Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2021, T. 499, № 2, стр. 133-137

ВВЕДЕНИЕ

Территория Самбийского (Калининградского) полуострова, расположенная в юго-восточной части побережья Балтийского моря, согласно данным геологической съемки [1, 2, 4, 5] обладает полным разрезом плейстоценовых отложений, перекрывающих дочетвертичный субстрат. На этой территории обнажены отложения не древнее последнего оледенения – осташковские ледниковые и водно-ледниковые фации, частично перекрытые голоценовыми морскими, озерными и аллювиальными осадками. В береговых уступах высотой до 50 м вскрываются и более древние четвертичные и дочетвертичные осадки, включая неогеновые и палеогеновые рыхлые и слабоконсолидированные толщи. Мощность четвертичной толщи варьирует от 4–5 м до 150–160 м [2], сокращаясь над выступами коренных пород, кровля которых местами приподнята до 30–40 м (максимально 49 м) н.у.м., возрастая в переуглубленных ложбинах, днища которых опускаются ниже 100 м (максимально –142 м) [6]. Неравномерность мощностей плейстоценовой толщи сопровождается невыдержанностью основных горизонтов, как в площадном развитии, так и по глубине. Это приводит к неоднозначности интерпретации возраста и генезиса отложений: количество самостоятельных ледниковых горизонтов и сопряженных с ними водно-ледниковых и межледниковых толщ варьирует от 4 [1, 2] до 8 [4, 5].

Столь же неоднозначна и интерпретация поверхностных отложений: к примеру, для одного и того же участка западного побережья полуострова над осташковской мореной, являющейся устойчивым стратиграфическим маркером, лежат преимущественно песчаные осадки, однозначно всеми исследователями интерпретируемые как водно-ледниковые, но различаемые по возрасту и палеогеографическому контексту. Они относятся либо к позднеледниковым бассейнам неопределенного возраста [2, 4], либо к среднелитовской стадии деградации последнего ледника [3], время которой можно определить в интервале 16.7–15 т.л.н. [14], либо к бассейну Балтийского ледникового озера (БЛО) [1, 5], имеющего временные рамки – 13.9–11.6 т.л.н. [7, 10, 13] и достаточно четко определенный уровень на всех стадиях развития. Согласно расчетам (Vassiljev, Saarse, 2013) для района Самбийского полуострова, уровень БЛО в течение всего времени существования озера находился в пределах –40–0 м, что вносит дополнительную стратиграфическую неопределенность, поскольку входит в противоречие с идентификацией осадков БЛО на гораздо более высоких отметках (выше 30 м н.у.м.) [1, 5].

Данные противоречия и неоднозначность интерпретации во многом связаны с отсутствием инструментальных данных о возрасте плейстоценовых и голоценовых отложений. Восполнение этого пробела – актуальная задача, первым этапом выполнения которой является перекрестное (с использованием радиоуглеродного и оптико-люминесцентного методов) датирование молодых отложений, представленное в данном сообщении.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В качестве объекта исследования была выбрана верхняя часть разреза в береговом абразионном уступе на западном побережье Самбийского полуострова в районе пос. Донское (рис. 1). Здесь над горизонтом осташковской морены (супесчано-суглинистый диамиктон) с выдержанной мощностью (2.5–3 м) и высотным положением кровли (~30–35 м н.у.м.) залегает преимущественно песчаная толща, в разрезе которой вскрывается (сверху вниз) (рис. 1):

Рис. 1.

а – местоположение разреза; б – общий вид абразионного уступа с местами отбора проб; в – разрез верхней части абразионного уступа.

(1) 0.0–0.2 м – мелко-тонкозернистый неслоистый песок с корнями растений и растительным детритом (почвенно-растительный слой);

(2) 0.2–5.15 м – горизонтально параллельно-слоистый мелко-тонкозернистый песок серо-палевого цвета, в интервалах 1.6–1.7 м и 3.0–3.1 м гумусированный, с остатками растительности;

(3) 5.15–5.3 м – суглинок бурый неслоистый, однородный, кровля неровная (2–3 см);

(4) 5.35–5.5 м – суглинок темно-бурый неслоистый, с существенной органической составляющей с включениями слабо окатанной гальки и гравия, кровля и подошва неровные, со смещением поверхностей, разорванных единичным сбросом амплитудой до 3 см;

(5) 5.5–8.45 м – светло-коричневый (местами до красно-бурого и желто-оранжевого) легкий сильно опесчаненный суглинок, неслоистый, с включением дресвы и единичной мелкой гальки разного петрографического состава, книзу количество обломочного материала увеличивается (осташковская морена).

В слое 2 на глубине от поверхности 3.3 м и 5.0 м отобраны пробы песка для ОСЛ-датирования (№1 и 2) (табл. 1), а из кровли слоя 4 – суглинка, насыщенного органогенным веществом – для радиоуглеродного анализа (табл. 2). Радиоуглеродное датирование выполнялось в лаборатории радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии Института географии РАН с применением жидко-сцинтилляционного метода.

Калибровка радиоуглеродных дат выполнена в программе Calib 8.20, калибровочная кривая IntCal20 [12].

ОСЛ-датирование трех образцов (табл. 1) выполнено в лаборатории ОСЛ ФГБУ “ВСЕГЕИ” (Санкт-Петербург). Активности радионуклидов определялись на сверхнизкофоновом гамма-спектрометре с детектором на основе особо чистого германия Canberra BE3825 после герметизации образцов воском и выдержки в течение 20 дней. Мощности дозы рассчитаны по стандартной методике [8]. Предполагалось, что средняя влажность за период захоронения составляла 75% от величины водонасыщения. Для выделения зерен кварца фракции 180–250 мкм применялась стандартная пробоподготовка [15]. Эквивалентные дозы в пробах измерены на анализаторе люминесценции Risø TL/OSL Reader DA-20 C/D с применением SAR-протокола [11]. Преобладание в люминесцентном сигнале быстрой компоненты, термальная стабильность ОСЛ-сигнала при температурах предварительного нагрева в диапазоне 160–240°C и возможность успешной регенерации заданной дозы после обнуления свидетельствуют о пригодности кварца для ОСЛ-датирования. Итоговые эквивалентные дозы рассчитаны двумя способами: с использованием среднего арифметического и модели минимальной дозы [9], которая часто используется для датирования молодых образцов с целью избежать удревнения возраста в условиях неполной засветки части зерен перед захоронением. Для образцов RGI-438 и RGI-440 даты, рассчитанные разными методами, хорошо согласуются между собой, в то время как для образца RGI-434 получены сильно отличающиеся друг от друга значения ОСЛ-возраста. Вероятно, дата 680 ± 90 лет удревнена из-за неполной засветки зерен кварца перед захоронением.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ растительных остатков в образцах, отобранных для радиоуглеродного датирования, показал наличие корней березы (50%) и травянистой растительности (50%), что говорит о субаэральном происхождении органического вещества. Согласно полученным данным, вся толща, перекрывающая осташковскую морену, сформирована в позднем голоцене в течение последних 1000 лет и представляет собой субаэральные отложения. Наличие на поверхности дюнного рельефа и ранее не вызывало сомнений в активной эоловой переработке поверхности. Однако полученные данные показали отсутствие собственно водно-ледниковых отложений (БЛО или более ранних) на поверхности морены последнего оледенения. Очевидно, что песчаная толща мощностью около 5 м сформирована исключительно за счет эолового переноса. Источником эоловых накоплений (судя по их составу) может быть подморенная толща, вскрытая абразией на береговом уступе и примыкающими к нему глубокими эрозионными врезами вблизи изученного разреза. С не меньшей вероятностью материнской породой могут быть осташковские водно-ледниковые пески, несмотря на отсутствие их в данной точке, все же развитые на дневной поверхности вблизи разреза согласно геологическим данным. На днищах некоторых подрезанных активным размывом берега отмерших эрозионных врезов на высоте нескольких метров н.у.м. наблюдается интенсивная дюнная аккумуляция, а песчаные толщи, вскрывающиеся на бортах брошенных долин частично (в верхних частях разрезов), оказываются продуктами эоловой переработки со слоистыми накоплениями мощностью 3–5 м, основание которых показывает возраст около 300 лет (табл. 1, № 3). Также эоловые пески позднеголоценового возраста покрывают приморские субгоризонтальные террасовидные поверхности; например, по торфу, подстилающему эоловый песок в кровле разреза приморской террасы вблизи устья р. Алейка, была получена дата 410 кал.л.н. (табл. 2, № 2).

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы: а) сделанная ранее оценка водно-ледникового генезиса и позднеледникового возраста поверхностных отложений является не вполне обоснованной, по крайней мере, для изученной части территории; б) палеогеографические модели, основанные на этом предположении, требуют уточнения; в) активизация эоловой деятельности с накоплением песчаных толщ мощностью 3–5 м, наблюдаемых на вершинных поверхностях Самбийского полуострова, в долинах и на морских террасах, произошла за последние 450–400 лет; г) ОСЛ-датирование очень молодых (позднеголоценовых) субаэральных отложений демонстрирует надежные результаты, достоверность которых подтверждается как хорошей сходимостью с результатами радиоуглеродного анализа, так и стратиграфической позицией датированных толщ; д) совокупность полученных геохронометрических данных позволяет предположить, что активизация эоловых процессов на Самбийском полуострове обусловлена климатическими изменениями в малый ледниковый период.