Окско-Донская низменность

Окско-Донская низменность представляет собой обширную пониженную равнину, расположенную в бассейнах Оки и Дона.

Она граничит на западе и востоке со Средне-Русской и Приволжской возвышенностями, замыкается на севере Смоленско-Московской возвышенностью, а на юге постепенно суживается и выклинивается к устью Хопра и Медведицы.

Северная часть Окско-Донской низменности, ограниченная на юге Окой, получила название Мещерской низменности. Центральная и южная часть именуется Тамбовской равниной.

Окско-Донская низменность многими своими морфологическими чертами и историей формирования рельефа напоминает Полесье и Приднепровье, почему в литературе можно встретить выражение «Донское Полесье».

Для рельефа низменности характерны обширные «плоскоместья» с абсолютными высотами в 150—180 м, которые чередуются с широкими террасированными долинами, вытянутыми почти по меридиональном) направлению (Дон, Воронеж, Битюг, Хопер, Медведица, Цна, Пра и др.).

Окско-Донская низменность лежит в пределах северо-восточного склона Воронежской антеклизы. юго-западного склона Волго-Уральского свода и заключенной между ними Рязано-Саратовской синеклизы. Последняя тянется в юг-восточном направлении, соединяя Московскую и Прикаспийскую синеклизы. Образование ее относят к каледонскому циклу тектогенеза (А. А. Бакиров. 1951). Кристаллический фундамент в ее пределах опущен не менее чем на 1400 м.

На северо-западном склоне Волго-Уральского свода протягивается один из крупных валов Русской платформы — Окско-Цнинский. Он состоит из ряда куполообразно расположенных брахиантиклиналей и куполовидных поднятий, разделенных синклинальными прогибами. Структуры имеют асимметричное строение: на западных крыльях углы падения пластов достигают 17°, а на восточных не превышают 1—2°. По оси поднятий на поверхность выходят породы карбона, которые на окружающих вал пространствах скрыты позднейшими отложениями.

Окско-Цнинский вал выражен в рельефе в виде одноименного с валом плато. Оно тянется почти меридионально через Ковров, Касимов к Моршанску и поднимается над окружающими пространствами низменности на 20 — 30 м. Кроме того, Окско-Цнинский вал существенно повлиял на направление течения Оки. которая, наткнувшись на него, потекла вдоль его края и только значительно ниже по течению пересекла еговкрест простиранию пластов.

Кристаллические породы, слагающие Воронежскую антеклизу, восточнее Дона быстро уходят на глубину (до 1400 м), и их перекрывает: мощная толща девона, которая нередко выходит на поверхность по берегам Дона.

Литологически они представлены весьма разнообразно: глинами, известняками, известняковыми песчаниками, мергелями общей мощностью до 230 м. Известняки девона сильно трещиноваты и закарстованы. Благодаря наличию глинистых прослоек, они богаты подземными водами. Поверхность девона несет всюду следы интенсивной эрозии и денудации.

В северной части Окско-Донской низменности отложения девона перекрыты широко распространенными на рассматриваемой территории отложениями карбона, которые вскрыты скважинами. Единичные выходы карбона на поверхность известны на Дону, кроме того, в обнажениях берегов рек Окско-Цнинското вала. Литологически карбон представлен известняками и глинами, мощность его увеличивается к северу и центру Московской синеклизы.

Рис. 1. Схема строения поверхности палеозойских пород (по В. А. Жукову и др.)

Поверхность карбона неровна, размыта и сильно закарстована. Изогипсы поверхности палеозоя вытянуты в меридиональном направлении и поднимаются в сторону Средне-Русской и Приволжской возвышенностей.

Окско-Донская низменность в конце палеозоя была ниже окружающих возвышенных пространств на 100—150 м. На фоне общего пониженного рельефа Окско-Цнинский вал представлял собой гряду с относительными высотами в 100— 120 м (рис. 1). Западный склон его был круг и высок, поднимаясь над Рязано-Саратовской синеклизой на 200— 220 м. Восточный склон гряды был более пологим и поднимался всего лишь на 30—40 м.

Поверхность палеозоя была особенно понижена по линии Рязано-Саратовского прогиба, где отметки снижались до минус 40—100 м.

