Содержание к диссертации
Введение 3
Глава I. Методика изучения вещественного состава новейших отложений Сахалина для целей палеогеографических реконструкций 16
Глава 2. Новейшие отложения опорных разрезов Сахалина (литологический состав, условия накопления, корреляция и стратификация) 27
2.1. Разрез Анива 27
2.2. Разрез Шишкевича 48
2.3. Разрез Вахрушево-Гастелло 58
2.4. Разрез Війдимирово 69
2.5. Разрез АІж ово 77
2.6. Разрез Орловка 90
2.7. Корреляция и стратиграфия новейших отложений опорных разрезов Сахалина 103
Глава 3. Генетические типы новейших отложений Сахалина, особенности их литологического состава и фаци ального строения 112
3.1. Особенности литологического состава разных генетических типов новейших отложений опорных разрезов Сахалина 112
3.2. Фациальные ряды опорных разрезов новейших отложений Сахалина 145
Глава 4. Палеогеографическая обстановка и условия на копления новейших отложений Сахалина 155
Заключение 178
Литература 1
Введение к работе
І. Общие сведения
При изучении геологического строения О.Сахалин, выявлении его природных богатств и хозяйственном освоении территории актуальной и практической задачей является анализ новейших отложений острова, их вещественного состава и реконструкция палеогеографических обстановок накопления.
Новейшие отложения повсеместно развиты на о.Сахалин, выстилают поверхность острова чехлом разнообразных рыхлых осадков, с ними развита разработка строительных материалов, отложения представляют материнскую породу главного земельного богатства - почвенного покрова. Практическая значимость изучения новейших образований определяется также и природоохранными задачами, поскольку они несут наибольшую антропогенную нагрузку и являются одним из основных объектов рекультивации.
Научно-теоретический интерес к результатам исследования рыхлого покрова Сахалина в первую очередь связан с получением информации по палеогеографическому развитию в плейстоцене одного из самых специфических регионов Дальнего Востока - территории, располагающейся между океаническими и материковыми структурами, на восточной окраине Азиатского материка в системе островных дуг бореальной Пацифики с характерным ходом природных процессов.
Новейшие отложения Сахалина изучены недостаточно, существенно хуже более древних кайнозойских образований. Особенно слабо исследованы литология, генетическая принадлежность осадков и условия их накопления. В первую очередь это обусловлено малочисленностью, либо полным отсутствием в отложениях палеонтологических остатков - основных свидетелей происхождения и палеогеографических условий формирования осадков.
Разрабатываемые в работе вопросы являются составной частью темы "Реконструкция природных условий плейстоцена отдельных районов территории СССР", являющейся фундаментальной, рекомендуемой АН СССР (шифр 3.5.2.1.)» Минвузом СССР и Международным проектом геологических корреляций.
Основной__целью__работы является изучение литологии новейших отложений Сахалина и на этой основе реконструкция палеогеографических условий их накопления. При этом решались следующие задачи: I. проведение комплексного анализа вещественного состава новейших отложений опорных разрезов Сахалина и восстановление условий их формирования; 2. выявление особенностей генетического и фациаль-ного состава новейших отложений Сахалина; 3. определение этапов осадконакопления.
Исходя из поставленных задач, сновным__методом_иссле ования явился комплексный (сопряженный) литологический анализ опорных разрезов новейших отложений, разрабатываемый в Лаборатории новейших отложений и палеогеографии плейстоцена Географического факультета МГУ по инициативе академика К.К.Маркова (Марков, 1967, 1975, 1976; Марков, Каплин, Свиточ, 1976). Этот методический прием предполагает: I - концентрацию аналитических исследований новейших отложений из наиболее представителъных(опорных)разре зов; 2 - совместное использование при изучении вещественного состава осадков наиболее информативных для конкретных разрезов диалогических методов и их сопряженный анализ; 3 - применение при палеогеографических реконструкциях наряду с материалами литоло-гического анализа результатов ряда других методов (абсолютного датирования, палинологии, диатомей и т.д.).
