Введение 4
Глава 1. Геолого-географическая характеристика территории 6
Глава 2. Структурно-текстурные признаки субаэральных отложений 10
2.1. Ледяные клинья, ледяные жилы и морозобойные трещины 10
2.2. Псевдоморфозы по ледяным жилам 14
2.3. Палеопочвы 16
2.4. Основные типы эоловых образований 18
2.4.1. Песчаные дюны 18
2.4.2. Покровные пески холодного климата 22
2.4.3. Ветровая рябь и мегарябь 24
2.5. Особенности формы и поверхности зерен эоловой обработки 30
Глава 3. Состав и строение отложений покровного комплекса в разрезах арктической части Западной Сибири и Северо-Сибирской низменности 32
3.1. Обнажение «Меркуто» 33
3.2. Обнажение «Хакалар» 37
3.3. Обнажение «Кюрдегелях» 41
3.4. Обнажение «Монгоктокон» 45
3.5. Морфоскопический анализ песчаных кварцевых зерен 48
3.5.1. Методика исследования 48
3.5.2. Результаты исследования 49
Глава 4. Палеонтологическая характеристика субаэрального комплекса 57
4.1. Палеоботанические данные 57
4.2. Палеофаунистические данные 60
Глава 5. Палеогеографическая обстановка в период накопления субаэральных отложений 68
5.1 Границы и хронология последнего покровного оледенения в арктической Сибири..68
5.2. Ландшафтно-климатические особенности западносибирской Арктики в период
распространения последнего материкового оледенения 70
Заключение 74
Список использованной литературы 75
Актуальность темы. Приповерхностные отложения субаэрального происхождения широко распространены на значительных территориях севера Западной Сибири и арктическом регионе запада Восточной Сибири, формируя так называемый покровный комплекс, отложенный во время последнего ледникового максимума в позднем плейстоцене.
Генетическая интерпретация лессовидного комплекса в западносибирской Арктике до недавнего времени являлась предметом активных дискуссий, однако и сейчас не все исследователи убеждены в его эоловом происхождении, что приводит к разнообразию палеогеографических реконструкций. В соответствии крайними представлениями в рамках альтернативной теории формирования покровного чехла лессовидных алевритов, он является местной криогенной корой выветривания (Конищев, 1981). Также популярна идея, объясняющая отложение покровного числа деятельностью местных водотоков и отложением в озерах, особенно ярко представленная в работах отечественных геокриологов (Попов, 1967), а также некоторых геологов (Лаврушин, 1963). В современных работах в рамках альтернативной концепции комплекс лессовидных алевритов рассматривается как отложенный потоками талых вод, транспортирующих алевритистый материал из тающих снежников вниз по склону (Schirrmeister et al., 2008, 2011).
Изучение приповерхностного лессовидного комплекса имеет большое значение для четвертичной геологии, поскольку он был сформирован в период материкового оледенения - характерного этапа в последнем геологическом отрезке истории Земли, в непосредственной близости к окраине покровного ледника. Изменения климата были причиной коренного преобразования природных условий и в значительной степени влияли на экзогенное рельефообразование.
Помимо теоретического значения, изучение строения и формирования приповерхностного субаэрального комплекса отложений имеет значительный практический интерес. В настоящее время идет активное освоение арктической части Западной Сибири, которое невозможно без создания сопутствующей инфраструктуры. Отложения покровного комплекса занимают значительные площади и служат основанием для возведения инженерных сооружений, в связи с чем требуются надежные данные о геологическом строении осадочного чехла.
На территории, занятой приповерхностными субаэральными отложениями времени последнего ледникового максимума широко распространены льдистые ледниковые отложения, ледяные клинья и жилы, наличие которых следует учитывать при ведении в этих районах хозяйственной деятельности.
