Погребенные долины Центрального Казахстана

В статье рассмотрены вопросы изучения погребенных долин Центрального Казахстана (на примере древних долин Пра-Нуры, Пра-Шерубайнуры). Определены их морфологические типы. Рассмотрены данные о тектонической структуре земной коры и возрасте слагающих пород древних долин. Выявле­но, что древние долины изучаемой территории выполнены молодыми отложениями, в основном до­лины погребены под флювиально-аллювиальными осадками.

В создании современного облика речных долин в равной мере принимают участие эрозионные и аккумулятивные процессы. Соотношение последних отличается непостоянством и зависит от общего характера поверхности и отрезка реки (активизация размыва в горах и в верховьях рек, рост аккуму­ляции на низменных равнинах и в нижнем течении рек). Сказанное дает основания причислять реч­ные долины к флювиальному генетическому ряду [1].

В.В. Докучаев [2] вопрос образования речных долин решает так: «При естественной нормальной жизни материков на них всегда совершались и будут совершаться следующие случаи образования рек:

устьевое удлинение рек, с одной стороны, при помощи осадков реки, с другой — поднятия прибрежья;

через соединение озер: во-первых, с морем, во-вторых, с другими озерами и, в-третьих, с со­седними реками; - через прямое и непосредственное обращение озер в реки».

Речные долины существуют так же давно, как и сами континенты, пересекаемые ими. С течени­ем времени менялись очертания континентов, колебались их высота и увлажнение, соответственно зарождались и исчезали речные долины.

С учетом возраста и истории развития речные долины делятся на: современные, древние, пра-долины, ископаемые долины [3]. Под современными долинами подразумевается пойма, окаймленная подмываемым рекой коренным склоном и одной-двумя нижними надпойменными террасами. Хроноло­гически выработка современных долин совпадает с позднеплейстоцен-голоценовым временем. В Центральном Казахстане нижние террасы современных долин сложены аллювиальными песками [4].

Древние долины включают всю серию морфологически выраженных надпойменных террас. Многие реки полностью или частично используют долины своих нижнечетвертичных и плиоценовых предшественников, текших в направлении, близком к современному. К таковым можно отнести Пра-Нуры, Пра-Шерубайнуры. Морфологически пра-долины не всегда могут быть выражены на местно­сти, на отдельных участках они оказываются на современных водоразделах. Возрастные рамки пра-рек сильно варьируют, но оказываются достаточно близкими для крупных регионов, обладающих сходными чертами в геологической истории. Ископаемые речные долины разновозрастные. С геологической точки зрения они включают и очень древние по возрасту долины. По мнению В.И.Горецкого (1982), морфологически на местности они никак не выражены. Ключом же к позна­ нию их служит изучение ископаемого аллювия, его литологии, фаций, типов [3]. Среди достаточно большого числа классификаций особого внимания заслуживают разработанные И.С.Щукиным (1940) классификации по стадиям и циклам развития и по внутренней структуре и рельефу. Эти классифи­кации являются морфолого-генетическим каркасом ландшафта долин [5].

Погребенные речные долины обнаружены на равнине. Особенно они характерны для платфор­менных территорий. Эти древние долины выполнены молодыми отложениями и поэтому процесс эволюции их, в обычном понимании, остановлен полностью. В рельефе речные долины выражены в виде вытянутых пологих понижений с цепочкой озер, сухих логов. Очень часто совпадают по на­правлению с современными реками с небольшими отклонениями. Строение их, так же как у совре­менных долин, — это русло, пойма, терраса, останцы обтекания.

Погребенные долины Центрального Казахстана впервые были обнаружены при гидрологиче­ском исследовании в 30-х годах XX в. Современный рельеф этой территории представляет конечную равнину — как результат длительного разрушения горных сооружений в условиях континентальной денудации. Известно, что с конца палеозоя территория Центрального Казахстана неизменно пребы­вала в континентальной фазе своего развития. С тех пор палеозойские горы были разрушены до ос­нования. Современные реки маловодные, много суходолов, в верховьях реки летом пересыхают (Ну-ра, Есиль). Часто они не доходят до главной реки, впадают в небольшие озера, что особенно харак­терно для притоков Иртыша. Долины их широкие, плоские, глубина небольшая — 5-10 м, ширина — до 5-10 км. Все это говорит, что реки и долины данной территории носят признаки затухания, они находятся в поздней стадии своего развития.

C древними погребенными долинами связаны пресные воды, россыпные месторождения полез­ных ископаемых. По мнению С.С.Воскресенского (1968), если суммировать многочисленные описа­ния древних погребенных долин в Центральном Казахстане, то можно увидеть разные по происхож­дению образования. Древние долины рассматриваются как широкие, до 25-35 км, понижения, вы­стланные пролювиальными склоновыми, озерными и лишь в малой мере аллювиальными отложе­ниями. Мощность рыхлых отложений (до кровли складчатого палеозойского фундамента) такого ти­па в долинах неравномерна. В областях поднятий, где преобладают пролювиально-склоновые осадки, она измеряется 4-10 метрами [6]. Ближе к периферии центрального поднятия Казахстана и вблизи Нура-Тенизской и Сарысуйской впадин мощности рыхлой толщи возрастают до 100 и более метров. Среди них начинают преобладать озерные, дельтово-речные и речные отложения, а в основании не­редко залегают лагунные алевролиты и пески аральской свиты. Например, в гранулометрическом со­ставе глин для района р. Шерубайнура, по данным З.Т.Левиной [7], преобладают глинистые частицы (табл. 1).

Строение древних долин в Центральном Казахстане изучено пока недостаточно. Глубина их достигает 100 м, заполнены обычно тремя горизонтами осадков. Сверху лежат четвертичные отложе­ния мощностью до 70 м — суглинки, пески и гравийно-галечный материал. Ниже — пестроцветные гипсоносные глины составляют второй горизонт, преобладают красный, желтый цвета, зеленоватый, с примесью песка, гравия и гальки, мощностью до 80 м. Третий горизонт, который лежит на палео­зойском основании, представлен песком, галькой, мощностью 3-20 м. Во всех горизонтах осадков погребенных долин Центрального Казахстана присутствуют гравий и галька. Это говорит о сложно­сти рельефа, наличии гор и довольно бурных речных потоках.

В районах распространения древних долин наблюдается почти полное их совпадение в плане с современной речной сетью, совпадают также водоразделы. Реки сохраняют направление стока. Поймы частично смещены по отношению к древним переуглублениям, выполненным аллювием. Но иногда наблюдаются и следы существенной перестройки, приуроченные к областям постоянного погружения и аккумуляции.

Для речных долин Центрального Казахстана характерно наличие эпигенетических участков, возникновение которых связано с интенсивным врезанием рек после наполнения долин осадками на значительную высоту [9]. Такие эпигенетические участки речных долин отмечаются на денудацион­ных равнинах и в низкогорьях. На этих участках долины резко сужаются, в руслах наблюдаются вы­ходы коренных пород. По мнению С.С.Воскресенского (1968), древние ложа долин обнаруживаются несколько в стороне и отделяются от современных долин скалистыми перемычками. Длина эпигене­тических участков иногда превышает 10 км, но обычно меньше.

Изучение древних долин в Центральном Казахстане позволяет сделать заключение о том, что длительная сохранность и унаследованность их современными реками объясняются следующими факторами:

• в процессе длительной денудации в истоках речные русла никогда не «уничтожаются» пол­ностью, поскольку скорость русловой эрозии всегда больше, чем плоскостная денудация. Это спо­собствует их сохранению и унаследованию реками в дальнейшем;
• сами долины являются путями транспортировки твердого материала, что также способствует длительному их сохранению;
• сохранение древних долин и их унаследование связаны еще с тем, что происходит очень мед­ленное движение земной коры, особенно в платформенных областях, по сравнению со скоростью ру­словой эрозии, поэтому реки, очевидно, никогда не теряют своих русел, своего направления течения, лишь несколько смещаясь в отдельных случаях и приспосабливаясь к различным структурным эле­ментам тектоники: грабенам, разломам, сбросам и т.п.

Таким образом, можно сказать, что современные реки платформенных равнин Центрального Ка­захстана почти всегда находятся в пределах древних долин. Они связаны с ними своими «корнями», водоразделами, общим направлением течения, своим строением, т.е. они являются продолжениями или остатками древних рек. Определение возраста древних отложений сталкивается с некоторыми объективными трудностями, так как в долинах редко сохраняются какие-либо палеонтологические остатки. Костные останки животных в речном потоке часто перетираются полностью и исчезают. В Центральном Казахстане установлено множество долин, но ни в одном случае не найдены палео­нтологические останки. Поэтому их возраст определяется условно, различными авторами по-разному. Н.Г.Кассин (1936) относил их к юре, Г.Ц.Медоев (1956) и А.С.Сарсеков (1958) [10] считали плиоценовыми, З.А.Сваричевская (1965) растягивает их возраст с мела до четвертичного периода [4] и т.п. В дальнейшем на основании анализа фауны остракод З.Т.Левина (1953) относит их уже к плио­цену. Таким образом, возраст погребенных долин здесь установлен условно, в пределах от миллиона до 60 миллионов лет.

На первую половину верхнего плейстоцена приходится последняя перестройка гидрографиче­ской сети Центрального Казахстана. В это время прекратили существование некоторые долины рек (например, Карасор-Жарлы-Матак и Шерубайнура-Еспе-Есен), и на их месте формировались реки субмеридионального направления, расходящиеся от центров максимального поднятия. Возраст долин исследуемого региона не совпадает с возрастом слагающих их пород. Долины обычно разрабатыва­ются немного раньше, чем заполняющие их осадки [6], которые могут быть неоднократно размыты и снова накоплены. Если даже не размыты, разработка самих долин происходит раньше на целый эро­зионный цикл, чем осадки, на что тоже потребуется немало времени. Это в равной степени относится к любым долинам, как древним, так и современным. Особенно это важно для Центрального Казах­стана, так как регион очень длительное время находился в стадии пенепленизации. Осадки долин в нижней части нередко оказываются грубообломочными, что связано в какой-то мере с горным рельефом. Погребенные долины Центрального Казахстана были заложены в верхнепалеозойское время в эпоху мезозойского выравнивания. Небольшие поднятия в отдельных частях данной терри­тории не нарушали плана речной сети. Долины могли быть заполнены, затем размыты и снова запол­нены, так как с момента заложения этих долин прошло более 300 млн лет. Водоразделы до сих пор не меняли своего местонахождения, в связи с чем современная сеть почти полностью совпадает с древ­ними. Исследователи отмечают, что рельеф Центрального Казахстана вместе с рельефом долин пе­реживает позднюю стадию развития, а горы юго-восточной части Казахстана, а также Средней Азии молодые — эпохи неотектоники.

Существенное значение имеет состав слагающих пород. В погребенных долинах Центрального Казахстана обычно лежат тонкозернистые, пестроцветные глины, а также красноцветные глины коры выветривания. Это осадки равнинных рек, которые накапливались медленно и долго, при слабом водном потоке. Если пенепленизация рельефа здесь происходила сотни миллионов лет, то очевидно, что здесь будут в основном глинистые осадки. Если даже был грубообломочный материал, то он за длительное время разрушился, подвергаясь химическому распаду, что способствовало накоплению разноцветных глин. Древний аллювий р. Пра-Шерубайнуры известен из работ В.А.Курдюкова (1957), З.Т.Левиной (1955), А.С.Сарсекова (1956) и других исследователей. По данным М.Ю.Малиновского (1960), базальные галечники обнаружены на всем протяжении древней долины Пра-Шерубайнуры. По сравнению с аналогичным древним аллювием р. Нуры базальные галечники Шерубайнуры отли­чаются более грубым составом. Мощность песков варьирует от 20 до 35 м. По створу Жартасской плотины мощность древнего аллювия составляет 23 м. Ниже мощность возрастает до 28 м. Ширина полосы песков у сопок Карамурын составляет 1750 м, у сопок Шерубай — 3400 м, ниже Жартасской плотины — 2 км. Подошва их расположена на глубине около 80 м ниже современной поверхности русла р. Шерубайнуры. Соответственно направлению древней долины полоса базальных песков от­ходит от современной долины р. Шерубайнуры на запад [4]. Там они выполняют так называемую «долину Жон», впервые описанную В.А.Курдюковым (1957). Разрез базальной толщи имеет следую­щий вид (табл. 2).

Таким образом, изучение древних долин р. Нуры и Шерубайнуры позволяет сказать, что древние долины изучаемой территории выполнены молодыми отложениями (в основном долины погребены под флювиально-аллювиальными осадками). Заметна связь древних долин с рельефом и геоструктур­ными элементами данной территории. Наличие древних пород и наиболее высоких точек в истоках рек указывает на то, что истоки древних рек также находились на тех же местах, откуда начинаются современные реки. Днища древних долин, широкие и плоские, имеют глубины вреза около 100 м и выполнены мезо-кайнозойскими отложениями.

Список литературы

1. Черенчук К.И. Тектонические закономерности в орографии и речной сети Русской равнины. — Львов, 1960. — С. 165, 166.
2. Докучаев В.В. Способы образования речных долин Европейской России // Сочинения. — М.; Л., 1949. — Т. 1. — С. 136-138.
3. Горецкий Г.И. Палеопотамологические эскизы Палео-Дона и Пра-Дона. — Минск: Наука и техника, 1982. — С. 12­
4. Малиновский Ю.С. Отчет. Кайнозойские отложения и геоморфология реки Нуры (Центральный Казахстан). — М., — С. 32-78.
5. Щукин И.С. Опыт генетической классификации долин // Проблемы физгеографии. — 1940. — № — С. 21, 22.
6. Воскресенский С.С. Геоморфология СССР. — М.: Высш. шк., 1968. — С. 157, 158.
7. Левина З.Т. Инженерно-геологическая характеристика отложений древних долин Карагандинского района: Дис. ... канд. геол.-минералог. наук. — Фонды ЦКГУ, 1955. — С. 56, 57.
8. Сваричевская З.А. Геоморфология Казахстана и Средней Азии. — Л.: ЛУ, 1965. — С. 142.
9. Левина З.Т. О строении одной из древних долин Центрального Казахстана и возрасте заполняющих ее отложений // Вестн. АН КазССР. — 1953. — № 11. — С. 111-114.
10. Сарсеков А.С. Проявление новейшей тектоники в бассейне реки Моинты // Вестн. АН КазССР. — 1958. — № 3(156). — С. 74, 75.