Содержание к диссертации
Введение
1. История изучения и методы исследования Волго-Донского междуречья 9
1.1. История изучения и хозяйственного освоения Волго-Донского междуречья 9
1.2. Методы исследования древнего и современного морфогенеза Волго-Донского междуречья 13
2. Геолого-геоморфологические особенности Волго-Донского междуречья ...25
2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика Волго-Донского междуречья 25
2.2. Тектонические структуры Волго-Донского междуречья 33
2.3. Экзогенные геоморфологические процессы и геоморфологическое районирование Волго-Донского междуречья 37
3. Генезис и цикличность развития Волго-Донского междуречья (дохозяйственный этап) 46
3.1. Исходное плато. Туровский и ергенинский циклы 46
3.2. Формирование позднеплиоценовых палеодолин и обособление Волго-Донского междуречья 53
3.3. Плейстоценовый цикл. Оформление Волго-Донского междуречья 58
4. Особенности морфогенеза на территории Волго-Донского междуречья в течение хозяйственного этапа развития 77
4.1. Целенаправленный антропогенный морфогенез междуречья 77
4.2. Опосредованный антропогенный морфогенез на территории Волго-Донского междуречья 112
4.3. Прогнозные изменения геоморфологической обстановки и оценка суммарной степени преобразования рельефа территории 124
5. Природный и антропогенный морфогенез г. Волгограда 135
5.1. Изменение рельефа городской территории (на примере г. Волгограда) 135
5.2. Генезис и антропогенные изменения рельефа Мамаева Кургана 148
5.3. Техногенный морфогенез долины р. Царицы 150
Заключение 155
Список использованных источников 158
Приложение А 173
- Методы исследования древнего и современного морфогенеза Волго-Донского междуречья
- Экзогенные геоморфологические процессы и геоморфологическое районирование Волго-Донского междуречья
- Формирование позднеплиоценовых палеодолин и обособление Волго-Донского междуречья
- Прогнозные изменения геоморфологической обстановки и оценка суммарной степени преобразования рельефа территории
Введение к работе
Актуальность исследования. Волго-Донское междуречье на протяжении всей истории развития подвергалось воздействию множества факторов, в результате чего сформировалась достаточно сложная в тектоническом и геологическом плане территория. Развитие рельефа первоначально происходило исключительно под влиянием природных факторов, и было обусловлено геологическим строением.
В настоящее время одним из основных рельефообразующих факторов является хозяйственная деятельность. Благоприятное сочетание водных и агроклиматических ресурсов данной территории способствовало ее быстрому освоению человеком. В результате исходный рельеф междуречья практически полностью преобразован. Техноморфогенез включает разные по степени проявления и направленности процессы, выражается в создании значительного спектра техногенных форм рельефа.
Актуальность исследования процесса техногенного преобразования исходного рельефа в пределах Волго-Донского междуречья связана с запланированным в ближайшее время строительством новых крупных промышленных объектов (магниевый завод, шахта по добыче калийных солей, ирригационный канал). Районирование территории по данным показателям может способствовать более рациональному и длительному ее использованию, т.е. поможет в выборе методов и интенсивности хозяйственного освоения.
Изучение природного и антропогенного морфогенеза является актуальным, т.к. анализ совокупности природных и техногенных процессов, под действием которых развивается рельеф Волго-Донского междуречья в настоящее время, позволит спрогнозировать проявление их действия в будущем. Учет и прогноз нежелательных целенаправленных изменений рельефа и опосредованных геоморфологических процессов, способных проявиться в созданных в настоящее время условиях, позволит снизить вероятность появления новых или сократит интенсивность, длительность и область распространения уже существующих явлений.
Цель исследования: анализ факторов и этапности морфогенеза территории Волго-Донского междуречья; оценка степени преобразования рельефа территории в результате хозяйственной деятельности.
Задачи исследования:
1. Выделить этапы в развитии рельефа междуречья в прошлом; выявить преобладающие факторы в формировании рельефа и время образования Волго-Донского водораздела.
2. Определить соотношение природного и техногенного морфогенеза в настоящее время.
