В.П. Евсеев, Г.Н. Недешева

 ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИБРЕЖНО-МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

УДК 551.35(571.56)

Скачать pdf

  

Вопросы стратиграфии, генезиса, строения, криолитологической и палеонтологической характеристик четвертичных отложений Колымской низменности в настоящее время являются предметом научной дискуссии. Существует несколько точек зрения на происхождение отложений ледового комплекса [Архангелов и др., 1979; Кузнецов, 1979].

Меньшее внимание уделяется изучению других частей разреза четвертичных отложений более молодых аллювиальных и прибрежно-морских отложений, имеющих фациальные контакты с едомными. Однако выяснение генезиса, реконструкция условий и процессов осадконакопления этих отношений по аналитическим данным поможет в решении общих задач четвертичной геологии данного района.

В настоящей работе анализируются криолитологический и микропалеонтологический материалы, которые впервые были получены для прибрежно-морских отложений одного из стратиграфических районов Колымской низменности - устья р. Чукочья. Река Чукочья впадает в Восточно-Сибирское море в западной части Колымского залива, образуя обширный эстуарий. По нему влияние моря при приливах и сильных нагонах ощущается в настоящее время на расстоянии 10- 20 км вверх по течению реки. Доказательством тому является наличие соленых озер на пойме р. Чукочья на значительном расстоянии от устья. Приливные и нагонные явления являются достаточно кратковременными, а потому формирование прибрежно-морских осадков происходит на ограниченных территориях лайды, вытянувшейся вдоль речной части обрыва мыса Малый Чукочий. Прибрежно-морские отложения более древнего возраста в этом районе не выходят на поверхность. По данным О.В. Лахтиной [Лахтина, 1978], они вскрываются с глубины 2- 2,3 м и представлены чередованием черных и зеленовато-коричневых илов.

Отложения, интерпретируемые нами как прибрежно-морские, вскрыты скв. 2Д, расположенной на левом берегу р. Чукочья, примерно в 10 км выше по течению от устья. Скважина пробурена на высокой пойме (высота устья скважины над урезом 2,0- 2,5 м ) на расстоянии 200 м от русла реки.

Поверхность поймы, ширина которой 1,0- 1,5 км , плоская, постепенно повышающаяся к тыловому шву, сильно заозеренная; покрыта сетью нечетко выраженных морозобойных трещин, образующих полигональную решетку.

Скважиной вскрываются следующие отложения:

 

Слой 1

0,0- 0,3 м

Торфяно-минеральный сезонно-талый слой, представленный до 0,1- 0,15 м торфяной дерниной, переходящей в тиксотропные серо-сизые пески с многочисленными растительными остатками.

Слой 2

0,3- 1,3 м

Песок тонкозернистый алевритистый, темно-серого цвета, мерзлый. Много органических включений до глубины 0,6 м , ниже встречаются мелкие торфяные линзы и единичные растительные остатки. С гл. 1 м отмечаются прослои более крупного желтовато-бурого песка. Криотекстура решетчатая с преобладающими горизонтальными шлирами толщиной до 2 см и тонкими субвертикальными. Интервалы повышенной льдистости мощностью до 10 см сменяются интервалами с массивной текстурой. Переход резкий.

Слой 3

1,3- 1,7 м

Ледогрунт с одинаковым содержанием грунта и льда. Тонкозернистый песок расположен во льду в виде диагональных прослоев. Переход резкий.

Слой 4

1,7- 2,0 м

Песок тонко- и мелкозернистый, темно-серый с прослоями буро-желтого, малольдистый. Текстура в основном массивная с редкими тонкими горизонтальными прослоями ледяных шлиров.

Слой 5

2,0- 3,0 м

Алеврит темно-серый, почти черный, однородный, глинистый со специфическим запахом разложившейся органики. Без ледяных включений. По состоянию керна впечатление, что грунт либо талый, либо пластично-мерзлый. Переход постепенный за счет укрупнения материала.

Слой 6

3,0- 4,0 м

Песок тонкозернистый, темно-серый, с включением органики, мерзлый. Текстура массивная.

Слой 7

4,0- 8,0 м

Алеврит темно-серый, глинистый. По состоянию керна пластично-мерзлый (?) с тонкослоистой криогенной текстурой (мощность шлиров до 1- 2 мм ). Местами на грунте белый налет солей. С гл. 5,5 м в алеврите появляется ракушечный детрит, а в интервале 7,5- 7,7 м встречена целая створка с сохранившимся эпидермисом. По всему слою рассеян растительный детрит.

