Результаты комплексного исследования двух голоценовых торфяников Тобольско-Прииртышского литофациального района | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 385. DOI: 10.17223/15617793/385/31

Результаты комплексного исследования двух голоценовых торфяников Тобольско-Прииртышского литофациального района

Представлены результаты стратиграфического, палинологического и радиоуглеродного анализов голоценовых торфяников разрезов Горный Денщик (р. Иртыш) и Торфяной Яр (р. Демьянка). Рассматриваемые торфяники локализованы в пределах Тобольско-Прииртышского литофациального района, но сформированы на различных геоморфологических уровнях. Это позволяет оценить особенности формирования спорово-пыльцевых спектров в озерно-болотных отложениях, приуроченных к разным структурным элементам, и точнее охарактеризовать палеогеографическую обстановку времени осадконакоп-ления. Результаты исследований показали, что состав спорово-пыльцевых спектров напрямую зависит от геологических условий осадконакопления, а также от рельефа местности.

Results of the comprehensive research on two Holocene peatlands of the Tobolsk-Irtysh lithofacies area.pdf Введение В бассейне нижнего течения р. Иртыша выделяют три основные ступени рельефа: поверхность Тобольского «материка», I надпойменная терраса (н.т.) и пойма. Тобольский «материк» - традиционное название западной части Обь-Иртышского междуречья, максимально вскрытого в правом борту долины р. Иртыша ниже по течению от г. Тобольска. Данная поверхность характеризуется хорошей выдержанностью абсолютных высот - почти всюду сохраняются отметки 8090 м, за исключением отдельных участков (более 115120 м), которые, возможно, являются эродированными останцами палеоген-неогенового возраста. На юге «материк» ограничен дочетвертичным плато с альтитудами 130-140 м [1]. Сведения о верховых торфяниках в опубликованных источниках ограничены [2-4], что может быть связано с тяготением болотных массивов к центральной части Обь-Иртышского междуречья. В.С. Волкова отмечала, что «озерные и болотные отложения Тобольского материка нами не изучались, так как на берегах Иртыша они не вскрыты...» [2. С. 86]. Вместе с тем торфяные залежи широко распространены в пределах I н.т., которая в низовьях р. Иртыша и его притоков имеет двучленное строение. В работе рассматриваются торфяники, локализованные в восточной части Тобольско-Прииртышского литофациального района [5] и территориально приуроченные к геоботанической подзоне средней тайги [6]. Они сформированы в условиях одной климатической зоны, но на разных геоморфологических уровнях. Это объясняет отличия в составе выделенных палиноспектров, связанные со спецификой осадкона-копления в голоцене, что было отмечено в предварительных публикациях [7 и др.]. Материал и методика Ниже приводятся описания двух разрезов, включающих голоценовые торфяники. Торфяной Яр (59°30,888/ с. ш.; 70°46,181/ в. д.) -обнажение I н.т. на левом берегу р. Демьянки (правый приток р. Иртыша) приблизительно в 90 км выше устья (рис. 1). Описание проведено от уреза воды (альтитуда ~ 38 м) вверх. 1. Песок кварцевый средне-, мелкозернистый светло-, желтовато-серый с единичной полуокатанной галькой (до 6 см) и прослоями (до 0,1 м) растительного детрита. Текстура косослойчатая (азимуты падения 220-300°), линзовидная и реже горизонтально -слойчатая. Кровля четкая, резкая. Отложения, по-видимому, перекрыты со стратиграфическим перерывом..........................Видимая мощность более 2 м. 2. Глина темная голубовато-серая (окисляясь за несколько часов, становится зеленовато-серой), вязкая, с прослоями (до 5 см) и слойками светло-серого тонкозернистого песка. Текстура тонкослойчатая слабоволнистая. Кровля нечеткая, но ясная. Отложения перекрыты без видимого несогласия .................................................Мощность ~ 3 м. 3. Глина коричневая (окисляясь за несколько минут, становится темной зеленовато-коричневой) с большим содержанием растительного детрита (в основном корешки и семена). Текстура тонкослойчатая. Кровля нечеткая, но ясная. Отложения, по-видимому, перекрыты согласно....................Мощность ~ 0,4 м. 4. Тонко-слойчатые отложения: светло-серая, голубоватая глина с растительным детритом, переходящая в веточный, листовой и моховой торф со слойками светло-серой глины. Торф имеет запах жженой щетины и желто-рыжий, темно-коричневый цвет. Кровля четкая. Отложения перекрыты согласно ...........................................................Мощность ~ 0,4 м. 5. Глина светло-серая со слабым голубоватым оттенком. Текстура тонко-, горизонтальнослойчатая, подчеркнутая слойками и прослоями (до 5 см) мохо-во-веточного торфа (до 30% объема слоя) желтого, коричневого и черно-коричневого цвета. Торф имеет резкий сероводородный запах. Кровля нечеткая, но ясная - наблюдается постепенный переход к вышележащим отложениям......................Мощность ~ 1 м. 6. Торф желто-коричневый (окисляясь за несколько часов, становится темно-коричневым до черного), преимущественно моховой, с включением веток и стволов деревьев (диаметр до 15 см). Максимальное содержание древесных остатков в интервале 1,5-2,5 м от подошвы. Текстура в целом тонкослойчатая (слойки от 1 до 50 мм и более), подчеркивается слойками серо-коричневой глины с детритом.............Мощность ~ 4 м. Далее торфяник переходит в современное сфагновое болото с угнетенными соснами, багульником и т.д. Необходимо отметить, что торфяная залежь в момент описания (конец июля 2008 г.) находилась в промерзшем состоянии (с поверхности оттаяло 0,30,4 м осадков). Горный Денщик (59°56,124' с. ш.; 69°56,354' в. д.) -обнажение Тобольского «материка» в разрезе правого борта р. Иртыша в урочище Денщиковская гора (длина ~ 5 км), расположенном непосредственно выше по течению от п. Бобровский (рис. 1). Линза верхового торфяника простиранием более 500 м венчает разрез. Точка наблюдения с максимальной мощностью торфа находится ~ в 2 км выше по течению от нижнего конца обнажения. Описание разреза (для пачек 1-4 в сокращенном виде) проведено от уреза воды (альтитуда ~ 24 м) вверх. Рис. 1. Обзорная карта-схема района исследований. Стрелками показаны: 1 - Торфяной Яр; 2 - Горный Денщик 1. Алевриты плотные зеленовато-серые (в основании пачки - сизые с голубоватым оттенком) с тонкослойчатой (ленточной) текстурой. Встречаются прослои песка и алеврита с текстурой волновой ряби. Кровля неровная, четкая, резкая. Отложения перекрыты с размывом...........Видимая мощность более 8 м. 2. Песок кварцевый мелко-, тонкозернистый светло-серый. Текстура отложений вверх по разрезу динамично меняется от косослойчатой и диагональной до субгоризонтальной, чередующейся со слой-чатостью ряби волнения. Для середины и подошвы пачки характерны неокатанные «обломки» (до 0,45^0,08 - 0,3^0,2 м) серых алевритов. В кровле и середине пачки отмечаются морозобойные трещины (длиной до 0,8 м и шириной в устье до 0,1 м). Кровля неровная, четкая. Отложения перекрыты без видимого перерыва....................................Мощность ~ 4,5 м. 3. Алеврит светлый коричневато-серый с пятнами ожелезнения. Текстура неяснослойчатая. Кровля слабо волнистая, четкая. Отложения перекрыты согласно ............................................................Мощность ~ 1,1 м. 4. Алеврит синевато-серый тонкослойчатый (слойки до 1 см). Текстура подчеркнута ожелезнением по поверхностям напластования слойков. Отложения перекрыты согласно...........................Мощность ~ 5 м. 5. Суглинок лессовидный светло-серый (палевый). В обнажении образует столбчатую отдельность. Текстура основной части массивная, но в кровле (до 0,1 м) наблюдаются слойки растительного детрита. Кровля четкая, ясная, субгоризонтальная. Отложения перекрыты согласно....................Мощность ~ 2,1 м. 6. Торф травяно-моховой (очень плотный) тонкослойчатый серо-коричневый с примесью глинистых частиц и редкими включениями стволов деревьев (диаметр до 0,25 м). Кровля слоя четкая, ясная. Отложения перекрыты без видимого перерыва ..............................................Мощность ~ 0,4 м. 7. Торф травяно-моховой (с ветками) тонкослойчатый - светло- и темно-коричневые слойки по 1-20 мм. В кровле (0,3 м) - современная моховая подстилка с примесью минерального субстрата.....Мощность ~ 3 м. Описание разрезов сопровождалось отбором 46 образцов (23 - Торфяной Яр, 23 - Горный Денщик) для спорово-пыльцевого и радиоуглеродного анализов, а также исследованием зольности торфа (22 -Горный Денщик). Спорово-пыльцевой анализ проведен в лаборатории микропалеонтологии Томского государственного университета (ТГУ). Отбор образцов из торфяных отложений происходил с интервалом 0,1-0,15 м (в Горном Денщике) и 0,3 м (в Торфяном Яру). Техническая обработка образцов и интерпретация полученных результатов основывались на классической методике [8]. Дополнительно к ранее полученным результатам радиоуглеродного анализа ископаемых остатков Торфяного яра [7, 9] проведено экспериментальное радиоуглеродное датирование 4 образцов торфа из разреза Торфяного Яра (табл. 1) и 8 образцов торфа из разреза Горный Денщик (табл. 2). Исследования выполнены на комплексе ускорительного масс-спектрометра в ЦКП «Геохронология кайнозоя» Института археологии и этнографии СО РАН (г. Новосибирск). При расчете возраста (от 1950 г.) использован период полураспада 14С - 5 730 лет. Радиоуглеродный анализ древесины из слоя разреза Горный Денщик проведен на установке QUANTULUS-1220 (Liquid Scintillation Counters) в лаборатории геологии и палеоклиматологии кайнозоя Института геологии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск). При расчете возраста (от 1950 г.) использован период полураспада 14С - 5 570 лет (для перехода на период полураспада 14С - 5 730 лет необходимо ввести поправочный коэффициент 1,03). Анализ зольности торфа осуществлен на приборной базе ЦКП «Аналитического центра геохимии природных систем» (АЦГПС) ТГУ согласно ГОСТ 11306-83 [10] с использованием методики определения