Литологические особенности осадков озер Большое Миассово и Малое Миассово (Южный Урал, Россия)
Аннотация
Климат – один из основных факторов, определяющих осадконакопление в озерных экосистемах. Комплексные исследования непрерывных кернов осадков озер, включающие радиоуглеродное датирование, определение гранулометрического, минерального и химического составов, а также изучение магнитных свойств позволяют реконструировать условия осадконакопления в позднечетвертичное время. Проведение подобных исследований актуально для озер Южного Урала, приуроченных к климаторазделу и характеризующихся разночтением в интерпретации эпизодов увеличения/уменьшения влажности климата на изучаемой территории. В настоящей работе представлены данные по возрасту, вещественному составу и генетическим особенностям донных отложений озер Большое Миассово и Малое Миассово. Установлено, что рассматриваемые озерные осадки по данным гранулометрии, минерального состава и неорганической геохимии демонстрируют общую для пресноводных озер закономерность преобладания литогенных частиц алевритовой размерности, что подтверждается структурой фактора терригенного сноса F1 по данным факторного анализа. Основным источником аллотигенного материала для исследуемых водоемов выступают четвертичные отложения, представленные фациями элювия, делювия, десерпция, аллювия. Показатель ICV, диаграмма A-CN-K позволили выявить, что осадки изучаемых озер формировались за счет вещества аллотигенных стабильных минералов первичного цикла седиментации преимущественно из четвертичных отложений и обнаженных дочетвертичных горных пород. Пути транспортировки аллотигенного материала связаны с направлениями склоновых потоков и русловых каналов, заметных на карте четвертичных отложений. Результаты комплексного анализа позволили выявить наиболее информативные показатели, сопоставленные с глобальными и региональными климатическими стадиями и событиями: потепление Бёллинга (~14700 к.л.н.), похолодание ~8200 к.л.н., аридизация на Южном Урале (~2000 к.л.н.), событие Бонда 1 (~1500 к.л.н.). Выделены события аридизации климата: ~11430, ~6100, ~4250, ~3537, ~1065 к.л.н.
Работа выполнена за счет субсидии, выделенной Казанскому федеральному университету для выполнения Государственного задания в сфере научной деятельности (проект № FZSM-2023-0023).
Литература
- Ekoa Bessa A.Z., Richards K., Egbe A.M., Ambo F.B. A geochemical and palynological study of lake sediments at Mboandong, Cameroon: Chemical weathering and vegetation linked to Holocene palaeoclimate // Journal of African Earth Sciences. 2025. Vol. 223. № 105512. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2024.105512
- Subetto D.A., Rybalko A.E., Naumenko M.A. et al. The Geology, Geomorphology, and History of Lake Ladoga: A Review // Doklady Earth Sciences. 2024. Vol. 519. Suppl. 1. P. S91-S109. DOI: 10.1134/S1028334X24604735
- Рыбалко А.Е., Репкина Т.Ю., Старовойтов А.В. и др. Основные этапы изучения геологии четвертичных отложений Белого моря и дискуссионные проблемы его палеогеографии в позднем неоплейстоцене–голоцене // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2022. Т. 86. № 6. С. 848-869. DOI: 10.31857/S2587556622060152
- Hongpan Xue, Xin Zhou, Luyao Tu et al. Climate-vegetation-erosion interactions revealed by the sediments of Huguangyan Maar Lake, southern China // Catena. 2023. Vol. 231. № 107276. DOI: 10.1016/j.catena.2023.107276
- Shuguang Lu, Li Wu, Chunmei Ma et al. Shifting sediment sources track environmental changes since the last glacial period: Evidence from sediment records in Chaohu Lake, eastern China // Quaternary Science Reviews. 2025. Vol. 365. № 109472. DOI: 10.1016/j.quascirev.2025.109472
- Масленникова А.В., Удачин В.Н., Дерягин В.В. Палеоэкология и геохимия озерной седиментации голоцена Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2014. 136 с.
