Введение к работе
Актуальность. Изучение отложений последнего ледниково-межледникового цикла позднего плейстоцена и голоцена актуально как научная ретроспектива современных и будущих природных изменений. В Прибайкалье исследования последних лет направлены на расшифровку геологических, биологических и климатических сигналов в донных осадках Байкала и Хубсугула, однако для регионального обобщения необходимы сведения об окружающих территориях. Данной диссертацией восполняется недостаток знаний о строении наиболее молодых отложений Байкальского региона, что ставит его в один ряд с самыми изученными областями Евразии.
Цель исследования (научная проблема): установление закономерностей осадконакопления во впадинах Байкальской рифтовой зоны в позднем плейстоцене и голоцене и их связи с изменениями природной среды.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Выявление условий залегания отложений позднего плейстоцена и голоцена
во впадинах, их стратиграфо-генетическое расчленение и уточнение возраста.
2. Выявление региональных структурно-геологических и палеогеографиче
ских закономерностей осадконакопления.
-
Детализация представлений об изменениях растительности и климата Прибайкалья в позднем плейстоцене и голоцене и определение влияния климата на осадконакопление.
-
Ревизия концепций развития исследованной области в соответствии с новыми данными о строении отложений и позднеплейстоцен-голоценовой истории Прибайкалья и других горных областей Центральной Азии.
Научная новизна. Автором впервые выполнено обобщение знаний о поздне-плейстоцен-голоценовом осадконакоплении в крупнейших впадинах в пределах всей Байкальской рифтовой зоны (БРЗ). Упорядочен ранее опубликованный и получен новый фактический материал.
-
Доказаны почти повсеместное распространение и значительная мощность позднеплейстоценовых отложений во впадинах.
-
Создана база геохронологических данных, объединяющая опубликованные ранее и полученные автором новые абсолютные даты (14С, RTL, OSL, IRSL, шВе), что позволило обоснованно судить о возрасте и стратиграфии отложений.
-
Разработаны компьютерные методы дистанционного исследования территорий по их трехмерным моделям, позволяющим распознавать генезис форм рельефа и наносить их на карту.
-
Раскрыты закономерности осадконакопления во впадинах и общего хода природного процесса в регионе в позднем плейстоцене и голоцене.
-
Пересмотрены региональные седиментологические и палеогеографические концепции, для которых предложена иная трактовка, соответствующая новым фактическим данным.
Практическая значимость. Полученные знания могут использоваться в геологической съемке и региональной стратиграфии. Реконструкции природных обстановок прошлого являются единственным источником сведений о долгосрочных тенденциях развития ландшафтов и климата. Они учитываются в сценариях будущих природных изменений, использующихся для разработки глобальных политических, экономических и социальных стратегий.
Личный вклад соискателя. Материалы диссертации собирались в 1988- 2009 годах в рамках НИР Института геологии и геофизики (Института геологии и минералогии) и Института земной коры СО РАН. Исследования были частью меж-
дународных проектов «Байкал-Хубсугул бурение», программ СО РАН и РАН, а также выполнялись в рамках совместных проектов с учеными Японии, Германии, Монголии, Кореи. Автором лично проведены полевые исследования восьми крупнейших впадин БРЗ (рис. 1), включавшие стратиграфо-генетическую интерпретацию отложений, их гранулометрический анализ, сбор образцов на абсолютное датирование, палинологический и другие виды анализа.
Рисунок 1. Расположение впадин Байкальской рифтовой зоны изученных автором. 1- Чарская; 2- Муйско-Куандинская; 3- Верхнеангарская; 4- Баргузинская долина; 5- котловина озера Байкал; 6- Тункинская долина; 7- котловина озера Хубсугул; 8- Дархадская. Точки - места бурения автором озерных и болотных отложений.
Автор инициировал международные комплексные исследования малых озер и болот БРЗ в 1994-2008 годах. Он лично выбирал объекты, выполнял геолого-геоморфологическое обоснование и проводил их бурение. Всего изучено 28 объектов. Автор лично выполнял описание кернов и отбор проб для исследования. Вкладом автора явился палеокарпологический анализ, выполненный для 6 кернов. По сборам автора получено 101 радиоуглеродная дата, что составляет 30% от всех С датировок отложений БРЗ, учтенных в данной диссертации.
