Особенности формирования многолетнемерзлых толщ севера Западной Сибири в каргинскую и сартанскую эпохи позднего плейстоценастатья

Работа с статьей

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Vasilchuk_Trofimov_1985_kargin_sartan_permafrost.pdf Vasilchuk_Trofimov_1985_kargin_sartan_permafrost.pdf 33,6 МБ 5 апреля 2015 [vasilchuk]

[1] Трофимов В. Т., Васильчук Ю. К. Особенности формирования многолетнемерзлых толщ севера Западной Сибири в каргинскую и сартанскую эпохи позднего плейстоцена // Развитие криолитозоны Евразии в верхнем кайнозое. — Наука Москва, 1985. Васильчук Ю.К., Трофимов В.Т. Особенности формирования многолетнемёрзлых толщ севера Западной Сибири в каргинскую и сартанскую эпохи позднего плейстоцена // Развитие криолитозоны Евразии в верхнем кайнозое. М.: Наука. 1985. С. 67–81. При обсуждении проблемы развития многолетнемерзлых толщ в плейстоцене неизбежно возникает необходимость поиска ответов на вопросы, какие были условия осадконакопления и какие колебания климата, так как динамика многолетнемерзлых толщ зависит главным образом от изменения этих факторов. Считалось, что этап 30–22 тыс. лет назад, был одним из самых теплых в позднем плейстоцене (выделено новоселковское потепление), а отрезок времени 22–10 тыс. лет назад считался наиболее холодным климатическим этапом. Одновременно с этим похолоданием, по предпагалось развитие покровного оледенения, зарождавшегося на шельфе Карского моря и распространявшегося на всю территорию севера Западной Сибири. С этапом кульминации покровного оледенения связывается и предполагаемая глубокая (и всемирная!?) регрессия Мирового океана, достигавшая, по некоторым оценкам, 120 м ниже современного уровня. Логическим выводом из такой ситуации – огромный покровный ледник в условиях очень сурового климата – должно быть и заключение по палеогеокриологической обстановке: вероятно, в этом варианте должны были бы формироваться мощные многолетнемерзлые толщи в породах, подстилающих ледник (который в этих условиях, вероятнее всего, был "холодного" типа). В условиях огромного давления ранее сформировавшиеся толщи под ледником должны были деформироваться (особенно в краевых зонах ледника в периоды его перемещения), а в перигляциальной зоне в толщах флювиогляциального генезиса суровость климата непременно должна была бы способствовать формированию крупных сингенетических повторно-жильных льдов. Мы показали, что реализация такого варианта не осуществилась ни по одному из этих положений. Рельефообразующая роль ледника ограничилась лишь формированием краевых гряд в пределах Восточного Урала, что не изменило доледниковый рельеф ни тех районов, где он непосредственно должен был двигаться, ни прилегающих территорий. Однако невзирая на, казалось бы, очевидный характер приведенных противоречий на них не следует основывать какие-либо выводы, так как при этом мы рискуем оказаться под влиянием "синдрома опровержения", который, вероятно, столь же опасен, как и "синдром подкрепления" – термин, которым Н. Уоткинс [Watkins, 1971] назвал тенденцию постоянно подтверждать открытия, сделанные при недостаточном объеме данных. Поэтому перейдем к анализу фактов. Детально рассмотрены некоторые из разрезов позднеплейстоценовых отложений, характерных для севера Западной Сибири. Одним из наиболее информативных в плане палеореконструкций является разрез отложений 23–30-метровой лагунно-морской террасы, расположенной на восточном побережье Ямала у пос. Сеяха, в 460 км северо-восточнее г. Салехарда. Этот разрез по целому ряду признаков (полноте и непрерывности геологической летописи, возможности однозначной интерпретации палеогеографического развития и т.д.) рекомендуется в качестве регионального стратотипического разреза для позднего плейстоцена северных равнин Западной Сибири. Повторно-жильные льды этого обнажения – одни из наиболее крупных на севере Западной Сибири, общая высота их заметно превышает 15–16 м. Для установления абсолютного возраста полигонально-жильного комплексе из вмещающих жилы органо-минеральных отложений слоя 6 произведен отбор образцов на радиоуглеродный анализ. Получена серия из 6 радио карбоновых датировок: на глубине 22 м – 30100 ± 1500 лет назад (ГИН-2477), на глубине 16,5 м – 23500 ± 400 лет назад (ГИН-2474), на глубине 10 м – 22600 ± 600 лет назад (ГИН-2475) и на глубине 8,6 м – 22700 ± 300 лет назад (ГИН-2473). Из "псевдоморфозы" на глубине 3,8 м, как уже сказано, получена датировка 9300 ± 100 лет назад (ГИН-2472). Эти результаты указывают на то, что в обнажении вскрывается практически непрерывно накапливавшаяся толща отложений, формировавшихся 30–15 (?) тыс. лет назад, в условиях лагунно-морской (в губе) седиментации. Весьма интересные результаты получены и при определении микрофауны. Раковины фораминифер хорошей сохранности, как правило, они очень мелкие, что указывает на недостаточно благоприятные условия для развития микрофауны. Вероятнее всего, фораминиферы обитали в солоноватоводном приб-режно-морском (не глубже 50 м) экотопе, с достаточно низкими температурами. В целом, судя по облику и составу песков и супесей, они накапливались, бесспорно, в субаквальном режиме, в условиях верхней литорали губ, причем, уровень воды был выше, чем во время накопления подстилающих их органо-минеральных отложений. Главной особенностью ботанического состава грунтов нижней части разреза является гипновый низинный характер торфа; присутствие в торфе корешков Ledum palustre, остатков Tomenthypnum nitens, Paludella squarrosa, Scorpidium scorpioides, Drepanocladus fluitans и др., может свидетельствовать о возможном автохтонном генезисе части торфа. В составе спорово-пылыдевых спектров наблюдается четко выраженное деление Красноречивы данные анализа спорово-пыльцевых остатков из повторно-жильных льдов. Первое, что привлекает внимание, – это широкий диапазон изменчивости состава спектров по вертикали, что указывает на сравнительно длительный период формирования жил, в течение которого режим накопления пыльцы и спор неоднократно менялся. Второе – это достаточно отчетливое совпадение характера поведения диаграмм в жилах и во вмещающих их отложениях, что дает основание для проведения возрастной корреляции льда и вмещающих толщ, а следовательно, подтверждает сингенетический характер повторно-жильного льдообразования. Особенно информативны для целей палеогеокриологических реконструкций оказались материалы изотопно-кислородного анализа, проведенного в лабораториях ВСЕГИНГЕО и Института водных проблем АН СССР. Проанализировано в общей сложности более 30 образцов: 10 – из самой крупной жилы каргинского возраста, 4 – из жилы, залегающей в верхней части разреза и имеющей голоценовый возраст, и 2 образца из современной сингенетической жилки, формирующейся в настоящей момент на лайде Обской губы. Остальные образцы отобраны для сравнения из жил в других районах Ямала и Гыдана, а также из снега, воды мелких озер, из сегрегационного льда и т.д. Содержание изотопов кислорода в сингенетической жиле каргинского возраста варьирует от –21,4 до –24,8‰, в голоценовой жиле – от –19,1 до – 2О,3‰, в современной жилке – от –18,3 до –18,7‰. Отметим, что в западных районах Ямала нами в голоценовых жилах (другого возраста) были получены значения выше –15‰, а содержание стабильных изотопов кислорода в воде Обской губы составляет в феврале–марте –13,4,–15,2‰ [Брезгунов и др., 1980], а в снеге с метеостанции Амдерма –16,0, –20‰; даже январский снег у пос. Харасавэй оказался существенно изотопически тяжелее: –17,7‰. Сравнение всех этих результатов указывает на то, что в каргинскую эпоху формировались изотопически очень легкие льды, что, вероятно, свидетельствует о существенно более холодных условиях периода их образования (очень низкие средне-зимние температуры). Разница в содержании изотопов в современных жилках и в жилах каргинского возраста составляет 3–6,5‰. Ориентировочный подсчет по известной формуле В. Дансгора [Dansgaard, 1964] температурного выражения этой разницы показывает, что в каргинскую эпоху средне-зимние температуры могли быть ниже современных на 4–9o С. В западном секторе Евразии известен лишь один аналог описанному выше разрезу (по детальности 14С-датирования) – 28-метровая террасса близ мыса Саблера на Таймыре, где Л.Д.