научная статья по теме ОСАДКОНАКОПЛЕНИЕ НА ПОДВОДНОМ ХРЕБТЕ ШИРШОВА (БЕРИНГОВО МОРЕ) ОТ ПРЕДПОСЛЕДНЕГО ОЛЕДЕНЕНИЯ ДО ГОЛОЦЕНА Геология

Текст научной статьи на тему «ОСАДКОНАКОПЛЕНИЕ НА ПОДВОДНОМ ХРЕБТЕ ШИРШОВА (БЕРИНГОВО МОРЕ) ОТ ПРЕДПОСЛЕДНЕГО ОЛЕДЕНЕНИЯ ДО ГОЛОЦЕНА»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2015, № 5, с. 387-407

УДК 551

ОСАДКОНАКОПЛЕНИЕ НА ПОДВОДНОМ ХРЕБТЕ ШИРШОВА (БЕРИНГОВО МОРЕ) ОТ ПРЕДПОСЛЕДНЕГО ОЛЕДЕНЕНИЯ

ДО ГОЛОЦЕНА

© 2015 г. Т. Н. Алексеева1, И. О. Мурдмаа1, Е. В. Иванова1, Е. А. Овсепян1, Т. Г. Кузьмина2, Э. А. Сейткалиева1 3

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН 117997Москва, Нахимовский проспект, 36; E-mail: tania@blackout.ru 2Институт геохимии и аналитической химии РАН 119334 Москва, ул. Косыгина, 19 3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119991 Москва, Ленинские горы, 1 Поступила в редакцию 07.10.2013 г.

Изучен литологический состав осадков колонки £0201-2-85КЪ (57°30.30' с.ш., 170°24.79' в.д., глубина 968 м) с хребта Ширшова в западной части Берингова моря длиной 18 м, вскрывшей разрез от предпоследнего оледенения до голоцена. Колонка представлена преимущественно терригенными отложениями с несколькими прослоями диатомовых илов. Диатомовые илы накапливались, главным образом, в относительно теплые эпохи (во время последнего межледниковья и в голоцене), в условиях повышенной биопродуктивности поверхностных вод. На осадконакопление во время предпоследнего оледенения сильное, резко изменчивое влияние оказывали придонные течения. Ледовый разнос обломочного материала усиливался в холодные изотопно-кислородные стадии (ИКС 6, 4, 2). Скорость осадконакопления увеличивалась во время оледенений, вероятно, в связи с гляциоэвстатическим понижением уровня Мирового океана, приведшим к осушению Берингово-морского шельфа, и поступлением осадочного материала крупных рек непосредственно в глубоководную котловину.

БОТ: 10.7868/$0024497Х1505002Х

Целью данного исследования было изучение истории осадконакопления в специфической фа-циальной обстановке изолированного подводного хребта на фоне палеоокеанологических и па-леоклиматических изменений, происходивших в Беринговом море в ходе двух последних леднико-во-межледниковых циклов и соответствующих гляциоэвстатических колебаний уровня Мирового океана. Решались проблемы отражения в лито-логическом составе осадков вариаций таких факторов, как поступление тонкодисперсной терри-генной взвеси, биологическая продуктивность поверхностных вод, ледовый разнос крупных фракций, интенсивность придонных течений.

В результате исследования состава осадков 18-метровой колонки SO201-2-85KL (57°30.30' с.ш., 170°24.79' в.д., глубина 968 м), поднятой с западного склона хребта Ширшова (рис. 1) в рейсе 201-2 НИС "Sonne" ( 2009 г.) в рамках российско-германского проекта КАЛЬМАР, установлены особенности осадконакопления на этом подводном поднятии в течение последних 180—185 тыс. лет.

Берингово море отгорожено от открытого океана вулканически активной Алеутской островной

дугой и Командорскими островами, а на севере соединено мелководным Беринговым проливом с Чукотским морем. Северная часть бассейна представляет собой плоский слабонаклонный шельф, отделенный от глубоководной котловины континентальным склоном. Глубоководная котловина с максимальной глубиной 3782 м разделена подводным хребтом Ширшова на Командорскую и Алеутскую котловины. Хребет Ширшова протягивается на юг от Олюторского мыса. Его длина составляет 700 км, ширина 200 км на севере и 20 км на юге; минимальная глубина над гребнем 233 м. Хребет возвышается над глубоководной котловиной Берингова моря на 3000 м.

Колонка S0201-2-85KL поднята из небольшой ложбины верхней части западного склона хребта. По сейсмоакустическим данным, это впадина, почти целиком заполненная рыхлыми осадками [S0201-KALMAR ..., 2009]. На основании изучения гранулометрического состава осадков, их вещественного состава в "мазках" (smear slides) и анализа глинистых минералов реконструировано развитие процессов осадконакопления на подводном хребте Ширшова в возрастном диапазоне от предпоследнего оледенения Северного полу-

Северная

Америка

с.ш.

64°

62° 60° 58°

- 56°

- 54°

52°

- 50°

в.д. 168°

172°

176°

180°

176°

172°

168°

164° 160° з.д.

Рис. 1. Циркуляция поверхностных вод Берингова моря, по [Stabeno et al., 1999], и положение станции S0201-2-85KL на хребте Ширшова.

Пунктирной линией показана граница морских льдов в январе—марте 2008 г. [Zhang et al., 2010].

шария (изотопно-кислородной стадии ИКС 6) до голоцена (ИКС 1).

В работе использованы: первичное описание колонки на борту судна [S0201-KALMAR ..., 2009], частично опубликованные данные о распределении фораминифер [Овсепян и др., 2013] и диатомовых [Cherepanova et al., 2011], а также возрастная модель германских и российских коллег [Max et al., 2012; Riethdorf et al., 2013]. Кроме того, приведены данные о содержании в осадках биогенных СаСО3, Сорг и опала-А из [Riethdorf et al., 2013].

