К стратиграфии эоплеистоцена, нижнего и среднего плейстоцена Приморья Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

БЮЛЛЕТЕНЬ КОМИССИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА

№ 51 1981

УДК 551

М. Н. АЛЕКСЕЕВ, Л. В. ГОЛУБЕВА

К СТРАТИГРАФИИ ЭОПЛЕЙСТОЦЕНА, НИЖНЕГО И СРЕДНЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА ПРИМОРЬЯ

Стратиграфическое расчленение эоплейстоценовых, нижнеплейстоценовых и среднеплейстоценовых отложений Приморья до самого последнего времени основывалось главным образом на данных палинологических исследований и на материалах геоморфологического анализа. Авторы настоящей статьи во время полевых работ в Южном Приморье посетили ряд разрезов, относящихся к эоплейстоцену, а также к нижнему и среднему плейстоцену и провели отбор образцов для палинологических и палеомагнитных исследований. Последние были выполнены Е. И. Вириной. Все разрезы находятся в пределах восточных и западных отрогов хр. Сихотэ-Алинь и связаны с речными террасами (рис. 1). Исключение представляет разрез в районе пос. Терней, где в

обрыве берега Японского моря вскрываются пролювиаль-ные образования.

Авторы принимают объем четвертичной системы в соответствии с рекомендациями Стратиграфической комиссии Ш<2иА (1973 г.) и XXIV сессии Международного геологического конгресса (Монреаль, 1972 г.) Нижняя граница квартера проводится по подошве калабрийских слоев Италии. Четвертичная система подразделяется на эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен.

К эоплейстоцену относится красноцветная толща глинистых песков, часто содержащая мелкую гальку. Красно-цветные отложения имеют об-

Рис. 1. Схема района исследований

1 — обнажение у пос. Камень-Рыболов;

2 — обнажение эоплейстоценовых отложений в карьерах у г. Спасск-Дальний;

3 — обнажение высокой террасы в долине р. Киевка;

4 — 6 — разрезы у пос. Мельничное;

5 —обнажение террасы на р. Пещерная

ратную намагниченность. Отдельные образцы, имеющие прямую намагниченность, очевидно, характеризуют лишь нормальные палеомагнит-ные эпизоды эпохи обратной намагниченности Матуяма. В отложениях красноцветной толщи присутствует пыльца экзотических сосен, которые произрастают в настоящее время в Японии и Северной Корее.

На красноцветных отложениях залегают бурые и серые суглинисто-супесчаные осадки. Наиболее четко контакты двух этих толщ выражены в изученных ранее [Алексеев и др., 1973; Алексеев, Голубева, 1973] обнажениях у пос. Сарапульское на правом берегу р. Амур, в 100 км ниже г. Хабаровска, в обнажениях у пос. Камень-Рыболов на берегу оз. Ханка, а также в карьерах и дорожных выемках у г. Спасск-Даль-ний (см. рис. 1). Эта верхняя толща повсеместно имеет прямую намагниченность. Она относится к эпохе прямой намагниченности Брюнес. Литологический состав и палинологическая характеристика серых и бурых суглинков и супесей свидетельствуют об изменении климата в сторону похолодания. В сероцветных и бурых отложениях по данным спорово-пыльцевого анализа значительно уменьшается количество пыльцы представителей теплолюбивой тургайской флоры и увеличивается содержание пыльцы растений, произрастающих в настоящее время. Таким образом, на границе между красноцветной толщей и серыми и бурыми супесями и суглинками фиксируется палеомагнитная инверсия Брюнес—Матуяма, возраст которой, как известно, определяется датой около. 0,7 млн. лет (граница между эоплейстоценом и нижним плейстоценом).

