Палинологические диаграммы голоценовых отложений и повторно-жильных льдов в устье реки Сеяха (Зеленая), полуостров Ямал

Работа выполнена в рамках проекта: Эволюция, современное состояние и прогноз развития береговой зоны Российской Арктики (ГЗ) (госбюджет, номер I .6., номер ЦИТИС 121051100167-1)

Введение

Изучены разрезы высокой поймы р. Сеяха (рис. 1) и разрезы голоценовых торфяников с повторно-жильными льдами (рис. 2).

Рис. 1. Ландшафт высокой поймы р. Сеяха, 1978 г. Фото Ю.Васильчука

Рис. 2. Голоценовый торфяник с повторно-жильными льдами на третьей террасе в устье р. Сеяха (Зеленая), 1996 г. Фото А.Васильчук

Результаты исследования палиноспектров и обсуждение

Спорово-пыльцевая диаграмма отложений высокой поймы. Отложения высокой поймы р.Сеяха (Зелёная), детально исследованные в обнажениях и по скважинам в 1,5 км на восток от места впадения р.Сеяха в Обскую губу, сверху вниз представлены:

0,0-0,3 м. Торф опесчаненный слаборазложившийся бурый осоково-сфагновый.

0,3-0,5 м. Песок мерзлый, серый тонкозернистый с пятнами оторфования неяснослоистый.

0,5-2,0 м Песок мерзлый серый тонкозернистый с тонкими прослоями (0,2-0,3 см) торфа.

2,0-2,3 м. Переслаивание песка светло-серого кварцевого ожелезнённого и песка серо-коричневого оторфованного, мощность прослоев 1 см.

2,3-3,0 м Лед повторно-жильный, на глубине 2,8 м во льду высоко содержание минеральных примесей.

3,0-3,60 м. Косые прослои песка кварцевого ожелезнённого темно-серого и песка коричневого оторфованного, мощность прослоев 0,5 см расстояние между прослоями 1,5 см.

3.6-4,7 м. Песок светло-серый мерзлый с прослоями песка сильно ожелезнённого охристого.

4,7-5,5 м. Тонкое переслаивание песка слабозаиленного темно-серого и черного, а также песка белого кварцевого, мощность прослоев 0,1-0,2 см, в интервале 4,7-5,2 м 107 прослоев

5,5-6,0 м Супесь темно-серая, с косо наклонными прослоями песка серого.

6,0-7,5 м. Песок серый с тонкими прослоями песка белого кварцевого

Палиноспектры из отложений и повторно-жильных льдов высокой поймы характеризуются ритмичным колебанием компонентов характерным для пойменных фаций (рис. 3, 4, табл. 1) и дают также основание для интерпретации более древних палиноспектров в данной точке.

Наличие пыльцы ели, здесь, очевидно, связано с переотложением, поскольку пыльца ели встречается в образцах с содержанием достоверно переотложенных палиноморф около 10% и выше. Изменение содержания пыльцы сосны сибирской и обыкновенной и березы древовидной мы связываем с изменением ветрового переноса, поскольку колебания содержания пыльцы этих таксонов не коррелируют с колебаниями переотложенных палиноморф. Таким образом, можно выделить три периода усиления ветрового заноса и возможного повышения пыльцевой продуктивности на базе среднепериодных контрастных изменений структуры палиноспектров. При этом локальный пик злаков троекратно сменяется максимумом пыльцы карликовой березки и ольховника.

Характер спорово-пыльцевой диаграммы демонстрирует два импульса начальных стадий сукцессии заболачивания западносибирского типа - смену фитоценозов ^[1-3]. Пик содержания пыльцы древесных на глубине 3-3,7 м отвечает не только усилению ветрового заноса, но и вероятному небольшому продвижению границы леса к северу. Характеристика спорово-пыльцевого комплекса из повторно-жильных льдов (см. рис. 4) довольно определенно соответствует палиноспектрам вмещающих их отложений.

Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма отложений высокой поймы в 4,1 км северо-западнее устья р.Сеяха (Зеленая).

1 – торф, 2 – супесь оторфованная, 3 – номера образцов, 4 – пыльца деревьев, 5 – пыльца кустарников, 6 – пыльца трав и кустарничков, 7 – споры, 8 – содержание пыльцы менее 1%.

