CC BY
0
ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.79
ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПРЕДДЕЛЬТОВОМ РАЙОНЕ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ В ГОЛОЦЕНЕ
ЕЛ. Лысен ко1, А А. Ткач2, P.P. Макша ев3, ТА. Янин а4, МЛ. Зени на5
1 4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет,
кафедра геоморфологии и палеогеографии 2-4Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, лаборатория новейших отложений и палеогеографии плейстоцена 4 Санкт-Пжербургский государственный университет, лаборатория макроэкологии и биогеографии беспозвоночных
5 Институт океанологии РАН, лаборатория палеоокеанологии
1 Аспирант; e-mail: lenobl1996@gmail.com 2Мл. науч. сотр.; e-mail: alinaberdnikowa@yandex.ru 3 Ст. науч. сотр., канд. геогр. наук; e-mail: radikm1986@mail.ru 4 Проф., зав. лабораторией, д-р геогр. наук; e-mail: paleo@inbox.ru 5 Ст. науч. сотр., канд. биол. наук; e-mail: maria_zenina@mail.ru
Палеоэкологические условия в преддельтовом районе Северного Каспия реконструированы на основе результатов комплексного изучения керна скважины на структуре Рыбачья, вскрывшей голоце-новые осадки. Выполнены геохимический, гранулометрический, малакофаунистический, диатомовый и микрофаунистический (ос^акоды) анализы, проведено радиоуглеродное датирование. В строении осадочной толщи отражены разномасштабные палеогеографические события, включающие заложение палеовреза в нижнехвалынских отложениях, сопровождаемое размывом верхнехвалынских отложений, его развитие в условиях мангышлакской регрессии и последовательное заполнение в ходе голоценовой новокаспийской трансгрессии, протекавшей стадиально. Голоценовый возраст отложений, заполняющих палеопонижение, подтвержден радиоуглеродными датами - 8070 ± 110 и 7020 ± 140 кал. л. н. Палеонтологические данные свидетельствуют о чередовании спокойного и динамичного водного режимов и квазицикличность смены условий в бассейне от солоноватоводных к пресноводным до морских на этапе осадконакопления, соответствующем современным условиям на шельфе Северного Каспия.
Ключевые мова: новокаспийские отложения, мангышлакская регрессия, биостратиграфия, диатомеи, малакофауна, остракоды, геохимия
DOI: 10.55959/MSU0579-9414.5.79.1.5
ВВЕДЕНИЕ Работа посвящена исследованию Северного Каспия - наиболее мелководной области Каспийского моря с средней глубиной около 5-6 м (рис. 1).
Дельта Волги - крупнейшая дельта в его акватории. Соленость современного Северного Каспия изменяется от 1-3%о вблизи устья Волги до 11%о в центральной части бассейна. Современный уровень моря расположен на отметке -28,7 м [^АСПКОМ, 2023]. Шельф Северного Каспия представляет собой пологонаклонную равнину, обращенную к юго-востоку, осложненную аккумулятивными формами (основами, банками) и участками палеодолин, которые формировались во время регрессивных этапов за счет эрозионной деятельности водотоков [Kostianoy, Kosarev, 2005].
Основной причиной изменений уровня Каспийского моря в позднем плейстоцене и голоцене считаются климатические колебания, однако данные о степени этих изменений противоречивы [Вару-щенко и др., 1987; Рычагов, 2011; Янина, 2013; Kislov et а1., 2014]. Быстрые изменения глубины и площади водной поверхности моря особенно отражались на ходе эволюции природной среды мелководного Северного Каспия и прилегающего преддельтового пространства Волги. Высокие скорости осадконакопления и чуткая реакция дельты на перемещение береговой линии Каспия обусловили интерес к этой территории с палеогеографической точки зрения.
Поздний плейстоцен и голоцен в Прикаспийском регионе представлены хвалынским и новока-
спийским ярусами соответственно [Свиточ, Янина, 1997]. Хвалынский трансгрессивный этап включает в себя нижний и верхний горизонты. Среди го-лоценовых событий Северного Каспия выделяют мангышлакскую регрессивную и новокаспийскую трансгрессивную эпохи. Во время мангышлакской регрессии уровень моря опускался до отметки -80 м, отложения этого времени заполняют речные врезы в толще хвалынских отложений и замкнутые палеопонижения - реликты рельефа палеодельт [Безроздных и др., 2014, 2018].
Голоценовые осадки дельты и шельфа Северного Каспия изучены с использованием разнообразных геолого-геоморфологических и палеогеографических методов [Свиточ, Янина, 1997; Болиховская, 2011; Чеховская и др., 2018]. В то же время некоторые палеогеографические аспекты развития природной среды северокаспийского региона остаются дискуссионными, что связано с разными оценками возраста [Вар^ценко и др., 1987; Рычагов, 1997; Bezrodnykh, Sorokin, 2016] и амплитуды колебаний уровня Каспия в голоцене.
Рис. 1. Северный Каспий и местоположение скважины Рыбачья Fig. 1. The North Caspian and the location of the Rybachya core
Для изучения нами выбран участок пред-дельтового пространства Волги на шельфе Северного Каспия, так как в его отложениях могут быть детально запечатлены голоценовые трансгрессивно-регрессивные события Каспия. Такие палеонтологические группы, как фауна моллюсков, остракод и диатомовые водоросли, являются надежными индикаторами изменения гидрологических условий, отражающих глобальные и региональные события, поэтапно прослеживаемые в этой работе. Геохимический анализ, совмещенный с гранулометрическим, также позволяет реконструировать динамику водной среды и изменения источников сноса в ходе формирования отложений.
Цель работы - реконструкции палеоэкологических условий в преддельтовом районе Северного Каспия на основе комплексного анализа керна скважины, пробуренной на нефтеносной структуре Рыбачья (см. рис. 1). Структура Рыбачья в тектоническом отношении является частью Южно-Ракушечного вала [Дорофеев и др., 2015]. Основной интерес для исследователей представляют меловые отложения этой структуры, с которыми связаны месторождения нефти и газа (месторождение Рыбачье). Данных о строении четвертичных отложений в пределах этой структуры в открытых источниках не обнаружено. В этой работе мы приводим информацию о поздне-четвертичных отложениях в пределах структуры Рыбачья и результаты их комплексного анализа.
Lomonosov Geography Journal. 2024. Vol. 79. No. 1
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе использован буровой материал из скважины Рыбачья, пробуренной в пределах одноименной структуры на шельфе Северного Каспия на глубине моря 8 м. Керн скважины получен в ходе инженерно-геологических исследований ООО «Мор^^геология» в пределах акватории лицензионного участка «Северо-^спийская площадь». Выделенная по литологическим признакам часть керна, содержащая четвертичные отложения, любезно предоставлена сотрудниками ООО «Мор-инжгеология» и хранится в НИЛ новейших отложений и палеогеографии плейстоцена географического факультета МГУ имени MB. Ломоносова с целью его комплексного изучения. Общая длина керна составляет 9,5 м.
На рисунке 2 представлено литологическое описание керна.
Изучение керна выполнено гранулометрическим, геохимическим, малакофаунистическим, микрофаунистическим (остракоды) и диатомовым методами. Образцы для анализов отобраны из каждого литологического слоя вдоль всего керна. Наше исследование сосредоточено на изучении голоце-новых событий. Более частый отбор образцов проведен для интервала с пестрым литологическим составом, характеризующим изменчивую среду осадконакопления, характерную для новокаспийского бассейна и, вероятно, отвечающую голоцено-вому времени. Монотонные песчаные толщи в основании разреза исследованы в основном с целью установления стратиграфического положения подробно изученных вышележащих осадков. Толща в основании керна опробована реже ввиду малой ли-тологической изменчивости и утери некоторых объемов материала при бурении (см. рис. 2).
Гранулометрический анализ проведен для девяти образцов с помощью лазерного измерителя частиц FritschAnalysette 22. Все образцы (массой по 10-15 г каждый) были высушены в сушильной печи при температуре 50°С в течение трех часов и затем последовательно обработаны 10%-ми растворами соляной кислоты (HCl) и перекиси водорода (H2O2) для удаления карбонатов и органических веществ. Измерение образцов проводилось в интервале размерности от 0,8 до 2000 мкм. Гранулометрическая классификация приведена на основе работы НА. Качинского [1965] со следующими размерностями: <1 мкм (гтаны); 1-5 мкм (мелкие алевриты); 5-10 мкм (средние алевриты); 10-50 мкм (кр^шые алевриты); 50-250 мкм (ме^юзернистые пески) и 250-1000 мкм (средние и крупнозернистые пески). Более крупные фракции в изученных образцах не обнаружены. Для образца из интервала 2,99-3,54 м представлены результаты гранулометрического
анализа фракции, оставшейся после растворения карбонатного матрикса.
