научная статья по теме НАННОФОССИЛИИ В ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ ЗАДУГОВЫХ БАССЕЙНОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА Геофизика

Текст научной статьи на тему «НАННОФОССИЛИИ В ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ ЗАДУГОВЫХ БАССЕЙНОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 3, с. 444-460

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.79:561.26(265.5)

НАННОФОССИЛИИ В ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ ЗАДУГОВЫХ БАССЕЙНОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

© 2015 г. О. Б. Дмитренко

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: senidol@yandex.ru Поступила в редакцию 01.07.2014 г., после доработки 16.10.2014 г.

Исследован известковый наннопланктон донных осадков, поднятых в 21-м рейсе НИС "Академик Мстислав Келдыш". В районе задуговых бассейнов юго-западной части Тихого океана было опробовано три полигона — Западный Вудларк (Соломоново море), Манус (море Бисмарка) и расположенный восточнее полигон Центрального Лау. Осадки принадлежат верхней кокколитовой зоне Emiliania huxleyi acme по схеме С. Гартнера 1977 г. Содержание кокколитов и видовой состав комплексов показывают теплые субтропические-тропические условия. В более длинных колонках сверху вниз снижается видовое разнообразие. Это отражает переход от холодного позднего плейстоцена к голоцену. Изменение видового разнообразия, наличие или отсутствие тепловодных представителей свидетельствуют о смене условий осадконакопления, связанных с неспокойными водной и придонной обстановками, сейсмической активностью и широко развитыми процессами перераспределения и переотложения придонного осадочного материала.

DOI: 10.7868/S003015741503003X

ВВЕДЕНИЕ

21-й рейс НИС "Академик Мстислав Келдыш" проходил в районе задуговых бассейнов ЮЗ части Тихого океана. Два полигона, Вудларк и Манус, находятся в районе распространения южной тропической водной массы. Первый расположен в межостровном Соломоновом море, обрамленном островами — Соломоновыми, Новой Гвинеей и Новой Британией. Температура поверхностной воды составляет 26°С, придонной —1.5—1.75°С, соленость — 35%о. Дно моря представляет собой две крупные котловины, достигающие глубин 9000 м. Полигон Манус находится несколько севернее одноименного острова, входящего в архипелаг Бисмарка, обрамляющего море Бисмарка (Новогвинейское море). Среднегодовая поверхностная температура составляет 28°С, придонная — 1.75°, соленость снижена до 34.5% за счет большого количества выпадающих атмосферных осадков. Дно Новогвинейского моря, представляющее аккумулятивную равнину, осложнено многочисленными мелкими поднятиями вулканического происхождения и коралловыми рифами, в проливах между которыми действуют приливные течения.

Сильных направленных течений в этих морях нет, однако в районе Острова Новая Гвинея с высокой скоростью (50—75 см/с) на юго-запад движется Новогвинейское течение, а с востока к районам полигонов приближается сильно ослабленное и противоположно направленное Южное пассатное течение.

Полигон Центральный Лау находится восточнее, около зоны субтропической конвергенции Тихого океана. Здесь также не трассируются крупные течения, температура поверхностной воды составляет 25—26°С, придонной - 1.99°С, соленость 35.1%.

В целом в этих районах водная обстановка для развития наннопланктона весьма комфортная, однако условия его захоронения в осадки неблагоприятны из-за перемещения и оползания последних, что связано с резко расчлененным рельефом, местными течениями, перемещением осадков турби-дитными потоками и постоянными землетрясениями [6, 7].

Целью настоящей работы явилось исследование наннофоссилий из донных осадков приконтинен-тальных морей. Эта группа органических остатков имеет большое значение в связи с планетарным распространением, что позволяет проводить широкие корреляции отдаленных районов. Кокколи-ты полузамкнутых бассейнов менее изучены, чем открытоокеанические. В данном регионе они являются доминирующими, наряду с диатомеями и фо-раминиферами, и могут быть полезными для уточнения вопросов стратиграфии, климатических колебаний и процессов седиментации. Присутствие их в осадках, общая численность и разнообразие ассоциаций, наличие или отсутствие тепловодных представителей позволяют восстановить условия развития наннофлоры и проследить изменение донной обстановки при захоронении ее в осадок.

ПРЕДЫДУЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основными районами работ были неовулканические бассейны, раскрывшиеся за последние 5 млн. лет: Западный Вудларк, входящий в систему молодых краевых морей Меланезии и расположенный между Новой Гвинеей и Соломоновыми островами; бассейн Манус, район гидротермального рудонакопления с высокими скоростями спредин-га, расположенный севернее зоны субдукции в море Бисмарка, и район Центрального Лау — южная ветвь спредингового хребта. Широтно вытянутая зона спрединга представляет собой границу между Индо-Австралийской и Соломоновой плитами, двигающуюся на запад к Новой Гвинее. Скорость спрединга составляет от 7.2 до 5.6 см/год. Зона рифта с севера и юга ограничена поднятиями. Вся эта область характеризуется неравномерным осадочным покровом, часто нарушенным турбидными потоками, что определяется сильно расчлененным вулканическим рельефом, интенсивными донными течениями и активной сейсмической обстановкой. Мощность рыхлых осадков варьирует от 0 на приподнятых участках приосевой зоны спрединга до 1000 м во впадинах, которые вдали от оси представляют собой обширные выровненные участки. Осадки на них — ненарушенные биогенные или терри-генные, часто с включениями микропалеонтологических остатков фораминифер, диатомей, птеропод и наннофоссилий. В целом же для района характерны разрезы, содержащие переотложенный материал, оползающий с приподнятых участков дна — со склонов подводных гор и островов, а также перемещенный турбидными потоками. Большинство разрезов, в которых в рейсе радиоуглеродным методом был определен абсолютный возраст, показывают нарушенную возрастную последовательность. Максимальные датировки составляют ~28000 лет [1, 2].

