Скачать pdf*

1 - Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ), Санкт-Петербург, Россия

2 - ФГУНПП «Полярная морская геологоразведочная экспедиция», Санкт-Петербург, Ломоносов, Россия,

Опорные разрезы четвертичных отложений архипелага Шпицберген изучены методами радиоуглеродного (¹⁴С) и уран-ториевого (²³⁰Th/U) датирования. Помимо различных методов датирования, в работе используются материалы литологических, шлихоминералогических и микрофаунистических исследований, а также опубликованные и фондовые материалы. Анализ полученных данных позволяет предположить, что в конце среднего Вайхзелиана, считавшегося периодом интерстадиальных условий, на севере Ню Фрисланда, произошел ледниковый эпизод во временном интервале предположительно 28–39 тыс. лет назад, когда осадконакопление носило ледниково-морской характер. Направление разноса эрратических валунов и наличие в шлихах определенных минералов позволяет предположить, что в этот период центр оледенения на о. Западный Шпицберген располагался в районе плато Холтедаля.

В результате работ 1995, 2005 и 2013 гг. на о. Западный Шпицберген, в районах пролива Хинлопен, Якобсен-бухты и бух. Петуния сотрудниками ПМГРЭ изучены разрезы четвертичных отложений. Из отложений, слагающих эти разрезы, получены радиоуглеродные и уран-ториевые датировки, произведено шлиховое опробование, изучен состав микро- и макрофауны. В настоящее время получены новые геохронологические данные, позволяющие дополнить данные по стратиграфии и палеогеографии этих районов.

Первый рассматриваемый нами разрез расположен на западном побережье пролива Хинлопен, на равнине Профильстранда, у северного края ледника Балдербреен, исследован сотрудниками Шпицбергенской партии ПМГРЭ в 2005 г. Здесь в эрозионном обрыве водотока, по литологическим и фаунистическим признакам выделены 3 стратиграфических горизонта общей мощностью до 8,5 м [Шарин и др., 2008].

Горизонт 1. Его основание составляют алевриты от темно-коричневого цвета до углисто-черного с включениями гальки и гравия. Вышележащие осадки представлены ритмичным чередованием слойков гравийников с галечниками. В ее подошве прослой светло-серых песков вмещает многочисленные разнообразные раковины остракод, обломки и целые мелкие раковины двустворчатых моллюсков, среди которых наиболее определимы Mytilus edulis (Linne) и Mya truncatа (Linne), фрагменты иглокожих, домики балянусов. Верхняя и средняя части горизонта содержат комплексы фораминифер арктического типа.

Особенности ископаемого комплекса фауны свидетельствуют о благоприятных для ее развития условиях среды. Из верхней части горизонта отобрана проба для уран-ториевого (²³⁰Th/U) датирования. Датировки обеих фракций составили 51±4 и 51±5 тыс. лет, скорее всего могут считаться наименьшей оценкой возраста этого образца раковин.

Горизонт 2 представляет собой массивные алевриты мощностью до 3 м, от ржаво-рыжего до шоколадно-коричневого цвета с включениями песчаного, гравийно-галечного и валунного материала. На поверхности алевритов прослеживаются солевые выцветы.

Отложения содержат многочисленные обломки раковин, среди которых наиболее определимы Mya truncata (Linne), Macoma calcarea (Gmelin), и Diaphana, а также гастроподы, разнообразные остракоды, иглы и пластинки панцирей ежей. Данный горизонт отнесен нами к валдаю (Вайхзелиану) [Шарин и др., 2008; Погодина, 2010].

По обломкам внешних и внутренних слоев раковин из нижней части горизонта проведено ²³⁰Th/U-датирование, которое составило 39±4 и 28±3 тыс. лет, что представляет собой достаточно грубые оценки возраста раковин.

Горизонт 3 преимущественно составляют гравийники и валунно-галечные отложения с песчаным заполнителем. Помимо обломков и единичных створок раковин, здесь обнаружен фрагмент древесины, радиоуглеродный возраст которой составил 9130±90 лет, а калиброванный – 10 340 ± 100 лет [Шарин и др., 2008]. Самая верхняя часть разреза представлена тонкозернистыми, светло-серыми хорошо сортированными, пылеватыми, тонкослоистыми песками, перекрытыми мелкогалечниками-крупногравийниками темно-серого цвета.

Комплексы фораминифер этой толщи свидетельствуют о резком обмелении бассейна. Мелководные виды достигают максимального содержания по всему разрезу – около 50 %. Здесь выявлен богатейший как по численности, как и по видовому разнообразию комплекс бентосных фораминифер [Шарин и др., 2008].

