Первые результаты люминесцентного датирования лёссово-почвенных серий юга Западной Сибири (опорный разрез Ложок)

В статье представлены первые результаты датирования верхне- и среднеплейстоценовых лёссово-почвенных серий Западной Сибири методом оптически-стимулированной люминесценции (ОСЛ). В опорном разрезе Ложок выделено восемь горизонтов, отражающих основные этапы развития природной среды региона, среди которых три палеопочвы, ранее соотносившиеся в хроностратиграфической схеме Западной Сибири с этапами потеплений МИС 3 и МИС 5. Получена хронология по 15 новым ОСЛ-датам. Датирование выполнено по современной методике с анализом накопленной дозы и возраста по трем сигналам (ОСЛ, IRSL₅₀, pIRIR₂₉₀). Высокая сходимость результатов измерений по протоколам pIRIR₂₉₀/Q и IR₅₀/Q указывает на достаточную засветку зерен полевого шпата и кварца. В соответствии с принятыми в люминесцентном датировании стандартами, полученная серия дат является достоверной, а итоговая хронология — надежной. По результатам датирования определен возраст формирования всех стратиграфических горизонтов. Анализ лёссово-почвенной последовательности верхнего плейстоцена, основанный на люминесцентной хронологии разреза Ложок, показал несовпадение с лёссово-почвенной последовательностью, разработанной на основе детального изучения и прослеживания горизонтов ископаемых почв и лёссов в наиболее полных субаэральных разрезах Западной Сибири. В разрезе выделяется наличие эрозионной границы, продолжительность перерыва в осадконакоплении составила около 95 тыс. лет. Верхний педокомплекс охарактеризован возрастом 123 ± 11 тыс. лет и соответствует МИС 5, а нижний имеет возраст 196—216 тыс. лет и соотносится нами с МИС 7. Анализ условий осадконакопления указывает на резкое увеличение скоростей накопления лёссов в МИС 2, а различие в содержании радионуклидов ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K отражает смену в источнике материала и возможную перестройку региональной розы ветров. Авторы считают, что полученные результаты на данном этапе имеют дискуссионный характер и требуют дополнительных исследований.

1. Вагнер Г.А. Научные методы датирования в геологии, археологии и истории. М.: Техносфера, 2006. 575 с.

2. Волков И.А. Палеогеографическое значение некоторых радиокарбоновых датировок на юге Западной Сибири // Геология и геофизика. 1973. № 2. С. 3-8.

3. Волков И.А. Позднечетвертичная субаэральная формация // М.: Наука, 1971. 254 с.

4. Вольвах А.О., Вольвах Н.Е., Овчинников И.Ю., Маликов Д.Г., Щеглова С.Н. Свидетельства потеплений, записанные в лёссовых отложениях последнего оледенения, и динамика лёссо-накопления в северо-западном Присалаирье (юго-восток Западной Сибири) // Геосферные исследования. 2020. № 3. С. 123-143.

5. Вольвах А.О., Вольвах Н.Е., Смолянинова Л.Г., Палеоклиматические изменения и короткопериодичные события позднего плейстоцена в записи лессовых отложений разреза Ложок, юго-восток Западной Сибири // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2019. № 4. С. 17-27.

6. Зыкина В.С., Волков И.А., Дергачева М.И. Верхнечетвертичные отложения и ископаемые почвы Новосибирского Приобья. М: Наука, 1981. 204 с.

7. Зыкина В.С., Зыкин В.С., Лессово-почвенная последовательность и эволюция природной среды и климата Западной Сибири в плейстоцене // Новосибирск: Акад. изд-во “Гео”, 2012. 477 с.

8. Классификация и диагностика почв России / ред. Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с.

9. Курбанов Р.Н., Семиколенных Д.В., Таратунина Н.А., Вольвах Н.Е. Методологические основы оптически стимулированной люминесценции // Актуальные проблемы палеогеографии плейстоцена. Научные достижения Школы академика К.К. Маркова / отв. ред. Т.А. Янина; ред. Н.С. Болиховская, Е.И.Полякова, Т.С. Клювиткина, Р.Н. Курбанов. М.: Географический факультет МГУ, 2020. 689 с.

10. Курбанов Р.Н., Янина Т.А., Мюррей Э.С., Семиколенных Д.В., Свистунов М.И., Штыркова Е.И. Возраст карангатской трансгрессии Чёрного моря // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: Геогр. 2019. № 6. С. 29-40.

11. Панин А.В. Методы палеогеографических исследований: четвертичная геохронология. Учеб. пособие. М.: Географический факультет МГУ, 2014. 116 с.

12. Панычев В.А. Радиоуглеродная хронология аллювиальных отложений Предалтайской равнины. Новосибирск: Наука, 1979. 104 с.

13. Сизикова А.О., Зыкина В.С. Лёссы верхнего плейстоцена опорного разреза Ложок (юг Западной Сибири), динамика природной среды и климата // Изв. АлтГУ. Сер. Биологические науки, науки о Земле, химия. 2013. № 3/2. С. 132-137.

14. Сизикова А.О., Зыкина В.С. Морфоскопия песчаных кварцевых зерен и микростроение верхнеплейстоценовых лессов юга Западной Сибири, разрез Ложок // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2014. № 1(170). С. 41-50.

15. Чичагова О.А. Радиоуглеродное датирование гумуса почв. Метод и его применение в почвоведении и палеогеографии. М.: Наука, 1985. 158 с.

