Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Историко-географический факультет

Кафедра физической географии и геоморфологии

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Геолого-геоморфлолгическая характеристика поверхностей выравнивания северных районов Чувашской Республики

Выполнил: ___________________________________ Уткин С.В. (ИГФ-21-05)

Допускается к защите

Научный руководитель______________________ к.г-м.н, доцент Петров Н.Ф.

Зав. кафедрой

Физической географии и геоморфологии ____ к.г.н., доцент Никонорова И.В.

Чебоксары 2010

Содержание

Введение

1. Методика исследований поверхностей исследования

1.1 Существующее представление

1.2 Обзор исследований поверхностей выравнивания северных районов Чувашской республики

2. Геолого-геоморфологическое описание северных районов

2.1 Геологическое строение

2.2 Гидрогеологическая характеристика

2.3 Геоморфологические особенности

3. Типологическое районирование

Введение

Поверхности выравнивания - участки земной поверхности со сглаженным рельефом различного генезиса, формирующиеся в условиях преобладания экзогенных процессов над эндогенными. Это форма рельефа характерен как для платформенных, так и для складчатых областей. Различают поверхности выравнивания денудационного происхождения, а также абразионные, абразионно-аккумулятивные и денудационно-эрозионные. Денудационные поверхности выравнивания, как правило, сочленяются с аккумулятивными морскими и аллювиальными равнинами, которые могут считаться элементами сложных полигенетических (денудационно-аккумулятивных) поверхностями выравнивания.

Возраст поверхностей выравнивания соответствует периоду наиболее полной планации рельефа, который обычно прерывается интенсивным поднятием, приводящим к расчленению поверхности. Выделение и изучение их строения и определение возраста -- основной метод установления этапов геоморфологической истории крупных территорий. Наряду с большим теоретическим значением анализ поверхности выравнивания представляет значительный практический интерес, поскольку с поверхности выравнивания связан ряд полезных ископаемых (бокситы, железные руды и др.). Данная форма рельефа на территории Чувашской республики мало изучены и в целях систематизации и обобщения данных о них, необходимо составить карту поверхностей выравнивания территории северных районов республики.

Цель дипломной работы сделать анализ поверхностей выравнивания северных районов Чувашской Республики для практических целей.

Основными задачами работы являются:

- описать основные методы исследования поверхностей выравнивания, дать понятие поверхностям выравнивания;

- дать общую геолого-геоморфологическую характеристику исследуемой территории;

- проклассифицировать поверхности выравнивания северных районов Чувашской Республики;

- составить типологическое районирование поверхностей выравнивания.

В настоящее время, как говорилось выше, поверхности выравнивания мало изучены, поэтому для выполнения данной дипломной работы использовались: «Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 200 000. Серия Средневолжская. Листы №-38-XI (), №-38-XVII (Сурское). Объяснительная записка. М.,1999. 122 с.» и «Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 200 000. Серия Средневолжская. Листы №-38-XII, №-39-VII (Сурское). Объяснительная записка. М.,1999. 160 с.», отчеты инженерно геологических изысканий под скважины башен сотовой связи и т.д. Также при написании работы использовались учебные пособия по геоморфологии, геологии, инженерной геологии и другие научные издания.

Работа построена в соответствии с намеченным руководителем дипломной работы планом и методикой выполнения дипломных работ. Автор выражает благодарность сотрудникам ЗАО «Чувашгипроводхоз» и всем лицам оказавшим содействие в выполнении дипломной работы

1. Методика исследований поверхностей исследования

Изучение поверхностей выравнивания основывается, прежде всего, на данных полевых исследований. Наряду с полевыми важное значение для познания рельефа и истории его развития имеют также камеральные работы, включающие в себя весьма широкий и разнообразный круг вопросов и методов.

Полевые геоморфологические исследования обычно завершаются составлением геоморфологической карты, которая наряду с текстом научного отчета является важнейшим итогом выполненных работ.

В зависимости от назначения можно различать общие и частные геоморфологические исследования. Общие исследования охватывают все геоморфологические объекты. Их цель -- комплексная характеристика рельефа (морфография, морфометрия, генезис, возраст, история развития и динамика рельефа). Такие исследования завершаются составлением общей геоморфологической карты. Обычно этот вид исследований имеет характер общей геоморфологической съемки, которая в нашей стране выполняется как часть государственной геологической съемки. Различают мелкомасштабную (мельче 1 : 1 000 000), среднемасштабную (1 : 200 000 - 1 : 1 000 000) и крупномасштабную (крупнее 1 : 200 000) съемки.

Частные исследования проводятся с целью изучения отдельных геоморфологических объектов (например, поверхностей выравнивания или овражноэрозионного рельефа) или отдельных геоморфологических показателей (например, глубины расчленения, густоты расчленения и др.). Результатом частных исследований являются частные геоморфологические карты. Частные исследования, как отмечает А.И. Спиридонов, обычно организуются для решения четко ограниченного круга теоретических или прикладных задач.

В целом геоморфологические исследовательские работы разделяются на подготовительный, полевой и камеральный этапы. В течение подготовительного этапа производится знакомство с районом по данным предшествующих исследований: изучаются литературные источники, научно-технические отчеты, специальные картографические материалы (геологические, геоморфологические и другие специальные карты), тщательно прорабатываются топографические карты, материалы аэрофотосъемки и космических снимков. Итоги подготовительного изучения района обычно оформляются в виде предварительной геоморфологической карты. На основе полученных данных составляется программа полевых исследований, включающая схемы намечаемых маршрутов, горных работ (шурфовка, бурение) и других специальных работ, например геодезических.

Полевой этап - главная составная часть экспедиционных геоморфологических исследований. В течение этого этапа собирают основную часть фактического материала, в том числе образцы пород, проводят его начальную обработку, вырабатывают первые заключения о геоморфологическом строении изучаемой территории, составляют полевую геоморфологическую карту изучаемого района.