3. Дать оценку степени антропогенного преобразования рельефа геоморфологических районов Волго-Донского междуречья и города Волгограда.
4. Рассмотреть возможные эколого-геоморфологические последствия сооружения новых техногенных объектов.
Объектом исследования является территория Волго-Донского междуречья как района со значительным набором природных и антропогенных форм рельефа.
Предметом исследования являются факторы, влияющие на процесс рельефообразования; смена основных факторов морфогенеза во времени.
Научная новизна диссертационного исследования состоит в анализе и обобщении данных по древнему и техногенному морфогенезу территории, включая последнее десятилетие. Произведено восстановление палеогеографических условий развития Волго-Донского междуречья в новейшее время, выделены циклы, которые дают представление об особенностях рельефа дохозяйственного этапа. Составлены палеогеографические картосхемы, отражающие физико-географические условия ергенинского, ательского и раннехвалынского циклов, выявлены типы морфоскульптуры данных временных отрезков. Установлена степень влияния техногенных сооружений на состояние геоморфологических комплексов территории; произведено обобщение вероятных изменений рельефа междуречья при функционировании планируемых промышленных объектов и в результате аварийных ситуаций на них. Построены картосхемы техногенного рельефа Волго-Донского междуречья и г. Волгограда, с учетом данных последних 10 лет; дана оценка степени антропогенного преобразования рельефа территории в пределах геоморфологических районов, входящих в состав исследуемой территории.
Практическая ценность. Полученные в результате исследования данные могут учитываться комитетами по землеустройству при дальнейшем хозяйственном освоении изучаемой территории. Составленная методика расчета степени преобразования рельефа может применяться при проведении исследований техноморфогенеза в других регионах.
Результаты исследования были использованы при выполнении хоздоговорной темы «Долговременный прогноз влияния хозяйственной деятельности ГОК Гремячинского месторождения калийных солей на рыбопродуктивность Цимлянского водохранилища» по заказу Волгоградской региональной общественной научной организации «Экологическая академия». Результаты исследования о влиянии новых техногенных объектов на рельеф территории, палеогеографии междуречья, в дальнейшем могут быть использованы при проведении занятий со студентами и магистрантами специальностей «География» и «Садово-парковое и ландшафтное строительство» по таким дисциплинам, как «Историческая геология», «Экологический мониторинг», «Техногенные ситуации и риски» и т.д. Волго-Донское междуречье является одной из основных территорий для проведения полевых практик студентов данных специальностей.
Положения, выносимые на защиту:
1. Неоген-четвертичный этап морфогенеза на территории Волго-Донского междуречья включает три основных геоморфологических цикла: миоценовый, плиоценовый и четвертичный.
2. Физико-географические условия ергенинского этапа, ательской регрессии и хвалынской трансгрессии наиболее ярко демонстрируют типичные виды природных экзогенных факторов рельефообразования и условий осадконакопления на всем протяжении развития территории Волго-Донского междуречья.
3. Обособление Волго-Донского междуречья происходило поэтапно; окончательное выделение территории связано с отступлением морского бассейна в стадию послехвалынской регрессии и миграцией русла р. Волги на запад.
4. В результате применения авторской методики, основанной на определении количественных коэффициентов для критериев техноморфогенеза, произведена оценка степени преобразования рельефа в пределах Волго-Донского междуречья, где выделены районы со слабой, средней и высокой степенью преобразования рельефа.
Апробация работы: Основные положения и выводы диссертационного исследования неоднократно докладывались на конференциях разного уровня: XI-XIII Региональные конференции молодых ученых Волгоградской области (2006-2008); XVII-XIX Краеведческие чтения (2006-2009); Круглый стол ВолГУ (2007-2009); «Музей как центр экологического просвещения: опыт инноваций» (ВОКМ, 2007); Международная научно-практическая конференция «Региональные географические исследования Украины и смежных территорий» (Луганск, 2006); VII Всероссийский семинар молодых ученых по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2008); XXX Пленум Геоморфологической комиссии РАН (Санкт-Петербург, 2008); Межвузовский научно-координационный совет по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов «Древние современные долины и реки: История формирования и современные русловые и эрозионные процессы» (Волгоград, 2009); VI Международная конференция «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация» (Днепропетровск, 2010).
