История формирования литолого-геоморфологической структуры поверхности Елогуйско-Дубчесско-Сымско-Касского региона
Жуков М.А. Гончаров С. В., Яковлева Л. А.
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова, РАН;
«Аэрогеология», Космоаэрогеологическая экспедиция N1
В процессе написания статьи: "Растительность восточной части Сибирских увалов и ее связь с геолого-геоморфологическими условиями территории"(Жуков М.А., Телеснина В. М. Гончаров С. В., Яковлева Л.А.), опубликованной в сборнике "Изучение, сохранение и восстановление биоразнообразия экосистем на Енисейском экологическом трансекте (ландшафты, почвы, растительный по-кров)" М., 2001, С.261-277 была подготовлена подробная редакция описаний рельефа и растительности, сопровождаемая критическим рассмотрением посвященной данным вопросам литературы. В процессе публикации тексты были очень существенно сокращены. В целях представления заинтересованным читателям более подробной информации о южной части Туруханского района, ставшей объектом дискуссии в связи с включением ее в состав Арктической зоны Российской Федерации мы представляем на сайте полные редакции этих текстов.
Адрес работы – географы, биологи, специалисты ы сфере территориального планирования и государственного управления – определил форму и структуру данной главы, а также необходимость краткого ознакомления читателей с информацией, излишней для специалистов в области четвертичной геологии Средней Сибири. Как уже говорилось в статье «Основные черты литолого-геоморфологической структуры Елогуйско-Дубчесско-Сымско-Касского региона», по обсуждаемой проблеме существует очень широкий спектр мнений. Поэтому, мы предварительно изложим краткую историю вопроса и круг представлений, на котором основывается наше описание, а также сжато охарактеризуем взгляды специалистов, писавших о данном регионе. Последнее необходимо на случай, если читатели попробуют сравнить содержание нашего описания рельефа территории и истории его происхождения с другими случайно попавшими под руку работами на данную тему. Вероятнее всего, после прочтения первой же из них возникнет ощущение, что автор что-то напутал. После прочтения следующей - что не правы оба предыдущих автора и так далее.
В целях разгрузки текста полные ссылки на работы авторов приводятся только в случаях их прямого пересказа или цитирования. При описании дискуссии указываются лишь имена специалистов и их мнения. Иначе мы буквально затопим список литературы работами, не имеющими непосредственного отношения к нашей.
1. Краткое изложение дискуссии об истории плейстоцена
Западной Сибири
Мысль о покровном оледенении Сибири в четвертичном периоде впервые высказал П. А. Кропоткин. Его оппонентами были А. И. Воейков и И. Д. Черский, считавшие, что отложения и формы рельефа, описываемые как ледниковые, могли возникнуть и вне связи с их деятельностью. Их идеи преобладали вплоть до тридцатых годов, когда В. А. Обручев, суммируя весь накопленный материал, пришел к выводу о сплошном покровном оледенении Сибири вплоть до 60 гр. с. ш., и распространил на ее территорию стратиграфические схемы четвертичных отложений Европы и Америки. Н. Н. Урванцев показал, что центрами оледенений могли быть Новая Земля, Северная Земля и, возможно, Новосибирские о-ва, а В. Н. Сакс вычленил отложения двух оледенений и синхронизировал их с соответствующими оледенениями Русской равнины.
В послевоенные годы окончательно оформились два направления в трактовке палеогеографии плейстоцена Западной Сибири и прилегающих к ней областей. Первое направление - теория "маринизма", предполагающая морское или ледово-морское происхождение чехла четвертичных отложений. Согласно взглядам ее представителей (А. И. Попов, Г. И. Лазуков, И. Д. Данилов и др.), покровному оледенению подвергались обрамляющие Западную Сибирь горные системы и эпохи оледенения были синхронны морским трансгрессиям. Отложения валунных суглинков в центральной части равнины возникли, по их мнению, за счет разноса морены айсбергами, а возникновение линии Сибирских Увалов связано с неотектоническими поднятиями. Основанием для этих взглядов служили с одной стороны особенности строения самой толщи ледниковых отложений (наполненность ее остатками морских беспозвоночных, ледниковые отторженцы, гляциодислокации и др.), с другой стороны - проблема локализации центра оледенений. Горы Урала и Центральной Сибири по совокупности причин не рассматривались ими как возможные центры формирования мощных ледников, способных покрыть всю северную половину Западносибирской равнины, а возможность существования центра оледенения на морском шельфе считалась просто недискута-бельной.
Различные спорные моменты в диагностике осадков ледниковых и гляциоморских отложений привели некоторых геологов к полному отрицанию оледенения Западной Сибири (И. Л. Кузин, Н. Г. Чочиа). В дальнейшем это привело к переинтерпретации различных проявлений гляциодислокаций и ледниковых отторженцев в теорию глинистого диапиризма (И. Л. Зайонц, П. П. Герасимов, И. Л. Кузин, Р. Б. Крапивнер).
