ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2011, № 2, с. 132-153
УДК 551.332.21
ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАРЕНЦЕВА МОРЯ (РАЙОНЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ВПАДИНЫ И МУРМАНСКОЙ БАНКИ). СООБЩЕНИЕ 1. УСЛОВИЯ ЗАЛЕГАНИЯ И ОСНОВНЫЕ
ЧЕРТЫ СТРОЕНИЯ
© 2011 г. О. Г. Эпштейн, А. Г. Длугач*, А. В. Старовойтов**, Б. Ф. Романюк***
Геологический институт РАН 119117Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: epshtein@ginras.ru *ОАО Арктические морские инженерно-геологические экспедиции 183025 Мурманск, ул. К. Маркса, 19; E-mail: dlugach@amige.murmansk.ru **Геологический факультет Московского государственного университета 119991 Москва, ГСП-1, Ленинские горы; E-mail: starovoytov_msu@mail.ru ***А/О Моринжгеология Латвия, LV-1019 Рига, ул. Резнас, 5-67; E-mail: geolog@inbox.lv Поступила в редакцию 21.04.2008 г.
В двух районах восточной части Баренцева моря (Центральная впадина и Мурманская банка) проведено площадное геолого-геофизическое изучение четвертичных отложений. В данном сообщении излагаются результаты главным образом сейсмоакустических исследований. Установлено, что в изученных районах четвертичная толща, несогласно перекрывающая докайнозойские образования, представлена (сверху вниз) бассейновыми позднеледниково-голоценовыми осадками, массивными диамиктонами (слагают основную часть разреза) и гляциотектонитами, в которые превращены подстилающие рыхлые мезозойские отложения. Плейстоценовые диамиктоны, вопрос о природе которых служит предметом дискуссий, являются основным объектом исследований. Данные осадки слагают два сеймостратиграфических комплекса (ССК). В соответствии с принятой схемой расчленения четвертичных отложений это ССК III — верхневалдайский (максимум последнего оледенения) и ССК V — нижневалдайский (средневалдайские морские осадки ССК IV здесь отсутствуют — полностью эродированы). ССК V и III, сложенные моренами, залегают с экзарационным несогласием. ССК V сохранился участками, а ССК III развит регионально. ССК III повсеместно без размыва несогласно с облеканием перекрыт акустически единой тонкослоистой пачкой позднелед-никово-голоценовых гляциоморских и морских осадков (ССК II + I). ССК III, в отличие от ССК V, в обоих изученных районах латерально неоднороден и состоит из двух сейсмофаций, одна из которых слагает весьма специфические т.н. акустически прозрачные тела. Отложения ССК III не подверглись процессам последующей эрозии, поэтому их ледниковая природа отчетливо проявляется в сложном распределении мощностей и своеобразной морфологии слагаемых ими тел.
В восточной части Баренцева моря, как и во всей акватории бассейна, покров четвертичных отложений, средняя мощность которых 20—30 м, несогласно перекрывает различные докайнозойские толщи. В четвертичном разрезе отчетливо выделяются две литологически существенно разные части: верхняя слоистая, сложенная поздне-ледниково-голоценовыми осадками (обычно до 3—5 м), и нижняя (основная), практически нацело представленная неслоистыми содержащими валуны отложениями — диамиктонами. Последние обычно имеют хаотический тип сейсмоаку-стической записи (короткие разнонаправленные
внутренние отражения), ровную субгоризонтальную подошву и грядово-западинную кровлю. На отдельных участках диамиктоны образуют так называемые акустически прозрачные [Старовойтов и др., 1983; Аксенов и др., 1987] тела. Последние выделяются структурой сейсмоакустической записи, почти лишенной внутренних отражений, повышенной мощностью и выровненной кровлей. Вопрос о природе (бассейновой или ледниковой) плейстоценовых диамиктонов является ключевым для понимания четвертичной истории региона (как и всего Баренцева моря). Однако до сих пор он решается неоднозначно. В значитель-
плейстоценовые отложения
133
68
71°
-1 70°
69°
40°
45°
50°
55°
О
О
68°
Рис. 1. Схема восточной части Баренцева моря с местоположением исследованных районов и акустически прозрачных тел (АПТ).
Крупные формы морского дна: ГБ — Гусиная банка, ГЖ — Гусиный желоб, КЖ — Кольский желоб, К-К М — Канинско-Колгуевское мелководье, ПМ — Печорское мелководье, С-К Б — Северо-Канинская банка, С-Н Ж — Северо-Новозе-мельский желоб, С-Н М — Северо-Новоземельское мелководье, ЦБ — Центральная банка, ЦП — Центральное плато, Ю-К Б — Южно-Канинская банка, Ю-Н Ж — Южно-Новоземельский желоб. Тонкий пунктир — изобаты (м). 1—3 — АПТ (по данным авторов): 1 — оконтуренные (у Мурманского АПТ не выяснено положение границ за пределами изученного района); 2, 3 — не установленных очертаний: 2 — одно из пересечений составляет 15 км, 3 — 70—100 км. На врезке изобата 500 м примерно отвечает положению бровки шельфа.
