Эоловые процессы и геохимические особенности ЛАНДШАФТОВ МЕЖГОРНЫХ ВПАДИН ПРИЬАЙКАЛЬЯ И Забайкалья

лас гей. Тезисы докладов IX Всесоюзного совещания по геологии россыпей.-4.2. Бишкек, 1991.

Т.Т.ТАЙСАЕВ, Т.Б.ЦЫДЫПОВА, Х.И. ЮНДУИОВ ЭОЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТОВ МЕЖГОРНЫХ ВПАДИН ПРИЬАЙКАЛЬН И

Забайкалья

Эоловая деятельность в горах юга Сибири активно проявилась в условиях холодного и сухого климата плейстоцен-голоцена в перишяциальных ландшафтах- степях, полупустынях, тундро-стспях (Равский, 1972; Тайсаев, 1982; Резанов, 1982; Базаров, 1986; Имстхеиов, 1987). Горные хре&ты Прибайкалья и Забайкалья, выступая и виде мощных барьерных юн на пути господствующих северо-западных воздушных течений, перехватывали большую часть осадков и благоприятствовали формированию холодных иссушающих ветров-фенов. Особенно сильные ветры дули по речным долинам северо-западного и меридионального направлений. В Забайкалье выделяются три основных этапа активизаций эоловых процессов: ранний и средний в верхнем плейстоцене и поздний в середине голоцена (Антощенко-Оленев, 1982).

Активной дефляции подвергались днища впадин с опущенными блоками кристаллического фундамента, особенно со стороны северо-западных и северного бортов впадин. Дефляции в перигляци-альных ландшафтах благоприятствовали интенсивные процессы физического, криогенного, солевого выветривания, сильная раздробленность, широкое развитие разрывных нарушений и неоднородность литологического состава пород, выполняющих впадины, развитие мел-палеогеновых химических кор выветривания и зон дезинтеграции на гранитоидных массивах. Интенсивной эоловой переработке подвергались отложения наземных дельт и конусов выноса, аллювиальные и аллювиально-озерные пески кривояровской свиты (средний плейстоцен) на высоких террасах - увалах.

С эоловой денудацией во впадинах связаны котловины выдувания, дефляционные коридоры и останцы, долинно-грядовыб и котловинный рельеф с останцовыми сопками. Это типичный рельеф Для степных и лесд^гепных ландшафтов Прибайкалья и Забайкалья. Котловины выдувания избирательно развиваются по корам выветривания кристаллического фундамента и мезозойских осадочно-

вулканогенных комплексов, а также углистым и битуминозные сланцам, аргиллитам и песчаникам нижнего и верхнего мела, а Та же вдоль зон молодых разломов.

В межгорных впадинах за плейстоцен-голоценовое вре\,я сильные ветры четко определяли районы постояТГкой дефляции и аккумуляции, их сочетания.

Наиболее сильно эоловая деятельность проявилась в Г1ри. ольхонье и на острове Ольхон (Тайсаев, 1982). Сухие каменистые степи Са2+ класса возникли здесь на древнем пенеплене под постоянным воздействием сильных северо-западных ветров, скатывающихся с Приморского хребта. Процессы дефляции на протяжении плейстоцен-голоцена создали на пенеплене в Тажеранских и Озерных степях характерный лощинно-грядовый рельеф с котловинами выдувания. Они развивались по палеогеновым корам выветривания и зонам дезинтеграции кристаллических пород архея - протерозоя. Эоловый (силикатный, карбонатный, сульфатный) материал с нене-пленов выносился в Байкал. В степях отсутствуют аллювиальные и озерные отложения. Обращает внимание обилие ветрогранников в степях. Они сложены кварцитами, кварцем, мелкозернистыми гранитами и железо-марганцевыми рудами. Последние сформировались в результате дефляции на месте выходов инфильтрационных железных и марганцевых руд. При разрушении руд и вмещающих их кор выветривания, постоянном выдувании из них легкого материала и остаточной концентрации тяжелых минералов образовались эоловые россыпи. Такие россыпи железо-марганцевых и марганцевых руд выстилают поверхность увалов и котловины выдувания.

