ХИБИНЫ

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Хибины – небольшой, но наиболее высокий горный массив Кольского полуострова (абсолютная высота – до 1200 м).

Хибинский горный массив расположен в центральной части Кольского полуострова между 67°30' и 67°50' северной широты и 33°10' - 34°10' восточной долготы, имеет овальную форму (длина осей – около 40 км и 50 км), занимает площадь в 1327 км². С запада и востока Хибины ограничены двумя большими депрессиями, которые заполнены озёрами Имандра и Умбозеро. Имея абсолютные высоты в 900 - 1200 м, Хибинский массив резко возвышается над окружающей его болотистой равниной с отметками 130 - 140 м.

Щелочные интрузии имеют широкое распространение на Кольском полуострове, однако Хибинский массив нефелиновых сиенитов занимает среди них особое место как по размерам и своеобразию слагающих его пород, так и по приуроченности к нему крупнейших в мире месторождений апатита. Возникший в 1930 г. на берегу оз. Бол. Вудъявр город Хибиногорск (ныне г. Кировск) стал крупнейшим центром апатитовой промышленности. Среди районов Заполярья Хибины одним из первых подверглись интенсивному хозяйственному освоению.

РЕЛЬЕФ ХИБИН

Тектоника и геология

По происхождению Хибинский горный массив – интрузивное тело, застывшее около 300 млн. лет назад на некоторой глубине в толще существовавшего тогда покрова осадочных пород, обнажённое последующим сносом, тектонически поднятое над соседними равнинами в последние 30 - 40 млн. лет. Хибины находятся в Центральнокольской зоне восточной части Балтийского щита. Земная кора – континентального типа толщиной 30 - 40 км. Она разбита на множество блоков – крупных, разграниченных глубинными разломами, пронизывающими кору на всю её толщу, и более мелких блоков, разделённых разломами глубиной менее 15 км. Глубинные разломы образовались в среднем палеозое, в ту же фазу тектонической активизации, к которой относится образование Хибинской, Ловозёрской и других интрузий, ныне соответствующих возвышенностям – «тундрам». Поднятие магмы произошло по глубинным разломам, в частности – по Хибинскому разлому, проходящему под южной частью котловины озера Имандра, Хибинами, Ловозёрскими Тундрами и имеющему ширину до 40 км.

Хибинское интрузивное тело имеет воронкообразную форму. Его образование проходило несколько фаз, что отражается в его структуре и в концентрическом рисунке контуров на геологической карте. Возраст пород увеличивается от центра к краям интрузии. Плоскости её контакта с окружающими породами падают от внешнего края к центру массива под углом 74 - 77°. Слагается интрузия щелочными нефелиновыми сиенитами (их породообразующие минералы: калиево-натриевый полевой шпат, эгирин, нефелин), которые разделяются на типы по различиям в минеральном составе и размере кристаллов. Интрузии нефелиновых сиенитов сравнительно редки на Земле (площадь их распространения на два порядка меньше, чем гранитов) и обычно исключительно богаты разнообразными минералами. В Хибинах обнаружено свыше 200 их видов и разновидностей, некоторые из них уникальны.

В облике рельефа Хибин большое значение имеют разломы. Некоторые из них заложились ещё во время остывания интрузии. Эта группа нарушений, относящихся к позднемагматическим, включает конические, кольцевые и радиальные разломы. По коническим разломам, направленным к центру зоны распространения фойяитов, произошли опускания центральных участков относительно краевых на величину до 500 м; небольшие сбросы произошли и по поперечным разломам. Все позднемагматические разломы запаяны магмой.

Заключительный этап остывания интрузии – время образования разрывов второй, послемагматической группы. По происхождению они связаны с напряжениями не только в самом теле интрузии, но и в коре Кольского полуострова в целом. От позднемагматических эти разломы отличаются тем, что запаяны не магмой, а гидротермальным материалом, принесённым из недр сильно минерализованными горячими растворами.

Наконец, ещё более поздние разломы, которые можно назвать общетектоническими, образованы после того, как иссякли гидротермальные растворы. Эти разломы заполнены лишь рыхлыми продуктами химического выветривания нефелиновых сиенитов. Они вызваны напряжениями, общими для земной коры Кольского полуострова, и имеют ЮВ-СЗ, ЮЗ-СВ, С-Ю и З-В направления. По возрасту они относятся к двум этапам активных тектонических движений – отчасти всё к тому же среднепалеозойскому, но в основном к неотектоническому (последние 40 - 30 млн. лет). В оба этапа не только образовались новые, но обновлялись и прежние – поздне- и послемагматические разломы.

