Едомные отложения в Западной Сибири представлены песчано-пылеватыми и торфянистыми разностями с сингенетическими повторно-жильными льдами мощностью до 25 м. Они приурочены в основном к 3-му и 2-му террасовым уровням региона с абсолютными отметками поверхности 40-45 и 20-25 м соответственно. Результаты палеонтологических, геохимических и изотопных анализов свидетельствуют, что едомные отложения Западной Сибири сформировались в ходе констративной седиментации аллювия на поймах каргинского и сартанского времени. Региональная специфика едомы Западной Сибири сводится главным образом к большей доли песка в строении едомных толщ и их меньшей мощности по сравнению с «классической» едомой приморских низменностей Якутии.

В связи с планированием строительства сооружений различного назначения в криолитозоне велика актуальность изучения закономерностей строения и распространения высокольдистых отложений, обладающих особо неблагоприятными инженерно-геологическими свойствами. К их числу принадлежат отложения с сингенетическими повторно-жильными льдами (ПЖЛ), известные под названием едомных или едомы. Современный ареал едомы охватывает низменности Аляски, Чукотки, севера и центра Якутии, севера и запада Сибири [Дубиков, 1967; Томирдиаро, 1980; Антропоген Таймыра, 1982]. Еще большие пространства едомные покровы занимали в холодные отрезки позднего плейстоцена, о чем свидетельствуют псевдоморфозы по сингенетическим ПЖЛ в отложениях соответствующего возраста вне пределов современной криолитозоны [Величко, 1973]. Ввиду гляциоэвстатической регрессии океана осушавшиеся шельфы становились ареной аккумуляции отложений с сингенетическими ПЖЛ. Остатки едомного покрова шельфа Северного Ледовитого океана и сейчас сохранились на некоторых его островах (Новосибирских, Ляховских). Максимальной мощности (50 м и более) едомные массивы достигают в Якутии [Втюрин и др., 1984].

Сингенетичность многолетнемерзлых отложений и содержащихся в них ПЖЛ при идентификации едомы определяют по ряду признаков [Методика..., 1979]. В их числе: «плечики» на боковых контактах ледяных жил; изменение толщины ледяных жил по вертикали; упирание элементарных ледяных жилок в боковые контакты с вмещающими породами; наличие погребенных ПЖЛ более мелких генераций. Грунтовым ядрам полигонов с сингенетическими ПЖЛ свойственны криотекстуры основания сезонноталого слоя, постепенно приподнимавшегося по мере накопления осадочного материала: микро- и тонкошлировые неполносетчатые, частые и мелкие неполно-слоистые, атакситовые. На вытаивающих стенках обнажений синкриогенных толщ неодинаковые по льдистости отложения образуют хорошо заметные выпуклые и вогнутые «пояски». Едоме присущи захороненные in situ корешки травянистых растений и кустарничков, ориентированные вдоль длинных осей грунтовых ядер полигонов, а также горизонты автохтонных торфяников и ископаемых почв. Мощность эпигенетических ПЖЛ редко превышает 5 м, поэтому ПЖЛ мощностью более 5 м и вмещающие их отложения, как правило, сингенетичны. Отложения, сингенетичность ПЖЛ которых установить затруднительно из-за их малой мощности, а также сугубо локальные образования с сингенетическими ПЖЛ целесообразно именовать едомовидными.

О существовании отложений с сингенетическими ПЖЛ позднеплейстоценового возраста в Западной Сибири сообщалось Б.И. Втюриным по результатам изучения обнажения Селякин мыс в низовьях Енисея. На большом фактическом материале В.В. Баулиным и Г.И. Дубиковым [1967] показано, что образование отложений с сингенетическими ПЖЛ - одно из крупнейших событий плейстоцена Западной Сибири. Современный этап изучения едомных отложений региона характеризуется применением комплекса методов: криолитологических, палеонтологических, геохимических, изотопных. Именно так исследованы разрезы отложений с сингенетическими ПЖЛ в устьях рек Сеяха (восток п-ова Ямал) и Монгаталянгяха (север Гыданского полуострова) [Васильчук и др., 1984]. Такой же комплекс методов использовался нами при изучении едомных толщ в центральной части п-ова Ямал (урочище Манор в верховьях р. Левая Сабъяха) и центральной части Гыданского полуострова (долина р. Юрибей, район устья его правого притока Лысукансе), а также уже упоминавшегося Сеяхинского обнажения.

