Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации

Матасова, Галина Гельевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации"

На правах рукописи

МАТАСОВА ГАЛИНА ГЕЛЬЕВНА

МАГНЕТИЗМ ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ

ЛЕССОВО-ПОЧВЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СИБИРСКОЙ СУБАЭРАЛЬНОЙ ФОРМАЦИИ

25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

КАЗАНЬ 2006

Работа выполнена в Институте геологии и минералогии Сибирского отделения Российской Академии наук.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Борис Владимирович Буров

доктор геолого-минералогических наук, профессор Диамар Михайлович Печерский

доктор геолого-минералогических наук, профессор Николай Олегович Кожевников

Ведущая организация: Геологический институт РАН (г. Москва)

Защита состоится « ле » /у Аор$х 2006 г. в час.

на заседании диссертационного совета Д 212.081.04 при Казанском государственном Унверситете им. В.И.Ленина, в ауд. 102 геологического факультета по адресу: ул.Кремлевская 4/5, геологический факультет КГУ, Казань, 420008

Заверенные отзывы на автореферат необходимо присылать по адресу: ул. Кремлевская, 18, Казанскийгосуцарственныйуниверситет, геологический факультет, Казань, 420008

Факс: (843)-292-82-67

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГУ

Автореферат разослан «» ¿г, 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,, доцент, к.г.-м.н.

Д.И.Хасанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования настоящей работы являются магнитные свойства лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации, хранящие информацию об изменениях природной среды и климата в геологическом прошлом.

Детальные реконструкции природной среды и климата по континентальным отложениям требуют комплексирования различных методов, одним из которых признан петромагнитный метод, успешно зарекомендовавший себя в отложениях Китайского лессового плато. В отложениях субаэральной формации Сибири (Волков, 1971) петромагнитные исследования ограничивались в основном измерениями магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности, поэтому картина изменения магнитных свойств лессово-почвенных отложений Сибири оказалась неполной и, соответственно, недостаточным основанием для реконструкций климата позднего плейстоцена (Chlachula, 1999). Дискуссионна интерпретация магнитной записи климата по «аляскинской» модели в отложениях Предалтайской равнины (Evans et а!., 2003) и распространение этой модели на всю территорию Сибири (Evans, Heller, 2003). Для получения полной пространственно-временной картины изменения магнитных свойств отложений Сибирской субаэральной формации требуются более совершенные подходы, основанные на изучении всей совокупности магнитных свойств лессово-почвенных серий по большому числу разрезов из разных провинций Сибирской субаэральной формации, особенно-в регионах со сложно интерпретируемым поведением магнитных характеристик. Таким образом, совершенствование и уточнение реконструкций изменений природной среды и климата по лессово-почвенным отложениям с использованием их магнитных свойств представляется актуальной научной проблемой, имеющей важное теоретическое и практическое значение.

Цель исследований: - построение петромагнитной модели Сибирской субаэральной формации, использование ее для повышения достоверности и информативности реконструкций природной среды и климата Сибири и попытка создания концепции, объединяющей существующие модели формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей под воздействием природной среды и климата в различных регионах мира.

Научные задачи:

1. Выявить пространственно-временную взаимосвязь петромагнетизма отложений Сибирской субаэральной формации с изменениями ландшафтных компонентов и климата Сибири в позднем-среднем плейстоцене.

2. Определить механизмы формирования магнитных свойств сибирских лессово-почвенных серий под влиянием природной среды и климатических условий, установить их сходство и отличие от известных механизмов.

.3- Определить базовые петромагнитные параметры для построения общей модели формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений под влиянием природной среды и климата.

4. Обосновать связь магнитных характеристик отложений Сибирской субаэральной формации с изотопно-геохимическими и биологическими индикаторами климата, выявить магнитные параметры, наиболее чувствительные к изменениям климата в эпохи похолоданий и потеплений.

Фактическим материал и методы исследования. Теоретической основой решения поставленной проблемы послужили физические принципы магнетизма горных пород, объясняющие магнитные явления в отдельных зернах минералов и в матрице горной породы в целом (Нагата, 1965; Трухин, 1973; Шолпо, 1977; Печерский, 1985; Dunlop, Ozdemir, 1997 и др.). Основным методом исследования являлся петромагнитный и, частично, палеомагнитный метод. Для экспериментального изучения магнитных характеристик осадков и экстрагированных магнитных фракций использовалась современная магнитометрическая аппаратура (в том числе криогенные магнитометры 2G Enterprise и HSM, спин-магнитометры JR-4, JR.-5, измерители магнитной восприимчивости Bartington MS2, K.LY3 и измеритель коэрцитивных параметров MicroMag Alternating Gradient Magnetometer 2900) лабораторий России, Чехии, Германии и Китая. Основной фактический материал получен при непосредственном участии автора в ходе полевых исследований сотрудников Лаборатории геодинамики и палеомагнетизма и других лабораторий Института Геологии СО РАН в содружестве с сотрудниками ИНГГ СО РАН, ГИС центра ОИГГМ СО РАН; ИПА СО РАН, ИГХ СО РАН, ИАЭ СО РАН, ИЗК СО РАН, КГУ (г.Красноярск), ИГУ (г.Иркутск), ФУП «Красноярскгеология». Полевые работы проводились в течение 9 сезонов (1997-2005 гг). В работе также использованы коллекции образцов, собранные А.Ю.Казанским, С.К.Кривоноговым, И.Д.Зольниковым, А.А.Айриянцом, Д.Б.Бессоновым, Е.П.Бессоновой.

Изучены магнитные свойства 9670 ориентированных и 820 неориентированных образцов из 20 разрезов лессово-почвенных отложений южной части Восточной, Средней и Западной Сибири. Дополнительно привлекались геологические и геофизические материалы из публикаций Г.А.Поспеловой, И.А.Волкова, В.С.Зыкиной, И.Хлакулы, М.Эванса, Дж.Хуса и др. Полевые геологические описания лессово-почвенных разрезов выполнены

B.С.Зыкиной, Д.Г.Козьминым, В.М.Колямкиным, Т.А.Шаталиной,

C.К.Кривоноговым, И.Д.Зольниковым, А.И.Ждановой.

Большой прогресс в развитии представлений автора о возможностях петромагнитных исследований в контексте палеоклиматических реконструкций дали рабочие визиты в зарубежные лаборатории Геофизического Института в Праге, Чехия (1998-1999 гг.) и Института геологии и геофизики Китайской Академии Наук, Пекин (1999, 2001 гг.).

Защищаемые положения:

по палеоботаническим и палеогеографическим данным, свидетельствуют, что сильномагнитные субаэральные отложения сформировались под воздействием климата с перигляционно-тундровым типом растительности. Смягчение климата через бореальный к суббореальному со степным типом растительности сопровождалось ослаблением магнитных свойств лессово-почвенных отложений через среднемагнитные до очень слабомагнитных.

2) Формирование магнитных свойств пород Сибирской субаэральной формации определялось взаимодействием двух различных механизмов: поступлением магнитной фракции в отложения за счет ветровой деятельности («ветровой механизм», характерный для лессов Аляски) и (био)химическим образованием аутогенных тонкодисперсных магнитных минералов («педогенный» механизм, характерный для палеопочв Китая). В отличие от других лессовых формаций, где действует преимущественно либо тот, либо другой механизм, в Сибири наблюдается последовательный переход от «аляскинской» модели к «китайской» через «сибирскую» модель. Последняя представляет собой суперпозицию (наложение) этих двух механизмов и обуславливает все своеобразие магнитных свойств сибирских лессово-почвенных серий.

3). Механизм, формирующий в лессах и палеопочвах ансамбль магнитных зерен по размерам, един для всех отложений этого типа на земном шаре, и его конкретное действие в конкретном месте обусловлено как глобальными климатическими колебаниями в масштабах планеты, так и местными локальными условиями, включающими флуктуации палеомикроклимата, местные палеогеографические условия лессонакопления и почвобразования. Совокупность действующих факторов определяет преобладающие размеры частиц магнитных минералов, которые уменьшаются в ископаемых почвах и увеличиваются в лессовых толщах независимо от географического положения лессово-почвенной формации. Эффективный размер магнитного зерна является базовым параметром для общей модели формирования магнитных свойств субаэральных отложений под влиянием природной среды и климата.

4). Петромагнитные характеристики пород Сибирской субаэральной формации являются чувствительными индикаторами изменений окружающей среды. Концентрационно-зависимые магнитные характеристики, связанные с крупнозернистыми фракциями отложений, отражают изменения климата в периоды похолоданий, а структурно-чувствительные, связанные с содержанием мелкозернистых фракций, - в периоды потеплений. Детальность петромагнитной записи в лессово-почвенных отложениях сравнима с высокоразрешающими климатическими записями в донных осадках оз.Байкал, что позволяет использовать магнитные свойства сибирских субаэральных отложений для реконструкций природной среды и климата плейстоцена.

Научная новизна и личный вклад.

2000 и др.), палеонтологическим, радиоуглеродным (Орлова, 1995; Orlova et al., 1999), термолюминисцентным (Zander et al., 2003; Frechen et al., 2005) данным выявлены основные закономерности процессов формирования магнитных свойств субаэральных отложений на территории Сибири. В позднем плейстоцене установлено, по крайней мере, 4 крупных провинции, различающиеся по магнитным свойствам лессово-почвенных последовательностей от сильномагнитных до очень слабомагнитных. Эти провинции в целом отвечают различным подзонам палеоклимата в регионе.

2) Опираясь на выявленные закономерности и с использованием современных представлений о механизмах формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей в различных регионах Земного шара (Heller, Liu, 1986; Beget et al., 1990; Heller, Evans, 1995, Lagroix, Banerjee 2002; Evans, 2001, Evans, Heller, 2003 и др.) разработан авторский вариант концепции, объясняющей формирование магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей и основные закономерности поведения магнитных характеристик в лессово-почвенных сериях. Основой авторской концепции является наложение (суперпозиция) двух различных по характеру и проявлению механизмов формирования магнитных свойств субаэральных отложений: ветрового привноса магнитного материала и образование новых магнитных минералов в результате био/геохимических процессов. Динамический баланс между этими процессами определяет многообразие магнитных характеристик лессово-почвенных серий.

3) Исходя из экспериментальных данных в рамках авторской концепции, с учетом характеристик современного климата (Климатический..., 1960) построена петромагнитная модель для каждой провинции. По петромагнитным данным составлены карты-схемы природной среды позднего плейстоцена, позволяющие уточнить и детализировать существующие реконструкции ландшафтных компонентов региона (Динамика..., 2002).

4) По результатам исследований магнитной анизотропии лессово-почвенных отложений Сибири, с учетом аналогичных данных по другим регионам (Thistelwood et al., 1991; Lagroix, Banerjee, 2002; Hus, 2003 и др.) и результатов лабораторного моделирования (Wu et al., 1998) реконструировано направление палеоветров для отдельных интервалов среднего-позднего плейстоцена в Западной и Средней Сибири.

Теоретическая п практическая ценность Разработанная автором концепция процессов формирования магнитных свойств отложений Сибирской субаэральной формации является обобщением и дальнейшим развитием существующих представлений по этой проблеме и представляет собой основу для анализа и понимания общих закономерностей формирования лессово-почвенных последовательностей в зависимости от изменений окружающей среды и климата как в глобальном масштабе, так и с учетом региональных палеогеографических условий. Разработанные автором петромагнитные модели для отдельных регионов Сибирской субаэральной формации позволяют с большой степенью детальности восстанавливать характер климатических

колебаний как в периоды ледниковий, так и во время межледниковий и межстадиалов. Результаты проведенных исследований дают возможности для построения пространственно-временных карт-схем, отражающих изменения окружающей среды и климата на принципиально новой методической основе.

Апробация работы. Научные результаты докладывались на международных и российских совещаниях: Международный симпозиум по палеоэкологии плейстоцена, (Новосибирск, 1998); Симпозиум IAGA (Бирмингем, 1999); Ассамблея EGU (Гаага, 1999, Вена, 2000, Ницца, 2001); Всероссийский семинар по палеомагнетизму и магнетизму горных пород, (Борок, 2002, Казань, 2004); Общемосковский семинар по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (2002, 2005); конференция "Проблемы геологии и географии Сибири" (Томск, 2003); 6-й Международный симпозиум по геохимии окружающей среды (Эдинбург, 2003); Конференция РФФИ (Иркутск, 2003); Международный симпозиум по изменению окружающей среды в Центральной Азии (Берлин, 2003, Улан-Батор, 2005, 2006); Международный симпозиум «Закономерности строения и эволюции геосфер» (Владивосток, 2005).

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения. Она включает 276 страництекста, 69 рисунков, 16 таблиц и список литературы из 410 наименований.

По теме диссертации опубликовано 33 работы, из них 14 в ведущих научных отечественных и зарубежных журналах и изданиях.

Работа выполнена в Лаборатории геодинамики и палеомагнетизма Института геологии СО РАН (с 07.03.06 - ИГМ СО РАН) по плану НИР 4.7.1. «Динамика земли и эволюция геологических процессов» (№ гос. per. 01980003032), междисциплинарной интеграционной программе СО РАН «Изменения климата и природной среды в голоцене и плейстоцене в контексте глобальных изменений», проектам РФФИ: 99-05-39077-ГФЕН, 01-05-65085, 01-05-65294, 04-06-80058, 04-05-64076, 06-05-65135.

Благодарности. Большую поддержку автору по применению петромагнитного метода для исследования изменений окружающей среды и климата, положившую основу данной работы, оказывали А.Ю.Казанский, Э.Петровский (Чехия), Н.Йорданова (Болгария), В.С.Зыкина, А.Капичка (Чехия), Р.Жу, Б.Гуо (Китай), С.К.Кривоногов, И.Д.Зольников, Т.Г.Рященко и В.А.Акулова, а для решения задач геоэкологии - С.Б.Бортникова и А.А.Айриянц. На всех этапах исследований автор пользовался советами и помощью российских и зарубежных специалистов: К.С.Буракова, А.Н.Василевского, Н.И.Дроздова, Т.С.Гендлер, С.А.Гуськова,

A.Ю.Гужикова, А.Н.Диденко, В.С.Зыкина, Ш.З.Ибрагимова, Д.Г.Козьмина, Н.О.Кожевникова, Ю.П.Колмогорова, К.М.Константинова, В.А.Кравчинского, J1 .В.Кунгурцева, А.В.Лавренчука, А.Ф.Летникова, Д.К.Нургалиева, Д.М.Печерского, Е.В.Склярова, Э.П.Солотчино^С.А.Тычко^а, М.А.Чемякиной,

B.n.4exfi, Л.Е.Шолг^о, М.И.Эпова, С.Спасова, Ф.Лагро, У.Морриса, Р.Шолгера, М.Фрешена, Д.Суна, С.Ши, Ч.Вей, Д.Хоффмана. Всем им автор выражает свою искреннюю признательность. С особой теплотой хочется поблагодарить моего учителя Г.А.Поспелову. Успешному проведению исследований способствовала

постоянная поддержка со стороны |С.А.Тычкова ^ В.А.Верниковского. Активное творческое содействие и всестороннюю поддержку на всех этапах работы оказывали сотрудники палеомагнитной группы Лаборатории геодинамики и палеомагнетизма: И.В.Белоносов, В.Ю.Брагин, А.И.Жданова, А.Ю.Казанский, А.С.Крамаров, Д.В.Метелкин, Н.Э.Михальцов, З.Л.Шмырева.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Современное состояние решения проблемы

Лессово-почвенные отложения как континентальный палеоклиматнческий архив. Главной особенностью геологической истории четвертичного периода является смена в планетарном масштабе крупных похолоданий и потеплений, связанных с изменением орбитальных параметров Земли (Martinson et al, 1987; Berger, 1988; и др.). Вариации орбитальных параметров влияют на распределение солнечной инсоляции, которая определяет объемы ледниковых щитов. Палеоклиматические и палеогеографические реконструкции производятся на основе изучения кернов ледниковых щитов (Johnsen et al, 1992 и др., Petit et al, 1990 и др.), океанических (Shackleton, Opdyke, 1973 ; Bloemendal et al, 1993 и др.), озерных (Peck et al, 1994; Nourgaliev et al, 2005 и др.) и ледниковых (Астахов, 1999 и др.) отложений. Среди континентальных отложений наиболее полную климатическую информацию хранят лессово-почвенные последовательности Китайского лессового плато (КЛП) (Liu, 1985; Kukla, 1987 и др.), Центральной Азии, (Dodonov, 1991 и др.), Аляски (Westgate et al., 1990 и др.), Северной Америки (Muhs et al., 1999 и др.), Европы (Jordanova, Petersen, 1999 и др.) и Сибири (Волков, 1971; Chlachula et al, 1997). Принципиальные положения палеоклиматической модели лессонакопления/почвообразования заключаются в: 1) интенсивном лессонакоплении с высокой скоростью аккумуляции в холодные и сухие периоды ледниковий и 2) развитии почв на лессовом субстрате в результате педогенных процессов в теплые и влажные периоды межледниковий и межстадиалов (Evans, Heller, 2003). В умеренных широтах при переходе от потепления к ледниковью (этап холодного и влажного климата) формируется криогенный горизонт, представляющий собой верхний слой почвы, нарушенный мерзлотно-солифлюкционными деформациями (Кригер, 1965; Волков, 1971). Для палеоклиматических реконструкций в ископаемых почвах изучаются цвет, микро- и макроморфологическое строение, минералогический и гранулометрический состав, состав гумуса и т.п. (Проблемы..., 1984; Kemp, 2001 ); в лессовых толщах исследуются текстурные, минералогические, геохимические, гранулометрические особенности, используются палеоботанические, палеонтологические и археологические свидетельства изменения климата и природной среды (Кригер, 1965; Лессовый..., 2001 и др.).

Магнитные свойства лессов и палеопочв как источник палсоклиматическои информации. При палеоклиматических реконструкциях широко используются магнитные свойства лессово-почвенных отложений, поскольку первые же измерения магнитной восприимчивости (X) в отложениях КЛП показали четкую дифференциацию магнитных свойств лессов и палеопочв

(Heller, Liu, 1986; Kukla et al, 1988). Корреляция между вариациями X в лессово-почвеиных сериях и отношения изотопов кислорода (5"О) в биогенном СаС03 океанических донных осадков соответствующих временных интервалов дала развитие новому направлению в палеоклиматологии - реконструкции природной среды и климата по магнитным свойствам лессово-почвенных отложений (Mäher, Taylor, 1988; An et al., 1991; Liu et al, 1993 и др.). Повышенные значения X в ископаемых почвах по сравнению с лессовыми толщами в отложениях КЛП объясняются образованием аутигенных суперпарамагнитных (СПМ) и однодоменных (ОД) зерен магнетита и маггемита в результате интенсивного педогенеза в эпохи потепления (Mäher, Thompson, 1991; Hus, Han, 1992; Banerjee et al, 1993; Evans, Heller, 1994 и др.). Новообразование тонкозернистых (<0.03 мк) СПМ минералов фиксируется и повышенными значениями частотно-зависимой магнитной восприимчивости ZfD и FD-фактора (Mäher, 1988 и др.). Повышенные значения X и FD в палеопочвах являются отражением «китайского» или педогенного механизма записи палеоклиматического сигнала в магнитных свойствах лессов и палеопочв (Evans, Heller, 2003). Педогенный механизм характерен для лессово-почвенных отложений Европы (Forster et al., 1996), Африки (Dearing et al., 1996), Средней Азии (Dodonov, 1991).

В лессово-почвенных сериях Аляски повышенные значения X приурочены к лессовым толщам, пониженные - к палеопочвам (Beget et al, 1990), что объясняется интенсивной деятельностью ветра в холодные и сухие периоды, приносящего большое количество терригенных магнитных минералов, и уменьшением поступления их в периоды потеплений при ослаблении ветра. Неблагоприятный для педогенеза баланс температуры и влажности не способствовали образованию аутигенных магнитных минералов, что отмечается низкими значениями FD (<3%) (Viag et al, 1999). Такой тип палеоклиматической записи назван «аляскинским» или ветровым механизмом (Evans, Heller, 2003) и встречается во внутриконтинентальных лессах Северной Америки (Hayward, Lowell, 1993) и Средней Сибири (Chlachula et al., 1997; Matasova et al,. 2001). Кроме регионов с ярко выраженным «китайским» или «аляскинским» механизмом известны отложения, где поведение петромагнитных характеристик не укладывается в рамки предложенных моделей (Nawrocki et al., 1996; Akram, Yoshida, 1997; Казанский и др., 1998; Bidegain et al., 2005). Палеоклиматические реконструкции здесь проблематичны и в каждом случае требуется выяснение конкретного механизма формирования магнитного сигнала (Большаков, 2001).

