Эколого-палеогеографические исследования территории природного памятника Андомская гора проводились в 2011-12 г.г. в соответствие с грантом «Палеогеография» (руководитель А.Н. Кичигин), учрежденным Наблюдательным Советом Вологодской областной организации Русского Географического Общества. Помимо авторов, указанных выше, в полевых исследованиях принимали участие сотрудники и студенты кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ им. Ломоносова к.г.н. Н.В. Шевченко, Ю.М. Блинова, Н.В. Колесникова, Н.В. Рубцова, Д.В. Суханов, а также сотрудники Международной академии информатизации (г. Москва) С.К. Воскресенский и М.Н. Андрушевский.
Постановка цели и задач исследования. Согласно Н.Г. Судаковой и др. (2010), территория относится к территории Прионежской эколого-палеогеографической провинции, в которой факторами морфолитогенеза являются четвертичные отложения озерного и ледникового генезиса.
Палеогеография позднего кайнозоя и плейстоцена территории, в том числе природного памятника Андомская Гора, остается малоизученной.
Особый интерес представляет геологический разрез природного памятника. Ранее проведенными исследованиями геологического строения природного памятника Андомская гора в 20 веке было установлено присутствие «обломков» ихтиофауны позднего девона (абс. возраста около 400 млн. лет). Дислоцированность отложений в виде складок и моноклиналей объяснялась проявлением неотектоники и/или древней тектоники – гляциодислокациями, процессами оползания.
В 2002-2004 г.г. авторами в пределах Прионежской равнины и Андомской горы были определены: аллювиально-озерный генезис отложений; эоплейстоценовый возраст отложений (2,0-2,5 млн. лет); Э.Г. Ананьевой гляциострессовые и мерзлотные изменения в минералогическом составе и типоморфизме зерен песков, поверхности минеральных зерен; постгенетические изменения (плойчатые и слоеватые текстуры); ледниковые отложения раннего неоплейстоцена (670 тыс. лет) в пределах Прионежской равнины в борту долины р. Самина.
Таким образом, имеющиеся данные к началу исследования позволяли полагать, что формирование рельефа и отложений (или их части) Андомской горы происходило значительно позднее, чем в девоне, а именно в плейстоцене. Палеогеографические условия эпох их образования соответствуют одной или нескольким ледниковым и/или межледниковым эпохам плейстоцена.
Цель исследований 2011 г. заключалась в получении новых данных о строении рельефа и рыхлых отложений Андомской горы и прилегающих территориий.
Задачи исследования включают:
1. Выявление позднеплиоцен-четвертичных отложений, определение их строения и вещественного состава.
2. Определение палеогеографических условий формирования рельефа и отложений.
Методика исследований основывается на применении «сопряженного анализа» новейших отложений и регионального палеогеоморфологического анализа. Методы полевые и аналитические включили частные методики изучения «опорного разреза»: анализ условий залегания рыхлых отложений и морфологический анализ погребенных и экспонированных форм рельефа, гранулометрический, спорово-пыльцевой и радиотермолюминисцентный. Был детально изучен отрезок геологического разреза в районе мыса Андомский (район населенного пункта Павликовская от недействующего Маяка до метеостанции). На отрезке общей длиной 700 м были описаны 11 геологических обнажений. Выделение толщ проведено на основании сопоставления частных разрезов. Их корреляция проводилась в соответствии с требованиями методики «сопряженного анализа»: по условиям залегания толщ и горизонтов; по сложению форм рельефа; по абсолютному возрасту; по спорово-пыльцевым спектрам; по гранулометрическому составу отложений.
В результате изучения в геологическом разрезе выделены 4 толщи, которые подразделены на горизонты. Анализ ископаемых спорово-пыльцевых спектров и палеогеографические реконструкции опираются в основном на соотношение пыльцы и спор в общем составе спектров и на роль древесно-кустарниковых таксонов в группе пыльцы деревьев и кустарников. В целом все данные по количественному соотношению ископаемых зёрен и по облику ископаемой палинофлоры можно разделить на три палинозоны. В целом для ископаемых спорово-пыльцевых спектров характерна сильная минерализация оболочек микрофоссилий. Внутри большинства микрофоссилий содержится сильно минерализованное, но не разложившееся органическое вещество, что может быть связано с особенностями условий фоссилизации зёрен. Обращает на себя внимание постоянное присутствие в ископаемых спектрах переотложенных древних микрофоссилий, предположительно не моложе мезозоя. Периодически встречаются пресноводные диатомеи Pinularia и спикулы губок.
На севере (у Метеостанции) и юге (у Маяка) изученного участка распространена «толща 1», включающая один горизонт. Отложения (в разрезе к югу от Маяка) представлены переслаиванием тонкозернистых песков (фракция 0,25-0,1 до 50%) и алевритов (фракция 0,1-0,01 более 50%), смятых в складки СВ простирания и углом падения слоев до 90 град., а на некоторых участках с обратным углом наклона. Спорово-пыльцевые спектры отложений данного горизонта относятся к первой палинологической зоне (палинозоне). Она характеризуется преобладанием пыльцы деревьев и кустарников в общем составе спектров (50%-56%), пыльцы трав и кустарничков (30%-33%) и спор (5%-13%). В группе пыльцы древесно-кустарниковых пород преобладает Pinus s.g. Diploxylon et Betula sect. Costatae. Субдоминантами являются Picea sect. Eupicea, Picea sect. Omorica et P. sp. (экзотические виды). Для этой палинозоны характерно наибольшее разнообразие пыльцы широколиственных таксонов, в том числе экзотических для исследуемой территории (Fagus, Juglans, Tilia, Quercus, Acer, Ulmus, Corylus), составляющих в сумме до 20%. Ископаемые спектры палинозоны 1 отражают широкое распространение на территории хвойных и смешанных формаций, в составе дендрофлоры которых принимали участие разнообразные виды теплолюбивых светлохвойных, тёмнохвойных (ели, пихты, кедровые сосны), широколиственных (орех, бук, клен, дуб, липа, лещина, вяз) и мелколиственных (различные берёзы, ольхи) таксонов, многие из которых являются экзотами. Климат был существенно теплее и влажнее современного. Характер фитоценозов и экзотический облик палинофлоры позволяет предполагать, что реконструированные ландшафты существовали на территории исследования не позднее раннего неоплейстоцена и не ранее эоплейстоцена. Абсолютный возраст отложений определяется как «древнее 700 тыс. лет» (PTЛ-1136).
В северной части участка распространены отложения «толщи 2». Кровля отложений неровная и максимально поднимается к дневной поверхности на севере участка и опускается к урезу озера в средней части и вновь поднимается к дневной поверхности на юге у Маяка. Подошва толщи поднимается выше уреза озера только на юге участка у Маяка. «Толща 2» представлена отложениями «2-ого и 3-ого горизонтов». «2-ой горизонт» образует неправильную линзу в средней части изученного участка максимальной мощностью до 20 м. Отложения представлены монотонными по гранулометрическому составу тонкозернистыми песками (фракция 0,25-0,1 до 75%) и алевритов (фракция 0,1-0,01 не более 5-15%). Простирание слоев, слагающих моноклиналь, СВ с углом падения слоев 20-50 град. Абсолютный возраст отложений 1500 тыс. лет (PTЛ-1139). «3-ий горизонт» представлен переслаиванием тонкозернистых песков и алевритов, сходных по соотношению фракций тонкозернистого песка и алеврита с горизонтом 1 «толщи 1». В средней части участка у Маяка отложения поднимаются выше уреза. Они слагают моноклиналь с простиранием СВ (?) углом падения 20 (?) град.. Абсолютный возраст отложений 1300 тыс. лет (PTЛ-1138). По сходному характеру залегания и приуроченностью в «рельефе» к склону гряды СВ простирания к «толще 2» относятся пески и алевриты, залегающие на северном фланге изученного участка в разрезе у метеостанции.
В северной, средней и южной частях участка распространены отложения «толщи 3». Они образуют три пространственно разобщенных асимметричных линзы в северной, центральной и южной части участка. Отложения перекрыты диамиктоном – галечниками и валунными супесями и суглинками. Кровля отложений волнистая. Подошва толщи в пределах каждой линзы имеет вогнутую форму. Мощность отложений достигает 10-20 м. Подошва отложений «толщи 3» опускается ниже уреза озера только в средней части участка севернее Маяка. «Толща 3» включает «4-ый (нижний) и 5-ый (верхний) горизонты». «Толща 3» образует неправильную линзу в средней части изученного участка максимальной мощностью до 20 м. Отложения «толщи 3» по сравнению с песком, слагающими «толщу 1» и «толщу 2», имеют относительно более разнообразный гранулометрический состав: тонкозернистый песок (фракция 0,25-0,1 мм до 20-40%) и мелкозернистый песок (10-50 %), и алевритов (фракция 0,1-0,01 мм не более 10%). В горизонтах присутствуют тонкие (до 10-15 см) прослои жирных и тощих красных и синих глин. «Толща 3» залегает с угловым несогласием относительно складок, моноклиналей и неправильных линз, образованных «толщей 1» и «толщей 2». Внутри «толщи 3» также существует угловое несогласие. Простирание и углы падения пологих крыльев линз, сложенных отложениями 4-го и 5-го горизонтов различны. Они составляют, соответственно, простирание ВЮВ, углы падения от 5 до 15 град, и простирания ССЗ – СЗ, углы падения от 10 до 30 град. Пески «толщи 3» имеют близкие показатели плотности минеральной части (2,65-2,68), угла естественного откоса (27-33) и естественной влажности (0,1-0,7). Пески карбонатизированы и лимонитизированы. В нижней части 4-го нижнего горизонта образован слой мощностью 2-4 м, где пески диагенезированы до плотного песчаника. В пределах горизонтов распространены глинистые линзы, железистые и карбонатные стяжения, конкреции лимонита с черным углистым веществом, обломки стволов деревьев диаметром до 15-20 см с кристаллами кальцита и лимонитом. В подошве горизонтов отчетливо выражены слои мощностью до 1 м экзогенных брекчий «размыва», которые включают окатыши красных глин и неокатанные обломки (фракции дресвы и мелкого щебня) рыхлых песчаников (?). В отложениях горизонтов рассеяны обломки ихтиофауны: «зубы», «пластинки», «позвонки» (?). Однако к экзогенным брекчиям «размыва» приурочено повышенное количество обломков ихтиофауны.
Палинозона 2 характеризует отложения, слагающие «толщу 2» и «толщу 3». Доминантами являются Pinus s.g. Diploxylon et Pinus sg. Haploxylon, роль которой резко возросла по сравнению с палинозоной 1. Среди гаплоидных сосен (Pinus sg. Haploxylon) не исключено присутствие сибирской сосны (P. sibirica). Субдоминантами являются Picea sect. Eupicea, Picea sect. Omorica et P. sp. (экзотические виды), Betula sect. Costatae et Betula sect. Albae (B. pubescens, B. pendula). Пo сравнению с нижележащими спорово-пыльцевыми спектрами, во второй палинозоне меньше процент пыльцевых зёрен экзотических видов ели, берёзы sect. Costatae (полностью исчезает к концу палинозоны). Отсутствует пыльца наиболее термофильных широколиственных экзотических таксонов. Вместе с тем обнаружена пыльца кустарниковых видов берёз, ивы. Ископаемые спектры палинозоны 2 отражают существенно более холодные фитоценозы, по сравнению с палинозоной 1, которые распространились на территории после продолжительного возрастного интервала. Накопление песчаной толщи происходило в условиях преобладания на территории исследования светлохвойной (сосновой) тайги с примесью темнохвойных и мелколиственных ценозов и с незначительным участием наиболее термостойких широколиственных таксонов (ильм, лещина, липа). Различия в характере фитоценозов и палеопалинофлоры первой и второй палинозон позволяют говорить о перерыве в осадконакоплении на их границе. Кроме того, постепенное убывание и исчезновение снизу вверх по разрезу в пределах второй палинозоны пыльцы Betula sect. Costatae и других растений может указывать на размыв подстилающей поверхности и переотложение микрофоссилий.
Абсолютный возраст отложений сходен и составляет для 4-го горизонта 1100 тыс. лет (PTЛ- 1134) и 5-го горизонта – 850 тыс. лет (РТЛ-1135).
В верхней части геологического разреза в пределах всего участка залегают песчано-галечными отложениями с включением валунов, которые образуют «толщу 4» мощностью от 0,5 до 5 м (в южной части участка у Маяка). Следует подчеркнуть, что в разрезе в северной части участка у метеостанции и у Маяка отложения «толщи 4» отсутствуют, а валунные супеси и суглинки непосредственно ложатся на отложения «толщи 1». При этом сформировался пограничный слой (мощностью до 0,5 м), в котором зафиксировано обратное к естественному залеганию падение прослоев глин, песков и алевритов. Изменение условий залегания может быть связано со склоновым смещением по типу дефлюкции («горизонт кос») или действием движущегося льда.
«Толща 4» включает «6-ой (нижний)» и «7-ой (верхний) горизонты».
Пески «6-ого (нижнего) горизонта» имеют гранулометрический состав, сходный с подстилающими «песками». Это тонкозернистый песок (фракция 0,25-0,1 мм до 50-75%). В горизонте присутствуют линзы уплотненных песков с карбонатным и железистым цементом. В разрезе южнее Маяка подошва горизонта срезает под углом 90 град. складку песков и алевритов «толщи 1». В этом случае граница между толщами устанавливается визуально. Эрозионный характер контакта и перемыв подстилающих отложений выражается в увеличении в «6-ом (нижнем) горизонте» в 2-3 раза фракции 0,25-0,1 мм с 25 % до 50-75 %% по сравнению с подстилающими песками и алевритами.
Отложения «7-ого (верхнего) горизонта» представлены супесями и суглинками с включением гальки и валунов магматических и метаморфических пород. Это свидетельствует о смене питающей провинции с местной локальной для «6-го горизонта» на южно-карельскую Балтийского щита для «7-го горизонта». Абсолютный возраст отложений близок и составляет 6-го горизонта 480 тыс. лет (РТЛ-1140) и 7-го горизонта – 300 тыс. лет (РТЛ-1137). Между палинозоной 2 и палинозоной 3, существовал перерыв в осадконакоплении. Палинозона 3 отложений «горизонта 6» и «горизонта 7» «толщи 4» характеризуется резким сокращением долин пыльцы диплоидных и гаплоидных сосен на фоне увеличения процента пыльцы темнохвойных (Picea sect. Eupicea, Picea sect. Omorica ?) и современных мелколиственных (Betula sect. Albae – B. pubescens, B. pendula) пород. Кроме зёрен елей и сосен, обнаружены микрофоссилии лиственницы. Широколиственные таксоны (липа, лещина и вяз) составляют всего 1-2% от суммы пыльцы деревьев и кустарников. Большинство микрофоссилий имеют свежую неминерализованную экзину. Спектры отражают распространение темнохвойных и смешанных ценозов с незначительным участием широколиственных бореальных таксонов в условиях относительного мягкого климата. В образце из «горизонта 7» «толщи 4» значительная часть пыльцевых зёрен хвойных пород (елей, сосен), отличающихся крупными размерами, имеет сильно нарушенную – «рваную» – экзину. Такие особенности ископаемых спектров, как правило, связаны с механическим воздействием (перетиранием) на микрофоссилии литочастиц при формировании прибрежных (пляжевых) или склоновых отложений.
Поверхностные отложения в пределах изученного участка представлены валунными суглинками и супесями с включением валунов магматических и метаморфических пород. Мощность слоя достигает 5 м. Сходный по петрографическому составу валунов и гальки отложения в центральной части Андомской Горы слагают гряды и холмы. Аналитические исследования диамиктона не производились. Сопоставление с моренами и водноледниковыми отложениями раннеплейстоценового и среднеплейстоценового возраста, выявленными в районе н.п. Октябрьский, позволяет предполагать, их первичный ледниковый генезис в центральной части Андомской Горы и последующее переотложение склоновыми процессами.
Особенности залегания валунно-галечных отложений заключаются в том, что установлено залегание валунно-галечных линз мощностью до 1 м на цоколях, выработанных в песках, алевритах и глинах в северной части изученного участка у метеостанции. Относительные высоты составляют 10-11 и 18-19 м. Предполагается, что эти отложения сформированы в ложбинах временных водотоков, врезавшихся в склон Андомской Горы по мере снижения уровня Онежского озера.
Выводы. В результате проведенных исследований получены данные, что пески и алевриты в разрезе Андомской Горы у н.п. Павликовская на участке длиной 600 м сформированы во второй половине эоплейстоцена при формировании озерно-аллювиальной равнины в ландшафтных условиях развития елово-сосново-березовых лесов с примесью широколиственных пород. Формирование отложений происходило при переотложении осадков, содержащих пыльцу растений и ихтиофауну доплейстоценового возраста. Формирование отложений происходило в несколько этапов: накопление песчано-алевритовых осадков; последующая дислокация с образованием моноклиналей и складок; эрозионное расчленение и частичный размыв; накопление песчаных отложений в ложбинообразных понижениях; эрозионный размыв и формирование поверхностного чехла; снижение уровня озера и образование ложбин на склоне Андомской Горы и вложенных в них отложений за счет перемыва песков, алевритов эоплейстоценового возраста и валунных суглинков и супесей неоплейстоцена.
Исследования проводились по инициативе председателя Вологодского филиала РГО Н.К. Максутовой, которой авторы искренне благодарны за поддержку.
Литература:
1. Воскресенский И.С. Специализированные геоморфологические исследования в юго-восточном Прионежье / И.С. Воскресенский, А.И. Воскресенский, А.Н. Кичигин // Мариинская водная система (к 200-летию открытия). – Вологда, ВПГУ, 2010. – С. 131-139.
2. Воскресенский И.С. Новые данные о геоморфологических условиях россыпеобразования в юго-восточном Прионежье / И.С. Воскресенский, Э.Г. Ананьева, О.А. Куликов // Мариинская водная система (к 200-летию открытия). – Вологда, ВПГУ, 2010. – С. 142-146
3. Кичигин А.Н. Инженерная геоморфология Вологодской области / А.Н. Кичигин. – Вологда: ВПИ, 1995. – 118 с.
4. Эколого-палеогеографическое районирование Вологодского края / Н.Г. Судакова и др. // Мариинская водная система (к 200-летию открытия). – Вологда, ВПГУ, 2010. – С. 117-131