В основу работы положен материал, собранный автором во время: полевых исследований 1981 и 1982 года при изучении опорных разрезов новейших отложений Сахалина (рис. I). Полевые работы проводились в составе Сахалинского отряда Лаборатории новейших отложений и палеогеографии плейтоцена Географического факультета МГУ. Всего на различные виды анализа было отобрано 600 образцов, выполнено детальное литологическое описание разрезов, взято 100 проб грубообломочного материала. В камеральный период автором сделано 250 гранулометрических анализов, 50 минералогических анализов, 80 петрографических анализов, 80 морфологических анализов грубообломочного материала.
В работе также использованы результаты изучения новейших отложений острова методами: палинологии, палеомагнитизма, диатомового анализа, минералогии и абсолютного датирования, любезно представленные Н.С.Болиховской и Г.М.Шумовой, В.С.Гуновой, О.Б. Паруниным, В.А.Большаковым, Т.Н.Воскресенской. Автор пользовался консультациями 0.А.Борсука и А.А.Константиновского. Пользуюсь случаем выразить всем им глубокую признательность.
Основные_запщщаемые положения диссертации следщвде:
1. В условиях широкого распространения среди новейших отложений "немых" и слабо палеонтологически охарактеризованных толщ, важное значение для определения их генезиса, восстановления условий накопления и палеогеографических реконструкций приобретает комплексный литологический анализ.
2. На примере изучения вещественного состава новейших отложений Сахалина показано, что сочетания в разрезах различных типов осадков отражает конкретный характер природной обстановки их накопления.
3. На Сахалине наиболее информативными для палеогеографических реконструкций являются прибрежно-морские и озерно-болотные образования. Первые отражают динамичную обстановку морского осадконакопления, высокий уровень моря, теплый и влажный климат и господство в прибрежных районах темнохвойной таежной растительности.
Накопление вторых совпадает с эпохами низкого стояния моря, развития на побережьях болот и озер, холодным климатом, тундровыми и лесотундровыми ландшафтами. 4. Плейстоцен Сахалина является эпохой существования специфических условий осадконакопления, проявившихся в ряде характерных признаков осадков: повышенном количестве грубообломочного материала и его плохой сортировке, циклическо-ритмическом характере напластования, наличии большого числа перерывов и размывов. Практическая_значимость аботы_заключается_в использовании материалов диссертации в отчете (монографии) по теме "Новейшие отложения и палеогеография Сахалина", выполняемой по научному плану Географического факультета МГУ.
Материалы комплексного изучения новейших отложений Сахалина могут быть использованы производственными организациями при проведении геолого-съемочных и геолого-поисковых работ, разведке месторождений строительных материалов, генетически связанных с покровными образованиями.
Опыт применения литологического шализа отложений для палеогеографических реконструкций, определения генезиса и условий накопления осадков можно рекомендовать при изучении "немых" толщ других регионов Дальнего Востока, в частности Южного и Среднего Приморья и Западной Камчатки.
Основные положения работы докладывались на конференции молодых ученых Географического факультета МГУ в 1981 г., на П Всесоюзном съезде океанологов в Севастополе в 19Q2. г. и совещании по инженерно-сейсмологическому районированию в Ташкенте в 1983 г.
По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Диссертация состоит из 150 стр. машинописного текста, 32, рисунков, 8 таблиц и списка литературы из 114. наименований» Она включает введение, четыре главы и заключение. В первой главе кратко рассмотрены методика литологического анализа и конкретный комплекс частных методов, использовавшихся при изучении новейших отложений Сахалина. Второй, самый крупный раздел работы посвящен изучению литологического состава новейших отложений и условий их накопления в опорных разрезах Сахалина: Анива, Шишкевича, Вахру-шево-Гастелло, Владимирово, Арково, Орловка. Дана корреляция разрезов и рассмотрена стратиграфия новейших отложений. Раздел представляет собой фактологическую основу диссертации. В третьей главе изложены материалы изучения основных закономерностей вещественного состава отложений и их фациального строения. В последней четвертой главе на основании аналитических материалов дан палеогеографический синтез - реконструкция природной обстановки и условий накопления новейших отложений. В заключении изложены краткие выводы по работе.Приложение состоит из описаний разрезов и результатов анализов.