В зависимости от назначения исследований и масштаба составляемой карты при полевых работах применяют либо ключевой метод в сочетании с маршрутными исследованиями, либо метод площадной съемки.

При ключевом методе детально обследуют отдельные, наиболее типичные для той или иной территории ключевые участки (небольшие по площади). Результаты обследования экстраполируют на остальную территорию, подлежащую изучению. При этом широко используют крупномасштабные топографические карты, аэрофотоснимки и космические снимки. Ключевые участки служат как бы дешифровочными эталонами. Для контроля над правильностью экстраполяции на площадях между ключевыми участками прокладывают разреженную сетку рабочих съемочных маршрутов.

Площадные исследования проводят при крупномасштабном картировании. В этом случае маршруты прокладывают более или менее равномерно, сеть маршрутов и точек наблюдений делают достаточно густой, поэтому необходимость в ключевых участках отпадает. Естественно, что при площадных исследованиях затрачивается гораздо больше усилий и времени, чем при маршрутных работах.

Следует заметить, что во всех случаях полевые работы начинаются обзорными рекогносцировочными маршрутами, которые прокладывают по данным предварительного изучения материалов и с таким расчетом, чтобы они проходили через все главные геоморфологические комплексы, пересекали все наиболее характерные элементы и формы рельефа, а также опорные обнажения и горные выработки. Задача рекогносцировочных маршрутов, которые часто выходят за границы картируемой территории, -- получить непосредственное (визуальное) представление обо всей территории, подлежащей изучению. Они позволяют уточнить и детализировать ранее намеченную программу полевых работ.

После рекогносцировочных маршрутов отрабатывается остальная сетка маршрутов. При необходимости в конце полевого периода проводят несколько заключительных маршрутов, цель которых -- увязка данных по отдельным участкам обследованной территории, вторичное посещение отдельных участков и объектов, которым по тем или иным причинам во время съемки не было уделено достаточно внимания, общая проверка полевой геоморфологической карты.

Камеральный этап - этап обработки всего собранного фактического материала, его всесторонней увязки и осмысления. Во время этого этапа исследований проводят также различные аналитические работы (пыльцевой, минералогический, петрографический, микро- и макрофаунистический, диатомовый, радиометрические и другие виды анализов образцов, отобранных в поле), окончательное дешифрирование фотоматериалов, составляют геоморфологическую карту и текст научного отчета.

1.1 Существующее представление

Поверхности выравнивания в рельефе являются частью водоразделов, поэтому их можно рассматривать в комплексе.

Для неотектонического этапа характерно преобладающее развитие. Это не исключает раннего становления некоторых крупных поднятий еще с позднего мезозоя, но наибольшая активизация положительных движений на платформах и в орогенах устанавливается для плиоцена и четвертичного периода. Это определяет восходящий тип развития подавляющего большинства структурно обусловленных возвышенностей.

В рельефе платформенных равнин большую роль играют выровненные поверхности. Они часто соответствуют водоразделам, образуют ступени склонов, а также террасовые равнины в долинах крупных рек. В зависимости от направленности общих движений могут формироваться денудационные и аккумулятивные выровненные поверхности. Они развиваются при малых скоростях тектонических движений в условиях их компенсации нивелирующими экзогенными процессами или в обстановке относительного покоя. Генезис нивелирующих процессов различный и зависит, главным образом от климатических условий. Формирование выровненных поверхностей может предшествовать заложению ныне развивающихся систем водораздел - склон - долина, или происходить одновременно на фоне восходящего и нисходящего развития рельефа.

Ниже рассматриваются поверхности выравнивания, формирование которых непосредственно связано с развитием в рельефе поднятий. В этом процессе выделяют две стадии, обусловленные последовательным увеличением скорости положительных тектонических движении и неадекватным изменением скорости экзогенных процессов: это стадии зарождения и морфологического становления водоразделов возвышенностей.

Стадия зарождения в рельефе поднятия (будущей возвышенности) вначале характеризуется конденудационным развитием. Если исходная поверхность представляла расчлененный рельеф, а конденудационное развитие было кратковременным, то на исходной поверхности могли сохраниться реликты древнего рельефа. При длительном конденудационном развитии все древние неровности уничтожаются, и формируется первичная поверхность выравнивания. Поскольку она возникала в условиях весьма слабого вздымания и непрерывного понижения денудационного среза, ее следует выделять как динамическую поверхность выравнивания. Воздымание этой поверхности сопровождается началом ее слабого расчленения. В зависимости от скорости роста поднятиях возвышенности в рельефе водораздел может сохранить свой первоначальный рельеф или подвергнуться его изменениям. Если воздымание характеризуется небольшими скоростями (докритическими для эрозии) и протекает длительно, то водораздельная поверхность может подвергнуться значительному расчленению. При быстром воздымании древнии рельеф, выработанный в стадию зарождения, сохраняется и продолжает развиваться по древнему типу в различных условиях изоляции от сопредельного базиса денудации. Последовательность формирования водораздела в условиях перехода от конденудацнонного развития к конэрозионному наиболее распространенна. Поэтому рельеф водоразделов современных обширных плоскогорий и горных сооружений является до некоторой степени реликтовым. При повторяющихся снижениях скоростей в начале морфологического становления поднятия может сохраняться рельеф, соответствующий древнейшему, древнему и новому процессам выравнивания. К современной эпохе от древнейшей поверхности остаются только останцы, от древней -- более крупные ее регионально распространенные формы, а новая образует поверхность водораздела с выработанной зоной водораздельной денудации и расчлененной верховьями рек.

Стадия морфологического становления поднятия приводит к воздыманию динамической поверхности выравнивания и расчленению ее окраинных частей в процессе конэрозионного развития. Помимо искажения первичной -- динамической -- поверхности выравнивания экзогенными процессами в течение стадии морфологического становления в растущей структурной форме оживают древние и возникают новые разрывы и (реже) изгибы. Они могут значительно изменить первичный рельеф водораздела, предопределив различные наклоны мегаблоков и блоков, а также характер избирательного развития рек по слабым зонам повышенного дробления пород. Сравнивая характер расчленения водораздела и склонов растущей возвышенности с начала ее становления и до современной эпохи, можно отметить, что цикловые долины рек сужаются и углубляются, отражая дальнейшее возрастание скорости воздымания поднятия возвышенности.

Таким образом, водоразделы преимущественно кайнозойских возвышенностей платформ и орогенов представляют первичную динамическую поверхность выравнивания, формировавшуюся в течение конденудацнонного этапа развития и в начале конэрозинного, впоследствии в различной степени расчлененную и деформированную.

Исследование деформаций поверхности водораздела -- его общих изгибов, перекосов--наклонов, обусловленных развитием мегаблоков, блоков и т.п., может быть проведено по данным продольных и поперечных профилей, выполненных с искажением вертикального масштаба. На этих профилях выделяется зона плоскостной денудации и эмбриональной эрозии. Она отражает изменение наклонов отдельных блоков и позволяет установить деформации, осложняющие поверхность водораздела.

Наиболее благоприятны для формирования поверхностей выравнивания - малые скорости развития структурной формы или паузы относительного покоя. Соответственно можно выделить две обстановки формирования поверхностей выравнивания: 1) условия малых, т.е. докритических и критических, скоростей плоскостной денудации; они обеспечивают полную компенсацию роста структурной формы -- их срезание и формирование различных динамических денудационных поверхностей выравнивания; 2) условия тектонического покоя, при котором происходит выравнивание неразвивающихся структурных форм и формируются статические поверхности. Генезис нивелирующих процессов может быть различным в зависимости от орографической и климатической обстановок как для условий малых скоростей, так и для тектонического покоя.

Педиплены. Выровненные поверхности, по представлениям различных исследователей, могли образовываться в условиях общей денудации и снижения рельефа не "сверху", а "сбоку" -- в результате денудации склонов и их последовательного отступания.

Основные характеристики процесса и коррелятивных форм рельефа заключаются в следующем. В отличие от выравнивания "сверху" (пенепленизации) при педипленизации происходит выравнивание "сбоку" в результате параллельного отступания склонов и расширения основания - пологих денудационно-аккумулятивных базальных поверхностей -- педиментов (см. рис. 36, В). Педимент является равниной, иногда несущей древние маломощные покровы флювиальных отложений или рыхлый материал различного генезиса. Склоны равнины ступенчатые, а ее поверхность осложнена останцами более древних равнин, подвергшихся разрушению в процессе педипленизации (см. рис. 36, Г). Размеры педиментов могут достигать десятков квадратных километров. Они образуются в различных климатических зонах, преимущественно за счет склоновой денудации и дальнейшего удаления материала гравитационными процессами плоскостного и ручейкового смыва.

Прерывистость тектонических движений в сочетании с климатическими изменениями может способствовать возникновению нескольких уровней педиментов (см. рис. 36, Г). Такие системы разновысотных и разновозрастных педиментов окаймляют расширяющиеся общие поднятия -- горные сооружения или структурно обусловленные платформенные возвышенности (плато, плоскогорья). Каждый педимент объединяется перманентно отступающим склоном с вышерасположенным полиментом. Регрессивно смещаясь, склон "съедает" вышерасположенный педимент и приводит к соответствующему расширению нижнего педимента.

В условиях нисходящего развития всего региона этот процесс отступания склонов при достаточной продолжительности может привести к общему выравниванию -- педипленизации и формированию педиплена. Последний представляет обширную слабонаклоненную равнину, образовавшуюся в течение длительного отступания склонов, расширения и слияния педиментов. Выравнивание -- планация -- осуществляется в основном за счет склоновой денудации, и поверхность является полигенной, преимущественно денудационной. Благоприятными условиями формирования педипленов считают семиаридный и умеренно гумидный климат, холодный и резко континентальный. Возможны и другие климатические обстановки, при которых формируются педиплены. Главным и обязательным условием образования педиментов является длительное отсутствие движений, создающих наклонные поверхности, а также постоянное положение базиса денудации. Эти факторы определяют нисходящее развитие рельефа и выравнивание в различных климатических условиях.

При восходящем развитии и формировании новых уровней педиментов общего выравнивания не происходит. Наоборот, область воздымания расширяется за счет ее наращивания новыми площадями, вовлеченными в поднятие.

В геоморфологической литературе пока еще нет однозначной оценки влияния климата и предпочтительного механизма ("сверху" или "сбоку") процессов планации. При любом выборе ведущих процессов уничтожения неровностей рельефа выравнивание происходит только в определенных тектонических условиях. В этом отношении могут быть выделены следующие основные генетические типы поверхностей выравнивания.

1. Пенеплены -- статические региональные поверхности раздела, отражающие переход данной территории от мобильного тектонического режима к относительно стабильному -- платформенному. Время формирования соответствует длительному этапу тектонического покоя, в течение которого происходит не только полное выравнивание, но и разрушение пород фундамента с формированием кор химического выветривания полного профиля.

2. Статические поверхности выравнивания -- среди них -- педиплены -- региональные поверхности статического выравнивания -- образуются в условиях относительного тектонического покоя и полного уничтожения неровностей, обусловленных мертвыми структурными формами, литолого-стратиграфическими и другими факторами; они могут формироваться неоднократно в условиях платформенного режима. В зависимости от масштабов явления и завершенности выравнивания в процессе педипленизации выделяются педименты как промежуточные локальные формы статических поверхностей.

3. Динамические поверхности выравнивания -- локальные выровненные поверхности, образующиеся при восходящем развитии рельефа в условиях малых (докритических) скоростей; широко развиты в районах конденудационного роста структурных форм, полностью уничтожаемых экзогенными процессами.

Механизм разрушения неровностей и формирования поверхностей может представлять сочетание различных видов планации ("сверху" и "сбоку") при изменении ведущей роли нивелирующих процессов во времени.

1.2 Обзор исследований поверхностей выравнивания северных районов Чувашской республики

поверхность выравнивания районирование

Исследования поверхностей выравнивания на рассматриваемой территории в полевых условиях разделяются на визуальные и инструментальные. Главные из них -- визуальные, основанные на изучении строения, происхождения и динамики рельефа, а также горных пород, слагающих те или иные формы рельефа или являющихся коррелятными им. При визуальных наблюдениях широко использовались простейшие полевые приборы и инструменты: анероид-высотомер, горный компас, эклиметр, геологический молоток, рулетку и др. Собственно визуальные наблюдения нередко сочетались с аэровизуальными, проводимыми с самолетов малой авиации или вертолетов. При аэровизуальных наблюдениях осматривали изучаемую территорию по заранее намеченным маршрутам, результаты фиксировались на топографических картах и в дневниках.

При наземных визуальных наблюдениях главную работу проводили в точках наблюдения. Последние выбирались так, чтобы они характеризовали какую-либо форму рельефа, комплекс генетически единых форм или отдельные их элементы, если формы рельефа достаточно крупные. В точке наблюдения производили морфографическую и морфометрическую характеристику изучаемым формам: описывалось их внешний облик, пространственное размещение, ориентировку, сочленение отдельных форм рельефа друг с другом. Особое внимание уделялось морфометрическим показателям -- измерению относительных превышений, углов наклона, линейных размеров форм рельефа (ширина, длина) или их элементов. Необходимость работ подобного рода обусловлена тем, что формы нано- и микрорельефа обычно не находят отражения даже на крупномасштабных топографических картах, а формы мезорельефа не всегда с достаточной точностью изображаются на них или также не находят отображения.

Одной из главных задач полевых исследований является выяснение генезиса изучаемых форм или комплексов форм рельефа. С этой целью закладывались шурфы или буровые скважины. Во всех случаях необходима точная плановая и высотная привязка разрезов и их положения по отношению к изучаемой форме рельефа. В естественных обнажениях или искусственных выработках описывалось состав вскрываемых пород, их цвет, характер слоистости, включений и новообразований, если они имелись. При характеристике крупнообломочного материала определялся его размеры, форма, состав и степень окатанности. Тщательно измерялось мощность отдельных литологических разностей и изменение их (мощностей) по простиранию обнажения. Большое внимание уделялось взаимоотношению литологических разностей и характер контактов (границ) между ними. В общем описывалось все особенности толщ, участвующих в строении изучаемых форм, которые могут пролить свет на их генезис. Полевые наблюдения не всегда оказываются достаточными для суждения о генезисе и особенно о возрасте описываемых форм рельефа. Поэтому при изучении обнажений и искусственных выработок отбирались образцы пород на различные виды анализов, результаты которых используются при составлении окончательных вариантов геоморфологических карт и написании научных отчетов.

На точках наблюдения большое внимание уделялось изучению современных геоморфологических процессов, что особенно важно для практических целей.

Густота точек наблюдения определяется масштабом геоморфологической съемки, сложностью рельефа изучаемой территории, возможностями экстраполяции полученных данных на соседние участки и в значительной мере зависит от обеспеченности качественной топосновой и аэрофотоматериалами, а также от степени открытости территории. Между точками велось наблюдения по ходу маршрута.

Все данные полевого изучения геолого-геоморфологических объектов заносятся в специальные полевые дневники, где указывают также дату проведения наблюдения, порядковый номер точки наблюдения и ее адрес (географическое и хотя бы предположительное геоморфологическое местоположение), абсолютную высоту точки наблюдения.

Описание рельефа и обнажений обычно снабжается зарисовкой характерных форм рельефа (или комплексов форм) и обнажений, их фотографированием, составлением схематических геолого-геоморфологических профилей. В последнем случае довольно часто прибегают к инструментальным способам полевых исследований, в частности к использованию нивелиров или теодолитов-тахеометров, а в последние годы -- приборов спутникового позиционирования (GPS). Применение топографо-геодезических инструментов чаще всего бывает необходимо для составления детальных геолого-геоморфологических профилей, для получения точных данных о высоте речных или морских террас, о глубине эрозионных врезов, о величине углов наклона склонов и др.

В целом методика полевых геоморфологических исследований поверхностей выравнивания очень многообразна, так как используется ряд приемов и методик смежных научных дисциплин. Она определяется также задачами, поставленными перед геоморфологическими исследованиями.

2. Геолого-геоморфологическое описание северных районов

2.1 Геологическое строение

Территория северных районов Чувашской Республики располагается в пределах приволжской возвышенности, которая находится на одноименной платформе (Чувашское плато), строение которой "двухэтажное". Нижний "этаж" - кристаллический фундамент - сложен древнейшими метаморфическими и магматическими породами архея и протерозоя, которые сформировались в эпоху геосинклинальной стадии развития данного участка земной коры. Они залегают на глубине порядка 1,5 км. Кристаллический фундамент имеет слабый уклон с юго-запада на северо-восток. На кристаллическом фундаменте залегают осадочные горные породы, они представлены морскими отложениями и отложениями, поступившими с суши под действием ветра и рек. Эти отложения образуют верхний "этаж" платформы. (см. рис. 1 Геологическое строение Чувашской Республики)

Пласты осадочных отложений показывают ее сложное геологическое развитие в пределах северных районов Чувашской республики, исходя из которых можно сделать вывод, что здесь происходила смена моря и суши. В морской период, когда стояла вода, здесь проживали морские организмы, останки которых оседали на дне. В континентальный период поверхность равнины подвергалась различным видам выветривания, поэтому осадочный слой не накапливался.

Если проследить геологическую историю формирования участка платформы, в пределах которой находится изучаемая территория Чувашии, то в раннепалеозойское время здесь наступил континентальный период платформы. В условиях суши осадочные толщи не накапливались, господствовали процессы выветривания и сноса, поэтому отложения кембрийского периода на территории Чувашии отсутствуют.

Наиболее древними осадочными отложениями, налегающими на породы фундамента, являются породы девонской системы палеозойской эры, в этот период на территории Чувашии было неглубокое море, на что указывает характер осадков. Девонские отложения (возраст 400-320 млн. лет) развиты повсеместно и представлены доломитами, известняками, песчаниками, алевролитами, глинами. Глубина залегания отложений 800-1050 и, их мощность изменяется в пределах 600-800 м.

Выше по разрезу следуют отложения каменноугольной системы (возраст 320-270 млн. лет). Они в основном представлены карбонатными породами с преобладанием доломитов и известняков. Общая мощность отложений 650-750 м, глубина залегания колеблется от 100 м (в долине р. Мени у с. Порецкого) до 300 м (в центральной части республики).

Отложения пермской системы (возраст 270-225 млн. лет) прослеживаются в республике почти повсеместно и выходят на поверхность в северной и северо-восточной частях описываемой территории до линии Ядрин--Комсомольское. На остальной территории они погружаются под отложения юрской системы. В районе г. Алатыря эти отложении отсутствуют, и юра залегает непосредственно на каменноугольных образованиях. Нижнепермские отложения представлены в основном доломитами и ангидритами. На дневную поверхность они не выходят. Наиболее близка от нее от залегают в сводовой части Порецкого поднятия (около 30 м). Общая мощность пород изменяется от 50 м и меньше в районе Порецкого и до 150 м и более в районе Козловки. Верхнепермские отложения представлены казанским и татарскими ярусами. Образования казанского яруса выступают дневную поверхность местами в основании правого берега Волги в Мариинско-Посадской и Козловском районах и по правому берегу Мени в Порецком районе. Сложены они доломитами, известняками с прослоями гипсов и мергелей. Общая мощность пород достигает 100 м. Красноцветные отложения татарского яруса образуют огромные поля выходов на дневную поверхность. В горизонтальном и вертикальном направлениях они обладают характерной фациальной изменчивостью. Представлены чаще известняково-глннисто-мергельными породами, встречаются пески и песчаники. Общая мощность татарского яруса не превышает 200 м.

Отложения триасового периода мезозоя в Чувашии отсутствуют, так как территория Чувашии находилась в условиях суши вплоть до средней юры.

Отложения юрской системы (возраст 185-140 млн. лет) выступают на дневную поверхность широкой полосой по северо-западной осевой линии территории Чувашии, а в южной части республики скрываются под более молодыми образованиями меловой системы. Отложения этого возраста сформировались в результате внедрения моря. Отложения представлены серыми глинами с прослоями горючих сланцев и алевролитов, песками, мергелями. Мощность их не превышает 120 м.

Отложения мелового периода (возраст 140-70 млн. лет) выходят на поверхность по всей юго-западной части республики. Они содержат мергель, мел и известняк, пески, черные и серые глины с фосфоритом и пиритом. В конце мелового периода море покинуло пределы нашей республики и больше уже не возвращалось. На исследуемой территории эти отложения проявляются только островками в Алатырском районе встречаются палеоценовые пески, а в Чебоксарском районе плиоценовые глины с прослоями супесей и песков. На значительных площадях коренные породы скрыты под толщей различных наносов, относящихся к четвертичному (антропогеновому) периоду.

Кайнозойская группа, которая делится на палеогеновую, неогеновую и четвертичную системы, на территории Чувашии представлена, в основном, отложениями только четвертичного периода, эти отложения распространены в Чувашии на исследуемой территории повсюду, это самые молодые образования. В их толще содержатся торф, глина и песок.

Четвертичные отложения, которые начали формироваться около 1,0 млн. лет назад и продолжают накапливаться в наше время, покрывают территорию Чувашии почти сплошным плащом. Они очень разнообразны и включают флювиогляциальные (водноледниковые), аллювиальные, озерные и болотные, эоловые (ветровые) и элювиально-делювиальные образования. С четвертичными отложениями связаны месторождения песков строительных, глин кирпичных и керамзитовых, торфа.

Флювиогляциальные отложения широко распространены в южной и юго-западной частях исследуемой территории Чувашии вдоль правого борта Сурской долины. В виде трех изолированных языков они выдвигаются также далеко на восток по долине реки Бол. Цивиля. Представлены эти отложения кварцевыми мелкозернистыми песками с тонкими прослоями суглинков. Мощность их обычно составляет 3-5 м, но может достигать 5-10 м (восточнее Кр. Четаи) и даже 10-25 м в юго-восточной части Шумерлинского района.

Аллювиальные отложения приурочены к долинам рек и подразделяются на аллювий надпойменных речных террас и современный аллювий, слагающий поймы. По три надпойменных террасы имеют реки Сура, Цивиль, Волга в пределах Чувашии по две и одной -- большинство средних рек республики. Аллювий надпойменных террас представлен песками с подчиненными слоями суглинков (иногда торфа). В основании толщи обычно залегает песчано-гравийно-галечниковый комплекс осадков. Отложения поймы отличаются от аллювия древних террас почти полным отсутствием в них гравийно-песчаных прослоев. Мощность отложений пойменных террас малых и средних рек 5-10 м, реже больше, рек Волги и Суры -- 10-25 м. Мощность отложений надпойменных террас Волги и Суры изменяется от 10-25 м до 25-50 м и более.

Озерные и болотные отложения имеют ограниченное распространение и развиты в основном на поверхности речных террас. Представлены они торфом светло- и темно-коричневого цвета и иловатыми суглинками с тонкопесчаными прослоями.

Элювиально-делювиальные образования распространены главным образом на междуречьях и склонах речных долин. Они чехлом покрывают указанные элементы рельефа и опускаются часто в речные долины на высокие террасы. Элювиально-делювиальные отложения отличаются неоднородностью состава, зависящего в основном от характера тех материнских коренных и четвертичных пород» в результате разрушения которых они образовались. В области развития пестро цветных татарских отложений элювиально-делювиальные образования имеют красно-бурую окраску. В районах распространения юры и мела они имеют темно-бурую и буровато-серую окраску. Мощность отложений изменяется от нескольких сантиметров до 5-10 м и больше. На водораздельных пространствах их мощность чаще всего 2-5 м.

Вдоль правого берега Волги на высоких террасах, склоне долины и далее на водораздельных пространствах до линии Моргауши-Цивильск широкой полосой развиты отложения эолового происхождения, представленные обычно желтовато-бурыми и коричневыми очень пористыми лёссовидными суглинками, с характерной призматической структурой, нередко сильно известковистыми, пронизанными корневыми ходами наземных растений. В них отмечаются своеобразные белёсые стяжения углекислых солей в виде белоглазок и журавчиков. Они также содержат несколько горизонтов погребенных почв. В полосе правобережья Волги мощность лёссовидных суглинков на водоразделах редко превышает 2-3 м, на высоких террасах и склоне долины достигает 5-10 м, а иногда и более.

Отложения с характерной косой слоистостью эолового типа, образующие более или менее крупные песчаные дюны, гряды и холмы, встречаются на высоких волжских и сурских террасах и в районах развития флювиогляциальных зандровых песков.

Рис.1 Геологическое строение Чувашской республики(«География Чувашии»)

2.2 Гидрогеологическое характеристика

Территория северных районов Чувашской республики (исследуемой территории) относится к Восточно-Русскому артезианскому бассейну, где сосредоточены крупные ресурсы пресных подземных вод. Эти воды приурочены к отложениям различного возраста -- от кайнозоя до палеозоя.

На территории Чувашии эти водоносные горизонты изучены в пределах всей осадочной толщи, то есть до глубины 1400-1800 м. Приурочены они как к четвертичным, так и дочетвертичным (меловым, юрским, пермским, каменноугольным и девонским) породами. Подземные воды имеют различия в химическом составе, степени минерализации, водообильности, глубины залегания, условиях питания, циркуляции и т.д.

По химическому составу и минерализации подземные воды изучаемой территории разделяются на гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные. Гидрокарбонатные воды в основном приурочены к четвертичным, юрским, меловым, и к верхним горизонтам татарских отложений, сложенными песчанно-глинистыми породами с прослоями известняков. Только в правобережье Волги, Порецкой и других положительных структурах, где слои тектонически приподняты, зона гидрокарбонатных вод захватывает и верхние горизонты доломитов казанских отложений. Минерализация вод в этих районах, особенно в верхних горизонтах, составляет всего 0,3-0.5 г\л, жесткость достигает 5-7 мг-экв. В нижних горизонтах минерализация вод 0,7-1.0 г\л. Общая мощность зоны колеблется в пределах 75-125 м, а в междуречье Суры и Свияги достигает 150 м и более. Таким образом, нижняя граница зоны, воды которой могут быть использованы для хозяйственно-питьевого водоснабжения, определяется уровнем базиса эрозии и находится на абсолютных отметках выше 20-30 м. Некоторым исключением здесь являются воды нижнемеловых и юрских отложений. В пределах абсолютных отметок плюс 20-30 м и, примерно, до минус 90 м залегают сульфатные воды, приуроченные к осадкам татарского яруса, к казанскому ярусу и к нижнепермским отложениям. Минерализация их достигает 40 г\л и более. Ниже абсолютной отметки минус 90 м располагается зона сильно минерализованных (до рассолов) хлоридных вод. Они приурочены к отложениям казанского яруса, нижнеперемским, каменноугольным и девонским образованиям. Описанные основные типы вод связаны между собой постепенными переходами.

Водоносные горизонты в четвертичных отложениях встречаются в элювиально-делювиальных, флювиогляциальных образованиях и аллювии. Наиболее важное значение среди них имеют подземные воды, приуроченные к аллювиальным отложениям, заполняющим долины Волги и Суры. Подземные воды аллювия Волги и Суры отличаются хорошим качеством и вполне пригодным для хозяйственно-питьевых нужд. Эти воды служат источником водоснабжения городов Шумерля, Ядрин, Чебоксары, Мариинского Посада.

Водоносный горизонт флювиогляциальных отложений распространенных почти повсеместно в юго-западной части республики ( от долины р. Суры на западе до линии Шемурша-Ибреси-Ядрин на востоке) частично подвержен загрязнению. Мощность горизонта до 20 м. Глубина до воды 5-10 м. Водообильность (оптимальный эксплуатационный расход) 0,5 л /сек. Воды пресные, гидрокарбонатно-кальциевые, минерализация 0,15 -- 0,4 г/л, жесткость 2,0-7,5 мг-экв. Грунтовые воды в этих отложениях могут использоваться для водоснабжения отдельных поселков из шахтных колодцев.

Среди верхнемеловых отложений выделяется сантонский водоносный горизонт, который на исследуемой территории не представлен.

Толща юры на основной части территории слабоводоносна, а на больших площадях, где преобладают в разрезе мощные слои глин, является водоупором. Водоносные горизонты приурочены к прослоям и линзам песков, алевролитов, известняков и мергелей. Мощность до 1,5 м. Водообильность 0,1 -- 1,0 л/сек. Воды пресные, гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые, минерализация до 1,26 г/л, жесткость до 22,0 мг-экв.

При послойном изучении верхнепермских пород отмечено, что мощность и водообильность горизонтов на всей территории северных районов существенно меняются. К наиболее водообильным относятся водоносные горизонты, приуроченные к казанским отложениям. В татарских отложениях, сложных по строению и пестрых по петрографическому составу, невозможно с достаточной определенностью выделить отдельные водоносные горизонты и проследить их изменение по всей территории республики.

Среди верхнетатарских отложений выделяется два водоносных комплекса. Первый приурочен к вятским и второй -- к северодвинским отложениям. Наиболее широко распространен последний. В целом в этой толще обнаружено до шести водоносных горизонтов, заключенных в слоях песков, песчаников, алевролитов, трещиноватых известняков и мергелей Глубина залегания до 120 м. Напор до 70 м, Водообильность 1-3 л/сек. Воды пресные, гидрокарбонатно-кальциево-магниевые, минерализация до 1 г/л, жесткость 3-9 мг-экв. Водоносны горизонты являются источником водоснабжения многочисленных селений Цивильского, Урмарского, Канашского, Ядринского и др. районов. В связи с невыдержанностью в распространении и сравнительно незначительной водообильностью водоносные горизонты имеют узко местное значение и для организации водоснабжения с большим водозабором малопригодны. Водоносный комплекс нижнетатарских отложений приурочен к трещиноватым известнякам, мергелям и доломитам, пескам и песчаникам. Мощность до 32 м. Глубина до 100 м. Напор до 100 м. Водообильность до 20 л/сек. Выше местного базиса эрозии воды пресные, гидрокарбонатно-кальциево-магниевые, минерализация 0,2-0,6 г/л, жесткость 0,4-10 мг-экв. Ниже базиса эрозии воды повышенной минерализации (1-22 г/л), сульфатно-хлоридно-натриевые. На всей территории воды нижнетатарских отложений являются основным водоносным комплексом. За счет этих подземных вод можно обеспечить хозяйственно-питьевой водой такие крупные населенные пункты, как города: Канаш, Шумерля, Ядрин, Цивильск; села: Кугеси и др. Водоносный горизонт казанских отложений весьма широко развит. Водосодержащими породами являются трещиноватые доломиты, известняки и мергели. Мощность горизонта до 50 м. Глубина залегания до 190 м. Напор до 130 м.

Водообильность около 20 л/сек (иногда до 50 л/сек). Химический состав и минерализация вод неоднородны. В основном это высоко минерализованные воды, по своему составу гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-натриево-кальциевые и хлоридио-натриевыв с общей минерализацией до 40 г/л. На фоне высокоминерализованных вод выделяются отдельные участки и зоны с пресными водами, приуроченные к Порецкой, Козловской и др. структурам. В пределах этих структур водоносный горизонт рекомендуется для водоснабжения.

Подземные воды нижнепермских, каменноугольных и, девонских отложений, приуроченные к трещиноватым и кавернозным известнякам и доломитам, характеризуются большими напорами, высокой минерализацией (до рассолов) и для хозяйственно-питьевого водоснабжения не пригодны. В целом эти воды характеризуются большим содержанием ионов хлора и кальция, накапливающихся преимущественно в застойной обстановке. Однако они представляют большой интерес, поскольку могут использоваться как лечебные воды.

2.3 Геоморфологические особенности

Территория северных районов республики расположено по правую, южную сторону р. Волги и в орографическом плане занимает северо-восточную часть Приволжской возвышенности (Чувашское плато), представляющую собой древнюю, слегка приподнятую и наклоненную к северу равнину с резко выраженным эрозионным рельефом. На севере и северо-востоке, к долине Волги, плато обрывается крутым нагорным берегом, подмываемым рекой, и лишь малая часть представлено Заволжской низменностью

В целом на рассматриваемой территории рельеф сложен и разнообразен, здесь имеются многочисленные возвышенные участки и понижения, долины рек, глубокие овраги, дюнные всхолмления и заболоченные низины. (см. рис. 2 Геоморфологическая карта Чувашской Республики)

Основным фактором формирования современного рельефа территории являются эрозионные процессы, возникающие в результате деятельности воды. На склонах и водоразделах она постоянно смывает материал и уносит его в пониженные места. Усиливает смыв материала геологическое строение территории республики. Горные породы, образованные в пермский период и выходящие на поверхность, перемяты, содержат водоносные горизонты и питают водотоки. В понижениях текучая вода сливается в потоки, размывая грунт. Зарождаются промоины, перерастающие в овраги, а затем в долины ручьев и рек. А в условиях общего поднятия территории, деятельность текучих вод усиливается. Именно деятельность рек в основном сформировала современный рельеф Чувашии.

Волга делит территорию республики на две части, отличающиеся по величине и характеру рельефа: низменную левобережную и возвышенную правобережную.

На левом берегу Волги сформировались террасы. Территория левобережья Волги представлена широкой поймой и надпойменными террасами. На пойме встречаются озера-старицы, затоны (полуотделившиеся протоки) и «воложки» (второстепенные рукава меженного русла), свидетельствующие о блуждании реки по пойме. За поймой идут надпойменные террасы высотой от20-30 до 60 м над уровнем воды. На террасах встречаются бугристые пески. Бугры созданы деятельностью ветра и представляют собой дюны, которые покрыты лесом. В рельефе они представлены низменностью, имеющей высоты 80-100 м. Для заволжского района густота овражно-балочной сети не превышает 0,4 км на 1 км2. Небольшая высота и слабый уклон местности на фоне значительных осадков привели к образованию множества торфяных болот и озер.

Современный рельеф правобережья Чувашии представлен северо-восточной частью Приволжской возвышенности (Чувашское плато). Возвышенность образовалась в результате тектонических движений земной коры в палеогеновый период. На территории относительная высота возвышенностей колеблется от 150 до 200 м.

Северная часть Чувашское плато, вдоль всей Волги и вглубь до Большого Цивиля, сильно изрезана овражно-балочно-речной сетью. Глубина эрозионного расчленения достигает 90-145 м. Территория этого района имеет не только глубокую, но и очень густую (до 2 км на км2 площади) эрозионную сеть. Овраги района очень разнообразны по своим размерам и форме. Быстрорастущие овраги ежегодно сокращают посевные площади района, причиняя огромный вред народному хозяйству. Наряду с действующими оврагами имеются и балки. Их размеры колеблются от 0,5 до 2-3 км. Характерны для района и оползни. Они широко распространены по правому берегу Волги, по склонам малых рек и некоторых оврагов.

В восточной части плато балок в 2,3 раза, а оврагов в 1,4 раза больше, чем в западной части. Но наибольшую густоту оврагов имеет северо-восточная часть территории, так как лесов мало и земли сильно распаханы. Овраги и балки имеют несимметричную форму: северные и восточные склоны удлиненные и пологие, а южные и западные - крутые. Это связано с неравномерным прогреванием солнцем и неравномерным накоплением снега на поверхности, поэтому смыв материала со склонов происходит с разной скоростью. Из-за характерной для республики чрезвычайно густой сети оврагов и балок ее нередко называют страной оврагов.

На крутых склонах долин рек и крупных оврагов исследуемой территории могут наблюдаться оползни. Такие склоны отличаются ступенчатыми уступами. Деревья на этих склонах наклонены в разные стороны («пьяный лес»). Оползни можно встретить на берегу Волги и в долинах других рек. Они развиваются потому, что склоны сложены слоистыми толщами, где водонепроницаемые слои чередуются с водопроницаемыми. При длительном увлажнении, например, весной или дождливой осенью, слои становятся неустойчивыми и огромные массы грунта сползают вниз по наклону. Оползни, как и овраги, наносят огромный вред хозяйству республики. Они разрушают находящиеся на склонах здания и сооружения, уничтожают пахотные земли.

По мере удаления от Волги склоны обычно становятся более пологими, постепенно удлиняются, водоразделы расширяются. Поверхность Цивиль-Кубнинского района представляет собой чередование не высоких плоских ассиметричных водоразделов и ассиметричных долин. Глубина эрозионного расчленения колеблется от 60 до 100 м. Почти повсеместно склоны долин расчленены быстро растущими оврагами, долинами речек, а иногда и балками.

Водоразделы в северных районов чаще всего очень ровные. Но на отдельных участках, там, где высоты превышают 200 м, встречаются невысокие холмы. Это останцы более древней поверхности, сохранившиеся в виде островков. Они встречаются в Вурнарском, Козловском, Моргаушском и Урмарском районах.

К западу и юго-западу Чувашское плато постепенно опускается так называемый Сурской прогиб с древней долиной р. Суры. Поверхность Присурского района представляет собой холмистую равнину, которая постепенно, а в отдельных местах уступами, опускается с востока на запад к долине р. Суры. Многочисленные долины правых притоков р. Суры расчленяют западный склон Сурско-Цивиль-Свияжского водораздела на ряд более мелких водоразделов. Всю западную часть Присурского района занимает долина р. Суры. Долина Суры ассиметричная. Левый склон ее почти повсеместно крутой, обрывистый, а правый - низкий, пологий. В долине Суры прослеживается пойма (современная терраса), первая и вторая надпойменные (верхнечетвертичная) и третья надпойменная (среднечетвертичная) террасы. Из всех террас четко выражена в рельефе только пойма. На поверхности поймы располагаются песчаные гривы, а понижения между ними не редко занимают старицы. Поверхности надпойменных террас осложнена эоловыми образованиями - дюнами и барханами.

Таким образом рельеф Чувашии действительно сложный, доминирует овражно-балочный характер рельефа. Развитию в республике овражно-балочной сети способствуют следующие обстоятельства:

1) глубокорасчлененный рельеф (относительная его высота превышает 200 м);

2) осадочные породы, залегающие под четвертичным чехлом, представлены слабоустойчивыми к эрозии слоями (алевриты, глины, известняки, пески и др.);

3) сток постоянных и временных водотоков в течение года неравномерен (например, сток Цивиля в апреле составляет 75-80% годового количества);

4) слабая залесненность республики (лесами покрыто всего 31%);

5) общее поднятие территории республики;

6) высокая сельскохозяйственная освоенность земель, особенно в северной части республики (сельскохозяйственные угодья республики занимают 55% всей ее площади).

Поэтому необходимо вести постоянную борьбу с водной эрозией, ослабляя действие перечисленных причин.

Рис. 2 Геоморфологическая карта Чувашской Республики («География Чувашии»)

3. Типологическое районирование

Существуют разные варианты физико-географического районирования территории. Для того чтобы провести районирование требуется провести сбор отраслевых картографических материалов и статистических данных, при необходимости проводиться маршрутные экспедиции для ознакомления с особенностями территории. Используя собранный материал проводиться районирование. Один из авторов районирования территории среднего Поволжья, куда относится Чувашия, является А.В. Ступишин, он на рассматриваемой территории (северная половина Чувашии) выделил четыре физико-географических района:

· Ветлужско-Кокшагский полесский ФГ район.

Ветлужско-Кокшагский физико-географический район занимает низменное левобережье Волги между реками Ветлугой на западе и Большой Кокшагой на востоке. На территории Чувашии этот ФГ район представлен лишь южной окраиной на севере республики в Заволжье. Ветлужско-Кокшагский район включает в себя территорию административных районов Марийской Республики: западную половину Медведевского, северо-западную часть Звениговского района, восточную часть Горно-Марийского производственного управления, север Чувашской Республики, юго-запад Яранского района Кировской области. Площадь района 5,4 тыс. кв. км.

Поверхность представляет собой низменную равнину с абсолютными высотами 80--140 м и 45--60 м над урезом Волги. Повышаясь к северу от Волги, поверхность достигает на северо-востоке 120,5 м абс. высоты. Максимальные высоты района приурочены к междуречью нижнего течения Большой Кокшаги и Волги -- это Липшинская возвышенность, достигающая 144,7 м абс. высоты. Низшая точка -- урез Волги -- 65,8 м. Реки слабо врезаны, глубина вреза достигает 20--40 м. Для района типична заболоченность междуречий. Обширные пространства заняты болотами верхового и переходного типа, заболоченными лесами и многочисленными озерами.