ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ПАЛЕОЛАНДШАФТНОЙ МОДЕЛИ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮЖНОГО УРАЛА
С 2007 года группа научных сотрудников природно-ландшафтного заповедника «Аркаим» работает над созданием объёмной мультимедийной модели участка степи, призванной отразить как палеоклиматические коллизии, так и изменения экологических функций ландшафта.
Территория, на которой производятся наши исследования, находится в 10 км к ЮВ от заповедника «Аркаим» и представляет собой лицензионный участок 25-30 км2. В период с 2006 по 2008 гг. здесь проводилась детальная разведка Амурского месторождения цинковых руд, в процессе которого за указанное время было пробурено около 140 скважин колонкового бурения, расположенных на 16 линиях. Указанные обстоятельства позволили сформулировать задачу и начать работы по созданию модели.
Географически участок работ расположен по обе стороны малой степной реки Утяганки, впадающей в реку Большая Караганка, в устье Утяганки находится протогород Аркаим. Практически все скважины колонкового бурения на левом берегу вскрывают в верхней части разрез рыхлых четвертичных образований мощностью до 20-21 м. Под этим чехлом практически повсеместно вскрывается глинистая, глинисто- щебнистая кора выветривания палеозойских пород, мощность которой достигает в некоторых скважинах 90 м.
Таким образом, по каждой скважине были получены точные координаты как современного рельефа, так и мезозойской поверхности выравнивания и кристаллического фундамента.
В процессе полевых работ 2007-2008 гг. нами был задокументирован керн по 127 скважинам общим объёмом 1610 пог. м., отобрано 218 проб на палинологический анализ, крупная шлиховая проба из русла Палеоутяганки, более 50 проб на литолого-минералогические исследования и рентгеноструктурный анализ.
Сегодня уже можно говорить о некоторых предварительных результатах.
Анализ трёх установленных поверхностей выравнивания (современная, мезозойская, палеозойский фундамент) показывает, что современные формы рельефа «конформны» мезозойскому, а последний в большинстве случаев совпадает с поверхностью кристаллического фундамента. Наблюдающиеся «антиформы», скорее всего, говорят о проявлении неотектоники. Разрывные нарушения послепалеозойского возраста чётко фиксируются по увеличенным до 90 м мощностям кор выветривания.
Особой формой древнего, погребённого рельефа является палерусло реки Утяганки. Грубообломочные аллювиальные отложения вскрыты рядом скважин, что дало возможность отрисовать палеорусло, находящееся в 800-900 м западнее современного. В определённые периоды на реке образовывались подпорные (непроточные) водоёмы, в которых откладывались алевро- пелитовые осадки со значительной долей песчаного материала тёмно- серого и серого цвета, которые являются в данном случае маркирующим горизонтом. Характер осадка, его окраска, связанная с наличием органического материала, присутствие мелких раковин остракод в одной из скважин свидетельствует об их озёрном, болотно-озёрном происхождении.
Нижний, возможно эоплейстоценовый аллювиальный ритм на глубинах 10-12 м сменяется новым ритмом, в основании которых лежат крупнозернистые глинистые пески, сменяющиеся вверх по разрезу псаммо-алевритовым песчаным материалом. Вероятнее всего, это является свидетельством изменения базиса эрозии. Во всяком случае, рельеф становится менее расчленённым, менее энергоёмким.
О проявлениях неотектонических движений свидетельствует тот факт, что мезозойские отложения, выходящие на поверхность на правом берегу Утяганки, имеют абсолютные отметки от 350 до 390 м, а та же поверхность на левом берегу лежит в пределах отметок 330-350 м.
Аллювиально-делювиальные осадки вверх по разрезу сменяются плотными глинами, примесь песчано-алевритового материала в которых достигает 20%. По всему разрезу, кроме нижних горизонтов аллювия, отмечается значительная карбонатизация. В красновато- коричневых делювиальных глинах зафиксировано большое количество карбонатных стяжений, диаметр которых достигает 4-6 см. Подобная «агрессия» карбоната кальция, вероятнее всего, связана с восходящими растворами, что в свою очередь, является свидетельством аридного климата времени формирования осадков.
Литолого-минералогический анализ вскрытых отложений показал, что подавляющая масса терригенного материала представлена кварцем трёх генераций, причём совершенно прозрачный кварц (горный хрусталь) составляет значительную часть. Он фиксируются как в грубообломочной фракции, так и в алевритовом материале. Кроме кварца фиксируются обломки серых и тёмно- серых кремнистых пород (на одном из обломков чёткие отпечатки раковины брахиоподы), полевые шпаты, эпидот, мусковит, бурожелезняковые образования, а также большое количество мелких стяжений, в которых кварцевая «пыль» сцементирована кальцитом. Стяжения имеют сглаженные, иногда весьма причудливые формы, размеры их колеблются от нескольких миллиметров до 5-6 см. Нахождение большого количества указанных образований в обломочном материале является свидетельством семиаридного климата.
Магнитные минералы в тяжёлой фракции практически отсутствуют, зато в электромагнитных фракциях отмечается большое количество ильменита. Отмечены также единичные примазки молибденита на кварцевых зёрнах. Весь обломочный материал практически не окатан, что свидетельствует о весьма коротком пути перемещения.
В буровато-коричневых глинах, отобранных из верхних частей вскрытого разреза, рентгеноструктурным анализом установлен следующий минералогический состав (в процентах): каолинит – от 3,7 до 7,2; мусковит- 13,3-26,9; кварц – 34-62,2; альбит – 9,7-40,4; кальцит – от 0 до 18,5. Таким образом, состав глин можно характеризовать как каолин-гидрослюдистый.
Состав обломочного материала, преимущественно аркозовый, позволяет утверждать, что снос материала происходил с востока на запад, со стороны Урало- Тобольского поднятия, где размывался элювий лейкократовых гранитоидов Суундукского массива.
Необычайно большая мощность четвертичных отложений, по сравнению с подобными образованиями на плакорах – обычно не более 1-1,5 м – свидетельство большой скорости аккумуляции осадочного материала, связано, скорее всего, с расчлененностью палеорельефа. О времени образования описанного рыхлого покрова можно говорить пока лишь предположительно. Скорее всего, оно охватывает весь четвертичный период, начиная с эоплейстоцена.
Работа выполняется при финансовой поддержке Челябинского государственного университета и заповедника «Аркаим».