- Нигаматзянова Г.Р., Фролова Л.А., Нигматуллин Н.М. и др. Реконструкция растительности и климатических изменений позднеледниковья – голоцена Южного Урала на основе спорово-пыльцевого анализа донных отложений озера Большое Миассово // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 4. С. 179-194. DOI: 10.31857/S2949178923040060
- Валиева Э.А., Фролова Л.А., Палагушкина О.В. и др. Реконструкция истории развития озера Большое Миассово (Южный Урал) в период позднеледниковья и голоцена на основе диатомового анализа донных отложений // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 4. С. 195-206. DOI: 10.31857/S2949178923040151
- Юсупова А.Р., Кузина Д.М., Косарева Л.Р. и др. Геохимия и минералогия осадков озер Южного Урала // Минералы: строение, свойства, методы исследования: Материалы X Всероссийской молодежной научной конференции, 27-31 мая 2019, Екатеринбург, Россия. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2019. 2019. С. 292-293.
- Сигов А.П., Шуб В.С. Геоморфологическое районирование Урала // Материалы по геоморфологии и новейшей тектонике Урала и Поволжья. Уфа: Академия наук СССР, Башкирский филиал, Институт геологии, 1972. № 3. С. 44-51.
- Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Издание 2-е. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-VII. Объяснительная записка. М.: Московский филиал ВСЕГЕИ, 2015.
- Bronk Ramsey C., Lee S. Recent and Planned Developments of the Program OxCal // Radiocarbon. 2013. Vol. 55. Iss. 2: Proceedings of the 21st International Radiocarbon Conference (Part 1 of 2). P. 720-730. DOI: 10.1017/S0033822200057878
- Кузина Д.М., Щербаков В.П., Сальная Н.В. и др. Относительная палеонапряженность геомагнитного поля за последние 9000 лет по донным осадкам озера Шира, Северная Хакасия, определенная по методу псевдо-Телье // Физика Земли. 2024. № 4. С. 161-181. DOI: 10.31857/S0002333724040111
- Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. Iss. 14. P. 2919-2940. DOI: 10.1016/0016-7037(95)00185-9
- Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. Патент № 81805 РФ. Коэрцитивный спектрометр. Опубл. 27.03.2009. Бюл. № 7.
- Kosareva L.R., Nourgaliev D.K., Kuzina D.M. et al. Ferromagnetic, dia-/paramagnetic and superparamagnetic components of Aral Sea sediments: significance for paleoenvironmental reconstruction // ARPN Journal of Earth Sciences. 2015. Vol. 4. № 1. Р. 1-6.
- Юсупова А.Р., Нургалиева Н.Г., Кузина Д.М. и др. Литологические особенности донных отложений озера Банное (Южный Урал) как индикатор изменений природной среды и климата голоцена // Литосфера. 2024. Т. 24. № 1. С. 173-194. DOI: 10.24930/1681-9004-2024-24-1-173-194
- Леусова Н.Ю. Устойчивость и сохранность биогенных форм кремнезема в углях // Успехи современного естествознания. 2020. № 12. С. 117-123. DOI: 10.17513/use.37547
- Xiugen Fu, Jian Wang, Chunyan Song et al. The Permian-Triassic transition in ocean island setting: Environmental disturbances and new high-resolution carbon-isotope record from the Qiangtang Basin, NW China // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2019. Vol. 522. P. 40-51. DOI: 10.1016/j.palaeo.2019.03.012
- Rudnick R.L., Gao S. Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry. Elsevier, 2003. Vol. 3. P. 1-64. DOI: 10.1016/B0-08-043751-6/03016-4
- Юсупова А.Р., Нургалиева Н.Г., Кузина Д.М. и др. Особенности вещественного состава донных отложений озера Сабакты (Южный Урал) // Успехи современного естествознания. 2023. № 7. С. 72-81. DOI: 10.17513/use.38074
- Юсупова А.Р., Нургалиева Н.Г., Кузина Д.М., Х.-Ч. Ли. Состав донных отложений озера Кандрыкуль (Республика Башкортостан) по минералогическим и геохимическим данным и климатические изменения в голоцене // Георесурсы. 2025. Т. 27. № 2. С. 281-296. DOI: 10.18599/grs.2025.2.21
- Экология озера Большое Миассово / Под ред. А.Г.Рогозина, В.А.Ткачева. Миасс: Ильменский государственный заповедник им. В.И.Ленина УрО РАН, 2000. 318 с.
