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Shedding light on the timing of the largest Late Quaternary transgression of the Caspian Sea
Quaternary Geochronology ( IF 1.7 ) Pub Date : 2022-08-09 , DOI: 10.1016/j.quageo.2022.101378
E.A. Butuzova , R.N. Kurbanov , N.A. Taratunina , A.O. Makeev , A.V. Rusakov , M.P. Lebedeva , A.S. Murray , T.A. Yanina

The Late Quaternary history of the Caspian Sea remains controversial. One of the major disagreements in this debate concerns the stratigraphic correlation of various deposits in the Caspian Basin. In this paper we identify and date, for the first time, the Enotaevka regression, lying between the two major phases of the largest Late Quaternary Caspian Sea transgression, the Khvalynian transgressive epoch, and provide a minimum estimate of sea level decrease during this regression. The River Volga is the major source of water to the Caspian; the Lower Volga region is unique in its record of palaeogeographic events, and this provides the opportunity to build a single stratigraphic and palaeogeographic history for the Pleistocene of Central Eurasia. Here we use luminescence to establish a new chronology for the largest Late Quaternary transgressive epoch of the Caspian Sea. The existing radiocarbon chronology does not allow the resolution of the two transgressive phases of this epoch (Early and Late Khvalynian). Based on clear palaeontological and geomorphological evidence, these must be very different in age, but shells associated with both transgressions gave very scattered ages of between 8 and 50 ka. This ambiguity has led to considerable discussion concerning the existence or otherwise of a deep Enotaevka regression phase between the two Khvalynian transgressions. Recently we have again identified these deposits at Kosika, on the right valley side of the Volga River. The new luminescence chronology described here, based on quartz OSL and K-feldspar pIRIR290 ages, allows us to reconstruct the complicated history of Late Quaternary sedimentation in the southern part of the Lower Volga valley. The Kosika section reflects the following major stages: (1) the earlier Khazarian transgressive epoch; (2) a decrease in the sea level with the development of a freshwater lake/lagoon in the Volga valley; and (3) the Khvalynian transgressive-regressive epoch, including both the Early and Late Khvalynian transgressive periods, and the intercalated Enotaevka regression. Sea level during the early stage of the Khvalynian transgression reached Kosika at about 23–22 ka (approx. −1 to −2 m asl). This event is of the same age as the “grey clay” strata at the base of the Leninsk section marine unit (Kurbanov et al., 2021), also formed at the beginning of the Early Khvalynian transgression. Around 15–14 ka the Khvalynian basin moved to a regressive stage, and in the northern part of the Lower Volga the top part of the well-known ‘Chocolate Clay’ accumulated. In the southern part of the valley marine accumulation stopped at about 12–13 ka. This allows us to reconstruct a decrease in Early Khvalynian basin sea level between 15–14 ka and 13–12 ka ago, of about ∼15 m. At the Kosika section sediments derived from the Enotayevka regression are visible as a weakly developed palaeosol with evidence of surficial erosion, and these sediments are now dated to 13–12 ka. At 8.6 ± 0.5 ka, during the period of the Mangyshlak regression, aeolian deflation processes reworked sediments deposited by immediately preceding Late Khvalynian transgression.



中文翻译:

揭示里海最大的晚第四纪海侵的时间

里海第四纪晚期的历史仍然存在争议。这场辩论中的主要分歧之一涉及里海盆地各种矿床的地层相关性。在本文中,我们首次确定并确定了 Enotaevka 回归,它位于最大的晚第四纪里海海侵的两个主要阶段,即 Khvalynian 海侵时期,并提供了该回归期间海平面下降的最小估计值。伏尔加河是里海的主要水源;伏尔加河下游地区的古地理事件记录是独一无二的,这为构建欧亚大陆中部更新世的单一地层和古地理历史提供了机会。在这里,我们使用发光为里海最大的晚第四纪海侵时代建立了新的年表。现有的放射性碳年表不允许解决这个时代的两个海侵阶段(早期和晚期 Khvalynian)。根据明确的古生物学和地貌学证据,它们的年龄肯定有很大差异,但与两次海侵相关的贝壳的年龄非常分散,在 8 到 50 ka 之间。这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 现有的放射性碳年表不允许解决这个时代的两个海侵阶段(早期和晚期 Khvalynian)。根据明确的古生物学和地貌学证据,它们的年龄肯定有很大差异,但与两次海侵相关的贝壳的年龄非常分散,在 8 到 50 ka 之间。这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 现有的放射性碳年表不允许解决这个时代的两个海侵阶段(早期和晚期 Khvalynian)。根据明确的古生物学和地貌学证据,它们的年龄肯定有很大差异,但与两次海侵相关的贝壳的年龄非常分散,在 8 到 50 ka 之间。这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 根据明确的古生物学和地貌学证据,它们的年龄肯定有很大差异,但与两次海侵相关的贝壳的年龄非常分散,在 8 到 50 ka 之间。这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 根据明确的古生物学和地貌学证据,它们的年龄肯定有很大差异,但与两次海侵相关的贝壳的年龄非常分散,在 8 到 50 ka 之间。这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR 这种模棱两可导致了关于在两次 Khvalynian 越界之间是否存在深度 Enotaevka 回归阶段的大量讨论。最近,我们在伏尔加河右侧河谷一侧的科西卡再次发现了这些矿床。这里描述的新发光年表,基于石英 OSL 和钾长石 pIRIR290年龄,使我们能够重建下伏尔加河谷南部晚第四纪沉积的复杂历史。Kosika 剖面反映了以下主要阶段:(1)较早的可萨海侵时期;(2) 随着伏尔加河谷淡水湖/泻湖的发展,海平面下降;(3) 花海海侵-海退期,包括早期和晚期花海海侵期,以及夹层的 Enotaevka 海退。Khvalynian 海侵早期的海平面在大约 23-22 ka(约 -1 至 -2 m asl)处到达 Kosika。该事件与列宁斯克剖面海相单元底部的“灰粘土”地层同龄(Kurbanov等,2021),同样形成于早Khvalynian海侵初期。大约在 15-14 ka 时,Khvalynian 盆地进入海退阶段,在伏尔加河下游北部,著名的“巧克力粘土”顶部堆积。在山谷的南部,海洋堆积停止在大约 12-13 ka。这使我们能够重建早 Khvalynian 盆地海平面在 15-14 ka 和 13-12 ka 前之间的下降,大约 15 m。在 Kosika 剖面,来自 Enotayevka 回归的沉积物是发育较弱的古土壤,有地表侵蚀的证据,这些沉积物现在的年代为 13-12 ka。在 Mangyshlak 海退期间,在 8.6 ± 0.5 ka 时,风成通缩过程重新加工了由紧接在晚 Khvalynian 海侵之前沉积的沉积物。在伏尔加河下游北部,著名的“巧克力粘土”的顶部堆积起来。在山谷的南部,海洋堆积停止在大约 12-13 ka。这使我们能够重建早 Khvalynian 盆地海平面在 15-14 ka 和 13-12 ka 前之间的下降,大约 15 m。在 Kosika 剖面,来自 Enotayevka 回归的沉积物是发育较弱的古土壤,有地表侵蚀的证据,这些沉积物现在的年代为 13-12 ka。在 Mangyshlak 海退期间,在 8.6 ± 0.5 ka 时,风成通缩过程重新加工了由紧接在晚 Khvalynian 海侵之前沉积的沉积物。在伏尔加河下游北部,著名的“巧克力粘土”的顶部堆积起来。在山谷的南部,海洋堆积停止在大约 12-13 ka。这使我们能够重建早 Khvalynian 盆地海平面在 15-14 ka 和 13-12 ka 前之间的下降,大约 15 m。在 Kosika 剖面,来自 Enotayevka 回归的沉积物是发育较弱的古土壤,有地表侵蚀的证据,这些沉积物现在的年代为 13-12 ka。在 Mangyshlak 海退期间,在 8.6 ± 0.5 ka 时,风成通缩过程重新加工了由紧接在晚 Khvalynian 海侵之前沉积的沉积物。这使我们能够重建早 Khvalynian 盆地海平面在 15-14 ka 和 13-12 ka 前之间的下降,大约 15 m。在 Kosika 剖面,来自 Enotayevka 回归的沉积物是发育较弱的古土壤,有地表侵蚀的证据,这些沉积物现在的年代为 13-12 ka。在 Mangyshlak 海退期间,在 8.6 ± 0.5 ka 时,风成通缩过程重新加工了由紧接在晚 Khvalynian 海侵之前沉积的沉积物。这使我们能够重建早 Khvalynian 盆地海平面在 15-14 ka 和 13-12 ka 前之间的下降,大约 15 m。在 Kosika 剖面,来自 Enotayevka 回归的沉积物是发育较弱的古土壤,有地表侵蚀的证据,这些沉积物现在的年代为 13-12 ka。在 Mangyshlak 海退期间,在 8.6 ± 0.5 ka 时,风成通缩过程重新加工了由紧接在晚 Khvalynian 海侵之前沉积的沉积物。

更新日期:2022-08-09
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