В 1976 г. авторы изучили разрез нижнеплейстоценовых отложений на восточном склоне хр. Сихотэ-Алинь, на правом берегу р. Киевки, & 15 км ниже по течению от г. Лазо. В этом месте дорожными выемками вскрыт древний аллювий террасы р. Киевки. Долина этой реки заложена в сложной в тектоническом отношении зоне, представляющей собой чередование линейных антиклинальных и синклинальных структур. Обнажение находится в сводовой части антиклинального поднятия,, благодаря которому высота террасы (70 м над урезом реки) значительно выше, чем на других участках долины. Общая мощность аллювия и перекрывающих его склоновых отложений составляет 5—6 м. Под делювиальным покровом в расчистке вскрыты (рис. 2):

Мощность, м

1. Глина серая и коричневая, плотная, комковатая со щебнем и галькой . 0,6

2. Глина серая, плотная, однородная. В образцах из этого слоя установлена прямая намагниченность.............0,05—ОД

3. Глина желтоватая, слабо песчанистая, с бурыми пятнами гидроокислов железа...................0,5

4. Глина светло-серая, очень плотная с выветрелыми галькой и гравием. Образцы из этого слоя имеют прямую намагниченность.....0,655. Глина светло-желтая и палевая, песчанистая, однородная с ржавыми пятнами гидроокислов железа. Образцы глины имеют прямую намагниченность ...................0,156. Песок светло-желтый глинистый, однородный. В верхней части слоя железисто-марганцевая корка. В песке темные примазки марганцевых окислов 0,1'

7. Переслаивание светло-желтых глинистых песков и светло-серой песчанистой глины..................0,6^

8. Песок темно-бурый с гравием и галькой, с тонким прослоем серой глины в основании.................0,3

9. Песок бурый и красновато-бурый грубозернистый и разнозернистый с гравием и галькой, рассеянными по всему слою, с линзами серого глинистого песка и прослоями гальки. Галька мелкая, хорошо окатанная, диаметром

до 4—5 см, редко до 6—7 см............1,0

10. Галька с песком, с двумя прослоями серой глины. Образцы глин имеют

обратную намагниченность.............0,5

(видимая>

«6

м. н. алексеев, л. в. голубева

? * М ! 1 II I 1 %¡ и м & 1 § * * * * 11 $ $ * 1 * 5 1 í * 40 80 го 40 • ■ i i---1—

йЙгП^'Л» • О ' о • О.' . '.'<>• -.¿-.о • О • •',•'<>'. ' ' • ' ' О , • * • .*• * • . ' О • / о . О • o/VfxJ.Y. o ~ ^ Ь' о • о ' о. 'о- • о • о *о. о -о ©•©'•О*'.© •©. • о 'О ' О 'О. о о* 'о*.о' Ъ'*о* ' о- р- о. •© л о • © .о • о.'о • • о • © • О •©• О / ¿ — I ____ ^^^ + > .1 + + + и + г > > + + + + 1 Г! + + + Г t

Палеомагнитная характеристика образцов из глинистых прослоев этого разреза показывает, что верхняя его часть имеет прямую намагниченность, а нижняя — обратную. В отложениях с прямонамагничен-ными образцами (слои 4—9) содержится пыльца широколиственных пород, среди которой преобладает пыльца дуба, встречена также пыльца Ulmus, Juglans, Tilia, Pterocaria, Fagus и других пород. В составе хвойных много пыльцы экзотических видов сосен. Прямонамагниченные образцы из слоев 2—5 характеризуют эпоху прямой намагниченности Брюнес. В интервале между слоями б и 9 происходит смена знака, и образцы из слоя 10 уже оказываются обратнонамагниченными — относящимися к палеомагнитной эпохе Матуяма. Смена полярности может интерпретироваться как переход от палеомагнитной эпохи Матуяма к

I I

I 4!

.ч £

£

I

I

I

I

I

I

I

I

I I

'о

т*

шш

Г®1#

5

/у //

Рис. 2. Разрез и спорово-пыльцевая диаграмма 70-метровой террасы р. Киевка

1 — почва:

2 — супесь;

3 — глина;

4 — ил;

5 — песок;

6 — гравий;

7 — галька;

8 — крупные обломки и щебень коренных по-

род;

9 — обломки коренных пород с галькой и пес-

ком:

10— глина с гравием и галькой;

11 — корки гидроокнслов железа и марганца;

12 — номера слоев;

13 — N — прямая полярность, И — обратная;

14 — сумма пыльцы древесных пород;

15 — сумма пыльцы недревесных растений;

16 — споры

эпохе Брюнес. Таким образом, в этой части разреза может фиксироваться граница между эоплей-стоценом и плейстоценом. В лежащих выше отложениях состав спорово-пыльцевых спектров и прямая намагниченность свидетельствуют о принадлежности их к нижнему плейстоцену.