- Сначев В.И., Сначев А.В., Рыкус М.В. Физико-химические условия образования и формационная принадлежность гранитоидов Кисегачского массива (Южный Урал) // Нефтегазовое дело. 2020. Т. 18. № 5. С. 6-14. DOI: 10.17122/ngdelo-2020-5-6-14
- Kalugin I., Daryin A., Smolyaninova L. et al. 800-yr-long records of annual air temperature and precipitation over southern Siberia inferred from Teletskoye Lake sediments // Quaternary Research. 2007. Vol. 67. Iss. 3. P. 400-410. DOI: 10.1016/j.yqres.2007.01.007
- Кориневский В.Г., Кориневский Е.В. Результаты геолого-петрографических исследований Ильменогорского комплекса (Южный Урал) за последние 20 лет (1998-2018 гг.) // Минералогия. 2020. Т. 6. № 2. С. 67-99. DOI: 10.35597/2313-545X-2020-6-2-6
- Smith J.V., Brown W.L. Feldspar Minerals. Vol. 1. Crystal Structures, Physical, Chemical, and Microtextural Properties. Springer-Verlag, 1988. 846 p. DOI: 10.1007/978-3-642-72594-4
- Popov N., Marijan S., Pavić L. et al. Influence of Al3+ ions on the direct hydrothermal formation and properties of hematite (α-Fe2O3) nanorods // Journal of Alloys and Compounds. 2025. Vol. 1018. № 179223. DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.179223
- Cherniak D.J. Aluminum diffusion in zircon // Chemical Geology. 2021. Vol. 584. № 120510. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2021.120510
- Lange I.M., Reynolds R.C., Lyons J.B. KRb ratios in coexisting K-feldspars and biotites from some New England granites and metasediments // Chemical Geology. 1966. Vol. 1. P. 317-322. DOI: 10.1016/0009-2541(66)90027-1
- Igneous Rocks: A classification and glossary of terms. Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks / Ed. by R.W. Le Maitre. Cambridge University Press, 2002. 252 p. DOI: 10.1017/CBO9780511535581
- Rhodes J.M. On the chemistry of potassium feldspars in granitic rocks // Chemical Geology. 1969. Vol. 4. Iss. 3-4. P. 373-392. DOI: 10.1016/0009-2541(69)90004-7
- Usui H., Domi Y., Sakaguchi H. Rutile TiO2 Creates Advanced Na-Storage Materials // ACS Applied Energy Materials. 2023. Vol. 6. Iss. 8. P. 4089-4102. DOI: 10.1021/acsaem.3c00266
- Rashchenko S., Shatskiy A., Litasov K. High-Pressure Na-Ca Carbonates in the Deep Carbon Cycle // Carbon in Earth’s Interior. Wiley, 2020. P. 127-136. DOI: 10.1002/9781119508229.ch13
- Bernard E., Yio M., Rentsch D. et al. Insights on the effects of carbonates and phosphates on the hydration of magnesia (alumino-)silicate cements // Applied Geochemistry. 2024. Vol. 167. № 106001. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2024.106001
- Baijot M., Hatert F., Philippo S. Mineralogy and geochemistry of phosphates and silicates in the Sapucaia pegmatite, Minas Gerais, Brazil: genetic implications // The Canadian Mineralogist. 2012. Vol. 50. № 6. P. 1531-1554. DOI: 10.3749/canmin.50.6.1531
- Zaccarini F., Garuti G., Moser R. et al. Mineral Chemistry of Olivine, Oxy-Spinel, and Clinopyroxene in Lavas and Xenoliths from the Canary, Azores, and Cape Verde Islands (Macaronesia, North Atlantic Ocean): New Data and Comparisons with the Literature // Minerals. 2024. Vol. 14. Iss. 2. № 161. DOI: 10.3390/min14020161
- Hermann J., O’Neill H.S.C., Berry A.J. Titanium solubility in olivine in the system TiO2-MgO-SiO2: no evidence for an ultra-deep origin of Ti-bearing olivine // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2005. Vol. 148. Iss. 6. P. 746-760. DOI: 10.1007/s00410-004-0637-4
- Santisteban J.I., Mediavilla R., López-Pamo E. et al. Loss on ignition: a qualitative or quantitative method for organic matter and carbonate mineral content in sediments? // Journal of Paleolimnology. 2004. Vol. 32. Iss. 3. P. 287-299. DOI: 10.1023/B:JOPL.0000042999.30131.5b
- Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 2011. 742 с.
- Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Минеральные индикаторы литогенеза. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 564 с.
- Qing Sun, Daryin A., Jiayu Zhao et al. High-Resolution Elemental Record From the Holocene Sediments of an Alpine Lake in the Central Altai Mountains: Implications for Arctic Sea-Ice Variations // Earth and Space Science. 2021. Vol. 8. Iss. 8. № e2021EA001810. DOI: 10.1029/2021EA001810
- Ziwei Long, Zehua Ji, Yuansheng Pei. Characteristics and distribution of phosphorus in surface sediments of a shallow lake // Journal of Environmental Sciences. 2023. Vol. 124. P. 50-60. DOI: 10.1016/j.jes.2021.10.012
- DoĞan M., Ünlü Y., Gürboğa Ş. et al. Climate variability in West Anatolia from Last Glacial Maximum to present based on the µXRF data from Buldan Yayla Lake (Denizli) // Journal of Quaternary Science. 2025. Vol. 40. Iss. 1. P. 86-105. DOI: 10.1002/jqs.3658
- López-Sáez J.A., Carrasco R.M., Turu V. et al. Late Glacial-early holocene vegetation and environmental changes in the western Iberian Central System inferred from a key site: The Navamuño record, Béjar range (Spain) // Quaternary Science Reviews. 2020. Vol. 230. № 106167. DOI: 10.1016/j.quascirev.2020.106167
- Масленникова А.В., Артемьев Д.А., Зазовская Э.П. и др. Геохимическая летопись озера Сабакты: количественная оценка электропроводности вод и реконструкция обстановок осадконакопления позднеледниковья и голоцена степной зоны Южного Урала // Литосфера. 2023. Т. 23. № 3. С. 410-429. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-3-410-429
- Qimei Guo, Baohua Li, Yue Cai. Intermediate water circulation in the mid-latitude Northeast Atlantic over the past 13,000 years: Multi-proxy evidence from IODP Site U1391 // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2024. Vol. 654. № 112428. DOI: 10.1016/j.palaeo.2024.112428
- Walker M., Head M.J., Berkelhammer M. et al. Formal ratification of the subdivision of the Holocene Series/Epoch (Quaternary System/Period): two new Global Boundary Stratotype Sections and Points (GSSPs) and three new stages/subseries // Episodes. 2018. Vol. 41. № 4. P. 213-223. DOI: 10.18814/epiiugs/2018/018016
- Walker M.J.C., Berkelhammer M., Björck S. et al. Formal subdivision of the Holocene Series/Epoch: a Discussion Paper by a Working Group of INTIMATE (Integration of ice-core, marine and terrestrial records) and the Subcommission on Quaternary Stratigraphy (International Commission on Stratigraphy) // Journal of Quaternary Science. 2012. Vol. 27. Iss. 7. P. 649-659. DOI: 10.1002/jqs.2565