Первым исследователем, изучившим пост-плиоценовые и плиоценовые отложения в северной части Европейской России был Р. Мурчисон.
Пост-плиоценовые пласты Мурчисон встретил на правом берегу Двины, на расстоянии около 240 верст выше г. Архангельска и на правом берегу р. Ваги, в двух станциях южнее от предыдущего разреза.
Мурчисон приводит список раковин, найденных на Двине и Усть-Ваге:
1. Saxicava arctica (Живёт до 54° с.ш.)
2. Mya trunncata Linn . 2а Муа ?
3. Littorina littorea Ferr . (Живет в изобилии между 74° и 42° с.ш.)
4. Pecten Islandicus (Живет в Ньюфаунленде и до 56° с.ш.)
5. Nucula rostrata, Lam . (Северный вид)
6.Tellina calcarea, Chemn . (Живет в северных широтах до 60° с.ш.)
7.Tellina Grо enlandica (Находится в живом состоянии)
8. Mytilus edulis
9. Cardium ciliatum ? (вид неизвестен в Англии. Отличен от северных видов. Ближе к австралийскому)
10. Cardium Groenlandicum (Тот же самый, как и ныне живущий)
11. Cardium edule Linn . (Достигает 42° с.ш.)
12. Astarte Borealis, Nilson (Crassina Withami,Smith) Ныне живущий до 60° с.ш.
13. Astarte sulcata ,Nilson (Тождественен с живущим ныне A. Garensis)
14. Astarte D а mnoniensis, Lam (Живет под 55° с.ш.)
15. Astarte compressa , тождественен с живущим ныне Venus compressa .
16. Astarte multicostata? Smith .
17. Astarte depressa? Smith . Mt.
18. Natica clausa , живет в северных морях.
19. Buccinum undatum . Мелкое отличие.
20. Fusus carinatus, Lam, сходна с ныне живущим видом.
21. Balanus sulcatus, Linn . Достигает 54° с.ш.
22. Nucula rostrata, Lam.ne Sow . От 54° до 65° с.ш. Живет на Шпицбергене [9, с. 1135].
Затем Мурчисон приходит к выводу: «… не может быть ни малейшего сомнения, что осадки на Двине и Ваге сходны с некоторыми осадками Великобритании, Швеции, Норвегии и другими, описанными разными учеными и которые по суждению их, представляют поднятые на различные высоты части дна морского (после-плиоценовое образование). Точно такие же осадки находятся на берегах залива Св. Лаврентия…, где они достигают высоты четырех сот шестидесяти футов над Атлантическим океаном» [9, с. 1134].
Путешествие по Швеции убедило Мурчисона, что в окрестностях Упсалы морские после-плиоценовые осадки, содержащие Tellina Baltica , покрыты грубым щебнем и огромными эрратическими валунами. Мурчисон отмечает, что грубый щебень и песок, лежащие на Ваге и Двине на раковистых пластах трудно отделить от «эрратических явлений», поэтому он делает вывод, что щебнистые отложения также должны были накапливаться под водою.» [10, с. 443].
В 1843 году А. А. Кейзерлинг и П. И. Крузенштерн были направлены Академией наук для исследования геологии Печорского края.
В июне месяце они от Усть-Сысольска (Сыктывкара) поднялись по р. Вычегде до верхнего притока Воли, пересекли Печору и достигли Уральского хребта, затем спустились по Печоре от устья Илыча до Щугора, в районе которого снова обследовали восточную часть Урала, а далее продолжили сплав по Печоре до самой дельты Печоры.
Из с. Оксино в низовьях Печоры Кейзерлинг с Крузенштерном совершили рейд в Тиманскую тундру, пересекли р. Индигу и вернулись в Пустозёрск. 2 сентября 1843 г. экспедиция отправилась вверх по рекам Печоре и Ижме и впервые составил геологическое описание Ухтинского нефтеносного района.
А. А. Кейзерлинг установил существование ледникового центра на Северном Урале, откуда льды стекались в море, в Печорскую низменность. Результаты экспедиции были обобщены Кейзерлингом и Крузенштерном в специальной работе («Научные наблюдения во время поездки в Печорский край», 1846, Санкт-Петербург) [11].
Работы А. А. Кейзерлинга оказали существенное влияние на развитие дрифтовой гипотезы в Печорской низменности и Большеземельской тундры в конце XIX и середине XX веков.
В 1874 году А. А. Штукенберг [12] повторил маршрут графа Кейзерлинга и Крузенштерна, которые исследовали бассейн Печоры и Тиман. А. А. Штукенберг установил, что пост-плиоценовые образования покрывают всю площадь между Тиманом, Уралом и берегом океана; на юге площадь их распространения доходит до камско-печорского водораздела и, вероятно, до печорско-вычегодского.