Следующий разрез находится на западном склоне Сихотэ-Али-ня, на левом берегу р. Б. Уссур-ка, в 15 км от пос. Мельничное. Придорожным карьером на высоте 45—50 м над урезом реки под современной почвой (слой 1) вскрыт следующий разрез (рис. 3):

1. Супесь серая тонкая, переходящая книзу в желтовато-коричневую с галькой ..................

2. Глина коричневая с галькой, валунами и неокатанными обломками местных пород ................

3. Галечник, валуны и обломки местных пород со щебнем и гравием. Заполнитель — разнозернистый и грубозернистый песок. На глубине 0,75 м от поверхности слоя тонкий (0,1 м) прослой хорошо окатанной гальки

Ниже осыпь.

Мощность, м 0,6 0,2

1,5

вскрытая

В генетическом отношении отложения этой террасы — типичный горный аллювий.

Судя по геоморфологическому положению и характеру спорово-пыльцевых спектров, эти отложения относятся к первой половине ниж-

4 Заказ № 5192

Рис. 3. Разрез и спорово-пыльцевая диаграмма горного аллювия в обнажении на левом берегу р. Б. Уссурка в 15 км ниже пос. Мельничное

Условные обозначения см. рис. %

него плейстоцена. Эти спектры отличаются от спектров предыдущего разреза большим участием пыльцы хвойных. Такое различие можно связывать с более высоким гипсометрическим положением района. В составе хвойных преобладает пыльца корейского кедра, много пыльцы различных елей и пихты. Значительная часть пыльцы сосен относится к экзотам, произрастающим в настоящее время в Японии и Северной Корее. Пыльца Pinus sect. Eupitys принадлежит в основном Pinus äff. densiflora Sieb, et Zucc. Широколиственные породы представлены в большом количестве и разнообразно. В целом спорово-пыль-цевые спектры начала нижнего плейстоцена отличаются от спектров более поздних отложений присутствием, кроме пыльцы широколиственных пород, произрастающих в настоящее время, пыльцы вымерших представителей тургайской флоры, таких, как Carya, Pterocarya, Fagus и др. [Короткий и др., 1979].

Вторая половина нижнего плейстоцена характеризуется заметным похолоданием, которое регистрируется во многих разрезах южной части Дальнего Востока [Караулова, 1973; и др.]. В предгорной части юго-восточного Приморья к нижнему плейстоцену относится верхняя прямонамагниченная часть разреза высокой террасы р. Киевки (см. рис. 2, слой 1). В этих отложениях, в отличие от лежащих ниже, отмечается увеличение пыльцы хвойных и уменьшение количества и разнообразия пыльцы широколиственных, а также экзотов.

В последнее время благодаря палинологическим и климато-страти-графическим исследованиям в разрезе среднего плейстоцена появилась возможность выделить четыре горизонта [Караулова, 1973], вместо двух, которые выделялись ранее [Берсенев, Сохин, 1969].

Детальное палинологическое изучение разрезов, вскрытых скважинами в Уссури-Ханкайской депрессии, позволило Л. П. Карауловой [1973] выделить четыре среднеплейстоценовых горизонта. Самый нижний среднеплейстоценовый горизонт установлен в центральной части Уссури-Ханкайской депрессии. Он представлен голубовато-серыми и серыми вивианитовыми глинами, а в южной части — песчанистыми глинами с прослоями песков и гравия. По данным Л. П. Карауловой, в составе спорово-пыльцевых спектров из этих отложений преобладает пыльца берез и широколиственных пород с участием пыльцы представителей тургайской флоры Pterocarya, Castanea, Zelkova и др.