На выходах железо-марганцевых руд образовались высоко контрастные механические ореолы Ре, Мп, Сг, Си, Со, Аэ, Zn, элементов которые входят в состав указанных руд. В степях Нри-ольхонья бессточные котловины выдувания занимают сульфатные озера. Они связаны с выходами трещинных вод. В некоторых соленых озерах сформировались залежи лечебных грязей.

На о. Ольхон с сильными северо-западными ветрами связано формирование основных очагов эоловых песков. Они обогаше«ы ильменитом, сфеном, гранатом, магнетитом и образовались в ре' зультате перевевания пляжевых песков заливов Нюрганский, УлзИ' Хушинский, Хужирский и др. Пляжевые пески связаны с размыв°м ^плейстоценовых и неогеновых отложений и мел-палеогеновых К°Р выветривания, содержащих указанные тяжелые минералы. На 01!

рове в урочищах Песчанка, Улан-Хушин. Большой и Малый Хужир, д,1Га и Семь Сосен распространены массивы подвижных (современных и древних) песков среди степных и лесных ландшафтов. Движению песков способствовали постоянные ветры и усиление антропогенной деятельности - вырубка леса, строительство, перевыпас домашнего скота. Ландшафты подвижных песков включают лесные, кустарниковые, мшисто-лишайниково-травяные сообщества (Вика, Снытко, Щипек, 1997).

Приольхонье и о. Ольхон издавна были освоены человеком. Здесь сохранились многочисленные стоянки древнего человека и уникальные памятники истории. В бухте Улан-Хада на восточном берегу залива Мухор эоловыми песками погребено интересное поселение древнего человека (неолит, бронза, железо) с 11 культурными слоями (Хлобыстин, 1964). Большая часть разреза рыхлых отложений и культурных слоев сформировалась на берегу залива под действием сильных ветров.

В У1-Х1 вв. степи и лесостепи Прибайкалья заселяли племена курыкан. Хозяйство их было комплексное, интенсивно развивались железоплавильное, кузнечное и гончарное ремесла, земледелие с применением искусственного орошения, скотоводство, рыболовство и охота (Окладников, 1955; Асеев, 1^89; Свинин, 1970; Древности Байкала, 1992). Высокое развитие получили скотоводство, особенно табунное коневодство. Одним из центров курыканской цивилизации были сухие степи Приольхонья. Это были кальциевые и соленосные (озера и солончаки) ландшафты с многочисленными эоловыми и инфильтрационными месторождениями бурых железняков, марганца, фосфоритов.

Геохимические особенности почв, вод, растений и солей -1 Уджиров, содержащих оптимальные концентрации химических Цементов, определили высокие вкусовые и питательные качества Животноводческих продуктов - мясо, молоко, шерсть. Курыкане наряду со скотоводством ¡анимались выращиванием зерновых. Мелководный, хорошо про]-реваемый пролив Малое Море с многочисленными заливами бьщ богат ценными видами рыб - омуль, сиг, °сетр, хариус.

Из эоловых россыпей бурых железняков, легированных марийцем, никелем, хромом, курыкане выплавляли высококачественное железо. Приольхонье было центром черной металлургии При-^йкалья. Сухие степи Приольхонья и острова Ольхон и пролив Ма-

лое Море были центром древнего природопользования. Хозяйствен, ная деятельность и материальная культура курыкан отличались «Ь1. раженной рациональностью и максимальным использованием геохимических ресурсов ландшафта.

