ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 446, № 2, с. 204-208
ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.345.2
ИЗОТОПНЫМ И СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВОИ СОСТАВ ПЛАСТОВОЙ ЛЕДЯНОЙ ЗАЛЕЖИ НА РЕКЕ МОРДЫЯХА, ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ЯМАЛ © 2012 г. Ю. К. Васильчук, А. К. Васильчук, Н. А. Буданцева
Представлено академиком Н.С. Касимовым 14.02.2012 г. Поступило 21.05.2012 г.
Цель нашей работы — исследовать новую пластовую ледяную залежь в долине р. Мордыяха в центральной части Ямала, определить содержание стабильных изотопов кислорода и водорода во льду, а также изучить спорово-пыльцевые остатки во льду. На основе этих данных выявить условия формирования льда и показать, что пластовые льды здесь гетерогенны и их источником были озерные воды. Эта залежь во многом подобна тем, что были изучены нами в различных районах Ямала — в долине р. Еркутаяха [1], на месторождении "Бованенково" [2] и в низовьях Ямальского Юрибея [3—5].
Изученное в августе 2011 г. новое обнажение пластового льда располагается в центре Ямала, в верховьях р. Мордыяха (68о11'18'' с.ш., 68°51'39'' в.д.), на абсолютных отметках 66—70 м.
Залежь мощностью более 4 м с нормальной горизонтальной слоистостью по латерали переходит в вертикально слоистый лед (рис. 1а) и рассекается 4—5-метровыми сингенетическими повторно-жильными льдами (рис. 1б).
Слои льда вскрываются в левой части обнажения под углом 65о—75о. В центральной части обнажения лед относительно чистый и слоистость просматривается за счет прослоев льда разного цвета. Ширина этих прослоев от 1—3 до 10—15 см. Влево этот лед постепенно переходит в ледогрунт также косо-вертикально ориентированный. Грунтовые прослои представлены серой супесью. Ближе к периферии залежи, влево, количество грунта возрастает и примерно в 10 м от центральной ледяной части пластовая залежь заканчивается и вмещающими отложениями здесь является серый песок. Вправо от центральной части с косо-вертикально слоистым льдом, в верхней части расположена несколько более поздняя вкладка, представленная горизонтально-слоистым льдом. Ширина этой вкладки около 10—12 м, высота 2.5— 3 м. Слева и справа от горизонтальной ледяной вкладки располагаются ледяные жилы, сложен-
ные желтовато-серым льдом. Хвосты этих жил входят в расположенный ниже косо-вертикально слоистый лед. Подобные находки парагенетиче-ских сочетаний в едином разрезе повторно-жильных и пластовых льдов в криолитозоне единичны [6-10].
Для изотопных определений из обнажения пластового льда в верховьях р. Мордыяха нами было отобрано 11 образцов позднеплейстоцено-вого пластового льда и ледогрунта, два образца позднеплейстоценового сингенетического повторно-жильного льда (табл. 1) и шесть образцов голоценового повторно-жильного льда (табл. 2).
Изотопный состав льда определяли в лаборатории геохимии стабильных изотопов кафедры геохимии ландшафтов и географии почв геогра-
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Рис. 1. Вертикально-слоистый лед (а) и рассекающий пластовый лед плейстоценовый повторно-жильный лед (б) в верховьях р. Мордыяха, Центральный Ямал.
ИЗОТОПНЫИ И СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВОИ СОСТАВ
205
Таблица 1. Содержание стабильных изотопов кислорода (б180) и дейтерия (8D) в пластовых и жильных льдах в верховьях р. Мордыяха, 537 км ж/д Обская—Бованенково, август 2011 г.
