Новейший тектогенез и эволюция гидросети и подземной гидросферы
Новейший тектогенез и эволюция гидросети и подземной гидросферы
Неотектонические процессы, приведшие к формированию новейшего структурного плана в регионе, непосредственно повлияли как на эволюцию гидрографической сети , так и на характер подземной гидросферы территории Беларуси. Обычно распределение и режим гидрографической сети в области древнематерикового оледенения, в пределах которой расположена и Беларусь, объясняют особенностями рельефа и климата. Как показали выполненные исследования, важную роль в развитии рек и озер сыграли и неотектонические движения. Это отмечали для ряда участков Днепра, Припяти, Березины, Немана 3.А. Горелик, С.С. Коржуев, Ю.А. Мещеряков, Г.И. Горецкий, А.В. Матвеев и др. Однако в связи с недостаточной неотектонической изученностью региона основное внимание акцентировалось на соотношении аномальных участков речной сети и локальных структур. В последние годы были получены новые данные по рассматриваемой проблеме.
Главный водораздел бассейнов Черного и Балтийского морей в целом протягивается с северо-востока на юго-запад и делит территорию Беларуси на две неравные части, большая из которых принадлежит Черноморскому бассейну. Линия водораздела отчетливо прослеживается в пределах Белорусской гряды и едва уловима в Белорусском Полесье. На отрезке Орша-Докшицы ее ориентировка близка к широтной, затем она резко поворачивает к югу и продолжается в субмеридиональном направлении до Копыля, далее главный водораздел имеет юго-западное простирание с локальным изгибом к северо-западу в районе Березы и Пружан.
Озерные водоемы на территории региона размещены неравномерно. Особенно они многочисленны на севере республики (Белорусское Поозерье). Здесь в некоторых районах (Браславском, Ушачском) на озера приходится около 10% территории. Из десяти наиболее крупных озер, площадь каждого из которых превышает 20 км2, в Белорусском Поозерье расположены восемь (Нарочь, Освейское, Дрисвяты, Дривяты, Лукомльское, Нещердо, Снуды, Свирь) и лишь два - в Белорусском Полесье (Червоное, Выгоновское). Большинство крупных водоемов имеет неправильные или изометричные очертания. Часть небольших озер группируется в линейно вытянутые системы протяженностью до нескольких десятков км (Черствяты, Отолово, Паулье и др.).
Выявленные особенности неотектоники региона позволили по новому взглянуть на многие важные стороны поведения гидросети. Установленные закономерности следует рассматривать с двух позиций: общей, позволяющей раскрыть региональные черты размещения и формирования рек и озер, и частной, дающей возможность объяснить локальные особенности гидрографии.
Самой общей чертой гидрографической сети служит ее принадлежность к бассейнам двух морей - Черного и Балтийского. Судя по неотектоническим и палеогеографическим данным, оформление этих бассейнов произошло сравнительно недавно, главным образом на рубеже неогена и плейстоцена, а возможно, и позднее (в среднем плейстоцене). Как свидетельствует анализ распространения и строения озерных и аллювиальных отложений буроугольной и глинисто-алевритовой формаций, в миоцене и плиоцене основной сток осуществлялся на юг и юго-запад, в сторону наиболее опущенных участков Мазурской и Подлясско-Брестской впадин и Припятского прогиба.
Формирование Черноморско-Балтийского водораздела совпало с образованием неотектонической моноклинали, связанной, по-видимому, с начальными этапами оформления котловины Балтийского моря. Это событие коррелируется с появлением в Скандинавии в плейстоцене ледниковых покровов. В дальнейшем тенденция к прогибанию Балтики сохранилась вплоть до наших дней, вызывая постепенное смещение главного водораздела к юго-востоку; многие же детали конфигурации водораздела были обусловлены характером ледниковой аккумуляции и гляциотектоники. Судя по геологическим данным, возникновение неотектонического моноклинального перекоса предопределялось не только развитием котловины Балтийского моря, но и одновременным воздыманием Центрально-Европейской зоны поднятий и Украинской антеклизы (вероятно вследствие динамического воздействия Альпийско-Карпатского орогена), а также Воронежско-Тверской антеклизы и смежных с ними участков.
