CC BY
64БЮЛЛЕТЕНЬ КОМИССИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА
№ 48
1978:
Б. С. КОЖАМКУЛОВА, Э. И. НУРМАМБЕТОВ
ЧЕРТЫ ПАЛЕОГЕОГРАФИИ ПЛЕЙСТОЦЕНА И ГОЛОЦЕНА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА
Хозяйственное освоение новых территорий вызывает и будет вызывать изменения природных условий, особенно если оно базируется на масштабном гидротехническом строительстве. Определение размеров и направленности таких изменений во многом связано со знанием путей развития географической среды в прошлые эпохи четвертичного периода. Иными словами, предмет палеогеографии начинает приобретать и прикладное значение.
Современные данные в достаточной степени достоверно позволяют реконструировать общие черты природных условий плейстоцена и голоцена Северо-Восточного Казахстана и установить изменчивость этих условий во времени.
Основная часть региона, так называемая Северо-Казахская равнина— южное окончание Западно-Сибирской равнины, имеет во многом сходную с ней четвертичную историю. Несколько своеобразно, из-за большей активности неотектонических движений, развивались в четвертичный период Павлодарское и Семипалатинское Прииртышье, что, однако, существенно не отразилось в рельефе этого района. В настоящее время рассматриваемый регион представляет собой обширную преимущественно плоскую аккумулятивную равнину, слабо' наклоненную от границ Казахской мелкосопочной страны на север и северо-восток. Поверхность равнины осложнена многочисленными озерными ваннами и рядом речных долин, из которых самые крупные — долины рек Ишим и Иртыш.
Современные климатические условия практически одинаковы для всех частей региона. В ландшафтах превалируют разнотравно-дерно-виннозлаковые степи, в долинах рек локализованы пойменные луга в сочетании с кустарниками и лесами, на водоразделах встречаются участки солончаковой и луговоболотной растительности. Другие ведущие компоненты природной среды (животный мир, почва и т. д.) также достаточно однообразны в пределах региона.
Таким образом, с физико-географической точки зрения регион представляет собой единое целое, что делает его удачным объектом исследований. Кроме того, здесь, как нигде в Казахстане, многочисленны находки ископаемых остатков плейстоценовых млекопитающих, которые по сей день остаются основным материалом для реконструкции палеогеографии четвертичного периода внутриконтинентальных, внеледниковых областей.
НИЖНИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН
С конца плиоцена на большей части региона наступил период относительного тектонического покоя и выравнивания рельефа, за счет блуждающей слабо:врезанной гидросети и крупных, но преимущественно неглубоких озер различной конфигурации. Маломощная (2—10 м) толща озерно-аллювиальных отложений, поныне перекрывающая водораздель-
32
Б. С. Коясамкулова, Э. И. Нурмамбетов
ные пространства в Петропавловском Приишимье, на междуречьи Ишим — Иртыш и в Павлодарском Прииртышье, представлена бурыми и серыми глинами, суглинками и тонкозернистыми песками. Состав и строение толщи (Нурмамбетов, 1972), в частности, почти повсеместная неясная горизонтальная слоистость, позволяют предположить, что осад-конакопление происходило в спокойной, скорее всего, пресноводной среде. Об этом же свидетельствуют редкие находки раковин униод и некоторых разновидностей остракод Candoniella, Limnocythere, Hyocypris.
В начале нижнего плейстоцена климат был несколько увлажненным, но не жарким. Ландшафты в основном были степными, с островными смешанными лесами. С этим временем связано вымирание древних (плиоценовых) и появление новых видов и родов териофауны. Так, на смену Archidiskodon meridionalis, существовавшего в период накопления низов озерно-аллювиальной толщи (сборы К. Жылкибаева и Ж- Дуйсе-баева из аналогичных отложений на востоке Тургая, 1972 г.), приходит Archidiskodon wüsti, тогда же появляется и Palaeoloxodon sp. Вместо Equus ex gr. stenonis появляется прогрессивная лошадь Е. mosbachensis. Наряду со слонами на облесенных участках обитали косуля — Саргео-lus sp., широколобный лось — Alces latifrons, бизон Шетензака — Bison sc.hoetensacki, а параллельно им в степях обитали помимо ископаемых лошадей, праовцебык — Praeovibos sp. и зоргелия Soergelia sp.
