Лаборатория "Исследования Геокатастроф"

При расчленении четвертичных отложений используются климато-стратиграфические шкалы. По материалам К. В. Никифоровой и И. И. Краснова с дополнениями согласно шкале МСК 2007 г. и стратиграфической шкале четвертичных отложений Русской равнины (Пояснительная записка…, 2013) четвертичная система подразделяется на два надраздела – плейстоцен и голоцен. Плейстоцен, в свою очередь, подразделяется на 2 раздела: эоплейстоцен и неоплейстоцен. В неоплейстоцене выделяются три звена: нижнее, среднее и верхнее. Каждое звено включает ледниковые (они показаны голубым цветом) и межледниковые (розовый цвет) горизонты, имеющие своё название.  Далее приводится схема сопоставления общей стратиграфической шкалы (МСК, 2007), кислородно-изотопной шкалы (Bassinot et al.) и межрегиональных корреляционных горизонтов квартера Еропейской части России (рис. 11). Названия горизонтов даны в соответствии с наименованиями географических мест, где впервые выделены и описаны отложения данного возраста.

По происхождению четвертичные отложения подразделяются на генетические типы. Под генетическим типом по Е. В. Шанцеру (1966) понимается совокупность отложений, образовавшихся в результате работы определённого геологического процесса, видоизменяющего поверхность суши. Характер распространения четвертичного покрова центральной части Русской равнины, где расположен район практики, показан на карте четвертичных отложений масштаба 1:500000 (Объяснительная записка…,1998) (рис. 12).

Четвертичные отложения района практики представлены следующими континентальными типами:

            ледниковыми или гляциальными (g),

            водно-ледниковыми или флювиогляциальными (f),

            аллювиальными (a),  

            пролювиальными (p),  

            делювиальными (d),  

            озёрными (l),

            коллювиальными (c),

            эолово-делювиальными (v-d),

            элювиально-делювиальными (e-d)

            болотными (b)

            техногенными (t)

Одна из особенностей четвертичных отложений – их сложное взаимоотношение друг с другом. В одних случаях они образуют нормальную стратиграфическую последовательность напластования, где древние отложения подстилают более молодые, как, например, взаимоотношения днепровской и московской морен. Такие соотношения наблюдаются чаще всего на водоразделах. В других случаях молодые отложения залегают гипсометрически ниже более древних, будучи вложенными в древние или прислонёнными к ним. Подобного типа соотношения имеют место в речных долинах (рис. 13).

Важная особенность повсеместно распространенных четвертичных отложений, отличающих их от коренных пород, – тесная связь с рельефом. Например, морены московского горизонта слагают водораздельные поверхности, спускаются вниз по склонам речных долин, подстилая пойму реки Клязьма в центральной части района практики. Один и тот же генетический тип может изменяться литологически на небольших расстояниях. Так, аллювий может быть представлен галечниками и песками, сменяющимися супесями или глинами.

Изучение и картирование четвертичных отложений является сложной задачей. Необходимо не только детально изучать геологические разрезы, сопоставлять их друг с другом, идентифицировать их возраст, выяснять взаимоотношения отложений друг с другом и с рельефом. Одним из основных методов картирования является геоморфологический, предполагающий изучение взаимосвязей четвертичных отложений с рельефом. Руководствуясь этими данными, можно правильно определить генезис и относительный возраст четвертичных отложений.

Четвертичные отложения района залегают на неровной поверхности коренных пород, имеют различную мощность, которая часто увеличивается в долинах и уменьшается на водоразделах. Наибольшим распространением в районе практики пользуются ледниковые и флювиогляциальные отложения, сравнительно меньше развиты

Условные обозначения: 1 – почвенно-растительный слой; 2 – суглинок макропористый (лёссовидный); 3 – песок мелкий; 4 – гравий; 5 – галька; 6 – щебень; 7 – суглинок; 8 – сапропелит; 9 – моренные суглинки; 10 – торфяники; 11 – граница между генетическими типами отложений достоверная; 12 – граница между генетическими типами отложений предполагаемая; 13 – граница между литологическими разностями (фациями) внутри генетического типа отложений.