Гидрологический режим Берингова моря определяется субарктическими климатическими условиями, характером водообмена с Чукотским морем и Тихим океаном, рельефом дна, материковым стоком и сезонным распреснением поверхностных вод при таянии льдов. Согласно спутниковым данным [Zhang et al., 2010], в настоящее время сезонные морские льды покрывают преимущественно северную и восточную шель-фовые части бассейна. Поверхностная циркуля-

ция вод Берингова моря является частью субарктического циклонического круговорота Тихого океана (см. рис. 1). Воды сильного Аляскинского течения поступают в море через проливы цепи Алеутских островов. Преобразуясь, они переносятся локальным течением вдоль континентального склона ^аЪепо е! а1., 1999] в западном направлении.

Терригенный материал поступает в Берингово море, главным образом, со стоком больших рек — Анадыря, Юкона и Кускоквима, дренирующих две трети общей площади водосборного бассейна моря [Лисицын, 1966]. Второстепенное значение имеет твердый сток малых рек, а также абразия берегов. К месту отбора изученной колонки на хребте Ширшова терригенный материал попадает в составе взвеси, переносимой западной ветвью циклонического круговорота поверхностных вод (см. рис. 1) и в результате ледового разноса [Ьш^уп, 2002].

Берингово море характеризуется высокой биологической продуктивностью. Значения первич-

Классификации гранулометрических фракций

1 2

Крупный песок (1000-500 цш) (2000 цш-63 цш) Песок

Средний песок (500-250 цш)

Мелкий песок (250-100 цш )

Крупный алеврит (100-50 цш )

Мелкий алеврит (50-10 цш ) (63-10 цш ) Крупный силт

Крупный пелит (10-5 цш) (10-2 цш ) Мелкий силт

Средний пелит (5-1 цш)

Мелкий пелит Меньше (1 цш) Меньше (2 цш) Глина

Примечание. 1 — по [Безруков, Лисицын, 1960], 2 — по [Blat et al., 1980].

ной продукции вдоль континентального склона достигают 250—500 гС/см2год, а над глубоководной котловиной, включая хребет Ширшова, составляют 50-100 гС/см2год [Springer et al., 1996]. Благодаря высокой продуктивности диатомового фитопланктона дно глубоководной котловины Берингова моря вокруг хребта Ширшова покрыто современными диатомовыми илами [Лисицын, 1966].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для литологического исследования использованы пробы осадков, отобранные ранее для фора-миниферового анализа через 5 см по всей длине колонки S0201-2-85KL. Во всех пробах методом ситового анализа определено весовое содержание крупных фракций >63 цш. В характерных точках кривой распределения крупных фракций (в среднем через 20 см) определен полный гранулометрический состав осадков и изучен их качественный вещественный состав в "мазках" под поляризационным микроскопом (всего 81 проба). В глинистой фракции (<2 цш), выделенной из 13 проб, изучен состав глинистых минералов.

При изучении гранулометрического состава осадков мы применяли классификацию граничных размеров фракций, принятую в зарубежной литологической литературе [Blat et al., 1980] и отличающуюся от традиционной отечественной (таблица). Это было вызвано необходимостью согласования терминологии и результатов анализов с германскими партнерами по проекту "КАЛЬМАР", а также тем, что основные гранулометрические данные были получены при помощи германского седиментографа и набора сит. К тому же следует отметить, что отнесение в зарубежной классификации к фракции песка основной части крупного алеврита (фракции 0.063—0.1 мм) в большей степени соответствует гидравлическим свойствам зернистых материа-

лов, согласно нашей классификации к пескам относится фракция >0.1 мм.

Фракцию силта мы разделили на крупный и мелкий силт по принятой в отечественных классификациях границе пелита и мелкого алеврита 10 цш (см. таблицу). Гидравлические свойства крупного силта (10—63 цш), поддающегося сортировке (sortable silt [McCave et al., 1995]), позволяют использовать его в качестве индикатора скорости придонных течений [McCave, Hall, 2006; McCave, 2008].

В Аналитической лаборатории Института океанологии им. П.П. Ширшова была проведена подготовка проб для анализа на седиментографе. Образец влажного осадка 20—30 г взвешивался и размачивался в дистиллированной воде в течение суток. Параллельно в пробе 2—3 г определялась влажность, используемая при расчете количества сухого вещества. Изготовленная из каждой пробы суспензия пропускалась через сито с ячеей 63 цш. Термическая обработка и диспергаторы при этом не использовались. Фракция >63 цш рассеивалась на подфракции 150-63, 200-150, 250-200, 315— 250, 400—315 и >400 цш. Фракция <63 цш концентрировалась путем отстаивания суспензии.

Гранулометрический анализ фракции <63 цш выполнялся в российско-германской Лаборатории полярных и морских исследований им. О.Ю. Шмидта Арктического и антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург) на седиментографе SediGraph 5100. Определялся эквивалентный сферический диаметр частиц в диапазоне 63—0.316 цш при температуре 32.4°С, который автоматически переводится в массу частиц с помощью рентгеновской адсорбции. Из практически непрерывного набора полученных масс частиц разного диаметра мы получили весовые проценты содержания фракций силта и глины. Во фракции силта (63—2 цш) выделены крупный (63—10 цш) и мелкий силт (10—2 цш). Глинистая фракция (<2 цш) разделе-

на на крупную (2—1 цш) и мелкую (<1 цш) под-фракции.

Для выявления характера взаимосвязи между грануло

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»