Морфоскопия кварцевых зерен из отложений гривных толщ Тобол-Ишимского междуречья

В работе приведены результаты морфоскопии кварцевых зерен с целью реконструкции условий осадконакопления и особенностей формирования гривной толщи в разрезе “Кареглазова” (юго-западная часть Западно-Сибирской равнины). С помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) изучены кварцевые зерна фракции среднего песка (0.25–0.5 мм) из 19 образцов. В гранулометрическом отношении грива сложена преимущественно мелким низкосортированным песком с большой долей глинистой и алевритовой компоненты. Выявлены четыре типа зерен, различных по морфологии и комплексу текстур поверхности, которые демонстрируют следы переноса и накопления в различных средах. Коэффициент окатанности частиц фракции среднего песка (по А.В. Хабакову) варьирует по разрезу от 54 до 65%. Преобладают угловато-окатанные зерна кварца (до 57%), доля хорошо окатанных зерен в среднем составляет 39%. Многие кварцевые зерна несут следы постседиментационных преобразований в виде кремневой пленки осажденных коллоидов, скоплений аморфного кремнезема различной интенсивности, следов травления ранее сформированных текстур. Коренными источниками для отложений гривы, по всей видимости, служат аллювиально-озерные отложения различного возраста, распространенные в районе исследований. Микроморфология поверхности большей части кварцевых зерен несет следы эоловой обработки и наложения эоловых текстур поверхности (мелкоямчатый микрорельеф) на рельеф поверхности зерен с чертами аквального происхождения (V-образные микроуглубления, серпообразные желобки, гладкая глянцевая поверхность). Встречаемость специфических эоловых текстур поверхности в основном только на выпуклых участках кварцевых зерен и наличие криогенных текстур поверхности свидетельствуют об аккумулятивном формировании грив и преобладании преимущественно местного (ближнего) переноса вещества в холодных и аридных условиях перигляциального климата. Верхняя часть разреза гривной толщи, вероятно, формировалась в условиях относительно умеренного гумидного климата, когда была возможной миграция коллоидных растворов.

1. Alekseeva V.A. Displacement and diagenetic transformation of quartz grains and their paleogeographic interpretation. Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. 5. Geografiya. 2003. No. 4. P. 40–46. (in Russ.)

2. Alekseeva V.A. and Hounslow M.W. Clastic sediment source characterization using discrete and included magnetic particles – their relationship to conventional petrographic methods in early Pleistocene fluvial-glacial sediments, upper Don River Basin (Russia). Physics and Chemistry of the Earth. 2004. Vol. 29. P. 961–971. https://doi.org/10.1016/j.pce.2004.06.003

3. Alekseeva V.A. Micromorphology of quartz grain surface as indicator of glacial sedimentation conditions: evidence from the Protva River basin. Lithology and Mineral Resources. 2005. Vol. 40. P. 420–428. https://doi.org/10.1007/s10987-005-0040-x

4. Alekseeva V.A., Larin S.I., Larina N.S., Laukhin S.A., and Maksimov F.E. (About the origin of the crest-hollow relief of the South of Western Siberia). Mat-ly XXXV Plenuma Geomorfologicheskoi komissii RAN “Teoriya i metody sovremennoi geomorfologii”. Vol. 2. Simferopol’ (Publ.), 2016. P. 92–96.

5. Alter S.P. (About the origin of parallel-linear ridges and hollows developed in the north of the West Siberian Lowland). Informatsionnyj sbornik VSEGEI. 1960. No. 29. P. 77–82. (in Russ.)

6. Fialkov D.N. Gryadovye formy rel’efa Zapadno-Sibirskoi nizmennosti (Ridge relief forms of the West Siberian Lowland). Zapiski Omskogo otdeleniya Geograficheskogo obshchestva SSSR. Omsk: Zapadno-Sibirskoe knizhnoe izdatel’stvo. Omskoe otdelenie (Publ.), 1964. Vol. 1 (40). 59 p. (in Russ.)

7. Generalov P.P. Parallel-ridge relief of Western Siberia and the main aspects of its geological analysis. Geologiya pozdnego kainozoya Obskogo Severa. Vol. 167. Tyumen’ (Publ.), 1981. P. 51–70. (in Russ.)

8. Generalov P.P. Dislocations in the near-surface part of the cover of the West Siberian Plate as a reflection of the latest horizontal displacements in the foundation. Geologiya antropogena severa Zapadnoi Sibiri. Vol. 172. Tyumen’ (Publ.), 1982. P. 55–69. (in Russ.)

9. Gorodetskaya M.E. Morfostruktura i morfoskul’ptura yuga Zapadno-Sibirskoi ravniny (Morphostructure and Morphosculpture of the South of the West Siberian Plain). M.: Nauka (Publ.), 1972. 154 p. (in Russ.)

10. Grossvald M.G. Evraziiskie gidrofernye katastrophy i oledenenie Arktiki (Eurasian Hydrospheric Catastrophes and Arctic Glaciation). M.: Nauchnyi mir (Publ.), 1999. 120 p. (in Russ.)

11. Khabakov A.V. About the indexes of pebbles roundness. Sovetskaya geologiya. 1946. No. 10. P. 98–99. (in Russ.)

12. Konishchev V.N., Lebedeva-Verba M.P., Rogov V.V., and Stalina E.E. Kriogenez sovremennykh i pozdnepleistotsenovykh otlozhenii Altaya i periglyatsial’nykh oblastei Evropy (Cryogenesis of Modern and Late Pleistocene Sediments of Altai and Europe Periglacial Areas). M.: GEOS (Publ.), 2005. 133 p. (in Russ.)

13. Krinsley D.H. and Doornkamp J.C. Atlas of Quartz Sand Surface Textures. Cambridge: Cambridge University Press (Publ.), 2011. 91 p.

14. Kurchatova A.N. and Rogov V.V. Electron Microscopy in Geocryology. Moscow-Tyumen: MGU, TIU (Publ.), 2020. 106 p.

15. Kuzin I.L. Noveishaya tektonika Khanty-Mansiiskogo avtonomnogo okruga (The Latest Tectonics of the Khanty-Mansiysk Autonomous Region). SPb: Izdatel’stvo SPb kartfabriki VSEGEI (Publ.), 2002. 86 p. (in Russ.)

16. Larin S.I. Tyumen region. Physical geography. Geografiya Sibiri v nachale XXI veka. Tom. 5. Zapadnaya Sibir’. Novosibirsk: Akademicheskoe izd-vo “Geo” (Publ.), 2016. P. 280–292. (in Russ.)

17. Larin S.I., Alekseeva V.A., Laukhin S.A., and Larina N.S. The crest-hollow relief of the Ishim Plain in palegeographical hindsight. Mat-ly Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem “VIII Shchukinskie chteniya: rel’ef i prirodopol’zovanie”. M.: Izdatel’stvo geographicheskogo fakulteta MGU imeni M.V. Lomonosova (Publ.), 2020. P. 321–326. (in Russ.)

18. Larin S.I., Laukhin S.A., Alekseeva V.A., and Larina N.S. On the conditions of formation of crest deposits of the Tobol-Ishim interfluve according to lithological, cryolithological and lithochemical indicators. Mat-ly Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem “Markovskie chteniya 2020 goda”. M.: Izdatel’stvo geograficheskogo fakulteta MGU imeni M.V. Lomonosova (Publ.), 2020a. P. 220–225. (in Russ.)

19. Larin S.I., Alekseeva V.A., Laukhin S.A., Larina N.S., and Guselnikov V.L. Features of Formation of the Composition of Relic Ground Veins in the Base of Covering Deposits in the Forest-Steppe of the Tobol River Region. Earth’s Cryosphere. 2020b. Vol. XXIV. No. 4. P. 5–16. https://doi.org/10.21782/EC2541-9994-2020-4(5-16)

20. Larin S.I., Laukhin S.A., Alekseeva V.A., and Larina N.S. (On the permafrost-climatic conditions of the crests strata formation in the Tobol-Ishim interfluve). Mat-ly nauchnoi onlain-sessii “Paleontologiya, stratigrafiya i paleogeografiya mezozoya i kainozoya boreal’nykh raionov”. Novosibirsk: INGG SO RAN (Publ.), 2021. P. 322–326. (in Russ.)