Второе направление - теория "гляциализма" предполагает, что в четвертичное время ледниковые покровы сменялись морскими трансгрессиями и уделяет значительное внимание анализу не только морфоструктуры, но и морфоскульптуры четвертичных отложений. Долгое время в рамках этого направления преобладало мнение о продвижении ледникового покрова на Западносибирскую равнину из Уральского и Путоранского центров, и наличие прохода между ними (В. Н. Сакс, С. А. Стрелков, С. Л. Троицкий, С. А. Архипов, А. А. Величко и др.). В пользу этого говорило отсутствие ледниковых отложений в долине Пура, но в таком случае оставалось неясным, что вызвало образование подпрудных ледниковых озер. Дальнейшее накопление фактического материала привело к постановке вопроса о движении основных масс льда с севера, т.е. со стороны Карского шельфа.
Отрицание возможности существования центра оледенения на Карском шельфе в значительной мере основывалось на проецировании современной географической обстановки в близкое по геологическим масштабам прошлое. Но представителями самых разных научных дисциплин неоднократно высказывались мнения о значительных изменениях в Арктике в самое недавнее время. И широко известные и прочно утвердившиеся в научном обороте представления о существовании “Берингии” лишь часть их. По мнению геологов В. А. Бекова и Н. Н. Лапина хребты Ломоносова и Менделеева были сушей еще около 10 тыс. лет назад. На их склонах и гребнях обнаружены субаэральные формы рельефа и коры выветривания. Склоны хребтов расчленены, как это свойственно наземным горам, широко развиты террасовые поверхности. Сходное мнение высказывал и академик А. Ф. Трешников. Наличие суши, связывавшей в недавнее время побережья Сибири и Канады, предполагали ботаник А. И. Толмачев и орнитолог Л. А. Портенко. В пользу этих взглядов говорит и существование двух центров формирования морской арктической фауны - Карского и Чукотско-Американского. По мнению гидробиологов К. Н. Несис и Е. Ф. Гурьяновой, хребет Ломоносова мог окончательно погрузится под воду всего лишь около 2500 лет назад. Похожей датировки при-держивается М. Н. Ермолаев, основываясь на особенностях гидрологического режима Северного Ледовитого океана.
Одним словом, представители достаточно далеких друг от друга дисциплин высказывали мнение о возможности существования в течении плейстоцена в Арктике значительных участков суши, как на шельфе, так и на возвышающихся островами вершинах хребтов. Правда, в данном случае речь может идти не только о погружении, но и о размыве суши, буквально нашпигованной льдом. Мерзлотовед В. Н. Степанов, анализируя грунты Восточносибирского моря, высказал мнение о существовании здесь в недалеком прошлом земель Андреева и Санникова. По его расчетам размывание может идти со скоростью нескольких десятков метров в год. Примером служит исчезновение островов Васильевский и Семеновский, фиксировавшихся геодезистами еще в 1936 г.
В рамках собственно четвертичной геологии существование Карского центра оледенения было доказано В. И. Астаховым, выделившим при дешифрировании аэрофотоснимков широтноориентированные краевые образования на севере Западносибирской равнины. Помимо этого им было проведено изучение закономерностей разноса обломочного материала, подтвердившее его выводы. Теоретическое обоснование возможности покровного оледенения с центром на шельфе Карского моря дал М. Г. Гросвальд. В дальнейшем, дискуссия внутри данного направления развивалась в основном вокруг реконструкции границ оледенений, проблем датировки и cоотнесения различных объектов с теми или иными этапами плейстоценовой истории. Разброс мнений очень велик и буквально каждый год появлялась новая информация, что-то менявшая в общей сумме представлений. Отчасти это объясняется широким распространением явления переотложения материала, что сильно затрудняет датировку и атрибуцию отложений и может служить источником ошибок.
Параллельно шла дискуссия со сторонниками "маринизма". По сути, это продолжение дискуссии со сторонниками теории дрифта (разноса морены айсбергами) выдвинутой в качестве альтернативы ледниковой теории, вспыхнувшей еще в тридцатых годах прошлого века. Любопытно, что сам “отец” дрифтовой теории (обнародованной в 1833 г. и бывшей логическим развитием представлений науки того времени о всемирном потопе) Чарльз Лайель уже к осени 1840 г. стал сторонником теории континентальных оледенений.
Критике “маринизма” посвящены работы А. С. Архипова, В. И. Астахова, С. Л. Троицкого, С. А. Стрелкова, В. Д. Тарноградского, Ф. А. Каплянской и др. Проблема генезиса валунных суглинков рассматривается в работах Е. В. Шанцера, А. С. Лаврова, Ю. С. Лаврушина, показавших, что ориентированный обломочный материал может быть захоронен в толще суглинков только в условиях движущегося льда и описавших механизмы образования гляциодислокаций и отторженцев, разноса эрратических обломков горных пород. Значительный вклад в дискуссию внесло изучение морфоскульптуры земной поверхности, отталкивающееся от факта формирования ледниками ансамблей геоморфологических объектов, логично сопрягающихся между собой. Что касается возможности разноса морены айсбергами, то их способность нести моренный материал достаточно низка и не может превышать 0,04 м. куб. моренного материала на 1 м. куб. льда. В противном случае, лед не всплывает. На материале из бассейна р. Елогуй С. В. Гончаров продемонстрировал, что разгрузка морены происходит на удалении в 20 - 30 км от края ледника и представления о формировании моренных толщ Западносибирской равнины за счет айсбергового разноса малоосновательны. Им было объяснено также отсутствие ледниковых образований в долине р. Пур - их размывом в ходе деградации ледникового покрова водами Пуровского подпрудного ледникового бассейна.
Как видно из вышеизложенного, по нашему мнению наиболее аргументирована позиция специалистов, исходящих из представлений о сплошном материковом оледенении территории Западносибирской равнины к северу от линии Сибирских увалов. Но эти взгляды не являются общепринятыми. Так идеи "маринизма" нашли широкое рас-пространение в среде мерзлотоведов. Их реконструкции возраста и динамики развития многолетнемерзлых пород, как правило, построены без учета плейстоценовых покровных оледенений. Все криогенные процессы и криогенез мерзлых толщ рассматривается без их влияния. То же можно сказать и о реконструкциях палеоклиматов, опирающихся на взятые из этих работ характеристики мерзлых пород. В качестве примера можно назвать таких авторов, как В. В. Баулин, А. Л. Чеховский, Ю. К. Васильчук, В. Т. Трофимов.
2. История формирования основных элементов литолого-геоморфологической структуры поверхности
описываемого региона
Описываемую территорию можно разделить на две несходные по своему облику, но генетически тесно связанные части: восточную оконечность Сибирских увалов - Келлог-Теульчесскую возвышенность - с характерным ледниковым рельефом и простирающуюся к югу озерно-ледниковую равнину. Происхождение субширотной структуры Сибирских увалов вызывает много споров. Одни специалисты (например, Н. Н. Генералов, И. Л. Кузин) считали, что они образованы за счет влияния зоны новейших тектонических поднятий. Другие - видят в них краевые образования крупного покровного оледенения и определяют его возраст как среднеплейстоценовый (самаровский). Можно полагать, что свою роль сыграли оба фактора: и движения блоков земной коры, и возникновение в плейстоцене ледниковых покровов. Перемещение блоков было, вероятно, вызвано“. горизонтальным движением Сибирской платформы в сторону Русской платформы с закрытием Уральского палеоокеана” (Гончаров, 1986). На эти движения были наложены процессы гляциоизостазии (компенсационные вертикальные движения, связанные с наложением и снятием ледниковой нагрузки) вызвавшие неотектоническую активизацию глубинных зон разломов, определяющих границы мегаблоков и блоков. Цитируемый автор считает, что неотектонические факторы определили весь процесс плейстоценового осадконакопления, который и завершил формирование современных геоморфологических условий.
Обе названные выше части описываемой территории связаны с соответствующими тектоническими структурами: Келлог-Теульчесская возвышенность - с испытывающим воздымание (амплитуда неотектонических движений до 275 м) северным блоком Келлог-Теульчесского мегаблока; ее южный макросклон - с относительно опущенным (амплитуда неотектонических движений до 100 м) южным блоком того же мегаблока; а озерно-ледниковая равнина - с Сым-Касским и Кеть-Кемским мегаблоками. Границы мегаблоков маркируются долиной Сыма и Кас-Кетьским спилвеем.
Нужно отметить, что два последних мегаблока подверглись сжатию в результате идущего с раннего палеозоя перемещения Сибирской платформы на запад. Осадочный чехол мегаблоков оказался собран в пологие складки, по синклинальным (пониженным) частям которых в эпохи оледенений шло заложение каналов стока приледниковых вод. Это и определило в последующем чередование широких полос слагающих ее грунтов. Еще одной особенностью является то, что Келлог-Теульчесский и Сым-Касский мегаблоки были наиболее подвержены в плейстоцене процессам гляциоизостазии (поднятия, связанного со снятием ледниковой нагрузки), не завершенным и в настоящее время, и могут находиться в фазе активной неотектонической перестройки; а также то, что Келлог-Теульчесский ме-габлок находится под влиянием сводово-глыбового поднятия Енисейско-го мегаблока (Гончаров и др., 1989ф).
Сложены Сибирские увалы мощными отложениями валунных суглинков, с многочисленными прослоями глинистых и песчаных пород, не выдержанных по мощности и простиранию. Такое строение затрудняло стратиграфию и приводило к выделению множества свит, подсвит, горизонтов и слоев. Примененный В. И. Астаховым к изучению Сибирских увалов подход, предполагающий выделение ледниковых комплексов, как ансамблей закономерно сочетающихся отложений и форм рельефа, позволил стоящим на позициях "гляциализма" специалистам продемонстрировать несомненную принадлежность Сибирских увалов к конечно-моренным образованиям.
Опираясь на существующую в настоящее время информацию, геологи утверждают, что самая древняя и наиболее высокая часть Сибирских увалов: Приенисейская, Келлог-Теульчесская и Верхнетазовская возвышенности начали формироваться еще в неогене, в верхнесымское время. К этому же времени относят и возникновение Елогуйской депрессии, в которой заложила свое русло река Елогуй (Архипов, 1970).
Но окончательное орографическое и геоморфологическое оформление общего облика Сибирских увалов, как и всей Западной Сибири, вероятно произошло в среднем плейстоцене в эпоху максимального (самаровского по стратиграфическим схемам для Западной и Средней Сибири) оледенения. Движущиеся с севера льды в значительной мере уничтожили существовавший микро- и мезорельеф, и после своего исчезновения оставили толщи моренных и водно-ледниковых отложений. Макроформы рельефа (долины крупных рек и основные водораздельные возвышенности) в самых общих чертах сохранились. В депрессиях рельефа скапливались особенно большие толщи льда, который при движении по ним производил сильное эрродирующее, выпахивающее действие, что приводило к переуг-лублению палеодолин. Последующее отложение в них толщ принесенного льдом материала не компенсировали этого воздействия и после исчезновения ледника депрессии сохранялись.
В этот период возникла мощная полоса конечно-моренных гряд - Сибирские увалы - разделившая Западносибирскую равнину на две части: северная - поля основной морены, и южная - обширная озерно-аллювиальная равнина, бывшая в период максимального развития сама-ровского ледникового покрова (примерно 230 - 240 тыс. лет т. н.) дном обширнейшего подпрудного ледникового водоема. Верхний предел стояния вод установлен на низких отрогах Енисейского кряжа: он не превышает абсолютных высот 250 - 260 м (Горшков, 1997).
В интересующей нас части Сибирских увалов события эпохи максимального оледенения можно реконструировать примерно следующим образом. Льды Енисейского ледникового потока, продвигавшиеся с севера и заполнявшие собой долину Праенисея и Нижнеениесейскую (Туруханскую) низменность в районе пос. Бахта разделились на три ледниковые лопасти. Центральная - Енисейская ледниковая лопасть продолжала движение по долине Праенисея вплоть до устья Подкаменной Тунгуски и оставила после себя на левобережье Енисея мошный вал боковой морены - Приенисейскую возвышенность. Восточная - сухобахтинская ледниковая лопасть двигалась из района устья Бахты в юго-восточном направлении в пределы Среднесибирского плоскогорья. Западная - елогуйская ледниковая лопасть отделилась от Енисейской лопасти в устье Праелогуя и двигалась вверх по его течению, заполняя Елогуйскую депрессию. Именно эта лопасть и сформировала рельеф основной части Келлог-Теульчесской воз-вышенности, оставив сложный комплекс боковых и конечных морен, определивший линию водоразделов Елогуя с соседними речными систе-мами.
Одной из основных черт Келлог-Теульчесской возвышенности является некоторая асимметричность общего плана ее строения. Поля боковой и конечной морен хорошо развиты в западной и южной части возвышенности. В восточной же ее части они в значительной мере размыты и перекрыты водно-ледниковыми отложениями. Объясняется это следующим образом. Разделившиеся Енисейская и Елогуйская ледниковые лопасти, первоначально продвигались по постепенно расходящимся курсам. При этом, общее юго-западное направление движения Елогуйской лопасти определило аккумуляцию наибольших масс моренного материала по ее западной и южной периферии. На западе же Елогуйская лопасть на сходящихся курсах причленялась к восточной периферии Пуровского ледникового потока (отделявшегося от Енисейского ледникового потока Нижнеенисейской возвышенностью), что привело к формированию в районе сочленения Келлог-Теульчесской и Верхнетазовской возвышенностей в верховьях Келлога и Дындовского Таза мощного узла моренных гряд и холмов.
Но на последних этапах своего продвижения Елогуйская лопасть, достигшая южного борта Елогуйской депрессии и упершаяся в него, изменила направление движения с юго-западного на юго-восточное (вдоль долины современного Танксеса). От нее также отделился небольшой ледниковый язык, продвинувшийся по депрессии палеорельефа в восточном направлении (вдоль долины современного Тынделема). В результате, территория бассейнов Большого и Каменного Дубчесов оказалась как бы сжатой двумя мощными ледниковыми лопастями. Основания лопастей не могли надвинуться на нее, т. к. их тела занимали переуглубленные самим ледником ложа палеодепессий. Поэтому сюда произошло перетекание льда (лед под давлением пластичен) из более высоких горизонтов тела елогуйской лопасти (Енисейская лопасть в отличие от Елогуйской могла и далее беспрепятственно продвигаться по долине Палеоенисея). Этот лед нес в себе уже меньший объем моренного материала, чем лед нижних горизонтов тела ледника и после исчезновения не мог оставить столь же мощных моренных толщ. В тоже время, он эрродировал поверхность, переместив часть слагающего ее материала к линии своей окончательной остановки и сформировав гряду относительно невысоких моренных хол-мов, которые соединяют конечные морены Енисейского и Елогуйского ледниковых потоков в районе нижнего течения Большого и Каменнного Дубчесов.
После начала отступления ледника, описываемая территория значительно раньше освободилась от льда, т. к. его мощность здесь была несравнимо меньше, чем в телах обрамлявших ее ледниковых лопастей и через нее начал происходить сброс приледниковых вод в южном направлении. Нужно отметить, что на этой территории первоначально преобладал плоскостной сток, ведший к широкому размыву морены, выносу мелкозема и преимущественной аккумуляции песков и галечников. В тоже время, остававшиеся местами участки мертвого льда (лед таял неравномерно) экранировали поверхность и предохраняли мелкозем от выноса. Южнее, в нижнем течении Большого и Каменного Дубчесов, где водам нужно было преодолевать упомянутые выше конечно-моренные образования, они разбивались на отдельные потоки, заложившие глубокие долины между моренными холмами и грядами.
После исчезновения ледника и отступления последовавшей за этим морской трансгрессии, восстановилась общая северная ориентация речного стока через долины Енисея и Оби. Сформировавшаяся речная сеть расчленила и модифицировала унаследованный от эпохи оледенения рельеф, но последовавшее в позднем плейстоцене новое значительное оледенение в очередной раз внесло в его облик существенные изменения.
При дальнейшем описании процессов рельефообразования мы будем опираться на подробную и глубоко аргументированную их реконструкцию в позднеплейстоценовое время в диссертационной работе С. В. Гончарова (1989). Отложения позднего плейстоцена в Центральной и Западной Сибири относятся к Зырянскому надгоризонту. Он делится на три горизонта, соответствующие двум этапам оледенения - Ермаковскому (начало около 110000 лет т. н.) и Сартанскому (начало около 22000 лет т. н.), а также разделяющему их Каргинскому межстадиалу (начало около 50000 лет т. н.).
В рамках "гляциализма" С. В. Гончаров (1989) выделяет три существующих в настоящее время взгляда на это геологическое время. Первый - это отрицание существования главного центра оледенения на шельфе Карского моря. Основные массивы материкового льда покрывали горы Урала, Путорана и Бырранга. Они опускались на равнину, частично охватывая ее в низовьях Оби и Енисея и оставляя проход между собой. Эта точка зрения не оставляет места для возможности существования подпрудно-ледниковых водоемов Западной Сибири.
Второй - заключается в том, что в эпоху зырянского оледенения первая кульминация (ермаковская) была интенсивней второй (сартанской). Льды ермаковского оледенения занимали большую площадь и, по крайней мере в долине Енисея, вплотную подходили к Сибирским увалам, а сартанские льды доходили лишь до широты Сале-харда и Туруханска. При такой трактовке система подпрудно-ледниковых озер к югу от Сибирских увалов не имеет контакта с краем ледника и как бы зависает в воздухе. Видя такое противоречие, В. И. Астахов склонен полагать, что последние подпрудно-ледниковые озера существовали в ермаковское время. Но их сартанский возраст подтверждается радиоуглеродными датировками самих водноледниковых отложений, и вилками радиоуглеродных дат из подстилающих и перекрывающих их отложений.
Согласно третьему - льды сартанского ледникового покрова примыкали к северной границе Сибирских увалов от Урала до Восточносибирского плоскогорья. Перед фронтом ледника существовала целая система подпрудно-ледниковых озер со стоком через Тургайский спилвей (ложбина стока ледниковых вод , прорезающая водоразделы между крупными речными системами) в Арало-Каспийский (в то время Хвалынский) бассейн. Следует упомянуть, что мнение о большей интенсивности сартанского оледенения хорошо согласуется с событиями позднего плейстоцена Северной Америки. Там синхронные ермаковским льды раннего висконсина даже не заполняли котловины Великих озер, тогда как позневисконсинские (синхронные сартанским) перекрывали их и продвигались значительно дальше на юг.
На последней точке зрения и основывается наше описание форм и генезиса рельефа района исследований. Источниками для него явились опубликованные, фондовые и рукописные материалы специалистов, проводивших изучение и картирование четвертичных отложений в приенисейской части Западной и Средней Сибири (С. В. Гончаров, С. П. Горшков, Л. Л. Исаева, Л. Д. Никифорова, В. С. Погожаева, А. И. Спиркин, Ю. Б. Файнер, Л. А. Яковлева), а также работы С. А. Архипова, В. И. Астахова и М. Г. Гросвальда.
В начале восьмидесятых годов работавшие на интересующей нас территории специалисты считали, что самаровская морена, составляющая основу "тела" Сибирских увалов, в значительной мере перекрывается сверху плащом ледниковых и водно-ледниковых верхнеплейстоценовых (зырянских) отложений (без уточнения стадиала - ермаковского или сартанского). Так, на составленной С. В. Гончаровым, А. И. Спиркиным и В. С. Погожаевой (1983) рукописной карте четвертичных отложений бассейна Елогуя самаровская морена выходит на поверхность лишь на небольших участках по южному макросклону Сибирских увалов, обращенному к долинам Сыма и Дубчеса.
В настоящее время эти представления существенно скорректированы. На Аэрофотогеологической карте тех же авторов (1985) выходы основного поля морены по южному макросклону Сибирских увалов датируются, как самаровские и, соответсвенно, самаровским временем датируется основная часть расстилающегося к югу от него обширнейшего поля флювиогляциала (за исключением территорий с гипсометрическими отметками ниже 120 м). С. В. Гончаров (1989) считает, что сартанский ледниковый покров продвинулся вплоть до северного макросклона конечно-моренных образований самаровского времени.
