Геология, стратиграфия и палеогеография верхнего миоцена, плиоцена и четвертичного периода Армении

Глава 7.

В седьмой главе рассмотрены основные черты развития природы Армении как по основным стратиграфическим срезам, так и общие вопросы всего новейшего этапа развития природы региона, которые исходят из содержания каждой главы и выводов к ним, скоррелированные и обобщенные в диссертации в виде отдельных 18 таблиц. Общая схема приведена в таблице 2.

В позднем сармате значительная часть территории Армении была занята водами обширного морского бассейна Восточного Паратетиса. Рельеф прибрежной суши в регионе стал расширяться с конца позднего сармата за счет сокращения акватории этого бассейна и представлял собой низменность, возможно, с отдельными массивами низких гор и гряд, поднимающихся в процессе активизации позднеорогенических движений. Климат области был средиземноморским, ландшафты субтропические, близкие к современным ландшафтам побережий Южной Европы и Северной Африки. Отложения позднего сармата (разданская свита) Армении относятся к херсонскому горизонту Крымско-Кавказской провинции с кровлей прямой магнитной аномалии 9,3 млн. лет.

В мэотисе в результате новой активизации тектонических движений восходящего знака от морского бассейна Восточного Паратетиса отчленился крупный пресноводно-солоноватоводный озерный водоем и территория Армении окончательно вступила в континентальную стадию развития. Рельеф суши стал низменно-низкогорным. Вулканические процессы, привели к формированию вулканогенно-осадочные отложения (нижневохчабердская подсвита). Ландшафтно-климатическая обстановка региона существенных изменений не претерпела. Произошли некоторая аридизация и незначительное похолодание области, по-прежнему господствовали средиземноморский климат и субтропические ландшафты, но более засушливые, приближающиеся уже к современным Южного берега Крыма, которые характеризуются северной окраиной Средиземномрья.

В понте происходило медленное тектоническое поднятие региона, которое усилилось в конце этой эпохи, одновременно происходило прогибание межгорных впадин, которое сопровождалось вулканизмом и озерной седиментацией, формировались вулканогенно - осадочные и вулканокластические породы (верхневохчабердская подсвита). Стали формироваться основные направления гидрографической сети и первая генерация межгорных впадин - Ширакская, Севанская, Араратская. В свои котловины они вобрали воды мэотического реликтового обширного озера. Рельеф области в целом оставался низменно - низкогорным. Незначительная аридизация и похолодание климата в понте, по сравнению с мэотисом, нарастали, что привело к распространению субтропической флоры с элементами летнезеленых растений, приближающихся к современным лесам предгорий Западного Кавказа (Новороссийский район).

В нижнем плиоцене началось интенсивное сводовое воздымание мегантиклинория М.Кавказа и одновременное прогибание межгорных впадин, аллювиальная и озерная седиментация, вулканизм. Кроме Ширакской, Севанской и Араратской впадин появились озера и в межгорных впадинах междуречья Воротан-Акера (суботанская свита, нижнеакеринская подсвита). Рельеф области частично был приподнят до средних высот, а в целом оставался низкогорным. В связи с резким понижением главного базиса эрозии - уровня Каспийского моря до минус 500 м (Милановский, 1968) происходило глубинное врезание гидрографической сети и одновременное накопление грубозернистого аллювия.

В верхнем плиоцене тектоническая активность на территории области заметно ослабла, а в Каспийском море происходила акчагыльская трансгрессия в связи с поднятием уровня главного базиса эрозии, реки Армении замедлили глубинную эрозию рельефа. Об этом свидетельствует длительность процесса озерной седиментации, которая протекала почти на протяжении всего акчагыла во всех крупных межгорных впадинах региона: Ширакской, Араратской, Севанской, Воротан-Акеринских попеременно в зависимости от конкретных условий седиментации - запруживания лавовыми потоками тех или иных участков речных долин, относительно спокойной тектонической обстановки и благоприятных климатических условий.