Всего по теме диссертационного исследования опубликовано 17 работ.
Структура и объем исследования: Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 152 наименования, и 2 приложений. Работа изложена на 174 страницах, содержит 13 таблиц и 35 рисунков.
Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.г.н., проф. В.А. Брылеву; д.г.н., проф. Р.С. Чалову и к.г.н., доц. Н.П. Дьяченко за конструктивные замечания при подготовке диссертации; В.В. Ревебцову, А.В. Селезневой и С.Н. Моникову за предоставление материалов; а также всем тем, кто оказывал поддержку и помощь в процессе написания диссертации.
Методы исследования древнего и современного морфогенеза Волго-Донского междуречья
Второй комплекс методов основывается на выявлении факторов формирования рассматриваемых форм рельефа, при котором особое внимание уделялось историко-генетическим исследованиям. Они направлены на исследование становления определенных особенностей территории, выделение ряда переходных этапов в ее развитии, позволяют выявить основные природные факторы рельефообразования в прошлом и проследить их эволюцию. Для комплексного анализа и восстановления условий, при которых формировалась территория междуречья,, использовался ретроспективный анализ, позволяющий воссоздать пространственно-временную характеристику развития Волго-Донского междуречья; дополнительно применялись стратиграфический, палеогеографический и минералогический методы.
Палеогеографический метод направлен на анализ всех характеристик рассматриваемой территории и условий ее формирования. Состоит в анализе данных, полученных при полевых исследованиях и в результате работы с литературными источниками; использовался в комплексе с описанием стратиграфии района. Палеогеографический анализ проводился за определенный промежуток времени, с середины миоценовой эпохи, т.е. с формирования гуровской речной системы, и до настоящего времени.
Динамический аспект исторического метода изучает современное состояние территории. Интенсивное изменение геосреды, особенно в пределах городов, фиксируется с начала XX в. При анализе современных процессов морфогенеза и выявления их связи с формированием определенных форм рельефа использовался метод анализа факторов морфогенеза и их геоморфологического выражения. В данный раздел методов входит изучение геологического строения района исследований, тектоники и экзогенных факторов рельефообразования (эрозионных, эоловых, склоновых и других процессов), включая деятельность человека.
Третья глава данного диссертационного исследования «Генезис и цикличность развития Волго-Донского междуречья (дохозяйственный этап)» полностью базируется на историко-генетических исследованиях и посвящена реконструкции физико-географической обстановки некоторых этапов в эволюции водораздела. Результатом этих исследований можно считать» составление ряда картосхем, посвященных развитию района в разные периоды геологической истории.
В настоящее время большое значение придается космическим методам, развивающимся с начала 60-х гг. XX в. Относятся к дистанционным методам. Помогают получить информацию с пространственно-временными изменениями. На основе дешифрирования космоснимков происходило изучение области- распространения, а также морфометрических характеристик форм рельефа естественного и техногенного генезиса.
Камеральный этап состоял в обобщении полученных данных, что выразилось в составленных авторских картосхемах, проведении районирования территории по степени преобразования рельефа, а также в прогнозе изменения рельефа в связи с появлением новых техногенных объектов. Методы, используемые на данном- этапе, тесно связаны с ранее рассмотренными комплексами исследований.
В настоящее время научное прогнозирование возможных нежелательных ситуаций является обязательным условием при строительстве техногенных объектов разного уровня. Прогноз изменения геоморфологических характеристик, обусловленных повсеместным , преобразованием густонаселенных и промышленно освоенных территорий, является актуальным направлением. Для наиболее реалистичного прогнозирования процессов необходимы точные геологические, морфометрические, инженерные и другие данные. В данном диссертационном исследовании прогнозирование направлено на анализ воздействия новых техногенных объектов на рельефообразующие процессы. Прогноз основан на применении принципа актуализма и сопоставлении целенаправленных и опосредованных процессов морфогенеза на изучаемой территории к таковым в сходных условиях.
