ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 1, с. 145-153
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ ^
УДК 551.465
ПАЛЕООКЕАНОЛОГИЯ СЕВЕРНОЙ АТЛАНТИКИ В ПАЛЕОГЕНЕ ПО БЕНТОСНЫМ ФОРАМИНИФЕРАМ
© 2004 г. Н. П. Лукашина
Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Калининград Поступила в редакцию 02.10.2001 г., после доработки 16.09.2002 г.
В палеогеновый период произошло отделение Австралии от Антарктиды и опускание Фареро-Ис-ландского порога, что привело к современной абиссальной циркуляции в Мировом океане. В настоящее время Северная Атлантика является районом, где формируются донные, глубинные и промежуточные водные массы, играющие важную роль в гидрологии Атлантического океана. С этими водными массами ассоциируют различные сообщества бентосных фораминифер. По изменению их видового состава на абиссальных и батиальных глубинах в палеогеновых отложениях установлено, что начиная со среднего эоцена в Северную Атлантику стала проникать антарктическая донная вода, окончательная смена тепловодной глубинной циркуляции на холодноводную произошла на границе позднего эоцена и раннего олигоцена, когда начался водообмен между Северной Атлантикой и Арктическим бассейном. В работе использованы данные глубоководного бурения Б8БР и ОБР.
ВВЕДЕНИЕ
Современная Атлантика представляет собой меридионально вытянутый океан, связывающий арктические и антарктические широты, в которых формируются основные водные массы Атлантического океана. Сейчас Северная Атлантика является бассейном средиземноморского типа, в ней происходит образование североатлантической донной и североатлантической глубинной воды, которые отличаются повышенной плотностью и распространяются к югу. Над ними находятся североатлантическая и субполярная промежуточные водные массы [6].
Глобальные тектонические перестройки, которые привели к современной гидрологической ситуации, происходили, в основном, в палеогеновое время. Так, на границе палеоцена и эоцена произошло отделение Австралии от Антарктиды и открытие пролива Дрейка. В результате установилась циркумантарктическая система течений, и началось оледенение Антарктиды. Со среднего эоцена началось охлаждение воды, и в позднем эоцене в кайнозойском океане впервые появились холодные воды, богатые кислородом. На границе эоцена и олигоце-на произошло опускание Фареро-Исландского порога, и в Северную Атлантику стала проникать холодная арктическая вода, что постепенно привело к современной абиссальной гидрологической обстановке [2].
За последние 65 млн. лет температура воды, геохимия и циркуляция водных масс в Мировом океане значительно менялись, о чем свидетельствуют неоднократные смены сообществ бентосных фораминифер на всех глубинах. Работы, посвященные палеогеографическим реконструкци-
ям в палеогене по бентосным фораминиферам, известны для Тихого, Индийского океанов, для Южной и Центральной Атлантики (палеоцен-плейстоцен) [9], для Северной Атлантики (скв. 548) (палео-цен-четвертичнный период) [10]. Берггрен и Миллер [8] сделали попытку создать зональную шкалу кайнозоя по бентосным фораминиферам для батиальных и абиссальных глубин всего Мирового океана, аналогичную зональной шкале по планктонным фораминиферам. Однако эти работы носят или слишком обобщенный характер, или слишком частный.
Задача настоящей работы заключается в том, чтобы, используя представительный материал по палеогеновым бентосным фораминиферам, реконструировать циркуляцию водных масс на абиссальных и батиальных глубинах в Северной Атлантике и проследить ее связь с тектоническими перестройками в Мировом океане.
МАТЕРИАЛ
В нашей работе проанализированы палеонтологические данные по бентосным фораминиферам в 19-ти скважинах глубоководного бурения из Северной Атлантики (рис. 1). В основном они опубликованы как первичные сообщения в томах БББР (проект глубоководного бурения) и ОБР (проект океанского бурения). К сожалению, чаще всего палеонтологические данные представлены на качественном уровне, в лучшем случае - на полуколичественном, что значительно затрудняет их использование для палеореконструкций. Кроме того, в некоторых случаях используются разные названия для одних и тех же видов фораминифер и далеко не всегда название вида сопровождается фа-
Рис. 1. Положение изученных скважин в современной Северной Атлантике.
милией автора, описавшего его. Собственно нами были изучены палеоценовые и эоценовые образцы из скв. 384, пробуренной у подножия материкового склона Северной Америки. Список скважин с координатами, глубинами, изученными возрастными интервалами палеогена и фамилиями палеонтологов, представлен в таблице.
Скважины 118, 119 и 400 были пробурены в восточной части Западно-Европейской котловины. В настоящее время Западно-Европейскую котловину, заполняет холодная и соленая, богатая кислородом и бедная питательными веществами североатлантическая донная водная масса (САДВ) [3]. Она формируется из арктической донной воды, переливающейся из Норвежско-Гренландского бассейна. Осадки Западно-Европейской котловины заселены бентосными фораминиферами сообщества Epistominella exigua (Brady) [4]. Вторым источником САДВ является Лабрадорское море, где пробурена скв. 112. Здесь кодоминантным видом в сообществе является Oridorsalis umbonatus (Reuss).