Примерно в середине нижнечетвертичного времени климат региона стал заметно суше, озера и реки большей частью пересыхают, степные ландшафты уступают место полупустынным. В растительном покрове равнин начали преобладать ксерофильные Chenopodiaceae, Gramineae, Artemisia, Compositae, разнотравье стало подчиненным, древесная растительность локализовалась в долинах отдельных рек со сравнительно устойчивым стоком (данные спорово-пыльцевых анализов Э. В. Чалыхь-ян, Л. Н. Чупиной). По-видимому, с этой сменой условий связано проникновение на рассматриваемую территорию эласмотерия — Elasmothe-rium sibiricum. Продолжали обитать в полупустынях гигантский верблюд— Paracamelus gigas и различные газели.
Таким образом, в нижнем плейстоцене в северо-восточной части Казахстана (Кожамкулова, 1967, 1969), также как в Восточной Европе (Громов, 1972) и в Западной Сибири (Вангенгейм и Зажигин, 1965; Мотузко, 1971), присутствовали европейские виды териофауны. Эти данные позволяют предполагать, что многие раннеплейстоценовые виды входили в состав единой европейско-сибирской палеозоогеографической подобласти, которая прослеживалась по Северной Евразии.
Такие виды, как сибирский эласмотерий и гигантский верблюд, встречались преимущественно в Восточной Европе, в Казахстане (в основном в северной части), известны кроме того на юге Средней Азии (Узбекистан, Таджикистан), тогда как в Западной Сибири пока их остатки не найдены. Возможно, что район распространения этой своеобразной фауны по мере накопления материала выделится в особую провинцию. Поскольку в пределах внутриконтинентальных равнин, подобных Северо-Казахской, на одних и тех же географических широтах трудно предположить одновременно сочетание различных стаций (от лесных до пустынных), остается полагать, что имела 'место их смена во времени.
Подтверждением могут служить и сведения об остатках мелких грызунов, роды Myospalax, Mimomys, Lagurus, Eolagurus, Pitymys, Micro-tus, Ellobius и др., которые как и крупные млекопитающие, придерживались различных стаций.
В целом, данные о териофауне нижнего плейстоцена рассматриваемого региона свидетельствуют о присутствии здесь многих представи-
телей тираспольского фаунистического комплекса, который существовал в течение длительного отрезка времени (миндель в широком смысле) и сменился среднечетвертичным, прииртышским фаунистическим комплексом (Кожамкулова, 1969).
В конце нижнечетвертичного времени на территории Северо-Восточного Казахстана сохранились лишь отдельные транзитные водные артерии, из которых в наши дни остались только долины Ишима и Иртыша. Судя по составу нижнечетвертичного аллювия, в котором переслаиваются супеси и разнозернистые косослоистые пески со значительной примесью гравия и галек из палеозойских пород, водотоки были довольно энергичными.
У р. Ишим IV, самая древняя, надпойменная терраса выражена в виде останцов, которые не позволяют восстановить морфологию древней долины. Несколько западнее, на междуречьи Ишим — Тобол, бурением была вскрыта погребенная речная долина субмеридионального направления. Мощность суглинисто-песчано-галечного аллювия в ней обычно составляет первые метры, суммарная глубина вреза не превышает 20 м. Такая долина могла быть выработана только постоянно перемещающимися потоками.
В долине р. Иртыш в это время формировались отложения III надпойменной террасы. Она известна по левобережью от г. Семипалатинск до северных границ Казахстана, причем местами ее ширина достигает 30—40 км, тогда как мощность аллювия изменяется в пределах 5—15 м.
Вероятнее всего, региональные поднятия, охватившие во второй половине нижнечетвертичного времени большую часть Центрального Казахстана, мало сказались на его северо-восточном обрамлении. Во всяком случае, они не вызвали существенного увеличения глубины вреза, хотя влияли на планомерное смещение русел, что особенно заметно в Семипалатинском и Павлодарском Прииртышье.
Следует отметить, что формирование упомянутых толщ аллювия «е заканчивается в нижнем плейстоцене, а продолжается в начале сред-нечетвертичного времени, поскольку в них, в частности в отложениях III террасы Иртыша, наряду с тираспольской встречается и хазарская фауна.
СРЕДНИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН
Палеогеографическая обстановка конца нижнего плейстоцена без существенных изменений сохраняется и в начале среднечетвертичного времени, когда заканчивалось накопление аллювия IV террасы р. Ишим и III — р. Иртыш. На водораздельных пространствах нивелировались отдельные неровности озерно-аллювиальной равнины.
Затем произошло некоторое обновление рельефа, вызванное небольшими по амплитуде общими региональными поднятиями. Новый эрозионный врез, судя по полной высоте сформировавшихся в то время уступов IV террасы р. Ишим и III — Р- Иртыш, не превышал 10—15 м.
Ощутимых изменений климата в первой половине среднего плейстоцена, по всей вероятности, не произошло. Грубозернистый характер аллювия, отлагавшегося в то время, а ныне лежйщего в основании разреза III террасы р. Ишим и II — р. Иртыш, не свидетельствует о том, что эти реки- стали полноводнее. Палинологические данные по-прежнему свидетельствуют о преобладании в ландшафтах сухих степей и полупустынь.
Несмотря на отсутствие видимых изменений среды, среднечетвертич-ная фауна млекопитающих существенно отличается от «ижнечетвер-
з Заказ № 4813
34
Б. С. Кожамкулова, Э. И. Нурмамбетов
тичной. В ее составе уже нет ни широколобого лося, ни носорога Мерка, ни своеобразной парнопалой зоргелии, ни гигантского верблюда, ни последнего представителя южных слонов Archidiskodon, ни древних лошадей из рода Allohippus. Характерными обитателями сухих степей Северного и Восточного Казахстана стали трогонтерий — Mammuthus trogontherii chosäricus и кабаллоидная лошадь — Equus caballus, а в пустынных биотопах на смену гигантскому верблюду пришел верблюд Кноблоха — Camelus knoblochi. Наряду с ними продолжали существовать джейран и сайга. Среди мелкой фауны в среднечетвертичное время исчезают полевки родов Mimomys и Pitymys, но продолжают существовать степные и полупустынные суслики рода Citellus, хомяки Gricetus, .по-прежнему преобладающие виды — полевки рода Lagurus. Увлажнение и постепенное похолодание климата связано, по-видимому, с самаровским оледенением Западной Сибири. Вероятнее всего, в это время на междуречьи Ишим—Иртыш талые воды образовали Камыш-ловский лог и долину, проходящую вдоль северных границ Кокчетав-ского массива. На правобережье Иртыша возникла сеть долин, параллельных фасу Алтайских гор. Аллювий становится менее грубозернистым и в его составе появляются прослои суглинков и глин, содержащие раковины пресноводных моллюсков Planorbis planorbis L., Limnea stagnalis L., GorbiCula fluminalis Müll, Unio sp. и др., а также остракоды Caspiocapris subellipsoides Schar., Limnocythera postcancava Nog., L. Scharapova Schw. и др.
Аналогичные моллюски и остракоды содержатся и в песчано-гли-нистых отложениях высоких террас озерных ванн региона, которые в своем большинстве возникли во второй половине среднечетвертичного времени.
Увлажнение климата заметно отразилось и на растительном покрове. В ландшафтах начали преобладать степи с богатым разнотравьем и кустарниками, вновь возникли островные леса, в которых росли в основном сосна, ель, береза и ольха. В спорово-пыльцевых спектрах из отложений этого времени отмечается повышенное содержание спор Polypodiaceae, Lycopodium selaga, Sphagnum, Bryales, что может свидетельствовать .о развитии заболоченных участков, хотя отчетливые прослои торфяников в среднечетвертичных отложениях не наблюдаются.
Среда способствовала широкому развитию на территории региона некоторых европейских видов крупных млекопитающих, таких, какболь-шерогий олень Megaloceros giganteus ruffi, длиннорогий бизон — Bison priscus priscus, ископаемый марал — Cervus elaphus, т. е. типичных обитателей умеренно влажных и нежарких лесов и степей. Вместе с ними появился и характерный для всей Евразии пещерный лев — Panthera spelaea, наиболее привычной стацией которого была холодная степь (Верещагин, 1971). Показателен .в этом отношении и состав фауны грызунов, чутко реагирующих на изменения природных условий. Во второй половине среднечетвертичной эпохи широко распространены ныне известные грызуны: цокор — Myospalax myospalax и узкочерепная полевка — М. gregalis, населявшие лесостепи и степи, а также водяная крыса — Arvícola terrestris, обитавшая в зарослях кустарников и деревьев по берегам водоемов или в сырых лугах.
