ГАБИТУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОСТРОВА БЕЛЫЙ (КАРСКОЕ МОРЕ), КАК РЕСУРС ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЕГО РАЗВИТИИ В ПОСЛЕДНЕМ ЦИКЛЕ КРИОХРОН-ТЕРМОХРОН

Эвелина Ахмаева

ГАБИТУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОСТРОВА БЕЛЫЙ (КАРСКОЕ МОРЕ), КАК РЕСУРС ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЕГО РАЗВИТИИ В ПОСЛЕДНЕМ ЦИКЛЕ КРИОХРОН-ТЕРМОХРОН

Исследование связано с изучением палеогеографических событий на арктическом острове Белый на основе морфоскопического анализа кварцевых зерен из поверхностных отложений.

География

Исследования

Вуз: Тюменский государственный университет (ТюмГУ)

ID: 5d3349917966e1054cb4efaf

UUID: 54ee3da0-8d3e-0137-9a6f-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: почти 5 лет назад

Просмотры: 16

10.32

Эвелина Ахмаева

Тюменский государственный университет (ТюмГУ)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 1,3 МБ

Поделиться работой

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт наук о Земле Институт экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТА ГАБИТУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОСТРОВА БЕЛЫЙ (КАРСКОЕ МОРЕ), КАК РЕСУРС ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЕГО РАЗВИТИИ В ПОСЛЕДНЕМ ЦИКЛЕ КРИОХРОН-ТЕРМОХРОН Руководитель НИРС, PhD, мл. научный сотрудник к.г.н., доцент Исполнитель НИРС, Студент группы 25ЭиП166а Шарапов Д.В. Юртаев А.А. Ахмаева Э.Э. Тюмень, 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................................... 3 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ....................................................... 5 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ .................................................................................................. 18 ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................. 34 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................................ 35 2

ВВЕДЕНИЕ Исследование связано с изучением палеогеографических событий на арктическом острове Белый на основе морфоскопического анализа кварцевых зерен из поверхностных отложений. Актуальность определяется активным развитием в последнее время палеогеографических исследований в Арктике, особенно на удаленных островных территориях. На острове Белый эти исследования проводятся только последние 5 лет. Целью работы стало изучение морфоскопического состояния песчаных зерен с целью реконструкции палеоэкологических условий формирования поверхностных отложений острова Белый. С этой целью были поставлены следующие задачи. 1) Отобраны для анализа кварцевые зерна (в каждой выборке 70 зерен с размером 0.25-0.50 мм в диаметре) из грунтовых и почвенных образцов с окраинных и центральных частей острова. Кроме этого, образцы отбирались с учетом основных форм рельефа. 2) Проанализированы мезоскопические признаки зерен – окатанность и глянцевость/матовость. 3) Проанализированы и систематизированы микротекстурные особенности индивидуальных зерен – сколы, царапины, углубления, желобки и тд. Зафиксированные особенности систематизированы и систематически обработаны, что позволило предположить возможный генезис отложений. В качестве методов исследования использовался анализ степеней матовости и окатанности кварцевых зерен (50-ти из каждого образца) с помощью бинокулярного микроскопа ZEISS Stemi 305 на увеличении от 16x до 50x. Также проводился анализ микротекстур на поверхности кварцевых зерен (20-ти из 3

каждого образца) с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM6510LV, с увеличением от 200х до 3000х. Новизна определяется применением морфоскопического анализа кварцевых зерен для определения генезиса поверхностных отложений как на окраинных, так и внутренних территорий острова. Кроме этого, морфоскопический анализ проводится на двух уровнях – мезоскопическим (анализ общей поверхности зерна) и микроскопической (анализ микротекстурных особенностей зерна). Практическая совершенствовании значимость методики работы заключается мофроскопического в анализа, отработке и а в также формировании банка кварцевых частиц и их признаков на территории Западной Сибири. 4

ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ Объекты и район исследования Материал для исследования был отобран на острове Белый (Карское море). Этот остров расположен в Карском море (73°15' с. ш., 70°50' в. д.) к северу от п-ова Ямал (рис. 1), от которого отделен нешироким проливом (8–9 км). Территория острова относится к Ямальской физико-географической провинции (Физикогеографическое районирование…, 1973) и, по сути, представляет собой северную оконечность Ямала (рис. 1). Рис. 1. Географическое положение острова Белый Площадь о-ва Белый всего 1900 км2. Рельеф представлен низкой приморской равниной (с абсолютными отметками не выше 12 м над ур. м.), ступенями поднимающейся от пляжа и низкой лайды к морским террасам с абсолютными высотами 3–7 и 6–12 м. Поверхность острова образована, главным образом, морскими песчаными голоценовыми и верхнеплейстоценовыми отложениями. Климат острова арктический с атлантическим влиянием, избыточно влажный с очень холодным летом и суровой малоснежной зимой. Среднегодовая температура (за последнее десятилетие) составила –8.7°С, средняя температура 5

