Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

История развития южных островов Большой Курильской гряды в плейстоцене

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "История развития южных островов Большой Курильской гряды в плейстоцене"

лосковский Ордена'лешш'а, ордена октябрьской- революции .

; . ■ . ' ' И- ОРДЕНА .ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ' . .' -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ,М.В.ЛОМОНОСОВА

* Географичёскии факультет

РГБ ОД

] иИ ^ На правах рукописи

БУЛГАКОВ РУСТАМ-ФАРИДОВИЧ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ южных ОСТРОВОВ • БОЛЬШОЙ курильской ГРЯДЫ ' ' . , В ПЛЕЙСТОЦЕНЕ

11.00.04.- геоморфология и эволюционная география

- 'А'В-Т 0 Р Е Ф Е 'Р А Т

диссертации,на соискание ученбй сг.епени • . - кандидата, географических наук

•Москва,- 19,94

Работа выполнена в Лаборатории новейшцх отложений и палеогеографир плейстоцена географического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова •

и в Институте морской геологии и геофизики ДВО РАН

Научный руководитель - доктор географических лаук, профессор

П.А.Каплин _ .

Официальные оппоненты: доктор географических наук, с.н.е.

Ю.А.Павлидис

кандидат географических наук, с.н.с.

А.О.Селиванов

Ведущая организация - Институт географии РАН

, с^ащита" состоится п НОЯ' ¿>РЯ 1994г.

в/.5 ~ часов на заседании специализированного сбвета ' по геоморфологии, эволюционной географии, мерзлотоведение ' и картографии - 053.05.06/ Московском государственном

университете им. М.В.Ломоносова по адресу; 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 21 этаж,. аудитория 2109. . * , .

' С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже. ' '

Автореферат разослан " -2/ " ОКГЯЯ 5йу! 1994г.

■ Ученый секретарь специализированного совета доктор географических наук • профессор

■ И),

Ф.Книжников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Четвертичная история развития современных складчатых регионов, к которым относятся Курильские острова, актуальна при решении вопросов образования Земной коры, формировании горного рельефа, исследования неотектонических движений и их соотношения с колебаниями уровня океана. Кроме того, сведения по океанским островам, подобным Курильским, особенно актуальны при глобальных корреляциях событий плейстоцена. В практическом отношении, актуальность проблемы обозначается базовой значимостью знаний об условиях развития островов в плейстоцене при хозяйственном использовании территории островов.

Цель и задачи. Цель работы заключается в установлении основных этапов географической эволюции Курильских островов в плейстоцене .

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: 1.Поиск, идентификация и описание четвертичных отложений, определение условий их накопления. 2.Поиск и идентификация поднятых древних береговых линий. 3.Выявление методических проблем изучения плейстоцена островов, особенно проблем абсолютного датирования.

По получению результатов, ставилась задача реконструкции основных палеогеографических событий на Курильских островах в плейстоцене: а)изменения уровня океана относительно островов; б)амплитуды и направления тектонических движений блоков островов; в)эво-люция рельефа надводной части островов; г)хронология периодов вулканической активизации; д)климатические и гляциальные условия на островах;

Исходные материалы и методика исследований. Фактический материал был собран автором в течении 1987-1992г.г. в ходе полевых работ экспедиции ИМГиГ ДВО на сстровах Кунашир, Итуруп и Уруп Большой Курильской гряды. В Охотском море, на акватории Курильских островов автор участвовал в 1980 году.в исследованиях по непрерывному сейсмопрофилированию, пробоотбору и подводному фотографированию дна в составе экспедиции .Лаборатории Норейшйх отложений и палеогеографии плейстоцена МГУ. В 1985 и 19Й6г.г. автор принимал участие в драгировании и подводном фотографировании в Охотском море, участвовал в отборе экспедицией ИМГиГ ДВО мелководных тита-но-магнетитовых песков на шельфе Курильских островов. В результате

обработки {голевых материалов было получено 65 радиоуглеродных дат, произведенных Л.Д.Сулержицким в Геологическом институте РАН и частично В.П.Паруниным в Лаборатории новейших отложений и палеогеографии плейстоцена МГУ, 11 термолюминесцентных датировок выполненных автором при помощи и содействии сотрудника Лаборатории новейших отлозкений А.И.Шлюкова, получено около 100 результатов палинологических и диатомовых анализов выполненных в Сахалинской Комплексной Тематической экспедиции Е.А.Кочергиной и Т.В.Болдыревой. Кроме того использовался фактический материал предшественников и материалы геологических и гидрогеологических работ проводимых на островах.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований, основанных на широком использовании методов абсолютной геохронологии - радиоуглеродного и термолюминесцентного и возрастной корреляции островных событий с событиями на смежных регионах удалось установить: а)хронологию трансгрессивных и регрессивных периодов положения уровня океана относительно территории Южных островов Большой Курильской гряды в плейстоцене; б)тенденции тектонических движений в пределах современных островов; в)эволюцию надводной части островов; г)периоды активизации вулканизма на островах; д)климатические и гляциальные условия островов в плейстоцене.

Основные защищаемые положения.

1.В рельефе надводной части о.о.Кунашир и Итуруп имеются следы четырех трансгрессий, голоценовая трансгрессия не превышала

/ современный уровень океана относительно островов.

2.Неотектонические вертикальные движения в пределах надводной части островов имели неоднократную смену направления. Со сред-не-вюрмского времени (30-40 тыс.лет назад) амплитуды вертикального подъема увеличиваются вдоль островов от южной к северной части.

3. По результатам абсолютных датировок, подтверждается периодический характер активизации вулканической деятельности.