В Северо-Американской котловине пробурена скв. 10. Глубже 4000 м Северо-Американская котловина заполнена холодной и плотной антарктической донной водой (АнДВ), поступившей сюда из южного полушария. С этой водной массой ассоциирует сообщество Osangularia umbonifera (Cushman). Процентное содержание этого вида в сообществе пропорционально доле истинной АнДВ в водной толще [5].
Над донными водными массами слоем примерно в 2000 м расположена относительно теплая и соленая с большим количеством растворенного кислорода североатлантическая глубинная водная масса (САГВ). Она образуется в Северной Атлантике южнее Исландии и распространяется на юг. САГВ омывает в западной части Северной Атлантики современные осадки в точках скважин 389/390, а в восточной - 401, 403, 404, 405 и 406.
Ее индикатором является сообщество Planulina wuellerstorfi (Schwager), Hoеglundina elegans (d'Orbig-ny) и Miliolidae. По мере продвижения этой водной массы к югу, одним из кодоминантных видов становится Globocassidulina subglobosa (Brady). Скважины 384, 558 и 563 находятся на пограничных глубинах между АнДВ и САГВ.
Над поднятием Роколл и над верхней частью европейского континентального склона, где пробурены скважины 116, 117 и 548, распространена теплая, но осолоненная североатлантическая промежуточная водная масса, с которой ассоциирует сообщество Cassidulina laevigata d'Orbigny.
В западной части Северной Атлантики промежуточные глубины омывает холодная и опресненная с высоким содержанием кислорода субарктическая промежуточная водная масса (СпПВ) [3]. СпПВ распространена над скважинами 111 и 904. Ее индикаторами являются агглютинирующие виды бентосных фораминифер и Cassidulina teretis Tappan.
Список скважин Северной Атлантики, содержащих данные по бентосным фораминиферам
№ п/п Том Скважина Глубина Координаты Палеонтолог Возраст
1 2 10 4700 32°37' N, 52°20' W M.B. Cita [12] P2, P3
2 12 111 1797 50°25.57' N, 46°22.05' W W.A. Berggren [8] P2
3 112 3657 54°01' N, 46°36.24' W » P2
4 116 1151 57°29.76' N, 15°55.46' W » P2, P3
5 117 1038 57°20.17' N, 15°23.97' W » P1, P2, P3
6 118 4901 42°02.65' N, 9°00.63' W » P2
7 119 4447 45°01.90' W, 7°58.49' W » P2, P3
8 43 384 3919 40°21.65' N, 51°39.80' W Н.П. Лукашина P1, P2
9 44 389/390 2720/2656 30°08,54' N, 76°05.75' W F. Gradstein [13] P1, P2
30°08.54' N, 76°06.74' W
10 48 400 4399 47°22.9' N, 09°11.9' W D. Schnitker [23] P1, P2, P3
11 401 2555 47°25.65' N, 08°48.62' W » P1, P2
12 403 2301 56°08.31' N, 23°17.64' W J.W. Murray [21] P1, P2, P3
13 404 2306 56°03.13' N, 23°14.95' W » P1, P2
14 405 2958 55°20.18' N, 22°03.49' W » P1, P2
15 406 2907 55°15.50' N, 22°05.41' W » P2
16 80 548 1251 48°54.95' N, 12°9.84' W E. Boltowskoy at al. [10] P1, P2, P3
17 558 3754 37°46. N, 37°21. W K. Miller, M. Katz [20] P3
18 82 563 3796 33°39. N, 43°46. W » P3
19 150 904 1134 38°51.81' N, 72°46.08' W M. Katz, K. Miller [15] P2
МЕТОДЫ
Данные о современном распределении сообществ бентосных фораминифер в зависимости от типа водной массы, контактирующей с морским дном [4, 18, 24], позволяют использовать их для палеоокеанологических реконструкций. В палеогене состав сообществ бентосных фораминифер в изученных скважинах существенно отличался от современного. Чем древнее фауна, тем труднее восстановить палеогеографические условия, основываясь на принципе актуализма. В этой работе для палеореконструкций в нижнем палеогене мы использовали сравнение сообществ бентосных фораминифер с современными на родовом уровне, а в верхнем - на видовом.
Однако смена сообществ могла зависеть не только от типа водной массы у дна, но также и от изменения глубины в определенном районе. О па-леоглубинах океана можно делать выводы, основываясь на соотношении планктонных и бентосных видов фораминифер в сообществе - увеличение концентрации последних говорит о более мелководных условиях осадконакопления.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Палеоцен. В палеоцене Северная Атлантика состояла из двух узких и длинных достаточно глубоководных бассейнов, разделенных Срединно-
Атлантическим хребтом [2]. Западный бассейн протягивался на север в Лабрадорское море, раскрывшееся в позднем мелу, а восточный - во впадину Роколл, сформировавшуюся в раннем мелу и, возможно, в североморский бассейн и внутренний прогиб плато Воринг (рис. 2). В целом палеоценовый океан унаследовал теплый климат и систему течений позднемелового океана. Срединно-океанический хребет, континентальные склоны и шельфы были покрыты карбонатными форамини-феровыми и кокколитовыми илами. Однако палеоценовые отложения в Северной Атлантике присутствуют достаточно редко, что, вероятно, связано с низкой скоростью седиментации и/или с наличием сильных донных течений в глубоководных участках котловин и на склонах континентов [1, 2].
Ранне-палеоценовое сообщества бентосных фораминифер у подножия
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.