Сартанский ледник не был столь же мощным, как самаровский (С. В. Гончаров оценивает толщину Енисейской лопасти сартанского ледяного щита в 180 - 200 м), и оставленные им конечно-моренные гряды значительно уступают в размерах аналогичным образованиям последнего. Тем не менее, эти валы имеют до 8 - 10 км в длину и до 0,5 - 1 км в ширину. Наибольшее их количество приурочено к северной части Келлог-Теульчесского поднятия и к тыловой части озерно-ледниковой террасы правого берега Енисея (имеющей гипсометрический уровень 80 м), примыкающей к уступу Среднесибирского плоскогорья. Енисей эта полоса моренных гряд пересекает между поселками Лебедь и Мирное (нужно отметить, что ранее Лебедянский вал воспринимался как насыпная морена, фиксирующая одну из стадий дегляциации верхнеплейстоценового ледника, южную границу которого проводили по Завальному и Оплывному ярам выше пос. Сумароково). С южной их стороны развита система маргинальных каналов стока талых ледниковых вод, самый крупный из которых прослеживается по долинам Кыксы, Дындовского Таза и Таза. С северной (внутренней) стороны к полосе валообразного рельефа примыкают широкие камовые и озовые поля на валунно-суглинистых отложениях основной морены. Они занимают обширные пространства Туруханской низменности и отличаются хорошей сохранностью форм. Елогуй сартанские конечно-моренные образования пересекают в районе устьев рек Кыкса и Бол. Сиговая и прослеживаются далее на северо-запад вдоль восточного макросклона Лобового материка, отделившего енисейский ледниковый поток от остальной массы сар-танского ледяного щита.
Сартанский ледниковый покров вновь перекрыл речной сток в северном направлении и привело к формированию примыкающих к краю ледника подпрудных озер. Система их не была столь грандиозной, как в самаровское время, но занимала очень значительные площади и оказала на формирование рельефа к югу от края ледника весьма существенное влияние.
Дешифрирование аэрофотоснимков выявило в долине Енисея четко выраженные уступы, подошвы которых имеют гипсометрические высоты 120 и 80 м. Их изучение показало, что они являются тыловыми швами террас. Терраса с уровнем около 120 м на севере примыкает к Лебедянскому валу, на юге доходит до г. Лесосибирска и заходит в долины Дубчеса, Сыма и других притоков Енисея, а по долинам Каса и Кети соединяется с аналогичной террасой бассейна Оби. Терраса с тыловым швом 80 м является "транзитной": прорезает Лебедянский вал, и прослеживается на север до Полуйско-Казымской системы холмисто-моренного и параллельно-грядового рельефа. На юге она прослеживается по долинам крупных рек наряду с более высокой террасой.
В бассейне Елогуя были выявлены террасы трех гипсометрических уровней (80, 120 и 160 м). Они не имеют следов ледниковой обработки, окружены высокими водоразделами Келлог-Теульчесского поднятия и опираются на севере на краевые ледниковые образования. Уровень 160 м соответствует положению в рельефе верховьев Келлога, Елогуя и его южных притоков, а также притоков Дубчеса. Две остальные террасы сочленяются с соответствующими террасами Енисея.
Изучение вышеназванных террас позволило реконструировать систему подпрудно-ледниковых водоемов, существовавших на интересующей нас территории и связанные с ними процессы, влиявшие на форми-ровани рельефа. Елогуйская депрессия окружена кольцом мощных конечно-моренных валов, разомкнутым в северо-восточной части в направлении долины Енисея. При перегораживании этого прохода сартанским ледниковым щитом, бассейн Елогуя превратился в замкнутую чашу, заполнявшуюся водой вплоть до начала переливания ее через окружающие водоразделы. После стабилизации уровня озера на отметке 160 м его площадь по реконструкции С. В. Гончарова достигла 6300 кв. км., а глубина - 90 м.
Второй подпрудный водоем возник в долине Енисея. Заполнение ее происходило вплоть до гипсометрического уровня около 110 м, после чего начал формироваться Кас-Кетьский спилвей. Он соединил Енисей-ское подпрудное озеро с Мансийским и включил его в единую систему сартанских подпрудно-ледниковых водоемов.
Стабилизация общего уровня этой системы произошла на гипсометрических отметках около 120 м, в соответствии с высотой порога стока вод через Тургайский спилвей. При таком уровне стояния вод, согласно реконструкциям С. В. Гончарова, площадь его северной части достигала 8800 кв. км., а наибольшая глубина - 60 м. Южная часть озера занимала в долине Енисея полосу, шириной около 15 - 20 км и простиралась вплоть до устья Ангары. Площадь его составляла около 3700 кв. км., а глубины достигали 30 - 40 м. На западе озеро образовывало широкие заливы по долинам Дубчеса и Сыма. На южном макросклоне Келлог-Теульчесской возвышенности, сложенном валунными суглинками и каолинизированными песками, они оставили хорошо выраженный тыловой шов 120 метровой террасы. На широких низких водоразделах к западу и югу, где было мелководье, он выражен нечетко или отсутствует. Площадь мелководий в междуречье Сыма и Дубчеса оценивается примерно в 2600 кв. км., а глубина в 10 - 15 м.
Подпрудно-ледниковые водоемы оказывали рельефообразующее воздействие и на пространста внутри их акватории и на окружающие их водоразделы. Последнее происходило при перетекании через них вод в результате переполнении озер. Сток скорее всего имел плоскостной характер, что особенно характерно для первых этапов формирования системы дренажа переполнявшихся подпрудных бассейнов. В таких случаях чаще преобладали процессы аккумуляции, оставившие широкие песчаные шлейфы, на южном макросклоне Сибирских увалов. Процессы размыва и вреза сдерживались сильным промерзанием грунтов окружающих ледниковые бассейны водораздельных пространств и образованием наледей. Согласно существующим ре-конструкциям, климат описываемых территорий в то время соответствовал современным условиям высокоарктических районов. Среднеянварская температура оценивается примерно в - 34 градуса, а среднеиюльская - примерно в +12 градусов Ц (Палеогеография Северной Евразии ..., 1978).
Существование постоянных потоков приледниковых вод через пониженные части водоразделов приводило к возникновению под ними таликов, постепенному врезу и формированию спилвеев. Обычно это неглубоко врезанные в подстилающие отложения корытообразные ложбины с широкими днищами и, как правило, четко выраженными бортами. По своим размерам они значительно превосходят ширину современных долин рек, наследующих их.
В Елогуйском озере первоначально преобладал плоскостной сброс вод, в результате продвижения ледника в озеро, имевший, вероятно, импульсный характер. После стабилизации фронта ледника сток начал концентрироваться в ложбинах, секущих водораздел Келлог-Теульчесской возвышенности в юго-западном, южном и юго-восточном направлениях. По оценке С. В. Гончарова, таких ложбин было около 8.
Другой причиной переполнения Елогуйского озера было образование ледяных заторов, перегораживавших сток через систему спилвеев и приводивших к новым импульсным сбросам вод через окружающие водоразделы. Но особенно характерно это было для Енисейского озера и являлось для этого бассейна главной причиной плоскостного перетекания вод через пониженные участки водоразделов. Существование в нем двух потоков, направленных навстречу друг другу формировало своеобразный гидрологический режим. При вскрытии льдов в весенне-летний период происходило их столкновение в истоке дренирующего озеро Кас-Кетьского спилвея, сопровождавшееся торошением и образованием мощных заторов. В этой ситуации в северной части озера сброс происходил через Сымско-Касский водораздел на его кольчумском участке. В южной части - сброс осуществлялся через долины рек Чистоклеть и Кассовка.
Поднятия уровня Енисейского озера привели к формированию в долинах левых его притоков хорошо выраженного в современном рельефе тылового шва террасы с гипсометрическим уровнем 140 м. Эта террасовая поверхность имела еще одну причину своего формирования. В верховьях Енисея в позднеплейстоценовое время существовало ледниково-подпрудное озеро в Дархатской котловине с объемом воды около 250 куб. км. По мнению М. Г. Гросвальда, за время существования этого озера подпрудные воды около 10 раз прорывали ледниковую плотину. Падение его уровня в таких случаях происходило в течении семи - десяти дней. По расчетам С. В. Гончарова это приводило к подъему воды в Енисейском озере на 30 - 40 м.
Импульсные сбросы воды через водоразделы из-за упоминавшегося уже сильного промерзания грунтов не приводили к глубокому врезу и заложению новых постоянно действующих спилвеев, но оставляли многочисленные следы в рельефе. Так, потоки воды, переливавшиеся через кольчумский участок, практически полностью снивелировали северный борт Кас-Кетьского спилвея.
Переходя к описанию рельефообразующих факторов, действовавших в пределах акватории подпрудных озер, предварительно напомним, что водно-ледниковые отложения делятся на флювиогляциальные или зандровые (ледниково-речные) и лимногляциальные (ледниково-озерные). Первые отлагаются в условиях водных потоков, создавая специфичные формы рельефа в виде дюн, валов, грив, кос и ложбин различных размеров и очертаний, а также серий серповидных борозд - следов блуждания потоков. Вторые - в относительно спокойных водоемах при отсутствии сильных течений и литологически трудно отличимы от озерных. Можно отметить, что для них особенно характерны осадки ленточного типа с выраженной сезонной слоистостью, когда летом от-лагается преимущественно песчаный и алевритовый материал, а зимой - глинистые слои. Для описываемых подпрудных озер характерными были смены более спокойных условий осадконакопления на периоды возникновения сильных течений, перемывавших уже отложенные осадки и формировавших соответствующие формы рельефа.
В Елогуйском озере возникновение сильных течений было связано в первую очередь с моментами резкого падения его уровня. С. В. Гончаров выделяет два этапа таких падений, по числу дешифрируемых террас. Первый связан с заложением маргинальных каналов вдоль края ледника после его стабилизации и начала деградации. Широкие плоские долины этих каналов хорошо сохранились в современном рельефе и наследуются реками Кыкса, Дындовский Таз и Таз. В результате произошел прорыв вод в северо-западном направлении и Елогуйское подпрудное озеро соединилось с Пуровским, которое, в свою очередь, было соединено с Мансийским через Пуровско-Аганский спилвей (Палеогеография ..., 1980).Таким образом установился единый уровень вод (120 м) во всей системе ледниковоподпрудных озер Западной Сибири. После падения уровня Елогуйского озера его площадь сократилась по оценке С. В. Гончарова до 4000 кв. км., а глубина до 40 - 45 м.
