Лёссово-почвенные серии Центрального Предкавказья : хроностратиграфия, состав и условия осадконакопления в позднем неоплейстоцене

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты исследования керна скважины Первомайская-1 глубиной 13.8 м, вскрывшей наиболее полное строение верхней части плакорной лёссово-почвенной серии (ЛПС) Центрального Предкавказья. Для двух образцов из керна получены люминесцентные даты (62±3 и 102±7 тыс. л. н.), позволяющие отнести всю вскрытую толщу к верхнему неоплейстоцену. На основе макроскопического исследования керна и комплекса вещественных анализов произведено литостратиграфическое расчленение отложений. В основании разреза выявлен мезинский педокомплекс (13.8–9.1 м, MIS 5), состоящий из трех палеопочв; выше залегает мощный горизонт валдайского лёсса (9.1–1.2 м, MIS 4-2) со слабыми признаками интерстадиального почвообразования в средней части; венчает разрез голоценовый чернозем (1.2–0.0 м, MIS 1) с признаками техногенной трансформации верхней части профиля. Разрез обнаруживает сходство с ранее датированными опорными разрезами ЛПС Предкавказья: Беглица, Воронцовка-4, Сладкая Балка-1, Отказное-20 и вписывается в установленный ранее тренд роста мощности и крупности гранулометрического состава лёссов Предкавказья с запада на восток. По согласованным вариациям магнитной восприимчивости и гранулометрического состава проведена корреляция с детально датированным разрезом Отказное-20, и на этой основе выполнена детализация глубинно-возрастной модели разреза Первомайская-1. Полученная модель позволила сделать расчетные оценки темпов лёссонакопления для позднего неоплейстоцена и голоцена. Максимальные темпы (15.9–17.5 см/тыс. лет) отмечаются в интервале 36–16 тыс. л. н.; повышенные (11.4–12.5 см/тыс. лет) – 80–40 тыс. л. н.; низкие (9.1–10.4 см/тыс. лет) – 128–81 тыс. л. н.; минимальные (6.0–6.6 см/тыс. лет) – 13–5 тыс. л. н. Изменение интенсивности лёссонакопления во времени согласуется с наиболее полными плакорными ЛПС Восточной Европы, а также с концентрацией аэрозольных минеральных частиц в гренландском ледниковом керне NGRIP.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Сычев

Институт географии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nvsychev25@igras.ru
Россия, Москва