По его данным пост-плиоценовую толщу можно разделить на два яруса: нижний глинистый и верхний песчаный; в долинах рек (Сулла, Индига, Печора) строение ее более сложное. Оба яруса слоисты и содержат валуны. Большинство валунов сосредоточено в глинистом ярусе. По А.А.Штукенбергу: «Вся пост-плиоценовая толща должна быть признана морским образованием, так как и в глинистом ярусе и в песчаном, часто совместно с валунами, даже покрытыми шрамами (р. Сулла) попадаются раковины моллюсков еще и ныне живущих в Ледовитом океане. Правда в центре бассейна (Печора) раковин этих нет, но зато они изобильно распространены ближе к окраинам (р.р. Сулла, Индига, Белая). Отсутствие раковин, в пост-плиоценовых пластах, залегающих в южной части бассейна, мне кажется, можно удовлетворительно объяснить позднейшим уничтожением их створок уже в поднятых пластах» [12, с. 120]. В своих рассуждениях А. А. Штукенберг придавал большое значение тектоническим движениям региона. В пост-плиоцене он выделил эпоху поднятия, во время которой появились ледники, и эпоху погружения, во время которого накопились морские осадки. По Штукенбергу в бассейне Печоры сначала был ледник, потом хлынуло море и все размыло. Валуны во всем разрезе четвертичной толщи. Межледниковья А.А.Штукенберг не выделяет.
С.Н. Никитин вслед за А.А. Кейзерлингом и А.А. Штукенбергом считал, что Тиманский ледник «имел несомненное движение на север: но строение его осадков осложнялось тем, что значительная северная часть Печорского края была в ледяную эпоху покрыта морем, что придавало большей части вносимых ледником осадков слоистое строение и, смешивая их с осадками моря, сохранило следы погружения довольно многочисленных остатков морских раковин, внедренных в те же слоистые валунные отложения» [13, с. 221].
Ф. Н. Чернышев [14] высказал предположение о значительной переработке моренных и ледниковых отложений наступившим позднее морем. Этим он объяснял мореноподобный характер морских осадков, занимающих всю территорию Большеземельской тундры.
Э. Толль, ссылаясь на работу Ф. Чернышева [14], написал: «Восточнее Белого моря в низменности между Тимманом и Уралом следы ледникового периода совершенно перемыты, так что только в последнее время благодаря Ф. Н. Чернышеву удалось настолько дополнить наблюдения его предшественников: графа Кейзерлинга, Барбо-де-Марни, А. А. Штукенберга, что вопрос вполне выяснен. Мы теперь знаем, что постплиоценовое море, которое вдавалось на юге заливом в область Печоры до 640 с.ш., разрушило морены ледникового периода, размыло их и вновь погребло отдельные валуны». [15, с. 114].
Однако, вскоре появились отдельные высказывания о существовании двух континентальных моренных горизонтов в Печорской низменности и в долинке р. Сев.Двины, разделенных морскими межледниковыми песками. Эти идеи в начале ХХ века стали господствующими. Впервые эта точка зрения была высказана В.П. Амалицким в 1896 г. по материалам, собранным значительно южнее и западнее по рекам Северной Двине, Сухоне и Вычегде [16].
К. А. Воллосович [17] в нижнем течении р. Северной Двины установил две морены, разделенные морскими отложениями. Он сообщил, что Императорское Минералогическое общество летом 1899 года поручило ему собрать коллекцию из четвертичных отложений, развитых в нижнем течении С. Двины и по Пинеге до водораздела ее с Мезенью. Это дало ему возможность проверить наблюдения, начатые им в 1897 году, когда удалось установить здесь нахождение двух морен и между ними слоистых, преимущественно морских, осадков с остатками фауны моллюсков.
В береговых обрывах на коренных породах (каменноугольных известняках и девонских глинистых сланцах и песчаниках) залегает нижняя морена кирпично-красного цвета с валунами кристаллических пород, глинистых сланцев и песчаников.
Нижняя морена покрыта темными песчанистыми слоистыми глинами с богатой фауной океанического типа. Выше они переходят в слоистые пластичные темно-серые глины с прослоями мелкозернистых серых песков сильно обводненными. Выше залегают слоистые суглинки (3-4 сажени) с раковинами морских моллюсков ( Yoldia, Tellina balnica). Выше желтые пески (2-3саж.) без фауны. И здесь читаем: «Желтые пески, покрывающие суглинки с Yoldia hiperborea залегают чечевицами и отличаются от темных песчанистых глин и желтых суглинков полным отсутствием валунов, которые изредка попадаются в виде отдельных вкраплений в глинистых и суглинистых образованиях с остатками морских раковин» [16, c.253]. Таким образом, необходимо отметить, что в межледниковых отложениях валуны все же изредка встречаются в глинистых образованиях.
