Чукотский п-ов

shema   elgigitgin1
 
 
 
Широта: 67°30' с.ш.
Долгота: 172°04'48" в.д.
Площадь: 110 км2
Площадь водосбора: 163 км2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Озеро Эльгыгытгын расположено на севере Чукотки приблизительно в 100 км севернее полярного круга. Оно имеет практически округлую форму со средним диаметром 11 км и занимает юго-восточную часть метеоритного кратера диаметром 18 км, возраст которого оценивается в 3,6 млн. лет (Гуров, Гурова, 1981; Layer P., 2000).

 

Озеро представляет собой котловину с плоским дном и крутыми стенками до глубины 150 м, а затем слегка покатое дно плавно опускается до самой глубокой точки (170 м) в центре озера. Уровень воды озера составляет 492 м над уровнем моря. Озеро окружено холмами с абсолютными отметками 850–950 м. Около 50 ручьев впадают в озеро, все протяженностью менее 7 км.

 

Кратер Эльгыгытгын расположен в Анадырском плоскогорье, на водоразделе Арктического и Беринговоморского бассейнов. Этот водораздел совпадает с границей распространения арктической и субарктической растительности.

 

Температура воздуха в середине июля составляет 4–8°С, а в январе – от -32 до -36°С. Среднегодовое количество осадков около 200 мм/год, которые выпадают преимущественно в виде снега. Современная растительность в водосборном бассейне это тундра с преобладающим травяным покровом и редкими локальными участками низкого кустарника, большей частью ивняка. Граница лесной зоны находится в 150 км к юго-западу от бассейна.

 

Плиоцен-плейстоценовые аллювиальные отложения с включениями импактных пород обнажены в долине реки Энмываам. Они указывают на то, что кратер Элыгыгытгын был водным бассейном и никогда не покрывался ледниками со времени его образования (Глушкова, 1993; Белый, Райкевич, 1994; Glushkova et al. 1994). По крайней мере, с раннего плейстоцена на территории сформировалась вечная мерзлота (Kaplina, 1981; Glushkova, 2001; Heiser and Roush, 2001; Hubberten et al., 2004; Brigham-Grette, 2004).

 

Сегодня мощность многолетнемерзлых толщ достигает около 500 м. Склоновые процессы и флювиальная активность являются важными агентами эрозии, транспортировки и седиментации в регионе (Yershov, 1989).

 

В строении котловины озера Эльгыгытгын выделяется 4 озерных террасы:


35-40 м над уровнем озера – Средний Неоплейстоцен (МИС 6);
10 м над уровнем озера – Зырянское время (МИС 5.4 и 5.1);
10 м ниже уровня озера – Каргиское и Сартанское время (МИС 3 и 2);
3-5 м над уровнем озера – Ранний - Средний Голоцен (Федоров и др., 2008).

 

geomorfology.jpg

Геоморфологическая схема бассейна озера Эльгыгытгын (The Expedition El’gygytgyn..., 2005)

 

Полевыми наблюдениями (2000 и 2003 гг.) установлено, что в южной части озера древняя береговая линия погружена на глубину 11 м. В западной и северной частях водосборного бассейна шельф склоновых отложений погружается в озеро.

 

fakticheskii_material.jpg

№ керна год отбора керна  Координаты и характеристика керна глубина отбора, м мощность, м виды анализов
 PG 1351 1998   67°30,37′ с.ш., 172°08,24′в.д.  175 12,5
  • литология
  • геохимия
  • спорово-пыльцевой
  • диатомовый
  • оптиколюминисцентный
  • магнитная воспримчивость
  • радиоуглеродное датирование
 LZ 1024
2003  67°30,13′ с.ш., 172°06,46′ в.д.    16,2
  •  спорово-пыльцевой
  • диатомовый
  • геохимия
D3  

 67°29′04′′ с.ш., 171°56′40′′ в.д.

Скважина была пробурена в западной части кратера, примерно в 400 м от береговой линии озера.

  141,5 
  • литология
  • геохимия
  • спорово-пыльцевой
  • радиоуглеродное датирование
 
 Р1 2003

67°22′26′′ с.ш., 172°13′10′′ в.д.

находится примерно в 1,7 км к юго-востоку от озера и располагается на склоне юго-западной экспозиции с углами наклонов около 5°

   5
  • литология
  • геохимия
  • спорово-пыльцевой
  • радиоуглеродное датирование
 
Р2  2003

 67°32′50′′ с.ш., 172°07′31′′в.д.

располагается примерно в 100 м к северу от берега озера

   5
  • литология
  • геохимия
  • спорово-пыльцевой
  • радиоуглеродное датирование
Lz1027 2003  67°27,4′ с.ш., 172°11,01′′в.д. 10,5 2,23
  • литология
  • гранулометрия
  • геохимия
  • магнитная восприимчивость
  • физические св-ва
Lz1028 2003  67°27,38′ с.ш., 172°11,00′в.д.

8,2

2,53
  • литология
  • гранулометрия
  • геохимия
  • магнитная восприимчивость
  • физические св-ва
Lz1029 2003

 67°30,37′ с.ш., 172°08,24′в.д.

Скважина пробурена в том же месте, что и PG1351. Цель - получение непрерывного голоценового профиля и дополнительного материала для проведения анализов.

167,5

 
  • магнитная восприимчивость
  • физические св-ва
D 1 2009 скважина была пробурена в самом центре озера  (315-метровая толща донных осадков озера Эльгыгытгын). Кроме того, была пробурена метеоритная брекчия (200 м), подстилающая озерные осадки.  170 315
  • литология
  • гранулометрия
  • геохимия
  • магнитная восприимчивость
  • физические св-ва
  • спорово-пыльцевой
  • диатомовый
  • датирование

 

История изученности озера

История изученности озера кратко изложена в работах В.Ф.Белого (1982, 1993) и О.Ю.Глушковой (1993).