Практическая значимость. Курильские острова характеризуются большой частотой природных катастроф, таких как сильные землетрясения, извержения! вулканов, приход высоких волн цунами, объемные сейсмо-тектонические оползни и обвалы. Для понимания и предупреждения катастрофических явлений природы большое значение имеет ретроспективное изучение подобных событий - их периодичности, объемов, интенсивности и т.д. На основе проведенных палеогеографических реконструкций могут создаваться карты и схемы районирования

степени опасности подобных явлений.

Возрастные оценки, полученные при проведении работы, будут учитываться при разведке и поисках полезных ископаемых и планировании мероприятий по природопользованию на островах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международном симпозиуме "Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона" (г.Находка,1989), на конференции "Природные катастрофы" (г.Южно-Сахалинск,1991), на научной конференции ПГО "Сахалингеоло-гия" (г.Южно-Сахалинск,1992), на координационном совете Комитета охраны природы Сахалинской области (г.Южно-Сахалинск,1994), на ге-олого-геофязической секции ученого совета ИМГиГ ДВО РАН. на г1ТС Лаборатории новейших отложений и палеогеографии плейстоцена МГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 193 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка и фотографии, 6 таблиц, включает список литературы из 107 наименований.

В первой гларе приводятся физико-географические и геологические сведения по Южным островам Большой Курильской гряды необходимые для ретроспективных реконструкций; во второй главе рассматриваются методические проблемы изучения плейстоцена Курильских островов; в третьей главе приводятся описания отложений плейстоценового возраста и древних береговых линий идентифицированных и использованных в работе; в четвертой главе изложены результаты сопоставления палеогеографических условий в плейстоцене на Южно -Курильских островах и смежных регионах; в пятой главе описываются результаты палеогеографических реконструкций на островах в четвертичный период.

Автор глубоко признателен научному руководителю д.г.н., профессору П.А.Каплину за терление и неизменную поддержку при проведении работы.

Автор благодарит за помощь при сборе и аналитической обработке материалов и ценные советы В.М.Букина, Л.Д.Сулержицкого, А.И.Шлюкова, Г.С.Штейнберга, П.Ю.Ковтуновича, М.М.Певзнер, А.В.Рыбина, В.Я.Данченко, И.В.Мелекесцева, А.А.Свиточа, С.Д.Николаева, а также сотрудников лаборатории вулканологии ИМГиГ ДВО РАН Н.С.Филину и Н. И. Пряженцову за помощь в оформлении работы.

• - 4 -ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

,Глава 1. физико-географические и- геолого-геоморфологические особенности южных островов Большой Курильской гряды■•

В разделе приводятся физико-географические и геологические сведения, необходимые при палеогеографических .реконструкциях'^ описании Истории'развития островов Большой Курильской-• гряды в-плейстоцене.

Геологическое строение Курильских островов,' активный н.еотек-тонический режим и интенсивней вулканизм обусловлены ,их положением в зоне сочленения океанического и континентального литосферных блоков. Историй развития островов -в плейстоцеяе в .большой мере определялась эндогенными геодинамическими факторами, характерным« для районов современной складчатости. Острова имеют складчатц-бло-ковую структуру.

Современный климатические особённости ответственны за.интенсивное экзогенное рельеф(ообразовайие. Определяемые климатическими условиями ледовый покроц, речные и озерные системы составляют большую часть в современных ландшафтах островов, активно преобразуют рельеф.

На островах выделяется- пять основных морфогенетичееких типов рельефа: 1) Эрозионно - денудационный выработанный и аккумулятивный рельеф. 2) Морской абразионный и аккумулятивный рельеф. 3) Эоловый аккумулятивный и дефляционный рельеф,- 4) Вулканический суба-эральный рельеф. 5) Сейсмотектонический рельеф (Грабков и др,1982).

Растительность островов отличается большим разнообразием, наряду с субтропическими видами, встречаются представители тундровой зон. Разнообразие обусловлёнр: 1) климатическими и микроклиматическими особенностями островов ; 2") сложным палеогеографическим развитием территории островов, многократным соединением сухопутными "мостами" со смежными территориями, которые, происходили как в ледниковые эпохи так и в'межледниковая; 3) воздействием вулканического фактора, который уничтожает унаследованные "от предыдущих климатических эпох виды и создает яовые участки, на которых-растительность начинает формироваться заново. Северная ♦граница распространения широколиственных лесов, проходящая Пе северной Части о.Итуруп, разделяет растительные зрны по широте.

Зависимость климата ог местных условий (орбгр^фия, "циркуляция омывающих вод) усложняет корреляции с глобальной климатической

тенденцией плейстоцена и .затрудняет палеокяииатйческие реконструкции.

Распространение на островах не'крт'орнх субтропических видов фауны предполагает наличие сухопутных "мостов." в периоды межледни-ковий.

Изучение говременной береговой зоны 'вйявляет воздействие интенсивных берегоформирующих процессов,.что позволяет ожидать хорошо выраженные следы древних береговых линйй.

Вулканический рельеф островов Возник"на сложных, формировавшихся на протяжении всего неогена, абрадированных конусовидных постройках. Вулканы островов имеют ярко выражённ^ю поперечную зональность в распределении вулканических п.орЬд и форм рельефа, а также сходный в целом характер эволюции вулканизма' и связанную с ним смену вулканических форм во времени (М^лекесцев,1980).

Многофакторный современный природный Процесс на островах ставит серьезные методологические Гщобдей! рри реконструировании истории островов в плейстоцене.

Глава 2. Методические проблем^ цзУчения плейстоцена Курильских

островов.

В разделе приведен обзор и изложены результаты использованных методических приемов прц изучении илёйстоцена островов. Одрой из главных задач было определение методик для получения хронологических данных.