содержания органики и карбонатов [11]. Дегидратация образцов осуществлялась в сушильном шкафу при температуре 150°С в течение 8 ч, после чего пробы торфа подвергались обжигу в муфельной печи при температуре 550°С в течение 4 ч. Затем, после охлаждения в эксикаторе и определения потерь при прокаливании, пробы на 2 часа помещались в муфельную печь при температуре 950°С. Зольность высчитывалась по следующей формуле: A = (m1x100)/m, где A - зольность торфяной пробы; m1 -масса зольного остатка (после обработки при t = 950°С), г; m - масса навески, испытуемого торфа, г. Результаты и обсуждение Торфяной Яр В полученных спорово-пыльцевых спектрах (СПС) определено более 50 таксонов ископаемых растений. Большая часть миоспор принадлежит древесным формам (Pinus spp., Betula sp., Abies sp., Picea sp.), что отражает развитие лесных ландшафтов (содержание пыльцы группы деревьев и кустарников превышает 60% от общего СПС) в данном районе на протяжении большей части голоцена. Разнотравье в основном представлено водно-болотными (осоковыми) и лугово-степными растениями (астровыми, маревыми, розоцветными, лютиковыми); среди споровых преобладают сфагнум и папоротники. Исходя из изменения состава основных компонентов и процентного содержания спор и пыльцы, на спорово-пыльцевой диаграмме (рис. 2) выделено шесть палинокомплексов (ПК). Рис. 2. Спорово-пыльцевая диаграмма разреза Торфяной ЯР. * Экзоты - аллохтонные споры и пыльца ПК 1 (слой 1; интервал ~ 0-2 м от уреза воды). Выделены СПС, в которых отмечается значительное содержание пыльцы ольхи (Alnus sp.) - 17,529,7%, осоковых (Cyperaceae) - 27,7-56,7% и злаковых (Poaceae) - 29,9-39,4% (здесь и далее подсчет от состава группы - СГ). Из микрофоссилий присутствуют диатомеи центрического (Centro-phyceae) и пеннатного (Pennatophyceae) типа, гифы грибов. Редко встречаются колонии зеленых водорослей - Pediastrum sp. ПК 2 (нижняя половина слоя 2; интервал ~ 23,55 м от уреза воды). В СПС доминирует пыльца березы (Betula sp.) ~ 70% при незначительном участии хвойных (Pinus spp., Picea sp.). Из трав значительно представлены маревые (Chenopodiaceae) - до 25%, верескоцветные (Ericales) и осоковые (Cyperaceae) -до 12%. Среди споровых доминирует сфагнум (57,976,5%) при большом участии однолучевых папоротников (8,8-21,1%) и плаунов (14,7-21,1%). Из микро-фоссилий в отложениях отмечаются диатомовые водоросли центрического типа (Centrophyceae), колонии зеленых водорослей, плодовые тела и гифы грибов. ПК 3 (верхняя половина слоя 2 - подошва слоя 3; интервал ~ 3,55-5,05 м от уреза воды). В СПС резко возрастает содержание пыльцы сосны (Pinus spp.) на фоне сокращения (~ в 2 раза) березы (Betula sp.). Заметную долю имеют осоковые (Cyperaceae), злаковые (Poaceae) и маревые (Chenopodiaceae). Соотношение сфагновых мхов и однолучевых папоротников изменчиво при постоянном участии плаунов. Микрофосси-лии представлены колониями зеленых водорослей, грибами, диатомовыми водорослями центрического типа, спикулами губок. ПК 4 (кровля слоя 3 - подошва слоя 6; интервал ~5,05-7,05 м от уреза воды). В СПС преобладает пыльца березы (более 40%) при меньшем участии сосны (~20%) и ели (до 4%). Маревые (Chenopodiaceae), злаковые (Po-aceae), осоковые (Cyperaceae) являются основными компонентами группы трав и кустарничков. ПК 5 (основная часть слоя 6; интервал ~7,05-8,55 м от уреза воды). Соотношение основных компонентов (Betula sp., Pinus spp., Picea sp.) в группе деревьев постоянно изменяется. В целом отмечается значительное участие ели (9,9-38%), содержание пихты достигает 20%. В большом количестве встречаются верескоцветные (Ericales) (до 58,3%), полыни (5,612,7%) и сфагновые мхи (43,8-93,9%). ПК 6 (верхняя часть слоя 6; интервал ~8,55-10,6 м от уреза воды). Наблюдается достаточно устойчивое процентное соотношение основных компонентов (Betula sp., Pinus spp., Picea sp., Abies sp.). Кроме того, в данном интервале встречаются единичные зерна липы (Tilia sp.). В группе споровых доминирует сфагнум (~96-99%), среди трав и кустарничков - верескоцветные (Ericales) и полыни (Artemisia sp.). На глубине ~0,4 м от поверхности отмечается резкое изменение СПС - содержание элементов темнохвойной тайги падает с 60 до 15%, а доля берез возрастает с 35 до 80%. Сопоставление результатов радиоуглеродного датирования ископаемых остатков и палинологических исследований позволяет резюмировать следующее. В образцах руслового песка из основания видимой части разреза выделен ПК, отражающий развитие сосново-березового леса с ольхой. Отложения предварительно отнесены к цоколю I н.т. (позднеледниковая фаза). Наиболее древним образованием I н.