Изучением погребенных межледниковых торфяных отложений занимались многие ученые: В. Н. Сукачев, В. С. Доктуровский, Н. Я. Кац и С. В. Кац, В. П. Гричук, С. Н. Тюремнов, Г. Ф. Мирчинк и др.
Четвертичный период для европейской части Советского Союза характеризуется неоднократными оледенениями. Первое оледенение (лихвинское) доходило до линии Мозырь — Рославль — Центральная полоса — Кострома. Второе, максимальное, оледенение (днепровское) покрывало значительно большую часть Советского Союза, спускаясь двумя языками по р. Днепру до широты г. Кременчуга и по Дону до устья р. Медведицы. Третье (валдайское) оледенение достигло границы: Слуцк — Минск — Орша — Калинин — Ростов — Галич.
Каждый из ледников, отступая, оставил толщи валунных суглинков и флювиогляциальных отложений, а в межледниковые эпохи с потеплением климата на территории, занятой ледниками, развивалась пышная растительность, в том числе и болотная, отложившая мощные толщи торфа. Находки торфяных отложений, перекрытых мореной, приурочены главным образом к территории, находящейся в границах валдайского оледенения, и относятся к днепровско-валдайской межледниковой эпохе.
К более древней лихвинско-днепровской межледниковой эпохе относятся в основном ископаемые озерные отложения, обнаруженные близ г. Лихвина Калужской области. Общая мощность их достигает 14 м. Состоят они из нескольких слоев, различных не только по минеральному составу, но и по заключающимся в них растительным остаткам и пыльце.
На границе песков и озерных отложений найдена пыльна ивы. В нижних слоях озерных отложений преобладает пыльца сосны и ели; в других образцах найдены пыльца пихты и ели, а также древесина ивы, ели, лиственницы и остатки многих водных растений. В вышележащих слоях к пыльце этих пород прибавляется пыльца липы, дуба, вяза и лещины. Здесь же найдены макроскопические остатки: листья бука, семена граба, древесина тисса, семена телореза (Stratiotes) и кувшинки наяды (Najas marina), а также плоды водяного ореха (Тгара natans). Кроме того, найдены остатки вымершей в Европе кувшинки (Euryale ferox u Е. europes, современный ареал — Восточная Азия, южнее Маньчжурии). Эта последовательность смен ископаемых остатков свидетельствует о постепенном потеплении климата.
Вышележащие находки отмечают вновь наступившее похолодание: здесь найдены лишь пыльца сосны, ели, березы и ивы. Таким образом, климат лихвинско-днепровской межледниковой эпохи пережил холодную, теплую и вторую холодную фазы.
Межледниковые отложения торфа обнаруживаются преимущественно в откосах оврагов, в крутых берегах рек и озер, иногда при рытье колодцев, глубоких карьеров. Обычно их погребают мощные толщи ледниковых отложений; такие же ледниковые отложения, но более раннего оледенения и подстилают их.
Наиболее часто встречаются отложения торфа днепровско-валдайского межледниковья. Формировались отложения торфа в многочисленных понижениях рельефа, образовавшихся после отступания днепровского ледника. В начальной стадии жизни водоемов откладывались озерные отложения минерального состава (тонкослоистые глинисто-алевритистые, часто сильно гумусированные породы), затем породы биогенного состава (сапропели) с семенами термофильных растений — бразений и наяд, а также орешками и пыльцой крупнолистной липы. Последние часто переслаивались минеральными (пески, глины) прослоями, что свидетельствует о периодическом колебании уровня воды в водоемах.
Ко времени максимума дуба на месте таких водоемов образовывались гипновые и гипново-сфагновые болота. В это время отлагался гипновый торф (Drepanocladus sendtneri) с остатками шейхцерии, вахты, тростника и сфагновых мхов, что свидетельствует о высоком обводнении межледниковых торфяников в первые периоды их развития. После максимума дуба (фаза похолодания) фациальный состав торфяных отложений резко менялся, гипновый низинный торф перекрывался или сфагновым (Sph. centrale) или древесно-сфагновым низинным видами торфа.