 

В приведенном описании разреза при всей многочисленности слоев четко выделяются два горизонта: верхний (мощностью 2,0 м ) и нижний (с видимой мощностью 6,0 м ), визуально отличающиеся по ряду признаков. 1. Механический состав: верхний представлен песками с включением алевритов; нижний - алеврит с прослоями песка. 2. Цвет и вещественный состав: верхний темно-серый, с большим содержанием неразложившегося растительного детрита; нижний - почти черный, со специфическим запахом разложившейся органики, с выцветами солей и обломками раковин моллюсков, с меньшей концентрацией рассеянного по слою растительного детрита. 3. Криогенное строение: верхний горизонт, несмотря на песчаный состав, льдонасыщен, для него характерны тонкослоистые, решетчатые текстуры и ледогрунт; нижний, хотя и представлен грунтами, наиболее благоприятными для формирования в них криогенных текстур, характеризуется массивными и тонкослоистыми текстурами. К тому же состояние грунта по керну пластично-мерзлое (?). Подмеченные различия свидетельствуют о генетическом различии выделенных горизонтов, что и подтверждается аналитическими данными.

Состав легкорастворимых солей изучался из отложений, вскрытых скважиной, а для сравнения привлекались данные по современным пробам грунтов и воды.

Содержание водно-растворимых солей в отложениях разреза изменяется от 0,059 до 0,881%, химический состав хлоридно-натриевый.

Эти показатели в 2-3 раза выше аналогичных показателей засоления грунтов едомного и аласного комплексов из обнажения мыса М. Чукочий [Кузнецов, 1979]. Характер распределения водно-растворимых солей показан на рис. 1. Четко выделяются два интервала «повышенного засоления»: верхний (гл. 0- 2 м ) со средним содержанием водно-растворимых солей 0,65% и средний  (гл. 3,0- 5,5 м ), в котором содержание солей 0,855%. Между ними расположены слои алевритов мощностью 1 м , где содержание солей уменьшается до 0,302%. Ниже интервала минимального содержания солей (0,059%) с гл. 5,5 м засоление постепенно увеличивается. Значение рН среды до гл. 5,5 м составляет 7,05-6,6, что соответствует нейтральной реакции. Осадки с такой реакцией свойственны морям и озерам. Нижняя часть разреза (гл. 5,5- 8,0 м ) имеет значение рН 5,7-6,1, соответствующее слабокислой реакции, что отражает условия опресненных водоемов [Теодорович, 1964].

Таким образом, количественный и качественный характер засоления верхнего и нижнего слоев примерно одинаков. Это можно объяснить тем, что отложения верхнего слоя формировались в своеобразных условиях непосредственной близости морского побережья. Приливно-отливные и нагонные явления обусловливали наличие воды повышенной солености в пойменных озерах, а ветер способствовал переносу солей и концентрации их на поверхности грунта. В настоящее время содержание легкорастворимых солей в воде р. Чукочья в районе скважины 73,3 мг/л, а в воде из пойменного озера - 477,2.

Поэтому засоление верхнего горизонта, по нашему мнению, обусловлено участием морского фактора в аллювиальных процессах в момент осадконакопления. Распределение легкорастворимых солей в разрезе глубже 2 м отражает прибрежно-морские условия, которые характеризуются периодической сменой морских и пресноводных бассейнов. Интервал 8,0- 5,5 м (рис. 1) отражает завершающий этап распреснения, который выше сменяется морским осадконакоплением. На границе морского и речного осадконакопления  (гл. 2- 3 м ) также отмечается сильное распреснение (рис. 1).

Рисунок 1

При сравнительно небольшом засолении (максимальное содержание легкорастворимых солей 0,881%) в интервале 4,2- 5,4 м грунт «пластично-мерзлый» и малольдистый. Льдистость более пониженная, чем можно ожидать в таких тонкодисперсных грунтах, отмечается и О.В. Лахтиной [Лахтина, 1978] для прибрежно-морских отложений этого района. Она объясняет это засоленностью грунтов, значения которой близки к нашим данным (от 0,837% и выше).

И все же основным для обоснования морского генезиса рассматриваемых отложений явились находки микрофауны фораминифер (определение Г.Н. Недешевой), остракод (определение Е.В. Постниковой), а также фауны морских моллюсков (определение А.А. Свиточа).