т., вероятно, является глина с прослоями песка (слой 2), сформированная в аллювиально-озерных условиях раннего голоцена. ПК 2 нижней половины слоя указывает на развитие березовых лесов с сосной и ольхой. Верхняя половина слоя накапливалась в тех же гидродинамических условиях. Однако в образцах из этой части разреза выделяется ПК 3, отражающий распространение березово-сосновых лесов с елью и ольхой. Отложения слоев 3-5 сформированы в озерных условиях среднего голоцена (кровля слоя 4 датирована ~7 тыс. л. н. - табл. 1) и характеризуются единым ПК 4. В окружающих ландшафтах преобладали сосново-березовые леса с елью. Отложения слоя 6 - типичные болотные образования среднего - позднего голоцена. Нижняя половина слоя 6 охарактеризована ПК 5, свидетельствующим о развитии елово-сосново-березовых лесов с пихтой. Для верхней половины слоя 6 характерен ПК 6, указывающий на развитие пихтово-березово-сосновых лесов с елью и липой. Наличие зерен липы при отсутствии других широколиственных видов может говорить о более северной границе ее ареала в субатлантический период по сравнению с современным [12]. Анализ поверхностной пробы показал развитие березово-соснового леса с елью и пихтой, что адекватно отражает состав современной растительности. Т а б л и ц а 1 из разреза Торфяной Яр (жирным шрифтом выделены даты, язки сделаны относительно подошвы слоя вверх) Результаты радиоуглеродного анализа органических остатк полученные по единому уровню или образцу; пр] Слой Привязка, м Материал 14С дата Индекс Источник 3,6 Торф 110 ± 186 NSKA-(s689) [7] 3,3 Торф 150 ± 217 NSKA-(s718) [7] 3,0 Торф 1 234± 234 NSKA-(s708) [7] 2,7 Торф 2 024 ± 248 NSKA-(s715) [7] Торф / дубль 2 808 ± 222 NSKA-(s841) Данная статья 2,4 Торф / дубль 2610±254 NSKA-(s703) [7] Древесина 2 440 ± 50 Ле-8662 [7,9] 2,1 Торф 3 322±268 NSKA-(s702) [7] 6 1,8 Торф 3 681 ±221 NSKA-(s834) Данная статья 1,5 Торф 4514±285 NSKA-(s714) [7] 1,3 Торф 4 193 ± 210 NSKA-(s801) Данная статья 1,0 Торф 5 370 ± 304 NSKA-(s709) [7] 0,7 Торф 5 829±310 NSKA-(s704) [7] 0,4 Торф 5 756±317 NSKA-(s705) [7] Торф / дубль 5 399 ± 239 NSKA-(s803) Данная статья 0,1 Торф / дубль 6717±324 NSKA-(s713) [7] Торф 6210±35 Ле-8658 [7,9] 5 0,2 Торф / дубль 6417±326 NSKA-(s711) [7] Торф / дубль 6 876 ± 327 NSKA-(s712) [7] 4 0,3 Торф 7080 ± 50 Ле-8659 [7,9] 0,2 Торф 6713±327 NSKA-(s710) m Горный Денщик вым Торфяного Яра. По итогам анализа построена спо- В полученных СПС определено более 40 таксонов рово-пыльцевая дааграмш, на кот°р°й выделено 12 ПК, ископаемых растений. Состав таксонов сходен с тако- отражающих развитие лесных лавдщафгои (рте. 3). ПК 1 (слой 6). В СПС доминирует (более 60% от СГ) береза (Betula sp.). Основу травяного яруса составляют водно-болотные (Cyperaceae, Potomogeton sp., Thypha sp. и др.) и лугово-степные (Artemisia sp., Chenopodiacea, Rosaceae и др.) травы. Из споровых растений преобладают (более 70% от СГ) однолуче-вые папоротники (Monoletes). Из сопутствующих микрофоссилий отмечены десмидиевые водоросли рода Staurastrum [13], зеленые протококковые водоросли родов Pediastrum, Botryococcus [13, 14], спику-лы губок, пресноводные раковинные амебы / корненожки [14, 15]. + |содержание пыльцы в спектре менее 3 % от состава группы Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма верхового торфяника Горный Денщик ПК 2 (слой 7; интервал 0-0,2 м выше подошвы слоя). В СПС доминирует береза (Betula sp.) - 62%, сосна (Pinus spp.) представлена обильно (34%). Появляются верескоцветные (Ericales). Из трав преобладает полынь (Artemisia sp.) - 41,2% при заметном участии злаковых (Poaceae) - 11,8%. Количество сфагновых мхов (Sphagnum spp.) резко увеличивается с 7,2 (ПК 1) до 55,5% (ПК 2) на фоне сокращения однолу-чевых папоротников (Monoletes) с 90,7% (ПК 1) до 37,8% (ПК 2). Из сопутствующих микрофоссилий отмечается присутствие зеленых протококковых водорослей рода Botryococcus, грибов рода Tilletia. ПК 3 (слой 7; интервал 0,2-0,48 м выше подошвы слоя). В СПС доминирует береза (Betula spp.) - 58,981,7%. Из древесного яруса отмечаются сосна (Pinus spp.) - 10,8-27,8% и ель (Picea sp.) - 7,2-9,7%. СПС отличается отсутствием верескоцветных (Ericales). Осоковые (Cyperaceae) и полынные (Artemisia sp.) преобладают (более 20%) в СГ. В группе споровых доминируют (более 80%) сфагновые мхи (Sphagnum spp.) при заметном участии однолучевых папоротников (Monoletes). В СПС верхней части комплекса отмечается большое количество разнообразных раковинных амеб. ПК 4 (слой 7; интервал 0,48-0,65 м выше подошвы слоя). В СГ древесных преобладают (более 40%) береза (Betula sp.) и ель (Picea sp.), сосна (Pinus spp.) представлена обильно (23,5%). Из травяного и ку-старничкового ярусов значительно (более 20%) представлены полыни (Artemisia sp.), злаковые (Poacea) при заметном (более 10%) участии верескоцветных (Ericales) и осоковых (Cyperaceae). В группе спор доминируют (~82,5%) сфагновые мхи (Sphagnum spp.) при значительном участии (~14,9%) однолучевых папоротников (Monoletes). Из других палиноморф присутствуют разнообразные раковинные амебы, грибы. ПК 5 (слой 7; интервал 0,65-1,07 м выше подошвы слоя). В целом в СГ древесных преобладает (более 40%) береза (Betula sp.) при участии сосны (Pinus spp.) - до 45% и ели (Picea sp.) - до 20%. В группе трав обильно (до 37%) присутствуют осоковые (Cyperaceae), полыни (Artemisia sp.) и злаковые (Poacea). В меньшем количестве (до 10%) в СГ трав содержится пыльца верескоцветных (Ericales), маревых (Chenopodiaceae), астровых (Asteraceae), розоцветных (Rosaceae). В группе спор доминируют (более 80%) сфагновые мхи (Sphagnum spp.). Однолуче-вые папоротники (Monoletes) представлены незначительно (менее 4%), плауны (Lycopodium sp.) единично. Из сопутствующих микрофоссилий отмечаются грибы родов Tilletia, Mycrothyrium, зеленые протококковые водоросли рода Pediastrum, разнообразные пресноводные раковинные амебы, самые многочисленные из которых представлены Archerella cf. flavum Archer [15]. ПК 6 (слой 7; интервал 1,07-1,52 м выше подошвы слоя). Доля основных компонентов: березы (Betula sp.), ели (Picea sp.) и сосны (Pinus spp.) изменяется, нет устойчивого преобладания одного таксона над другим. В середине интервала отмечается заметное участие (до 5%) в СПС пихты (Abies sp.). В СГ трав обильно (до 40%) представлены верескоцветные (Eri-cales) и полыни (Artemisia sp.). Заметно содержание в СПС розоцветных (Rosaceae) - до 30% и астровых (Asteraceae) - до 10%. К концу рассматриваемого интервала доля маревых (Chenopodiaceae) и однолуче-вых папоротников (Monoletes) увеличивается. Сфагнум (Sphagnum spp.) доминирует (более 80%) в СГ, однако количество спор в общих СПС не превышает 20% в начале интервала и сокращается до 9,8% к его концу. Доля других палиноморф также уменьшилась. Середина интервала характеризуется практически полным отсутствием сопутствующих микрофоссилий. ПК 7 (слой 7; интервал 1,52-1,67 м выше подошвы слоя). В СГ древесных преобладает ель (Picea sp.) -49,5%, сосна (Pinus spp.) и береза (Betula sp.) представлены обильно (более 15%). В группе трав единично отмечаются злаковые (Poacea) и маревые (Chenopodiaceae). Верескоцветные (Ericales) и полыни (Artemisia sp.) отсутствуют. Среди споровых доминирует сфагнум (~96,2%). Количество спор в общем СПС возрастает до 16,3%. Из сопутствующих микрофоссилий отмечаются грибы родов Tilletia, Mycrothyrium, раковинные амебы - Archerella cf. flavum Archer. ПК 8 (слой 7; интервал 1,67-1,97 м выше подошвы слоя). В СПС преобладает береза (Betula sp.) (более 40%), сосна (Pinus spp.) представлена обильно (до 35%), ель (Picea sp.) - значительно (до 18%). В ПК отмечается обратно пропорциональная зависимость между верескоцветными (Ericales), маревыми (Chenopodi-aceae) и однолучевыми папоротниками (Monoletes), с одной стороны, и полынями (Artemisia sp.), осоковыми (Cyperaceae) и сфагновыми мхами (Sphagnum spp.) - с другой. Сфагнум доминирует (более 90%) в СПС, однако, к концу рассматриваемого интервала доля папоротников увеличивается с 0,9 до 6,1%. Наличие сопутствующих микрофоссилий в СПС также зависит от режима «влажно» / «сухо». «Влажно» - отмечаются грибы родов Tilletia, Mycrothyrium, корненожки Archerella cf. flavum Archer, «^ухо» - сопутствующих фоссилий нет. ПК 9 (слой 7; интервал 1,97-2,42 м выше подошвы). В СПС преобладают береза (Betula sp.) (более 30%) и сосна (Pinus spp.) (более 30%), ель (Picea sp.) представлена обильно (до 20%), пихта (Abies sp.) составляет заметное участие (до 6%). Содержание ве-рескоцветных (Ericales) увеличивается к концу рассматриваемого интервала с 31,3 до 55,3%. В меньшем количестве в СГ трав содержится пыльца полыни (Artemisia sp.) - до 31%, маревых (Chenopodiaceae) - до 8%, астровых (Asteraceae) - до 8%, розоцветных (Rosaceae) - до 31,3%. Содержание спор в общем составе СПС к концу интервала увеличивается (8,623,5%). При этом доля однолучевых папоротников (Monoletes) уменьшается (8,1-1,2%) на фоне увеличения (91,8-96,5%) сфагновых мхов (Sphagnum spp.). ПК 10 (слой 7; интервал 2,42-2,6 м выше подошвы слоя). В СГ древесных доминирует (54,2%) сосна (Pi-nus spp.) при участие в СПС пыльцы березы (Betula sp.) - 26,1%, пихты (Abies sp.) - 11%, ели (Picea sp.) -8,8%. В СГ трав доминируют (66,7 %) верескоцветные (Ericales), полыни (Artemisia sp.) присутствуют обильно (22,2%), злаковые (Poacea) значительно (11,1%). Разнотравье не отмечалось. Сфагновые мхи (Sphagnum spp.) доминируют (86,1%) в группе спор, однолу-чевые папоротники (Monoletes) представлены значительно (13,8%). Количество спор в общем СПС резко сократилось с 23,5 (ПК 10) до 6,6% (ПК 11). Сопутствующих микрофоссилий не отмечалось. ПК 11 (слой 7; интервал 2,6-2,8 м выше подошвы слоя). Береза (Betula sp.) и сосна (Pinus spp.) преобладают (более 40%), пихта (Abies sp.) и ель (Picea sp.) представлены незначительно (до 4%). Среди трав отмечаются злаковые (Poaceae) - 33,3%, полыни (Artemisia sp.) - 22,2%, маревые (Chenopodiaceae) и астровые (Asteraceae) - единично. Верескоцветные (Ericales) полностью исчезают. Количество спор в общем СПС резко возрастает: с 6,6 (ПК 10) до 20,6% (ПК 11). Сфагновые мхи (Sphagnum spp.) доминируют (более 90%) в СГ. Появляются раковинные амебы Archerella cf. flavum Archer. ПК 12 (слой 7; интервал 2,8-3,0 м выше подошвы слоя). В СПС доминирует (более 55%) сосна (Pinus spp.), береза (Betula sp.) присутствует обильно (до 40%). Пыльца пихты (Abies sp.) и ели (Picea sp.) в СПС представлена незначительно (до 4%). Содержание верескоцветных (Ericales) высокое и к концу интервала увеличивается с 22,2 до 36,4%, на фоне уменьшения осоковых (Cyperaceae) с 22,2 до 9,1%. Маревые (Chenopodiaceae) также существенны и к концу рассматриваемого интервала их роль возрастает до 18,2%. Сфагновые мхи (Sphagnum spp.) в СГ продолжают резко доминировать (более 90%). Выделенные ПК отражают развитие растительности, начиная с пребореального периода (радиоуглеродный анализ древесины из основания торфяной линзы показал возраст ~ 9 тыс. л.