Научная статья на тему 'Палеопедологический анализ верхнеплейстоценовых (едомных) отложений обнажения Дуванный Яр'

Палеопедологический анализ верхнеплейстоценовых (едомных) отложений обнажения Дуванный Яр Текст научной статьи по специальности «Геология»

CC BY
38
3
Поделиться

Аннотация научной статьи по геологии, автор научной работы — С. В. Губин

Проведены палеопедологические исследования толщи едомных отложений опорного верхнеплейстоценового разреза Дуванный яр. В верхней части комплекса выявлен ряд профилей погребенных почв, формирование которых шло в сухих и холодных условиях. Мощность деятельного слоя в них не превышала 20—30 см. Значительное сходство строения вмещающего материала и погребенных почв позволяет предположить, что своим происхождением плейстоценовые почвы в первую очередь обязаны наличию периодов резкого ослабления процессов осадконакопления.

Похожие темы научных работ по геологии , автор научной работы — С. В. Губин,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Палеопедологический анализ верхнеплейстоценовых (едомных) отложений обнажения Дуванный Яр»

УДК 551.79+728

С.В. ГУБИН

ПАЛЕОПЕДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЕРХНЕПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ

(ЕДОМНЫХ) ОТЛОЖЕНИЙ ОБНАЖЕНИЯ ДУВАННЫЙ ЯР

На приморской низменности Якутии широко распространены отложения, получившие названия ледового комплекса (Соловьев, 1962) или едомной свиты (Васьков-ский, 1963). Для них характерны пылеватый состав и наличие полигональных жильных льдов, которые составляют от 30 до 70% объема породу (Каплина и др., 1978). Анализ строения ледового комплекса в разных местах приморской низменности на Яне (Мус-Хая), Индигирке (Воронцовский Яр), берегу пролива Дм. Лаптева (Ойгойский Яр), в устье р. Чукочьи (мыс Малый Чукочьий) и правобережья Колымы (Дуванный Яр) указывает на его существенные различия в стратиграфии, литологии и криогенном строении. Несмотря на значительное внимание, уделяемое в последнее время этой толще, вопросы ее происхождения остаются невыясненными.

В целях комплексного изучения толщи едомной свиты были проведены палеопедо-логические исследования одного из наиболее полных верхнеплейстоценовых разрезов Колымской низменности — обнажения Дуванный Яр. Обнажение расположено на правом берегу р. Колымы, между устьями Омолона и Анюя. Его протяженность составляет около 8 км. Исследования проследовали цель выявить характер почвообразовательного процесса и наличие погребенных почв в толще едомной свиты и оценить с их помощью биоклиматические условия.

Отложения ледового комплекса в районе Дуванного Яра достигают 40—50 м мощности. Они подстилаются голубовато-серыми алевритами с включением пресноводных моллюсков и вивианита. В средней по течению части обнажения между подстилающими алевритами и толщей ледового комплекса залегает торфянистый горизонт.

Едомная толща Дуванного Яра разделяется на два подгоризонта: нижний — мощностью 5—10 м, состоящий в основном из переслаивающихся мелкозернистых и пыле-ватых песков, и верхний — однородного строения, сложенный серовато-коричневыми алевритами (Каплина и др., 1978). Между отложениями ледового комплекса и современной почвой прослеживается слой алевритов с неразложившимися остатками растений, который относят к каргинскому времени (Шило, Томирдиаро, 1980).

Отложения нижнего подгоризонта представлены мелкозернистыми песками желтого или серого цвета с прослоями серовато-коричневых алевритов. Последние приурочены к его верхней части. Отложения этого подгоризонта обладают четко выраженной слоистостью, в них присутствует растительный детрит. Детрит наиболее характерен для песчаных слоев, в которых изредка удается обнаружить мелкую гальку, остатки веточек кустарничков или древесных пород, залегающих согласно с волнистой поверхностью слоев. Изучение в шлифах материала, отобранного из этих слоев, показало, что в подавляющем большинстве случаев слоистость связана с частичной сортировкой зерен, наличием растительного детрита и реже с присутствием темных непрозрачных минералов. Детрит состоит в основном из сильно измельченных, слабо затронутых процессами разложения остатков мха. Единично встречаются темные мелкие частички хитиновых оболочек насекомых. Детальное изучение различных по окраске песчаных слоев мощностью от 0,5 до 2 м не выявило каких-либо признаков почвообразовательного процесса.