Схема рельефа палеозойских пород, составленная Ю. А. Мещеряковым свидетельствует о том, что в конце палеозоя в пределах Окско-Донской низменности существовал сток на юго-восток по Рязано-Саратовской синеклизе в сторону Прикаспия. Позже через Рязано-Саратовскую синеклизу трансгрессировали моря верхней юры и мела.

Помимо основной ложбины, располагавшейся на месте Рязано Саратовской синеклизы, в доюрское время оформилось обширное понижение в пределах Мещеры. Окско-Цнинская гряда и склон Средне-Русской возвышенности были расчленены речными долинами и овражно-балочной сетью.

Осадки мезозойского времени в значительной степени снивелировали рельеф, созданный в континентальный период, длившийся здесь с конца карбона до начала юрского времени.

Юрские отложения на территории Окско-Донской низменности встречаются в ее центральной и северной частях. По данным А. А. Дубянского (1939), в бассейнах рек Воронежа, Савалы, Битюга, Хопра, Цны и Вороны они распространены почти сплошь, но мощность их не превышает 25 м. Значительная мощность юрских, а вместе с ними и меловых отложений наблюдается в пределах Рязано-Саратовской синеклизы. Это свидетельствует о том, что и в мезозое синеклиза испытывала погружение.

На девонских отложениях на юге низменности и на отложениях карбона или юры на севере залегает мощная толща меловых осадков. Породы нижнемелового возраста представлены в нижней части глинами, которые кверху сменяются песками. На дневной поверхности их можно проследить по Цне, Дону и в долинах многих рек северной части Окско-Донской низменности. Мощность этих отложений уменьшается по направлению с севера на юг от 40—50 до 5—10 м. Верхнемеловые отложения встречаются значительно чаще, чем нижнемеловые. Па севере они распространены только в восточной части низменности, на юге же покрывают всю площадь и выходят на поверхность в обрывах всех крупных рек. Верхнемеловые отложения в нижней части представлены песками, перекрывающимися выше карбонатными породами (мел и мергель).

На размытой поверхности палеозойских и мезозойских отложений, занимая широкие пространства в пределах Окско-Донской низменности, лежит немая песчано-глинистая толща мощностью от 60 до 100 м. получившая название ергенинской. По распространению ергенинской толщи удалось установить, что она выполняет широчайшие долины, максимальные в истории донского бассейна, созданные в третичное время.

По данным М. Н. Грищенко, дно долины лежит ниже современного уровня рек на 30 — 40 м, а в низовьях Дона на 100 м.

Ергенинские отложения представляют собой крупно- и среднезернистые пески от белого до оранжевого цвета, переслаивающиеся с глинистыми отложениями. Они распространены широкой полосой, местами до 300 км, вдоль Окско-Донской низины, южной части Приволжской возвышенности и на Ергенях (рис. 2). Северная граница ергенинской толщи, но М. Н. Грищенко (1952), проходит в бассейне Оки (в 80 км севернее г. Моршанска). Западная граница — по долинам Становой Рясы, Воронежа, далее по водоразделу Дон — Воронеж к Дону, откуда, огибая Калачскую возвышенность, доходит по Хопру до его устья, а затем по Дону до Азовского моря.

Рис. 2. Схематическая карта древней долины (по М. Н. Грищенко и Ю.А.Петроковичу,1939): 1— контуры древней долины: 2 — площади, покрытые ергенинскими отложениями; 3 — не заштрихованы площади распространения плиоценовых и более молодых осадков в долинах последующего размыва.

Восточная граница распространения ергенинской толщи, по данным того же автора, проходит по водоразделу Пра—Цна, затем по Цне до Керши к верховьям Савалы, где, делая поворот на восток и юго-восток, выходит к Хопру, пересекает Медведицу у ст. Березовская, затем Иловлю и, наконец, Волгу у Луговой. Ергенинская толща слагает верхнюю часть обрыва правого берега Волги и восточных Ергеней. На юге ее распространение ограничивается Южноергенинскпм поднятием.

В пределах указанной площади ергенинских отложений выделяются острова коренных пород. Подобные острова имеются у Новохоперска, Борисоглебска и в других местах. По всей вероятности, здесь существовала не одна, а несколько крупных рек ергенинского времени.

Песчано-глинистая ергенинская толща, по данным Н. М. Грищенко, встречается и за пределами основного поля их распространения: по долинам рек Девица, Тихая Сосна, Северный Донец.

Характер понижения, которое выполнено ергенинской толщей, строение, состав и распространение толщи указывают на эрозионное происхождение депрессии и на аллювиальное происхождение заполняющих ее осадков. Однако, по Д. М. Коненкову (1946), ергенинские отложения имеют морское происхождение, доказательством чего, по его мнению, служат найденные им в южном участке распространения ергенинских отложений — остатки морских кремневых губок и радиолярий. Таким образом, согласно Д. М. Коненкову, ергенинекие отложения были оставлены ингрессировавшим с юга, непродолжительно существовавшим заливом Понто-Каспия.

По-видимому, наличие кремневых губок и радиолярий в устьевой части «Ергень-реки» свидетельствует только о том, что в один из этапов развития этой реки море заходило в нижнюю часть долины.

Возраст ергенинской толщи до сих пор оставался не совсем установленным. Однако последние исследования в Прикаспийской низменности и Ергенях показали, что возраст ергенинской толщи следует датировать временем мэотис-понт, что устанавливается на основании стратиграфических, геоморфологических и палеоботанических данных (В. А. Николаев, 1954).

Чрезвычайно интересно отметить, что ергенинская толща залегает на современных водоразделах, и современная гидрографическая сеть, не считаясь с ней, сечет ее в разных направлениях. Лишь короткие отрезки современных рек унаследовали древнюю долину «Ергень-реки» - Битюг, Савала, Хопер.

Перестройка гидрографической сети началась уже в конце третичного времени. Образовавшийся в предледниковое время рельеф уже значительно ближе к современному, чем тот, который был в миоцене и в нижнем плиоцене.

Г. Ф. Мирчинк (1935) считал, что в доледниковое время сток вод из верхней Волги шел через Окско-Донской водораздел в древнюю долину Воронежа и далее в Дон. Ока в это время была притоком Дона. Верхний Дон (до г. Лиски) направлялся в долину Пра-Хопра. Эти взгляды Г. Ф. Мирчинка оспариваются рядом исследователей. Н. А. Корчебоков еще в 1938 г. указывал на отсутствие в пределах Окско-Донского водораздела к югу от Ряжска следов древнего речного потока в виде долины или аллювиальных отложений. А. И. Спиридонов (1950, 1954) отмечает, что поверхность коренных пород на северном склоне Окско-Донской низменности всюду полого повышается к югу и в полосе водораздела достигает абсолютной высоты в 140 м. Далее к югу на широте Раненбурга поверхность коренных отложений спускается до 110— 116 м абс. высоты, где она прикрыта флювиогляциальными песками и озерными глинами лихвинско-днепровского и днепровского времени. Аналогичные по возрасту отложения в долине Оки у Спасска были встречены на абсолютной высоте в 90 м, то есть ниже, чем на Окско-Донском водоразделе (рис. 3). Перечисленные факты дают основание А. И. Спиридонову (1954) также утверждать отсутствие былого соединения Оки с Доном.

Рис. 3. Схема строения поверхности коренных пород (по А.И. Спиридонову, 1950)

Сток вод верхней Волги и Оки в Дон Г. Ф. Мирчинк (1935) связывал с тем, что в нижнечетвертичное время отрезка долины Волги у Казани, по его мнению, не существовало. Однако оспаривается и это и положение Г. Ф. Мирчинка. По представлениям Е. И. Тихвинской (1939) и Б. В. Селивановского (1950, 1951), строение Волги выше и ниже Свияги одинаково, с той только разницей, что верхняя терраса Волги выше Свияги замаскирована эоловыми процессами (рис. 4), что и вызывало по их мнению, неправильное толкование возраста долины Волги на этом отрезке.

Рис. 4. Блок-диаграмма долины Волги в районе чебоксарского и приказанского Поволжья (по Б. В. Селивановскому, 1950)

В то же время М. Н. Грищенко (1952) продолжает придерживаться взгляда Г. Ф. Мирчинка о том, что в плиоцене и в нижнечетвертичное время Дон собирал в себя воды через Воронеж, Цну, Хопер из северных районов Русской равнины (рис. 5).

Видимо, вопрос этот для своего разрешения еще требует детальных буровых исследований в районе Окско-Донского водораздела.