Рис. 4. Спорово-пыльцевая диаграмма сингенетических повторно-жильных льдов в отложениях высокой поймы в 4,1

км северо-западнее устья р.Сеяха (Зеленая): 1 – торф; 2 – супесь оторфованная; 3 – повторно-жильный лед; 4 –

номера образцов; 5 – пыльца деревьев; 6 – пыльца кустарников; 7 – пыльца трав и кустарничков; 8 – споры.

Таблица 1. Состав пыльцы и спор в голоценовых отложениях поймы в устье р.Сеяха

Продолжение 1 таблицы 1

Продолжение 2 таблицы 1

Продолжение 3 таблицы 1

Однако колебания компонентов спектра в повторно-жильных льдах выражены сильнее и имеют несколько больший вертикальный масштаб. В палиноспектрах повторно-жильных льдов отразился один цикл длительностью примерно 1,5 тыс. лет, выразившийся в смене доминирования пыльцы карликовой березки преобладанием пыльцы злаков. Региональные палиноспектры ерниковых злаково-разнотравных тундр с полынью сменились палиноспектрами злаково-осоковых тундр и затем ольховнико-ерниковых эрикоидных ассоциаций. Отметим, два максимума пыльцы ивы во льду и полное отсутствие ее пыльцевых зерен в отложениях, это означает, что пыльца ивы была перенесена в данную точку до схода снежного покрова.

В этом разрезе, как во вмещающих отложениях, так и в повторно-жильных льдах зафиксированы среднепериодные контрастные изменения структуры спорово-пыльцевых спектров, выразившиеся в смене палинодоминантов. Мы полагаем, что отложения накапливались с разной скоростью: до гл. 5,5 м отложения накапливались быстрее. Выше по разрезу уменьшилась мощность прослоев и снизилась скорость осадконакопления, во время формирования верхней части в интервале 0-3 м скорость накопления была самой низкой.

Палиноспектры с преобладанием пыльцы злаков сменяются доминированием пыльцы кустарников - карликовой березки и ольховника в интервале глубин от 7,5-4,0 м, последующее снижение содержания пыльцы карликовой березки сопровождается ростом содержания пыльцы верескоцветных и осок, а также спор зеленых мхов. Таким образом, здесь зафиксированы три цикла длительностью 0,5-2 тыс. лет. Мы полагаем, что это связано с изменениями температурных условий вегетационного сезона, а также с колебаниями базиса эрозии и изменениями направления и скорости ветра.

Общий характер изменения палиноспектров в пойменных отложениях р.Сеяха почти идентичен палинологической характеристике одновозрастных отложений с мыса Каргинского на Енисее ^[5]. Это позволяет говорить о региональном характере изменений палиноспектров в пойменных отложениях р.Сеяха.

Спорово-пыльцевая диаграмма голоценовых повторно-жильных льдов. Нам удалось изучить палиноспектры и проследить палеогеографические особенности развития территории в голоцене на примере сингенетических повторно-жильных льдов в парагенезе с торфяными жилами, залегающими параллельно ледяным жилам в озерно-болотной вкладке на поверхности 24-метровой террасы р.Сеяха.

В южной части обнажения сингенетические повторно-жильные льды встречены в парагенезе с торфяными жилами. Хотя нельзя исключить, что это псевдоморфозы, так как помимо торфа в сложении грунтовых жил участвуют мелкие веточки и древесина березы с корой, для проникновения которых в первично грунтовые жилы требуется значительное раскрытие морозобойных трещин. Ледяные жилы залегают практически параллельно торфяным (рис. 5). Головы тех и других располагаются на одной глубине - около 0,5-0,7 м.