21. Mahaney W.C. Atlas of Sand Grain Surface Textures and Applications. New York: Oxford University Press (Publ.). 2002. 237 p.

22. Maksimov E.V. Ritmy na Zemle i v Kosmose (Rhythms on Earth and in Space). SPb: Izdatel’stvo Sankt-Peterburgskogo universiteta (Publ.), 1995. 324 p. (in Russ.)

23. Martynov V.A. (Upper Pliocene and Quaternary deposits of the southern part of the West Siberian Lowland). Chetvertichnyi period Sibiri. M.: Nauka (Publ.), 1966. P. 9–22. (in Russ.)

24. Nikolaev V.A. Geologiya i geomorfologiya Zapadno-Sibirskoi nizmennosti (Geology and Geomorphology of the West Siberian Lowland). Novosibirsk: Izdatel’stvo SO AN SSSR (Publ.), 1963. 75 p. (in Russ.)

25. Orlov V.I. (On the features of the distribution of some relief forms within the West Siberian Lowland). Izvestiya AN SSSR. Seriya geograficheskaya. 1959. No. 6. P. 107–112. (in Russ.)

26. Pozdnyakov A.V., Pupyshev Yu.S., Puchkin A.V., and Fuzella T.Sh. The origin of the ridge-hollow relief of the West Siberian Plain. Geosfernye issledovaniya. 2020. № 4. P. 42–57. (in Russ.) https://doi.org/10.17223/25421379/17/4

27. Tarnogradskii V.D. (Relic permafrost relief of the subglacial plains of the West Siberian Lowland). Mat-ly VIII Vsesoyuznogo mezhvedomstvennogo soveshchaniya po geokriologii. Vol. 6. Yakutsk: Yakutknigoizdat (Publ.), 1966. P. 82–86. (in Russ.)

28. Velichko A.A., Timireva S.N., Kremenetskii K.V., Mcdonald G., and Smith L. (The West Siberian Plain in the form of a Late Glacial desert). Izvestiya RAN. Seriya geograficheskaya. 2007. Vol. 4. P. 16–28. (in Russ.)

29. Volkov I.A., Volkova V.S., and Zadkova A.A. Pokrovnye lessovidnye otlozheniya i paleogeografiya yugo-zapada Zapadnoi Sibiri v pliotsen-chetvertichnoe vremya (Cover Loess-Like Deposits and Paleogeography of the South-west of Western Siberia in the Pliocene-Quaternary Time). Novosibirsk: Nauka (Publ.), 1969. 332 p. (in Russ.)

30. Volkova V.S., Kuz’mina O.B., Gnibidenko Z.N., and Golovina A.G. The Paleogene/Neogene boundary in continental deposits of the West Siberian Plain. Russian Geology and Geophysics. 2016. No. 2. P. 379–393. https://doi.org/10.1016/J.RGG.2016.02.007

31. Vos K., Vandenberghe N., and Elsen J. Surface textural analysis of quartz grains by scanning electron microscopy (SEM): From sample preparation to environmental interpretation. Earth-Science Reviews. 2014. Vol. 128. P. 93–104. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2013.10.013

32. Zemtsov A.A. Lednikovyi period na territorii Evropeiskoi chasti SSSR i Sibiri. (About the Water-Glacial Outwash Plain in the Central Part of the West Siberian Lowland). Moscow: Izdatel’stvo Moskovskogo universiteta (Publ.), 1959. P. 321–330. (in Russ.)

33. Zykina V.S. and Zykin V.S. Lessovo-pochvennaya posledovatel’nost' i evolyutsiya prirodnoi sredy i klimata Zapadnoi Sibiri v pleistotsene (Loess-soil sequence and evolution of the natural environment and climate of Western Siberia in the Pleistocene). Novosibirsk: Akademicheskoe izd-vo “Geo” (Publ.), 2012. 477 p. (in Russ.)