Четвертичный период в Армении начался в эоплейстоцене новой активизацией тектонических движений, дополнительным сводовым вздыманием М.Кавказа, эрозией рельефа, прогибанием межгорных впадин и их заполнением озерными осадками. Озерной седиментации способстововало поднятие уровня Каспия, ослабление эрозионного процесса в период апшеронской трансгрессии. В эоплейстоцене были заполнены переуглубленные и откопанные речные долины вулканогенными образованиями горисской и ишханасарской свит нораванскими и татевскими озерными осадками. Формирование эоплейстоценовых отложений происходило также при шестикратных существенных ландшафтно-климатических ритмах.

Сильное похолодание на М.Кавказе совпадает с эпохой чегемского оледенения Б.Кавказа (или т.н. "морозного времени" по Е.Е.Милановскому, 1964, 1966), которое произошло в позднем эоплейстоцене. Вероятно, на Б.Кавказе в эоплейстоцене горы превышали снеговую границу. На М.Кавказе гляциальные формы рельефа и ледниково-аккумулятивные эоплейстоценовые отложения отсутствуют. Однако, к этому времени относятся галечные отложения наклонных равнин и террас 170-180 метровых уровней предгорий М.Кавказа (нубарашенская и ее аналоги), которые сопоставляются с флювиогляциальными отложениями Кусарского плато Куринской депрессии. В целом климатические условия Армении в конце эоплейстоцена были холодными и их можно характеризовать как плювиальные - увлажненные умеренно-континентальные.

Неоплейстоценовый этап в Армении начался новой активизацией тектонических движений - дальнейшим сводовым поднятием мегантиклиноря М.Кавказа и одновременным прогибанием межгорных впадин. Горы средних высот в раннем неоплейстоцене занимали господствующее положение, но пока не достигали климатической снеговой границы. Следы ранненеоплейстоценового оледенения на территории Армении также отсутствуют. В начале этапа происходила новая крупная эрозионная фаза, речные долины переуглублялись и откапывались, одновременно в этих долинах происходила седиментация грубозернистого аллювия на фоне дифференциальных тектонических движений в регионе, падения уровня Каспийского моря - тюркянской регрессии. В раннем неоплейстоцене тектонические процессы ослабли и в межгорных впадинах стали накапливаться озерные и озерно-аллювиальные отложения анийской, акнадашской свит и нижнеараратской подсвиты. Эти отложения подразделяются, по крайней мере, на четыре крупных климатостратиграфических ритма.

Средний неоплейстоцен начался новой активизацией восходящих тектонических движений, которые также сопровождались эрозионными процессами врезания рельефа, раннеплейстоценовые озера осушились, в крупных межгорных впадинах (Ширакская, Араратская, Севанская) стали формироваться озерно-аллювиальные отложения (арапийская свита), кое-где в мелких впадинах (например, Акнадашская) озера еще сохранялись, а М.Кавказ превратился в высокогорную страну, высоты которого уже превышали 2800-3000 м, а также плейстоценовую снеговую границу. Эти отложения, расположенные в основании среднего неоплейстоцена, особенно коррелятивны между собой в Ширакской впадине и Араратской котловине, где они вмещают одновозрастный комплекс фауны крупных млекопитающих - гюмрийской (ленинаканской), который по руководящим формам совпадает с общепринятым сингильским комплексом Нижнего Поволжья. В эту эпоху на территории Армении господствовали степи с лесными зарослями по долинам рек. По времени эта эпоха совпадала с эпохой сингильской (венедской) регрессии Каспийского моря и лихвинского межледниковья Русской равнины, в Армении она была межплювиальной (семиаридной). Большой интерес представляет история развития и формирования гюмрийского фаунистического комплекса (Саядян, 1970). Она тесно связана с изменениями природных условий, происходящими в начале четвертичного периода.

Глинистые озерные отложения межгорных впадин, расположенные выше низов среднего неоплейстоцена, вначале формировались при гумидных климатических условиях, когда в Армении господствовали мелколиственные и хвойно-широколиственные леса. Затем произошла аридизация области и на смену лесам пришла степная ксерофитная растительность с лесными островками. Позже началась новая волна увлажнения и похолодания климата, появились хвойные и мелколиственные леса, близкие к современным лесам умеренного пояса. Формирование этих озерных глинистых отложений по времени совпадает с Среднерусской ледниковой эпохой: раннее похолодание - с эпохой днепровского оледенения, а позднее - с эпохой московского оледенения, аридизация между ними - с эпохой одинцовского межледниковья, которая в Армении была межплювиальной, а две средненеоплейстоценовые эпохи увлажнений и похолоданий - плювиальными и горных оледенений. Кроме того, свита озерных отложений среднего неоплейстоцена имеет двучленное (двухфазное) литологическое расчленение, формирование которых было связано с активизацией речного стока, подчиняющегося динамике снеговой границы, в период развития двух эпох горного оледенения Армении. Эти периоды оледенения гор Армении одновременно совпадают с двумя стадиями горного оледенения Б.Кавказа - терского I и терского II.