О существовании «нетающего» озера в глубине Анадырского плоскогорья было известно из рассказов местного населения уже с XVII в. Казаки – землепроходцы слышали от чукчей о существовании большого озера у истоков р. Анадырь. С тех пор на картах изображалось озеро под именем «Ивашки» или «Иоашки» (Некрасов, 1958, с. 360). Считалось, что озеро достигает диаметра 40 км, а посередине возвышается остров, круглый год покрытый снегом. Сами чукчи называли это озеро «Эльгыгытхын» - «нетающее озеро». К началу XX века, из-за отсутствия экспедиционных доказательств о существовании «Ивашкина озера», оно было вычеркнуто с большинства карт (там же).


Первым исследователем и первооткрывателем впадины оз. Эльгыгыгытгын был С.В.Обручев. 14 августа 1933 года он провел аэровизуальные наблюдения с самолета в районе озера и нанес его на карту под чукотским названием "Эльгытхын". В 1934 году в Чаунском районе были проведены исследования Западно-Чукотской экспедицией под руководством С.В. Обручева, а в феврале 1935 г. С.В. Обручев провел первые геологические маршруты на побережье (Обручев, 1934, 1938). В результате чего, совместно с В.Г. Дитмаром, была составлена схематическая геологическая карта масштаба 1: 1 000 000, на которой были показаны меловые и кайнозойские вулканогенные образования. Затрагивая вопрос о происхождении озерной котловины С.В. Обручев высказал предположение, что озеро могло образоваться в результате газового взрыва (Обручев, 1938).


В конце 40-х - начале 50-х годов на оз. Эльгыгытгын проводили исследования начальник Анадырской мерзлотной станции В.М.Пономарев и географ П.Г. Стеценко, которыми были произведены первые замеры глубин, измерена температура, взяты пробы воды.


В апреле-июне 1955 г. на озеро был отправлен отряд Анадырской мерзлотной станции под руководством И.А.Некрасова (1958, 1963). Во время работ на озере, рабочим Л.Д. Бубенцовым были обнаружены остатки первобытной стоянки (50 прекрасно сохранившихся предметов, в основном наконечники стрел и скребки, изготовленные из ороговикованного сланца методом отжимной ретуши). Особый интерес представили метеорологические наблюдения, проводившиеся непрерывно в течение 80 суток. Была проведена съемка береговой линии озера и измерены его глубины по всей акватории. Отобраны многочисленные образцы горных пород из скважин и обнажений, образцы донных отложений озера, пробы планктона, контрольные пробы озерной воды. И.А. Некрасовым было высказано предположение о наличии на поверхности нагорной равнины, обрамляющей озеро, трех озерных террас и сделан вывод о значительно больших размерах озера в прошлом. И.А. Некрасов и П.А. Раудонис (1963) высказали предположение о возможности метеоритного происхождения впадины оз. Эльгыгытгын, хотя каких-либо признаков ударного метаморфизма в это время обнаружено не было.


В 1956 г. К.В. Паракецовым и В.Ф. Белым в районе озера была проведена мелкомасштабная геологическая съемка и разработаны основы стратиграфии и структурного районирования территории. Изучение условий залегания вулканогенных пород на склонах восточного и юго-восточного обрамления озера, которые были разделены на 4 свиты, обнаружение явлений опускания (проваливания), позволили им рассматривать впадину озера, как неотектоническую структуру обрушения.


В 1960 году И.П. Васецким для территории листа Q-59 была составлена Государственная геологическая карта масштаба 1:1 000 000.


В 1961 году под руководством А.А. Ворошилова выполнена аэромагнитная съемка масштаба 1:200 000. По резкой смене напряженности полей зафиксированы отдельные разломы, установлены границы вулканоструктур и их частей.


В 1970 году Б.А. Редькиным на данной территории проведена гравиметрическая съемка масштаба 1:1 000 000. По сменам гравиметрического поля отдешифрированы глубинные разломы, разграничивающие блоки фундамента с различными глубинами залегания.


Среднемасштабная геологическая съемка, проведенная во второй половине 60-х годов под руководством В.Г. Желтовского и Ф.Б. Раевского, позволила более детально расчленить меловые вулканогенные и рыхлые четвертичные образования. Были выделены каленьмуваамская, пыкарваамская, вороньинская свиты, мильгувеемская толща. В отложениях, отнесенных к четвертичной системе, по генезису выделены речные, озерно-речные, озерные, делювиально-солифлюкционные, делювиальные и элювиальные образования. Отложения сильно разрушенных эрозией речных террас высотой 60-70 м в долинах рр. Юрумкувеем и Бол. Пыкарваам по заключению палинолога Г.Р. Казаковой сформированы в эпоху первого среднечетвертичного межледниковья. Нижние части этих террас, также как и террас высотой до 140 м, являются более древними, скорее всего раннечетвертичными. Среди верхнечетвертичных отложений выделены речные, слагающие террасы высотой 15-25 м, и озерные отложения.


В 70-х годах появились работы (Dietz, McHone, 1976; Pike, 1977) в которых на основании изучения морфологии впадины оз. Эльгыгытгын, дешифрирования космических снимков была высказана гипотеза о метеоритном происхождении котловины. Аргументом в пользу этого высказывания послужили: неоспоримое свидетельство молодого возраста структуры, отчетливо выделяющейся на КС; треугольная форма поля развития тектитов, направленная одним из острых углов в сторону кратера; отсутствие крупных кратеров вблизи. Эти исследователи оценили возраст кратера в 1 млн. лет и выдвинули гипотезу об этой структуре как возможном источнике австрало-азиатских тектитов.


