CC BY
61
УДК 551.83+550.4
КОРРЕЛЯЦИЯ МОДЕНОВЫХ РАЗРЕЗОВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЗЕР
ЮЖНОГО И СРЕДНЕГО УРАЛА
А. В. Масленникова1, В. В. Дерягин2, В. Н. Удачин1
1Институт минералогии УрО РАН, Миасс; [email protected], [email protected] 2Челябинский педагогический университет, Челябинск; [email protected]
Рассматриваются голоценовые разрезы донных отложений озер Иткуль (Средний Урал), Сырыткуль и Уфимское (Южный Урал). Выявлено, что общими событиями в голоцене для изученной территории являются: пребореальная осцилляция, похолодание и аридизация климата во второй половине бореала, климатический оптимум конца атлантического периода, похолодание и аридизация климата начала суббореала и середины субатлантика. Отмечена возможность корреляции одновозрастных разрезов донных отложений с помощью данных геохимии, литологии, спорово-пыльцевого и диатомового анализов.
Ключевые слова: голоцен, донные отложения, корреляция, спорово-пыльцевой анализ, геохимия, диатомовый анализ.
LAKE SEDIMENTS CORRELATION OF SOUTH AND MIDDLE URAL LAKES
A. V. Maslennikova1, V. V. Deryagin2, V. N. Udachin1
institute of Mineralogy UB RAS 2Chelyabinsk State Pedagogical University
The correlation of lake Itcul (Middle Ural), lake Ufimskoe, lake Siritcul (South Ural) Holocene sediment profiles was carried out. The studied territory was established to be characterized by the following Holocene events: the Preboreal oscilation, the Boreal second half cooling and aridization, the Atlantic end climatic optimum, cooling and aridization early in the Subboreal and in the mid-Subatlantic. The possibility of geochemical, lithological, pollen, and diatom correlation of even-aged cores was noted. Keywords: Holocene, lake sediments, correlation, pollen analysis, geochemistry, diatom analysis.
Корреляция голоценовых разрезов донных отложений озер Южного и Среднего Урала необходима при выявлении общих для изучаемой территории (рис. 1) событий голоцена. Сопоставление разрезов донных отложений озер Иткуль (Средний Урал), Уфимское и Сырыткуль (Южный Урал) было выполнено на основе спорово-пыльцево-го, геохимического, диатомового, ли-тологического анализов с учетом семи радиоуглеродных датировок (ускорительная масс-спектрометрия ДМБ 14С). В качестве эталона периодизации голоцена использовалась схема Блитта-Сер-нандера, хронологически уточненная Н. А. Хотинским [4].
Донные отложения озер, соответствующие аллереду (АЬ), выявлены только на оз. Сырыткуль (рис. 2). Спо-
рово-пыльцевые спектры аллереда характеризуются высоким содержанием пыльцы Larix sibirica ЬеёеЪ. и анемо-фильных трав. В спорово-пыльцевых спектрах отложений позднего дриаса (БЯз) отмечены максимум количества пыльцы трав и спад на кривой содержания пыльцы лиственницы, указывающие на похолодание и аридизацию климата. Хронологическое положение контакта позднеледниковых и послеледниковых отложений определяется датой 10300 ± 80 лет (по оз. Уфимское). Данная граница является важным палеогеографическим рубежом, отражающим существенную климатическую перестройку, синхронную на обширных территориях. Свидетельства резкого изменения физико-географической обстановки осадконакопления отмечены
в голоценовых отложениях не только Северного [3, 4, 6], но и Южного полушария [7].
Спорово-пыльцевые спектры (СПС) первой половины пребореала (PBi) характеризуются снижением содержания пыльцы трав и возрастанием количества пыльцы лиственницы. Данные особенности СПС свидетельствуют о потеплении климата. Пере-славское похолодание, или пребореаль-ная осцилляция второй половины пре-бореала (PB2) — дата 9615 ± 65 лет, выявляется по спорово-пыльцевым спектрам с возросшим содержанием пыльцы анемофильных трав (в основном Artemisia sp.), а также Betula sect. Nanae, Ephedra distachia L.
О потеплении климата в первой половине бореала (BOi) свидетельствуют
Рис. 1. Схема расположения разрезов донных отложений озер: 1 —Иткуль, 2 —Уфимское, 3 — Сырыткуль
преобладание пыльцы Betula sect. Albae и увеличение количества пыльцы древесных пород в СПС. В спорово-пыль-цевых спектрах второй половины бо-реала (ВО2) отмечается третий пик
пыльцы трав, снижение количества пыльцы Picea sp. и повышение содержания пыльцы Betula sect. Nanae. Данные изменения СПС соответствуют результатам изотопного анализа углерода
и кислорода донных отложений оз. Сырыткуль (повышается содержание тяжелых изотопов) и свидетельствуют об аридизации и похолодании климата во второй половине бореала (рис. 3). Похолодание в этом же интервале установлено в Западной и Центральной Европе [9], на северо-западе США [8] и России [1, 2].
Спорово-пыльцевые спектры донных отложений атлантического периода (АТ) отличаются повышением содержания пыльцы ели и широколиственных пород. Дата 6265 ± 50 лет соответствует эмпирической границе, а 5500 ± 50 лет — рациональной границе пыльцы Ulmus sp. Максимальным содержанием пыльцы вяза в СПС конца атлантика отмечается климатический оптимум голоцена.
Нижняя граница суббореала (SB) проводится на уровне спада кривых содержания пыльцы широколиственных пород и ели, знаменующего начало суб-бореального похолодания и аридизации климата. На юге Среднего Урала эмпирическая граница пыльцы Abies sibirica Ledeb. датируется 3280 ± 50 лет. Нижняя граница субатлантического периода (SA) проводится на уровне спада кривых содержания пыльцы широколи-
Рис. 2. Корреляция спорово-пыльцевых диаграмм донных отложений озер.
1 — пыльца трав; 2 — Betula sect. Albae; 3 — Pinus sylvestris L.; 4 — Picea sp.; 5 — Abies sibirica Ledeb; 6 — Betula sect. Albae; 7 — Larix
sibirica Ledeb; 8 — Ulmus sp.
SMOW)
Рис. 3. Состав стабильных изотопов углерода (513С) и кислорода (5180) в донных отложениях оз. Сырыткуль (SMOW — Standard Mean Ocean Water)
ственных пород, пихты и увеличения количества пыльцы ели. Похолодание и аридизация климата в середине субатлантика отмечаются по уменьшению содержания пыльцы пихты.
Согласно нашим данным донные отложения озер, накопленные в одни и те же стадии развития, характеризуются сходными признаками. Так, например, в начале озерного седименто-генеза накапливались отложения с низкой концентрацией органического вещества, значительным содержанием Снеорг, Са, Sr, Mn, Na, высокими значениями отношений Sr/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), Ca/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), (Са0+№20)/А1203 (ПМ -плагиоклазовый модуль), Na20/K20 (ЩМ — щелочной модуль), (Na20+K20)/A1203 (НКМ — нормированная щелочность) [5]. В результате зарастания водоема макрофитами накапливался сапропель с высоким содержанием Сорг. В составе диатомовых сообществ преобладали диатомеи-обрастатели (Fragillariapinnata Ehr., Fragillaria brevistriata Grun. и др.). Стадии обводнения соответствует сапропель с повышенными концентрациями химических элементов — инди-
каторов терригенного сноса (Е1, ЯЪ, Сз, Ве, ИГ, А1), с увеличением содержания планктонных диатомей.
Корреляция донных отложений озёр Иткуль, Сырыткуль, Уфимское на основе геохимии, литологии и диатомового анализа стала возможной в связи с практически одновременным началом озерного осадконакопления (11— 10 тыс. лет назад).
Выявлено, что донные отложения позднего дриаса представлены контрастным горизонтом осадков (песок, глина), обогащенных Са, Sr, К, Т1, А1, ТЪ и имеющих повышенные значения отношений Sr/(Li, ЯЪ, Сз, Ве, ИГ, А1), Са/(Е1, ЯЪ, Сз, Ве, ИГ, А1) и модулей ЩМ, НКМ. Озерные отложения пре-бореала обогащены и, Мо, Сорг. Они характеризуются преобладанием диато-мей-обрастателей в составе диатомовых сообществ, постепенным возрастанием содержания планктонных диатомовых водорослей (Ли1аео&в1га granulata (ЕЬг.) Simonsen., СуеШвИа Ьойатоа Огип. и др.). Геохимия и минералогия донных отложений бореала-атлантика определяется главным образом составом пород водосборов озер. Донные отложения суббореала-субатлантика представлены оливковым, буро-оливковым сапропелем, характеризующимся повышением концентрации органического углерода, а также возрастанием количества ацидофилов и нейтрофилов среди диатомей. Жидкие сапропели верхней части толщи донных отложений отличаются обогащением халькофильными элементами (Си, №, 2п, Cd, РЪ, В^ SЪ, Те).
Таким образом, стратиграфическая корреляция донных отложений трех озер, отличающихся географическим положением, сроками заполнения котловины водой и скоростью осадкона-копления, выявила почти одновременное наступление этапов развития озерных геосистем в голоцене. Из этого следует, что этапы эволюции природных обстановок на рассматриваемой территории были практически синхронны и однонаправленны, а различия в их стратиграфии обусловлены локально-региональными особенностями рассматриваемых озер. Общими событиями в голоцене на изученной территории являются: пребореальная осцилляция, похолодание и аридизация климата во второй половине бореала, климатический оптимум конца атлантического периода, похолодание и ариди-
зация климата в начале суббореала и в середине субатлантика.
Исследования были выполнены при финансовом содействии Интеграционного проекта ДВО-СО-УрО РАН (№ 09-С-5-1001), проектов поддержки фундаментальных исследований УрО РАН (№ 12-И-5-2018 и № 12-М-45-2051), гранта поддержки аспирантов и молодых ученых УрО РАН, гранта РФФИ № 10-05-96012-р-ура-л_а), тематического плана ЮУрГУ № 1.908.
Литература
1. Голубева Ю. В. Климат и растительность голоцена на территории Республики Коми // Литосфера, 2008. № 2. С. 124—132.
2. Никифорова Л. Д. Изменение природной среды в голоцене на Северо-Востоке европейской части СССР // Автореф. дис. ... к. г. н. М., 1980. 25 с.
3. Субетто Д. А. Донные отложения озер: палеолимнологические реконструкции. СПб.: Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2009. 344 с.
4. Хотинский Н. А. Голоцен северной Евразии. М.: Наука, 1977. 200 с.
5. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 480 с.
6. Broecker W. S. Routing of melt-water from the Laurentide ice sheet during the Younger Dryas cold episode / W. S. Broecker, J. P. Kennett, B. P. Flower, J. T. Teller, S. Trumbore, G. Bonani, W. Wolfli // Nature, 1989. V. 341. P. 318—321.
7. Chase B. M. Late glacial interhemi-spheric climate dynamics revealed in South African hyrax middens / B. M. Chase, L. J. Quick, M. E. Meadows, L. Scott, D. S. Thomas // Geology, 2011. V. 39. № 1. P. 19—22.
8. Ellis K. G. Deglacial to middle Holocene (16.600 to 6000 calendar years BP) climate change in the northeastern United States inferred form multu-proxy stable isotope data, Seneca Lake, New York / K. G. Ellis, H. T. Mullins, W. P. Patterson // Journal of Paleolimnology, 2004. V. 31. P. 343 — 361.
9. Veski S. Cold event at 8200 yr B.P. recorded in annually laminated lake sediments in eastern Europe / S. Veski, H. Seppa, A. E. K. Ojala // Geological society of America, 2004. V. 32. № 8. P. 681— 684.
Рецензент д. г.-м. н. Л. Н. Андреичева
