Диссертация: Стратиграфия и корреляция отложений верхнего неоплейстоцена юга Сибирской платформы и Тункинского рифта

Актуальность темы. Исследования динамики природной среды позднего неоплейстоцена и голоцена являются одной из приоритетных проблем современной науки. Изучение осадочных архивов этого времени с целью выполнения палеогеографических реконструкций служит основой для построения прогнозных моделей развития природной среды. В последние годы интерес исследователей к геологии и палеогеографии неоплейстоцена окружающих Байкал территорий стал возобновляться, при этом практически сразу обозначилась проблема необходимости проведения ревизионных работ на опорных разрезах, доизучения их современными методами и, прежде всего, методами геохронометрии. Назрела необходимость выполнения сравнительного анализа условий и закономерностей седиментогенеза, корреляции осадочных толщ в рифтогенных бассейнах Прибайкалья и на сопряженных с ними территориях юга Сибирской платформы. В суходольных впадинах Байкальской рифтовой зоны в связи с устойчивыми погружениями и погребением осадочных толщ часто не имеется тех возможностей по изучению рыхлых отложений в естественных обнажениях, что предоставляет нам периорогенная зона южной части Сибирской платформы, где четвертичные разрезы характеризуются полнотой хроностратиграфического строения. Как известно, этот сегмент платформы чутко реагировал на события в сопряженной с ней рифтовой области, имея одновременно непосредственную связь с развитием остальной части Сибирской платформы (Золотарев, Савинский, 1978). Изучение осадочных толщ квартера данной территории дает возможность, с одной стороны, детализировать представления об определенных этапах истории развития рифтовой зоны, заполняя существующие пробелы в этой области, а с другой, решать задачи, связанные с палеогеографическими реконструкциями условий седиментации в четвертичное время в пределах самой платформы.
Цель исследования: корреляция отложений верхнего неоплейстоцена Тункинского рифта и южной части Сибирской платформы, ее Иркутского амфитеатра. Для достижения данной цели необходимо было решить следующие научные задачи: 1. Провести дробное стратиграфическое расчленение типовых разрезов (новых и уже известных с доизучением) отложений верхнего неоплейстоцена, формировавшихся в различных геодинамических режимах (платформенных и рифтогенных); 2. Получить геохронологические, геохимичес-кие и палеонтологические данные о строении разрезов; 3. Реконстрировать особенности изменений природной среды и климата региона на основе комплекса полученных данных.
Научная новизна работы. Байкальский регион принято делить на три природные зоны: Предбайкалье, Прибайкалье и Забайкалье. В настоящей работе рассматриваются две из них: Предбайкалье (юг Иркутского амфитеатра) и Прибайкалье (Тункинская рифтовая зона). В рамках данного исследования проведено комплексное изучение ключевых разрезов отложений верхнего неоплейстоцена Прибайкалья и Предбайкалья с массовым датированием органического материала (в том числе фрагментов костей ископаемых млекопитающих) методами радиоуглеродного анализа. Впервые при изучении наземных разрезов отложений неоплейстоцена Прибайкалья и Предбайкалья было применено 230 Th/U датирование и геохимические методы (РФА, силикатный). Несколько разрезов были охарактеризованы впервые. Выполнена корреляция отложений опорных разрезов региона, реконструированы особенности условий поздненеоплейстоценовой седиментации региона в различных геодинамических условиях. Автором впервые установлен видовой состав мелких млекопитающих Юго-Западного Прибайкалья и значительно дополнен их видовой состав в Усть-Одинском местонахождении юга Иркутского амфитеатра, что позволило по совокупности геолого-геохимических и палеонтологических данных провести реконструкцию палеосреды и климата этих двух различных природных зон Байкальского региона. На разрезах, имеющих надежную возрастную привязку, апробирована методика геохимической корреляции отложений, основанная на изменениях типов выветривания в зависимости от вариаций климата при постоянстве источников сноса.
