Лаборатория геологии кайнозоя
	Зав. лабораторией к.б.н. Хензыхенова Федора Ирдэмовна

Создана в 1973 г. к.г.-м.н. Д.-Д. Б. Базаровым с целью изучения четвертичной геологии, геоморфологии, новейшей тектоники и стратиграфии позднего кайнозоя Западного Забайкалья и Прибайкалья. Проводились геолого-геоморфологические исследования территории строительства БАМ, археологических стоянок Забайкалья, была составлена Геоморфологическая карта Республики Бурятии, открыты и изучены опорные разрезы Западного Забайкалья, опубликовано несколько крупных монографий по геологии и фауне млекопитающих региона исследований.

В 1988 г. лабораторию возглавил к.г.-м.н. И.Н. Резанов, наступил этап исследований кайнозойского литогенеза и морфотектоники. Проводились литолого-минералогические, палинологические и палеопотамологические исследования кайнозойских отложений, РТЛ-датирование возраста плейстоценовых песчаных толщ и отложений, а также культурных горизонтов стоянок древнего человека.

В 2006 г. палеонтологическая группа под руководством д.б.н. М.А. Ербаевой была переведена из лаборатории геодинамики в лабораторию геологии кайнозоя и к.б.н. Ф.И. Хензыхенова была избрана заведующей лабораторией.

В настоящее время продолжаются традиционные исследования геоморфологии, осадконакопления и четвертичной геологии, усилились исследования биоразнообразия фауны млекопитающих, биостратиграфии и анализа экосистемы Байкальского региона и Монголии, развивается археозоологическое исследование. Д.б.н. М.А. Ербаева успешно продолжает исследования зайцеобразных олигоцен-плейстоцена в объеме мировой фауны.

Сотрудники лаборатории геологии кайнозоя

В составе лаборатории две группы:

• геолого-геоморфологическая
• палеонтологическая.

Г.н.с., д.б.н. М.А. Ербаева	С.н.с., к.г.-м.н.: Коломиец В.Л. и Будаев Р.Ц.

с.н.с., к.б.н. Н.А.Щепина.	Публикации лаборатории.	м.н.с. Намзалова О.Д.-Ц.

Основные научные направления лаборатории:

• палеонтология, стратиграфия и динамика природной среды и климата юга Восточной Сибири и Северной Монголии;
• геология, геоморфология, литология осадков кайнозоя.

Проекты, гранты, конкурсы, хоздоговора 2018-2020 гг.

Программы фундаментальных исследований РАН
Приоритетное направление VIII.69. Динамика и механизмы изменения ландшафтов, климата и биосферы в кайнозое. История четвертичного периода.
Программа VIII.69.1. Факторы, определяющие изменение среды и климата Центральной Азии в кайнозое (координаторы академик М.И. Кузьмин, д.г.-м.н. В.С. Зыкин)
Проект IX.127.1.5. Динамика биогеоценозов, формирование осадочного чехла, природная среда и климат позднего кайнозоя Байкальской Сибири и Северной Монголии в контексте глобальных и региональных событий (2017-2020). Руководитель – д.б.н. М.А. Ербаева

Комплексная программа фундаментальных исследований Сибирского отделения РАН № II.2П «Интеграция и развитие» на 2016-2017 гг. IX.127. Динамика и механизмы изменения ландшафтов, климата и биосферы в кайнозое, история четвертичного периода. Проект II.2П/IX.127-1 Закономерности динамики условий увлажнения и аридизация климата в плейстоцене и голоцене Сибири. Руководитель –к.б.н. Ф.И. Хензыхенова

Международные программы и проекты Договор о научно-техническом сотрудничестве между ФГБУН Геологическим институтом СО РАН (Россия, г. Улан-Удэ) и Монгольским национальным университетом (Монголия, г. Улан-Батор). Координаторы: Д. Тумэн – профессор, доктор наук, факультет гуманитарных и социальных наук Монгольского Государственного Университета, Хензыхенова Ф.И. – к.б.н., зав. лабораторией геологии кайнозоя ГИН СО РАН. Сроки работ по проекту: 2015 – 2018 гг. Предмет соглашения: реконструкция климата и среды обитания древнего человека в Монголии и Забайкалье в позднем плейстоцен-голоцене на основе комплексных исследований. В 2017 г. по результатам совместных исследований был сделан доклад на 3-ей конференции ASQUA на острове Чеджу в Южной Корее. В 2018 г. была опубликована совместная статья (Bazarova et al., 2018).

В рамках Австрийско-Монгольских проектов «FWF-project: P-23061-N19» и др. (руководители: Г. Дакснер-Хёк, Австрия и Р. Барсболд, Монголия) продолжаются исследования д.б.н. М.А. Ербаевой зайцеобразных олигоцен-миоценовых местонахождений Долины Озер в Центральной Монголии. Создана и пополняется база данных, изученные таксоны заносятся в каталог коллекций Венского музея. Проводится анализ олигоцен-миоценовой фауны зайцеобразных, морфологические и систематические исследования слагающих их видов.

А	Б	В
Местонахождения фауны млекопитающих в Долине Озер: А – Унхэльцэг, Б - Татал Гол, В - Тацин Гол.

Проекты РФФИ: 15-05-01858_а «Опорный разрез Тологой как уникальный архив для выявления эволюции природной среды позднего кайнозоя Байкальского региона на основе комплексных геолого-палеонтологических исследований» (2015-2017 гг.). Научный руководитель - д.б.н. Ербаева М.А. 16-05-01096_а «Экосистемный анализ Байкальской Сибири c использованием поздненеоплейстоцен-раннеголоценовых фаун и спорово-пыльцевых комплексов для реконструкции палеосреды и климата MIS3-MIS1 (57-8 тысяч лет тому назад)» (2016-2018 гг.). Научный руководитель – к.б.н. Хензыхенова Ф.И. 20-05-00163 «Палеонтология мелких млекопитающих юга Восточной Сибири» (2020-2022 гг.). Научный руководитель – д.б.н. Ербаева М.А.

Проект РНФ № 16-17-10079 (2016-2018 гг.) «Эволюция природной среды и климата Байкальского региона в позднем кайнозое» (руководитель д.г.н. Безрукова Е.В., исполнитель д.б.н. Ербаева М.А.).

Мегагрант Министерства образования и науки РФ № W03.31.0016 (2017-2021 гг.) «Динамика народов и империй в истории Внутренней Азии» ИМБТ СО РАН (руководитель – член-корр. РАН Крадин Н.Н.; исполнители - к.б.н. Хензыхенова Ф.И., Намзалова О.Д.-Ц.).

Экспедиционные работы В 2017-2020 гг. полевые исследования проводились двумя полевыми отрядами: Прибайкальским и Палеонтологическим совместно с геологами ИЗК СО РАН, археологами ИГУ, ИМБТ СО РАН, с палеопедологами ИОБ СО РАН и Почвенного Института и Географии почв Байройт университета, Германия, а также со студентами БГУ в Забайкалье и Иркутской области при финансовой поддержке института и экспедиционных грантов РФФИ.

Наиболее важные результаты исследований за 2017 - 2020 гг.

Палеонтологический блок

1.На основе комплексных исследований разреза Малые Голы в Предбайкалье уточнен геологический возраст слагающих толщ. Установлено, что формирование ориктоценоза происходило в течение непродолжительного временного этапа и отражает последовательную смену фаун и природных условий раннего плейстоцена (рис. 1).

Рис. 1. Литолого-стратиграфическое строение разреза Малые Голы [(А) по Адаменко, 1976] и (Б) - новые данные. ФГ- фаунистические горизонты, МГ – местонахождения фауны

Анализ нового фаунистического материала, собранного из 5 горизонтов (ранее 3) (Адаменко, 1976) позволил проследить последовательное развитие сообщества мелких млекопитающих, отражающих смену ландшафтов отдельных временных интервалов плейстоцена. Лесостепные ландшафты начала плейстоцена сменились мозаичными, где присутствовали участки бореальных лесов, влажных лугов и степей; мозаичные ландшафты трансформировались в лугово-степные, позднее сформировался вновь мозаичный ландшафт со степными участками, прибрежными луговыми участками и редкими лесами на склонах гор. Климат был умеренно теплым и семиаридным, в мозаичных ландшафтах доминировали открытые степные.

По видовому составу и уровню эволюционного развития полевок фауна местонахождения Малые Голы коррелируется с фаунами Подпуск-Лебяжьинского комплекса Западной Сибири и Итанцинского комплекса Западного Забайкалья.

2. Новые исследования, проведенные в окрестностях палеолитической стоянки Мальта в Предбайкалье, позволили проследить последовательность отложений стоянки. Изменения среды обитания человека прослежены через MIS 5 к MIS 2; обнаружены артефакты каргинского возраста (MIS 3). Фауна нового разреза включает 3 вида моллюсков, 1 вид рыб, 3 вида птиц, 2 вида насекомоядных, 3 вида зайцеобразных, 14 видов грызунов и 4 вида крупных млекопитающих (MIS 5, MIS 3-2).

Рис. 2. Схема строения разреза в окрестностях стоянки Мальта в Предбайкалье. Условные обозначения: 11-12 – антропогенные отложения (MIS 1), 8-10 – лессовидные суглинки (коллювиально-делювиальные) (MIS 2), 6-7 – лессовидные суглинки (делювиальные солифлюциированные) (MIS 3), 5 – муруктинский горизонт (MIS 4), 4 – казанцевская почва (MIS 5), 3 – галечник

3. Мультидисциплинарные исследования нового местонахождения Бохан в Предбайкалье позволили реконструировать изменения палеосреды и климата при накоплении отложений сартанского времени (MIS 2) позднего плейстоцена. AMS-датирование проведено в Токийском университете (20221±52 – 20066±52 л.н. (TKA-17724), (TKA-17725). Изучение химического состава отложений позволило сделать вывод о том, что изменения климата при формировании разреза были циклическими. Наиболее влажные и теплые условия существовали в голоцене, когда происходила активация процессов выветривания и выщелачивания. Спорово-пыльцевые данные свидетельствуют о динамике изменения растительного покрова: от открытых лугово-степных ландшафтов, сменившихся лугово-степными с участками тундровой растительности, до сосновых и кедрово-березовых бореальных лесов. Фауна включала моллюсков, рептилий и млекопитающих - обитателей тундры, степи и тайги, что свидетельствует о существовании в сартанское время тундростепных ландшафтов и холодного, сухого климата, а в финале плейстоцена - тундро-лесостепных ландшафтов и более мягких и благоприятных климатических условий (рис. 3).

Рис. 3. Данные исследования местонахождения Бохан различными методами

Фауна мелких млекопитающих местонахождения Бохан была дисгармоничной, не имеющей современных аналогов, состояла из видов – обитателей различных природных зон (тундры и сухих степей), современные ареалы которых нигде не пересекаются.

В результате комплексного изучения разреза стоянки позднего палеолита Туяна (рис. 4). (Тункинская рифтовая долина, юго-западное Прибайкалье) были получены первые данные о динамике изменения природной среды и климата в позднем плейстоцен-голоцене (от > 36 тыс. лет до н.э. (MIS 3) до конца голоцена). Геолого-палеонтологические данные свидетельствуют о доминировании открытых и относительно сухих тундростепных ассоциаций с участками лесной растительности в конце каргинского межледниковья (MIS 3) и о доминировании сухих степей с лесотундровыми и тундровыми участками во время сартанского оледенения (MIS 2) и о распространении бореальной тайги в голоцене (MIS 1).

Рис. 4. Литолого-стратиграфическая схема разреза палеолитической стоянки Туяна. I – звездочки маркируют места взятия 14С проб, II – общий вид разреза стоянки, III – основной культурный горизонт стоянки, IV – общий вид стоянки с восточной стороны

В разрезе стоянки Туяна был собран представительный материал по млекопитающим, около 6500 костных остатков, принадлежащих 23 таксонам из MIS 3 горизонта. Выделено несколько экологических групп: степные обитатели (полевка Брандта, узкочерепная полевка, барабинский хомячок, манул), лесные млекопитающие (землеройка, сибирская красная и красно-серая полевки, лесной лемминг, соболь, кабарга, косуля, благородный олень), обитатель открытых пространств - длиннохвостый суслик, обитатель каменных россыпей – северная пищуха и интразональные виды: полевка-экономка и водяная полевка. Видовой состав и экологическая приуроченность видов указывает на преобладание сухостепных ландшафтов на южных склонах и поверхности Тункинской долины, распространение лесостепей по северным склонам и присутствие лугостепей и лугов в долинах рек. Климат был умеренно холодным и сухим.

