Structure, granulometric and mineralogical composition of unconsolidated sediments in the Sentsa River valley (Eastern Sayan, Russia)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents a combined analysis of the lithological, granulometric and mineralogical composition of unconsolidated sediments in the Sentsa River basin (Oka Plateau, Eastern Sayan, Russia). Complex analytical studies and drilling operations were aimed at studying the lake, river and moraine sediments that fill the river valley in order to reconstruct the conditions of their accumulation. Granulometric analysis, performed using sieve and laser diffraction methods, made it possible to establish the sequence of sediment accumulation in this dammed paleoreservoir and the position of the paleotable of the permafrost (at depths of 1.2 and 2.1 m). The mineralogical composition of alluvial sands confirmed the predominantly quiet water regime of their accumulation (in lake and lake-marsh conditions). The composition of moraine sediments and the structure of moraine ridges indicate the activity of water flows during the melting of the glacier, which formed a ‶layer cake″ of a terminal moraine ridge, as well as a stadial moraine with a thick sandy layer (more than 3.0 m) in the middle stream of the Sentsa River. Deep drilling allowed to establish for the first time the structure of the vertical section of the river valley and the permafrost thickness, which amounted to 44 m. A borehole with a depth of 45.1 m penetrated a section composed of frozen silts, clayey silts, clays and sands, as well as sub-permafrost groundwater. The cryotextures of unconsolidated sediments are predominantly massive and rare schlieren, with lenses and layers of ice up to 8-10 cm thick at different depths. Radiocarbon dating of a core sample taken from a depth of 1.5 m showed an age of 3510±120 years and confirmed the existence of an open water reservoir in the late Holocene in the Sentsa River valley.

References

  1. Arzhannikov S., Braucher R., Jolivet M., Arzhannikova A., Vassallo R., Chauvet A., Bourlès D., Chauvet F. History of late Pleistocene glaciations in the central Sayan-Tuva Upland (Southern Siberia) // Quaternary Science Review, 2012, 49. P. 16-32. URL: https://doi.10.1016/j.quascirev.2012.06.005.
  2. Talbot M.R., Allen P.A. Lakes. In: Reading H. G. (Ed.). Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy. Oxford UK: Blackwell Publishing, 1996. P. 83-124.
  3. Xiao J., Fan J., Zhou L., Zhai D., Wen R., Qin X. A model for linking grain-size component to lake level status of a modern clastic lake // Journal Asian Earth Science, 2013, 69 (5). P. 149-158. URL: https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.07.003.
  4. Jacops E., Rogiers B., Frederickx L., Swennen R., Littke R., Krooss B., Amann-Hildenbrand A., Bruggeman C. The relation between petrophysical and transport properties of the Boom Clay and Eigenbilzen Sands // Applied Geochemistry, 114 (2020). 104527. URL: https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104527.
  5. Oglesbeea T., McLeoda C.L., Chappella C., Faraci O., Gibson B., Krekeler MPS. A mineralogical and geochemical investigation of modern aeolian sands near Tonopah, Nevada: Sources and environmental implications // Catena, 194 (2020). 104640. URL: https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104640.
  6. Khedr M.Z., Zaghloul H., Takazawa E., El-Nahas H., Azer M.K., A El Shafei S. Genesis and evaluation of heavy minerals in black sands: A case study from the southern Eastern Desert of Egypt // Geochemistry, 83 (2023). 125945. URL: https://doi.org/10.1016/j.chemer.2022.125945.
  7. Рентгеновские методы изучения и структуры глинистых минералов / Под ред. Г. Брауна. М.: Издательство «Мир», 1965, 599 с.
  8. Hubbard C.R., Snyder R.L. RIR – Measurement and Use in Quantitative XRD. Powder Diffraction, 1988, 3. P. 74-77.
  9. Сахарова М.С., Черкасов Ю.А. Иммерсионный метод минералогических исследований. М.: Изд-во МГУ, 1970, 89 с.
  10. Страхов Н.М., Бродская Н.Г., Князева Л.М., Разживина А.Н., Ратеев М.А., Сапожников Д.Г., Шишова Е.С. Образование осадков в современных водоемах. М.: Изд-во АН СССР, 1954. 792 с.
  11. Иванов И.П. Инженерная геология месторождений полезных ископаемых: учебное пособие. М.: Недра, 1990. 302 c.
  12. Мизеров Б.В., Черноусов С.И., Абрамов С.П., Сухорукова С.С., Вотах М.Р. Аллювиальные и озерно-аллювиальные кайнозойские отложения среднего Приобья. Новосибирск: Наука, 1971. 214 с.
  13. Trask P.D. Origin and environment of source sediment of petroleum. Houston, USA. 1932. 323 p.
  14. Alexeev S.V., Alexeeva L.P., Vasil'chuk Yu.K., Svetlakov A.A., Kulagina N.V. Permafrost of the Oka Plateau (Eastern Sayan Ridge). Permafrost and Periglacial Processes. 2021. Vol. 32. P. 368-391. URL: https://doi.org/10.1002/ppp.2103
  15. Васильчук Ю.К., Васильчук Дж.Ю., Алексеев С.В., Буданцева Н.А., Алексеева Л.П., Васильчук А.К., Козырева Е.А., Светлаков А.А. Циклитное строение изотопной диаграммы ледоминерального бугра пучения и его радиоуглеродный возраст, долина реки Сенца, Восточный Саян. Доклады академии наук. Науки о Земле. 2019. T. 489.  № 5. С. 506-511. URL: https://doi.org/10.31857/S0869-56524895506-511.
  16. Крашенинников Г. Ф. Учение о фациях. М.: Высшая школа. 1971. 368 с.
  17. Петтиджон Ф. Осадочные породы: пер. с англ. М.: Недра. 1981. 751 с.
  18. Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология и литолого-фациальный анализ. М.: Недра. 1981. 284 с.
  19. Ежова А.В., Тен Т.Г. Практическая литология: учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ. 1999. 103 с.
  20. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза (Гранулометрическая сортировка песчано-алевритовых и глинистых осадков разных фациальных типов). Т. 2. М.: Изд-во АН СССР. 1960. 574 с.
  21. Алексеева Л.П., Кулагина Н.В., Алексеев С.В., Светлаков А.А. Палинология мерзлых толщ в долине р. Сенца (Восточные Саяны). В сб.: Актуальные проблемы науки Прибайкалья. Вып. 3. Иркутск: Изд-во ИГУ. 2020. С. 262-272.
  22. Чувардинский В.Г. Букварь неотектоники. Новый взгляд на ледниковый период. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 2008. 85 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).