Е. А. Константинов

Институт географии РАН

Email: nvsychev25@igras.ru
Россия, Москва

А. Л. Захаров

Институт географии РАН

Email: nvsychev25@igras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Балаев Л.Г., Царев П.В. (1964) Лёссовые породы Центрального и Восточного Предкавказья. М.: Наука. 246 с.
  2. Болиховская Н.С. (1995) Эволюция лёссово-почвенной формации Северной Евразии. М.: Изд-во МГУ. 270 с.
  3. Величко А.А., Борисова О.К., Захаров А.Л. и др. (2017) Смена ландшафтных обстановок на юге Русской равнины в позднем плейстоцене по результатам исследования лёссово-почвенной серии Приазовья. Известия Российской академии наук. Серия географическая. № 1. С. 74–83. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2017-1-74-83
  4. Величко А.А., Морозова Т.Д., Борисова О.К. и др. (2012) Становление зоны степей юга России (по материалам строения лёссово-почвенной формации Доно-Азовского региона). Доклады академии наук. Т. 445. № 4. С. 464–467.
  5. Галай Б.Ф. (1992) Литогенез и просадочность эоловых лёссов (на примере Центрального Предкавказья). Автореф. дис. докт. геол.-мин. наук. М.: МГУ. 38 с.
  6. Галай Б.Ф., Сербин В.В., Плахтюкова В.С., Галай О.Б. (2016) Генетический анализ покровных суглинков г. Ставрополя. Наука. Инновации. Технологии. № 1. С. 93–106.
  7. Захаров А.Л., Константинов Е.А. (2019). Строение крупных западин лёссовых междуречий восточного Приазовья (на примере “Червоной пади”). Известия Российской академии наук. Серия географическая. № 4. С. 85–96. https://doi.org/10.31857/S2587-55662019485-96
  8. Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации масштаба 1:8 000 000. (2009) Под ред. И.С. Урусевской. Авторы: И.С. Урусевская, И.О. Алябина, С.А. Шоба. Цифровая версия – https://soil-db.ru/map?name=eco
  9. Константинов Е.А., Захаров А.Л., Селезнева Е.В., Филиппова К.Г. (2023) Морфометрический анализ крупнозападинного рельефа на юге Восточно-Европейской равнины. Геоморфология и палеогеография. Т. 54. № 1. С. 99–111. https://doi.org/10.31857/S2949178923010073
  10. Константинов Е.А., Захаров А.Л., Сычев Н.В. и др. (2022б) Лёссонакопление на юге Европейской России в конце четвертичного периода. Вестник Российской академии наук. Т. 92. № 6. С. 572–582.
  11. Константинов Е.А., Мазнева Е.А., Сычев Н.В. и др. (2022a) Изменчивость строения и состава верхнечетвертичных лёссов Предкавказья (юг Европейской части России). Геоморфология. Т. 53. № 3. С. 107–116. https://doi.org/10.31857/S0435428122030075
  12. Опорные инженерно-геологические разрезы лёссовых пород Северной Евразии. (2008) Под ред. В.Т. Трофимова. М.: КДУ. 315 с.
  13. Рысков Я.Г., Олейник С.А., Рыскова Е.А., Моргун Е.Г. (2007) Изотопный состав серы сульфатов лёссов Предкавказья и смежных территорий как индикатор происхождения солей. Почвоведение. № 4. С. 418–427.
  14. Семиколенных Д.В., Курбанов Р.Н., Янина Т.А. (2023) Ингрессия карангатского моря в Манычскую депрессию (поздний плейстоцен). Вестник Московского университета. Серия 5. География. № 6. С. 96–106. https://doi.org/10.55959/MSU0579-9414.5.78.6.9
  15. Сычев Н.В. (2023) Палеогеографические обстановки формирования верхнечетвертичных лёссово-почвенных серий Предкавказья. Автореф. дис. канд. геогр. наук. М.: ИГ РАН. 27 с.
  16. Сычев Н.В., Константинов Е.А., Захаров А.Л. и др. (2022) Новые данные по геохронологии верхнечетвертичных лёссов Терско-Кумской низменности. Литология и полезные ископаемые. № 4. С. 386–398. https://doi.org/10.31857/S0024497X22040073
  17. Ударцев В.П., Болиховская Н.С., Вирина Е.И. (1989) Опорные разрезы, хроностратиграфия и палеогеография лёссовых толщ Предкавказской лёссовой области. В сб.: Инженерная геология лёссовых пород: тезисы докладов всесоюзного совещания. Ростов-на-Дону. Т. 2. М.: Изд-во АН СССР. С. 102–103.
  18. Файнер Ю.Б., Лизогубова Р.Н. (1987) Расчленение отложений лёссовой формации степного Ставрополья и ее корреляция с образованиями перигляциальной зоны Евразии. В сб.: Инженерно-геологические особенности цикличности лёссов. М.: Наука. С. 103–109.
  19. Янина Т.А., Свиточ А.А., Курбанов Р.Н. и др. (2017) Опыт датирования плейстоценовых отложений Нижнего Поволжья методом оптически стимулированной люминесценции. Вестник Московского университета. Серия 5. География. № 1. С. 20–28.
  20. Antoine P., Rousseau D.D., Moine O. et al. (2009) Rapid and cyclic aeolian deposition during the Last Glacial in European loess: a high-resolution record from Nussloch, Germany. Quat. Sci. Rev. Vol. 28. Iss. 25-26. P. 2955–2973. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2009.08.001
  21. Banerjee S.K., Hunt C.P., Liu X.M. (1993) Separation of local signals from the regional paleomonsoon record of the Chinese Loess Plateau: A rock‐magnetic approach. Geophys. Res. Lett. Vol. 20. Iss. 9. P. 843–846. https://doi.org/10.1029/93GL00908
  22. Blaauw M., Christen J.A. (2011) Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process. Bayesian Analysis. Vol. 6. No. 3. P. 457–474. https://doi.org/10.1214/11-BA618
  23. Blott S.J., Pye K. (2012) Particle size scales and classification of sediment types based on particle size distributions: Review and recommended procedures. Sedimentology. Vol. 59. Iss. 7. P. 2071–2096. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2012.01335.x
  24. Bosq M., Kreutzer S., Bertran P. et al. (2023) Last Glacial loess in Europe: luminescence database and chronology of deposition. Earth Syst. Sci. Data. Vol. 15. Iss. 10. P. 4689–4711. https://doi.org/10.5194/essd-15-4689-2023
  25. Chen J., Stevens T., Yang T.B. et al. (2022) Revisiting Late Pleistocene Loess Paleosol Sequences in the Azov Sea Region of Russia: Chronostratigraphy and Paleoenvironmental Record. Front. Earth Sci. Vol. 9. 808157. https://doi.org/10.3389/feart.2021.808157
