ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 438, № 3, с. 400-405
= ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.345
ВАРИАЦИИ 518О, 5D И СОДЕРЖАНИЕ ПЫЛЬЦЫ И СПОР В АВТОХТОННОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ ПЛАСТОВОЙ ЛЕДЯНОЙ ЗАЛЕЖИ НА РЕКЕ ЕРКУТАЯХА НА ЮЖНОМ ЯМАЛЕ © 2011 г. Ю. К. Васильчук, Н. А. Буданцева, А. К. Васильчук
Представлено академиком Н.С. Касимовым 28.09.2010 г. Поступило 29.09.2010 г.
Цель нашей работы — исследовать новую пластовую ледяную залежь в долине р. Еркутаяха на южном Ямале, 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 гетерогенные автохтонного типа, сегрегационного (инфильтрационно-сегрегационного) и инъекционного генезиса, подобные тем, что были недавно изучены в близлежащих районах Ямала — на Бованенковском месторождении [1], близ пос.Харасавэй [2, 3] и у пос. Марре-Сале [4].
Изученное новое обнажение пластового льда располагается на южном Ямале, на левом берегу р. Еркутаяха (68°1Г18" с.ш., 68о51'39" в.д.). Это самое южное из изученных на Ямале местонахождений пластовых льдов. В обнажении высотой 15—18 м вскрывается дислоцированная пластовая залежь общей протяженностью около 100 м, которую вмещают преимущественно слоистые пески. Наиболее полно ледяная залежь вскрыта в цирке (рис. 1). В центральной части цирка пластовая залежь залегает прямо под слоем сезонного протаивания. Здесь она резко задрана кверху и срезана, скорее всего, постгенетическим субаквальным протаи-ванием. В апикальной части цирка залежь перекрыта голоценовыми озерно-болотными осадками мощностью около 1 м. По обе стороны от центральной части залежи ледяные слои круто падают и уже через 15 м кровля ледяной залежи оказывается на глубине 8 м. Лед внутри залежи имеет существенно различную криотекстуру. Это преимущественно лед четырех типов: 1) лед чистый, матовый белый с большим количеством газовых ксеногенных включений; 2) лед "хрустальный", прозрачный, иногда с включениями грунта; 3) лед серый со стальным отливом, слоистый, слоистость параллельна наклону верхней поверх-
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
ности ледяной залежи; 4) лед серый блочный, залегает в виде черепицы.
В общем сложении залежи нами выделена центральная дислоцированная часть — шток с вертикально и субвертикально залегающими слоями льда (лед здесь хрустальный и грязно-серый с большим количеством минеральных включений) и две периферийные части, сложенные горизонтально-слоистым льдом (лед здесь преимущественно серый со стальным отливом, слоистый, матовый белый и серый блочный). Горизонтальная слоистость этих двух частей залежи меняется на наклонную на контакте с центральным штоком. Такой контакт свидетельствует о воздействии льда центрального штока на характер залегания горизонтально-слоистого льда.
Для изотопных и палинологических определений отобрано 33 образца пластового льда из разных фрагментов обнажения и льда разных типов.
Изотопный состав льда определяли в лаборатории стабильных изотопов кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического ф-та МГУ на масс-спектрометре Delta-V со стандартной опцией газ-бенч. При измерении 818О анализируемые образцы уравновешивали с СО2 в течение 24 ч, при измерении SD уравновешивание в присутствии платинового катализатора производили в течение 40 мин. Для калибровки измерений использовали международный стандарт среднеокеанической воды SMOW-V и международные лабораторные стандарты МАГАТЭ и изотопной лаборатории Австрийского технологического института.
Вариации стабильных изотопов кислорода и дейтерия в залежи существенны: во льду чистом матовом белом 818О изменяется от —19.64 до -20.54%о , а SD от -152.4 до -156.9%о, во льду хрустальном прозрачном 818О варьируется от -19.24 до -20.24%, а SD от -149.6 до -160.7%, во льду сером, прозрачном со стальным отливом 818О изменяется от -19.44 до -21.33%, а SD от -150.3 до -163.8%, а во льду сером блочном и грязно-се-
м 8
6
420
10
2 =1111 = 1111 3
= НИ = 'III =
20 28 м
4
Рис. 1. Гетерогенная ледяная залежь, представленная парагенезом сегрегационного и инъекционного пластовых льдов в толще казанцевских отложений в долине р. Еркутаяха на юге Ямала. 1 — сегрегационный горизонтально- и субгоризонтально-слоистый лед; 2 — инъекционный вертикально-слоистый лед; 3 — голоценовые озерно-болотные суглинки и супеси с торфом; 4 — пески, вмещающие ледяную залежь; 5 — оплывина.
ром 818О варьируется от —22.13 до -23.42%о , а SD от -165.5 до -172.7% (табл. 1).
Оценивая весь диапазон изменчивости 818О (~4%) и SD (~20%), можно говорить о сравнительно малых колебаниях изотопного состава. Следовательно, исходная вода для льда всех типов была одной и той же или близкой по изотопному составу. К тому же изотопные различия практически не превысили обычную изотопную разницу, возникающую вследствие фракционирования при промерзании свободной воды.
Для сравнения нами отобраны образцы из ледяной жилы и из сегрегационных шлиров льда в толще поймы, датированной по радиоуглероду в Геологическом институте РАН от 1000 ± 170 лет (ГИН-1063) до 1820 ± 80 лет (ГИН-10985). Аналогичная датировка по второму образцу 1820 ± 100 лет (Не1-4492) получена в радиоуглеродной лаборатории Хельсинского университета, что говорит о достоверности полученной даты.
Необходимо отметить хорошую корреляцию изотопных значений, полученных в разных лабораториях. Сравнительно небольшой диапазон колебаний значений 8180 и SD свидетельствует о довольно стабильных зимних условиях формирования жилы. В ледяной жиле значения 8180 изменялись от -18.0 до -20.63%, SD от -135.8 до -151.9%, а в сегрегационных шлирах в пойменных отложениях 5180 варьируется от -15.01 до -19.76%, SD от -107.6 до -148.3% (табл. 2).
Сопоставление изотопных характеристик показывает, что значения 8180 и SD в пластовых льдах ближе к изотопным характеристикам жильных льдов и к самым изотопически негативным значениям, полученным по сегрегационным льдам из пойменной толщи. Это указывает на то, что климатические условия времени формирования пластовых льдов были несколько суровее современных и среднегодовые температуры воздуха
были, по-видимому, близки к современным сред-незимним температурам (т.е. от -17 до -20°С).
Сравнительно небольшой диапазон вариаций изотопного состава говорит, скорее, в пользу внутригрунтовой природы залежей, хотя существенные различия в текстуре льда заставляют думать, что деформированный вертикально-слоистый лед в центральной части залежи, вероятнее всего, имеет инъекционную природу.
Горизонтально-слоистый лед, скорее, сегрегационный или инфильтрационно-сегрегацион-ный. Но существенного изотопного фракционирования при образовании слоистого льда также не обнаружено, что указывает на инфильтраци-онно-сегрегационное льдообразование в условиях открытой системы.
Исследование спорово-пыльцевых остатков во льду позволило более определенно ответить на вопрос о генетической принадлежности изученной залежи. В обнажении, вскрывающемся вдоль реки, проанализирован молочно-белый, хрустальный и серый лед с включениями грунта. Почти весь проанализированный пластовый лед характеризуется высоким содержанием переотложенных доплейстоценовых палиноморф (1535%). Такие значения содержания переотложенных палиноморф характерны для пляжевых фаций п-ва Ямал [5, 6]. Кроме того, в образце серого льда отмечены обломки спикул губок, что также характерно для отложений морского генезиса. Отмечены также споры грибов, встречающихся в тундровых болотах, и мелкие диатомеи рода Ме1о8ца. Кварцевые обломки в основном очень мелкие и неокатанные за исключением одного образца серого льда, где кварцевые зерна округлые, их преобладающий размер 25-30 мкм. В этой части обнажения пластовых льдов в палиноспектрах доминирует пыльца кустарников (40-59%). В сером льду преобладает пыльца трав (39%), это в основном пыльца осок.
402
ВАСИЛЬЧУК и др.
Таблица 1.
ный Ямал,
Вариации 518О, 5D и ^ехс в образцах пластового льда, отобранного на левом берегу р. Еркутаяха, юж-в июле 2010 г. (точка 10-УиУ-\егк)
Номер образца Тип льда Высота над урезом р. Еркутаяха, м 518О, % SD, % ^ехо %
Горизонтально-слоистый периферийный лед
1 Хрустальный 1.0 -19.54 -156.5 -0.18
2 Хрустальный 0.7 -19.24 -149.6 4.32
3 Хрустальный 0.6 -19.44 -153.1 2.42
4 Молочно-белый 1.0 -19.84 -154.1 4.62
5 Молочно-белый 0.7 -19.74 -152.4 5.52
6 Молочно-белый, косослоистый 0.6 -19.64 -155.8 1.32
7 Стальной серый с включениями грунта 1.0 -19.54 -158.9 -2.58
8 -19.44 -155.5 0.02
9 Стальной серый с включениями грунта 0.6 -19.44 -154.8 0.72
10 Молочно-белый, близ верхнего контакта с прозрачно-серым 0.7 -20.54 -156.9 7.42
11 Хрустальный 1.0 -19.64 -154.1 3.02
12 0.9 -20.24 -153.1 8.82
13 0.8 -20.04 -154.8 5.52
14 0.7 -20.14 -160.7 0.42
Вертикально-слоистый лед центрального штока
15 Хрустальный 10.0 -19.54 -152.4 3.92
16 Хрустальный 9.5 -19.64 -155.5 1.62
17 Прозрачный серый 9.0 -19.64 -153.1 4.02
18 8.5 -19.84 -151.4 7.32
19 8 -19.64 -153.4 3.70
Горизонтально-слоистый периферийный лед
20 Грязно-серый с большим количеством 8.2 -22.33 -170 8.64
21 включений 8.0 -22.13 -168.6 8.44
22 Серый прозрачный 7.5 -20.83 -162.7 3.94
23 7.0 -21.33 -163.8 6.84
24 6.5 -19.44 -150.3 5.22
25 Серый блочный, залегает в виде черепицы 1.0 -23.42 -172.7 14.66
26 1.15 -22.92 -172.4 10.96
27 1.35 -22.83 -168.6 14.04
28 1.5 -22.63 -168.2 12.84
29 1.63 -22.43 -166.2 13.24
30 1.75 -22.13 -165.5 11.54
31 2.05 -22.23 -162.7 15.04
32 2.35 -22.33 -169.6 9.04
33 2.5 -22.53 -161.7 18.54
В цирке, где также вскрыт пластовый лед, проанализирован хрустальный и серый лед. Полученные палиноспектры характеризуются отсутствием переотложенных доплейстоценовых палиноморф, очень высоким содержанием пыльцы кустарников (57-75%) при доминировании пыльцы ольховника
(до 41%). В хрустальном льду отмечено значительное количество спор зеленых мхов (25%), в то время как в сером льду споры зеленых мхов не встречены. Однако в сером льду содержание пыльцы верескоцветн
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.