флювиальные разности. Ледниковые отложения фиксируют резкие похолодания климата в четвертичном периоде, проявившиеся не только на Русской равнине, но и на всей поверхности Земли. В тёплые промежутки времени, так называемые межледниковья, формировались аллювиальные, озёрные, болотные отложения. Неоднократные ритмичные изменения климата положены в основу подразделения четвертичного периода на временные отрезки – эпохи, в течение которых накапливались разновозрастные ледниковые и межледниковые отложения. Возраст отложений датируется по находкам ископаемой фауны и флоры, археологическим данным. Для определения абсолютного возраста применяются радиоуглеродный, кислородно-изотопный и другие методы. Для расчленения по возрасту четвертичных отложений района ОУПЭЦ Чашниково используется стратиграфическая схема Русской равнины, основанная на большом фактическом материале, подкрепленная палеонтологическими, археологическими данными и абсолютными датировками (рис. 11).  Наиболее древними отложениями, развитыми в районе практики, являются отложения днепровского горизонта среднего неоплейстоцена, представленные моренами (g II d), возраст которых около 300 тыс. лет, самые молодые – голоценовые – формируются в настоящее время. В сводной стратиграфической колонке представлены практически все типы четвертичных отложений района Чашниковской впадины (рис. 14).

Далее приводятся описания четвертичных отложений, развитых в районе Чашниковской практики и ее обрамления.

Гляциальные отложения (g II d)

Самыми древними отложениями района практики являются ледниковые отложения днепровского горизонта, которые можно наблюдать в обнажениях в районе наукограда Менделеево. Они представлены тёмно-коричневыми («шоколадными») суглинками, сильно песчанистыми, но местами и тяжёлыми, содержащими гравий, гальку и валуны пород различного состава; если в морене преобладают обломки карбонатных пород, то характерна реакция с соляной кислотой. В суглинках наблюдается слоистость, которую недавно можно было наблюдать в стенках Спас-Каменского карьера (в настоящее время затоплен), что не типично для этого генетического типа отложений. Вскрытая мощность в склоне Безымянного оврага составляет 1 – 1,5 м.  В скважинах в районе с. Льялово их полная мощность колеблется от 4,8 м  (скважина 2) до 11,0 м (скважина 24), а в скважине № 4275 наукограда Менделеево достигает 22 м.  От московской морены (g II ms) она отличается более тёмным цветом. Минеральный состав днепровской морены представлен глинистыми минералами - каолинитом, смектитом (минерал группы монтмориллонита), хлоритом, гидрослюдой (рис. 15).

Флювиогляциальные отложения (f II d-ms)

Формирование флювиогляциальных отложений происходило в постледниковых потоках и разливах рек, образовавшихся в результате таяния ледника. Они характеризуются изменчивостью фациального состава, что связано с размывом и переотложением гляциальных отложений. Гидродинамические обстановки были   различны, на что указывает слоистость, которую можно наблюдать в разрезах флювиогляциала в районе практики. Горизонтальная слоистость характерна для осадков, формирующихся в спокойных условиях; косая, перекрестная указывает на активные гидродинамические условия, которые, как правило, характерны для флювиогляциальных отложений.

Наиболее древними из них являются отложения днепровско-московского горизонтов (f II d-ms), которые можно наблюдать в склоне Безымянного оврага, где представлен наиболее полный разрез, и в цоколе первой надпойменной террасы р. Клязьма в районе наукограда Менделеево. Они также вскрыты скважинами в с. Никольское, наукограда Менделеево. В склоне Безымянного оврага выше шоколадного

В правом верхнем углу - схема точек отбора образцов, в правом нижнем - графики, отражающие средний минеральный состав глинистых отложений.