Рис. 5. Сингенетические повторно-жильные льды коричнево-розовые в парагенезе с торфяными жилами, в южной части торфяника, расположенного на поверхности третьей 24-метровой террасы в устье р.Сеяха (Зеленая): 1 – повторно-жильный лед; 2 – лед каймы; 3 – органические остатки в залежи: а – торф, б – ветки кустарников; 4 – песок; 5 – супесь, 6 – отбор образцов: а – на ¹⁴С, б – на спорово-пыльцевой и изотопный анализы

Непосредственно над головой жил залегает серовато-коричневый оторфованный тонкослоистый песок (мощность прослоев 0,3-0,03 м), слоистость выражена колебаниями степени оторфования и изменением гранулометрического состава. Выше залегает слой коричневого мерзлого торфа, который похож на тот торф, который вместе с песком выполняет грунтовые жилы. Нижняя граница этого слоя неровная карманообразная (мощность прослоя 0,3 м). Ледяная жила, скорее всего, развивалась сингенетично накоплению грунтовой торфяной жилы. Об этом свидетельствует изгиб вверх слоев вмещающих слоистых песков на боковом контакте с ледяной жилой и спорово-пыльцевой спектр льда (рис. 6).

Рис. 6. Спорово-пыльцевая диаграмма голоценового коричневато-розового повторно-жильного льда в парагенезе

с торфяными жилами, расположенного в южной части торфяника, на поверхности третьей 24-метровой террасы в устье

р.Сеяха (Зеленая): 1 – торф; 2 – оторфованная супесь; 3 – повторно-жильный лед; 4 – точки отбора образцов; 5 –

пыльца деревьев; 6 – пыльца кустарников; 7 – пыльца трав и кустарничков; 8 – споры.

Лёд жил розовато-коричневатый, ширина головы жилы более 1,6 м, на боковых контактах отмечается белый сахаристый лед (примерно 0,1 м в ширину). Торфяные жилы достигают 2 м по вертикали, они сложены мерзлым опесчаненным торфом слаборазложившимся с веточками с сохранившейся корой, листьями дриад, камнеломок и карликовой березки.

Вмещающие жилы отложения представлены желтоватым мелким оторфованным песком с включениями веточек и гнездами оторфования. Слоистость выражена вариациями цвета от темно-коричневого до желтовато-серого, а также степенью оторфования прослоев. Мощность этих прослоев от 0,15-0,01 м. Слои загибаются кверху и на контакте с ледяными, и с грунтовыми жилами. На это также указывает согласный характер залегания ледяной и торфяной жил. Образец торфа с маленькими веточками в торфяной жиле (см. рис. 5) в верхней части разреза датирован 9280 ± 140 лет (Hel-4031). В центральной части массива также отмечен парагенез торфяных и ледяных жил. Здесь торфяные жилы, продолжают ледяные жилы снизу. Торфяная жила была датирована 9300 ± 100 лет (ГИН-2472). Таким образом, торфяные грунтовые жилы активно формировались в начальную фазу голоценового оптимума, определяемого для Ямала от 9,0 до 4,5 тысяч лет назад ^[4], в результате значительного иссушения слоя сезонного протаивания в начале голоценового оптимума.

Формирование повторно-жильных льдов по торфяным жилам в начале голоцена - явление характерное для северо-западного сектора Российской криолитозоны. Подобный парагенез описан нами в торфянике близ г.Воркута: 14С датировки древесины и торфа из вертикальной грунтово-торфяной жилы 9,2 тыс. лет ^[6]. На западе п-ва Ямал вблизи п.Марресале торфяная жила на глубине 2,5 м датирована Ф.А.Каплянской и В.Д.Тарноградским в 9010 ± 100 лет (ЛУ-1267). Во всех трёх случаях грунтовые торфяные жилы находятся в парагенезе с мощными ледяными жилами (высотой 3,5 м и 2 м), часто рассекая грунтовые жилы, т.е. повторно-жильный лёд формировался сразу после образования торфяной жилы и наследовал её. Суровые зимние условия были причиной промерзания накапливавшихся озерных и болотных отложений и роста повторно-жильных льдов. Условия вегетационного периода были напротив достаточно благоприятными для продвижения на север древесной растительности. Степень континентальности была настолько высока, что на 70о с.ш. появилась лиственница. Это подтверждается не только обнаружением пыльцы лиственницы в верхней части жилы, залегающей на периферии и находкой веточек и сочлененных игл лиственницы в северном фрагменте обнажения на периферии мощного торфяника (прил. 5), остатков ее стволов не обнаружено. В самом нижнем слое черного обугленного торфа, вероятно связанного с пожаром, веточки ивы и березы с белой корой датированы в 9110 ± 120 лет (Hel-4057). Выше залегающий торф вокруг обугленных веток датируется 9020 ± 130 лет (Hel - 4059), обугленные веточки из верхнего прослоя торфа имеют датировку 8940 ± 130 лет (Hel - 4058) и иглы лиственницы из гнезда торфа над верхним торфяным прослоем датированы на тандемном масс-спектрометре в 5990 ± 80 лет (Hela - 200).

Палинологическая характеристика повторно-жильного льда коричнево-розового цвета, расположенного в первом - южном фрагменте торфяника даёт представление о весеннем пыльцевом дожде, формировавшемся здесь 6-9 тыс. лет назад. Содержание пыльцы древесных колеблется от 41 до 8% (рис. 4). Пыльца сосен и ольхи представлена в небольших количествах и не превышает современные фоновые значения для данного района.

Главной особенностью полученных палиноспектров является высокое содержание пыльцы древесных видов берез 6-36% и встреченная в верхней части жилы пыльца лиственницы 1-5%. Пыльца ольховника доминирует в нижней части жилы. Среди пыльцы трав основную роль играет пыльца злаков (5-32%), встречается пыльца осок и пушицы. Довольно разнообразен для палиноспектров повторно-жильных льдов состав пыльцы разнотравья. В верхнем образце обнаружена пыльца ряски - обитателя мелких озер. Здесь встречена пыльца полыни и маревых. Палиноспектры отличаются от палиноспектров современной лесотундры высоким содержанием пыльцы злаков. Формирование повторно-жильных льдов пришлось на период, когда на широте пос. Сеяха в подходящих экотопах появились отдельные рощи из высокоствольной березы и, впоследствии, лиственницы. О том, что лиственница могла участвовать в фитоценозах, свидетельствует обнаружение пыльцы лиственницы в верхнем фрагменте жилы. Это подтверждается датировкой иголки лиственницы из гнезда торфа 5990 ± 80 лет (Hela - 200). Следовательно, отдельные лиственницы могли встречаться на широте р.Сеяха (Зеленая) около 6 тыс. лет назад. Отсутствие стволов лиственницы может быть обусловлено пожарами, следы которых отмечены в разрезе, и тем, что лиственница на северном пределе своего обитания имеет рыхлую древесину, которая быстро разрушается. Обычно среди остатков встречаются веточки, иглы и шишки и отсутствует древесина. Мы полагаем, что повторно-жильные льды формировались в течение здесь 8,5-6 тыс. лет назад в течение одного цикла изменения направления и скорости ветра, когда доминирование пыльцы древовидной березы с участием пыльцы ольховника при относительно низкой концентрации пыльцы сменилось доминированием пыльцы злаков и, затем, пыльцы карликовой березки в весеннем пыльцевом дожде.

В палиноспектрах льда этих жил запечатлен рост сумм положительных температур в период от 8,3 до 6 тыс. лет.

Выводы

1. Палиноспектры из отложений и повторно-жильных льдов высокой поймы характеризуются ритмичным колебанием компонентов характерным для пойменных фаций.

2. Наличие пыльцы ели, в палиноспектры из отложений и повторно-жильных льдов высокой поймы, очевидно, связано с переотложением, поскольку пыльца ели встречается в образцах с содержанием достоверно переотложенных палиноморф около 10% и выше.

3. Изменение содержания пыльцы сосны сибирской и обыкновенной и березы древовидной вероятно связывано с изменением ветрового переноса, поскольку колебания содержания пыльцы этих таксонов не коррелируют с колебаниями переотложенных палиноморф.

3. Можно выделить три периода усиления ветрового заноса и возможного повышения пыльцевой продуктивности на базе среднепериодных контрастных изменений структуры палиноспектров. При этом локальный пик злаков троекратно сменяется максимумом пыльцы карликовой березки и ольховника.

4. Палиноспектры голоценовых повторно-жильных льдов в озерно-болотной вкладке на третьей террасе характеризуются высоким содержанием - до 36% от общего количества пыльцы, пыльцы древесных видов берез в верхней части жил встречается пыльца лиственницы достигающая 5%.