Особливості стратиграфії і будови четвертинних відкладів рівнин Північної Америки.

У найбільш повних розрізах на середньопліоценових відкладах формації огаллала (алювій, озерні осади, поховані грунти) з розмивом залягають пліоценові морени, що відносяться до небраського ярусу (табл. 2).

В сучасному рельєфі Н е б р а с ь к і л ь о д о в и к о в і в і д к л а д и не виражені, а поховані під молодшими осадами. Вони представлені масивною глинистою мореною потужністю 50 - 60м, з лінзами флювіогляціальпих пісків. Цей льодовик покривав частину території штату Південна Дакота, а його флювіогляціальні відклади зустрічаються на півдні даного регіону.

А ф т о н с ь к і м і ж л ь о д о в и к о в і ш а р и виявлені у невеликій кількості розрізів і залягають на небраських моренах у вигляді сильно змінених вивітрюванням лесовидних суглинках і похованих ґрунтах Подекуди вони представлені похованим торфом. Алювій афтонського часу зустрічається рідко. У рельєфі ці відклади не виражені.

К а н з а с ь к а м о р е н а епохи максимального поширення льодовиків спостерігається в широкій смузі на захід від р. Міссісіпі У східній частині рівнин вона перекрита ілліпойською і вісконсінською моренами. Канзаська морена представлена глинами з валунами загальною потужністю 40 - 50 м, що залягають, як правило, в древніх улоговинах і річкових долинах. В рельєфі вона виражена слабо. В алювіальних відкладах канзаського часу зустрічаються прошарки попелу.

 

Таблиця 2

Стратиграфічна схема четвертинних відкладів ПівнічноїАмерики

 

Систе-ма	Стратиграфічні шари	Розділ	Індекс	Відклади
четвертинна	сучасний		QIV	алювій, дюнні піски, грунти
вісконсин	пізній	QIII4	морени
головний	QIII3	морени, леси, грунти
ранній	QIII2	морени, флювіогляціальні відклади, леси
сангамон		QIII1	грунт, торф, алювій, озерні відклади
іллінойс	пізній	QII4	морени, леси
головний	QII3	морени, флювіогляціальні відклади, леси
ранній	QII2	морени, леси, алювій, флювіогляціальні відклади
ярмут		QII1?	грунт
канзас	пізній	QI4?	морени, леси, вулканічний попіл, флювіогляціальні відклади
головний	QI3?	морени, флювіогляціальні відклади, леси
ранній	QI2?	морени, алювій
афтон		QI1?	грунт, торф, алювій
пліоценова	небраска	пізній	N2^3?	морени, леси, алювій, флювіогляціальні відклади
ранній	N2^2?	морени, алювій, леси, флювіогляціальні відклади
		N2^1?	Алювій, грунти, озерні відклади

 

Я р м у т с ь к і м і ж л ь о д о в и к о в і ш а р и представлені похованими ґрунтами, що фіксують головним чином поверхню канзаської морени. Ґрунт представлений черноземовидними, перегнійно-глеєвими і бурими різновидами залежно від його місцеположення.

І л л і н о й с ь к і в і д к л а д и середнього плейстоцену представлені комплексом льодовикових, алювіальних і еолових осадів, В стратографічних розрізах нараховують до трьох морен, розділених пачками алевритів водного і еолового походження. Іллінойські морени складені валунно-глинистими відкладами. Пояси моренных валів досить добре виражені у сучасному рельєфі на заході і півдні штату Ілінойс, стикаючись з побережжям оз. Мічіган. З часом иллінойського заледеніння в позальодовиковій частині рівнин пов’язане утворення лесів, які приурочені до периферії льодовиків і сформувалися при активній участі еолових процесів і прильодовикових водних потоків. Леси виражені пилуватими супісками червонувато-коричневого і жовтувато-коричневого кольорів, що покривають невеликі височини.

Відклади с а н г а м о й с ь к о ї м і ж л ь о д о в и к о в о ї е п о х и преставлені в основному похованими ґрунтами (потужністю до 6 м) і торфом, що залягає на іллінойській морені. В ґрунтах відмічені переходи від підзолів до чорноземів. Алювіальні відклади цього часу вивчені слабо. Озерні відклади (оэ. Онтаріо) включають глини, піски, галечники, торф'яники.