Магнитная минералогия лессово-почвенных отложений. В основе палеоклиматических реконструкций по магнитным свойствам лессово-почвенных серий лежит информация, которая хранится в содержащихся в них магнитных минералах. Несмотря на сходный минералогический состав магнитных фракций по всему миру (магнетит, маггемит, гематит, реже титаномагнетит, гетит), магнитные свойства лессово-почвенных серий сильно различаются по двум основным причинам: 1) различия в концентрациях и соотношениях магнитных минералов разного генезиса; 2) вариаций в размерах и доменном состоянии (ДС) магнитных зерен. В лессово-почвенных сериях присутствуют терригенные и

аутигенные магнитные минералы (Heller, Evans, 1995). Терригенные минералы могут иметь местное происхождение за счет перевевания близких источников или приноситься в виде эоловой пыли из удаленных источников. Их количество и состав зависят от источников сноса, дальности и способах транспортировки обломочного материала. Количество и состав аутигенных минералов определяется физико-химическими, биохимическими условиями осадконакопления, почвообразования и постседиментационных процессов (Mäher et al., 2003). Вклад терригенных и аутигенных магнитных минералов в общие магнитные свойства оценивается по изменению магнитных характеристик после химической обработки образцов, растворяющей мелкие аутигенные зерна окислов железа(<1мк)(МеИга, Jackson, 1960). Уменьшение X после химического травления китайских лессов составило 59-75%, палеопочв - 83-89% (Verosub et al.,1992), европейских палеопочв-80% (Фаустов и др., 1986), американских лессов - 20- 47% (Vidic et al., 2000), аляскинских - <10% (Lagroix, 2005).

Размеры магнитных зерен определяют поведение безгистерезисной остаточной намагниченности (ARM), FD и различных соотношений магнитных параметров. Аляскинские лессово-почвенные отложения крупнозернисты по магнитному зерну, их ДС определяется, как псевдооднодоменное (ПОД) и многодоменное (МД) (Lagroix, Banerjee, 2002). Магнитные свойства лессов аляскинского типа зависят от содержания крупноалевритовой и песчаной фракций, что подчеркивает главную роль ветровой деятельности в формировании этих отложений. Лессово-почвенные образования китайского типа относятся к мелкозернистым, магнитная фракция состоит, в основном, из мелких ПОД-зерен (Florindo et al., 1999; Deng et al., 2004). Магнитный сигнал в таких отложениях несет глинистая фракция, подтверждая «педогенный» механизм образования их магнитных свойств (Фаустов и др., 1986; Sun et al, 1999 идр.).

Палеоклиматичсские и палеогеографические реконструкции на основе магнитных записей в лессово-почвенных последовательностях делятся на 3 группы: количественные, полуколичественные и качественные. К первой группе относятся реконструкции палеовлажности по магнитным свойствам отложений КЛП (Heller et al, 1993; Mäher et al, 1994; Han et al, 1996; Florindo et al, 1999 и др.), преобладающего направления палеоветров по среднему направлению максимальной оси эллипсоида анизотропии магнитной восприимчивости (AMS) аляскинских лессов и восстановления элементов палеосклона по магнитной текстуре (Lagroix, Banerjee, 2004). Ко второй и третьей группам относятся реконструкции, основанные на корреляции магнитных характеристик лессово-почвенных отложений и изменений 5'*0 в донных океанических осадках (Hovan et al, 1989; Thompson, Mäher, 1995; Florindo et al, 1999 и др.), содержанием дейтерия и 8|хО в ледовых кернах (Li et al, 1997; Fang et al, 1999), Хейнриковскими событиями (Evans et al, 2003) и т.п. Другой подход заключается в выявлении зависимостей между магнитными свойствами и физико-химическими характеристиками отложений: гранулометрическим составом (Feng, Khosbayar, 2004), минеральным и элементным составом (Grimley et al, 2003; Liu et al, 2003), вариациями цвета (Liu et al, 1993; Chen et al, 2002),

другими характеристиками почв (Li et al, 1999). Еще одним направлением является выявление основных циклов изменений магнитных характеристик лессово-почвенных серий с помощью спектрального анализа и сопоставление их с циклами Миланковича (Florindo et al, 1999 и др.). А также вариации X используются для приближенной оценки абсолютного возраста отложений KJ1П - возрастная магнитная модель (Records.., 2000).

Исследования магнитных свойств отложений Сибирской субаэральнои формации ведутся с 60-х годов XX века, но до 90-х годов были ориентированы на решение палеомагнитных задач (Поспелова, Зудин, 1967; Поспелова, Гнибиденко, 1971, Разрез..., 1978; Фаустов и др., 1986; Большаков, Свиточ, 1988; Сидорас, 1990; Зыкина и др., 2000). Измерения некоторых петромагнитных параметров проводились для общей характеристики магнитных свойств отложений и доказательства геофизической природы естественной остаточной намагниченности. С середины 90-х годов изучением магнитных свойств лессово-почвенных серий Сибири, но уже с целью палеоклиматических реконструкций, занялись зарубежные ученые (Chlachula et al., 1997, 1998; Chlachula, 1999; Frechen, Yamskikh, 1999; Evans et al., 2003; Hus, 2003). И.Хлакула с соавторами по петромагнитному изучению отложений Средней Сибири установили «аляскинскую» модель формирования магнитных свойств и, проведя корреляцию вариаций X. с изменениями б'Ю, показали возможность палеоклиматических реконструкций. На основании изучения одного разреза они распространили «аляскинскую» модель на всю Сибирь. Однако, из более ранних работ сибирских ученых (Поспелова, Зудин, 1967; Поспелова, 1971 и др.) следует, что во многих частях Сибирской формации изменения магнитных параметров слабо зависят от литологии отложений и прямые палеоклиматические реконструкции по ним невозможны. Таким образом, отражают ли магнитные свойства сибирских субаэральных отложений условия осадконакопления и палеоклимат, а если да, то какой механизм контролировал формирование этих свойств - вопросы, требующие своего разрешения.

Глава 2. Геолого-стратнграфическая характеристика Сибирской субаэральнои формации и петромагнитные методы ее исследования

В южной внеледниковой части Сибири покровные лессовидные отложения слагают верхнюю часть разреза четвертичных отложений от Урала до оз.Байкал (Ломтадзе, 1968; Волков, 1971 и др.). Их состав и мощность зависит от условий седиментации на различных морфологических элементах. Отложения имеют закономерное циклическое строение, сформировались в преимущественно субаэральных условиях, представлены лессовидными породами с погребенными в них почвенными горизонтами, измененными мерзлотно-солифлюкционными процессами (Логачевидр, 1964;Кригер, 1965;Волков, 1971; Архипов, 1971;Вапков, Зыкина, 1982; Рященко, 1984; Дроздов и др., 1990; Архипов идр., 1997; Chlachula, 1999; Зыкина и др., 2000, Зыкин и др., 2000; Chlachula, 2001 и др.). Циклиты наиболее детально изучены для отложений среднего и позднего плейстоцена, их расчленение произведено на основании ЫС и TL датировок и по

биостратиграфическим данным. По степени детальности геологическая летопись сибирской субаэральной формации сопоставима с изотопно-кислородной шкалой океанических осадков (Архипов и др., 1997; Kazansky et al., 2003 и др.). В работе использована Унифицированная региональная стратиграфическая схема четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины (2000), к которой привязана сибирская лессово-почвенная стратиграфия (Архипов и др., 1997; Добрецов и др., 2003 и др.). Согласно этой схеме лессовые толщи отвечают ледниковым горизонтам, ископаемые почвы - межледниковым. Обычно палеопочвы представляют собой педокомплексы, состоящие из нескольких почвенных горизонтов, разделенных прослоями лессовидного суглинка, что свидетельствует о сложном процессе их формирования, включающем несколько эпох почвообразования (Зыкина, 1980; Зыкина и др., 1981 и др.). Поскольку в разных частях Сибири лессовые и почвенные горизонты имеют местные названия, для упрощения изложения результатов в данной работе, на основе соответствия лессовых и почвенных горизонтов определенным стадиям океанической кислородно-изотопной шкалы (ОИС) (Архипов и др., 1997), использованы единые обозначения, не являющиеся общепринятыми. Для лессовых горизонтов, образовавшихся в холодные четные ОИС (ОИС2, ОИС4, ОИСб, ОИС8, ОИСЮ...) - Л1, Л2, J13, Л4, JI5... Для ископаемых почв, формировавшихся в теплые нечетные ОИС (ОИС 1 (голоцен), ОИСЗ, ОИС5, ОИС7, ОИС9...) - ПО, П1, П2, ПЗ, П4....

Основу работы составили результаты петромагнитного изучения отложений позднего-среднего плейстоцена в 20 разрезах Сибирской субаэральной формации, часть из которых являются опорными. В Восточной Сибири (Иркутско-Черемховская равнина) изучено 2 разреза; в Средней Сибири (Минусинская котловина, Приенисейская равнина) -4 разреза; в Западной Сибири - 14 разрезов, в том числе 2 разреза в Кузнецкой котловине, 2 - в Новосибирском Приобье, 1 -на Северо-Кузнецкой равнине, 2 - на Заобской равнине; 1 - на Приобской равнине, 2 - в предгорном Алтае, 4 - в Барабинской низменности.

Методика исследований. Для решения поставленных задач применялся комплекс методов, включающий магнитные, гранулометрические, рентгеноструктурные и электронно-микроскопические исследования. Магнитные измерения проводились по общепринятым методикам (Методические, 1992, Печерский, Диденко,!995, Evans, Heller, 2003 и др.) на стандартной аппаратуре. Измерения выполнены, кроме Новосибирского Палеомагнитного Центра (ИГМ СО РАН), в лабораториях Аналитического центра ИГМ СО РАН, ИНГГ СО РАН, ИФЗ РАН (г. Москва), АмГРЭ (Республика Саха-Якутия), Чехии (Геофизический институт HAH, г. Прага), Китая (Институт геологии и геофизики КАН, г. Пекин). Магнитные измерения на образцах-дублях в разных лабораториях показали высокую сходимость результатов.

Все магнитные параметры были условно разделены на 5 групп:

Группа 1. Концентрационно-зависимые'. X ; намагниченность насыщения MS(JS); остаточная намагниченность насыщения SIRM; безгистерезисная остаточная намагниченность ARM (при условии незначительного количества

ОД-зерен); NRM (при условии единой природы намагниченности и постоянного состава магнитной фракции).

Группа 2. Характеризующие состав магнитной фракции: температуры Кюри и деблокирующие температуры при нагреве образцов до 700°С, Х(Т), MS(T), SIRM(T),NRM(T); показатель соотношения магнитомягких и магнитожестких минералов - S; медианные разрушающие поля (MDF) при размагничивании NRM, SIRM, ARM переменным полем; поле насыщения Hs; гистерезисные характеристики Нс, HCR.

Группа 3. Структурно-чувствительные, характеризующие относительный размер магнитного зерна и доменное состояние ферромагнетиков: XFD, FD-фактор; ARM (при условии значительного количества ОД-зерен); соотношения X/SIRM, X/ARM, SIRM/ARM; гистерезисные соотношения MRS/MS) HCR/HC.

Группа 4. Параметры, характеризующие анизотропию магнитной восприимчивости', степень анизотропии Р'; направления главных осей эллипсоида AMS: Knli„, Kinl; плоскостная текстура F; линейная текстура L; параметр формы Т.

Группа 5. Парамагнитные параметры, парамагнитная восприимчивость ZpAR, намагниченность парамагнетиков (MPAR).

Глава 3. Петромагннтныс характеристики лессово-почвенных отложений Сибирской субаэралыюй формации

Концентраиионно-зависгшые параметры. Средняя величина X лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации меняется почти на 2 порядка (рис.1). На большей части территории Хжсс превышает ЗС,10.„, в среднем, в 3-4 раза, за исключением западной части формации (Барабинской низменности), где наблюдается обратное соотношение: средние значения Х^, составляют 1.2-1.5 от Хлссс. В большинстве случаев интерстадиальная палеопочва П1 (ОИСЗ) более магнитна, чем интергляциальная П2 (ОИС5). Поведение, аналогичное X, демонстрирует SIRM. В одном разрезе средние значения SIRM10CC могут превышать SIRM,„,„ в 3 раза. Изменения ARM в целом сходны с X и SIRM, особенно для лессовых толщ. Отличия заключаются в том, что: 1) средние значения ARMTOC ненамного превышают таковые в палеопочвах (максимум в 1.8 раза); 2) в части разрезов ARM ведет себя не синхронно с X и SIRM, в некоторых палеопочвах, наоборот, имеет более высокие средние значения, чем в лессовых толщах. Анализ изменения концентрационных магнитных параметров в лессово-почвенных сериях Сибирской субаэральной формации по площади и по глубине показал возможность районирования отложений по магнитным свойствам, позволяющего выделить четыре основных провинции со своими диапазонами изменения магнитных характеристик (рис.2) (Matasova, Kazansky, 2004; Матасова, 2004; Kazansky et al., 2005).

Провинция 1. Охватывает южную часть Средней Сибири. Здесь наиболее магнитные отложения и самые высокие значения концентрационных магнитных параметров, четкая дифференциация магнитных свойств, средние значения Хл«с превышают Хп^» в 3-4 раза:

в)

X БИШ АЮИ 5 Нс

Бачат (] о"8 м3кг ') (1 О^Лм2 кг ') (10"5Л м2 кг" Ь мТл

О 40 80 10 20 20 60 100 0.8 0.9 8 1216

Нсг КО мТл % 60 700 2 4

Ключевая 0 4 8 12 о

Л1 Л1п1

ш|

Л2 П2

Условныс обозначения:

НЕШ лесс

РП пссчаныс прослои грубозернистый песок рт| 1'е-Мп ' конкреции

педокомплекс: горизонт А I I горизонт В

' палеопочва, выделяемая по пстромагни-тным данным

Рис. 1. Петромагнитные характеристики лессово-почвеиных отложений Сибирской субаэральной формации, а - г - провинции 1 - 4, соответственно.

"Ч 3 i П А Л Н О - I Ч^цкирскля| НИ/ЗМ ЕИНОС/ГЬ

(I.

Рис. 2. Карта-схема разделения Сибирской субаэральной формации на провинции. Черными кружками обозначено местоположение изученных разрезов, цифры внутри соответствуют следующим разрезам: 1 - Новоразводная, 2 - Мальта (Восточная Сибирь): 3 - Куртак. 4 - Татышев, 5 - Государев Лог, 6 - Хлоптупово (Средняя Сибирь); 7 -1 [овокузнсцк, 8 - Бачат, 9 - Тогучин, 10 - Мраморный, 11 - Ложок, 12 - Кольцово, 13 - Oiypuono, 14 - Белове. 15 - Малое Угрепено, 16 - Быстрянка, 17 - Жулапка, 18 -Лбрамово, 19 - Ключ с пая. 20 - Верх-Гула. Белыми кружками обозначены провинции, выделенные по магнитным характеристикам лессовых пород, предполагаемые границы между провинциями проведены пунктиром.

Провинция 2. Включает территорию южной части Западной Сибири (Приобскую увалистую равнину, Предалтайскую равнину, Новосибирское Приобье), южную часть Восточной Сибири. Среднемагнитные отложения. Средние значения концентрационных параметров здесь ниже, сохраняется четкое различие по магнитным свойствам: средние значения Х1ССС, S1RM10CC превышают X,,,,,., SIRMllm. в 1.5-3 раза.

Провинция.?. Объединяет Кузнецкую котловину, Северо-Кузнецкую равнину, Заобскую холмистую равнину. Слабомагнитные отложения. Здесь величины концентрационных характеристик еще ниже, дифференциация отложений по магнитным свойствам слабая, хотя в целом тенденция превышения лессовых магнитных характеристик над почвенными остается.

Провинция 4. Расположена в западной части Сибирской формации (Барабинская равнина), здесь субаэральные отложения очень слабомагнитны, наблюдается обратный характер изменения магнитных характеристик: в палеопочвах их значения чуть выше, чем в лессовых горизонтах.

В провинциях 1,2,чЗ изменения концентрационных магнитных параметров соответствуют «аляскинскому» климатически-обусловленному механизму формирования магнитных свойств субаэральных осадков (Heller, Evans, 1995, Chlachulaetal., 1997). Предпосылки для его работы следующие: 1) интенсивная

ветровая деятельность в периоды лессонакопления и ее снижение в периоды почвообразования; 2) наличие близко расположенных (до первых сотен км) источников эолового материала; 3) невысокая активность педогенных процессов в. периоды потеплений, не способствующая образованию аутигенных магнитных минералов; 4) повышенная влажность и низкие температуры в конце периодов почвообразования, ведущие к криогенным изменениям почвенных горизонтов.

С позиций «аляскинской» модели наиболее суровые климатические условия в позднем плейстоцене имели место на территории провинции 1 как в периоды похолоданий, так и в периоды потеплений, поскольку: 1) в субаэральных отложениях этого региона наблюдается наиболее высокая концентрация магнитных минералов, что, вероятно, свидетельствует о самых сильных ветрах (в изученной части Сибирской формации) и сухом климате в ледниковья; 2) поведение ARM, полностью синхронное с концентрационными характеристиками, указывает на отсутствие мелких (ОД) частиц магнитных минералов, которые для лессово-почвенных серий являются большей частью аутигенными и служат косвенным признаком интенсивного педогенеза при теплых и влажных условиях в периоды потеплений. При господстве ветров 3 и Ю-3 направлений в регионе, по крайне мере, с плейстоцена до современности (Москвитин, 1940), естественным барьером для транспортировки обломочного материала лессовой размерности является горная система Кузнецкого Алатау (высоты до 2000 м), ориентированная СЗ-ЮВ. Этот барьер ограничивает поступление пыли из дальних источников в виде воздушных аэрозолей, при этом поступающий материал должен быть довольно мелкозернистым (<5мк), чтобы быть поднятым на высоту 1000-1500 м (Седиментология, 1980). Таким образом, высокие концентрации магнитного материала в лессово-почвенных разрезах Средней Сибири не могут объясняться поступлением из источника, находящегося к западу от Кузнецкого Алатау. В качестве основных источников эолового материала на первый план здесь выходят местные области сноса: сама горная система Кузнецкого Алатау и ее делювиально-пролювиальные конусы выноса, аллювиальные отложения рек (главным образом, р.Енисей) (Chlachula et al., 1997; Zhu et al., 2001).

Для субаэральных осадков провинции 2 с меньшим содержанием магнитной фракции (Matasova, Kazansky, 2004) возможными источниками лессового материала могут быть: для Приобья - навеянные отложения с Казахского мелкосопочника и Кулундинской степи с Ю и Ю-3 (по преобладающему направлению современных и палеоветров) (Матасова и др. 2003), для отложений предгорного Алтая - перевеянные аллювиальные отложения рек Оби, Катуни, содержащие большое количество магнитного материала, поступающего с Алтайских гор (Поспелова, Гнибиденко, 1971). В Прибайкалье естественным барьером для 3, Ю и Ю-3 ветров являются горные хребты Восточного Саяна с абсолютными высотами более 3000 м. Преобладающие здесь ветра С-3 направления (Иркутск,..., 1997) могут приносить эоловый материал с ближайшего Лено-Ангарского плато. Дополнительным источником, вероятно, является аллювий левых притоков р. Ангара (pp. Китой, Белая, Ока, и др.), размывающих относительно высокомагнитные комплексы Восточного Саяна.

Все палеопочвы в отложениях провинции 3 характеризуются небольшим содержанием магнитных минералов и низкими значениями X, SIRM, но с такими же значениями встречаются и лессовые горизонты (Казанский и др., 1998; Matasova et al, 2000, Матасова и др. 2002). Низкие концентрации магнитной фракции в лессах можно объяснить большой удаленностью от источников эолового материала, а местные источники, вероятно, не играли существенной роли. Со стороны преобладающих ветров (3, Ю-3) удаленным источником эолового материала могут быть Кулундинские степи и полупустынные пространства Северо-Восточного и Восточного Казахстана. В отличие от магнитных фракций субаэральных осадков провинций 1 и 2, здесь в значительном количестве появляются мелкие аутигенные (педогенные) ОД магнитные частицы, судя по величине и поведению ARM.