При реконструкциях истории палеогеографического и геологического развития Курильских' островов' в плейстоцене, как хронологические реперы широко использовались- террасы, считавшиеся поднятыми древними береговыми линиями межледниковых эпох (■Грабков,1974, Кор-сунская,1947, Корсунская,1958, Желубовский и др.,1964, Власов, 1959 (а), Власов,195?, Канаев,1960, Чемеков,1961, Беспалый,1964, Кулаков, 1973, Кучай,198.7, и др.). Они использовались для датирования основных событий плейстоцена, таких как вулканические извержения (Горшков, 1967), этапов тектонического воздымания территории островов-,(Камчатка. .. 19741.

Использование древних береговых линий, в частности, морских террас, как хронологических реперов рассмотрено П.А.Каплиным (Кап-лин, 19/3), Д.А.Бадюковым (Вадиков, 1982). Авторами показана, практическая нереальность использования морских террас в целях да-

таодвания событий плейстрцейа-без предварительного определения их возраста методами абсолютной геохронологии (радиоуглеродный; ЭПР" --метод и др.).

Отсутствие абсолютных датировок по выделяемым Курильским террасам объясняет противоречие мнений, имевшееся об их количестве, '-'высотной положении и Bdstpacze:

- 'КаК рекомендуется -П.АЛаплиным (1973), А.П.Кулаковым (1973) при-использовании морских террас для палеогеографических .реконструкций, н» Курила*, необходимы, предварительные,исследования для д6стов,е(){юто определения . генезиса поверхностей, рассматриваемых • KiK'морские террасы и.определения их возраста и только после этого возмЬжйо использование морских террас для хронологическйх реконструкций.. >■ ■ '■ . '

■ -При. определений абсоиотного возраста отложений четвертичной сис-трны. обычно используются карбонатосоде'ркащие отложения, как материал несущий информацию о .возрасте и климатических условиях времени отложения'осадков. Отсутствие на остров-ах карбонатных отложе-.ний-ставит серьезные препятстйия при определении возраста и требу-ei разработки новых методов датирования. ■

'. - ТяфрохронЬлогия; как стратиграфический метод В вулкайических регионах,, Очень перспективна для палеогеографических реконструкций на.'Курильских островах. Наиболее успешно этот метод применяется для гЬлоцецовс)го времени, Для древних событий в регионах современ-^ 1{ой . складчатости'подобных Курильским островам применение метода .затруднено; .в сйязи. с'тем,-' что маркирующие горизонты це всегда вощирщяо'трассировать.' Поэтому больную" актуальность приобретают меГодо.'абсо,лютной геохронологии имеющие- диапазон датирования охватывающий четвертичной период- полностью.

Низкое^ созерцание калия' в породах и отсутствие калий-с'одержа-щих минералов не'позволяет использов.ать калий^аргоновый метод. Датировки по валовой пробе 'оказались' противоречивыми даже для заведомо неогеновых пород.

1 Имеется положительный опыт применения метода датирования по ' трекам деления урана для неогеновых отложений Курильских островов (Кавкаров й др.. -1987). Датирование производилось по апатиту, в целом получились не противоречивые результаты, хотя кембрййский возраст некоторой части минералов, ставит под сомнение вопрос о времени образование отложений, .из которых были выделены минералы' для

анализа. "Нащи попытки, предпринятые 'для-датйровйния четвертичных

j • -

отложений по вулканическим стеклам из-за большого количества включений в стекле и газонасыщенности осколков, оказались безуспешными .

Термолюминесцентный (TJI) метод удалось применить для датирования пирокластических отложений Курильских островов. Этому способствовали: 1) возрастной диапазон применения метода, с нижним пределом по оценкам разных авторов от 300 тыс. до 1,5 млн.лет. (Власов и др., 1988,; Купцов, 1989); 2) отсутствие проблемы-начала * отсчета возраста для пирокластических отложений.

Додтаточное количество продуктов кислого магматизма позволило выбрать в качестве минерала-дозиметра кварц, рекомендованный (Kyh.-цов, 1989) как наиболее пригодный для TJI-датирования в силу своих качеств - стойкость к экзогенному выветриванию, относительная простота выделения достаточного объема мономинеральной фракции, дозиметрические качества, пригодные для измерения возрастов в сотни тысяч лет.

Монохроматическое ТЛ свечение кварца магматического происхождения (один высокотемпературный максимум с длиной волны около 600 Nm) позволило применить для расчета кинетики запасания светосуммы и, соответственно, оценки возраста уравнение предложенное (Иванов, 1978) дл# дозиметров с единой энергетической глубиной "ловушек" .

Аналогичные термолюминесцентные свойства обнаружены в кварцевых песках на Японских островах (Hashimoto et al.,1989; Hashimoto et al.,1987; Hashimoto et al.,1989; Hashimoto et al.,19§6; Hashimoto et al.,1986).

Для Курильских островов широко использовалась стратиграфическая схема отложений, разработанная на основе использования беспозвоночных моллюсков - панцири морских ежей, раковины беспозвоночных (Атлас.,1972) и др. Но в этих работах не уделяется внимание четвертичному периоду, так как в отложениях отсутствуют остатки раковин этого-возраста.

Анализ.диатомовых водорослей в отложениях надводной , части островов показал, что в плейстоценовых осадках доминируют пресноводные' BHflfj. Из четвертичных морских видов обнаружен вид Rhisoslenia curvirostris Jouse вместе с видом D.seminae f.fossilis. При этом пока не обнаружены морские четвертичные виды, относимые к зоне A.oculatus, располагающейся ниже зоны R.curvirostris и виды относимые к поздне-четвертичной - современ-

ной зоне.