 цвета суглинков днепровского горизонта (g II d) по неровной границе залегают жёлтые, серовато-жёлтые, ржаво-бурые разнозернистые косослоистые кварцевые пески с линзами и прослоями гальки и гравия. Видимая мощность в склоне оврага составляет около 6 м. В скважинах она колеблется от 2,2 до 15 м (скважины 2 и 2811).  

Озёрные отложения (l II)

Озёрные отложения среднего неоплейстоцена вскрыты скважинами в восточной части района практики (наукоград Менделеево). Они залегают гипсометрически ниже гляциальных отложений московского возраста (скв.4 Льялово), а также вложены во флювиогляциальные (f II d-ms) и ледниковые отложения (g II d), подстилая пойменные (рис.13).   Это чёрные с зеленоватым оттенком, ожелезненные суглинки мощностью до 12,4 м (скв.4), в других скважинах – черные слюдистые глины мощностью 4,9 м, подстилающиеся серыми сапропелитами мощностью 0,5 м (скв. 1). В скважине 12 вскрыты глины (2,2 м), ниже пески (8,4 м) и в самом низу сапропелиты (2,9 м).

Московский горизонт (II ms)

Московский горизонт в районе практики представлен гляциальными (g II ms) и флювиогляциальными (f II ms) отложениями.

Московская морена широко развита в районе практики, слагая водораздельные поверхности и их склоны, спускаясь по склонам речных долин и подстилая русла рек Радомли и Клязьмы. Она может залегать на дочетвертичных отложениях, на днепровской морене, либо на флювиогляциальных песках днепровско-московского возраста. На водоразделах она иногда перекрывается покровными лёссовидными суглинками (v-d II- III). Гляциальные отложения представлены красновато-коричневые плотными средними суглинками, насыщенными мелкой щебёнкой, а местами гравием и мелкой галькой. Встречаются и валуны. Среди включений найдены гранитные, гнейсовые и кварцитовые валуны, кремни, карбонатные породы. Вскрытая скважиной в районе с. Чашниково мощность московской морены составляет 47 м (скв. 1805), в скважинах района села Льялово она колеблется от 6,8 м (скв. 7) до 35 м (скв. 2811). В целом, характерна тенденция увеличения мощности на водоразделах и её сокращение в долинах. Как показал рентгеноструктурный анализ, от днепровской морены московская отличается меньшим содержанием каолинита и большим смектита (рис. 15).

 Самой близкой точкой наблюдения к территории УОПЭЦ, где можно видеть отложения московской морены, является расчистка борта дренажной канавы, следующей вдоль Берёзовой аллеи, северо-восточнее окончания базы практики (рис. 16).

Флювиогляциальные отложения (f II ms)

Формировались во время отступания московского оледенения, когда прадолины рек Клязьмы и Радомли служили ложбинами стока талых вод. Они представлены преимущественно рыхлыми разнозернистыми, разной степени сортировки кварцевыми песками жёлтого, местами ржавого цвета с включениями гальки, щебня, гравия и дресвы. Встречаются глинистые прослои и линзы гальки и щебня. В отложениях наблюдается различная слоистость (косая, горизонтальная, волнистая), свидетельствующая о различных гидродинамических условиях осадконакопления. Флювиогляциальные отложения московского горизонта можно изучить в искусственных выемках (шурфах) вблизи населённых пунктов Балкашино, Дурыкино, Никольское, Радомля, Менделеево и Льялово. Наиболее полные их разрезы (до 7 м) можно описать в заброшенных карьерах д. Радомля. Максимальная мощность отложений, вскрытых скважиной 3479 в д. Дурыкино, составляет 12,0 м. Характерно сокращение мощности до первых метров в районе наукограда Менделеево. Они слагают третью эрозионную террасу и цоколь второй террасы рек Клязьма и Радомля, постепенно выклиниваясь к пойме. Флювиогляциальные отложения повсеместно залегают с несогласием на московской морене, иногда перекрыты покровными суглинками.