  26. Cosentino N.J., Torre G., Lambert F. et al. (2024) Paleo±Dust: quantifying uncertainty in paleo-dust deposition across archive types. Earth Syst. Sci. Data. Vol. 16. Iss. 2. P. 941–959. https://doi.org/10.5194/essd-16-941-2024
  27. Fenn K., Prud’Homme C. (2022) Dust deposits: loess. Treatise on Geomorphology. Vol. 7. P. 320–365. https://doi.org/10.3389/feart.2021.808157
  28. Fick S.E., Hijmans R.J. (2017) WorldClim 2: new 1 km spatial resolution climate surfaces for global land areas. Int. J. of Climatology. Vol. 37. Iss. 12. P. 4237–4492. https://doi.org/10.1002/joc.5086
  29. Frechen M., Oches E.A., Kohfeld K.E. (2003) Loess in Europe-mass accumulation rates during the Last Glacial Period. Quat. Sci. Rev. Vol. 22. Iss. 18-19. P. 1835–1857. https://doi.org/10.1016/S0277-3791(03)00183-5
  30. Heller F., Liu T. (1984) Magnetism of Chinese loess deposits. Geophys. J. Int. Vol. 77. Iss. 1. P. 125–141. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1984.tb01928.x
  31. Kukla G., An Z. (1987) Loess stratigraphy in central China. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. Vol. 72. P. 203–225. https://doi.org/10.1016/0031-0182(89)90143-0
  32. Laag C., Lagroix F., Kreutzer S. et al. (2023) Measuring and evaluating colorimetric properties of samples from loess-paleosol sequences. MethodsX. Vol. 10. 102159. https://doi.org/10.1016/j.mex.2023.102159
  33. Liang Y., Yang T.B., Velichko A.A. et al. (2016) Paleoclimatic record from Chumbur-Kosa section in Sea of Azov region since marine isotope stage 11. J. of Mountain Sci. Vol. 13. P. 985–999. https://doi.org/10.1007/s11629-015-3738-9
  34. Lisiecki L.E., Raymo M.E. (2005) A Pliocene‐Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography. Vol. 20. Iss. 1. P. 1–17. https://doi.org/10.1029/2004PA001071
  35. Maher B., Thompson R., Liu X. et al. (1994) Pedogenesis and paleoclimate: interpretation of the magnetic susceptibility record of Chinese loess-paleosol sequences: comment. Geology. Vol. 22. No. 9. P. 857–857. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1994)022<0857: PAPIOT>2.3.CO;2
  36. Maher B.A. (1998) Magnetic properties of modern soils and Quaternary loessic paleosols: paleoclimatic implications. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. Vol. 137. Iss. 1-2. P. 25–54. https://doi.org/10.1016/S0031-0182(97)00103-X
  37. Maher B.A., Prospero J.M., Mackie D. et al. (2010) Global connections between aeolian dust, climate and ocean biogeochemistry at the present day and at the last glacial maximum. Earth-Sci. Rev. Vol. 99. Iss. 1-2. P. 61–97. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.12.001
  38. Makeev A., Lebedeva M., Kaganova A. et al. (2021) Pedosedimentary Environments in the Caspian Lowland during MIS5 (Srednaya Akhtuba Reference Section, Russia). Quat. Int. Vol. 590. P. 164–180. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2021.03.015
  39. Marković S.B., Stevens T., Mason J. et al. (2018) Loess correlations between myth and reality. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. Vol. 509. P. 4–23. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.12.001
  40. Mazneva E., Konstantinov E., Zakharov A. et al. (2021) Middle and Late Pleistocene loess of the Western Ciscaucasia: Stratigraphy, lithology and composition. Quat. Int. Vol. 590. P. 146–163. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2020.11.039
  41. Panin P.G., Timireva S.N., Morozova T.D. et al. (2018) Morphology and micromorphology of the loess-paleosol sequences in the south of the East European plain (MIS1 – MIS17). Catena. Vol. 168. P. 79–101. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.01.032
  42. Panin P., Kalinin P., Filippova K. et al. (2023) Paleo-pedological record in loess deposits in the south of the East European plain, based on Beglitsa-2017 section study. Geoderma. Vol. 437. 116567. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116567
  43. Perić Z.M., Stevens T., Obreht I. et al. (2022) Detailed luminescence dating of dust mass accumulation rates over the last two glacial-interglacial cycles from the Irig loess-palaeosol sequence, Carpathian Basin. Global and Planetary Change. Vol. 215. 103895. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103895
  44. Pye K. (1995) The nature, origin and accumulation of loess. Quat. Sci. Rev. Vol. 14. Iss. 7-8. P. 653–667. https://doi.org/10.1016/0277-3791(95)00047-X
  45. Simonsen M.F., Baccolo G., Blunier T. et al. (2019) East Greenland ice core dust record reveals timing of Greenland ice sheet advance and retreat. Nat. Commun. Vol. 10. 4494. https://doi.org/10.1038/s41467-019-12546-2
  46. Sprafke T., Schulte P., Meyer-Heintze S. et al. (2020) Paleoenvironments from robust loess stratigraphy using high-resolution color and grain-size data of the last glacial Krems-Wachtberg record (NE Austria). Quat. Sci. Rev. Vol. 248. 106602. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2020.106602
  47. Thiel C., Buylaert J.P., Murray A. et al. (2011) Luminescence dating of the Stratzing loess profile (Austria) – testing the potential of an elevated temperature post-IR IRSL protocol. Quat. Int. Vol. 234. Iss. 1-2. P. 23–31. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2010.05.018
  48. Velichko A.A., Morozova T.D. (2010) Basic features of Late Pleistocene soil formation in the East European Plain and their paleogeographic interpretation. Eurasian Soil Sci. Vol. 43. P. 1535–1546. https://doi.org/10.1134/S1064229310130120
  49. Virina E.I., Faustov S.S., Heller F. (2000) Magnetism of loess-palaeosol formations in relation to soil-forming and sedimentary processes. Phys. Chem. Earth. Part A: Solid Earth and Geodesy. Vol. 25. Iss. 5. P. 475–478. https://doi.org/10.1016/S1464-1895(00)00073-9