Споро-пыльцевой- метод был успешно применен А.Н.Александровой (Александрова,1971) для датирования высокой террасы на о.Итуруп. Возраст подтвердился по результатам наших работ и радиоуглеродного датирования. В общем случае, при использовании споро-пыльцевого метода для четвертичных отложений Южных Курильских островов основ--ным препятствием является отсутствие достаточно полных разрезов четвертичного возраста; фрагментарные пьщьцевые спектры; к рожаленив, не позволяют коррелировать отложения между собой и с общей климатической тенденцией в плейстоцене. Споро-пыльцевой метод трудно использовать без специальных детальных исследований.

Палеомагнитный метод на Курильских ос-хровах применялся для определения прямой и обратной остаточной намагниченности лавовых потоков (Камчатка...1974). Более детальной дробйости палеомагнйт-ные определения по лавам Курильских вулкакрв не проводились. Также нет измерений остаточной намагниченности в осадочных породах.

В настоящее время достаточно надежные датировки получаются только радиоуглеродным методом, но полностью решить воз.растные проблемы плейстоцена с помощью радиоуглеродного метода невозможно в силу известных ограничений метода - 1) диапазон датирования не старше 50-60 тыс.лет 2) случайное местонахождение материала (древесина, почва и т.д.) по отношению к отложениям, для.которых необходимо определить возраст. Из других методов абсолютной геохронологии положительный результат удалось получить применяя термолюминесцентный (ТЛ) метод после проведения предварительных методических разработок.

Биостратиграфические методы: диатомовый и палинологический, использовались как подтверждающие результаты термолюминес'центного и радиоуглеродного методов, а также при определении генезиса осадочных отложений.

В тексте диссертации помечена сводная 'таблица всех полученных и использованных датировок.

Глава 3. Новейшие отложения и- поднятые древниё береговые линии.

В разделе приводятся использованные в работе ..разрезы новейших отложений, и установленные древнйе береговые линии.

Необходимость коррелирования событий Южно - Курильских островов с событиями на смежных регионах предопределило использование в работе "длинной шкалы плейстоцена" рекомендованной'Стратиграфической комиссией ИНКВА (1973) . - ;

а) Разрезы отложений четвертичного возраста описанные предшественниками.

Г.В.Полунин описал и датировал радиоуглеродным методом^разрез на Охотской стороне о.Кунашир, в районе руч. Четверякова под влк. Менделеева (Полунин, 1969). Разрез подтверждает, что около 40000 лет назад уровень океана был достаточно близок к современному.

A.Н.Александровой описан и палинологически изучен разрез четвертичных отложений низкой ( 2-4 м) и высокой (25-40 м)' морских террас на Охотской стороне о.Итуруп в районе п.п.Китовое '-• Рыбаки и в районе п-ва Прежевальского (Александрова, 1971). , Для йткой террасы выделяется смена трех фаз растительности. Климат первой фазы теплый и довольно сухой, второй и третьей фазы близок к современному. В покровных суглинках, перекрывающих аккумулятивный чехол 25-40 м террасы у м.Китовый, определен состав растительности указывающий на более суровые, чем современные климатические условия. Это похолодание отнесено ко второй половине поздне-четвертич-ной эпохи.

B.К.Грабковым (Грабков,1976) описаны отложения в южной части о.Итуруп, в межвулканических депрессиях, на перешейках Дозорный и Рока. Радиоуглеродным методом определен возраст лигнита (26175+-350Л.Н.), лежащего в основании валукно-галечных отложений перекрытых мощным пемзово - пирокластическим чехлом, имеющим возраст от 6850 до 10370 лет. Тщательная подготовка и последующее радиоуглеродное датирование погребенного ствола дерева из пемзово -пирокластического чехла была произведена Л.Д.Сулержицким, возраст оказался 9400+- 20 лет (ГИН-325г).

И.В.Мелекесцевым с соавторами подробно описано геоморфологическое строение островов и приведены данные изучения четвертичных осадков по результатам палинологического и споро-пыльцевого анализа (Камчатка...,1974).

Ю.А.Павлидис описал донные осадочные отложения Южно - Курильского пролива между островами Кунашир и Шикотан по результатам вибропоршневого бурения. В разрезе донных осадков имеется слой мелкоалевритовых илов с прослоями торфа, содержащий комплекс солоновато - водных и пресноводных литоральных видов диатомовой флоры,

которые свидетельствуют о распространении на месте современного . морского пролива прибрежных озер и болот.

б) Разрезы новейших отложений описанные и датированные в период выполнения работы.

Разрез туфопесчаников с косослоистой текстурой в южной части о.Кунашир с Охотоморской стороны. В этих отложениях обнаружен спектр диатомовых водорослей содержащий средне - плейстоценовый индекс - вид: R.curvirostris Jouse. Термолюминесцентный возраст туфопесчаников около 700 тыс. лет. Туфопёсчаники с несогласием перекрыты пирокластическими отложениями верхнего горизонта, которые погребают вертикально стоящие, обугленные стволы деревьев. Радиоуглеродный возраст древесины 50200+-7Й0 (ГИН-6512). Датирование производилось в Геологическом институте Л.Д.Сулержицким. Термолюминесцентный анализ подтверждает полученный возраст.

Отложения вскрытые в других местах южного блока Кунашира подтверждают аэральные условия развития этого района острова Практически везде вскрываются туфы и пемзы перекрытые тонким слоем осадочных отложений, содержащих пресноводные виды диатомовых.

На поверхности центрального Кунаширского высокогорья, венчающегося влк.Менделеева - с поверхности вскрываются туфы основного состава. В этих отложениях не удалось обнаружить остатков диатомовых, а также споры и пыльцы.

В пределах Южно-Курильского перешейка на северном окончании высокогорья Менделеева, вскрываются отложения суглинков обогащенных остатками морских диатомовых водорослей (по заключению В.Пушкаря, ТИГ ДВО). Отложения встречены только на западной стороне Южно-Курильского перешейка. С восточной стороны перешейка сверху вскрывается мощный пемзово - пирокластический чехол. Возраст этих пемз по результатам термолюминесцентного анализа около 500 тыс.лет.

В пределах наиболее крупной, северной части о.Кунашир морских осадочных отложений четвертичного возраста не обнаружено. В речной долине р.Золотой, вскрытой разведочной траншеей до коренного цоколя долины в приустьевой части возраст аллювия оказался в пределах голоцена 4050+-40 (ГИН 6513). Схожая литологическая последовательность вскрыта в соседней долине р.Северянка, в шурфо-буровой скважине. Разрезы речных долин коррелируются по палинологическим данным.

В пределах Ловцовского (Кругловского) перешейка вскрывается осадочной чехол останца аккумулятивной террасы. Аналогичных отложений по бортам перешейка обнаружить не удалось. Практически с поверхности под современной почвой вскрываются туфо-песчаники содержащие диатомеи верхне-миоценовой зоны Э.КашсЬаМса. Термолюминесцентный анализ туфопесчаников показал максимальное значение (уровень насыщения) запасенной светосуммы.

На Охотском побережье, под влк.Тятя обнаружен слой осадочных отложений содержащий пресноводные диатомовые, что ставит под сомнение оценки возраста формирования конуса влк Тятя произведенные по взаимоотношению с террасовыми уровнями, которым присваивалось морское происхождение.

На о.Итуруп наиболее полный позднечетвертичный разрез отложений имеется в центральной части острова, в бухте Оля. Отложении представляют собой ирибрежно - лагунные осадки, отлагавшиеся в более холодных, чем современные климатических условиях. формирования отложений по результатам радиоуглеродного датирования от 27 до 47 тысяч лег. Эти отложения в пределах бухты перекрывается аккумулятивным чехлом высокой Итурупской террасы 10-60 метрового уровня.

На о.Итуруп имеется галечный аккумулятивный чехол на поверхности морской террасы 10-60 м уровня. Галечники перекрывается поч-венно - пирокластическим чехлом (ППЧ) Нижний палеопочьенный слои ППЧ имеет радиоуглеродный возраст 31400+-800 (ГИН-7097). ППЧ (охраняется на поверхностях расположенных выше 10-60 метровой террасы и характеризует аэральное развитие поверхности острова.

Для о.Итурупа характерны мощные верхне - четвертичные и голо-ценовые пирокластические отложения.

Перешеек Ветровой, (площадью около 20 кв.км) перекрыт покровом пемзы мощностью более 100м. Возраст пемзового покрова по результатам термолюминесцентного анализа около 20000 лет. Термолюминесцентная датировка подтверждается радиоуглеродной датировкой ра-кушняка из перекрывающих пемзы прибрежно - морских песков и галеч ников и постилающего слоя алевритов насыщенных органикой. Возраст раковин 5350+- 50 лет (ГИН-7094). Возраст органики подстилающих алевритов 38500+-500 (ГИН -7092).

В северной части о.Итуруп под ранними лавами влк. Кудрявый датирован термолюминесцентным методом мощный пироклаетический поток, его возраст оказался около 20000 лет. Нижняя часть торфяника.

лежащего на потоке имеет радиоуглеродный возраст 89Й+-80 лет (ГИН-7102).

На о.Уруп осадочные отложения четвертичного возраста не подтверждены датированием. По литологическим характеристикам можно предположить, что на о.Уруп имеются поднятые древние береговые образования в виде аккумулятивных чехлов морских террас. Это песчано - галечные отложения на 20-60 метровом уровне в заливе Натальи, галечные отложения на м.Хива на 30 метровой высоте, галечные отложения на лавовом плато в верховьях руч. Коленчатого на 220 метровой высоте. Часто встречаются на острове не сортированные отложения лахаров перекрывающих террасовидные площадки над современным клифом. Эти отложения не датированы и палеонтологически не охарактеризованы.

в) Древние береговые линии.

Число надежно зафиксированных поднятых береговых линий и морских отложений четвертичного возраста в пределах южных Курильских островов достаточно ограничено и может быть перечислено.

о.Кунашир:

1)Современные поднятые береговые линии с восточной стороны Южно-Курильского перешейка на высотах до 4 метров.

2) Туфо-песчаные отложения средне-плейстоценового возраста отлагавшиеся в морских условиях, обнажаются на восточном берегу, южнее м.Пузанова, о.Кунашир.

3) Морские отложения на юго-восточной стороне Южно-Курильского перешейка на высоте 10-15 метров. Возраст отложений скорее всего поздне-четвертичный.

4) Прибрежно-лагунные отложения на восточном побережье влк. Менделеева. Возраст отложений 40000 лет.

о.Итуруп:

1) 10-60 метровая морская терраса, имеется на следующих участках: а) от п.Китовое до устья р.Осенней; б) р-н п.Рейдово; в) фрагментами от б.Парусная до устья р.Славной; г) от п.Касатка до м.Отливной; д) б.Медвежья.

2) 2-10 метровая терраса и прибрежно-морские отложения, выявлены южнее руч.Пемзовый, на Ветровом перешейке, северное побережье п-ва Прешевальского, южнее устья р.Курилка, от р.Белая (зал.Касатка) до м.Отливной. Возраст террасы от 1300 лет до 5350 лет.

3) Галечники на высоте 80 метров над поселком Китовое. Происхождение этих галечников однозначно не доказано как прибреж-

- 13 -

но-мс'рское однозначно не доказано.

4) Туфо-песчаные отложения, вскрывающиеся над заливом Медвежий, отложения относятся по результатам диатомового и термолюминесцентного анализов к плиоцену, но в этих отложениях обнаружен средне-плейстоценовый вид диатомовых водорослей R. curvirostris Jouse.

о.Уруп.

1) Морская терраса 20-60 метров высоты, обнаружена на п-ве Кастрикум , на п-ве Ван-дер-Линд, на м.Хива, в заливе Натальи.

2) Прибрежно-морские отложения на высоте 220 метров, над истоками р.Коленчатый (центральная часть Урупа).

Глава 4. Морские и аэральные палеогеографических условий в плейстоцене на Южно-Курильских островах и смежных районах.

В данной главе приведен обзор зафиксированных морских и авральных седиментационных условий в плейстоцене на смежных! с Южно-Курильскими островами.районах и акваториях: Японских островах, Сахалине, Камчатке, Корейском полуострове, восточном Китае, шельфе Сахалина, Японском и Охотском морях.

Цо результатам обзйрз условий формирования четвертичных отложений на смежных с Южными Курилами районах выявляются синхронные рятмы формирования осадков морского и прибрежно-морского происхож--дения в плейстоцене.

Дочегвертичное время, древнее 2,4 - 1,8 млн.лет назад ва рсру регионах совпадает о трансгрессивной фазой, вызванной низким тектоническим положением территорий.

В период от 2,4-1,8 млн.лет до 900-650 тыс.лет зафиксированы перерывы морского осадконакопления. Осадки шельфа и континентального склона Японского моря и Сахалина подтверждают регрессию вод океана. Глобальная регрессией вод океана в раннем плейстоцене (1,8-0,7 млн.лет) вызвана тектоническим воздыманием многих регионов. Формирование ледникового рита Гренландии, вызвало дополнительное глобальное понижение урбвня океана на 7 метров (Богданов и ДР., 1978).

В конце раннего плейстоцена - начале среднего (около 700 тыс. лет) происходила трансгрессия на шельфах Японского моря и Охото-морском шельфе Сахалина. Почти на всех осушенных в настоящее время смежных островам территориях имеются морские отложения. Исключения

составляют остров Итуруп, Восточный Китай. Наибольшее количество регионов, в пределах которис фиксируются .поднятые в настоящее время морские отложения отмечаются для периода времени от 500 тыс.лет до 900 тыс.лет. Затем приблизительно до 200-300 тыс.лет назад фиксируется длительный перерыв морского осадконакопления. По палео-температурной шкале донных осадков Тихого океана для периода времени от 900 тыс. лет до 200 тыс.лет выделяют от двух до трех фаз похолодания, которым присваивается ранг ледниковых эпох (Николаев и др., 1989). Хронологически', ледниковые эпохи среднего плейстоцена, не совпадают с перерывами морского осадконакопления в соседних с Южными Курилами регионах. Связано это, скорее всего, с тектоническим фактором, хотя малая точность методов датирования, закладывает неопределенность при коррелировании событий океана с надводными районами. Территории, не имеющие следов морских трансгрессий, занимали высокое тектоническое положение относительно уровня океана в период межледниковий конца среднего плейстоцена. Океанская трансгрессия около 200 тыс.лет назад имеет перерыв в морском осадкообразовании зафиксированный в рассматриваемых регионах. Поздне-четвертичный трансгрессивный цикл фиксируется в смежных с Южными Курилами регионах, в период от 80 тыс.лет до 130 тыс.лет назад. Трансгрессия пока не подтверждена на Сахалине, Южных Курилах (может быть кроме о.Уруп), не подтверждена прямыми датировками на Камчатском полуострове. На Корейском полуострове выделяются только морские террасовые отложения Имеющие запредельный радиоуглеродный возраст (52 тыс.лет). На территории Восточного Китая выделяется трансгрессия Astero'ratalia возрастом 70-100 тыс.лет назад, что тоже не'совпадает с максимумом гляциоэвстатической трансгрессии относимой к 125 тыс.л.н. Современные высоты береговой линии этого возраста на о.Хоккайдо, изменяются от 100 метров выше уровня моря до отрицательных высот (береговая линия 125 тыс.л.н. погружена ниже современного уровня моря) (Окишига,1988). Отсутствие следов этой трансгрессии на Южных' -островах Курильской гряды объясняется высоким тектоническим положением островов Кунашир, "Итуруп, превышающим высоту вод трансгрессий.

И"з лоздне-плёйстоценовых трансгрессий Практически по всем смежным с Южно-Курильскими островами регионам •и Южно-Курильским островам фиксируются, морская трансгрессия в период времени от 26 тыс.л.н. до 40 тыс. л. н. Трансгрессия повсеместно оставила следы в виде морских террас, прибрежно-лагунных отложений. Высота поло-

жения уровня океана в это время предполагается на глубине около 30 ' метров (Топекига, et а1.,1986, Воскресенская и др., 1991), хотя бесспорных доказательств положения уровня моря на это^тлубине в общем-то не приводится. С другой стороны, данные свидетельствующие о существенных отличиях формы геоида в середине позднего плейстоцена (30-40 тыс.л.н.) от его современной формы за счет уменьшения величины-полярного сжатия (Селиванов,1992), позволяют предположить, что высота положения уровня океана в средне-вюрмское время могла быть близкой к современной.

Поздне-плейстоценовая регрессия последнего оледенения фиксируется по донным осадкам Японского и Охотского морей (Горбарен-ко,1989). Поднятые прибрежно-морские отложения возрастом от 15350 л.н. до 33870 л.н. назад фиксируются на о.Кюсю.

Голоценовая трансгрессия практически по всем рассматриваемым регионам имеет максимум около 4000 лет назад. При этом уровень океана не превышал современный.

Изменения уровня океана у Южно - Курильских островов.

1) В предплейстоценовое время уровень океана выше территории островов, амплитуда превышения первые сотни метров.

2) К началу плейстоцена в результате теократической регрессии и тектонического воздымания произошло осушение территории островов. Уровень океана достигает современного или ниже современного уровня.

3) В интервале времени 500 тыс.- 900 тыс.лет прослеживается • трансгрессия океана, соответствующая скорее всего стадиям 9,11,13,15 и 19 изотопной шкалы кислорода (8Ьаск1е1оп а1.,197^). Уровень океана превышает современный.

4) В течение второй половины среднего и начала позднего плейстоцена гляцио-эвстатические трансгрессии не превышают современный уровень океана относительно Курильских островов.

5) Позднечетвертичные трансгрессии приближаются к современному уровню океана в интервале времени 40-26 тыс.лет.

6) Голоценовая.трансгрессия не превышала современного уровня моря, достигла современного уровня в интервале времени 4000-1000 лет назад.

Глава 5. Палеогеографические реконструкции для южных островов Большой Курильской гряды.

!

а) Эволюция надводной части гряды на месте о.о.Кунашир,Итуруп, Уруп.

Осушение территории на месте современных о.о.Кунашир, Итуруп »'Уруп, судя по датированным морским и терригенным отложениям происходило с конца верхнего миоцена - плиоцена до среднего плейстоцена. Размеры суши на месте островов превышали современные. Происходило изменение конфигурации островов в плане. Гипсометрическая высота островов заметно не изменялась.

Южный блок о.Кунашир осушился в среднеплейстоценовое время. Площадь осушенной территории существенно превышала современную, захватывала Южно-Курильский пролив, смыкалась с о.Шикотан и о.Хоккайдо. К позднечетвертичному времени началось формирование купола вулкана Головкина, крупное извержение, образовавшее современную кальдеру произошло 52000 лет назад. По результатам сейсмопрофили-рования можно сделать вцрод, что в Южно-Курильском проливе должны были формироваться осадки 200 тысячелетней трансгрессии и трансгрессии 125 тыс.лет назад. Трансгрессия средневюрмского времени (26-40 т^с.лет) скорее всего не затапливала в полной мере Южно-Курильский пролив. Голоценовая трансгрессия сформировала южно - курильский блок в современных контурах.

Центральный блок острова Кунашир находился в аэральных условиях последние 500тыс.леГ. В средне-вюрмское время (30-40 тыс.лет) он был затоплен с Охотоморской стороны. Позже был отделен грабеном Серноводского перешейка от Южного блока.

Голоценовая трансгрессия с океанской стороны затопила Южно-Курильский перешеек и быстро, за 4000лет, заполнила осадками. Заложение перешейка произошло в'ранне или начале среднечетвертич-ного времени, перед отложением пемзовой пирокластикй среднечетвер-тичного возраста.

Северный Кунаширский блок, наиболее высокогорный в настоящее время, в течении четвертичного периода сохранял надводное положение. Долины рек с западной стороны врезаны в неогеновые отложения на глубину 50-100 метров. Эвстатические колебания уровня океана не оставили осадков коррелятных трансгрессивным фазам.

Заложение Ловцовского (Кругловского) перешейка могло произойти в период от плиоцена до поздне-четвертичного времени. В четвертичное время на месте перешейка существовало пресноводное озеро.

Наиболее северная часть о.Кунашир, полуостров Ловцова, сохраняла надводное положение с неогена.

Пролив Екатерины, отделяющий о.Кунашир от следующего к северу о.Лтурул, представляет .собой грабенообразный проаай, на бортах которого, уверенно выделяются блоки испытавшие смещение, вниз, по борту. Дцо пролива заполнено осадочными отложениями.•Заложился лролиэ судя по возрасту бортов в .конце неогена-.

Остров Итуруп, как и о.Кунашир представляет соб'ой блоки суйи, которые различаются амплитудой вертикальных смещений.

Аэральные условия в пределах поднятых блоков о. Итуруп сохраняются с ранне-четвертичного времени, на некоторых участках с Плиоцена. Площадь осушенных блоков превышала современную. За. деструкцию суши в плейстоцене в большой мере ответственны кальдерообразу-ющие процессы.

Во•время.средне-вюрмской трансгрессии периферия поднятых блоков острова была затоплена.

На территории о.Уруп предполагается сохранение аэральных условий с неогена. В' плейстоцене предполагаются затопления периферии острова в период последней межледниковой (125 тыс.лет) и в период средне-вюрмской трансгрессии. (30-40 тыс.лет).

По результатам данной работы, а также-по материалы наблюдений за современными .вертикальными движениями, проведенными на основе, многолетних наблюдений на уровнемерных постах в пределах остррвов (Геолого..., 1987), не подтверждается равномерный подъем островов, как в настоящее время, так и в плейстоцене в целом. Для средне-г ■вюрмской (27-40тыс.лет назад) поднятой береговой линии, отмечается увеличение ее высотн-ого положения на поднятых блоках вдоль . островов в субмеридианальном направлении с юга йа север. Тенденция совпадает с тенденцией увеличения гравитационной аномалии в редукции свободного воздуха, интерпретированной А. А-.Андреевым с соавторами (Андреев и др.,1990) по результатам гравиметрической съемки на акваториях островов. Вертикальный подъем, происходивший последние три десятка тысяч лет. в пределах надводнцх блоков островов привел к пропорциональному увеличению гравитационной аномалии в пределах всей гряды.

Выявленные отношения позволяют предположить, механизм неогек-тонических движений в пределах надводной части островов. Подъем блоков происходит по мере внедрения.в них магматических тел. Этот процесс наблюдается вблизи Вулканических куполов, интрузивных и экструзивных тел, о нем- свидетельствует большое количество холодных, тектонических контактов интрузивных тел. По ослаблению магма:-

тического процесса и окончанию внедрения, вовлеченные в подъем бЛаки опускаются, стремясь компенсировать нарушенное изостатичес-к'ое равновесие, изверженный вулканами материал создает дополнительную нагрузку. Механизм объясняет отеутствие ранне - средне плейстоценовых выраженных в рельефе поднятых следов древних береговых линий.

г) Следы гляциадьной и флювио-гляциальной деятельности.

Обнаружены осадочные отложения, которыемогут интерпретироваться как отложения селей, часто лахаров. Характерным для отложений является не сортированность материала, преобладание не окатанных обломков, супеечано-суглинистый заполнитель. часты мощные линзы глйн в несортированном субстрате. Приурочены подобные отложения к палеодолинам рек. В целом встречаются фрагментарно, в разрезе латерально не протяжены. Южно-Курильские острова не . подвергались покровному оледенению. Ледники могли формироваться в пределах •высокогорных районов, по крайней мере современные снежные кары встречаются на о.Уруп.

б) Климатические изменения. В начале четвертичного периода (1,8 млн.- 2,4 млн.лет назад) началось похолодание более теплого, чем современный климата. В раннем плейстоцене (2,4-1,8 мл»', лет до ■0,7 млн.лет) на фоне более холодного климата, чем неогеновый происходили флуктуации похолоданий и пот.еплений с достаточно большой частотой. В среднем плейстоцене был умеренно-холодный климат, аналогичный раннечетвергичному, характерны флуктуации в сторону холода ■ и тепла. Поздне-четвертичные климатические условия были более суровые, чем современные. В голоцене прослеживается три климатические фазы. В первую и вторую фазы климат был теплее. Третья, близкая по условиям к современной, началась 2-3 тыс.лет назад.

в) Вулканические извержения. Цикличность и пульсационность проявления вулканизма, перекомпенсационный характер накопления пр<?дуктов. извержения в отношении изостатического положения островов -(.Мелекесцев, 1980) подтверждается на о.Кунашир и о.Итуруп. Большое количество объемных эксплозивных извержений произошло в-период последнего - вюрмского оледенения или хронологически близко с ним. Эффузивные извержения, представляющие собой излияния магмы основного и среднего состава не имеют четкой хронологической выраженности. В начале среднего плейстоцена происходили крупные эксплозивные извержения на о.Кунашир. Ослабление эксплозивной вулканической- активности произошло в раннем плейстоцене. В позднем, пли-

- 19 -

оцен<? были объемные эксплозивные извержения.

Заключение.

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы'

1.В рельефе надводной части о.о.Кунашир и Итуруп зафиксированы четыре морские трансгрессии: а)2,4-1,8 млн.лет назад закончилась трансгрессия после которой территория островов в большей части развивалась в аэральных условиях; б) около 0,7 млн.лет назад, уровень океана превышал современный относительно островов; в) 26-40 тыс.лет назад, происходил подъем уровня океана близкий современному; г)максимум голоценовой трансгрессии фиксируется 4000-2000 тыс.лет назад, уровень океана не превышал современный.

2. Островные блоки неоднократно меняли направление движения за плейстоцен, но за последние 30 тыс.лет прослеживается увеличение амплитуды вертикального подъема блоков вдоль островол от южных к северным.

3. Усиления эксплозивной вулканической активности происходило периодически: а) около 20 тыс.лет назад; б) 500-700 тыс.лет назад: в) 1,8-2,4 млн.лет назад;

5. Площадь суши на месте островов, в начале плейстоцена, превышала современную.

6. В периоды межледниковий существовали сухопутные "мосты" с о.Хоккайдо.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1.Долгоживущие центры эндогенной активности в морфоструктуре Большой Курильской дуги. //Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона: Тезисы международного симпозиума: Том 2- Владивосток,1988.-С.99.

2.Результаты Охотоморской экспедиции на научно - исследовательском судне "Пегас" (Рейс 31) //Препринт. ИМГиГ ДВО АН СССР, 1989.С. 12-15./соавторы О.М.Корнев, Ю.Л.Неверов, В.JI.Нарыжный, A.B.Кочергин, А.Н.Маляренко/.

3.Геолого-геоморфологическое строение бухты Алеутка (о.Уруп) //Препринт.ИМГиГ ДВО АН СССР, СОАКМ. // Полевые исследования на Сахалине и Курильских о-вах.1989.-С.62-66./соавторы А.В.Рыбин/.

4.Проблемы палеогеографии плейстоцена Большой Курильской гряды. //Актуальные вопросы геологии, геофизики и биологии (Материалы XVI конференции молодых ученых ИМГиГ).- Южно-Сахалинск,1990.-С.31-40.

5.Новые данные по четвертичной истории развития Южных островов Большой Курильской гряды. //Вестник МГУ; Серия географ.-1993,Деп. ВИНИТИ, N 2490 от 29.09.93. 12с.

6.Thermoluminescence dating of volcanic eriiptions on Southern part of Kuril Islands.//Active Volcanic and Risk Mitigation. Abstracts" International Conference.- Napoli.Italy;1991.-C.85.

7.Application of thermoluminescence dating on the ¿uril Islands.//Modern Geology N 20. V.I.Gordon and' Breach Science Publiser S.A. U.K.- C.20-25.

8.Reconstraction of Quaternary history of Southern Kuril Islands. // Journal of Coastal Research, (принято в печать).