июля 5.8°С, января около –20°С. Количество осадков чуть меньше 300 мм в год. Относительная влажность воздуха на острове очень высокая, в среднем почти 90%. Гидрологическая сеть острова представлена малыми реками и ручьями, а также многочисленным мелководными, как правило, небольшими пресными и солеными озерами. Общая заозерённость составляет более 7% от всей территории. Плоский рельеф, климат, а также обилие водоемов привели к заболоченности большей части острова. Растительный и животный мир относятся к зоне арктических тундр. Необходимо отметить общую видовую бедность флоры и фауны острова Белый, что видимо, связано с особенностями эволюции острова в голоцене. Среди растений преобладают высшие травянистые растения (Carex, Eriophorum, Juncus), мхи (Racomitrium, Pogonatum, Dicranum, Sphagnum) и лишайники (Cladina, Cladonia). Незначительное место занимают древесные кустарнички (Salix). Наземная фауна представлена млекопитающими и птицами. На острове обитают белый медведь, северный олень, песец, лемминг. Береговые местоположения посещает морж, нерпа. Наибольшее разнообразие имеют птицы. В летний сезон на острове устраивают свои гнезда гуси, казарки, утки, лебеди, гагары, кулики. Численность птиц значительна. Например, плотность гнездования гусей может достигать 8.5 гнезд/км2. Почвенный покров острова представлен в основном глеевыми почвами: глееземы арктические (заболоченные (водораздельные местоположения), почвы равнины), глееземы тундровых торфянистые пятен (склоновые местоположения), псаммоземы и пелоземы. В ландшафтном отношении территория относится к тундровой (северотундровой) равнинной широтно-зональной области. В морфологической структуре ландшафта четко выделяются 4 типа местности. Наиболее широко 6

представлены развитые на плоских водоразделах равнины с осоково-моховопушициевыми тундрами на глееземах. Относительно узкими полосами на пологих склонах прослеживаются песчаные дренированные участки с кустарничковоосоково-моховыми тундрами на слабобиогенных почвах. Нижние ярусы рельефа внутри острова заняты песчаными и суглинистыми аллювиальными равнинами с осоково-сфагново-пушициевыми болотами на глееземах торфянистых. На побережьях острова развиты лайды – плоские заболоченные морские равнины с осоково-злаково-моховыми лугами на псаммоземах и пелоземах. Образцы для анализа были отобраны из двух почвенных разрезов, сделанных на водораздельной территории и водораздельном склоне в юго-западной части острова. Кроме этого, один контрольный образец был отобран с территории лайды. Разрез 21 – представлен типичным псаммоземом, то есть слаборазвитой почвой на песчаном субстрате. Образцы отбирались с разных глубин – 21-1 – 0-10 см, 21-2 – 10-20 см, 21-3 – 20-30 см и 21-8 – 70-80 см. Разрез 22 – представлен глееземом на песчаных отложениях. Образцы также были отобраны разных глубин – 22-1 – 0-10 см, 22-2 – 10-20 см, 22-3 – 20-30 см. Кроме это с территории близлежащей лайды был отобран песчаный образец с поверхности – Г-30. Методы Для уточнения условий формирования отложений острова Белый проведено исследование морфоскопии песчаных кварцевых зерен из различных разрезов, заложенных на территории острова. В камеральных условиях ситовым методом извлекалась фракция 0.25-0.50, после чего материал отмывался в дистиллированной воде. Информативность данной фракции была доказана экспериментально (Величко и др., 1997) и зерна такого размера использовались многими авторами ранее в целях диагностики песчаных отложений (Алексеева, 2004; Артемова, 1988; Blank, Магgolis, 1975; Eyles, 1978; Whalley, Langway, 1980). Так как размерность 7

зерен может влиять на результаты морфоскопического анализа (микротекстуры и степень окатанности), то для целей сравнительного анализа образцов использовались зерна одного диаметра (Величко и др., 1997; Vos et al., 2014, c. 95). Морфоскопический анализ кварцевых зерен в исследуемых отложениях состоял из двух компонентов. I. Во-первых, выборка из 50-ти зерен из каждого образца анализировалась по методике разработанной Величко (Velichko, Timireva, 1995). Для этого из каждого образца произвольно отбирали 50 песчаных кварцевых зерен, после чего каждое зерно изучали под бинокулярным микроскопом при увеличении от 16x до 50x. Для оценки окатанности использовалась пятиканальная шкала Хабакова (1946) и трафарет Рухина (1969). В частности, коэффициент окатанности песчаных зерен рассчитывалась по формуле: Q= 0  n0 + 1 n1 + 2  n2 + 3  n3 + 4  n4  25% n0 + n1 + n2 + n3 + n4 где - n0; n1; n2; n3; n4 – число зерен, относящихся к классам окатанности от совершенно неокатанных (нулевого класса) до идеально окатанных (четвертого класса). Степень матовости зерен оценивался по модифицированной методике Саловой (Кузьмина и др. 1969), а затем вычислялась степень матовости по формуле: Cm = 0  Г + 0,25  ЧМ + 0,5  ПМ + 1 М  100% Г + ЧМ + ПМ + М где - Г – количество зерен с глянцевой поверхностью, ЧМ – с четвертьматовой, ПМ – с полуматовой, М – с матовой. Полученные индексы окатанности и матовости использовались в идентификации механических следов воздействия эоловых процессов и водной транспортировки. II. Вторая фаза подразумевала анализ микроструктур на поверхности кварцевых зерен с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM- 8