Начало спада кривой дуба и исчезновения Dilichium указывает на понижение температуры (Н. Я. Кац). В фазе граба, смешанного широколиственного леса и ольхи сфагновый или древесно-сфагновый виды торфа сменялись осоковым и древесным. В последующую фазу сосны и ели отлагался древесный торф часто с примесью верховых сфагновых мхов повышенной степени разложения. Формирование древесных торфов на толще гипновых показывает о некоторой подсушенности межледниковых торфяников этого периода. В дальнейшем торфообразовательный процесс был прерван новыми ледниковыми этапами, в результате чего торфяники были погребены под толщей ледниковых отложений. В отдельных случаях вскрывается неполная серия межледниковых слоев торфа.
Для отложения верховых пластов торфа во многих случаях или не было подходящих условий, или полный цикл развития торфяника (от евтрофной до олиготрофной стадии), по-видимому, не успел завершиться вследствие кратковременности последнего межледникового периода. В некоторых случаях отложившиеся слои верховых видов торфов были уничтожены ледником.
Как и современные торфяные отложения, межледниковые отложения характеризовались различной мощностью, зависящей от условий их образования и скорости накопления тех или иных видов торфа. По данным многих исследователей (Л. Н. Возпячук, В. С. Доктуровский, Д. К. Зеров, П. К. Заморный, Н. Я. Кац и С. В. Кац, С. Н. Тюремнов, Е. И. Скобеева и др.), мощность погребенного торфа и сапропеля в европейской части Союза колеблется от 0,7 до 2,5 м, в Потылихе под Москвой мощность погребенной толщи торфа доходит до 3,8 м. Мощность торфяных отложений в Белоруссии колеблется от 1,5—2 до 4 м. Часто пласты погребенного торфа переслаиваются минеральными наносами или сапропелевыми отложениями мощностью до нескольких метров. Отмечены случаи, когда мощность погребенного торфяного пласта (с сапропелем) достигала 10 м.
Большая уплотненность погребенного торфа свидетельствует о том, что до перекрытия мореной мощность их была значительной.
Межледниковые отложения торфа по своему ботаническому составу почти не отличаются от современных торфов.
Стратиграфия этих отложений напоминает строение некоторых современных притеррасных торфяников. Основная масса придонных гипновых погребенных торфов сложена остатками Drepanocladus sendtneri, D. vernicosus D. aduncus, D. revolvens, Scorpidium scorpioides, Calliergon trifarium, C. giganteum часто с примесью остатков шейхцерии, осок, вахты, тростника и папоротника. Цвет этих торфов темно-коричневый с бронзовым оттенком.
Древесные или древесно-осоковые межледниковые виды торфа сложены остатками сосны, ели, березы, ивы, реже ольхи, часто с плодами граба, липы и орешника и остатками осок (Carex pseudocarpus, С. caespitosa, С. rostrata, С. acutiformis) с примесью вахты, тростника и белокрыльника. Почти во всех погребенных торфяниках в верхней части залежи встречается лигнитоподобный древесный торф с примесью сфагновых мхов (Sph. teres, Sph. warnstorfii, Sph. centrale и др.).
Обнаруженные в межледниковых залежах в гипновом торфе Brasenia purpurea, Tilla platyphylos, Aldrovanda vesiculosa, Stratiotes aloides, Salvinia natans, Xajaiis minor, Najas flaxilis являются типичными представителями никулинского межледниковья, которые в залежах современных торфяников не встречаются. Многие из них встречаются лишь на юге Дальнего Востока в Маньчжурии, Японии, Индии, Северной Америке, Африке, Австралии. Наряду с бразенией в межледниковых торфах обнаружены остатки древесных пород (граба, бука), не встречающихся теперь в этих широтах. Эти находки указывают на более теплый климат того времени.
Толща погребенных торфов подстилается сапропелем, представленным плотными корками толщиной 10—12 см, в которой также отмечены элементы водной флоры. Иногда вскрываются погребенные торфяники, сложенные на всю мощность древесными торфами.
На юге европейской части СССР (Украина) найдены погребенные торфяники, залежь которых несколько отличается от погребенных торфов средней полосы. Здесь в основании откладывались осоковые и осоково-сфагновые виды торфа с остатками сфагновых (Sph. fallax, Sph. obtnsum, Sph. centrale, Sph. subsecundum, Sph. contortum) и гипновых (Dr. vernicosus, Dr. sendtneri).
Гипновый торф сложен в основном из остатков Drepanocladus с примесыо Calliergon trifarium, который в настоящее время не встречается на Украине, остатков осок и других растений. Гипновые торфы перекрыты шейхцериевым или осоковым видами торфа. Большое количество семян водных растений обнаружено в толще этих торфов (Nuphar, Najas marina, Stratiotes aloides, Ceratophyllum, Brasenia, Potamogeton).
Залежь погребенных торфяников Белоруссии, как правило, сложена в нижних слоях слабо разложившимся гипновым торфом с примесью остатков древесины сосны и березы, перекрытым толщей травяных и травяно-гипновых видов торфа. Пласты торфа топяных видов, в свою очередь, перекрываются древесно-моховыми и древесно-травяными видами с примесыо пушицы и шейхцерии. Самые верхние слон торфа сложены древесным видом с остатками сосны, березы, ели и ольхи. Степень разложения их высокая; во многих случаях торфы напоминают плотные лигнитовые угли.
Большинство вскрытых межледниковых торфяных отложении формировалось на отложениях днепровской морены. Перекрыты они, как правило, отложениями Валдайского ледника или одновозрастными образованиями различного генезиса (при нахождении их ил территории за границей распространения последнего оледенения). К таковым относятся лессовидные суглинки (район г. Канева), древнеаллювиальные пески и суглинки (район г. Москвы), делювиальные образования и т. п.
По характеру напластования погребенных торфов ясно прослеживается динамика накопления торфяных отложений, всецело связанных с жизнью палеоводоемов. Последние испытывали периодические колебания уровней, тесно связанные со слабыми тектоническими движениями платформенных областей. Это нашло свое отражение в цикличном напластовании торфа, сапропелей и песков или смене древесных видов торфа гипновыми с увеличением зольности по отдельным прослойкам. В наиболее глубоких частях водоемов шло накопление сапропелей, окрайковые участки водоемов и низкие берега постепенно заболачивались и заторфовывались.
Отдельные межледниковые торфяные отложения не охватывают своим развитием всей межледниковой эпохи, к которой они относятся, но совокупность отложений в различных местах находок позволяет установить последовательность смен растительности, свидетельствующую о том, что в течение, например, днепровско-валдайской межледниковой эпохи имела место смена климатических периодов, сходных с установленными для послеледникового времени (В. Н. Сукачев).
Приведены разрез и диаграмма пыльцы погребенной озерной котловины в сильно расчлененном рельефе морены днепровского оледенения близ г. Ростова Ярославской области. Диаграмма пыльцы в основании указывает на длительный период распространения еловых лесов, сменяющихся сосново-березовыми. Выше диаграмма отражает абсолютное преобладание пород смешанно-дубового леса, постепенно уступающих первое место ольхе и орешнику. Самая верхняя толща погребенных отложений была срезана движением льдов валдайской ледниковой эпохи.
Условия образования межледниковых видов торфа мало отличались от условий формирования современных торфяных отложений (климат, водно-минеральный режим и др.), поэтому и основной качественный показатель торфа — степень разложения — как современных отложений, так и погребенных торфов одного вида строения мало отличается.
Под давлением толщи перекрывающих пород в течение продолжительного геологического времени погребенные слои торфа подвергались значительному уплотнению и обезвоживанию. Влажность их значительно ниже и колеблется от 52 до 72%. Естественная зольность межледниковых торфов почти не отличается от зольности одноименных современных видов. Вторичное зазоление отдельных видов наблюдается в основном на контакте с минеральной кровлей и подстилающими породами. Основной составной частью золы погребенных торфов является песок.
Структура погребенных торфов близка к структуре современных одноименных видов торфа, но благодаря длительному пребыванию под мощной толщей минеральных отложений представляется более плотной, спрессованной. Химический состав погребенных торфов незначительно отличается от состава современного торфа.
Некоторому изменению химического состава погребенных видов торфа способствует в какой-то мере минеральная кровля (давление, изменение температуры и др.), но главное на погребенной стадии продолжается процесс старения торфа. Все это является показателем более глубокого изменения первоначального растительного материала в направлении, по которому идет химическое старение торфа — исчезновение соединений углеводного характера и накопление группы соединений характера негидролизуемых остатков или остаточного угля (В. Е. Раковский).
Технический анализ межледниковых торфов на зольность и теплоту сгорания позволяет считать их вполне пригодными для производственного использования. Но пока имеется мало данных о площадях распространения межледниковых торфяников, и эксплуатация погребенных торфов затруднена из-за мощной толщи прикрывающих их минеральных пород.