о
ной мере это связано с тем, что существующие представления о генезисе диамиктонов базируются в основном на косвенных геологических данных (геоморфологических, сейсмоакустиче-ских), на разных общих представлениях о четвертичной палеогеографии региона и на сопоставлении с использовавшимися лишь в 60—70-х годах прошлого столетия подразделениями четвертичного разреза европейского Северо-Востока. К тому же сами эти отложения литологически слабо исследованы. Высказываются противоречивые мнения об их ледово-, ледниково-морской и лед-
никовой природе [Дибнер, 1968; Эпштейн и др., 1983, 1990, 1994, 1999; Баренцевская ..., 1988; Кра-пивнер и др., 1986, 1988; Гатауллин, Поляк, 1990; Павлидис и др., 1992, 2001; Самойлович и др., 1993; Кошелева, Яшин, 1999; Мигёшаа ^ а1., 2006 и др.].
Авторы данной статьи ранее изучали плейстоценовые диамиктоны в двух районах восточной части Баренцева моря: в Центральной впадине и на Мурманской банке, где плейстоценовая толща включает и акустически прозрачные тела (соответственно Центральное и Мурманское), самые
крупные и известные в регионе (рис. 1). На основании анализа сейсмоакустических материалов и некоторых данных инженерно-геологического бурения были сделаны выводы, что исследованные диамиктоны, за исключением слагающих акустически прозрачные тела (АПТ), представляют собой моренные образования, а осадки обоих прозрачных тел возникли, вероятно, в водном бассейне за счет минеральных продуктов таяния окружающих ледниковых масс [Гатауллин и др., 1992; Gataullin et al., 1993; Старовойтов, 1999, 2002]. Были высказаны также мнения о возможном формировании Центрального АПТ в гигантской субгляциальной полости [Эпштейн и др., 1994] и о том, что данное АПТ является мореной, образовавшейся в результате серджа ледника в пределы Центральной впадины [Длугач, 1996]. О природе упомянутых выше прозрачных тел имеются и иные общие суждения: Мурманское АПТ сформировано в субаэральных условиях перигля-циальной равнины [Самойлович, Костин, 1992], в результате накопления на морском дне продуктов таяния ледника, находящегося на плаву [Пав-лидис, 1997], а Центральное АПТ возникло в процессе бассейновой седиментации под стабильным покровом морского льда [Аксенов и др., 1987].
Авторы настоящего сообщения недавно провели новое совместное изучение плейстоценовых диамиктонов в районах Центральной впадины и Мурманской банки (данный район частично охватывает и Кольский желоб). Проанализирован большой массив геолого-геофизической информации, до сих пор остававшийся в значительной мере не использованным. Повторно изучены (в ряде случаев переинтерпретированы) и все материалы, опубликованные в предыдущих работах. В результате получены новые дополнительные данные о лито- и сейсмостратиграфии четвертичного разреза в районах исследований, об особенностях залегания, строения, состава и фациаль-ных переходах подразделений плейстоценовой толщи. Все это позволило выводы о генезисе плейстоценовых диамиктонов сделать более аргументированными. Авторы пришли к заключению, что в исследованных районах восточной части Баренцева моря плейстоценовые диамиктоны, слагающие в разрезе два отчетливо выраженных горизонта, являются моренами. Находящиеся в этих акваториях Центральное и Мурманское АПТ являются естественными элементами латерально сложно построенного верхнего (верхневалдайского) ледникового горизонта, но в отличие от окружающих моренных отложений они сформировались в особой субгляциальной обстановке, аналогичной той, что существует под быстротекущими ледяными потоками Антарктиды [Engelhardt et al., 1990; Engelhardt, Kamb, 1997, 1998; Tu-laczuk et al., 1998, 2001 и др.].
Результаты проведенного авторами площадного геолого-геофизического исследования плейстоценовых морен в районах Центральной впадины и Мурманской банки и излагаются в настоящей статье. Работа состоит из двух сообщений. В первом из них (настоящем) обсуждаются главным образом сейсмоакустические данные, позволяющие, как представляется, достаточно полно осветить вопрос об условиях залегания и важнейших элементах строения плейстоценовой толщи. При этом большое внимание уделено описанию АПТ, являющихся весьма необычными ледниковыми образованиями. Результаты лито-лого-генетического анализа изученных плейстоценовых отложений излагаются в Сообщении 2.
БАЗА ДАННЫХ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Геолого-геофизические материалы, на которых основывается статья, получены, главным образом, в 1978—1990 гг. Это данные сейсмоакусти-ческих исследований (работы АМИГЭ, г. Мурманск; ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург и МГУ, г. Москва) и инженерно-геологического бурения (АМИГЭ), в которых авторы принимали участие. Результаты работ частично опубликованы авторами [Эпштейн, 1995, 2007; Эпштейн, Лаврушин, 2003; Эпштейн и др., 1999 и др.] и другими исследователями [Гатауллин, Поляк, 1990; Ро1уак е! а1., 1995; Мельников, Спесивцев, 1995; Тарасов, Гриценко, 1996; Ро1уак, М1кИа11оу, 1996].
Сейсмоакустические исследования представляли собой одноканальное профилирование с электроискровым излучателем (спаркер), выполнявшееся в двух методических вариантах: низкочастотном (200—500 Гц) и высокочастотном (700— 1500 Гц). Разрешающая способность и глубина освещения верхней части разреза в первом случае составили соответственно 3—5 м (иногда 5—7 м) и 70—150 м, а во втором — 1—2 м (иногда <1 м) и 30— 50 м. При высокочастотном варианте проведения сейсмоакустического профилирования излучатель и приемник буксировались на глубине 50—70 м. Многочисл
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.