозоя. отложения неогена и антропогена.

Породы кембрия (сланцы, известняки, конгломераты, туфогенные песчаники и порфириты) обнажаются в ядрах антиклиналей на побережьях пролива Карские Ворота и на западе Новой Земли. Отложения ордовика, силура, девона и карбона развиты на юге, в центральной и северной частях архипелага. Они представлены смятыми в складки терригенными и органогенными породами (сланцы, песчаники, конгломераты, известняки, доломиты и переходные разности), изверженными интрузивными и эффузивными породами основного и кислого состава.

Пермские отложения на Вайгаче протягиваются узкой полосой вдоль северо-восточного берега, а на Новой Земле распространены очень широко, слагая большую часть Южного острова до р. Безымянной на севере, а на восточном побережье продолжаясь к северу от Маточкиного Шара и уходя под ледниковый покров, а также выходя отдельными пятнами на западном и восточном побережьях.

Мощность этих отложений до 2000-3000 м. а состав терригенный; они трансгрессивно залегают на породах от верхнего карбона до девона. Пермский, а также более поздний (триас - начало юры) возраст имеют интрузии гранитоидов, развитые в ряде участков побережья Новой Земли. В целом для проявлений магматизма характерна определенная последовательность: извержения основной магмы происходили в раннем палеозое, силуре и наиболее интенсивно в начале девона; интрузии гранитоидов развивались в раннем девоне, на границе перми и триаса и в конце триаса - начале юры.

Характер дислокаций пород палеозоя позволяет выделить три структурных комплекса: байкальский (более развитый на юге Пайхойско-Новоземельской системы), каледонский и герцинско-раннекиммерийский. Каледонский комплекс охватывает отложения от кембрийских до среднедевонских, слагающие две формации нижнюю терригенную и верхнюю карбонатную мощностью 3-3.5 км. Герцинский комплекс отделен несогласием от каледонского и также состоит из двух формаций - нижней миогеосинклинальной карбонатной мощностью 1.5-2.5 км и верхней раннеорогенной пермской морской молаосы.

Описанные комплексы слагают три основные тектонические структуры архипелага: Южный Новоземельский антиклинорий, протягивающийся от Пай-Хоя на Вайгач и в южную часть Новой Земли, Кармакульский синклинорий, в основном занимающий область сплошного распространения пермских пород на Южном острове, и Северный Новоземельский антиклинорий, начинающийся в северной части Южного острова и занимающий почти весь Северный остров. По северо-западному крылу антиклинория проходит крупное тектоническое нарушение — Главный Новоземельский разлом. Кроме описанных структур, вдоль западного и восточного побережий протягиваются подводные части соответственно Баренцева и Карского синклинориев. Из менее крупных структур следует отметить Литкенскую брахиантиклиналь с ядром из девонских отложений, прорванных интрузиями диабазов, осложняющую строение Кармакульского синклинория в районе залива Литке, и огромную (длина более 300 км, ширина 25-30 км) синклиналь залива Медвежьего в восточной части Северного Новоземельского антиклинория, сложенную умеренно дислоцированными пермскими отложениями. В пределах антиклинориевна, дневную поверхность выходят в основном допермские отложения.

На протяжении герцинского тектонического цикла район Вайгача и Новой Земли развивался как миогеосинклинальная зона, для которой в первой половине цикла было характерно чередование неглубоких морских, прибрежно-морских и отчасти континентальных обстановок осадконакопления. Начиная с середины каменноугольного времени, проявляются складчатые тектонические движения. поднятия и орогенный магматизм, максимум которых пришелся на пермское-раннетриасовое время. С простиранием складок связаны не только особенности орографии, но и образование напоминающего далматинский исходного типа расчленения береговой линии на юго-западе архипелага, а также некоторые черты конфигурации береговой линии к северу от реки Безымянная.

В конце триаса - начале юры происходили интенсивные блоковые движения, сопровождающиеся интрузивным гранитоидным магматизмом. Эти и более поздние дизъюнктивные дислокации сыграли большую роль в формировании блоковой структуры островов с многочисленными продольными, позже поперечными и диагональными разломами, впоследствии предопределившими направления речной и ледниковой эрозии. Особенно интенсивно раздробленной оказалась внутренняя часть Северного Новоземельского антиклинория - так называемая Мозаичная область на юго-западе Северного острова и северо-западе Южного. результате в триасе регион представлял собой, вероятно, область с горным рельефом, который к середине юры постепенно был разрушен.