1. Детальные комплексные геолого-палеонтологические исследования опорного разреза Тологой, расположенного в Иволгинской впадине на левом берегу р. Селенги к юго-западу от г. Улан-Удэ (рис. 5), позволили проследить последовательную смену фауны мелких млекопитающих и включающих их континентальных осадков от позднего плиоцена до голоцена включительно. Получены новые данные по палеопочвам и выявлены особенности природной среды и климата. Разрез включает три толщи: нижняя – Тологой 1 (поздний плиоцен), средняя – Тологой 2 (нижний и средний плейстоцен), верхняя – Тологой 3 (средний, верхний плейстоцен и голоцен).

Рис. 5. Опорный разрез Западного Забайкалья – Тологой

В местонахождении Тологой ранее было выделено 15 последовательных преемственных этапов развития фауны мелких млекопитающих (Алексеева, 2005). На основе детального изучения местонахождения Тологой и комплексного анализа геологических и палеофаунистических данных с привлечением материалов по смежным дисциплинам и других местонахождений впервые была прослежена эволюция природной среды Западного Забайкалья от позднего плиоцена до конца плейстоцена включительно и уточнена биостратиграфическая последовательность осадков плиоцен-плейстоцена (рис. 6).

Рис. 6. Схема опорного разреза Тологой с указанием почвенных и фаунистических горизонтов

Совместные исследования с почвоведами Университета Байройт, Германия и геологами ИЗК СО РАН позволили получить серию абсолютных дат для осадков верхней толщи разреза Тологой, характеризующих голоцен (6.5, 7.5 и 9.9 Ka (14С) и поздний плейстоцен (поздний дриас (12.6 Ka (OSL), каргинское время 33.8 Ka (OSL) и зырянское похолодание (Zech et al., 2017). Новыми исследованями было установлено присутствие голоценовых отложений в Тологое 3 (рис. 7), ранее считалось, что тологойский разрез завершается осадками конца позднего плейстоцена (Равский и др. 1964; Базаров 1968, Алексеева, 2005).

Рис. 7. Тологой 3, верхняя часть разреза, горизонт голоценовых отложений

Ранее Тологойский разрез считался практически палинологически немым в связи с тем, что он сложен преимущественно песчаными отложениями. Впервые удалось получить сведения о растительности на основе изучения n-аланов в верхней толще Тологоя 3 (рис. 8). Установлено, что соотношение n-алканов С31/C27 и C29/C27 достаточно высокое в нижней части толщи с мерзлотными деформациями, которые сформировались возможно во время максимума последнего оледенения (LGM). Эти соотношения n-алканов свидетельствуют о присутствии травяного покрова. В средней части толщи, коррелируемой с концом последнего оледенения и ранним голоценом, соотношение этих алканов снизилось, что свидетельствует об оккупации региона лесными массивами при сохранении степных участков. В верхней части разреза мощностью до 1,5 м вновь увеличивается соотношение n-алканов, что свидетельствует о широком распространении разнообразных степей (Andreeva et al., 2017).

Рис. 8. Разрез Тологой 3, схема соотношения n-алканов

В отложениях позднего и среднего плейстоцена Тологоя 3 установлено три цикла седиментогенеза с криогенными деформациями. Они представлены инволюциями, солифлюкциями, различных размеров мерзлотными клиньями и разнообразными карбонатными линзами (рис. 9). Результаты гранулометрических, петромагнитных и литогеохимических анализов указывают, что формирование осадков разреза Тологой 3 происходило в переменных климатических условиях, но преимущественно холодных и сухих.

Рис. 9. Следы мерзлотных деформаций, установленные в отложениях верхней толщи разреза Тологой 3

На основе комплексных исследований, включавших лазерную гранулометрию, петромагнитные и палеомагнитные исследования получены новые данные, в том числе уточнена стратиграфическая последовательность всего разреза Тологой, выявлены ранее не известные горизонты ископаемых почв в верхней толще Тологоя (Тологой 3) (Матасова и др., 2020) (рис. 10), что было подтверждено геохимическими исследованиями (Ivanova et al., 2019).

Рис. 10. Литостратиграфическое расчленение разреза Тологой, почвенные горизонты и гранулометрические характеристики

Результаты палеомагнитных исследований позволили уточнить положение магнитополярной границы Матуяма/Брюнес (Матасова и др. 2020). Она проходит несколько выше по разрезу, чем было установлено ранее (Гнибиденко и др., 1976). Она выявлена в горизонте, включающем фауну Тологойского комплекса, прежде границу Матуяма/Брюнес проводили в основании этого комплекса.

Комплексные палеонтологические, геологические, геохимические, петромагнитные, палеопедологические, палеомагнитные исследования и данные абсолютного датирования, позволили проследить смену климатических и природных условий во времени. Установлено, что накопление осадков нижней толщи происходило в условиях теплого аридного климата, средней толщи – в условиях умеренно холодного и влажного, а верхней толщи - в условиях холодного аридного климата.

В нижней красноцветной толще Тологоя (Тологой 1), где выявлена наиболее древняя почва, установлено два этапа в развитии сообщества мелких млекопитающих. В нижнем горизонте в составе фауны доминируют обитатели лесных биотопов – зайцевые, мыши, многочисленны бобры, известные в составе удунгинского фаунистического комплекса. В фауне выше лежащего горизонта сократилось число лесных элементов и преобладающими в фауне становятся лесостепные таксоны характерные для следующего по времени чикойского фаунистического комплекса (вторая половина позднего плиойена), климат был теплым семиаридным, ландшафты были близки к саванноидным. Фауна включала: Beremendia fissidens, Peteniya hungarica, Hypolagus multiplicatus, H. transbaikalicus, Pentalagini gen., Ochotonoides complicidens, Ochotona gromovi, O. intermedia, O. sibirica, Marmota tologoica, Castor sp., Sicista pliocaenica, Orientalomys sibiricus, Micromys minutus, Cricetinus varians, Cricetulus sp., Villanyia eleonorae, Mimomys minor, M. reidi, M. pseudointermedius, Pitymimomys koenigswaldi, Promimomys sp., Prosiphneus praetingi.

Над красноцветными глинами (Т 1.1) с размывом залегают розоватые суглинки с карбонатными включениями с фауной раннего плейстоцена (Т 1.2), свидетельствующие о сильном похолодании климата в интервале 1.75-1.45 млн. лет (Karabanov et al., 1999). В составе фауны исчезли все плиоценовые виды и появились новые таксоны родов Allophaiomys, Borsodia, Lagurodon и др. обитавшие в условиях умеренно холодного климата. Эти суглинки перекрываются отложениями, включавшей фауну следующего этапа раннего плейстоцена сходной с фауной (Т 2.1), найденной в отложениях основания средней толщи разреза Тологой 2 (см. рис. 6).

В средней толще (Тологой 2) вскрываются 2 палеопочвы, сложенные красно-коричневыми суглинками и выявлено 6 последовательных фаун раннего и среднего плейстоцена (см. рис. 6).

Нижняя часть средней толщи включает почву, деформированную мерзлотными процессами, выше и ниже которой прослеживается серия мерзлотных клиньев, представленных земляными жилами различных размеров. Одна из них имеет размер до 60 см в длину и ширину до 40 см в верхней части. Эти клинья свидетельствует о суровых климатических условиях, влиянию которых подверглась эта почва. Палеопочва была сформирована в условиях достаточно гумидного и умеренно-холодного климата, о чем свидетельствует видовой состав раннеплейстоценовой фауны (см. рис. 7; T.2.3, T.2.2, T.2.1), отражающие флуктуацию регионального климата и природной среды. Доминируют в фауне Ochotona tologoica, Spermophilus tologoicus, Prolagurus pannonicus, Episiphneus youngi, Crocidura sp., Lasiopodomys sp., обитатели луговых и степных ландшафтов, а также редких сухих участков.

Вторая снизу палеопочва средней толщи сформировалась, вероятно, в более благоприятных условиях, она сохранилась в естественном состоянии, неповрежденная. Она перекрывается осадками, включающими богатые палеонтологические остатки. Здесь установлено 2 фаунистических горизонта отражающие последовательные стадии в развитии фауны Тологойского комплекса (см. рис. 6; T.2.5, T.2.4), они различаются количественным соотношением слагающих видов, которые свидетельствуют о региональных изменениях климата, когда происходила смена теплых влажных периодов холодными аридными. Фауна в целом включает следующие виды: Ochotona gureevi, Spermophilus gromovi, Marmota nekipelovi, Allactaga transbaicalica, Eolagurus simplicidens, Ellobius tancrei, Meriones unguiculatus, Cricetulus barabensis, Lasiopdomys brandti и др. Видовой состав характеризует в целом сообщество мелких млекопитающих обитавших в условиях умеренно холодного и аридного климата среднего плейстоцена и населявших ландшафты с преобладанием сухих степных, полупустынных и пустынных. В этой толще проходит граница Брюнес/Матуяма (Матасова и др., 2020).

Третья почва средней толщи со следами мерзлотных нарушений сложена красновато-коричневыми суглинками, включает она представителей иволгинской фауны (см. рис. 6, фауна Т.2.6): O. daurica, S. undulatus, Marmota sibirica, Eolagurus cf. luteus, Allactaga cf. sibirica, Lagurus sp. и др., свидетельствующих о доминировании сухих степных ландшафтов и присутствии пустынных участков. Геологический возраст фауны средний плейстоцен. Эта почва является реперным горизонтом отделяющим среднюю толщу от верхней.

В верхней толще (Тологой 3) установлены 4 последовательные фауны второй половины среднего и позднего плейстоцена, в составе которых встречены Ochotona daurica, Spermophilus undulatus, Lagurus lagurus, Lasiopodomys brandti, Microtus gregalis, обитатели луговостепных и степных ландшафтов, существовавших в условиях перигляциального режима.

2. В 2017 г. в Западном Забайкалье открыто новое многослойное местонахождение Улан-Жалга в долине реки Селенги. Палеонтологические, палеомагнитные и литологические данные позволили выделить в разрезе отложения плейстоцена: раннего, среднего и позднего. Здесь прослежено последовательное чередование континентальных осадков и 11 погребенных почв, включающих 19 фаунистических горизонтов (рис. 11). Комплекс полученных геолого-палеонтологических и палеомагнитных данных позволяет отнести разрез Улан-Жалга к числу опорных для позднего кайнозоя юга Восточной Сибири (Ербаева и др., 2019).

Рис. 11. Многослойный разрез плейстоценовых осадочных толщ Улан Жалга. А - общий вид разрезов, Б - схема разреза

На основе анализа видового состава мелких млекопитающих и включающих их осадков прослежено изменение природной среды и климата региона в течение квартера. Фауна нижних горизонтов включала представителей додогольской фауны раннего плейстоцена: Borsodia laguriformes, Episiphneus sp., Ochotnoa sp. Холодный и сухой климат середины раннего плейстоцена сменился к концу умеренно холодным и несколько гумидным, о чем свидетельствует присутствие Allophaiomys pliocaenicus, Terricola sp. и др. В начале среднего плейстоцена климат оставался умеренно холодным, но становится чрезвычайно сухим. Широкое распространение получили ландшафты сухих степей, полупустынь и пустынь, о чем свидетельствует фауна мелких млекопитающих, включавшая Ochotona gureevi, Eolagurus simplicidens, Meriones unguiculatus, Allactaga sp., Prolagurus pannonicus и др. В позднем плейстоцене доминируют обитатели перигляциальных ландшафтов, такие как Lasiopodomys brandti, Lagurus lagurus, Ochotona daurica, Microtus fortis и др. Установлена высокая степень корреляции палеомагнитной записи с палеонтологическими данными, что позволяет считать природный архив Улан-Жалга ценнейшим объектом для палеогеографических реконструкций и биостратиграфии. Стратиграфическая последовательность слагающих осадков плейстоцена, состав и биохронология фауны разреза Улан-Жалга коррелируется с таковыми известных опорных разрезов Западного Забайкалья - Тологой, Додогол и Засухино (Алексеева, 2005).

Рис. 12. Литолого-стратиграфическое строение разреза Улан-Жалга, карта-схема его локализации (А) и основные элементы геологической структуры территории (Б). Фауна мелких млекопитающих обозначена цифрами в кружках: 1 - аналог Додогольской фауны; 2 - аналог Кудунско-Засухинской фауны (ранний плейстоцен); 3 - аналог фауны Тологойского комплекса (средний плейстоцен); 4 – фауна позднего плейстоцена

3. В местонахождении Десятниково в Западном Забайкалье в многослойном овраге глубиной 22,5 м, в лессовидных отложениях совместно с геологами ИЗК СО РАН (г. Иркутск) установлено наличие шести фаунистических горизонтов, в которых были найдены остатки сухостепных и полупустынных видов мелких млекопитающих (степной пеструшки и полевки Брандта) на разных глубинах: 0,5 – 0,8; 1,4-1,8; 2,5-2,8; 3,5-3,7; 12,6-12,9 и 18,6 м, что указывает на неоднократное развитие процессов иссушения и похолодания климата в регионе исследований в позднем плейстоцене (рис. 13).

Рис. 13. Общий вид разреза Десятниково (А) и схема разреза рыхлых отложений (Б)

4. Мультидисциплинарные исследования Иволгинского городища в Западном Забайкалье позволили получить первые представительные археоботанические и археозоологические данные для реконструкции среды обитания хунну. Палинологические исследования показали обилие лесных ландшафтов в прошлом. Видовой состав животных был представлен 49 таксонами: 7 таксонов моллюсков, 14 таксонов рыб, 3 таксона земноводных, 1 таксон рептилий и 18 таксонов крупных и мелких млекопитающих. Видовой состав и экологическая приуроченность компонентов биоты свидетельствует о мозаичном характере ландшафтов, окружавших древнее поселение: таежно-лесных, степных и лесостепных, луговых в долине Селенги с преобладанием открытых степных пространств; климат (209 г. до н.э. - 48 г. н.э.) был менее засушливом, чем сейчас (Kradin, 2001).

По результатам исследований было сделано 2 доклада: на 3-й международной конференции ASQUA в Республике Корея по фауне мелких млекопитающих неолита – средних веков Западного Забайкалья и на 2-й международной конференции ИМБТ СО РАН в г. Улан-Удэ по первым данным по фауне мелких млекопитающих хуннского времени Западного Забайкалья.

Рис. 14. Компоненты палеобиоты Иволгинского городища: А – моллюски, Б – рыбы, В – земноводные, Г – птицы, Д – полевки (грызуны)

Рис. 15. Мелкие млекопитающие Иволгинского городища (А – челюсть и премоляр зайца, череп и нижние челюсти даурской пищухи; Б – нижние челюсти и фрагмент неба барабинского хомячка)

5. Новые фаунистические материалы и анализ имеющихся данных позволили проследить историю развития зайцеобразных Забайкалья и Прибайкалья в контексте природно-климатических изменений Байкальского региона в неоген-голоцене. Наиболее ранние формы зайцеобразных региона известны из отложений миоцена и представлены родом Amphilagus и Hypolagus. В связи с направленным похолоданием климата влажные тропические ландшафты в плиоцене сменились саванноидными, что привело к возрастанию биоразнообразия пишуховых (Ochotonidae), климат становится аридным. В плейстоцене обилие и разнообразие пищуховых сократилось в связи с расцветом арвиколид, явившихся, вероятно, их основными трофическими конкурентами (табл. 1).

1. Изучение зайцеобразных Монголии из более 60 местонахождений Долины Озер в Центральной Монголии, в частности местонахождения Тациин Гол (рис. 16), позволило установить, что эта группа млекопитающих играла важную роль в биоте, как обитатели степных пространств, получивших широкое распространение в конце олигоцена и неогене. Находки остатков из последовательных горизонтов, охарактеризованных фауной, позволяют использовать их для биостратиграфии региона и для межрегиональной корреляции фаун и осадков Северной Евразии.

Рис. 16. Местонахождение Тациин Гол (правая сторона) с указанием расположения разрезов и положения базальтов

Детальный анализ фауны лагоморф Монголии и сравнение их с таковыми Китая и Казахстана, позволил проследить динамику биоразнообразия и эволюционное развитие зайцеобразных Евразии в связи с Глобальными и региональными изменениями климата. Теплый и гумидный климат начала кайнозоя сменился холодным на границе эоцена и олигоцена под влиянием развития оледенения в Антарктике, что вызвало значительную реорганизацию биоценозов Азии. В раннем олигоцене началась аридизация климата, усилилась континентальность, сформировались семиаридные степи при сохранении редких лесов.

2. В олигоценовых биоценозах Центральной Азии зайцеобразные (Lagomorpha) играли важную роль (рис. 17), они были представлены разнообразными таксонами (21), являвшимися консументами первого класса.

Рис. 17. Соотношение отрядов и видов в олигоценовых биоценозах Долины Озер, Центральная Монголия

3. В связи с дальнейшим направленным похолоданием климата в Северной Евразии наблюдается усиление аридности и континентальности природной среды, значительно увеличились пространства разнообразных степей. В конце раннего олигоцена появились впервые пищуховые (Ochotonidae), которые оккупировали степные ландшафты (рис. 18). В составе фауны позднего олигоцена Монголии возрастает обилие и биоразнообразие пищуховых представленных родами Sinolagomys и Bohlinotona.

Рис. 18. Соотношение таксонов в олигоцен-миоценовых биоценозах Долины Озер, Монголия. Пищуховые (Ochotonidae) были доминирующими формами (оранжевый цвет, биозоны C1, C1-D и D), как индикаторы степных ландшафтов

Рис. 19. Местонахождение Тацин Гол (А) и камеральная обработка палеонтологических сборов в полевых условиях (Б)

4. Сформировавшись в конце раннего олигоцена, пищуховые рода Sinolagomys, обитатели разнообразных степей и индикаторы аридного климата, дожили до раннего миоцена включительно. Остатки синолоагомиин известны из многочисленных местонахождений позднего олигоцена и раннего миоцена Монголии. Анализ их таксономического разнообразия позволил впервые проследить биохронологию и стратиграфическое распространение этой группы (рис. 20).

Рис. 20. Стратиграфическое распространение и биохронология представителей рода Sinolagomys в Монголии

5. На основе детальных фаунистических исследований в новом местонахождении Шине Ус (юго-западная Монголия) (рис. 21) установлено присутствие более 40 таксонов позвоночных и беспозвоночных животных и среди них выявлено значительное количество зайцеобразных (более 450 экземпляров).

Рис. 21. Топографическая карта положения местонахождений Шине Ус и Долины Озер

В фауне зайцеобразные были представлены родами Desmatolagus, Archaeolagus, Sinolagomys и Bohlinotona. В данном местонахождении впервые было установлено присутствие в фауне Монголии самого древнего рода пищуховых – рода Bohlinotona с видом B. pusilla (рис. 22). Ранее он был найден в олигоценовых отложениях Ордоса в Китае (Teilhard de Chardin, 1926). В настоящее время остатки Bohlinotona найдены в ряде местонахождений Долины Озер Центральной Монголии и представлены они разнообразными таксонами.

Рис. 22. Bohlinotona pusilla (Teilhard de Chardin, 1926). Строение зубов: A – P3-M1; B1, B2 – P2 (B1 – вид со стороны жевательной поверхности, B2 – вид спереди); C1, C2 – M2 (C1 – вид со стороны жевательной поверхности, C2 – вид спереди); D1, D2 – P3-P4 (D1 – вид со стороны жевательной поверхности, D2 – вид спереди); E – p3-m2 (вид со стороны жевательной поверхности); F1, F2, F3, F4 – p3; G – m2

Bohlinotona pusilla наиболее архаичный вид в семействе пищуховых, он имеет семигипсодонтные зубы, сохранившие три корня, как древние зайцевые и палеолагиды, а также третий верхний коренной зуб (М3) как зайцы и десматолагусы. У настоящих пищуховых этот зуб отсутствует. В целом видовой состав фауны Шине Ус свидетельствует о существовании мозаичных ландшафтов и достаточно холодного климата, господствовавшего в середине позднего олигоцена (Harzhauser et al., 2016). В целом, в составе фауны встречены виды, обитавшие в открытых степных пространствах и низкотравных луговых биотопах, ряд таксонов населяли лесные биотопы и кустарниковые заросли. Находки остатков Bohlinotona pusilla на юго-западе Монголии значительно расширили ареал этого вида в Центральной Азии далеко на запад. Он является важным реперным видом для межрегиональной корреляции позднеолигоценовых фаун и вмещающих их осадочных толщ Китая и Монголии.

6. Исследования неолитической стоянки Тогоотын-гол V в Восточной Монголии позволили получить фаунистический материал, представленный монгольской жабой, пищухой и полевкой Брандта. Видовой состав фауны и экологическая приуроченность видов свидетельствует о мозаичном строении ландшафтов, существовавших во время формирования культурного слоя стоянки, когда в долине р. Тогоотын-гол преобладали лугово-степные ландшафты, а степные были широко распространены на возвышенных террасообразных поверхностях.

Рис. 23. Стратиграфическое строение разреза неолитической стоянки Тооготын-гол V, Восточная Монголия (рис. Н.В. Цыденовой: Tsydenova et al., 2018). А – раскоп 4, 2013 г.; В – раскоп 2, 2014 г.; С – раскоп 3, 2011 г.

Фаунистические остатки, найденные в слое 3 раскопа 1, принадлежали земноводным и мелким млекопитающим. В основании слоя 3 была найдена плечевая кость амфибии Strauchbufo sp., близкой к монгольской жабе Strauchbufo raddei (Strauch, 1876) и костные остатки двух видов мелких млекопитающих: пищухи Ochotona sp. (1 особь) и полевки Брандта Lasiopodomys brandti (Radde, 1861) (4 особи), в верхней и средней частях слоя - только L. brandti (1 особь). Результаты археозоологического анализа указывают на мозаичное строение ландшафта, существовавшего на момент функционирования основного слоя стоянки. Преобладающим видом среди мелких млекопитающих была полевка Брандта, которая наряду с пищухой является характерным обитателем сухих степей. Излюбленные места обитания жабы, похожей на монгольскую жабу - лесостепные ландшафты, поймы рек и озер. Анализ экологической приуроченности монгольской жабы, пищухи и полевки Брандта показывает, что при формировании слоя 3 (раскоп 1), как и в наше время, в долине р. Тогоотын-гол встречались лугово-степные ландшафты, а степные ландшафты были широко распространены на возвышенных террасообразных поверхностях. В целом, археозоологические данные не противоречат палинологическим данным, полученным из отложений разреза стоянки.

Геоморфологический блок

1. Установлено, что для долины р. Селенга в Западном Забайкалье развитие высокого террасового комплекса свойственно межгорным впадинам и их расширениям при впадении крупных притоков, окончательно он сформировался в среднем неоплейстоцене (рис. 24). Для участков сужения долины р. Селенга при пересечении горных хребтов: Боргойский, Цаган-Дабан и др. развиты преимущественно низкие террасовые комплексы позднеплейстоценового возраста (рис. 24-25).

Рис. 24. Разрезы высокого террасового комплекса р. Селенга

Рис. 25. Литолого-стратиграфическая колонка разреза «Убур-Дзакой» (низкий террасовый комплекс р. Селенга)

Разрез «Болдок» (40-м надпойменная аккумулятивная терраса р. Селенга, Усть-Джидинская впадина) сложен преимущественно песками различной структуры с прослоями псефитового материала субгоризонтального, наклонного залегания аквального генезиса (комплексная лимно-аллювиальная среда седиментации) и подстилающими галечниками мощностью до 6 м (см. рис. 24).

Разрез «Староселенгинск» (50-60-м террасоувал, расширенная часть долины при впадении р. Чикой) представлен субгоризонтально-, реже наклонно-слоистыми и средне-мелкозернистыми псаммитами с отдельными прослоями и линзами более зернистых песков и слабоокатанных грубообломочных включений. Происхождение толщи – аквальное, имеет место чередование по вертикали смешанных и речных условий образования осадков.

Разрез «Вознесеновка» (35-40-м надпойменная аккумулятивная терраса р. Селенга, юго-восточное замыкание Иволгино-Удинской впадины) сформирован песками тонкообломочной структуры, имеющими ритмично-слоистую субгоризонтально-слабонаклонную текстуру. Среда седиментации – озеровидный неглубокий проточный водоем с привносом материала речными палеоводотоками равнинного и полугорного типов.

В строении разреза «Убур-Дзакой» (7-9 м надпойменная аккумулятивная терраса р. Селенга, Боргойское антецедентное сужение долины) преобладают обломочные отложения гравийно-галечной размерности с крупнозернисто-песчаным заполнителем массивной текстуры аллювиального генезиса (см. рис. 25). Венчающая разрез до глубины 2,3 м толща имеет ветровое происхождение и содержит горизонт погребенной почвы повышенной мощности.

2. Впервые установлен абсолютный возраст осадочных образований высокого террасового комплекса р. Селенга (Западное Забайкалье) на основании термолюминесцентных датировок– от тильтимской эпохи нижнего до тазовского времени среднего неоплейстоцена. Серия радиоуглеродных датировок погребенных почв из субаэральных отложений, перекрывающих повсеместно террасовые уровни, подтверждает выделенные ранее для Усть-Селенгинской и Иволгино-Удинской впадин (Будаев, Коломиец, 2016) временные интервалы климатического потепления и увлажненности в суббореальный и атлантический периоды голоцена (рис. 26-27, табл. 2).

Рис. 26. Разрезы осадочных толщ высокого террасового комплекса р. Селенга с РТЛ-датами абсолютного возраста; А – разрез «Болдок»; Б – разрез «Староселенгинск»; В – разрез «Вознесеновка». Условные обозначения: 1 – почвенно-растительный слой; 2 – погребенная почва; 3 – песок алевритистый; 4 – песок мелкозернистый; 5 – песок среднезернистый; 6 – песок крупнозернистый; 7 – песок грубозернистый; 8 – гравий; 9 – галька; 10 – валуны; 11 – дресва; 12 – щебень; 13 – глыбы; 14 – карбонатизация; 15 – ожелезнение; 16 – осыпь. Текстуры: 17 – субгоризонтальная; 18 – наклонная; 19 – косая; 20 – перекрестная; 21 – линзовидная; 22 – волнистая. 23 – точки отбора проб на РТЛ-анализ и возраст отложений

Самая верхняя часть толщи мощностью 10 м 50–60-метрового террасоувала р. Селенга (разрез «Староселенгинск) представлена двумя слоями – покровным до глубины 4.2 м эолово-склонового генезиса и нижним (4.2–10.0 м), состоящим из мелкозернистого, реже мелко-среднезернистого песка субгоризонтальной и полого-наклонной текстуры (см. рис. 24). На глубине разреза 5.6–5.9 м получена радиотермолюминесцентная (РТЛ) дата 180000?13000 лет назад (л.н.), что соотносится с границей раздела ширтинского и тазовского времени среднего неоплейстоцена. Средняя часть толщи высотой 14.2 м сложена псаммитовыми осадками субгоризонтального и слабонаклонного залегания. Время образования данной части осадочной толщи – 540000?40000 л.н. (глубина 9.0–9.2 м), что сопоставимо с тильтимской эпохой раннего неоплейстоцена. Нижняя толща (5.4 м) имеет весьма однородное строение – полным преимуществом пользуются хорошо промытые мелкозернистые пески. Происхождение толщи – аквальное, имеет место чередование по вертикали преимущественно речных (верхняя и средняя толщи) и комплексных аллювиально-озерных (нижняя толща) условий образования осадков.

С глубины разреза 14.8–15.2 м разреза «Болдок» (40-метровая аккумулятивная терраса на правом берегу р. Селенга в пределах Убур-Дзакойского структурного понижения Усть-Джидинской впадины) получена РТЛ-дата 273000?20000 л.н., соответствующая тобольскому времени среднего неоплейстоцена, а с интервала 24.25–24.7 м – 407000?41000 л.н., (низямское время нижнего неоплейстоцена).

Определено время формирования осадочной толщи 35–40-метровой надпойменной аккумулятивной террасы р. Селенга (разрез «Вознесеновка» на юго-востоке Иволгино-Удинской впадины) на разных глубинах: 1.1–1.6 м – 160000?11000 л.н., 12.3–12.6 м – 173000?12000 л.н., 16.0–16.4 м – 180000?11000 л.н. Все РТЛ-даты относятся ко второй половине среднего плейстоцена (ширтинско-тазовское время).

Радиоуглеродные датировки горизонтов погребенных почв субаэральных отложений, перекрывающих террасовый комплекс Гусиноозерской (разрез «Барун-Хундуй», 18–20-м надпойменная терраса р. Селенга), а также долины р. Чикой (разрез «Староселенгинск», 50–60-м террасоувал р. Селенга) (см. рис. 25), позволили впервые для данного района скоррелировать временные интервалы климатического потепления и увлажненности 3000–3200, 4200–4400, 6200–6500 и 6900–7200 лет назад (суббореальный и атлантический периоды голоцена). Схожие временные интервалы увлажненности были получены для Усть-Селенгинской и Иволгино-Удинской впадин (Будаев, Коломиец, 2016). Особо примечательны датировки, совпадающие с атлантическим периодом, который характеризуется в целом как самый теплый и влажный с температурным максимумом. Следовательно, эти данные являются региональными показателями палеоклиматического отклика природной среды юга Байкальской Сибири на глобальные процессы ландшафтно-климатических изменений в Центральной и Северной Азии (Зыкин, 2011). Две пробы из долины р. Чикой (разрез «Большой Луг», глубина 0.6–0.7 м; разрез «Усть-Чикой», глубина 0.0–0.25 м) имеют современный возраст.

Таблица 2. Радиоуглеродные даты погребенных почв бассейна р. Селенги

Рис. 27. Разрезы террасовых уровней р. Селенга с покровными толщами, содержащими горизонты погребенных почв с их радиоуглеродными определениями абсолютного возраста: А – разрез «Барун-Хундуй»; Б – разрез «Староселенгинск», нижняя толща. Условные обозначения – см. рис. 24.

3. На основании детального гранулометрического анализа с последующей обработкой его результатов литолого-стратиграфическим и палеопотамологическим методами получены новые данные о геологическом строении осадочной толщи высокой 40-метровой аккумулятивной террасы р. Селенга (разрез Болдок в пределах Убур-Дзакойского структурного понижения Усть-Джидинской впадины Западного Забайкалья; координаты: N 50°42'31.3", E 106°18'34.3") (рис. 28).

Установлена неоднократная смена фациальных обстановок седиментации, повлекшая формирование семи литологических пачек осадков разного гранулометрического состава -от алевритово-песчаных до дресвяно-щебнистых и гравийно-галечных размерностей.

Первая (интервал залегания 3.2–4.5 м), третья (7.7–12.6 м), пятая – седьмая пачки (26.3–40.0 м) имеют аквальное происхождение и соответствуют речным условиям (беспрепятственное поступательное движение воды с изменением водности потоков по сезонам года). Отложения накапливались речными палеоводотоками равнинного – горно-грядового типов большой и средней размерности. Равнинному типу были свойственны естественные русла в благоприятных условиях состояния ложа, для горно-грядового типа – извилистые, каменистые с неспокойным течением русла, имевшие сравнительно разработанные поймы, покрытые растительностью.

Вторая (4.5–7.7 м) и четвертая литологические пачки (12.6–26.3 м) сформировались в условиях озеровидных проточных бассейнов с малыми глубинами и наличием сети притоков речного облика равнинного типа, транспортировавших осадочный материал.

Рис. 28. Сопоставление значений коэффициента вариаций (?) отложений разреза Болдок. Римскими цифрами обозначены номера литологических пачек, генезис отложений - a (аллювий), - al (отложения аллювиально-лимнического происхождения)

4. Получены новые данные о геологическом строении песчаной толщи урочища Верхний Куйтун в Баргузинской рифтовой долине Западного Прибайкалья, впервые вскрытой бурением до глубины 355 м. Установлено, что эта толща сложена чередующимися между собой вертикальными горизонтами отложений комплексного озерно-аллювиального генезиса, отложений аллювиального генезиса, а также с небольшой примесью осадочного материала неаллювиального происхождения, что свидетельствует об их формировании в мелководных, достаточно крупных, проточных озерных водоемах. Речные потоки были однонаправленными с замедленным движением воды ввиду их подпора в придельтовом положении русел (рис. 29).

Рис. 29. Сопоставление значений коэффициента вариаций отложений Баргузинской долины скважины 538 в интервале глубин 0,5–112 м (а) и 113–355 м (б). 1 – отложения озерного генезиса; 2 – отложения комплексного лимно-аллювиального генезиса; 3 – отложения аллювиального генезиса; 4– отложения неаллювиального генезиса.

Осадочная толща сложена чередующимися между собой по вертикали разреза горизонтами отложений комплексного лимно-аллювиального генезиса, отложений аллювиального генезиса, а также небольшими добавками осадочного материала неаллювиального происхождения. Результаты палеопотамологического анализа отложений свидетельствуют об их формировании в мелководных, достаточно крупных, проточных лимнических водоемах с малоамплитудным характером волновых колебаний и разветвленной сетью придонных течений, выразившихся в распространении субгоризонтально-слоистых алевритово-тонкопесчаных береговых и прибрежных фаций лимнической макрофации. Речные потоки были однонаправленными слабодинамичными и немобильными с замедленным движением воды ввиду их подпора в придельтовом положении русел с появлением наклонно-, реже косослоистых мелко-среднезернистых песков русловых и пойменных фаций речной макрофации.

Изученная песчаная толща образовалась в результате быстрого некомпенсированного осадками погружения ложа Баргузинской впадины и тектонических воздыманий западного обрамления оз. Байкал, вызывавших подъем уровня и ингрессии его вод в межгорные понижения до Тыйской тектонической фазы структурной перестройки рельефа (150 тысяч лет назад, Мац и др., 2001), произошедшей в районе Байкала в конце среднего плейстоцена.

5. Радиоуглеродным датированием субаэральных отложений, венчающих основную толщу надпойменной террасы р. Хилок (разрез Старые Ключи (N 50°33'13.6, E 107°05'12.2) в Хилокской впадине), определены временные интервалы изменений увлажненности и аридизации климата Западного Забайкалья в голоцене (табл. 3, рис. 30).

Новые датировки субаэральных отложений, перекрывающих осадочную толщу второй надпойменной террасы р. Хилок, уточняют ранее выделенные временные интервалы климатического потепления и увлажненности для Усть-Селенгинской впадины и межгорных котловин Юго-Западного Забайкалья (Будаев, Коломиец, 2016). Почвообразование в Хилокской впадине происходило во всех временных периодах голоцена – от субатлантического до бореального. Наиболее интенсивно этот процесс проходил в атлантическом периоде (три датировки), который характеризуется в целом, как самый теплый и влажный в голоцене с температурным максимумом (см. рис. 26).

Таблица.3. Радиоуглеродные даты погребенных почв разреза Старые Ключи (Хилокская впадина)

Рис. 30. Фото и схема разреза Старые Ключи в Хилокской впадине. 1 – аллювиальные отложения второй надпойменной террасы р. Хилок; 2 – эоловые осадки; 3 – горизонты погребенных почв; 4 – радиоуглеродные датировки

Установлено, что современное глобальное климатическое потепление в целом не повлияло на степень увлажненности Западного Забайкалья и Северного Прибайкалья (рис. 31).

Усиление ветровой эрозии в Западном Забайкалье в середине прошлого столетия во многом было обусловлено антропогенными факторами, такими, как нерациональное хозяйствование, перевыпас скота, пожары и др. Наблюдения за динамикой развития дефляционных процессов в западной части Станового нагорья, где практически отсутствует влияние антропогенного фактора на природные процессы, показало, что современные климатические условия Байкальской Сибири способствуют самозарастанию площадей, подвергшихся дефляции, а степень атмосферного увлажнения сохраняется в рамках многолетних метеонаблюдений.

Рис. 31. Накидная дюна, сформированная на наветренном западном склоне высокого песчаного террасоувала Средне-Муйской рифтовой долины. А: 1 – поверхность террасоувала; 2 – склон террасоувала; 3 – оголенные движущиеся пески; 4 – старица. Б: Накидная дюна

Публикации сотрудников лаборатории геологии кайнозоя в 2017-2020 гг.