CC BY
19Озерные морфолитосистемы Амутской котловины (Северо-восточное Прибайкалье)
Щетников А. А.([email protected] ), Кочетков В.К., Радзиминович Я.Б.
Институт земной коры СО РАН
Введение с краткой физико-географической характеристикой района. Амутская котловина расположена в зоне сочленения Икатского и Баргузинского хребтов (рис. 1). Абсолютные высоты горного обрамления впадины с ярко выраженным альпинотипным рельефом достигают 2500-2600 м, а высотные отметки ее днища колеблются в пределах 1230-1460 м. Мощность выполняющих впадину верхнекайнозойских отложений составляет 300-400 м, до 150 м верхней пачки из которых - ледниковые и водно-ледниковые [1]. Грабен заложен в поле распространения позднепротерозойских гранитоидов. Он имеет в плане овальную форму с поперечными размерами 9х16 км и асимметричную морфологию бортов. Юго-восточный борт впадины контролируется крупным Балантамурским разломом, выраженным в рельефе в виде крутого (до 40°) и высокого (до 1000 м) тектонического уступа. Северо-западный борт положе - 25-30°. В его основании заложен Маланзурхенский разлом, в рельефе выраженный не так ярко. Зона схождения этих разломов в юго-западном углу впадины освоена дренирующей эту часть депрессии рекой Юргон, левым притоком р. Ковыли, которая, в свою очередь, впадает в р.Баргузин. Река Баргузин - магистральный водоток Амутской депрессии; она пересекает впадину по меньшему поперечнику с ЮВ на СЗ и делит ее на две примерно равные половины. Интересно то обстоятельство, что р.Ковыли, впадает в р.Баргузин далеко за пределами впадины, уже почти на входе последней в Баргузинскую рифтовую долину. То есть из Амутской впадины имеется два стока: один направлен на северо-запад - это р.Баргузин, другой осуществляется в юго-западном направлении через сквозную долину в борту впадины через р.Юргон в р.Ковыли и уже далее в р. Баргузин.
Днище грабена расположено в пределах горно-лесного и подгольцового природных комплексов [2]. Степень залесенности территории составляет 34% при доминантном значении
багульниковых листвиничников.
Почвенный покров представлен горными мерзлотно-таежными ожелезненными, поверхностно-подзолистыми, горнотундровыми глеевыми, в пойме р.Баргузина - торфянисто-болотными почвами. Среднегодовое количество выпадающих здесь осадков колеблется в пределах 600-1000 мм, 90 % из которых выпадает в теплое время года - с апреля по октябрь [3]. Примерно 5% площади днища котловины заболочено, особенно прирусловые участки р.Баргузина
Долина этой транзитной реки в горном обрамлении впадины
представляет собой типичный трог. В пределах Амутской депрессии древний ледник сильно "расплывался" и сформировал на большей площади ее днища характерные грядово-бугристо-западинные моренные ландшафты с системой достигающих 100-метровой высоты валов боковых морен, выгнутых к бортам депрессии, а также врезался собственно в днище грабена (рис. 2). Моренные отложения сложены несортированным, преимущественно валунно-галечно-глыбовым материалом с алеврит-пелитовым цементом, причем содержание глинистой фракции в этих осадках, по нашим данным, иногда достигает 54 % и не опускается меньше 18%. С ледниковыми аккумулятивными формами рельефа впадины сочетаются многочисленные, разнообразные по формам, размерам и механизму образования озерные ванны.
Рис.
Место расположения Амутской
котловины.
\ж
5Л
А 2397,7
7
о 1238,8
8
Рис. 2. Геоморфологическая схема Амутской котловины. 1-2 - днища горных долин, в т.ч. их антецедентных участков (2); 3 - днища межгорных впадин; 4 - склоны ледниковых долин в пределах межгорных впадин; 5 - наледи; 6 - альпинотипное среднегорье; 7-8 -абсолютные высоты вершин (7) и уреза водного зеркала (8).
