Геоморфология и палеогеография, 2021, T. 52, № 4, стр. 15-27

ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТУРАНО-УЮКСКОЙ КОТЛОВИНЫ (ТУВИНСКОЕ НАГОРЬЕ) В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ

Ю. Р. Беляев 1*, А. В. Панин 2, М. А. Бронникова 2, А. Д. Кирюхина 1, А. В. Кошурников 1, А. М. Крамынин 1, М. А. Павлов 1, Е. А. Константинов 2, Р. Н. Курбанов 12, А. Л. Захаров 2, Н. В. Сычев 2

1 МГУ им. М.В. Ломоносова
Москва, Россия

2 Институт географии РАН
Москва, Россия

* E-mail: yrbel@mail.ru

Поступила в редакцию 13.01.2021
После доработки 20.04.2021
Принята к публикации 28.06.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Для реконструкции позднечетвертичной истории западной части Турано-Уюкской котловины был проведен комплекс работ, включавший в себя геоморфологическое дешифрирование и полевую съемку, буровые и электроразведочные работы, а также датирование отложений радиоуглеродным методом и методом оптико-стимулированной люминесценции. Установлено, что суммарная мощность заполняющих котловину отложений достигает 190 м. В позднечетвертичной истории котловины выделены следующие основные этапы: 1) этап аккумуляции аллювия и активных боковых миграций русла Уюка и одновременного накопления озерных толщ в котловине Белых озер на протяжении большей части позднего плейстоцена (как минимум, начиная с 77–87 тыс. л.н.) и первой половины голоцена (до 6.1–6.2 тыс. л.н.), формируются пойменные массивы 1-й и 2-й генераций; не позднее 25–16 тыс. л.н. начинает формироваться внутренняя дельта Уюка, подпруживающая современные Белые озера, 2) этап повышения паводочной активности и активизации глубинной и боковой эрозии в период между 6.1–6.2 и 2.4–2.6 тыс. л.н.; формируется пойма 3-й генерации, 3) этап снижения паводочной активности, уменьшения размера палеорусел, преобладания боковых миграций русла и аккумуляции аллювия в последние 2.4–2.6 тыс. л.; формирование 4-й генерации поймы. В рамках последнего этапа отмечен более кратковременный период резкой активизации криогенеза. Многолетняя мерзлота начала образовываться не ранее 2.8 тыс. л.н., а наибольшей активности криогенез достиг ориентировочно в период 1.35–1.1 тыс. л.н. Позднеплейстоценовому этапу аккумуляции предшествовало мощное врезание долины Уюка, возможно, обусловленное активизацией тектонических движений. Хронологические рамки этого врезания определены лишь ориентировочно – между 360–380 и 77–87 тыс. л.н. Предполагавшееся ранее рядом исследователей наличие крупного подпрудного озера, которое занимало бы центральную и западную части котловины в позднем плейстоцене, не подтвердилось.

Ключевые слова: поздний плейстоцен, голоцен, флювиальная история, флювиальная геоморфология, Тува, Саяны, подпрудные озера, позднеголоценовый криогенез

ВВЕДЕНИЕ

Горы Южной Сибири представляют собой естественный барьер между аридной Центральной Азией и характеризующимися резко отличными ландшафтно-климатическими условиями регионами юга Западной и Восточной Сибири. Полученные в последние десятилетия палеогеографические реконструкции по высокоразрешающим природным архивам демонстрируют сложную картину соотношения тенденций развития природной среды по разные стороны от этого орографического рубежа [14]. На отдельных временных отрезках отмечаются черты сходства, а на других интервалах – резкие различия. Создание единой картины изменения природной среды во внетропической части внутренней Азии невозможно без получения дополнительных данных по переходной зоне между двумя главными палеогеографическими регионами. Одним из ключевых элементов этой переходной зоны является Тувинское (или Саяно-Тувинское) нагорье – горный узел, к которому приурочен фрагмент одного из главных континентальных водоразделов, отделяющих бассейн Северного Ледовитого океана от бессточных бассейнов Северо-Западного Китая и Монголии.

Резко дифференцированные новейшие тектонические движения и сложность морфоструктурного плана территории нагорья определили чрезвычайную мозаичность ее устройства и существование разноразмерных внутригорных и межгорных котловин, развитие рельефа в которых определялось локальными факторами и событиями. Несмотря на то что история исследований геологического строения и рельефа этой территории насчитывает уже более века, в палеогеографическом отношении она исследована все еще недостаточно. Фрагментарны данные о хронологии процессов накопления толщ рыхлых отложений в днищах внутригорных котловин. Мало пока известно об истории флювиальных систем нагорья, функционирование которых играло одну из ведущих ролей в трансформации рельефа большей части этой территории на протяжении всего плиоцен-четвертичного времени.

Существующие реконструкции в большинстве случаев характеризуют лишь локальную палеогеографическую ситуацию и рельефообразующие процессы [58], хотя предпринимаются и попытки охарактеризовать особенности более обширных районов [911]. Дополнительно усложняют палеогеографические корреляции вероятные проявления катастрофических геоморфологических событий, сыгравшие важную роль как минимум в позднечетвертичной истории флювиальных систем района [12, 13].

Все это диктует необходимость проведения дополнительных палеогеографических реконструкций и, в особенности, реконструкций истории развития флювиальных и флювиально-озерных систем по районам нагорья, не обеспеченным в достаточной мере палеогеографическими данными. Одним из таких районов является Турано-Уюкская котловина (рис. 1).

Рис. 1.