Скорее всего в самбм конце среднего плейстоцена произошло резкое похолодание. Следы его, выразившиеся в мерзлотных деформациях, известны и по Приишимью, и по Прииртышью в кровле отложений, которые принято считать среднечетвертичными.
ВЕРХНИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН
Самый холодный отрезок времени за всю четвертичную историю региона, приходящийся на верхний плейстоцен, отразился в развитии фауны и флоры, но не оказал заметного влияния на осадконакопление и рельефообразующие процессы. Вероятно, границы оледенения, вызвавшего похолодание, проходили значительно севернее. Во всяком случае, за исключением упомянутых и еще недостаточно изученных следов криогенных явлений, в пределах региона достоверно неизвестны отложения или формы рельефа, свойственные древним перигляциальным зонам. •
Тектоническая активность региона в начале верхнечетвертичного времени оставалась на прежнем уровне, а после формирования в середине периода речных и озерных террас, несколько понизилась. На фоне общего увлажнения климата, потеплевшего в начале эпохи, в полноводных, спокойных реках и в многочисленных озерных ваннах отлагались преимущественно тонкозернистые осадки, в которых ныне встречаются погребенные горизонты торфяников. В аллювии транзитных рек (II терраса р. Ишим и I — р. Иртыш) почти полностью исчезают гравийно-галечные отложения и русловые фации представлены в основном песчанистыми глинами и супесями. Осадки же, накапливавшиеся в Камышловском логе и подобных более мелких долинах, по составу и строению относятся скорее к озерному ряду. Даже аллювий местных рек, стекающих с северных склонов Центрального Казахстана (p.p. Чаг-линка, Карасу, Селеты, Оленты, Шидерты и др.), стал менее грубозернистым по сравнению со среднеплейстоценовым.
Фауна водоемов была довольно богатой. Об этом можно судить хотя бы по большому разнообразию видов моллюсков, раковины которых часто встречаются как в озерных, так и в речных отложениях. Вот, например, какой список из отложений верхнечетвертичной (I) террасы р. Иртыш приводится в работе 3. А. Сваричевской и М. С. Тэн (1966) Galba palustris var. tavrica Clessin., G. liogira West., Physa ci, acuta Drap., Planorbis L., Armider crista L., Succinea putris L., S. pfeifferi Rossm., S. oblonga Drap.
Что же касается фауны позвоночных, то с верхним плейстоценом связано развитие на территории региона представителей комплекса, очень сходного с классическим мамонтовым. Резкое похолодание, наступившее вслед за кратковременным потеплением, привело к появлению таких специфических видов крупных млекопитающих, как мамонт Маш-muthus primigenius, шерстистый носорог — Coelodonta antiquitatis, лось — Alces alces, северный олень — Rangifer tarandus, болыиерогий олень — Megaloceros giganteus, бизон — В. priscus mediator, первобытный тур — Bos primigenius. Для лося и северного оленя типичной средой обитания были таежные участки. Аналогичного биотопа придерживались и такие виды, как алтайский крот — Talpa altaica, краснО-серая полевка — Clethrionomys rufacanus и горностай — Mustela erminea L., а копытный лемминг — Dicrostonyx sp. и песец — Alopex lagopus L. обитатели в условиях тундростепи.
В лесостепных и степных участках обитали мамонты, носороги, короткорогие бизоны, бык, а также пищухи, цокоры и обыкновенная полевка.
Во второй половине верхнего плейстоцена климат становится заметно суше и, возможно, холоднее. Реки значительно обмелели, сокра-
1 В отличие от нас эти авторы считают данную террасу— II и ниже ее выделяют фрагменты I надпойменной террасы голоценового возраста.