В 1977-78 гг. были впервые получены доказательства космогенного происхождения озерной котловины. Во время проведения экспедиции Института геологических наук АН УССР под руководством Е.П. Гурова (Гуров, Вальтер и др., 1978; Гуров, Гурова, Ракицкая, 1979; Гуров, Гурова, Рябенко, 1980; Гуров, Гурова, 1981), а также экспедиции 1978-1979 гг., организованной Комитетом по метеоритам АН СССР и МГУ под руководством В.И.Фельдмана (1980), были обнаружены импактиты и ударно-метаморфизованные породы. Впервые для вулканитов была разработана схема ступеней ударного метаморфизма в зависимости от давления, в породах были диагностированы высокобарические фазы кремнезема, проведено изучение импактитов, их геохимического состава и свойств. Были сделаны расчеты глубины кратера при принятом диаметре 17 км. Без учета центрального поднятия, которое обычно возникает у земных кратеров, его глубина должна была бы составлять 1300 м. При наличии центрального поднятия она должна быть 850 м. Е.П. Гуровым (Гуров, Гурова 1981) были также проведены расчеты мощности выбросов на различном удалении от центра кратера. При радиусе 8,5 км она должна была составлять 300 м, на расстоянии 17 км - 30 м, на расстоянии 34 км - 3 м. Также было проведено определение возраста кратера. Ф.И. Котловской в институте геохимии и физики минералов АН УССР калий-аргоновым методом по трем образцам стекловатых импактитов получена дата 3,5 ± 0,5 млн. лет. Результаты этих исследований изложены в многочисленных публикациях Е.П. Гурова, Е.П. Гуровой, А.А. Вальтера, А.И. Серебрянникова, В.А. Рябенко, В.И. Фельдмана, Л.Б. Грановского, И.Г. Наумовой, Н.Н. Никишиной, Т.В. Селивановской, И.Г. Капустиной, Н.Н. Коротаевой, А.Т. Базилевского, Д.П. Деменко, Р.Б. Ракитской, Г.М. Колесова Л.А. Кудиновой, А.И. Райхлина, Н.Б. Решетняка, А.Д. Кирикова, В.С. Козлова и др.


В 1982 году появилась работа В. Ф. Белого (Белый, 1982) с анализом представлений о строении и происхождении впадины оз. Эльгыгытгын. В этой работе В.Ф. Белый утверждает, что впадина является геологической структурой новейшего этапа развития Центральной Чукотки.


В последующие годы на оз. Эльгыгытгын проводила работы целая серия экспедиций, в основном, биологического назначения. Некоторые данные изложены в (Природа..., 1993). Был изучен растительный и животный мир в окрестностях озера, уточнен видовой состав рыбы, населяющей его. Ю.П. Кожевниковым (там же) были охарактеризованы ландшафтно-экологические подразделения района оз. Эльгыгытгын. Установлено, что во флоре присутствуют около 100 редких видов растений, среди которых преобладают циркумполярные арктоальпийские. Присутствие реликтовых континентальных видов при преобладании океанических свидетельствуют об усилении океаничности климата в районе озера. И.В. Дорогим (там же) выявлен 61 вид птиц, часть из которых выявлена впервые. И.А.Черешнев и М.Б.Скопец (там же) во время экспедиционных работ провели изучение гольцовых рыб, описали их внешнюю морфологию, биологические параметры популяции. В.Г. Харитонов (там же) установил, что флора диатомовых характеризуется древними и своеобразными чертами и сравнима с флорой оз. Байкал. Она включает 309 таксонов видового и подвидового ранга, большое число эндемиков, характеризующихся длительным обособленным развитием.


В 1991 В.Ф. Белым, О.Ю. Глушковой, М.И. Райкевичем были проведены геоморфологические наблюдения и отобран ряд образцов импактитов из точек, установленных ранее Е.П. Гуровым. О.Ю. Глушковой были изучены многочисленные разрезы рыхлых склоновых отложений, аллювиальных и озерных террас в окрестностях озера Эльгыгытгын и в верхнем течении р. Энмываам. Ею обнаружен в аллювиальных отложениях плиоценовых террас р. Энмываам (25-35 км к югу от озера Эльгыгытгын) высотой 18-35 м своеобразный горизонт, насыщенный импактными породами. Изучены мощные горизонты коры выветривания по игнимбритам, базальтам и туфам. Получены первые радиоуглеродные даты, указывающие на время накопления 1 надпойменной террасы р. Энмываам, коррелятной с 1 озерной террасой оз. Эльгыгытгын и покровных отложений на склонах кратера. Под руководством В.Ф. Белого полевые исследования в окрестностях озера Эльгыгытгын проводились также в 1993 году. Результаты по стратиграфии рыхлых отложений изложены в работах (Глушкова, 1993; Glushkova, Lozhkin, Solomatkina, 1994; 1995; Белый, Белая, Райкевич, 1994).


В.Ф.Белым и М.И. Райкевичем предложено систематическое описание геологического строения и состава импактных горных пород, высказано предположение, что импактогенез имел длительную историю в течение плиоцена и связывается с газовыми взрывами (Белый, Райкевич 1994; Белый, Белая, Райкевич, 1994).

С 1998 года озеро становится объектом изучения в рамках нескольких международных программ, таких, как «Кратер озера Эльгыгытгын и палеоклимат Арктики», «Глубокое бурение озера Эльгыгытгын», «Палеоклимат озера Эльгыгытгын».


В рамках международного сотрудничества на озере был проведён ряд экспедиций (1998, 2000, 2003, 2008, 2009, 2011 гг.). С российской стороны в них активно участвовали сотрудники Арктического и Антарктического научно-исследовательского института, Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института.


В результате полевых работ в апреле-мае 1998 года, было отобрано около 12,5 м осадков в скважине 1351-1 и 4 м в скважине 1351-2 с глубины 175 м в центральной части озера. Извлеченные вкладыши с керном распиливались на три части, герметично консервировались и хранились в специальном обогреваемом контейнере при температуре 0-5 градусов.


Затем образцы были доставлены в Германию в Институт полярных и морских исследований, где летом 1998 г. вкладыши были вскрыты, проведено документирование керна и разделение его на различные виды анализов. Над образцами, полученными из скважины PG 1351, были проведены следующие виды анализов:

1. литостратиграфические, включающие минералогический анализ (Asikainen et al, 2007), изучение аутигенных минералов (Глушкова и др., 1999), гранулометрический анализ (Asikainen et al., 2007), органическая (Melles et al., 2007) и неорганическая (Minyuk et al., 2007) геохимия;

2. биостратиграфические, включающие палинологический (Lozhkin et al., 2007) и диатомовый (Cherepanova et al., 2007) анализы;

3. хроностратиграфические, включающие оптико-люминесцентный анализ (Forman et al., 2006), изучение магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности (Nowaczyk et al., 2002; Nowaczyk et al., 2007).


В результате вышеназванного комплекса исследований была построена модель климатических изменений, запечатлённых в 13 м донных отложений, отражающая последние 250 тыс. лет. В рамках международной экспедиции 2000 года в центральной части озера было отобрано 4 колонки, мощностью от 30 до 43 см, соответствующих временному интервалу 6-7 тыс лет. Кроме того, было еще отобрано 9 гравитационных колонок мощностью 11-24 см с глубины 52-169 м. Для этих колонок был проведен диатомовый, минералогический и литологический анализ. Кроме того, были проведены гидрологические и сейсмостратиграфические исследования, а также установлено несколько метеостанций по периферии озера (Nolan et al., 2007).


Во время экспедиции 2003 года исследовалась прибрежная мелководная зона озера, также были проведены сейсмостратиграфические и батиметрические исследования, дополнившие сейсмические данные, полученные в 2000 году. Были отобраны пробы озёрной воды и снега (Bregham-Grette at al., 2007), проведены геоморфологические и геокриологические исследования. Недалеко от места отбора керна PG 1351 была отобрана еще одна колонка донных отложений (Lz 1024) мощностью 16,2 м. Результаты ее исследования показали высокую степень корреляции с результатами предыдущих исследований. В этом же году были получены керны из двух мелких пятиметровых скважин (Р1 и Р2) в различных частях кратера. Р1 находится примерно в 1,7 км к юго-востоку от озера и располагается на склоне юго-западной экспозиции с углами наклонов около 5°. Р2 располагается примерно в 100 м к северу от берега озера. В результате исследования этих кернов уже получены существенные результаты о развитии природной среды района в голоцене.


Также в 2003 г. были отобраны еще 2 колонки донных отложений Lz1027 и Lz1028 из южной части озера с глубины 8-10 м (The expedition…, 2003). Мощность кернов составляет 220 и 250 см соответственно. Кроме литологического описания, эти керны были подвергнуты также гранулометрическому и различным геохимическим анализам.


В рамках международного проекта «Глубокое бурение озера Эльгыгытгын» зимой 2008 года был получен керн многолетнемерзлых пород из скважины D3 в кратере озера Эльгыгытгын длиной 141,5 м, исследование которого позволит ответить на многие вопросы истории развития мерзлоты и природной среды в целом. Скважина была пробурена в западной части кратера, примерно в 400 м от береговой линии озера.


В 2009 г. в рамках реализации того же проекта в самом центре озера была пробурена 315-метровая толща донных осадков озера Эльгыгытгын (СКВ. D1). Кроме того, была даже пробурена метеоритная брекчия, подстилающая озерные осадки (Wennrich et al., 2010).


В настоящее время ещё продолжается исследование керна из скв.  D1.


 

Некрасов И.А. Экспедиция на озеро Эльгытхын // Проблемы Севера, вып. 1, 1958

Некрасов И.А. Ледяной покров озера Эльгытхын // Записки Чукотского краеведческого музея. Вып. 3, 1962

 

batim elgagitgin1 

S зеркала озера - 110 км2

S водосбора -  183 км2

Макс. глубина - 175 м

Н уреза воды -  492,4 м н.у.м.

 (The Expedition El’gygytgyn Lake 2003 (Siberian Arctic) // Ber. Polarforsch. Meeresforsch.509. 2005)

 

Nolan, M., Brigham-Grette, J., Basic hydrology, limnology, and meteorology of modern Lake El'gygytgyn, Siberia. Journal of Paleolimnology, 37, P. 17 - 35. 2007.

 

Колонки донных отложений Lz1027 и Lz1028 исследовались на содержание воды, плотности или удельного веса осадка и магнитной восприимчивости.


Колонка Lz1027, отобранная с более низкой террасы, практически полностью сложена мелким и крупным гравием средней окатанности с грубозернистым песком и прослоями и линзами торфа (глубина 206-22 см). По результатам ситового метода основной составляющей осадка на указанной глубине является гравий от 10% до 55% и песок разнозернистый до 60%. В основном песок представлен мелкозернистой фракцией. Встречаются редкие мелкие и средние (1-2 см, редко 3 см) хорошо окатанные гальки. Мелкозернистая фракция представлена алевритом и пелитом с общим содержанием до 20%. На глубинах 140 см и 50 см, отмечается низкое содержание грубозернистого осадка, что связано с совпадением отбора образцов с линзами и прослоями торфа и не является показателем гранулометрического состава. В целом в интервале 206-22 см наблюдается равномерное увеличение грубозернистой фракции с максимумом на 26 см. Отобранный осадок не позволяет определить характер слоистости. Однако, размер фракции может говорить, что аккумуляция проходила в пляжевых условиях. Наличие в толще гравия субгоризонталных in situ слоев торфа (на глубинах 52 и 41 см) подтверждает субаэральность условий осадконакопления. Органические прослои на глубинах 206-80 см, часто представлены органическим детритом. Такие намывные органические прослои образуются в мелководной литоральной зоне осадконакопления. Верхний контакт гравийной толщи резкий по смене гранулометрического состава.

 

С глубины 22 см до поверхности осадок представлен монотонным мелкозернистым до алеврита песком с линзами мелкого гравия. Содержание мелкого гравия до 15%, песка до 65% и алевритов до 55% в образце №1. Верхние 2-3 см насыщены органическим детритом. Резкое изменения гранулометрического состава от гравия к песку мелкозернистому до алевритового, говорит о подъеме уровня озера и глубоководной седиментации. Однородность осадков может свидетельствовать о стабильности уровня озера в указанный этап осадконакопления.

 

 

 Результаты гранулометрического анализа для керна Lz1027

Sample №№

   

Grain size, %

   

>10mm

>1mm

>0,5mm

>0,2mm

>0.06mm

<0.06mm

1 (0-2cm)

0,000

4,253

1,020

3,731

36,232

53,470

2 (10-12cm)

0,000

15,411

2,253

10,667

64,118

6,650

3 (24-26cm)

0,000

76,507

1,824

2,125

17,068

2,399

4 (29-31cm)

2,201

68,935

2,401

2,644

20,797

2,783

5 (39-41cm)

4,628

58,438

2,474

2,336

23,422

8,190

6 (53-55cm)

0,000

18,483

2,129

3,478

57,245

17,581

7 (79-81cm)

0,000

38,504

3,177

3,548

43,889

10,200

8 (100-102cm)

3,032

52,634

7,417

3,629

29,455

3,187

9 (115-117cm)

0,000

48,519

5,530

5,882

36,865

2,658

10 (127-129cm)

0,000

41,335

7,703

7,386

36,725

6,042

11 (139-141cm)

0,000

5,815

3,027

5,844

62,248

20,038

12 (155-157cm)

0,000

36,613

14,532

7,975

34,972

5,368

13 (174-175cm)

0,000

32,488

5,409

14,281

44,065

3,003

14 (189-191cm)

0,000

32,318

2,674

3,856

41,676

18,890

15 (204-206cm)

0,000

26,712

2,345

4,606

41,728

23,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Литология, гранулометрия,магнитная восприимчивость и физические свойства пород из колонки 1027 (Juschus et al., 2011).

 

image002   

Исходя из литологических характеристик осадков, исследуемые колонки донных отложений можно разделить на этапы формирования в порядке от древнего к современному.

для колонки Lz1027, выделяется 2 основных этапа:

 

206-21 см - этап I, происходивший в пляжевых условиях


21-0 см - этап II, соответствующий глубоководному осадконакоплению


·


 


 Физические свойства керна Lz1027

 

Sample №№

density, g/cm3

water content, %

1 (0-2cm)

2,526399

44,336

2 (10-12cm)

 

23,703

3 (24-26cm)

2,695159

13,349

4 (29-31cm)

 

13,531

5 (39-41cm)

2,602129

23,079

6 (53-55cm)

 

26,715

7 (79-81cm)

2,669672

21,992

8 (100-102cm)

 

14,658

9 (115-117cm)

2,721909

16,579

10 (127-129cm)

 

22,002

11 (139-141cm)

2,660125

33,584

12 (155-157cm)

 

17,082

13 (174-175cm)

2,727256

18,803

14 (189-191cm)

 

24,995

15 (204-206cm)

2,651265

24,435

По данным о содержании влаги в образцах из колонки Lz1027, возможно выделить два интервала с наименьшим процентным содержанием и наибольшим – 206 - 20 см и 20 - 0 см соответственно. На первом интервале содержание влаги колеблется от 15% до 32%. Резкое увеличение влаги в осадках до 32% на глубине 140 см и до 26% на глубинах от 50 до 40 см связано с прослоями торфа и органического детрита, что объясняется их высокими гигроскопическими свойствами. С глубины 20 см наблюдается рост содержания влаги от 15% до 45%.


В целом, показатель удельного веса соответствует группе легких минералов, а именно от полевых шпатов до кварца. Значения колеблются от 2,55 г\см3 до 2,73 г\см3. В группу также входит кальцит, но его, как показали анализы, в отложениях не выявлено. По результатам исследования удельного веса образцов выделяются три интервала. На интервале от 206 см до 120 см ход кривой «неспокойный», значения варьируют от 2,6 до 2,73 г\см3. На следующем интервале (от 120 см до 30 см) значения плавно убывают от максимальных для этого керна до минимального – 2,55 г\см3. На интервале 26 см - 0 см наблюдается резкий подъем значений до 2,7 г\см3 и постепенный спад до 2,55 г\см3.


Распределение значений магнитной восприимчивости в колонке Lz1027, повторяет ход кривой по данным о плотности осадка. Выделяется интервал 206-130 см, как интервал с наименьшими значениями. На глубинах от 130 см до 30 см происходит равномерное уменьшение показателей, после чего следует увеличение и новый спад на глубинах 30-0 см. 

 

 


 

 

Результаты гранулометрического анализа для керна Lz1028

 

Sample №№

Grain size, %

>10mm

>1mm

>0,5mm

>0,25mm

>0.1mm

>0.063mm

<0.063mm

16 (0-2cm)

0,000

0,000

0,544

3,924

5,318

75,210

14,530

17 (7-9cm)

0,000

1,627

1,907

5,535

27,661

6,909

51,640

18 (9-11cm)

0,000

11,982

6,814

5,641

44,956

8,537

19,875

19 (15-17cm)

0,000

50,999

24,114

8,017

9,830

1,721

4,013

20 (23-25cm)

0,000

9,472

3,207

6,506

24,968

11,047

41,594

21 (28,5-30,5)

0,000

0,533

1,066

4,763

33,811

13,191

43,971

22 (33-35cm)

0,000

3,387

3,049

3,997

53,733

10,046

24,592

23 (40,5-41,5)

0,000

29,365

7,518

7,817

31,787

8,226

14,250

24 (45-47cm)

0,000

3,081

2,015

3,129

56,767

15,193

18,772

25 (52-54cm)

0,000

4,880

5,892

9,315

59,216

6,956

12,926

26 (59-61cm)

0,000

1,927

4,129

6,957

69,382

7,432

9,359

27 (66-68cm)

0,000

4,631

4,551

8,743

71,032

3,944

5,829

28 (68-70cm)

0,000

3,623

2,544

5,253

74,553

5,600

7,458

29 (78-80cm)

0,000

5,072

3,165

5,657

63,244

10,191

11,706

30 (88-90cm)

0,000

2,732

3,977

6,382

70,115

6,898

9,122

31 (90-98cm)

0,000

5,876

5,280

7,625

69,121

4,733

6,524

32 (108-110cm)

0,000

3,344

7,821

10,087

66,953

4,307

6,485

33 (118-120cm)

0,000

24,466

21,568

12,519

30,576

3,991

5,862

34 (128-130cm)

0,000

4,755

3,078

2,819

72,391

7,342

8,689

35 (140-142cm)

0,000

6,400

4,084

5,461

69,457

5,523

8,668

36 (148-150cm)

0,000

6,902

3,606

6,921

70,725

4,934

6,008

37 (155-157cm)

0,000

0,301

0,984

3,944

86,316

2,714

4,826

38 (163-165cm)

0,000

1,016

1,760

5,494

68,754

8,824

12,483

39 (173-175cm)

0,000

0,353

0,761

3,442

83,047

4,893

6,704

40 (183-185cm)

0,000

1,935

1,187

2,545

73,060

10,056

10,679

41 (193-195cm)

0,000

1,656

2,979

5,697

76,891

5,527

6,255

42 (200-201cm)

0,000

1,094

1,801

2,488

30,259

20,652

40,489

43 (201-202cm)

0,000

1,607

2,770

6,197

38,761

12,762

33,665

44 (202-203cm)

0,000

0,676

0,870

2,647

48,367

12,908

31,923

45 (203-204cm)

0,000

1,406

0,759

2,946

43,192

16,719

32,969

46 (204-205cm)

0,000

0,423

1,209

4,394

38,520

17,900

35,114

47 (205-206cm)

0,000

1,017

2,635

7,433

32,784

17,359

36,064

48 (206-207cm)

0,000

2,109

1,845

5,764

37,241

14,921

35,659

49 (207-208cm)

0,000

2,071

1,661

5,002

32,575

19,004

37,269

50 (208-209cm)

0,000

2,420

5,658

10,753

36,554

16,104

25,239

51 (209-210cm)

0,000

20,535

3,605

5,910

26,538

13,492

24,940

52 (210-211cm)

0,000

33,513

3,145

5,938

23,985

10,960

19,033

53 (211-213cm)

62,547

13,018

1,418

2,839

10,802

2,538

6,144

54 (213-215cm)

15,873

21,081

6,095

10,974

26,581

5,354

12,627

55 (215-217cm)

0,000

22,206

3,753

9,353

35,333

6,052

21,590

56 (217-219cm)

0,000

4,931

1,457

5,639

40,044

8,943

38,367

57 (219-221cm)

0,000

2,164

1,813

8,493

52,901

8,528

24,918

58 (221-223cm)

0,000

1,444

1,161

4,775

53,988

9,030

27,998

59 (223-225cm)

0,000

0,615

0,235

2,641

37,350

7,441

50,050

60 (225-226cm)

0,000

0,403

0,280

0,928

16,608

8,138

70,686

61 (226-227cm)

0,000

1,071

0,643

1,649

18,569

8,310

64,232

62 (227-229cm)

0,000

3,535

2,547

10,445

33,174

7,077

41,748

63 (229-231cm)

0,000

1,681

1,469

6,977

23,367

7,055

56,649

64 (231-232cm)

0,000

0,000

1,790

6,747

14,492

7,952

61,308

65 (232-233cm)

0,000

0,421

0,976

5,603

18,997

7,101

63,099

66 (233-234cm)

0,000

0,000

0,770

6,029

19,318

6,721

62,571

67 (234-235cm)

0,000

0,306

0,988

3,230

11,444

6,975

73,855

68 (235-236cm)

0,000

4,921

0,750

2,086

7,218

6,960

77,267

69 (236-237cm)

0,000

1,286

1,024

1,596

8,621

7,145

76,256

70 (237-238cm)

0,000

2,032

1,269

1,564

13,773

6,849

72,568

 


 

 

 Физические свойства керна Lz1028

 

Sample №№

density, g/cm3

water content, %

16 (0-2cm)

2,7245

25,1580

17 (7-9cm)

 

24,4300

18 (9-11cm)

2,7197

18,7410

19 (15-17cm)

 

13,6190

20 (23-25cm)

2,7783

24,0360

21 (28,5-30,5)

 

22,2280

22 (33-35cm)

2,7305

18,9450

23 (40,5-41,5)

 

12,9920

24 (45-47cm)

 

25,0130

25 (52-54cm)

