Корреляция голоценовых разрезов донных отложений озер Южного и Среднего Урала

Корреляция голоценовых разрезов донных отложений озер Южного и Среднего Урала необходима при выявлении общих для изучаемой территории (рис. 1) событий голоцена. Сопоставление разрезов донных отложений озер Иткуль (Средний Урал), Уфимское и Сырыткуль (Южный Урал) было выполнено на основе спорово-пыльцевого, геохимического, диатомового, литологического анализов с учетом семи радиоуглеродных датировок (ускорительная масс-спектрометрия AMS 14C). В качестве эталона периодизации голоцена использовалась схема Блитта-Сер-нандера, хронологически уточненная Н. А. Хотинским [4].

Донные отложения озер, соответствующие аллереду (AL), выявлены только на оз. Сырыткуль (рис. 2). Спо рово-пыльцевые спектры аллереда характеризуются высоким содержанием пыльцы Larixsibirica Ledeb. и анемофильных трав. В спорово-пыльцевых спектрах отложений позднего дриаса (DR3) отмечены максимум количества пыльцы трав и спад на кривой содержания пыльцы лиственницы, указывающие на похолодание и аридизацию климата. Хронологическое положение контакта позднеледниковых и послеледниковых отложений определяется датой 10300 ± 80 лет (по оз. Уфимское). Данная граница является важным палеогеографическим рубежом, отражающим существенную климатическую перестройку, синхронную на обширных территориях. Свидетельства резкого изменения физико-географической обстановки осадконакопления отмечены в голоценовых отложениях не только Северного [3, 4, 6], но и Южного полушария [7].

Спорово-пыльцевые спектры (СПС) первой половины пребореала (РВ 1 ) характеризуются снижением содержания пыльцы трав и возрастанием количества пыльцы лиственницы. Данные особенности СПС свидетельствуют о потеплении климата. Переславское похолодание, или пребореальная осцилляция второй половины пребореала (РВ 2 ) — дата 9615 ± 65 лет, выявляется по спорово-пыльцевым спектрам с возросшим содержанием пыльцы анемофильных трав (в основном Artemisia sp.), а также Betula sect. Nanae , Ephedra distachia L.

О потеплении климата в первой половине бореала (ВО 1 ) свидетельствуют

Рис. 1. Схема расположения разрезов донных отложений озер: 1 — Иткуль, 2 —Уфимское, 3 — Сырыткуль

преобладание пыльцы Betula sect. Albae и увеличение количества пыльцы древесных пород в СПС. В спорово-пыльцевых спектрах второй половины бо-реала (ВО2) отмечается третий пик пыльцы трав, снижение количества пыльцы Picea sp. и повышение содержания пыльцы Betula sect. Nanae. Данные изменения СПС соответствуют результатам изотопного анализа углерода и кислорода донных отложений оз. Сы-рыткуль (повышается содержание тяжелых изотопов) и свидетельствуют об аридизации и похолодании климата во второй половине бореала (рис. 3). Похолодание в этом же интервале установлено в Западной и Центральной Европе [9], на северо-западе США [8] и России [1, 2].

Спорово-пыльцевые спектры донных отложений атлантического периода (АТ) отличаются повышением содержания пыльцы ели и широколиственных пород. Дата 6265 ± 50 лет соответствует эмпирической границе, а 5500 ± 50 лет — рациональной границе пыльцы Ulmus sp. Максимальным содержанием пыльцы вяза в СПС конца атлантика отмечается климатический оптимум голоцена.

Нижняя граница суббореала (SB) проводится на уровне спада кривых содержания пыльцы широколиственных пород и ели, знаменующего начало суббореального похолодания и аридизации климата. На юге Среднего Урала эмпирическая граница пыльцы Abies sibirica Ledeb. датируется 3280 ± 50 лет. Нижняя граница субатлантического периода (SA) проводится на уровне спада кривых содержания пыльцы широколи-

Рис. 2. Корреляция спорово-пыльцевых диаграмм донных отложений озер.

1 — пыльца трав; 2 — Betula sect. Albae ; 3 — Pinus sylvestris L .; 4 — Picea sp.; 5 — Abies sibirica Ledeb ; 6 — Betula sect. Albae ; 7 — Larix sibirica Ledeb ; 8 — Ulmus sp.

Рис. 3. Состав стабильных изотопов углерода ( 5 ¹³С) и кислорода ( б ¹⁸О) в донных отложениях оз. Сырыткуль (SMOW — Standard Mean Ocean Water)

ственных пород, пихты и увеличения количества пыльцы ели. Похолодание и аридизация климата в середине субатлантика отмечаются по уменьшению содержания пыльцы пихты.

Согласно нашим данным донные отложения озер, накопленные в одни и те же стадии развития, характеризуются сходными признаками. Так, например, в начале озерного седименто-генеза накапливались отложения с низкой концентрацией органического вещества, значительным содержанием Снеорг, Са, Sr, Mn, Na, высокими значениями отношений Sr/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), Ca/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), (СаО+Na2O)/Al2O3 (ПМ — плагиоклазовый модуль), Na2O/K2O (ЩМ — щелочной модуль), (Na2O+K2O)/Al2O3 (НКМ — нормированная щелочность) [5]. В результате зарастания водоема макрофитами накапливался сапропель с высоким содержанием Сорг. В составе диатомовых сообществ преобладали диатомеи-обрастатели (Fragillariapinnata Ehr., Fragillaria brevistriata Grun. и др.). Стадии обводнения соответствует сапропель с повышенными концентрациями химических элементов — инди каторов терригенного сноса (Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), с увеличением содержания планктонных диатомей.

Корреляция донных отложений озёр Иткуль, Сырыткуль, Уфимское на основе геохимии, литологии и диатомового анализа стала возможной в связи с практически одновременным началом озерного осадконакопления (11— 10 тыс. лет назад).

Выявлено, что донные отложения позднего дриаса представлены контрастным горизонтом осадков (песок, глина), обогащенных Са, Sr, Na, K, Ti, Al, Th и имеющих повышенные значения отношений Sr/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al), Ca/(Li, Rb, Cs, Be, Hf, Al) и модулей ЩМ, НКМ. Озерные отложения пре-бореала обогащены U, Mo, С_орг. Они характеризуются преобладанием диато-мей-обрастателей в составе диатомовых сообществ, постепенным возрастанием содержания планктонных диатомовых водорослей ( Aulacoseira granulata (Ehr.) Simonsen. , Cyclotella bodanica Grun. и др.). Геохимия и минералогия донных отложений бореала-атлантика определяется главным образом составом пород водосборов озер. Донные отложения суббореала-субатлантика представлены оливковым, буро-оливковым сапропелем, характеризующимся повышением концентрации органического углерода, а также возрастанием количества ацидофилов и нейтрофилов среди диатомей. Жидкие сапропели верхней части толщи донных отложений отличаются обогащением халькофильными элементами (Cu, Ni, Zn, Cd, Pb, Bi, Sb, Te).

Таким образом, стратиграфическая корреляция донных отложений трех озер, отличающихся географическим положением, сроками заполнения котловины водой и скоростью осадконакопления, выявила почти одновременное наступление этапов развития озерных геосистем в голоцене. Из этого следует, что этапы эволюции природных обстановок на рассматриваемой территории были практически синхронны и однонаправленны, а различия в их стратиграфии обусловлены локально-региональными особенностями рассматриваемых озер. Общими событиями в голоцене на изученной территории являются: пребореальная осцилляция, похолодание и аридизация климата во второй половине бореала, климатический оптимум конца атлантического периода, похолодание и ариди зация климата в начале суббореала и в середине субатлантика.

Исследования были выполнены при финансовом содействии Интеграционного проекта ДВО-СО-УрО РАН (№ 09-С-5-1001), проектов поддержки фундаментальных исследований УрО РАН (№ 12-И-5-2018 и № 12-М-45-2051), гранта поддержки аспирантов и молодых ученых УрО РАН, гранта РФФИ № 10-05-96012-р-ура-л_а), тематического плана ЮУрГУ № 1.908.