ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 4, с. 589-599
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ ^
УДК 552.323.5:551.142(268.52)
БАЗАЛЬТЫ В ГРУБООБЛОМОЧНОМ МАТЕРИАЛЕ ДОННЫХ
ОСАДКОВ КАРСКОГО МОРЯ
© 2004 г. Ä. П. Лисицын1, Г. С. Харин2, Е. Ä. Чернышева2
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Калининград
Поступила в редакцию 05.03.2003 г.
Исследование базальтов в обломках со дна Карского моря показало их сходство с траппами Восточной Сибири по минералогии, структурам и химическому составу. По сравнению с океаническими толеитами, источник выплавления сибирских траппов и базальтов Карского моря был заметно обогащен редкоземельными и другими несовместимыми элементами. Определение K-Ar возраста двух образцов базальтов из восточной части Карского бассейна, имеющих автохтонное залегание, дало 209 и 218 млн. лет, — моложе, чем возраст траппов (247-248 млн. лет). Известно, что происхождение траппов Сибири, согласно геодинамическим реконструкциям, связывается с деятельностью мантийного плюма, в частности, Исландского. Наши новые возрастные данные можно рассматривать как свидетельство перемещения Сибирской плиты над головной частью плюма.
Во время экспедиции 49-го рейса НИС "Дмитрий Менделеев" в Карском море в сентябре-октябре 1993 г. был собран значительный объем грубо-обломочного материала из верхнего слоя донных осадков. Преобладающая часть его представлена осадочными породами (сланцы, известняки, песчаники), менее распространены метаморфические (гнейсы, кристаллические сланцы) и магматические образования. Среди последних, чаще всего близ устья р. Енисей, встречаются базаль-тоиды. В западной части Карского моря (рис. 1, станции 4380-4391), обломки базальтов единичны или немногочисленны и представлены мелким аллохтонным галечным материалом размером редко более 2 см в диаметре. В восточной части бассейна на ряде станций, расположенных к северу от устья Енисея, а также в его эстуарии (4400, 4402, 4405, 4406, 4410-4412) базальты составляют преобладающую часть грубообломочной фракции осадков. Здесь, кроме мелкого окатанного галечного материала, часто наблюдаются угловатые, плохо окатанные обломки, достигающие 810 см в диаметре. Таким образом, Енисей - точечный источник горной породы - базальта, которая маркирует осадочный материал из этой части водосбора. В других местах водосбора (его Сибирской части) базальты в больших количествах не встречены. Хорошая изученность состава базальтов на Восточной и Западной Сибирской платформах [1, 2, 6, 7, 8] открывает возможность достаточно точно установить области их поставки и пути переноса и, возможно, дополнить историю формирования базальтов этой части побережья Карского моря, а также определить вклад базальтовой матрицы в формирование минерального и
химического состава более тонких фракций донных осадков (пески-алевриты-пелиты).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Наши работы в море Лаптевых, а также исследования ряда авторов по осадкам Карского моря показали, что содержание грубообломочного (крупнее 1 мм) материала в отложениях этих морей очень низкое. На многих станциях грубообломочный материал полностью отсутствовал. Эти данные оказались в полном противоречии с детальными исследованиями грубообломочного материала в осадках Дальневосточных морей (Охотском и Беринговом), где даже на максимальных глубинах встречены значительные количества гравийно-галеч-ного материала. Распределение каменного материала в Дальневосточных морях тесно связано с ледовыми экспозициями, высотой приливов и направлениями дрейфа льдов [14, 15]. Возникла необходимость изучения причин относительной скудности каменного материала в Арктике - в отличие от других областей распространения льдов.
При исследованиях в Карском море нами была применена также методика всестороннего изучения каменного материала (количественное распространение, гранулометрический и петрографический состав, окатанность, характер поверхности и др.), что применялась ранее при изучении материала из осадков морей Дальнего Востока и Антарктики [13-15, 23, 16, 17, 20].
Поскольку было заранее известно, что грубообломочного материала мало, его выделение велось из больших объемов донных осадков - не
75'
70°
60° 70° 80° 88°
Рис. 1. Циклограммы количественного распределения базальтов в комплексах грубообломочного материала, полученного из донных осадков Карского моря в 49-м рейсе НИС "Дмитрий Менделеев". Наиболее высокие содержания — в устье р. Енисей, в водосборе которого распространены сибирские траппы. В западной части моря базальты составляют обычно не более 25-30 % от комплекса пород.
1 - номер станции; 2 - содержание базальтов (в % от петрографического спектра пород на станции).
менее 100 л, в некоторых случаях из 150 л. Кроме того на многих станциях, наряду с отбором дно-черпателями "0кеан-50", каменный материал от-
бирался с помощью трала Сигсби, которым удается охватывать большую площадь дна и собрать большое количество каменных обломков. Пробы
из дночерпателей далее замерялись мерным сосудом и промывались от тонких фракций на ситовом столе с минимальным размером ячей в сетке 1 мм. Затем материал, сконцентрированный на разных ситах, высушивался и взвешивался [12]. Это дает возможность определить количественное содержание каменного материала (в г/л донного осадка) в слое, отвечающем обычному захвату дночерпателя этого типа (0-15 см). Работа по отбору грубообломочного материала проводилась сотрудниками морского геологического отряда экспедиции.
Дальнейшие исследования проводились в береговой лаборатории и включали определение гранулометрического состава (когда материала было достаточно), количественное определение окатанности, характера поверхности и петрографического состава (на свежих сколах и в шлифах для характерных пород) [13].
Несмотря на очень большие объемы донных осадков, из которых выделялся каменный материал, его количество обычно оказывалось явно недостаточным для надежных определений состава и свойств. Чаще всего это были очень незначительные количества, причем преимущественного гравийных частиц, отдельных более крупных галек и обломков. Поэтому достаточно полного анализа, как это было сделано для морей Дальнего Востока и Антарктики с определением ассоциации и петрографических провинций каменного материала, путей их миграции и источников на суше, генезиса, - таких определений сделать не удалось.
В настоящем сообщении рассматривается распространение и особенности состава одной горной породы - базальта, характерной для комплекса горных пород водосбора р. Енисей. Для этого комплекса маркерной породой могут служить сибирские траппы, изученные в восточной части водосбора р. Енисей.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Распределение базальтов в верхнем слое донных осадков (0-15 см). На основе петрографического анализа состава каменного материала можно судить о количественном распределении базальтов в верхнем слое донных отложений Карского моря. Всего было проанализировано 19 проб из дночерпателей, 16 из тралов Сигсби и 7 из трубок большого диаметра (рис. 1) [12]. Определялось приблизительное содержание базальтов в полном петрографическом комплексе каменного материала. Как видно из схемы на станциях, расположенных в устье Енисея, начиная от ст. 4408 - самой южной на разрезе Енисей и до ст. 4400 к северу от о. Диксон, отмечается значительное распространение габбро и базальтов в виде обломков и ока-
танных галек. При этом их содержание падает по мере удаления от устья - от 100% комплекса до 25% и дальше к северу (станции 4397-4399) базальты уже не встречены. Иная картина характерна для западной части моря, где каменный материал был получен и изучен на 15 станциях, из них габбро и базальты были обнаружены в осадках 9 станций. Содержание базальтов здесь обычно намного меньше, чем в устье р. Енисей - не более 25% от общего комплекса.
Характерно, что здесь базальты встречаются обычно вместе с осадочными породами комплекса Новой Земли, а их распространение идет по путям дрейфа льдов у берегов Новой Земли от м. Желания до о. Вайгач с поворотом вдоль берегов п-ва Ямал. Недостаток каменного материала не позволяет судить уверенно, но предположительно распространение базальтов здесь связано с их поступлением с Новой Земли.
2. Петрографические особенности и состав базальтов. По структуре и минеральному составу среди базальтов, слагающих обломки, можно выделить три главные петрографические группы: 1) тонкозернистые афировые или слабо порфировые базальты толеитовой или трахитоидной структуры; 2) среднезернистые порфировые базальты с долеритовой или пойкилоофитовой структурой основной массы; 3) крупнокристаллические и пегма-тоидные долериты и габбро-долериты.
Афировые и порфировые базальты, вероятно, представляют собой обломки покровных вулканитов, а крупнозернистые долериты - субвулканические тела или центральные части потоков. Каких-либо закономерностей в распределении данных петрографических типов пород не наблюдается, и среди образцов одной станции можно видеть все разновидности сразу.
Особо следует отметить еще один тип базаль-тоида, отмеченный среди образцов двух станций 4385 и 4411. Это единичные небольшие (1.5-2 см) обломки шлаковидной породы с включениями сланцев. Порода хрупкая, удалось изготовить лишь небольшой шлиф, а малое количество материала позволило провести только частичное химическое исследование.
Краткое петрографическое описание наиболее характерных образцов приведено в табл.1. Афировые базальты нередко представлены минда-лекаменными разностями, миндалины заполнены палагонитом, иногда халцедоном и карбонатом, еще реже - цеолитами. Порфировые вкрапленники сложены почти исключительно плагиоклазом и клинопироксеном, часто образующими гломеро-порфировые сростки, крупные выделения оливина (измененного) отмечены в отдельных образцах габ-бро-долеритов. В основной массе оливин иногда присутствует в мелкопорфировых и афировых базальтах. Изученные породы относятся к мезократо-
Таблица 1. Петрографическая характеристика базальтоидов в грубообломочной фракции донных осадков Карского моря
(Л
V©
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.