Генезис и гидродинамика Вятско-Кильмезской низины

Материал из энциклопедии "Вики-Поляны"
Перейти к: навигация, поиск
tux
Эта статья авторская и защищена от правок, но можно оставить комментарий на странице обсуждения.

© Матушкин А.С., Кулиненко В.Н., 2018
Вятский государственный университет, г. Киров

ГЕНЕЗИС И ГИДРОДИНАМИКА ВЯТСКО-КИЛЬМЕЗСКОЙ НИЗИНЫ
Аннотация: в статье приводится анализ палеогеографии, генезиса и факторов динамики русел рек Вятки и Кильмези в пределах Вятско-Кильмезской низины за палеоген-четвертичное время.
Ключевые слова: палеогеография, тектоника, миграция рек, аллювиальные отложения, флювиогляциальные отложения, дюны, карст.
GENESIS AND HYDRODYNAMICS OF VYATKA-KILMEZ LOWLAND
A.S. Matushkin, V.N. Kulinenko, Vyatka State Humanities University, Kirov
Abstract: in article the analysis of paleogeography, genesis and factors of the dynamics of Vyatka and Kilmez rivers on the territory of Vyatka-Kilmez lowland during the Paleogene-Quaternary time.
Keywords: paleogeography, tectonics, river migration, alluvial sediments, fluvioglacial sediments, dunes, karst.

Заполнение миоцен-плиоценовым и плейстоценовым аллювием Вятско-Кильмезской низины (ВКН) связано с большим объемом (220–257 м) аллювиально-озёрных отложений, глубиной палеоврезов эрозионного и суффозионно-карстового характера, тектонико-неотектоническими перекосами и, как следствие, миграцией русел рек Вятки и Кильмези. Миграции палео-Вятки на восток в современное левобережье и палео-Кильмези на юг в олигоцен-плиоцене объясняются неотектоническими поднятиями Уржумского и Чигиренского валов Вятских дислокаций и частичным опусканием юго-западного крыла Верхнекамской впадины, а также её транзитной Кильмезской депрессии в альпийскую фазу.

Так русло палео-Вятки в олигоцен-плиоцене проходило на отдельных створах севернее и восточнее на 6–8–10–14 км (Лебяжье, Медведок [5,6], Цепочкино, Шурма–устье Кильмези, Рожки–Новокшеново–Алинерь, Мари-Малмыж–Бол. Сатнур–Новый Малмыж в створе Г.И. Горецкого 1964 г. (см. рис. 1) [1], В. Поляны – Старая Бодья (16–18 км). Олигоцен-миоцен-плиоценовая долина шириной 2,5–3 км, глубиной вреза свыше 140 м в плиоцене заполнилась 142-метровой толщей палеоаллювиальных шешминских, челнинских, сокольских, чистопольских и биклянских гравийно-галечно-песчаных и лигнит-седеритовых озёрных слоёв (скв. 14, с. Новокшоново) [2]. Подошва нижних шешминских слоёв залегает на отметке –24 м абс. высоты, а кровля биклянских слоёв акчагыла – на отметке +118 м. Сверху плиоценовые (биклянские) слои палеовреза перекрыты 6,3-метровыми элювиально-делювиальными и перигляциальными отложениями. Несколько выше по течению в правобережье р. Вятки у с. Цепочкино (на IV надпойменной террасе – 179–183 м абс. выс.) подошва плиоценовых шешминских отложений расположена на отметке +15 м. В обоих пунктах плиоценовые отложения в каньонообразных врезах палео-Вятки подстилаются казанскими (белебеевскими), а в районе с. Суши – уфимскими (P2uf) образованиями.

Второй этап смещения (E–Q4) пра-Вятки имел уже западное направление по заполненной аллювием поверхности в сторону современного правобережья. Свидетельство тому – остаточные меридионально-субмередиональные болота в левобережье (в том числе Муньковское верховое болото на II н.т. с возрастом торфяников 7,8 тыс. лет [7]), старицы, курьи, цепи озёр, меандры, острова, надпойменные террасы с возрастом 800–170–140–50–10 тыс. лет [2]. Наиболее ярко этот комплекс надпойменных террас прослеживается на территории ландшафтного памятника природы «Медведский бор» с эоловыми и карстовыми формами мезорельефа под сосновыми борами с элементами степной флоры. Он расположен на левом берегу р. Вятки в северо-западном углу ВКН [5,6]. Здесь выделяются 3 надпойменные террасы (н.т.) различного возраста и гипсометрического положения. Высота III (московской) н.т. 128–132 м, мощность аллювия 17,3–24,6 м, соответственно для II (микулинской и калининской) н.т. – 90–94 м и 8,8–24,8 м, для I (мончаловской и осташковской) н.т. – 78–85 м и 6,2–17,7 м [2].

  • Рис. 1. Схематический геологический профиль через долину р. Вятки у с. Мари-Малмыж (по Г.И. Горецкому, 1964). 1 – пески; 2 – пески с гравием и галькой; 3 – галечники; 4 – переслаивание суглинков и песков; 5 – суглинки; 6 – глины кинельской свиты; 7 – верхнепермские образования; alQIV – аллювиальные современные отложения поймы; pglQII – перигляциальные среднечетвертичные отложения; alQIIkr – аллювиальные среднечетвертичные образования (кривичская свита); alQIvd – аллювиальные нижнечетвертичные отложения (венедская свита); dQ – делювиальные образования.

Аллювиально-флювиогляциальные и флювиогляциальные отложения имеют незначительную мощность и покрывают склоны коренного берега долины р. Вятки начиная с отметок абс. высот 130–140 м и выше вплоть до водоразделов. Нами произведен гранулометрический анализ по методу Качинского древнеаллювиальных и флювиогляциальных отложений в 24 разрезах долины Вятки в районе Медведского бора. Приведём данные анализа образцов из 5 разрезов вдоль профиля долины Вятки от I н.т. (НМед-78) через II н.т. (НМед-39) и III н.т. (НМед-19), аллювиално-флювиогляциальные (НМед-12) и флювиогляциальные (НМед-97) отложения на коренном склоне (см. Таблицу). Образцы 39, 19 и 12 отобраны в средних частях склонов древних дюн, причём 39 и 19 – под сосняками зеленомошными, а 12 – под осиново-берёзово-сосновым зеленомошным лесом с елью во II ярусе. Образец 78 – на выположенной поверхности I н.т. под берёзово-еловым мертвопокровным лесом, а образец 97 – в средней части пологого склона коренного берега долины р. Вятки под липняком медунично-мертвопокровным.

Табл. 1. Гранулометрический анализ отложений вдоль профиля долины р. Вятки (Медведский бор)
Разрез Отложения Почва Почвенный горизонт Глубина отбора, см Содержание фракций в мм, %
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01
Нмед-78 aIIImk-os Торфяно-подзол G 110-120 93,09 4,99 0,08 0,04 0,60 1,20 1,84
Нмед-39 AIIImk+k Подзол C 120-130 87,65 10,65 0,28 0,04 0,16 1,21 1,42
Нмед-19 a(3t) Подзол C 135-145 95,07 3,01 0,36 0,04 0,04 1,48 1,56
Нмед-12 afl Подзол C 110-120 78,23 16,53 2,46 0,56 0,44 1,77 2,78
Нмед-97 fl Дерново-подзол B 64-74 71,72 15,11 1,66 1,01 1,25 9,25 11,52

Таблица показывает нарастание доли частиц физической глины (<0,01 мм) от II н.т. к III и коренному склону долины реки. Несколько выходит из общего ряда увеличенное значение содержания физической глины на I н.т. в разрезе НМед-78 (1,84%), что может быть объяснено глеевой природой горизонта отбора образца и накоплением на данной глубине относительно большого количества частиц ила (<0,001 мм) и мелкой пыли (0,001–0,005мм). Сумма первых двух крупных фракций для данного образца будет составлять 98,08% (причём 93,09% – крупный песок), что вписывается в общую закономерность. Нами также были проанализированы на грансостав образцы флювиогляциальных отложений из закарстованного района Медведского бора. Содержание физической глины в них (0,16–1,45%) оказалось значительно ниже показателей, характерных для районов перехода к коренному склону долины, что может быть объяснено суффозионным выносом мелких фракций при образовании воронок этого района. Необходимо отметить, что конфигурация цепочек карстовых котловин в плане повторяет очертания современного русла р. Вятки, находящегося в настоящее время на 4–5 км западнее. Выявлена закономерность северо-восточной привязки цепей дюн и карстовых образований к грави-магнитным аномальным зонам и тектоническим разломам как северного, так и южного крыла ВКН.

Смещение пра-Вятки в западном направлении в современное положение было обусловлено неотектоническим поднятием Кукмор-Кизнерского, Кизнер-Кильмезского, Сюмского и Вавожского валов. Последние два рассекают долину Кильмези в северо-восточном направлении в районе пос. Кильмезь и Вавож–Нылга.

В ходе миграции русла на запад сформировалось 13 крупных меандр Вятки с радиусом 4–8–16 км при ширине 2–4–6–16 км, а Мелянда-Аркульская Лука при радиусе 10 км имеет ширину 24 км. Из других необходимо назвать Фадеевскую (выше пос. Лебяжье), Медвеженскую, Русско-Турекскую, Тюм-Тюмскую, Клемас-Гоньбинскую, Мари-Малмыжскую, Каракульскую луки. Меандры сформировались: в местах пересечения Чигиренского, Уржумского, Кукор-Кизнерского валов, кристаллических и рифовых известняков, кварцевых песчаников верхнеказанского и уржумского возраста верхней перми, в районах огибания конусов выноса палео- и пра-притоков Вятки–Кильмези, а также в следствие боковой эрозии главного потока. В ходе выработки продольного профиля равновесия и боковой эрозии Вятка перехватила нижние течения своих правых притоков и укоротила р. Бурец на 6,5 км, р. Шошму – на 7,8 км, р. Ошторму – на 10 км, заняв и разработав их русла. На этих участках Вятка резко изменила направление течения – от 10–45° до 80–130° (р. Шошма). Все крупные лево- и правобережные притоки отклоняют направление течения Вятки. Одним из основных морфогенетических признаков голоценового и современного русла р. Вятки является частая бифуркация и образование островов – 9 крупных и более 50 средних и мелких на 212 км. Размеры островов от 0,4×0,8 км до 1,2×2,2 км (Медвеженский, Русский Турек). Таким образом, за неоген-четвертичное время русло р. Вятки в левобережье на данном отрезке претерпело ряд смещений: на восток – 10 смещений, на запад (врез в коренной правый берег) – 15 миграций, на восток-запад (двухсторонние смещения) – 11 миграций. Итого – 36 крупных смещений русла в пределах 2–7 км, что обусловило широкую пойму (до 7 км) в районе впадения р. Кильмези при ширине долины р. Вятки на данном отрезке до 20–30 км. Наряду с прочими причинами, их образованию способствовали неотектонические процессы в долине, весенние прорывы – гидроудары после заторов льда. Последние происходят в следствие значительного увеличения расхода в период весеннего половодья – почти до 10000 м3/с в районе Вятских Полян (при среднемноголетнем расходе 878 м3/c). При этом годовой сток р. Вятки составляет 25–28 км3/год. Палеорусло миоцен-плиоценовой р. Кильмези, врезанное в нижне-верхнеказанские и татарские образования, от современного пос. Кильмезь Удмуртская вплоть до впадения в палео-Вятку направлялось на Верхнюю и Бол. Шабанку, Мал. Сатнур через современные долины рр. Ужим и Шабанка. За верхний плиоцен и нижний эоплейстоцен палео- и пра-Кильмезь 6 раз смещалась на север до широты Кильмези (в Удмуртии), о чём свидетельствуют фестончатая 100-метровая терраса в правобережье р. Кильмези в 4 км севернее современного русла, а также реликтовые реки: Мелетка, Порек, Рожки, Раек, Пижанка, Ужим и др. Флювиоляциальные воды максимального оледенения своим гидроударом оттеснили русло пра-Кильмези на 4 км южнее в современное планово-широтное положение. Современная р. Кильмезь в нижнем течении меандрирует с частотой от 5 до 8 меандр на 4 км по секущей прямой с радиусом 0,6–2 км при ширине 0,4–0,8–1,2 км. При смещениях на протяжении с конца 19 и в 20 веке произошли 2–3 км перехваты русел притоков Валы, Лумпуна, Лобани, что приводило к естественному укорочению их протяжённости.