Сулержицким получен непрерывный ряд (9 образцов) датировок с возрастом от 34500 ± 2000 (ГИН-1291) до 2580 ± 160 лет назад (ГИН-1288). Важно отметить, что литологический облик толщи у мыса Саблера идентичен органо-минеральным отложениям нижнего слоя у пос. Сеяха. Датировки и того и другого разреза однозначно свидетельствуют о том, что во время накопления отложений, во-первых, не существовало покровного оледенения в этих районах (иначе органический материал не мог бы накапливаться), а во-вторых, исключается возможность регрессии Полярного бассейна. Напротив, его относительный уровень превышал современный в каргинскую эпоху не менее чем на 20–26 м, а позднее (во время накопления песков слоя 3) – и того больше. Судя по строению органо-минеральной толщи слоя 6, она накапливалась в условиях компенсированного погружения побережья. Учитывая мощность толщи и время ее накопления, расчетная скорость этого погружения составляла не менее 2 м за 1000 лет. Разумеется, в других точках Западно-Сибирского побережья относительный уровень моря и губ мог быть иным. Свидетельство тому – характер залегания толщи, датируемой каргинским временем (также 30–22 тыс. лет назад) в разрезе 10–12-метровой террасы на востоке п-ова Явай, в устье р. Монгаталянгъяха. Здесь подошва органо-минеральной толщи, датированная 30200 ± 800 лет назад (ГИН-2470), залегает на абсолютной высоте +2 м, а ее кровля с датой 21900 ± 900 лет назад (ГИН-2469) – на абсолютной высоте +7 м, на высоте +2,9 м получена- дата 25100 ± 220 (ГИН-2471), а на отметке +2,5 м – 28600 ± 800 лет назад (ГИН-26386). Приведенные датировки указывают на значительно более медленное накопление отложений здесь в каргинскую эпоху, поскольку за тот же промежуток времени (30–22 тыс. лет назад) здесь накопилась толща мощностью лишь 5 м, тогда как в районе пос. Сеяха ее мощность превышает 15 м. Следовательно, здесь происходило гораздо более медленное опускание побережья в каргинскую эпоху. Любопытно и то, что поднятие территории в позднем плейстоцене (и голоцене) в этих двух районах было различным, ведь кровля органо-минеральной толщи с датировкой 22700 ± 300 лет назад (ГИН-2473) у пос. Сеяха залегает на абсолютной высоте +15 м, а в устье р. Монгаталянгъяха – на абсолютной высоте +7 м, тогда как в конце каргинской эпохи они, вероятнее всего, имели одинаковое гипсометрическое положение, ибо отложения эти накапливались на низких маршах в интервале абсолютных высот +0,5 ч- +2 м. Эти материалы свидетельствуют о чрезвычайно дифференцированном характере неотектонических движений Ямало-Гыданского побережья. Говоря об основной тенденции развития палеогеокриологической обстановки на территории Западной Сибири в каргинский этап, отметим в целом прогрессивное промерзание пород и увеличение общей мощности мерзлых толщ на большей части территории. Сравнительно небольшие осцилляции геокриологического режима в наибольшей степени сказывались в южных районах криолитозоны. Однако все они происходили "в рамках" современной геокриологической ситуации, т.е. мерзлотная обстановка в каргинский этап по крайней мере на самом севере региона, как правило, оставалась суровее, чем наблюдается сейчас. История развития многолетнемерзлых пород в сартанский этап, прежде всего связана с колебаниями уровня Карского моря в этот период, так как известно, что во многих районах Земли в этот - этап происходила весьма значительная регрессия океана и шельф нередко осушался до отметок 100–120 м ниже современного уровня. В настоящее время уже имеется немало фактов, указывающих на сравнительно широкое распространение в пределах Ямало-Гыданской провинции в сартанскую эпоху участков побережья, на которых продолжалось осадко-накопление в субаквальной обстановке. Причем нередко, вероятно, локальные особенности истории развития того или иного участка могли выражаться чрезвычайно ярко, затушевывая общую тенденцию, даже если они имели обратный общей тенденции знак. Разрезы с толщами субаквального генезиса, датируемые по 14С концом позднего плейстоцена, становятся уже не редкостью, а скорее правилом. Это и разрез 13–17-метровой террасы на левобережье в среднем течении р. Юрибей (Ямал), где пески, переслаивающиеся торфом, датированные 15190 ± 70 лет назад (ЛУ-712), залегающие в верхней части разреза, подстилаются мощной пачкой мелких слоистых песков и перекрыты толщей с горизонтально переслаивающимися иловатыми глинами, супесями, мелкими песками и торфом, датированным 10700 ± 140 лет назад (Лу-1042). Датировки эти разделены песчаной толщей, имеющей мощность около 2 м и, вероятно, накапливавшейся достаточно непрерывно в условиях повышенного уровня реки в период 15–11 тыс. лет назад. Об этом свидетельствует и богатый комплекс диатомей, обнаруженных во всех осадках этого разреза. Любопытно, что и над верхним датированным образцом торфа залегает толща преимущественно песчано-иловатого состава, мощностью около 1,5 м, в которой обнаружены агглютинирующие фораминиферы Saccammina sphaeriса – 153 экз. и Proteonina diflugitormis – 6 экз., свидетельствующие о приносе в эти районы морских вод уже в голоцене. 