6510LV. В данной фазе анализа использовались фотографии 20-ти зерен из каждого образца с увеличением от 200х до 3000х. Стоит отметить, что ряд исследователей считают выборку такого размера достаточной для микротекстурного анализа образца (Алексеева, 2004; Krinsley, Doornkamp, 1973; Vos et al., 2014). Для очищения от микро-органики, зерна были погружены в ацетон и обработаны ультразвуком (70W, 42 kHZ) на протяжении 480 сек. Затем зерна были напылены углеродом и помещены в Растровый Электронный Микроскоп (РЭМ). Каждое зерно анализировалось на присутствие/отсутствие следующих микротекстур: 1) микроямчатость, 2) крупные раковистые сколы (>100 мкм), 3) раковистые сколы среднего размера (10 < мкм и < 100 мкм), 4) небольшие сколы (<10 мкм), 5) параллельная штриховка, 6) царапины, 7) углубления V-образной формы, 8) серпообразные желобки, 9) ориентированные ямки травления, 10) раствор, 11) осаждение, 12) интенсивная химическая эрозия (Илл. 1-4). Каждый из вышеперечисленных элементов соответствовал одному или нескольким условиям накопления и транспортировки отложений (Табл. 1). Данные микротекстуры представляют собой неполный список всех возможных следов механической и химической обработки, а список тех микротекстур, которые присутствовали на зернах с острова Белый. 9

Илл. 1. Слева направо: текстура #1 (разрез 21-2, зерно #9); текстура #2 (разрез 21-1, зерно #16); текстура #3 (разрез 21-2, зерно #7). 10

Илл. 2. Слева направо: текстура #4 (разрез 21-2, зерно #14); текстура #5 (разрез Г-30, зерно #20); текстура #6 (разрез 22-2, зерно #3). 11

Илл. 3. Слева направо: текстура #7 (разрез 22-2, зерно #15); текстура #8 (разрез Г-30, зерно #11); текстура #9 (разрез 21-2, зерно #2). 12

Илл. 4. Слева направо: текстура #10 (разрез 22-2, зерно #1); текстура #11 (разрез 21-1, зерно #12); текстура #12 (разрез Г-30, зерно #8). Табл. 1. Соответствия между микротекстрами и условиями осадконакопления и транспортировки отложений (Алексеева, 2004; Величко и др., 2007; Зыкина и др., 2017; Николаенко, 2016; Kleesment, 2009; Krinsley, Doornkamp, 1973; Mahaney et al., 2001; Schneider, 1970; Sizikova, Zykina, 2015; Timireva, Velichko, 2006; Vos et al., 2014). 13

Микротекстура 1) Ассоциируется с Описание процесса возникновения каким генезисом микротекстуры Эоловая обработка Соударение частиц друг об друга в Микроямчатость 2) Крупные воздушном потоке. Гляциальная или Вода или почвенный раствор раковистые сколы криогенная попадают в частицу, и растрескивают (>100 мкм) ее в процессе замерзания и обработка оттаивания (криогенная обработка). Такие микротекстуры могут также возникнуть в результате сильного трения кварцевых зерен друг об друга или о другие породы в процессе движения ледника. 3) Раковистые Криогенная или Вода или почвенный раствор сколы среднего субаквальная попадают в частицу, и растрескивают размера (10 < мкм обработка ее в процессе замерзания и и < 100 мкм) оттаивания (криогенная обработка). Такие микротекстуры могут также возникнуть вследствие соударения частиц друг об друга (или о другой материал) в динамичных водных потоках. 4) Небольшие Криогенная, Соударение частиц друг об друга в сколы (<10 мкм) эоловая или водная воздушном потоке (эоловая обработка обработка). Вода или почвенный раствор попадают в частицу, и растрескивают ее в процессе 14

замерзания и оттаивания (криогенная обработка). Такие микротекстуры могут также возникнуть вследствие соударения частиц друг об друга (или трения о гальку) в водных потоках и в высокодинамичных пляжных условиях. 5) Параллельная Ледниковая Трение острых краев обломков пород штриховка обработка о частицу в процессе движения ледника. 6) Царапины Криогенная, водная Трение острых краев обломков пород или ледниковая о частицу в процессе движения обработка. ледника. Такие микротекстуры могут также возникнуть вследствие соударения частиц друг об друга (или трения о гальку) в водных потоках и в высокодинамичных пляжных условиях. Такие микротекстуры могут также возникнуть вследствие многократного замерзания - таяния воды в рыхлых и трещиноватых породах. (криогенная обработка). 7) Углубления V- Водная обработка Такие микротекстуры могут образной формы возникнуть вследствие соударения частиц друг об друга в высокодинамичных водных потоках и 15

