Статья: Палиноспектры голоценовых полигонально-жильных структур острова Белый и долины реки Тамбей на полуострове Ямал

а б

.

в

Рис. 3. Пыльцевые зерна Betula nana ssp. exilis. со слабо выраженными порами (а) и хорошо выраженными порами (б); варьирует также толщина экзины и размер пыльцевых зерен (в). Фото Л.А. Савельевой и Е. Рашке ^[9]

Из субфоссильных палиноспектров разных подзон тундр Западной Сибири проведены замеры диаметра пыльцевых зерен для 200 экземпляров пыльцевых зерен Betula nana L. (рис. 3). Размер пыльцевых зерен в поверхностных пробах варьировал существенно в пределах 15-33 м. При этом для арктических тундр в точках в долине р.Тамбей и на о. Белом получено распределение. при котором практически все измеренные пыльцевые зерна попали в интервал 18-25 м. Это означает, что для арктических тундр на территории полуострова Ямал пыльца карликовой березки является и региональным и дальнезаносным элементом. Очевидно, это связано. в основном. с повторяемостью ветров и их скоростью в открытых ландшафтах тундр. Концентрация пыльцы карликовой березки в поверхностных пробах арктических тундр составляет менее 10 экз./см².

а б

Рис. 4. Пыльцевые зерна Duschekia fruticosa (Alnaster fruticosus. Alnus viridis ssp. fruticosa) встречаются в основном со слабо выраженными порами. и практически незаметными арками (а). редко отмечаются более выраженные поры и арки (б) размеры пыльцевых зерен и толщина экзины варьируют. Фото Л.А. Савельевой и Е. Рашке ^[9]

Пыльца ольховника (дюшекии) важный компонент палиноспектров (рис. 4), поскольку в связи с повышением температур летнего сезона. которое отмечается в последние годы зафиксировано продвижение северной границы ареала этого растения, а также изменение состава травянистой растительности. увеличение разнообразия фитоценозов ^[6].

а б

Рис. 5. Пыльцевые зерна Ledum palustre (а) и Vaccinium vitis-ideae (б). Фото Л.А. Савельевой и Е.А. Рашке ^[9]

Концентрация пыльцы верескоцветных (рис. 5) существенно меняется в разных тундровых экотопах и подзонах. У большинства видов верескоцветных максимальная продуктивность отмечается у границы тундры и лесотундры. Иногда концентрация пыльцы этих растений достигает значений 200-300 экз./см². составляя в среднем 25-35 экз./см². В поверхностных пробах на участках в долине р.Тамбей и на о.Белом концентрация составляет соответственно 2-4 экз./см² и 1-2 экз./см² соответственно.

Рис. 6. Пыльцевое зерно Rubus Chamaemorus. Фото Л.А. Савельевой и Е.А. Рашке ^[9]

Пыльца Rubus Chamaemorus (морошки) в арктических тундрах (рис. 6) встречается постоянно. но в очень низкой концентрации 1-2 экз./см². в фитоценозов арктических тундр пыльцевая продуктивность морошки очень низкая. Это компонент палиноспектров типичных (гипоарктических) тундр. появление пыльцы морошки в палиноспектре может свидетельствовать о развитии тундровых фитоценозов. оптимальная пыльцевая продуктивность этого растения отмечается в широком диапазоне от южных гипоарктических тундр до лесотундры.

Стратиграфия и криолитологическая характеристика разрезов

На о. Белом повторно-жильные структуры изучены в пределах плоской поверхности первой террасы. Поверхность характеризуется с выпуклыми полигонами размером от 5х5 до 7х10 м. В береговом обнажении рядом с метеостанцией вскрыта система двух сложно перекрещивающихся сингенетических повторно-жильных льдов. Вскрытая высота жил около 3 м (рис. 7). Ширина более узкой жилы в верхней части 0.46 м. ниже - до 0.65 м. ширина более широкой жилы - более 1 м. Лёд жилы прозрачный голубовато-серый. чётко вертикальнополосчатый. В верхней части насчитывается 34 элементарных жилки. а на глубине 1 м - 40 элементарных жилок. По обеим сторонам жилы выделяется “кайма” чистого стекловатого льда. шириной 3-4 см. На глубине 1 м справа от “каймы” ледогрунт представлен субвертикальными элементарными жилками. шириной 0.4-0.5 см. разделёнными вертикальными слоями песка. такой же ширины. В основном теле узкой жилы также встречены два ксенолита песка шириной до 1.5 см. а также небольшая прерывистая по вертикали жилка. сложенная опесчаненным торфом. шириной до 0.3-0.5 см. На глубине 1.5 м от этой ледяной жилы вправо отходит тонкая (шириной 4-5 см) ледяная жила. состоящая из 3 элементарных жилок. достигающая длины 0.9 м. В обнажении хорошо вскрыт контакт описанной выше узкой жилы и более широкой жилы. В теле широкой жилы этот контакт выделяется в виде шва, вдоль которого проходит полоса матового льда. шириной 2 см. основная часть разреза представлена песком мелким серым, с поверхности отмечены тонкие слои торфа и супеси.

а б

Рис. 7. Обнажение отложений первой морской террасы острова Белый с сингенетическими повторно-жильными льдами. Фото Ю. Васильчука (а) и Л. Бойченко (б)

палиноспектр полигольнальный арктический тундра

Из прослоя торфа в обнажении первой террасы из подошвы торфяника с глубины 2.5 м В.М. Леоновым получена радиоуглеродная датировка 8500 ± 120 лет (ЛУ-1139). Зарождение сильноминерализованных жил в отложениях первой морской террасы о. Белый, таким образом, датировано началом периода голоценового оптимума. Высокая минерализация льда жил (до 1240 мг/л) и преобладание в ионном составе хлора и натрия свидетельствует об участии морских вод в формировании жилы (рис. 8).

Рис. 8. Отбор образцов из повторно-жильных льдов в толще первой морской террасы на о. Белом: 1 - торф талый; 2 - песок мелкий серо-желтый талый; 3 - торф мерзлый 4 - песок мелкий серый мерзлый; 5 - точки отбора проб на палинологический и химический анализы; 6-8 - минерализация льда - мг/л: 6 - 400-500; 7 - 500-800; 8 - более 800

В долине р. Тамбей повторно-жильные структуры изучены в пределах высокой поймы. В 2 км севернее оз. Харато, были пробурены несколько скважин по створу от центра полигона до канавки и далее ряд зондировочных скважин по жиле для выявления ее боковых контактов и конфигурации ледяного клина (рис. 9). На поверхности поймы развит полигонально-валиковый рельеф с размерами полигонов от 10 х 10 м до 30 х 40 м. Разрез верхней части толщ поймы представлен песком русловой фации, залегающим в интервале 3.25-9.0 м от поверхности, перекрытым слоистой пачкой песков фации приречной поймы (мощностью 0,3 м); выше залегают пески лагунно-морской фации (мощностью 1,6 м), перекрытые супесью пойменной фации (0,15 м); разрез венчает песок аллювиальный (0,1 м) и торф (0,1-0,5 м). Песок, залегающий в основании разреза, светло-серого цвета, косослоистый, среднезернистый, с включениями мелких частичек угля и аллохтонного торфа. Криогенная текстура песка массивная, объемная льдистость 10-20‰. Очевидно, песок откладывался в начальную стадию аккумуляции аллювия. Приустьевое положение участка приводило к осолонению вод реки, что повлекло к отложению сравнительно сильно минерализованных русловых осадков. В обнажении поймы прослежена система ледяных жил (рис. 10). Их количество достигает 5-6 на каждые 85-100 м. Отмечены широкие и узкие ледяные жилы ^[10]. Строение узкой жилы двучленное. В правой половине жилы лед прозрачный. с обилием органического материала. в левой - молочно-белый. с отчетливо выраженной вертикальной слоистостью за счет элементарных жилок. Прозрачный лед характеризуется повышенным содержанием водорастворимых солей (до 0.013‰) гидрокарбонатно-хлоридного состава. с высоким. максимальным для всего комплекса. содержанием магния. Это позволяет сделать вывод о преимущественно субаквальном режиме формирования правой части жилы. а структурно-текстурные особенности льда - о значительном его метаморфизме. очевидно. обусловленном длительностью существования этой части льда. Молочно-белый лед в левой половине отличается меньший содержанием водно-растворимых солей (не более 0.008‰). что. вероятнее всего указывает на преимущественно субаэральный режим формирования льда.

Рис. 9. Расположение и характеристика разрезов скважин (точки 193, 194,195,196,197-YuV), на высокой пойме реки Тамбей: 1 - торф талый; 2 - торф мерзлый льдистый; 3 - песок мелкий, мерзлый; 4 - супесь средняя мерзлая; 5 - суглинок тяжелый мерзлый; 6 - глина; 7 - повторно-жильный лед; 8 - расположение скважин в пределах полигонов по ^[10]

Рис. 10. Широкие (а) и узкие (б) голоценовые повторно-жильные льды с веерообразными изоклинальными складками на контактах, образованные маркирующим горизонтом слоистых оторфованных песков на участке поймы на левобережье в устье р.Тамбей, расположенном в 15 км северо-восточнее пос. Тамбей. Фото Ю.К. Васильчука

Палинологическая характеристика

Спорово-пыльцевые спектры песков в основании разреза высокой поймы ниже отметки 2,25 м (см. рис. 9) содержат большое количество пыльцы древесных пород с преобладанием пыльцы кедра (до 30%) и ели (до 25-28%). Довольно заметно о содержание пыльцы карликовой березы - до 30%. Такие палиноспектры нетипичны для отложений высокой поймы рек Восточного Ямала. Это позволяет предположить существование в период накопления частых нагонных явлений или подтопления устьевой части реки (исходя из повышенного содержания солей. преобладания ионов хлора и натрия и преобладания пыльцы сосны и ели которая переносится и по воздуху. и по воде). Высокое содержание пыльцы древесных пород позволяет отнести формирование отложений нижней части разреза высокой поймы к оптимуму голоцена. Слоистая пачка песка, залегающая в интервале 2,25-1,95 м характеризуется высокой объемной льдистостью - до 60‰ в верхней части горизонта. Наличие в слоистых песках прослоев торфа и относительно небольшое содержание водорастворимых солей (менее 0.1‰) свидетельствует о том. что они откладывались в приречной зоне поймы в условиях прирусловой отмели. Спорово-пыльцевые спектры характеризуются содержанием пыльцы древесных пород до 70% с преобладанием пыльцы березы (38-42%) и высоким содержанием пыльцы ели (до 18%) ^[10]. Пачка аллювия в интервале 1,96-0,35 м. представленная светло-серым мелкозернистым песком с прослоями аллохтонного торфа. характеризуется высокой льдистостью (до 50%). Спорово-пыльцевые спектры - типично тундрового типа. характеризуются преобладанием пыльцы кустарничков и трав (до 58%). Литологические особенности горизонта и высокое содержание водорастворимых солей (до 0,22%). позволяют предположить. что седиментация отложений происходила в заливе. образовавшемся в результате подтопления.

Во льду наиболее широкой ледяной жилы в устье р.Тамбей отмечено очень высокое для тундровых палиноспектров содержание пыльцы древесных пород - от 48 до 72% (табл. 3, рис. 11, а), что очевидно отражает состав весеннего пыльцевого дождя времени формирования ледяных жил. Наблюдается и смена доминантов: при сравнительно низком содержании пыльцы древесных пород доминирует береза, при высоком- ель. Это скорее всего свидетельствует о непрерывном накоплении льда жилы в различных ландшафтно-фациальных условиях. Особенность палиноспектров заметное участие пыльцы ели, которая в больших количествах по воздуху не переносится, скорее можно предположить ее перенос водой. Пыльца ели хорошей сохранности не отличается по цвету, но ее изменения ее содержания коррелируют колебаниями содержания переотложенных дочетвертичных форм. Очевидно, что в ледяные жилы пыльца ели и дочетвертичные пыльца и спор попадали из одного источника. Основным источником переотложенных палиноморф служат на Ямале служат отложения морского и лагунно-морского генезиса ^[11]. Поскольку в интервале 0.15-1.6 м выделена пачка песков лагунно-морского генезиса, вероятнее всего основное тело ледяной жилы накопилось при осаждении лагунно-морских отложений при уровне Обской губы выше современного. И, таким образом, особенности палиноспектров повторно-жильных льдов в долине р. Тамбей объяснимы их формированием в условиях периодического подтопления водами Обской губы. Сравнение с субфоссильными палиноспектрами показало, что в период формирования повторно-жильных льдов растительность Ямала существенно отличалась от современной. Условия для роста деревьев были в тот период даже в пределах современных арктических тундр.

Сходная картина наблюдается в палиноспектрах повторно-жильных льдов толщи первой террасы о. Белый. Здесь также наблюдается абсолютное доминирование пыльцы древесных пород (Picea 3-12%, Pinus sibirica 3-22%, Betula sect. Albae 23-40%). Участие морских вод в формировании льда непосредственно подтверждено результатами определения химического состава льда. Соленость изученных повторно-жильных льдов в 5-8 раз выше, чем в современных сингенетических жилах, формирующихся там же на низкой лайде. Представленные материалы показывают, что. спорово-пыльцевые спектры можно использовать для оценки фациальной составляющей. Анализ состава палиноспектров повторно-жильных льдов на о.Белом (табл. 4, рис. 11, б) показал, что у палиноспектров два источника - весенний пыльцевой дождь, попадавший на снег и отложения, вмещающие жилы. Второй источник менее существенен, поскольку в повторно-жильном льду практически не отмечено переотложенных древних пыльцы и спор, которые характерны для вмещающих отложений изученных льдов. Палиноспектры однородны - вероятно, накопление изученного льда происходило в стабильных климатических условиях, и возможно, повторно-жильные льды сформировались достаточно быстро. То, что в повторно-жильные льды попадал весенний пыльцевой дождь, подтверждается тем, что в них преобладает легко переносимая ветром пыльца хвойных пород и берез, обычно преобладающая в данном районе весной ^[12] а также пыльца других анемофильных растений - полыни. маревых. злаков. Низкое содержание пыльцы карликовой березки и ольховника говорит о том, что, когда в более южных районах начиналось их пыление, талая вода уже не проникала в трещины, т.к. к этому времени они закрывались. По той же причине практически отсутствует и пыльца травянистых растений.

Таблица 3. Состав пыльцы и спор в повторно-жильных льдах в пойменных отложениях в долине р. Тамбей (%, в последней строке - экз/л)