Четвертичная геология суши

Учебное пособие

В. И. Астахов

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ  
ГЕОЛОГИЯ СУШИ

ИЗДАТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

© Санкт-Петербургский  
 
государственный  
 
университет, 2020

© В. И. Астахов, 2020

УДК 551(075.8)
ББК 26.323
 
А91

Ре це н з е н т ы: д-р геол.-минерал. наук И. Д. Зольников (Новосибирский гос. ун-т); канд. геогр. 
наук Г. Б. Федоров (Ин-т наук о Земле С.-Петерб. гос. ун-та)

Рекомендовано к печати  
УМК по УГСН 05.00.00 Науки о Земле 
Санкт-Петербургского государственного университета

Астахов В. И.
Четвертичная геология суши: учеб. пособие. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. 
ун-та, 2020. — 440 с. 
ISBN 978-5-288-06082-3

В учебном пособии рассматриваются способы, приемы и результаты изучения 
геологическими методами четвертичных отложений и последних 2,6 млн лет истории 
земной поверхности. Подробно рассматриваются диагностические критерии выделения 
и картирования главных генетических типов континентальных отложений, характерных 
для территории России. Излагаются современные представления о палеоклиматической 
ритмике и ее проявлении в природной зональности и осадочной летописи крупных континентальных регионов. В контексте новейшей геологической истории рассмотрены  
следы направленной эволюции биоты и антропогенеза.
Издание адресовано магистрантам, аспирантам, молодым исследователям и специалистам-практикам.

УДК 551(075.8) 
ББК 26.323

А91

ISBN 978-5-288-06082-3

Оглавление

Предисловие .................................................................................................  
7

Глава 1. Общее понятие о четвертичной геологии ............................  
9

1.1. Предмет изучения ........................................................................  
9

1.2. Климатическая ритмика четвертичного периода ................  
18

1.2.1. Признаки глобальных климатических ритмов ...........  
18

1.2.2. Орбитальная теория климатических колебаний ........  
20

1.2.3. Земной усилитель колебаний  
теплообеспеченности .......................................................  
24

1.3. Классификация четвертичных образований .........................  
27

1.3.1. Главные черты четвертичного покрова .......................  
27

1.3.2. Системность геологических карт ...................................  
30

1.3.3. Генетический принцип классификации ........................  
32

1.3.4. Систематика генетических типов  
континентальных четвертичных отложений ..............  
34

Глава 2. Главные генетические типы  
континентальных отложений ...................................................  
38

2.1. Элювиальные образования (элювий) ......................................  
38

2.2. Склоновые образования ............................................................  
40

2.2.1. Коллювиальные отложения (коллювий) .......................  
41

2.2.2. Оползневые отложения (деляпсий) ...............................  
44

2.2.3. Десерпционные отложения (десерпций) ......................  
45

2.2.4. Солифлюкционные отложения (солифлюксий) ...........  
47

2.2.5. Делювиальные отложения (делювий) ...........................  
49

Оглавление
4

2.3. Речные образования ...................................................................  
50

2.3.1. Геологическая работа реки .............................................  
53

2.3.2. Равнинный аллювий .........................................................  
54

2.3.3. Горный аллювий ................................................................  
71

2.3.4. Перигляциальный аллювий ............................................  
77

2.3.4. Пролювий ............................................................................  
81

2.4. Озерные отложения (лимний) ...................................................  
86

2.5. Болотные отложения ...................................................................  
89

2.6. Геологическая работа ледников ...............................................  
94

2.6.1. Ледниковая теория ............................................................  
95

2.6.2. Свойства льда и причины его движения ......................  
97

2.6.3. Типы ледников и формы их движения ..........................  
98

2.7. Ледниковые отложения ..............................................................  
109

2.7.1. Основная морена ...............................................................  
110

2.7.2. Абляционная морена ........................................................  
119

2.7.3. Краевые морены ................................................................  
121

2.8. Ледниково-морские отложения ................................................  
124

2.9. Водно-ледниковые образования ..............................................  
128

2.9.1. Флювиогляциальные отложения ...................................  
130

2.9.1.1. Приледниковые флювиогляциальные 
отложения ..............................................................  
131

2.9.1.2. Внутриледниковые флювиогляциальные 
отложения ..............................................................  
139

2.9.2. Катафлювиальные отложения ........................................  
146

2.9.3. Лимногляциальные отложения ......................................  
149

2.9.3.1. Приледниковые ледниково-озерные 
отложения ..............................................................  
150

2.9.3.2. Внутриледниковые ледниково-озерные 
отложения ..............................................................  
154

2.9.3.3. Строение ледникового осадочного 
комплекса ..............................................................  
159

2.10. Гляциотектоника ........................................................................  
162

2.10.1. Тангенциальная гляциотектоника ...............................  
163

2.10.2. Радиальная гляциотектоника .......................................  
171

2.11. Криогенные образования ........................................................  
179

Оглавление
5

2.12. Эоловые отложения...................................................................  
196

2.12.1. Перевеянные отложения ...............................................  
199

2.12.2. Навеянные отложения ....................................................  
205

2.12.3. Субаэральная формация ................................................  
212

Глава 3. Историко-геологические результаты .....................................  
216

3.1. Методы изучения четвертичных образований ....................  
216

3.1.1. Выбор методов исследования .........................................  
216

3.1.2. Собственно геологические методы ...............................  
219

3.1.3. Роль палеонтологических методов ...............................  
226

3.1.4. Методы дальней корреляции ..........................................  
231

3.2. Основы стратиграфии четвертичной системы ......................  
236

3.2.1. Принципы измерения геологического времени ........  
236

3.2.2. Типы стратиграфических подразделений ....................  
239

3.2.3. Общие подразделения ......................................................  
241

3.2.4. Местные стратиграфические подразделения .............  
248

3.2.5. Региональные подразделения ........................................  
251

3.3. Стратиграфия квартера суши Западной Европы 
и Северной Америки ...................................................................  
255

3.3.1. Альпийская шкала ..............................................................  
255

3.3.2. Современная стратиграфия плейстоцена  
Северной Европы ...............................................................  
258

3.3.3. Стратиграфия внеледниковой области .........................  
269

3.3.4. Позднеледниковье и голоцен Северной Европы .......  
276

3.3.5. Северная Америка .............................................................  
286

3.4. Четвертичная стратиграфия Русской равнины .....................  
294

3.4.1. Область южных морских трансгрессий .........................  
295

3.4.2. Лёссовая область ................................................................  
301

3.4.3. Ледниковая область ..........................................................  
310

3.5. Проблемы четвертичной истории Русского Севера ............  
331

3.5.1. Северный плейстоцен .......................................................  
331

3.5.1.1. Структура и происхождение формации ..........  
331

3.5.1.2. Главные реперы древнеледниковой  
истории равнин ....................................................  
342

3.5.1.3. Последний ледниковый цикл ............................  
353

Оглавление
6

3.5.2. Горное оледенение ............................................................  
359

3.5.3. Перигляциальная область ...............................................  
363

3.6. Эволюция природной среды в четвертичное время ...........  
372

3.6.1. Изменения рельефа суши ................................................  
372

3.6.2. Изменения природной зональности .............................  
378

3.6.3. Изменения в растительном и животном мирах .........  
390

3.6.4. Антропологические изменения ......................................  
397

Список иллюстраций ..................................................................................  
410

Список таблиц ..............................................................................................  
420

Литература ....................................................................................................  
421

Предисловие

Книга, представленная вашему вниманию, содержит свод базовых знаний 
о способах и результатах исследования последнего этапа геологической 
истории суши, представленный в общедоступной иллюстрированной форме. 
Работа наследует структуру и частично содержание предыдущего, меньшего 
по объему и содержанию пособия по четвертичной геологии для студентов-геологов [Астахов, 2008]. Настоящее же издание задумано в помощь магистрантам, аспирантам и молодым специалистам. Соответственно, увеличен 
объем текста, особенно за счет обильного иллюстративного материала. Книга 
снабжена обширным списком литературы, в котором читатель может самостоятельно выбрать интересующие его темы. Вот почему это скорее учебное пособие, нежели учебник. Книгу ни в коей мере не стоит рассматривать как универсальный справочник по всем объектам четвертичной геологии, поскольку 
ввиду ограниченности объема пришлось ограничиться рассмотрением наиболее значимых геологических образований. 
Наука о четвертичном периоде истории Земли велика и многообразна, 
а все ее содержание не помещается даже на 3888 страницах четырехтомной 
«Энциклопедии науки о четвертичном периоде» [Encyclopedia…, 2013]. Опущенная здесь геология морей и океанов составляет особую область знания 
и изучается в специальных курсах, причем не обязательно с упором на историю 
последних 2,6 млн лет. Ввиду специфики почти непрерывной океанической 
седиментации многие морские геологи не видят четкой границы между плиоценом и плейстоценом или принципиальной разницы между методами изучения четвертичной и неогеновой систем. 
Вряд ли найдется сухопутный геолог, который подпишется под таким заключением. Четвертичный период выделяется среди остальных этапов мезо- 
кайнозоя ярко выраженной геократичностью. Вся суть четвертичной геологии, 
отличающей ее от других дисциплин, занимающихся фанерозоем, заключается 
именно в детальном исследовании континентальных отложений специфическими методами; поэтому автор ограничил свою задачу описанием ключевых 
признаков наиболее часто встречающихся на территории России приповерх

Предисловие
8

ностных геологических объектов и принципов их изучения. С такими объектами, которым посвящена физико-геологическая глава 2, интересующиеся 
предметом молодые исследователи в основном и будут иметь дело в своей практике. Эта концепция, помноженная на стремление осовременить базу необходимых данных, больше всего повлияла на содержание данной работы.
Другая особенность публикации заключается в относительной лапидарности текста, нацеленного на диагностику изучаемых объектов. Известные 
фундаментальные работы на эту тему, с одной стороны, чересчур подробны 
для начинающего исследователя, а с другой стороны, как правило, имеют выраженный академический характер. Настоящее же пособие рассчитано в основном на исследователей, непосредственно связанных с полевым изучением 
приповерхностных пород. Способствовать этому и призван весь большой по 
объему корпус иллюстраций. Опыт показывает, что освоение приемов изучения объектов четвертичной геологии скорее достигается визуальными образами конкретных объектов, чем пространными стратиграфическими и палеогеографическими рассуждениями. 

Глава 1

ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ  
О ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ГЕОЛОГИИ

1.1. Предмет изучения

В задачу этой книги входит ознакомление с методами и результатами изучения 
последней главы геологической истории суши и связанных с ней горных пород. 
Обычно ее называют четвертичным периодом, или Quaternary в международной терминологии. Экономическое значение геологических тел, образовавшихся в четвертичное время, весьма велико. Они представляют основной 
субстрат человеческой деятельности, включая стройматериалы и источники 
пресной воды. Поэтому уже с начала XIX века поверхностные горные породы 
выделялись в особую четвертичную геологическую систему (квартер), понятие которой ввел Ж. Денуайе в 1829 году. Этот термин унаследован от естествоиспытателей XVIII века, деливших горные породы на первичные, вторичные, третичные и четвертичные. В советской литературе использовалось 
также предложенное А. П. Павловым название антропоген, которое подчеркивает, что это время появления и развития человечества. В связи с этим четвертичная геология изучается отдельно от прочей исторической геологии — 
это наше время, которое и лучше всего изучено, и интересует человечество 
гораздо больше, чем время трилобитов или аммонитов. В главе 1 обсуждаются основные задачи, принципы и приемы изучения четвертичнoй системы 
с упором на континентальные образования [Астахов, 2008].
Четвертичный период завершает историю глобального кайнозойского 
похолодания, начавшегося в конце палеогена. Палеонтологически он тесно 
связан с органическим миром неогена, поэтому принятое по соглашению геологов положение его нижней границы неоднократно менялось. Одни геологи 
считали начальным событием четвертичного периода появление холодноводной фауны в Средиземном море, другие — фораминифер вида Globorotalia 
truncatulinoides в океане, третьи — ледниковых покровов. Возникновение родов 
Homo и Mammuthus для нас, обитателей суши, более важно, хотя использовать 
эти находки для определения геологического возраста очень трудно ввиду их 
редкости. Ледниковые явления, видимо, лучше подходят для обособления чет

Глава 1. Общее понятие о четвертичной геологии 
10

вертичного времени в высоких широтах, а биологические больше применимы 
в тропиках и субтропиках. 
Климатическую обособленность завершающего геологическую историю 
четвертичного периода (вместе с плиоценом) можно видеть на графике примеси тяжелого изотопа кислорода 18O в раковинах фораминифер, найденных 
в донных илах Атлантического океана (рис. 1.1). Содержание 18O увеличивается с падением уровня океана и охлаждением его воды. 
В СССР долгое время границу четвертичного периода проводили в основании бакинской трансгрессии Каспия на уровне примерно 0,7 млн лет назад, 
что необходимо иметь в виду при чтении научной литературы советского 
времени. Российская геологическая служба в 1990-х годах перешла на меж
Рис. 1.1. Изотопно-кислородная кривая, по данным анализа донных фораминифер 
Атлантики, отражающая изменение климата с конца мелового периода. Источник: 
[Duff, 1993]. Значками показаны отдельные колонки донных отложений; слева от 
вертикальной линии — интервал распространения ледниковых покровов