Номер образца Тип льда Глубина, м 518О, % 5D, %
Пластовый лед в термоцирке
11-УиУ-2/3 Пластовый лед, стекловатый, вертикально-слои- 6 -23.2 -164.8
11-УиУ-2/4 стый, в 6 м от правого края пласта 6.5 -22.7 -169.7
11-УиУ-2/5 Ледогрунт 7 -21.7 -165.5
11-УиУ-2/6 » 7.5 -21 -162.7
11-УиУ-2/7 Ледогрунт, в 1 м левее обр. 2/3 6 -23.1 -170.8
11-УиУ-2/8 Хрустальный лед с вертикальными включениями супеси светло-серой 6 -23.1 -171.8
11-УиУ-2/9 Тот же лед, на 2 м левее обр. 2/3 6 -23.3 -169
11-УиУ-2/10 Тот же лед, на 3 м левее обр. 2/3 6 -22.4 -168.7
11-УиУ-2/11 Тот же лед, на 4 м левее обр. 2/3 6 -22.4 -172.2
11-УиУ-2/12 Тот же лед, на 4 м левее обр. 2/3 и на 1 м ниже 7 -22.7 -172.9
11-УиУ-2/13 Пылеватый вертикально-слоистый песок со льдом 9-10 -20 -156.8
Позднеплейстоценовые ледяные жилы, лед желтовато-серый из верхней части жилы ,
рассекающей пластовый лед в виде хвоста ласточки. Ширина жилы 1.5 м, высоте 5 м
11-УиУ-2/14 Жильный лед 1.5 -22.6 -172.2
11-УиУ-2/15 Жильный лед 1.7 -23.4 -179.5
фического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова на масс-спектрометре Delta-V со стандартной опцией газ-бенч. При измерении 818О анализируемые образцы уравновешивались с СО2 в течение 24 ч, при измерении SD уравновешивание в присутствии платинового катализатора производили в течение 40 мин. Для калибровки измерений использовался международный стандарт МАГАТЭ среднеокеанической воды 8М0Ш
Сравнительно малый диапазон и характер распределения значений 8180 (от —20 до -23.2%) и SD (от—156.8 до —172.9%) вполне отвечают внут-ригрунтовому происхождению пластов, исследованных в верховьях р. Мордыяха (рис. 2). Изотопный состав льдов и косо-вертикально ориентированного ледогрунта, расположенного в левой части обнажения, демонстрирует весьма незначительные изотопные вариации: изменение 8180 во льду составляет около 1% — от —22.4 до —23.3%, что указывает на сегрегационный характер льдообразования в условиях открытой системы. Об этом же свидетельствует и сходство с изотопной диаграммой пластового льда на р. Еркута-яха [1].
Пыльца и споры были изучены непосредственно во льду(табл. 3).
На то, что пыльца и споры не были занесены в образцы при отборе проб, указывают следующие признаки: полученные палиноспектры существенно различаются в пределах данной залежи; пыльца и споры имеют разную степень сохранности; отбор образцов для палинологического ис-
следования производился с максимальной изоляцией отобранного льда. Исследование пыльцы и спор в обнажении пластовых льдов в верховьях р. Мордыяха показало, что палиноспектры содержат типично тундровые элементы, такие как споры зеленых мхов, хвощей, пыльцу верескоцветных, морошки, ивы (рис. 3). Именно эти компоненты показательны для тундровых палиноспектров [3, 11]. В одном образце (11-УиУ-2/5) отмечена в заметных количествах дальнезаносная пыльца сосны и березы. В этом же образце самое высокое содержание переотложенных дочетвертичных палиноморф, из чего можно предположить с уверенностью, что эта пыльца тоже переотложена. Этот палиноспектр
Таблица 2. Содержание стабильных изотопов кислорода (5180) и дейтерия (SD) и значения дейтериевого эксцесса (^ехс) в голоценовых ледяных жилах из супеси под торфяником на Центральном Ямале, август 2011 г.
Номер образца 518О, % 5D, %
11-УиУ-1/1 -16.8 -121.8
11-УиУ-1/4 -16.9 -122.2
11-УиУ-1/6 -17.3 -123.9
11-УиУ-1/9 -16.4 -119.4
11-УиУ-1/11 -16.2 -121.8
11-УиУ-1/21 -16.4 -126.4
Примечание. Образцы из блока льда из верхней части жилы; глубина 0.6 м.
