ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 4, с. 369-374
УДК 551
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАЗОВАНИЯ ВАЛЬКУМЕЙСКОЙ ПРИБРЕЖНО-МОРСКОЙ РОССЫПИ (ВОСТОЧНО-СИБИРСКОЕ МОРЕ)
© 2004 г. А. В. Лаломов, С. Э. Таболич*
Научно-исследовательская лаборатория фирмы "АРКТУР" 109125 Москва, Волгоградский проспект, 69; E-mail: a_lalomov@mtu-net.ru *ООО "ПФК ЮНИВЕРС" 117292 Москва, ул. Ивана Бабушкина, 23 корп. 2; E-mail: tabolich@mail.ru Поступила в редакцию 27.10.2003 г.
Данное исследование является попыткой определения реального времени формирования прибреж-но-морских россыпей, основанной на моделировании процессов россыпеобразования, современных скоростях литодинамических процессов и современных параметрах россыпеобразующих источников. Полученный результат показывает, что реальное время образования исследованной Вальку-мейской россыпи олова (Чаунская губа Восточно-Сибирского моря) значительно отличается от ее стратиграфического возраста. Анализируются возможные причины такого несоответствия.
В течение периода 1982-1991 гг., работая в Ча-унской экспедиции ПГО "Севвостгеология", авторы изучали геохимические особенности и лито-логический состав аллювиальных и прибрежно-морских россыпей Центральной Чукотки. Занимаясь моделированием процессов осадкообразования с целью локального прогнозирования параметров россыпей, в то время авторы не исследовали проблему интенсивности геологических процессов, поскольку эти вопросы не входили в сферу производственной геологии. Попытка определения времени образования Валькумейской прибрежно-морской россыпи олова с использованием в расчетах современных скоростей седимен-тационных процессов и содержаний полезного компонента в коренных источниках показала, что время, необходимое для формирования россыпи, значительно меньше ее стратиграфического возраста. Поскольку в основных чертах существующие в настоящее время литодинамические условия формирования россыпи заложились в плиоцене, имеющиеся данные позволили сравнить реальное и геохронологическое время россыпеобразования.
Геологическая структура, геоморфология, гидро- и литодинамика, а также строение осадочного чехла Валькумейской россыпи олова подробно рассмотрены в ряде предыдущих исследований [Патык-Кара, Иванова, 2003; Лаломов, 20036]. В данной работе приводятся лишь краткие сведения, непосредственно необходимые для расчета времени россыпеобразования.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ЛИТОДИНАМИКА УЧАСТКА ВАЛЬКУМЕЙСКИЙ
Валькумейская прибрежно-морская россыпь олова расположена на границе зоны устойчивых отрицательных неотектонических движений -Чаунской впадины и блокового поднятия Вальку-мейского гранитоидного массива. Считается, что заложение впадины и начало дифференцированных тектонических движений произошли в миоцене [Патык-Кара и др., 1980]. Источником материала россыпи являются зоны жильного орудене-ния и участки рассеянной минерализации касситерит-силикатной рудной формации, приуроченные к Валькумейскому массиву. Выходы коренных источников олова наблюдаются как непосредственно в абрадируемом клиффе, так и на примыкающей к береговой зоне территории [Лугов, 1965]. Оловоносными являются также поступающие в зону пляжа делювиально-пролювиальные образования. Непосредственным источником олова для современной прибрежно-морской россыпи является зона, примыкающая к пляжу в начале устойчивого вдольберегового потока наносов (ВПН) к северу от мыса Валькумей.
На исследованном участке акватории Чаунской губы ВПН направлен на север и начинается от крайней точки мыса Валькумей. В пределах основной части россыпи около мыса поток ненасыщен наносами, береговой клифф активно размывается (зона абразии). Далее на север берег становится более устойчивым (зона транзита наносов). В северной части россыпи происходит насыщение потока, наблюдается нарастание пляжа
Блок-диаграмма, иллюстрирующая методику расчета реального времени образования россыпи. X - толщина слоя активного перемещения осадков под действием волн и течений; Ь(х) - ширина активной зоны в сечении X; X - расстояние от начала вдольбе-регового потока наносов.
1 - источник россыпеобразующего компонента; 2 -зона абразии; 3 - направление переноса обломочного материала.
и отложение наносов (зона аккумуляции). Зона активного перемещения наносов, сложенная галечниками, песками и алевритами, расширяется от 100-200 м в зоне абразии до 600 м в зоне аккумуляции. За пределами активной зоны донные осадки сложены черными, насыщенными органикой алевропелитовыми илами.