На стадии камеральной обработки при построении авторских картосхем и создании прогнозов развития использовался метод моделирования. Полученные модели (картосхемы, прогноз) можно отнести к индуктивному, аналоговому, статичному, вероятностному, качественному и количественному видам. При создании моделей использовались данные, полученные в результате применения геологических, стратиграфических, палеогеографических и других методов исследования.
В результате подготовительного и полевого этапов исследований были получены данные, которые в течение камерального периода были обобщены и отражены в картосхемах коэффициента овражно-балочной расчлененности Волго-Донского междуречья, этапов развития Волго-Донского междуречья в историческом прошлом, техногенных форм рельефа междуречья и г. Волгограда, районирования Волго-Донского междуречья по степени преобразования рельефа, окрестностей Гремячинского месторождения калийных солей.
При составлении авторских схем использовались компьютерные программы: CorelDraw 12, AdobePhotoshop 6.0. Основой для составления картосхем являлась физическая карта Волгоградской области масштабом 1:600000, на которую с помощью методов условных знаков, фоновой окраски были нанесены изучаемые явления и объекты.
При выполнении диссертационного исследования для расчета густоты овражно-балочной расчлененности использовалась методика А.И. Спиридонова (1952). В качестве основы для расчета длины эрозионной сети на единицу площади использовалась топографическая карта Волгоградской области масштаба 1:200000. Вся изучаемая территория делилась на квадраты площадью 4 см (16 км ), в пределах которых происходил расчет длины общей овражно-балочной сети. Показатель нанесен на картосхему методом фоновой окраски. Интервал шкалы коэффициента составляет 0,3 км/км . В результате в шкалу вошли шесть подразделений, отражающих разную густоту общей эрозионной расчлененности.
Для расчета степени преобразования рельефа территории Волго-Донского междуречья, и города Волгограда использовалась авторская методика, которая включала несколько этапов: 1. Выявление критериев для анализа степени техногенного преобразования рельефа исследуемой территории. 2. Выделение количественного коэффициента для каждого критерия. 3. Определение степени проявления (низкая, средняя; высокая) отдельных критериев для каждого геоморфологического района. 4. Расчет суммарной степени преобразования рельефа каждого геоморфологического района Волго-Донского междуречья. На первом этапе происходило выделение критериев для анализа степени техногенного преобразования рельефа. В качестве критериев рассматривались отдельные антропогенные формы рельефа и инспирированные хозяйственной деятельностью геоморфологические процессы. Для анализа территории Волго-Донского междуречья использовалось 14- критериев: искусственные пруды, водохранилища, судоходные и оросительные каналы, отстойники, открытые разработки полезных ископаемых (карьеры), разработки полезных ископаемых шахтным способом, разработки полезных ископаемых скважинным способом, искусственные валы, курганы, селитебные территории, промышленное строительство, сельскохозяйственные угодья, автомобильные и железные дороги.
Экзогенные геоморфологические процессы и геоморфологическое районирование Волго-Донского междуречья
Морфоскульптура рассматриваемой территории формируется под действием различных экзогенных процессов, большая доля из них отводится на выветривание, склоновые и флювиальные процессы.
Выветривание распространено по долинам рек, овражно-балочным системам, в карьерах. Можно говорить, что в рассматриваемом районе присутствуют все виды выветривания — физическое (температурное, морозное, гигрогенное), химическое и биологическое.
Склоновые процессы проявляются в рассматриваемом районе в виде оползнеобразования и плоскостного смыва. Оползневые склоны формируются под действием перемещения блоков горных пород вниз по склону. Угол оползневого склона обычно составляет от 6-15 и более.
Существует ряд факторов, активизирующих оползнеобразование: - подмыв склонов боковой эрозией рек или волноприбойной деятельностью водоемов; - переувлажнение склонов; - нагрузка на склоны вблизи бровок. Оползнеобразование развито на; восточном склоне Приволжской возвышенности, оно объясняется подмывом берега Волгой, а создание Волгоградского водохранилища только:инспирировало этот процесс. Склоны с плоскостным смывом— это поверхности; по которым талые или дождевые воды стекают в виде множества струек, не имеющих постоянных русел. Часто плоскостной смыв сменяется з линейным стоком, в этом случае на склоне появляются промоины; и эрозионные борозды. Обычно это пологие и длинные склоны — 2-10. Это характерно для крутых берегов рек и для искусственно созданных образований;. например, отвалы карьеров. Флювиальные процессы заключаются1 в линейном и боковом размыве подстилающих пород, транспортировке вещества, его аккумуляции. В соотношении рассматриваемых процессов преобладает размыв пород, так называемая эрозия; Исследуемый регион активно подвергается эрозионным процессам. Развитию древнеш и современной эрозии здесь способствовали следующие факторы: - сложение территории денудационно неустойчивыми породами: глинами, опоками, песками, песчаниками; - поднятие территории в неоген-четвертичное время; - моноклинальное падение слоев на юго-восток; - близкое расположение двух базисов эрозии — долин pp. Дона и Волги; - семиаридный климат с сезонным увлажнением и ливневым характером осадков; - слабая степень залесенности. Постоянные водные потоки производят одновременно эрозионно-аккумулятивную работу. При этом происходит изменение конфигурации русла и продольного профиля рек.
Таким образом, на территории Волго-Донского водораздела образуются особые типы морфоскульптур, формирующиеся, в основном, под действием комплекса из флювиальных, эрозионных и склоновых процессов. Существующие особенности-рассматриваемой территории: история, развития региона, специфика тектонического строения, состав! слагающих район горных пород;, климатические и- фитоценотические- особенности и т.д., определили господствующее положение данных видов экзогенных процессов [6, 28, 35, 41, 52, 64, 65, 106, 114]. Можно предположить, что в будущем состав экзогенных процессов не изменится, но соотношение влияния естественных экзогенных процессов и антропогенного фактора сравняется, а в дальнейшем доля техногенного вмешательства в формирование морфоскульптуры региона будет только увеличиваться.
К рассматриваемой территории относится несколько геоморфологических областей — Приволжская возвышенность, Ергенинская возвышенность, Прикаспийская низменность и долины Волги и Дона (рис. 8) [20,42,97,105,128].
Приволжская возвышенность входит в Волгоградскую область только своим южным окончанием и тектонически обусловлена Приволжской моноклиналью. Этот крупный структурный элемент ограничен с запада Иловлинской флексурой и бортовым уступом Прикаспийской впадины — с востока. Поверхность этой структуры сложена, в основном, палеогеновыми и верхнемеловыми отложениями, моноклинальное падение которых осложнено разрывными нарушениями. Приволжская моноклиналь является переходным звеном между Доно-Медведицким валом и Прикаспийской синеклизой. Это положение определяет интересное глубинное строение данной структуры — здесь выделяется галогенный структурный этаж, относящийся к нижнепермской эпохе, а по фундаменту вырисовывается поднятие.
Приволжская возвышенность занимает обширную территорию — от р. Волги до р. Медведицы. На юге она переходит в Ергенинскую возвышенность. Максимум высот Приволжской возвышенности в пределах рассматриваемого региона составляет 228 м [3]. Это так называемые «Венцы Балыклейки». У г. Волгограда отметки высот возвышенности понижаются до 120-145 м.
Высоты южной оконечности возвышенности характеризуются меньшими величинами по сравнению с ее северной частью. Она прорезана миоценовыми долинами и покрыта ергенинскими песками и суглинистыми породами. Ступенчатость рельефа здесь проявляется не так четко, как на севере. Единственным образованием, напоминающим ступень, является хвалынская абразионно-аккумулятивная терраса, располагающаяся на высоте 50 м.
Из-за большого разнообразия форм рельефа и разности геологического строения возвышенность делят на ряд геоморфологических районов. Выделяют такие районы, как Медведицкие эрозионно-тектонические Яры, Медведицко-Иловлинская бронированно-ярусная гряда, Иловлинско-Волжская пластово-ярусная возвышенность и аккумулятивно-денудационная южная часть Приволжской возвышенности. Последние два района относятся к области нашего исследования.
Иловлинско-Волжская пластово-ярусная возвышенность расположена между pp. Иловлей и Волгой. Занимает северную часть рассматриваемой территории. Для этого региона характерна ступенчатость рельефа. Верхний ярус соответствует уровню раннемиоценового моря. Для этой области характерны столовые водоразделы и крутые склоны. Нижний ярус образовался вследствие влияния плиоценовых морей и последующего отступания склонов. На абсолютной высоте около 50 м вдоль Волги узкой полосой протягивается абразионная четвертичная морская терраса.
Аккумулятивно-денудационная южная часть Приволжской возвышенности включает Волго-Медведицкое междуречье, расположенное к югу от ст. Березовской, х. Гурово, сел Ольховки и Горного Балыклея. Характерной чертой этого района является постепенное снижение высоты водоразделов с севера на юг (130-140м в районе г. Волгограда). В северной части рассматриваемого района водоразделы сложены ергенинскими песками, а на юге, начиная от г. Дубовки, превалируют скифские глины и лессовидные суглинки. В пределах этого геоморфологического района также выделяется хвалынская абразионная терраса, переходящая южнее в аккумулятивную морскую равнину Прикаспия.
На формирование морфоскульптуры данного региона в значительной степени влияют эрозионные процессы. Их превалирование над другими видами экзогенных процессов объясняется рядом факторов,— особенностями горных пород, слагающих рассматриваемую структуру, уже существующими формами рельефа, наличием большого количествам малых рек и часто нерациональным характером природопользования.
Формирование позднеплиоценовых палеодолин и обособление Волго-Донского междуречья
В течение среднего и позднего плиоцена неоднократно менялись размеры и очертания Черного и Каспийского морей. Между ними то возникали связи через Предкавказье, Рионскую и Куринскую низменности, то вновь исчезали. В конце раннего плиоцена Каспийское море, будучи изолированным от Черного, резко уменьшилось в размерах. В отдельные века среднего плиоцена Каспий занимал лишь южную глубоководную (Дербентскую) котловину. Затем началось восстановление контура бассейна, а в позднем плиоцене, в акчагыльский век, развивалась обширная трансгрессия. В верхнеплиоценовой толще осадков на территориях, прилегающих к Каспию, выделяют два яруса (акчагыльский, апшеронский). Колебания уровня древнего Каспийского морского бассейна приводили к изменениям речных систем, ограничивающим рассматриваемую территорию, — смещали устья рек, уничтожали осадки коренных пород [20, 68, 69, 70, 76,131].
В акчагыльское время на месте Каспия впервые обособился бассейн, имевший лишь частичную, временами прерывающуюся связь с океаном, и принявший очертания, близкие к современным. Во время максимального развития акчагыльской трансгрессии на северо-западе берегом моря служил восточный склон Приволжской возвышенности. Далее на север воды акчагыльского моря проникали вверх по долинам Волги, Урала и, таким образом, окаймляли Приволжскую и Ергенинскую возвышенности на востоке [51, 82].
Волго-Донское междуречье подвергалось абразионной деятельности моря, оно захватывало небольшую восточную часть территории и образовывало ингрессионные заливы в долинах некоторых рек, являющихся в настоящее время притоками Волги. На западной границе моря его отложения незначительны и их мощность составляет всего несколько метров. Считается, что в пределах междуречья наличие осадков акчагыльского моря не подтверждено. Но в районе г. Камышина, на склоне р. Камышинки, В.А. Брылевым и Н.А. Самусем [25] были описаны проблематичные отложения, вероятно, имеющие морское происхождение и относящиеся к акчагыльскои трансгрессии.
Постепенно акчагыльский бассейн сокращался. Регрессия вызвала оживление эрозии района и заложение долины Волги. Считается, что в послеакчагыльское время произошло смещение Волги на запад.
В плиоцене также выделяют апшеронскую морскую трансгрессию. Возникновение последней связано с тектоническими подвижками, унаследованными от акчагыльского времени, но проявившимися с меньшими амплитудами. Уровень апшеронского моря был ниже акчагыльского, в связи с чем, и площадь моря была несколько меньше. Она не выходила за пределы Общего Сырта. В это время не существовало никакой связи между Каспийским бассейноми Мировым океаном.