Более высокие горизонты среднего плейстоцена изучены в естественных обнажениях. В обрыве берега южнее пос. Терней на побережье Японского моря (бухта Удобная) описана толща делювиально-пролю-виальных отложений, относящихся, по представлениям авторов, ко второй половине среднего плейстоцена (рис. 4). В расчистке сверху вниз вскрыты:

Мощность, м

1. Почва современная — супесь темно-серая........0,25

2. Супесь глинистая коричневая с обломками коренных пород, гравием и галькой.................. 2,0

3. Суглинок коричневый, глинистый с ржавыми выцветами, с гравием, галькой и редкими обломками коренных пород. Кровля слоя размыта 0,3

4. Чередование серых песчанистых и желтых глин с прослоями и линзами серого песка и крупными валунами. Слой залегает на размытой поверхности подстилающих отложений......... 1,9

5. Глина серая с гнездами серого песка, с тонкими ржавыми прослоями гальки. В основании слоя — тонкий (2 см) прослой черного глинистого

песка, сцементированного гидроокислами железа и марганца . . . 0,25

6. Песок желтый, глинистый с линзами серых песчанистых глин, с валунами и плохо окатанной галькой, представленной выветрелыми грани-тоидами................. 3,45

7. Песок с гравием, галькой и крупными валунами . . ... 0,3

>

ь м я

0 и я и

Ь ю

1

о <<

СП

м

ш >

Рис. 4. Разрез и спорово-пыльцевая диаграмма делювиально-пролювиальных отложений на побережье Японского моря к югу от пос. Терней

Условные обозначения см. рис, %

8. Глина серая, плотная, песчанистая с гравием и галькой .... 0,4

9. Чередование серых песчанистых глин и песков с галькой, окрашенной в ржавый цвет. В песчанистых глинах много гравийных зерен (дресва гранитоидов), встречаются гнезда дресвы — остатки валунов, выветре-

лых на месте . ............. 0,9

10. Глина сизовато-серая, плотная с мелкими включениями гравия, а также белого и серого сыпучего материала, представляющего собой продукты выветривания гравия и мелкой гальки........ 1,1

(видимая)

Ниже осыпь.

Геологические соотношения, а также палинологическая характеристика отложений разреза у бухты Удобная свидетельствуют о том, что формирование их проходило в различной палеогеографической обстановке в среднем плейстоцене. Песчано-глинистые отложения слоев 9 и

10. относящиеся к цоколю террасы, накапливались в условиях холодного климата. Об этом свидетельствует участие в спорово-пыльцевых спектрах пыльцы мелколиственных пород — березы и ольхи, в том числе их кустарниковых видов (Betula sect. Nanae — до 40%, Alnaster — до 10%). В значительном количестве встречена пыльца Ericales. В составе хвойных преобладает пыльца ели, особенно Picea sect. Eupicea, но много пыльцы Abies и Larix. Пыльца широколиственных пород присутствует единично.

Слои 6, 7 и, по-видимому, 8 представляют собой обособленную пачку, сформировавшуюся в условиях оживления эрозии или, возможно, абразии, на что указывает присутствие грубого и большей частью несортированного материала. Небольшое количество пыльцы в этих отложениях не позволило вычислить процентное соотношение, однако частая встречаемость пыльцы широколиственных пород (Quercus, Ulmus, Acer и др.) и отсутствие пыльцы кустарниковых видов берез и ольхи позволяют считать, что эта пачка накапливалась в более теплых климатических условиях по сравнению с предыдущей.

Слои 3, 4 и 5 образовались в условиях заметного проявления склоновых процессов, при этом можно выделить несколько фаз седиментации. Формирование этой пачки снова происходило в условиях холодного климата, возможно, еще более холодного, чем в нижней части разреза. На это указывает присутствие большого количества пыльцы кустарниковых видов берез и ольхи, Ericales и крайне незначительная роль пыльцы широколиственных. Большое участие пыльцы осок и спор сфагновых мхов свидетельствует о широком распространении болот.

Слой 2 представляет собой делювиально-пролювиальный чехол, перекрывающий на всем пространстве эту террасовидную поверхность побережья бухты Удобная. Этот слой содержит большое количество пыльцы широколиственных пород и корейского кедра, что свидетельствует о развитии кедрово-широколиственных лесов.