в высокодинамичных пляжных условиях. 8) Серпообразные Субаквальная Соударение частиц с силой желобки (водная) или достаточной, чтобы деформировать эоловая обработка зерно, но недостаточной чтобы сформировать скол (эоловая обработка). Такие микротекстуры могут также возникнуть вследствие взаимодействия кварцевых частиц с гравием (субаквальная обработка). Субаквальные 9) Такие микротекстуры могут Oриентированные (низкодинамичные) возникнуть вследствие химической ямки травления или почвенные обработки поверхности кварцевых процессы зерен морской водой или торфяной почвой. 10) Раствор Диагенез Химическое разложение пород на месте их образования. 11) Осаждение Диагенез Осаждение диоксида кремния из гомогенного раствора 12) Интенсивная Субаквальные Такие микротекстуры могут химическая (низкодинамичные) возникнуть вследствие химической эрозия или почвенные обработки поверхности кварцевых процессы зерен морской водой или гуминовыми кислотами. Нами фиксировались лишь присутствие/отсутствие признаков (текстур), вне зависимости от частоты их распространения (т.е., степени преобладания). В этой 16

связи стоит заметить результаты экспериментальных исследований, которые показали, что следы, характерные для субаквальной среды, появляются на зернах после 50-ти часов пребывания в водном потоке, а после 400 часов (17 дней), зерна приобретают основные признаки водной обработки (Алексеева, 2004, c. 28-30; Georgiev, Khrischev, 1984). Экспериментальные работы Величко и др. (1997, c. 438) установили, что после 700 часов (30 дней) обработки при скорости 8.6 м/с, коэффициент окатанности до того необработанных зерен возрастал существенно. То есть присутствие микротекстурного признака не обязательно говорит о существенном (длительном) воздействии того или иного фактора окружающей среды. После документирования микротекстур, для каждого образца высчитывался некий условный индекс, показывающий степень влияния того или иного условия осадконакопления и транспортировки отложений (в частности, нами были сгенерированы индексы эоловой, водной, криогенной, и ледниковой обработки для каждого образца). Подсчитывались подобные индексы следующим образом. Так как каждая из 12-ти микротекстур могла соответствовать одному или несколькими условиями осадконакопления, значение индекса “взвешивалось” соответствующим образом. Например, микроямки могут быть ассоциированы только с эоловыми процессами, тогда как мелкие сколы могут быть ассоциированы как с эоловыми, так и с субаквальными или криогенными процессами. Соответственно, в подсчете индекса эоловости, микроямки получали один балл, тогда как мелкие сколы получали 1/3 балла, и так далее. Потом баллы, взвешенные согласно степени эквифинальности того или иного признака, суммировались. Для образцов с о. Белый диапазон подобных индексов мог варьировать от 0 до 18. 17

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Полученные данные позволили определить основные условия обработки песчаных зерен, преобладавшие во время осадконакопления. Относительно всех образцов с острова Белый, оба вида морфоскопического анализа (анализ степени окатанности и матовости согласно Величко и др. (2007), а также анализ индивидуальных микроструктур на сканирующем электронном микроскопе) сходятся на выводе от том, что кварцевые зерна подверглись ограниченному влиянию эоловых процессов. Общий уровень окатанности зерен, их низкая заматованность, а также анализ микротекстур указывает на то, что зерна обрабатывались в динамичных водных потоках. Следующими за водной обработкой по степени воздействия выступают криогенные процессы. Наиболее слабо выражены гляциальные процессы (общий индекс гляциальности почти в два раза меньше, чем общий индекс водной обработки (см. Табл. 2). Нужно отметить, что из общей картины выделяются два образца (Г-30 и 21-8) по разным параметрам (см. ниже). Табл. 2. Образцы отсортированы по степени эоловой обработки (от само сильно до само слабо обработанного эолом). Колонки, указывающие на эоловую обработку выделены серым. Коэффицие Образ ец нт окатанност и (%) (по Величко) Коэффициент Индекс Индекс матовости эоловой водной (%) (по обработ обработ Величко) ки ки Индекс криогенн ой обработк и Индекс гляциальн ой обработки Г-30 64 29 12 14 8 9 22-2 59 33 14 18 14 6 22-3 58 37 13 6 6 2 21-1 58 30 13 10 10 7 18

21-2 56 15 13 5 4 3 21-3 52 37 13 13 9 1 21-8 45 28 6 6 7 5 22-1 45 23 11 10 13 14 95 82 71 47 Суммированн ый индекс Эоловая обработка. Выделяется образец Г-30, как само сильно обработанный эолом. Образец 21-8 выделяется как самый слабо обработанный эолом по обоим показателям. Стоит заметить, что результаты анализа микротекстур и степени окатанности (по Величко) в общем сходятся (например, см. образцы 21-8 и 22-1). Табл. 3. Образцы, отсортированные по степени водной обработки (от само сильно до само слабо обработанного динамичными водными потоками). Колонка, указывающая на водную обработку выделена серым. Коэффицие Коэффицие Индекс Индекс Образе нт нт эоловой водной ц окатанност матовости обработ обработ и (%) (%) ки ки Индекс криогенн ой обработк и Индекс гляциальн ой обработки 22-2 59 33 14 18 14 6 Г-30 64 29 12 14 8 9 21-3 52 37 13 13 9 1 21-1 58 30 13 10 10 7 22-1 45 23 11 10 13 14 22-3 58 37 13 6 6 2 21-8 45 28 6 6 7 5 19