Геохимические исследования проведены для образцов из тех же интервалов, что и гранулометрический анализ, с использованием энерго-даспер-сионного анализатора Olympus Delta Professional (EDXRF) в режиме программы «геоюшия». Образцы были предварительно высушены в сушильной печи при температуре 50°С в течение шести часов и после измельчены с помощью фарфоровой ступки. Содержание элементов в каждом образце рассчитано в процентах (%). Ведущими геохимическими индикаторами для выявления и корреляции каспийских морских отложений с региональной стратиграфией являются изменения доли Fe, Al, Si, Ti [Лобачева и др., 2021]. Основными источниками терригенного материала для Северного Каспия являются плейстоценовые морены, богатые Fe и Al, расположенные в верховьях Волжского бассейна [Саакова и др., 1995]. Поэтому в ходе анализа основное внимание уделялось распределению следующих элементов: Si, Ca, Sr, Fe и Ti.
Малакофаунистический анализ выполнен по 14 образцам, содержащим 960 раковин (и их обломков) моллюсков. Анализ включал таксономическую идентификацию и исследование сохранности раковин. Ископаемые раковины были исследованы на наличие признаков растворения, истирания, изменения окраски и фрагментации. Находки раковин в двух створках указывали на их нахождение in situ. Для реконструкции голоценовых условий среды в Северном Каспии использованы данные об экологии таксонов. Виды рода Didacna Eichwald являются руководящими для Каспийского моря [^шша, 2005].
Образцы для диатомового анализа отобраны из всех литологических слоев, всего проанализировано 13 образцов. Пробы были высушены на воздухе, а затем обработаны стандартными методами [Smol et al., 2001]. Из глинистых и суглинистых литологических разностей отобрано около 5 г сухого материала, из песчаных - 20 г. Для удаления органических веществ и карбонатов каждую пробу помещали в термостойкий стакан и кипятили в 400 мл 10% перекиси водорода (H2O2) в течение 1,5 ч. После термической обработки пробы были залиты дистиллированной водой до 900 мл и оставлены под вытяжкой на 48 ч. Далее весь песчаный материал и частицы глинистой фракции постепенно удалялись отмучи-ванием. Для приготовления временных препаратов использовалась пипетка объемом 1 мл: суспензия, содержащая диатомовые водоросли, с помощью пипетки помещалась на обезжиренное сухое покровное стекло и далее высушивалась при комнатной температуре на горизонтальной поверхности. Для создания постоянных препаратов покровные стекла
Интервал, м Условные обозначения N2 СЛОЯ Литологическое описание
0,30-0,0 • » • {J 9 9 . • • • . о- : • • • 7 Песок мелкозернистый бежевато-серый, пылеватый, с обилием раковинного детрита и включениями целых раковин моллюсков, граница с нижележащим слоем четкая, резкая
0,80-0,30 л»/,, »"'".«'*' .....±.. ..... 1' " Л »/у 6 Алеврит красновато-коричневый, с глинистыми прослоями и пятнами ожелезнения, обогащенный растительными остатками
1,20-0,80 - (керн утерян)
2,07-1,20 ----- . . • ----. • ......-—..... ............... 5 Песок мелкозернистый, пылеватый, коричневато-серый, с включениями мелких раковин моллюсков и раковинного детрита, переход к нижележащему слою постепенный
2,57-2,07 .............. .....—\ .. • • • ^ • . . --. 4 Алеврит темно-коричневый, с прослоями мелкозернистого песка, с включениями мелких раковин моллюсков и раковинного детрита
2,57-3,00 ........ 3 Алеврит темно-коричневый, без видимых включений
3,13-3,00 -
3,13-3,54 Г .о \• •. . 5 • . • ° • • о • • о • . • •.....• • » - ^ • . . 2 Песок беловато-серый, карбонатный, с редкими включениями мелких обломков раковин моллюсков
3,70-3,54 -
4,10-3,70 • • • • • • • • * • • • 1 Песок мелкозернистый, пылеватый, бежевый, без видимых включений
4,30-4,10 -
5,70-4,30 • • • • • • • • • • 1 - • • . • • • • • • • • щ • • • • 1 Песок мелкозернистый, пылеватый (аналогичный вышележащему слою)
6,30-5,70 -
8,00-6,30 1 Песок мелкозернистый, пылеватый (аналогичный вышележащему слою)
9,20-8,00 -
9,50-9,20 1 Песок мелкозернистый, пылеватый, бежевый, с редкими включениями мелких обломков раковин
Рис. 2. Литологическое описание керна скважины Рыбачья
Fig. 2. Lithologic description of the Rybachya core
Lomonosov Geography Journal. 2024. Vol. 79. No. 1
фиксировались на предметных стеклах с помощью синтетической смолы Naphrax с показателем преломления 1,68. Таксономическое определение диа-томей на основе изучения структуры их створок в постоянных препаратах произведено с помощью светового микроскопа JENAVAL (Carl Zeiss) с масляным иммерсионным объективом при увеличении в 1000 раз. Для определения видовой принадлежности диатомей использован ряд определителей [Куликовский и др., 2016; Hartley et al., 1996]. Контроль актуальности названий таксонов проводился с помощью электронной базы данных [AlgaeBase, 2020].
Для целей микрофаунистического анализа 13 образцов были подготовлены по стандартным методикам [Ivanova et al., 2015]. Образцы предварительно замачивались в течение часа, а затем промывались через сито с размером ячейки 63 мкм. Оставшаяся фракция высушивалась на воздухе, после чего материал из фракций размерностью 0,1-2 и 0,063-0,1 мм исследовался с помощью бинокулярного микроскопа. Створки остракод по возможности идентифицированы до вида. Подготовленные образцы остракод хранятся в камерах Кранца.
Биостратиграфические зоны выявлены на основе качественных и количественных изменений ископаемых фоссилий, наблюдаемых в керне. Для установления указанных зон использовалась информация о таксономическом разнообразии, доминирующих видах, концентрации створок (параметр рассчитан только для диатомей, млн створок/г сухого вещества) и экологических характеристиках видов. Установленные нами биостратиграфические зоны являются экологическими зонами или экозонами.
По двум образцам (иотервалы 1,73-1,96 и 2,072,11 м) выполнено радиоуглеродное датирование в лаборатории геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана СПбГУ (лабораторный индекс ЛУ) сцинтилляционным методом. В качестве материала для датирования использованы раковины моллюсков Monodacna caspia и Dreissena polymorpha. Для калибровки радиоуглеродных дат в календарный возраст (±2о) использовались программа OxCal 4.4.4 и шкала IntCal20.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖД ЕНИЕ
Результаты гранулометрического анализа. В
отложениях скважины Рыбачья на основе распределения гранулометрических показателей выделено пять групп образцов (рис. 3).
Первая группа приурочена к основанию скважины и включает образцы из интервалов 9,40-9,50, 6,3-6,40 и 4,20-4,40 м. Для этой группы характерно бимодальное распределение размерностей частиц.
Преобладают мелкозернистые пески (60-70%), в то время как размерности алеврита в среднем не превышают значений 11-13%. Кумулятивные кривые и график распределения размерности частиц для указанных образцов практически совпадают. Это говорит о формировании осадков в схожих высокоэнергетических средах (ншример, деятельность волн) с дополнительным источником мелкого алеврита.
Вторая группа представлена образцами из интервалов 2,99-3,54 и 2,23-2,37 м. Для нее характерно бимодальное распределение с преобладанием более тонких размерностей: крупного алеврита (48%), среднего алеврита (15%) и мелкого алеврита (10%). Следовательно, осадки этой группы формировались в водоеме с более спокойным режимом, чем отложения в основании скважины. Для образца 2,99-3,54 м важно учитывать, что карбонатный ма-трикс, составляющий большую часть объема материала, был растворен в ходе подготовки проб.
В третью группу объединены образцы из интервалов 2,15-2,20 и 1,73-1,96 м, которые, наряду с образцами первой группы из основания скважины, содержат значительное количество мелкозернистого песка. Доля мелкозернистых песков увеличивается вверх по разрезу от 48 до 67%. Пик мелкозернистого песка на кривой распределения частиц менее симметричный по сравнению с образцами первой группы из-за примеси крупного алеврита (до 24%). Вероятнее всего, условия осадконакопления соответствуют переходной обстановке от застойного водного режима к осадконакоплению в более высокодинамичной водной среде.