На песках залегает верхняя морена, сложенная из неслоистой глины с большим количеством валунов кристаллических пород, глинистых сланцев и песчаников. Мощность валунной толщи от 2-х футов до 2-х сажен.
Так зарождалась идея трансгрессии морей Ледовитого океана, перемывавших ледниковые отложения. Эта идея получила впоследствии два взаимоисключающих направления. Гляциалист К. А. Воллосович обосновал идею, согласно которой, на севере было два оледенения, разделенные морской трансгрессией, последовавшей в межледниковье. Вторую точку зрения отстаивал Н. А. Кулик. Согласно его представлениям морская трансгрессия проявилась в среднем плейстоцене, во время максимального оледенения и наблюдалась до полного исчезновения ледников.
Палеогеография постплиоцена Арктики по Н.А. Кулику
Н. А. Кулик [18] в статье о северном постплиоцене пишет, что основным недостатком изучения потретичных отложений околополярных районов является отсутствие твердых оснований для классификации отложений и несовершенство методики исследования морских и континентальных ледниковых отложений.
Обычно для решения вопроса о морском или континентальном происхождении толщ считается достаточным присутствие видимых невооруженным глазом остатков морской фауны, а наличии валунов является неоспоримым доказательством континентальности толщи. Такой метод надо применять с осторожностью
Сейчас, пишет Н. А. Кулик, в Плавучем институте предпринято Я. В. Самойловым исследование микрофауны морских отложений и установлено, что на дне Северных морей толщи глинистых отложений переполнены валунами. Таким осадкам присвоено название «морских морен», и образуются они за счет разноса валунов морскими плавучими льдами и айсбергами.
Сейчас гляциалистами на площади от Кольского полуострова до Енисея установлены две морены, разделенные отложениями морской трансгрессии. Валуны считаются признаком континентальной морены и для всего севера Восточной Европы и Западной Сибири принимаются две ледниковые эпохи, в течение которых материковые льды покрывали эти области.
Однако по данным наблюдений Н. А. Кулика это не соответствует действительности. Прежде всего, необходимо выяснить, что представляют собою две валунные толщи. Долгое время валунные горизонты считались континентальными образованиями, несмотря на то, что в них были встречены in situ морские раковины и даже прослойки с морской фауной.
Он приводит обобщенный разрез потретичных отложений от Енисея до Кольского полуострова: 1. Нижний валунный горизонт; 2. Морские глины и пески; 3. Перерыв (пресноводные и континентальные осадки); 4. Морские глины и пески; 5. Валунный горизонт; 6. Немые желтые пески, леccовидные суглинки, морские осадки (побережья и островов).
Нижний валунный горизонт обнаружен только в нескольких случаях. Он представлен слоистыми глинами с валунами. По данным В.П.Амалицкого на Сев. Двине в нижнем валунном горизонте обнаружены морские раковины, а в верхний валунный горизонт содержит по данным Б. К. Лихарева, прослойки с морской фауной. Еще в 1910 г. в Печорском бассейне Н. А. Кулик установил, что как верхняя, так и нижняя морена представляют собой морские отложения, определенного облика. Морские раковины залегаю здесь in situ.
А.А.Кейзерлинг, А.А.Штукенберг, Ф.Н..Чернышев и другие ученые также отмечали на Тимане присутствие морских раковин в валунных отложениях и только наличие штрихованных валунов по их мнению подтверждало ледниковое происхождение валунной толщи. Н. А. Кулик наблюдал в валунных отложениях нежнейшие створки цельных морских раковин. Я. В. Самойлов изучил материал Плавучего института по Баренцеву морю и установил в валунных толщах наличие микрофауны в «морской морене», образование которой связано с разносом валунов айсбергами и морскими прибрежными льдами.
Образование нижнего мощного валунного горизонта Кулик связывал с периодом развития максимального оледенения в Европе, вследствие которого север Евразии испытывал погружение, вызвавшее бореальную трансгрессию.
Морская толща образует главную толщу пост-плиоценовых образований. Представлена она двумя свитами песчанистых глин с остатками фауны, разделенных зоной размыва. Верхний слой представленный пластичной бурой глиной, переполнен валунами. Этот слой замещается в горизонтальном направлении и по вертикали безвалунными песками. Комплекс морских глин перекрыт желтыми песками берегового типа, лессовидными суглинками и современными тундровыми образованиями.