21-2 56 15 13 5 4 3 Табл. 4. Образцы, отсортированные по степени криогенной обработки (от само сильно до само слабо обработанного морозным выветриванием). Колонка, указывающая на криогенную обработку выделена серым. Коэффицие Коэффицие Индекс Индекс Образе нт нт эоловой водной ц окатанност матовости обработ обработ и (%) (%) ки ки Индекс Индекс криогенн гляциальн ой ой обработк обработки и 22-2 59 33 14 18 14 6 22-1 45 23 11 10 13 14 21-1 58 30 13 10 10 7 21-3 52 37 13 13 9 1 Г-30 64 29 12 14 8 9 21-8 45 28 6 6 7 5 22-3 58 37 13 6 6 2 21-2 56 15 13 5 4 3 Табл. 5. Образцы, отсортированные по степени гляциальной обработки (от само сильно до само слабо обработанного гляциальными процессами). Колонка, указывающая на гляциальную обработку выделена серым. Коэффицие Образе нт ц 22-1 Коэффицие Индекс Индекс Индекс нт эоловой водной криогенно гляциально окатанности матовости обработк обработк й (%) и (%) 45 23 и 11 20 Индекс й обработки обработки 10 13 14

Г-30 64 29 12 14 8 9 21-1 58 30 13 10 10 7 22-2 59 33 14 18 14 6 21-8 45 28 6 6 7 5 21-2 56 15 13 5 4 3 22-3 58 37 13 6 6 2 21-3 52 37 13 13 9 1 Табл. 6. Сравнительный анализ по разрезам (22 и 21) 21

Сравнительный анализ. Стоит отметить разницу в степенях влияния различных процессов на глубине 20 см (то есть между образцами 21-2 и 22-2). Тогда как в образце 22-2 мы видим наиболее сильную водную и криогенную обработку, в образце 21-2 мы видим наиболее слабые уровни водной и криогенной обработки. Также, противоположная картина наблюдается на глубине 10 см (то есть между образцами 21-1 и 22-1), касательно эолового воздействия. Тогда как в образце 22-1 оно наименее сильно выражено, то в образце 21-1 оно выражено более существенно. Помимо низкой степени окатанности, образец 22-1 также отделяется от всех остальных образцов в таблице 6 самым высоким индексом гляциальной обработки (то есть несет на себе наибольшее количество следов трения параллельной штриховки). В общем (если суммировать все глубины), уровень криогенной и водной обработки более ярко выражены в образце 22 чем в образце 21. Общие же уровни эоловой обработки между двумя образцами сравнимы. Вышеперечисленные моменты выделены серым цветом. Приложение: результаты по образцам (индивидуально) Г-30 Коэффициент окатанности составляет 64%. В частности, преобладают зерна II и III классов окатанности (зерна средне и хорошо окатанные, соответственно). Встречаются и идеально окатанные зерна. Данный коэффициент окатанности (который является относительно высоким для образцов с о. Белый) разными авторами соотносится как с ограниченной эоловой (Величко и др., 2007, с. 20), так и с водной обработкой (Николаенко, 2016, c. 52). Например, Velichko et al. (2008, c. 12) ассоциировали схожую степень окатанности (62.5%) с флювиальными зернами, подвергшимися слабой эоловой обработке. Значение коэффициента матовости низкое – 29%. Зерна в основном четвертьматовые (то есть слегка заматованные). Зыкина и др. (2017, c. 21) 22

ассоциировали такую степень матовости с субаквальными (речными) отложениями. Такой коэффициент матовости является пограничным между сугубо водными процессами (25%) и слабовыраженными субаэральными процессами (м.б. находящимися в начальной стадии) (30-40%). Разрез Г-30 фракция 0.25-0.50 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 I II глянцевая 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез Г-30 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки Анализ индивидуальных текстурных особенностей, основанный на выборке из 20-ти кварцевых зерен, позволил заключить следующее. Наиболее уверенно прослеживаются следы субаквальных процессов (значение индекса - 14). Эоловый фактор, хотя и присутствовал в обработке данных зерен, но в меньшей степени (значение индекса - 12). Касаемо следов субаквальной обработки, стоит выделить тот факт, что хотя на большом проценте зерен присутствуют углубления Vобразной формы, в большинстве случаев этими углублениями покрыта только 23

незначительная часть зерна. Это значит, что водная обработка не была интенсивной. Следы ледниковых и криогенных процессов также присутствуют на зернах из данного образца, хотя они довольно слабо выражены (значение индексов 9 и 8 соответственно). Таким образом оба вида морфоскопического анализа (анализ степени окатанности и матовости согласно Величко и др. (2007), а также анализ индивидуальных микроструктур) сходятся на выводе от том, что зерна из образца Г-30 имеют водное происхождение с ограниченным влиянием эоловых процессов. Также вероятно, что часть зерен подвергалась обработке ледниками и морозному выветриванию. 21-2 Коэффициент окатанности составляет 56%. В частности, преобладают зерна II класса окатанности (зерна средне окатанные). Тимирева (устная коммуникация) ассоциирует такую степень окатанности (50-60%) с ограниченной эоловой обработкой. Данный показатель степени окатанности несколько ниже нижней границы (57%) выборки зерен, которую Величко и др. 2007 (стр. 20) интерпретировали как субаэральные зерна, прошедшие на заключительном этапе довольно активную эоловую обработку. Sizikova, Zykina (2015, c. 13) в своей работе ассоциировали такую степень окатанности (55-62%) с эоловыми процессами и криогенной активностью. Стоит отметить, что коэффициент окатанности песчаных зерен из аллювиальных отложений вполне может достигать 63% (Величко и др., 1997, c. 438). Значение коэффициента матовости низкое – 15%. Зерна в основном глянцевые. Николаенко (2016, c. 54) отмечает такой коэфициент матовости (14%) в зернах из мариния (морских отложений). Тимирева (устная коммуникация) также ассоциирует подобную степень матовости (8-25%) с субаквальными условиями. 24

Разрез 21-2 фракция 0.25-0.5 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 I II глянцевая 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 21-2 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки Анализ индивидуальных текстурных особенностей, основанный на выборке из 20-ти кварцевых зерен, позволил заключить следующее. Налицо влияние эоловых процессов (индекс эоловой обработки равен 13-ти). Влияния водных, криогенных и гляциальных процессов проявлены менее существенно (индексы равны 5, 4 и 3 соответственно). Стоит отметить, что хотя на относительно большом количестве зерен (55%; N=11) наблюдаются микроямки, характерные для эоловой обработки, на большинстве зерен микроямками покрыта только незначительная площадь зерна. Это значит, что хотя образец перевеивался воздушными потоками, происходил этот процесс в течение непродолжительного времени. Этот факт дополнительно подтверждает низкая матовость образца. 25

Таким образом оба вида морфоскопического анализа (анализ степени окатанности и матовости согласно Величко и др. (2007), а также анализ индивидуальных микроструктур на сканирующем электронном микроскопе) сходятся на выводе от том, что зерна из образца 21-2 подвергались ограниченному влиянию эоловых процессов. Влияние водных, криогенных и ледниковых процессов было выражено еще менее ярко. 21-8 Коэффициент окатанности составляет 45%. В частности, сильно преобладают зерна II класса окатанности (зерна средне окатанные). Идеально окатанные зерна (IV класса) отсутствуют. Присутствуют вовсе необработанные зерна (0 класс окатанности) (N=2). Данный коэффициент окатанности ниже тех, которые исследователи ассоциируют с даже ограниченной эоловый обработкой (~50%). Для примера, в ходе экспериментальных работ Величко и др. (1997, c. 438) установили, что после 700 часов (30 дней) обработки при скорости 8.6 м/с, коэффициент окатанности до того необработанных зерен достигал 30-40%. Тое есть, если эоловый фактор и присутствовал в генезисе данного образца, то очень ограниченно. Значение коэффициента матовости низкое – 28%. Зерна в основном четвертьматовые (то есть слегка заматованные). Такую низкую степень матовости можно ассоциировать только с водной обработкой (но никак ни с эоловой) (Тимирева, устная коммуникация). 26

Разрез 21-8 фракция 0.25-0.5 80% 60% 40% 20% 0% 0 I II глянцевая 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 21-8 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки Анализ микротекстур подтверждает незначительное влияние эоловых процессов (индекс эоловости равен 6-ти, что в 2 раза меньше, чем в образцах Г-30 и 21-2). Влияние криогенных процессов несколько преобладает над другими типами обработки. Степень водной обработки сравнимо с образцом 21-2. 22-1 Коэффициент окатанности составляет 45%. В частности, сильно преобладают зерна II класса окатанности (зерна средне окатанные). Присутствует всего одно идеально окатанное зерно (VI класса). Присутствуют и вовсе необработанные зерна (0 класс окатанности) (N=5). Данный коэффициент окатанности ниже тех, которые исследователи ассоциируют с эоловый обработкой. Для примера, в ходе 27

экспериментальных работ Величко и др. (1997, c. 438) установили, что после 700 часов (30 дней) обработки при скорости 8.6 м/с, коэффициент окатанности до того необработанных зерен достигал 30-40%. То есть, если эоловый фактор и присутствовал в генезисе данного образца, то очень ограниченно. Значение коэффициента матовости низкo – 23%. Зерна в основном четвертьматовые (то есть слегка заматованные). Зыкина и др. (2017, c. 21) ассоциировали такую степень матовости с субаквальными (речными) отложениями. Разрез 22-1 фракция 0.25-0.5 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 I II глянцевая 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 22-1 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки 22-3 Коэффициент окатанности во фракции 0.25-0.5 мм составляет 58%. В частности, преобладают зерна II классa окатанности (зерна средне окатанные). Встречаются и идеально окатанные зерна. Данный показатель степени окатанности 28

соответствует нижней границе (57%) выборки зерен, которую Величко и др. 2007 (с. 20) интерпретировали как субаэральные зерна, прошедшие на заключительном этапе довольно активную эоловую обработку Sizikova and Zykina (2015, c. 13) в своей работе ассоциировали такую степень окатанности (55-62%) с эоловыми процессами и криогенной активностью. Николаенко (2016, c. 52) ассоциирует такую степень окатанности (56-68%) с субаэральными процессами в которых эоловый фактор присутствовал ограниченно. Значение коэффициента матовости – 37%. Зерна в основном четвертьматовые (то есть слегка заматованные), хотя процент полуматовых зерен тоже довольно высок. Данный показатель степени матовости соответствует нижней границе (36%) выборки, которую Величко и др. 2007 (с. 21) интерпретировали как субаэральные зерна. Но в вышеупомянутой выборке коэффициент окатанности был намного выше. Тимирева (устная коммуникация) соотносит такой коэффициент матовости (30-40%) со слабовыраженными субаэральными процессами (м.б. находящимися в начальной стадии). 29

Разрез 22-3 фракция 0.25-.50 80% 60% 40% 20% 0% 0 глянцевая I II 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 22-3 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки 21-1 Коэффициент окатанности составляет 58%. В частности, преобладают зерна зерна II и III классов окатанности (зерна средне и хорошо окатанные, соответственно). Встречаются и идеально окатанные зерна (IV класса окатанности). Тимирева (устная коммуникация) ассоциирует такую степень окатанности (50-60%) с ограниченной эоловой обработкой. Sizikova and Zykina (2015, c. 13) в своей работе ассоциировали такую степень окатанности (55-62%) с эоловыми процессами и криогенной активностью. Значение коэффициента матовости низкое – 30%. Зерна в основном четвертьматовые (то есть слегка заматованные). Зыкина и др. (2017, c. 21) ассоциировали такую степень матовости (25-30%) с субаквальными (речными) 30

отложениями. Величко и др. (1997, c. 438) ассоциируют такую степень матовости (около 30%) с аллювиальными отложениями, то есть водной обработкой. Разрез 21-1 фракция 0.25-0.5 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 глянцевая I II 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 21-1 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки 21-3 Коэффициент окатанности составляет 52%. В частности, преобладают зерна II класса окатанности (зерна средне окатанные). Встречаются неокатанные зерна (0 класс окатанности). Данный коэффициент окатанности находится рядом с нижней границей диапазона значений, которые можно ассоциировать с ограниченной эоловой обработкой, то есть 50-60% (Тимирева, устная коммуникация). То есть эоловый фактор присутсвовал, но в ограниченной степени. 31

Значение коэффициента матовости – 37%. Timireva,Velichko (2006, c. 138,143) ассоциировали такую степень матовости (35% и выше) с низкоскоростными ветреными потоками, некоторой долей криогенного, а также химического воздействия. Зерна в основном полу- и четверть- матовые. Николаенко (2016, c. 5052) ассоциирует такую степень матовости (33-44%) с субаэральными зернами, прошедшими ограниченную эоловую обработку. Разрез 21-3 фракция 0.25-0.5 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 глянцевая I II 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 21-3 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки Криогенной обработки Гляциальной обработки 22-2 Коэффициент окатанности составляет 59%. В частности, преобладают зерна II класса окатанности (зерна средне окатанные), хотя хорошо окатанные зерна тоже встречаются довольно часто. Данный показатель степени окатанности превышает 32

(хотя и ненамного) нижнюю границу (57%) выборки зерен, которую Величко и др. 2007 (с. 20) интерпретировали как субаэральные зерна, прошедшие на заключительном этапе довольно активную эоловую обработку. Sizikova and Zykina (2015, c. 13) в своей работе ассоциировали такую степень окатанности (55-62%) с эоловыми процессами и криогенной активностью. Николаенко (2016, c. 52) ассоциирует такую степень окатанности (56-68%) с субаэральными процессами в которых эоловый фактор присутствовал ограниченно. Значение коэффициента матовости – 33%. Величко и др. (1997, c. 438) ассоциируют такую степень матовости (около 30%) с аллювиальными отложениями, то есть водной обработкой. Тимирева (устная коммуникация) соотносит такой коэффициент матовости (30-40%) со слабовыраженными субаэральными процессами (м.б. находящимися в начальной стадии). Разрез 22-2 фракция 0.25-0.5 80% 60% 40% 20% 0% 0 глянцевая I II 0,25матовая III 0,5матовая IV матовая Разрез 22-2 Значения индексов, измеряющих степени: 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Эоловой обработки Водной обработки 33 Криогенной обработки Гляциальной обработки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенный анализ морфоскопического состояния кварцевых зерен из поверхностных отложений острова Белый показал, что отложения острова, которые формируют его современные геоморфологические поверхности, формировались преимущественно в результате водной обработки. Это могло происходить при переотложении уже сформированных до этих территорий в результате циклических процессов в тренсгрессии-регрессии за последний цикл криохрон-термохрон. В дельнейшем, после формирования геоморфологических поверхностей и отступания моря с территории острова сформированные отложения подвергались эоловой обработке, до тех пор, пока отложения не были закреплены растительностью. Кроме этого, активно действовал фактор морозного выветривания – следы которого встречаются на многих проанализированых песчинках. Отдельно стоит отметить микротекстуры, связанные с воздействием ледника. Они могли сформироваться в результате воздействия покровных ледников Новой Земли. В последствие части ледников Новой Земли попадали в море и уже в форме айсбергов достигали о. Белый, где «выгружали» захваченный песчанный материал. Таким образом, остров Белый представляет собой типичный шельфовый остров, сформированный в результате процессов трансгрессии-регрессии и переотложения отложений сформированной до этого суши. 34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Алексеева В.А. Микроморфология поверхности кварцевых зерен как индикатор условий формирования ледникового рельефа (на примере бассейна р. Протвы в среднем ее течении): дисс. на соиск. уч. ст. кандидата геогр. наук. М., 2004. - Режим доступа: http://diss.rsl.ru Артемова Н.Л. Микроморфология лессовидных образований области вечной мерзлоты как показатель их генезиса: дисс. на соиск. уч. ст. кандидата геогр. наук. М., 1988 – 195 с. Величко А.А., Грибченко Ю.Н., Тимирева С.Н. Моделирование эоловой обработки песчаных зерен // Литология и полезные ископаемые. – 1997. – №4. – С. 431– 439. Величко А.А., Тимирева С.Н, Кременецкий К.В., МакДональд Г., Смит Л. Западно-Сибирская равнина в облике позднеледниковой пустыни // Известия РАН. Серия географическая. – 2007. – №4. – С. 16-28. Зыкина В.С., Зыкин В.С., Вольвах А.О. Овчинников И.Ю., Сизов О.С., Соромотин А.В. Строение, криогенные образования и условия формирования верхнечетвертичных отложений Надымского Приобья // Криосфера Земли. – 2017. –т.XXI. – №66. – С. 14-25. Кузьмина Н.Н., Салова Т.А., Судакова Н.Г., Фельдман Т.Г. Гранулометрическая и минералогическая характеристика фациальных комплексов новейших отложений Приазовья // Новейшая тектоника, новейшие отложения и человек. М.: Изд-во МГУ, 1969. – С. 119-133. Николаенко В.М. Субаэральные покровные отложения севера Западной Сибири: магистерская диссертация. Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 2016. Рухин, Л.Б. Основы литологии. Учение об осадочных породах. — Изд. 3-е, перераб. и доп. — Л.: Недра, Ленингр. отд-ние, 1969. — 703 с. 35