К четвертой группе отнесен один образец из интервала 0,30-0,80 м, так как его график распределения частиц резко отличается от остальных образцов. Он характеризуется бимодальным распределением с двумя пиками, близкими по размерности частиц: крупный алеврит (40%) и мелкий алеврит (31%). Содержание среднего алеврита не превышает 15%. Также для этого интервала характерна наибольшая доля глинистой фракции - 10%. Таким образом, можно с уверенностью реконструировать застойную водную обстановку осадконакопления.
Пятая группа также представлена одним образцом из интервала 0,20-0,30 м и в целом сопоставима со второй группой по преобладанию мелкозернистых песков (83%), свидетельствующих о высокоэнергетической обстановке. Однако в этом интервале встречаются также средне- и крупнозернистые пески (до 16% в сумме), в то время как фракции мелкого алеврита и глин практически отсутствуют (0,6 и 0,2%) соответственно. Это говорит о лучшей сортировке осадка, которая может являться результатом более интенсивного воздействия волн, чем в обстановке первой группы, выделенной в основании скважины.
Kj Kj
J
N 4D>
Литология
Алеврит с прослоями песка ¡»Г-.:^ Алеврит с растительными остатками
| Песок с раковинным детритом [¿ЭД Песок карбонатный
Алеврит
Песок fasii Песок с прослоями алеврита
Sr, %
«V п О О' О' О"
I.... I.... I.... I
1000-250 мкм, % 250-50 мкм, %
о О О О о о о о
Гоанулометрический состав 50-10 мкм, % 10-5 мкм, % 5-1 мкм, %
ООО ООО ООО
О <N ^ CD О DJ (О OCN^tO
<1 мкм,
............
о
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950 1000
Глубина, см Литология
Геохимический состав
Si, % Ti, % Fe'% Са, %
On On
9
о к
5
Рис. 3. Результаты геохимического и гранулометрического анализов отложений из скважины Рыбачья
Fig. 3. Results from geochemical and grain size analyses of the sediments from the Rybachya core
Результаты геохимического анализа Полученные содержания элементов Si, Ca, Sr, Fe и Ti представлены на рисунке 2. В геохимическом составе образцов керна преобладают элементы Si, Fe и Ca. Для стратиграфии позднего плейстоцена и голоцена Прикаспийского региона также важно учитывать совместное распределение Fe, Al и Ti. Согласно ряду исследований [Лобачева и др., 2021], повышенное содержание Fe, Al и Ti характерно для нижнехвалынских отложений, особенно если оно наблюдается в глинистых и алевритовых фракциях. По обобщенным данным бурения в Дербентской и Южно-^^тйской котловинах, в го-лоценовых отложениях концентрация Fe варьирует в пределах 0,9-5,07% [Kozina et al., 2022]. В изученной скважине наблюдаются повышенные содержания Fe и Ti: концентрация Fe составляет от 1,1 до 3,79%; для Ti - от 0,23 до 0,31%. Кроме того, повышение концентрации Fe тяготеет к интервалам с преобладанием (бштее 80%) алевритовых и глинистых фракций: 2,232,37 и 0,30-0,80 м. Эти факты в совокупности могут свидетельствовать о раннехвалынском возрасте отложений. Для нижней части скважины, представленной преимущественно мелкозернистыми песками, характерно повышение содержания Si, что может быть связано с интенсивным терригенным стоком. Резкое повышение концентрации Ca (до ~28%) наблюдается в карбонатных песках в интервале 2,99-3,54 м.
Результаты малакофаунистического анализа Малакофауна в осадках керна представлена немногочисленными (16) видами, предпочитающими бассейны, характеризующиеся разным гидрологическим и гидрохимическим режимом (рис. 4).
Руководящие для биостратиграфического расчленения осадков виды рода Didacna Eichwald (за исключением одного неопределимого обломка) отсутствуют. Образцы из нижней песчаной толщи (™же 3,70 м) не содержат раковин моллюсков. Встречается лишь единичный неопределимый детрит. В осадках залегающего выше слоя (образец из интервала 3,503,13 м) преобладают Theodoxuspallasi, сравнительно редки Dreissena polymorpha и Lymnaea stagnalis. Ма-лакофаунистическое сообщество включает представителей пресноводной фауны, приспособившейся к обитанию в опресненных каспийских водах (T. pallasi и D. polymorpha), и озерный вид L. stagnalis.
В образце из интервала 2,34-2,25 м многочисленны Monodacna caspia и D. polymorpha, встречаются Dreissena caspia, Clessiniola variabilis, Unio sp. (мелкие обломки), Viviparus sp. (обломки), Valvata piscinalis. Малакофаунистическое сообщество представляет собой смесь каспийских слабосолоновато-водных и пресноводных видов.
В интервале 2,27-2,23 м содержатся очень редкие раковины Bithynia tentaculata, C. variabilis, мелкие обломки раковин Unio. Сообщество также охаракте-
ризовано каспийскими слабосолоноватоводными и пресноводными видами. В интервале 2,20-2,16 м раковинный материал редкий. Это представители каспийских слабосолоноватоводных и пресноводных видов Monodacna caspia, Clessiniola variabilis, Dreissena polymorpha, Unio sp. (меткие обломки) и Planorbis sp. (о^омок). Образец из интервала 2,22-2,14 м включает многочисленные раковины D. polymorpha, единичные C. variabilis, Lymnaea stagnalis, M. caspia, обломок Valvata sp. Сообщество представлено пресноводными и слабосолоноватоводными видами с преобладанием пресноводных; один вид (L. stagnalis) лимнофильный.
В интервале 2,11-2,07 м содержатся редкие целые и мелкие обломки раковин Dreissena polymorpha, Hypanis plicata, Valvata piscinalis, Clessiniola variabilis, Unio sp., Valvata sp., Planorbis sp. Преобладают пресноводные виды. Интервал 1,96-1,73 м охарактеризован Viviparus viviparus, V piscinalis, Planorbis planorbis, Unio sp. (о^омок), D. polymorpha, Dreis-sena caspia, Monodacna caspia, C. variabilis, Theodoxus pallasi, Abescunia bruciana. В малакофаунистическом сообществе преобладают пресноводные виды, в примеси - каспийские виды, приспособившиеся к обитанию в значительно опресненных водах. В интервале 0,80-0,30 м содержится лишь единичный неопределимый детрит. Осадки интервала 0,30-0,20 м включают M. caspia (р^ювины вида преобладают), Monodacna angusticostata (^оготасленные), D. caspia (^ого-численные), редкие раковины Hypanis plicata, Bithynia tentaculata, T. pallasi, Adacna vitrea, C. variabilis, Didacna sp. (мелкие обломки). В сообществе господствуют каспийские слабосолоноватоводные виды.
В составе малакофауны из изученных образцов керна по экологической принадлежности установленных сообществ выделяются четыре комплекса: 1) комплекс в интервале 3,54-3,13 м, отвечающий опресненным каспийским условиям со значительным влиянием пресных вод. Присутствие лимнофильно-го вида Lymnaea stagnalis позволяет предположить озерный, значительно опресненный дельтовый водоем в условиях снижения уровня моря; 2) комплекс в интервале 2,34-2,14 м, представленный смесью каспийских слабосолоноватоводных и пресноводных видов. Внутри выделенного интервала в составе комплекса наблюдаются незначительные колебания в сторону увеличения или уменьшения количества пресноводных видов, отражающих незначительную внутреннюю динамику бассейна; 3) комплекс в интервале 2,11-1,73 м, он отличается преобладанием пресноводных видов, в примеси каспийские виды, приспособившиеся к обитанию в значительно опресненных водах; 4) комплекс в интервале 0,30-0,20 м, характеризующийся преобладанием каспийских слабосолоноватоводных видов, является характерным для современного Северного Каспия.
4%
5%
16%
1%
1%
15%
2%
25%
1%
5%
5%
1%
5%
65%
35%
щ
11%
5%
5%
ss
2%
5%
a
■g
о
QQ a. 0.
1%
3%
Ед.
30%
7%
Глубина, см Литология
". кал.л.н. г. кал.л.н
и
62%
2,5%
ЕД
\ 91
ЕД.
2,5%
2,5%
2,5%
i2,5%.
ЕД-
2,5% 2,5%
_ Ед.
2,5%
6%
2,5°/.
ЕД.
1%
is w
£ S
Ш i
1% 1%
23Е
ж:
_ Ед.
_ Исследованные интервалы
-Границы комплексов моллюсков
Р. - Редкие экземпляры
Ед. - Единичные экземпляры_
Литология
||||Щ Алеврит Алеврите прослоями песка Алеврит с растительными остатками
'. '• '•'. | Песок Песок с прослоями алеврита Песок с раковинным детритом
Песок карбонатный
П Исследованные интервалы - Границы сообществ остракод
Рис. 4. Результаты малакофаунистического и микрофаунистического анализов отложений из скважины Рыбачья
Fig. 4. Results from mollusk fauna and mierofauna analyses of the sediments from the Rybachya core
Результаты диатомового анализа. По результатам диатомового анализа в осадках керна выявлено 95 видов диатомей, подавляющее большинство из них относятся к пресноводным, реже - пресновод-но-солоноватоводным. Типично морские виды обнаружены в верхней части керна. На основе данных о таксономическом разнообразии, преобладающих видах, концентрации створок диатомовых водорослей (млн створок/г сухого вещества) и экологических предпочтениях видов в разрезе было выявлено пять диатомовых зон (ДЗ, рис. 5). Для каждой зоны реконструированы условия осадконакопления, которые представлены как пресноводными обста-новками мелких заливов и дельтовых проток, так и лагунными и морскими обстановками. Диатомовые зоны очень сильно отличаются по параметру концентрации створок диатомей, значение которого изменяется по разрезу от 0,34 до 25,2 млн ств./г. Ниже 3,90 м диатомеи в образцах не обнаружены.
ДЗ I (3,90-3,80 м) выделена в верхней части толщи песков, за исключением которой эти пески совершенно лишены диатомей. Зона выделена на основе присутствия единичных створок пресноводных видов: Fragilaria capucina, Aulacoseira granulata, Coccconeis placentula, Stephanocyclus meneghinianus, Stephanodiscus astraea var. intermedia, Synedra capitata. Количество обнаруженных экземпляров диатомей не позволяет произвести корректный расчет концентрации створок. Малое количество обнаруженных экземпляров диатомей может свидетельствовать об интенсивном осадконакопле-нии, препятствующем формированию тафоценозов.
ДЗ II (3,50-2,99 м) выделена в толще алевритов на основе высокой доли бентосных и перифитон-ных видов, которая увеличивается вверх по разрезу от 85 до 100%, и относительно высокой концентрации створок диатомей, увеличивающейся по мере осадконакопления от 1,8 до 13,2 млн ств./г. Нижняя часть интервала характеризуется наибольшим видовым разнообразием среди всех изученных образцов (40 таксонов) и преобладанием пресноводных бентосных алкалифильных видов Amphora copulata (16%), F. capucina (8%) и Gomphonella olivacea (8%) и присутствием планктонных диатомей Aulacoseira granulata (7%), Aulacoseira italica (2,5%). Выше по разрезу резко увеличивается доля перифитон-ных видов рода Epithemia (до 60%), среди которых нередко встречаются частично растворенные створки. Перечисленные таксоны и их процентное соотношение позволяет предположить обстановку распресненной лагуны. Начало формирования осадка диатомовой зоны по составу диатомовых ассоциаций отвечает более проточным условиям с повышенной щелочностью вод. Судя по увеличению доли бентосных видов вверх по разрезу водо-
ем постепенно приобретал более спокойный гидродинамический режим. Большая доля растворенных створок диатомей рода Epithemia, увеличение содержания алкалифилов и алкалибионтов и уменьшение видового разнообразия диатомей (с 38 до 9 в верхнем горизонте) может говорить об увеличении pH среды (до щелочных значений) и уменьшении сохранности створок. Вероятнее всего, осадок формировался в сильно опресненной мелкой лагуне, на участке, удаленном от прибойной зоны.
ДЗ III (2,37-1,73 м) выделяется в толще алевритов, постепенно переходящих в мелкозернистый песок с примесью алеврита вверх по разрезу. Зона выявлена на основе иного состава доминирующих видов и наибольшей средней концентрации створок диатомей, которая изменяется от 1,0 до 25,2 млн ств./г. Состав преобладающих пресноводных диатомей в образцах этой диатомовой зоны соответствует аван-дельтовым комплексам (^оток, ильменей): Amphora copulata (5-24%), Stephanocyclus meneghinianus (5-17%), Aulacoseira granulata (5-15%), Aulacoseira italica (5-6%), Cocconeis lineata (3-20%). На глубине 2,23-2,37 м доминирует ацидофильный бентос-ный вид Navicula avenacea (19%), что может свидетельствовать о застойных условиях и активных процессах разложения органики, способствующих формированию кислой среды. В этом же интервале наблюдается максимальная концентрация створок диатомей, что говорит о наиболее благоприятных условиях для их развития. Наибольшая доля планктонных видов зафиксирована в интервале 2,07-2,11 м (38,8% при средних значениях 14-18%), характеризует более проточную стадию развития пресного водоема. Формирование осадков этой диатомовой зоны происходило при некотором выдвижении дельты в результате регрессии Северного Каспия.
ДЗ IV (0,80-0,30 м) выделяется в толще алевритов с примесью глин и характеризуется преобладанием морского бентосного вида Lyrella lyra (43%), массовое присутствие которого обнаруживается только в этом интервале. Концентрация створок диатомей сократилась до 0,8 млн ств./г. Субдоми-нантом является бентосный индифферентный ал-калифильный вид Craticula cuspidata (14%), около 7% створок приходится на бентосный солонова-товодный эвригалинный вид Amphora commutata. Также встречаются частично растворенные створки диатомей родов Epithemia и Eunotia. Судя по преобладанию створок бентосных диатомей и гранулометрическому составу осадка, его формирование происходило в мелком солоноватоводном водоеме с низкой гидродинамикой. Повышенное содержание створок алкалифильных диатомей и низкая сохранность некоторых створок может свидетельствовать о щелочной реакции вод.
Литология
. кал.л.н. кал.л.н.
!
о
-с £
со
е Е 5 сэ
•S
I
га з .D)
Я «
3
га .с -с
О) Щ
с
о с га -с
Q.
<г> со
U
га -о
ЙГ
о ■с а
L LI L
о
Диатомовые зоны
Концентрация створок диатомей (млн створок/гр в сухом осадке)
10
20
30
IV
9
о К
5
30% 20% 10% 40% 10% 6% 7% 5% 20% 15% 5% 8% 20%
10% 20% 20% 20% I
Алеврит : Алеврит с прослоями г
Литология
:а Алеврит с растительными остатками
Песок [.-^ — 'г] Песок с прослоями алеврита Песок с раковинным детритом Песок карбонатный
Исследованные интервалы Границы диатомовых зон
Рис. 5. Результаты диатомового анализа отложений из скважины Рыбачья. Показаны только преобладающие виды
Fig. 5. Results from diatom analysis of the sediments from the Rybachya core. Only dominant species shown
ДЗ V (0,30-0,20 м) выделяется в песке с раковинным детритом по наименьшей концентрации сворок (0,3 млн ств./г) и повышенному содержанию типичных для Каспия морских планктонных видов: Actinocyclus octonarius (30%, доминант) и его разновидность Actinocyclus octonarius var. tenellus (4%), Thalassiosira eccentrica (9%), A. curvatulus и Coscinodiscus perforatus (no 2%). Субдоминантом в данном интервале является морской бентосный вид Grammatophora macilenta (17%), приспособившийся к существованию в сильно опресненных водах Северного Каспия. Судя по преобладанию планктонных диатомей (56%) и экологическим предпочтениям преобладающих видов, осадконакопление происходило в солоноватоводно-морском бассейне с активной гидродинамикой.
Результаты микрофаунистического анализа. Суммарно в образцах керна скважины нами выявлено 23 вида остракод. По типу среды обитания их можно разделить на две основные группы - пресноводные (4 вида) и каспийские или солоновато-водные (19 видов). Ниже 6,4 м остракоды в образцах не обнаружены. Микрофаунистический состав остракод позволяет выделить четыре этапа смены сообществ, каждый из которых соотносится со сменой природных условий в течение голоцена.
Сообщество I описано на глубинах 6,40-6,30 м. Оно характеризуется преобладанием видов Cyprideis torosa и Tyrrhenocythere amnicoladonetziensis. В целом микрофаунистический состав напоминает современный состав Каспия, он формировался в морских условиях, однако соленость, вероятно, была ниже, чем в настоящее время. Сохранность остракод Limnocythere inopinata связана с высокой скоростью осадконакопления, высокой смертностью и/шш хорошей сохранностью створок в условиях повышенных глубин. Следов переотложения не отмечается. Мы предполагаем, что накопление этой толщи происходило в трансгрессивную стадию Каспийского моря.
Вышележащее сообщество II описано в интервале 3,50-2,99 м и представлено комплексом с высоким содержанием пресноводных видов остракод. В указанном интервале встречается лишь два со-лоноватоводных вида, в целом же все обнаруженные виды остракод приспособлены к выживанию в широком температурном диапазоне и обитанию в мелководных опресненных водоемах. Такой комплекс типичен для прибрежных зарослей и небольших многолетних водоемов. Cyprideis torosa достигает здесь максимальной численности. Кроме того, здесь широко представлены ювенильные стадии этого вида. A. Дж. Смит и Дж. X. Хорн [Smith, Horne, 2002] отмечают, что это может указывать на переходное состояние от морских к пресноводным
условиям. Кроме того, на пресноводные условия явственно указывает присутствие многочисленных Darvinula stevensoni, вида толерантного к низкой солености и опреснению, а также Candona spp., современные формы которой являются обитателями опресненных водоемов. Мы предполагаем накопление рассмотренной толщи в условиях опресненного водоема застойного типа во время регрессивного состояния Каспийского моря.
Выше, на глубине 2,50 м, сообщество II сменяется сообществом III, которое в целом можно охарактеризовать как солоноватоводное с примесью пресноводных видов. Соленость, как и глубина бассейна, существовавшего в этом месте во время накопления толщи в интервале 1,73-2,50 м, были ниже, чем в современном Каспийском море. На фоне общего преобладания солоноватоводных видов отмечается периодическое повышение содержания раковин таких пресноводных видов остракод, как Ilyocypris bradyi и D. stevensoni. Такой состав микрофауны остракод может свидетельствовать о сложной внутренней динамике в ходе трансгрессивного этапа.
Сообщество IV описано по донным отложениям Каспийского моря в интервале глубин от 0,20 до 0,30 м. Оно представляет собой типичный для Северного Каспия современный микрофаунистический комплекс видов с преобладанием C. torosa, Tyrrhenocythere amnicoladonetziensis, более стенога-линных Cryptocyprideis bogatschovi (12,5-13,25%о), Euxinocythere baquana (11,5-13%о), Amnicythere? quinquetuberculata (11,5-13%o) и др. Редкие I. bradyii, D. stevensoni или Amnicythere longa и Amnicythere cymbula, в настоящее время распространенные в эстуариях Черного моря на глубинах до 5 м, указывают на значительное речное влияние и близость дельты Волги к району исследований.
Результаты радиоуглеродного датирования. Полученные даты соответствуют радиоуглеродным возрастам 7240 ± 110 л. н. в интервале глубин 1,731,96 м и 6140 ± 110 л. н. в интервале 2,07-2,11 м. Калиброванные с помощью кривой «IntCal 20» даты составляют 8070 ± 110 кал. л. н. и 7020 ± 140 кал. л. н. соответственно.
Как было указано выше, основные голоцено-вые события Северного Каспия - мангышлакская регрессия и новокаспийская трансгрессия. Относительно высокая теплообеспеченность и ариди-зация климата [Борисова, 2014] положили начало регрессивному тренду в Каспийском море в раннем голоцене. На осушенной территории шельфа развивалась эрозия, что привело к образованию палео-долин. Согласно сейсмоакустическим данным, ман-гышлакской регрессии соответствуют следующие формы рельефа дна Северного Каспия: врезанные речные долины и субширотные линейные впадины,
напоминающие ильмени современной дельты Волги [Безродных и др., 2017]. Как правило, мощность голоценовых отложений не превышает 2 м в пределах изучаемой территории [Безродных и др., 2017; Чеховская и др., 2018]. Наши данные по результатам изучения моллюсков, диатомовых водорослей и остракод позволили реконструировать условия среды, не типичные для морского шельфа. Это привело к предположению, согласно которому скважина Рыбачья была заложена в пределах палеопонижений, широко распространенных в Северном Каспии, которые описаны ЮЛ. Безродных и В.М. Сорокиным [Bezrodnykh, Sorokm, 2016].
Сопоставив стратификацию керна по экозонам, гранулометрии и литологии, мы выделили пять этапов осадконакопления. Каждый этап включает эко-зоны со сходными условиями (рис. 6).
В отложениях начального этапа отмечается высокое содержание кремния, что может быть связано с дельтовыми и прибрежными фациями трансгрессивного этапа раннехвалынского бассейна. Геохимические маркеры ^е и Т^ также подтверждают раннехвалынский возраст этих отложений. Гранулометрические данные свидетельствуют о высоко энергетической среде с дополнительным источником мелкого алеврита. Отсутствие раковин моллюсков подтверждает интенсивную гидродинамику среды осадконакопления. Низкая концентрация диатомей обусловлена высокой скоростью осадконакопления. Комплекс остракод указывает на существование бассейна с большими глубинами и более низкой соленостью, чем в современном Каспийском море, что соответствует характеристикам раннехвалынского бассейна. Эти выводы не оставляют сомнений в раннехвалынском возрасте отложений начального этапа осадконакопления.
Позднехвалынские отложения не выявлены нашими методами. Мы предполагаем, что отложения выше 3,7 м формировались в обстановках, нетипичных для морского бассейна. Позднехвалынские отложения могли быть размыты эрозионной деятельностью водотоков во время мангышлакской регрессии. В результате сформировалось палео-понижение, постепенно заполнявшееся осадками, обстановки которых реконструируются по биостратиграфии. Таким образом, голоценовые осадки накапливались в понижении поверх раннехвалынской толщи с размывом позднехвалынских отложений.
Выделено три голоценовых этапа заполнения палеопонижения, соответствующих трем событиям внутри новокаспийской трансгрессии, и один этап осадконакопления, схожий с современными обста-новками Северного Каспия. По данным разных авторов, возраст начала новокаспийской трансгрессии оценивается в 10550 [Bezrodnykh, Sorokin, 2016]
и 9500 кал. л. н. [Kakroodi et al., 2015], окончание первого этапа трансгрессии - около 5600 кал. л. н. [Безродных и др., 2018].
По нашим данным, отложения первого этапа осадконакопления древнее 8-7 кал. л. н. и формировались после мангышлакской регрессии. Наличие видов моллюсков, приспособленных к обитанию в опресненных каспийских водах, высокая численность пресноводных бентосных диатомей, а также присутствие пресноводных и эвригалинных видов остракод предполагают обстановки опресненного водоема озерного типа во время начальной стадии осадконакопления в палеопонижении. Cyprideis torosa достигает максимальной численности в условиях крайне изменчивой солености вод, характерной для перехода от морских условий к пресноводным. Современные формы Candoninae spp. считаются обитателями опресненных водоемов. Увеличение концентрации диатомовых водорослей предположительно является результатом повышения концентрации биогенных элементов при увеличении речного стока. Литологические характеристики осадка (гарбонатные пески) указывают на мелководные условия. Повышенные концентрации Ca и Sr могут свидетельствовать как о повышении солености и температуры в Каспийском бассейне, так и об увеличении речного стока. По данным биостратиграфических методов, происходило увеличение стока рек, что привело к опреснению водоема.
Таким образом, за подъемом уровня моря (в рамках осцилляции) в раннем голоцене последовало его падение и изоляция палеопонижения, в результате чего на первом этапе осадконакопления реконструируются пресноводные обстановки. Иными словами, реконструированы отложения не максимума трансгрессии, а водоема, сформировавшегося при отступлении моря. Обособление палеопонижения сопровождалось процессом заполнения депрессии пресными водами. После перехода от морских условий к пресноводным спокойные обстановки небольшого многолетнего водоема способствовали накоплению карбонатов. Для участка в Северном Каспии вблизи скважины Рыбачья [Чеховская и др., 2018] были получены схожие результаты: сопоставимые отложения формировались в более мелководных и опресненных условиях, чем современные.
На втором этапе осадконакопления реконструировано повышение уровня Каспийского моря. Радиоуглеродные датировки около 8-7 кал. л. н. соответствуют ранненовокаспийскому времени. Гранулометрический состав демонстрирует смену алевритистых отложений, сформировавшихся в более застойных условиях, на мелкозернистые пески с примесью алеврита, что соответствует переходной обстановке осадконакопления от спокойного водного режима к более динамичному.
Lomonosov Geography Journal. 2024. Vol. 79. No. 1
Этапы осадконакопления № литологического слоя, условное обозначение Экозоны по биостратиграфии; № групп образцов по гранулометрии Краткое описание этапа
Четвертый (0,30-0,00 м) 7 • . • -и • ; • • ••• • О • . • • • • • V • • о J . . • • • . • о- . _ ш (4) комплекс моллюсков, сообщество остракод IV, ДЗ V; 5-я группа Заключительный этап новокаспийской трансгрессии. Условия, близкие к современным на шельфе Северного Каспия. Более глубокий и соленый бассейн, чем на третьем этапе, однако отмечается опресняющее влияние стока Волги. Высокоэнергетическая среда осадконакопления
Третий (0,80-0,30 м) 6 ••••• ••«• .... _ vl/ vt/ " Л«// ••• ••••• .. »••• ДЗ IV; 4-я группа Относительная стабилизация уровня моря. Уровень моря и соленость ниже современного Северного Каспия. Обстановки солонова-товодной мелководной лагуны
Второй (2,99-1,20 м) 3, 4, 5 и - ■ • ----- . . • ---—.. • ............... —..... ............... .............. ............... •. . • *---- • ж • * • а . • • • , ^ * t • . — а -------- ________ (2) и (3) комплексы моллюсков, сообщество остракод III, ДЗ III; 2-я и 3-я группы Повышение уровня моря, заполнение палеопонижения около 8070±1Ю кал. л.н. - 7020±140 кал. л.н. на фоне длительного потепления и увлажнения. Пресный или слегка солоновато-водный водоем (динамичность соленостных условий); в целом переход от более спокойных обстано-вок к более динамичным
Первый (3,54-2,99 м) 2 ** о*.•*•. * • а . . • ° • • о • • о • • . / ........ i; о * •.......' •.; о . о . о . о • < " о-.'.-. • • • _ • • • . • (1) комплекс моллюсков, сообщество остракод II, ДЗ II; 2-я группа Отступление моря во время осцилляции его уровня. Изоляция палеопонижения. Условия небольшого многолетнего пресного водоема; более мелководные и более пресные, чем условия на шельфе современного Северного Каспия
Размыв верхнехвалынских отложений во время мангышлакской регрессии, формирование палеопонижения
Начальный (9,50-3,70 м) 1 » • • • • • • • • • , . • • • . • А А ДЗ I, сообщество остракод I; 1-я группа Трансгрессионный этап раннехвалынского бассейна. Бассейн с большей глубиной и меньшей соленостью, чем современный Северный Каспий. Высокоэнергетическая среда осадконакопления, прибрежные фации
Рис. 6. Этапы осадконакопления, реконструированные в скважине Рыбачья
Fig. 6. Stages of sedimentation reconstructed in the sediments from the Rybachya core
Комплекс моллюсков содержит обилие солоновато-водных и пресноводных видов. Присутствие соло-новатоводных остракод с примесью пресноводных видов и относительно высокая доля солоноватовод-ных диатомей свидетельствуют о сложной внутренней гидродинамике во время трансгрессивной стадии Каспия. Похожая динамика ранее реконструирована в близлежащем районе ^ежвская и др., 2018]. На основе геохимических маркеров пресноводные сообщества в алевритистых отложениях с высокими значениями Fe и Т могут бьггь интерпретированы как позднехвалынские. Однако высокая концентрация Fe и Т в отложениях второго этапа осадконакопления связана с унаследованностью геохимического состава размытых верхнехвалынских отложений.
По литературным данным, заполнение палеопо-нижений в Северном Каспии происходило в интервале от 11500 до 8000 кал. л. н. [Безроздных и др., 2014]. Радиоуглеродные даты, полученные нами, моложе ранее опубликованных. Мы предполагаем более длительный процесс заполнения палеопони-жений. начавшийся одновременно с потеплением и увлажнением климата Каспийского региона в период с 8500 до 7600 кал. л. н., выявленным НС. Болихов-ской [2011] на основе палинологических данных.
В керне скважины нам не удалось выявить регрессивные события, разделявшие этапы новокаспийской трансгрессии. Следовательно, нам не удалось подтвердить или опровергнуть взаимосвязь активизации эрозионных процессов с регрессивными этапами Каспия в новокаспийское время. Тем не менее мы предполагаем, что наблюдаемые нами изменения комплексов фауны моллюсков, остракод и диатомей в интервале 0,00-3,54 м характеризуют колебания уровня моря в новокаспийское время, датируемые 5600-3700 и 3080-2300 кал. л. н. [Безродных и др., 2018].
Ввиду отсутствия фаунистических остатков, третий этап осадконакопления охарактеризован только диатомовым анализом. Этот этап характеризуется преобладанием бентосных видов диатомей, что в комплексе с высокой долей алкалифильных и соло-новатоводных видов свидетельствует о застойной среде осадконакопления, соответствующей солоно-ватоводной лагуне. Резкая граница слоя с нижележащим интерпретирована как перерыв в осадкона-коплении. Результаты гранулометрического анализа указывают на обстановки бассейна лагунного типа с низкой гидродинамикой. Повышенная доля Fe, тяготеющая к отложениям третьего этапа и характерная для верхнехвалынских толщ, в данном случае связана с лагунными условиями осадконакопления.
Четвертый этап осадконакопления соответствует современной обстановке на шельфе Северного Каспия. Для этого интервала также характерны сравнительно высокие содержания Fe и Тг В комплексе
моллюсков преобладают каспийские слабосолонова-товодные таксоны, характерные для современного Северного Каспия. Сообщество остракод указывает на условия мелководья и содержит многочисленные эвригалинные виды, устойчивые к пониженной солености, отражающие влияние стока реки Волги в этом районе. Появление типичных морских планктонных видов в комплексе диатомей отражает влияние подъема уровня моря и соответствует наиболее поздней трансгрессивной стадии Каспийского моря, следующей за регрессивным событием после 2300 кал. л. н. [Безродных и др., 2018]. В другой работе [Чежвская и др., 2018] условия осадконакопления во время этого этапа трансгрессии в близлежащем районе описываются как достаточно стабильные, близкие к современным по глубине моря и солености.
ВЫВОДЫ
Палеоэкологические данные, основанные на изучении малакофауны, диатомовых водорослей и остракод, геохимических и гранулометрических данных, позволяют сделать вывод о том, что керн скважины Рыбачья запечатлел изменения условий природной среды в палеопонижении в Северном Каспии, заполнение которого описано на основе комплексного анализа [ВеМшкоуа et а1., 2023].
Разнообразие изучаемых групп ископаемых способствует поэтапным палеореконструкциям условий осадконакопления отложений.
В керне содержатся отложения, начиная с ниж-нехвалынских. Эрозионная деятельность водотоков во время мангышлакской регрессии сформировала в них понижение и способствовала его углублению, что привело к размыву позднехвалынских отложений и врезанию в нижнехвалынские осадки.
По совокупности всех приведенных результатов в отложениях скважины выделяются три голоце-новых этапа заполнения палеопонижения, соответствующие трем событиям внутри новокаспийской трансгрессии, а также один этап осадконакопления, схожий с современными обстановками Северного Каспия и, вероятно, соответствующий заключительной трансгрессивной стадии Каспийского моря.
Биостратиграфические данные указывают на квазициклическую изменчивость обстановок осадконакопления по всему керну. Условия голоценово-го осадконакопления изменяются от изолированного пресноводного бассейна во время регрессивного эпизода новокаспийской эпохи к пресноводным-со-лоноватоводным условиям динамичного бассейна во время новокаспийских подстадий. Далее следует этап осадконакопления в мелкой солоноватоводной лагуне, завершающийся этапом седиментации в высокоэнергетической среде на шельфе Северного Каспия при опресняющем влиянии стока Волги.
LoMONOSOV GEOGRAPHY J0URNAL. 2024. VoL. 79. ^. 1
Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке проектов РФФИ № 20-35-90020 и РНФ № 21-44-04401. Авторы выражают благодарность ООО «Мор^шгеология» за предоставление материала керна.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Безродных Ю.П., Янина ТА, Сорокин В.М., Раманюк Б.Ф. Строение осадочной толщи голоцена Северного Каспия как отражение изменений климата и уровня моря // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2018. № 5. С. 52-60.
Безродных Ю.П., Романюк Б.Ф., Сорокин В.М., Янина ТА. Первые данные о радиоуглеродном возрасте ательских отложений Северного Каспия // Доклады РАН. 2017. Т. 473. № 3. С. 327-330.
Безродных ЮЛ., Делия СВ., Романюк Б.Ф., Федоров ВЖ, Сорокин В.М., Лукша ВЛ Мангышлакские отложения (шлоцен) Северного Каспия // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2014. Т. 22. № 4. С. 88-108. DOI: 10.7868^0869592X14040036.
Болиховская КС. Эволюция климата и ландшафтов Нижнего Поволжья в голоцене // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2011. Т. 5. № 2. С. 13-27.
Борисова О.К. Ландшафтно-ет^атические изменения в голоцене // Известия РАН. Сер. географическая. 2014. № 2. С. 5-20.
Варущенко СИ., Варущенко АН., Книге Р.К. Изменение режима Каспийского моря и бессточных водоемов в палеовремени. М.: Наука, 1987. 239 с.
Дорофеев КВ., Бочкарев А.В., Симонова Е.Б., Филиппова КБ. Строение, нефтегазоносность и риски освоения нижнемеловых отложений западной части Ра-кушечно-^^отной системы поднятий // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2015. № 6. С. 18-26.
Качинский НА. Физика почвы. М.: Высшая школа, 1965. Ч. 1. 320 с.
Куликовский М.С., Глущенко А.М., Генкал СИ., Кузнецова КВ. Определитель диатомовых водорослей России. Ярославль: Филигрань, 2016. 804 с.
Лобачева ДМ., Бадюкова Е.Н., Макшаев РР. Литофаци-альное строение и условия накопления отложений Бэ-ровских бугров Северного Прикаспия // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2021. № 6. С. 99-111.
Рычагов Г.К. Колебания уровня Каспийского моря: причины, последствия, прогноз // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2011. № 2. С. 4-12.
Рычагов ПИ. Плейстоценовая история Каспийского моря. М.: Изд-во МГУ, 1997. 268 с.
Свиточ А А., Янина ТА. Четвертичные отложения побережий Каспийского моря. М.: Россельхозакадемия, 1997. 268 с.
Судакова Н.Г., Антонов СИ., Болиховская НС., Введенская А.И, Немцова Г.М. и др. Проблемы корреляции разрезов новейших отложений ледниковой и перигаяциаль-ной зон на востоке Среднерусской возвышенности. Деп. ВИНИТИ. М.: ВИНИТИ (№ 3299-В95), 1995. С. 1-46.
Чеховская МП., Зенина М.А., Матуль А.Г., Степанова А.Ю., Раковски АЗ. Реконструкция палеообстанов-ки в голоцене на северном шельфе Каспийского моря по остракодам // Океанология. М.: Наука, 2018. Т. 58. № 1. С. 89-101.
Янина ТА. Эволюция природной среды Понто-Каспия в условиях глобальных изменений климата в позднем плейстоцене // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр.
2013. № 1. С. 3-16.
Янина ТА. Дидакны Понто-Каспия. М.; Смоленск: Мад-жента, 2005. 300 с.
Bezrodnykh Y.P., Sorokin V.M. On the age of the Mangyshlak deposits of the northern Caspian Sea, Quaternary Research, 2016, vol. 85, p. 245-254, DOI: 10.1016/j. yqres.2016.01.004.
Berdnikova A.A., Lysenko E.I., Makshaev R.R., Zenina M.A., Yanina T.A. Multidisciplinary Study of the Rybachya Core in the North Caspian Sea during the Holocene, Diversity, 2023, vol. 15, p. 150-170, DOI: 10.3390/d15020150.
Hartley B., Barber H.G., Carter J.R., Sims P.A. An atlas of British diatoms, Bristol, Biopress, 1996, 601 p.
Ivanova E. V., Marret F., Zenina M.A. et al. The Holocene Black Sea reconnection to the Mediterranean Sea: New insights from the northeastern Caucasian shelf, Palaeo-geogr. Palaeoclim. Palaeoecol., 2015, vol. 427, p. 41-61, DOI: 10.1016/j.palaeo.2015.03.027.
Kakroodi A.A., Leroy S.A.G., Kroonenberg S.B., Lahija-ni H.A.K., Alimohammadian H., Boomer I., Goorabi A. Late Pleistocene and Holocene sea-level change and coastal paleoenvironment evolution along the Iranian Caspian shore, Marine Geology, 2015, vol. 361, p. 111— 125, DOI: 10.1016/j.margeo.2014.12.007.
Kostianoy A.G., Kosarev A.N. The Caspian Sea Environment, Springer, Berlin, Heidelberg, Germany. 2005, 268 p., DOI: 10.1007/b138238.
KislovA.V, PaninA.V, ToropovP.A. Current status and palaeo-stages of the Caspian Sea as a potential evaluation tool for climate model simulations, Quaternary International, 2014, vol. 345, p. 48-55, DOI: 10.1016/j.quaint.2014.05.014.
Kozina N., Reykhard L., Dara O. Authigenic Minerals of the Derbent and South Caspian Basins (Caspian Sea): Features of Forms, Distribution and Genesis under Conditions of Hydrogen Sulfide Contamination, Minerals, 2022, vol. 12, no. 1, p. 87-104, DOI: https://doi. org/10.3390/min12010087.
Smith A.J., Horne J.H. Ecology of marine, marginal marine and nonmarine ostracods, The Ostracoda: Applications in Quaternary Research, AGU, Washington, DC, USA, 2002, p. 37-64.
Smol J.P., Birks H.J., Last W.M. Tracking Environmental Change Using Lake Sediments: Terrestrial, Algal and Siliceous Indicators, Kluwer Academic Publishers, Alphen an den Rijn, The Netherlands, 2001, 327 p.
Электронные ресурсы
КАСПКОМ (Коордтационный комитет по гидрометеорологии Каспийского моря), 2023. URL: www. caspcom.com (дата обращения 30.05.2023).
AlgaeBase, National University of Ireland, Galway, 2020, URL: https://www.algaebase.org (дата обращения 10.04.2023).
Поступила в редакцию 25.04.2023 После доработки 16.08.2023 Принята к публикации 06.10.2023
76
HHCEHKO H flP-
PALAEOECOLOGICAL SITUATION IN PRE-DELTA AREA OF THE NORTH CASPIAN SEA DURING THE HOLOCENE
E.I. Lysenko1, A.A. Tkach2, R.R. Makshaev3, T.A. Yanina4, M.A. Zenina5
1 4 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Department of Geomorphology and Paleogeography 2-4 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Laboratory of Recent Deposits and Pleistocene Paleogeography
4 Saint Petersburg State University, Laboratory of Macroecology and Biogeography of Invertebrates
5 P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science, Laboratory of Paleoceanology
1 Ph.D. student; e-mail: lenobl1996@gmail.com 2 Junior Scientific Researcher; e-mail: alinaberdnikowa@yandex.ru
3 Senior Scientific Researcher, Ph.D. in Geography; e-mail: radikm1986@mail.ru
4 Professor, Head of the Laboratory, D.Sc. in Geography; e-mail: paleo@inbox.ru 5 Senior Scientific Researcher, Ph.D. in Biology; e-mail: maria_zenina@mail.ru
Palaeoecoligical reconstructions of pre-delta area of the North Caspian Sea were based on the multidisci-plinary study of the core from the Rybachya borehole containing the Holocene deposits. Geochemical, grain size, mollusk fauna, diatom and ostracod analyses were performed, and the radiocarbon dating was carried out. The structure of deposits reflects palaeogeographic events of different scales including the inception of a palaeoincision in the Lower Khvalynian deposits, accompanied by erosion of the Upper Khvalynian deposits; its development during the Mangyshlak regression and gradual filling during the multistage Holocene Neocas-pian transgression. The Holocene age of the deposits filling the palaeodepression is confirmed by radiocarbon dates - 8070 ± 110 and 7020 ± 140 cal. BP. The paleontological data indicate the interchange of tranquil and dynamic water regimes and the quasi-cyclical change in the conditions of the water basin, from brackish to freshwater and to marine during the stage of sedimentation, corresponding to the present-day conditions on the North Caspian shelf.
Keywords: Neocaspian deposits, Mangyshlak regression, biostratigraphy, diatoms, mollusk fauna, ostracoda, geochemistry
Acknowledgements. The study was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research (project 20-35-90020) and the Russian Science Foundation (project 21-44-04401). The authors thank the Morinzh-geologiya LLC (Limited Liability Company) for the core material.
REFERENCES
Berdnikova A.A., Lysenko E.I, Makshaev R.R., Zenina M.A., Yanina T.A. Multidisciplinary Study of the Rybachya Core in the North Caspian Sea during the Holocene, Diversity, 2023, vol. 15, p. 150-170, DOI: 10.3390/d15020150.
Bezrodnykh Y.P., Sorokin V.M. On the age of the Mangyshlak deposits of the northern Caspian Sea, Quaternary Research, 2016, vol. 85, p. 245-254, DOI: 10.1016/j. yqres.2016.01.004.
Bezrodnykh Yu.P., Deliya S.V., Romanyuk B.F., Fedorov VI., Sorokin V.M., Luksha V.L. Mangyshlakskie otlozheniya (golotsen) Severnogo Kaspiya [Mangyshlak deposits (the Holocene) of the Northern Caspian Sea], Stratigrafiya, Geologicheskaya korrelyatsiya, 2014, vol. 22, no. 4, p. 88108, DOI: 10.7868/S0869592X14040036. (In Russian)
Bezrodnykh Yu.P., Romanyuk B.F., Sorokin V.M., Yani-na T.A. First data on the radiocarbon age of the Atelian deposits in the North Caspian region, Doklady Earth Sciences, 2017, vol. 473, no. 1, p. 277-280.
Bezrodnykh Yu.P., Yanina T.A., Sorokin VM., Romany-uk B.F. Stroenie osadochnoi tolshchi golotsena Severno-go Kaspiya kak otrazhenie izmenenii klimata i urovnya morya [Structure of the Holocene sedimentary series of the Northern Caspian Sea as a reflection of climate and sea level changes], Vestn. Mosk. Un-ta, Ser. 5, Geogr., 2018, no. 5, p. 52-60. (In Russian)
Lomonosov Geography Journal. 2024. Vol. 79. No. 1
Bolikhovskaya N.S. Evolyutsiya klimata i landshaftov Nizh-nego Povolzh'ya v golotsene [The Holocene evolution of climate and landscapes in the Lower Volga River region], Vestn. Mosk. Un-ta, Ser. 5., Geogr., 2011, vol. 5, no. 2, p. 13-27. (In Russian) Borisova O.K. Landshaftno-klimaticheskie izmeneniya v golotsene [Landscape-climate changes during the Holocene], Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk, Ser. geogra-ficheskaya, 2014, no 2, p. 5-20. (In Russian) Chekhovskaya M.P., Zenina M.A., Matul' A.G., Stepano-va A.Yu., Rakovski A.Z. Ostracod-based paleorecon-structions on the Northern Caspian Sea shelf during the Holocene, Oceanology, 2018, vol. 58, no. 1, p. 79-91. Dorofeev N.V., Bochkarev A.V., Simonova E.B., Filip-pova P.B. Stroenie, neftegazonosnost' i riski osvoenija nizhnemelovyh otlozhenij zapadnoj chasti Rakushechno-Shirotnoj sistemy podnjatij [Structure, oil and gas occurrence and risks of the development of the Lower Cretaceous deposits in the western part of the Rakushechno-Shirotnaya Uplift Zone], Geologija, geofizika i razrabotka neftjanyh i gazovyh mestorozhdenij, 2015, no. 6, p. 18-26. (In Russian) Hartley B., Barber H.G., Carter J.R., Sims P.A. An atlas of
British diatoms, Bristol, Biopress, 1996, 601 p. Ivanova E.V, Marret F., Zenina M.A., Murdmaa I.O., Chepaly-ga A.L., Bradley L.R., Schornikov E.I., Levchenko O.V,
Zyryanova M.I. The Holocene Black Sea reconnection to the Mediterranean Sea: New insights from the northeastern Caucasian shelf, Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol., 2015, vol. 427, p. 41-61, DOI: 10.1016/j.palaeo.2015.03.027. Kachinskii N.A. Fizikapochvy, chast' 1 [Soil physics, part 1], Moscow, Higher school Publ., 1965, 320 p. (In Russian) Kakroodi A.A., Leroy S.A.G., Kroonenberg S.B., Lahija-ni H.A.K., Alimohammadian H., Boomer I., Goorabi A. Late Pleistocene and Holocene sea-level change and coastal paleoenvironment evolution along the Iranian Caspian shore, Marine Geology, 2015, vol. 361, p. 111125, DOI: 10.1016/j.margeo.2014.12.007. Kislov A.V, Panin A.V., Toropov P.A. Current status and palae-ostages of the Caspian Sea as a potential evaluation tool for climate model simulations, Quaternary International, 2014, vol. 345, p. 48-55, DOI: 10.1016/j.quaint.2014.05.014 Kostianoy A.G., Kosarev A.N. The Caspian Sea Environment, Springer, Berlin, Heidelberg, Germany, 2005, 268 p., DOI: 10.1007/b138238. Kozina N., Reykhard L., Dara O. Authigenic Minerals of the Derbent and South Caspian Basins (Caspian Sea): Features of Forms, Distribution and Genesis under Conditions of Hydrogen Sulfide Contamination, Minerals, 2022, vol. 12, no. 1, p. 87-104, DOI: 10.3390/min12010087. Kulikovskiy M.S., Gluschenko A.M., Genkal S.I., Kuznetso-va I.V Opredelitel'diatomovykh vodorosley Rossii [Identification guide of diatoms in Russia], Yaroslavl, Filigran, 2016, 804 p. (In Russian) Lobacheva D.M., Badyukova E.N., Makshaev R.R. Litofatsial'noe stroenie i usloviya nakopleniya otlozhe-nii Berovskikh bugrov Severnogo Prikaspiya [Lithofacial structure and conditions of accumulation of Bare knoll deposits in the Northern Caspian region], Vestn. Mosk. Un-ta, Ser. 5, Geogr., 2021, no. 6, p. 99-111. (In Russian) Rychagov G.I. Pleistotsenovaya istoriya Kaspiiskogo morya [The Pleistocene history of the Caspian Sea], Moscow, Moscow St. Un-t Publ., 1997, 268 p. (In Russian) Rychagov G.I. Kolebaniya urovnya Kaspiiskogo morya: prichiny, posledstviya, prognoz [Fluctuations of the Caspian Sea level: causes, effects, forecast], Vestn. Mosk. Un-ta, Ser 5, Geogr., 2011, no. 2, p. 4-12. (In Russian)
Smith A.J., Horne J.H. Ecology of marine, marginal marine and nonmarine ostracods, The Ostracoda: Applications in Quaternary Research, AGU, Washington, DC, USA, 2002, p. 37-64. Smol J.P., Birks H.J., Last W.M. Tracking Environmental Change Using Lake Sediments: Terrestrial, Algal and Siliceous Indicators, Kluwer Academic Publishers, Alphen an den Rijn, The Netherlands, 2001, 327 p. Sudakova N.G., Antonov S.I., Bolikhovskaya N.S., Vvedens-kaya A.I., Nemtsova G.M. et al. Problemy korrelyatsii raz-rezov noveishikh otlozhenii lednikovoi i periglyatsial 'noi zon na vostoke Srednerusskoi vozvyshennosti [Problems of correlation of the recent deposits outcrops in the glacial and periglacial zones of the Eastern part of the Central Russian Upland], Dep. VINITI, Moscow, All-Russian Institute for Scientific and Technical Information Publ. (no. 3299-V95), 1995, p. 1-46. (In Russian) Svitoch A.A., Yanina T.A. Chetvertichnye otlozheniya poberezhii Kaspiiskogo morya [Quaternary deposits of the Caspian Sea coasts], Moscow, Russian Agricultural Sciences Academy Publ., 1997, 268 p. (In Russian) Varushchenko S.I., Varushchenko A.N., Klige R.K. Izme-nenie rezhima Kaspiiskogo morya i besstochnykh vo-doemov v paleovremeni [Change of the Caspian Sea and endorheic reservoirs regime in Palaeotime], Moscow, Nauka Publ., 1987, 239 p. (In Russian) Yanina T.A. Evolyutsiya prirodnoi sredy Ponto-Kaspiya v uslovi-yakh global'nykh izmenenii klimata v pozdnem pleistotsene [Evolution of the Pont-Caspian environment under the global climate change during the Late Pleistocene], Vestn. Mosk Unta, Ser. 5, Geogr., 2013, no. 1, p. 3-16. (In Russian) Yanina T.A. Didakny Ponto-Kaspiya [Didacna of the Pont-Caspian], Moscow, Smolensk, Madzhenta Publ., 2005, 300 p. (In Russian)
Web sources
AlgaeBase, National University of Ireland, Galway, 2020, URL: https://www.algaebase.org (access date 10.04.2023). Coordinating Committee on Hydrometeorology and Pollution Monitoring of the Caspian Sea (CASPCOM), 2023, URL: www.caspcom.com (access date: 30.05.2023).
Received 25.04.2023 Revised 16.08.2023 Accepted 06.10.2023
