С.Б. Николаева Геолого-геоморфологический очерк территории Лапландского заповедника и уникальные геологические объекты природного наследия Территория Лапландского государственного заповедника, как и весь Кольский регион, расположена в северо-восточной части одного из наиболее древних кристаллических щитов (участка поверхности, способного к поднятию) – Балтийского (Фенноскандинавского), представляющего собой глыбу континентальной коры с выступающим на поверхность фундаментом (Тектоника…, 1976). История развития и различные процессы, формирующие этот фундамент, проявлялись здесь на протяжении почти 3 млрд. лет – от позднего архея и до настоящего времени. В результате совокупной деятельности эндогенных (глубинных, вызванных внутренними силами Земли) и экзогенных (поверхностных, вызванных внешними по отношению к Земле силами: водой, выветриванием, ледниками и пр.1) факторов были сформированы основные геологические структуры и комплексы кристаллических пород, рыхлые отложения и рельеф, то есть та поверхность, которую мы наблюдаем, изучаем, и по которой прокладываем геологические и туристические маршруты сегодня. На разных временных этапах своего развития геологические структуры и слагающие их породы не раз создавались и разрушались, претерпевали изменения в результате высоких температур и давления, подвергались землетрясениям и оледенениям. Каждый из этих процессов оставил после себя различные «метки», «следы» на земной поверхности. Такие «следы» можно встретить повсюду: любое обнажение горных пород, их текстура (то есть рисунок, отражающий соотношение и распределение составных частей горной породы), сочетание минералов в породе, ландшафтные комплексы в виде живописных скальных обвалов, трещин и ущелий, классические озовые гряды, ледниковые шрамы и глыбы - отторженцы, сейды и сейдообразные валуны, водопады и пр. Все это несет в себе информацию, расшифровка которой продолжается до сих пор! Геологическое строение. Геологическое строение Лапландского заповедника невозможно рассматривать отдельно, без рассмотрения истории формирования Балтийского щита в целом. Согласно современным концепциям в истории развития щита выделяются крупные эндогенные или тектоно-магматические циклы, которые соответствуют архею (геологический период времени от 2500 и >3200 млн. лет тому назад), раннему (1650-2500 млн. лет) и позднему протерозою (570-1650 млн.лет). В 1 Здесь и далее по: Геологический словарь. М.:Недра, 1978. качестве главных геотектонических элементов, на Кольском полуострове, начиная с работы А.А. Полканова (Полканов, 1936), принято выделять Мурманский, Кольский и Беломорский районы или террейны (домены) (крупные геоблоки земной коры, обладающие общей историей развития и структурой), которые, в свою очередь, подразделяются на более мелкие блоки (Балаганский и др., 1998). Большинство последующих региональных структурно-тектонических схем, отражают те же основные структурные элементы при всем многообразии их тектонической типизации. Главные структурно-вещественные комплексы и блоковая (доменная – террейновая) структура Кольского региона сформировались преимущественно в период неоархея - раннего протерозоя. К этим же возрастным рубежам относится и формирование древнейших кристаллических комплексов пород, слагающих заповедник. В структурном отношении эта территория входит в состав Беломорского геоблока (террейна) и граничит на востоке с Лапландско-Беломорской шовной зоной, разделяющей две крупные структуры – Беломорский и Центрально-Кольский составные террейны (рис. 1). Фрагментами этой шовной зоны является Печенгский и Имандра-Варзугский палеорифтогены (Геология рудных районов…, 2002). Самые древние породы, выходящие на дневную поверхность заповедника – верхнеархейские (рис. 2, 3). В этот очень отдаленный от нас период времени проявился широкий спектр процессов, в результате которых произошло образование и преобразование различных пород. Стратификация и корреляция отложений этого возраста, слагающих разделенные разломами геологические тела, проведена с большой долей условности (Геология рудных районов…, 2002). Наибольшим распространением здесь пользуются различные гнейсы (полосчатые тонкоплитчатые породы, состоящие из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклаза, цветных