В нижнем подгоризонте имеются слои, значительно обогащенные пылеватым материалом, а также прослои мелкослоистых алевритов и алевритов коричневато-серого цвета с органическим веществом. Одним из характерных признаков микростроения подобных прослоев является присутствие в них вертикально ориентированных корневых остатков кустарничковых и травянистых растений. В шлифах удается проследи.ть резкое снижение содержания детрита, которое хорошо увязывается со степенью опесча-ненности материала: чем выше содержание песка, тем больше детрита. В распределении Сор, также проявляется некоторая зависимость от механического состава и степени слоистости материала. При сравнительно высоком общем содержании углерода в этих отложениях (1,5-2%) наиболее резкие его колебания отмечены в опесчаненных слоях. В алевритах выделяются прослои мощностью 10—15 см, в которых при относительно невысоком содержании корневых остатков и отсутствии детрита содержание Сорг дос-

тигает 2— 2,3% и постепенно снижается с глубиной. В этих случаях доминируют темные дисперсные формы гумуса.

В верхней части нижнего подгоризонта выявлены четыре прослоя коричневато-серого алеврита с линзами бурого оторфованного материала. Т.Н. Каплина относит их к осадкам высокой поймы с захороненными кочками торфа. Как показали микроморфологические исследования, оторфованный материал состоит из остатков мха с участием корней кустарничков. Под органогенными горизонтами отмечено слабое ожелез-нение пылеватого материала. В алевритах нижнего подгоризонта отсутствует детрит, микрослоистость не выражена. Перераспределения и локализации полуторных окислов, микроагрегации материала и других признаков почвообразования в них проследить не удалось.

Проведенные нами исследования современных почв, развитых на алевритовых отложениях поймы и первой надпойменной террасы р. Чукочьи, пойменных почв р. Колымы в районе Дуванного Яра указывают на то, что практически все они сохраняют мелкослоистую структуру и содержат в значительных количествах растительный детрит. Микрослоистость, особенно хорошо заметная в шлифах, сохраняется и в самых верхних горизонтах почв, что связано с крайне слабой активностью почвообразовательных процессов и с незначительной переработкой ими аллювиальных отложений на поймах в условиях холодного и относительно сухого климата.

Сопоставление свойств и строения современных пойменных почв и отложений нижнего подгоризонта едомы позволяет с уверенностью отнести к русловым и пойменным отложениям лишь песчаные и пылевато-песчаные прослои. Существенные отличия в строении верхней части этого подгоризонта, в составе которой преобладают алевриты, практически лишенные слоистой структуры, дают основания считать, что их формирование шло на участках, выведенных из пойменного режима.

Верхний подгоризонт едомы, состоящий из монотонных серовато-коричневых алевритов, обладает меньшей льдистостью и наличием микрошлировой сингенетической криотекстуры. При детальном его обследовании выявлен ряд слоев, отличающихся'более темной окраской, повышенным содержанием органических остатков, а в ряде случаев — текстурой. Их мощность в пределах средней части обнажения колеблется от 15 до 50 см. Они хорошо выражены по простиранию и выклиниваются к ледяным жилам. В обнажении изучено пять таких слоев.