Фактический материал. Основу диссертации составил фактический материал, полученный автором в 2009–2013 гг. в составе комплексных экспедиций на опорных разрезах: Славин яр, Белый яр, Зактуй в Тункинской рифтовой долине, Усть-Одинский и Грановщина на юге Сибирской платформы. Представленные в работе выводы базируются на более чем 30 новых изотопных датировках, 76 минералогических и химических анализах, более 2000 определений микротериофауны, результатах палинологического анализа.
Теоретическая и практическая значимость. Детальные комплексные исследования опорных разрезов Юго-Западного Прибайкалья и Предбайкалья с применением современных методов вносят вклад в понимание процесса формирования рыхлых отложений позднего неоплейстоцена юга Восточной Сибири в связи с глобальными и региональными изменениями природной среды и климата. Полученные данные могут использоваться геологами, археологами, палеонтологами при геологосъемочных работах, палеогеографических реконструкциях и корреляции четвертичных отложений различных районов Евразии.
Основные защищаемые положения:
1. На основе геохронометрических данных установлен поздненеоплейсто-ценовый возраст отложений юга Сибирской платформы (разрез Усть-Одинский) и Тункинской рифтовой долины (разрезы Зактуй, Славин Яр, Белый Яр).
2. В результате проведенных исследований на территории юга Сибирской платформы выявлен единственный разрез – Усть-Одинский, где представлены отложения всех стадий кислородно-изотопной шкалы верхнего неоплейстоцена (MIS5-MIS2) и голоцена (MIS 1). Присутствие остатков копытного лемминга Dicrostonyx и степной пеструшки Lagurus lagurus характеризует микротериофауну горизонта MIS 4 как дисгармоничную.
3. Общие черты строения изученных разрезов отложений верхнего неоплейстоцена указывают на ведущую роль климата в процессе осадконакопления в бассейнах различной геодинамической природы - Иркутском амфитеатре и Тункинском рифте.
Апробация работы и публикации: Основные положения диссертации докладывались на V международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2010), международном симпозиуме «The 4th Annual Meeting of the Asian Palaeolithic Association (APA meeting)» (Токио, Япония, 2011), международной конференции «Древние культуры Монголии и Байкальской Сибири» (Иркутск, 2011), международной конференции «European Middle Palaeolithic during MIS 8 – MIS 3» (Вольборн, Польша, 2012), XXV всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2013), 7-ом Международном Симпозиуме Азиатской палеолитичес-кой ассоциации (Гонджу, Южная Корея, 2014).
По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе. 5 статей в ведущих российских и зарубежных рецензируемых журналах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Объем работы составляет 173 страницы, работа иллюстрирована 31 рисунком и 24 таблицами (в приложении: 28 рисунков и 13 таблиц). Список литературы насчитывает 138 работ, из которых 28 на иностранном языке.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю А.А. Щетникову за высококвалифицированные консультации, своевременную критику, неоценимую помощь в написании работы и заинтересованность на всех ее этапах. Выражаю признательность Ф.И. Хензыхеновой за консультации, руководство и поддержку при проведении исследований микротериофауны. Автор особо благодарен Е.Ф. Летниковой за всестороннюю помощь и методические рекомендации при проведении первых геохимических исследований поздненеоплейсто-ценовых разрезов рыхлых отложений в Байкальском регионе и интерпретации полученных данных; М.М. Буслову - за поддержку, ценные советы и оказанное доверие; М.А.Ербаевой – за ценные советы и рекомендации; а также И.А. Филинову, А.В. Сизову, А.М. Клементьеву, А.В. Левину, А.С. Козыреву, А.Н.Симаковой, Н.В.Кулагиной, С.В. Вещевой, А.В. Ощепковой - за помощь в сборе и обработке фактического материала, а также всем друзьям, коллегам и студентам, принимавшим участие в совместных полевых исследованиях.