Приведенный выше материал позволяет предложить следующее стратиграфическое расчленение этого разреза. Нижняя пачка (слои 9 и 10) относится ко времени первого среднеплейстоценового похолодания, отвечающего оледенению более северных районов Дальнего Востока и Сибири. Следующая пачка (слои 6, 7, 8) соответствует второму среднеплейстоценовому потеплению. Пачка, объединяющая слои 3, 4 и 5, относится ко времени второго среднеплейстоценового похолодания. Самую верхнюю часть разреза (слой 2) следует датировать голоценом.

_I_

.o O.-

«O [

®o'o o;:

o'- .p >1'®.°' "O- o

•:o'.'. /.^a 'o

:e.o - o«- -

j1""1"

1

Larix ^ /ÍjfeVw

/to secí. fapicea Picea secí. Omarica

Pinas secí. Cem ¿rae fs/rj.) Pinas Koraiensis

Pi/jus sec¿. fupiíys Beíala secí. Albae

8eíala secí. Casíaíae

Beíaía sp.

Beíaía secí. tíanae

Beíala secí. Fraíicosae

Alnas

Alnasíer

Quercas

Tilia

Ulmus

P/iellodendran

VaglanS

Carpinas

Fraxinas

Corglas

Seringa

frícales

vaag^iroj a ir 'aaaoMairv h w zoi

Среднеплейстоценовые отложения вскрываются также в разрезе 15-метровой террасы р. Пещерная (правый приток р. Б. Уссурка), на правом ее берегу выше устья руч. Северянка. Здесь в крутом обрыве вскрываются (рис. 5):

Мощность, м

1. Супесь светло-желтая, палевая, тонкая, лёссовидная с редкой галькой 0,3

2. Супесь серая с темными примазками гумуса, с редкой галькой, с корнями растений — погребенная почва..................0,2

3. Супесь палевая, тонкая, лёссовидная, книзу более плотная. Залегает на лежащем ниже слое с размывом ..................0,5

4. Песок глинистый разнозернистый, с многочисленной галькой, валунами и щебнем местных пород. Книзу содержание песчаной части уменьшается .............. ... 1,4

5. Суглинок коричневый, плотный, с редкой мелкой галькой .... 0,2

6. Галька, валуны, щебень и гравий. Заполнитель — песок разнозернистый 1,1

7. Суглинок коричневый, книзу постепенно переходящий в песчанистую

глину, в которой присутствует мелкая галька..............0,25

8. Галька, валуны, крупные глыбы и щебень. Чередование прослоев гру-бообломочного материала без заполнителя с прослоями, в которых галька, валуны и щебень заключены в разнозернистый глинистый песок.

С размывом залегает на слое 9......................6,0

9. Глина бурая с галькой и щебнем местных пород............0,3

10. Глина коричневая и серо-коричневая горизонтально- и волнистослои-

стая, очень плотная с прослоями и линзами бурого песка ... 0,4

11. Глина желто-серая с прослоями желтой, песчанистая с мелкой галькой, щебнем и гравием, редкими валунами..................1,0

12. Ил и глина серые и сизые с ржавыми разводами, с редким щебнем. Образцы из прослоя серого ила имеют прямую намагниченность . . 0,65

13. Песок глинистый с валунами, галькой и щебнем, которые покрыты ржавым налетом..............................0,3

(видимая)

Ниже осыпь. До уреза реки 1,5 м.

Нижняя часть этого разреза (с. 12) имеет спорово-пыльцевые спектры, сходные со спектрами нижней части разреза близ пос. Терней. На этом основании они отнесены к первому среднеплейстоценовому похолоданию.

Выше, в толще грубообломочного материала (слои 4—8), спорово-пыльцевые спектры характеризуются преобладанием пыльцы корейского кедра, участием пыльцы берез и широколиственных пород. Эта толща сопоставляется со вторым среднеплейстоценовым потеплением. На размытой поверхности грубообломочной толщи залегают голоценовые отложения.