Гидробиология и гидрохимия этих водоемов сравнительно хорошо изучены [4], однако в геоморфологическом отношении наши знания о них явно недостаточны. Единственным источником сведений об устройстве озерных котловин Амутской впадины до сих пор являлась краткая заметка В.Б.Выркина [5]. Донные осадки этих водоемов вовсе не исследовались. Частичному восполнению этих пробелов и посвящена настоящая работа.
Батиметрическая съемка осуществлялась при помощи ручного лота. Образцы озерных отложений отбирались из их приповерхностного 10-сантиметрового слоя полуметровой трубкой, ей же были отобраны представленные в работе колонки осадков. Аналитическая обработка образцов проводилась в лабораториях производственного предприятия "Иркутскгеология" и Лимнологического института СО РАН. Гранулометрический состав осадков определялся ситовым и пипеточным методами, анализ минералогического состава алевритово-песчаной фракции - иммерсионным методом, определение глинистых минералов в тонкопелитовой фракции - термическим методом, химический состав озерных осадков осуществлялся силикатным (валовым) химическим анализом.
Общие сведения об озерных котловинах Амутской впадины и их классификация.
Озера в целом олиготрофны, хотя степень трофности в пределах типа различная - от
ультраолиготрофной (Амут, Якондыкон, Балан-Тамур) до олиготрофной с признаками мезотрофии (Чурикто), по химическому составу воды они являются гидрокарбонатно-калиевыми маломинерализованными [4].
Степень озерности здесь достигает 16% при общей площади водного зеркала всех 143 озер, подсчитанных по крупномасштабным аэрофотоснимкам, - 17,5 км2. По размерам водоемы можно подразделить на три группы: менее 0,1 км2, 0,1-0,3 км2, 1 км2 и более (таблица 1). Малые и средние озера являются наиболее многочисленными - их
насчитывается 139, однако общая площадь водного зеркала этих водоемов составляет всего 2
2
км .
Таблица 1
Характеристика озер Амутской котловины различных типов по размерам
в понижениях основной между валами моренно-подпрудные
Группа морены боковых морен
озер
N Б V N Б V N Б V
< 0,1 км2 131 0,4 -
0,1-0,3 км2 8 1,6 -
2 >1 км 1 1 6,0 1 1,2 12,8 2 13,3 248,3
всего 140 3 - 1 1,2 12,8 2 13,3 248,3
N - количество озер, Б - суммарная площадь (км2) и V - суммарный объем (млн.м3).
Почти все озера Амутской впадины тесно связаны с древнеледниковой деятельностью (в пойме р. Баргузина имеются также несколько озер термокарстового происхождения, однако в силу ничтожно малых размеров эти водоемы в настоящей работе не рассматриваются). При всей генетической общности озер, в механизме их формирования усматриваются некоторые различия. С учетом этих различий ледниковые озера Амутской котловины могут быть подразделены на следующие группы:
1) в понижениях основной морены; 2) между валами боковых морен; 3) моренно-подпрудные.
Озерные котловины в неровностях основной морены. Водоемы этой разновидности, как видно из таблицы 1, наиболее распространены в Амутской впадине. Они разнообразны по размерам, форме береговых линий, повторяющей малейшие неровности субаэрального ледникового аккумулятивного рельефа, а также гидрологическому режиму. Многие водоемы бессточны, особенно мелкие, площадью не более 0,1 км2. Озера крупнее, как правило, проточны, в том числе крупнейшее и не совсем типичное озеро этой группы -Балан-Тамур (рис. 2) площадью 1 км2 и глубиной до 16 м. Оно расположено в пойменной части реки Баргузин, которая в него впадает и вытекает. Река сформировала глубоко выдвинутую в его акваторию лопастевидную дельту. Стоит отметить, что это единственное в Амутской котловине крупное озеро литорально-профундального морфолимнического типа, причем переход широкой литоральной зоны водоема к его профундали, приуроченной к центральной части озерной ванны, происходит здесь сравнительно резко, посредством крутого уступа. Восточнее оз.Балан-Тамура расположено озеро Чурикто, соединенное с ним широкой протокой. Кроме того, существует временное, во время паводков функционирующее русло, связывающее это озеро с р.Баргузином на участке перед его впадением в оз.Балан-Тамур. По сведениям В.Б. Выркина [6], в период крупных паводков на р.Баргузине уровень воды в оз.Чурикто повышался на 1,5-2 м. На этом озере, как на морфологически репрезентативном представителе рассматриваемой группы озер, остановимся подробнее.