Таблица 3. Процентное содержание пыльцы и спор в пластовых льдах в верховьях р. Мордыяха, 537 км ж/д Обская-Бованенково, август 2011 г. Номер точки 11-УиУ
Номер образца 2/4 2/5 2/6 2/8 2/9
Глубина, м 6.5 7 7.5 6 6
Pinus sp. 3 18 4
Picea sp. 1 4
Betula sect. Albae 37 2 6
Alnus sp. 1
Betula sect. Nanae 8 12 28
Alnaster sp. 8 11 6
Salix 4 3
Poaceae 11 15 50
Cyperaceae 42
Ericaceae 29 36
Thalictrum sp 7
Liliaceae 1 1
Rosaceae (cf. Rubus chamaemorus) 2
Ranunculaceae 1 2
Fabaceae 1 1
Chenopodiaceae 11 1
Sphagnum sp. 4 11 31
Bryales 1 4 38 1
Equisetum sp. 26 1
Lycopodium cf. clavatum 7 9
Концентрация, экз./л 368 222 166 143 108
Наличие диатомей Нет Много более Нет Много более Много более
30 раковин 50 раковин 50 раковин
Переотложенные, % 3 24 4 9 11
Примечание Споры грибов
также содержит тундровые элементы - споры зеленых мхов, пыльцу лилиецветных и морошки.
Выделяется палинологическая характеристика образца 11-УиУ-2/4. В нем отсутствует не только пыльца древесных пород, но и кустарников. Абсолютно доминируют пыльца осок и споры хвощей, встречена пыльца василисника, злаков, ли-лиецветных, бобовых.
Палиноспектр характеризуется высоким содержанием пыльцы и спор влаголюбивых растений, в частности хвощей и осок. Такого рода особенности отмечены для отложений небольших озер [11].
Палиноспектры, выделенные из данной залежи, свидетельствуют о внутригрунтовом происхождении льда. На это указывает типично тундровый характер палиноспектров: содержание пыльцы карликовой березки 8-28%, ольховника 6-11%, злаков (11-50%), осок (42%), вереско-цветных (29-39%) и спор зеленых мхов (1-38%), наличие спор хвощей (26%), пыльцы водных растений, таких как ТЬаИ^гат (7%), а также заметное содержание доплейстоценовых палиноморф (3-24%). Выделенные таксоны либо практически
не встречаются во льду и снежном покрове ледников, как, например, переотложенные дочетвер-тичные формы, либо встречаются крайне редко и единично, как, например, пыльца верескоцвет-ных, споры зеленых мхов и хвощей [3, 11].
Зафиксировано присутствие дальнезаносной пыльцы сосны и древовидной березы, совпадающее с высоким содержанием переотложенных до-четвертичных форм, что свидетельствует о том, что пыльца сосны и березы попала в лед из вмещающих отложений.
По нашим представлениям образование мощных массивов пластовых льдов в криолитозоне связано с двумя основными факторами - атмосферными осадками и приповерхностным залеганием многолетнемерзлых пород. Простой расчет количества атмосферных осадков показывает, что при обычном для северных территорий количестве осадков 500 мм/год за 10-40 тыс. лет выпадает столб воды от 5 до 20 км. Сохранение даже 1% этой воды может привести к образованию слоя льда мощностью от 50 до 200 м.
Вторым важным фактором активного льдообразования в позднем плейстоцене является замет-
ИЗОТОПНЫЙ и спорово-пыльцевой состав
207
S18O, % -23 -22
-21
5 6
<я н о
с« Ц
к 7
§7
6
° О « 8 л Л С н о
CD п
s 9
X я о н о
¿210
11 L
О /
-180 -170 -160
SD, %
Рис. 2. Распределение 6180 и 5D в вертикально-слоистой залежи пластового льда, вскрытой обнажением в верховьях р. Мордыяха, Центральный Ямал. Из-за вертикального расположения слоев льда распределение показано по мере удаления о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.