н. (табл. 2)). Резюмируя выше сказанное, можно отметить следующее. Т а б л и ц а 2 Радиоуглеродные даты органических остатков из поверхностного торфяника на урочище Горный Денщик (жирным шрифтом выделены результаты, полученные по единому уровню или образцу; привязки сделаны относительно подошвы слоя вверх) Слой Привязка, м Материал 14С дата Индекс Источник 2,9 Торф 21 ± 2 NSKA-(s782) Данная статья 2,7 Торф 34 ± 1 NSKA-(s781) Данная статья 2,35 Торф 3791±208 NSKA-(s787) Данная статья 7 1,6 Торф 4723 ± 221 NSKA-(s788) Данная статья 1 Торф 4 794 ± 237 NSKA-(s790) Данная статья 0,85 Торф 5337±224 NSKA-(s791) Данная статья 0,25 Торф 6 798 ± 242 NSKA-(s792) Данная статья 6 0,3 Древесина 8 887 ± 275 NSKA-(s793) Данная статья 9 435 ± 80 COAH-(8851) Данная статья Образование ПК 1 происходило в эвтрофных ставляет от приблизительно 9 до 17% в различных условиях осадконакопления. Зольность субстрата со- пробах. В пределах изученного разреза данный интервал характеризуется пониженным содержанием древесной составляющей СПС (41,1-56,6%) и высокой долей водно-болотных трав, полыней и однолучевых папоротников. Эти данные позволяют говорить о существовании достаточно открытого околоводного пространства, занятого березовыми редколесьями с елью. Формирование ПК 2, вероятно, происходило по мезотрофному типу торфонакопления (зольность 5%) в бореальный период. В это время были развиты сос-ново-березовые леса при участии ели. Начиная с ПК 3, фиксируется олиготрофная стадия развития болота (зольность ~0,7-2,3%). Во время образования ПК 3-5 получили развитие елово-сосново-березовые леса. Формирование ПК 3 и 4 отражает выдержанный режим выпадения осадков и относительно высокую среднегодовую температуру воздуха [16, 17]. На диаграмме этот момент отмечается постоянством в соотношении растительных групп. Н.А. Хотинский [16, 17] фиксирует такой тренд кривых на многих спорово-пыльцевых диаграммах Западной Сибири, сопоставляя данный интервал с атлантическим периодом. Это наблюдение согласуется с полученными радиоуглеродными датами (табл. 2). С ПК 5 на спорово-пыльцевой диаграмме отмечается зигзагообразный тренд кривых общего состава растительности, который позволяет судить о непостоянстве в соотношении «влажно» / «сухо». Увеличение спор мхов говорит об увеличении влажности. Пикам содержания спор всегда предшествует появление в СПС пресноводных раковинных амеб, что может указывать на запоздалый отклик растительности на увлажнение. Следует отметить, что при минимальном содержании спор в общем СПС не отмечаются раковинные амебы, а сопутствующие микрофоссилии (водоросли, грибы) встречаются единично или отсутствуют. Накопление ПК 6 происходило в более сухих условиях, чем ПК 5, и, предположительно, соответствует самому концу атлантического - началу суббо-реального периодов. В это время распространились березово-елово-сосновые леса. ПК 7-9 формировались в суббореальный период. Во время образования ПК 7 произрастали березово-сосново-еловые леса, которые затем сменились на елово-сосново-березовые леса с пихтой - ПК 8, 9. ПК 10 накапливался, по-видимому, с конца суббо-реального до начала субатлантического периодов и отражает распространение березово-сосновых лесов с елью и пихтой. Образование ПК 11, по-видимому, происходило в субатлантический период, когда в окружающих ландшафтах развивались преимущественно березово-сосновые леса при участии пихты и, в меньшей степени, ели. Между формированием ПК 11 и 12 произошел спуск болотной депрессии из-за боковой эрозии Иртыша, что привело к осушению исследованного участка. ПК 12 - отражает современный этап и характеризуется развитием березово-сосновых лесов с минимальным участием ели и пихты. Сопоставление ПК и данных радиоуглеродного анализа образцов Торфяного Яра и Горного Денщика показали следующие результаты. В рассматриваемых разрезах общее заболачивание, по-видимому, происходило синхронно, хотя начало массового торфона-копления не совпадает. В Горном Денщике оно приходится на пребореальный период. Полученные даты ~ 9 тыс. л. н. (табл. 2) типичны для правобережья низовий Иртыша [18, 19], а также других районов при-ледниковой зоны [20]. Начало формирования торфяной линзы Горного Денщика, вероятно, одновременно периоду накопления глинистых осадков пойменной фации Торфяного яра (ПК 2 и 3). В целом ПК схожи и характеризуются произрастанием березовых лесов с участием сосны и ели. Отличием ПК 2 и 3 Торфяного Яра от ПК 1 Горного Денщика является заметно большее содержание ольхи в отложениях I н.т., составляющее до 10% от СГ, что является показателем пойменных условий [21]. Собственно накопление торфа в Торфяном яру началось позднее (~7 тыс. л. н.). Близкое значение возраста имеет основание торфяника, расположенного на левобережной I н. т. р. Иртыша в 5 км выше с. Цынгалы - 7 390 ± 80 л. н. [3]. С конца бореального до середины атлантического периода на данной территории произрастали сосново-березовые леса с елью (ПК 4 Торфяного яра, ПК 2-4 Горного Денщика). Близкие условия формирования торфяных залежей наступили только с атлантического оптимума (~7-5 тыс. л. н.). В конце атлантического - начале суббо-реального периодов на исследуемой территории, по-видимому, произрастали елово-сосново-березовые леса при участии пихты. Этому интервалу в Торфяном Яру отвечают ПК 5, в Горном Денщике - ПК 5-9. На диаграммах обоих торфяников с этого момента отмечаются схожие тренды кривых общего состава растительности. Этот факт объясняется олиготрофной стадией развития, когда увлажнение болота осуществляется только за счет атмосферных осадков [22], что значительно снижает возможность переотложения спор и пыльцы и обеспечивает большую «чистоту» пробы. Конец суббореального - начало субатлантического периодов характеризуется развитием березово-сосновых лесов с пихтой, елью и липой. Этому рубежу в Торфяном яру отвечает ПК 6, в Горном Денщике - ПК 10. Заключение Результаты исследований двух разрезов голоцено-вых торфяников в бассейне Нижнего Иртыша и их сопоставление с ранее полученными данными по аналогичным объектам подтверждают начало общего заболачивания центральной части Западно-Сибирской равнины приблизительно с 10 300-9 000 л. н. Несмотря на то что массовое торфонакопление в Горном Денщике началось ~6 800 л. н., а в Торфяном Яру ~6 500 л. н. Основной объем информации по массовому торфона-коплению получен при изучении комплексов речных долин. Так, наиболее известные торфяники данного района приурочены к I н.т. Иртыша (Большое Першино [2, 19], Горно-Слинкино / Комарица [18], Аскурка / Большой Карагай [23], Цынгалы [3]), в этом ряду можно рассматривать и Торфяной Яр. Изучение подобных разрезов не позволяет в полной мере охарактеризовать палеогеографические условия осадконакопления из-за постоянной примеси переотложенного палеонтологического материала. Например, в большинстве СПС Торфяного яра присутствует переотложенная пыльца Pinus, Podocarpus, Juglans, Corylus, Ulmus, Ilex, Tilia, Myrica, Quercus, Carpinus и др. Таким образом, очевидно, что состав спорово-пыльцевых спектров напрямую зависит от геологических условий осадконакопления, а также от рельефа местности. В связи с этим данные, полученные из верховых торфяников, вне пределов террасовых комплексов наиболее репрезентативны [24]. По мнению авторов, одним из таких разрезов является торфяник в Горном Денщике, который может стать ключевым для голоцена Тобольско-Прииртышского литофациального района. Результаты изучения крупных болотных массивов на Обь-Иртышском и Обь-Енисейском междуречьях [25, 26] показывают сходную динамику развития окружающей среды в голоцене для центральной части региона. Авторы благодарны Е.М. Буркановой (лаб. континентальных экосистем мезозоя и кайнозоя ТГУ) и Н.Е. Рябогиной (Институт проблем освоения севера СО РАН, г. Тюмень) за всестороннее обсуждение результатов исследований и ценные замечания; А. С. Резвому (Музей «Природы и Человека», г. Ханты-Мансийск) за организацию экспедиций и помощь в полевых работах; В. В. Пархомчуку, В. С. Панову (ЦКП «Геохронология кайнозоя» Института археологии и этнографии СО РАН) и Л.А. Орловой (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск) за проведение радиоуглеродного датирования ископаемых остатков; Т.А. Бляхарчук (Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск) и Т.В. Трофимовой (ЦКП АЦГПС ТГУ) за методические рекомендации и помощь в проведении анализа зольности торфа соответственно.

Ключевые слова

Западно-Сибирская равнина, Тобольский «материк», голоцен, торфяники, палинологический и радиоуглеродный анализы, West-Siberian plain, Tobolsk "mainland", Holocene, peat, palynological analysis, ash content, radiocarbon analysis

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Лещинский Сергей ВладимировичТомский государственный университетканд. геол.-минерал. наук, доцент кафедры палеонтологии и исторической геологии, зав. лабораторией континентальных экосистем мезозоя и кайнозояsl@ggf.tsu.ru
Ахтерякова Анастасия ВладимировнаТомский государственный университетаспирант, науч. сотр. лаборатории континентальных экосистем мезозоя и кайнозояava_tomsk@mail.ru
Всего: 2

Ссылки

Архипов С.А., Волкова В.С. Геологическая история, ландшафты и климаты плейстоцена Западной Сибири. Новосибирск : НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1994. 105 с.