Определенные выводы о литодинамических условиях, существовавших на акватории Чаун-ской губы в прошлом, были сделаны на основании изучения геоморфологии побережья и данных бурения. Наличие в северной части россыпи аккумулятивной косы длиною около 4 км говорит о стабильности ВПН на протяжении длительного времени. Галечные отложения косы прослеживаются буровыми скважинами вплоть до верхней границы плиоценовых отложений, что говорит о заложении устойчивого однонаправленного ВПН на акватории Чаунской губы, как минимум, уже с начала плейстоцена. Крупность галечного материала и другие литологические особенности мало меняются в разрезе всей плей-стоцен-голоценовой толщи, на основании чего можно сделать вывод о том, что как общая (качественная) картина, так и интенсивность литодинамических процессов в основном не менялись в течение всего периода формирования четвертичной и современной прибрежно-морской россыпи. Результаты геохимического исследования Валь-кумейской россыпи также "свидетельствуют об унаследованности литодинамической обстановки на протяжении формирования россыпи" [Патык-
Кара, Иванова, 2003, с. 273]. Исключение составляет период верхнеплейстоценовой регрессии, когда на данной территории наблюдалось образование едомного комплекса.
На участке однонаправленного ВПН оловоносный шлейф протягивается от коренного источника в направлении господствующего здесь потока наносов. При этом происходит расширение поля оловоносных осадков в соответствии с параметрами гидродинамически активной зоны, внешняя мористая граница которой совпадает с границей распространения алевритовых илов.
В строении россыпи олова в районе мыса Валь-кумей выделяются два основных структурно-генетических яруса. Нижняя, более древняя часть россыпи связана в основном с делювиально-пролю-виальными и аллювиальными миоценовыми отложениями. Второй (верхний) ярус представлен преимущественно прибрежно-морскими отложениями плиоцен-голоценового возраста. Для увеличения достоверности расчет времени образования был сделан только для собственно прибрежно-морской россыпи верхнего яруса, поскольку для россыпи нижнего яруса применение количественных современных данных по литоди-намике и параметрам коренных источников является менее обоснованным.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАЗОВАНИЯ РОССЫПИ
Время, необходимое для образования прибрежно-морской части Валькумейской россыпи, было оценено с использованием упрощенной модели осадконакопления, принимающей допущение о приблизительном сходстве современных геологических условий и условий, существовавших в прошлом на всем возрастном интервале времени формирования прибрежно-морской россыпи, начиная с плиоцена.
"Ниже" по вдольбереговому потоку от источника поступление россыпеобразующего компонента происходило за счет ВПН через сечение активного слоя осадков Ь(Х) ■ X (рисунок) с постоянной интенсивностью, соответствующей сегодняшней, где Ь - ширина активной зоны перемещения осадков в ВПН; X - мощность активного слоя, которая по разным оценкам не превышает 1-1.5 м; X -расстояние от начала ВПН. Чтобы вычислить время, прошедшее от начала процесса формирования россыпи, необходимо оценить:
1. Количество олова ^ (т/год), проходящего в активном слое россыпи через произвольное сечение X:
?(х) = £(х) ■ Х ■ С(х)ср ■ ^(х) = У(х) ■ С(х)ср, (1)
где С(Х)ср (т/м3) - среднее содержание олова в активном слое осадков в поперечном сечении ВПН Ь(Х) • X • 1 м в точке X;
V(Х) (м/год) - средняя в данном сечении скорость потока наносов;
У(Х) (м3/год) - объем обломочного оловосодержащего материала, проходящего через поперечное сечение ВПН в точке X.
2. Полное количество олова в россыпи, поступившего "вниз" по вдольбереговому потоку от исследуемого сечения, равное 0(Х) (тонн).
Зная величины этих параметров, время Т^х), прошедшее с момента начала формирования участка россыпи, расположенного "ниже" по потоку наносов от сечения X, можно вычислить по формуле:
Т(х) = б(х/?(х).
(2)
Для определения величины q(Х) произведем оценку некоторых динамических характеристик ВПН, режима и объемов поступления в ВПН обломочного материала и олова.
Для Валькумейской россыпи объем обломочного материала, поступающего в ВПН за год, был рассчитан несколькими способами:
1. По полевым исследованиям, согласно которым объем абрадируемых склоновых отложений оценивается в 3 тыс. м3. Весь этот материал ежегодно поступает во вдольбереговой перенос.
2. Тот же самый объем может быть рассчитан косвенным способом. Площадь денудируемой поверхности, поставляющей обломочный материал на исследуемый участок, равна 3 млн. м2. Средняя интенсивность денудации в данных условиях оценивается приблизительно в 1 мм в год [Шумилов, 1980], так что объем материала, поступающего в ВПН, можно оценить в 3 тыс. м3.
3. Наблюдения за переносом галечного материала показали, что в периоды волнений северных румбов (направления волнения с юга на север) объем перемещающегося в зоне пляжа гру-бообломочного материала через поперечное сечение активной зоны на участке транзита наносов может достигать 150 м3/сут [Лаломов, 1986]. С учетом материала, перемещающегося в пределах подводного берегового склона, эта величина может быть удвоена: берег в районе россыпи характеризуется как приглубый, забурунивания в районе подводных валов, как правило, не происходит, и основное выделение волновой энергии (а значит, и перенос материала) осуществляется в зоне пляжа. В силу этого, удвоение общей мощности потока по отношению к пляжу представляется нам вполне надежной (с запасом) оценкой. Учитывая, что преобладание южных ветров (и, соответственно, волнений) над север
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.