Изучение химических свойств и микроморфологического строения толщи верхнего подгоризонта показало относительно высокое содержание в нем органического вещества (более 1 — 1,3%). Оно представлено как темными формами гумуса, так и сильно измельченными и частично минерализованными растительными остатками. Присутствуют фитолиты злаковой растительности, а в горизонтально ориентированных шлифах наблюдались поперечные срезы корешков трав.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Гранулометрический, минералогический и солевой составы этой толщи подробно освещены в литературе (Каплина и др., 1978; Томирдиаро, 1980; Шило, Томирдиаро, 1980). Для нее характерно низкое содержание ила (5—10%), абсолютное преобладание фракции крупной пыли.Отложения не засолены: величина плотного остатка водной вытяжки не превышает 0,2% и слабо колеблется по глубине. Реакция рН от 7 до 7,8, обменный комплекс насыщен Са и Мд. В микростроении обращает на себя внимание слабая микроагрегированность материала, наличие темных пленок органического вещества на минеральных зернах. Микрошлировая криотекстура не закреплена в строении материала основы и при вытаивании льда исчезает.

В гумусированных прослоях содержание органического вещества возрастает до 2—3% как за счет увеличения содержания растительных остатков, так и за счет усиления гумусированности материала. По распределению его содержания выделяются два вида прослоев — с одним максимумом и с несколькими (см. рисунок).

В прослоях с одним максимумом наивысшие значения Сорг отмечены на глубинах 7—15 см от верхней границы прослоя и с глубиной постепенно снижаются. Параллельно с этим возрастает степень оглиненности материала (содержание ила 10—13%), увеличивается мощность глинисто-гумусовых пленок на минеральных зернах. Возрастает степень микроагрегированности материала. Среди микроагрегатов доминируют округлые образования размером до 0,1 мм. Наиболее хорошо микроагрегирован материал средних частей прослоев. В нижних частях появляются слабые признаки ожелезнения, что связано, по-видимому, с иллювиальным привносом ЯгОз- Ожелезнение способство-

А б В

Строение погребенных почв верхнего подгориэонта едомных отложений обнажения Дуванный Яр

А — распределение содержания! углерода в толще отложений; Б — строение погребенных почв; В — детальное распределение гумуса в прослоях; 1-4 — материал с признаками: 1 — гумусо-акку-мулятивных горизонтов, 2 — иллювиальных горизонтов, 3 — горизонтов со шлировой микроструктурой, 4 — горизонтов со следами сингенетического почвообразования

вало обособлению и закреплению здесь уплощенных вытянутых структурных микро-отдельностей, сформированных под влиянием мельчайших шлиров льда. В рассматриваемых прослоях значения рН снижаются до 6,3—6,9, сумма поглощенного Са и Мд достигает в горизонтах с признаками микроагрегации материала 27—35 мг/экв на 100 г почвы, а соотношение Сг.к,/Сфж. около 1.

Мы считаем, что слои с подобными микростроением и свойствами могут рассматриваться как профили погребенных почв. Формирование их происходило в условиях высокой сухости и низких температур, на что указывают отсутствие оглеения и слабые признаки иллювиирования. Сильно измельченные растительные остатки лишь частично затронуты процессами минерализации и гумификации. Очень редко удается обнаружить формирование гумуса in situ, хотя явно существуют горизонты, обогащенные темными формами дисперсных гумусовых веществ. Все это позволяет предположить, что гуму-сообразование шло лишь в тонком слое самой верхней части почвенного профиля. Почвы обладали низкой биологической активностью, поверхность их была слабо задернована и, по-видимому, регулярно подвергалась дефляции. Присутствие в толще вытянутых фитолитов из опала, принадлежащих к злакам и осокам, хорошо согласуется с результатами спорово-пыльцевого анализа, выполненного Р.Е. Гитерман (Каплина и др., 1978), и подтверждает выводы о том, что расс~ атриваемые почвы формировались под своеобразной тундро-лугостепью (Томирдиаро, 1980).

Как уже отмечалось, нижние горизонты погребенных почв диагностируются по появлению микроструктуры, связанной своим происхождением с микрошлирами льда. В современных тундровых почвах Арктики подобная агрегация материала обнаружена

на границе зоны сезонного протаивания и вечной мерзлоты. На основании глубин залегания этого горизонта в почвах обнажения Дуванный Яр можно предположить, что мощность деятельного слоя в них не превышала 20—30 см.

Подобные сравнительно хорошо развитые погребенные почвы с одним максимумом содержания органического вещества отмечены как в верхней части верхнего подгори-зонта, которая формировалась в относительно более теплых условиях (1 фаза по Т.Н. Каплиной и др., 1978), так и в нижних частях, связанных с экстремально холодными климатическим условиями (4 фаза). Выявить различия в биоклиматической обстановке этих фаз по палеопочвенным признакам в ходе проведенных исследований не удалось. Мы склонны считать, что эти отличия были невелики. Учитывая крайне низкую активность почвообразовательного процесса в холодных и сухих условиях, определенное сходство основных свойств погребенных почв и вмещающих алевритов, есть основания полагать, что биоклиматические условия периода формирования почв и накопления осадка также обладали значительным сходством. В этом случае определяющую роль в формировании почв играет резкое и длительное ослабление процесса осадкона-копления.

В средних частях верхнего подгоризонта слои с несколькими максимумами содержания органического вещества объединены в небольшие пачки. От вмещающих алевритов с признаками сингенетического почвообразования они отличаются относительно высоким содержанием корневых остатков, некоторой оглиненностью материала, повышенным содержанием темных форм гумуса в виде пленок на минеральных зернах, присутствием единичных микрозон слабого ожелезнения. Горизонтов с признаками иллюви-ирования и микроагрегации материала выделить не удалось. Подобные слои не могут быть отнесены к профилям погребенных почв, хотя черты почвообразовательного процесса в них выражены ярче, чем во вмещающей толще.

В верхней части верхнего подгоризонта встречен слой буроватой окраски с включением оторфованного материала и единичных корневых остатков кустарничковой растительности. Микроморфологическими исследованиями выявлено увеличение степени ог-линенности материала в слое, появление признаков иллювиирования полуторных окислов в лежащую под оторфованной прослойкой часть профиля. Отмечено наличие микро-шлировой криотекстуры. Материал слабо гумусирован, остатки травянистых растений встречаются сравнительно редко, доминирует мох. Слой достигает мощности 40—60 см, хорошо прослеживается в ряде мест обнажения и с полным основанием может быть отнесен к погребенной почве, сформированной в относительно увлажненный период. Обращает на себя внимание тот факт, что во вмещающих эту погребенную почву алевритах единично присутствуют корни кустарничков, что также свидетельствует о снижении ксероморфности условий в этот период.

Проведенные палеопедологические исследования толщи едомных отложений указывают на наличие в верхнем подгоризонте ряда профилей погребенных почв, формирование которых шло в условиях высокой сухости и низких температур. Значительное сходство строения вмещающего материала и погребенных почв позволяет предположить, что своим происхождением почвы в первую очередь обязаны наличию длительных периодов резкого ослабления процессов осадконакопления. По данным палеопедологических исследований, биоклиматическая обстановка в этот период изменялась незначительно.

ЛИТЕРАТУРА

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Васьковский А.П. Очерк стратиграфии антропогеновых (четвертичных) отложений крайнего северо-

востока Азии. — В кн.: Геология Корякского нагорья. М.: Госгортехиздат, 1963. Каппина Т.Н.. Гj терма н P.E., Лахтина О.В. и др. Дуванный Яр — опорный разрез верхнеплейстоценовых отложений Колымской низменности. — Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода, 1978, № 48. Соловьев П.А. Аласный рельеф Центральной Якутии и его происхождение. — В кн.: Многолетнемерэ-лые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР. М.: Изд-во АН СССР, 1962. '

Томирдиаро C.B. Лёссово-ледовая формация Восточной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене. М.: Наука, 1980.

Шило H.A.. Томирдиаро C.B. Палеогеография и абсолютная геохронология позднего плейстоцена на северо-востоке Сибири. - Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1980, № 3.