Среднее – верхнее звено (II-III)

Эолово-делювиальные отложения (v-d II-III)

Покровные отложения среднего и верхнего звена неоплейстоцена залегают преимущественно на водораздельных поверхностях или на их склонах. По резкой неровной границе они перекрывают различные по генезису и возрасту отложения московского горизонта и представлены палевыми, светло-коричневыми, с пятнами ожелезнения, пылеватыми и лёссовидными, неслоистыми суглинками, иногда тяжёлыми или лёгкими. Характерна пористость, вертикальная отдельность и трещиноватость. Может присутствовать небольшое количество обломочного материала (гравия или мелкой гальки). Мощность покровных суглинков колеблется от 0,1 до 2,3 м (скв. 26 Льялово). Южнее района практики в суглинках прослеживаются горизонты погребённых почв.

Относительно генезиса покровных суглинков существуют различные мнения. Предполагается делювиальное и эоловое происхождение. В пользу эолового генезиса говорит отсутствие слоистости, покровный характер залегания, а небольшое количество обломочного материала указывает на последующее делювиальное переотложение осадка. Время формирования покровных отложений относится к концу московского и началу калининского оледенений, во время которых территория представляла собой перигляциальную (приледниковую) зону с холодным климатом, развеваемую ветром.

Аллювиальные отложения (a III mk-kl)

Обнаружить аллювиальные отложения можно в шурфах, вскрытых на поверхности второй надпойменной террасы рек Клязьмы и Радомли, где они залегают по неровной поверхности на красновато-коричневых, слюдистых (с большим количеством включений щебня и гальки) флювиогляциальных песках московского горизонта. Вскрыты скважинами в районе Льялово, где подстилаются днепрово-московским флювиогляциалом. Они представлены желтовато-серыми и серовато-палевыми кварцевыми разнозернистыми песками, волнисто-слоистыми, с линзами грубозернистого песка, гравия и мелкой гальки. Пески местами ожелезнённые, встречаются тонкие глинистые гумусированные прослои. Слоистось – горизонтальная и волнистая. В скважине 10 (Льялово) аллювий второй террасы представлен суглинками коричневыми, опесчаненными, с гнездами гравия и гальки мощностью до 2,5 м. По составу можно судить об условиях их накопления – либо в застойных условиях, возможно старичных (глинистые гумусированные прослои), либо в условиях проточного русла (пески с гравием, галькой). Визуально отделить аллювий второй террасы от нижележащих флювиогляциальных песков трудно. Критерием здесь является степень окатанности обломочного материала: аллювиальные фации обладают большей окатанностью обломков. Достоверно отличить их можно, сделав гранулометрический анализ. На рис. 15 видно, что средний минеральный состав у аллювиальных отложений отличается меньшим содержанием гранитов и отсутствием метакластов (т.е. обломков метаморфических пород).

Аллювиальные отложения (a III ln-os)

Аллювий первой надпойменной террасы рек Клязьмы и Радомли широко развит в районе практики. На западе (маршрут Дурыкино – Балкашино) и в центральной части Чашниковской впадины, где поверхность аккумулятивной первой террасы почти сливается с поймой, обнаружить песчано-глинистые аллювиальные отложения можно только в шурфах. На востоке, в районе наукограда Менделеево, аллювий первой террасы вскрывается в её склоне, залегая на флювиогляциальных отложениях днепрово-московского горизонта. Отложения представлены светло-коричневыми, серыми, жёлтыми кварцевыми песками, разнозернистыми с гравием и галькой, с прослоями супесей. Встречаются бурые супеси, суглинки, алевриты, прослои органики. Пески разной степени сортировки, косо- и горизонтально-слоистые. Мощность их составляет 1,0 м.  В шурфе долины р. Радомля аллювий первой террасы в верней части представлен светло-бурыми алевритами (0,8 м), в нижней – светло-бурыми, легкими суглинками с включениями грубозернистого песка, гравия и органики (0,2 м). В 11 скважине (Льялово) толща аллювия в верхней части сложена серо-коричневыми суглинками с прослоями песков мощностью 1,0 м, в нижней-темно-серыми, мелкозернистыми, глинистыми песками с прослойками темно-серого суглинка мощностью 2,6 м. Для песков первой террасы характерно обилие литокластов, отсутствие обломков гранитов (рис. 15).