¿6
Б. С. Кожамкулова, Э. И. Нурмамбетов
тились акватории озер. Скорее всего климатическими причинами обусловлено понижение базиса р. Йшим, в результате чего в ее долине и в долинах ее притоков сформировался уступ II террасы и накопился аллювий I, ныне фрагментарно сохранившейся, надпойменной террасы. Перестает функционировать как речная артерия Камышловский лог и подобные ему более мелкие долины, исчезают последние правобережные притоки р. Иртыш, местами начинается эоловая переработка более древних песчанистых отложений. Показательно в этом отношении строение так называемой палевой свиты, широко развитой в среднем Прииртышье, маломощным (2—5, редко до 10 м), но почти сплошным чехлом перекрывающей водораздельные пространства, а также площадки III и II надпойменных террас р. Иртыш.
Палевая свита, синхронная отложениям I террасы, которую она не перекрывает, в своей нижней части представлена супесями и мелкозернистыми песками с ясной горизонтальной слоистостью. Эта черта, а также встречающиеся гнезда и линзы гравия, позволяют считать, что первоначально осадки свиты аккумулировались в субаквальной среде. Верхняя же часть толщи сложена лёссовидными суглинками, палевая окраска которых, известковистость и плащеобразное залегание склоняют исследователей к представлению об их эоловом происхождении2. Об аридной обстановке времени формирования этой свиты может свидетельствовать пыльца степной и полупустынной растительности (Che-nopodiaceae, Compositae, Artemisia, Plumbaginaceae), в значительном количестве содержащаяся в суглинках.
Ощутимая аридизация климата привела к резкой локализации лесных массивов, которые сохранялись, видимо, только по речным долинам. В связи с этим часть видов верхнечетвертичных млекопитающих начала вымирать, а часть сократила или изменила свои ареалы. На степных водораздельных пространствах региона вновь расселялись лошади, сайга, газели, бизоны и сопутствующие им хищники. На северо-востоке региона известны отдельные находки костей, типичного обитателя аридных областей верблюда Кноблоха. В пределах региона состав фауны грызунов сохранился почти такой же, как и в среднечет-вертичное время. Присутствие таких многочисленных видов, как большого тушканчика — Allactaga major, обыкновенного хомяка — Cricetus cricetus, степной пеструшки — Lagurus lagurus, слепушонки — Ellobius talpinus, указывает на широкое развитие степных и полупустынных ландшафтов. Вместе с тем, в северной части Казахстана по берегам водоемов могли существовать речной бобр — Castor fiber, водяная полевка — Arvícola terrestris и другие грызуны.
В конце верхнего плейстоцена следует предполагать .некоторое увлажнение климата. Реки вновь стали полноводными и, вслед за размывом надпойменных террас, началось накопление в основном тонкозернистого материала высоких пойм, ширина которых на отдельных участках долин Ишима и Иртыша ныне достигнет 8—10 км. Тогда же началось и отложение осадков низких террас большинства озер региона. В ландшафтах стали преобладать разнотравные степи с редкими островками листопадных деревьев и кустарников.
ГОЛОЦЕН
На протяжении голоцена осадконакопление приурочено, главным образом, к речным долинам и озерным котловинам. Тектоническая обстановка региона в целом спокойная, но отдельные локальные подвижки, несомненно, имели место. Продолжается погружение крупных озерных котловин (Селетытениз-Теке, Кызылкак, Улькенкарой и др.), что проявилось в наклоне поверхностей верхнечетвертичных озерных террас. Современные овраги и балки четко выражены только в верхних частях склонов озерных котловин, книзу же их очертания расплываются. Что касается локальных движений положительного знака, то они имеют незначительные амплитуды. Например, среднеплейстоценовая надпойменная терраса р. Иртыш в районе с. Жас-Кайрат расположена на 5—7 м выше своего среднего уровня. Такую аномалию принято объяснять новейшими поднятиями Йртышского вала, разделяющего Иртышский и Кулундинский прогибы. Однако, на том же участке какие-нибудь деформации верхнечетвертичной террасы визуально не устанавливаются, не говоря уже о голоценовых поймах. Не означает ли это снижение тектонической активности на участке в голоцене по сравнению с верхним плейстоценом?
