Часть I Общая характеристика четвертичного периода

Глава 1

Общие сведения о четвертичном периоде

Четвертичный период - самый молодой, продолжающийся и до настоящего времени этап в геологической истории Земли. Его про­должительность, определяемая разными исследователями по- разному, от 0,8 млн. до 3,5 млн. лет, на 1-2 порядка меньше осталь­ных периодов фанерозоя. От третичного периода, в который раньше объединяли палеогеновый и неогеновый периоды, четвертичный был отделен на основании двух новых и важных факторов: 1) появления человека и его культуры и 2) резкого изменения климата, приведше­го к образованию и широкому распространению ледниковых покро­вов на большей части территории северного полушария.

Отложения, образовавшиеся в течение четвертичного периода, выделяются в четвертичную систему. Они широко распространены на всех континентах земного шара и на дне морей и океанов. Даже в горных странах с их расчлененным рельефом и господством эрози- онно-денудационных процессов фрагментарно развит маломощный покров четвертичных отложений. На равнинах, в особенности низ­менных, четвертичные отложения образуют сплошной покров часто значительной мощности. Морское и океаническое дно также покры­то практически сплошным чехлом четвертичных осадков.

Четвертичные отложения имеют большое значение в практиче­ской деятельности человека. Еще в древние времена он брал из них обломочный материал для изготовления первобытных каменных орудий, использовал их для гончарного производства. Четвертичные отложения формируют аккумулятивный рельеф и являются основа­нием для строительства. На четвертичных отложениях сосредоточе­ны города, промышленность и сельское хозяйство. Почти все чет­вертичные отложения содержат полезные ископаемые. Это строи­тельные материалы, торф, соли, россыпи драгоценных минералов, железо-марганцевые конкреции и др. Четвертичные отложения со­держат воду, используемую для водоснабжения городов и поселков. Повсеместно четвертичные отложения, развитые на суше, являются материнскими для развития почв, определяющих сельскохозяйст­венное производство. Поэтому от их свойств зависит плодородие почв и состав растительного покрова.

Изучение четвертичных отложений особенно необходимо при инженерно-геологических и гидрогеологических изысканиях. Любое крупное строительство - городов, морских портов, каналов, гидро­станций и других сооружений - требует знания не только свойств и особенностей четвертичного покрова, но и истории его формирова­ния на протяжении всего четвертичного периода.

Изучение четвертичных отложений имеет не только практиче­ское, но и большое теоретическое значение. Доступность четвертич­ных отложений, слагающих современные аккумулятивные формы рельефа, и высокая сохранность их первичных особенностей позво­ляют выяснять среду их осадконакопления, определять процессы, ведущие к формированию их характерных черт. Для четвертичного времени с большой полнотой решаются вопросы седиментогенеза, экологии, эволюции органического мира, вулканических и тектони­ческих процессов, глобальных климатических изменений, рельефо- образования. Все это делает четвертичные отложения своеобразны­ми эталонами, сравнение с которыми позволяет определять процессы и обстановку формирования древних отложений. Чарльз Лайель еще в XIX веке писал, что настоящее - ключ к прошедшему, а академик В.А.Обручев считал, что каждый геолог, чтобы стать высококвали­фицированным специалистом, должен хотя бы год поработать на четвертичных отложениях.

Огромно значение исследования четвертичного периода как вре­мени формирования человека и его культуры. Остатки человеческих культур дают хронологическую шкалу, эквивалента которой нет в более древних периодах.

Понимание важности изучения четвертичных отложений пришло не сразу. Долгое время они рассматривались как наносы, скрываю­щие древние отложения, и снимались со всех геологических карт. Только с 20-30-х годов двадцатого столетия началось серьезное изу­чение четвертичных отложений.

В самостоятельную формацию четвертичные отложения начали выделять с XVIII века, когда итальянский ученый Д.Д.Ардуино раз­делил все горные породы на четыре группы - первичные, вторичные, третичные, соответствующие в современном понимании палеозой­ским, мезозойским и кайнозойским. Самые молодые породы он предложил называть "четвертичными подразделениями гор". В 1825 г. французский ученый Ж.Денуайе послетретичные отложения выделил в самостоятельную четвертичную систему. Ч. Лайель в 1839 г. ввел термин плейстоцен для обозначения отложений моложе плиоценовых.

Официально название "четвертичный период" было утверждено геологическим конгрессом в 1888 г. и с тех пор получило широкое распространение. В 1919 г. А.П.Павлов предложил заменить назва­ние "четвертичный" на "антропогеновый", в связи с тем, что глав­ным событием в истории органического мира за этот период было появление человека. В настоящее время в России приняты оба назва­ния, но используется чаще "четвертичный". За рубежом помимо на­звания "квартер" ("четвертичный"). используется название "плейстоцен" для обозначения всего четвертичного периода.

Изучение четвертичного периода и четвертичных отложений тре­бует хорошего знания современной климатической обстановки, эколо­гии или условий существования современных животных и растений, строения почвенного покрова. В свою очередь, многие современные проблемы экологии, почвоведения, ботаники, зоологии, географии нельзя правильно решить без знания эпохи, предшествующей совре­менной. Все это превращает изучение четвертичного периода и всех его особенностей в отдельную научную дисциплину - четвертичную геологию. В ее изучении принимают участие, наряду с геологами, географы, археологи, антропологи, ботаники, зоологи, почвоведы и др.

Большой вклад в изучение четвертичного периода и отложений в нашей стране внесли геологи и географы Н.И.Андрусов, А.А.Ар­хангельский, Л.С.Берг, П.А.Кропоткин, А.П.Павлов, Г.Ф.Мирчинк, С.А.Яковлев, А.И.Москвитин, Е.В.Шанцер, К.В.Никифорова, Н.И.Ни­колаев, Г.И.Горецкий, П.В.Федоров, Ю.А.Лаврушин, И.И.Краснов, В.И.Громов, М.Н.Алексеев, А.А.Асеев, К.К.Марков, И.П.Герасимов, Б.А.Федорович, А.А.Величко, П.А.Каплин, Г.И.Лазуков, В.А.Ни­колаев, С.М.Шик и др., археологи А.П.Окладников, И.К.Иванова, О.Н.Бадер и др., ботаники Н.И.Криштофович, В.Н.Сукачев, В.П. Гри- чук и М.П.Гричук, почвоведы В.В.Докучаев, Б.В.Полынов,

Г.В.Добровольский и др. Из иностранных исследователей, изучав­ших четвертичные отложения, следует упомянуть Ж.Агассиса, Э.Б.Брюкнера, А.Пенка, В.Пенка, В.Дэвиса, О.Торрела, Р.Флинта, Дж.Черлсворса, Ж.Шарпантье и др.

Для координации исследований четвертичного периода и четвер­тичных отложений и объединения ученых разных специальностей в России по инициативе академика В.И.Вернадского в 1927 г. была создана комиссия по изучению четвертичного периода, и первым ее председателем был избран академик А.П.Павлов. В 1928 г. возникла особая Международная организация - Ассоциация по изучению чет­вертичного периода Европы (АИЧПЕ), которая позднее была преоб­разована в Международный союз по изучению четвертичного перио- да - ИНКВА (сокращенное название от англ. International Quarternary Assosiation); каждые четыре года он организует международные кон­грессы. В 1932 г. и в 1982 году такие конгрессы происходили в Мо­скве. В очень многих странах в настоящее время работают институ­ты, комиссии или комитеты по комплексному изучению четвертич­ного периода и четвертичных отложений.

Четвертичная геология охватывает очень широкий круг вопросов, и в ней можно выделить следующие основные направления: 1) гене­тическое - выяснение генезиса и условий залегания отложений и обстановки их образования; 2) стратиграфическое - расчленение четвертичных отложений по возрасту и корреляция разрезов отложе­ний различных районов; 3) палеогеографическое и палеоэкологиче­ское - восстановление условий осадконакопления соответствующего времени и экологической обстановки; 4) неотектоническое - изучение проявления тектонических движений на протяжении четвертичного периода и их влияния на формирование четвертичного покрова; 5) прикладное - изучение четвертичных отложений при поисках и раз­ведке месторождений полезных ископаемых, для инженерно- геологических, экологических и гидрогеологических целей, почвове­дения и др. При изучении четвертичных отложений всегда использу­ется комплексный подход. Генезис, расчленение по возрасту, выясне­ние условий образования четвертичных отложений рассматриваются совместно. Во многих случаях исследуются также неотектонические движения, роль которых в формировании четвертичных отложений очень велика, особенно в горах. При решении прикладных задач в четвертичной геологии используются все четыре направления.