С гл. 8,0 до 3,0 м в алевритах количество фораминифер увеличивается от 4 до 126 экземпляров на 100 г осадка (рис. 2). В вышележащих отложениях (просмотрены образцы с гл. 1,3-2,0; 2,0- 3,0 м ) фораминиферы отсутствуют. Раковины фораминифер хорошей сохранности, встречаются взрослые и молодые особи, что свидетельствует об инситном залегании. Только на гл. 5,5- 6,5 м найдено 13 эльфидиид, раковины которых несколько разрушены. Комплекс фораминифер небогат и представлен главным образом холодноводными эльфидиидами. Так что в целом этот комплекс арктический. Всего по разрезу обнаружено 9 видов, однако в одном образце содержится не более 6. Считая, что отложения, где обнаружены фораминиферы, стратиграфически и генетически принадлежат к одному горизонту, приводим полный видовой состав фораминифер: Ammotium cassis (Parker), Globulin glacialis Cushman et Ozawa, Cribrononion obscurus Gudina, Protelphidium orbiculare (Brady), Protelphidium asterotuberculatum Gudina, Elphidium boreale Nuzhdina, Cribroelphidiurn subarcticum Cushman.  

Рисунок 2

Наибольшим количеством экземпляров в образцах представлен Protelphidium orbiculare (до 73 экземпляров на гл. 4,2- 5,4 м ) - арктическая форма, характерная для материковой отмели. Максимальное содержание этих форм отмечается до гл. 100 м . Так, С.В. Тамановой [Таманова, 1971] они найдены в море Лаптевых – 5-25 экземпляров на гл. 16,5- 32,0 м при температуре воды - 0,87-1,66° С и солености 24,54-32,45‰. Cribroelphidium subarcticum, встреченный на гл. 3,0- 4,0 м в количестве 9 экземпляров, описан из казанцевских отложений и в современных морях. Современные формы обитают у побережья Новой Англии, Северной Аляски (на гл. 37- 223,6 м ), Западной Гренландии (зал. Фробишера). Elphidium boreale встречается как в ископаемом состоянии, так и в современных бореальных морях. В.И. Гудина [Гудина, 1966] отмечает, что эльфидииды встречаются в разнообразных обстановках от опресненных мелководных лагун до сравнительно глубоководных нормально соленых бассейнов. На гл. 5,5- 6,5 м найдены два экземпляра Ammotium cassis - агглютинирующих (песчаных) фораминифер, которые являются также бентосными. Этот вид широко распространен в арктических морях, встречается в голоценовых отложениях, живет на поверхности илистых грунтов зал. Анивы и лагуны Буссе, описан А.В. Фурсенко [Фурсенко и Фурсенко, 1973], найден у берегов Гренландии и Шпицбергена. А. Леблич и Ш. Таппан [Loeblich & Tappan, 1953] указывают на многочисленные находки Ammotium cassis в Северном Ледовитом океане в интервале глубин 21- 223 м у побережья Аляски.

Несмотря на некоторые различия в современных условиях жизнеобитания фораминифер, обнаруженных в отложениях скв. 2Д, можно утверждать, что это в основном мелководные участки шельфовой зоны, для которых характерна пониженная соленость, а иногда и значительное опреснение, температура воды не выше +2° С.

Анализ фораминифер показывает, что все встреченные формы присутствуют как в верхнеплейстоценовых, так и современных осадках и распространены в довольно широком регионе бореального сектора. В сильно опресненном переходном горизонте (гл. 2- 3 м ) фораминиферы отсутствуют, а в нижнем опресненном горизонте (гл. 5,5- 6,5 м ) отмечаются несколько разрушенные раковины (до 40% от обнаруженных в этом образце), а также вид Ammotium cassis, который встречается на поверхности илов и в сильно опресненных водоемах.