В і с к о н с і н с ь к і в і д к л а д и представлені моренами, лесами, алювієм і озерними осадами. Морени останніх фаз заледеніння чудово виражені в сучасному рельєфі і представлені валунно-галечниковим матеріалом з порід ківатинського центру заледеніння (граніти, гнейси).

Цікавими є наступні обставини. По-перше, стратифікація міжльодовикових епох часто проводиться американськими дослідниками на основі виділення похованих ґрунтів. По-друге, відмічається помітне “погрублення” льодовикових відкладів від небраських до вісконсінських. Це пояснюють тим, що в початкові епохи заледенінь значна частина території Лаврентійського плоскогір'я і півночі пластових рівнин була прикрита чохлом дольодовикової кори вивітрювання. Поступове її знищення призвело до виходу на денну поверхню слабовивітреного кристалічного цоколя і погрубленню осадів. По-третє, дані про абсолютний вік льодовикових епох є суперечливими. Наприклад, небраське заледеніння часто співставляють з дунайським (піздньопліоценовим) заледенінням Альп. В такому випадку ранньочетвертинним стає канзаське заледеніння.

Провінція Великих озер (200 - 700 м) витягнута широкою (300 - 500 км.) смугою вздовж межі з Лаврентійським плоскогір'ям. Головними комплексами рельєфу є: улоговини, зайняті оз. Верхнє, Мічіган, Гурон, Ері, Онтаріо; куести, крутий схил яких обернений на північ або північний схід; гірлянди кінцевих морен на південь від озерних улоговин. Існування тектонічних опускань в районі озерних улоговин, розривні порушення і близькі до рифтогенних структури (південно-західна частина оз. Верхнє) дають підстави віднести їх до структурно-тектонічних улоговин. Разом з тим наявність обривів куест вказує на певну роль структурно-літологічного чинника. В усякому разі, первинне походження улоговин пов'язане з особливостями геологічної структури. Куести складені доломітом і вапняками. Вони підстилаються глинистими сланцями силурійського віку і досягають висоти 50 - 90 м. Перетинаючи одну з таких куест висотою більше 50 м, р. Ніагара утворила Ніагарський водоспад. Уступ куести в зоні водоспаду досить швидко відступає (0,1 - 1,5 м/рік).

Контрастний рельєф в цій провінції спостерігається в районі оз. Віннілег. Його північно-східний берег (Лаврентійськоє плоскогір'я) характеризується горбисто-западинним рельєфом, тоді як західний - платоподібним, який ще західніше (за озерами Манітоба і Вінніпегосис) змінюється уступом Манітоби, що простягається майже на 1200 км.

Значну роль в рельєфотворенні тут відіграло четвертинне зледеніння. Найкраще виражені в рельєфі сліди вісконсінських льодовиків. Останні були витягнуті трьома язиками: Мічіган - на сході, Рейні - в центрі і Джеймс - на заході ( мал. 28).Напівнічному сході край льодовика був порівняно рівним. Між язиками Рейні і Мічіган у вісконсині існувала область, яка, як вважають геологи, не покривалася льодом.

За дугами кінцевих морен, яких в провінції Великих озер нараховується декілька десятків, неодноразово формувалися прильодовикові загатні озера, що залишили сліди у вигляді берегових ліній, барів, дельт і т.п.

Площі цих озер в максимальні фази розвитку були значними (оз. Агассіз 500 000 км²). У їх басейнах за декілька тисяч років накопичилися товщі алевритів і стрічкових глин. Рівні води в багатьох прильодовикових озерах були на 40 - 160 м вище сучасних. Древні берегові лінії згодом були значно деформовані гляціоізостатичними рухами. Осциляції льодовикових язиків приводили до перебудов русел річок і міграції загатних озер. Рівні води в останніх залежали головним чином від умов стоку до них.