Примерное расположение береговой линии описывает O.K. Леонтьев [81]. Северный берег апшеронского моря- проходил у подножия: возвышенности Общий Сырт. Здесь имелось лишь два крупных ингрессионных залива — вверх по долине Волги и по долине Урала.
На территории Волго-Донского междуречья в это время происходило накопление континентальных- красноцветных осадков скифской свиты, широко распространенных на Приволжской и Ергенинской возвьппенностях. Эти отложения» представлены красно-бурыми глинами и суглинками, мощность которых в среднем достигает 30 м, но по направлению на юг она увеличивается. Также к скифской свите относятся зеленовато-серые глины, по-видимому, имеющие озерное происхождение. Выделяется достаточно длительный этап формирования скифских отложений в донском бассейне, предполагается, что они начали накапливаться здесь с олигоцена, но на Волго-Донском междуречье они, в основном, залегают на отложениях ергенинской свиты и на аллювии пра-Дона плиоценовой- эпохи (андреевская свита), что подтверждает их позднеплиоценовый возраст. По-видимому, скифские осадки имеют эоловое и делювиальное происхождение, доказательством чего выступает в большинстве случаев четкая нижняя граница красноцветных отложений.
Плиоцен ознаменовался сокращением размеров предшественника Каспийского моря. В позднем плиоцене развитие этой акватории началось с большого по размерам и соленого бассейна и закончилось небольшим опресненным морем.
Возможно, что колебания уровня моря были связаны с климатическими изменениями, особенно с повышениями и понижениями среднегодовых температур. В плиоценовой эпохе выделяют две волны глобального потепления - 4,4-4,1 и 3,5-3,1 млн. лет назад, разделенных, похолоданиями продолжительностью 500-600 тыс. лет [15]. Летом температуры этого времени мало отличались от современных, превышая их не более чем на 2-3 С, а зимы были значительно теплее.
Положение границ природных зон,- смещенных во время оптимума к полюсам, свидетельствует о более теплом, чем сейчас, климате. Гипотеза о формировании осадков скифской свиты в условиях саванн или сухих субтропиков подтверждают данную теорию.
В общем, поздний плиоцен — это период кратких потеплений, которые сменяли периоды похолоданий. Но в результате среднегодовая температура постепенно снижалась, вызывая изменение ландшафтной обстановки междуречья и условий накопления осадков:
Для позднеплиоценового этапа характерно формирование долины Палео-Дона, который частично занял долины Ергень-реки (андреевская свита) сместившись при этом на запад от нее в среднем на 50-80 км, в Ергенях — на 120 км [20]. Ниже г. Цимлянска он уже занял современное положение. Исток Палео-Дона, по всей вероятности, располагался в Подмосковье.
Прогнозные изменения геоморфологической обстановки и оценка суммарной степени преобразования рельефа территории
На западе границей Волго-Донского междуречья служит палео-Дон, который не изменил свое положение по сравнению с предшествующим ательским этапом.
Состав растительности Волго-Донского водораздела хвалынского этапа изучался И.В. Палибиным [103], В.И. Гричуком [45], А.А. Свиточем [117-120], А.А. Романовым и др. [ПО], Е.А. Спиридоновой [129]. В растительных сообществах господствовали древесные растения: широколиственные — Betula, Alnus, Quercus, Ulmus, Acer, Tilia и т.д. с примесью голосеменных - Pinus, Picea, Cedrus, Larix, Abies, Ephedra. Среди травянистой растительности отмечаются семейства Chenopodiaceae, Poaceae, Asteraceae, род Artemisia. В палинологическом спектре отмечается присутствие споровых растений (Polypodiophyta, Bryophyta). В течение периода раннехвалынской трансгрессии в связи с иссушением и потеплением климата растительность из лесных сообществ постепенно преобразовалась в степные.
В животном мире Волго-Донского водораздела выделяются род Saiga, семейства Equidae, Cervidae, Canidae, Ursidae, Leporidae и др. [73, 91, 111, 117, 118]. В орнитофауне выделяются, в основном, современные таксоны — Passeriformes, Columbidae, Apodes, Tetraonidae, Strigidae и др. [56]. В связи с появлением морского бассейна можно выделить присутствие морских моллюсков. Малакофауна раннехвалынского этапа представлена разными видами родов Didacna (D. parallella, D. protracta, D. trigonoides и др.), Dreissensia rostriformes, Monodacna caspia и т.д. [133, 148].
Таким образом, период раннехвалынской трансгрессии не являлся самым холодным по сравнению с остальными этапами плейстоценовой истории развития Волго-Донского междуречья. Об этом можно судить по растительным-и животным сообществам данной местности. Во время ательской регрессии растительность была более холодолюбивой, чем во время трансгрессии. Это выражается в более широком распространении хвойных пород, а также в господстве ксерофитных видов травянистой растительности, что в настоящее время характерно для современной тундры. Состав животного мира не успел сильно измениться со времени ательского этапа.
Для определения палеовысот данного периода современные высоты соотносились с уровнем Хвалынского моря. Поэтому высота останца Шихан могла составлять приблизительно 162 м, Мамаева Кургана — 52 м.
В дальнейшей истории развития Каспийского морского бассейна происходит значительная. енотаевская регрессия моря, она была меньше послехазарской, однако уровень Каспийского бассейна опустился до -44 м [20].
После регрессии снова начинается подъем уровня морского бассейна. Позднехвалынская трансгрессия оставила после себя несколько стадиальных береговых линий. Максимальный уровень моря находился на отметке 0 м [37], то есть 26-28 метров над уровнем современного Каспия;
Также, для этого периода характерно смещенное, по сравнению с современным, положение многих притоков р. Волги (pp. Царица, Мокрая и Сухая Мечетки, Камышинка и др.). После хвалынской трансгрессии долины данных рек были смещены на юго-запад, где находятся до сих пор. Таким образом, послехвалынская регрессия определила современное положение нижнего течения Волги и рельеф восточного склона изучаемой территории. На большей части территории продолжал формироваться шлейф четвертичных покровных отложений, в которых основную роль играют лессовидные суглинки.
Последнее оледенение закончилось около 10-14 тысяч лет назад, началось потепление. Оно осуществлялось постепенно и периодически сменялось похолоданиями, которые, конечно, нельзя; сравнить, с ледниковыми периодами плейстоценовой эпохи. Эти небольшие колебания; температур отражались на других составляющих природы, в том числе и на колебаниях уровня Мирового океана; Колебания температур также повлияли- и на изменения уровня Каспийского моря; В голоценовуюэпоху это море вошлосильно обмелевшим.
После мангышлакской регрессии; отмечается повышение уровня Каспийского морского бассейна. Причиной новокаспийской трансгрессии, видимо, явилось потепление климата, климатический оптимум голоцена [14, 15; 120; 142]. Эта трансгрессия выделяется со времен работ Л. С. Берга mПі А; Православлева. Также, как. и другие трансгрессии; новокаспийская имела несколько стадий, так как уровень моря не находился на; одной отметке. При этом повышение уровня не было таким большим; как в предыдущие эпохи. Предполагают, что максимальные высоты, которые присущи этой трансгрессии, достигали 5-6 м выше современного уровня Каспия [71, 82, 107], после чего началось общее опускание моря; Незначительный подъем уровня моря при последней трансгрессии Каспия не- оказал большого влияния на формирование рельефа Нижней Волги.
Анализ физико-географических условий ергенинского, ательского и раннехвалынского этапов не случаен, восстановление палеогеографии этих этапов: позволяет продемонстрировать типичные условия формирования Волго-Донского междуречья (рис. 16). Можно предположить, что на протяжении других этапов с такими же палеогеографическими условиями (трансгрессии и регрессии морских бассейнов, образование крупных речных систем), проявлялись однотипные экзогенные процессы; в настоящее время прослеживается однообразность отложений схожих этапов.