Мощность аллювия поймы Кильмези 2–3 м, мощность надпойменных террас – 10-25 м, флювиогляциальных песков – 6,3–12–25 м (северный борт). Устье р. Кильмези на Вятке имеет абс. высоту 65 м. Расход Кильмези в этом створе – около 90 м3/с при годовом стоке около 3 км3/год. Левый коренной берег у пос. Кильмезь – 180–183 м при урезе 72 м. По нижнему левобережью обнажаются верхнеказанские (белебеевские), татарские (уржумские) карбонатно-глинистые терригенные образования с прослоями белых глин (кора выветривания) и плиоценовые сидеритовые пески и легниты мощностью прослоев 8–38 см по Д.Д. Лаврову [4]. Остаточная мощность плиоценовых образований по данным этого автора 8,79–9 и более м (у с. Валинское Устье). Обращает на себя внимание приуроченность приустьевого гидроузла Кильмезь–Вала–Лобань–Лумпун между пос. Кильмезь (Удмуртия) и Кильмезь (Кировская обл.) в пределах 10 км по секущей прямой. Этому гидроузлу соответствует совмещённая грави-магнитная аномалия мозаичного типа с 3 ядрами в 300–500 нанотесл, которую рассекает р. Кильмезь и Вала. Аналогичная аномалия имеется в устье. Необходимо отметить второй такой гидроузел в районе Медведского бора, где по левобережью Вятки впадают Лудяна, Воя, Клюка, а справа – Байса, Буй. Расстояние по секущей прямой – 18 км. Магнитная аномалия на Медведском узле и фундаментальном шве Кажим–Казань составляет 300–500 нанотесл [2]. Третий гидроузел также с аномальными значениями Вятка–Немда–Максанка–Кильмезь–Шурминка.

Заключение. Главным фактором динамики русел Вятки и Кильмези в пределах ВКН являются тектонико-разломные процессы по разломам и швам, перекос блока, смещение оси кильмезской депрессии на север в плиоцен–неоплейстоценовое время, эпейрогенические колебания плейстоцена, гидроудары приледниковых вод. Кроме того, русла рек часто закладывались по линиям цепочек сухих и обводнённых карстовых провалов. Расширение долин Вятки и Кильмези происходило в ходе выработки продольного профиля равновесия в ходе антагонизма глубинной и боковой эрозии, колебания главного базиса эрозии Каспий–Волга–Кама. Выявлена закономерность уменьшения крупности частиц от более молодых речных террас к более древним и отмечено нарастание крупности в закарстованных районах долины р. Вятки. Определена приуроченность грави-магнитных аномалий и дюнных цепей к приустьевым гидроузлам нижней Вятки.

Литература

  1. Геология СССР. Т. XI. Ч.1. Поволжье и Прикамье. – М.: Недра, 1967. – 872 с.
  2. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Лист О-(38), 39 – Киров. Объяснит. записка. – СПб, Изд-во ВСЕГЕИ, 1999. – 331 с.
  3. Кулиненко В.Н. Средне-Ветлужская Лука – уникальная область разгрузки подземных вод //География и геоэкология на современном этапе взаимодействия природы и общества: материалы Всерос. науч. конф. «Селиверстовские чтения» – СПб: СПбГУ, 2009. – С. 204–210.
  4. Лавров Д.Д. Вятско-Кильмезский округ //Природа Кировской области. Ч II. Физико-географические районы. – Киров, 1966. – С. 205–366.
  5. Матушкин А.С. Структура ландшафтов зандровых равнин Вятско-Камского Предуралья //Естественные и технические науки, №3(47), 2010. – С. 246–255.
  6. Матушкин А.С. Морфология ландшафтов центральной и северной частей Медведского бора //Пространственная организация, функционирование, динамика и эволюция природных, природно-антропогенных и общественных географических систем: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием 7–9 октября 2010 г., г. Киров. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2010. – С. 95–101.
  7. Прокашев А.М., Жуйкова И.А., Пахомов М.М. История почвенно-растительного покрова Вятско-Камского края в послеледниковье. – Киров, 2003. – 143 с.


Источник

  • Матушкин А.С., Кулиненко В.Н. Генезис и гидродинамика Вятско-Кильмезской низины. // Геология, геоэкология, эволюционная география: Коллективная монография. Том XVII / Под ред. Е.М. Нестерова, В.А. Снытко. – СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2018. – С.82-87.
Источник — «https://kraeved.vp43.ru/index.php?title=Генезис_и_гидродинамика_Вятско-Кильмезской_низины&oldid=13732»