2,7289

20,4650

26 (59-61cm)

 

21,2350

27 (66-68cm)

 

20,5350

28 (68-70cm)

2,7222

21,9660

29 (78-80cm)

 

21,2940

30 (88-90cm)

 

21,2270

31 (90-98cm)

2,7086

20,8110

32 (108-110cm)

 

20,4880

33 (118-120cm)

 

16,2760

34 (128-130cm)

2,7228

20,9630

35 (140-142cm)

2,7324

20,6020

36 (148-150cm)

 

23,5660

37 (155-157cm)

2,6266

24,1090

38 (163-165cm)

 

26,8450

39 (173-175cm)

 

25,0750

40 (183-185cm)

2,6395

22,0300

41 (193-195cm)

 

23,1090

42 (200-201cm)

2,6675

24,6600

43 (201-202cm)

 

27,8360

44 (202-203cm)

2,6852

23,4280

45 (203-204cm)

 

21,8860

46 (204-205cm)

2,6863

21,6610

47 (205-206cm)

 

22,2490

48 (206-207cm)

2,6824

21,1760

49 (207-208cm)

 

20,6610

50 (208-209cm)

2,5999

19,4900

51 (209-210cm)

 

19,8710

52 (210-211cm)

2,6151

18,8250

53 (211-213cm)

 

12,5350

54 (213-215cm)

2,6491

17,6220

55 (215-217cm)

 

17,4460

56 (217-219cm)

2,6456

18,1970

57 (219-221cm)

 

19,7870

58 (221-223cm)

2,6756

20,7360

59 (223-225cm)

 

22,2170

60 (225-226cm)

 

23,5310

61 (226-227cm)

2,7299

21,5460

62 (227-229cm)

 

20,1270

63 (229-231cm)

2,7224

18,2720

64 (231-232cm)

2,7563

16,5850

65 (232-233cm)

 

16,6190

66 (233-234cm)

2,7596

16,7330

67 (234-235cm)

 

16,8010

68 (235-236cm)

2,7697

16,8130

69 (236-237cm)

 

16,2820

70 (237-238cm)

2,7719

15,3

Литология, гранулометрия, магнитная восприимчивость и физические свойства пород из колонки 1028 (по Juschus et al., 2011).

 

image004

 

Для осадков колонки донных отложений Lz1028 измеренное содержание влаги, практически не изменяется по мощности (см. рис. и табл.). Возможно выделить участок 238-200 см, на котором происходит увеличение содержания влаги от 18% до 27%. Вышележащие отложения характеризуются высоким для этого керна содержанием влаги, колеблющимся от 14 до 28%. Минимальные значения приурочены к прослоям гравия на глубинах 118-120 см, 40-41 см и 15-17 см.

 


Плотность осадка варьирует от 2,6 г\см3 до 2,8 г\см3. Минимальные значения измерены на интервале 238-140 см. Вышележащим отложениям соответствуют максимальные значения и значительных изменений не наблюдается.

 


На кривой изменения магнитной восприимчивости, выделяются три основных интервала. На глубинах 238-120 см значения варьируют от 10x10-6 до 400. Минимальные показатели приурочены к прослоям и линзам гравия с включениями галек (глубины: 210-205 см, 147-145 см и 130-125 см). На следующем, выделяемом интервале (120-25 см), в целом, наблюдаются сравнительно высокие показатели магнитной восприимчивости, достигающие максимума 460x10-6 на глубине 117 см. На завершающем колонку интервале (25-0 см) значения минимальны для всего керна.

 

 

 

Колонка Lz1028 имеет более разнообразную историю формирования. Нижний интервал 238-195 см представлен плотными темно серыми глинами с редкими тонкими прослоями песка мелкозернистого и алевритового. Процентное содержание мелкозернистой и пелитовой фракции уменьшается от 80% до 20% (на глубине 195 см) и замещаются песком мелкозернистым. Отмечается незначительное содержание гравия. На глубинах 200-195 см идет плавный по составу переход к песку мелкозернистому. На глубинах 221-211 см наблюдается линзовидные прослои песка и гравия, а также включение гальки 3x5см плохой окатаности. Нахождение этих слоев осложняет возможность трактовать интервал как глубоководную фацию осадконакопления. Для объяснения появления грубозернистого материала на фоне пелитового можно предположить активную эрозионную деятельность, в данный этап осадконакопления. В весеннее половодье грубозернистый материал выносился на поверхность льда озера, а затем осаждался на дно озера при стаивании.

Затем, после плавного перехода, верх по колонке (200-30 см) залегают пески от мелко зернистых до среднезернистых, причем размерность увеличивается снизу-вверх. Содержание мелкозернистого песка убывает от 80% до 55%, замещаясь средне и грубозернистыми песками и гравием. Содержание гравия увеличивается от 0 до 5%. В песках встречаются тонкие (менее 1 см) линзовидные прослои органического детрита (на глубинах 195 см и 165-160 см), алевритовые горизонтальные слойки (на глубине 80 см), линзы гравия (на глубинах 118-120 см 40 см) и включения галек средней окатанности до 2 см по длинной оси. Содержание алевритов и глин в интервале колеблется незначительно – от 15% до 25%. Плавное увеличение гранулометрического состава толщи снизу-вверх говорит постепенном падении уровня озера. В рассматриваемом горизонте происходила смена глубоководной фации осадконакопления на мелководную. Перечисление прослои и включения образовывались в результате размыва неоднородных отложений в прибрежной зоне, а также с ледовым переносом материала и осаждении его.