Все вышеизложенное позволяет предположить, что рассматриваемые осадки, слагающие разрез, формировалась в открытой части палеобассейна. Прослеживается трансгрессивно-регрессивный и трансгрессивный этапы его развития. Максимальные глубины (около 100 м), соленость порядка 35‰, положительные придонные температуры, высокую сезонную продуктивность бассейн имел в валдае. Заметное влияние открытых вод Северного Ледовитого океана отмечается во время микулинского межледниковья (Эем) и в раннем голоцене. В целом отложения голоцена носят регрессивный характер.

Минералогический анализ шлихов из разреза показал, что в поздненеоплейстоцен-голоценовое время привнос терригенного материала на равнину Профильстранда осуществлялся с областей, близлежащих к седиментационному бассейну, т.е. «материнскими» породами, формировавшими четвертичные осадки, являлись коренные породы п-ова Ню-Фрисланд.

Следующий разрез составлен в Вейде-фиорде, на северном берегу Якобсен-бухты, в 0,5 км к юго-востоку от ее северной оконечности. В береговом обрыве до высоты 5,0 м обнажены коренные породы, представленные темно-серыми (до черного) девонскими алевролитами. На них залегают две различные литостратиграфические толщи общей мощностью 22 м. Нижний горизонт А представляет собой суглинок, который вмещает пески, гравий, хорошоокатанную гальку и валуны. На многих валунах и гальках присутствует отчетливая ледниковая штриховка. В толще присутствуют мелкие (до 4 мм) неопределимые фрагменты раковин. Из них, с высоты 7,0 м, отобран образец на определение абсолютного возраста. Радиоуглеродный возраст составил 32 440 ± 360 лет [Сироткин, Шарин, 2000]. Мощность горизонта – 4,3 м.

Полученные данные, подтвержденные результатом микро- и макрофаунистического анализов, позволяют интерпретировать горизонт А как ледниково-морские образования, сформированные на заключительном этапе каргинского времени.

Выше залегает горизонт Б, состоящий из типично морских и прибрежно-морских осадков в которой выделены 2 пачки различного литологического состава.

Морские осадки представлены темно-красными вязкими, пластинчатыми глинами с присутствием линзочек фиолетовых и рыжих обохренных глин. В глинах содержится мелкая (диаметром до 3 см) уплощенная, разрозненная галька, преимущественно девонских пород. Датировка по раковине Mya truncata показала радиоуглеродный возраст 9900 ± 85 лет [Сироткин, Шарин, 2000]. В контакте с вышележащей пачкой присутствуют слойки (до 3 мм) черной углефицированной глины, содержащей фрагменты Balanus sp. Мощность - до 1,0 м. Выше, с четким контактом залегает мощная (9,5 м) пачка переслаивания мелкозернистых темно-серых глинистых песков (1-5 см), песков, серых гравийников и валунников. Гравий хорошоокатанный, уплощенный, размер - 0,5-0,8 см. Повсеместны многочисленные неопределимые обломки раковин.

По составу макрофауны, подтвержденной радиоуглеродной датировкой, толща Б отвечает раннеголоценовому комплексу морских и прибрежно-морских образований, известных на западном побережье Шпицбергена как террасы «Миа».

Шлихоминералогический анализ этого разреза показал, что по ряду минералов (хромит, черная шпинель), характерных для вулканогенных образований, расположенных южнее разреза [Сироткин, Шарин, 2000], область сноса располагалась до 40 км южнее данного разреза в средневайхзелианское время. Этот факт также подтверждает и наличие эрратических валунов в нижней части разреза.

Последним объектом является разрез в бухте Петуния, в долине Харбидален. Здесь, в эрозионном обрыве водотока, размывающего морскую террассу (абсолютная высота 57–60 м), исследованы четвертичные осадки мощностью 15 м.

В основании разреза залегает горизонт комковатых алевритов с включением валунов и плохоокатанной гальки. Данная толща интерпретирована как ледниковые отложения, видимая мощность которых составляет чуть меньше метра. Гранулометрический состав и текстуры нижней пачки свидетельствуют о том, что накопление этих осадков происходило в ледниковых условиях.

Выше залегает толща переслаивания алевритов, песков мощностью до 2,0 м с включением гальки и отдельных валунов. Отложения интерпретированы как ледниково-морские (судя по включению валунов со структурами облекания).

Осадки содержат многочисленные обломки раковин, радиоуглеродный возраст которых составил 12 680 ± 480 лет (ЛУ-7198). Мощность неоднородна, она варьирует от 0,2 до 2,0 м.

Верхний горизонт представлен в основном ритмично чередующимися, хорошо сортированными гравийниками и галечниками, с включением прослоев песков, постепенно переходящий в алевриты с включением гальки и обломков раковин. Мощность увеличивается от 4 до 9-10 м. С поверхности террасы были отобраны раковины морских моллюсков Mya truncata (Linne), радиоуглеродный возраст которых составил 8770 ± 200 лет (ЛУ-7193).

Шлихоминералогический анализ этого разреза показал, что по ряду минералов (флюорит, пирит, альмандин, эпидот, ильменит) область сноса располагалась до 10 км севернее и северо-западнее составленного разреза в поздневайхзелианское время. Этот факт подтверждает и наличие эрратических валунов на площадках морских террас этого района.

Выводы

1. В конце среднего Вайхзелиана, считавшегося периодом интерстадиальных условий, произошел ледниковый эпизод во временном интервале предположительно 28-39 тыс. лет назад, когда осадконакопление носило ледниково-морской характер.

2. Судя по направлению разноса эрратических валунов и наличию в шлихах определенных минералов, можно предположить, что в этот период центр оледенения на о. Западный Шпицберген располагался в районе плато Холтедаля. Главные направления стока льда были ориентированы в южном и северном направлениях.

3. Ледниково-морское (возможно, ледово-морское) осадконакопление происходило и непосредственно в предголоценовое время.

4. На Ню-Фрисланде в этот период центр оледенения располагался непосредственно на самом полуострове.

5. С позднего плейстоцена до начала раннего голоцена происходило последовательное обмеление бассейнов осадконакопления, что отражается в смене литологического состава рассмотренных разрезов.

Литература

1. Лаврушин Ю.А. Четвертичные отложения Шпицбергена. – М.: Наука, 1969, 181 с.

2. Максимов Ф.Е., Шарин В.В., Кузнецов В.Ю., Окунев А.С., Григорьев В.А., Петров А.Ю. Уран-ториевое датирование высоких морских террас архипелага Шпицберген // Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология. География. 2016. Вып. 2. С. 54-64.

3. Погодина И.А. К вопросу о поступлении трансформированных атлантических вод в северные фьорды Западного Шпицбергена в позднем плейстоцене – голоцене // Природа шельфов и архипелагов Европейской Арктики. Вып. 10. М.: ГЕОС, 2010. С. 461-468.

4. Сироткин А.Н., Шарин В.В. Возраст проявлений четвертичного вулканизма в районе Бокк-фиорда (архипелаг Шпицберген). М., Геоморфология, 2000, N 1, с. 95 –105.

5. Шарин В.В., Алексеев В.В., Погодина И.А. К стратиграфии четвертичных отложений пролива Хинлопен, архипелаг Шпицберген // Природа шельфа и архипелагов европейской Арктики. Вып. 8. – М., «Геос», 2008, стр. 388–392.

6. Troitsky L., Punning J.-M., Hutt G. & Rajamae R. Pleistocene glaciation chronology of Spitsbergen // Boreas. 1979, 8, p. 401-407.

ON GLACIAL AND MARINE SEDIMENTATION IN THE PLEISTOCENE ON THE SVALBARD ARCHIPELAGO

Shamin I.A.¹, Sharin V.V.^1,2, Maksimov F.E.¹, Petrov A.Yu.¹

1 - Saint Petersburg State University (SPbSU), Saint Petersburg, Russia

2 - State Enterprise “Polar Marine Geosurvey Expedition”, Saint Petersburg, Lomonosov, Russia

Sections of quaternary sediments on Spitsbergen archipelago were studied by the methods of C¹⁴ and ²³⁰Th/U dating. Besides, lithological, mineralogical and faunal researches results were used. According to analysis of the data, we have concluded, that at the end of middle Weichselian, which was traditionally considered as interstadial, at the North of Ny Frisland, it had occurred the glacial episode between 28–39 KA, when sedimentation had passed in glacial-marine conditions. Directions of erratic boulders and presence of certain minerals in the sections give grounds to assume, that during this period the center of Western Spitsbergen glaciation was located on the Holtedahl plateau.

Ссылка: 

 Шамин И.А., Шарин В.В., Максимов Ф.Е., Петров А.Ю. К вопросу о плейстоценовом ледниково-морском осадконакоплении на архипелаге Шпицберген // Материалы V Международной конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (28 февраля - 3 марта 2017 г., ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург) [Электронный ресурс] / Минприроды России, Роснедра, ВСЕГЕИ. – Электрон. данные. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2017. С. 153-155.