Разработана технология дистанционного геолого-геоморфологического исследования с использованием космических снимков и цифровых моделей рельефа, адаптированная к потребностям анализа осадочных комплексов и форм рельефа горных районов. Вновь полученные данные и материалы предшественников позволили автору выявить закономерности осадконакопления и распределения осадочных формаций и пересмотреть ряд концепций развития БРЗ.
Автор признателен Е.В. Безруковой, А.Ю. Казанскому, А.А. Кульчицкому, Н.В. Кулагиной, X. Такахара, Т. Каваи, К. Кашивая, Ф. Риделю, О. Томуртого, Д. Томурху, А. Гиллеспи за сотрудничество, Г.Ф. Уфимцеву, Ю.А. Лаврушину, И.Д. Зольникову за полезные научные дискуссии, Л.А. Орловой, Я.В. Кузьмину и Дж.С. Бурру за радиоуглеродное датирование.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались на научных конференциях: «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке» (Санкт-Петербург, 1998), BICER, BDP и DIWPA «Lake Baikal: a Mirror in Time and Space for Understanding Global Change Processes» (Иокогама, 1998), «Abrupt Holocene Environmental Changes in Arid Asia - History and Mechanisms (RACHAD 2001)» (Ланчжоу, 2001), «International Workshop for the Baikal & Khubusgul Drilling Project» (Уланбатор, 2001), «Environmental Change in Central Asia: Climate - Geodynamics - Evolution - Human Impact» (Берлин, 2003), «Environmental Monitoring and Prediction of Long- and Short-Term Dynamics of Pan-Japan Sea Area» (Каназава, 2003), «Terrestrial sediment information and long-term environmental changes in East Eurasia» (Каназава, 2003), «Environmental Processes of East Eurasia: Past, Present and Future» (Сиань, 2004), «Рельефо-образующие процессы: теория, практика, методы исследования» (Новосибирск, 2004), «Present Earth Surface Processes and Historical Environmental Changes in East Asia» (Каназава, 2005), «Environmental Change in Central Asia» (Уланбатор, 2005), «Terrestrial Environmental Changes in East Eurasia and Adjacent Areas»: (Кёнджу, 2005, Нагоя, 2006, Листвянка, 2007, Хатгал, 2008), «Environmental Changes and Earth Surface Processes in Semi-arid and Temperate Areas» (Уланбатор, 2006), «Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований» Москва, 2007, Новосибирск, 2009).
По теме диссертации опубликовано 60 работ: 14 - в рецензируемых журналах по списку ВАК, 5-е рецензированных коллективных монографиях, 10 - в изданиях научных организаций, 1-е нерецензируемом журнале, 30 - в материалах совещаний и конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Часть фактического материала (таблицы и фотографии) вынесена в приложения.
-
Позднеплейстоцен-голоценовому этапу развития БРЗ присуще специфическое сочетание орогенических и климатических факторов. Тыйская фаза тектоногенеза конца среднего - начала позднего плейстоцена привела к значительной дифференциации рельефа. Появление высокогорий расширило холодный климатический пояс и во время последнего глобального похолодания в позднем плейстоцене горное обрамление впадин стало областью интенсивного оледенения, в значительной мере определившего характер осадко накопления.
-
Раннее наступление оледенения, достигшего максимума в первую половину позднего плейстоцена (100-70 т.л.н.), отличает горы внутренних частей Евразии от гор океанических районов, имевших максимум оледенения около 20 т.л.н. Из-за длительного и интенсивного оледенения во впадинах БРЗ преобладают ледниковая, приледниковая пролювиальная и ледниково-подпрудная озерная осадочные формации.
-
Широкое распространение субаэральной осадочной формации является проявлением глубокой криоаридизации внутриконтинентальных областей Евразии в ледниковый этап позднего плейстоцена. Значительная часть песчаных массивов во впадинах имеет эоловый генезис; ранее эти отложения считались флювиогляциальными, озерно-аллювиальными или озерными.
-
Колебания уровня озер Байкал и Хубсугул в позднем плейстоцене и голоцене проявились в основном как глубокие регрессии, соответствующие фазам оледенения. Значительных повышений не происходило, поскольку уровень
озер регулируется истоками рек Ангара и Эгийн Гол, являющимися стабильными тектоническими структурами.