В раннем голоцене закончилась интенсивная аккумуляция сильно гумусированных глин и суглинков высоких речных пойм и низких озерных террас. Климат оставался таким же, как и в конце верхнего плейстоцена. Соответственно сохранились и ландшафты. Найденный близ о. Сагаревка (Кокчетавская обл.) в отложениях высокой поймы почти полный скелет Bison priscus cf. deminutus свидетельствует о том, что верхнечетвертичная фауна очень медленно уступала место современной. Разумеется, это не относится к холодолюбивым видам (мамонт, шерстистый носорог, северный олень и др.), которые в связи с изменением природных условий вымерли или сменили ареалы к концу верхнего плейстоцена. Речь идет о видах, которые приспосабливаются к новым условиям в тех же ареалах. Так, в голоцене в пределах региона продолжали существовать кулан — Equus hemionus и речной бобр — Castor fiber L., исчезнувшие лишь в начале XX в. в результате хищнического истребления. По-видимому, и лошадь Пржевальского — Equus przewalski, и верблюд бактриан — Camelus férus (не говоря уже о сайге, джейране, кабане и т. д.), полуфоссильные остатки которых встречаются в отложениях голоцена, также долгое время обитали на территории СевероВосточного Казахстана. То же можно сказать и о некоторых видах грызунов. Например, в пределах региона найдены кости желтой пеструшки, которая и ныне известна в Зайсанской впадине.
Вслед за климатическим оптимумом середины голоцена произошла новая аридизация климата, сформировались уступы высоких пойм рек и низких озерных террас. Отлагается аллювий низких пойм и синхронные ему осадки озерных пляжей.
В настоящее время происходит накопление руслового аллювия и донных осадков озер. В паводковые сезоны продолжают наращиваться отложения пойм и озерных пляжей. Судя по спорово-пыльцевым спектрам из самых молодых отложений, вслед за среднеголоценовой ариди-зацией наступает постепенное общее увлажнение климата, продолжающееся по настоящее время (устное сообщение Л. К. Чупиной).
«
£8 Б. С. Кожамкулова, Э. И. Нурмамбетов
ЛИТЕРАТУРА
Вангенгейм Э. А., Зажигин В. С. Некоторые итоги изучения антропогеновой фауны млекопитающих Западной Сибири.— В сб.: Основные проблемы изучения четвертичного периода. М., «Наука», 1965.
Верещагин Н. К. Пещерный лев и его история в Голарктике и в пределах СССР.— В сб.: Материалы по фаунам антропогена СССР. Л., 1971.
Вислобокова И. А. Палеонтологическое обоснование стратиграфии эоплейстоценовых отложений юга Западной Сибири. Автореферат на соиск. уч. степени канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 1974.
Городецкая М. И. Свидетели 'былой вечной мерзлоты в Павлодарской области.— Изв. АН СССР, серия географ., 1958, № 5.
Громов В. И. Тираспольский фаунистический комплекс.— В сб.: Геология и фауна нижнего и среднего плейстоцена Европы. М., 1972.
Кожамкулова Б. С. Комплексы аитропогеновых млекопитающих Казахстана.— Изв. АН КазСОР, сер. геологич., 1967, № 3.
Кожамкулова Б. С. Антропогеновая ископаемая териофауяа Казахстана. Алма-Ата, Изд-во «Наука» Казахской ССР, 1969.
Моськина О. Д. Стратиграфия верхнего кайнозоя Восточного Казахстана по остаткдм грызунов. Автореферат диссерт. на соиск. уч степени канд. геол.-мин. наук. Киев, 1973.
Мотузко А. Н. Фауна млекопитающих верхнего плиоцена, нижнего и начала среднего плейстоцена внеледниковой области Западной Сибири и ее палеогеографическое значение. Автореферат на соиск. уч. степени канд. географ, наук. М., 1971.
Нурмамбетов Э. И. Четвертичная система Северо-Казахской равнины.— В кн.: Геология СССР, т. XX, кн. 1. М„ 1972.
Сваричевская 3. А., Тэн М. С. История среднеплиоцен-четвертичного осадконакопления в Павлодарском Прииртышье.— В кн.: Четвертичный период Сибири. М„ 1966.
Чалая Л. А. Озерные стоянки Павлодарской области. Пеньки 1, 2.—В сб.: Поиски и ра<Зкопки в Казахстане. Алма-Ата, 1972.