Blyakharchuk T.A., Sulerzhitsky L.D. Holocene vegetation and climate changes in the forest zone of Western Siberia according to pollen records from the extrazonal palsa bog «Bugristoe» // The Holocene. 1999. Vol. 9, № 5. P. 621-628.
Красилов В.А. Палеоэкология наземных растений (основные принципы и методы). Владивосток : Магадан. обл. тип. Управления печати, 1972. 212 с.
Кривоногов С.К., Орлова Л.А., Панычев В.А. Семенные флоры и абсолютный возраст опорного разреза I надпойменной террасы средне го Иртыша // Палиностратиграфия мезозоя и кайнозоя Сибири. Новосибирск : Наука, 1985. С. 99-115.
Инишева Л.И. Болотоведение : учеб. для вузов. Томск : Изд-во ТГПУ, 2010. С. 119.
Заклинская Е.Д. Материалы к изучению состава современной растительности и ее спорово-пыльцевых спектров для целей биостратиграфии четвертичных отложений (широколиственный и смешанный лес) // Труды Института геологии АН СССР. 1951. Вып. 127. Геол. сер. № 48. 99 с.
Лещинский С.В., Бляхарчук Т.А., Введенская И.А., Орлова Л.А. Возраст и условия формирования первой надпойменной террасы р. Обь у города Колпашево // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 6. С. 819-829.
Бахарева В.А. Палинологическая характеристика верхнечетвертичных и голоценовых отложений в районе пос. Першино на Иртыш // Палиностратиграфия мезозоя и кайнозоя Сибири. Новосибирск : Наука, 1985. С. 115-120.
Волков И.А., Гуртовая Е.Е., Фирсов Л.В., Панычев В.А., Орлова Л.А. Строение, возраст и история формирования голоценового торфяни ка у c. Горно-Слинкино на Иртыше // Плейстоцен Сибири и смежных областей : материалы науч. съездов и конф. М. : Наука, 1973. С. 34-39.
Хотинский Н. А. Дискуссионные проблемы реконструкции и корреляции палеоклиматов голоцена // Палеоклиматы позднеледниковья и голоцена. М. : Наука, 1989. С. 12-17.
Хотинский Н.А. Радиоуглеродная хронология и корреляция природных и антропогенных рубежей голоцена // Новые данные по геохро нологии четвертичного периода. М. : Наука, 1987. С. 39-45.
Мазей Ю.А., Цыганов А.Н. Пресноводные раковинные амебы. М. : Товарищество научных изданий КМК, 2006. 300 с.
Жизнь растений. Водоросли и лишайники / Голлербах М.М. и др. М. : Просвещение, 1977. Т. 3. 488 c.
Кац Н.Я., Кац С.В., Скобеева Е.И. Атлас растительных остатков в торфах. М. : Недра, 1977. 376 c.
Волкова В.С., Белова В.А. О роли широколиственных пород в растительности голоцена Сибири // Палеопалинология Сибири : ст. сов. палинологов к V Междунар. палинол. конф. (Кембридж, Англия). М. : Наука, 1980. С. 112-117.
Heiri O., Lotter A.F., Lemcke G. Loss on ignition as a method for estimating organic and carbonate content in sediments: reproducibility and comparability of results // J. Paleolimnology. 2001. № 25. P. 101-110.
ГОСТ 11306-83 Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности. М. : Изд-во стандартов, 1995. 6 с.
Лещинский С.В., Ахтерякова А.В., Лунева Д.Е., Резвый А.С., Бурова Н.Д. Условия и время формирования надпойменных террас р. Демьянка (центр Западной Сибири) / // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы VI Всерос. совещ. по изучению четвертичного периода. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2009. С. 362-365.
Гричук В.П., Заклинская Е.Д. Анализ ископаемых пыльцы и спор и его применение в палеогеографии. М. : ОГИЗ, 1948. 224 с.
Ахтерякова А.В., Лещинский С.В., Пархомчук В.В., Панов В.С. Голоценовый разрез I надпойменной террасы реки Демьянка // Фундамен тальные проблемы квартера, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований : материалы VIII Всерос. совещ. по изучению четвертичного периода. Ростов н/Д : Изд-во ЮНЦ РАН, 2013. С. 40-43.
Растительный покров Западно-Сибирской равнины / Ильина И.С., Лапшина Е.И., Лавренко Н.Н. и др. Новосибирск : Наука, 1985. 251 c.
Унифицированная региональная стратиграфическая шкала четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины: объяснительная за писка. Новосибирск : СНИИГГиМС, 2000. 64 с.; прил. + Унифицированная региональная стратиграфическая схема четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины.
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Серия Западно-Сибирская. Листы O-42-III (Солянка), O-42-IV (Демьянское), 0-42-V (Уват), 0-42-X. Объяснительная записка. М., 1998. 197 с.
Кривоногов С.К. Стратиграфия и палеогеография Нижнего Прииртышья в эпоху последнего оледенения. Новосибирск : Наука, 1988. 232 с.
Волкова В.С. Четвертичные отложения низовьев Иртыша и их биостратиграфическая характеристика. Новосибирск : Наука, 1966. 175 с.
Волкова В.С. Некоторые данные о строении четвертичных отложений нижнего течения Иртыша // Четвертичная геология и геоморфоло гия Западно-Сибирской низменности : тр. Института геологии и геофизики. Новосибирск : АН СССР, 1964. Вып. 25. С. 35-46.
 Результаты комплексного исследования двух голоценовых торфяников Тобольско-Прииртышского литофациального района | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 385. DOI: 10.17223/15617793/385/31

Результаты комплексного исследования двух голоценовых торфяников Тобольско-Прииртышского литофациального района | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 385. DOI: 10.17223/15617793/385/31