Проведённый гранулометрический анализ аллювиальных и флювиогляциальных образцов песков района практики, взятых вблизи населенных пунктов Менделеево, Никольское, Балкашино, показал, что минеральный состав отложений достаточно близок, что естественно, т.к. аллювиальные отложения представляют собой переотложенные флювиогляциальные. Во всех образцах преобладает кварц. Темноцветные и красноцветные минералы, обломки пород и карбонаты содержатся в различном количестве. Карбонатов больше во флювиогляциальных песках. Здесь же отмечается достаточно высокое содержание слюд. Пески флювиогляциального генезиса отличаются большей неоднородностью и худшей сортировкой. Для аллювия второй террасы характерно сокращение обломков магматических (гранитов) и метаморфических (метакластов) пород по сравнению с флювиогляциальными отложениями третьей террасы, а в аллювии первой террасы обломки этих пород практически исчезают на фоне резкого возрастания литокластов (рис.15).

Неоплейстоцен. Верхнее звено – Голоцен (d III-H; p III-H)

Нерасчленнные отложения верхнего неоплейстоцена и голоцена представлены делювиальными серыми с пятнами ожелезнения гумусированными суглинками, алевритами и супесями с включениями дресвы мощностью до 0,6 м., покрывающими склоны, а также пролювиальными серовато-коричневыми супесями и бурыми суглинками мощностью 0,5 – 0,6 м, слагающими конусы выноса оврагов.

Голоцен (H)

Отложения голоцена объединяют комплекс аллювиальных, пролювиальных, озёрных, болотных, элювиально-делювиальных, делювиальных, коллювиальных отложений, которые формируются и в настоящее время. Кроме того, к числу современных образований относятся и техногенные.

Аллювиальные отложения (a H)

Аллювиальные отложения, представленные русловой, пойменной и старичной фациями, слагают низкую и высокую поймы р. Клязьмы и ее притока Радомли. Характерно вложение пойменных осадков в аллювий I террасы, что наблюдалось в канаве газопровода в районе Балкашино. Здесь нижняя часть (≈0,4 м) осадков представлена серыми иловатыми оторфованными глинами с растительными остатками, верхняя (0,2 м) сложена светлыми тонкозернистыми песками и супесями.

Разрезы поймы изменчивы. В районе антецедентного участка долины р. Клязьмы, где преобладает процесс врезания русла на фоне растущего поднятия, разрез высокой поймы сложен преимущественно песчаными разностями. Ниже по течению, на левом берегу р. Клязьмы, в районе с. Балкашино, в склоне одного из меандров разгрузки снизу вверх наблюдаются тёмно-серые суглинки с прослоями желтовато-серых мелкозернистых песков с остатками неразложившейся растительной органики (0,5 м), выше буровато-серые глины (0,1 м), венчают разрез буровато-коричневые до ржаво-бурых пятнистые суглинки (1 м). Суммарная мощность составляет 1,6 м. Характер изменения пойменных фаций можно наблюдать в зачистках ирригационных канав по дороге с. Чашниково -  Никольское. Сначала разрез поймы представлен преимущественно сизо-серыми средними суглинками с остатками органики, ожелезнёнными. По мере продвижения к центральной части поймы в разрезе появляются оторфованные разности, а затем и торф с включениями растительных остатков. Вскрытая мощность отложений высокой поймы составляет примерно 1 м.

В районе подпруживания рекой Клязьмой поднятия, вблизи наукограда Менделеево в строении поймы снизу вверх наблюдаются голубовато-серые глины с остатками растительности. Выше в разрезе появляется супесь, с пятнами ожелезнения, мелкой галькой и гравием, с мелкими железо-марганцевыми конкрециями и остатками растений мощностью около I м. Выше супесь перекрывается слоем торфа (0,18 м) с карбонатными включениями, который сменяется тёмно-бурым опесчаненным суглинком.

Разрез притеррасной поймы можно наблюдать в понижении перед первой надпойменной террасой р. Клязьма, в борту так называемого Торфяного пруда. Здесь разрез сложен торфом чёрно-бурого цвета с обильными пятнами ожелезнения, линзами сизо-серой глины и серого с рыжим оттенком среднезернистого песка.

В прирусловой части поймы аллювий представлен более грубыми разностями: в нижней части тёмно-жёлтыми среднезернистыми песками (0,15 м), переходящими вверх по разрезу в светло-бурые супеси (0,25 м).

На востоке района аллювиальные пески и суглинки вскрыты скважинами, где их мощность достигает 5,6 м (скв. 13).

Пролювиальные отложения (p H)

Пролювиальные или отложения конусов выноса оврагов развиты в районе практики, где крупные овраги раскрываются на пойму, перекрывая пойменные фации. По составу это серо-бурые или тёмно-серые супеси, суглинки, глины, с примесями песка и редкого мелкого гравия и дресвы. В расчистке обширного конуса выноса Дурыкинского оврага пролювиальные отложения представлены супесями серовато-коричневого, бурого цвета, гумусированными, с прожилками ожелезнения, с включениями слюды. Мощность до 1 м. В правом борту оврага в нижней части разреза встречены тёмно-серые пески с включениями щебня, гравия, дресвы (0,2 м); выше суглинки с включениями органики (0,4 м) и прослоем торфа (0,15 см); венчается разрез желтовато-бурыми супесями с включениями гальки, щебня, дресвы (0,25 м). Мощность толщи пролювия – 1 м.

Озёрные отложения (l H)

В районе ОУПЭЦ Чашниково эти отложения можно наблюдать в озёрах (прудах), а также они вскрываются скважинами за границами района, где находятся озёра Долгое, Круглое и Нерское. Эти озёра являются реликтами бывших ложбин стока талых вод. Уровень воды в озёрах снижается, а их прибрежные участки заболачиваются. Скважина, пробуренная у оз. Нерское, вскрывает (сверху вниз) мощную (до 20 м) толщу желтовато - бурых суглинков (1,3 м), пачку переслаивания серых, чёрных и коричневато-серых глин и серых мелкозернистых, глинистых песков (15 м). Ниже залегают глины чёрные и голубовато-серые, плотные, вязкие, с редким гравием, мощностью 2,5 м возможно верхнего неоплейстоцена.

Болотные отложения (h H)

Болотные отложения представлены торфом и развиты в разрезах центральной поймы и притеррасного понижения р. Клязьма, где они накапливаются в застойных условиях замкнутых водоемов – старицах рек. Их можно наблюдать в районе Торфяного пруда (притеррасное понижение правого берега реки Клязьмы), в разрезах центральной поймы реки Клязьмы на востоке района. Мощности их составляют 0,2-0,3 м.

Элювиально-делювиальные отложения (e-d H)

Отложения этого смешанного генезиса представлены бурыми гумусированными с суглинками с корнями растений мощностью 0,2-0,6 м, которые залегают на пойменных отложениях р. Клязьмы, или перекрывают покровные суглинки (v-d II-III) в районе с. Льялово и наукограда Менделеево (рис. 13).

Делювиальные отложения (d H)

Делювиальные отложения, созданные плоскостным смывом, повсеместно распространены в районе практики, перекрывая склоны водоразделов, речных долин, оврагов, балок. Они представлены преимущественно серого цвета тонкими песчано-глинистыми суглинками с пятнами ожелезнения, иногда алевритами, мелкозернистыми песками с включением дресвы и бурыми супесями мощностью первые десятки см. Суглинки залегают на разновозрастных отложениях. В верхней части делювия наблюдается почвенный слой.

Техногенные отложения (t H)

Их происхождение связано с деятельностью человека. По способу образования, выделяют промышленные, строительные, ирригационные и хозяйственно-бытовые отложения. В районе практики техногенные образования преимущественно представлены отвалами карьеров и дренажных канав, а также свалками.