16. Aitken M.J. Thermoluminescence dating. London: Academic Press, 1985. 359 p.

17. Bassinot F.C., Labeyrie L.D., Vincent E., Quidelleur X., Shackelton N.J., Lancelot Y. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. № 126. P.91-108.

18. Buylaert J.-P., Jain M., Murray A.S., Thomsen K.J., Thiel C., Sohbati R. A robust feldspar luminescence dating method for Middle and Late Pleistocene sediments // Boreas. 2012. № 41. P. 435-451.

19. Buylaert J.-P., Yeo E.Y., Thiel C., Yi S., Stevens T., Thompson W., Frechen M., Murray A., Lu H. A detailed post-IR IRSL chronology for the last interglacial soil at the Jingbian loess site (northern China) // Quat. Geochronology. 2015. № 30. P. 194-199.

20. Chlachula J., Little E. A high-resolution Late Quaternary climatostratigraphic record from Iskitim, Priobie Loess Plateau, SW Siberia // Quat. Int. 2011. № 240. P. 139-149.

21. Frechen M., Dodonov A.E. Loess chronology of the Middle and Upper Pleistocene in Tadjikistan // Geol. Rund-schau. 1998. V. 87. № 1. P. 2-20.

22. Frechen M., Zander A., Zykina V., Boenigk W. The loess record from the section at Kurtak in Middle Siberia // Palaeogeogr. Paleoclimat. Palaeoecol. 2005. V. 228. № 3-4. P. 228-244.

23. Kravchinsky V.A., Zykina V.S., Zykin V.S. Magnetic indicator of global paleoclimate cycles in Siberian loess-paleosol sequence // Earth Planet. Sci. Lett. 2008. № 265. P.498-514.

24. Lauer T., Frechen M., Vlaminck S., Kehl M., Lehndorff E., Shahriari A., Khormali F. Luminescence-chronology of the loess palaeosol sequence Toshan, Northern Iran -A highly resolved climate archive for the last glacialein-terglacial cycle // Quat. Int. 2017. № 429. P. 3-12.

25. Muhs D.R. Loess deposits, origin and properties // Encycl. Quat. Sci. 2007. P. 1405-1418.

26. Murray A.S., Marten R., Johnston A., Martin P. Analysis for naturally occurring radionuclides at environmental concentrations by gamma spectrometry // J. Radioanalytical Nuclear Chem. 1987. V. 115. № 2. P. 263-288.

27. Murray A.S., Thomsen K.J., Masuda N., Buylaert J.-P., Jain M. Identifying well-bleached quartz using the different bleaching rates of quartz and feldspar luminescence signals // Radiation Measurements. 2012. № 47. P. 688-695.

28. Murray A.S., Wintle A.G. The single aliquot regenerative dose protocol: potential for improvements in reliability // Radiation measurements. 2000. V. 37. № 4-5. P. 377-381.

29. Murray A.S., Wintle A.G. The single aliquot regenerative dose protocol: potential for improvements in reliability // Radiation Measurements. 2003. № 37. P. 377-381.

30. Novothny A., Frechen M., Horvath E., Wacha L., Rolf C. Investigating the penultimate and last glacial cycles of the Sutto loess section (Hungary) using luminescence dating, high-resolution grain size, and magnetic susceptibility data // Quat. Int. 2011. № 234. P. 75-85.

31. Roberts R.G. Luminescence dating in archaeology: From origins to optical // Radiation Measurement. 1997. V.27. № 5-6. P. 819-892.

32. Scharpenseel H.W. Soil fraction dating // Radiocarbon Dating / R. Berger, H.E. Suess (Eds.). USA, CA, Berkeley: Univ. of California Press, 1976. P. 277-283.

33. Sizikova A.O., Zykina V.S. The dynamics of the Late Pleistocene loess formation, Lozhok section, Ob loess Plateau, SW Siberia // Quat. Int. 2015. № 365. P. 4-14.

34. Stevens T., Buylaert J.-P., Thiel C., Ujvari G., Yi S., Murray A.S., Frechen M., Lu H. Ice-volume-forced erosion of the Chinese Loess Plateau global Quaternary stratotype site // Nature Communications. 2018. № 9. P. 1-12.

35. Thiel C., Buylaert J.P., Murray A.S., Terhorst B., Hofer I., Tsukamoto S., Frechen M. Luminescence dating of the Stratzing loess profile (Austria) - testing the potential elevated temperature post-IR IRSL protocol // Quat. Int. 2011. № 234. P. 23-31.

36. Thomsen K.J., Murray A.S., Jai M., B0tter-Jensen L. Laboratory fading rates of various luminescence signals from feldspar-rich sediment extracts // Radiation Measurements. 2008. № 43. P. 1474-1486.

37. Wang Y., Amundson R., Trumbore S. Radiocarbon dating of soil organic matter // Quat. Res. 1996. № 45. P. 282-288.

38. Wintle A.G. Recent developments in optical dating of sediments // Radiation Protection Dosimetry. 1993. № 47. P. 627-635.

39. Youn J.H., Seong Y.B., Choi J.H., Abdrakhmatov K., Ormu-kov C. Loess deposits in the northern Kyrgyz Tien Shan: Implications for the paleoclimate reconstruction during the Late Quaternary // Catena. 2014. № 117. P.81-93.

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

41. Zykin V.S., Zykina V.S. The Middle and Late Pleistocene loess-soil record in the Iskitim area of Novosibirsk Pri-obie, south-eastern West Siberia // Quat. Int. 2015. №365. P. 15-25.