В доледниковое время на территории Окско-Донской низменности были созданы долины Воронежа, Битюга, Елани, Савалы. Хопра, Такая, Карагана. Об этом красноречиво свидетельствуют отметки коренных пород, снижающиеся к названным долинам, а также плащеобразное залегание в них четвертичных отложений. В качестве положительной формы доледникового рельефа низменности выделялся Окско-Цнинский вал, отчетливо был выражен водораздел Дона и Хопра.

Окско-Донскую низменность в это время, как и в конце палеозоя, окружали Средне-Русская и Приволжская возвышенности, которые поднимались над ней на 100 — 150 м.

Весь район Окско-Донской низменности лежал в области надвига днепровского ледника, а потому поверхностными отложениями, покрывающими более древние породы, служат морена, флювиогляциальные носки и супеси, а также продукты их перемыва. Мощность четвертичной толщи местами достигает 100 м, чаще же она не превышает 5—10 м.

В пределах бассейна Дона следов пребывания лихвинского ледника нигде не обнаружено, зато флювиогляциальные воды его оставили пески, содержащие мелкие окатанные валуны.

Лихвинско-днепровское межледниковье для Окско-Донской низменности, так же как и для бассейна Волги. Камы и Днепра, ознаменовалось глубоким врезанием гидрографической сети. К этому времени, по данным М. Н. Грищенко, приурочено образование уступа четвертой террасы, ныне погребенной под более поздними отложениями.

Рис.5. Схема стока в бассейне Дона в конце плиоцена и в начале четвертичного периода (по М. Н. Грищенко, 1952) 1 – направление главного потока воды 2 – коренные берега древних долин 3- изолинии поверхности коренных пород

По подошве днепровской морены можно судить о рельефе, созданном к моменту наступания днепровского ледника. Видимо, денудационная деятельность ледника на периферии его распространения была незначительной. Ледник убывал, будучи уже мертвым.

На возвышенных участках, окружающих Окско-Донскую низменность, подошва морены лежит на отметках 200—250 м, и пределах же самой низменности — на 120—125 м и поднимается над современным уровнем рек на 30—35 м. Однако имеются участки, где морена спускается значительно ниже: на Хопре у Новохоперска морена опускается до 15 м над уровнем реки, а на Становой Рясы до 19 м ниже уровня реки.

По данным буровых скважин и естественных выходов морены, М. Н. Грищенко (1952) устанавливает глубокую долину, созданную перед наступанием днепровскою ледника. Она тянулась вдоль Становой Рясы, Воронежа, Дона, далее вдоль северных склонов Калачской возвышенности, используя более древние долины стока. Южнее долина совпадала с современным течением Дона. Основным притоком древнего Дона служил Хопер.

Наряду с существованием в то время глубоких долин расчленение водоразделов было совсем незначительным. Отметки подошвы морены на водоразделах колеблются в небольших пределах.

Во время максимального оледенения донской язык ледника целиком покрывал Окско-Донскую низменность. Широкое распространение ледника было обусловлено тектонической структурой территории и предшествующими эрозионными размывами.

Западная граница ледника выходила за пределы Окско-Донской низменности. Ледник покрывал восточный склон Средне-Русской возвышенности и взбирался на Калачскую возвышенность. Распространение ледника на восток тормозилось Приволжской возвышенностью. От устья Хопра и Медведицы граница распространения ледника тянется к Петровскому, Пензе и далее к устью Суры.

Ледник, покрывавший Окско-Донскую низменность, оставил после себя толщу основной морены. На водоразделах она встречается повсеместно, но уже сильно измененная, размытая и опесчаненная.

Мощность морены, оставленной ледником, колеблется от 0,5 м до 10 м, но в большинстве случаев не превышает 5— 6 м. Наибольшая ее мощность (до 80—100 м) приурочена к северным и северо-западным склонам Калачской и Доно-Медведицкой возвышенностей, стоявших на пути движения ледника. Здесь же, по данным А. В. Павлова (1905), сохранились и конечноморенные образования, представленные в виде цепи размытых холмов и слабых гляциодислокаций.

Морена в пределах Окско-Донской низменности не снивелировала рельефа, который был создан перед наступанием днепровского ледника, поэтому флювиогляциальные потоки таявшего ледника направились по древним доледниковым речным артериям (рис. 6).

