Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Рис. 1. Распространение следов покровного оледенения Новосибирских о-в. Ромбиками показаны места отбора образцов для 230Th/U-датирования.

Во время оледенения огромные массы льда, перемещаясь, производили работу, которая привела к кардинальной перестройке геологического строения островов. Ледником были перемещены и деформированы толщи и фрагменты осадочных и вулканогенных пород, слагающих ложе ледника, с образованием складчатых и разрывных нарушений, крупных надвигов и чешуйчатых сооружений. Дислоцированы, как плейстоценовые отложения, так и подстилающие их меловые и палеогеновые толщи. Нарушения с образованием линейных вытянутых складок с углами падения крыльев до 45–50° наблюдаются, например, в разрезах мыса Каменный, о. Новая Сибирь (рис. 2, 3). Чешуйчатая структура четвертичных отложений вскрывается в разрезах мыса Сана-Балаган, о. Фаддеевский (рис. 4), меловых – в разрезах мыса Утес Деревянных Гор (о. Новая Сибирь). В результате экзарационной деятельности ледника комплекс дислоцированных отложений срезан на уровне 40 м на севере о. Новая Сибирь и на уровне 30 м на о. Фаддеевский.

Рис. 2. Береговой разрез четвертичных отложений мыса Каменный (о. Новая Сибирь). 1 – галечники; 2 – пески; 3 – песчаные алевриты и супеси; 4 – алевриты; 5 – торфяники; 6 – задернованные участки.

Рис. 3. Дислокации морских четвертичных отложений (м. Каменный, о. Новая Сибирь).

Рис. 4. Береговой разрез четвертичных отложений мыса Сана-Балаган (о. Фаддеевский).

Наличие ледового покрова оказало влияние и на характер осадконакопления. Началу этого геологического события предшествовало падение уровня моря, зафиксированное в регрессивных морских отложениях. Оледенение и последующая дегляциация отразились в формировании ингрессивного седиментационного цикла прибрежно-морских отложений, залегающих выше (рис. 5). В наиболее глубоководной части этого цикла залегают пластовые льды – реликты оледенения. Ледником предопределен ряд моренных отложений, которые получили развитие на островах. Выровненные ледником поверхности усеяны грубообломочным материалом абляционной морены, в составе которого встречаются валуны с ледниковой штриховкой (рис. 6). Некоторые из валунов достигают 1,5 м в диаметре. Комплексы самих чешуй и пластин также являются основными чешуйчатыми моренами. Влияние ледника на геологическое строение островов продолжается и в настоящее время; дегляциация островов не закончена.

Рис. 5. Стратиграфическое положение пластовых льдов.

Рис. 6. Эрратический валун, абляционная морена (о. Фаддеевский).

Оледенение Новосибирских островов вызвало усиление континентализации климата в перигляциальной зоне (Ляховские о-ва, Яно-Индигирская низменность), что, в свою очередь, отразилось в осадконакоплении увеличением эоловой составляющей. Нормальная для этих мест последовательность чередования разнофациальных ледовых комплексов с повторно-жильными льдами и толщ, сформированных в результате термокарста, нарушается слабольдистой толщей супесей в значительной степени состоящих из эолового материала.

Возраст оледенения – этого важного для севера Восточной Сибири геологического события – установлен в результате изучения вмещающих пластовые льды отложений с использованием комплекса биостратиграфических методов и радиологического датирования. С целью 230Th/U-датирования были отобраны образцы раковин моллюсков из морских мелководных отложений, дислоцированных ледником: С019 и С016 в разрезе мыса Каменный (о. Новая Сибирь), С072 и С070 – в разрезе Сана-Балаган (о. Фаддеевский). Из отложений регрессирующего моря, перекрывающих следы оледенения – образцы моллюсков NS BM-M и NS BM-L в разрезе Бухты Мира (о. Новая Сибирь) и С069 в разрезе мыса Сана-Балаган (рис. 2, 4, 7). Отбирались преимущественно толстостенные раковины двустворчатых моллюсков и гастропод: Astarte (Tridonta) borealis (Schumacher, 1817), Hiatella arctica (Linne, 1767 ) и Neptunea sp. Следует отметить, что на о. Фаддеевском раковины С069 встречены совместно с костными остатками грызунов.

Рис. 7. Уровни отбора образцов на радиоизотопное датирование.

В толще континентальных отложений залегающих выше встречено множество костей крупных млекопитающих мамонтового комплекса, по которым получены радиоуглеродные даты. Наиболее древние получены по остаткам мамонтов 48 600±1500 14C лет (GIN-11818) и >50 000 14C лет (GIN-11819).

Экспериментально установленный факт нарушения в морской воде радиоактивного равновесия в урановом ряду послужил предпосылкой для разработки и внедрения в практику геохронологических исследований уран-ториевого ( 230Th/ 234U) метода определения возраста ископаемых раковин моллюсков. Из материнского урана, находящегося в субстрате раковины в значительных количествах (до нескольких ppm или г/т), со временем образуется и накапливается дочерний 230Th. Современное значение отношения 230Th/ 234U является мерой возраста образца. Практическое использование уран-ториевого датирования морских отложений основывается на выполнимости ряда теоретических положений, сформулированных в ряде работ ( Кузнецов, 1976; Ivanovich, Harmon, 1992; Arslanov, Tertychny, Kuznetsov et al., 2002 ).

Предполагается, что естественное соотношение изотопов урана в раковинах моллюсков соответствует таковому в морской воде, в которой они обитают. При этом дочерний радионуклид – 230Th, а также заметные количества 230Th и 232U ( 234U) не внедряются в структуру раковины из вмещающих отложений. Кроме того, в течение датируемого интервала времени (в пределах от первых нескольких тысяч до 250–300 тыс. лет) не происходит обмен между раковинами и вмещающим осадком (удаление или привнос) 230Th и 234U ( 238U). Если предпосылки 230Th/ 234U-метода выполняются, а объекты изучения соответствуют предъявляемым к ним требованиям, то возраст отдельных образцов раковин моллюсков или слоев кораллов рассчитывается по формуле ( Ivanovich, Harmon, 1992 ):