Сторінка
1

Басейнові історико-динамічні морфолітосистеми: палеогідродинамічні реконструкції і екологічні експертизи водогосподарських проектів

Рельєф - матеріальна система Землі, яка виникла на певному етапі її еволюції і яка є результатом взаємодії її внутрішніх і зовнішніх геосфер в Рельєф Землі складається з геоморфологічних систем різних ієрархічних рівнів, змістом яких є морфолітогенетичні переміщення в гравітаційному полі Землі, викликані дією ендогенних і екзогенних енергетичних потоків. Протягом останнього крупного, мезозой-кайнозойського, морфоциклу в межах платформених територій України і інших регіонів сформувалась більшість їх нинішніх долинно-річкових басейнів. В геологічних розрізах відповідної частини літосфери вони представлені складностратифікованими "наскрізними" морфолітотілами, в структурі яких переважає доцентрове розташування їх морфологічних елементів. Морфолітогенетичні горизонти цих "тіл" є "провідниками" сучасних речовинно-енергетичних потоків географічної оболонки, в тому числі і техногенних. Басейнові історико-динамічні системи морфолітогенезу, тип геоморфологічної системи, досліджуються на єдиній геоморфолого-палеогеоморфологічній основі в рамках формаційного напрямку геоморфології. Їх вивчення має наукове і прикладне значення. Так, комплекс прогнозне - пошукових робіт на древні розсипи включає в себе і реконструції компонентів древньої природи, в тому числі, деякі гідрологічні показники древніх річок і інших водойм. Важливою сферою використання результатів досліджень басейнових морфолітосистем повинні стати екологічні експертизи різних водогосподарських природно-технічних геосистем.