14С-датировки на суше, на Ямало-Гыданском побережье, свидетельствующие о субаквальном развитии отдельных районов побережья в сартанский период, уже не редкость. Укажем, что зарубежные исследователи уже заметили подобную картину в целом ряде областей земного шара и в последнее время от глобальных построений перешли к более тщательному исследованию локальных особенностей того или иного участка побережья. Особенно обстоятельно, рассматривают эту проблему в своих недавних публикациях Н.А. Мё'рнер и П. Жиресс, О. Дэвис. Последняя из этих публикаций посвящена анализу имеющихся определений по 14С и рассмотрению уровней в разных районах земного шара, главным образом в период 50–27 тыс. лет назад. Раковины Area senilis на абсолютной отметке +5 м на побережье Мавритании датированы 28,7 тыс. лет назад, а их цемент – 24,3 тыс. лет назад; устрицы на высоте +6,5 м на побережье Мозамбика датированы 28,5 тыс. лет назад (SR-67). На побережье Анголы получены даты около 30 тыс. лет назад с пляжей, поднятых на высоту +10 ч- +14 м. В то же время в различных районах Африканского побережья (например, на Мадагаскаре) нет ни одной даты, которая бы свидетельствовала о существовании ранее (в период 40 тыс. –30 тыс. лет назад) более высокого уровня моря. На побережье о. Корсика ракушечные лагунные ванны, поднятые на высоту 25–27 м, датированы 28–27 тыс. лет назад и т.д. Усилившийся в последние годы интерес к радиоуглеродному датированию плейстоценовых отложений привел к получению большого количества новых абсолютных датировок. Большая часть их получена по сборам сотрудников ВАГТа, проводивших геологическую съемку Ямала и Гыдана, серия определений проведена по нашим материалам. Всего к настоящему времени имеется 45 определений органического вещества по 14С, датированных периодом от 32 до 10 тыс. лет назад, из них 11 принадлежат к временному отрезку 20–10 тыс. лет назад из различных районов Ямало-Гыданской провинции. Уже сам по себе факт существования такого непрерывного ряда датировок заставляет усомниться в реальности существования здесь в этот период покровного оледенения. Анализ этих материалов дает основание полностью согласиться с И.Д. Даниловым, который, рассмотрев данные радиоуглеродного датирования ряда районов Евразии и Северной Америки, пришел к выводу, что на арктических и субарктических равнинах этих материков в интервале 40–IS тыс. лет назад и позднее развивались морские трансгрессии или обитала наземная фауна и флора, для времени которых маловероятно существование сплошного ледникового покрова. Геокриологическая обстановка в сартанский этап позднего плейстоцена может пока быть охарактеризована в весьма общих чертах. Можно лишь предполагать, что она продолжала оставаться суровой и даже, вероятно, на юге (на широтах 60–66o с.ш.) могла ужесточаться, что обусловило продвижение далеко на юг зоны практически сплошного с поверхности распространения многолетнемерзлых пород, в пределах которой среднегодовые температуры грунтов не превышали – 3oС. Однако все же говорить о значительно более суровых, чем современные, условиях в пределах самых северных областей криолитозоны в сартанский этап пока нет оснований. Вполне вероятно, что здесь обстановка оставалась близкой к геокриологической ситуации холодных эпох каргинского этапа. Палеоиндикаторов – свидетельств истории криолитогенеза сартанского этапа в пределах Ямало-Гыданской провинции пока обнаружено чрезвычайно немного, мощные (высотой более 7 м) сингенетические повторно-жильные льды обнаружены в отложениях сартанской свиты лишь в нескольких районах: на Ямале в среднем течении р. Мордыяха и в низовьях р. Харасавэй, на Гыдане в районе пос. Гыда, в устье р. Мудуйяха и в разрезе близ пос. Иннокентьевский. Имеющиеся материалы указывают на то, что в некоторых районах современной континентальной части Ямало-Гыданской провинции в этот период, безусловно, продолжалась аккумуляция. Это свидетельствует, вероятно, о незначительных масштабах регрессии (если она и была), а главное, о дифференцированном развитии побережья, определенном различиями в неотектоническом режиме.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть