СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2013, том 21, № 2, с. 110-121
УДК 661.465
ИЗМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ПЛАНКТОННЫХ И БЕНТОСНЫХ ФОРАМИНИФЕР В ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВПАДИНЫ ДЕРЮГИНА, ОХОТСКОЕ МОРЕ
© 2013 г. Т. А. Хусид, Н. В. Беляева, Л. Л. Демина, М. М. Доманов, М. П. Чеховская
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: tkhusid@mail.ru Поступила в редакцию 29.11.2011 г., получена после доработки 21.02.2012 г.
Изучение фораминифер из осадков, сформировавшихся в последние 30 тыс. лет, выявило сходный характер их распределения в центральной и окраинной частях впадины Дерюгина. Близкий состав фауны на всем пространстве впадины говорит о вероятном сходстве природных обстановок в ее пределах. Отсутствие комплексов донных фораминифер или их крайняя обедненность во время максимума последнего оледенения может свидетельствовать о сочетании ряда факторов: резкое ухудшение условий для биопродуктивности в связи с общим похолоданием, установление аноксид-ной придонной обстановки и, возможно, неблагоприятное воздействие сипов на геохимические параметры придонной воды. Слабое проявление деятельности баритово-метановых сипов в центральной части впадины в голоцене предполагается по некоторым отклонениям в структуре комплексов бентосных фораминифер при общем сходстве видового состава.
Ключевые слова: фораминиферы, впадина Дерюгина, Охотское море, биопродуктивность, кислородные условия, дегляциация, видовое разнообразие.
DOI: 10.7868/S0869592X1302004X
ВВЕДЕНИЕ
Природная обстановка во впадине Дерюгина на северо-западе Охотского моря в последнее время привлекает особое внимание исследователей геохимии, биологии и палеоокеанологии. Аномальность геохимических и биологических процессов была отмечена в этом районе уже в результате работ первых экспедиций НИС "Витязь" (Безруков, 1960; Жузе, 1962; Савилов, 1961). В недавнее время на дне впадины обнаружены многочисленные холодные баритово-метановые сипы (seeps), или высачивания газонасыщенных высокоминерализованных растворов из толщи осадков на поверхность дна (Астахова и др., 1987, 1990; Деркачев и др., 2000; Biebow et al., 2000). Присутствие холодных сипов во впадине Дерюгина создает специфические гидрохимические и геоморфологические условия формирования состава донных осадков. Баритовые постройки из вещества сипов и продуктов их взаимодействия с морской водой представляют собой уникальные образования сложного минерального и элементного состава (Астахова и др., 1987). Гидротермальная баритово-карбонатная минерализация во впадине Дерюгина подробно изучалась в рамках проекта КОМЭКС (Biebow, Hütten, 1999). Установлено широкое распространение карбонатной
и баритовой минерализации различных типов. С повышенным содержанием марганца в поверхностных окисленных осадках (до 3.7%) связано присутствие тонкодисперсных гидроксидов железа и марганца и железомарганцевых конкреций. Аномально высокие скорости накопления марганца (до 60 мг/см2/тыс. лет) в голоцене выявлены на дне впадины в районе с баритовой минерализацией. В придонной воде в центральной части впадины наблюдается очень низкое содержание кислорода (менее 1 мл/л) и, возможно, имеют место застойные явления. Оба процесса негативно влияют на среду обитания бентосных организмов. В центральной части впадины, в интервале глубин 1600—1800 м в области холодных метановых сипов развиваются чрезвычайно малочисленные олигомикстные биоценозы с доминирующим агглютинирующим видом донных фораминифер Saccorhiza ramosa. В близлежащих районах численность и видовое разнообразие немного увеличиваются, большую роль играют виды фораминифер с известковой раковиной: Gyroidina (G.) orbicularis, изредка Cassidulina (С.) teretis, Uvigerina (U.) auberiana (Хусид и др., 2006). По сравнению с центральной частью, на окраине впадины общая численность фораминифер возрастает до десятков экземпляров на 1 г сухого осадка,
резко увеличивается относительная роль видов с карбонатной раковиной, в большом количестве встречены планктонные фораминиферы.
Исследование фораминиферовых сообществ в позднечетвертичное время по материалам колонки из центра впадины показало, что природная обстановка и деятельность газоносных сипов во впадине Дерюгина могли резко меняться. Высказано предположение, что активность флюидов увеличивалась в ледниковое время (Бурмистрова, Беляева, 2006). В настоящей работе проведено сопоставление распределения бентосных и планктонных фораминифер в двух разрезах позднечет-вертичного времени из впадины Дерюгина. Один разрез выполнен в центральной части впадины на глубине 1750 м, в активной зоне баритово-мета-новых сипов, другой — на северной окраине впадины вне зоны сипов, на глубине 1431 м.
РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ
Впадина Дерюгина расположена в западной части Охотского моря к востоку от подводного цоколя о-ва Сахалин. В зимний сезон этот район покрыт льдами. В формировании структуры вод Охотского моря определяющим фактором является водообмен с Тихим океаном (Добровольский, Залогин, 1982; Морошкин, 1966). Приповерхностный слой создает сильную стратификацию в верхних 200 м водного столба. Ниже этого слоя до глубин 600—800 м расположена молодая однородная охотоморская промежуточная водная масса с невысокой положительной температурой около 1.5°С и высоким содержанием кислорода 2.5—6.5 мл/л при солености 33.7%о. Эта водная масса образуется под влиянием погружения плотной холодной воды на северной и северо-западной периферии моря. Основным источником вод моря глубже 800—1000 м служат воды теплой прослойки промежуточной водной массы Тихого океана. Глубинные воды Охотского моря являются продуктом интенсивного перемешивания океанических вод с водами Охотского моря в Курильских проливах (Гладышев, Хен, 2004а, 2004б; Морошкин, 1966) и имеют температуру около 2.4°С, содержание кислорода около 1 мл/л. Глубже 1350—1450 м температура снижается до 1.85°С, соленость увеличивается до 34.7%, а содержание кислорода увеличивается до 1.5 мл/л.
У дна впадины Дерюгина отмечена аномально низкая концентрация кислорода 0.5-0.8 мл/л, что объясняется активным окислением газонасыщенных, метаносодержащих растворов, поступающих из сипов ^а11тапп й а1., 2004). С деятельностью этих растворов связано образование аутиген-но-диагенетических минералов (Деркачев и др., 2000; Огетей й а1., 2002). На дне впадины, максимальная глубина которой составляет 1760 м, отлагаются глинистые илы темно-коричневого цвета,
обогащенные окислами марганца (до 3%). Повышенное содержание марганца в поверхностных окисленных осадках на дне впадины Дерюгина связано с присутствием тонкодисперсных гид-роксидов железа и марганца и железомарганце-вых конкреций. Мощность окисленного слоя на дне впадины составляет 10—18 см, тогда как на других участках не превышает 2—5 см (Безруков,
1960). Содержание общего Сорг в осадках впадины выше, чем на шельфе и склоне, но доля легкогид-ролизуемых компонентов в составе общего органического вещества, которые только и усваиваются животными, в два раза ниже, чем на шельфе и склоне (Кузнецов, 1975; Хусид, 1977). Биомасса макробентоса (детритофагов) во впадине Дерюгина в десятки и сотни раз меньше, чем на шельфе и в верхней части склона Охотского моря (Кузнецов, 1975), и оценивается в 0.02 г/м2 (Савилов,
1961). В зоне активных холодных метановых сипов центральной части впадины на глубине около 1600 м были обнаружены хемотрофные биваль-вии семейств Vesicomyidae, Thyasiridae и трубки погонофор семейства Sclerolinidae с хемосинте-тическими симбионтами (Sailing et al., 2003).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Данные о распределении сообществ бентос-ных и планктонных фораминифер, изменении их структуры в течение позднеплейстоценового-го-лоценового времени в районе впадины Дерюгина были получены в самое последнее время. В 53-м рейсе НИС "Витязь" в центре впадины форами-ниферовые сообщества изучены в разрезе осадков ст. В-6676 (53°31' с.ш., 145°56' в.д., глубина 1750 м) (Бурмистрова, Беляева, 2006) (рис. 1). На окраине впадины исследования проведены по материалам колонки LV28-34-2 (53°51.971' с.ш., 146°47.499' в.д., глубина 1431 м), полученной в 28-м рейсе НИС "Академик М.А. Лаврентьев" (рис. 1). Фораминиферы изучены из верхних 320 см (Бараш и др., 2008).
Для исследования отобрано 126 проб через 5 см в крупнозернистой (более 0.125 мм) фракции осадка. Пробы отобраны из слоев мощностью 12 см. Фораминиферы найдены почти во всех пробах, число раковин менялось от 1-2 до нескольких сотен в 1 г сухого осадка. Пробы, содержащие большое количество раковин, подвергали квартованию до получения навески, в состав которой входило не менее 300 раковин. Остальную часть просматривали полностью для выявления редких видов. Пробы с малым числом раковин анализировали без квартования. В этих пробах просматривали меньшее количество раковин, около 200. В каждом образце определяли видовой состав комплексов, процентное соотношение видов, содержание раковин в расчете на 1 г сухого осадка. В пробах, полученных из плотных темно-серых
135° 140° 145° 150° 155° 160° 165° в.д.
60°
55°
50°
45°
Рис. 1. Положение станций во впадине Дерюгина (Охотское море).
песчанисто-алевритовых илов в центральной части впадины на глубине 118—184 см и на окраине впадины на глубине 56—120 см, не удалось найти достаточного количества экземпляров для получения достоверных результатов.
Границы между интервалами проведены на основании литологических и микропалеонтологических данных с использованием данных по слоям вулканического пепла определенного состава. Возраст этих слоев в Охотском море установлен
Горбаренко и др. (2000). В результате сопоставления полученных данных выявлены климатостра-тиграфические интервалы, возраст которых известен из работ (Горбаренко и др., 2000, 2004; Bie-bow et al., 2000; Gorbarenko et al., 2002; Nürnberg, Thiedemann, 2004; Seki, 2004; Wohlfarth, 1996).
Разрез колонки LV28-34-2 c окраины впадины представлен следующими литологическими горизонтами: 1) 0—40 см — оливковый ил с диатомеями; 2) 40—45 см — песчанистый алеврит с включениями песка и галек ледового разноса; 3) 45—56 см — оливковый ил с диат
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.