2. Краіие сведения о природе и геолого-геоморфологическом строении о.Сахалин Физико-географическое положение. Сахалин находится на северном окончании Японо-Сахалинской гряды в системе Восточно-Азиатских островных дуг, располагаясь между 46° и 54° северной широты и 141° и 156° восточной долготы. Меридиональное положение острова - на стыке восточной окраины крупнейшего в мире материка с краевыми морями крупнейшего в мире океана и между двумя противоположными по направлению и свойствам морскими течениями - теплым Цусимским на западе и холодным Сахалинским на востоке - определяет основные черты развития его природы и прежде всего муссон-ный климат с резкой температурной аномалией - отклонением всех температурных показателей Сахалина в сторону холода от температур, типичных для его широты (Ефремов, 1948; 1956).
Для ландшафтов Сахалина характерна контрастность. Влажный климат и горный рельеф территории обусловили в целом господство на острове таежных ландшафтов, на его севере отмечается господство лесов и редколесья из лиственницы, а на юге - смешение южных и северных элементов флоры (Грепачевский, 1976).
Статиг афия_доплейстоденовых образований. На Сахалине развиты породы палеозойской, мезозойской и кайнозойской групп. Среди палеозойских и мезозойских образований широкое распространение имеют домеловые осадочные, вулканогенные и метаморфические породы. Примерно треть острова занята выходами меловых, главным образом верхнемеловых образований.
Среди кайнозойских образований развиты породы палеогена и неогена. Палеогеновые отложения выходят вдоль западных склонов Западно-Сахалинских гор. Широко на Сахалине распространены неогеновые породы, слагающие обширные поля у подножья горных сооружений. Строение разреза неогеновых отложений весьма пестрое и различное в разных районах острова. Существенную роль среди них играют породы вулканического происхождения, связанные с проявлением раннемиоценовои, среднемиоценовой и позднемиоценовой - плиоценовой фаз вулканической деятельности (Геология СССР, т.33,1970).
Тектоническое строение Сахалин является звеном Тихоокеанского кольца кайнозойской складчатости, именуемого Японо-Охотской геосинклинальной областью и представляет крупное антиклинальное поднятие - мегаантиклинорий, расположенный между крупными синклиналъными прогибами. С севера и юга к мегаантиклинорию примыкают Северо-Охотский и Южно-Охотский прогибы (Алексейчик, 1962).
В пределах Сахалина выделяются крупные структуры: Западно-Сахалинская, Восточно-Сахалинская, Тымь-Поронайская, Тонино-Анив-ская, Северо-Сахалинская и Шмидтовская, характеризующиеся различной интенсивностью тектонического характера складчатых процессов и интенсивностью магматической деятельности (Русаков, 1967).
Гемор ологиче,скіое_стрение. В рельефе Сахалина выделяются два крупных района: горный, занимающий южную и среднюю части острова и состоящий из меридионально ориентированных горных сооружений - Западно-Сахалинских и Восточно-Сахалинских гор , разделенных центральной депрессией, - и северный район - представляющими холмистую равнину со следами недавнего изменения уровня моря (рис. I).
Западно-Сахалинские горы образуют главный водораздел острова, образуют ряд коротких параллельных горных гряд северо-севе-ро-западного простирания. Восточнее располагаются Восточно-Сахалинские горы. Они также характеризуются кулисообразным эшелонированием в северо-Северо-западном направлении слагающих его горных пород.
Между Западными и Восточными Сахалинскими хребтами находится обширная Тымь-Поронайская низменность.
На северном окончании Сахалина находится Шмидтовское горное поднятие, состоящее из Западной и Восточной гряд, разобщенных межгорным Куэгдинским понижением. Крупнейшей отрицательной формой острова является Северо-Сахалинская низменность, расположенная между Шмидтовским и Западным и Восточным Сахалинскими хребтами.
Для основных форм рельефа Сахалина характерна тесная связь с особенностями геологического строения и структурно-тектоническим планом. Хребтам, плато и другим положительным формам рельефа обычно соответствуют структурно-тектонические поднятия, сложенные в ядрах юболее древними породами, либо магматическими массивами.
Речные долины Сахалина отличаются относительно простым строением, на равнине они широкие, террасированные, в горах глубоко врезанные с лестницей эрозионных и эрозионно-аккумулятивных террас (Ганешин, 1970).
На морском побережье острова выделяются (Соловьев, 1962) террасы: I. комплекс террас лайд, пляжей и низких морских террас высотой до 6-8 м; 2. комплекс морских террас с высотами 15-18 и 20-25 м; 3. комплекс террас с высотами 35-40 и 60-80 м; 4. комплекс террас с высотами 100, 150 и 200 м.
3. Краткий обзор изученности новейших отложений Сахалина.
Первые сведения о новейших отложениях Сахалина получены в результате работ Геолкома, проводившихся Э.Э.Анертом (1908 а,б), Н.П.Тихоновичем, П.И.Полевым (1910; 1915 и др.) и другими исследователями на севере острова в 1907-1920 гг. Среди плейстоценовых осадков были выделены отложения постплиоценовой, древней и современной морских трансгрессий и разнообразные современные континентальные образования. Близкой схемы четвертичных отложений русского Сахалина придерживались Д.й.Дамперов и Б.Н.Елисеев (1935).
С началом обширных площадных тематических и геолого-съемочных работ, проводимых экспедицией ВСЕГЕИ (Г.С.Ганешин, В.М.Рыжкова, В.В.Соловьев, Ю.ф.Чемеков), Сахалинского геологического управления (В.Г.Беспалый, Ю.М.Ковтунович и др.), второго гидрогеологического управления (С.М.Александров, С.В.Белецкая и др.), ВНИГРЙ (С.Н.Алекеейчик, С.Д.Гальцев-Безюк, И.И.Ратновский) и ИО АН СССР (В.С.Медведев, А.Т.Владимиров, А.С.Ионин, В.И.Буданов, П.й.Каплин и др.) начался новый этап изучения новейших отложений Сахалина. В результате этих исследований был получен большой и разнообразный фактический материал по геологии четвертичных образований.
Следствием активизации исследования плейстоценовых осадков Сахалина явилось создание карты четвертичных отложений (Г.С.Ганешин, В.В.Соловьев, В.М.Рыжкова, 1962), стратиграфических схем (Ганешин, 1961, 1970; Александров, 1973; Александрова, 1968, 1982; Беспалый и др., 1967) и появление массы публикаций (Александрова, Белецкая, 1964; Александрова, 1970, 1972, 1974; Александров, 1974; Беспалый, 1964, 1968; Гальцев-Безюк, Полунин, 1975; Ганешин, 1959; Кулаков, 1968, 1972; Соловьев, Ганешин, 1971; Воскресенская и др.,1982 и т.д.), в том числе и монографий (Александрова, 1973; Соловьев, Ганешин, 1971; Александрова, 1982; Геология СССР, т. XXXIII, 1970).
К настоящему времени плейстоценовые отложения Сахалина изучены неравномерно. Это относится к их стратиграфическому расчленению, лиюлогическим особенностям, условиям накопления и территориальному распределению.
Из предложенных стратиграфических схем наиболее известны схемы, разработанные Ганешиным Г.С. (Ганешин, 1970; Ганешин, Соловьев, 1971) и А.Н.Александровой (1982). Среди четвертичных отложений Г.С.Ганешин, основываяст главным образом на положении толщ в разрезе, геоморфологической ситуации и палинологии, выделил осадки нерасчлененные плиоцен-нижнечетвертичные, нижнечетвертичные, нерасчлененные нижне-среднечетвертичные, среднечетвертич-ные, нерасчлененные средне-верхнечетвертичные, верхнечетвертичные и современные. Это, по существу, была первая обоснованная солидным фактическим материалом, дробное расчленение четвертичных отложений всего Сахалина. Основным недостатком схемы, положенной в основу карты четвертичных отложений всего Сахалина, является слабость ее хроностратиграфической основы. Это хорошо видно из легенды схемы, где многочисленны промежуточные нерасчленен-ные подразделения (плиоцен-нижнечетвертичные и т.д.). Да и выделение более конкретных стратиграфических отложений в схеме не много доказательнее, хотя очевидность соотношения "моложе-древнее" для осадков несомненна. Отмеченные недостатки схемы Г.С.Га-нешина являются следствием слабости аналитической основы и, главным образом, хронометрических, палеомагнитных и палеонтологических данных, которых к моменту ее соствления еще не былр. Значительным событием в изучении позднекайнозойской истории Сахалина явилась монография А.Н.Александровой (1982) "Плейстоцен Сахалина", в которой автор обощил свои обширные материалы и все имевшиеся данные по новейшим отложениям и палеогеографии Сахалина. Предложенная в работе стратиграфическая схема является на сегодня наиболее полной и обоснованной фактологическим материалом. Определенным недостатком схемы является ее хронологическое расчленение, которое на этой же палинологической основе другими исследователями может истолковываться иначе. На это обратил внимание Г.С.Ганешин (1970), отметивший, что разрез опорной Поронай-ской скважины может интерпретироваться иначе, чем это сделано А.Н.Александровой и С.В.Белецкой (1964). Им также справедливо замечено: "Вызывают возражение и попытки определять возраст осадков непосредственно по палинологическим данным. Стремление выделять типичные "нижнечетвертичные", "среднечетвертичные" и тому подобные спорово-пыльцевые комплексы является мало оправданным," - (Соловьев, Ганешин, 1971, стр. 24).
На Сахалине совершенно неудовлетворительно изучена литология новейших отложений. Такое положение на фоне достаточно полно исследованных палеогеновых и особенно неогеновых отложений привело к необычайной ситуации, когда среди отложений кайнозойской группы ее самые молодые члены - четвертичные образования наименее изучены. Это привело к тому, что на Сахалине, как ни в одном из регионов Дальнего Востока, существует проблема генезиса многочисленных толщ четвертичных отложений. Это и осадки горных районов севера предположительно ледникового происхождения, и,главным образом, разнообразные отложения, развитые на разновысотных геоморфологических уровнях побережий, относимые разными авторами к различному генезису от флювиальногляциального до морского (Жу-зе2), 1962; Чемедов, 1957; Гальцев-Безюкх\ 1972; Кулаков, 1972; Свиточ и др., 1982).
Практически для плейстоценовых осадков острова не проводился комплексный литологический анализ, и все существующие описания их вещественного состава, в том числе и последние, не выходят за рамки стандартной характеристики мехсостава, применявшейся еще первыми исследователями Сахалина еще в начале нашего столетия.
В настоящее время среди новейших отложений Сахалина выделяются (Соловьев, Ганешин, 1971): элювиальные, делювиальные, элювиально-делювиальные, коллювиалъные, озерно-аллювиальные, делювиально-коллювиальные, аллювиальные, озерные, морские, ал-лювиально-морские, пролювиальные, аллювиально-делювиальные, ледниковые, флювиогляциальные, грязевулканические, вулканогенные и эоловые образования2 . Детальное литологическое обоснование от-я) Сюда можно добавить органогенные осадки (торф и т.д.) меченных генетических разностей отсутствует, а выделение их выполнено главным образом по геоморфологическим признакам, характеру залегания и геологической интуиции авторов. По существу сейчас для осадков различного генезиса еще не существует сводных литологических характеристик состава, позволяющих сравнивать отложения между собой, определять их генезис и условия накопления. Следовательно, проведение комплексного вещественного анализа плейстоценовых отложений Сахалина является крайне необходимым мероприятием в системе исследований четвертичного периода острова.