В провинции 4 зафиксированы самые низкие концентрации магнитного материала поведение концентрационных характеристик, тяготеющее к «китайскому» механизму формирования магнитных свойств субаэральных осадков (Матасова, 2004). По величине и степени изменения X эти отложения ближе к самым слабомагнитным европейским (Forster et at., 1996, Пилипенко и др., 2004). Для Западно-Сибирской низменности в отсутствие близких горных систем и при общем преобладании палеоветров западных румбов дальним источником эолового материала могут быть степи и полупустынные области Северо-Восточного Казахстана, более близким источником может быть аллювий pp. Иртыш и Омь. Однако, неогеновые отложения, за счет перемыва которых формировались русловые и пойменные отложения этих водотоков слабомагнитны (Казанский, 1989; Зыкин и др., 1991) и не могут рассматриваться, как основной источник магнитного материала.

Состав магнитной фракции. На всех без исключения диаграммах Х(Т), Js(T) лессов и палеопочв Сибирской формации фиксируется точка Кюри магнетита (575-578°С). На диаграммах Х(Т) с разной интенсивностью проявляется пик в районе 250-350°С, который можно рассматривать как свидетельство присутствия маггемита. Деблокирующие температуры, близкие к температурам Кюри магнетита и гематита, проявлены на диаграммах NRM(T), SIRM,(T). Здесь же в диапазоне 250-350°С наблюдается перегиб кривых NRM(T), SIRM(T), который исчезает при повторном нагреве на кривой SIRM2(T), что также свидетельствует в пользу присутствия маггемита. На большинстве кривых SIRM,(T) наблюдаются быстрый спад и перегиб в районе температур 150-200°С, отсутствующие на вторичных кривых SIRM2(T). Вероятно, он обусловлен релаксацией напряженного состояния, связанного с маггемитизацией мелких магнетитовых зерен (Большаков и др., 1987). Для контроля состава магнитной фракции лессово-почвенных отложений проведены рентгеноструктурные исследования, которые подтвердили наличие магнетита, маггемита и гематита (Zhu et al., 2003; Matasova, Kazansky, 2004). Других магнитных минералов обнаружено не было.

Одинаковый (по набору минералов) состав магнитной фракции установлен для всех частей Сибирской субаэральной формации (Matasova, Kazansky, 2004). Различие магнитных свойств связано, кроме концентрации, с соотношением

различных минералов внутри магнитной фракции. Параметр S, оценивающий соотношение магнитожестких и магнитомягких минералов, во всех частях формации показывает большее относительное содержание гематита в палеопочвах, чем в лессовых толщах (рис.1). Древние позднеплейстоценовые почвы П2 (ОИС5) более магнитожесткие, чем П1(ОИСЗ). Тот же вывод следует из экспериментов по разрушению NRM переменным полем 100 мТл, и приобретению-разрушению SIRM в постоянном поле до 2.7 Тл. О большей магнитной жесткости палеопочв со сравнению с лессами свидетельствуют и изменения гистерезисных характеристик (Не, Нсг) по глубине и по площади распространения субаэральных отложений (рис.1). В целом, районирование Сибирской субаэральной формации по характеристикам магнитной жесткости совпадает с районированием по концентрационно-зависимым характеристикам: относительное содержание гематита, по сравнению с магнетитом и маггемитом, возрастает от провинции 1 к провинции 4. В этом же направлении во всех отложениях растет фактор Q.

Относительные размеры магнитных частиц оценивались графически по соотношениям гистерезисных параметров (Hcr/Hc, Jrs/Js), характеризующим ДС магнитных зерен (Day et а!., 1977). ДС магнитных минералов в сибирских отложениях определяется, как ПОД (преимущественно, палеопочвы) и МД (в основном, лессы) (рис. 3). Если ПОД состояние зерен рассматривать как смесь ОД и МД зерен (Dunlop, 2002), то доля ОД зерен в сибирских отложениях составляет0-30%, а МД- 70-100%. Сибирские отложения более крупнозернисты по магнитному зерну, чем аналогичные на КЛП (Zhu et al., 1995; Florindo et al., 1999; Deng et al., 2004) и схожи с аляскинскими (Lagroix, Banerjee, 2002). Интересно, что в ту же область ДС на графике Дэя, где концентрируются магнитные зерна сибирских отложений, смещаются магнитные зерна китайских лессов и палеопочв после химической обработки, уничтожающей аутигенные магнитные частицы (Deng et al, 2005).

В область МД зерен на графике Дэя могут попадать СПМ зерна, дополнительную информацию о которых дает FD-фактор. Его значения в сибирских палеопочвах варьируют от 0 до 9.5% (рис. 1). Значения FD выше 45% характерны для «китайского» педогенного механизма формирования магнитных свойств, поскольку большинство тонкозернистых магнитных минералов имеют аутогенное происхождение. В отложениях провинции 1 FD имеет низкие значения (<3%), тем самым, подтверждая здесь «аляскинский» механизм формирования магнитных свойств (Матасова и др., 2000). В отложениях провинции 4 высокие значения FD (>6%) в палеопочвах подтверждают «китайский» механик записи климатического сигнала (Матасова. 2004). На всей остальной территории Сибирской формации {провинции 2 и 3) наблюдается суперпозиция двух механизмов: X (и другие концентрационные параметры) ведет себя по «аляскинской» модели, a FD - по «китайской». Такое наложение двух известных механизмов в лессово-почвениых сериях обнаружено впервые (Matasova et al., 2001), его предлагается назвать «сибирским» механизмом. Провинцию 3, где величины концентрационных

Jrs/Js

0:6 0.5

о.з

0.1

Jrs/Js

' so Мраморный

0.6 0.5 0.4 0..T 0.2 O.J О"

Jrs/Js

SD Бачат

\ пЕЬоо

0.5

0..V

0.1

Нсг/Ис

1 2 Л 4 5 6 7

St) Куртак

Рис. 3. Графики Дея (Dayetal., 1977; Dunlop, 2002) доменного состояния магнитных частиц в лессово-почвенных отложениях Сибири.

параметров невысоки, различие между лессами и палеопочвами слабое и средние значения FD-фактора (4-8%), можно считать территорией со слабым «сибирским» типом записи климатического сигнала. Провинция 2 по значениям X относится к сильной «сибирской» модели, а по FD-фактору разделяется на 2 подпровинции: с низким вкладом (FD~3-6%) и с высоким вкладом (FD>6%) педогенного фактора.

Кроме гистерезисных соотношений и FD-фактора, размер магнитного зерна оценивается по соотношениям Z/SIRM, X/ARM и SIRM/ARM (Thompson, Oldfield, 1986; Dunlop, Özdemir, 1997; Peters, Dekkers, 2003 и др.). Наиболее точные оценки размеров магнитных зерен они дают в случае мономинеральной магнитной фракции (Hilton, 1986; Большаков, 1996). В случае двух или более магнитных минералов можно получить приближенную оценку. Единообразный подход в измерениях дает возможность сравнивать эффективный размер магнитного зерна в отложениях различных частей формации. Повсеместно эти соотношения показывают уменьшение магнитного зерна в палеопочвах и увеличение его в лессовых толщах, а также тенденцию укрупнения магнитных зерен в более молодых отложениях (рис.4). Несмотря на сходный характер поведения JC/SIRM, X/ARM и SIRM/ARM в отложениях одного и того же разреза, в деталях оно заметно

Гранулометрический ХЯНШ вИШ/АЯМ Х/БШМ Х/А1Ш БИШ/АШ ЮЯМ Х/АШ БИШ/АШ

Белово_ __Состав, % мк' (с!т) Х/А1Ш __ Куртак Ю^А/м)-' Ю ^А/мГ1 Ю4 Новокузнецк

Рис. 4. Гранулометрический состав и магнитные структурно-чувствительные характеристики сибирских лессово-почвенных отложений.

различается, что объясняется различной чувствительностью используемых параметров к разным ансамблям магнитных зерен. Если преобладают крупные (МД) зерна, наиболее показательным является X/SIRM. При значительном количестве ОД-зерен лучше работает X/ARM, существенная концентрация мелких ОД-зерен с размером, близким к области перехода ОД-СПМ, делает чувствительнее SIRM/ARM.

По величине структурно-чувствительных отношений X/SIRM, X/ARM в лессовых горизонтах изученная часть Сибирской формации подразделяется на две области. Первая, относительно крупнозернистая, объединяет отложения провинций 1 и 2; вторая область отложений, с меньшими размерами магнитных зерен, включает провинции 3 и 4. В палеопочвах районирование по JC/ARM, SIRM/ARM совпадает с лессовым. Анализ корреляционной связи между всеми соотношениями показал, что в большинстве разрезов (17 из 20) X/ARM тесно связано с двумя другими отношениями, a X/SIRM и SIRM/ARM практически не связаны. Таким образом, в качестве универсального параметра для оценки эффективного размера магнитного зерна рекомендуется использовать отношение X/ARM, для более детального изучения магнитной гранулометрии в лессовых толщах - X/SIRM, в палеопочвах - SIRM/ARM. Совместный анализ данных о ДС и размерах магнитных зерен приводит к выводу: в первой области в магнитной фракции лессов преобладают МД-зерна, скорее всего, терригенного происхождения, во второй - появляются ОД-частицы, свидетельствующие о слабой педогенной переработке лессовых отложений. В магнитной фракции папеопочв первой области имеется небольшое количество ОД-зерен, их больше в П2 (ОИС5); во второй области - средний размер ОД-зерен уменьшается, а их количество увеличивается, что указывает на интенсивный педогенез в этой части Сибирской субаэральной формации.

Для выяснения связи между гранулометрическим составом, относительными размерами магнитных зерен и магнитными свойствами лессово-почвенных отложений проведены гранулометрические исследования с использованием лазерной дифракции. Связь большинства показателей гранулометрического состава сильнее с X/ARM, чем с X/SIRM. Установлена сильная отрицательная корреляция SIRM/ARM с содержанием глинистой фракции. Тесная положительная связь наблюдается у концентрационных магнитных параметров (X, SIRM) с содержанием крупнозернистых фракций (>50мк), со средним размером обломочного зерна. У структурно-зависимых (FD, ARM) и связанных с составом параметров (S, Q) наблюдается менее сильная, но значимая корреляция с содержанием мелкозернистых фракций (<10мк, <2мк).

Анизотропия магнитной восприимчивости. Степень AMS в лессово-почвенных сериях Сибирской формации варьирует в широких пределах (Р'~1.0-Н.13). Лессовые горизонты отличаются от почвенных более высокими значениями Р' и в большинстве своем имеют типичную осадочную плоскостную либо линейно-плоскостную текстуру (рис.5а). Палеопочвы делятся на две группы: 1) анизотропные, подобные лессам, это слаборазвитые, маломощные почвы; 2) изотропные, с хаотическим распределением осей эллипсоида AMS,

а) ]

б) р'

).0бг-

- ^мпкс * " ] макс * ' ^ср 2 мкк^

Рис. 5. Магнитная текстура лессов и палеопочв (а) и зависимость степени анизотропии от величины магнитной восприимчивости (б). Цифрами обозначены разрезы: 1 - Куртак, 2 - Татышев, 3 - Белово, 4 - Ложок, 5 - Мраморный, 6 - Бачат, 7 -Новокузнецк, 8 - Ключевая.

это развитые, хорошо дифференцированные, мощные почвы, образовавшиеся в процессе интенсивного педогенеза (Ма1азоуа е1 а1. 2001). По АМБ, как и по всем магнитным параметрам, в Сибирской формации выделяются отложения провинции 1: здесь как лессы, так и почвы сильноанизотропны, с ярко выраженной плоскостной текстурой. Меньшей степенью АМБ обладают отложения провинции 2, лессы и палеопочва П1 среднеанизотропны, но палеопочва П2 магнитно изотропна, ее первичная магнитная текстура полностью разрушена. Лессы провинции 3 слабоанизотропны при сохранении осадочной текстуры. Все палеопочвы здесь магнитно изотропны. В провинции 4 лессовые толщи еще более слабоанизотропны, почти изотропны, все палеопочвы магнитно изотропны с нарушенной магнитной текстурой. Таким образом, в сибирских лессово-почвенных сериях степень АМБ падает, а нарушения магнитной текстуры отложений нарастают от провинции 1 к провинции 4, и связаны с концентрацией магнитного материала в осадках (рис.56). В большинстве лессовых толщ позднего плейстоцена прослеживается группирование максимальной оси эллипсоида АМБ в 3 либо Ю-З направлении (Ма1аБОУа, Кагапвку, 2004).

Парамагнитные характеристики. При небольших концентрациях ферромагнетиков в породах существенный вклад в общие магнитные свойства могут вносить и парамагнетики (Rochette, 1987; Hrouda, Jelinek, 1990). В лессово-почвенных образованиях вклад парамагнитных минералов, а это, в основном, глинистые минералы, в начальную магнитную восприимчивость (Х0), в общую намагниченность ММАХ, может достигать 80-90%, особенно в отложениях китайского типа (Florindo et al., 1999; Вирина и др., 2001), поэтому недоучет парамагнитного компонента может приводить к неверным оценкам ДС состояния магнитных зерен и их относительных размеров.

В провинции 1 лессово-почвенные отложения характеризуются очень низкими значениями XpAR, в гумусовых горизонтах погребенных почв отношение ХрАд/Хо~ 0.03^0.Об, в лессовых толщах < 0.03. Вклад парамагнитного компонента в полную намагниченность ММАХ в гумусовых горизонтах - до 30%, в лессовых - до 15% (Матасова, Казанский, 2005). Учитывая, что магнитными методами здесь установлено минимальное количество гематита, можно считать, что величина MPAR главным образом обусловлена парамагнитными минералами. В провинции 2 Xpar/Xo в гумусовых горизонтах палеопочв возрастает до 0.35-0.4, а в лессовых толщах не превышает 0.05, в редких случаях достигая 0.1. Вклад парамагнитной составляющей в полную намагниченность в палеопочвах может достигать 80-85%, в лессах до 40%. Поскольку здесь по магнитным параметрам фиксируется значительное количество гематита, особенно, в погребенных почвах, то, вероятно, величина MPAR обусловлена намагниченностью гематита и парамагнитных минералов. Отложения провинции 3 характеризуются значениями XPAR/Xo до 0.25 в почвах и до 0.1 в лессах. Вклад парамагнитной составляющей в величину ММАХ в палеопочвах до 70%, в лессах до 45%. Вероятно, здесь часть намагниченности ММАХ также обусловлена присутствием гематита. Вклад парамагнитных минералов (и гематита) в общие магнитные свойства отложений Сибирской формации меняется в соответствии с изменениями FD: чем выше FD и интенсивность педогенеза, тем выше вклад парамагнитных глинистых минералов.

Глава 4. Отражение смены условий осадконакопления в петромагнитных характеристиках лессово-почвенных отложений

Изменение магнитных свойств лессово-почвенных отложений в условиях переувлажнения. Постоянное или периодическое переувлажнение почв оказывает существенное влияние на ее магнитные свойства за счет химических превращений, обусловленных смещением окислительно-восстановительного потенциала в сторону восстановительных условий (Кауричев, Орлов, 1982). В результате происходит превращение магнитных минералов в слабомагнитные (немагнитные) и уменьшение X, это явление характерно для современных гидроморфных почв (Бабанин и др., 1995; Mäher, 1998; Hanesch, Scholger, 2005), а также установлено в оглееных погребенных почвах различных регионов (Rossenau, Kukla, 1994; Nawrocki et al, 1996, 1999; Evans, Heller, 2003).

Петромагнитные исследования автОморфной почвы, подвергавшейся длительному вторичному переувлажнению (Казанский и др., 2005), показали, что в этом случает идут те же процессы, что и при формировании гидроморфных почв, приводящие к уменьшению величин концентрационных магнитных характеристик во всех горизонтах оглеенной автоморфной почвы. В первую очередь уничтожаются мелкие СПМ и ОД зерна магнетита/маггемита педогенного происхождения, что выражается в уменьшении величин параметров FD и ARM, в увеличении магнитной жесткости. Параметры, характеризующие эффективный размер магнитного зерна, сохраняют распределение по профилю, близкое к распределению в ненарушенной почве, что позволяет по-прежнему дифференцировать генетические горизонты почвы. Таким образом, объяснение поведения петромагнитных параметров в лессово-почвенных сериях Сибири с помощью вторичных изменений ископаемых почв в результате процессов оглеения и вымывания (Разрез..., 1978; Evans, Heller, 2003) противоречит экспериментальным данным.

Смена механизма формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений при изменении климата. Ярким примером чувствительности Магнитных характеристик к изменению условий осадконакопления является факт смены механизма формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений на территории одной провинции в течение четвертичного периода. В Средней Сибири в разрезе Государев Лог обнаружены лсссово-почвенные отложения обратной полярности, возрастом древнее, по крайней мере, чем 800 тыс. л. (Казанский и др., 2006а). С учетом палеонтологических данных (Колямкин, Прошина, 2001), возраст этой толщи оценивается как плиоцен-эоплейстоценовый. Естественные магнитные свойства древних отложений значительно слабее, чем у средне-позднсплейстоценовых отложений Средней Сибири: X древних лессовых толщ и палеопочв в 2.5-3 раза ниже, чем позднеплеистоценовых, NRM ниже в 4-6 раз. Величина ARM, наоборот, у древних отложений выше в 2 раза, чем у молодых. Параметр S указывает на бульшее относительное количество магнитожестких минералов в древних отложениях по сравнению с молодыми. Увеличение ARM при существенном уменьшении X свидетельствует о значительном количестве аутигенных ОД зерен, а повышение значений FD до 5.5% фиксирует появление еще более мелких СПМ зерен. Термомагнитные исследования выявили по характерным деблокирующим температурам магнетит, маггемит и, в отличие от более молодых отложений, гематит. По соотношениям X/S1RM, X/ARM, S1RM/ARM древние отложения более мелкозернисты. Сравнительный анализ всех магнитных параметров приводит к выводу, что на территории Средней Сибири в эоплейстоцене магнитные свойства субаэральных отложений формировались по типу сильной «сибирской» модели со слабым вкладом «китайского» педогенного фактора. К позднему плейстоцену под влиянием более сурового климата механизм формирования магнитных свойств сменился на чистый «аляскинский». Этот вывод согласуется с общей тенденцией похолодания климата в регионе к позднему плейстоцену (Кузьмин и др., 2001; Fedotov et al., 2004).

Суперпозиция ветрового и химического механизмов формирования магнитных свойств субаэральных отложений под воздействием техногенного загрязнения окружающей среды установлена по результатам изучения магнитных свойств современного почвенного покрова (Матасова и др., 2003). В качестве объекта была выбрана территория вокруг действующего хранилища отходов переработки первично немагнитных свинцово-цинковых руд Салаирского ГОКа (Кемеровская обл.). Верхний почвенный слой подвергается запылению немагнитными (слабомагнитными) «хвостами» ветровым путем (ветровой мехатам). что приводит к ослаблению его природных магнитных свойств в результате магнитного разубоживания. С другой стороны, происходит смена основного минерала-носителя магнитных свойств с сильномагнитного ПОД магнетита, являющегося основным магнитным минералом гумусового слоя современной почвы природной среды, на слабомагнитный ОД и СПМ гематит (.химический механит). образующийся в результате окисления Ре304 до аРе203 за счет Н2504 возникающей при разложении пирита, содержащегося в хвостах (Ма1азоуа е1 а1., 2005). Это позволяет утверждать, что формирование магнитных свойств верхнего почвенного слоя при его загрязнении немагнитными отходами горнорудного производства происходит под действием тех же двух механизмов, что и при формировании лессово-почвенных серий.

Глава 5. Реконструкции природной среды и климата по петромагннтным данным

Уникальность объекта - два известных механизма формирования магнитных свойств отложений на территории Сибирской субаэральной формации и самостоятельный «сибирский» механизм. Петромагнитными исследованиями выявлена уникальность отложений Сибирской субаэральной формации по механизму фиксации палеоклиматического сигнала и изменений обстановокосадконакопления в магнитных свойствах лессово-почвенных серий, обусловленная двумя фактами.