В рейсе детально исследовались литолого-ми-нералогические и петрографические свойства осадков и коренных пород, проводились радиоуглеродные определения абсолютного возраста осадков и микропалеонтологические исследования диатомей и планктонных фораминифер [2]. В районе Западного Вудларка по данным фораминифер была восстановлена позднечетвертич-ная палеоокеанология [1]. Изменение структуры фораминиферовых комплексов в четырех колонках позволило определить палеотемпературы и их изменение в позднем плейстоцене и голоцене. Используя литологические и геохимические данные, а также датировки по 14 С, удалось восстановить кли-матостратиграфию, изменение скоростей осадко-накопления, получить данные по стратиграфии и палеотемпературных изменениях во времени [1]. Ассоциации планктонных фораминифер содержат почти все современные экваториально-тропические виды. Палеотемпературный анализ дал возможность проследить незначительное повыше-

ние температур на границе плейстоцена и голоцена. В отдельных горизонтах отмечено растворение раковин, что послужило признаком изменения положения лизоклина, который в котловинах Западного Вудларка располагался выше 2680 м ранее 23.5 тыс. лет назад, а в настоящее время находится на 900 м ниже, на глубине 3500 м. Отмечены колебания среднегодовой температуры поверхностных вод за последние 30 тыс. лет в пределах 3°C в районе Западного Вудларка и 4.5°С в районе котловины Манус [1].

Скорости седиментации, определенные для района Западного Вудларка, с запада на восток менялись от 7 см/тыс. лет до 3.7 см/тыс. лет, в районах оползания осадков и действия турбидных потоков они возрастали до 140 см/тыс. лет. Для котловины Манус они составляли 15.5 см/тыс. лет [1].

Исследования диатомовых водорослей позволили определить весьма разнообразные субтро-пико-тропические, преимущественно мелководные виды. По данным Мухиной [5], богатая ассоциация диатомей, определенная в этом районе и насчитывающая 85 видов, представлена тремя эколого-фациальными группами: планктонными морскими (пелагическими и неритическими); сублиторальными морскими и пресноводными. Это современные субтропико-тропические и тропические (для района Вудларка) планктонные виды. Помимо пелагических, для верхней толщи осадков характерно присутствие бентических и неритических диатомей, обитающих на глубинах 20—200 м. Обнаружение этих видов в глубоководных осадках свидетельствует о выносе тонкого придонного материала из шельфовых областей на большие глубины (1037—3273 м) и присутствии его там во вторичном залегании. Эта мелководная, преимущественно бентическая флора, составляет до 50% комплекса диатомей.

Изучению осадков района Вудларк был посвящен 180-й рейс бурового судна "Joides Resolution" [14]. Вскрытые осадки позднего плейстоцена-голоцена содержали многочисленный наннопланктон только в самых верхних горизонтах скважин 1108— 1110, 1112, 1114 и 1115, ниже численность и сохранность ухудшалась, в отдельных секциях кокколиты отсутствовали. Общепринятая схема была несколько изменена и включала сверху вниз зоны и подзоны: Emiliania huxleyi acme (NN21B), Emiliania hux-leyi (NN21A), Pseudoumbilica lacunosa (NN20), Ge-phyrocapsa omega (NN19E) и т.д. Вид Gephyrocapsa oceanica определен только совместно с Emiliania huxleyi и Pseudoumbilica lacunosa, в связи с чем общепринятая зона G. oceanica не выделена. В осадках скважин 1108—1110, 1112, 1115 определены NN21—NN20 и в скважине 1114 (NN21A—NN20). В этом рейсе были приняты следующие датировоч-ные уровни: нижняя граница зоны Emiliania huxleyi

9°40'

9°50'

10° ю.ш.

10°10'

151° в.д. 10' 20' 30' 40' 50' 152° в.д. 10' 20' 30'

Рис. 1. Положение геологических станций в бассейне Вудларк [5].

acme 0.085, Emiliania huxleyi — 0.26, последнее присутствие Pseudoemiliania lacunosa — 0.46 млн. лет.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

На трех полигонах (Западный Вудларк, Манус, Центральный Лау) были изучены наннофоссилии в осадках, поднятых ударными грунтовыми трубками большого диаметра (ТБД, 13 колонок), и дночер-пательными устройствами (ДЧ, 15 колонок). В районе полигона Западный Вудларк (Соломоново море) станции располагались вдоль рифтового хребта (2168, 2182, 2190, 2196, 2199); в котловинах - 2187, 2188 (Северная котловина), 2168 (Южная); северо-восточнее хребта в районе подводной горы Чешир (2178, 2179) (рис. 1). В районах Центрального Лау и котловине Ман

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.

Показать целиком