Геологическое строение Западно-Сибирской равнины является следствием ее положения на одноименной плите молодой Урало-Сибирской (Центрально-Евразиатской, Урало-Тяньшанской) эпипалеозойской платформы.
71
Фундамент плиты представляет собой огромную депрессию с крутыми восточными и северо-восточными и пологими южными и западными бортами. Он состоит из допалеозойских, байкальских, каледонских и герцинских блоков. Наиболее древний - Иртыш-Надымский средний массив. Фундамент разбит разновозрастными глубинными разломами. Наиболее крупные - Восточно-Зауральский и Омско-Пурский (Колтогорско-Уренгойский) субмеридиональные разломы. Поверхность фундамента плиты расчленена на Внешний прибортовой пояс и Внутреннюю область, которые осложнены системой впадин и поднятий, отражающих его боковое строение.
Внешний пояс представлен склонами горно-складчатого обрамления, полого или более круто опускающимися к центральной части депрессии. Фундамент в его пределах залегает неглубоко (менее 2,5 км). Ближе всего к поверхности он подходит на крайнем юго-западе Кустанайской седловины (300 - 400 м). Внутренняя область разделена на две ступени. Южная ступень (Среднеобская мегантеклиза) характеризуется глубиной залегания фундамента от 2,5 до 4,0 км. Наиболее опущенная северная ступень плиты представляет собой Ямало-Тазовскую мегасинеклизу (8 - 12 км). От Среднеобской мегантеклизы Ямало-Тазовская мегасинеклиза отделена, по-видимому, субширотным глубинным разломом (Транссибирским), к северу от которого глубина залегания фундамента резко увеличивается от 4 до 6 км.
Между фундаментом и осадочным чехлом плиты залегает переходный комплекс триасово-нижнеюровского возраста. Его образование связано со сводообразным воздыманием и растяжением фундамента, следствием чего явилось формирование внутриконтинентальной рифтовой зоны с системой грабенообразных впадин. В этих впадинах происходило накопление осадочно-вулканогенных и осадочных угленосных континентальных толщ мощностью до 3 - 5 км. Магматические породы переходного комплекса представлены преимущественно базальтовыми лавами и туфами. Развитие Западно-Сибирской внутриконтинентальной рифтовой зоны не привело к образованию нового океана.
Общее погружение плиты и накопление осадочного платформенного чехла началось в наиболее глубокой северной части с верхнего триаса, а на остальной территории - со средней юры и носило дифференцированный характер. Формирование чехла в мезокайнозойское время протекало фактически непрерывно в условиях длительного устойчивого прогибания.
Чехол представлен переслаивающимися песчано-алевро-литовыми прибрежно-континентальными отложениями и морскими
72
глинистыми и песчано-глинистыми толщами мощностью 3 - 4 км в южной части и свыше 7 - 8 км - в северной. Морские отложения преобладают в нижней части разреза (до нижнего олигоцена включительно) и связаны с бореальными трансгрессиями. Максимальные трансгрессии, охватившие почти полностью территорию плиты, имели место в конце юры, начале позднего мела и палеогена.
С активизацией тектонических подвижек на платформенном этапе развития плиты связано возникновение многочисленных локальных структур, выраженных только в осадочном чехле. Установлено, что в приразломных зонах количество локальных поднятий, являющихся основными вместилищами нефти и газа, возрастает в 3 - 4 раза по сравнению с остальной территорией.
С тектоническими движениями олигоцена связано поднятие северного блока плиты, отчленившего Западно-Сибирское море от Арктического бассейна. Морской режим непродолжительное время еще сохраняется в центральной и южной частях равнины, но уже в середине олигоцена море через Тургайскую ложбину окончательно покидает Западную Сибирь. В связи с этим верхняя часть осадочного чехла сложена континентальными толщами, достигающими в южной, прогибающейся части плиты большой мощности, местами до 1 - 2 км. Среди них преобладают озерно-аллювиальные песчано-глинистые и озерные, преимущественно глинистые, отложения.