Второй этап падения уровня озера вызван прорывом его вод сквозь тело ледника в Енисейский подпрудный бассейн, уже имевший к тому времени 80 метровый уровень поверхности. Он носил катастрофический характер и сопровождался выносом большого количества осадков, с чем связывается незначительное количество глинистого материала в осадках Елогуйского озера. По долине прорыва произошел размыв ледниковых отложений. Были полностью уничтожены следы интрагляциальных озер и камово-озовый рельеф, характерный для смежных участков, и сформированы серии линейных песчаных грив. В этой фазе площадь озера уменьшилась примерно до 2000 кв. км. Полное прекращение озерного осадконакопления в долине Елогуя фиксируется по началу торфообразования около 9000 лет т. н.
Возникновение сильных течений внутри подпрудного водоема и турбулентное перемешивание его вод было еще более характерно для Енисейского озера. Сам факт дренирования его в центральной части и существование двух встречных потоков значительно осложнял гидрологический режим. Приповерхностные течения, связанные с оттоком воды через спилвей и влияющие на формирование донного рельефа в прибрежной зоне, резко меняли свое направление при перекрытии спилвея ледяными пробками. еще большее влияние оказывали катастрофические сбросы вод Дархатского озера. Они приводили к вспышкам турбулентности при которых происходило перемешивание осадков в озере и вынос наиболее мелких из них (илы, глины). Отсутствие в разрезах ледниково-озерных террас илов и глин затрудняет правильное определение их генезиса, и их долгое время считали аллювиальными (В. А. Мартынов, Г. И. Лазуков, Ю. А. Лаврушин). Вне всякого сомнения, описываемые вспышки турбу-лентности играли существенную роль в формировании сложного рельефа дна озерного бассейна.
В формировании рельефа дна подпрудных бассейнов принимали участие не только водные потоки, но и льды, с которыми связано фор-мирование кольцевидного микрорельефа. Особенно это характерно для Елогуйского озера, где осадки всех трех ледниковых террас несут в себе следы деятельности плавающих льдов. Наиболее обилен наложенный кольцевой рельеф на самой нижней 80 метровой террасе. Размеры кольцевых форм варьируют от нескольких метров до 1 - 3 км. Главные их элементы - кольцевые валы высотой 2 - 3 м и расположенные в центре их западины. Анализ характера деформаций формирующих их песчаных отложений и факты обнаружения захоронений валунных суглинков в толще озерных осадков позволили С. В. Гончарову утверждать, что причиной возникновения этих форм могли быть только айсберги, садившиеся на мель при спусках воды из озера. Нужно отметить, что кольцевой микрорельеф широко распространен также и на моренных отложениях. Его возникновение можно связать с последними этапами дегляциации, когда поля мертвого льда распались на отдельные блоки и фрагменты.
Другим районом, изобилующим кольцевыми формами микрорельефа является северная мелководная часть восточного отрезка Кас-Кетьского спилвея, после обсыхания которого на дне осталось значительное количество озерного льда и наледи. При протаивании, они оставили кольцеобразные валы 0,5 - 1 м высотой со следами стока воды между ними. Можно полагать, что сходным образом возникли аналогичные кольцевые формы и на равнинах Обь-Енисейского водораздела, где они приурочены, в основном, к высотам 110 - 130 м и сложены более тонким материалом, чем подстилающие отложения. Вероятно, этот материал подвергался переработке в толще льда и, экранированный им, сохранился от размыва уходящими водами ледникового озера в момент падения его уровня.
После отступления ледника и исчезновения подпрудных озер, значительные территории оказались открыты для ветрового воздействия. Поверхности сформированных водными потоками песчаных дюн и гряд подверглись ветровой обработке и обрели некоторые черты, свойственные эоловым формам рельефа. Но, судя по всему, освоение этих территорий растительностью происходило достаточно быстро и рельеф подвергался ветровой модификации достаточно короткое время. В последующем, ведущими факторами рельефообразования стали процессы формирования речной сети, солифлюкция (вязкопластичное течение переувлажненного верхнего слоя грунта по наклонной поверхности подстилающих его и часто многолетне-мерзлых пород), суффозия (возникновение просадочных форм в рыхлых породах при нарушении их структуры грунтовыми водами, выносящими частицы самых тонких фракций), мерзлотное пучение (формирование бугристого рельефа в результате выдавливания вверх грунта замерзающими линзами подпочвенных вод), термокарст (просадочные формы, образующиеся при протаивании многолетнемерзлых грунтов) и торфонакопление.
Изложив существующие взгляды на процессы рельефообразования, которые по нашему мнению наиболее точно и полно отвечают наблюдаемому в пределах интересующей нас территории, рассмотрим характеристику ее рельефа в логической последовательности его сопрягающихся элементов в статье "Основные черты литолого-геоморфологической структуры Елогуйско-Дубчесско-Сымско-Касского региона".
