ГЕОХИМИЯ, 2015, № 4, с. 375-386
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В КАЙНОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ НИЖНЕАЛДАНСКОЙ ВПАДИНЫ
© 2015 г. В. В. Иванова*, П. А. Никольский**, А. С. Тесаков**, А. Э. Басилян**, И. Н. Белолюбский***, Г. Г. Боескоров***
*Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. академ. И.С. Грамберга 190121, Санкт-Петербург, Английский просп., 1 e-mail: v_ivanova@rambler.ru **Геологический институт РАН 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 ***Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН 677980, Якутск, просп. Ленина, 39 Поступила в редакцию 10.09.2013 г. Принята к печати 20.01.2014 г.
В качестве индикатора палеоклиматических условий изучен макро- и микроэлементный состав верхнекайнозойских отложений Чуйского разреза (низовья р. Алдан, Центральная Якутия), сложенного среднемиоценовыми и неоплейстоценовыми осадками. Установлено, что в среднем миоцене образование первичных осадков происходило в условиях умеренно-гумидного, а в неоплейстоцене — субаридного климата при относительно высоких скоростях осадконакопления. Близкое содержание микроэлементов во всех литологических разностях пород указывает на то, что во время формирования отложений область сноса была неизменной. Характер изменения индекса ICV свидетельствует о возрастании роли флювиогляциального накопления во время формирования плейстоценовых слоев. Показано, что в неоплейстоцене произошла резкая смена условий осадконакоп-ления.
Ключевые слова: состав источников сноса, условия осадконакопления, геохимические индикаторы палеоклиматических условий, Сибирь, верхний кайнозой, миоцен, плейстоцен.
Б01: 10.7868/80016752515020041
ВВЕДЕНИЕ
В низовьях р. Алдан вскрываются разновозрастные верхнекайнозойские отложения, заполняющие наиболее крупную в Центральной Якутии Нижнеалданскую впадину. Одно из наиболее известных и хорошо изученных обнажений верхнекайнозойских отложений Нижнеалданской впадины, Чуйское, расположено на правом берегу р. Алдан в 35 км от его устья (63°23'2" с.ш., 130°9'33.8" в.д.) (рис. 1).
Чуйское обнажение впервые привлекло внимание исследователей в связи с открытием тут Э.А. Вангенгейм (Вангенгейм, 1957, 1961, 1977) остатков четвертичных млекопитающих. Впоследствии разрез изучался Б.С. Русановым (Русанов, 1968), М.Н. Алексеевым, П.С. Минюком и
другими исследователями (Алексеев и др., 1982, 1986, 1990; Минюк, 2004).
Представления о палеоклиматических условиях формирования отложений, вскрывающихся в Чуйском разрезе, до сих пор основывались исключительно на данных спорово-пыльцевого (Алексеев и др., 1990) и микротериологического анализа (Минюк, 2004). Однако, в ряде случаев более точным и чувствительным методом является анализ распределения палеоклиматических маркеров, хотя для новейших отложений этот метод используется неоправданно редко. В настоящей работе обсуждаются результаты изучения геохимических индикаторов палеоклиматиче-ских изменений при отложении осадков Чуйско-го обнажения, опорного разреза верхнекайнозойских отложений Нижнеалданской впадины.
Рис. 1. Стратиграфическая схема Чуйского разреза. На врезке — район Центральной Якутии, на котором указано положение Чуйского разреза. Справа — литологическая колонка с деталями строения разреза в расчистке Ч11-4.
ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЧУЙСКОГО РАЗРЕЗА
В 2011 г. авторами было изучено литологиче-ское строение разреза, произведено стратиграфическое расчленение и корреляция отдельных расчисток, что позволило выявить не менее 4 слоев и построить рабочую схему стратиграфии разреза (рис. 1).
Снизу-вверх отложения Чуйского разреза, вскрывающиеся в естественном обнажении высотой до 62 м, представлены (табл. 1):
Нижняя толща (рис. 1, слой 1а/1б) видимой мощностью 10 м сложена серыми и желтыми гра-велистыми горизонтально-слоистыми песками, включающими прослои обугленных растительных остатков. По флоре возраст толщи оценивается как среднемиоценовый (Алексеев и др., 1990). Некоторые исследователи считают, что слой 1б сформировался в самом конце эоплейстоцена — начале неоплейстоцена, так как в средней его части наблюдается смена магнитной полярности (образцы из нижней части слоя намагничены обратно, а из верхней — прямо) (Минюк, 2004). Однако, на наш
взгляд, учитывая сходство литологического состава слоев 1а и 1б, и их палеоботаническую характеристику (Алексеев и др., 1990) больше оснований считать оба слоя миоценовыми.
Средняя толща (рис. 1, слой 2 и 3) мощностью 17 м представлена галечниками (слой 2) и серыми разнозернистыми песками (слой 3). Гальки размером от нескольких до 20—30 см имеют различную окатанность. Сортировка материала плохая. Наблюдаются невыдержанные по мощности прослои и линзы серого разнозернистого песка. Вверху гальки вертикально ориентированы (мерзлотные деформации). Возраст галечников (слой 2) судя по находке остатков Bison priscus, ранняя форма (сборы Русанова) (Русанов, 1968), не выходит за пределы среднего неоплейстоцена. Данные по фауне млекопитающих слоя 3 (Вангенгейм, 1977; Алексеев и др., 1986) датируют его началом среднего неоплейстоценом (~0.3—0.4 млн лет.).
Верхняя толща (рис. 1, слой 4) имеет мощность до 37 м. Она сложена сизовато-серыми алевритами, включает отдельные обломки древесины и другие растительные остатки.
Материал по мелким млекопитающим из верхней части разреза (слой 4) включает 25 целых и фрагментарных экземпляров коренных зубов полевок. Здесь определены остатки стадной полевки Миддендорфа и копытного лемминга, представленного морфотипом "simplicior" с чертами перехода к морфотипу "henseli". Microtus (Stenoc-ranius) gregalis (Pallas, 1779), Microtus middendorfii (Poljakov, 1881), Dicrostonyx cf. henseli (Hinton, 1910). Возрастной диапазон этой фауны определяется стадиями эволюции представленных полевок. Морфотип "gregalis" у стадных полевок доминирует с начала среднего неоплейстоцена. Вариант строения m1 имеет черты примитивности. Строение единственного диагностичного зуба полевки Миддендорфа обычно для спектра изменчивости средне-позднеплейстоценовых и современных представителй вида, хотя этот морфотип можно назвать примитивным. Морфотипы "simlicior" доминирует у копытных леммингов среднего неоплейстоцена, их продвинутые варианты характерны для позднеплейстоценовых фаун, и встречаются в современных популяциях. По общему эволюционному облику вся чуйская фауна из слоя 4 может быть датирована в интервале конец среднего — поздний неоплейстоцена. Такая датировка несколько древнее возраста, ранее предполагавшегося Г.Г. Фроловой (Алексеев и др., 1986).
Самая верхняя часть Чуйского разреза не обнажена.
На склоне развит термокарст, свидетельствующий о том, что эта часть разреза представляет собой ледовый комплекс.
ОБРАЗЦЫ И АНАЛИТИКА
Для изучения геохимических характеристик верхнекайнозойских отложений Чуйского разреза было отобрано 15 проб (табл. 1). Элементный состав мелкоалевритовой фракции (<0.05 мм) образцов определялся в Центре контроля качества воды (аналитик Л.А. Пролетарская, Санкт-Петербург) методом ICP-MS. Статистические характеристики распределения элементов в изученных образцах четвертичных отложений приведены в табл. 2.
Химический состав описываемых пород (табл. 3) характеризуется значительными вариациями содержаний всех петрогенных окислов, за исключением кремнезема, глинозема и оксида калия. На этом основании можно предполагать как разнородность состава материнских пород на площадях сноса, так и их полиминеральность, что свидетельствует о внутриконтинентальном режиме бассейна седиментации, и о недостаточной интенсивности выветривания на суше. Коэффициент парной корреляции между содержаниями оксида титана и оксида алюминия равен —0.17, что
Таблица 1. Литологическая характеристика Чуйского разреза
Номер пробы Литология Высота над урезом воды в межень, м
Слой 1
6-1 Песок среднезернистый кварцевый 3.7
5-1 Песок среднезернистый ожелезненный 4.14
5-2 Песок среднезернистый с обугленными растительными остатками 4.49
5-3 Песок мелкозернистый косослоистый 5.14
2-1 Песок мелкозернистый косослоистый 6.15
1-4 Песок мелкозернистый ожелезненный 6.7
7-1 Песок среднезернистый кварцевый 7.6
5-4 Песок мелкозернистый 9.5
5-5 Песок мелкозернистый косослоистый Слой 2 9.6
3-1 Песок мелкозернистый 10.6
3-2 Песок мелкозернистый с примесью алеврита 16.23
1-1 Песчано-глинистое заполнение галечника 22.3
2-2 Песок мелкозернистый с примесью алеврита Слой 3 23.21
1-3 Алеврит опесчаненный 24.6
5-7 Алеврит опесчаненный 27.5
та
ни
о
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
Кв:
гаеские характеристики распределения элементов в изученных образцах верхнекайнозойского разреза
Среднее, мг/кг Минимум, мг/кг Максимум, мг/кг Ст. откл. Асимметрия Эксцесс Квар, %
68440 54300 93620 9932 1.13 1.91 15
4.38 0.54 20.46 4.65 3.33 12.05 106
891.15 586.60 1333.40 261.14 0.25 -1.58 29
2.71 1.67 5.53 1.40 1.53 0.65 52
12067 2480 22400 5892 -0.21 -0.53 49
6.93 2.40 10.10 2.67 -0.24 -1.57 39
39.22 23.56 76.62 12.96 1.64 4.45 33
14.55 4.92 33.86 8.87 0.88 -0.05 61
23938 9508 38420 7821 -0.41 -0.07 33
22992 18420 30 200 3630 0.76 -0.23 16
6358 2460 13822 3657 1.21 0.25 58
433.98 172.64 713.40 162.15 -0.11 -0.64 37
0.75 0.24 1.57 0.42 0.87 -0.13 56
21035 10180 32000 5164 0.07 0.92 25
17.46 8.52 24.84 5.73 -0.24 -1.75 33
331.40 130.26 599.40 168.87 0.16 -1.81 51
3725 2044 9224 2037 1.91 3.20 55
63.38 35 124.16 20.74 1.62 5.08 33
55.29 23.20 90.24 19.71 0.17 -0.96 36
20.69 11.89 30.08 7.14 -0.01 -1.91 34
417.41 224.80 653.20 142.39 0.03 -1.42 34
7.58 3.86 14.76 2.53 1.48 4.17 33
71.23 60.12 97.16 9.95 1.39 2.20 14
12.74 5.08 18.71 3.84 -0.33 -0.41 30
60.08 25.34 91.40 23.85 -0.31 -1.52 40
0.12 0.02 0.50 0.12 2.67 8.12 90
0.45 0.29 0.85 0.16 1.81 2.74 36
8.80 5.27 17.62 3.61 1.72 2.34 41
2.10 0.94 5.59 1.303 1.97 3.46 62
28.77 15.33 56.24 8.88 2.07 6.97 31
59.78 27.98 109.50 18.10 1.17 3.75 30
6.
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.