Основные его морфометрические показатели представлены в таблице 2. С запада и севера озеро окружено залесенной и заболоченной низкой равниной с выступающими над ней буграми основной морены, а с востока к озеру подступают склоны горного обрамления Амутской впадины. Активное подпитывание озера болотными водами сказывается на характере его донных осадков. Профундаль озера выстилает в среднем 15-сантиметровой мощности слой хорошо сортированных (8о=1,6, здесь и далее по [8]) темно-серых слабомарганцовисто-железистых крупных пелитов (рис. 3, таблица 3) с содержанием Мп от 0,2 до 5%, а Бе от 10 до 20 % (основной железосодержащий компонент этих осадков -аморфный гидротроилит). Привлекает внимание высокое содержание не только железа и марганца, но и фосфора (таблица 4), причем концентрирующихся в минеральной форме, что свидетельствует об активно проходящих здесь рудообразовательных процессах.
Таблица 2
Морфометрические параметры типовых озер Амутской котловины по
механизмам формирования
Название и тип озера Абс. высота уреза воды, м Площадь водного зеркала, км2 Объем озера, млн. м3 Наибольшая глубина, м Длина*, км Средняя ширина (отношение площади к длине), км Длина береговой линии, км Коэффициент изрезан-ности береговой линии*
Чурикто (в понижении 1234,0 0,3 2,3 14,3 0,8 0,37 2,5 1,13
основной
морены)
Якондыкон
(между валами 1409 1,3 13 22,6 2,7 0,48 6,2 1,05
боковых
морен)
Амут (моренно- 14.53 10,6 235 69,8 6,75 1,57 20,4 1,11
подпрудное)
* - по методу С.Д.Муравейского [7]
Слабомарганцовисто-железистые пелиты подстилаются также хорошо сортированными (Бо=1,7) серыми мелкозернистыми песками с тонкими прослоями остатков хвои. Надо отметить, что отложения этого водоема вообще отличаются хорошей степенью сортировки. В отдельных местах озера также встречаются небольшие пятна слабосапропелевых крупных пелитов с содержанием органического вещества (преимущественно макрофиты и хвоя) до 17 %. В тонкопелитовой фракции поверхностного слоя (~ 10 см) осадков озера преобладает каолинит и гидрослюды, отмечается высокое содержание кварца и карбонатных пород. Вниз по разрезу преобладающим становится монтмориллонит с примесью каолинита, кварца и полевых шпатов.
Таблица 3
Гранулометрический состав основных типов донных осадков озер Амутской котловины (в числителе указаны пределы колебаний содержания фракций, в знаменателе - среднее содержание фракции)
Средний диаметр частиц (М), мм Коэффициент сортировки частиц (Б0) Размер частиц, мм
1,0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001
ЧУРИКТО
слабомарганцовисто-железистые крупные пелиты (Мп от 0,2 до 5 %, Fe от 10 до 20 %)
0,008 1,7 0,16-0,37 0,23 1,94-8,74 4,2 2,59-6,67 4,53 13,72-31,25 19,84 51,94-70.01 67,2 5,13-8,75 6,89 0,7-2,2 1,24
слабосапропелевые крупные пелиты
0,009 1,8 0,18 0,26-10,12 5,2 0,9-10,12 5,52 0,7-26,53 13,6 49,1-95,03 72,1 2,97-3,85 3,41 0,1-0,2 0,15
мелкие пески
0,15 2,6 0,2-0,7 0.36 9,9-35,7 20,3 36,5-54,0 44,84 5,0-18,8 9,48 2,21-14,7 10,6 5,94-23-1 13,24 0,1-1,2 0,76 0,03-0,7 0,4
ЯКОНДЫКОН
крупные пелиты
0,008 2,0 3,36 0,06-26,03 7,69 0,38-7,71 3,3 0,19-13,9 8,6 46,57-98,24 72,88 0,75-8,19 4,25 0,4-5,2 2,7
слабасапропелевые крупные пелиты
0,009 2,1 0,23 6,25 6,6 23,93 54,18 6,87 1,94
мелкоалевритовые илы
0,03 4,0 1,71-3,38 2,54 25,4-33,21 29,3 9,66-10,13 9,9 17,68-20,85 19,27 29,53-41,67 35,6 1,74-2,41 2,07 1,16-1,4 1,28
мелкие пески
0,14 3,8 0,51-1,13 0,82 20,1-22,8 21,44 35,9-40,9 38,4 5,6-6,35 5,97 10,39-10,75 10,57 19,05-20,89 19,97 1,85-2,2 2,02 0,7-0,9 0,8
АМУТ
крупные пелиты
0,007 1,4 0,17-0,82 0,49 0,1-13,6 6,61 0,1-18,76 4,58 0,1-4,31 1,86 0,04-14,0 6,49 50,56-98,2 62,41 0,2-25,31 13,51 0,1-9,05 5,14
мелкие пелиты ("голубые глины")
0,0011 3,4 0,04 1,17 0,98 8,78 38,65 20,52 29,86
мелкоалевритовые илы
0,02 4,4 0,79-2,1 1,44 1,0-16,85 9,7 20,39-31,19 24,4 3,5-8,3 5,37 10,44-22,4 15,43 30,7-43,8 38,8 2,6-4,2 3,5 1,1-2,2 1,8
мелкие пески
0,11 6,3 4,64-9,2 6,2 21,69-28,8 25,24 18,38-19,48 18,97 2,5-4,3 3,42 6,8-11,5 9,57 31,64-38,9 34,9 0,8-1,0 0,9 0,2-0,5 0,35
средние пески
0,29 3,3 6,89-30,5 14,36 39,3-56,4 48,11 2,0-19,55 12,73 1,1-2,84 1,91 0,9-4,9 2,88 15,95-24,48 19,11 0,04 0,2
Таблица 4.
Химический состав донных осадков озер Амутской котловины
Номер ОВ, Бе, % Р2О5 МпО Аморфный СаО, МяО, К20,
реперной точки, % % % кремнезем 8102, % % %
Бе Бе+2 Бе+3
Озеро глубина отбора пробы, горизонт (см) общ. %
№1, 4,0 м
0-5 6,1
Чурикто 5-13 №2, 14,0 м 0,4
0-10 16,9 13,6 9,94 3,72 0,59 0,31 3,91 2,51 0,83 2,16
№1, 5 м
0-10 1,1
Якондык 0-29 2,12 0,71 1,41 0,28 0,04 4,94 2,83 0,76 3,17
он №2, 21,0 м 0-10 25,0
№1, 5 м
0-5 8,5
Амут 5-10 10-17 17-35 №2, 58 м 0-10 №3, 2,1 м 4,2 5,4 1,0 13.3
0-19 2,61 2,19 0,42 0,18 0,04 2,88 1,59 1,3 2,52
№4, 4,5 м
17-35 6.88 5,96 0,92 0,12 0,09 0,58 1,56 2,85 3,52
Являясь морфотипом озер рассматриваемой разновидности, оз. Чурикто по своим гидрохимическим и гидробиологическим показателям (в т.ч. повышенной трофностью) [4], а также характеру его донных осадков (см. таблицы 3, 4), резко выделяется в ряду других озер Амутской котловины. Очевидной причиной этого является прежде всего низкое по отношению к другим водоемам гипсометрическое положение озера, причем на уровне сильно заболоченной поймы, а также тесная гидрологическая связь водоема с р.Баргузином.
Следующий тип озер представлен единственным водоемом - оз.Якондыкон (рис. 2), расположенным между двумя крупными, высотой до 80 м, хорошо морфологически выраженными валами боковой морены, которые являются бортами этой озерной ванны. В противоположной юго-западной части Амутской впадины также наблюдаются два вала боковой морены, однако не так отчетливо выраженных, и между ними простирается поле бугристо-западинного микрорельефа с
многочисленными мелкими озерами в понижениях.
Озеро Якондыкон занимает более высокий гипсометрический уровень, чем оз. Чурикто (таблица 2). Оно расположено в подгольцовом природном комплексе. Морфологически юные берега этого
Рис. 3. Отложения и батиметрия оз. Чурикто. Условные обозначения см. на рис. 5.
водоема покрывают обширные ягельные поля и пятна багульниковых зарослей под лиственичниковым редколесьем. В озеро впадает два постоянных водотока; в периоды половодья в него сливаются также воды оз. Амут, сформировавшие в месте их впадения сравнительно крупную авандельту, сложенную в основном мелкозернистыми песками.
Приповерхностный слой отложений этого водоема (рис. 4, таблицы, 3, 4) в профундальной зоне представлен желтовато-зеленоватыми крупными пелитами, в наиболее глубокой части водоема обогащенными органическим веществом (до 20 %), преимущественно из остатков гипновых мхов, переслаивающиеся с мелкоалевритовыми илами. Узкую литораль озера выстилают в основном валунные галечники со щебнем и глыбами, а также мелкозернистые пески с гравием. В составе глинистых минералов донных осадков озера преобладает монтмориллонит с примесью гидрослюд и хлорита.
Наиболее интересные озера Амутской впадины расположены за крайними валами боковых морен, являющихся для них плотинами, - Амут и Малан-Зурхен. Это крупнейшие озера рассматриваемого района, площадь водного зеркала которых составляет около 60 % от общей площади озер впадины, в них аккумулировано более 90 % их совокупной водной массы.
Упоминая эти моренно-подпрудные озера, довольно часто исследователи указывают на возможное участие в
формировании их ванн также и новейших тектонических
процессов [1, 5, 6 и др.]. На это предположение их наталкивают, прежде всего, большие, в масштабах Амутской впадины, размеры озер, а также то обстоятельство, что они расположены на разных высотных уровнях и причина тому, как предполагается, - строение кристаллического фундамента впадины, разбитого на
Рис. 4. Отложения и батиметрия оз. Якондыкон. дифференцированно
Условные обозначения см. на рис. 5. опускающиеся блоки. При этом
необходимо отметить, что геофизические и буровые работы во впадине не проводились.
Размеры водоемов действительно впечатляют, особенно поражает оз.Амут - одно из красивейших озер Прибайкалья. Однако и условия формирования этих озер весьма специфичны, если не сказать, уникальны для Байкало-Становой горной области. Ледниковые водоемы таких размеров образуются здесь обычно в тылу конечно-моренных комплексов.
В юго-западной части Амутской впадины, благодаря наличию в ее борту сквозной долины, условия для формирования озера, близкого по размерам Амуту, отсутствовали. По этому проходу в борту впадины осуществлялся боковой сток талых вод Баргузинского ледника, на что указывают толщи слоистых отложений, широко распространенные на участке от крайнего юго-западного вала боковой морены до этого антецедентного ущелья, имеющие четко выраженный фациальный переход в ледниковые осадки [1].
Озеро Малан-Зурхен имеет глубину до 14 м [5], а площадь - 2,7 км2, почти в четыре раза меньше, чем у оз.Амута, и расположено оно гипсометрически ниже более чем на 100 м. Здесь действительно из-под морены обнажаются два выступа фундамента впадины. Однако в строении плотины озера эти внутривпадинные структурные элементы занимают пассивную позицию. Блокоразделы здесь загружены отложениями левобережной боковой морены,
которая подпруживает озеро, причем основания составляющих ее валов расположены ниже уровня озера. Какие-либо свидетельства тектонического фактора в формировании этого водоема отсутствуют. Единственная причина возникновения Малан-Зурхена -древнеледниковая деятельность, также как и оз. Амута.
Озеро Малан-Зурхен интересно еще и тем, что оно единственное из крупных озер Амутской котловины не имеет поверхностного стока, хотя впадает в него шесть рек. Это обстоятельство обусловливает крайне неустойчивое положение уровня его воды, амплитуда колебания которого за последние 25 лет, по данным В.Б.Выркина [5], составила 4 м.
Озеро Амут занимает все пространство между гребнем правобережного крайнего вала боковой морены и склонами северо-восточного борта впадины. В него впадает 11 постоянных водотоков и вытекает одноименная река. В рельефе дна западной части озера четко прослеживается дугообразная моренная гряда, осложняющая рельеф основного вала боковой морены-плотины, и выступающая из-под воды в виде цепочки островов удлиненной формы. Эта гряда делит озеро на две котловины. Также как и у оз.Якондыкон, его береговая зона обладает морфологически юными формами.
Приповерхностный слой донных отложений водоема (рис. 5, таблицы 3, 4) довольно однообразен - это хорошо сортированные (80=1,4) желтовато-зеленоватые крупные пелиты, в центральной части озера подстилаемые плотными, вязкими "голубыми глинами", которые характеризуются низким (1% и менее) содержанием органического вещества, как и в озере Якондыконе являющимся аллохтонным, состоящим из преимущественно гипновых мхов. Ближе к берегу в осадках начинают преобладать мелкие серые пески с гравием, переслаивающиеся темно-серыми мелкоалевритовыми илами. Следует подчеркнуть, что в осадках этого озера прослеживается тенденция увеличения содержания органического материала вверх по разрезу (см. таблицу 4). Среди глинистых минералов в отложениях преобладает каолинит и гидрослюды.
Рис. 5. Отложения и батиметрия оз. Амут. 1-глыбы; 2 - щебень; 3 -дресва; 4 - валуны; 5 -галька; 6 - гравий; 7 -песок; 8 - алевритовые илы; 9 - крупные пелиты; 10 - слабосапропелевые крупные пелиты; 11 -слабомарганцовисто-желе-зистые крупные пелиты; 12 - мелкие пелиты ("голубые глины"); 13 -детритовые включения; 14 - точки отбора колонок донных осадков полуметровой трубкой; 15 -изобаты.
Заключение. Несмотря на общий ледниковый генезис, озера Амутской впадины довольно разнообразны как по механизму формирования, морфологии ванн, так и по характеру донных осадков. Отмечается четкая зависимость содержания аутигенной составляющей озерных отложений от высоты расположения водоемов. Если в оз.Чурикто можно констатировать наличие рудообразовательных процессов, то в расположенных гипсометрически выше водоемах (Амуте и Якондыконе) этого не наблюдается, здесь доля
аутигенных компонентов в осадках ничтожна. Важно отметить также, что в разрезе приповерхностного слоя донных осадков всех рассмотренных озер снизу вверх заметно увеличивается содержание органического материала, особенно это показательно на примере отложений оз. Амут.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант №00-05-64541, 00-0564524)
ЛИТЕРАТУРА
1. Объяснительная записка к Государственной геологической карте СССР масштаба 1:200000, серия Прибайкальская, лист N-49-X / Редактор А.А.Малышев. М.: Союзгеолфонд, 1981. 94 с.
2. Моложников В.Н. Ландшафтно-растительная характеристика основных природных комплексов верховий р.Баргузин / Озера Баргузинской долины. Новосибирск: Наука, 1986. С.15-21.
3. Атлас Забайкалья. Москва-Иркутск: ГУГК, 1967. 176 с.
4. Озера Баргузинской долины / Под ред. В.Т.Богданова. Новосибирск: Наука, 1986.
167 с.
5. Выркин В.Б. Морфометрия и некоторые особенности природы озер Амутской котловины / Озера Баргузинской долины. Новосибирск: Наука, 1986. С.43-46.
6. Выркин В.Б. Современное экзогенное рельефообразование котловин байкальского типа. Иркутск: изд-во ИГ СО РАН, 1998. 175 с.
7. Муравейский С.Д Очерки по теории и методам морфометрии озер // Вопросы географии, 1948, №7. С. 65-99.
8. Trask P.D. Recent marine sediments. - Tulsa, 1939. 736 p.