 

Мал. 28. Поширення пліоцен-четвертинного зледеніння в центральній і західній частинах рівнин Північної Америки (за Е. У. Шанцером). Льодовикові відклади: 1 - позньовісконсінськие, 2 - середньовісконські, 3 - ранньовісконські: 4 - іллінойські; 5 - канзаські і небраські; 6 - межа середньовісконських льодовиків; Г — межа максимального поширення зледеніння

 

Утворені канали стоку і ерозійні улоговини досить швидко заповнювалися флювіогляціальними відкладами. Наприклад, під протокою Макінак, що з’єднує озера Гурон і Мічіган, виявлено глибоке руслоколишньої прильодовикової річки довжиною близько 100 км.На південному заході штатуМанітоба (Канада) виявлені поховані долини, заповнені мореною потужністю 90 -150 м.. Серед них зустрічаються досить крупні, на зразок похованої долини р. Міссурі шириною майже 50 км і глибиною більше 60 м.

Оскільки потужність льодовикових відкладів.в провінції Великих озер досягає 250 м, то вони місцями перекривають навіть куести. Наприклад, похована куеста простягається від р. Ніагари до оз. Гурон. Льодовикові відклади багато в чому сприяли збереженню улоговин Великих озер, перешкоджаючи їх спуску.

Провінція Центральних рівнин (120 - 370 м) розташована між провінцією Великих озер на півночі, Апалачськими горами на південному сході і Береговими рівнинами на півдні. Більша частина території складена пісковиками, вапняками, глинистими сланцями палеозойського віку. Ці породи слабо деформовані пологими складками.На частинирегіону прослідковуються покриви морен і лесів, але їх потужність порівняно невелика (3 - 30 м). Позальодовикові області в основному представлені розчленованими лесовими рівнинами. На їх фоні виділяються плато Озарк (426 м), гори Бостон (762 м) і Уошито (884 м), що відповідають брахикуполам, в ядрах яких на поверхню виходять кембрійські і ордовицькі породи. Брахикупола облямовані куестами, а в горах Уошито спостерігаються кварцитові гребені, що розділяють пониження, складені піддатливими до денудації сланцями.

 

Мал. 29 Геоморфологічна карта штату Небраска (за А.С. Кесь)

1 – плато, складені палеогеновими і неогеновими породами; 2 – пішані масиви; 3 – 4 – лесові рівнини; 3 – з потужністю лесу 20 – 75 м; 4а - 5 – 30 м; 4б – менше 5 м; 5 – виходи корінних порід; 6 – межа поширення льодовиків.

 

Лесові рівнини характеризуються сильно розчленованим ерозійним рельєфом. Покриви жовто-бурих лесів і лесовидних суглинків перекривають межиріччя, складені мореною і дочетвертинними корінними породами. Вздовж долини р. Міссурі в Канзасі пояс вісконсинських лесів досягає ширини 200 км.Їх потужність поступово зменшується з півночі на південь з 75 до 5 м (мал. 29), Просторово леси тяжіють до ділянок флювіогляціальних відкладів. Основну масу матеріалу складають еолові відклади.

Провінція Великих Прерій - похила пластова рівнина, що тягнеться вздовж підніжжя Скелястих гір. Її ширина коливається від 300 км на півночі до 700 км в центрі. Західною межею рівнини служить уступ висотою від 100 до 300 м, утворений виступами крейдових пісковиків. В основі пластової рівнини розташований тектонічний прогин з асиметричним поперечником, заповнений палеозойськими і мезозойськими відкладами.

Рівнина виникла на межі крейди і палеогену в результаті тривалої акумуляції алювіальних відкладів річками, що брали почало у Скелястих горах, які в цей час зазнавали інтенсивного підняття. Процес акумуляції завершилася в пліоцені. В даний час на більшій частині регіону на поверхню виходять вапняки, глини, піски, алевроліти крейди і палеогену, з неузгодженим заляганням на древніх відкладах. Слабка протиерозійна стійкість цих порід зумовила широке вимоїн і ярів, піщаних горбів. На окремих ділянках виник бедленд. Проте основним типом рельєфу є лесові рівнини, розчленовані широкими річковими долинами.

В басейні р. Платт, в центрі Великих Прерій, спостерігаються крупні масиви лесових рівнин з характерним ярково-балковим розчленуванням. Потужність лесів досягає 20 - 30 м. Вони впритул примикають до території, де поширені піщані дюни і гряди вісконсинського віку. Фактично це є піщана напівпустеля площею близько 57 тис. км3 (Сенд-Хілз) із зарослими глибоко розчленованими еоловими грядами і численними дрібними озерами.

На півдні Великих Прерій в басейнах річок Арканзас, Бразос, Колорадо (штат Техас) спостерігається горбистий розчленований рельєф з добре терасованими річковими долинами. В основному - це лесові і алювіальні рівнини; тільки на крайньому півдні припіднімається вапнякове плато Едуардс, специфікою якого є замкнуті улоговини ерозійно-карстового походження.

Ближче до відрогів Скелястих гір рівнини поступово підвищуються до 800 -1200 м. В умовах посушливого клімату тут спостерігаються плоскодонні улоговини (плайя) шириною від 50 - 70 м до 1 - 3 км. і глибиною до 30м. Ймовірно, що ланцюжки таких улоговин успадковують пізньопліоценові річкові долини.

Рельєф пластових рівнин і плато Північної Америки формувався тривалий час (більше 3 млн. років) при участі різних агентів рельєфотворення. Найбільшу активність проявили пліоцен-четвертинні льодовики, що зумовили появу на півночі цієї країни льодовикових, водно-льодовикових і озерно-льодовикових рівнин. На півдні пластових рівнин основними чинниками рельєфотворення були руслові потоки і вітер. Активізація останніх тісно пов'язана із змінами клімату, і перш за все з льодовиковими і міжльодовиковими епохами.

 

Апалачські гори

 

Цей регіон об'єднує гори, численні плато, плоскогір'я, піднесені рівнини і простягається вздовж південно-східної окраїни материка на 2600 км. (мал. 30). Максимальні відмітки зосереджені на крайньому південному заході в межах Голубого хребта (2036 м).Навсій іншій частині рельєф має середню висоту 1000 -1300 м. Характерною рисою рельєфу є повздовжня зональність основних орографічних елементів, витягнутих з південного заходу на північний схід. До них відносяться геоморфологічні провінції: Апалачське плато; Велика Апалачська долина; кряжі і хребти; плато Підмонт; гори і плато Нової Англії і о. Ньюфаундленд. Ширина Апалачських гір коливається від 300 до 500 км.

Апалачські гори складені палеозойським складчастим комплексом осадових і кристалічних порід (вапняками, пісковиками. глинистими сланцями, аргилітами, кварцитами, гранітоїдами). У структурному відношенні вони належать до зони герцинід, Їм властиве поздовжньо-зональне розташування складок, розірваних тектонічними порушеннями і місцями насунених одна на одну. Регіон характеризується континентальним типом будови земної кори, потужність якої складає 32 – 45 км.

Апалачське плато є геоморфологічною провінцією, куди входять (з південного заходу на північний схід): плато Камберленд (800 – 1000 м) і Аллеган (600 -1480 м).

 

 

Мал. 30, Орографічна схема Апалачських гір (за Ф. Кінгом):

1 - рівнини; 2 - райони з низьким розчленованим рельєфом; 3 - плато, обмежені уступами; 4 - хребти, кряжі і долини; 5 – гори

 

Плато обмежені на північному заході уступом висотою близько 200 м, в обривах якого відслонюються вапняки і пісковики девонського і кам'яновугільного віку. Рівень плато зрізає зібрані в пологі складки палеозойські породи, тому аструктурні риси рельєфу тут є очевидними. Глибоке ерозійне розчленовування (150 - 300 м) дещо понижує середній рівень Апалачського плато і зменшує вирівняність вершинних поверхонь межиріч. Ступінчаста будова схилів як правило обумовлена виступами пластів різної денудационной стійкості.

На південному сході Апалачське плато обмежене високим (близько 500 м) уступом, який складений пластами кам'яновугільних пісковиків. На крайньому півдні спостерігаються гряди куест, утворених карбонатними породами ордовіку і карбону. Поширення вапняків призвело до появи на багатьох ділянках плато карстових улоговин, воронок, печер.

Велика Апалачська долина, яку нерідко називають Провінцією Хребтів і Долин (1200 -1500 м) досягає в ширину 40 - 60 км. і витягнута на 800—950 км. Згладжений рельєф невеликих хребтів і широких западин, зайнятих річковими долинами, складений пісковиками, вапняками, кварцитами, глинистими сланцями, які зім'яті в неширокі складки і розірвані численними тектонічними порушеннями. Для цієї провінції характерні антиклінальні і синклинальные долини, моноклінальні хребти. Вибіркова ерозія і денудація зумовили різко виражений літоморфний рельєф. Хребти складені в основному пісковиками і кварцитами; долини - вапняками і глинистими сланцями. Річкова сітка, що дренує Велику Апалачську долину має шпалерний малюнок; спостерігається безліч наскрізних долин.

Апалачські кряжі і хребти. Найбільш високі гребені хребтів в осьовій зоні Апалачських гір складені виверженими, метаморфічними і рідше - осадовими породами. Найбільше привертає увагу Голубий хребет. Його ширина досягає майже 50 км. По своїй морфології - це середньовисокі гори з гострими або округлими гребенями і крутими схилами, прорізанимичисленними річковими долинами. Сліди четвертинного зледеніння на Голубому хребті виражені у вигляді льодовикових карів.

Плато Підмонт -передгірська підвищена рівнина (80 - 500 м) - розташована на південно-східній окраїні Апалачських гір і має ширину від 50 до 200 км. Вонаскладена в основному метаморфічними породами, на поверхні яких ареалами збереглися кори вивітрювання. Для зовнішнього краю рівнини характерні невисокі останцеві масиви (абсолютна висота400 - 500 м). Перетинаючи Підмонт, річкові долини мають невироблений ступінчастий поздовжній профіль з численними водоспадами. Хвилясті глинисті рівнини чергуються з низькими піщаними горбами і грядами, складеними вивержиними і метаморфічними породами. I

Гори і плато Нової Англії і о. Ньюфаундленд. Геоморфологічна провінція Нової Англії розташована на крайньому північному сході Апалачських гір.Відмічаєтьсяпоєднання гірськихгряд (5917 м) і плато. У геологічній будові беруть участь кристалічні, осадові, метаморфічні породи палеозойського і рідше - мезозойського віку. Головна відмінність рельєфу цієї провінції від решти провінцій Апалачів - його значна льодовикова обробка. Межа максимального поширення четвертинних льодовиків перетинала Апалачські гори приблизно по лінії озеро Ері - Нью-Йорк, тому на всій території Нової Англії, навіть на найвищих вершинах, зустрічаються сліди діяльності покривних льодовиків.

Ньюфаундлендське плоскогір'я (200 - 800 м) є фрагментом древнього пенеплену з горбисто-косогірним рельєфом. Улоговини і річкові долини часто заповнені мореною і флювіогляціальпими відкладами. Ця ж пенепленізована поверхня продовжується на південний захід впритул до р. Гудзон.

Характерними для цієї провінції є відособлені гірські масиви із округлими або сплюснутими вершинними поверхнями (гора Монаднок, 965 м, Пасмо Президентів, 1640 - 1917 м та інші). На сплюснутих межиріччях подекуди зустрічаються гори, складені сильно зруйнованими гранітами.

Головні риси рельєфу Апалачських гір обумовлені інтенсивною і тривалою діяльністю ерозії і денудації при слабо виражених і диференційованих тектонічних рухах. Існування рівнів денудаційних вирівняних поверхонь (Аналачське плато, плато Підмонт та ін.) привели В. Девіса (1889) до висновку про наявність тут різновікових поверхонь вирівнювання: юрсько-крейдового, палеогенового пенепленів, неогенової поверхні вирівнювання. Багато елементів рельєфу вважаються успадкованими від рельєфу мезозойського і ранньокайнозойського часу.

По особливостях морфоструктури північна частина Апалачів дещо відрізняється від південної. Якщо па півночі (Ньюфаундлендське плоскогір'я) переважають брилові, то на півдні - складчасто-брилові структури. Тому поряд із поздовжньою зональністю рельєфу слід відзначити і поперечну.

 

Берегові рівнини

 

До геоморфологічної країни Берегових рівнин відноситься нерівна смуга низовин, що оточують з півдня Апалачські гори і Центральні рівнини. Вони включають приатлантичні рівнини, п-ів Флоріду, басейн нижньої течії р. Міссісіпі і пригирлові частини річок Бразос, Колорадо і Ріо-Гранде, які іноді називають Примексіканськими рівнинами. Абсолютні відмітки низовин коливаються від 0 до 60 - 70.м.

Берегові рівнини складені потужними товщами крейдових, палеогенових і неогенових порід, приурочених до крупного прогину, що обрамовує Північну Америку з півдня і південного сходу (мал. 31). Участь четвертинних відкладів в цьому розрізі порівняно невелика. В межах прогину є ряд западин і піднять, які різняться глибиною залягання фундаменту на багато сотень метрів. У сучасному рельєфі ці структури виражені слабо. Потужність земної кори досягає 32 - 35 км., до того ж в пригирловій частині Міссісіпі на долю осадового шару припадає 10 -14 км.

У рельєфі виділяються смуги дельтових і прибережних рівнин (поблизу берегової лінії), плейстоценових морських терас, грядового і рівнинного денудаційного рельєфу, що формувалися в різний час і врізних палеогеографічних умовах.

Рельєф північної частини Берегових рівнин характеризується поширенням низовинних плоских ділянок, звивистістю контурів і численними затоками. Останні розглядаються як затоплені річкові долини.

У північно-східній частині Берегових рівнин на Атлантичному побережжі між гирлами річок Саскуїханна і Потомак від берега моря в сторону континенту послідовно змінюють один одного: лляж – 7-8-метрова морська тераса - серія вищих (від 12 до 82 м) терас. Найкраще виражена брівка 7-8-метрової тераси. Потужність четвертинних відкладів тут коливається від 50 до 100 м. Найбільш висока берегова лінія моря встановлена на висоті 17-22 м.

Більша частина території низинного п-ва Флоріда є денудаційно-карстовою рівниною з мережею підземних галерей, часто заповнених водою. По йогопериферії повсюдно простежується смуга морських терас і берегових ліній сангамонського віку. Близька картина спостерігається на північний схід від Флоріди, де зустрічаються карстові депресії і глинисті горби, а ближче до Апалачів - ділянки піщаних плато.

Район пониззя і гирла Міссісіпі є системою терас і вкладених дельт різного віку. Межиріччя Ріо-Гранде і Нуесес зайняті піщаною рівниною, що сформувалася на древніх дельтових відкладах. Останні складають побережжя між Бразосом і Міссісіпі.

Дельтова рівнина Міссісіпі - сильно заболочена поверхня з численними озерами і протоками. Прируслові вали досягають висоти 5 - 6 м. Крім того, зустрічаються пологі острівні височини, обумовлені соляною тектонікою.

Із заходу до дельтової рівнини Міссісіпі примикає смуга завдовжки 250 км і шириною до 50 км, що отримала назву Ченієр-плейн. Її характерними рисами є: чергування маршів і вузьких піщано-черепашкових валів, паралельних береговій лінії. Висота валів сягає 2 - 4 м,ширина коливається від 50 -100 до 1000 м. Це своєрідний тип берега, що підкреслює ритмічний розвиток дельтової рівнини.

Еолові рівнини в південно-західній частині даного регіону сформувалися на місці четвертинних дельтових утворень (лагун, ватів, валів). Еоловий рельєф представлений в основному піщаними дюнами і дефляційними улоговинами.

Таким чином, Берегові рівнини мають різну будову в різних своїх частинах, обумовлену, з однієї сторони, неотектонічними рухами, а з іншої - впливом моря і річок. Тому серед них зустрічаються як акумулятивні, так і денудаційні поверхні.

 

Мал. 31 Узагальнений розріз “геосинкліналі” Мексиканської затоки (за X. Бернардом)

 

Рельєф рівнинно-плоскогірної зони Північної Америки відображає не тільки структурно-тектонічні, але і структурний-літологічні особливості геологічної будови. Разом з пластовими рівнинами, відрепарованими складками і іншими, поширені інверсійно розвинені морфоструктури. Суттєву роль у формуванні крупних форм рельєфу відіграло пліоцен-четвертинне заледеніння. Воно вплинуло на рельєф не тільки прямою дією льодовиків на підстилаючу поверхню, але і діяльністю прильодовикових процесів (гляціоіэостазія, лесоутворення, зміна площі і конфігурації річкових басейнів таін.).