Часть II История озер гумидной зоны

Глава 1 Южный Урал. Озеро Увильды

Урал представляет собой складчатую область меридионально о простирания. Рельеф отличается большой расчлененностью. Горные поднятия разделены межгорными понижениями и хорошо разра ботанными речными долинами. Западные предгорья представлены невысокими кряжами и хребтами. Межгорные понижения заняты сланцевыми и карбонатными толщами. Восточные предгорья тянутся полосой останцовых поднятий со сложным рельефом.

На востоке предгорья переходят в Зауральский пенерлен, протянувшийся до гра ниц с Западно-Сибирской равниной,
Для Урала и прилегающих равнин характерны черты климата, связанные с особенностями взаимодействия воздушных масс с системами горных хребтов, характером подстилающей поверхности. В связи с меридиональным простиранием Уральские горы затрудняют перемещение в Зауралье влажных воздушных масс с Атлантики. Основными чертами климата Урала являются: четко выраженная континентальность, короткий безморозный период, ранние осенние и поздние весенние заморозки. Для южной части территории характерно также малое и неустойчивое увлажнение. Континентальность климата увеличивается с севе ро-запада на юго-восток. В этом же направлении возрастает суровость зимы. Низкие зимние температуры приводят к устойчивому и про должительному ледоставу на водоемах и даже перемерзанию наиболее мелких из них. Достаточно жаркое лето способствует хорошему прогреванию воды в мелководных озерах,
Увлажнение на территории Урала уменьшается с севера на юг и от гор к прилегающим равнинам. Наибольшее количество осадков, до 800-1000 мм, выпадает на горных хребтах и склонах гор, способ ствуя активному стоку, хорошей промытости грунтов и как следствие — низкой минерализации озерных вод. На приуральских равнинах наблюдается значительное уменьшение осадков. Интенсивное испарение в сочетании с малым количеством осадков на Южном
1 В. и Хомутова, М. А. Андреева, Н. Н. Давыдова, И. Ю. Неуструева, В. Ю. Pa даева, Д. А. Субетто.