Такой характер неотектонических движений определил общий рисунок гидрографической сети и главные направления стока. Тенденция к прогибанию Балтики объясняет характерную северо-западную ориентировку большинства рек Балтийского бассейна, а близость моря и многочисленные локальные структуры, свойственные Литовско-Эстонской моноклинали, привели к сосуществованию нескольких самостоятельных речных систем (Немана, Западной Двины, Буга и др.).
В отличие от этого реки Черноморского бассейна образуют одну (Днепровскую) систему. Ее древовидная форма хорошо вписывается в рисунок изобаз новейших вертикальных движений. Более интенсивное поднятие юга и востока Беларуси оставило рекам системы Днепра единственную возможность выйти за пределы региона через своеобразные ворота на южном окончании Березинского структурного залива. В этой связи находят объяснение дуговидные очертания долин Беседи, Сожа, Днепра, Припяти и других рек, огибающих основные площади неотектонического воздымания.
Как известно, водность и размеры реки во многом зависят от условий разгрузки подземных вод (грунтового питания). В свою очередь объем притока подземных вод в речную долину значительно выше на склонах и у подножий воздымающихся структур. Именно таким положением относительно наиболее поднятых неотектонических структур - Припятской ступени и Воронежско-Тверской антеклизы, - можно объяснить высокую полноводность Днепра и Припяти. С этих же позиций становится понятной лучшая разработанность долины Сожа по сравнению с долиной Днепра, так как в прошлом, когда зона поднятий имела меньшие размеры, Сож находился в более благоприятных условиях подземного питания.
Частные особенности конфигурации рек и расположения многих озерных водоемов нередко обнаруживают закономерную связь со структурами более мелкого ранга. Сопоставление неотектонического структурного плана с локализацией озер показало, что наиболее крупные из озерных водоемов расположены непосредственно над локальными неотектоническими поднятиями. Так, например, оз. Нарочь приурочено к локальному поднятию (Нарочанский купол), оз. Червоное - к центральной, наиболее приподнятой части Червоноозерского структурного носа, заметно обособленного от Припятской ступени. Этим водоемам свойственны изометричные очертания и сравнительно небольшие глубины. Поэтому можно допустить, что заложению озерных котловин способствовала повышенная трещиноватость пород, связанная с растягивающими усилиями на сводах положительных локальных структур. В близкой ситуации находится и ряд озер карстового генезиса на юго-западе Беларуси.
Наряду с этим на севере региона встречаются озера, приуроченные к отрицательным структурам, в частности расположенные в пределах Полоцкой мульды. В образовании оз. Палик в бассейне р. Березина, по-видимому, сыграло существенную роль подпруживающее влияние воздымающейся субширотно вытянутой седловины между двумя локальными поднятиями. В Припятском Полесье ряд небольших округлых озер приурочен к сводам выщелачивающихся соляных куполов.
Выявляется тесная зависимость между строением, плановым расположением речных долин и локальными структурами. Именно этим объясняется резкий изгиб Днепра у Орши. При детальном изучении структуры погребенных слоев подобные соотношения легко устанавливаются для Припяти, Березины, Западной Двины и других рек и обычно позволяют использовать аномальные участки прямолинейных либо сильно меандрирующих русел в качестве индикаторов степени активности и знака движения современных тектонических структур. Спрямленность значительных фрагментов долин, схождение в одном месте двух разносторонних притоков главной реки, расположение на одной линии выпрямленных фрагментов долин разных рек служат основными линеаментами ландшафта и как правило связаны с ныне живущими разломами и разломными зонами. На сегодняшний день многие задумываются о переезде из шумного города в небольшие пригорода, но при этом учитывается расстояние до работы. И первым делом с чего всё начинается это конечно строительство загородного дома. По мнение экспертов наилучшим вариантом будет являться с современными утеплителями.
Влияние локальных структур на поведение рек отчетливо прослеживается в области распространения соляных поднятий в Припятском прогибе. На площадях развития соляных куполов и антиклиналей находятся истоки ряда мелких водотоков. Нанесение известных соляных структур на карту гидрографической сети показало, что подавляющее большинство из них оказывает явное воздействие на распределение рек. Большое количество структур тяготеет к линиям водоразделов крупных рек (между речными системами Березины и Припяти, в меньшей степени между Припятью и Днепром). Своды еще большего числа структур находятся у водоразделов малых рек. Вершины многих структур огибаются водотоками. Пересекаются же реками лишь немногим более 10% сводов соляных структур. При этом обнаруживается, что участки соляных поднятий без отклонения русла секут только самые крупные реки (Днепр, Березина, Припять), тогда как мелкие и средние реки, как правило, огибают растущие соляные купола и другие антиклинали. По-видимому, в таких случаях сказывается мощность водотока, его способность достаточно быстро врезаться в деформируемую галокинетическими и суброзионными процессами современную поверхность.
В новейшее время на территорию Белоруссии неоднократно проникали ледниковые покровы, вызвавшие значительные преобразования в структуре верхних слоев платформенного чехла. Дислоцированные ледниками толщи антропогеновых и более древних отложений, а также ледниково-аккумулятивные образования, выраженные в рельефе в форме конечных морен, оказали непосредственное влияние на простирание водоразделов и расположение гидрографической сети.
Динамика краевой зоны ледникового покрова приводила к формированию дугообразных комплексов, состоящих из расположенных с внешней стороны конечно-моренных поясов и генетически связанных с ними гляциодепрессий. Реки и озера, приспосабливаясь к такой структуре ледниковых образований, обычно наследовали гляциодепрессии и более узкие ложбины. Этим объясняется появление южных «свисаний» крупных рек в области древнематерикового оледенения. Такие дугообразные отклонения долин рек, подчеркивающие простирание конечно-моренных поясов, особенно характерны для Белорусской гряды. Генетически связанные ассоциации ложбин и конечных морен, названные вислами, образуют, например, среднее течение Немана и Гродненско-Новогрудский пояс конечных морен, Вилия и Ошмянско-Минский пояс и др.
Для Белорусского Поозерья, отличающегося более молодым ледниковым рельефом, свойственны закономерные связи краевых форм не только с реками, но и с озерами. Чаще всего такие озерные котловины имеют вытянутую форму, значительные глубины и параллельны простиранию прилегающих к ним с дистальной стороны конечно-моренных гряд. Эти унаследованные озерами узкие ложбины образовались в результате изъятия (выдавливания и др.) материала, обусловившего формирование конечных морен. Сочетание вытянутой озерной котловины с расположенной на ее борту конечно-моренной грядой, построенной из наклоненных в сторону озера пакетов дислоцированных пород, предложено обозначать свирью (по наименованию одного из крупнейших в Белоруссии озер подобного типа- озеро Свирь в Мядельском районе Минской обл.). Чаще такие озера и соединяющие их протоки протягиваются дугообразной цепью, обрамленной с внешней стороны положительными формами ледникового рельефа. Размеры дуги могут быть сравнительно небольшими: расстояние между ее плечами иногда составляет всего 4-5 км, общая протяженность 12-15 км. Нередко в пределах одного ледникового комплекса отмечается серия дуг, концентрически вложенных друг в друга, например системы вытянутых озер Ушачской группы. В тех случаях, когда водоем размещается ближе к центру языковой депрессии, озеро, как правило, имеет меньшую глубину и изометричные очертания.
Таким образом, данные по неотектонике дают богатую информацию для объяснения особенностей размещения и генезиса рек и озер. Поэтому такие данные должны являться обязательным элементом исследований структуры гидрографической сети и ее фрагментов, гидрологического режима водоемов и водотоков, использоваться при выяснении природы озерных котловин и речных долин, палеогеографических (особенно палеопотамологических) реконструкциях, поисках полезных ископаемых. Новейшая перестройка структурного плана, появление регионального перекоса к Прибалтике, оформление Черноморско-Балтийского водораздела и другие палеогеографические изменения свидетельствуют о том, что гидрографическая сеть еще на рубеже неогена и антропогена существенно отличалась от современной, которая наследует ее лишь фрагментами. Ряд важных черт строения и расположения речных долин и озерных котловин непосредственно отражает структуру ледниковых покровов.
Проблема эволюции подземной гидросферы в новейшее время освещена в специальной работе А.В.Кудельского, В.И.Пашкевича, А.К.Карабанова и др. Очевидным следствием формирования крупных неотектонических структур и появления нового регионального уклона к северо-западу (Литовско-Эстонская моноклиналь) стало изменение уклонов и скоростей движения подземных вод. Еще большее воздействие на подземную гидросферу Беларуси и особенно ее верхнюю гидродинамическую зону оказали материковые средне-позднеплейстоценовые оледенения. С ледниками связана значительная гляцигенная переработка структуры слоев верхней части платформенного чехла, активизация многих разрывных нарушений, накопление отложений ледниковой формации, кровлей которых является современный рельеф.
Образование занимающих наиболее высокий гипсометрический уровень крупных конечно-моренных возвышенностей и других форм краевого ледникового рельефа предопределило существенную перестройку верхней гидродинамической зоны, структуры и мощностей слоя пресных подземных вод. Возникновение значительной разницы в гипсометрическом положении высокоподнятых возвышенностей и смежных с ними низин означало появление областей высоких гидростатических напоров то есть, областей высоконапорного водного питания для более древних геологических формаций.
Поэтому для позднеоллигоцен-четвертичной эволюции подземной гидросферы Беларуси самой важной является средне-позднеплейстоценовая подстадия, с которой связано окончательное формирование близкой к современной структуры зоны активного водообмена. Пространственная структура слоя пресных подземных вод сформирована в результате совместного проявления сложного комплекса тектонических и гидрогеологических процессов. Большинство выявленных районов с минимальными мощностями слоя пресных вод согласуется с зонами сочленения относительно более поднятых неотектонических структур (Припятской и Смоленской ступеней).
Некоторые участки минимальной (до 100-150 м) мощности слоя пресных вод объясняются восходящим движением вод повышенной минерализации из глубоко залегающих водоносных горизонтов за счет воздействия гидростатического напора в бортах речных долин (Западно-Двинская зона разгрузки подземных вод).
Обширная зона осолонения подземных вод и соответственного сокращения толщины пресного слоя над зоной выклинивания водоупорной гипсо-ангидритовой пачки наровского горизонта девонских отложений скорее всего предопределена миграцией минерализованных вод из-под кромки этой пачки вследствие неотектонического перекоса («опрокидывания») к западу водо- и рассолоносных комплексов Оршанской впадины под влиянием относительного поднятия Смоленской ступени Воронежско-Тверской антеклизы (Березинская зона разгрузки подземных вод).
По механизму перекоса-«опрокидывания» (в данном случае рассолоносных комплексов Припятского прогиба на север) сформирована и мощная Северо-Припятская зона разгрузки глубинных вод, приуроченная к Северо-Припятскому разлому и проявляющаяся гидрогеохимическими аномалиями. При этом отсутствие явных признаков разгрузки высокоминерализованных подземных вод и гидрогеохимических аномалий в зоне Южно-Припятского разлома свидетельствует, по-видимому, о сжатии зоны разлома вследствие горизонтального стресса со стороны Украинской антеклизы и, - в более широком аспекте, - Карпатского орогена. Уборть-Птичская зона разгрузки подземных вод закономерно объясняется раздвиговой составляющей и дополнительныь растяжением меридионально ориентированных «раскрытых» активных разрывных нарушений в условиях регионального субмеридионального сжатия. Обширная область аномально высоких мощностей слоя пресных подземных вод (более 450 м, местами до 1000 м) также расположена достаточно закономерно и коррелирует с наиболее опущенной в пределах Беларуси частью Литовско-Эстонской моноклинали. Здесь установлены максимальные (до 300 м) мощности отложений ледниковой формации, вся толща которых как правило характеризуется пресными подземными водами.
Повышенная толщина слоя пресных подземных вод на территории Беларуси в целом можно объяснить двумя факторами: региональным неотектоническим поднятием и формированием в среднем и позднем плейстоцене крупных ледниково-аккумулятивных возвышенностей (Волковысская, Новогрудская, Минская, Ошмянская, Оршанская, Витебская и др.), с которыми связано появление области (зоны) дополнительных гидростатических напоров, обеспечивших интенсивное промывание большей части разреза платформенного чехла вплоть до верхней трещиноватой зоны фундамента. Глубокому промыванию локальных зон способствовала активизация разломов. Именно неотектоническим «оживлением» контролирующих долину р. Буг разломов, обеспечивших разгрузку первично-морских седиментационных вод кембрия, ордовика и силура в речную систему Буга, можно объяснить аномально мощный (до 1 км) пресноводный гидрогеохимический разрез отложений Подлясско-Брестской впадины в пределах Кустинской и Прибугской площадей.
Комментарии
НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