Начало позднего неоплейстоцена представлено грубозернистым аллювием, который формировался при очередном эрозионном этапе развития рельефа, совпадающем со временем глубокой ательской регрессии Каспия, которая, как известно (Свиточ и др., 1998), протекала при континентальном, сухом и холодном климате с господством в ландшафтах степной растительности. В Армении глинисто-суглинистые озерные отложения, относящиеся к позднему неоплейстоцену формировались при увлажненном холодном климате.

Озерно-аллювиальные отложения Памбакской впадины, датированные по С¹⁴ более 43 тыс.лет палинологически изучены В.П.Гричуком (Айрапетян,1976), который среди лесообразующих древесных пород определил пыльцу: бука, дуба, ильма, граба, липы, ясеня, ореха и др. Эти породы деревьев характеризовали условия теплого и влажного климата, который подтверждает существование межстадиала между двумя стадиями горного оледенения Армении в позднем неоплейстоцене.

Отложения голоцена Армении хорошо изучены в Севанской впадине, результаты которого адекватно могут быть распространены на всю территорию Армении. Четко выделяются и содержат богатую стратиграфическую и палеогеографическую информацию все основные срезы: древний, ранний, средний и поздний голоцен. В голоцене области выделяются 12 крупных этапов изменений ландшафтной обстановки и климата со специфическими особенностями развития каждого этапа. Среди этих этапов наиболее существенные перемены произошли в древнем и раннем голоцене. В древнем голоцене - дегляциация позднеледникового горного оледенения и наполнение чаши Севанской впадины талыми ледниковыми водами, уровень которых превышал абсолютную отметку 2000 м.

Для плиоцен-четвертичной истории геологического развития территории Армении характерна цикличность процессов эрозии и осадконакопления, которая была связана, в первую очередь, с тектоническими процессами и климатическими изменениями, а также колебаниями уровня Каспийского моря. Каждый цикл имел начальную, промежуточную и конечную стадии развития. При сопоставлении данных спорово-пыльцевого и диатомового анализов с литолого-фациальными элементами озерных, озерно-аллювиальных и аллювиальных отложений межгорных впадин отмечается четкая закономерность: глинисто-суглинистые отложения формировались в эпохи относительного тектонического спокойствия, похолодания и облесения области, а аллювиальные грубозернистые толщи - в эпохи активизации тектонических движений, потепления (аридизации), ксерофитного остепнения и глубинного эрозионного врезания рельефа. Эпохи врезания рельефа были связаны с периодами интенсивного воздымания мегантиклинория М.Кавказа, падения уровня главного базиса эрозии - уровня Каспийского моря, а эпохи тектонического затишья совпадали с трансгрессиями Каспия, когда базис эрозии рек стабилизовался. В процессе сводового воздымания мегантиклинория М.Кавказа проявлялся постоянно действующий процесс, в ходе которого закономерно чередовались сухие и влажные периоды. Во время сухих периодов преобладало физическое выветривание, во время влажных - вынос продуктов выветривания и их седиментация. Таким образом, на протяжении всего периода воздымания М.Кавказа действовал ритмический климато-тектонический механизм. По существу, каждый крупный стратиграфический срез представлял собой эрозионно-седиментационный цикл, который, как правило, имел два ритма седиментации - аллювиальный и озерный. Верхнеплиоценовый и эоплейстоценовый эрозионно-седиментационные циклы протекали при переменном региональном потеплении и иссушении, похолодании и увлажнении климата, а неоплейстоценовые были связаны с ледниковыми и межледниковыми эпохами Русской равнины и протекали при плювиальных и межплювиальных условиях, сопровождаемых средне - и поздне-неоплейстоценовыми горными оледенениями Армении.