Настоящая работа - попытка синтеза палеогеографических и геохронологических материалов о едомных отложениях Западной Сибири. Среди них преобладают горизонтальнослоистые песчано-пылеватые разности (таблица). Чем тоньше гранулометрический состав едомных отложений, тем больше в ней захороненных in situ остатков травянистых растений. На некоторых уровнях едомной толщи они образуют сгущения, фиксирующие этапы замедления седиментации терригенного материала. На заболоченных участках в ядрах полигонов накапливались мхи, которые хорошо сохраняются в синкриогенной едомной толще в виде слабо- и среднеразложившегося автохтонного торфа. Мощность торфянистых горизонтов едомы обычно невелика (до 0,5 м), но в случае сохранения болотного режима осадконакопления на одном месте в течение тысячелетий их мощность может быть весьма значительной - 10-15 м, как в Сеяхинском обнажении (рисунок). Следует отметить, что единая система сингенетических ПЖЛ Сеяхинского обнажения охватывает не только его торфянистую толщу [Васильчук и др., 1984], но и верхнюю песчано-пылеватую часть этого обнажения. Суммарная мощность едомных отложений Сеяхинского разреза составляет ~30 м. Это пока рекордная величина для Западной Сибири. Мощность едомных отложений III террасы Майорского разреза 18 м, а II террасы - 14 м. Подошва едомной толщи III террасы Лысуканского разреза располагается на глубине 11 м от поверхности. Максимальная ширина сингенетических ПЖЛ (до 3 м) отмечена в торфянистой части Сеяхинского обнажения. В песчано-пылеватых разностях едомных отложений ширина ледяных жил на превышает 1-1,5 м.

Баулиным и Дубиковым установлено, что отложения с сингенетическими ПЖЛ сохранились на полуостровах Ямал и Гыданском севернее границы сплошной деградации мерзлоты (68-69°) в термический максимум голоцена. Они приурочены в основном к II-III террасовым уровням региона в пределах абсолютных отметок рельефа от 20-25 до 40-45 м соответственно. На высокой пойме и I надпойменной террасе отложения с сингенетическими ПЖЛ маломощны и распространены спорадически. Отмечается тяготение массивов отложений с сингенетическими ПЖЛ к участкам неотектонических опусканий, крупнейшие из которых занимают центральную и восточную части п-ова Ямал, центр и север Гыданского полуострова [Трофимов и др., 1980].

Как известно, отложения с сингенетическими ПЖЛ могут накапливаться в субаэральной и супераквальной обстановках со среднегодовыми температурами воздуха ниже -3 -5°С. Палинологическое изучение более чем 100 образцов едомных отложений Майорского разреза Ю.И. Мешковой и Э.М. Румянцевой позволило выявить в них остатки крио- и ксерофитов: Lycopodium cf. pungens, Diphazium cf. alpinum, Selaginella sibirica, Ephedra, Artemisia. Это палеоботанические свидетельства того, что по крайней мере на отдельных этапах едомонакопления позднего плейстоцена Западной Сибири климат был существенно холоднее и суше, чем в современной тундре региона. Следует подчеркнуть, что палиноспектры едомных отложений содержат большую примесь переотложенной или дальнеприносной пыльцы древесных растений.

Позднеплейстоценовый возраст едомы Западной Сибири надежно устанавливается по ископаемой фауне крупных млекопитающих и радиоуглеродным датировкам. Л.И. Алексеевой определены костные остатки Mammuthus primigenius Blum, позднего типа, происходящие из едомных толщ III террасы Сеяхинского обнажения и II террасы Лысуканского разреза. Радиоуглеродные датировки едомных отложений Западной Сибири пока охватывают период от 30 200±800 л.н. (ГИН-2470, образец из основания торфянистой части Сеяхинского обнажения) до 16 680±500 л.н. (МГУ-1047, образец из II террасы Лысуканского разреза).

Высказанное Г.И. Дубиковым [1967] предположение о наличии в Западной Сибири не только континентальных, но и прибрежно-морских фаций отложений с сингенетическими ПЖЛ еще не получило надежного аналитического подтверждения. Анализы остатков диатомовых водорослей более чем 40 образцов едомных отложений Майорского, Лысуканского и Сеяхинского обнажений, выполненные B.C. Гуновой, указывают на их континентальное происхождение. Для сравнения с современностью анализировались пробы наилков из речных пойм и лайды Обской губы. В грунтовых ядрах полигонов едомы присутствуют панцири диатомовых водорослей, обитающих на дне мелких пресных водоемов Севера: Stauroneis anceps, Neidium iridis, Navicula amphibola, Pinnularia borealis v. brebissoni; речные формы - Navicula cryptocephala, Gomphonema parvulum; почвенные диатомовые водоросли - Hantzschia amphioxys, Navicula contenta; представители болотных местообитаний из рода Eunotia (Е. papilio, Е. monodon).

Такое сочетание экологических групп диатомовых водорослей свойственно обстановкам седиментации на периодически заливаемых поймах и лайдах пресноводных эстуариев. Во всех проанализированных образцах едомных отложений, а также в наилках из речных пойм и лайды Обской губы встречены морские диатомовые водоросли, характерные для палеогеновых отложений Западной Сибири и Зауралья. Они обладают толстостенными кремнистыми панцирями, иногда сильноминерализованными. Многие из них несут следы многократного переотложения.

Химический состав ПЖЛ и водных вытяжек из грунтовых ядер полигонов свидетельствует о незначительной засоленности едомы. Лед ПЖЛ едомных отложений пресный. Большинство исследованных образцов едомного грунта содержит меньше 0,2% легкорастворимых солей. Преобладающим анионом обычно является гидрокарбонат-ион, но бывает, что преобладают сульфат-ион или хлор. Среди катионов чаще всего доминирует кальций или магний, но иногда ведущая роль принадлежит натрию. При столь малом содержании солей преобладание хлора среди анионов и натрия среди катионов не может служить доказательством участия морских вод в аккумуляции едомных толщ, поскольку такие же соотношения ионов наблюдаются в отложениях речных пойм и водах современных озер региона. Эти факты могут быть объяснены импульверизацией солей с морских акваторий. Кроме того, следует иметь в виду, что на севере Западной Сибири длительное время существовали морские обстановки, в период которых отложения неоднократно переформировывались и участвовали в образовании едомных толщ. Ввиду высокой подвижности ионы натрия и хлора легко перемещались со стоком и накапливались в подчиненных геохимических ландшафтах суши. Перераспределение солей по профилю в ходе накопления синкриогенных толщ вследствие промерзания и протаивания, увлажнения и иссушения сезонноталого слоя в первую очередь касалось хлоридов натрия. Этим объясняется образование в едоме горизонтов с несколько повышенной концентрацией солей, среди которых ведущая роль принадлежит хлоридам натрия.

Единственным пока аргументом в пользу предположения о возможном участии прибрежно-морских фаций в строении едомных толщ Западной Сибири можно считать комплекс ископаемых фораминифер - обитателей холодного морского бассейна плейстоцена с глубинами до 50 м, который обнаружен Г.Н. Недешевой в одном из серии образцов (глубина 2,1 м), отобранных Ю.К. Васильчуком из песчано-пылеватой части Сеяхинского обнажения. Раковины хорошей сохранности, без явных признаков переотложения. Тем не менее, учитывая противоречие этого факта другим данным о генезисе едомы, автохтонность вышеупомянутого комплекса фораминифер и его принадлежность едомной толще Сеяхинского обнажения нуждаются в подтверждении на новом фактическом материале. Отметим, что попытка Г.Н. Недешевой обнаружить фораминиферы в представленных нами пяти образцах едомных отложений Лысуканского обнажения не увенчалась успехом.

Аллювиально-криогенная концепция происхождения отложений с сингенетическими ПЖЛ была разработана А.И. Поповым [1953] на основании материалов по приморским низменностям Якутии. Преобладание аллювиальных фаций среди едомных отложений Западной Сибири позволяет использовать эту концепцию для объяснения едомонакопления и в Западной Сибири. Первоначально в рамках этой концепции не удавалось объяснить приуроченность накопления констративного аллювия с сингенетическими ПЖЛ к холодным отрезкам плейстоцена, а также врезание рек в едомные отложения на голоценовом этапе. Автором настоящей статьи была предложена реконструкция условий едомонакопления, исходя из посылки, что усиление темпов аккумуляции аллювия едомного типа было прежде всего следствием выполаживания уклонов речных русел из-за их удлинения в ходе гляциоэветатической регрессии Северного Ледовитого океана. Впоследствии Ш.Ш. Гасановым и В.А. Зимовым [1979] по методике Н.И. Маккавеева [1955, 1972] выполнены расчеты, подтверждающие правомерность такой палеогеографической реконструкции.

При падении уровня океана на сильно выположенном участке шельфа Западной Сибири р. Обь удлинялась (с учетом извилистости русла) не менее чем на 1500 км. Средние уклоны р. Оби и других рек бассейна Карского моря уменьшались, вследствие чего соотношение между процессами эрозии и аккумуляции в их руслах сместилось по направлению к аккумуляции. Этому способствовали уменьшение стока рек из-за аридизации климата, перегруженность речного стока взвешенными и влекомыми частицами. В условиях экстремально низких среднегодовых температур воздуха и грунтов накопление песчано-пылеватого аллювия на поймах и лайдах зимой сопровождалось его морозным растрескиванием с образованием ПЖЛ. Изменения планового положения речных русел не приводили к существенному протаиванию многолетнемерзлых пород под ними. В качестве примера сохранения сингенетических ПЖЛ позднеплейстоценового возраста под русловыми песками с массивной криогенной текстурой можно привести разрез II надпойменной террасы р. Юрибей в 75 км от ее устья, который описан в работе В.Т. Трофимова и др. [1980, с. 132].

Радиоуглеродное датирование II и III террас Лысуканского разреза, выполнявшееся в МГУ под руководством О.Б. Парунина и во ВСЕГИНГЕО под руководством В.А. Полякова, показывает, что завершающая стадия накопления едомного аллювия III террасы, последовавший за ней врез, аккумуляция едомного аллювия II террасы заняли всего лишь 2-3 тыс. лет (от 18-19 до 16-17 тыс. л.н.). Это - время термического минимума позднего плейстоцена и минимума гляциоэвстатической регрессии океана. Особенно быстро накапливался едомный аллювий II террасы. Различия радиоуглеродных датировок из основания, середины и кровли II террасы не выходят за пределы погрешностей определений. Вероятный временной интервал накопления 10-метровой толщи II террасы составляет примерно 500 лет. В отдельных прослоях захороненные in situ остатки мхов Drepanocladus fluitans, D. aduncus, D. exannulatus в мерзлом состоянии сохраняют свой первичный зеленоватый оттенок. Это значит, что прихваченные морозом растения уже в ближайшее половодье могли быть погребены аллювием, а следующей зимой перейти в многолетнемерзлое состояние.

Врез, после аккумуляции аллювия III террасы, начался, когда береговая линия океана прошла сильно выположенную полосу шельфа и переместилась в зону со значительно более крутыми уклонами его поверхности. Аккумуляция едомного аллювия возобновилась, когда в результате подъема уровня океана на рубеже плейстоцен-голоцена был затоплен крутосклонный участок шельфа. Дальнейшее повышение уровня океана привело к сокращению длины рек и увеличению их уклонов, повлекших за собой активизацию эрозионной деятельности в речных бассейнах и формирование уступа II террасы. Гумидизация климата и увеличение водности рек в голоцене благоприятствовали этому процессу. I терраса рек, судя по многочисленным радиоуглеродным датировкам, имеет голоценовый возраст.

Представляется целесообразным выделение континентальных отложений с сингенетическими ПЖЛ позднеплейстоценового возраста на Севере Западной Сибири в особую свиту со стратотипическим разрезом в районе устья р. Сеяха на восточном побережье п-ова Ямал.

ЛИТЕРАТУРА

Антропоген Таймыра. М.: Наука, 1982. 183 с.

Болиховский В.Ф., Парунин О.Б. Геохронологические и палеогеографические аспекты изучения едомных отложений Западной Сибири // Геохронология четвертичного периода: Тез. докл. Таллин, 1985. С. 58.

Васильчук Ю.К., Серова А.К., Трофимов В.Т. Новые данные об условиях накопления каргинских отложений на севере Западной Сибири // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. 1984. № 53. С. 28-45.

Величко А.А. Природный процесс в плейстоцене. М.: Наука, 1973. 256 с.

Втюрин Б.И., Болиховская Н.С., Болиховский В.Ф., Гасанов Ш.Ш. Воронцовский разрез в низовьях р. Индигирки // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода. 1984. № 53. С. 12-21.

Гасанов Ш.Ш., Зимов С.А. Роль древних и современных гидроклиматических факторов в морфолитогенезе равнин криогенной зоны // Исследование глобальных факторов климатоморфогенеза Дальнего Востока. Владивосток, 1979. С. 143-156.

Дубиков Г.И. Состав и строение толщи многолетнемерзлых пород // Геокриологические условия Западно-Сибирской низменности. М.: Наука, 1967. С. 95-155.

Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М: Изд-во АН СССР, 1953. 312с.

Маккавеев Н.И. Сток и русловые процессы // Тексты лекций для геоморфологов. М.: Изд-во МГУ, 1972. 185 с.

Методика мерзлотной съемки. М.: Изд-во МГУ, 1979. 358 с.

Попов А.И. Особенности литогенеза аллювиальных равнин в условиях сурового климата // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1953. № 2. С. 29-41.

Томирдиаро С.В. Лёссово-ледниковая формация Восточной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене. М.: Наука, 1980. 184 с.

Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Дубиков Г.И. Криогенное строение и льдистость многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты. М.: Изд-во МГУ, 1980. 246 с.