С днепровской стадией днепровского оледенения связано образование нижней толщи, слагающей третью террасу рек. Она представлена флювиогляциальными отложениями. Основание этой толщи в пределах долины Дона по направлению к югу постепенно снижается. Так, у Кривоборья оно имеет абсолютную отметку 120 м. в Воронеже — 101 м, на ст. Таловой - 64 м (ниже уровня современной реки), у Калача - 28 м, у Ростова - минус 50 м.

Рис. 6. Схема бассейна Дона в максимальную стадию днепровского оледенения (R₁) (По М. Н. Грищенко, 1952)

1-граница ледниковых валунов, 2-ледниковый покров, 3 – основные русла стока, 4 – внеледниковые области

По мнению Н. М. Грищенко (1952), формирование третьей террасы не закончилось в эпоху максимальной стадии развития днепровского ледника. Он считает, что в межстадиальный период значительных врезов долин не произошло, а новое наступание ледника московской стадии вызвало новое блуждание потоков в пределах Окско-Донской низменности (рис. 7). Они принесли с собой массу обломочного материала, который выполнил древние долины до поверхности третьей террасы.

Третья терраса Дона достигает в высоту 55—65 м, но она не всюду совпадает с современной долиной Дона. Занимая широкие пространства, она постепенно сливается с водоразделами. Последние сложены мореной, которая плащеобразно заходит в пределы третьей террасы, залегая между нижней флювиогляциальной толщей днепровской стадии и аллювиальной толщей московской стадии днепровского оледенения.

В период таяния московского ледника, кроме того, было образовано широкое зандровое поле в пределах Мещерской низины. Ледниковые воды, встретив на своем пути обширное понижение, отложили в нем мощный слой песков.

Рис.7. Схема бассейна Дона в московскую стадию днепровского оледенения (R₂) (по М. Н. Грищенко, 1952). Условные обозначения те же, что на рис. 6

По данным А. И. Спиридонова (1950), «уже в доледниковое время Мещерская низина ясно наметилась в рельефе как область длительного опускания. Естественно, что она служила вместилищем талых ледниковых вод. В московскую фазу оледенения аккумуляция песчаного материала в Мещере продолжалась, что в конечном счете привело к образованию этого плоскоравнинного рельефа, который так характерен для этой части Рязанской области».

Мещерская зандровая низина с преобладающими абсолютными высотами в 100—125 м отличается равнинностью. По описанию Г. В. Обедиентовой (1948), редкие мелкие реки, пересекающие низменность, имеют совсем неоформившуюся долину с руслом, часто не углубившимся до уровня грунтовых вод. Реки питаются здесь за счет болот и часто не достигают Оки. Равнинность Мещеры нарушается только дюнными всхолмлениями и понижениями, занятыми округлыми озерами.

Под песками и суглинками обширного зандрового поля, созданного водами московского ледника, был погребен рельеф, существовавший здесь до этого времени. Только разве подъем современной поверхности от 100 до 120—130 м, местами выраженный заметным скатом, по предположению Г. В. Обедиентовой, обусловлен подъемом поверхности коренных пород.

В конце днепровского оледенения и в начале днепровско-валдайского межледниковья в пределах Окско-Донской низменности гидрографическая сеть переуглубилась до отметок значительно ниже современного уровня рек, создав тем самым уступ третьей террасы. К этому же времени надо отнести прорыв Доном Калачской возвышенности от Лисок до устья Хопра.

Вторая надпойменная терраса, развитая почти по всем крупным речным долинам Окско-Донской низменности, в долине Дона имеет высоту от 15 до 25 м и ширину от нескольких десятков метров до 10 км в низовьях Дона. Она сложена аллювием, который сверху прикрыт делювиальными суглинками. На границе этих отложений прослеживается гумусированный горизонт, который, как удалось определить Г. И. Лазукову (1954), является не погребенной почвой в собственном смысле этого слова, а делювиально-аллювиальным образованием почв, лежащих гипсометрически выше.

Многочисленные палеонтологические остатки (моллюски, пыльца, споры, остатки млекопитающих), заключенные в гумусированном слое (окрестности Костенок), дали возможность Г. И. Лазукову (1954) определить возраст второй террасы как межледниковый днепровско-валдайский (причем нижняя толща аллювия, по представлению Г. И. Лазукова, была отложена в период окончания климатического оптимума межледниковья, а верхняя толща — в конце межледниковья).