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Местоположение объектов исследования: (а) – расположение опорных скважин Центрального и Восточного Предкавказья: Первомайская-1 (Pm-1), Отказное-20 (Ot-20), Сладкая балка-1 (Sb-1); (б) – рельеф северного макросклона Ставропольской возвышенности (топографическая основа – цифровая модель рельефа SRTM); (в) – местность в районе скважины Pm-1 (космический снимок Earth Google, 2022).

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Строение и аналитические характеристики лёссово-палеопочвенной серии в керне Первомайская-1 (Pm-1): χlf – удельная магнитная восприимчивость, низкочастотная; FD – частотная зависимость магнитной восприимчивости; ГС – гранулометрический состав; ППП – потери при прокаливании; L* – яркость (свет); a* – соотношение зеленого и красного; b* – соотношение синего и желтого; СГ – стратиграфические горизонты по (Velichko, Morozova, 2010): Hol – голоценовая почва, Br – брянская палеопочва, MzKr – мезинский педокомлекс, крутицкая палеопочва, MzSl – мезинский педокомплекс, салынская палеопочва. Гранулометрические фракции, мкм: 1 – <2, 2 – 2–4, 3 – 4–8, 4 – 8–16, 5 – 16–31, 6 – 31–63, 7 – 63–125, 8 – 125–250, 9 – 250–500; литологическая колонка: 10 – лёссовые горизонты, 11 – технозем, 12 – развитые почвы с полным профилем, 13 – уровни эфемерного почвообразования, 14 – карбонатные конкреции, 15 – гипсовые конкреции, 16 – люминесцентные даты (тыс. л. н.).

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Корреляционная схема колонок Сладкая балка-1 (Sb-1) (Mazneva et al., 2021; Константинов и др., 2022а, с изменениями), Первомайская-1 (Pm-1) (авторские данные) и Отказное-20 (Ot-20) (Сычев и др., 2022; Константинов и др., 2022а). МРЧ – медианный размер частиц; χlf – низкочастотная магнитная восприимчивость; Hol – голоценовая почва; палеопочвы: Br – брянская, MzKr – крутицкая, MzSl – салынская. 1 – технозем; 2 – лёссовые горизонты; 3 – развитые почвы с полным профилем; 4 – уровни эфемерного почвообразования; 5 – люминесцентные даты, тыс. л. н.; 6 – корреляционные маркеры (соответствуют порядковому номеру в табл. 1).

Скачать (951KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Глубинно-возрастная байесовская модель колонки Pm-1. 1 – симулированные даты, полученные методом согласования вариаций гранулометрического состава и магнитной восприимчивости между колонками Pm-1 и Ot-20; 2 – симулированные даты, полученные по корреляции границ стратиграфических подразделений между колонками Pm-1 и Ot-20; 3 – прямые люминесцентные даты; 4 – симулированные даты, полученные методом корреляции границ стратиграфических подразделений и морских изотопных стадий по модели LR-04; 5 – прямые люминесцентные даты, скорректированные на 100% влагонасыщение. Красный пунктир – среднее значение модельного возраста, серый пунктир – границы доверительного интервала 95%.

Скачать (197KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение основных седиментологических характеристик колонок Первомайская-1 (это исследование) и Отказное-20 по (Сычев и др., 2022) в конце четвертичного периода. МРЧ – медианный размер частиц; П – содержание песка; ТО – средние темпы осадконакопления; Г – содержание глины; FD – частотная зависимость магнитной восприимчивости.

Скачать (493KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025