Данные по распределению остракод в определенной мере согласуются с материалами по фораминиферам. В составе остракод нижней части разреза (на гл. 5,5- 8,0 м ) преобладают два вида - Heterocyprideis sorbyana и Cytheridea papillosa. В составе остракод верхней части разреза (2,2- 5,5 м ) преимущественным распространением пользуются два других вида - Cythera cribrosa и Cythera robertsony. Кроме того, здесь встречаются редкие представители Heterocyprideis sorbyana и единичные Cythera albomaculata и С. sp. juv, неопределимые до вида. Все остракоды являются морскими, имеют широкое региональное и экологическое распространение. По классификации Элофсона [Elofson, 1940-1941], два первых вида относятся к гипарктически-бореальным и по температурным данным причисляются к подгруппе эвритермных остракод, обитающих в водах с отрицательной и положительной температурами. Они различаются по отношению к содержанию соли в воде: Н. sorbyana встречается при солености 2-3‰ и выше, С. papillosa - 10‰ и выше. По той же классификации С. albomaculata относится к группе эвригалинных морских остракод, обитающих при солености 17‰ и выше. В интервале 2,0- 3,0 м , где отсутствуют фораминиферы, найдены только две формы Cythera cribrosa, которые известны преимущественно как ископаемая форма в третичных и послетретичных отложениях.

По характеру распределения остракод Е.В. Постникова отмечает, что в верхней части разреза (до гл. 5,5 м ) встреченные виды остракод характеризуют в основном приливную зону, хотя и встречаются на больших глубинах. Интересно, что здесь присутствует Cythera cf albomaculata, обитающая в воде с повышенной соленостью (17‰ и выше). По содержанию легкорастворимых солей этот горизонт имеет максимальное засоление (рис. 1). Ниже по разрезу (гл. 5,5- 7,5 м ) имеющееся небольшое количество остракод позволяет предположить более суровые температурные условия и пониженную соленость среды обитания.

Как отмечалось в описании разреза, начиная с гл. 5,5 м встречается ракушечный детрит, а на гл. 7,5- 7,7 м обнаружена целая створка Cyrtodaria kurriana Dunker (определение А.А. Свиточа), которая относится к арктическому циркумполярному виду, характерному для морских отложений Ледовитого океана.

Итак, все аналитические данные подтверждают, что отложения, вскрытые в интервале 3,0- 8,0 м , формировались в морских, но специфических условиях, свойственных прибрежной зоне. На это же указывают данные по  современным  прибрежно-морским  отложениям.

Прибрежная низкая поверхность представляет собой сильно заозеренную лайду. Озера вытянуты вдоль берега и, как правило, соединены с морем протоками, по которым вода заходит во время приливов и сильных нагонов. Нагоны могут быть со стороны как моря, так и реки, поэтому режим озер периодически меняется с соленого на опресненный. Межозерная поверхность покрыта наилком и лишена растительного покрова. Лишь отдельные наиболее повышенные участки покрыты травой, которую периодически перекрывает наилок. Открытые грунты поверхности обычно сильно засолены и при высыхании образуют соляную корку. Содержание легкорастворимых солей в таких грунтах 17002,46 мг/л. Грунты морского дна, взятые примерно в 400- 500 м от берега на гл. 0,5- 0,6 м , имеют засоление 7993,26 мг/л, а вода во время отлива содержит всего 224,18 мг/л солей. При нагонах с моря вода становится горько-соленой. Таким образом, лайда и акватория моря в районе устья р. Чукочья характеризуются периодической сменой пресноводных и морских условий. Фораминиферы здесь не обитают. В грунте, взятом со дна моря на расстоянии 400- 500 м от берега, обнаружены две разрушенные формы - Elphidium sp. и Gen. sp. Остракоды, вероятно, имеют более широкий диапазон жизнеобитания, для некоторых видов такая смена условий наиболее благоприятна. Так, в пробе грунта, взятого со дна озера на поверхности лайды, было обнаружено массовое распространение (46528 на 100 г ) Leptocythere sp. По заключению Е.В. Постниковой, это, возможно, новый вид, поскольку (в имеющейся литературе) соответствующего ему аналога не нашлось. Вид представлен целыми раковинами и отдельными створками хорошей сохранности, относящимися к женским и мужским особям примерно в равных количествах и массой ювенильных форм всех стадий развития.

Современная малакафауна встречается по пляжу очень редко и, как правило, плохой сохранности. Из собранной коллекции А.А. Свиточем определены Cyrtodaria kurriana Dunker (преобладает), Portlandia arctica siliqua (Reeve), Lymnea sp., Volvata sp., т.е. смесь пресноводных и морских раковин, среди последних присутствуют виды крайне холодолюбивые.