Цель и задачи исследования. Целью работы является генетическая интерпретация отложений приповерхностного комплекса лессовидных отложений западносибирской Арктики. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• Освещение проблемы происхождения покровного комплекса в Западной Сибири
• Рассмотрение структурно-текстурных особенностей, присущих
субаэральным отложениям
• Проведение сравнительного анализа и генетическая интерпретация отложений комплекса на примере конкретных разрезов Западно-Сибирской Арктики
• Проведение морфоскопического анализа кварцевых зерен из изучаемого комплекса, а также их сравнительный анализ с зернами из отложений иного генезиса
• Проведение палеонтологической характеристики лессовидного комплекса
• Реконструкция условий осадконакопления второй половины позднего неоплейстоцена арктической части Западной Сибири
Объектом исследования является арктическая часть Западно-Сибирской равнины и непосредственно граничащая с ней Северо-Сибирская низменность. Предметом изучения является лессовидный покровный комплекс алевритов, широко распространенный на изучаемой территории.
Фактическая основа работы. Фактический материал работы был получен при изучении выходов четвертичных образований на дневную поверхность в ходе полевых работ по государственному геологическому картированию масштаба 1:1 000 000
Ямальской партией ФГУП «ВСЕГЕИ» в 2014 году и Северо-Сибирской партией ФГУП «ВСЕГЕИ» в 2015 году в рамках последних из которых автор данной работы принимал непосредственное участие. В связи с ограниченным числом образцов, доступных для анализа, в работе анализируются в том числе разрезы, расположенные в пределах Восточной Сибири.
Автор выражает благодарность научному руководителю Дмитрию Владимировичу Назарову за помощь и ценные советы по теме работы, а также предоставленный фактический и литературный материал. Автор также признателен Валерию Ивановичу Астахову за помощь в проверке и рецензировании работы. Непосредственное участие членов Северо-Сибирской и Ямальской партий ФГУП «ВСЕГЕИ» в полевых работах и последующей камеральной обработке позволило получить материал высокого качества, за что автор выражает им признательность. Особую благодарность автор выражает Черноногу Филиппу, выполнившему значительную часть графической работы по изучаемым разрезам, ценные советы и рекомендации которого помогли значительно повысить качество работы, а также Воронович Евгении и Рудакову Всеволоду, благодаря содействию которых была успешно проведена лабораторная часть исследования.
Генетическая интерпретация лессовидного комплекса в западносибирской Арктике до недавнего времени являлась предметом активных дискуссий, однако и сейчас не все исследователи убеждены в его эоловом происхождении, что выражается в различном понимании климата предыдущих эпох.
В работе были описаны представительные разрезы четвертичных отложений, в которых выделяется лессовидный покровный комплекс. Автор работы принимал непосредственное участие в проведении полевых исследований на трех из четырех описанных обнажений, их описании и опробовании. В результате изучения разрезов по структурно-текстурным признакам было установлено эоловое происхождение исследуемых толщ. Для верификации их эолового генезиса был применен метод морфоскопии кварцевых зерен, по итогам которого удалось интерпретировать исследуемые отложения как имеющие эоловое происхождение, однако степень воздействия эолового процесса на форму и поверхность зерен варьировалась в различных разрезах. Был проведен сравнительный анализ зерен, прошедших эоловою обработку, а также зерен из водно-осадочных толщ, в результате которого выявлено их принципиальное отличие.
Анализ современных отечественных и зарубежных исследований позволил реконструировать ландшафтно-климатические условия, присущие арктической части Западной Сибири в эпоху последнего ледникового максимума, когда имело место активное накопление песчано-алевритистых толщ преимущественно субаэрального генезиса.
Аверьянов А.О., Вартанян С.Л., Гарут В.Е. Мелкий мамонт, Mammuthus primigenius vrangeliensis с острова Врангеля (Северо-Восточная Сибирь). Исследования по плейстоценовым и современным млекопитающим. Зоологический институт РАН, 1993, стр. 184-199.
Алексеева В.А. Микроморфология поверхности кварцевых зерен как индикатор условий формирования ледникового рельефа (на примере бассейна р. Протвы в среднем ее течении). Дисс. На соиск. уч. ст. кандидата геогр. наук. М. 2004.
Архипов С.А., Вдовин В.В., Мизеров Б.В., Николаев В.А. Западно-Сибирская равнина. М.: Наука, 1970. 279 с.
Архипов С.А., Астахов В.И., Волков И.А., Волкова В.С., Панычев В.А. Палеогеография Западно-Сибирской равнины в максимум позднезырянского оледенения. Проект: Четвертичные оледенения Северного полушария. Новосибирск: Наука, 1980, 109 стр.
Бейзель А.Л. Гляциодислокации в верхнемеловых отложениях бассейна р. Пясина // Геология и геофизика. 1990. № 4. С. 73-78.
Баулин В.В., Чеховский А.Л., Суходольский С.Ю. История развития многолетнемерзлых пород Евразии (на примере отдельных регионов). М.: Наука, 1981.
Берман, Д. И. (1986). Популяция в тундростепных сообществах на острове Врангеля Фауна беспозвоночных. Стр. 146-160.
Берман Д. И., Алфимов A. В., Мажитова Г. Г., Гришкан, И. Б., Юрцев, Б. A. (2001). Холодная степь в северо-восточной Азии. - Владивосток, Дальнаука, стр. 183.
Болиховский В.Ф., 1987. Едомные отложения в Западной Сибири. Новые данные по геохронологии четвертичного периода. М.: Наука, стр. 128-136.
Большиянов Д.Ю., Макеев В.М., Архипелаг Северная Земля - оледенение, история развития природной среды. Л.: Гидрометеоиздат. 1995. 217 с.
Будыко, М.И., 1967. О причинах исчезновения некоторых видов в конце
плейстоцена. Известия Академии Наук СССР серия географическая 2, 28-36.
Вангенгейм Е.А., Равский Е.И. (1965). Об интраконинентальном типе природной зональности Евразии в четвертичном периоде (антропогене) // Проблемы стратиграфии кайонозоя, стр. 128. М.: Недра.
Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций) / Ю.К. Васильчук. М., РИО Мособлупрполиграфиздат, 1992, т. 1, 420 с.; т. 2, 264 с.
Величко А.А., Тимирева С.Н. Морфоскопия и морфометрия песчаных кварцевых зерен из лессов и погребенных почв // Пути эволюционной географии (итоги и перспективы) / Отв. Ред. И.И. Спасенская, М.: ИГ РАН, 2002. С. 170-185.
Вдовин B.B. Становление эпигерцинской плиты и развитие ее поверхности в мезозойскую и в начале кайнозойской эры как предыстория формирова-ния ее современного рельефа // Западно-Сибирская равнина / Отв. ред. В.А. Николаев. М.: Наука, 1970. С. 10-44.
Величко А.А., Тимирева С.Н. Западная Сибирь - великая позднеледниковая пустыня. Природа №5. 2005, с. 54-62,
Величко А.А., Тимирева С.Н., Кременецкий К.В., МакДональд Г., Смит Л. Западно¬сибирская равнина в облике позднеледниковой пустыни // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2007. № 4. С. 16-28.
Величко А.А., Писарева В.В., Седов С.Н., Синицын А.А., Тимирева С.Н. 2009. Палеогеография стоянки Костенки-14 (Маркина гора) // Археология, этнография и антропология Евразии. № 4 (40). С. 35-50.
Волков И.А. (1971). Позднеплейстоценовая субаэральная формация. М.: Наука, 253 стр.
Губин С.В. Позднеплейстоценовое почвообразование на приморских низменностях Севера Якутии // Почвоведение. 1994, № 8. С. 5-14.
Губин С.В., Занина О.Г. Изменение почвенного покрова в ходе формирования отложений ледового комплекса на Колымской низменности. Криосфера Земли, 2013, т. XVII, № 4, с. 48-56
Киселев, С. В. (1981). Позднекайнозойские Жесткокрылые северо-восточной Сибири. Наука, Москва.
Киселев С. В. (1994). Природная среда Северной Евразии в плейстоцене и голоцене (по результатам исследований жесткокрылых насекомых). Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук. Москва, МГУ.
Конищев В.Н. Формирование состава дисперсных пород в криолитосфере. Новосибирск Наука 1981г. 197 с.
Кузьмина С.А., 2002. Четвертичные насекомые прибрежных низменностей
полуострова Юкатан. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Институт Палеонтологии, Москва.
Лаврушин Ю.А. Аллювий равнинных рек субарктического пояса и перигляциальных областей материковых оледенений / Тр. Геологического ин-та АН СССР, М., 1963, вып. 87. 266 с.
Матлахова Е.Ю. Валдайский террасовый комплекс в речных долинах центра Восточно-Европейской равнины // Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. 2014, МГУ. 167 с.
Мячкова Н.А. Климат СССР. М.: Изд-во МГУ, 1983. 191 с.
Николаев, В.А. Геоморфологическое районирование Западно-Сибирской равнины //Западно-Сибирская равнина. - М.: Наука, 1970.
Попов А. И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М.,1967
Рейнек Г.-Э., Сингх И.Б. Обстановки терригенного осадконакопления (с рассмотрением терригенных кластических осадков). Пер. с англ. М.: Недра, 1981, 439 с.
Рухин Л.Б. Основы литологии. Л.: Недра, 1969. 703 с.
Селли Р. Ч. Древние обстановки осадконакопления: Пер. с англ./Пер.А. А. Никонова, К. И. Никоновой. —M.: Недра, 1989. — 294 с.
Стратиграфический кодекс России. 3-е изд., СПб: ВСЕГЕИ, 2006. 95 с.
Томирдиаро С.В., 1980. Лессово-ледовая формация Восточной Сибири в позднем плейстоцене. Наука, Москва.
Хабаков А.В. Об индексах окатанности галечников. // Советская геология. 1946. №10. С. 98-99
Чичагов В.П. К методике изучения поверхности песчаных Зерен и ее значение для определения генезиса четвертичных отложений // Материалы по генезису и литологии четвертичных отложений. Минск: Изд-во АН БССР. 1961.
Юрцев Б.А. Реликтовые степные сообщества северной Азии // Проблемы реконструкции криогенных ландшафтов Берингии. Наука, Новосибирск.
Alexanderson, H., Adrielsson, L., Hjort, C., Mo" ller, P., Antonov, O., Eriksson, S., Pavlov, M., 2002. Depositional history of the North Taymyr ice-marginal zone, Siberia—a landsystem approach. Journal of Quaternary Science 17 (4), 361- 382.
Andreev, A.A., Siegert, C., Klimanov, V.A., Derevyagin, A.Yu., Shilova, G.N., Melles, M., 2002. Late Pleistocene and Holocene vegetation and climate changes in the Taymyr lowland, Northern Siberia reconstructed from pollen records. QuaternaryResearch 57, 138-150.
Andreev Andrei A., Schirrmeistera Lutz, Tarasov Pavel E., Andrey Ganopolskic, Brovkind Viktor, Siegerta Christine, Wettericha Sebastian, Hubbertena Hans-Wolfgang // Vegetation and climate history in the Laptev Sea region (Arctic Siberia) during Late Quaternary inferred from pollen records. Quaternary Science Reviews, vol. 30, 2011, Pages 2182-2199.
Astakhov, V.I., Isayeva, L.L., 1988. The ‘Ice Hill’: an example of retarded deglaciation in Siberia. Quaternary Science Reviews 7, 29-40.
Astakhov, V.I., 1992. The last glaciation in West Siberia. Sveriges Geologiska
Undersokning, Ser. Ca 81, Uppsala, pp. 21-30.
Astakhov, V.I., Arslanov, Kh.A., Nazarov, D.V., 2004. The age of mammoth fauna on the Lower Ob. Dokl. Earth Sci. 396 (4), 538-542. Translated from Doklady Akademii Nauk 396 (4), pp. 253e257.
Astakhov V. The postglacial Pleistocene of the northern Russian mainland // Quaternary Science Reviews, Vol. 92, 15 May 2014, Pages 388-408
Bagnold, R. A. 1937. The size-grading of sand by wind. Proc. R. Soc. London, Ser. A 163, 250-264.
Bagnold, R.A. 1941: The physics of blown sand and desert dunes. London: Methuen. Page 155.
Bagnold R. A. (1954): The physics of blown sand and desert dunes, 265 p. London: Methuen.
Birks H H. Plant macrofossil: introduction. Encyclopedia of Quaternary Science 2007, pp. 2266-2288.