На глубине 30,5 см находится резкий по изменению гранулометрического состава, неровный эрозионный контакт. Пески средне- и грубозернистые перекрываются глинистыми алевритами. Процентное содержание мелкозернистого песка убывает с 30% до 10% и замещается алевритами и пелитами с 60% до 90%. На контакте глины более опесчаненые и содержат мелкую (1 см) окатанную гальку. Галька залегает субгоризонтально. Мощность глинистого горизонта 11 см. Цвет глины темно серый. Над глиной залегает гравийный слой мощностью 15 см, после чего в разрезе появляется алеврит глинистый (мощностью 10 см) охристого цвета. Верхний контакт с мелкозернистыми песками деформирован. Мощность вышележащих песков 5-9 см.


Накопление описанного горизонта на интервале глубин (30,5-0см) происходило, по-видимому, в условиях глубоководной седиментации, при резком увеличении уровня водоема и размыве озерными водами прибрежных форм рельефа, благодаря чему мы видим грубозернистые линзы на фоне глин различного цвета. Деформация на глубине 10-5 см, видимо, связана с бурением.


Также можно предположить, что данный интервал накапливался при различных уровнях озера. В таком случае, участок осадка от 30,5 см до 9-5 см принадлежит к более высокому уровню водоема, а песчаный горизонт, завершающий колонку - к более низкому.


Исходя из литологических характеристик осадков, исследуемые колонки донных отложений можно разделить на этапы формирования в порядке от древнего к современному.

Для колонки Lz1028 выделяется три этапа, а также эрозионный контакт:


· 238-200 см - этап III, глубоководное осадконакопление с активным участием явления дропстоунов


· 200-30,5 см - этап II, постепенный переход от глубоководного осадконакоплению к мелководному


· эрозионный контакт


· 30,5-0 см - этап I, осадконакопление в глубоководных условиях.

 

 


 

 

Литологическое описание колонки донных отложений РG 1351 (Палеоклиматические…, 1999)


Цвет отложений определялся визуально по шкале цвета, разработанной для почв (Munsell soil color charts, 1992).


Пачка I. Глубина 0-106 см. Массивный, серый (5Y – 6/1, 5/1), реже темно-серый (5Y – 4/1) ил, с редкими тонкими (первые мм) песчано-алевритовыми слойками. На глубине 73-75 см отмечен более плотный ил оливково-серого цвета (5Y – 4/2). На глубине 100 см - тонкое чередование песчаных и алевритистых слойков темно-серого (5Y – 4/1), оливково-серого (5Y – 4/2) цвета. Осадки верхний части пачки 0-60 см сильно обводнены. Ил в кровле пачки имеет бурый цвет, вызванный ожелезнением.


Пачка II. Глубина 106-155 см. Преимущественно тонкослоистая, пятнистая толща. Слоистость подчеркнута более глинистым материалом, более темным (5Y – 3/1). Содержание темных включений достигает до 10%. В верхней части (10 см) цвет ила серый (5Y – 5/1), который сменяется на оливково-серый (5Y – 5/2, 4/2), темнооливково-серый (5Y – 3/2), оливковый (5Y – 4/3 – 4/4). На глубине 127,5 – 129,0- более светлый оливково-серый (5Y – 5/2) прослой ила, массивной, непятнистой текстуры. В основании прослоя содержание густо темно-серого (5Y – 3/1) глинистого материала достигает 20-25%. Нижняя граница пачки нерезкая, пятнистость ее к основанию уменьшается, слоистость становится неясновыраженной.


Пачка III. Глубина 155-263 см. Пачка представлена в основном массивными, не слоистыми, преимущественно оливково-серыми (5Y – 4/2, 5/2, 5/1) песчано-глинистыми илами, алевритами с редкими прослоями более светлых или более темных илов. В верхней части толщи, глубина 155-165 см, ил темно-серый (5Y – 4/1) с редкими включениями темного глинистого материала, на глубине 170-182 см ил оливково-серый (5Y – 5/2), темно-серый (5Y – 4/1) с включениями вивианитовых конкреций. На глубине 183-185 см отмечен более светлый (5Y – 5/1 – 6/1) прослой пятнистого алеврита, на глубине 197-208 см ил с тонкой, неясновыраженной слоистостью. На глубине 227-227,5 см темно-оливково-серый (5Y – 3/2) прослой плотных глинистых стяжений. На глубине 239,5-240,0 см прослой тонкозернистого илистого песка серо-коричневого цвета (5Y – 4/2).


Пачка IV. Глубина 263-323 см. Ил серый (5Y – 5/1), темно-серый (5Y – 4/1), темно-серый (5Y – 3/1), с ясно выраженной, реже неясно выраженной тонкой слоистостью. На глубине 307-310 см – неслоистый ил оливково-серого цвета (5Y – 4/2). На глубине 318-319 см - серый (5Y – 5/1) ил.


Пачка V. Глубина 323-616 см. Преимущественно неслоистая толща.
323-332 см – массивный ил, серо-коричневый (2,5Y – 5/2).
332-335 см – темно-серый (5Y – 4/1), глинистый прослой, пятнистый.
335-347 см – массивный ил, неслоистый, серо-коричневый (2,5Y – 5/1).
347,0-347,5 см - комковатый, более темный (5Y – 4/1) прослой ила.
347,5-388 см – песчаный ил серо-коричневый (2Y – 5/2), с неясновыраженными редкими слойками темно-серого (5Y – 4/1), оливково-серого (5Y – 4/2) ила.
388-392 см – оливково-серый (5Y –4/2) глинистый прослой.
392-402 см – песчанистый ил.
402-405 см – оливково-серый ил с вивианитовыми конкрециями.
405-478 см – массивный ил темно-серый (5Y – 4/1), серый (5Y – 5/1), (2,5Y – 5/1).
478-482 см - пятнисто-слоистый ил, темно-серого цвета (5Y – 3/1).
482-513 см – масс