В эпоху последнего, валдайского, оледенения район Окско-Донской низменности лежал далеко за краем ледника, и талые ледниковые воды непосредственно в формировании речных долин не участвовали. Однако изменение климата и тектонические движения оказали влияние на формирование долин. В этот период была создана первая надпойменная терраса. Она поднимается над урезом реки на 10—12 м, а иногда снижается до 6 м и сливается с поймой. Первая надпойменная терраса Дона и других рек Окско-Донской низменности сложена песками и занимает пространства шириной в несколько километров.

Рис. 8. Схема расположения и строения донских террас (среднее течение): 1—современный аллювий; 2—валдайский аллювий; 3 — днепровско-валдайский аллювий с горизонтом погребенных почв, содержащим палеонтологические остатки и стоянки палеолитического человека; 4 — элювиально-делювиальные отложения; 5 — аллювий московской стадии днепровского оледенения; 6 — днепровская морена; 7 — днепровские и лихвинские флювиогляциальные и озерно-аллювиальные отложения; 8 — ергенинские отложения

В реках Окско-Донской низменности интенсивно развита пойменная терраса, ширина которой колеблется от десятков метров до 20 км (рис. 8).

История формирования рельефа Окско-Донской низменности — это в значительной степени история развития долинной сети, которая издавна начала использовать территорию, тектонически пониженную по отношению к окружающим ее пространствам (Средне-Русской и Приволжской возвышенностях) и имеющую тенденцию к относительному прогибанию.

В континентальные периоды истории Окско-Донской низменности она служила одним из главных путей стока вод Русской равнины. В результате на ее территории создалась огромная долина размыва, выполненная затем ергенинскими отложениями. Позднее, в ледниковую эпоху, на ней скапливались ледниковые воды, создавая широкие долинные зандры. В послеледниковое время долинные зандры были использованы и прорезаны реками Окой, Становой Рясой, Воронежем, Хопром, Цной, Савалой и Доном.

Песчаные пространства, весьма распространенные в пределах Окско-Донской низменности, характеризуются эоловыми формами рельефа. Они хорошо развиты на донских террасах и были в свое время описаны В. А. Дубянским (1949) и другими. Не менее выразителен эоловый рельеф на террасах Битюга, особенно в районе Хреновского бора, в долинах Воронежа, Цны, Хопра, Сейма и Оки. В большинстве случаев пески скреплены почвенно-растительным покровом, местами же обнажены и подвергаются развеванию. Последнее стоит в тесной связи с вырубкой лесов и неумеренной пастьбой скота.

Пространства, разделяющие долинные зандры,— современные водоразделы — в пределах Окско-Донской низменности расположены на абсолютных высотах от 100 до 170, а реже 180 м. Они представляют плоские равнины, на которых отсутствуют какие-либо формы ледниковой аккумуляции. О том, что эта территория покрывалась ледником, говорит только тонкий слой перемытой морены.

Равнинные междуречные пространства Окско-Донской низменности расчленены чрезвычайно слабо. Так, по данным А. И. Спиридонова, на междуречье Дона, Цны и Савалы густота расчленения равна 0,7—0,6 км на 1 кв. км. Наиболее густо расчленена северная часть Тамбовской равнины в верховьях Воронежа, а также в бассейне р. Вороны. Интенсивность горизонтального расчленения достигает здесь 1,0—1,2 км на 1 кв. км.

Западная часть Тамбовской равнины почти лишена оврагов. Оврагами пересечены, за редким исключением, только крутые и высокие участки склонов долин крупных рек. Наряду с небольшой густотой расчленения невелика и глубина врезания эрозионной сети. Только крупные реки врезаны в водоразделы на глубину от 25 до 50 м. Междуречья и межбалочные пространства около долин и балок имеют уклон более 2°, на остальном же пространстве представляют собой плоскую слабо дренированную равнину. В северных частях Окско-Донской низменности нередки заболоченные бессточные понижения. Наряду с ними широко распространены блюдца. Они приурочены к лёссовидным породам и обязаны своим происхождением суффозионно-просадочным процессам.

Из книги М.В. Карандеевой "Геоморфология Европейской части СССР", 1957 г