По мнению Н.Г. Загорской, возможно с этим временем связано образование четко выраженного в рельефе уступа вдоль р. Безымянной, ограничивающего с юга Мозаичную область и отделяющего выходящие на поверхность складки Северного антиклинория от расположенного южнее поля развития ранней перми в пределах Кармакульского синклинория. Уступ сохранил выраженность в современном рельефе благодаря неоднократному тектоническому подновлению, абразионной и денудационной обработке.

Предполагается также, что плоские вершины горных возвышенностей в области расчлененного альпинотипного рельефа севернее уступа представляют собой остатки самой верхней и самой древней (четвертой) поверхности выравнивания, возможно, имеющей допозднетриасовый возраст, т.е. сформировавшейся раньше уступа. Это предположение кажется маловероятным, поскольку интенсивные движения не способствовали развитию процессов регионального выравнивания. Возможно, плосковершинный характер гор связан с более поздними процессами типа педиментации и гольцовой планации.

Ниже уступа располагается третья поверхность выравнивания. В современном рельефе имеющая вид денудационного плато на высотах 300-600 м и занимающая в основном центральную часть Южного острова в области развития перми. Данных о возрасте этой поверхности нет: одним из оснований для ее выделения является то, что на Южном острове она четким, более чем 50-метровым уступом отделена от нижележащей пологохолмистой равнины Второй поверхности выравнивания. На Северном острове узкие прибрежные полосы этой поверхности глубоко расчленены эрозионными врезами.

Судя по характеру переотложенных мезозойских пород (коренные отложения этого возраста неизвестны). со средней юры до конца раннего мела западная и южная части Новой Земли были заняты морем, а побережье характеризовалось низким слабо расчлененным рельефом и сильно изрезанной береговой линией. Возможно в это время сформировалась вторая поверхность выравнивания пологохолмистая равнина с преобладающими высотами 150-250 м. широко развитая на Южном острове и местами в периферических частях Северного острова.

Отсутствие коренных отложений позднего мезозоя и палеогена не позволяет проследить историю развития территории на этом этапе (см. ниже), датируется миоценом.

По существующим представлениям, новейшие поднятия в основном наследовали простирания древнего структурного плана и оживили многие разломы. Наибольшая амплитуда поднятия отмечается в пределах Мозаичной области, а также вдоль западного побережья северной части архипелага, где были сформированы горы Эдуарда Толля, Менделеева и Ломоносова. В целом для морфоструктуры гор характерно наличие нескольких субпараллельных цепей. от 2-3 на севере Северного острова до 8-10 на широте залива Норденшельда и полуострова Адмиралтейства. Ширина разделяющих горные цепи продольных долин невелика. 2-3 км; поперечные долины делят горные хребты на короткие отрезки.

Для флювиальных долин Новой Земли характерны большая глубина, невыработанность продольного профиля, в случае ледниковой обработки - расширенное днище. Местами долины, врезанные даже в низкие поверхности рельефа, имеют вид каньонов и ущелий. Своеобразная черта долинного расчленения наличие сквозных долин, пересекающих горную страну от восточного побережья до западного. Так, крупная долина Русанова протягивается от губы Крестовой до залива Незнаемого. Севернее располагаются еще три сквозных долины. Долина Самойловича соединяет губу Южную Сульменеву с бухтой Романова в заливе Медвежьем; ответвление этой долины протягивается в губу Крестовую; долина Ермолаева соединяет губу Северную Сульменеву и залив Медвежий; долина Хольтедаля идет от губы Машигиной к заливу Ога, в долина Пересечений связывает верховья губ Митюшихи и Белушьей. Крупнейшей сквозной долиной является пролив Маточкин Шар.

По данным экспедиции М. М. Ермолаева, ледниковый покров Северного острова скрывает расчлененный рельеф с амплитудой до 500 м; некоторые его участки лежат ниже уровня моря.

К южной оконечности архипелага и на его периферии амплитуда поднятия уменьшалась: здесь сформировалась самая нижняя, первая, денудационная поверхность. срезающая на острове Вайгач и в юго-западной части Южного острова складки Южного антиклинория. Считают, что это стрендфлет, сформированный совокупным действием абразии, льдов и морозного выветривания. Поверхность перекрыта морскими и ледниковыми отложениями и в современном рельефе представляет грядово-холмистую равнину с высотой внутреннего края 80-100 м. В настоящее время она приподнята и местами ограничена со стороны моря абразионными уступами высотой до 50 м.

Поскольку главными событиями четвертичного этапа, помимо сводово-блокового поднятия, были оледенение и морские трансгрессии, на островах широко распространены ледниковые и морские формы. Известное представление о Новоземельском ледниковом покрове как реликте плейстоценового оледенения в настоящее время оставлено: вместе с тем многие данные говорят о существовании в прошлом на архипелаге оледенения значительных масштабов, чем современное. Наиболее отчетливые свидетельства этого древние моренные гряды и валы, расположенные на некотором расстоянии от края современных ледников. В области покровного оледенения Северного острова прослеживаются две самостоятельные гряды конечных морен; на Южном острове выраженные в рельефе конечно-моренные гряды встречаются до 73° с. ш.

Эти образования состоят в сложных взаимоотношениях с морскими абразионными и аккумулятивными террасами: древние морены носят следы воздействия моря, более молодые перекрывают морские уровни. А.Б. Бажев и В.Я. Бажева выделяют три комплекса морских террас: верхний на высотах 270-420 м. средний на 90-240 м. нижний на отметках 10-80 м, а также современные береговые валы. Наиболее высокие террасы в виде плоских, почти горизонтальных поверхностей с хорошо окатанной галькой, раковинами моллюсков и плавником обнаружены в группе нунатаков в районе залива Русская Гавань. Они связаны с бореальной трансгрессией, за которой последовало максимальное и самое раннее из геологически документированных (в пределах островов) оледенение. Толщина ледникового покрова достигала 700-1000 м. а поверхность располагалась на высоте 1100-1200 м. Вероятно, максимум оледенения пришелся на заключительные этапы зырянского оледенения.

Последовавшая трансгрессия способствовала сокращению оледенения и сформировала уровни террас второго комплекса, из которых наиболее выраженный на высотах 200-230 м. На северо-востоке Северного острова сформировалась широкая морская поверхность, протягивающаяся вдоль всего восточного побережья; трансгрессия перекрывала большую часть Южного острова. Когда в ходе последующей регрессии уровень моря опустился до отметок около 120 м над современным, произошло освобождение пролива Маточкин Шар от ледника, разъединение ледникового покрова и его значительное сокращение.

Новое продвижение ледников (кармакульская стадия, по А.Б. Бажеву и В. Я. Бажевой) развилось на фоне продолжающейся регрессии; размеры оледенения превосходили современные. достигая 73° с. ш. Краевые части ледников этой стадии в районах губ Крестовой, Машигиной, Грибовой позднее оказались перекрыты чехлом моренных и морских отложений и в погребенном состоянии сохранились до настоящего времени.

Отступание ледников, связанное со среднеголоценовым потеплением климата, совпало с новой трансгрессией моря, в результате чего в моренах были выработаны террасы нижнего комплекса высотой до 80 м. Во время климатического оптимума оледенение. вероятно, исчезло полностью, и современный ледниковый покров молодое голоценовое образование.

В позднем голоцене имели место еще два эпизода активизации оледенения - стадия Седова около 2.5 тыс. лет назад и стадия Адмиралтейства после ХVІ века (малый ледниковый период), когда на побережье Северного острова морена была надвинута на 8-10-метровую морскую террасу.

Новые материалы по истории Новой Земли были получены в ходе геологической съемки масштаба 1:200000 в конце 70-х - начале 80-х годов. Они позволили существенно уточнить и дополнить более ранние представления, а также высказать принципиально отличную от общепринятой концепцию формирования морфоструктуры архипелага. Согласно этим взглядам, к концу палеогена в регионе сформировался, пенеплен, фиксированный корой выветривания, остатки которой в виде оранжевых глин и суглинков мощностью 0.1-0.3 м. содержащих пыльцу палеогенового мезозойского возраста, обнаружены на поверхностях высотой 800-1100 м.

В миоцене на Карском шельфе сформировалось обширное сводово-блоковое поднятие. Составлявшая его западную периферию территория будущего архипелага была расчленена сетью долин, приуроченных к радиально расходящимся от гипотетического центра поднятия разломам и врезанных на глубину 100-200 м. Заполняющие их миоценовые осадки представлены песками, гравийно-галечными отложениями и конгломерато-брекчиями мощностью 4-8 м. перекрытыми в районе озера Невзорова морскими плиоценовыми глинами.

В конце миоцена произошло обрушение сводового поднятия и обособление морфоструктуры Новой Земли по системе разломов, с которыми связана находка вулканитов на восточном побережье Северного острова с возрастом по калий-аргону менее 10 млн. лет.

В плиоцене началась трансгрессия, продолжавшаяся (возможно, с перерывом) в раннем плейстоцене; с ее началом связано формирование педиплена на современных высотах 600-800 м. В среднем плейстоцене район испытал неглубокое эрозионное расчленение, оледенение, сопровождавшееся выработкой педиментов на высотах 260-360 м и сменившееся бореальной (казанцевской, кулинской) трансгрессией. По определению абсолютного возраста раковин, начальная фаза трансгрессии датируется временем около 146 тыс. лет назад. C трансгрессией связано формирование осадков кумжинской толщи мощностью до 30 м. пологонаклонной морской равнины на высотах 200-300 м серии террас (в частности, на абсолютной отметке (а. 0) 220-240 м). Результаты изучения фораминифер указывают на двукратное повышение уровня моря в бореальное время.

В конце зырянского времени море отступило, произошло врезание долин на глубину 50-200 м и развилось оледенение (мощность ледниковых отложений 2-5 м). В каргинское (молого-шекснинское; абсолютная датировка древесины на а.о. 120 м 40330±940 лет) время произошла трансгрессия до отметок около 200 м. сопровождавшаяся накоплением морских, ледово-морских. аллювиально-морских отложений крестяхинской толщи и формированием морской террасированной равнины на высотах 80-200 м. Наиболее выразительна абразионно-аккумулятивная терраса на а.о. 180-200 м.

В сартанское время произошла глубокая (до 100 м?) регрессия, сопровождавшаяся возникновением горно-долинного оледенения. заложением современной гидросети и ее врезанием на 30-40 м; накапливались ледниковые, водноледниковые и озерные осадки абросимовской толщи мощностью до 12 м. Абсолютный возраст торфа из озерных отложений 15310-650 лет. Признаки покровного оледенения в позднем плейстоцене в рельефе и осадках Южного острова Новой Земли отсутствуют.

В голоцене возникло современное оледенение. в долинах сформировалась серия речных террас (16-20, 5-8, 3 м, два уровня поймы 1.5 и 0.3-0.5 м). а на побережьях серия морских террас: 42-60, 22-40, 12-20, 6-10 и современная - 2-3 м.

Сделанный на основании материалов геологической съемки вывод о cyщественно меньших, чем предполагалось ранее, масштабах оледенения Новой Земли в позднем плейстоцене находит свое подтверждение в результатах геолого-геоморфологических исследований заливов западного побережья архипелага. Эти исследования показали, что коренное ложе дна фьордовых заливов, расположенных севернее 75° с. ш., перекрыто маломощными ледниковыми отложениями позднего плейстоцена и голо- ценовыми приледниковыми илами с примесью материала ледового разноса.

В заливах центральной части побережья, между 75° и 73° с. ш., мощность выполняющей толщи намного больше и строение ее сложнее. Как показало сейсмопрофилирование в одном из заливов этой толщи. мощность рыхлых отложений здесь достигает 150-200 м, и она состоит из шести горизонтов, из которых нижние разделены стратиграфическими перерывами, а верхние накапливались без существенных перерывов. По-видимому, в позднем плейстоцене выводные ледники в основном не перекрывали заливы, и в них происходило накопление в подледных условиях водно-ледниковых отложений, постепенно в голоцене сменившееся осаждением темно-серых илов с относительно небольшой примесью материала ледового разноса. В этом районе на местных водоразделах сохранились в рельефе уступы морских террас.

В заливах, расположенных южнее 73° с. ш., морфологически не являющихся фьордами, обогащенные органическим углеродом голоценовые илы подстилаются ледниково-морскими отложениями позднего плейстоцена - плотными черными глинами со значительной примесью щебнистого материала.

Судя по этим данным, в позднем плейстоцене на шельф выходили в основном ледники Северного острова; в центральной части побережья архипелага выводные ледники преимущественно останавливались в вершинах фьордов. Bышедшие на шельф ледники сливались в Западно-Новоземельском желобе и образовывали мощный выводной поток, двигавшийся на юг; в районе мыса Сухой Нос этот образовал крупный конечно-моренный комплекс. В разрезе отложений, заполняющих Южно-Новоземельский желоб, признаки воздействия ледников на дно отсутствуют.

Судя по немногочисленным абсолютным датировкам, для современного этапа развития характерны очень высокие скорости поднятия: в районе полуострова Адмиралтейства за последние 200 лет скорость поднятия составила 15 мм/год. за 1400-1800 лет - 4-5 мм/год. Судя по интервалам высот казанцевских и каргинских террас, на регрессивных фазах развития этих бассейнов скорости поднятия островов также были очень высоки. Многие черты современной морфологии речных долин и побережий также определяются этим явлением.

В историческом плане такие интенсивные вертикальные движения играют большую роль в эволюции прибрежных экосистем, обуславливая миграцию батиметрических зон по вертикали и латерали, а также характер морфолитодинамических процессов.

Высокие скорости свидетельствуют в пользу изостатической природы движений, однако. в свете приведенных выше данных об отсутствии следов покровного оледенения на Южном острове в позднем плейстоцене и голоценовом возрасте современного ледникового покрова Северного острова проблема соотношения гляцио-, гидроизостазии, собственно тектонических движений, оледенений и трансгрессий далека от разрешения и требует дальнейшей разработки.

Особенно важным представляется получение необходимого количества абсолютных датировок. Это дало бы, в частности, возможность, провести детальный анализ следующей предполагаемой последовательности событий: относительно ранняя деградация крупных низкоширотных ледниковых покровов эвстатическое повышение уровня океана — увеличение мощности слоя воды в чаше Баренцевоморского шельфа — прогибание шельфа трансгрессия на островной суше — ее дегляциация гляциоизостатический и гидроизостатический (компенсационное воздымание периферии погружающегося шельфа) подъем островов - регрессия в их пределах новое оледенение.

Рис. 1. А - современные высоты террас Новой Земли и их предполагаемый возраст:

Б - гипотетическая кривая вертикальных движений точки. соответствующей современной береговой линии.

Цифры на кривой - реконструированная глубина положения этой точки.

По данным А.С. Красножен и соавторов (1986), нами были составлены графики высотного положения разновозрастных морских террас Новой Земли и вертикальных движений архипелага в позднем плейстоцене с учетом изменений уровня Мирового океана (рис. 1 А.Б). При построении графиков были сделаны следующие основные допущения: принимая проведенное указанными исследователями на основании фациального и палеоэкологического анализа отнесение конкретных террас к определенным фазам трансгрессии — восходящей, максимальной, нисходящей - положение их на временной оси показано условно, поскольку абсолютные датировки доголоценовых отложений отсутствуют (за исключением террасы с высотой 120 м и возрастом около 40 тыс. лет; для начальных стадий казанцевской трансгрессии указан возраст около 146 тыс. лет, но отсутствует высота); изменения уровня Баренцева моря приняты аналогичными таковым в позднем плейстоцене Мирового океана: трансгрессия последнего межледниковья несколько превышала современный уровень (до +10 м), повышение уровня в среднем вюрме было несколько ниже современного (до -10 м). величина двух гляциоэвстатических регрессий принята равной около 100 м. действительности регрессия раннего вюрма была, по-видимому. несколько меньшей - до 50 м и состояла из нескольких стадий, а позднего вюрма - несколько большей. Возрастные рубежи зырянского и сартанского оледенений приняты по В. М. Макееву (1989).

Нижняя кривая показывает изменение высотного положения условной точки, соответствующей современной береговой линии. Ее глубина определялась, исходя из высоты соответствующей террасы с поправкой на положение уровня океана в это время.

Несмотря на вполне очевидную гипотетичность, построенный график вертикальных движений архипелага позволяет отметить некоторые особенности. Так, общее тектоническое поднятие Новоземельского орогена в позднем плейстоцене происходило с интегральной скоростью около 2 мм/год; скорость поднятия B голоцене намного выше и достигает 10-13 мм/год. На это поднятие накладывались пульсации изостатической природы. хотя не исключены и соботвенно тектонические движения возвратно-поступательного характера. Во время пульсаций скорости существенно превышали среднюю для позднего плейстоцена.

На фоне общего поднятия довольно отчетливо выделяются два цикла, каждый из которых охватывает трансгрессию, оледенение и позднее послеледниковье. Максимумы обеих трансгрессий отмечены относительными опусканиями, причем для казанцевского времени величина опускания Северного острова может значительно — на 100 м — превышать показанную на графике величину, если подтвердится соответствующий возраст террас на высотах 400-420 м. Как отмечалось выше. возможно, эти опускания имеют гидроизостатический характер и обусловлены вовлечением архипелага в общее погружение Баренцево-Карского шельфа.

Сходство очертания отрезков кривой для ледниковых и послеледниковых этапов зырянского и сартанского времени наводит на мысль, что в ледниковые эпохи общий процесс поднятия несколько "притормаживался". после чего поднятие продолжалось с повышенной скоростью.

Наименее, достоверны отрезки кривой, соответствующие ледниковым эпохам. Для зырянской эпохи, которой, вероятно, соответствует терраса на 150 м. это связано с недостаточной изученностью положения уровня океана (как и масштабов первого позднеплейстоценового оледенения на материках). Для последнего оледенения, наоборот, амплитуда снижения уровня океана известна довольно хорошо, но неясно положение береговой линии этого возраста в районе Новой Земли. В этом направлении нужны дальнейшие исследования.

Источник: Среда обитания и экосистемы Новой Земли