1) На территории Сибири зафиксированы два известных и противоположных друг другу механизма магнитной записи изменений палеоклимата -«аляскинский» и «китайский». Вероятно, такая большая амплитуда колебаний магнитных свойств лессово-почвенных серий объясняется следующими причинами: а) положением Сибирской формации в центре Азиатского континента; б) сильным влиянием Монголо-Сибирской ячейки высокого давления, находящейся в непосредственной близости к изучаемой территории Сибири (--50°с.ш., ~100°в.д.); в) расположением формации во внеледниковой зоне Сибири, но между двумя ледниковыми покровами: Новоземельско-Полярно-Уральским (северным), полупокровного, сетчатого и, чаще, горно-долинного характера (Зубаков, 1986; Ма^егис1« а!., 1999; Астахов и др., 2000; Динамика..., 2002; Вуепскеп й а1., 2004) и южными горно-долинными (Алтайскими, Саянскими) (Зубаков, 1986; Динамика..., 2002); г) существованием, в силу особенностей рельефа, замкнутых межгорных котловин со своим микроклиматом. «Аляскинская» модель в сибирских отложениях выражена гораздо сильнее «китайской», и по

величинам и поведению магнитных характеристик близка к существующей на Аляске в аналогичных отложениях. Распространение «чистой» ветровой модели в Сибири ограничено южной частью Средней Сибири. Слабая, но явная «китайская» модель обнаружена на западной окраине Сибирской формации в Барабинской низменности. Здесь, хотя осадки и слабомагнитны, но основные элементы «китайского» механизма (превышение X палеопочв над X лессов и высокие значения РО - до 8-9%) установлены.

2) В Сибири, на большей части изученной территории наблюдается суперпозиция двух известных механизмов, заключающаяся в изменении X по «аляскинскому» типу, а РР- по «китайскому» - «сибирский» механизм. Почему «сибирский тип» магнитной записи климатического сигнала предлагается считать самостоятельным механизмом?

Во-первых, такое наложение моделей не является принадлежностью только Сибирского региона, подобный «гибридный» сигнал зафиксирован в нижнеплейстоценовых-эоплейстоценовых лессово-почвенных отложениях Аргентины (В!с1е£ат е1 а1., 2005) и Северной Америки (Спт1еу й а!., 2003). Авторы этих исследований считают, что назрела необходимость разработки новой магнитоклиматической модели, объясняющей сложную магнитную запись климатических событий. В качестве такой модели и предлагается «сибирская».

Во-вторых, области существования «чистых» моделей в Сибири имеют ограниченное распространение, гораздо большую территорию занимают лессово-почвенные образования, в которых зафиксирован смешанный тип магнитной фиксации палеокпиматических колебаний. Внутри этой территории возможно подразделение на сильную «сибирскую» с высоким вкладом «китайского» компонента, сильную «сибирскую» с низким вкладом «китайского» компонента и слабую «сибирскую» модели. Каждая из них характеризуется своим диапазоном изменения магнитных параметров, .что позволило провести детальные палеоклиматические реконструкции, на качественном уровне совпадающие с палеоботаническими (реконструкции растительности) и палеопедологическими (реконструкциями почвеннрго покрова) (Динамика..., 2002) (рис. 6).

В-третьих, в основу «сибирской» модели предлагается поместить базовый параметр, отличный от двух известных механизмов. На основании сильной «сибирской» записи по параметрам X и РО палеоклиматические реконструкции можно проводить с таким же успехом, как и в «китайской» или «аляскинской» моделях, но в слабой «сибирской» модели использование X и/или РР проблемаггично. Результаты наших исследований вместе с анализом литературных данных показали, что существует магнитный параметр, «работающий» в любых моделях (Матасова и др., 2002в). Независимо от палеоклиматических, ландшафтных, палеогеографических и других условий осадкообразования, независимо от постседиментационных преобразований в любых частях земного шара при всех известных механизмах формирования магнитных свойств (в том числе и слабой «сибирской» модели) в лессах размер магнитных частиц увеличивается, в палеопочвах уменьшается. Лессово-почвенные отложения китайского типа характеризуются самыми малыми размерами магнитных зерен, зерно укрупняется

а' / fi/' а . г,

И' Ш2 ШЗ3 И4 ©5 26

Рис. 6. Карты ландшафтных компонентов Центральной и Южной Сибири: А - карта растительности сартанской ледниковой эпохи (по Гричуку В. П. (Динамика..., 2002)). Условные обозначения: 1 - перигляционно-тундровый тип растительности: луговые степи в сочетании с кедрово-сосиовыми лесами; 2 - борсальный тип растительности: а) сосново-березовые и сосновые остепнениые леса, б) кедрово-еловые и еловые леса; 3 - степной тип раегительности: а) полынпо-разнотранныс степи, б) разнотравно-злаковые степи в сочетании с березовыми и сосновыми лесами; 4 -высокогорная растительность: а) растителы юсть тундрового характера, б) растителы юсть при интенсивных горно-долинных оледенениях; 5 - провинции с различными типами магнитной записи палеоклимагического сигнала: 1 - «аляскинская» модель, 2 -сильная «сибирская», 3 - слабая «сибирская», 4 - «китайская» модель.

Б - карта почвенного покрова в климатический оптимум - подстадию 5е (по Величко A.A., Морозовой Т.Д., детализация для южной части Западной и Средней Сибири Зыкиной B.C., Воробьевой Г.А. (Динамика..., 2002)). Условные обозначения: 1 -бореальное почвообразование: дерновые (бурые) лесные в сочетании с другими лесными почвами: серыми лесными, дерново-подзолистыми; 2 - суббореалыюе почвообразование под лесостепной растительностью: а) черноземы в сочетании с серыми лесными и дерновыми (бурыми) лесными почвами, б) черноземы выщелочные; 3 - суббореальное почвообразование под степной растительностью: черноземы обыкновенные; 4 - горное почвообразование; 5 - провинции с различной интенсивностью почвообразования по магнитному показателю FD: I - FD<3%, II - 3<FD<6%, III - FD>6%.

в отложениях, фиксирующих климатический сигнал по «сибирской», а затем по «аляскинской» моделям. Механизм, формирующий в лессах и палеопочвах ансамбль магнитных зерен по размерам, един для всех отложений этого типа на земном шаре, и его конкретное действие в конкретном месте обусловлено как-глобальными климатическими колебаниями в масштабах планеты, так и местными локальными условиями, включающими палеогеографические, геоморфологические, геохимические и другие условия лессонакопления и почвообразования. Совокупность действующих факторов определяет преобладающие размеры частиц магнитных минералов, полуколичественные оценки которых могут быть получены из соотношений магнитных параметров X/SIRM, X/ARM, SIRM/ARM. Отношение X/SIRM адекватно отражает размеры магнитных зерен в «аляскинской» и сильных «сибирских» моделях, S1RM/ARM - в слабой «сибирской» и «китайской» моделях. Отношение X/ARM эффективно работает во всех отложениях с любыми размерами магнитных зерен, поскольку в крупнозернистых аляскинского типа осадках ARM изменяется как концентрационный параметр, а в мелкозернистых - как структурный. Эффективный размер магнитного зерна в лессово-почвенных отложениях, оцениваемый по Z/ARM, предлагается в качестве базового параметра для единой модели формирования магнитных свойств субаэральных отложений с целью реконструкции природной среды и палеоклиматических условий лессонакопления и почвообразования. Для построения единой модели требуется создание унифицированного банка данных магнитных свойств по всем лессово-

почвенным отложениям земного шара, поскольку на сегодняшний день литературные данные представляют собой разнородную, плохо поддающуюся систематизации информацию.

Сопоставление вариаций петромагнитных параметров с непрерывными климатическими летописями. Возможность палеоклиматических реконструкций по магнитным записям в лессово-почвенных последовательностях мира доказана корреляцией изменений X с изменениями 5'80, инсоляции и другими индикаторами климатических колебаний (Heller, Evans, 1995; Chlachula et al., 1997; Fang et al., 1999; Lagroix, Banerjee, 2002 и др.). Используя дополнительно различные магнитные и гранулометрические параметры, можно существенно расширить возможности палеоклиматических реконструкций. Корреляционный анализ магнитных записей в континентальных лессово-почвенных отложениях, вариаций 5|80 в океанических осадках и биогенных записей в донных отложениях оз.Байкал, признанных наиболее полными и высокоразрешающими записями изменения окружающей среды и климата для континентов Северного полушария (Кузьмин и др., 2001), показал, что магнитные и гранулометрические параметры распадаются на две группы, одна тесно связана с периодами похолоданий, другая с периодами потеплений (Казанский и др., 20066). Первая группа - это концентрационно-зависимые магнитные параметры и показатели гранулометрического состава, связанные с крупнозернистыми фракциями; вторая - это структурно-чувствительные магнитные характеристики и показатели мелкозернистых фракций. Таким образом, если по магнитным записям в лессово-почвенных отложениях китайского типа можно детально реконструировать климат теплых эпох, а в отложениях аляскинского типа - климат ледниковий, то по изменениям магнитных характеристик сибирских отложений, формировавшихся по «сибирскому» механизму, возможно и то и другое, и, кроме того, дополнительно фиксировать мелкие флуктуации климата (кратковременные похолодания на фоне общего потепления и наоборот) (рис.7).

Изменение эффективных размеров магнитных зерен в лессах н почвах, как изменение интенсивности палеоветров и расстояния до источника сноса и как качественная оценка степени педогенеза. Установленные закономерности в изменениях относительных размеров магнитных зерен сводятся к: 1) уменьшению эффективного размера магнитного зерна в лессах и палеопочвах от провинции 1 к провинции 4 вместе с уменьшением

Рис. 7. Сравнение изменений магнитных и гранулометрических характеристик сибирских лессово-почвенных отложений с вариациями изотопов кислорода д|аО в соответствующие возрастные интервалы (океанические стадии - ОИС) (Shackleton et al., 1990), кривой инсоляции (Laskar et al., 1993), с вариациями содержания биогенного кремнезема и диатомовых водорослей в донных осадках озера Байкал, скв. BDP 96-2 (Williams et al., 1997; Карабанов и др., 2001): а) магнитные и гранулометрические параметры, чутко реагирующие на изменение климата в периоды похолоданий; б) то же для периодов потеплений.

возраст, тыс.л.

б) 0, Биогенный Содержание Инсоляция

' ,/0 кремнезем. % диатомовых, '/• б5°с.ш.. Вт/м2

концентрации магнитных минералов и 2) уменьшению размера магнитного зерна в палеопочвах и увеличению в лессовых толщах. С учетом других данных (рельеф, обнаженность, сила и направление преобладающих ветров, сезонные водотоки, мощность отложений, состав магнитных минералов в горных породах, предполагаемых в качестве источника сноса) первая закономерность может использоваться для определения расстояния до областей сноса обломочного материала и изменения интенсивности ветров, приносящих продукты выветривания. С этой точки зрения, сильномагнитные отложения провинции 1 и чуть менее магнитные отложения провинции 2 сформировались при сильных ветрах и близких источниках сноса. Высокие концентрации магнитных минералов и близкие размеры магнитных зерен в лессовых отложениях Л1 и Л2 свидетельствуют о постоянстве ветрового режима, источников сноса и деятельности рек на протяжении холодных периодов позднего плейстоцена (ОИС4, ОИС2). Расстояние до источников эолового материала для слабомагнитных отложений провинции 3 и, особенно, очень слабомагнитных провинции 4 гораздо больше, чем для провинций 1 и 2 и, судя по относительным размерам магнитных зерен и малой мощности отложений, дополнительные местные источники здесь не играли большой роли.

Сравнение значений РЭ-фактора, эффективного размера магнитных зерен в палеопочвах различных провинций показывает, что в позднем плейстоцене наибольшая интенсивность педогенных процессов в западной и юго-западной части формации отвечает теплой стадии ОИС5. Менее интенсивны были процессы почвообразования в ОИСЗ. Самым слабым педогенезом в позднем плейстоцене отличалась среднесибирская часть формации. Использование палеопедологической реконструкции почвенного покрова в изученной части формации (Динамика..., 2002) дало возможность оценить значения ИЭ для конкретных типов ископаемых почв: черноземы обыкновенные, черноземы выщелочные - РО>6%; черноземы выщелочные в сочетании с серыми лесными и дерновыми почвами - 3<РО<6%; дерновые, дерново-подзолистые, серые (бурые) лесные почвы - РО<3% (рис. 6).

Отражение преимущественных направлений палеоветров, склоновых н педогенных процессов в магнитной текстуре отложений. Направления Ктах в лессах группируются вокруг 3 или Ю-3 направления, совпадая с преимущественным направлением палеоветров в регионе (Москвитин, 1940). В некоторых лессовых толщах наблюдается вторая группа, тяготеющая к С-3 либо Ю направлению, указывая на вклад ветров других направлений (рис.5). В горизонтах палеопочв наблюдаются два вида магнитной текстуры: «лессовая» -плоскостная или линейно-плоскостная, унаследованная от материнских лессов, либо «педогенная» - хаотичная, без выраженной анизотропии. Последняя представляет собой результат педогенеза, в процессе которого образуются аутигенные мелкозернистые магнитные минералы с различной формой частиц и с хаотичным их расположением. Образование таких частиц нарушает первичную лессовую (материнскую) магнитную текстуру, чем интенсивнее этот процесс, тем более разрушена первичная текстура. Поэтому в палеопочвах

провинции 1 наблюдается лессовая, ненарушенная осадочная магнитная текстура с довольно высокой степенью анизотропии. В провинции 2 магнитная текстура нарушается только в П2. В провинции 3 все палеопочвы имеют педогенную изотропную текстуру, а в провинции 4, кроме того, даже лессовая текстура изменяется под воздействием педогенных процессов. Таким образом, степень нарушенности магнитной текстуры лессово-почвенных отложений может служить качественной оценкой их педогенной переработки, й таким образом, фиксировать главный элемент «китайского» механизма формирования магнитных свойств отложений - интенсивность педогенеза. И наоборот, чем ярче проявлен «аляскинский» механизм в магнитных свойствах лессов (чистая «аляскинская», либо сильная «сибирская» модели), тем выше степень АМБ, тем более явно выражена плоскостная Магнитная текстура лессовых толщ, характерная для осадочных образований, тем определеннее группируются средние направления К„, вдоль направления палеоветров.

Направления Кт;„ используются для оценки интенсивности склоновых процессов (Ьа§имх, Вапецее, 2004). В изученных сибирских отложениях отклонения среднего значения КМ1111 не превышают 7° от вертикального направления, что свидетельствует о пологих углах склонов и незначительных деформациях отложений без нарушения осадочной текстуры в результате склоновых процессов. Поэтому смену среднего направления Кпих при переходе от лессовых толщ к палеопочвам с лессовой текстурой (провинции 1,2) следует рассматривать как изменение преобладающего направления ветра в регионе при переходе от похолодания к потеплению. Таким образом, определяющими причинами формирования магнитной осадочной плоскостной текстуры с преимущественными направлениями Ктач являются: 1) стабильность и высокая интенсивность ветровой деятельности; 2) субгоризонтальная поверхность осаждения обломочного и магнитного материала; 3) отсутствие интенсивных постседиментационных процессов, нарушающих первичную текстуру. Любые отклонения от типичной осадочной текстуры дают дополнительную палеогеографическую информацию.

Петромагнитная информация, дополняющая визуальные геологические наблюдения. Детальные магнитные записи палеоклиматических событий и изменения условий осадконакопления дают дополнительную к визуальным и геологическим данным информацию. С помощью петромагнитных исследований возможно выделение палеопочв, не обнаруженных при визуальном обследовании обнажений; подразделение на горизонты педокомплексов; идентификация лессовых горизонтов; выявление степени неоднородности лессовых толщ.

Выделение по магнитным свойствам позднеплейстоценовой палеопочвы Л1п1 (14200±150 л.н.), находящейся в лессовой толще Л1 (Алексеева, Волков, 1969, Фирсов, Орлова, 1971). Ее следы прослежены В.С.Зыкиной при геологическом описании разреза Мраморный на Заобской холмистой равнине (Зыкина и др., 1981). В остальных изученных разрезах Сибирской лессовой формации эта почва по геологическим данным на выявлена. Магнитные характеристики позволили проследить возможное присутствие Л1 п 1 почти на

всем протяжении Сибирской формации (рис.1). Выделение этой палеопочвы дает дополнительный маркирующий стратиграфический горизонт, уточняет скорости осадконакопления, разделяет вмещающую ее лессовую толщу на 2 горизонта и дополняет климатическую реконструкцию.Отсутствие же этой почвы свидетельствует о стратиграфическом перерыве.

Идентификация стратиграфических горизонтов по специфическим магнитным свойствам. В разрезе Белово верхняя часть лессовой толщи Л4 (ОИС8) обладает ярко выраженными переходными от лессов к палеопочвам магнитными характеристиками (рис.1), что свидетельствует об ее образовании в более мягких климатических условиях по сравнению с другими лессовыми горизонтами. Подобное поведение магнитных характеристик обнаружено в самых нижних горизонтах лессов на Заобской холмистой равнине, СевероКузнецкой равнине, в Новосибирском Приобье. Возможно, это явление обусловлено местными особенностями климата, но не исключено, что такое поведение магнитных характеристик связано с положительным пиком инсоляции во вторую половину ОИС8 и имеет общий характер для Северного полушария. Относительное потепление климата в это время отмечается, например, появлением биогенного кремнезема в осадках оз. Байкал. Одновозрастные лессовые горизонты КЛП и Аляски также характеризуются переходными значениями магнитных параметров. Таким образом, по величинам и специфическому поведению магнитных характеристик в лессовых толщах можно предположительно устанавливать их возраст. Кроме того, перспектива получения дополнительных маркирующих горизонтов очевидна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы является авторская концепция, обобщающая, уточняющая и развивающая современные представления о процессах формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей Сибирской субаэральной формации, на основе которой предложена «сибирская» модель фиксации изменений природной среды и палеоклимата в магнитных свойствах субаэральных отложений, проявляющаяся на большей части изученной территории. Модель представляет собой суперпозицию двух известных типов магнитной записи палеоклиматического сигнала: а) «аляскинского» - ветрового и б) «китайского» - педогенного. Магнитная восприимчивость изменяется в ней по «аляскинскому» типу, а РО - по «китайскому». Такое поведение магнитных характеристик обнаружено впервые, т.е. впервые обнаружен переходный механизм формирования магнитных свойств лессово-почвенных серий, позволяющий связать два известных типа фиксации палеоклиматического сигнала в единую модель.

ископаемых почвах и его увеличение в лессовых толщах отражает глобальные изменения климата в Северном полушарии. Наложение двух механизмов объясняет все многообразие магнитных свойств лессово-почвенных отложений на территории Сибири, при этом «аляскинский» и «китайский» механизмы оказываются крайними членами ряда. В случае «аляскинского» механизма сводится практически к нулю действие «педогенного» фактора, в случае «китайского» - ветровой привнос материала почти постоянен, а изменение магнитных свойств осадков определяется действием «педоленной» составляющей. Степень выраженности того или иного механизма в общей модели определяется местными палеоклиматическими и палеогеографическими условиями. На основе предложенной модели, с учетом выполненных автором петромагнитных исследований и анализа литературных данных, установлены следующие общие закономерности климатически обусловленного изменения магнитных свойств лессово-почвенных серий от «аляскинского» механизма через «сибирский» к «китайскому»: 1) уменьшение размеров магнитных зерен, 2) увеличение количества аутигенных тонкодисперсных зерен педогенных магнитных минералов, 3) увеличение относительной концентрации высококоэрцитивных магнитных минералов, 4) возрастание роли парамагнитных (глинистых) минералов, 5) усиление химического выветривания по сравнению с физическим.

Закономерности изменения магнитных свойств в рамках одной модели от сильной до слабой обусловлены местными условиями осадконакопления и заключаются в 1) снижении концентрации магнитных минералов, 2) уменьшении различия в магнитных свойствах лессов и ископаемых почв, 3) уменьшении различий в составе магнитных минералов, 4) нарушении магнитной текстуры постседиментационными процессами.

Однако, многие вопросы еще требуют дальнейшего изучения. В первую очередь это касается получения петромагнитных данных в областях перехода между провинциями и регионами с различным типом записи климатического сигнала. В петромагнитном отношении эти области мало изучены, а такие данные чрезвычайно важны для усовершенствования и верификации авторской концепции. Не менее актуальным представляется комплексирование различных методов для повышения достоверности и разрешающей способности палеоклиматических реконструкций.

По мнению автора, Сибирский регион является ключевым для изучения изменений природной среды и климата внутриконтинентальной Азии по магнитным свойствам лессово-почвенных отложений, поскольку возможности «сибирской» модели шире и охватывают больший диапазон изменения магнитных свойств (а, значит, и диапазон климатических изменений), чем в двух других известных моделях. Одно из направлений развития палеоклиматических реконструкций на основе изучения магнитных характеристик лессово-почвенных серий автор видит в создании банка петромагнитных данных, полученных по единой методике, по всем регионам земного шара. Полученные в работе результаты иллюстрируют эффективность такого подхода для решения палеоклиматических и палеогеографических задач.