Урале отрицательно сказывается на водном режиме поверхностных вод. Здесь распространены преимущественно бессточные озера с повышенной соленостью водных масс.
Уровни озер Урала испытывают значительные многолетние коле бания с четко выраженной цикличностью. Длительность циклов в среднем составляет 20—25 лет. В маловодные годы многие мелковод ные озера пересыхают, а в наиболее соленых из них наблюдается садка соли.
Высокая дренированность реками горного Урала не способствовала образованию озерных котловин, поэтому озерность этих районов небольшая. Наоборот, в Зауралье, особенно в междуречьях Уй-Ми асс-Исеть, при слаборазвитой речной сети распространены многочис ленные озера.
в пределах Среднего и Южного Урала насчитывается около 30 тыс. озер с суммарной площадью 8.8 тыс. км2. Большая часть озер приходится на бассейн р. Тобол. Площадь их составляет примерно 93% общей площади уральских озер. Размеры озер в подавляющем большинстве незначительные. Доля очень малых озер, площадью менее 1 км2, составляет примерно 96 %. Озер с размерами зеркала более 1 км2 насчитывается 1472. к самым - крупным водоемам, пло щадь водного зеркала которых превышает 50 км2, можно отнести всего несколько озер (Увильды, Иртяш, Айбыкуль, Уелги, Пелым ский Туман и др.). Глубины озер изменяются от нескольких десятков сантиметров до 40—50 м. Наиболее глубокими являются озера Увильды, Тургояк, Бол. Кисегач, Банное.
Наибольшая озерность (14—15%) характерна для восточных предгорий Южного Урала. Высокой она остается и на Зауральском пенеплене, а также в междуречьях Тобол— Уй—МиассИсеть (5— 10 %). Высокая озерность восточных предгорий связана с новейшей тектоникой. Наличие тектонических нарушений и разломов способ ствовало образованию тектонических впадин, к которым приурочены наиболее крупные озера. В Зауралье под действием главным образом водно-эрозионных и водно-аккумулятивных процессов образовалось большое количество впадин, ныне занятых озерами.
На Среднем Урале достаточно высокая озерность присуща бассей нам рр. Исети и Тавды (1—5 %), чему способствовали водноэрозионные и флювиогляциальные процессы. Озерные котловины по про исхождению можно подразделить на тектонические, эрозионно-тектонические, древнедолинные, флювиогляциальные, пойменные, суффозионные, карстовые. Распределение генетических типов озер предопределено особенностями геолого-геоморфологического строе ния территории. Тектонические озера характерны для районов гор ного Урала и его восточных предгорий (озера Тургояк, Увильды, Б. Кисегач, Таватуй, Банное и др.).
На Зауральском пенеплене тектонически обусловленные впа дины в дальнейшем были видоизменены под воздействием экзоген ных процессов. Приуроченные к ним озерные котловины отнесены к эрозионно-тектоническому типу (озера Аргаяш, Шарташ, Смолино и др.).
23
На выровненной поверхности Зауралья образование многих озер связано с развитием речной сети (Erkуль, Селезян, Б. Учалы, Чебачье и др.). На Тура-Тавдинской равнине озерные котловины зало
жены в ложбинах стока флювиогляциальных вод. Приледниковые впадины в расширенных долинах рек заполнены озерами-туманами.
к провальному типу относятся широко распространенные в Зауралье озерные котловины суффозионного происхождения, просадоч ным процессам способствуют равнинность поверхности, сложенной молодыми рыхлыми породами, и слабый поверхностных сток. Озера этого типа представляют собой неглубокие западины овальной формы (озера Подборное, Чекирево, Карасево, Пахомово и др.).
Многочисленны на Урале и карстовые озера, связанные с мощны ми толщами карстующихся пород. Наибольшей закарстованностью отличаются районы западного склона Урала и Предуральского про гиба. В левобережье p. Тобол распространены дефляционные котло вины, связанные с деятельностью ветра. К этому типу относятся озера Окуневское, Чаша, Убиенное и др.
Гидрохимические особенности озерных вод чрезвычайно разнообразны. Наряду с пресными гидрокарбонатными водами значительное место занимают соленые воды сульфатного и хлоридного состава. Общая ми нерализация воды изменяется от 100—200 мг/л в лесной зоне до 30— 50 г/л в степной. В отдельных озерах (Соленый Кулат, Лаврушино, Таузаткуль) соленость достигает 100—150 г/л. Распространенным ти пом донных осадков являются сапропели. Органические сапропели характерны главным образом для озер горно-лесной зоны. Нередки они и в пресноводных озерах Зауралья. Мощность сапропелей составляет 3— 5 м, в отдельных мелководных озерах увеличивается до 8—10 м.
С возрастанием солености озерных вод виловых отложениях со кращается содержание органического вещества и увеличивается при сутствие минеральных коллоидов и солей. Мощность слоя минераль ных грязей по сравнению с сапропелевыми илами небольшая и редко превышает 1.0—1.5 м.
Переходной формой от сапропелевых илов к минеральным грязям служат минерализованные сапропели. Распространены они в лесостеп ной части Зауралья и характерны для озер средней минерализации, с повышенной щелочностью воды. Минеральные грязи накапливаются в основном в соленых озерах юго-восточной части Зауралья, в пределах южной лесостепи и степи. Органические и минеральные грязи, а также щелочные воды уральских озер обладают ценными лечебными свойст вами и представляют мощную базу для санаторно-курортного лечения. Широкое использование озер для лечебно-рекреационных целей сопро вождается их интенсивным загрязнением.
Вопросы возникновения, эволюции озер Южного Урала, палеогеог рафические условия их развития интересовали многих исследователей (Герасимов, 1926; Благовещенский, 1940, 1943; Сукачев, Поплавская, 1946; Жузэ, 1939; Кордэ, 1949; Нейштадт, 1957, и др.). Комплексные палеолимнологические исследования выполнены сотрудниками инсти тута озероведения РАН на оз. Б. Кисегач в 1972—1976 т. (Ландшафт ный фактор..., 1978; Сергеева, Хомутова, 1977; Драбкова и др., 1981;

Рис. 2. Схематическая карта оз. Увильды.
1—3 — изуенные разрезы.
Davydova е. а., 1976, 1978, и др.). Среди многочисленных озер Зау ралья одним из наиболее крупных водоемов является 03. Увильды, история развития которого авторами хорошо изучена.
Озеро Увильды (рис. 2) — крупнейшее озеро Урала — расположено в лесостепной зоне на восточном склоне Уральского хребта, на контакте с Зауральской холмисто-увалистой возвышенностью (275.2 м над ур. м.). Площадь его зеркала составляет 68 км2, длина 13.5 км, ширина 9 км, длина береговой линии 117 км. Максимальная глубина 38.6 м, средняя 15.6 м. Котловина озера — тектонического происхождения, возникла в неоген-четвертичное время, имеет неровный рельеф с большим количе Ством каменистых россыпей, которые составляют около 10 % площади дна. Степень зарастания составляет 3%, или около 2 км2, наиболее заросшая — западная часть озера.
в прибрежной зоне оз. Увильды на глубине воды 3.5 м поршневым буром отобрана колонка донных отложений мощностью 455 см следующе
о строения (рис. 3):
0.0—3.25 м
– сапропель, оливкового цвета, бескарбонатный, жидкий, текучей
консистенции, алеврит-пелитового состава, однородный, без при месей.

сапропель, розоватый, белесый, карбонатный, плотный, пелит-алев ритового состава, слоистый (переслаивание светлых слоев, насыщен ных карбонатами, и темных, насыщенных гумусом), содержит боль
шое количество включений раковин моллюсков и их обломков. торф, бурого цвета, плотный, «сухой». песок разнозернистый, серы"
4.28—4.40 м —
40—4.55 м —
Такое строение осадочной толщи характерно для озер Урала, где наблюдается смена фаций пресноводного мелководного водоема (тор фонакопление) фациями мелководного высоко минерализованного водоема (карбонатонакопление), а затем снова — фациями пресного, но уже более глубоководного бассейна (накопление кремнеземистого сапропеля). Гранулометрический состав озерных осадков в скважине достаточно однороден. Наблюдается некоторое погрубение осадка в нижней части разреза за счет увеличения алевритовой и песчаной фракций. Кремнеземистый сапропель имеет более тонкий гранулометрический состав (пелитовая фракция иногда превышает 50 %). Х. А. Арслановым с помощью радиоуглеродного метода определен возраст торфа с глубины 4.0—4.1 м: 9720+380 (ЛУ; 15).
Разрез оз. Увильды охватывает весь голоцен и значительную часть позднеледниковья, причем поздне-пocлeлeдниковая граница (примерно 10200 л. н.) проводится чрезвычайно четко на глубине 400—403 см (рис. 3).
Маркирующим горизонтом является слой аллередского межстадиа ла. Относящиеся к аллереду слои (AL) выделяются на глубине 410— 437 см, причем нижняя граница проходит по контакту первого торфя Ного горизонта и подстилающих его песков. В отложениях аллереда обнаруживаются типичные позднеледниковые спектры, образованные сочетанием пыльцы растений, довольно различных по экологии. На фоне сравнительно небольшого содержания пыльцы травянистых расте ний и кустарничков выявляется преобладание древесной пыльцы (в первой половине интервала — березы, во второй половине — березы и сосны). Пыльца кустарников и кустарничков представлена кустарнико выми видами берез, ивами и другими растениями. В группе травянистой пыльцы преобладают полынь, маревые, злаки. Показательно присутст вие пыльцы водных, прибрежно-водных растений, осоковых.
Таким образом, по составу и количественным соотношениям дан ная флора является типично межстадиальной (Гричук, 1969). В раз витии растительного покрова намечаются две фазы. Растительность первой половины (ALI), когда на плакoрах было больше открытых мест, занятых лугами и болотами, формировалась в условиях более холодного и влажного климата. Лесные ассоциации второй половины аллереда (AL2) были сложены березой и сосной. Аллерeдский интервал позднеледниковья отвечает времени относительного потепления,

 

Рис. 3. Галинологическая диаграмма донных отложений оз. Увильды.
27
уменьшения континентальности климата «дриасовых» эпох, что и вызвало преобладание лесных формаций в составе позднеледникового комплекса растительности.
Фазе березово-сосновых лесов с элементами перигляциальной растительности на диаграмме донных осадков оз. У Вильды, очевидно, соответствует фаза елово-лиственничных лесов на диаграммах озер но-болотных отложений района Среднего Урала (Сукачев, Поплав ская, 1946; Хотинский, 1968, 1970; Панова, 1981). Возможно, что время формирования этой растительной формации относится именно к аллередскому потеплению, а не к интервалу 17 000—21 000 лет, как считали В. Н. Сукачев и Г. Н. Поплавская (1946), и не к одному из интервалов пребореального потепления (Хотинский, 1970). Во время аллередского потепления в исследуемом районе в отличие от многих районов Русской равнины распространение перигляциальных формаций было значительно меньшим, что может быть объяснено зональностью растительного покрова и значительной удаленностью территории Восточного Зауралья от центра валдайского оледенения.
Таким образом, по результатам спорово-пыльцевого анализа от ложений оз. Увильды можно утверждать, что в наиболее древних из современных озер на Южном Урале накопление органогенных осад ков началось в эпоху аллереда, около 12500 л. н.
По палионологическим данным четко выделяются «дриасовые эпохи» — верхнего или позднего дриаса (DR3) на глубине 400— 410 см и среднего дриаса (DR2) на глубине 437—458 см. Спектры эпохи DR2 Выявляются в разнозернистых песках в слое первого торфяною горизонта, спектры эпохи DR3 — в ракушняковом гори зонте. В составе спектров по сравнению с аллередом отмечаются резкий спад кривой пыльцы древесных пород, подъем пыльцы травя нистой растительности, кустарниковых берез, увеличение содержа ния спор. «Дриасовые» эпохи отличались усилившимся похолоданием и резкой континентальностью климата, что привело практически к исчезновению лесных формаций, развитию пepигляциальных степей и болот. При этом, видимо, в период «среднего» дриаса развитие болотообразовательного процесса шло более интенсивно, что нашло отражение в более высоких процентных показателях пыльцы кустар никовых берез и ивы.
Осадки среднего дркаса в озерных разрезах Южного Урала оха рактеризованы методом спорово-пыльцевого анализа впервые. Верх няя граница позднего дриаса (DR3) проводится на уровне падения кривых пыльцы травянистых растений и кустарниковых берез. Данная перестройка спектров отражает коренные изменения в характере растительного покрова — переход от безлесных ландшафтов позднего дриаса к лесным фазам пocлeлeдниковья. Пребореальный период выделяется на глубине 365—400 см.
Пребореал — время господства на Южном Урале в условиях про хладного и сухого климата березовых (I половина периода) и бере зово-сосновых лесов (II половина). Осадки PB1 выделены на глубине 380—400 см. В составе спектров господствует пыльца древесных по род (до 84 %), значителен и процент пыльцы травянистой группы
28
tno 19 %), споры единичны. В группе древесных абсолютное боль шинство составляет пыльца березы. Осадки PB2 отмечены на глубине 365-380 см, в составе спектров увеличивается содержание пыльцы сосны (до 12 %), несколько сокращается участие пыльцы травяни стых растений.
Осадки бореального периода выделены на глубине 290—365 см. С этого времени растительный покров окончательно принял лесной характер. Климатические условия отличались сравнительной континентальностью и прохладностью. Спектры донных осадков характеризуются практически одинаковым участием пыльцы березы и сосны и отражают распространение сосново-березовых лесов — основных лесных формаций в это время. Для первой половины бореала пока зательно постоянное присутствие пыльцы ели, кустарниковых берез, ивы, что свидетельствует о более влажных условиях данного интервала. Во второй половине бореала в составе спектров помимо основных компонентов (сосна, береза) отмечены единичные зерна широколиственных пород.
Осадки атлантического периода выделяются в интервале 290— 160 см. Для зоны в целом показательно господство в спектрах пыль цы сосны, березы с обязательным присутствием пыльцы широколиственных пород (вяз, дуб, липа, лещина) и ольхи. Наиболее часто среди пыльцы широколиственных деревьев отмечается пыльца вяза (до 4.5 %). Для спектров первой половины периода (AT1, глуб. 290— 260 см) характерны присутствие пыльцы ели, ивы, для средней части (AT2, глуб. 260-210 см) — максимальное участие пыльцы широко лиственных пород (до 80.0%), для спектров заключительной подзоны (AT3, глуб. 210—160 см) — присутствие пыльцы ели и единичная Встречаемость пыльцы широколиственных пород. Наиболее оптимальными следует считать условия произрастания лесов в середине периода (AT2); начало периода (ATI) было более влажным, ав конце (AT3) отмечаются явное похолодание, выпадение из состава лесов широколиственных элементов.