Гипсометрическая карта района Турано-Уюкской котловины (а) и расположение района исследований (б).

В структурном отношении котловина представляет собой рампообразную неотектоническую впадину, ограниченную с юга Каа-Хемским а с северо-запада Саяно-Тувинским региональными разломами [14]. Некоторые исследователи считают котловину весьма молодой и соотносят время ее обособления со средним плейстоценом [14], однако более обоснованными выглядят представления о ее существовании уже в неогене [15]. Новейшая впадина наследует положение существенно более древней позднепалеозойской впадины, выполненной терригенными породами и вулканитами девона, несогласно перекрывающими каледонские складчатые структуры, сложенные в этом районе терригенными породами ордовика и силура.

По территории котловины проводились палеогеографические реконструкции с использованием высокоразрешающих природных архивов. Так, на основе анализа колонки озерных отложений мощностью чуть более метра в работе В.Г. Дирксен и К.В. Чугунова [8] была предпринята попытка охарактеризовать палеоэкологические условия за значительную часть голоцена. Флювиальная история в рамках этого исследования практически не рассматривалась. Однако авторы высказали предположение о существовании в пределах котловины крупного подпрудного водоема на протяжении большей части позднего плейстоцена и голоцена.

По западной части котловины имеются и более детальные реконструкции для позднего голоцена [6, 7]. Актуальность позднеголоценовых реконструкций обусловлена, в том числе, уникальностью геоархеологической ситуации в котловине. В ее пределах расположено одно из крупнейших курганных полей скифского периода – тувинская “Долина Царей”. Большая часть известных здесь курганов (общее число их измеряется десятками) организована в несколько обособленных курганных групп и расположена на относительно высоко приподнятых над современными днищами долин водотоков поверхностях, находящихся вне зоны затопления. Однако еще в 1971 г. М.П. Грязновым на пойме реки Уюк был обнаружен курган Туннуг-1, который в последние годы активно исследуется экспедицией Института истории материальной культуры РАН [16, 17]. Аномальная позиция кургана в пределах зоны современного затопления позволяет предполагать резкие изменения гидрологического режима и хода эрозионно-аккумулятивных процессов по сравнению со временем возведения кургана. Этот вопрос также требует дополнительного изучения и уточнения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Турано-Уюкская котловина вытянута субширотно и имеет длину около 80 км при ширине до 30 км. Она дренируется рекой Уюк – правым притоком Большого Енисея. С севера ее обрамляет Куртушибинский хребет, а с юга – Уюкский. Превышение гребней хребтов над фоновым уровнем днища котловины достигает 1000–1200 м. На рассматриваемом участке днище котловины разделено цепочкой сопок и низкогорных массивов на два субпараллельных понижения. В пределах северного понижения расположены замкнутые и полузамкнутые озерные впадины, в которых находятся две обособленные группы озер: Белые и Кислые озера. Южное понижение занято долиной р. Уюк. Река Уюк в пределах западной части котловины имеет полугорный характер, ширину в среднем до 10–12 м, глубину до 1–1.5 м и уклоны русла 1.3–1.5 м/км, при продольном уклоне фоновой поверхности днища долины 2 и более м/км.

На основе материалов, собранных в ходе рекогносцировочного полевого обследования и дешифрирования данных дистанционного зондирования, на территорию западной части котловины была составлена геоморфологическая карта масштаба 1:60 000 (рис. 2). Для дешифрирования использовались синтезированные спутниковые изображения высокого и сверхвысокого разрешения в естественных цветах, полученные из открытых источников с помощью программного комплекса SASPlanet. Также привлекались данные цифровых моделей местности SRTM с пространственным разрешением 30 м и AW3D World 3D с разрешением 2.5 м.

Рис. 2.

Геоморфологическая карта западной части Турано-Уюкской котловины.

1–2 – вершинные поверхности комплексной денудации (1 – гребневидные, 2 – пологовыпуклые); 3 – тектоно-денудационные склоны; 4 – денудационные останцы; 5 – пологонаклонные поверхности полигенетических подгорных равнин; 6 – 4-я генерация поймы р. Уюк; 7 – 3-я генерация поймы р. Уюк; 8 – 2-я генерация поймы р. Уюк и аллювиально-дельтовый комплекс при впадении Уюка в юго-западную часть котловины Белых озер; 9 – 1-я генерация поймы реки Уюк; 10–11 – тальвеги староречий (10 – плохо выраженных в масштабе карты, 11 – с хорошо выраженной четковидностью русла); 12 – крупные староречья; 13 – крупные озеровидные расширения пойменных ложбин; 14 – низкий уровень озерных пойм; 15 – пологонаклонные поверхности высокого уровня озерных пойм и прилегающие заболоченные нижние части делювиально-пролювиальных шлейфов нерасчлененные; 16 – реликты криогенных бугров пучения; 17 – термокарстовые западины; 18 – курганы; 19 – озера; 20 – р. Уюк; 21 – притоки и рукава р. Уюк; 2223 – буровые скважины; 24 – линии разрезов. Фоном показана топографическая основа масштаба 1:100 000. Сплошные горизонтали проведены через 50 м.

Для уточнения возрастных соотношений различных поверхностей и восстановления истории развития рельефа котловины был проведен комплекс геологических и геофизических работ. По двум поперечным профилям проведено механизированное бурение с использованием буровой установки УГБ-001 на базе КАМАЗ, а в местах, недоступных для автотранспорта, – с использованием мотобура. Всего пробурено 13 скважин глубиной до 22 м. Планово-высотная привязка скважин осуществлялась комплексом DGPS геодезической точности. Электроразведочные работы по тем же линиям профилей включали в себя зондирование становлением поля в ближней зоне. Для зондирования использовался приборный комплекс TEM-FAST 48 HPC и петли 25 × 25 м и 100 × 100 м.

Один из профилей был заложен в расширении днища долины р. Уюк в створе кургана Туннуг-1. Второй буровой профиль располагался в южной части котловины Белых озер – на выходе из нее в долину р. Уюк (рис. 2).

Кроме того, была получена серия абсолютных определений возраста отложений (табл. 1 и 2). Радиоуглеродное датирование производилось в ЦКП “Лаборатория радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии” Института географии РАН, а также в лаборатории Санкт-Петербургского государственного университета. Калибровка выполнена в программе OxCal 4.4 [18] с использованием калибровочной кривой IntCal20 [19]. В тексте все радиоуглеродные даты приведены в калиброванном виде. Датирование люминесцентными методами проводилось в Скандинавской лаборатории люминесцентного датирования Орхусского университета (Дания). Две даты получены методом оптически-стимулированной люминесценции (далее – ОСЛ) по кварцу (табл. 2). В двух других образцах не только кварц, но и полевой шпат оказались в состоянии насыщения, поэтому получена лишь минимальная оценка возраста методом инфракрасно-стимулированой люминесценции (ИКСЛ) по полевому шпату (табл. 2).

Таблица 1.

Абсолютные датировки отложений западной части Турано-Уюкской котловины, полученные радиоуглеродным методом

Лабораторный номер Скважина Глубина, м 14C дата*, л.н. Калиброванный возраст, л.н.
IGANAMS-7404 19801а 1.1 2390 ± 20 2410 ± 50
IGANAMS-8195 19801 3.5 2410 ± 30 2460 ± 90
IGANAMS-8196 19801 6.9 34 205 ± 160 39 400 ± 170
IGANAMS-8199 19810 1.78–1.85 5365 ± 20 6160 ± 80
IGANAMS-8200 19810 2.55–2.6 8180 ± 25 9120 ± 70
IGANAMS-7406 19810 8.04–8.10 37 290 ± 160 41 780 ± 150
ЛУ-9589 19814 3.3–3.5 21 100 ± 1340 25 530 ± 1510
IGANAMS-7407 19815 1.61 14 430 ± 135 17 590 ± 180
ЛУ-9590 19815 4.5–4.7 13 560 ± 220 16 380 ± 330

* Все даты получены по общему углероду (TOC). Даты IGAN получены методом ускорительной масс-спектрометрии (УМС), даты ЛУ – радиометрическим (жидко-сцинтилляционным) методом.

Таблица 2.

Абсолютные датировки отложений западной части Турано-Уюкской котловины, полученные люминесцентными методами

Лабораторный номер Скважина Глубина, м Материал Дата, л.н. Метод*
RISØ 208491 19801 19.2 Песок к/з 59 800 ± 5800 ОСЛ
RISØ 208493 19801 21.8 Песок к/з 82 100 ± 4500 ОСЛ
RISØ 208471 19804 10.3 Гравий с песком >380 000 ИКСЛ
RISØ 208472 19804 13.5 Суглинок опесчаненный >360 000 ИКСЛ

* Методы: ОСЛ – оптически-стимулированной люминесценции (по кварцу), ИКСЛ – инфракрасно-стимулированной люминесценции (по Na-K полевому шпату).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В пределах днища котловины развиты два главных геоморфологических уровня. Первый из них представлен пологонаклонными (первые градусы) поверхностями подгорных равнин шириной до 3 км, которые сплошной полосой обрамляют подножия ограничивающих котловину хребтов, а также островных низкогорных и мелкосопочных массивов внутри котловины. В тыловой части этих равнин местами отмечаются выходы коренных пород, однако, большая их часть перекрыта сплошным чехлом рыхлых отложений. Нижний геоморфологический уровень составляют днища долины р. Уюк и его притоков, а также днища обособленных озерных котловин (рис. 2). Ширина поверхностей нижнего уровня значительна и местами достигает 4–6 км.

Пойма занимает все днище долины Уюка и характеризуется незначительными колебаниями высот – в пределах 1–2 м. Тем не менее в ее пределах достаточно четко выделяется четыре различных генерации пойменного рельефа, различающиеся по выраженности, количеству, форме и размерам палеорусел.

Первая генерация поймы лучше всего представлена в западной части котловины (рис. 2). Поверхность ее пологоволнистая, пологовыпуклая, имеет максимальную ширину до 3 км. Типично наличие палеорусел, выраженных в виде ложбин, шириной 15–20 м. В западной части рассматриваемой территории их сеть густая. Они меандрируют и дробятся на рукава. Вся поверхность здесь заболочена. Ниже по течению сеть палеорусел редеет. Встречаются приподнятые более сухие участки, к одному из которых и приурочен курган Туннуг-1. Перед сужением долины у массива Кашпей палеорусла практически исчезают, а пойма становится плоской.

Вторая генерация поймы находится на левобережье Уюка. Ширина этого пойменного массива не превышает 1 км. Он формирует своего рода внутреннюю дельту – выступ, выдвинутый за пределы основного контура долины Уюка в юго-западную часть котловины Белых озер. Отличительная черта этой генерации поймы – многочисленные сильно меандрирующие русла шириной до 20 м.

Наиболее хорошо выраженный фрагмент поймы 3-й генерации отмечен на левом берегу реки в сужении долины Уюка у горы Кашпей. Он вытянут примерно на 3 км при ширине до 1 км. Наблюдается отчетливый “эрозионный” контакт со 2-й генерацией поймы – расположенное на пойме 3-й генерации палеорусло “подрезает” более древний пойменный массив. Типично контрастное сочетание выровненной фоновой поверхности и крупных сильно меандрирующих палеорусел. Эти палеорусла имеют максимальную ширину среди всех наблюдающихся на пойме Уюка – до 40 м. Сходные по морфологии пойменные массивы отмечены и ниже по течению Уюка, уже в створе котловины Белых озер.

Самая молодая генерация поймы представлена по всей длине изученного участка долины. Ширина ее меняется от 200–250 м до 2.5 км. В створе кургана Туннуг-1 и выше по течению она имеет сегментно-гривистый характер. Типичны палеорусла шириной до 25–30 м, сохранившиеся в виде отдельных оторванных друг от друга излучин – сегментных или омеговидных. Палеорусла срезают друг друга и формируют ячеистый рисунок. На них наложены более узкие палеорусла, сохранившиеся в виде цельных меандрирующих участков длиной до нескольких километров. Местами они вложены в дно более древних и крупных староречий, а местами – секут их вкрест простирания, создавая ощущение одномоментных “перескоков” русла реки. Возможной причиной таких одномоментных перестроек русла реки могло быть формирование крупных наледей на данном участке днища долины.

Ниже по течению, в пределах расширения днища долины, морфология поймы 4-й генерации изменяется. Доминируют относительно узкие палеорусла с четковидными расширениями, предположительно термокарстовой природы [20, 21]. По размерам и форме излучин они идентичны “наложенным” руслам, описанным выше.

Наличие внутри днища Турано-Уюкской котловины разноразмерных островных массивов, сложенных коренными породами и возвышающихся над фоновыми аккумулятивными поверхностями на десятки, а в отдельных случаях и на сотни (г. Кашпей) метров, свидетельствует о сложности рельефа кровли коренных пород, значительной роли блоковой тектоники и разрывных нарушений в формировании рельефа котловины. Подтверждаются эти представления и данными электроразведочных работ. Так, в створе кургана Туннуг-1 (рис. 2, профиль А-Б) было установлено, что непосредственно под днищем долины Уюка мощности рыхлого чехла варьируют в пределах 130–190 м (рис. 3, г). Обнаружено две предполагаемых зоны дизъюнктивных нарушений, которым соответствуют локальные понижения отметок кровли коренных пород и субвертикальные зоны значимо более низкоомных пород под ними. В пределах подгорных равнин мощность рыхлого чехла также измеряется десятками метров, но направленно сокращается по мере приближения к бортам котловины (рис. 3, б, в).

Рис. 3.

Геологический разрез (а) через западную часть днища Турано-Уюкской котловины по линии А–Б, разрез кажущихся сопротивлений (б), его интерпретация (в) и результаты глубинной электроразведки (г) для того же створа.

Расположение разреза см. на рис. 2.

(а) – 1– кварцевые порфиры и песчаники кызылбулакской серии раннего и среднего девона; 2 – делювиально-пролювиальные суглинки, пески и щебенники четвертичные нерасчлененные; 3 – аллювиальные суглинки, супеси, пески и гравийники позднего плейстоцена – голоцена; 4 – аллювиальные суглинки, супеси, пески и гравийники позднего голоцена; 5 – геологические границы (а – достоверные, б – предполагаемые); 6 – радиоуглеродные датировки (кал. л.н.); 7 – ОСЛ-датировки (тыс. л.н.).

(в) – 1 – многолетнемерзлые породы; 2 – коренные (скальные) породы; 3 – существенно суглинистый материал древних делювиально-пролювиальных шлейфов; 4–8 – аллювиальные пачки древнего заполнения долины р. Уюк различной литологии; 9 – голоценовые аллювиальные отложения различной литологии; 10 – супесчано-суглинистые отложения молодой (средне-позднеплейстоценовой) генерации делювиально-пролювиальных шлейфов.

(г) – 1 – коренные породы; 2 – предполагаемые зоны разломов; 3 – рыхлые отложения днища долины р. Уюк.

Еще более сложная картина рельефа кровли коренных пород была выявлена в районе Белых озер. Здесь по данным электроразведки установлено наличие полностью погребенного под рыхлой аккумулятивной толщей выступа коренных пород с перепадом высот 120 м, который с запада и востока граничит с заполненными рыхлыми отложениями глубокими депрессиями (рис. 4, б, в). Наиболее приподнятая часть этого выступа в котловине Белых озер и сейчас возвышается над ее днищем в виде двух скальных массивов, один из которых имеет высоту над современной поверхностью до 60 м. Мощность рыхлого чехла в пределах днища котловины Белых озер и прилегающей части долины Уюка варьирует от 100–120 м до 0 (в пределах выступов коренного фундамента).

Рис. 4.

Геологический разрез (а) через южную часть котловины Белых озер по линии В–Г, разрез кажущихся сопротивлений (б) и его интерпретация (в) для того же створа.

Расположение линии разреза см. на рис. 2.

(а) – 1 – гранит-порфиры девона; 2 – кварцевые порфиры и песчаники кызылбулакской серии раннего и среднего девона; 3 – делювиально-пролювиальные суглинки, пески и щебенники четвертичные нерасчлененные; 4 – озерные алевриты и тяжелые суглинки позднего плейстоцена; 5 – озерно-аллювиальные и аллювиальные суглинки, супеси, пески и гравийники позднего плейстоцена – голоцена; 6 – геологические границы (а – достоверные, б – предполагаемые); 7 – радиоуглеродные датировки (кал. л.н.).

(в) – 1 – коренные породы (скальные); 2 – предполагаемая зона разлома и связанные с ней отложения; 3 – песчано-суглинистые отложения делювиально-пролювиальных шлейфов; 4 – супесчано-суглинистое аллювиальное и озерно-аллювиальное заполнение периферии долины р. Уюк; 5 – существенно суглинистое древнеозерное (?) заполнение котловины Белых озер; 6 – существенно глинистые озерные и озерно-аллювиальные отложения завершающей фазы заполнения котловины Белых озер.

Скважинами, заложенными в пределах подгорных равнин (19804, 19809), было вскрыто неритмичное переслаивание коричневых, серо-коричневых и красновато-коричневых суглинков и красновато-коричневых песков с многочисленными включениями дресвяно-щебнистого материала. Характер отложений и морфология поверхности позволяют предполагать, что это отложения делювиально-пролювиальных шлейфов. Краевые части шлейфов размыты в результате латеральных миграций русла Уюка и находятся в сложном пространственном соотношении с аллювием. Так, в створе кургана Туннуг-1 русло Уюка смещено к левому борту долины и непосредственно подмывает фронтальный уступ молодой генерации шлейфа. В скважине 19804, заложенной в придолинной части этого же шлейфа, делювиально-пролювиальные отложения разделены на две отдельные пачки слоем хорошо отмытого песчано-гравийного и гравийно-галечного руслового аллювия мощностью около 3 м. Под современным днищем долины мощность этой же аллювиальной толщи существенно больше – скважинами до глубины 22 м подошва ее не вскрыта (рис. 3, а). По данным электроразведки она заполняет глубокий врез в поверхности делювиально-пролювиального шлейфа (до глубины 60–70 м) и прослеживается южнее под всем днищем долины Уюка вплоть до ее противоположного борта (рис. 3, в). Литологически аллювиальная толща представляет собой чередование линз или прослоев песчано-гравийно-галечного руслового аллювия и существенно суглинистых пойменно-старичных отложений. По данным электроразведки внутри этой толщи в районе кургана Туннуг-1 было обнаружено три обособленных массива многолетнемерзлых пород мощностью до 20 м на глубинах 5 и более метров в пределах пойменного массива 1-й генерации (рис. 3, б, в). Серия полученных разными методами дат этой аллювиальной толщи (ОСЛ: RISØ-208493 82100 ± 4500 лет назад (далее – л.н.), RISØ-208491 59800 ± 5800 л.н.; 14С: IGANAMS-8196 39400 ± 170 кал. л.н., IGANAMS-7406 41780 ± 150 кал. л.н.) позволяет соотнести время накопления по крайней мере ее верхней части с серединой – второй половиной позднего плейстоцена.

Даты ИКСЛ, полученные из подстилающих этот аллювий делювиально-пролювиальных отложений в скв. 19804, оказались “запредельными” (RISØ-208471 >380 000 л.н., RISØ-208472 > > 360 000 л.н.). Это позволяет предполагать, что где-то в промежутке времени между 360–380 тыс. л.н. и 77–87 тыс. л.н. произошла активизация глубинной и боковой эрозии в долине Уюка. Активизация эрозионных процессов привела к существенному углублению долины и частичному размыву накопившихся ранее отложений древних ранне-среднеплейстоценовых делювиально-пролювиальных шлейфов и синхронных им аллювиальных толщ. Причина активизации глубинной эрозии не ясна. Наиболее вероятно, что она могла быть связана с активизацией дифференцированных вертикальных тектонических движений в среднем плейстоцене, которая, по данным Л.К. Зятьковой [15], была характерна в это время в целом для Западного Саяна. Для уточнения особенностей и причин данного врезания необходимы проведение дополнительных исследований в низовьях Уюка и корреляция событий с террасовыми рядами Большого Енисея.

Заполняющий этот врез и вскрытый скважинами позднеплейстоценовый аллювий соответствуют продолжительному этапу преобладания аккумуляции на днище долины Уюка, сопровождавшейся активными боковыми миграциями русла реки. Этот аккумулятивный этап начался не позднее 77–87 тыс. л.н., хотя предполагаемые по данным электроразведки мощности аллювия свидетельствуют о том, что реально аккумуляция началась существенно раньше. Абсолютные даты, полученные из верхней части этой толщи (IGANAMS-8199 6160 ± 80 кал. л.н., IGANAMS-8200 9120 ± 70 кал. л.н.), позволяют предполагать, что заполнение долины наносами продолжалось без отчетливых перерывов практически вплоть до середины голоцена. Ширина зоны, в пределах которой мигрировало русло Уюка, составляла до 4.5–5 км. Накопление этой аллювиальной пачки во многом предопределило облик поверхности 1-й генерации поймы Уюка, хотя в позднем голоцене она и была перекрыта маломощным слоем более молодого аллювия.

Существенную роль позднеплейстоцен-голоценовый этап аккумуляции сыграл и в формировании пойменных массивов второй генерации. В южной части котловины Белых озер (рис. 4, а) скважинами, заложенными в пределах этого массива (скв. 19813, 19814), с глубины 1.5–2 м вскрыты рыжевато-коричневые русловые пески, перекрытые сизовато-серыми пойменно-старичными суглинками. Возле коренного борта долины они с размывом ложатся на делювиально-пролювиальные отложения подгорных равнин. По мере удаления от коренного борта мощность аллювиальной толщи возрастает, но песчаный русловой аллювий начинает переслаиваться с тонкослоистыми зеленоватыми алевритистыми тяжелыми озерными суглинками древней части котловины Белых озер. В расположенной ближе всего к озерам скважине 19815 тонкослоистые озерные суглинки видимой суммарной мощностью около 8 м слагают уже большую часть вскрытого разреза. Радиоуглеродные даты позволяют соотносить время накопления верхней части этой толщи с концом позднего плейстоцена: 25 530 ± 1510 кал. л.н. (ЛУ-9589) в скв. 19 814, 163 80 ± 330 кал. л.н. (ЛУ-9590) и 17 590 ± 180 кал. л.н. (IGANAMS-7407) в скв. 19 815. Реальная мощность озерных отложений существенно больше. Об этом говорит, в частности, мощная линза “низкоомных” существенно глинистых отложений, отчетливо читающаяся на геоэлектрическом разрезе в пределах южного продолжения котловины Белых озер (рис. 4, б).

Судя по всему, продолжавшаяся на протяжении всей второй половины позднего плейстоцена прогрессивная аккумуляция происходила не только в долине Уюка, но и в отделенной от нее древней котловине Белых озер. Не позднее 25–16 тыс. л.н. эта аккумуляция привела к частичному погребению обрамляющего котловину барьера. После этого в высокие фазы водного режима началось поступление воды и наносов из долины Уюка в котловину Белых озер и образование внутренней дельты, которая, постепенно разрастаясь, стала подпруживать акваторию озер и постепенно смещать их к северо-востоку. Имеющиеся даты позволяют предполагать, что этот процесс был синхронен формированию пойменных массивов 1-й генерации в основной части долины Уюка. Таким образом, не подтверждается представление о том, что Белые озера – остатки огромного подпрудного водоема, занимавшего значительную часть днища Турано-Уюкской котловины. Образование современной ванны Белых озер – результат неравномерной аллювиально-дельтовой аккумуляции в позднем плейстоцене и голоцене в юго-западной и южной части их древней котловины.

Аномально большие размеры палеоизлучин свидетельствуют о повышении паводочных расходов во время формирования пойменных массивов 3-й генерации. Возможно, обстановка активной аккумуляция материала, характерная для большей части позднего плейстоцена и начала голоцена, сменилась в середине голоцена преобладанием боковой или даже глубинной эрозией. Она привела к расчленению поверхности пойменных массивов 1-й генерации и формированию зафиксированного на буровом профиле в створе кургана Туннуг-1 (рис. 3, а) пологого вреза в кровле позднеплейстоцен-голоценового аллювия, выполненного позже аллювием позднего голоцена. Этот этап активизации эрозии начался не ранее 6100–6200 л.н. Время его завершения фиксируется возрастом наиболее молодой аллювиальной толщи, заполняющей этот врез и отвечающей времени формирования пойменных массивов последней – 4-й генерации. Абсолютные даты отложений позволяют соотносить время начала формирования этой аллювиальной пачки с серединой позднего голоцена – 2410 ± 50 кал. л.н. (IGANAMS-7404), 2460 ± 90 кал. л.н. (IGANAMS-8195). Их формирование продолжается и в настоящее время.

Аллювиальные отложения, синхронные пойменным массивам 4-й генерации, имеют мощность до 3.5–4 м и большей частью состоят из русловых гравийников, иногда со значительным содержанием песчано-суглинистого заполнителя. Пойменная фация развита в меньшей степени и не превышает по мощности 0.5–1.5 м. Она перекрывает и более древние генерации поймы. Морфология пойменных массивов 4-й генерации и характер аллювиальной толщи позволяют утверждать, что на протяжении последних 2.4–2.6 тыс. л. в долине Уюка вновь преобладала тенденция к аккумуляции материала на фоне горизонтальных миграций русла, хотя и менее масштабных, чем в позднем плейстоцене.

Наличие возможных следов образования наледей в долине, вкупе с четковидными палеоруслами, позволяет предполагать, что внутри этапа формирования пойменных массивов 4-й генерации имел место эпизод активизации криогенеза. В пользу этого свидетельствует также и обнаруженная в ходе дешифрирования спутниковых изображений на поверхности поймы серия образований, напоминающих просевшие после деградации мерзлоты бугры пучения, а также несколько округлых котловин – предположительно, термокарстовых. В настоящее время в пределах днища котловины многолетнемерзлые породы сохранились лишь в виде отдельных небольших по площади и мощности массивов, некоторые из которых были зафиксированы в пределах контура поймы 1-й генерации (рис. 3, в), хотя еще в 1958 г. многолетняя мерзлота была повсеместно развита в пределах днища долины, а ее кровля располагалась на глубинах 1.5–4 м [22].

Можно предполагать, что эти линзы мерзлых грунтов – остатки многолетней мерзлоты, сформировавшейся в ходе эпигенетического промерзания аллювиальных толщ во время одного из похолоданий второй половины голоцена. Палеопедологические исследования, проведенные на участке поймы 1-й генерации в районе кургана Туннуг-1, показали, что наиболее ярко криотурбации выражены в почвах, погребенных под курганными насыпями возрастом около 1000 л.н., а почвы под насыпями возрастом около 2000 л.н. относительно менее криотурбированы [23]. В то же время современные дневные почвы, а также почвы, залегающие под курганными насыпями возрастом около 2800 л.н. и более древние почвы, погребенные пойменным аллювием до сооружения кургана, практически не криотурбированы и развивались в условиях отсутствия мерзлоты или значительной глубины залегания ее кровли [23]. Таким образом, вполне возможно, что образование мерзлоты протекало в промежутке между 2800 и 2000 л.н., а в период между 2000–1000 л.н. произошла существенная активизация криогенеза, и начал формироваться палеокриогенный рельеф пойменных массивов 4-й генерации. Такие предположения, частично, подтверждаются результатами детальных палеогеографических реконструкций по расположенной юго-восточнее котловине озера Тере-Холь, где относительно холодные и засушливые условия выделены для интервалов 2.8–2.6, 2.05–1.7 тыс. л.н., а в период 1.35–1.1 тыс. л.н. реконструируются холодные и относительно влажные условия [24, 25]. Вероятно, именно интервал 1.35–1.1 тыс. л.н. можно рассматривать как время наиболее значительной активизации криогенеза в Турано-Уюкской котловине в позднем голоцене.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных работ были достоверно установлены следующие основные этапы позднечетвертичной истории развития западной части Турано-Уюкской котловины:

• Этап аккумуляции аллювия и активных боковых миграций русла Уюка, продолжавшийся большую часть позднего плейстоцена (как минимум с 77–87 тыс. л.н.) и первую половину голоцена (до 6.1–6.2 тыс. л.н.). Этому этапу соответствует формирование первых двух генераций поймы р. Уюк. В это же время происходила аккумуляция озерных отложений в древней котловине Белых озер. Не позднее 25–16 тыс. л.н. перемычка между котловиной Белых озер и долиной Уюка была частично погребена под аккумулятивной толщей, и стала формироваться внутренняя дельта Уюка, подпруживающая современную ванну Белых озер.

• Этап повышения паводочной активности и активизации глубинной и боковой эрозии, начавшийся не ранее 6.1–6.2 тыс. л.н. и закончившийся не позднее 2.6–2.4 тыс. л.н. Формирование поймы 3-й генерации.

• Этап снижения паводочной активности, уменьшения размера палеорусел, преобладания горизонтальных деформаций русла и аккумуляции аллювия, начавшийся не позднее 2.4–2.6 тыс. л.н. и продолжающийся до настоящего времени. Формирование поймы 4-й генерации.

В пределах наиболее молодой генерации поймы р. Уюк отмечены палеокриогенные формы – термокарстовые котловины, реликты деградировавших бугров пучения, четковидные русла, а также возможные следы существования крупных наледей, фиксирующие позднеголоценовый этап активизации криогенеза. Установлено наличие линз многолетнемерзлых пород в толще аллювия пойменных массивов 1-й генерации. Формирование этих массивов мерзлых грунтов произошло не ранее 2.8 тыс. л.н., а наиболее значительная активизация криогенеза имела место в период с 1.35 до 1.1 тыс. л.н.

Позднеплейстоценовому этапу аккумуляции предшествовало мощное врезание долины Уюка, возможно, обусловленное активизацией тектонических движений. Хронологические рамки этого врезания определены лишь ориентировочно – между 360–380 и 77–87 тыс. л.н.

Предполагавшееся ранее рядом исследователей наличие крупного подпрудного озера, которое занимало бы центральную и западную части котловины в позднем плейстоцене, не подтвердилось.

Список литературы

  1. Bezrukova E.V., Belov A.V., Letunova P.P., and Kulagina N.V. The Response of the environment of the Angara-Lena Plateau to global climate change in the Holocene // Russian Geology and Geophysics. 2014. Vol. 55. No. 4. P. 463–471.

  2. Безрукова Е.В., Летунова П.П., Кулагина Н.В., Шарова О.Г. Реконструкция природной среды и ландшафтов Приольхонья в голоцене на основе датированных записей из озерных отложений // Евразия в кайнозое. Стратиграфия, палеоэкология, культуры. 2013. № 2. С. 19–25.

  3. Tarasov P., Dorofeyuk N., and Metel’tseva E. Holocene vegetation and climate changes in Hoton-Nur basin, northwest Mongolia // Boreas. 2000. Vol. 29. No. 2. P. 117–126.

  4. Кострова С.С., Майер Х., Чаплыгин Б., Безрукова Е.В., Тарасов П.Е., Кузьмин М.И. Реконструкция климата Забайкалья в голоцене на основе изотопно-кислородного анализа створок ископаемых диатомовых водорослей озера Котокель // ДАН. 2013. Т. 451. № 1. С. 76–80.

  5. Безрукова Е.В., Щетников А.А., Кузьмин М.И., Шарова О.Г., Кулагина Н.В. Летунова П.П., Иванов Е.В., Крайнов М.А., Кербер Е.В., Филинов И.А., Левина О.В. Первые данные об изменении природной среды и климата Жомболокского вулканического района (Восточный Саян) в среднем и позднем голоцене // ДАН. 2016. Т. 468. № 3. С. 323–327.

  6. Приходько В.Е., Бляхарчук Т.А., Килуновская М.Е. Реконструкция климата, почв и растительности начала субатлантического периода голоцена Турано-Уюкской котловины Южной Сибири // Почвоведение. 2018. № 8. С. 927–942.

  7. Blyakharchuk T., Prihodko V., Kilunovskaya M. and Li H-C. Vegetation and climate reconstruction based on pollen and microbial records from burial mounds soil in Tuva Republic, Central Asia // Quaternary International. 2019. Vol. 507. P. 108–123.

  8. Дирксен В.Г., Чугунов К.В. Турано-Уюкская котловина Тувы: изменения природных условий и динамика ее освоения в древности (опыт реконструкции) / Культурно-экологические области: взаимодействие традиций и культурогенез. СПб.: ИИМК РАН, 2007. С. 139–164.

  9. Панин А.В., Бронникова М.А., Успенская О.Н., Аржанцева И.А., Константинов Е.А., Кошурников А.В., Селезнева Е.В., Фузеина Ю.Н., Шеремецкая Е.Д. История озера Тере-Холь и голоценовая динамика природной среды на юго-востоке Саяно-Тувинского нагорья // ДАН. 2012. Т. 446. № 5. С. 568–574.

  10. Бляхарчук Т.А. Реконструкция лесной и высокогорно-степной растительности юго-западной части Тувы с позднеледниковья до современности // География и природные ресурсы. 2008. № 1. С. 89–96.

  11. Ilyashuk B.P. and Ilyashuk E.A. Chironomid record of Late Quaternary climatic and environmental changes from two sites in Central Asia (Tuva Republic, Russia) – local, regional or global causes? // Quaternary Sciense Reviews. 2007. Vol. 26. P. 705–731.

  12. Аржанников С.Г., Алексееев С.В., Глызин А.В., Кулагина Н.В., Игнатова Н.В., Орлова Л.А. Динамика развития природной среды в конце плейстоцена и голоцене западной части Тоджинской впадины (Восточная Тува) // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 2. С. 206–221.

  13. Komatsu G., Arzhannikov S.G., Gillespie A.R., Burke R.M., Miyamoto H. and Baker V.R. Quarternary paleolake formation and cataclysmic flooding along the upper Yenisei river // Geomorphology. 2009. Vol. 104. P. 143–164.

  14. Аржанников С.Г. Сейсмотектоника Восточно-Тувинского нагорья. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. Иркутск: ИЗК СО РАН, 1998. 17 с.

  15. Зятькова Л.К. Новейшая тектоника Западного Саяна. Новосибирск: Наука, 1973. 176 с.

  16. Садыков Т.Р., Каспари Дж., Блохин Е.К. Раннескифский курган Туннуг-1: результаты первых работ на южной периферии памятника // Теория и практика археологических исследований. 2019. № 1 (25). С. 29–38.

  17. Ельцов М.В. Почвенно-археологические исследования кургана Туннуг-1 (республика Тыва) / Археология поймы: рельеф, палеосреда, история заселения. Тезисы научного семинара (Москва, Институт Археологии РАН, 23 апреля 2019 г.) / Под ред. А.Л. Александровского, Н.А. Кренке. М.: КДУ, Университетская книга, 2019. С. 31–34.

  18. Bronk Ramsey C. Bayesian analysis of radiocarbon dates // Radiocarbon. 2009. Vol. 51 (1). P. 337–360.

  19. Reimer P., Austin W., Bard E., Bayliss A., Blackwell P., Bronk Ramsey C., Butzin M., Cheng H., Edwards R., Friedrich M., Grootes P., Guilderson T., Hajdas I., Heaton T., Hogg A., Hughen K., Kromer B., Manning S., Muscheler R., Palmer J., Pearson C., van der Plicht J., Reimer R., Richards D., Scott E., Southon J., Turney C., Wacker L., Adolphi F., Büntgen U., Capano M., Fahrni S., Fogtmann-Schulz A., Friedrich R., Köhler P., Kudsk S., Miyake F., Olsen J., Reinig F., Sakamoto M., Sookdeo A. and Talamo S. The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. 2020. Vol. 62 (4). P. 725–757.

  20. Губарьков А.А., Лейбман М.О. Четкообразные русловые формы в долинах малых рек на Центральном Ямале – результат парагенезиса криогенных и гидрологических процессов // Криосфера Земли. 2010. Т. 14. № 1. С. 41–49.

  21. Тарбеева А.М. О происхождении четковидной формы русел малых рек криолиозоны // Геоморфология. 2018. № 1. С. 88–95.

  22. Носин В.А. Почвы Тувы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 345 с.

  23. Беляев Ю.Р., Панин А.В., Бронникова М.А., Успенская О.Н. Флювиальное рельефообразование в Турано-Уюкской котловине (Саяно-Тувинское нагорье) в последние 30–40 тысяч лет // VIII Щукинские чтения: рельеф и природопользование / Мат-лы Всерос. конф. с междунар. участием. Москва, 28 сентября – 1 октября 2020 г. М.: Географический факультет МГУ, 2020. С. 264–269.

  24. Borisova O.K. and Panin A.V. Multicentennial climatic changes in the Tere-Kholbasin, Southern Siberia, during the Late Holocene // Geography. Environment. Sustainability. 2019. Vol. 12. No. 2. P. 148–161. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2018-64

  25. Борисова О.К., Панин А.В., Успенская О.Н. Изменения растительности и климата в Терехольской впадине (юго-восточная Тува) во второй половине голоцена // География: развитие науки и образования. Т.  1 / Коллективная монография по материалам ежегодной международной научно-практической конференции LXXIII Герценовские чтения, Санкт-Петербург, РГПУ им. А.И. Герцена, 22–25 апреля 2020 года / Отв. ред. С.И. Богданов, Д.А. Субетто, А.Н. Паранина. СПб: Астерион. Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2020. С. 390–394.

Дополнительные материалы отсутствуют.