Реконструкции природной среды в среднем плейстоцене на территории Восточно-Европейской равнины до сих пор не обеспечены надежной геохронометрической информацией. Малочисленность или же отсутствие данных о количественном возрасте среднеплейстоценовых отложений Восточно-Европейской равнины не позволяет решить проблему их хроностратиграфического положения. Континентальные осадки пытаются привязать к глобальной изотопно-кислородной шкале [Bassinot et al., 1994 и другие]. Наличие временной шкалы для этих изотопно-кислородные кривых позволяет коррелировать возрастные границы потеплений и похолоданий разных рангов, отображенных в океанических колонках, с палеоклиматической информацией, полученной для континентальных отложений. Таким образом, континентальным осадкам придают формальные возрастные характеристики. Однако реальный возраст и хронология палеоклиматических событий, отраженных в этих континентальных отложениях, остается в итоге малоизученной.

Наглядно это проявляется для среднеплейстоценовых отложений в одном из опорных разрезов Русской равнины – «Илья Пророк». Он расположен в бассейне Верхней Волги в обнажении на р. Большая Коша (Тверская область). Разрез изучался многими исследователями, начиная с конца XIX века [Дитмар,1871; Хименков, 1913; Чеботарева и др., 1961 и многие другие]. Особое внимание привлекала мощная пачка озерно-болотных отложений. Их считали как интерстадиальными [Москвитин, 1950] так и межледниковыми, относя к разным межледниковьям – микулинскому [Марков, 1940], одинцовскому [Столярова, 1961], лихвинскому [Краснов, Колесникова, 1967; Величкевич, 1982; Писарева, 2012; Вербицкий и др., 2012]. Согласно корреляции с изотопно-кислородными кривыми, количественный возраст этих отложений варьировал от МИС-11 до МИС-4, примерно, от 420 до 60 тыс. лет [Bassinot et al., 1994], то есть в интервале от среднего до позднего плейстоцена. На основании ископаемой флоры пачку органогенных отложений преимущественно относят к лихвинскому межледниковью среднего плейстоцена. Однако количественный возраст континентальных отложений, коррелирующих с этим межледниковьем, фактически не определен. Некоторые исследователи относят этот теплый интервал к МИС-11 [Шик, 2014], другие к МИС-9 [Velichko et al., 2011]. Можно заключить, что проблемы стратиграфического положения, количественного возраста и условий накопления органогенной толщи в разрезе «Илья Пророк» остаются неразрешенными до сих пор.

Для количественного датирования континентальных среднеплейстоценовых отложений с возрастом в несколько сотен тысяч лет и более могут применяться разные методы геохронометрии: ЭПР, ²³⁰Th/U, ОСЛ (ТЛ) и др. [Blackwell et al., 2016]. Наиболее примечательны с позиции реконструкции палеорастительности и палеоклиматов отложения, относимые к межледниковым/межстадиальным этапам четвертичного времени. К ним относятся, в том числе погребенные континентальные органогенные отложения богатые ископаемой пыльцой, спорами и макроостатками растений. Для непосредственного определения их возраста используется ²³⁰Th/U метод. В данном аспекте следует отметить, что другие методы геохронометрии, в частности ОСЛ метод может быть использован для установления возраста этих отложений только косвенным образом, то есть посредством датирования вмещающих (перекрывающих и подстилающих) осадков. Следует отметить, что для континентальных отложений пока получено совсем незначительное число ²³⁰Th/U датировок, коррелирующих со среднеплейстоценовыми интервалами [Максимов, Кузнецов, 2010; Rowe et al., 1997; Geyh, Muller, 2005; Frechen et al., 2007; Waas et al., 2011; Maksimov et al., 2012].

В настоящей работе мы обратились к ²³⁰Th/U датированию уже упомянутой пачки органогенных отложений из разреза Илья Пророк в береговом обнажении на р. Большая Коша. Проведены новые полевые исследования и были рассмотрены условия залегания, строение и состав отложений в этом разрезе [Константинов и др., 2017]. В центральной части разреза по вертикальному профилю была вскрыта органо-минеральная толща мощностью около 7 метров, представляющая собой комплекс слоистых озерно-болотных отложений (Рис. 1). Она включает в себя суглинки (в том числе оторфованные), аргиллиты и торфа разной степени разложения с прослоями супеси и мелкого песка. Образцы для ²³⁰Th/U датирования были отобраны из слоя черного торфа высокой степени разложения из верхней части органо-минеральной толщи, из слоя буровато-черного листоватого торфа низкой степени разложения с обилием древесных остатков из средней части этой толщи и из прослоя оторфованного суглинка из низа толщи.

По первым аналитическим данным было выяснено, что  интервалы значений прямого ²³⁰Th/U возраста органо-минеральной толщи с учетом погрешностей составляют 313–219 и 347–228 тыс. лет по двум образцам из верхней части, 335–217 и 345–224 тыс. лет по двум образцам из средней части и 310–230 и 341–245 тыс. лет по двум образцов из низа толщи (Рис. 1). Следует отметить, что прямые ²³⁰Th/U данные показывают удревненный возраст, что связано с изотопным загрязнением минеральной фракции. Поэтому при условии наличия закрытой радиометрической системы относительно изотопов урана и тория в слоях торфа эти прямые данные позволяют предположить, что в грубом приближении формирование озерно-болотной толщи могло происходить не ранее 347–310 тыс. лет, то есть не ранее интервала соответствующего МИС-9. Для определения точного значения ²³⁰Th/U возраста необходимо использовать изохронное приближение, которое позволяет учесть (вычесть) изотопное загрязнение, относящееся к минеральной фракции. Предварительные изохронные построения для ряда образцов слоя буровато-черного листоватого торфа из средней части этой толщи позволяют предположить, что его ²³⁰Th/U изохронный возраст может быть сопоставлен с интервалом МИС-7.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-35-00571.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Величкевич Ф.Ю. Плейстоценовые флоры ледниковых областей Восточно-Европейской равнины. Минск: Наука и техника, 1982. 239 с.

2. Вербицкий В.Р., Вербицкий И.В., Васильева О.В., Саванин В.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000  (третье поколение). Серия Центрально-Европейская. Листы О-35 – Псков, (N-35), О-36 – Санкт-Петербург. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2012, 510 с.

3. Дитмар А.Ю. Отчет по геогностическому исследованию Осташковского, Ржевского и др. уездов // Мат-лы для геол. России. 1871. Т.3.

4. Константинов Е.А., Мухаметшина Е.О., Карпухина Н.В.  Условия залегания и свойства погребенных органогенных отложений бассейна реки Большой Коши (Тверская область) // Естественные и технические науки. 2017. № 5. С. 56–61.

5. Краснов И.И., Колесникова Т.Д. Новые данные о межледниковых отложениях в бассейне Верхней Волги // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1967. № 31. С. 140-146.

6. Максимов Ф.Е., Кузнецов В.Ю. Новая версия ²³⁰Th/U датирования верхне- и средненеоплейстоценовых отложений // Вестник СПБГУ. 2010. Сер.7. Вып.4. С.94-107.

7. Марков К.К. Материалы к стратиграфии четвертичных отложений бассейна Верхней Волги // Тр. Верхне-Волжской экспедиции. Географ.-эконом. исслед. инст. ЛГУ. 1940

8. Москвитин А.И. Вюрмская эпоха (неоплейстоцен) в Европейской части СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1950.

9. Писарева В.В. Реконструкция палеоландшафтов лихвинского межледниковья и последующего похолодания на территории Восточной Европы // Известия РАН. Серия Географическая. 2012. № 3. С. 54-70.

10. Столярова Т.И. Карта Четвертичных образований. Лист O-36-XXVIII, масштаб 1:200 000. Л.: ВСЕГЕИ. 1961.

11. Хименков В.Г. Геоморфологические исследования в северо-западной и северной части 43 листа 10-верстной карты России // Известия Геологического Комитета. Т. XXXII, Спб., 1913

12. Чеботарева Н.С., Недошивина М.А., Столярова Т.И. Московско-валдайские (микулинские) межледниковые отложения в бассейне Верхней Волги и их значение для палеогеографии // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1961. № 21.

13. Шик С.М. Неоплейстоцен центра Европейской России: современные представления о стратиграфии и палеогеографии // Стратиграфия и геологическая корреляция. 2014. Т. 22. № 2. С. 108–120.

14. Bassinot F.C., Labeyrie L.D., Vincent E. et al. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth and Planetary Science Letters. 1994. V. 126. P. 91–108.

15. Blackwell B.A.B., Skinner A.R., Blickstein J.I.B., Montoya A.C., Florentin J.A., Baboumian S.M., Ahmed I.J., Deely A.E.  ESR in the 21st century: From buried valleys and deserts to the deep ocean and tectonic uplift // Earth-Science Reviews. 2016. V. 158 P. 125–159

16. Frechen M., Sierralta M., Oezen D., Urban B. Uranium-Series Dating of Peat from Central and Northern Europe // Developments in Quaternary Sciences. 2007. Vol. 7. P. 3-622. The Climate of Past Interglacials. P. 93-115

17. Geyh M.A., Miller H. Numerical ²³⁰Th/U dating and palinological rewiew of the Holsteinian/Hoxnian Interglacial // Quaternary Science Rewiews. 2005. Vol. 24. P. 1861-1872.

18. Maksimov F.E., Laukhin S.A., Arslanov Kh.A., Kuznetsov V.Yu., Shilova G.N. First 230Th/U date of Middle Pleistocene peat bog in Siberia (key section Krivosheino, Western Siberia) // Geochronometria. 2012. Vol. 39. №. 4. Р. 241–251.

19. Rowe P.J., Richards D.A., Atkinson T.C., Bottrell S.H., Cliff R.A. Geochemistry and radiometric dating of a Middle Pleistocene peat // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1997. Vol. 61. № 20. P. 4201-4211.

20. Velichko A.A., Faustova M.A., Pisareva V.V., Gribchenko Yu.N., Sudakova N.G., Lavrentiev N.V. Glaciations of the East European Plain: Distribution and Chronology // Developments in Quaternary Science. 2011. Vol. 15. P. 337-359.

21. Waas D., Kleinmann A., Lepper J. Uranium-series dating of fen peat horizons from pit Nachtigall in northern Germany // Quaternary International. 2011. Vol. 241. P. 111–124.

 

---

PROSPECTS FOR DETERMINING THE NUMERICAL AGE OF MIDDLE PLEISTOCENE SEDIMENTS FROM THE ILYA PROROK SECTION ON THE BOLSHAYA KOSHA RIVER (TVER REGION)

¹Grigoriev V.A., ¹Petrov A.Yu., ¹Starikova A.A., ¹Maksimov F.E., ^{1, 2}Kuznetsov V.Yu., ¹Levchenko S.B., ³Konstantinov E.A., ³Karpukhina N.V.

¹Saint-Petersburg State University, St. Peterburg, Russia

² Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Peterburg, Russia

³Institute of Geography of RAS, Moscow, Russia 

The first experimental data on the numerical age of lake-bog sediments from the Ilya Prorok reference section of the Russian Plain were obtained. According to a preliminary estimate of age obtained from the first uranium-thorium dating results, the formation of the lake-bog stratum occurred no earlier than MIS-9.

Keywords: Quaternary, reference section, geochronometry, Middle Pleistocene, MIS-9, Tver region