Таким образом, в разрезах эоплейстоцена, нижнего и среднего плейстоцена Приморья' наблюдаются следы постепенного прогрессирующего похолодания (см. таблицу). В течение первой половины квартера произошли изменения климата от теплого, в котором произрастали растительные ассоциации, содержащие элементы тургайской флоры, к холодному климату среднего плейстоцена с растительностью, включающей тундровые и лесотундровые фитоценозы с кустарниковой березкой и ольховником. Характерной особенностью изученных отложений является также различная степень их диагенетических преобразований. Глу-боковыветрелые толщи эоплейстоцена вверх по разрезу сменяются менее выветрелыми осадками нижнего и почти не затронутыми химическим выветриванием осадками среднего плейстоцена. Для этого послед-

Геологические разрезы и характеристика растительности плейстоцена Приморья

ч о с

a a ¡> 52 ¡S s «

ti

El 4 t- o, _ с Ü 5

68, < o X

р. Амур, обнажение у с. Сарапульское

Растительность

Киевка, обнажение в 15 км ниже г. Лазо

!3

ч «8-

1Н II

Растительность

р. Б. Уссурка, обнажение в 15 км ниже пос. Мельничное

S3 яа

° 5 ю 5*

« н

Растительность

Бухта Удобная иа берегу Японского моря

¿1 1ч«

4 Я 5

§§s

gas

5 ч о

III

Растительность

р. Пещерная

ü IIя

К — С1*

¡5 о. 5 = ÍT

Se h

2 § о

Sag

О a S.

Растительность

>

Ь m Я

о

(Я

м м

Sa

w

"i О

Ь

<<

СП

я

to >

Мелколиственные леса с участием кустарниковых берез

Широколиственные леса с Quercus, Ulmus, Juglans, Acer и др._

Я я «j 5«í я х о

и ч с

Мелколиственный лес с тундровыми фитоце-нозами.

Верховые и низинные болота

-3

HÍÍ

C2S5

Широколиственный лес с Quercus, Tilia, Ulmus, Acer и др. породами

Is S3

I- S

Мелколиственные леса с участием кустарниковых видов берез, ольховника и кустарничков (Ег1са1ез)

S ч m я

oisS

с о S ч

к 5 ё £

Кедрово-широко-лиственный лес с участием различных видов берез

Темнохвойные и мелколиственные леса с участием тундровых фиго-ценозов.

sS

V V

я £

Ю S

Темнохвойные и мелколиственные леса с небольшим участием широколиственных пород

°1

12

Широколиственный лес с элементами тургай-ской флоры и с экзотическими хвойными

1! ё* 35

Хвойные леса с участием березы, ольхи и примесью широколиственных пород

Широколиственный лес с элементами тур. гайской флоры — Р1е-госагуа, гаяив и экзотическими соснами

8*

"о С а

Хвойно-шяроко-листвеииый лес с участием элементов тургайской флоры — Сагуа, Р1егосагуа, Еа^иэ

62* я с V

а 2 а «

з -Is.

л 31 л о

Леса иэ .экзотических хвойных, Taxodium, Tsuga, Fagus, Quercus, Tilia, Ulmus, Betula, Alnus

o

I»!3

Jidi 4 o O S « « fi.4 u с с t-

N

R

N

него отрезка времени вообще характерны грубообломочные толщи, отражающие возросшую роль процессов физического выветривания. Эти критерии могут быть использованы для выделения климатостратиграфи-ческих единиц и дробного расчленения четвертичных отложений на горизонты.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеев М. Н., Голубева Л. В. Новые данные по стратиграфии плейстоцена Южного Приморья.— В кн.: Стратиграфия, палеогеография и литогенез антропогена Евразии. М., 1973.

Алексеев М. Н., Ахметьева Н. П., Ахметьев М. А. и др. Новые данные по стратиграфии четвертичных отложений Среднего Приамурья.— В кн.: Палеомагнитный анализ при изучении четвертичных отложений и вулканитов. М.: Наука, 1973. Берсенев И. И., Сохин В. К- Четвертичные отложения.— В кн.: Геология СССР. М.: Недра, 1969, т. XXXII.

Кара-улова Л. П. Основные палинологические комплексы плейстоценовых и голоценовых отложений Приморья.— В кн.: Стратиграфия, палеогеография и литогенез антропогена Евразии. М., 1973. Короткий А. М., Караулова Л. П., Троицкая Т. С. Четвертичные отложения Приморья. Стратиграфия и палеогеография.— Тр. ИГиГ СО АН СССР, 1979, вып. 429.