Для формирования долинной сети реки Хибин использовали разломы, точнее – ослабленные зоны разных направлений, образованные или омоложенные на неотектоническом этапе. Этим же ослабленным зонам следуют все каньонообразные перевалы и зияющие «трещины» на склонах плато.

Рельеф

Особенности геологического строения Хибин непосредственно проявляются в рельефе. Хибинский, как и Ловозёрский, горный массив представляет собой отпрепарированное интрузивное тело, очертания которого в плане полностью соответствуют границам площади распространения щелочных пород. Абсолютные отметки Хибин достигают 1200,6 м (гора Юдычвумчорр), а относительные колеблются от 500 до 700 м.

Господствующим типом рельефа Хибинских гор является гляциальный, реликтовый с незначительной переработкой последующими процессами. Характерные гляциальные формы рельефа – троговые долины, цирки, кары – сближают Хибины со Скандинавскими горами или горами арктических островов. Доказано тектоническое (горстовое) происхождение Хибинского массива. Образованные в карбоне, во второй половине третичного периода, Хибины подверглись омоложению. Современные движения земной коры Хибинского массива определяются двумя главными моментами:

1) вертикальным сводообразным поднятием Балтийского кристаллического щита в целом, которое является продолжением прежних, заложенных ещё в допалеозойское время движений и не может быть результатом проявления только ледниковой изостазии;

2) автономными блоковыми движениями, в частности, локальным воздыманием Хибин.

Остатками поднятого пенеплена служат плато, которые являются вершинами Хибинских гор и располагаются на высотах 900 – 1100 м абс. высоты. Издали Хибины представляются в виде широкого плоского купола, однако вершины отдельных массивов имеют более или менее значительные уклоны. Иногда направление уклона поверхностей плато согласуется с направлением падения интрузивных тел (плато Тахтарвумчорр). В целом поверхность плато представляет поверхность единого древнего пенеплена, изменённую ледниковой денудацией, аналогично другим подобным образованиям Фенносканди. Отсутствие останцов на плато указывает на значительную древность поверхности, хотя по петрографическому составу поверхность плато редко является однородной. Поперечный профиль отдельных массивов асимметричен, что обусловлено различной глубиной вгрызания цирков. Поверхность плато занята каменными россыпями, полями каменных многоугольников и полос с небольшими участками мохово-лишайниковой тундры или разреженной арктоальпийской растительностью. Характер элювиального покрова (мощностью 1 – 1,5 м) зависит от петрографии подстилающих пород: крупноглыбовый формируется на хибинитах и рисчорритах, плитняковый элювий – на фойяитах. Количество песчаноалевритовых фракций в элювиально-делювиальных отложениях плато незначительно.

Главный водораздел Хибин проходит по высшим отметкам платообразных вершин к востоку от сквозной долины Кукисйок – Куцйок, происхождение которой связывают с проявлением новейший тектоники. Реки западнее водораздела входят в систему бассейна оз. Имандра; восточнее – в систему Умбозеро.

Радиально-концентрический рисунок речной сети находится в прямой связи с кольцевым строением интрузии: направления основных речных долин идут по радиусам, в крест простиранию интрузивных тел, направления притоков – согласно простиранию, т.е. под углом, близким к прямому по отношению к главной реке (рис.1). Этот рисунок эрозионного расчленения предопределён, по-видимому, системой трещин, причём, главным образом, трещин первично-тектонических, а также линейных кор выветривания.

Долины имеют ящико- или корытообразный поперечный профиль, незначительную длину (10 – 15 км), в верховьях заканчиваются одним или системой цирков. Все основные долины Хибин заложены в доледниковое время и трогообразную форму приняли в период покровного оледенения. Дно долин покрыто мореной и флювио-гляциальными отложениями с наложенными на них пролювиально-лавинными и селевыми конусами.

Почти все верховья рек соединяются между собой ущельями и перевалами. Ущелья обычно наследуют зоны тектонических нарушений и линейных кор выветривания, разработанных различными процессами денудации. Возраст их определяется как поездне- и послеледниковый. Перевалы несут следы работы ледника, что придаёт им мягкий сглаженный рельеф.

На внешних склонах Хибин широко развиты аккумулятивные ледниковые формы рельефа – приледниковые террасы, озы, друмлины и др.

Почти треть площади массива занимают цирки и кары, достигая значительной величины и редкого совершенства форм. Кары представляют собой обширные чашеобразные углубления на склонах гор, ограниченные с трёх сторон высокими стенами – бортами. Цирки, в отличие от каров, представляют собой верховья доледниковых речных долин. Помимо цирков и каров для Хибинского горного массива характерны вытянутые гляциальные формы рельефа, напоминающие троги, но по масштабам и морфологии близкие к карам и циркам. Они занимают преимущественно долины мелких рек – притоков первого и второго порядка, имеют значительное преобладание длины над шириной. Днища их располагаются, как правило, не ниже 600 – 700 м, и долины являются висячими. Эти формы принято называть микротрогами.

По морфологическим признакам кары Хибин можно разделить на кары с плогонаклонным дном – простые или нивальные кары и кары с преуглублённым дном. Простые кары пользуются наиболее широким распространением, составляя 34% от числа всех цирков и каров Хибин. Площади таких каров лежат в пределах 1 – 3 км² и близки к площадям простых цирков. Преуглублённые кары отличаются наличием скалистого ригеля и преуглублённого днища, часто занятого озером. Крутые скалистые стенки достигают 200 – 250 метров, осыпи покрывают до одной трети нижней части склона. Продольный профиль кара часто имеет ступенчатый характер с серией озёр, подпруженных моренными валами (рис. 2). Условия для развития ледников в карах с преуглублённым днищем были более благоприятны по сравнению с простыми карами: днища преуглублённых каров в среднем лежат на 200 м выше и ориентированы, главным образом, в переделах юго-восточной четверти горизонта, т.е. располагаются в ветровой тени по отношению к направлению господствующего (северо-западного) переноса снега. Результатом более активного развития оледенения в этих карах является их преуглубление, более значительная площадь дна и высота стен по сравнению с простыми карами.

Почти все верховья основных рек Хибин или их притоков заканчиваются цирками. Площадь цирка составляет обычно 2 – 3 км². Зубчатые кромки обрывов цирков находятся на плато высотой 1000 – 1100 м. Отвесные задние стенки цирков высотой от 150 до 300 м с крутизной до 70 – 85° рассечены трещинами в верхних частях; подножья стен заняты крупноглыбовыми осыпями, спускающимися до самого дна цирка. Днища цирков располагаются на отметке 600 – 700 м; они покрыты плащом моренного материала, мощность которого лежит в пределах нескольких десятков метров. В устьевых частях цирки отделяются от долин моренными валами высотой до 20 – 30 метров. Для Хибинского массива характерны два морфологических типа цирков: простые цирки, развитые в верховьях долин, и сложные цирки (двухкамерные и другие). Цирки простой формы развиты, главным образом, в верховьях притоков основных рек, составляя 25% от общего числа цирков и каров Хибин. Площади лежат в пределах 1 – 2 км², днища незначительны (0,1 – 0,5 км²) и плохо выражены. Средняя высота задней стенки в простых цирках наименьшая по сравнению с другими типами цирков и каров и редко превышает 150 – 200 метров. Преобладающие отметки днища – от 400 до 700 м. Ориентировка простых цирков не имеет преобладающего направления; занимая верховья притоков основных рек, они подчиняются радиально-концентрическому рисунку гидросети. Примерами сложных цирков могут служить цирк Подъёмный в долине реки Юкспоррйок; цирк в верховьях левого притока реки Малая Белая на южном склоне г. Вудъяврчорр; цирки в верховьях рек Тульйок, Расвумйок, Петрелиуса, Вуониемйок. Они составляют 18% от общего числа цирков и каров Хибин. Для этого типа цирков характерны: большие размеры (площадь – 3 – 4 км², до 7,5 км²); сложная форма в плане; приуроченность к массивам выше 1000 – 1100 метров абс. выс. Стенки цирков, как правило, высотой более 200 м, а днища лежат на высоте 600 – 700 метров.

К категории сложных цирков целесообразно отнести цирки вытянутой формы, развитые в долинах рек, притоках главных водотоков. В качестве примеров можно указать на цирки Снежный и Апатитовый. Эти цирки также имеют значительные размеры, но длина их в 2 – 3 раза превышает ширину. Сложные цирки приурочены к центральной, наиболее возвышенной части массива. Они ориентированы главным образом в пределах северо-западного сектора. По всей вероятности, это можно объяснить их положением в тылу больших долин, открытых для северо-западных ветров, с которыми связана главная составляющая метелевого переноса снега в Хибинах. В целом, сложные цирки, по сравнению с простыми, отличаются более благоприятными условиями для развития оледенения. К таким условиям следует отнести: примыкание к наиболее высоким и значительным по площади платообразным вершинам, высокоподнятые днища, выгодная ориентировка, значительная высота бортов.

Микротроги отмечены в бассейне реки Кунийок. Составляют 15% от всех цирков и каров. Как правило, микротроги являются висячими, и величина превышения устьевой части над дном основной долины составляет 150 – 200 метров. В бассейне реки Кунийок висячий характер мелких долин-притоков был предопределён, по-видимому, относительным тектоническим поднятием левого борта долины. По площади они близки к карам и врезаны в средние и верхние части склонов гор. Ориентированы в пределах самой холодной для Хибин северо-восточной части горизонта. Узкие высоколежащие небольшие долины способствовали развитию активных ледников, которые оставили после своего исчезновения комплекс отчётливых конечно-моренных образований.

История развития рельефа

В истории развития рельефа Хибин можно выделить три основных этапа.

Первый – доледниковый этап длительной континентальной денудации, который прерывался фазами поднятия и омоложения рельефа. Так, в третичный период ведущую роль в образовании рельефа играл тектонический фактор, в результате чего произошло поднятие Хибин на значительную высоту. Заложились основные формы тектонического расчленения. Последующее глубокое эрозионное расчленение происходило по системе нарушенных или ослабленных зон. Покров более устойчивых к денудации вмещающих пород существовал на большей части водоразделов вплоть до ледникового периода, о чём свидетельствуют находки ксенолитов на вершинах Хибинских и Ловозёрских гор, например, на вершине горы Китчепахк.

Второй – ледниковый этап. Большинство исследователей четвертичной истории Кольского полуострова устанавливают наличие двух материковых оледенений на данной территории, хотя наряду с этой точкой зрения существуют сторонники и большего числа оледенений – до четырёх, не считая горного оледенения Хибин. Двукратное оледенение Кольского полуострова подтверждается наличием двух горизонтов моренных отложений, разделённых межледниковыми морскими и озёрно-речными отложениями. Морена предпоследнего оледенения ориентировочно датируется временем днепровского оледенения, последнего – валдайским. Нижняя морена обнаружена лишь в глубоких долинах восточной части полуострова; от верхней (более поздней) она отличается большим содержанием глинистых частиц и красно-бурым цветом; мощность колеблется в пределах 1,5 – 2 м. Хибинский и Ловозёрский массивы вместе с Заимандровскими Тундрами являлись центрами предпоследнего оледенения, уступая, естественно, по значению главному центру – Скандинавии. Направление движения льда днепровского материкового оледенения на Кольском полуострове было, в основном, с запада на восток; валдайского – юго-восточнее. Время днепровского оледенения (преимущественно начальная и конечная стадии) является наиболее активным периодом формирования гляциального рельефа Хибин.

Отложения последнего межледникового века (днепровско-валдайского) представлены на Кольском полуострове морскими отложениями бореальной и беломорской трансгрессий и аллювиально-дельтовыми отложениями.

Для последнего валдайского оледенения всеми исследователями придаётся покровный характер его первой стадии и разногласия касаются, в основном, его второй стадии – стадии нунатаков. Следами первой стадии валдайского оледенения в Хибинах служат немногочисленные аккумулятивные формы рельефа на высоте около 700 метров, а также эрратические валуны, найденные на вершинах плато, что свидетельствует о мощности льда в данный период порядка 1000 – 1500 метров.

Наиболее полемическим остаётся вопрос о характере убывания последнего оледенения. Значительная часть исследователей считают, что заключительным фазам покровного оледенения соответствует локальное оледенение Хибин, развитию которого способствует географическое положение и значительная абсолютная высота.

Изучение пыльцы торфяников указывает, что оледенение Хибинского и Ловозёрского массивов сохранялось почти до климатического оптимума в атлантический период. В течение большого отрезка времени в Хибинах, подобно другим горам Скандинавии, существовало оледенение карового типа, что подтверждается прекрасно выраженными конечно-моренными валами, запирающими цирки и кары, и свежестью холмисто-западинного рельефа, который заметно отличается от ледникового рельефа в других частях долин.

В течение ледникового периода эрозионно-тектонический рельеф гор был преобразован в гляциальный: эрозионные долины были превращены в широкие корытообразные долины-троги, верховья рек и денудационные воронки на склонах преобразованы в крупные цирки и кары. Днища долин и нижние части склонов оказались перекрытыми гляциальными и флювиогляциальными отложениями. Глубинная эрозия в этот период была незначительной, о чём свидетельствуют остатки доледниковой коры выветривания на дне долин под моренными отложениями. В Хибинах древняя кора выветривания встречена более чем в 13 пунктах: в долинах рек Поачйок, Лопарской, Вуониемйок, Рисйок, Сев. Лявойок, Майвальтайок, Тульйок и др. Повсюду кора выветривания встречается отдельными участками в нижних частях долин под мощной толщей морены. Кора выветривания представлена чаще всего плотно сцементированной брекчией: остроугольные обломки представлены материалом из местных коренных пород, цемент – опалом, в большей или меньшей степени загрязнённым окислами железа с различными тонкими продуктами выветривания. Широкое развитие доледниковой коры выветривания указывает также на доледниковый возраст основных форм рельефа в Хибинах и на незначительную эродирующую роль ледников.

Третий – послеледниковый этап в истории развития рельефа Хибин, продолжающийся и до настоящего времени, характеризуется голоценовым оледенением в цирках и карах, тектоническим поднятием и рядом современных процессов, формирующих формы мезо- и микрорельефа.

Основными вмещающими формами для голоценовых ледников Хибин были цирки, кары и микротроги. Все они несут следы пребывания голоценовых ледников в форме конечных морен четырёх стадий оледенения. Выделяют следующие основные типы ледников четырёх стадий голоценового оледенения. В I и II стадии ледники, как правило, выходили за пределы вмещающих форм (цирков, каров и микротрогов), заканчиваясь на склонах и в днищах долин. В карах развивались карово-висячие ледники; в цирках – карово-долинные, и в микротрогах – миниатюрные долинные ледники. Конечные морены III стадии оледенения обычно размещаются внутри цирков, каров и микротрогов. Господствующим типом ледников III стадии оледенения были каровые. Развитие каров в этот период оледенения было наиболее активным: во многих из них были образованы устьевые ступени или ригели, а некоторые из них были преуглублены. В микротрогах и ряде цирков были образованы ступени в продольном профиле. Для IV стадии оледенения характерно распадение компактных ледниковых тел, заполняющих цирки и кары, и образование мелких эмбриональных ледников. Наиболее многочисленны были ледники подножий склонов, сформированные в глубоко врезанных цирках и карах. У задних стенок мелких каров возникли присклоновые ледники. В верхних частях склонов местами возникали висячие ледники – карнизные и ледники кулуаров. Отдельные формы висячих ледников образовали микрокары.

Современное оледенение Хибинского массива незначительно – 4 ледничка общей площадью 0,1 км². Их следует рассматривать в качестве последней фазы IV стадии оледенения. Характер ледниковых отложений у края современных ледников говорит о пассивности современного оледенения и его постепенной деградации.

Как уже отмечалось, для послеледникового периода характерны также и дифференцированные блоковые движения Хибинских гор на фоне общего закономерного сводового поднятия Кольского полуострова. Современные тектонические движения отмечены для Хибин как в результате общего изостатического поднятия, так и в связи с оживлением древних тектонических швов и блоков с общим затуханием гляциоизостатической составляющей и возвращением к дифференцированным собственно тектоническим движениям. Наблюдения сейсмостанции Апатиты подтверждают наличие современных тектонических движений в Хибинах, а также по меридиональному разлому к западу от них (оз. Имандра). Здесь зарегистрирован ряд эпицентров с силой землетрясения до 4 баллов. Благодаря сильному послеледниковому поднятию Хибин эрозионная деятельность водотоков этого периода достаточно интенсивна: на месте древних ледниковых потоков в моренах наблюдается образование глубоких врезов.