Публикации по теме диссертации

1. Поспелова Г.А., Куликова J1.C., Матасова Г.Г., Геомагнитные вариации, зафиксированные в позднеголоценовых отложениях реки Бердь// Проблемы изучения палеовековых вариаций магнитного поля Земли. - Владивосток, 1979. - С. 82-98.

2. Казанский А.Ю., Зыкина B.C., Матасова Г.Г., Метелкин Д.В. Петромагиетизм лессово-почвенных разрезов позднего плейстоцена, как возможный метод реконструкции среды обитания древнего человека (на примере Бачатского разреза. Кузнецкая котловина) // Палеоэкология плейстоцена и культуры каменного века Северной Азии и сопредельных территорий. Т. 1.-1 [овосибирск: ИАЭ СО РАН, 1998 а. -С. 199-208.

3. Казанский А.Ю., Кравчинский В.А., Зыкина B.C., Матасова Г.Г., Метелкин Д.В. Возможности магнитных методов для выявления климатического сигнала в лессово-почвенных разрезах Сибири // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск: ИАЭ СО РАН, 1998 6. - С. 191-202.

4. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Петромагнитные характеристики опорного лессово-почвенного разреза Куртак (Средняя Сибирь) и их значение для палеоклиматических реконструкций // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. Вып. 2. - Новосибирск: ИАЭ СО РАН, 2000.-С. 313-331.

5. Matasova G., Kazansky A., Jordanova N., Petrovsky E. Significance of magnetic anisotropy in studies of sedimentary environments of late Pleistocene loess/paleosoil sequences in Siberia//Geophysical Research Abstracts, Vol. 2, Palaeo, Rock, Environmental Magnetism, 2000. - P. 216.

6. Zhu R.X., Guo В., Ding Z.L., Guo Z.T., Kazansky A., Matasova G. Gauss-Matuyama polarity transition obtained from a loess section at Weinan, North-Central China // Chinese J. of Geophysics (Acta Geophysica Sinica). - 2000 a. - Vol. 43, N 5. - P. 621-634.

7. Zhu Rixiang. Kazansky A., Matasova G., Guo Bin, Zykina V., Petrovsky E., Jordanova N. Rock-maiinetic investigation of Siberia loess and its implication // Chinese Science Bulletin. - 2000 6. - Vol. 45, N 23. - P. 2192-2197.

8. Matasova G„ Petrovsky E„ Jordanova N.. Zykina V., Kapicka A. Magnetic study of Late Pleistocene locss/palaeosol sections from Siberia: palaeoenvironmental implications // Geophysical J. International, 2001.- Vol. 147, N 2. - P. 367-380

9. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C., Чиркин К.С. Реконструкция древней природной среды и палеоклимата магнитными методами на археологических памятниках Средней Западной Сибири // Археология, этнография и антропология Евразии. - 2001. - № 3(7). - С. 2-16.

10. Матасова Г.Г. Магнитные свойства лессово-почвенных отложений Западной и Средней Сибири как индикатор палеоклиматических колебаний // Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков: Материалы Всероссийской научной конф., посвященной 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований, 1-4 октября 2002 г. Иркутск: ИЗК СО РАН. - Иркутск, 2002. - С. 516-517.

11. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Бортникова С.Б. Петромагнитные исследования окружающей среды, загрязненной отходами горнорудного предприятия (г.Салаир, Западная Сибирь) // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород . Материалы семинара. Норок 19-22 октября 2002 г. - М: ГЕОС, 2002 а. - С. 56-58.

12. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Палеоклиматический сигнал в магнитный свойствах лессово-почвенных отложений Западной и Средней Сибири / / Палеомагнетизм и магнетизм горных пород . Материалы семинара. Борок 19-22 октября 2002 г. - М: ГЕОС, 2002 б. - С. 55-56.

13. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Размер магнитного зерна в лессово-почвенных отложениях разреза Новокузнецкий (Кузнецкая котловина) как индикатор климатических колебаний // Основные закономерности глобальных и региональных изменений климата и природной среды в позднем кайнозое Сибири. Вып. I. - Новосибирск: ИАЭ СО РАН, 2002 в. - С. 323-337.

14. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Бортникова С.Б. Оценка загрязнения окружающей среды отходами горнорудного производства по результатам петромагнитных исследований (Салаирский ГОК, Кемеровская область) // Вестник ТГУ. Сер. Науки о Земле (геология, география, Метеорология, геодезия). Приложение: Мат. науч. конф., симп., школ, проводимых в ТГУ. - Томск, 2003 а. - № 3 (V). - С. 179-181.

15. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Гранулометрический состав и магнитные свойства позднеплейстоценовых субаэральных отложений Западной Сибири как отражение климатических колебаний (на примере опорного разреза Белово) // Вестник Томского гос. ун-та. Сер. Науки о Земле (геология, география, метеорология, геодезия). Приложение: Мат. науч. конф., симп., школ, проводимых в ТГУ. - Томск. 2003 б. - № 3 (1). - С. 112-115.

16. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Наложение "аляскинской" и "китайской" моделей записи палеоклимата в магнитных свойствах отложений верхнего и среднего плейстоцена на юге Западной Сибири // Геол. и геофиз. - 2003 в.-Т. 44, №7.-С. 638-651.

17. Kazansky A.Y., Matasova G.G., Zykina V.S. Paleoclimatic proxy data in magnetic properties of the Siberian loess-soil series: comparison with the Chinese Loess Plateau, Alaska and sediments of Lake Baikal // Berliner Palaobiologische Abhandlungen. Environmental Change in Central Asia: International Symposium, l-'rcic Universitaet Berlin, Germany, March 10-15, 2003: Abstracts. - Berlin, 2003. - C. 53-55.

18. Zhu R.X., Matasova G„ Kazansky A., Zykina V., Sun J.M. Rock magnetic record of the last glacial-interglacial cycle from the Kurtak loess section, southern Siberia // Geophys. J. International. - 2003. - Vol. 152, N 2. - P. 335-343.

19. Матасова Г.Г. Магнитные свойства лессово-почвенных отложений сибирской субаэралыюй формации И Палеомагнетизм и магнетизм горных пород: теория, практика и эксперимент: Материалы международного семинара. Казань, 3-7 ноября 2004 г. - Казань: Изд-во КГУ, 2004. - С. 306-311.

20. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Зыкина B.C. Анизотропия магнитной восприимчивости лессово-почвенных отложений (на примере опорного разреза Белово, Западная Сибирь) // Физика Земли. - 2004. - № 2. - С. 50-65.

21. FedotovA., Kazansky A..Tomurhuu D., Matasova G., Ziborova G., Zhclcznyakova Т., Vorobyova S„ Phedorin M., Goldberg E., Oyunchimeg Т., NarantsctscgT., Vologina E., Yuldashcv A., Kalugin I., Tomurtogoo O., Grachcv M. A 1-Myr Rccord of Palcoclimatcs from Lake Khubsugul, Mongolia// Eos, Transactions, American Geophysical Union. - 2004. -Vol. 85, N40. -P. 387-390.

22. Matasova G.G., Kazansky A.Yu. Magnetic properties and magnetic fabrics of Plcistoccne loess/palaeosol deposits along west-central Siberian transect and their

palaeoclimatic implications; Глава в монографию: Martin Hernandez F., Lbneburg C.M, Aubourg C, Jackson M. (eds) Magnetic Fabric: Methods and Applications. Chapter 12. Geological Society, London, Special Publications, 2004. - Vol. 238. - P. 145-173.

23. Казанский A.IO-, Бобров B.B., Кривоногов С.К., Молодин В.А., Матасова Г.Г., Чемякина М.А. Оценка влияния хозяйственной деятельности древнего человека на природную среду по изменению естественных магнитных свойств (на примере Венгеровского археологического района Новосибирской области) // Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий (Материалы Годовой сессии Института археологии и этнографии СО РАН 2005г.). -Новосибирск: Изд-во ИАЭ СО РАН, 2005. - Т. XI, часть I. - С. 313-317.

24. Матасова Г.Г., Казанский A.IO. Вклад парамагнитных минералов в магнитные свойства лессово-почвенных отложений Сибири (палеоклиматический аспект) // Физика Земли.-2005.-№ 9.-С. 81-89.

25. Kazansky A. Matasova G. Variations in Loess and Palaeosol Magnetic Properties as Indicators of Palaeoclimatic Gradients in West- Central Siberia // Third International Conference Environmental Change in Central Asia, May 23rd till 27th, 2005, Ulaanbaatar, Mongolia: Extended Abstracts. Geographica Ockologica Journal ofMOLARE Research Centre. - 2005. - Vol. 3. - P. 53-57. '

26. Kazansky A.Y., Matasova G.G.. Zhdanova A.I. Siberian Subaerial Realm - the Natural Magnetic Archive of Paleoclimatic Fluctuations in Central Asia// Regularities of the Structure and Evolution of Geospheres: Proceedings of VII International Interdisciplinary Scientific Symposium and International Geoscience Programme (IGCP-476). - Vladivostok, 2005. - P. 410-411.

27. Matasova G.G.; Kazansky A.Y.; Bortnikova S.B.; Airijants A.A. The use of magnetic methods in an environmental study of areas polluted with non-magnetic wastes of the mining in industry (Salair region, Western Siberia, Russia) //Geochem: Exploration Environment., Analysis. - 2005. - Vol. 5. - P. 75-89.

28. Матасова Г.Г. Казанский A.IO. Бортникова С.Б. Айриянц A.A. Магнитные свойства осадков при техногенном загрязнении отходами горнорудного производства (Салаирский ГОК, Кемеровская обл.) // Геоэкология. - 2006. - № 1. - С. 33-44.

29. Казанский А.Ю., Матасова Г.Г., Козьмин Д.Г., Колямкин В.М., Шаталина ТА. Петромагнитные характеристики опорного разреза Государев Лог (г. Красноярск) и их климатическая интерпретация // Исследование магнитных свойств горных пород. Сборник научных трудов памяти Л. Е. Шолпо. - Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2006 а. - С- 48-55.

30. Казанский АЛО., Рященко Т.Г., Матасова Г.Г., Акулова В.В., Ухова Н.Н. Петромагнетизм субаэральных отложений Прибайкалья (опорный разрез у п. Новоразводная, р-н г.Иркутска) // Геофизический журнал. - 2006 б. - Т. 28. - № 5. -С. 335-343.

31. Kazanskiy A., Matasova G. Magnetism of Siberian loess sediments as a tool for recognition of Late Pleistocene // Environmental Changes and Earth Surface Process in Semi-Arid and Temperate Areas. Abstracts of Joint International Symposium Ulaanbaatar, Урлах Эрдем, 2006. - P. 30-32. •

Технический редактор О.М.Вараксина

подписано к печати 16.08.06 Формат 60x84/16. Бумага офсет № 1. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная Печ. л. 2.1. Тираж 120. Зак. №208.

НП АИ «Гео». 630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Матасова, Галина Гельевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Лессовые отложения - континентальный архив изменений природной среды и климата13.

1.2. Магнитные свойства лессов и палеопочв как источник палеоклиматической информации^

1.3. Магнитная минералогия лессово- почвенных отложений

1.4. Палеоклиматические и палеогеографические реконструкции на основе магнитных записей в лессово-почвенных последовательностях

1.5. Петромагнитные данные по лессово-почвенным отложениям Сибири

1.6. О моделях формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГО-СТАРТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИБИРСКОЙ СУБАЭРАЛЬНОЙ ФОРМАЦИИ И ПЕТРОМАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ ЕЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Терминологическая дискуссия

2.2. Сибирская субаэральная формация

2.3. Основные районы распространения лессово-почвенных отложений Сибири4J.

2.4. Отбор образцов, аппаратура и методика лабораторных исследований магнитных свойств образцов

ГЛАВА 3. ПЕТРОМАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕССОВО-ПОЧВЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СИБИРСКОЙ СУБАЭРАЛЬНОЙ ФОРМАЦИИ:

3.1. Концентрационно-чувствительные параметры: х, NRM, SIRM, ARM

3.2. Состав магнитных минералов

3.3. Структурно-чувствительные магнитные параметры: //АЯМ, //БЖМ,

БШМ/АЯМ, ГО, гистерезисные соотношения

3.4. Анизотропия магнитной восприимчивости

3.5. Парамагнитные характеристики

ГЛАВА 4. ОТРАЖЕНИЕ СМЕНЫ УСЛОВИЙ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В ПЕТРОМАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ЛЕССОВО-ПОЧВЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙЩ

4.1. Изменение магнитных свойств лессово-почвенных отложений в условиях переувлажнения1Ц

4.2. Смена механизма формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений при изменении климата

4.3. Суперпозиция ветрового и химического механизмов формирования магнитных свойств субаэральных отложений под воздействием техногенного загрязнения окружающей средыШЗ

ГЛАВА 5. РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И

ПАЛЕОКЛИМАТА

5.1. Уникальность объекта - два известных механизма формирования магнитных свойств отложений на территории Сибирской субаэралыюй формации и самостоятельный «сибирский» механизм

5.1.1.Аргументы в пользу самостоятельности «сибирского» механизма

5.2. Сравнение изменений петромагпитных параметров с высокоразрешающими палеоклиматическими летописями: океанической кислородно-изотопной кривой, содержанием биогенного кремнезема и диатомовых в байкальских донных осадках

5.3. Магнитные характеристики лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации как отражение динамики ландшафтных компонентов на территории Сибири

5.4. Состав магнитных минералов в лессово-почвенных сериях как индикатор палеоклиматических колебаний

5.5. Изменения относительных размеров магнитных зерен в лессах и почвах, как мера изменения интенсивности палеоветров, расстояния до источника развевания и как качественная (полуколичественная) оценка степени педогенеза

5.6. Отражение в магнитной текстуре отложений преимущественных направлений палеоветров, склоновых и педогенных процессов

5.7. Петромагнитная информация, дополняющая визуальные геологические наблюдения (выделение палеопочв, подразделение на горизонты педокомплексов, идентификация лессовых горизонтов, выявление неоднородности лессовых толщ)

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации"

Детальные реконструкции природной среды и климата по континентальным отложениям требуют комплектования различных методов, одним из которых признан петромагнитный метод, успешно зарекомендовавший себя в отложениях Китайского лессового плато. В отложениях субаэральной формации Сибири [Волков, 1971] петромагнитные исследования ограничивались в основном измерениями магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности, поэтому картина изменения магнитных свойств лессово-почвенных отложений Сибири оказалась неполной и, соответственно, недостаточным основанием для реконструкций климата позднего плейстоцена [Chlachula, 1999]. Дискуссионна интерпретация магнитной записи климата по «аляскинской» модели в отложениях Предалтайской равнины [Evans-st al., 2003] и распространение этой модели на всю территорию Сибири [Evans, Heller, 2003]. Для получения полной пространственно-временной картины изменения магнитных свойств отложений Сибирской субаэральной формации требуются более совершенные подходы, основанные на изучении всей совокупности магнитных свойств лессово-почвенных серий по большому числу разрезов из разных провинций Сибирской субаэральной формации, особенно в регионах со сложно интерпретируемым поведением магнитных характеристик. Таким образом, совершенствование и уточнение реконструкций изменений природной среды и климата по лессово-почвенным отложениям с использованием их магнитных свойств представляется актуальной научной проблемой, имеющей важное теоретическое и практическое значение.

Цель исследований: - построение петромагнитной модели Сибирской субаэральной формации, использование ее для повышения достоверности и информативности реконструкций природной среды и климата Сибири, и попытка создания концепции, объединяющей существующие модели формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей под воздействием природной среды и климата в различных регионах мира.

Научные задачи:

3. Определить базовые петромагнитные параметры для построения общей модели формирования магнитных свойств лессово-почвенных атложений под влиянием природной среды и климата.

Фактический материал и методы исследования. Теоретической основой решения поставленной проблемы послужили физические принципы магнетизма горных пород, объясняющие магнитные явления в отдельных зернах минералов и в матрице горной породы в целом [Нагата, 1965; Трухин, 1973; Шолпо, 1977; Печерский, 1985; Dunlop, Ozdemir, 1997 и др.]. Основным методом исследования являлся петромагнитный и, частично, палеомагнитный метод. Для экспериментального изучения магнитных характеристик осадков и экстрагированных магнитных фракций использовалась современная магнитометрическая аппаратура (в том числе криогенные магнитометры 2G Enterprise и HSM, спин-магнитометры JR-4, JR-5, измерители магнитной восприимчивости Bartington MS2, KLY3 и измеритель коэрцитивных параметров MicroMag Alternating Gradient Magnetometer 2900) лабораторий России, Чехии, Германии и Китая. Основной фактический материал получен при непосредственном участии автора в ходе полевых исследований сотрудников

Лаборатории геодинамики и палеомагнетизма и других лабораторий Института Геологии СО РАН в содружестве с сотрудниками ИНГ СО РАН, ГИС центра ОИГГМ СО РАН; ИПА СО РАН, ИГХ СО РАН, ИАЭ СО РАН, ИЗК СО РАН, КГУ (г.Красноярск), ИГУ (г.Иркутск), ФУП «Красноярскгеология». Полевые работы проводились в течение 9 сезонов (1997-2005 гг). В работе также использованы коллекции образцов, собранные А.Ю. Казанским, С.К. Кривоноговым, И.Д. Зольниковым, A.A. Айриянцом, Д.Б. Бессоновым, Е.П. Бессоновой.

B.С.Зыкиной, Д.Г.Козьминым, В.М.Колямкиным, Т.А.Шаталиной,

C.К.Кривоноговым, И.Д.Золышковым, А.И.Ждановой.

Защищаемые положения:

1) На основании установленных пространственно-временных закономерностей изменения магнитных характеристик лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации проведено районирование Сибирского региона на четыре провинции. Зависимости между магнетизмом отложений и изменениями ландшафтных компонентов и климата позднего плейстоцена, реконструированными по палеоботаническим и палеогеографическим данным, свидетельствуют, что сильномагнитные субаэральные отложения сформировались под воздействием климата с перигляционно-тундровым типом растительности. Смягчение климата через бореальный к суббореалыюму со степным типом растительности сопровождалось ослаблением магнитных свойств лессово-почвенных отложений через среднемагнитные до очень слабомагнитных.

2). Формирование магнитных свойств пород Сибирской субаэральной формации определялось взаимодействием двух различных механизмов: поступлением магнитной фракции в отложения за счет ветровой деятельности («ветровой механизм», характерный для лессов Аляски) и (био)химическим образованием аутигенных тонкодисперсных магнитных минералов («педогенный» механизм, характерный для палеопочв Китая). В отличие от других лессовых формаций, где действует преимущественно либо тот, либо другой механизм, в Сибири наблюдается последовательный переход от «аляскинской» модели к «китайской» через «сибирскую» модель. Последняя представляет собой суперпозицию (наложение) этих двух механизмов и обуславливает все своеобразие магнитных свойств сибирских лессово-почвенных серий.

4). Петромагнитные характеристики пород Сибирской субаэральной формации являются чувствительными индикаторами изменений окружающей среды. Концентрационно-зависимые магнитные характеристики, связанные с крупнозернистыми фракциями отложений, отражают изменения климата в периоды похолоданий, а структурно-чувствительные, связанные с содержанием мелкозернистых фракций, - в периоды потеплений. Детальность петромагнитной записи в лессово-почвенных отложениях сравнима с высокоразрешающими климатическими записями в донных осадках оз.Байкал, что позволяет использовать магнитные свойства сибирских субаэральных обложений для реконструкций природной среды и климата плейстоцена.

Научная новизна и личный вклад.

1) На основе анализа экспериментальных данных по изменению петромагнитных характеристик в лессово-почвенных последовательностях Сибирской субаэральной формации с учетом возрастных оценок отдельных горизонтов по геологическим [Волков, 1971; Архипов и др., 1997; Зыкин и др., 2000 и др.], палеонтологическим, радиоуглеродным [Орлова, 1995; Orlova et al., 1999], термолюминисцентным [Zander et al., 2003; Frechen et al., 2005] данным выявлены основные закономерности процессов формирования магнитных свойств субаэральных отложений на территории Сибири. В позднем плейстоцене установлено, по крайней мере, 4 крупных провинции, различающиеся по магнитным свойствам лессово-почвенных последовательностей от сильномагнитных до очень слабомагнитных. Эти провинции в целом отвечают различным подзонам палеоклимата в регионе.

