Лессы

1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И УСЛОВИЯ ЗАЛЕГАНИЯ

 

1.1 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛЁССОВЫХ ПОРОД

Лёссовые породы встречаются на всех континентах, но основными областями  их распространения являются Европа, Азия, Северная и Южная Америка. Наиболее значительная территория занята ими  в Европейской части России, Сибири и Китае. Лёссовый пояс в Евразии начинается на п-ове Бретань (Франция) и простирается до берегов окраинных морей Тихого океана. В Европейской части России северная граница распространения лёссовых пород не заходит выше 62° с. ш. (Берг, 1947). В районах Сибири они встречаются значительно севернее. М. М. Ермолаев (1932) описал лёссовидные суглинки, встреченные им на острове Большой Ляховский под 74° с. ш. Значительную площадь занимают лёссовые отложения в пределах Якутии.

Что касается южной границы распространения лёссовых пород, то в России она проходит почти по южной пограничной линии, в Китае — по правобережью р. Янцзы, достигая 28° с. ш.

По геоморфологическим признакам  и некоторым другим особенностям можно выделить следующие области и районы распространения лёссовых пород:

1. Области распространения лёссовых  пород на низменных равнинах  и плитах. Область делится на районы двух типов:

а) сплошного распространения лёссовых отложений;

б) островного распространения лёссовых пород.

2. Области распространения лёссовых  пород в предгорьях и горах. Здесь могут быть выделены:

а) районы горных склонов;

б) районы предгорных равнин и межгорных  котловин.

Нет сомнения, что генетические условия  образования лёссовых толщ в выделенных областях различны, поэтому и лессовый покров в каждой из них имеет свои характерные особенности.

К областям распространения лёссовых пород на низменных равнинах и  плитах относятся: Украина (без Предкарпатской предгорной равнины и Донбасса), центральные и южные районы Европейской части РСФСР (без Предкавказья), Западно-Сибирская низменность. На этих площадях лёссовые отложения имеют сплошное распространение.

К районам островного распространения  относятся территории Северной Украины, Белоруссии, Смоленской, Московской и Горьковской областей, Башкирской АССР, Северного Прикаспия.

Лёссовые области на низменных  равнинах и плитах отличаются следующими чертами:

1) преобладанием на обширных  территориях почти сплошного  распространения лёссового покрова;

2) возрастанием мощности отложений от первых надпойменных террас к водоразделам;

3) значительным постоянством (в  пределах однотипных элементов  рельефа) характера лёссовых пород,  их окраски, минералогического  состава и т. д.;

4) размещением наиболее полных  в стратиграфическом отношении разрезов в пределах водоразделов.

Необходимо отметить, что во всех случаях лёссовый покров этой области  отсутствует в пределах пойменных  террас рек.

К областям распространения лёссовых пород в предгорных в горных районах  относятся: Прикарпатская равнина и склоны Карпат, Донбасс, Предкавказская равнина и склоны Северного Кавказа, Закавказье, Средняя Азия, Предалтайская равнина в склоны Алтая.

Характерными чертами лёссовых отложений этих областей являются:

1) наличие вертикальной зональности;

2) многообразие генетических типов лёссовых отложений;

З) разнообразие пород по окраске, минералогическому составу, морфологическим  особенностям и т. д.;

4) распространение на определенных  геоморфологических участках;

5) залегание наиболее мощных  толщ в депрессиях; в пределах склонов мощность толщ лёссовых пород быстро уменьшается по мере увеличения высоты;

6) размещение стратиграфических  наиболее полных разрезов пределах  депрессий.

На схематической карте (рис. 1) показаны границы распространения лессовых пород на территории Советского Союза.

При рассмотрении распространения  лёссовых пород по вертикали можно  говорить о наличии двух границ: нижней, соответствующей минимальным отметкам залегания толщи, и верхней, проведенной по наибольшим отметкам распространения лёссовых отложений.

Нижняя граница распространения лёссовых пород на территории России имеет отметку минус 5 м. На этой отметке при бурении были встречены лёссовые отложения, погребенные на дне Азовского моря в районе современных погружений Южного Приазовья. Областью низкого залегания лессовых пород, кроме Южного

Приазовья, является Северный Прикаспий. Здесь лёссовые породы, представленные лёссовидными суглинками и супесями, были встречены шурфами и скважинами на отметках плюс 0,11 — 4 м. Таким образом, наиболее низкое положение описываемые породы занимают в районах интенсивных современных движений земной поверхности, приуроченных к Азовскому и Каспийскому морям.

Верхняя граница залегания лёссовых пород в предгорных и горных районах  различных частей России находится на разных отметках.

В характере верхней границы  залегания лёсса отмечается следующая  закономерность: наиболее низкое положение  она занимает в западных частях страны и, наоборот, наиболее высокое— в районах  Средней Азии:

Подобная закономерность вытекает, в первую очередь, из климатических особенностей этих районов. Чем засушливее климат в данной горной местности, тем слабее воздействие эрозионных факторов и энергичнее течение процесса облёссования пород. Это является главной причиной более высокого расположения границы лёссовых пород в районах Средней Азии. В областях с более влажным климатом (Карпаты и Кавказ) верхняя граница распространения лёссовых пород располагается на более низких отметках.

В областях низменных равнин и плит наиболее высокие отметки распространения лёссовых пород приходятся на водораздельные участки Приднепровской возвышенности (322 м), Приазовской возвышенности (327 м), Ергеней (214 м), Средне-Русской возвышенности (310 м), Приволжской возвышенности (372 м) и др.

Лёссовые породы распространены на различных по морфологии и генезису макро- и мезорельефных формах. В пределах областей низменных равнин и плит лёссовый покрв развит на следующих макрорельефных формах:

1) морских аккумулятивных равнинах (Причерноморской,

Прикаспийской, Западно-Сибирской и др.);

2) аллювиальных равнинах (днепровской,  донской, Кубанской, Тобольской, Иртышской и др.);

3) озерно-аккумулятивных равнинах (Северная Украина, Северный Прикаспий);

4) ледниковых равнинах (Киевское  полесье, Смоленско-Московская гряда, Приднепровская низменность и др.);

5) внутриравнинных возвышенностях  и невысоких плато (Приднепровская  возвышенность, Приволжская возвышенность,  Ергени, Средне-Русская  возвышенность  и др.).

Наиболее распространенными мезорельефными формами, покрытыми лёссовыми породами в областях низменных равнин и

плит, являются водораздельные гряды и плато, склоны водоразделов, холмы, увалы, надпойменные террасы  речных долин, а также древние  морские террасы.

Отсутствует лёссовый покров на поймах речных долин, боровых террасах рек и на современных морских террасах.

В областях предгорий  и горных систем лёссовые породы распространены на следующих главнейших макрорельефных формах:

1) предгорных  наклонных равнинах (Прикопетдагской,  Предкавказской, Предкарпатской и  др.);

2) межгорных долинах  и котловинах (Ангренской, Ферганской, Кувасайской и др.);

3) предгорных террасах, платообразных  равнинах (Заилийского Алатау, Киргизского  хребта и др.);

4) горных склонах (Северного  Кавказа, Чаткальского хребта, Закавказья  и т. д.).

Мезорельефных формы, покрытые лёссовыми отложениями в областях предгорий и гор, весьма разнообразны: надпойменные террасы речных долин, пролювиальные конусы выноса и потоки, склоны различной морфологии и др.

В ряде случаев в горных районах  обнаруживаются некоторые закономерности в размещении лёссового покрова на элементах рельефа. Так, М. И. Ломонович (1953) указывает на наличие следующих геоморфологических Закономерностей В распространении лёссовых пород в Заилийском Алатау.

1) в области крутосклонного рельефа лёсс отсутствует;

2) в области предгорий он занимает  все плоские водоразделы и  положительные формы рельефа.

На Северном Кавказе вторая закономерность не всегда наблюдается: в области  предгорий на водоразделах лёссовый покров в ряде случаев отсутствует, покрывая лишь склоны и депрессии. Что касается первой закономерности, то она характерна для всех горных систем.

Необходимо отметить, что лёссовый покров отсутствует на Черноморском побережье Кавказа (южнее Анапы), на южном берегу Крыма, на обширных площадях, прилегающих к северо-западной части побережья Каспийского моря, в пределах крутых склонов и высокогорий, на большей части Полесья, на территории Прибалтики и севера Европейской части России, на обширных площадях севера Сибири и дальнего Востока.

Во всех случаях пойменные террасы, а иногда и нижние надпойменные террасы, являются безлёссовыми.

Отсутствие лёссовых отложений  на Черноморском побережье может  служить свидетельством того, что  в формировании лёссового покрова  большую роль играет привнос пыли с востока (Из Средней Азии и Прикаспия) и с севера (из областей четвертичного оледенения), от которого этот район защищен горными хребтами.

С другой стороны, Кавказское побережье  отличается большой влажностью и  значительным количеством выпадающих атмосферных осадков, что является второй причиной отсутствия здесь лёссовых отложений. Таким образом, для облёссования пород, сопровождающегося образованием своеобразных структур лёссового типа, необходимы привнос достаточного количества пылеватых частиц и небольшая влажность климата. Выпадение очень большого количества осадков в условиях горных склонов ведет к интенсивному развитию эрозии рыхлых отложений и сносу лессовой пыли в долины.

Отсутствие лёссового покрова  на пойменных террасах речных долин  свидетельствует о том, что в конце четвертичного периода не происходило массового накопления лёссовых пород. Отсутствие лёссовых пород на нижних надпойменных террасах рек может указывать на то, что либо эти террасы одновозрастны с поймой, либо на наличие энергичных эрозионных процессов, уничтоживших маломощный лёссовый покров.

Отсутствие лёссового покрова  в пустынных районах Прикаспия, возможно, свидетельствует о том, что эти площади освободились от моря сравнительно недавно, во всяком случае, после окончания последнего этапа интенсивного отложения лёссовых осадков.

Наконец, на территории районов последнего оледенения, а также северных и  восточных частей Сибири лёссовый покров не смог накопиться вследствие определенных палеоклиматических и геологических  условий, существовавших здесь в плейстоцене.

Как уже отмечалось, на характер залегания  и распространения лёссовых пород  оказывает определенное влияние  рельеф поверхности. Но имеется и  обратная зависимость. В районах развития лёссового покрова образуются разнообразные рельефные формы, обязанные своим существованием рыхлости, водонестойкости лёссовых пород, а также содержанию воднорастворимых соединений в их составе. Особенно интенсивно образуются овраги, характерной чертой которых в лёссовых районах являются чрезвычайно быстрые темпы роста (по наблюдениям А. К. Ларионова, до 25—35 м в год) и развитие вертикальных откосов.

Другие формы рельефа лёссовых равнин (степные блюдца и западины) связывались К. И. Лисицыным (1932) с  просадочностью лёссовых пород. И. Д. Седлецкий (1954) считает, что эта форма рельефа связана со специфическим составом коллоидно-дисперсионных минералов в составе лёссовых пород.

Польский исследователь Г. Марушак связывает образование блюдец с механической суффозией в выносом из лёссовых пород воднорастворимых соединений. М. П. Воскресенский (1940) предполагает, что на образование западин наряду с просадочностью влияли различные геологические процессы (эрозия, действие ветра и т. п.).

Можно считать несомненным, что  степные блюдца являются характерной  микрорельефной формой, образующейся в лёссовых отложениях. Помимо блюдец, в литературе описаны явления лёссового псевдокарста.

В результате детального исследования геологического строения, минералогического состава, физико-механических свойств лёссовых толщ и анализа развитых на поверхности микрорельефных форм, образующихся в лёссовых районах, А. К. Ларионов дал классификацию этих форм по морфологическим признакам.

1. Волнистость пологих склонов.  Разность отметок не превышает  0,5—0,8 м.

2. Степные блюдца (округлой и  эллиптической формы):

а) небольшие— диаметром 5—50 м, при глубине 0,5—1,5 м;

б) крупные — диаметром более 50 м, при глубине 1,5—5 м.

3. Бессточные долы (просадочного происхождения), достигающие длины 200—350 м, при ширине 40—80 м и глубине до б м.