Реконструкції гідрологічних умов древніх річок і інших водойм проводились нами на перспективних на розсипи ділянках Лугінської і Коростенсько-Поліської басейнових морфолітосистем території Українського щита. Було встановлено, що якісний і, відповідно, технологічний склад титанової сировини ільменітових розсипів визначався, в значній мірі, палеогідродинамічними умовами, особливо, на розширеннях палеодолин, у внутрішніх дельтах, озеровидних басейнах. При проведенні реконструкцій, наприклад, верхньоолігоцен-середньоміоценового морфолітогенетичного горизонту, з метою виділення в ньому відповідних палеоседиментаційних зон, враховувались закономірності зміни його літологічного, гранулометричного і речовинного складу у вертикальному і горизонтальному напрямках. Горизонтальна зональність добре проявляється в дні і на схилах палеодолин. Для її вивчення використовувались різні кількісні коефіцієнти речовинного складу, з яких найбільш ефективними були показники гранулометричного (середнього розміру і сортованості) і хімічного складу корисного компоненту розсипів (коефіцієнти зміненості), співвідношення деяких мінералів розсипів. Так, використання показника середнього розміру, Ма, дозволило чітко зонувати древній рельєф і його окремі форми, оконтурити конседиментаційні структури, виділити ділянки постседиментаційних тектонічних деформацій. Це дозволило, разом з використанням інших методів, реконструювати берегові лінії древніх озеровидних басейнів ( на багатьох ділянках озер показовим є значення Ма == 0,3 мм). Коефіцієнт сортованості, 8о, виявився найбільш ефективним при реконструкціях древніх озерних басейнів, розширень палеодолин (тут його значення практично не перевищує 1,45-1,5). В той же час, в межах піднять і схилів древнього рельєфу спостерігається значне погіршення сортованості (переважають значення 1,7-1,85 і більше). Палеогідродинамічна зональність вивчалась також з використанням коефіцієнту зміненості (відношення РегОз/ РеО) корисного компоненту титанових розсипів (ільменіту) в гіпергенних умовах. Для цього була розроблена якісна шкала його сумарної зміненості: < 0,1 -практично незмінений, 0,1-0,25 - незначно змінений, 0,25-0,5 - помірно змінений, 0,5-0,75 - середньо змінений, 0,75-0,9 - сильно змінений, >0,9 - дуже сильно змінений. Використання коефіцієнту зміненості виявилось особливо ефективним для умов контрастного рельєфу. Проведені дослідження виявили закономірність накопичення найбільш зміненого ільменіту в межах ізометричних і витягнутих ділянок древніх озерних басейнів і в центральних розширених частинах палеодолин, тобто, в місцях, де відбувалось розпластування древніх водних потоків і осідання дрібних фракцій. Важливу інформацію про живу силу палеоводотоків дають використання деяких мінералогічних коефіцієнтів, зокрема відношення лейкоксен / ільменіт, що дозволяє доповнити загальну картину. Лейкоксен представляє собою напівкристалічне (напіваморфне) мінеральне утворення - результат перетворень магматогенного за походженням мінералу - ільменіту в гіпергенних умовах. Лейкоксен, в порівнянні з ільменітом, має меншу питому вагу і краще переноситься водою. Тому, коефіцієнт лейкоксен/ільменіт має менші значення в тальвегах древніх водотоків, а на підвищеннях древніх межиріч, де продукти вивітрювання накопичувались, його значення, навпаки, зростали. Горизонтальний розподіл вмісту корисного компоненту досліджених розсипів в значній мірі залежав від близькості і характеру Їх розташування по відношенню до корінних джерел. На це вказують доволі суттєві кореляції позитивного знаку між вмістом корисного компоненту в досліджених розсипах і його Ма. В той же час, в горизонтальній зональності Мсі монофракції ільменіту з розсипів долин і схилів проявлявся і палеогеоморфологічний чинник. Рельєф древніх межиріч в епохи максимального коро- і розсипоутворення не відзначався контрастністю, хоч в ньому доволі часто зустрічались незначні за розмірами і параметрами морфологічні "пастки". В умовах незначних за інтенсивністю ерозійних процесів цього було достатньо тільки для незначного латерального переміщення маси корисного компоненту без його значного розсіювання. В той же час, дрібніші гранулометричні класи титанових мінералів виносились в древні долини, де накопичувались у відповідності з їх рельєфом і палеогідродинамічними умовами. Разом з тим, виконані палеогідродинамічні реконструкції з використанням кількісних показників дають уявлення в основному про силу древніх водних потоків і їх розташування. Але, доповнені даними палеогеоморфологічними, підрахунків структурно-ерозійних коефіцієнтів (Г.Горецький, С.Шам ін.), це дозволяє реконструйовати і інші характеристики древніх річок - звивістість, глибину і ширину русл, розміри і форму меандр, фаціальний розподіл древнього алювію. Проведені дослідження дають також підстави вважати, що протягом більшості мезозойських і кайнозойських циклів морфолітогенезу території України спостерігалась сезонна ритмічність стоку древніх річок. Найбільш достовірно це встановлюється для неогенового етапу, який характеризувався субтропічним типом клімату. Цінну додаткову інформацію для оцінки гідродинамічних умов древніх річок Українського щита дають результати спеціальних досліджень мезозой-кайнозойського долинного морфолітогенезу, ряд встановлених його закономірностей [3,5]. Було виявлено, що більшість палеодолии, незалежно від їх віку, відзначаються однотипною морфологічною будовою в вертикальному напрямку - наявністю в них звуженої нижньої частини і розширеної середньої і верхньої. Важливою закономірністю будови осадочної товщі палеодолин є її циклічність, а також ідентичність розрізів долин різних морфолітогенетичних циклів. В розрізах долинних відкладів крупних долин встановлюється в середньому 2-3 (інколи 4) мікроцикли. В долинах кожного з виділених морфолітогенетичних горизонтів зустрічаються ідентичні за будовою "пачки" відкладів, що проявляється в їх генетичному, фаціальному і літологічному складі. Складові цих "пачок", залежно від конкретних умов, утворюють різні комбінації, на які впливають локальні ( аномальні тектонічні блоки) і випадкові (екзогенні процеси) причини, що приводить до порушення або скорочення їх складу. За нашими даними, тут встановлюються З основні типи просторового співвідношення генетичних типів древніх долинних відкладів: 1) в нижній частині палеодолини залягають в основному відклади руслової фації алювію, які в бік схилів поступово заміщуються делювіальними. Підпорядковане значення тут мають болотні, озерні і інши генетичні типи, але ті, що починають переважати в середній і верхній частинах розрізу. Вони зустрічаються у вигляді лінз, кишень, інколи площеподібно; 2) в нижній частині розрізу залягають алювіальні відклади, які одночасно заміщуються в напрямку схилів делювіальними. Зверху вони перекриваються комплексом долинних відкладів, утворених зімкненими делювіальними тілами і пролювіальними конусами. Серед них також присутні болотні і озерні відклади; 3) підошва практично всієї долини виповнена делювіальними відкладами, які вище в розрізі змінюються іншими генетичними типами континентальних відкладів. Останній тип в літературі практично не описаний, а в межах території Українського щита він доволі часто зустрічається в дрібних паледолинах різних морфолітогенетичних циклів розвитку басейнових історико-динамічних морфолітосистем. Комплексне використання палеогеоморфологічних, літолого-фаціальних даних, результатів гранулометричних, мінералогічних, термічних аналізів, побудовані на їх основі генетичні і динамогенетичні діаграми і профілі, дозволяє вдосконалити якість ретроспективних реконструкцій, в тому числі і древніх екзодинамічних процесів, і, відповідно, пошукових прогнозів на різні осадочні корисні копалини (титано-цирконієві комплексні розсипи, алмази, бурштин ін.). Ці роботи проводились нами в межах Самотканьської, Цибулівсько-Фастівської, Ружинсько-Корнінської, Кухотсько-Вольської, Дубрівської, Володимерецької, Білокоровицької, інших басейнових морфолітосистем.