В неогене отчетливо обособляется зона субширотных Обь-Енисейских поднятий, расположенных над Транссибирским разломом и соответствующих современным Сибирским Увалам.
К концу неогена уже сформировались общие орографические черты Западной Сибири. Пониженные участки совпадали с тектоническими прогибами, в которых, вероятно, располагались речные долины. Уровень моря был в это время на 200 - 250 м ниже современного, и большая часть дна Карского моря вместе с северными районами равнины представляла собой сушу, глубоко расчлененную речными долинами.
Общее похолодание климата, происходившее в неогене, особенно усилилось к концу периода, что привело к развитию четвертичного оледенения.
Древнее оледенение Западной Сибири было достаточно своеобразным. Существование раннеплейстоценового Демьянского оледенения признается не всеми исследователями.
Средний и верхний плейстоцен был временем древнего оледенения и морских трансгрессий. В научной литературе до настоящего времени остро дискутируются вопросы о характере
73
Рис. 13. Основные орографические элементы Западной Сибири
древнего оледенения на территории Западной Сибири, о количестве и синхронности или асинхронности ледниковых эпох и морских трансгрессий, о стоке западносибирских рек во время плейстоценовых оледенений.
Большинство исследователей считает, что оледенения Западной Сибири повторялись неоднократно. Кроме Демьянского выделяют Самаровское, Тазовское (его считают стадией Самаровского),
74
Зырянское, имевшее несколько стадий, и Сартанское оледенения. Максимальным было Самаровское оледенение, граница которого проходила субширотно вблизи 60° c.ш.: от верховьев Туры и Тавды к долине Иртыша севернее Демьянки, по междуречью Ваха и Тыми к устью Подкаменной Тунгуски.
Каждое последующее оледенение занимало все меньшую площадь, а Сартанское оледенение, согласно господствующим в настоящее время взглядам, было горно-долинным и оказало на развитие природы Западной Сибири лишь косвенное влияние.
Морская трансгрессия, начало которой предшествовало Демьянскому оледенению, продолжалась в течение среднего плейстоцена. Максимум ее совпал с Самаровским оледенением. Море покрывало всю территорию к северу от Сибирских Увалов. Эта часть равнины представляла собой зону морского оледенения, где происходило накопление морских отложений. Лишь в пределах Сибирских Увалов морское оледенение сменялось континентальным. Максимум верхнеплейстоценовой трансгрессии предшествовал Зырянскому оледенению.
На основе анализа состава валунов и распространения холмисто-моренного рельефа исследователи пришли к выводу, что ледники на территорию Западной Сибири двигались из двух центров: с Полярного Урала (Уральско-Новоземельский центр) и со Средней Сибири (плато Путорана и север Таймыра). При этом некоторые ученые (А.И. Попов, Г.И. Лазуков) считают, что даже в эпоху максимального оледенения уральский и сибирский ледники не смыкались; поэтому реки, текущие с юга, хотя и встречали преграду, образованную льдами, находили путь на север между двумя ледниками. Следовательно, сток Оби, Иртыша и Енисея в сторону Северного Ледовитого океана сохранялся в течение плейстоцена.
Другие исследователи (Н.К. Высоцкий, В.И. Громов, В.Н. Сакс, И.А. Волков и др.) утверждают, что оледенение имело форму щита, преграждавшего сток рек на север. Южнее границы ледника происходило формирование гигантских подпрудных озер, избыток вод которых сбрасывался на юго-запад в Арало-Каспийский бассейн. Подобная ситуация повторялась и в последующие оледенения. Это приводило к неоднократной перестройке гидросети. Сток в Северный Ледовитый океан был характерен лишь для межледниковий.
В ряде работ высказывается мнение о том, что Зырянское оледенение не было последним на территории Западной Сибири, что и в эпоху Сартанского оледенения север равнины был занят
75
ледниковым покровом, южный край которого подпруживал текущие на север реки. На карте последнего оледенения Северной Евразии над Ямалом и западной частью Карского шельфа показан один из главных центров растекания льда, получивший название Карского (рис. 14).
Рис. 14. Сартанское оледенение (по И.А. Волкову и др., 1978)
Если придерживаться сведений, что среднеплейстоценовые отложения севера Западной Сибири представлены не гляциально-морскими, а континентальной мореной, то можно предположить существование Карского центра оледенения и в самаровское время, а также подвергнуть сомнению синхронность максимума трансгрессии с самаровским оледенением. Таким образом, дискуссия по вопросам плейстоценовой истории продолжается.
В отличие от Русской равнины, где талые ледниковые воды стекали на юг, в Западной Сибири, имеющей общий уклон поверхности к северу, эти воды скапливались у края ледника, образуя
76
приледниковые водоемы, постепенно мигрирующие вслед за краем ледника к северу. Талые воды перемывали оставленную ледником морену, оглаживая холмисто-моренный рельеф и перекрывая его водно-ледниковыми отложениями. В этом заключается одна из причин ограниченного распространения в Западной Сибири типичного холмисто-моренного рельефа и относительно широкого развития водно-ледниковых и озерно-аллювиальных равнин.
В периоды оледенений на территории Западной Сибири на свободных ото льда площадях происходило глубокое промерзание грунтов и образование многолетней мерзлоты. Во внеледниковых областях шло образование лессовидных суглинков, перекрывающих все более древние отложения и достигающих местами мощности 2 - 2,5 м.
В течение плейстоцена наблюдались неоднократные смены знака и скорости тектонических движений. В конце последнего оледенения вновь произошло опускание северных прибрежных районов, их затопление морскими водами и накопление толщ, слагающих голоценовые морские террасы.
Регрессия моря в послеледниковое время вызвала усиление врезания рек на территории Западной Сибири. Деятельность текучих вод является основным рельефообразующим процессом в голоцене на большей части равнины. Рисунок речной сети в основном унаследован от плиоцена. Небольшие абсолютные высоты обусловили малые уклоны рек и преобладание боковой эрозии над глубинной. Об этом свидетельствует огромная ширина речных долин (в низовьях Оби до 100 - 120 км) при относительно неглубоком врезе (до 60 - 80 м). От ледникового периода на больших пространствах Западной Сибири еще сохранилась масса межморенных и остаточных приледниковых озер, а в южной части - термокарстовых и просадочных озер.
Общее потепление климата в голоцене привело к смещению к северу границ природных зон, к замещению тундростепей и холодных лесостепей, существовавших вблизи границы ледников, лесной растительностью. В южной части равнины сохраняются лесостепи и степи. Потепление достигло максимума в ксеротермальный период (бореальный ксеротермический максимум - 8 - 9 тыс. лет назад), когда древесная растительность распространялась на 3° - 4°С евернее современной границы. Об этом свидетельствует нахождение стволов деревьев и пней в отложениях тундры Ямала и Гыдана.
С ксеротермальным периодом связывают начало широкого заболачивания Западной Сибири. Интенсивное испарение
77
с поверхности привело к усыханию многочисленных озер, уменьшению их глубин и зарастанию. На месте зарастающих озер возникли множественные очаги заболачивания. Близко расположенные очаги сливались, и площадь болот возрастала. Особенно интенсивно это происходило в периоды похолоданий.
В течение голоцена отмечается несколько периодов потеплений и похолоданий. В настоящее время происходит похолодание климата и связанное с ним медленное смещение границ природных зон к югу. Этот процесс достаточно отчетливо прослеживается в северной части равнины, где тундры вытесняют древесную растительность вблизи северного предела распространения редкостойных лесов. На юге наступанию леса на лесостепь препятствует хозяйственная деятельность человека. Вырубая леса, человек вмешивается в ход естественного процесса и способствует расширению площади степной зоны.
78