минералов с обязательным присутствием слюды), мегматиты (породы, образовавшиеся из неоднородной смеси магмы и постороннего твердого материала, часто с прожилками гранитного состава), плагиограниты (натровые известково-щелочные граниты, состоящие из кварца и кислого плагиоклаза с некоторым количеством биотита и амфибола), гранито-гнейсы (гранит c первичной гнейсовой текстурой), амфиболиты (метаморфические среднезернистые породы, состоящие из амфибола, плагиоклаза и материалов примесей) так называемого «комплекса основания». Стратиграфически выше пород «комплекса основания» залегают слюдяные и гранат слюдяные гнейсы и амфиболиты, выделяемые в ранге кольскобеломорского нестратифицированного комплекса (рис. 1). К более молодым отложениям верхнего архея отнесены различные метавулканиты (породы, образовавшиеся путем излияния или выбросов лавы на поверхность) и кварциты (зернистые породы, состоящие из кварца и сцементированные кварцевым же материалом) В раннем протерозое была образована Печенгско-Имандра-Варзугская зона и сформированы огромные толщи вулканогенно-осадочных пород – в основном метавулканитов кислого, среднего и основного состава. Интрузивные породы представлены различными гранитоидами (совокупностью гранитов, гранодиоритов, плагиогранитов, переходных к кварцевым диоритам), диоритами (породами, состоящими из в основном из плагиоклаза и роговой обманки), габбро, габбро-анортазитами (основными породами, состоящими из плагиоклаза и пироксена), пироксенитами, перидотитами (ультроаосновными породами, состоящими из пироксена с небольшим количеством оливина и биотита, только оливина и пироксена) и пр. Гранитоиды часто встречаются в пределах участков развития пород «комплекса основания». Самая крупная интрузия, слагающая Главный хребет (Монче- и Волчьих тундр), состоит из основных и ультраосновных пород. На северо-западе заповедника можно встретить гранулиты (разнообразные породы с зернистой и сланцеватой текстурой, состоящие из ортоклаза, кварца, граната и пр.), андезито-базальты и амфиболиты Лапландского комплекса. Самыми молодыми отложениями являются кайнозойские. Кайнозойская эра делится на 3 периода – палеогеновый (65-23.3 млн.лет назад), неогеновый (1.6-23.3 млн.лет) и антропогеновый (четвертичный) (0-1.8 млн.лет). В палеогене территория заповедника, как и всего Кольского полуострова, являлась сушей. Возможно, что в этот период времени имела место трансгрессия моря, установить масштабы и точное время проявления которой не представляется возможным. В это время поверхность Балтийского щита отличалась наименее контрастным рельефом, свойственным областям базисной денудации. Отложения палеогена на Кольском полуострове неизвестны. Неогеновый период отличался от палеогена высокой тектонической активностью. В конце палеогена - начале миоцена произошло поднятие территории, после чего в ее пределах начали накапливаться континентальные осадки. Они представлены в основном продуктами разрушения более древних пород. Останцы их встречаются редко, поскольку перекрыты более молодыми четвертичными отложениями. В этот же период времени формировались коры выветривания (Афанасьев, 1972). К концу неогена произошло существенное похолодание, и в последующий четвертичный период и на всем его протяжении климат оставался менее благоприятным, чем в начале и середине неогена. Господствующим на Фенноскандинавском щите стало физическое выветривание: началось образование дресвяно-щебнисто-глыбового материала, продолжающееся до сих пор. Крупнообломочный элювий формировался в горных районах и на тех участках возвышенностей, где отсутствовала гидрослюдистая кора выветривания. Мощность его, судя по мощности современного элювия, не превышала первых метров. Таким образом, к началу покровных оледенений водораздельные пространства Кольского полуострова были покрыты крупнообломочным элювием и останцами гидрослюдистой коры выветривания, а в депрессиях залегали продукты ее переотложения. В четвертичный период (0-1.8 млн лет) территория Лапландского заповедника, равно как и смежных с ним районов, подвергалась неоднократным оледенениям. Ледники зарождались в эпохи значительных похолоданий и стаивали в тёплые периоды межледниковий. В результате этих явлений происходило опускание территории под влиянием нагрузки льда, которое сменялось гляцио-изостатическими поднятием при снятии этой нагрузки. Формирование четвертичных отложений было предопределено в основном жизнедеятельностью ледников. Среди них наибольшее распространение имеют ледниковые (морена) и водно-ледниковые отложения последнего Скандинавского оледенения. Морена состоит из обломочного материала, отложенного непосредственно деятельностью сухопутных льдов. Она представлена преимущественно несортированными, часто неслоистыми разнообразными отложениями - от валунов до суглинков и глин. Водно-ледниковые отложения (флювиогляциальные) часто слагают озовые гряды узкой извилистой формы, реже - камы (песчаные холмы) или флювиогляциальные дельты. Состав этих отложений песчано-галечно-валунный. Небольшим распространением пользуются озерно-ледниковые осадки, состоящие из песков, алевритов и глин. Более молодые отложения представлены речным аллювием, склоновым коллювием (обломочный материал, смещенный вниз по склону под действием силы тяжести), биогенными и озерными отложениями. Геоморфологическая характеристика. Формирование рельефа Кольского полуострова происходило в течение длительного периода континентального развития в условиях устойчивого поднятия и сплошного распространения кристаллических пород (Стрелков, 1973). Интенсивные денудационные процессы протекали здесь совместно с процессами тектоническими, выразившимися в образовании разломов, внедрении интрузий и вертикальных колебательных движениях, а продукты разрушения уносились за пределы щита. Следствием этого явилось формирование поверхности выравнивания и господство денудационно-тектонического, структурно-денудационного и денудационного рельефа, представленного плосковерхими горными массивами, холмогорьями, невысокими грядами, плато, низменными цокольными равнинами. Рельеф Лапландского заповедника довольно расчлененный (рис. 4). Цепь низких и средневысотных гор Чуна, Монче и Волчьи представляет наиболее выдающиеся среди окружающего ландшафта горные массивы восточной части территории. Максимальные высотные отметки рельефа достигают здесь 900-1072 м. Менее высокие массивы Нявка, Маура и Лива расположены в центральной части заповедника. Они как бы полукольцом охватывают центральное платообразное водораздельное пространство, от которого начинаются реки бассейнов Туломы и Имандры. На северо-западе расчлененность рельефа подчеркивает еще один крупнейший горный массив - Сальные тундры, сложенный породами гранулитового комплекса. Водораздельное плато в центральной части заповедника, понижаясь на юго-восток, переходит в болотистую низину, в центре которой лежит оз. Нявка. Другие понижения между горными массивами выполнены долинами рек Чуна, Конья, Нявка, Печа, Вартсуай, Вайкис и др. Сложное и пересеченное строение рельефа исследуемой территории обусловлено развитием нескольких морфоструктур (крупных форм рельефа, обязанных своим происхождением Саариселян - геологическим факторам): Сальнотундровской (Стрелков, Заимандровской, 1973). Они Ното-Чунской отличаются и разной интенсивностью поднятия в новейшее время: от высокой (Заимандровская и СаариселянСальнотундровская) - несколько сотен метров до слабо поднятой (Ното-Чунская) - не более сотни метров. Преобладающим типом рельефа здесь является структурноденудационный, то есть сформированный как залеганием горных пород, так и в результате денудации - эрозии, ледниковых процессов, выветривания, абразии и пр. Горы Чуна, Монче и Волчьи характеризуются массивными очертаниями благодаря довольно высокой устойчивости основных пород к процессам выветривания. Эрозионные, нивальные или гравитационные формы приурочены, как правило, к отрицательным формам рельефа. В расположении линейных депрессий речных долин и озерных впадин преобладают северо-западные, северо-восточные и меридиональные направления. Краевые разломы меридионального направления особенно четко выражены в рельефе западного подножия Чуна и Волчьих тундр. Ярко проявляются разрывные нарушения и северо-западных румбов, в виде ущелий, секущих хребты. Разломы восток-северо- восточного направления обусловили ориентировку впадины озера Вайкис и ряда ущелий в горах. Облик современного ландшафта Лапландского заповедника определяется, главным образом, двумя контролирующими факторами: строением кристаллического фундамента и характером чехла рыхлых отложений, связанных с деятельностью последних материковых оледенений. Многообразие проявлений этих факторов фиксируется в удивительных по красоте, а иногда и редких геологических и геоморфологических объектах, являющихся неповторимым памятниками природы. В этой публикации приведены краткие описания только некоторых из них. Наиболее яркими являются следы древних землетрясений (сейсмодислокации – нарушения рельефа и горных пород, в том числе и рыхлых отложений прямо или опосредовано порожденные землетрясениями) и объекты, сформировавшиеся в результате деятельности ледника: ледниковые штрихи и борозды, валунные мостовые, озовые комплексы и пр. Уникальные ландшафтные объекты и геоморфологические памятники природного наследия. Палеосейсмодислокации (следы древних землетрясений, не сохранившихся на человеческой памяти) в виде выразительных рвов в кристаллических породах, грандиозных скальных обвалов и камнепадов, каменных «столбов» и «руин», своеобразных ущелий и расщелений можно встретить на территории Лапландского заповедника. Их немного, но они есть и нередко овеяны легендами, мифами и сказаниями. Одно из таких сказаний, где отражены грозные события природы - землетрясения, можно встретить в карело-финском эпосе «Калевала» (Калевала, 1956). В героической песне старого Вяйнямёйнена есть такие строки: «Всколыхнулися озера, Горы медные дрожали, Камни твердые трещали, Со скалы скала свалилась, Раздроблялися утесы». (Руна 3, 295—300). Судя по тексту, эти явления и события происходили в гористом районе, с многочисленными скалами и озерами и охватили большую территорию Карелии и Кольского полуострова. Еще одно описание события, очень похожего на землетрясение, случившегося в районе озера Имандра, можно встретить и в народном лопарском эпосе. В сказании о том, «Как старик-лопарь изгнал нечистую силу» повествуется, что как-то к ночи старик-лопарь пошел на озеро Имандра ловить рыбу. Только сел в баркас «…как по всему озеру пошли большие волны, … потом вдруг в воздухе шум сделался…». Сильный гром разбудил и других лопарей, когда «на соседней вараке Schart-warentsch гром сделался. Пошли смотреть, что там приключилось. Видят: варака раскололась на две части, посреди дорога образовалась. Это леший проложил себе путь, когда старик прогнал его» (Народный эпос…, 1917). Лопари связали это событие с проделками нечистой силы, будто леший проложил себе тропу через гору. Однако для того, чтобы признать в этом тексте отражение сильного землетрясения, не требуется никаких специальных знаний, настолько характерны приводимые признаки. Это и раскол сопки-вараки, и шум, предшествующий событию. Запись сделана в июне 1912 года, со слов лопаря Василия Бархатова, а событие, по всей видимости, относится к XIX веку. Впервые забытое лопарское предание ввел в оборот, идентифицировал как отражение сейсмического события и предварительно датировал А.А. Никонов (Никонов, 2004). Аналогичный раскол сопки в виде ущелья (расщеления), образованный в результате сильного древнего землетрясения был обнаружен геологами близ южной границы Лапландского заповедника (Николаева, 2001, 2012). Это ущелье получило название «палео-сейсмодислокация Чуна» и является классическим примером сейсмических событий, происходивших на этой территории несколько тысячелетий назад (рис. 5). Узкое, огражденное с двух сторон отвесными скальными обрывами, ущелье раскалывает на две части сопку - «вараку» и отчетливо выделяется среди окружающего его спокойного ландшафта (рис. 6). Крутые «свежие» стенки, иногда с обратным углом наклона, многочисленные обвалы обрушения, развитые у подножия склонов и заполняющие днище котловины, нагромождение друг на друга огромных глыб создают впечатление скального хаоса (рис. 7). Все это похоже на еще одну «тропу лешего», описанного в лопарском сказании. Глубина ущелья, протягивающегося в субмеридиональном направлении почти на полкилометра, достигает 30 м, а ширина варьируется от 20 - 40 м в центральной части, сужаясь у концов до 3-7 м. Морфология разрыва и сопутствующие ему явления (обвалы, свежие трещины, выколы в бортах уступов) имеют признаки молодых динамических воздействий импульсного сейсмического характера. Сила землетрясений, создавших такую структуру, пусть даже не в один этап, должна быть значительной, а вторичные нарушения могли быть созданы 9-10 балльным землетрясением. Соотношение различных форм рельефа и отложений на объекте и вокруг него позволило сделать вывод об образовании самого ущелья (первичного разрыва) после освобождения этой территории от последнего ледникового покрова. Это произошло около 10-11 тыс. лет назад. Отсутствие водно-ледниковой обработки бортов и днища, несовпадение простирания ущелья с направлением свидетельствуют в пользу такого заключения. движения ледника также Сейсмические события имели место здесь и позднее, в голоцене (период времени от 10 тысяч лет до настоящего времени). Одно из них относится к раннему голоцену, но точно пока не датировано. Возраст другого, также сильного, определяется по нескольким радиоуглеродным датировкам торфяных слоев в ближайших к ущелью пунктах. С высокой вероятностью оно составляет 2550 (±150) л.н., т.е. землетрясение возникло в позднем голоцене (Николаева, Никонов, Шварев, 2012). Аналогичные ущелья и расщеления рассекают горные массивы Чуна- и Волчьих тундр, и не исключено, что также являются отражением сильных землетрясений прошлого. Так О.И. Семенов-Тян-Шанский, посвятивший свою жизнь изучению природы Кольского полуострова и особено=но лапландского заповедника, отметил необычный облик Воронова ущелья, расположенного в северной части массива Чуна-тундры. Он обратил внимание на «колоссальные обломки скал», которые загромождают дно этого ущелья и делают его труднопроходимым. Цепь глубоких озерков, протягивающихся по днищу ущелья, делают его удивительно красивым в солнечную погоду» (Семенов-ТянШанский, 1975). В работе Г. Д. Рихтера, ученого, проводившего многолетние геологогеоморфологические исследования на Европейском севере, в том числе и территории, примыкающей к озеру Имандра, можно встретить следующую характеристику ущелья также в горном массиве Чуна-тудры: «…Между гор Эббр-чорр и Райнен-чорр расположена плоская седловина, которая на востоке обрывается почти отвесной стеной в глубокое ущелье Лемм-корр, разделяющие восточные части этих двух вершин. Дно ущелья, лежащее на высоте 350 м над уровнем Имандры (480 м абс.выс.) сплошь завалено огромными угловатыми глыбами гранито-гнейсов, образующих у выхода из ущелья мощную в десяток метров преграду». Г.Д. Рихтер пишет, что «… это полузакрытое ущелье по своим формам очень напоминает многие хибинские ущелья и, по-видимому, представляет тектоническую трещину» (Рихтер, 1934). Отвесные обрывы, обломки скал и свежесть материала позволяют предположить, что активизация этих разрывов происходила уже в послеледниковое время. Не исключена и предопределенность обвалов голоценовыми землетрясениями. Да и схожесть с хибинскими ущельями, о которой упоминает Г. Д. Рихтер, свидетельствует в пользу их сейсмического происхождения. Каменные «столбы» и «руины» - еще один тип весьма впечатляющих элементов ландшафта, встречающихся на территории Лапландского заповедника (рис. 8). Они приурочены в основном к обрывистым скальным уступам, высотой не менее 8-12м или к бортам глубоких ущелий. Эти «столбы» иногда принимают вид каменных «перьев» или «руин» - крупных фрагментов скальных пород разной формы и размеров, часто отчлененных и отодвинутых от уступов на расстояние от 0.5 до 3 – 8 м. Тыловые трещины отрыва, шириной от 10 см до 3,5 м, отчленяющие столбы от скального массива, часто расширяются кверху. Возникновение таких форм рельефа возможно при землетрясениях интенсивностью 7 и более баллов по шкале MSK-64. Не менее выразительными природными объектами выступают скальные обвалы и камнепады - хаотическое нагромождение обломков пород различных размеров и форм (рис. 9). Объемы отдельных обвальных тел достигают нескольких сотен - реже, первые тысячи м3. Они возникают при обрушении скал в молодых разломных зонах. Формирование скальных обвалов могло быть вызвано как гравитационными процессами, так и сейсмическими (сейсмо-гравитационными). О.И. Семенов-Тян-Шанский, в письме к известному сейсмогеологу А.А. Никонову сообщил о свежих камнепадах (не лавинного происхождения) случившихся в июне и июле 1949 года под крутыми склонами массива Чуна-тундра (Никонов, 1992). Вполне вероятно, что возникновение этих камнепадов явилось отголоском сейсмических толчков в Хибинских горах, ощущавшихся на большой территории. Другая группа природных геоморфологических объектов связана с деятельностью ледников. Наиболее примечательными из них являются ледниковая шриховка и флювиогляциальные образования типа «валунных мостовых» (рис.10, 11) Ледниковую штриховку (системы тонких параллельных царапин или, если это крупные штрихи, - борозд, которые нанесены на твердые породы песком и гравием, включённым в нижнюю поверхность ледника) можно встретить на обнажениях гнейсов, гранитов и других породах (часто «бараньих лбах» - поверхностях кристаллических пород, оглаженных-отполированных ледником) в разных районах заповедника (рис. 10). На твёрдых породах штриховка и бороздчатость часто сопровождаются серповидными шрамами (зарубками) и трещинами-полумесяцами, ориентированными по нормали к штрихам и бороздам. Ледниковую штриховку, наряду с другими признаками, используют для того, чтобы определить направление движения льдов. «Валунные мостовые». Иногда скопления хорошо окатанного валунного материала образует так называемые «валунные мостовые» (рис. 11). Образование их связывают с мощным водно-ледниковым потоком, который мгновенно сформировал вал, размыл подстилающую морену, оставив только крупные валуны и вынеся песчано-гравийный материал за ее пределы. Выразительные обвалы и ущелья, скальные руины, валунные мостовые, а также другие объекты и уникальные ландшафтные комплексы на наш взгляд должны получить статус значимых в ряду природных памятников Кольского полуострова. Это не только объекты научного изучения, мониторинга опасных процессов, но и интересные и познавательные объекты для проведения различных туристических экскурсий, раскрывающих все многообразие и красоту Кольского края. Литература Афанасьев А.П. 1977. Фанерозойские коры выветривания балтийского щита и связанные сними полезные ископаемые. Л.,Наука, 244с. Балаганский В.В., Глазнев В.Н., Осипенко Л.Г. 1998. Раннепротерозойская эволюция северо-востока Балтийского щита: террейновый анализ. Геотектоника. № 2. С.16-28. Геологическая карта Кольского региона. 2001. Ред. Ф.П. Митрофанов Пожиленко В.И., Гавриленко Б.В., Жиров Д.В., Жабин С.В. 2002. Геология рудных районов Мурманской области. Апатиты. Изд. КНЦ РАН, 359с. Калевала. 1956. Карело-финский народный эпос . Пер. Л. Бельского. Петрозаводск, В.Ю. Визе. 1917. Народный эпос русских лопарей. Изв. Арханг. общества изучения Русского севера. № 1. С.15-24. Николаева С.Б. 2001. Палеосейсмические проявления в северо-восточной части Балтийского щита и их геолого-тектоническая позиция. Геоморфология. №4. С.66-74. Николаева С.Б. 2012. Тропою лешего. Природа. №7. С. 26-32. Николаева С.Б., Никонов А.А., Шварев С.В. 2012. Детальные палеосейсмогеологические исследования на ключевом участке в бортовой зоне впадины оз. Имандра (Европейское Заполярье) – новые подходы и результаты. В: полярных регионов. Материалы совместной Геоморфология и палеогеография международной конференции «Геоморфология и палеогеография полярных регионов», симпозиума «Леопольдина» и совещания рабочей группы INQVA Peribaltic. Санкт-Петербург, СПбГУ, 9 - 17 сентября 2012 года / Отв. ред. А.И. Жиров, В.Ю. Кузнецов, Д.А. Субетто, Й.Тиде. – СПб., - С.161163. 0.23а.л. Никонов А.А. 2004. Мирный атом совокупился с нечистой силой. Знание-сила. №11. С.56-63. Никонов А.А. 1992. Макросейсмическая характеристика землетрясений ХХ века в восточной части Балтийского щита. Белорусский сейсмологический бюллютень. Вып.2. С.96-124. Минск. Полканов А.А. 1936. Геологический очерк Кольского полуострова. Тр. Арктического института. Т. LIII. Л. Рихтер Г.Д. 1934. Физико-географический очерк озера Имандры и его бассейна. Гос. технико-теоретическое изд-во, Л. Вып. 5, С.47. Семенов-Тян-Шанский О.И. 1975. Лапландский заповедник. Мурманск, Кн. изд-во, С.30. Стрелков С.А. 1973. Морфоструктуры северо-восточной части Балтийского щита и основные закономерности их формирования. В: Палеогеография и морфоструктуры Кольского полуострова. Л.: Наука, С.5-80. Тектоника Европы и смежных областей. 1976. М, Наука. 50 с.