Активно эоловые процессы проявились ^^мезозойских впадинах Забайкалья. В Гусиноозерской впадине сохранились большие площади дефляционных полей с котловинами выдувания. Бессточные котловины выдувания возникли на днище этой впадины на За-густайской перемычке в пределах одноименной мульды нижнемеловых (неоком) угленосных образований - переслаивание песчаников, алевролитов, аргиллитов с пластами бурых углей (селенгинская свита). В Загустайскую мульду вложена серия котловин выдувания, образующих дефляционный коридор длиной 10 км. Они вытянуты в северо-западном направлении и контролируются неотектоническими нарушениями этого направления (Антощенко-Оленев, 1982). Дефляционное происхождение котловин обосновал В.Н.Олюнин (1978). Котловины выдувания образовались в верхнем плейстоцене под воздействием сильных северо-западных ветров, обрушившихся с Хамар-Дабана. В самой крупной (площадь 9 км) котловине глубиной 70 метров расположено два сульфатных озера (Сульфатное и Гуджирское).

При образовании этой котловины в результате криогенно-эоловых процессов было вынесено ветрами около 5 куб.км горных пород (песок, суглинки, соли) на северо-западные склоны хр. Моно-стой. Здесь они слагают широкие предгорные эолово-делювиально-пролювиальные шлейфы. Днище котловины покрыто солончаками и такыром. Автономные ландшафты на уйалах - это сухие степи Са класса. Почвы каштановые. Увалы и днище котловины покрыты ветрогранниками хапцедоновидного кварца. В котловине сульфатные озера питаются пресными артезианскими водами. Выходы подземных вод известны вдоль подножия склонов котловины. Поверхностные водотоки в озера не впадают.

Соленакопление в Сульфатном озере связано с вымораживанием солей и их испарительной концентрацией. Основное накопление солей произошло в перигляциальных ландшафтах при интенсивной криогенной метаморфизации озерных вод и умеренном '!1,1' носе солей ветром. Залежи галита и мирабилита с перерывами раз" рабатывались с XVII до середины XIX в. Сначала добывали и«1"3' ренную соль, после истощения ее запасов - мирабилит. Соли Л00'"

вали зимой из колодцев. В этом озере, как и в других озерах региона, выражен годичный цикл образования мирабилита. Зимой подо [ьдом при охлаждении рапы характерны вымораживание и садка мирабилита, весной и летом - его растворение и повышение концентрации рапы в первую сухую и жаркую половину лета. Солевароч-ный завод работал зимой. Осенью и в начале зимы при частых северо-западных ветрах большая часть ежегодной садки мирабилита накапливалась у южного берега озера и частично выбрасывалась на берег и разносилась ветром. Рапа озера обогащена Li и F (КК2-4). В солянке на солончаках повышены концентрации F, Мо, Sr. В подножии склонов котловины при выклинивании глеевых вод осаждаются гидроокислы железа (А<,-С6) с аномалиями Р. As, Мо (КК2-3).

В соленых озерах Забайкалья (их около 200) наблюдается образование донной соды, мирабилита, галита. Особенно усиленно садка солей происходила в этих озерах в перигляциальный период. В настоящее время с увлажнением климата и обводненностью озер минерализация их уменьшилась, формируются сезонные криопэги. При развитии криопэгов в соленых озерах усиливаются восстановительные процессы, образуются сероводородные илы. В Восточном Забайкалье известны Доронинская, Борзинская и Ононская группы соленых и горько-соленых озер. Некоторые из них содержат пласты грязевых отложений, имеющих бальнеологическую ценность. Из Доронинского озера в Ишодинской впадине продолжительное время добывали соду. Прогнозные запасы соды 350 тыс. тонн (Скур-ский, 1996). Многочисленные соленые озера и грязи Прибайкалья и Забайкалья представляют большой минеральный и лечебный потенциал для регионов Южной Сибири.

С -юлово-криогенными процессами на мезо-кайнозойских базальтовых покровах Забайкалья и Монголии связаны эоловые, эо-лово-пролювиальные россыпи халцедона, агата и других самоцветов. Такие россыпи известны в Еравнинской, Тугнуйской и других К|1;1динаЧ. В Еравнинской лесостепи в бассейне р. Тулдуни был Центр каменной индустрии древнего человека (Тайсаев, Ширапова, '7). Здесь из халцедона изготавливались орудия- нуклеусы, накожники стрел, ножи, топоры и др. человеком новокаменного века, С1 оявки которых многочисленны вокруг озер Еравнинской котлови-'"»i В гуннских захоронениях Иволгинского городища найдены великолепные халцедоновые и агатовые украшения-кулоны и подвески.

В бассейне р. Селенги с песчаными и песчанно-илистыми террасами и террасо-увалами (кривояровская свита среднего плейстоцена) сопряжены большие поля движvщиxcя песков (древних и современных) и лессов. В Удинской, Тугнуйской, Хилоко-Чикойской и других впадинах песчаные покровы высоко поднимаются на северные склоны гор и водоразделов. Они перекрывают лые водотоки, изменяют их направление, засыпают древние котловины выдувания и массивы лесов. Характерные подпрудные озера, в тайге они пресные (оз. Черное) в степях -солёные (оз. Киран), Под покровами эолово-пролювиальных песков и лёссовидных супесей часто отмечаются горизонты ветрогранников. Ландшафты на песках и лёссах при хозяйственном освоении быстро разрушаются- теряют устойчивость и относятся к районам экологического кризиса. Такие ландшафты развиты в бассейне рек Уды, Куйтунки, Тугнуя, Хилка, Чикоя и др. Они, в первую очередь, подвергаются ветровой и водной эрозии. Опустынивание развивается на месте интенсивных вырубок склоновых лесов на песках кривояровской и сопряжённых с ними эоловых, эолово-пролювиальных песках на южных склонах мезозойских впадин юга Бурятии. В Куйтунской впадине активны ветровая и водная эрозии в лесостепях и степях на лёссовидных суглинках и супесях. Особенно активны эти процессы весной во время сильных вегров и летом при сильных ливневых осадках.

Ландшафты областей верхнеплейстоценовых дефляции в мезозойских впадинах на вулканогенно-терригенных, чёрносланцевых толщах и лёссовых покровах низких гор отличаются высокой биологической проду ктивностью - хорошими охотничьими и пастбищными угодьями, обилием рыбы и птиц. Степи и лесостепи Са2 и Н-Са' классов активно осваивались древним человеком. Эти ландшафты определили историю хозяйства и культуру человека, политику современного землепользования. В настоящее время сухие степи и лесостепи межгорных впадин являются центрами получения экологически чистой продукции- молока, мяса, шерсти, рыбы (Тулохонов. Тайсаев, Абидуева, 1997). Особый интерес представляют природные ландшафты Боргойской, Мондинской, Тугнуйской и др. впадин, удаленные от источников загрязнения и сохранившие биологические и минеральные ресурсы. Здесь возможно разведение местных пород домашних животных - овец, лошадей, коров, хорошо адаптированных к суровым экстремальным климатическим условиям Байкальского региона.

В мерзлотных степях и лесостепях мезозойских впадин (Зазинской и Кижингино-Кудунской) Западного Забайкалья известны биогеохимические очаги с эндемичными заболеваниями домашних животных и населения. Такие очаги в современных ландшафтах тесно связаны с геохимическими реликтами ландшафтов нижнего мела (неокома) и перигляциального периода (Тайсаев, 1981,1987). В перш ляциальных ландшафтах криогенно-эоловые процессы определили формирование котловин выдувания и засоление их.

На Витимском плоскогорье в мерзлотных луговых степях и лесостепях на черных сланцах нижнего мела в пределах Зазинской впадины с избытком Мо, Р, 8г и Ы и недостатком .1 , Со связаны эндемичные заболевания домашних животных-, зоб, флюороз, алиментарная остеодистрофии, артрозы, молибденовый и литиевый токсикозы. Черносланцевая толща сложена аргиллитами, углистыми и битуминозными сланцами, мергелями с прослоями песчаников» фосфоритов и гипсов. В нижнем мелу (неокоме) в Зазинской впадине были сухие саванны с многочисленными мелкими озерами, окруженными невысокими горами. Обстановка была окислигельной с подами нейтрального и щелочного (содового) классов. В периодически пересыхающих озерах осаждались мергели, доломиты, накапливались сапропелевые илы и сода. Глинистые минералы представлены в основном монтмориллонитом, реже гидрослюдами и палыгор-скитом. Присутствие сидерита и марказита в сланцах свидетельствует о сероводородной обстановке в озерах. Осадконакопление во впадине сопровождалось излиянием трахибазальтов вдоль разломов. Щелочные гидротермы вулканов обогащали осадки К, 81, А1, 'П, С1 и редкими элементами. В ландшафтах на сорбционном, щелочном, глеевом, сульфидном и испарительном барьерах концентрировались Мо, Р, и, V, и, Си и др. Ими обог ащены черные сланцы.

В холодных полупустынях и тундростепях верхнего плейстоцена в этой впадине при сильных ветрах образовались засоленные котловины выдувания. Мерзлотные лутво-черноземные солонцеватые степи холмистого низкогорья относятся к Са2+-№+ класСУ- ландшафты бессточных котловин - классу, повышенные концентраций Р, Мо, и, V в соленых водах, солончаках и луговом разнотравье котловин были причиной эндемичных заболеваний животных. Засоление холодных степей и лесостепей вязано с активным криогенным выветриванием и дефляцией чер-

ных сланцев, вымораживанием и испарительной концетрац^-легкорастворимых солей и редких элементов в котловинах выдуг ния.

Геохимические особенности степей и лесостепей впади ц за байкалья - крупных сельскохозяйственных районов изучены нсд()с, таточно. Особо заслуживают исследования сульфатные и содовые ландшафты с аномалиями Мо, 1л, Ве, и и других элементов и их влияние на продуктивность животноводства и здоровье населения.

Таким образом, в межгорных ландшафтах Прибайкалья и Забайкалья на протяжении плейстоцен-голоцена ярко проявилась эоловая дифференциация минерального вещества, выражающаяся в остаточной концентрации тяжелых минералов и засолений в областях дефляции и накоплении песков и лессов в областях аккумуляции. Отсутствие четвертичных отложений или крайне малая мощность их в большинстве впадин объясняются грандиозным выносом их ветром на протяжении четвертичного времени, особенно в ледниковые периоды, когда климат был холодным и сухим, преобладали сильные ветры и шло интенсивное криогенное выветривание. Геохимическое поле областей дефляции дифференцировано в соответствии с исходным химическим составом горных пород, на участках концентрации тяжелых минералов и засоления оно усиливается, кларк концентрации Бе, Мп, Т), 2п, Аи, вп, \л, Мо, Р, Р высокие.

Таким образом, эоловые процессы являются одним из активных агентов образования рельефа, осадконакопления и формирования ландшафтов на Земле, независящих от гравитационного поля. Они объединяют комплекс процессов, находящихся во взаимодействии ветра с горными породами на поверхности Земли. Для ланд-шафтно-геохимических эоловых систем характерны криогенное и солевое выветривание, дефляция, перенос и аккумуляция, связывающие в единое целое - подвижные равновесные обстановки. В них выражены прямые и обратные связи (Тайсаев, 1992).

Динамическое равновесие в таких системах регулируется механизмами обратной связи. Положительная обратная связь усиливает систему, она эволюционирует, удаляется от исходного состояния. В областях дефляции образование котловин выдувания усиливает завихрение воздушных потоков, происходят вынос песка и мы ли, углубление котловин, вскрытие водоносных горизонтов и Ф°Р мирование новых экосистем. Вынос тонкого материала усиливае1 концентрации тяжелых минералов и крупных обломков лрочнь1.

ород - формирование эоловых россыпей и дефляционной отмостки. Интенсивное вымораживание и испарение увеличивают концентрации! солей (солончаки, соленые озера, каличе).

В ландшафтно-геохимических эоловых системах происходит (1Сртикальная и горизонтальная дифференциация минерального вещества, проявляются новая формация за счет мобилизации его в процессе криогенного и солевого выветривания, соленакопления, перераспределения минералов в ветровом потоке по крупности, удельному весу, концентрации элементов на геохимических барьерах и биологического круговорота вещества. Динамичность таких природных систем проявляется в погребении древних ландшафтов молодым дюнным комплексом песков и лессами. Это активно проявляемся в условиях горного рельефа, когда происходят трансформирование воздушных потоков и перераспределение осадков, усиление головых и склоновых процессов, механической и физико-химической миграции и концентрации, возникновение экологических ниш в котловинах выдувания.

Отрицательная обратная связь в ландшафтно-геохимических системах межгорных впадин ослабляет систему и стабилизирует ее исходное состояние. Благодаря действию этой связи, развивается саморегулирование и достигается динамическое равновесие. Формирование дефляционной отмостки, горизонтов каличе препятствует развитию дефляции - стабилизирует поверхность. В котловинах выдувания соленакопление регулируется выносом ветром солей по мере их накопления. Котловины не заполняются осадками, глубины их сохраняются, благодаря постоянству ветров выносящих песок, пыль и соли. Доказательством динамического равновесия системы являются устойчивые во времени противоположные процессы: дефляция и аккумуляция, определяющие формирование каменистых, песчаных пустынь и лессовых покровов и их сочетаний в пространстве. Отрицательная обратная связь преобладает в этой системе. Она способствует самоорганизации и стабилизации системы в условиях постоянного поступления вещества и энергии.

Литература

' Антощенко-Оленев И.В. История природных обстановок и тектонических движений в позднем кайнозое Западного Забайкалья. -Новосибирск: Наука, 1982,-155с.

2. Асеев И Ц. О формировании культуры курыкан в Прибайкалье / Этнокультурные процессы в Юго-Восточной Сибири в средние века. -Новосибирск: Наука, 1989.-С.20-25.

3. Базаров Д-Д.Б. Кайнозой Прибайкалья и Западного Забайкалья. -Новосибирск: Наука, 1986.-181с.

4. Вика С., Снытко В., Щипек Т. Ландшафты подвижных песков острова Ольхон на Байкале. - Иркутск, ИГ СО РАН, 1997.-63с.

5. Древности Байкала. Иркутск, ИГУ, 1992.-205с.

6. Иметхенов А.Б. Позднекайнозойские отложения побережья озера Байкал. Новосибирск: Наука, 1987,-151с.

7. Олюнин В.Н. Происхождение рельефа возрожденных гор М.:Наука 1978

8. Резанов И.Н. Кайнозойские отложения и морфострукпура Восточного Прибайкалья. - Новосибирск: Наука 1988.-127с.

9. Равский Э.И. Осадконакопление и климаты Внутренней Азии. -М.:Наука, 1972,-ЗЗбс.

10. Свинин В В. Археология оз. Байкал. Автореферат диссерт. канд истор. наук Новосибирск, 1970.-20с.

11. Скурский М.Д. Недра Забайкалья. Чита, АЕН РФ, ЧТТУ -1996 -695с.

12. 12.Тайсаев Т.Т. Геохимия таежно-мерзлотных ландшафтов и поиски рудных месторождений. - Новосибирск: Наука, 1981.-135с.

13. Тайсаев Т.Т. Эоловые процессы в Приольхонье и на о. Ольхон (Западное Прибайкалье) -Докл. АН СССР, 1982.- Т.265,- №4.-С.948-951.

14. Тайсаев Т.Т. Эоловые системы //Синергетика геологических систем: Тез. докл. - Иркутск: ИЗК СО РАН, 1992.-С.141-142.

15. Тулохонов А.К., Тайсаев ТТ., Абидуева Т.И Эколого-геохимическое районирование Бурятии и производство экологически чистых продуктов питания. //Инженерная экология, 1997 -№4. -С.49-57.