3) Необходимо подкрепить полученные результаты петромагнитными и геохронологическими исследованиями, а также провести дополнительный отбор образцов для подтверждения полученных данных.
Литература
1. Дублянский В. Н., Илюхин В. В. Крупнейшие карстовые пещеры и шахты СССР //
Изд. Наука, 1982.
2. Enkin, R. J., 1994. A computer program package for analysis and presentation of paleo- magnetic data. Pacific Geoscience Centre, Geological Survey of Canada, 16.
3. Hill C.A., Forti P. The classification of cave minerals and speleothems // International Journal of Speleology, 1995, vol. 24, 77–82 p.
4. Lascu I., Feinberg J.M. Speleothem magnetism // Quaternary Science Reviews, 30 (2011), pp. 3306–3320.
5. Latham A.G., Schwarcz H.P., Ford D.C., Pearce G.W. Paleomagnetism of stalagmite de- posits // Nature, 1979, vol. 280, 383–385 p.
6. Moore G.W. Speleothem – a new cave term // National Speleological Society News, 1952, vol. 10.
7. Paterson G. A., Heslop D., Pan Y. The pseudo-Thellier paleointensity method: New cali- bration and uncertainty estimates // Geophysical Journal International Advance Access published September 16, 2016.
8. Peltier W. Richard. Ice Age Paleotopography // Science, New Series, Vol. 265, #5169 (Jul. 8, 1994), pp. 195–201.
9. Ponte J. M., Font E., Veiga-Pires C., Hillaire-Marcel C. Speleothems as magnetic ar- chives: paleosecular variation and a relative paleointensity record from a Portuguese spe- leothem // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2018, 19, 2962–2972.
О противоречии стратиграфического положения границы
женные М.Ф. Векличем и др., отражены в Стратиграфической схеме четвер- тичных отложений Украины (1993) [19] (см. таблицу).
Впервые палеомагнитным методом данные разрезы исследовались А.Н.
Третяком в 1970-х годах [15]. Согласно точке зрения А.Н. Третяка весь ис- следуемый участок разреза Роксоланы (от современной почвы до лубенского почвенного горизонта включительно) формировался во время эпохи прямой полярности Брюнес, несмотря на то, что были установлены многочисленные зоны обратной и аномальной полярности. Самая мощная зона, Levantine (362 тыс. лет назад), занимала почти весь днепровский лессовый горизонт. В по- следней работе [14], где упоминается разрез Роксоланы, также нет никаких сведений о границе М–Б. В разрезе Вязовок был опробован участок от со- временной почвы до низов сульского лессового горизонта. Исследуемая тол- ща также формировалась в эпохе Брюнес. Было установлено лишь несколько зон обратной полярности, которые были сопоставлены с магнитными собы- тиями Laschamp, Blake и Levantine (~41, 100, и 362 тыс. лет назад соответ- ственно). В одном образце в подошве сульского лесса определялась аномаль- ная намагниченность [13, 17].
Таким образом, фактически граница М–Б в разрезах Роксоланы и Вязовок ранними палеомагнитными исследованиями не была определена, что было связано со стратиграфически неполным интервалом отбора. Тем не менее, при рассмотрении последующих схем палеогеографической этапности плей- стоцена и межпрофильных корреляций четвертичных разрезов вызывает бес- покойство удивительное единодушие в положении границы М–Б и в разрезе Роксоланы, и в разрезе Вязовок. Например, [10, рис. 3] и [7, рис. 1] поместили границу М–Б в среднюю часть мартоношского горизонта профиля Роксола- ны, очевидно основываясь только на одном образце обратной полярности, как можно увидеть в [15, рис. 1]. А в разрезе Вязовок положение границы М–
Б было объявлено в верхней части мартоношского горизонта [17], основыва- ясь только на аномальной полярности одного самого нижнего образца. Пото- му долгое время считалось, что мартоношский горизонт сформировался во время эпохи Матуяма. Однако, позже Л.И. Вигилянской [13] граница М–Б в разрезе Вязовок была установлена значительно ниже, в широкинской почве, при этом количество образцов и качество палеомагнитных данных оказалось куда более удовлетворительное. К тому же, в Магнитостратиграфической шкале плейстоцена Украины [14], построенной на основе палеомагнитных исследований около 60 разрезов, граница М–Б проведена в нижней части ши- рокинского горизонта. К сожалению, эта огромная по своим масштабам ра- бота до сих пор остается незамеченной в среде отечественных специалистов по четвертичной стратиграфии.
Если стратиграфическое расчленение разреза Вязовок изначально не вы- зывает сомнений (разные авторы лишь коррелируют часть горизонтов с раз- ными морскими изотопными стадиями (MIS), см. таблицу), то хронострати- графия разреза Роксоланы до сих пор является предметом жарких споров.
Показательными выступают работы коллектива авторов [4, 16], которые определили границу М–Б в средней части разреза Роксоланы на глубине 34 м
в тясминском лессовом горизонте. Следовательно, была предложена совер- шенно другая педо- и магнитостратиграфия, сильно отличающаяся от преды- дущих работ [6, 15] (в сторону резкого удревнения отложений).
Таблица. Хроностратиграфические модели, предложенные для лессово-почвенных серий Украины
Номенклатура страти- графических горизон- тов согласно схемы [19]
Теоретическая корреляция схемы [19] с морскими изотоп- ными стадиями (MIS) согласно*
Шкала поляр- ности Абсолютный возраст, тыс. лет назад Оценочноя корреляция с MIS
Почва/ Лесс А Б В Г
Голоцен (hl) 1 1 1 1
БРЮНЕС
0 1
Бугский (bg) 2–4 2 2–4 21 2
Витачевский (vt) 5 2–4 3 5 3
Удайский (ud) 4 4
Прилукский (pl) 5 5 5a-c 5 5a-c
Тясминский (ts) 6 6 5d 5d
Кайдакский (kd) 7 7 5e 5 5e
Днепровский (dn) 8 8 6 6 144–
100 6
Потягайловский (pt) 9 9 7 7
Орельский (or) 10 10 8 8
Завадовский 3 (zv3)
11 11 9
Завадовский 1 (zv1) 11 9 430? 11?
Тилигульский (tl) 12 12 12 10
Лубенский (lb) 13–17 13–15 13–15 11
Сульский (sl) 18 16 16 12 560–580
или 670
14 или 16 Мартоношский 3 (mr3)
19–23 17 17 13?–
Мартоношский 1 (mr1) 19 19 15
Приазовский (pr) 24 20 20 16
Широкинский 3 (sh3)
Широкинский 1 (sh1) 25–… 21–33 21–37 17–19
780 19
Ильичевский (il) 38–40 20
M**
Крижановский (kr) 41–… 21
* A – Veklich, 1995; Б – Lindner et al., 2004, 2006; В – Rousseau et al., 2001; Matviishyna et al., 2010; Г – Bolikhovskaya and Molodkov, 2006, см. ссылки в [8]
** M – эпоха Матуяма
С целью независимого определения положения границы М–Б нами были проведены детальные палеомагнитные исследования обоих разрезов. Сплош- ной отбор образцов в нижней части (где ожидалась инверсия М–Б) и выпол- ненные процедуры размагничивания температурой и переменным магнитным полем в разных палеомагнитных лабораториях на современной аппаратуре позволили надежно установить направления характеристической компоненты как в лессовых, так и в почвенных горизонтах. В разрезе Роксоланы граница М–Б была определена на глубине 46,6 м между двумя отдельными почвен- ными комплексами [1], которые были стратифицированы ранее [7, 11] как лубенский (MIS 13–15) и мартоношский горизонты (MIS 17–19). В разрезе Вязовок граница М–Б в двух расчистках была обнаружена в нижней части
широкинской почвы sh1 [9], что соответствует предыдущим данным Л.И. Ви- гилянской.
Таким образом, в исследуемых разрезах граница М–Б находится в различ- ных стратиграфических горизонтах и ее положение противоречит текущим хроностратиграфическим моделям и разреза Роксоланы, и разреза Вязовок.
Действительно, граница М–Б должна соответствовать теплой 19 стадии (ин- тергляциалу) морской кислородной изотопной шкалы. Но в разрезе Роксола- ны она распологается между горизонтами, которые соотносятся [11] с MIS 15 и 17, а в разрезе Вязовок двумя независимыми исследованиями она опреде- ляется в подошве горизонта, который согласно современным представлениям коррелирует с более давними по возрасту MIS 21–33 [10].
В статье [8] нами было показано, что широкинский комплекс (полностью или частично) должен совпадать по времени формирования с MIS 19. А гипо- теза о слишком глубоком понижении палеомагнитной записи (т.н. эффект
«lock-in depth») маловероятна для объяснения данного противоречия в связи со слишком большой глубиной гипотетического удревнения границы М–Б и прямой полярностью приазовского лесса. Теперь можно с большей уверенно- стью повторить наш вывод из статьи [9], что стратиграфическое расчленение одного из разрезов, скорее всего Роксоланы, должно быть пересмотрено.
Кроме того, что граница М–Б в разрезе Роксоланы никак не может нахо- дится в подошве почвенного комплекса MIS 15, есть несоответсвие и хроно- стратиграфического положения установленного экскурса внутри хрона Брюнес. Магнитное событие обратной полярности на глубине 40,5–42,5 м в орельском горизонте лессов, которое мы соотносили в [2] с Big Lost (560–580 тыс. лет назад, что эквивалентно MIS 14), по нашему мнению, вполне может коррелировать и с событием Stage 17 (670 тыс. лет назад, MIS 16), учитывая его стратиграфическое положение в разрезах Дунайского басейна (разрез Стари Сланкамен и скважина Удвари-У2 [12]). Но оно врядли соотносится с MIS 10, как предложено в стратиграфии [11]. В разрезе Вязовок также при- сутсвует магнитное событие в нижней завадовской почве. Если эта почва формировалась в MIS 11, то этот экскурс соотносится с т.н. событием Un- named (420 тыс. лет назад), которое выступает индикатором начала MIS 11.
Еще одним аргументом в пользу пересмотра стратиграфии разреза Роксо- ланы является полученный методами абсолютного датирования возраст верхних слоев. Так, люминесцентные датировки верхов разреза [3, 5, 11] хо- рошо согласуются с нашим положением границы М–Б, тогда как другие не- давние исследования [20], которые в целом повторяют изначальные резуль- таты 1975 года [6, 7] (согласно которым собственно укоренилась традицион- ная стратиграфия разреза Роксоланы), противоречат магнитостратиграфиче- ским данным и указывают на разительную изменчивость скорости седимен- тации. По нашему мнению, противоречивые молодые даты страдают от недооценки возраста из-за методологических причин и не должны рассмат- риваться как надежные.
Учитывая вышеизложенное, мы считаем, что лубенский горизонт в разре- зе Роксоланы и широкинский горизонт в разрезе Вязовок – один и тот же
почвенный комплекс, который должен соотноситься с MIS 19 и горизонтом S7 в лессовых последовательностях Китая и Юго-Восточной Европы. Именно этот комплекс в разрезе Роксоланы, на наш взгляд, предпочтительно назвать
«широкинским». Тогда расположенный выше педокомплекс, состоящий из двух горизонтов почв, логично коррелировать с мартоношским климатоли- том, также состоящим из двух почвенных комплексов в разрезе Вязовок.
Согласно люминисцентным датам 144–100 тыс. лет назад [5, 11] для верх- ней части бугского лесса профиля Роксоланы, этот горизонт должен совпа- дать с MIS 6 и днепровским горизонтом в разрезе Вязовок, который, как мы считаем, также соотносится с MIS 6 (согласно кривой магнитной восприим- чивости для вышележащих почв прилукского и кайдакского горизонтов, от- носящихся к MIS 5 [13]) Четкое соотношение других горизонтов обоих раз- резов проблематично ввиду отсутствия инных надежных маркеров абсолют- ного датирования. На рисунке мы предлагаем альтернативную теоретической корреляцию горизонтов разрезов Вязовок и Роксоланы исходя из гипотезы последовательной очередности формирования почвенных комплексов после инверсии М–Б. В хроне Брюнес в обоих разрезах находится по 9 почвенных комплексов, которые естественным образом коррелируют между собой. Для удобства восприятия материала справа от колонки для разреза Роксоланы вынесены абсолютные даты (со ссылками на источники в квадратных скоб- ках): черным цветом обозначены надежные датировки, серым – сомнитель- ные в интерпретации авторов. В круглых скобках указан возраст магнитных событий.
Следует отметить, что идея пересмотра расчленения разреза Роксоланы давно оговаривается (пока что в устной форме) рядом ведущих стратиграфов и геоморфологов Украины, а предложенная стратиграфия может частично совпадать с их точкой зрения. Очевидно, что гипотетическая корреляция, расмотренная в этой статье с точки зрения магнитостратиграфии и геохроно- логии, требует подтверждения, основанного на проведении профессиональ- ных дополнительных исследований, прежде всего палеопедологических и палеоклиматических.
Рис. Предложенная корреляция исследуемых разрезов. Стратиграфическое расчлене- ние разреза Вязовок согласно [13, 18], разреза Роксоланы – согласно [7, 11]. Буквами в кружочках показано положение границы М–Б согласно: (а) нашим данным [1, 2, 9];
(б) интерпретации [17] по данным А.Н. Третяка; (в) данным Л.И. Вигилянской [13];
(г) результатам [4, 16]; (д) точке зрения [7, 10].
Литература
1. Bakhmutov, V.G., Hlavatskyi, D.V., 2014. New data about Matuyama-Brunhes boundary in Roxolany section (in Russian with English summary). Geologichnyi zhurnal, 347 (2):
73–84.
2. Bakhmutov, V.G., Kazanskii, A.Yu., Matasova, G.G., Hlavatskyi, D.V., 2017. Rock magnetism and magnetostratigraphy of the loess-sol series of Ukraine (Roksolany, Bo- yanychi, and Korshev Sections). Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 53 (6): 65–86.
3. Constantin, D., Veres, D., Panaiotu, C., Anechitei-Deacu, V., Groza, S.M., Begy, R., Kelemen, S., Buylaert, J.-P., Hambach, U., Marković, S.B., Gerasimenko, N.,Timar- Gabor, A., 2019. Luminescence age constraints on the Pleistocene-Holocene transition recorded in loess sequences across SE Europe. Quaternary Geochronology, 49: 71–77.
4. Dodonov, A.E., Zhou, L.P., Markova, A.K., Tchepalyga, A.L., Trubikin, V.M., Aleksandrowski, A.L., Simakova, A.N., 2006. Middle-Upper Pleistocene bio-climatic and magnetic records of the Northern Black Sea Coastal Area. Quaternary International, 149: 44–54.
5. Fedorowicz, S., Woźniak, P.P., Hałas, S., Łanczont, M., Paszkowski, M., Wójtowicz, A., 2012. Challenging K-Ar dating of the Quaternary tephra from Roxolany. Mineralogia, 39:
102–105.
6. Gozhik P.F., 1976. Guidebook VIII international symposium about loess deposits (in Russian) (eds. Gozhik P.F., Chugunnyi Yu.G., Melnik V.I.). 71 p. Naukova Dumka, Ky- iv.
7. Gozhik, P., Komar, M., Krokhmal, O., Shovkoplias, V., Khrystoforova, T., Dykan, N., Prylypko, S., 2007. The key section of Neopleistocene subaerial deposits near Roxolany village (Odessa region) (in Ukrainian with English summary). In: Problems of Middle Pleistocene Interglacial: 109–128. Vid. Centr LNU im. I. Franka, Lviv.
8. Hlavatskyi, D.V., 2019. Refined magnetostratigraphic position of the Shyrokyne unit in loess sequences from Central Ukraine. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 28 (2): 301–312.
9. Hlavatskyi, D.V., Kuzina, D.M., Gerasimenko, N.P., Bakhmutov, V.G., 2016b. Petro- magnetism and paleomagnetism of Quarternary loess-soil sediments of Vyazovok section (Dnieper Lowland) (in Russian with English summary). Geofizicheskiy zhurnal, 38 (6):
186–193.
10. Lindner, L., Gozhik, P., Marciniak, B., Marks, L., Yelovicheva, Y., 2004. Main climatic changes in the Quaternary of Poland, Belarus and Ukraine. Geological Quarterly, 48 (2):
97–114.
11. Loess cover of the North Black Sea Region. Proceeding of the XVIII Ukrainian-Polish Workshop 8–13 September 2013 (eds. Bogucki A., Gozhik P., Łanczont M., Madejska T., Yelovicheva J.), 2013: 34–58. KARTPOL s.c. Lublin, Lublin.
12. Sümegi, P., Gulyás, S., Molnár, D., Sümegi, B.P., Almond, P.C., Vandenberghe, J., Zhou, L., Pál-Molnár, E., Törőcsik, T., Hao, Q., Smalley, I., Molnár, M., Marsi, I., 2018. New chronology of the best developed loess/paleosol sequence of Hungary capturing the past 1.1 ma: Implications for correlation and proposed pan-Eurasian stratigraphic schemes.
Quaternary Science Reviews, 191: 144–166.
13. The Ukraine Quaternary explored: the Middle and Upper Pleistocene of the Middle Dnie- per area and its importance for the East-West European correlation. Excursion guide of the SEQS 2001 conference, Ukraine, 2001: 23–36. Institute of Geological Sciences NASU, Kyiv.
14. Treatyak, A.N., Vigilyanskaya, L.I., 1994. Magnetostratigraphic scale of Pleistocene of Ukraine (in Russian with English summary). Geofizicheskiy zhurnal, 16 (2): 3–14.
15. Tretyak, A.N., 1980. Regim of the Pleistocene geomagnetic field and structure of the Brunhes geomagnetic epoch (in Russian with English summary). Geofizicheskiy zhurnal, 5 (2): 75–87.
16. Tsatskin, A., Heller, F., Hailwood, E.A., Gendler, T.S., Hus, J., Montgomery, P., Sartori, M., Virina, E.I., 1998. Pedosedimentary division, rock magnetism and chronology of the loess/palaesol sequence at Roxolany (Ukraine). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 143: 111–133.
17. Veklich, M.F., 1982. Paleostages and stratotypes of soil formations of the Upper Cenozo- ic (in Russian): 202 p. Naukova Dumka, Kyiv.
18. Veklich, M.F., Artyushenko, A.T., Sirenko, N.A., Dubnyak, V.A., Mel’nichuk, I.V., Parishkura, S.I., 1967. Key Sections of the Anthropogene of Ukraine (In Russian): 13–50.
Naukova Dumka, Kyiv.
19. Veklich, M.F., Sirenko, N.A., Matviishina, Z.N., Gerasimenko, N.P., Perederiy, V.I., Tur- lo, S.I., 1993. Stratigraphical Schemes of the Quaternary Deposits of Ukraine. Explanato- ry notes (in Russian). Goskomgeologia of Ukraine, Kyiv.
20. Wulf, S., Fedorowicz, S., Veres, D., Łanczont, M., Karátson, D., Gertisser, R., Bormann, M., Magyari, E., Appelt, O., Hambach, U., Gozhik, P.F., 2016. The ‘Roxolany Tephra’
(Ukraine) – new evidence for an origin from Ciomadul volcano, East Carpathians.
Journal of Quaternary Science, 31 (6): 565–576.