Сравнительная аналитическая характеристика отложений, вскрытых в разрезе скв. 2Д и современных прибрежно-морских в районе мыса Малый Чукочий, позволяет утверждать, что в интервале 3- 8 м вскрыты прибрежно-морские отложения. В них выделяются два горизонта: 1) сформировавшиеся в зоне осушки (гл. 8,0- 5,5 м ), сходной с современной зоной лайды, 2) сформированные в мелководной зоне морского бассейна (гл. 5,5- 3,0 м ). На одинаковые условия осадконакопления нижнего горизонта с современными условиями лайды указывают следующие признаки.

1. Постепенное уменьшение засоленности грунтов снизу вверх, что говорит о прогрессирующем опреснении водоема.

2. Присутствие тех видов остракод, которые обитают в более опресненных и холодных условиях.

3. Наличие только в этом интервале (особенно на гл. 6,5- 5,5 м ) разрушенных раковин фораминифер, а также вида Ammotium cassis (Parker), который обитает на открытых илах и в опресненных водоемах.

4. Наличие ракушечного детрита только в интервале 5,5- 8,0 м , что характерно для мелководной и волноприбойной зоны современного побережья, где, как и в ископаемом состоянии, встречен один и тот же вид раковин - Cyrtodaria kurriana Dunker.

Верхний горизонт (гл. 5,5- 3,0 м ) отложений относится к более глубоководной фации прибрежно-морских отложений, где влияние волноприбойных процессов и периодического опреснения не заметно. На это указывают: 1) состав и содержание легкорастворимых солей (максимальное для данного разреза); 2) более разнообразный в количественном и видовом отношении комплекс фораминифер; 3) видовой состав остракод, живущих при солености воды 10-17‰ и выше. Наличие опресненного «немого» горизонта (гл. 3,0- 2,0 м ) свидетельствует о более резком, чем внизу, переходе от морских условий к пресноводным. Его можно считать своеобразным «базальным» горизонтом. Верхняя часть разреза (гл. 2,0- 0,0 м ) относится к отложениям высокой поймы р. Чукочья.

Возраст отложений, учитывая, что они замещают отложения первой надпойменной террасы р. Чукочья, можно датировать как верхнеплейстоценовый - раннеголоценовый. Море в то время занимало обширные участки современного распространения поймы, а если учитывать небольшие превышения в рельефе, далеко вдавалось вглубь суши. Таким образом, основными процессами осадконакопления в исследуемом районе были аллювиальные и морские, что и подтверждается приведенным анализом.

 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архангелов А.А., Кузнецова Т.П., Карташова Г.Г., Коняхин М.А. Генезис и условия формирования верхнеплейстоценовых льдистых алевритов Колымской низменности (на примере Чукочьего Яра). - В кн.: Проблемы криолитологии. Вып. 8. М ., 1979.

2. Гудина В.И. Фораминиферы и стратиграфия четвертичных отложений северо-запада Сибири. М., 1966.

3. Кузнецов Ю.В. О вещественном составе верхнеплейстоценовых и голоценовых отложений в обнажении Чукочьем. - В кн.: Проблемы криолитологии. Вып. 8. М ., 1979.

4. Лахтина О.В. Физические и химические свойства грунтов Колымской низменности. - В  кн.: Закономерности формирования и развития многолетнемерзлых пород северо-востока СССР. Вып. 54. М ., 1978.

5. Таманова С.В. Фораминиферы моря Лаптевых. - В кн.: Геология моря. Вып. 1. Л ., 1971.

6. Теодорович Г.И. Восстановление гидрохимических условий древних морских водоемов по литологическим и гидрохимическим признакам. - В кн.: Методы палеогеографических исследований. М., 1964.

7. Фурсенко А.В., Фурсенко К.Б. Фораминиферы лагуны Буссе и их комплексы. - Вопросы биогеографии и экологии фораминифер. Новосибирск, 1973.

8. Loeblich A.R., Tappan Н. Studies of Arctic Foraminifera. - Shithsonion Misc. Collect., 1953, vol. 121, N 7.

9. Elofson - Zur Kenntnis der marinen Ostracoden Schwedens mit besonderer Berücksichtigung des Skagerraks - Zool. Bitrag fran Uppsala, 1940-1941, Bd. 19.

 

 

 

Ссылка на статью: 

 Евсеев В.П., Недешева Г.Н. Особенности формирования прибрежно-морских отложений Колымской низменности // Вестник Московского университета. Сер. 5. География, 1983, № 5, с. 37-44.




 


eXTReMe Tracker

 
Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz