Геоморфология Казани

ГЕОМОРФОЛОГИЯ (от греч. ge — Земля, morphe — форма и logos — слово, учение * а. geomorphology; н. Geomorphologie; ф. geomorphologie; и. geomorfologia) — наука о рельефе земной поверхности в пределах суши, дна океанов и морей.

Геоморфология изучает внешний  облик рельефа, его происхождение, возраст, историю развития, современную  динамику, закономерности сочетаний  и распространения отдельных  форм. Рельеф изучается как один из географических компонентов во взаимосвязи  и взаимообусловленности с природной  средой, с геологическим строением, с учётом влияния многовековой производственной деятельности человека.  
 
Геоморфология тесно связана как с геологическими науками (четвертичной геологией, тектоникой, литологией, петрологией,инженерной геологией, гидрогеологией и др.), так и с физико-географическими (климатологией, гидрологией, океанологией, а также с почвоведением, геоботаникой и др.). Геоморфология использует данные геологических наук для установления зависимости рельефа от геологического строения и развития исследуемого участка земной коры, для изучения физической сущности процессов развития рельефа и его взаимодействия с твёрдой, жидкой и газовой оболочками Земли.

 

Геоморфология и геология четвертичных отложений  Среднего Поволжья (район г.Казани).¹

Казань  располагается на левом берегу г.Казани. В этом районе Волга резко меняет свое направление с широтного на меридиональное, огибая у Верхнего Услона брахиантиклиналь южного продолжения Вятского Вала и течет здесь по сиклинальному погружению.

Долина  Волги в районе Казани имеет резко  выраженное асимметричное строение, типичное для рек северного полушария.

Правобережье  Волги является северной краевой  зоной Приволжской возвышенности, водоразделы которой характеризуются  отметками 180-190м и представляют собой  неровные холмистые равнины, круто  обрывающиеся к долине современной  Волги. Высота уступов достигает 130-140м.

В левобережной части Волги берег  сильно сглажен и понижен. Он уступает место речным террасам, имеющим здесь  широкое распространение. Общая  ширина левобережной части долины не превышает 10 км.

Территория  Казани расположена как на поверхности  террас, так и на левом (восточном) коренном берегу Волги. Наиболее древняя (окская) терраса находится на высоте 110-130м.

Террасы Волги располагаются полосами, повторяющимися очертания ее русла.

Всего выделяется 5 террас:

- пойменная;

- 1-ая надпойменная (микулинско-одинцовская, Q₃);

- 2-ая надпойменная (одинцовско-московская, Q₂);

- 3-ая надпойменная (лихвинско-днепровская, Q₂);

- 4-ая надпойменная (окская, Q₁).

Четвертичные  отложения, слагающие названные  террасы, залегают на пермских и, в основном, на плиоценовых отложениях. Эоплейстоценовые отложения в районе г.Казани достоверно не установлены.

В пределах Казани по поверхности спириферового горизонта (кровля нижнеказанского подъяруса) выделяются три антиклинальные структуры, разделенные выполненными плиоценом синформами:

- Киндерская (меридиональная асимметричная складка с амплитудой 80м и падением крыльев 0,014-0,018);

- Казанская с тремя куполами (Кремлевским, Борисовским и Новониколаевским) и падением крыльев до 0,045;

- Верхнеуслонская.

Верхнепермские (казанские) отложения в долине и  западнее Волги образуют серию удлиненных блоков расположенных: а) восточнее  реки Нокса; б) вытянутых по линии озеро Нижний Кабан – озеро Средний Кабан – озеро Верхний Кабан.

На  большей части площади четвертичные отложения залегают на плиоценовых. Общая мощность последних изменяется от 10 до 60-80 (максимум – 103м). Отложения верхнего неогена заполняют синформы.

В разрезе плиоцена выделяют два комплекса: нижний и верхний.

Нижний  комплекс общей мощностью до 56,4м  примерно на три четверти сложен песчаными  породами, менее развиты алевритистые глины и глины. Песчаные породы представлены русловыми фациями аллювия. Споровопыльцевые спектры свидетельствует о преобладающем развитии в это время в районе хвойных (сосновых и еловых) лесов. Названные спектры близки спектрам, характеризующим кинельские отложения.

Верхний комплекс, залегающий на нижнем со следами размыва, в основании сложен песками, нередко с галькой пермских отложений. Выше залегают перемежающиеся пески, супеси, суглинки и глины. Общая мощность отложений варьирует от 4-6,5м до 44-47м. Спорово-пыльцевые спектры нижнего и верхнего комплексов имеют большое сходство, при этом в верхнем отмечаются отдельные споры теплолюбивых растений.

Нижний  плейстоцен (800-200 тыс.лет) представлен в основном аллювиальными отложениями, слагающими окскую (4-ую надпойменную) террасу р.Волга. Окская терраса находится на водоразделе рек Волги-Казанки и Камы.

Западная  граница террасы проходит примерно по линии улиц Мавлютова –Карбышева – Гвардейская – Ершова, восточной является река Нокса.

Абсолютные  отметки поверхности террасы  – от 90-100м до 140-145м. Она на 60-90м  возвышается над современным  уровнем Куйбышевского водохранилища. Террасовый уступ выражен неясно. Поверхность террасы ровная, платообразная, в краевых частях осложнения оврагами.

Тыловая часть террасы проводится в бассейне р.Нокса.

Как наиболее древняя окская терраса  в результате длительного воздействия  на слагающие ее отложения процессов  выветривания и эрозии гипсометрически снижена и перекрыта чехлом делювиальных отложений.

Ширина  террасы  от 1-1,5 до 4-4,5 км ( в юго-восточной части). В сторону р. Казанка уступ террасы высокий и крутой, осложненный овражной эрозией и оползневыми процессами. В сторону 3-ей надпойменной террасы резкого уступа не наблюдается: террасы сочленяются, постепенно сменяясь одна другой.

Максимальная  мощность окских отложений 75-80м. В их разрезе выделяют два ритмично построенных  комплекса:

-  верхний (мощностью около 30 м), сложенный в нижней своей части мелкозернистыми песками, в верхней – суглинками;

-  нижний ( мощностью 45-47м), представляющий в нижней части мелко-, среднезернистыми песками с крупной кварцевой галькой в основании, в верхней – алеврито-песчаными тонкослоистыми глинами.

Среди терригенных минералов окских отложений  преобладает кварц (до 99%), в тяжелой  фракции – минералы группы эпидот-цоизит (до 70%), ильменит и роговая обманка.

Г.И.Горецкий относит верхнюю часть осадков  окского горизонта к перигляциальной аллювиальной формации. О.Н.Малышева полагает, что для этого нет оснований и отложения окского горизонта следует относить к типичным аллювиальным.

По  данным спорово-пыльцевого анализа  в нижней части разреза окского  горизонта установлена пыльца ели  и в меньших количествах - сосны  и березы. В верхней части разреза  преобладает пыльца степной растительности областей сухого и холодного климата.

Средний плейстоцен (200-100 тыс. лет) представлен аллювиальными отложениями, слагающими лихвинско-днепровскую и одинцовско-московскую речные террасы.

Поверхность лихвинско-днепровской террасы, сформированной в лихвинское межледниковье и днепровское ледниковье, находится на абсолютных отметках 130-80 м и имеет ширину 1,5-3км.

Терраса находиться южнее Кремля и протягивается  полосой, имеющей ширину 1,5-2 км.

Резким  уступом высотой до 20м она отделяется от более молодой микулинско-калининской. Подошва террасы имеет абсолютные отметки 26-45м и лишь в участках развития останцового рельефа (Кремль) – 55-60м. От вышележащей окской террасы морфологически не отличается. Поверхность террасы холмистая с блюдцеобразными понижениями, карстовыми воронками и широким развитием овражной сети.

Мощность  отложений днепровской ступени  от 5-10 до 80-90м.

Западная  граница лихвинско-днепровской террасы проходит примерно по линии улиц Оренбургский тракт – Свердлова – Островского, восточная – по линии улиц Мавлютова – Карбышева – Гвардейской - Ершова.

В составе отложений, слагающих террасу, выделяют 2 ритмично построенные свиты.

Нижняя  свита (мощность 32-50м) сложена мелко-, крупнозернистыми глинистыми песками  с обломками карбонатных пород. Верхняя свита (мощность 35-65м) в основании  сложена мелко-, среднезернистыми песками, сменяющимися вверх по разрезу толщей супесчано-алеврито-глинистых отложений.

Для отложений описанных свит характерна горизонтальная и слегка волнистая слоистость.

В участках развития останцов, сложенных пермскими отложениями, мощность аллювия уменьшается до 8-16м. Здесь наблюдаются отложения супесчано-глинистого состава, песков – мало.

Легкие  фракции терригенных отложений  сложены кварцем (86-98%) и полевыми шпатами (5-9%). В составе тяжелых  фракций преобладают минералы группы цоизит – эпидот (21-23%, до 51%), характерны – амфиболы (13-23%), циркон (до 3-7%), ильменит, дистен, ставролит, рутил, турмалин, магнетит.

Спорово-пыльцевой  анализ показал существование в  период формирования описываемых отложений  открытых слабо заселенных степных ландшафтов в условиях значительного похолодания климата.

Одинцовско-московская терраса (абсолютные отметки поверхности – от 70-90 до 100 м, ложа -0+5м) в пределах Казани развита не повсеместно. Вдоль Волги она развита в верхней своей части, а основание ее погружено под 1-ую надпойменную (микулинско-одинцовскую) террасу. Поверхность ее представлена холмистым плато, плавно понижающимся к Волге (здесь – район оз.Лебяжье – наблюдаются песчаные холмы эолового происхождения высотой до 8-10м. Высоким уступом терраса отделяется от микулинско-одинцовской террасы.

Мощность  отложений, слагающих террасу, варьирует  от 10-12м до 80-90м. Среди них преобладают  песчаные породы в основном кварцевого (92-100%) состава. В тяжелой фракции  преобладают минералы группы эпидот-цоизит (31-46%), амфиболы (13-24%), ильменит (5,7-19,4%).

Спорово-пыльцевые  комплексы характеризуются преобладанием  пыльцы древесной растительности и  появлением теплолюбивых форм.

Верхний плейстоцен (100-10 тыс.лет) представлен аллювиальными отложениями, слагающими микулинско-калининскую (1-ую надпойменную) террасу. Ориентировочные границы террасы в южной части г.Казани проходят: восточная – по линии улиц Оренбургский тракт- Островского, западная – в районе улицы К.Якуба (речной порт). 

Названная терраса возвышается над уровнем  Куйбышевского водохранилища на 6-8м. Абсолютные отметки ее поверхности  – 53-59м. На отдельных участках наблюдается  террасовый уступ высотой 4-6м. Глубина  максимального вреза достигает  абсолютных отметок 18-25м. Ширина террасы 0,5-4км.

Поверхность террасы ровная, слабо всхолмленная, усложнена значительными депрессионными плоскими впадинами, занятыми озерами (озера Нижний и Средний Кабан, Черное озеро). Поверхность заболочена, наблюдаются карстовые блюдцеобразные понижения и воронки.

Мощность  аллювиальных отложений, слагающих террасу изменяется от 20-28(до40м) до 6-8м. Вверх по разрезу аллювия происходит постепенная смена песчано-галечных пород русловой фации глинистыми пойменными отложениями.

Поверхность микулинско-калининской террасы р.Казанки находится на отметках 55-60, ложе – 36-41мм Здесь широко развиты торфяники мощностью до 3-4 м.  Мощность аллювиальных отложений от 11-13 до 18-22м. Состав аллювия р.Казанки более глинистый в отличие от волжского. Минеральный состав аллювия: кварц (не менее 95%), в составе тяжелой фракции отмечается повышенное (до 24%) содержание амфибола (см. выше).

Голоцен (моложе 10-12 тыс.лет) в районе г.Казани слагает пойменные террасы рек. Пойменная терраса р.Волги затоплена, т.е. находится ниже уровня Куйбышевского водохранилища.

В ее составе выделялись аллювиальные отложения русловой (мелко-, крупнозернистые  пески), пойменной (тонкослоистые пески, супеси, суглинки, глины) и старичной  (линзы глин, суглинков) фаций суммарной мощностью 15-25м.

Пойменная терраса р.Казанки также затоплена.

Кроме аллювиальных повсеместным распространением пользуются элювиально-делювиальные отложения.

В составе делювия преобладают  коричневые, желтовато-коричневые известковистые пылеватые суглинки с мелкими - карбонатными стяжениями.

В области развития пермских отложений  в составе элюво-делювия отмечается значительная примесь щебня, на террасовых поверхностях появляются пески (образуют линзы мощностью до 20 см).

Мощность  элювиально-делювиальных отложений  изменяется от 0,2 до 10м, составляя обычно 1,5-2м.

¹ Раздел написан на основе работы О.Н.Малышевой (1965) с дополнениями автора