2) Опираясь на выявленные закономерности и с использованием современных представлений о механизмах формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей в различных регионах Земного шара [Heller, Liu, 1986; Beget et al., 1990; Heller, Evans, 1995, Lagroix, Banerjee 2002; Evans, 2001, Evans, Heller, 2003 и др.] разработан авторский вариант концепции, объясняющей формирование магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей и основные закономерности поведения магнитных характеристик в лессово-почвенных сериях. Основой авторской концепции является наложение (суперпозиция) двух различных по характеру и проявлению механизмов формирования магнитных свойств субаэральных отложений: ветрового привноса магнитного материала и образование новых магнитных минералов в результате био/геохимических процессов. Динамический баланс между этими процессами определяет многообразие магнитных характеристик лессово-почвенных серий.

3) Исходя из экспериментальных данных в рамках авторской концепции, с учетом характеристик современного климата [Климатический., 1960] построена петромагнитная модель для каждой провинции. По петромагнитным данным составлены карты-схемы природной среды позднего плейстоцена, позволяющие уточнить и детализировать существующие реконструкции ландшафтных компонентов региона [Динамика., 2002].

4) По результатам исследований магнитной анизотропии лессово-почвенных отложений Сибири, с учетом аналогичных данных по другим регионам [ТЫ81е1\уоос1 е{ а1., 1991; Вапецее, 2002; Ниэ, 2003 и др.] и результатов лабораторного моделирования [\Уи & а1., 1998] реконструировано направление палеоветров для отдельных интервалов среднего-позднего плейстоцена в Западной и Средней Сибири.

Теоретическая и практическая ценность Разработанная автором концепция процессов формирования магнитных свойств отложений Сибирской субаэральной формации является обобщением и дальнейшим развитием существующих представлений по этой проблеме и представляет собой основу для анализа и понимания общих закономерностей формирования лессово-почвенных последовательностей в зависимости от изменений окружающей среды и климата как в глобальном масштабе, так и с учетом региональных палеогеографических условий. Разработанные автором петромагнитные модели для отдельных регионов Сибирской субаэральной формации позволяют с большой степенью детальности восстанавливать характер климатических колебаний как в периоды ледниковий, так и во время межледниковий и межстадиалов. Результаты проведенных исследований дают возможности для построения пространственно-временных карт-схем, отражающих изменения окружающей среды и климата на принципиально новой методической основе.

Апробация работы. Научные результаты докладывались на международных и российских совещаниях: Международный симпозиум по палеоэкологии плейстоцена, (Новосибирск, 1998); Симпозиум Международной Ассоциации по Геомагнетизму и Аэрономии (Бирмингем, 1999); Ассамблея Европейского Геофизического Союза (Гаага, 1999), (Вена, 2000), (Ницца, 2001); Всероссийский семинар по палеомагнетизму и магнетизму горных пород, (Обсерватория Борок, 2002), (Казань, 2004); Общемосковский семинар по палеомагнетизму и магнетизму горных пород (2002,2005, Москва); конференция "Проблемы геологии и географии Сибири" (Томск, 2003); 6-й Международный симпозиум по геохимии окружающей среды (Эдинбург, 2003); Конференция РФФИ (Иркутск, 2003); Международный симпозиум по изменению окружающей среды в Центральной Азии (Берлин, 2003, Улан-Батор, 2005, 2006); Международный симпозиум «Закономерности строения и эволюции геосфер» (Владивосток, 2005).

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения. Она включает 276 страниц текста, 69 рисунков, 16 таблиц и списка литературы из 410 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Матасова, Галина Гельевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы является авторская концепция, обобщающая, уточняющая и развивающая современные представления о процессах формирования магнитных свойств лессово-почвенных последовательностей Сибирской субаэральной формации, на основе которой предложена «сибирская» модель фиксации изменений природной среды и палеоклимата в магнитных свойствах субаэральных отложений, проявляющаяся на большей части изученной территории. Модель представляет собой суперпозицию двух известных типов магнитной записи палеоклиматического сигнала: а) «аляскинского» - ветрового и б) «китайского» - педогенного. Величина % изменяется в ней по «аляскинскому» типу, а величина РО - по «китайскому». Такое поведение магнитных характеристик обнаружено впервые, т.е. впервые обнаружен переходный механизм формирования магнитных свойств лессово-почвенных серий, позволяющий связать два известных типа фиксации палеоклиматического сигнала в единую модель.

В качестве базового параметра в единой модели предложено использовать эффективный размер магнитного зерна, одинаковым образом изменяющийся при действии любого из механизмов формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений. Уменьшение эффективного размера магнитного зерна в ископаемых, почвах и его увеличение в лессовых толщах отражает глобальные изменения климата в Северном полушарии. Наложение двух механизмов в рамках, предложенной концепции объясняет все многообразие магнитных свойств лессово-почвенных отложений на территории Сибири, при этом «аляскинский» и «китайский» механизмы оказываются, крайними членами ряда. В случае «аляскинского» механизма сводится практически, к нулю действие «педогенного» фактора, в случае «китайского» - ветровой привнос материала почти постоянен в лессовые и почвенные горизонты, а изменение магнитных свойств осадков определяется действием «педогенной» составляющей. Степень выраженности того или иного .механизма в общей модели определяется местными палеоклиматическими и палеогеографическими условиями. На основе предложенной модели, с учетом выполненных автором петромагнитных исследований и анализа литературных данных, установлены следующие общие закономерности климатически обусловленного изменения магнитных свойств лессово-почвенных серий от «аляскинского» механизма через «сибирский» к «китайскому»: 1) уменьшение размеров магнитных зерен, 2) увеличение количества аутогенных тонкодисперсных зерен педогенных магнитных минералов, 3) увеличение относительной концентрации высококоэрцитивных магнитных минералов, 4) возрастание роли парамагнитных (глинистых) минералов, 5) усиление химического выветривания по сравнению с физическим.

Однако, многие вопросы, касающиеся формирования магнитных свойств лессово-почвенных отложений еще требуют дальнейшего изучения, в первую очередь, это получение петромагнитных данных в областях перехода между провинциями и регионами с различным типом записи климатического сигнала. В петромагнитном отношении эти области мало изучены, а такие данные чрезвычайно важны для усовершенствования и верификации авторской концепции. Не менее актуальным представляется комплексирование различных методов для повышения достоверности и разрешающей способности палеоклиматических реконструкций.

По мнению автора, Сибирский регион является ключевым для изучения изменений природной среды и климата внутриконтинентальной Азии по магнитным свойствам лессово-почвенных отложений, поскольку возможности «сибирской» модели для реконструкций палеосреды и климата шире и охватывают больший диапазон изменения магнитных свойств (а, значит, и диапазон климатических изменений), чем в двух других известных моделях. Одно из направлений развития палеоклиматических реконструкций на основе изучения магнитных характеристик лессово-почвенных серий автор видит в создании банка петромагнитных данных, полученных по единой методике, по всем регионам земного шара. Полученные в работе результаты иллюстрируют эффективность такого подхода для решения палеоклиматических и палеогеографических задач.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Матасова, Галина Гельевна, Новосибирск

1. Ананьев, В.П. Лессовые образования на земном шаре // Геоэкология! Инж. геология. Гидрогеология. Геокриология. 2004. - №1. - С. 27-32.

2. Архипов, С.А, Основные события позднеплейстоценового ледникового времени и их корреляция в Западной Сибири, Европе и Северной Америке // Проблемы четвертичной геологии Сибири / Под. ред. В.Н. Сакса. М.: Наука, 1969. - С. 7-17.

3. Архипов, С.А. Четвертичный период в Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1971. - 329 с.

4. Архипов, С.А., Зыкина, B.C., Круковер, Д.А., Гнибиденко, З.Н., Шелкопляс, В.Н. Стратиграфия и палеомагнетизм ледниковых и лессово-почвенных, отложений Западно-Сибирской равнины // Геология и геофизика. -1997. Т. 38. - № 6. - С. 1027-1048.

5. Санкт-Петербургского Университета. Геология. 2000. - Сер. 7. - Вып. 1. - № 7. -С. 3-14.

6. Атлас Алтайского края / Под ред. И.С. Процюка. Москва-Барнаул : ГУГК, 1978.-168 с.

7. Атлас Новосибирской области / Под ред. А.Г. Гущиной. -Новосибирск : ГУГК, 1979. 56 с.

8. Атлас СССР / Под ред. А.Н. Баранова, А.Н. Блиновой. М. : ГУГК, 1969.-200 с.

9. Бабанин, В.Ф., Трухин, В.И., Карпачевский, JI.O., Иванов, A.B., Морозов, В.В. Магнетизм почв. Ярославль : ЯГТУ, 1995. - 222 с.

10. Багин В.И., Гендлер Т.С., Авилова Т.Е. Магнетизм а-окислов и гидроокислов железа. М.: изд-во ИФЗ АН СССР, 1988. - 180 с.

11. Безрукова Е. В., Летунова П.П. Высокоразрешающая запись палеоклиматов Восточной Сибири для раннего и среднего плейстоцена по материалам палинологического исследования байкальских осадков // Геология и геофизика, 2001. Т. 42, - № 1-2. - С. 98-107.

12. Большаков В.А., Гапеев А.К., Ясонов П.Г. Пьезохимическая остаточная намагниченность как результат:.изменения ; коэрцитивной силы образцов горных пород из зон гипергенеза // Изв. АН СССР. Физ. Земли 1987. -№9.-С. 55-63

13. Большаков, В.А. Использование методов магнетизма горных пород при изучении новейших отложений. М.: "ГЕОС", 1996. - 192 с.

14. Большаков, В.А. Физические и палеогеографические аспекты использования магнитной восприимчивости при изучении палеоклимата // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород. М.: ОИФЗ РАН, 1997. - С. 10-15.

15. Буров Б.В., . Ясонов П.Г. Введение в дифференциальный термомагнитный анализ горных пород. Казань : изд-во КГУ, 1979. - 160 с.

16. Вдовин В.В,; . Зудин А.Н., Лаврентьев А.И. К стратиграфии антропогена Кузбасса по палеомагнитным данным // Геология и геофизика. -1973. -№ 1.- С. 136-140.

17. Веклич, М.Ф. Палеопедология как наука; Методика палеопедологических исследований. Киев, 1979. - 121 с.

18. Веклич, М.Ф. Палеоэтапность и стратотипы почвенных формаций верхнего кайнозоя. Киев, 1982. - 176 с.. > 31. Величко, A.A. Природный процесс в плейстоцене. М. :Наука, 1973. -180 с.

19. Величко A.A., Морозова Т.Д., Нечаев В.П. и др. Проблемы хроностратиграфии и корреляция лессово-почвенной формации Русской равнины // Стратиграфия и палеогеография четвертичного периода Восточной Европы. М.: Наука, 1992. С. 14-28.

20. Величко A.A., Архипов С.А., Ахметьев М.А. и, др. История ландшафтов и климата Северной Евразии в кайнозое // Глобальные изменения природной среды / Гл. ред. H.JI. Добрецов, В.И. Коваленко. Новосибирск : изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1998. - С. 261-268.

21. Вирина Е.И., Фаустов С.С., Хеллер Ф. О роли парамагнитного сигнала при пмеомагнитных исследованиях лессовых отложений // Физика Земли. -2001.-№5,-С. 78-84.

22. Волков, И.А. О континентальных четвертичных осадочных формациях равнин // Проблемы четвертичной геологии Сибири / Отв. ред. В.Н. Сакс. М. : Наука, 1969.- С. 88-96.

23. Волков, И.А. Состояние и перспективы развития стратиграфии четвертичных отложений // Геология и геофизика. 1983. - № 2. - С. 30-33.

24. Волков, И.А. Плейстоценовая субаэральная толща и динамика природной среды ( на примере Западной Сибири) // Геология и геофизика. -2003. Т. 44, № 4. с. 364-372.

25. Волков И.А., Волкова B.C. Циклиты субаэральной толщи иконтинентальное плейстоценовое осадконакопление в Западной Сибири //• *

26. Цикличность новейших субаэральных отложений / Отв. ред. И.А. Волков. -Новосибирск: Наука СО, 1987. С. 49-60.

27. Волков И.А., Зыкина B.C. Ископаемые почвы в опорном разрезе покровных отложений Новосибирского Приобья // Геология и геофизика. 1977. -№7.-С. 83-94.

28. Волков И.А., Зыкина B.C. Стратиграфия четвертичной л^совой толщи Новосибирского Приобья // Проблемы стратиграфии и палеогеографии плейстоцена Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. - С. 17-28.

29. Волков И.А., Зыкина B.C. Цикличность субаэральной толщи Западной Сибири и история климата в плейстоцене // Эволяция климата, биоты и среды обитания человека в поздем кайнозое Сибири. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1991. С. 40-51.

30. Волков И.А., Орлова JI.A. Каргинско-сартанское время и голоцен юго-восточной части Западной Сибири по данным радиоуглеродного метода датирования // Геология и геофизика. 2000. - Т. 41, №10. - С. 1428-1442.

31. Волкова, B.C. Четвертичные отложения низовьев Иртыша и их биостратиграфическая характеристика. Новосибирск: Наука, 1966. - 174 с.

32. Волкова, B.C. Стратиграфия и история развития растительности Западной Сибири в позднем кайнозое. М: Наука, 1977. - 237 с.

33. Воробьева Г;А.; Медведев Г.И. Субаэральное позднечетвертичные отложения и стратиграфия палеолитических находок Южного Приангарья // Вопр. геол. и палеогр. Сибири и Дал. Вост. Иркутск, 1985. - С. 71--S4.

34. Геологический словарь / Гл. ред. К.Н. Паффенгольц и др. М.: Недра, 1978.942 с.

35. Голоудин, Р.И. Принципы геологического картирования четвертичных отложений // Сов. геол. 1989. - № 2. - С. 65-70.

36. Дергачева, М.И. Педогумусовый метод реконструкции палеоклиматов // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири / Отв. ред. Е.А. Ваганов и др. Новосибирск : изд-во ИАЭ, 1998. - С. 132-142.

37. Динамика ландшафтных компонентов и внутренних морских бассейнов Северной Евразии за последние 130 ООО лет / Отв. ред. A.A. Величко. -М.: ГЕОС, 2002. 232 с.

38. Добрецов H.J1., Зыкин B.C., Зыкина B.C. Структура лессово-почвенной последовательности плейстоцена Западной Сибири и ее сопоставление с байкальской й глобальными летописями изменения климата // Докл. РАН. -2003. Т. 391. -№ 6. - С. 821-824.

39. Дончеико В.В., Гнибиденко З.Н. Длиннопериодные вариации геомагнитного поля в эпохи Брюнес и Матуяма и их использование для детального датирования отложений Новосибирского Приобья // Геология и геофизика.- 1987,-№3.-С. 75-82.

40. Донченко В.В., Гнибиденко З.Н. К методике оценки амплитуд палеовековых вариаций геомагнитного поля // Геология и геофизика. 1989. - № 10.- С. 117-123

41. Дроздов Н.И., Лаухин С.А., Чеха В.П. и др. Куртакский археологический район. Красноярск: изд-во СО РАН, 1990. - Вып.1-3. - 316 с.

42. Добровольский, В.В. География почв с основами почвоведения. М. : Просвещение, 1976. - 288 с.

43. Зольников, И.Д. Позднеплейстоценовые оледенения в низовьях Оби // Геология и геофизика. -1991. Т. 32, № 11. - С. 110-117.65.3убаков, В.А. Глобальные климатические события плейстоцена. JI. : Гидрометеоиздат, 1986. 288 с.

44. Зыкин B.C., Зыкина B.C., Орлова J1.A. Изменения природной среды и климата в четвертичном периоде юга Западной Сибири // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. -Новосибирск: изд-во ИАЭ СО РАН, 1998. С. 175-190.

45. Зыкин B.C., Зыкина B.C., Орлова J1.A. Природная среда и климат теплых эпох четвертичного периода юга Западной Сибири // Геология и геофизика 2000. - Т. 41, № 3. - С. 297-317.

46. Зыкина, B.C. Верхнечетвертичные ископаемые почвы Новосибирского Приобья, их стратиграфическое и палеогеографическое значение: Автореф. дис. .канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 1979. - 22 с.

47. Зыкина, B.C. Цикличность строения четвертичной толщи субаэральных осадков на основании изучения ископаемых почв в Искитимском районе // Цикличность формирования субаэральных пород,- Новосибирск : Наука, 1980. Вып. 457. - С. 139-143.

48. Зыкина B.C., Волков И.А., Дергачева М.И. Верхнечетвертичные отложения и ископаемые почвы Новосибирского Приобья. М. : Наука, 1981. -203 с.

49. Казанский А.Ю., Рященко Т.Г., Матасова Г.Г. и др. Петромагнетизм субаэральных отложений Прибайкалья (опорный разрез у п. Новоразводная, р-н г.Иркутска) // Геофизический журнал. 2006. - Т. 28, №5. - С. 1035-1047.

50. Казанский А.Ю., Федотов А.П., Матасова Г.Г. и др. Первые результаты палеомагнитных исследований донных осадков озера Хубсугул по данным бурения // Геология и геофизика. 2005 а. - Т. 46, № 4. - С. 448-451.

51. Карабанов Е.Б., Прокопенко A.A., Кузьмин М.И. и др. Оледенения и Межледниковья Сибири палеоклиматическая запись из озера Байкал и ее корреляция с западно-сибирской стратиграфией // Геология и геофизика. - 2001. -Т. 42, №1-2.-С. 48-63.

52. Карогодин Ю.Н. Методологические вопросы исследования структуры •лёссовых циклитов // Цикличность новейших, субаэральных отложений / Отв. , ред. И.А. Волков. Новосибирск: Наука СО, 1987. - С. 5-14.

53. Я4.Кауричев • И.С., Орлов. Д.С.; .Окислительно-восстановительные.,, процессы и их роль в генезисе плодородных почв. М.: Колос, 1982. - 247 с. :■.••

54. Качинский H.A. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. М.: Наука, 1958. - 192 с.

55. Климатический атлас СССР / Ред. Ф.Ф. Давитая, В.П. Пастух. М. : ГУГК, 1960. - Т. 1. -182 с.

56. Колесников P.A. Почвообразование и природные условк*: Каргинского интерстадиала на территории котловин Приенисейской Сибири: автореф. .дис. .канд. геогр. наук. Томск: ТГУ, 2005. - 23 с.

57. Колямкин В.М. Новый взгляд на время и условия формирования террас Енисея // Геология и полезные ископаемые Красноярского края и республики Хакасия. Красноярск. - 2000. - Вып. 5. - С. 51-52.

58. Колямкин В.М., Прошина Т.Г. Новые данные по террасам Енисея // Материалы 7 Республиканской научной конференции "География на службе науки, практики и образования". Красноярск : изд-во КГПИ, 2001. С. 165-166.

59. Кригер Н.И. Лесс, его свойства и связь с географической средой. М.: Наука, 1965. - 296 с.

60. Кригер Н.И. Причины цикличности процесса лессообразования // Цикличность формирования субаэральных пород. Новосибирск : Наука, 1980. -Вып. 457. - С. 34-42. ' . '

61. Кригер, Н.И. Эволюция лесса в связи с палеогеографией // Вопросы почвоведения и палеогеографии. Чтения памяти ак. И.П.Герасимова. М. : Ин-т географии, 1991. Вып. 2. - С. 28-47.

62. Кудрявцева Г.П. Ферримагнетизм природных оксидов. М. : Недра, 1988.-232 с.

63. Кузьмин М.И., Карабанов Е.Б., Каваи Т. и др. Глубоководное бурение на Байкале основные результате // Геология и геофизика. - 2001. - Т. 42, № 1-2. -С. 8-34.

64. Ласкарев В.Д. Обзор четвертичных отложений Новороссии // Записки общества сельского хозяйства Южной России. Одесса, 1919. - Т. 88/89, кн. I. -С.32-45.

65. Лаухин С.А., Поспелова Г.А., Ранов В.А. и др. Оценка возраста верхней региональной погребенной почвы лессового разреза Хонако-3 (Таджикистан) // Бюл. Моск. О-ва испытателей природы. Отд. геол. 2001. -Т. 76, вып. 3. - С. 63-68.

66. Лессовые породы СССР/ Отв. ред. Е.М. Сергеев, А.К. Ларионов, H.H. Комиссарова. М.: Недра, 1986. - Т. 1. - 231 с.

67. Лессовый покров Земли и его свойства / Отв. ред. В.Т. Трофимов. М. : МГУ, 2001.-464 с.

68. Логачев H.A., Климанова В.М., Ломоносова Т.К. Кайнозойские отложения Иркутского амфитеатра. М.: Наука, 1964. - 193 с.

69. Ю2.Ломтадзе, В.Д. Лессовые породы Сибири и задачи их дальнейшего изучения // Физико-механические свойства и вопросы формирования лессовых пород Сибири. М.: Наука, 1968. - С. 5-23.

70. Ломтадзе, В.Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований. Л.: Недра, 1990.- 327 с.

71. Марков К.К., Лазуков Г.И., Николаев В.А. Четвертичный период. М. : Наука, 1965. Т. 2. -179 с.

72. Мартынов В.А. Верхнеплиоценовые и четвертичные отложения южной части Западно-Сибирской низменности // Четвертичный период Сибири. - М.: Наука, 1966. - С. 9-22.

73. Юб.Мартынов В.А., Храпов B.C., Шаевич Я.Е. Цикличность в разрезах Приобской возвышенной равнины // Цикличность формирования субаэральных пород. Новосибирск : Наука, 1980. - Вып. 457. - С. 87-94. .

74. Матасова Г.Г., Казанский А.Ю. Вклад парамагнитных минералов в магнитные свойства лессово-почвенных отложений Сибири (палеоклиматический аспект) // Физика Земли. 2005. - № 9. - С. 81-8

75. Матасова Г.Г., Казанский АЛО., Зыкина B.C. Анизотропия магнитной восприимчивости лессово-почвенных отложений (на примере опорного разреза Белово, Западная Сибирь) // Физика Земли. 2004. - № 2. - С. 50-65.

76. И5.Матасова Г.Г., Казанский А.Ю., Бортникова С.Б., Айриянц A.A. Магнитные свойства осадков при техногенном загрязнении отходами горнорудного производства (Салаирский ГОК, Кемеровская обл.) // Геоэкология. 2006.-№1.-С. 33-44.

77. И 6. Методические рекомендации по изучению петромагнитных и магнитных свойств пород, вскрытых сверхглубокими скважинами / Отв. ред. Ю.И. Кузнецов, Д.М. Печерский. Тверь : НПГП «ГЕРС», 1992. - 86 с.

78. Минервин A.B. Лессовые породы Алтае-Саянской горно-складчатой области и сопредельных территории (в пределах юга Красноярского края) // Физико-механические свойства и вопросы формирования лессовых пород Сибири. М.: Наука, 1968. - С. 53-66.

79. Минюк П.С., Новачек Н.Р., Глушкова О.Ю. и др. Палеоклиматические данные оз. Эльгыгытгын, Северо-Восток России (комплексные исследования) -Магадан : изд-во СВКНИИ ДВО РАН, 2003. 141 с.

80. Мозжерин, В.В. Формирование лессов в свете новейших палеомагнитных данных (глобальный обзор) // Геоморфология. 1999. - № 3. - С. 84-91.

81. Молостовский Э.А.; Абакшин О.В.; Еремин В.Н. Почвенные магнитные аномалии урбанизированных земель // Пробл. геоэкол. Саратова и обл. Саратов, 1998. - № 2. - С. 50-56.

82. Морозова, Т.Д. Развитие почвенного покрова Европы в позднем плейстоцене. М.: Наука, 1981. - 98 с.

83. Москвитин, А.И. Лесс и лессовидные отложения Сибири. Тр. Института геологических наук. Серия геологическая. -1940. Вып. 14, № 4. - 83 с.

84. Москвитин, А.И. Опыт применения единой стратиграфической схемы < четвертичным отложениям Западной Сибири. Тр. ГИН АН СССР. М., 1960. -Вып. 26.-С. 11-36.

85. Нагата, Т. Магнетизм горных пород. Пер. с англ. М. : Мир, 1965.347 с.

86. Нагорский, М.П. Материалы по геологии и стратиграфии рыхлых отложений кайнозоя Обь-Чумышской впадины // Материалы по геологии Западной Сибири. -1941. №13 (55). - 68 с.

87. Никитенко А.Ф. Лессовые породы Новосибирского Приобья (распространение, условия залегания и стратиграфия) // Физико-механические . свойства и вопросы формирования лессовых пород Сибири. М. : Наука, 1968. -С. 122-134.

88. Никитенко, Ф.А. Лессовые процессы в Западной Сибири. Тр. НИИЖТ. Новосибирск, 1969. - Вып. 90. - С. 3-8.

89. Обручев В.А. Проблема лесса // Труды II международной конф. по изуч. четвертичного периода Европы. Вып. 2. М., 1933. - С. 115-137.

90. Осипов, Ю.Б. Магнетизм глинистых грунтов. М. : Недра, 1978.- 200с.••; 133:Печерский,-Д.М. Петромагнетизм и палеомагнетизм: Справочное пособие для специалистов из смежных областей науки. М. : Наука, 1985. -128 с.

91. Печерский Д.М., Диденко А.Н. Палеоазиатский океан. М. : ОИФЗ РАН 1995. - 298 с.

92. Петрова, Г.Н, Лабораторные методы при палеомагнитных исследованиях // Геомагнитные исследования. М.: Радио и связь, 1977. - № 19. - С. 40-49.

93. Поваренных, A.C. О магнитных свойствах минералов //Минерал, сб. Львов, геол. об-ва. 1957. - № 11. - С. 52-68.

94. Поспелова, Г.А. Палеомагнитные исследования и стратиграфия плиоцен-плейстоценовых толщ Приобского плато // Земная кора складчатых областей юга Сибири. Часть II "Геотермия и палеомагнетизм". -Новосибирск : ИГГ СО АН СССР, 1971. Вып. 2. - С. 62-96.

95. Поспелова Г.Н., Зудин А.Н. О расчленении плиоцен-четвертичных отложений Приобского степного плато (по палеомагнитным данным) // Геология и геофизика. 1967. - № 6. - С. 11-20.

96. Поспелова Г.А., Гнибиденко З.Н. Природа естественной остаточной намагниченности плиоцен-четвертичных отложений Приобья // Геология и геофизика. -1971. № 5. - С. 78-88.

97. Поспелова Г.А., Куликова Л.С., Матасова Г.Г., Геомагнитные вариации, зафиксированные в позднеголоценовых отложениях реки Бердь // Проблемы изучения палеовековых вариаций магнитного поля Земли. -Владивосток, 1979. С. 82-98.

98. Православлев, П.А. Приобье Кулундинской степи: Материалы по геологии Западно-Сибирского края. М., 1933. - № 6. - С. 58-62.

99. Проблемы и методы изучения ископаемых почв: Методические рекомендации / Сост. М.И. Дергачева, B.C. Зыкина, И.А. Волков. Под ред. С.А. Архипова. Новосибирск: ИГГ СО АН СССР, 1984. - 80 с.

100. Равский, Э.И. Осадконакопление и климаты внутренней Азии в антропогене. М.: Наука, 1972. - 336 с.

101. Разрез новейших отложений Алтая (стратиграфия и палеогеография Приобского плато, Подгорной равнины и Горного Алтая / Под ред. К.К. Маркова. М.: МГУ, 1978. - С. 17-41.

102. Романовский, С.И. Физическая седиментология. Л. : Недра, 1988.240 с.

103. Рубинштейн А.Я., Шаевич Я.Е. Интенсивность породообразования в связи с цикличностью строения лессовых толщ // Цикличность новейших субаэральных отложений / Отв. ред. И.А. Волков. Новосибирск : Наука СО, 1987.-С. 103-110.

104. Рябчикова, Э.Д. Генезис лессовидных отложений Кузнецкой котловины // Пробл. геол. Сибири: Тез. докл. науч. чтений, посвящ. 100-летию со дня рожд. проф. В. А. Хахлова, Томск, 30 марта. Томск, 1994. - С. 136-137.

105. Рященко, Т.Г. Литогенез и инженерно-геологическая оценка четвертичных отложений (Восточная Сибирь). Новосибирск : Наука, 1984. -164 с.

106. Рященко Т.Г., Данилова Т.Ф., Нетесова Г.Е. и др. Инженерно-геологическая оценка мезо-кайнозойских отложений (Восточная Сибирь и Монголия). -Новосибирск: ВО Наука, Сибирская изд. фирма, 1992. 120 с.

107. Рященко Т.Г., Акулова В.В. Грунты юга Восточной Сибири и Монголии Новосибирск: СО РАН, 1998. - 156 с.

108. Седиментология: Пер. с польск. / Градзиньский Р., Костецкая А., Радомский А., Упруг Р. Под. ред. Н.Б. Вассоевича, М.Г.Бергера. М. :Недра, 1980. - 640 с.

109. Сидорас, С.Д. Результаты первых палеомагнитных исследований четвертичных отложений в Куртакском археологическом районе // Куртакский археологический район / Сост: Дроздов Н.И., Лаухин С.А., Чеха В.П. и др. -Красноярск, 1990. Вып.З. С. 96-100.

110. Третяк, А.Н. Естественная остаточная намагниченность и проблема палеомагнитной стратификации осадочной толщ. Киев : Наукова Думка, 1983. -254 с.

111. Трофимов В.Т. Генезис и модели формирования свойств грунтов // Генезис и модели формирования свойств грунтов. М. : изд-во МГУ, 1998. - С. 6-13.

112. Трофимук A.A., Карогодин Ю.Н. Основные типы циклокомплексов нефтегазоносных бассейнов Сибири // Докл. АН СССР. 1974. - Т. 214, №5. -С.1156-1159.

113. Трухин, В.И. Введение в магнетизм горных пород.- М."; МГУ, 1973.275 с.

114. Унифицированная региональная стратиграфическая схема четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины / Отв. ред. B.C. Волкова, А.Е. Бабушкин. Новосибирск :СНИИГГиМС, 2000. - 64 с.

115. Фирсов Л.В., Орлова Л.А. Радиоуглеродное датирование кости мамонта стоянки Волчья грива: Материалы полевых исследований Дальневосточной археологической экспедиции. Новосибирск, 1971. -, Вып. 2. -С. 132-134.

116. Фрид A.C.; Граковский В.Г. Опыт проведения мониторинга техногенного загрязнения почв в Южно-Уральском регионе: тез. докл. 15 Менделеев, съезд по общ. и прикл. химии, Минск, 24-29 мая, 1993. Минск, 1993.- Т. 3.-С. 334-335.

117. Фролов И.Ю.; Абакшин О.В. Петромагнитный метод в детальных гэкологических исследованиях. Саратов : изд-во ГосУНЦ "Колледж", 2000. - 120 с

118. Храмов, А.Н. Палеомагнитная корреляция осадочных толщ. Тр. ВНИГРИ.-Л., 1958.-Вып. 116. 218 с.

119. Хурсевич Г.К., Карабанов Е.Б., Прокопенко A.A. и др. Детальная диатомовая биостратиграфия осадков озера . Байкал в эпоху Брюнес и климатические факторы видообразования //Геология и геофизика. 2001. - Т. 42, №1-2.-С. 108-129.

120. Чеха, В.П. Ископаемые почвы Куртакского Археологического района //Куртакский археологический район. Красноярск; СО РАН, 1990. - Вып. 3. - С. 19-47.

121. Шаевич, Я.Е. Некоторые вопросы терминологии и методики выделения циклов субаэральных пород // Цикличность формирования субаэральных пород. Новосибирск: Наука, 1980. - Вып. 457. - С. 64-77.

122. Шанцер Е.В. Итоги и перспективы изучения генетических типов континентальных отложений // Литология в исследованиях геологического института АН СССР. М., 1980. - С. 56-95.

123. Шанцер Е.В. Генетические типы четвертичных отложений // Стратиграфия СССР. Четвертичная система. М., 1982. - С. 61-94.

124. Шолпо, Л.Е. Использование магнетизма горных пород для решения геологических задач. Л.: Недра, 1977. - 184 с.

125. Ямских, А.Ф. Оскадконакопление и террасообразование в речных долинах Южной Сибири. Красноярск: «ЗОДИАК», 1992. - 225 с.

126. Ямских, А.А. Голоценовые хроноряды аллювиальных дерновых палеопочв в долине Среднего Енисея: палеоэкологические реконструкции: автореф. дис. .канд. биол. наук. Красноярск: КГУ, 2000. - 20 с.

127. An Z.S., Wang J., Li H. Paleomagnetic research of the Lochuan loess section // Geochimica. 1977. -№ 4. - P. 239-249.

128. An Z.S., Kukla G.J., Porter S.C., Xiao J.L. Magnetic susceptibility evidence of Monsoon variation on the Loess Plateau of Central China during the last 130000 years // Quat. Res. -1991. № 36. - P. 29-36.

129. Astakchov, V. The stratigraphic framework for the Upper Pleistocene of the glaciated Russian Arctic: changing paradigms // Global and Planetary Change. -2001.-№31.-P. 283-295.

130. Balsam W., Ji J., Chen J. Climatic interpretation of the Luochuan and Lingtai loess section, China, based on changing iron oxide mineralogy and magnetic susceptibility // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. - № 223. - P. 335-348.

131. Baneijee S.K., King J., Marvin J. A rapid method for magnetic granulometry with application to environmental studies // Geophys. Res. Lett. -1981. -V. 8. P. 333-336.

132. Baneijee S.K., Hunt C.P., Liu X.M. Separation of local signals from the regional paleomonsoon record og the Chinese loess plateau: A rock-magnetic approach // Geophys. Res. Lett. 1993. -№ 20. - P. 843-846.

133. Barron V, Torrent J. Evidence for a simple pathway to maghemite in Earth and Mars soils // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. - Vol. 66, No. 15. - P. 2801-2806.

134. Beget J.E., Stone D.B., Hawkins D.B. Paleoclimatic forcing of magnetic susceptibility variations in Alaskan loess during the late Quaternary // Geology. -1990.-V. 18.-P.40-43.

135. Beget, J. Tephrochronology and paleoclimatology of the last interglacial-glacial cycle recorded in Alaskan loess deposits // Quat. Int. 1996. - № 34-36. - P. 121-126.

136. Beget, J. E. Continuous Late Quaternary proxy climate records from loess in Beringia // Quat. Sci. Rev. 2001. - № 20. - P. 499-507.

137. Berger, A. Milankovitch theory and climate // Rev. Geophys. 1988. -№ 26. -P. 624-657.

138. Bidegain J.C., Evans M.E., A.J. van Velzen. A magnetoclimatological investigation of Pampean loess, Argentina // Geophys. J. Int. 2005. - № 160. - P. 5562.

139. Bloemendal J., King J.W., Hunt A., DeMenocal P.B., Hayashida A. Origin of the sedimentary magnetic record at Ocean Drilling Program sites on the Owen Ridge, Western Arabian Sea // J. Geophys. Res. 1993. - № 98. - P. 4199-4219.

140. Boardman, J. Comparison of soils in Midwestern United States and Western Europe with the interglacial record // Quat. Res. 1985. - № 23. - P. 62-75.

141. Bradley R.S. Paleoclimatology. San Diego : Academic Press, 1999. - 3121. P

142. Bronger, A. Correlation of loess-paleosol sequences in East and Central Asia with SE Central Europe: towards a continental Quaternary pedostrarigraphy and paleoclimatic history // Quat. Int. 2003. - Vol. 106-107. - P. 11-31.

143. Chen J., Ji J., Balsam W., Chen y., Liu L., An Z. Characterisation of the Chinese loess-paleosol stratigraphy by whiteness measurement // Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol. 2002. - Vol. 183. - P. 287-297.

144. Chlachula. J. Loess-palaeosol stratigraphy in the Yenisey basin, Southern Siberia // Antroposoic. Quaternary of Siberia. Ed. by Chlachula J. et al. 1999. - Vol. 23. - P. 55-70.

145. Chlachula, J. Pleistocene climate change, natural environments and palaeolithic occupation of the Angara-Baikal area, east Central Siberia // Quat. Int. -2001.-Vol. 80-81.-P. 69-92.

146. Chlachula J., Rutter N.W, Evans M.E. A late Quaternary loess-paleosol record at Kurtak, southern Siberia // Can. J. Earth Sci. 1997. - Vol. 34. - P. 679-686.

147. Chlachula J., Evans M.E., Rutter N.W. A magnetic investigation of a Late Quaternary loess/palaesol record in Siberia // Geophys. J. Int. 1998. - Vol. 132. - P. 128-132.

148. Clarke P.U., Marshall S.J. A glaciological perspective on Heinrich events // Mechanisms of Global Climate Variability at Millennial Timescales / Ed. by Clarke P.U. AGU Monograph - 1999. - Vol. 112. - P. 243-262.

149. Cogoini M., Elmore R.D., Soreghan G.S., M.T.Lewchuk. Contrasting rock-magnetic characteristics of two upper paleozoic loessite-paleosol profiles // Phys. Chem. Earth (A). 2001. - Vol. 26, No. 11-12. - P. 905-910.

150. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain-size and compositional dependence // Phys. Earth Planet. Inter. 1977. - Vol. 13. - P. 260-267.

151. Dealing J.A., Dann R.J.L., Hay K., Lees J.A., Loveland P.J., O'Grady K. Frequency-dependent susceptibility measurements of environmental materials // Geophys. J. Int. 1996a. - Vol. 124. - P. 228-240.

152. Dealing J.A., Hay K.L., Baban S.M.J., Huddleston A.S., Wellington E.M.H., Loveland P.J. Magnetic susceptibility of soil: an evaluation of conflicting theories using a national dataset // Geophys. J. Int. 1996b. - Vol. 127. - P. 728-734.

153. Dealing J., Liningstone I, Zhou L.P. A late Quaternary magnetic record of Tunisian loess and its climatic significance // Geophys. Res. Lett. 1996c. - Vol. 23, No.2.-P. 189-192.

154. Dealing J.A., Bird P.M., Dann R.J.L., Benjamin S.F. Secondary ferrimagnetic minerals in Welsh soils: a comparison of mineral magnetic, detection methods and implications for mineral formation// Geophys. J. Int. 1997. - Vol. 130. -P. 727-736.

155. Dealing, J. A. Environmental magnetic susceptibility using the Bartington MS2 System. Kenilworth: Chi Publishing, 1999.- 52 p.

156. Dekkers, M.J. Environmental Magnetism: an introduction // Geologie en Mijnbouw. 1997. - Vol. 76. - P. 163-182.

157. Deng C., Zhu R., Verosub K.L., Singer M.J. Mineral magnetic properties of loess/paleosol couplets of the central loess plateau of China over the last 1.2 Myr // J. Geophys. Res. 2004. - Vol. 109, B01103.

158. Deng C., Vidic N., Verosub K. et al. Mineral magnetic variation of the Jiaodao Chinese loess/paleosol sequence and its bearing on long-term climatic variability // J. Geophys. Res. 2005. - Vol. 110, B03103.

159. Derbyshire E., Billard A., Van Vliet-Lanoe B. et "al. Loess and palaeoenvironment: some results of European joint programme of reseach // J. Quart. Sci. 1988. - Vol. 3(2). - P. 147-169.

160. Ding Z.; Yu Z.; Rutter N.W.; Liu T. Towards an orbital time scale for Chinese loess deposits // Quaternary Sei Rev. 1994. - Vol. 13. - Iss. 1. - P. 39-70.

161. Ding Z.L., Liu T.S., Rutter N.W. et al. Ice-volume forcing of east Asian winter monsoon variations in the past 800,000 years // Quat. Res. 1995. - Vol. 44. -P. 149-159.

162. Ding Z.L., Ranov V., Yang S.L., Finaev A., Han J.M. and Wang G.A. The loess record in southern Tajikistan and correlation with Chinese loess // Earth Planet. Sei. Lett. 2002. - Vol. 200. - P. 387-400.

163. Dunlop D.J., Özdemir Ö. Rock magnetism: Fundamental and Frontier. -New York: Cambridge Univ. Press, 1997. 788 p.

164. Dunldp, D.J. Theory and application of the Day plot (M-rs/M-s versus H-cr/H-c) //J. Geophys. Res.'S Solid Earth. 2002. - Vol. 107. - Iss. B3. - P. 2046-2067.

165. Durza, O. Magnetic susceptibility and heavy metals in the surroundings of the VSZ Kosice dry refuse heap // Acta Univ. Carol. Geol. 1994. - V.38. - Iss.l. -P.65-71.

166. Evans M.E., Heller F., Bloemendal J., Thouveny N. Natural magnetic archives of past global change // Surveys in Geophysics. 1997. - Vol. 18. - P. 183196.

167. Evans M.E., Rokosh C.D. The last interglacial in the Chinese Loess Plateau: a petromagnetic investigation of samples from a north-south transect // Quat. Int.-2000.-Vol. 68-71.-P. 77-82.

168. Evans M.E., Heller F. Magnetism of loess/palaeosol sequences: recent developments // Earth-Sci. Rev. 2001. - Vol. 54. - P. 129-144,

169. Fang X.M., Ji-Jun Li and R. Van der Voo. Rock magnetic and grain size evidence for intensified Asian atmospheric circulation since 800,000years B.P. related toTibetian uplift /Earth and Planet.Sci. Lett., 165,1999b, 129-144.

170. Fassbinder J.W.E., Stanjek H., Vali H. Occurrence of magnetic bacteria in soil//Nature. 1990. - Vol. 343. - P. 161-163.

171. Feng Z.D, Chen F. Problems of the magnetic susceptibility signature as the proxy of the summer monsoon intensity in the Chinese Loess Plateau // Chin. Sci. Bull. 1999. - Vol. 44, suppl. 1, July. - P. 97-104.

172. Feng Z.D. Goby dynamics in the Northern Mongolian Plateau during the past 20,000 yr: preliminary results // Quat. Int. 2001. - Vol. 76/77. - P. 77-83.

173. Frechen M., Zander A., Zykina V. and Boenigk W. The loess record from the section at Kurtak in the Middle Siberia // Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol. -2005. Vol. 228. - P. 228-244.

174. Fukuma K., Torii M. Variable shape of magnetic hysteresis loops in the Chinese loess-paleosol sequence // Earth Planets Space. 1998. - Vol. 50. - P. 9-14.

175. Fukuma K., Torii M. Variations of magnetic hysteresis properties from the Luochuan section of the Chinese loess-paleosol sequence // Chinese Sci. Bull. 1999. -Vol. 44, Supplement 1, July. - P. 267-268.

176. GrimIey D.A:, Follmer L.R., Hughes R.E., Solheid P.A. Modern, Sangamon and. Yarmouth, soil development in loess of unglaciated southwestern Illinois // Quat. Sci. Rev. 2003. - Vol. 22.P. 225-244.

177. Hayward R.K. and Lowell T.V. Variations in loess accumulation rates in the mid-continent, United States, as reflected by magnetic susceptibility // Geology. -1993.-Vol. 21.-P. 821-824.

178. Heller. F., Liu X.M., Liu T.S., Xu C. Magnetic susceptibility of loess in China//;Earth Planet. Sci. Lett. -1991. Vol. 103. - P. 301-310.

179. Heslop D., Langereis C.G., Dekkers M.J. A new astronomical timescale for the loess deposits of northern China // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. - Vol. 184. - P. 125-139.

180. Hilton, J. Normalized magnetic parameters and their applicability to paleomagnetism and environmental magnetism // Geology. 1986. - Vol. 14, - P. 887889.

181. Hovan S.A., Rea D.K., Pisias N.G, Shackleton N.J. A direct link betweenQthe China loess and marine 8 0 records: aeolian flux to the north Pacific // Nature. -1989.-Vol. 340.-P. 296-298.

182. Hus J.J. and Han J. The contribution of loess magnetism to the retrieval of past global changes some problem // Phys Earth planet. Inter. - 1991. - Vol. 70. - P. 154-168.

183. Jelinek, ; V. Characterization of the magnetic fabric of rocks // Tectonophysics. -1981. Vol. 79. - P. 63-67.

184. Ji J., Chen J., Li J. et al. Relating magnetic susceptibility (MS) to the simulated thematic mapper (TM) bands of Chinese loess: Application of TM image for soil MS mapping on Loess Plateuau // J.Geophys. Res. 2004. - Vol. 109, B05102.

185. Johnsen S., Clausen H.B., Dansgaard W., Fuhrer K. et al. Irregular glacial interstadials recorded in a new Greenland ice core // Nature. 1992. - Vol. 359. - P. 311-313.

186. Jordanova, N., Jordanova, D., Karloukovski V. 1996. Magnetic fabric of Bulgarian loess sediments derived by using various sampling techniques // Studia Geophysica et Geodaetica. 1996. - Vol. 40. - P. 36-49.

187. Jordanova D., Petersen N. Palaeoclimatic record from a loess-soil profile in northeastern-Bulgaria -1. Rock magnetic properties // Geophys. J. Int. 1999. - Vol. 138. - Iss. 2. - P. 520-532.

188. International Interdisciplinary Scientific Symposium and International Geoscience'' Programme (IGCP-476). Vladivostok, 2005. - P. 410-411.

189. Keigwin L.D., Curry W.B., Lehman S.J., Johnsen A.S. The role of the deep ocean in North Atlantic climate change between 70 and 130 kyr ago // Nature. 1994. -Vol. 371.-P. 323-325.

190. Kemp, R.A. Micromorphology of loess-paleosol sequences: a record of paleoenvironmental change // Catena. 1999. - Vol. 35. - P. 181-198.

191. Kemp, R.A. Pedogenic modification of loess: significance for palaeoclimatic reconstructions // Earth. Sci. Rev. 2001. - Vol. 54. - Iss. 1-3. - P. 145156. . ■•.'•■

192. Kukla'G. Loess stratigraphy in central China / Quat. Sci. Rev. 1987. -Vol. 6.-P. 191-219.

193. Kukla G., Heller F., Liu X.M., Xu T.S., An Z. Pleistocene climates in i ■ China dated by magnetic susceptibility // Geology. 1988. - Vol. 16. - P. 811-814.

194. Lagroix, R, Baneijee, S. K. Paleowind directions from the magnetic fabric of loess profiles incentral Alaska// Earth Planet. Sci. Lett. 2002. - Vol.195 (1-2). - P. 99-112.

195. Lagroix F., Baneijee S.K. Cryptic post-depitional reworking in aeolian sediments revealed by anisotropy of magnetic susceptibility // Earth Planet. Sci. Lett. -2004a. Vol. 224. - P. 453-459.

196. Lagroix F., Baneijee S.K. The regional and temporal significance of primary aeolian magnetic fabrics preserved in Alaskan loess // Earth Planet. Sei. Lett. -2004b. Vol. 225. - P. 379-395.

197. Lagroix F. CBD attacks Alaskan loess // The IRM Quarterly, Spring. -2005. Vol. 15, No. 1. - P. 2-3.

198. Li J.J., Feng Z.D.,Tang L.Y. Late Quaternary monsoon patterns on the Loess Plateau of China // Earth Surface Processes and Landforms. 1988. - Vol. 13.,-P. 125-135.

199. Liü T.S. Loess and Environment. Beijing : China Ocean Press, 1985. 237

200. P" • . .-■.•.■ , . •. . f .,. .:.

201. Liu X;M., Shaw'J.j Liu T.S., Heller F. Magnetic susceptibility of the Chinese loess-paleosol sequence: environmental change and pedogenesis / J.geol. Sc. Land. 1993a. - Vol. 150. - P. 583-588.

202. Liu X.M., Shaw J., Liu T.S., Heller F. and Cheng M.Y. Rock Magnetic Properties and Palaeoclimate of Chinese Loess // J. Geomag. Geoelectr. 1993b. - Vol. 45.-P. 117-124.

203. Liu X.M., Shaw J., Liu T.S. et al. Magnetic mineralogy of Chinese loess and its significance // Geophys. J. Int. 1992. - Vol. 108. - P. 301-308.

204. Liu X.M.; Hesse P.; Rolph T.; Beget J.E. Properties of magnetic mineralogy of Alaskan loess: evidence for pedogenesis // Quat. Int. 1999. - Vol. 62. -P. 93-102.

205. Liu X.M., Rolph T., An Z., Hesse P. Paleoclimatic significance of magnetic properties on the Red Clay underlying the loess and paleosols in China // Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol. 2003. - Vol. 199. - P. 153-166. .

206. Lovley D.R., Stolz J., Nord G. L., Phillips E. P. G. Anaerobic production of magnetite by a dissimilatory iron-reducing microorganism // Nature. 1987. - Vol. 330. - P. 252.

207. Maher, B.A. Magnetic properties of some synthetic sub-micron magnetites // Geophys. J. 1988. - Vol. 94. - P. 83-96.

208. Maher, B.A„ Magnetic properties of modern soils and Quaternary leossic paleosols: paleoclimatic implications // Palaeogeogr., Palaeoclimat. Palaeoecol. -1998. Vol. 137. - P. 25-54.

209. Maher B.A.,-Taylor R.M. Formation of ultrafine-grained magnetite in soil //Nature. 1988. - Vol. 336. - P. 368-370.

210. Maher B.A., Thompson R. Mineral magnetic record of the Chinese loess and palaeosol// Geology.-1991. Vol. 19. - P. 3-6.

211. Maher B.A., Thompson R., Zhou L.P. Spatial and temporal reconstractions of changes in the Asia paleomonsoon: A new mineral magnetic approach // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. - Vol. 125. - P. 461-471.

212. Maher B.A., Alekseev A., Alekseeva T. Magnetic mineralogy of soils across the Russian steppe: climatic dependence of pedogenic magnetic formation // Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol. 2003. - Vol. 201. - P. 321-341,

213. Maher B.A., Karloukovski V.V., Mutch T.J. High-field remanence properties of syntetic and natural submicrometre haematites and goethites: significance for environmental contexts // Eart Planet. Sci. Lett. 2004. - Vol. 226. - P. 491-505.

214. Mangerud J. Astakhov V.I., Murray A., Svendsen J.I. The chronology of a large ice dammed lake and the Barents-Kara Ice Sheet advances, Northern Russia // Global and Planetary Change. 2001. - Vol. 31. - P. 321-336.

215. Matalucci R.V., Shelton J.W., Abdel-Hady M. Grain orientation in Vicksburg Loess // J. of Sedimentary Petrology. 1969. - Vol. 39(3). - P. 969-979.

216. Matasova G., Petrovsky E., Jordanova N., Zykina V., Kapicka A. Magnetic study of Late Pleistocene loess/palaeosol sections from Siberia: palaeoenvironmental implications // Geophys. J. Int. 2001. - Vol. 147, N 2. - P. 367-380.

217. Mehra O.P., Jackson M.L. Iron oxide removal from soils and clays by dithionite-citrate system buffered with soidum bicarbonate // Clays and Clay Min. -1960.-Vol. 5.-P. 317-327.

218. Meng X., Derbyshire E. and Kemp R.A. Origin of the magnetic susceptibility signalin Chinese loess.// Quat. Sci. Rev. 1997. - Vol. 16. - P. 833-839.

219. Muhs D.R., Aleinikoff J.N., Stafford Jr T.W., Kihl R., Been J., Mahan S.A., Cowherd S. Late Quaternary loess in the northeastern Colorado: Part I Age and paleoclimaticsignificance//GSABulletin.- 1999.- Vol. Ill,no.12.-.P. 1861-1875.

220. Nawrocki J.;, Bakhmutov V.; Bogucki A.; Dolecki L. The paleo- and petromagnetic record in the Polish and Ukrainian loess-paleosol sequences // Phys. Chem. Earth P A Solid E.G. 1999. - Vol. 24, Iss. 9. - P. 773-777.

221. Nawrocki, J.; Wojcik, A.; Bogucki, A. The magnetic susceptibility record in: the Polish and western Ukrainian, loess-palaeosol sequences conditioned by palaeoclimate // Boreas. 1996. - Vol. 25, Iss. 3. - P. 161-169.

222. Nettleton W.D., Olson C.G. A paleosol classification with the inclusion of ancient arctic and subarctic region soils // Chinese Sci.Bull. 1999. - Vol. 44, Supplement 1, July. - P. 243-254.

223. Noel, M. The magnetic remanence and anisotropy of susceptibility of cave sediments from Agen Allwedd, South Wales // Geophys. J. R. astr. Soc. 1983. - Vol. 72. - P. 557-570.

224. Noel M., Bull P.A. The palaeomagnetism of sediments from clearwater cave, Mulu, Sarawak// Cave Science. 1982. - Vol. 9, N 2. - P. 134-141.

225. Peters , C, Thompson R. Magnetic ideniflcation of selected natural iron , oxides and sulphides// J. Magn. Magn. Mater. 1998. - Vol. 183. - P. 365-374.

226. Peters С. and Dekkers M.J. Selected room temperature magnetic parameters as a function of mineralogy, concentration and grain size // Phys. Chem. Earth. 2003. - Vol. 28. - P. 659-667.

227. Petit J.R., Mounier L., Jouzel, J., Korotkevich, Y.S., Kotlyakov V.I., Lorius C. Palaeoclimatological chronological implications of the Vostok core dust record // Nature. 1990. - Vol. 343. - P. 56-58.

228. Pidwirny M. Physical Geography, 2005 Электронный ресурс. : [интеракив. учеб.] Режим доступа: htpp//www. physicalgeography.net, свободный. - Загл. с экрана. ,

229. Porter S.C. High-Resolution Paleoclimatic Information-from Chinese Eolian Sediments Based on Grayscale Intensity Profiles // Quat. Res. 2000. - Vol. 53. -P. 70-77.

230. Paktunc A.D., Wilson J., Blanchette M. Characterization of fresh sulfide tailings from the Louvicourt Mine, Quebec, Canada // Report of Mining and Mineral Sciences Laboratory. 1997. - P. 1-15.

231. Pye, K. Aeolian Dust and Dust Deposits. London: Academic. Press, 1987. -387p. . . .

232. Quaternary Climates, Environments and Magnetism / edited by B.A.Maher > ? and R.Thompson. London: Cambridge University Press, 1999. - 390 p.

233. Rees A.I., Woodall W.A. The magnetic fabric of some laboratory deposited sediments // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. - Vol. 25. - P. 121-130.

234. Reinders J., Hambach U. A geomagnetic event recorded in loess deposits of the Tonchesberg (Germany): identification of the Blake magnetic polarity episode // Geophys. J. Int. 1995. - Vol. 122. - P. 407-418.

235. Richter Van der Pluijm B. A. Separation of paramagnetic and I'ferrimagneticu susceptibilities^ using low temperature magnetic susceptibilities; and comparison with high field methods //Phys. Earth Planet. Inter. 1994. - Vol. 82, No. 2. - P. 113-123.

236. Rutter N.W., Ding Z.L., Evans M.E., Wang Y.C. Magnetostratigraphy of ■ 'the Baoji loess-paleosol section in the north-central China Loess Plateua // Quat. Int. -1991.-Vol. 7/8.-P. 97-102.

237. Sagnotti L., Florindo F., Verosub K. L., Wilson G.S., Roberts A.P. Environmental record of Antarctic palaeoclimate from Eocene-Oligocene glaciomarine sediments, Victoria Land Basin // Geophys. J. Int. 1998. - Vol. 134. - P. 653-662.

238. Scholger R. Magnetic susceptibility as a tool for mapping of heavy metal ■ contamination of sediments and soils. Case studies from Styria, Austria // Abstract. Ann. Geophys. Part I, Suppl. I. 1997. - Vol. 15, - P.105.

239. Staff Appraisal Report, Russian Federation, Environmental Management Project. The World Bank, Report No. 12838-RU. -1994. 208 p.

240. Stockhausen H.; Zolitschka B. Environmental changes since 13,000 cal. BP reflected in magnetic, sedimentological properties of sediments from Lake Holzmaar (Germany) // Quart. Sci. Rev. 1999. - Vol. 18. - N 7. - P. 913-925.

241. Stoner J.S., Channell J.E.T., Hodell D.A., Charles C.D. A 580 kyr paleomagnetic record from the sub-Antarctic South Atlantic (Ocean Drilling Program Site 1089) // J. Geophys. Res. 2003. - Vol. 108, No. 5. - 2244, EPM5-1-5-19.

242. Strzyszcz Z. Magnetic susceptibility of soils in the areas influenced by . industrial emissions //¡ Soil Monitoring. Basel: Monte Verita, Birkhauser Verlag, 1993.-P. 255-269.

243. Strzyszcz Z., Magiera T., Heller F. The influence of industrial imissions on • the magnetic susceptibility of soils in Upper Silesia // Studia Geoph.Geod.- 1996.1. Vol. 40. P. 276-286.

244. Stuiver M., Grootes P.M. GISP oxygen isotope ratios // Quat. Res. 2000. -Vol. 53. - P. 277-284.

245. Sun J., Ding Z. Deposits and Soils of the Past 130,000 Years at the ' DesertlLoess Transition in Nortern China // Quat. Res. 1998. - Vol. 50. - P. 148156.

246. Svendsen J.I.; Alexanderson H.; Astakhov V.I. et al. Late quaternary ice- „sheet history, of northern Eurasia//Quat. Sci. Rev. 2004. - Vol. 23. - Iss. 11-13. - P.1229-1271.

247. Tarling D.H., Hrouda F. The magnetic anisotropy of rocks. London: Chapman&Hall, 1993. -217 p.

248. Taylor R.M., Maher B.A., Self P.G. Magnetite in soils: I. The syntesis of single-domain and superparamagnetic magnetite / Clay Minerals. 1987. - Vol. 22. -P. 411-422.

249. Thistlewood L., Sun J. A palaeomagnetic and mineral magnetic study of the loess sequence at Liujiapo, Xian, China // J. Quat. Sci. 1991. - Vol. 6(1). - P. 1326.

250. Thompson R., Maher B.A. Age models, sediment fluxes and palaeoclimatic reconstructions for the Chinese loess and palaeosol sequences // Geophys. J. Int. 1995. - Vol. 123. - P. 611-622.

251. TenPas J.D., Vidic N. J., Singer M.J., Verosub K.L. Mineral magnetic and pedogenic studies1 of the paleoclimatic record of the upper part of the loess/paleosol sequence at Jiaodao // Chin. Sci. Bull. 1999. - Vol. 44, suppl.l, July. - P. 259-263.

252. Tite M.S., Linington R.E. Effect of climate on the magnetic susceptibility of soils / Nature. 1975. - Vol. 265. - P. 565-566.

253. Tsoar.H., Pye K. Dust transport and the question of desert loess formation // Sedimentology. 1987. - Vol. 34. - P. 139-153.

254. Verosub K.L., Fine P., Singer M.J. and Ten Pas J. Pedogeneis and palaeoclimate: interpretation of the magnetic susceptibility record of Chinese loess-palaeosol sequences // Geology. 1993. - Vol. 21. - P. 1011-1014.

255. Wedge A., Hutton M., Peterson P.J. The concentration and particle size relationship.of selected;trace elements in fly ashes from U.K. coal-fired power plants; and a refuse incinerator // Sci. Total Env. 1986. - Vol. 54. - P. 13-27.

256. Zander A. Frechen M. Zykina V., Boenigk W. Luminescence chronology of the Upper Pleistocene loess record at Kurtak in Middle Siberia // Quat. Sci. Rev. -2003. Vol. 22. - № 10-13. - P. 999-1010.

257. Zheng H., Oldfield F., Yu L., Shaw J. and An Z. The magnetic properties of particle-sized samples from the Luo Chuan loess section: evidence for pedogenesis // Phys. Earth Planet. Int. -1991. Vol. 68. - P. 250-258.

258. Zhou L.P., Oldfield F., Wintle A.G., Robimson S.G, Wang J.T. Partly pedogenic origin of magnetic variations in Chinese loess // Nature. 1990. - Vol. 346. - P. 737-739.

259. Zhu R., Wu H., Li C., Ding Z., Guo Z. Magnetic properties of Chineseloess and its paleoclimate significance // Science in China (Series B). 1995. - Vol. 38, No.2. - P. 238-244.

260. Zhu R., Coe R.S. Guo B., Anderson R., Zhao X. Inconsistent palaeomagnetic recording of the Blake event in Chinese loess related to sedimentary environment // Geophys. J. Int. 1998a. - Vol. 134. - P. 867-875.

261. Zhu R., Coe R.S., Zhao X.X. Sedimentary record of two geomagneticexcursions within the last 15,000 years in Beijing, China // J. Geophys. Res. 1998b. ' Vol. 103, No B12. - P. 30,323-30,333.

262. Zhu R, Lim M., Pan Y. History: of the temperature-dependence of susceptibility and its implications: Preliminary results along an E-W transect of the

263. Chinese Loess Plateau//Chin. Sci. Bull. 1999a. -Vol. 44, suppl. 1, Yuly.-P. 81-86. .

264. Zhu R.X.; Matasova G.; Kazansky A.; Zykina V.; Sun J.M. Rock magneticrecord of the last glacial-interglacial cycle from the Kurtak loess section, southern Siberia // Geophys. J. Int. 2003. - Vol. 152. - Iss. 2. - P. 335-343.

265. Zykina, V.S. Pleistocene pedogenesis and climatic history of Western Siberia // Journal of Geological Sciences. Antropozoic. Quaternary of Siberia. 1999. -No. 23. - P. 49-54.

Информация о работе

Матасова, Галина Гельевна
доктора геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2006
ВАК 25.00.10

Диссертация

Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы