Е.Б. Карабанов

Лимнологический институт СО АН СССР, Иркутск.

РОЛЬ ПОДВОДНЫХ КАНЬОНОВ И СУСПЕНЗИОННЫХ ПОТОКОВ В ФОРМИРОВАНИИ ОСАДКОВ ОЗ. БАЙКАЛ

Исследователи дойных отложен и и озера (Князева, 1954, 1957; Патрикеева, 1959; Голдырев, Выхристюк, 1968; Голдырев, 1977) отмечают наличие алевритовых и песчаных прослоев с включением гравия и гальки в толще глубоководных илов. Такие прослои встречаются во всех участках озера, включая и глубоководную зону. Мощность прослоек колеблется от долей сантиметров до 10—30 см и число прослоев в верхнем метровом слое доходит до 8—10. В северной части озера содержание песка в верхнем полутораметровом слое доходит до 95% (Черняева, 1970). Обычно данные слои имеют градационную слоистость, которая легко фиксируется визуально. В глубоководных осадках встречаются также растительные остатки (древесные обломки, веточки, кора) в виде единичных вкраплений или в виде прослоек мощностью 1—3 см. Прослои песка и алеврита в оз. Байкал аналогичны турбидитам — отложениям, которые обнаруживаются в океанах, морях и озерах и возникновение которых связывается с действием оползней и суспензионных потоков. Предположение об их оползневом и суспензионном происхождении высказывали Б. Ф. Лут (1964), Г. А. Дмитриев, Э. М. Колокольцева (1970), Г. С. Голдырев (1974, 1977). Однако эти авторы уделили мало внимания процессам, формирующим подобные прослои.

Рассмотрим возможность существования и действия суспензионных потоков в оз. Байкал. Характерной чертой морфологии озера является большое количество подводных каньонов, рассекающих подводный склон от береговой зоны, где они начинаются с глубин 3—5 м, до подножия склона, где они прослеживаются до глубин 600—1300 м. Большое число каньонов расположено вдоль юго-восточного и северо-западного берегов Южного Байкала и вдоль западного и восточного берегов Северного Байкала. По данным Л.М. Князевой (1957) и Г.С. Голдырева (1977), в глубоководных осадках этиx районов обнаружены наиболее мощные и многочисленные прослои песка и алеврита. Устанавливается связь между распространением прослоев и расположением подводных каньонов. Рассмотрим эту связь. Формирование суспензионных потоков происходит несколькими путями. Потоки большой плотности формируются в процессе смешения головной части оползня с водой при его движении по подводному склону (Менард, 1966; Пыхов, 1976). Зарождение и развитие подводных оползней происходит чаще на участках с обильной седиментацией. Такими являются участки напротив дельт рек, а также участки против мысов и в заливах, где происходит разгрузка вдольберегового потока наносов из-за падения транспортирующей способности на изгибе береговой линии. Для подводных каньонов озера характерна их приуроченность к наземным долинам, т. е. к устьям рек или временным водотокам. Изучение батиметрических карт озера и наши наблюдения показывают, что подводные каньоны расположены также против многих мысов и во многих заливах. Таким образом, каньоны озера в значительном числе приурочены к зонам седиментации. А так как верховья большинства каньонов находятся в береговой зоне на небольшой глубине, то в каньоны поступает большее количество наносов, чем на подводный склон, и значит в них наиболее вероятно формирование оползней. Особенности осадконакопления в подводных каньонах (залповый характер поступления наносов, большие скорости седиментации, большое количество остатков растений) таковы, что в них формируются метастабильные осадки, наиболее склонные к оползанию. Кроме того, тальвеги каньонов имеют большую крутизну, чем подводный склон озера и для нарушения равновесия и оползания осадков в каньонах необходимы меньшие мощности осадочных толщ, чем на подводном склоне.

Из сказанного следует, что в подводных каньонах оползание осадков происходит значительно чаще, чем на подводном склоне озера. Возникновение оползней на последнем может иметь место и без формирования суспензионных потоков. Такие оползни создают в осадках структуры смятия, обнаруживаемые вблизи подводного склона (Князева, 1954; Логачев, Галкин, Голдырев, 1974).

Во время погружений в подводные каньоны Байкала в глубоководных аппаратов «Пайсис-VII» и «Пайсис-Х1» были получены материалы, подтверждающие существование оползней в каньонах. На глубинах 400—600 м в тальвегах каньонов обнаружены «линии заполнения», которые фиксируют уровень осадков ранее заполняющих русло каньона, и сползших вниз. Присутствие в тальвеге каньона «Черный» на глубинах 600—900 м большого количества валунов и глыб также свидетельствует о действии оползней в каньонах.

Суспензионные потоки большой плотности способны не только доставлять на большие глубины массу обломочного материала, но и эродировать дно озера, смывая и переотлагая осадки, накопившиеся ранее. По данным Г. А. Сафьянова (1970), Ф. Шепарда, Р. Дилла (1972) суспензионный поток в озере Мид переместился на 160 км, а суспензионные потоки в океане способны перемещаться на расстоянии более 1000 км. Поэтому подобные потоки, сформировавшиеся на одной стороне озера, способны пересечь озеро от одного борта к другому и отложить осадки, не свойственные для этого места, Сказанное необходимо учитывать при изучении осадков озера.

Отбор проб в тальвегах каньонов и на участках, расположенных напротив каньонов, показал присутствие в осадках прослоек алеврита и песка с градационной слоистостью и без градационной слоистости, и прослоек органики. Это также подтверждает существование суспензионных потоков в каньонах озера и говорит о выносе ими наносов по каньонам на большие глубины. Распространение прослоев по всему Байкалу указывает на большое распространение этих явлений в озере и на важную роль суспензионных потоков в формировании донных отложений озера.

Возможен еще один механизм формирования суспензионных потоков большой плотности на Байкале — это сели. На многих участках берег озера расположен вблизи гор и селеопасных долин. В таких местах водо-каменный поток селя легко пересекает узкую полосу берега и, как это имело место в долине р. Шартлы (Лут, 1977), выплескивается в озеро. Попадая в озеро, селевый поток сохраняет часть своей скорости и способен переместить свой обломочный материал по подводному склону на большую глубину. По устному сообщению В. И. Галкина против Татарникова русла после прохождения селя в июле 1975 г. обнаружены валуны на глубине более 200 м. Более мелкий материал, вероятно, достиг подножия подводного склона и по дну распространился еще дальше к средине озера. По данным Б. П. Агафонова (1975) в июле 1971 г. после сильных дождей селевые паводки прошли почти по всем рекам юго-восточного и западного берегов юга озера. Против устьев долин большинства этих рек расположены подводные каньоны, по которым селевый поток мог достигнуть подножия подводного склона. Сели, сошедшие по долинам, против которых нет подводных каньонов, отложили свой материал на мелководье, достигающем у юго-восточного берега 500—1000 м ширины. Только самая тонкая фракция могла быть вынесена за пределы этой мелководной зоны. Кроме суспензионных потоков большой плотности на Байкале действуют суспензионные потоки малой плотности, формирование которых возможно и в подводных каньонах. Такие потоки формируются во время паводков, сильных волнений и разрывными течениями. Холодные и насыщенные взвесями речные воды, растекаясь по мелководью, попадают в верховья Подводных каньонов и по ним спускаются на большие глубины. Как показали работы Н. В. Пыхова (1976), суспензионные потоки малой плотности могут достигать предельных глубин. Вместе с обломочным материалом вниз по каньонам уходит большое количество остатков растений, которые выносятся рекой и накапливаются в верховьях каньонов. Первое сильное волнение сносит их вниз по каньону на глубину, где они отлагаются в виде прослоев или в смеси с обломочным материалом.

Изложенное говорит о том, что суспензионные потоки действуют и в настоящее время, значит, и формирование алевритовых и песчаных прослоев происходит на современном этапе. Однако в истории развития озера было время, когда оползни и суспензионные потоки действовали значительно активнее. Таким, вероятно, был период окончательной стабилизации уровня озера и формирования современного облика водоема, т. е., в плейстоцене (Логачев, 1974), когда в береговую зону поступало особенно большое количество наносов и вместе с тем происходило быстрое углубление котловины озера. Вероятно, мощные прослои песка, обнаруженные Г. С. Голдыревым (Логачев, Галкин, Голдырев, 1974) под слоем осадков мощностью 2—3 м, и являются результатом действия суспензионных потоков в плейстоцене.

ВЫВОДЫ:

1. Образование алевритовых и песчаных слоев в глубоководных осадках озера связано с действием суспензионных потоков большой плотности, формирующихся из подводных оползней и селей, и суспензионных потоков малой плотности, сформированных твердым стоком рек и штормовыми волнениями.

2. Наиболее часто оползни происходят в подводных каньонах, а последние являются основными каналами движения суспензионных потоков на большие глубины.

3. При изучении осадков оз. Байкал необходимо учитывать, что суспензионные потоки нарушают естественную стратификацию осадков, смывая одни слои и отлагая другие, которые могут быть не характерными для местных условий.