Физико-географическое районирование Тюменской области / Под. ред. Н.А. Гвоздецкого. – М.: Изд-во МГУ, 1973. – 246 с. Хабаков‚ А.В. Об индексах окатанности галечников // Советская геология. 1946. – № 10. – С. 98–99. Blank R.G., Margolis S.V. Pliocene climatic and glacial history of Antarctica as revealed by southeast Indian Ocean deep-sea cores // Geol. Soc. America Bull. –1975. – Vol. 86. – P. 1058-1066. Eyles, N. Scanning electron microscopy and particle size analysis of debris from a British Columbian glacier: a comparative report // Scanning Electron Microscopy in the Study of Sediments / ed. by W. B. Whalley. – Norwich, UK: Geo Abstracts, 1978. – P. 227-242. Georgiev V. M., Khrischev K. Experimental modeling of subaqueous mechanical abrasion of aeolian quartz grains // 27th IGC – 1984. – Vol. 2. – P. 61-62. Kleesment A. Roundness and surface features of quartz grains in Middle Devonian deposits of the East Baltic and their paleogeographical implications // Estonian Journal of Earth Sciences. – 2009. – Vol. 58. P. 71-84. doi:10.3176/earth.2009.1.07. Krinsley D.H., Doornkamp J.C. Atlas of quartz sand surface textures. Cambridge University Press. 1973. Mahaney W.C., Stewart A. & Kalm V. Quantification of SEM microtextures useful in sedimentary environmental discrimination // Boreas. – 2001. – Vol. 30. – P. 165-171. Schneider H. E. Problems of quartz grain morphoscopy // Sedimentology. – 1970. – Vol. 14. – P. 325-335. Sizikova A. O., Zykina V. S. The dynamics of the Late Pleistocene loess formation, Lozhok section, Ob loess Plateau, SW Siberia. – 2015. – Vol. 365. – P. 4-14. Timireva S.N., Velichko F.F. Depositional environments of the Pleistocene loesssoil series inferred from sand morphoscopy – a case study of the East European Plain // Quaternary International. – 2006. – Vol. 152-153. – P. 135-145. 36

Velichko A.A., Timireva S.N. Morphoscopy and Morphometry of Quartz Grains from Loess and Buried Soil Layers // GeoJournal. – 1995. – Vol. 36.2/3. – P. 143-149 Velichko A.A., Catto N.R., Kononov M.Yu. (Eds.). Progressively cooler, drier interglacials in southern Russian through the Quaternary: Evidence from the Sea of Azov region // Quaternary International. – 2008. Doi:10.1016/j.quaint.2008.06.005. Vos K., Vandenberghe N., Elsen J. Surface textural analysis of quartz by scanning microscopy (SEM): from sample preparation to environmental interpretation // EarthScience Reviews. – 2014. – Vol. 128. – P. 93-104. Whalley B. W., Langway C.C. A scanning electron microscope examination of subglacial quartz grains from Camp Century core, Greenland – a preliminary study // J. Glaciol. – 1989. – Vol. 25, № 91 – P. 125-132. 37

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв