Гаврилов, Анатолий Васильевич. Криолитозона арктического шельфа Восточной Сибири : современное состояние и история развития в среднем плейстоцене - голоцене

Краткое описание

Гаврилов, Анатолий Васильевич. Криолитозона арктического шельфа Восточной Сибири : современное состояние и история развития в среднем плейстоцене - голоцене : диссертация ... доктора геолого-минералогических наук : 25.00.08 / Гаврилов Анатолий Васильевич; [Место защиты: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. Геол. фак.].- Москва, 2008.- 288 с.: ил. РГБ ОД, 71 10-4/1

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.
М.В. ЛОМОНОСОВ А
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
ГАВРИЛОВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
На правах рукописи
КРИОЛИТОЗОНА АРКТИЧЕСКОГО ШЕЛЬФА
ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
(современное состояние и история развития
в среднем плейстоцене-голоцене)
специальность 25.00.08 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение
Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
Научный консультант д.г-м.н., профессор Николай Никитич Романовский
МОСКВА - 2008
Введение 6
Глава 1. Геокриологические условия Восточно-Сибирской Арктики 13
1.1. Природные условия формирования и существования криолитозоны 14
1.2. Субаэральная криолитозона 37
1.3. Субмаринная криолитозона 56
Глава 2. Новые данные и основные положения ретроспективного изучения криолитозоны
шельфа 77
2.1. Современные возможности ретроспективного изучения 77
2.2. Данные о распространении мерзлых пород в акватории 79
2.3. Основные положения ретроспективного подхода при геокриологическом изучении
шельфа 82
Глава 3. Геологическое развитие шельфа и сценарий регрессий и трансгрессий моря 88
3.1. Современные представления о колебаниях уровня моря 88
3.2. Типизация арктических шельфов по характеру регрессий и трансгрессий моря 91
3.3. Общая схема составления сценария регрессий и трансгрессий моря 94
3.4. Сценарий регрессий и трансгрессий моря в средний плейстоцен - пик сартанской
регрессии 95
3.5. Накопление ледового комплекса и озерный термокарст 99
3.6. Реконструкция хода позднеплейстоцен-голоценовой трансгрессии моря 103
3.7. Донная термоабразия 112
3.8. Острова — реликты ледового комплекса - показатели последней стадии
голоценовой трансгрессии моря 117
3.9. Цикличность криогенного морфолитогенеза 126
Глава 4. Система региональных палеотемпературных реперов 130
4.1. Обзор методов реконструкции истории развития мерзлых пород и их
температуры 130
4.2. Модели динамики температурных условий 137
4.3. Палеотемпературные реперы криохронов 142
4.4. Палеотемпературные реперы термохронов 154
4.5. Признаки оледенений в Восточно-Сибирской Арктике и палеотемпературные
реперы ледниковых условий 168
Глава 5. Сценарий динамики температуры воздуха и пород в среднем плейстоцене-
голоцене 188
5.1. Изотопно-геохимические кривые - основа региональных моделей динамики
температуры воздуха и пород 188
5.2. Оценка изотопной кривой ст. Восток для построения палеотемпературного
Сценария Восточно-Сибирской Арктики 195
5.3. Сценарий динамики температуры воздуха и пород в среднем плейстоцене -
голоцене 196
5.4. Модель динамики температуры воздуха и пород в плиоцене - голоцене 210
Глава 6. Криолитозона шельфа Восточной Сибири и ее эволюция в среднем плейстоцене
- голоцене 220
6.1. Глубина залегания кровли яруса мерзлых пород 220
6.2. Результаты моделирования строения и мощности криолитозоны 223
6.3. Современное состояние криолитозоны 237
6.4. Особенности криолитозоны шельфа Восточной Сибири 240
6.5. Оценка реалистичности модели криолитозоны шельфа Восточной Сибири 252
Заключение 255
Литература 259

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных исследований созданы новые представления о современном состоянии криолитозоны шельфа Восточной Сибири и истории развития природной среды региона. Это региональное исследование одновременно является палеогеографическим и палеогеокриологическим, поскольку модель со-временного состояния КЛЗ получена как результат эволюции природной среды к на-стоящему времени. Методика подобных исследований была практически не разработана. Поэтому настоящая работа имела комплексный поисковый характер. Ее основные результаты заключаются в следующем.
1. В работе получили обоснование и развитие методика применения ретро-спективного (геоисторического) подхода к воссозданию современного состояния шельфовой криолитозоны. Ретроспективный подход базируется на изучении причинно¬следственных связей криолитозоны и природной среды в их динамике, и реализуется на основе синтеза натурных данных и результатов математического моделирования. Важнейшей составной частью ретроспективного подхода является построение реа¬листичного палеогеографического сценария. Разработан метод, направленный на построение таких сценариев. Он предусматривает использование изотопно¬геохимических кривых, отражающих глобальные колебания климата, для создания региональных палеотемпературных кривых. Метод дает возможность преодолевать не¬полноту геологической летописи, характерную для континентов, недостаточную палео¬географическую и геокриологическую изученность региона.
Метод реализован в составлении сценария развития природной среды Вос-точно-Сибирской Арктики для последних 400 тыс. лет. В сценарии, представленном в виде семейства кривых динамики температуры пород, описываются пространственно¬временные изменения температуры пород в связи с изменениями в пространстве и времени природной среды региона. Основными из таких изменений являлись: динамика климата, регрессии и трансгрессии моря, ландшафтная и геотемпературная зональность и ее динамика, цикличность в смене направленности криогенного морфолитогенеза и особенности его проявления в разнотипных морфо- и неотектонических структурах, образование-таяние локальных ледников. Метод проверен путем составления модели динамики температуры воздуха и пород приморских низменностей Якутии в плиоцене - голоцене (последние 5 млн. л.).
2. Предложены представления о геокриологической цикличности на шельфе Восточной Сибири в среднем плейстоцене - голоцене, наследующей глобальную климатическую и гляциоэвстатическую цикличность. Основными геокриологическими событиями, составлявшими геокриологический цикл, являлись аградация и деградация ММП, сменявшие друг друга при смене знака глобального температурного тренда и глобальной направленности в изменении уровня моря. Важнейшей составляющей геокриологической цикличности являлась цикличность криогенного морфолитогенеза. В период регрессий моря и отрицательного температурного тренда при аградации ММП на шельфе формировались мощные толщи сильнольдистых синкриогенных отложений ледового комплекса. Период положительного температурного тренда и трансгрессий моря являлся периодом деградации ЛК и рельефа, связанного с его аккумуляцией. В деградации участвовали озерный термокарст, береговая и донная термоабразия.
3. Автором с коллегами установлено, что тип и время проявления денудационных процессов по ЛК контролировались морфо- и неотектоническими структурами. В морфоструктурах грабенов смена знака температурного тренда приводила к развитию озерного термокарста по ледовому комплексу в заключительную фазу осушения шельфа, определявшего первоочередное (ингрессионное) затопление грабенов. Горсты затапливались позже. В их пределах ЛК разрушался преимущественно в заключительную фазу трансгрессии моря, т.е. спустя многие тысячи лет после начала термокарста. Верхние горизонты ЛК горстов разрушались под воздействием термоабразии берегов, а нижние после погружения останцов ЛК под уровень моря - донной термоабразией.
Показано, что морфо- и геоструктурный контроль развития термокарста и термоаб¬разии по ЛК определил современное распределение суши и моря. В современном рельефе грабенам отвечают губы, заливы, проливы; горстам - острова, полуострова, мысы. Гео¬структурные различия в очередности затопления и плотности геотермического потока обусловили основные закономерности современного распространения и мощности яруса ММП и шельфовой криолитозоны в целом.