Соотношения похолоданий и четвертичных оледенений Русской равнины, гор Армении и Б.Кавказа можно представить следующим образом:

эоплейстоцен - Русская равнина - похолодание; Б.Кавказ - чегемское горное оледенение; горы Армении - похолодание, плювиальная эпоха;

ранний неоплейстоцен - Русская равнина - предокское время с несколькими эпохами потеплений и похолоданий, окская ледниковая эпоха; Б.Кавказ - эльтюбинское горное оледенение; горы Армения - похолодание, плювиальная эпоха;

средний неоплейстоцен - Русская равнина - лихвинское межледниковье, среднерусская ледниковая эпоха: днепровское оледенение, одинцовское межледниковье, московское оледенение; Б.Кавказ - терское горное оледенение с двумя максимальными стадиями развития: I и II; горы Армении - средненеоплейстоценовое горное оледенение с двумя стадиями максимального развития при плювиальных условиях;

поздний неоплейстоцен - Русская равнина - микулинское межледниковье, валдайская ледниковая эпоха: ранневалдайское оледенение, средневалдайское межледниковье; поздневалдайское оледенение; Б.Кавказ - безенгейское горное оледенение с двумя максимальными стадиями развития: I и II; горы Армении - поздненеоплейстоценовое горное оледенение с двумя стадиями максимального развития при плювиальных условиях.

Важнейшие изменения природы Земли в четвертичном периоде сформулировал и научно обосновал академик К.К.Марков (1960, 1965) следующими основными положениями: повсеместность, направленность, ритмичность, местная индивидуальность. Эти положения вошли в научную литературу и широко используются и дополняются новыми исследованиями многими его последователями. Одним из них является автор данной работы. Он считает, что концепция К.К.Маркова вполне применима и для четвертичного периода Армении.

Так, повсеместными были, прежде всего, разнообразные по форме и интенсивности неотектонические движения, начиная с конца миоцена до современности - сводовое воздымание мегантиклинория М.Кавказа, дифференциальные движения отдельных его горных блоков - опускания (или поднятия) межгорных впадин и поднятия (или опускания) горных массивов. Повсеместными были климатические изменения: потепление (аридизация) - межплювиальные эпохи, похолодание (увлажнение) - плювиальные эпохи: в отдельных регионах Армении эти изменения имели местную индивидуальность, заключающуюся в некоторых различиях температур и увлажненности, и в этой связи, различиях ландшафтно-климатических обстановок.

Направленными. были неотектонические и климатические процессы. Интенсивность неотектоничесикх движений была продолжением возросшей тектонической активности, характерной для альпийского тектоногенеза, которая создала современную горную систему М.Кавказа. Климат Армении также менялся направленно: от средиземноморского в конце миоцена он похолодал прогрессивно, включая отдельные кратковременные эпохи потеплений (аридизаций) и новые периоды похолоданий (увлажнений) в эоплейстоцене, а в среднем и позднем неоплейстоцене - эпохи горного оледенения. Направленно менялись ландшафты и вся биосфера Армении. Направленность природного процесса заключалась в его необратимости, а также в преобразовании всех компонентов природы в общем ходе его развития.

Ритмичность природного процесса плиоцена и четвертичного периода Армении, в первую очередь, четко выражена в развитии рельефа и осадконакоплении, которые были обусловлены ритмами неотектонических движений и климатическими изменениями. Последние обусловили ритмическое развитие ландшафтов. Изменения растительности выражались в расширении лесов в эпохи похолодания и увлажнения и появления на территории Армении чуждых ей в настоящее время элементов флоры. В эпохи потепления и аридизации происходило сокращение площадей, а порой и отсутствие лесных ценозов, за счет развития степных и лесостепных ландшафтов.

Индивидуально стали развиваться межгорные впадины, когда заполняющие их озерные водоемы в понте стали разобщаться, а горные обрамления, в результате дифференциальных тектонических движений приобретали различные очертания и абсолютные высоты. Интенсивность вреза рельефа и осадконакопления была различной, о чем свидетельствуют мощности одновозрастных отложений межгорных впадин. Несколько различной могла быть и ландшафтная обстановка, но в целом они подчинялись основным законам повсеместности, направленности и ритмичности природного процесса.

Большой интерес представляет общая характеристика тектонического положения, влияния вулканизма на рельеф и осадконакопление изученных впадин, а также отличительные особенности в процессе их становления. Рельеф региона стал формироваться около 9 млн. лет назад.

С конца мэотиса и в понте стели формироваться основные направления гидрографической сети и первая генерация межгорных впадин. Затем каждая из этих впадин имела индивидуальные черты развития.

Так, Ширакская впадина развивалась в пределах северо-западной окраины Центральной вулканической зоны, Севанская - в пределах центральной чести Севано-Ширакской зоны. Обе впадины являются синклинальными структурными прогибами, наложенными на складчатые структуры верхнего мела-палеогена; Араратская - приурочена к центральной части Среднеараксинского олигоцен-миоценового прогиба и отличается большой сложностью и разнообразием; Воротан-Аквринсяие впадины развивались на стыке Севано-Акеринского офиолитового шва и Базумо-Квфанской зоны. Впадины имеют разные морфологические очертания: Ширакская - овальна, Севанская - груботреугольная, Воротан-Акеринские дугообразно вытянуты к северу, Араратская - асимметрична> что связано с историей ее формирования. В этих впадинах особое место занимают продукты верхний миоцен-четвертичного вулканизме, развитого в пределах Центральной вулканической зоны. Они покрывают большую часть территории республики и слагают обширные вулканические плато, нагорья, десятки и сотни, различных вулканов, создающих своеобразный вулканический рельеф. Вулканические породы накапливались значительно быстрее, чем осадочные.

Озерное осадконакопление во впадинах, кроме Севанской, прекратилось в среднем неоплейстоцене. Формирование озерных толщ во впадинах происходило под влиянием трех основных факторов: лавовых запруд речных долин и в этих же местах тектонических поднятий, а также способствующих климатических условий - достаточной увлажненности регионе.

С дифференциальными тектоническими движениями связаны различные уровни современных поверхностей дна впадин, Так, дно Араратской впадины находится на высоте 1000 м, Ширакской - 1500 м, Севанской - 1900 м, Воротан-Акериаских - от 1500 до 2200 м.

Озерные отложения во впадинах залегают почти горизонтально, в отдельных частях Воротанских впадин слабо дислоцированы.

В климато - ландшафтном отношении в этих впадинах развитие в целом шло синхронно, но имелись местные отличия, связанные с различным темпом вздымания окружающих гор и прогибания дна впадин. Так, в настоящее время Араратская впадина расположена в пределах от полупустынного природно-ландшафтного поясе до нивального, Ширакская и Севанская - от горно-степного до нивального, а Воротанские - в пределах горно-степного и альпийского поясов, при этом необходимо иметь ввиду их водораздельные области.

Таким образом, становление основных особенностей современной природы Армении свершалось на протяжении 11 млн. лет, начиная с позднего миоцена. Главная суть природного процесса происходящего на территории Армении заключается в том, что на фоне длительного однонаправленного развития, сводившегося к постепенному похолоданию, происходили ритмичные (колебательные) изменения природной среды в целом и всех ее отдельных компонентов. Их развитие происходило как под влиянием местных (региональных), межрегиональных (влияние морского режима Понто-Каспийского бассейна в позднем миоцене, колебания уровня Каспийского моря в плиоцене и четвертичном периоде, четвертичные оледенения Русской равнины и Б.Кавказа), так и глобальных процессов. Одновременно происходило сводовое и в то же время дифференциальное воздымание мегантиклиноря М.Кавказа от низменности до высокогорья, формирование речной сети, межгорных впадин, эрозия и осадконакопление, а также бурные вулканические процессы. Каждый из этих процессов имел разный ранг длительности: короткопериодичный, среднепериодичный и долгопериодичный, для которых характерна была одна общая закономерность - все они, независимо от масштаба, представляли как чередование определенных временных срезов со своеобразным развитием природных условий, а в интервале среза иногда с резкими изменениями ландшафтно-климатической обстановки. С ними были связаны основные экологические изменения в развитии ландшафтов. Основными определяющими факторами развития современной природной среды Армении, явились неотектонические движения и климатические процессы, которые обусловили цикличность процессов эрозии и седиментации.