научная статья по теме ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНАЯ БИОСТРАТИГРАФИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДОННЫХ ОСАДКОВ КОЛОНКИ АСВ-17-1447 ЮГО-ЗАПАДНОЙ АТЛАНТИКИ ПО МИКРОФОССИЛИЯМ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНАЯ БИОСТРАТИГРАФИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДОННЫХ ОСАДКОВ КОЛОНКИ АСВ-17-1447 ЮГО-ЗАПАДНОЙ АТЛАНТИКИ ПО МИКРОФОССИЛИЯМ»

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.35.763.79(261.5)

ВЕРХНЕЧЕТВЕРТИЧНАЯ БИОСТРАТИГРАФИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДОННЫХ ОСАДКОВ КОЛОНКИ АСВ-17-1447 ЮГО-ЗАПАДНОЙ АТЛАНТИКИ ПО МИКРОФОССИЛИЯМ

© 2012 г. О. Б. Дмитренко1, Н. П. Лукашина2, Н. С. Оськина1

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Калининград

e-mail: senidol@yandex.ru Поступила в редакцию 04.10.2010 г., после доработки 09.03.2011 г.

Исследованы планктонные, бентосные фораминиферы и наннопланктон в разрезе колонки АСВ-17-1447, поднятой в ходе 17-го рейса НИС "Академик Сергей Вавилов", на континентальном склоне Южной Америки к северу от подножья возвышенности Риу-Гранди. Осадки разреза представлены в основном гемипелагическими илами, карбонатными и мергельными. Четвертичный возраст разреза определяется наличием вида-индекса планктонных фораминифер Globorotalia trun-catulinoides. По наннопланктону осадки принадлежат верхнему плейстоцену-голоцену, их образование характеризуется присутствием большого количества переотложенных видов плиоцена, миоцена, палеогена, интенсивно поступающих со склонов поднятия Риу-Гранди. Палеотемпературный анализ позволил построить температурную кривую по планктонным фораминиферам, показывающую два теплых пика. Во время верхнего пика (7—9 см) палеотемпература поверхностной воды достигала 26°С (оптимум голоцена), что выше современной на 3—4° и может указывать на более мощное, чем в настоящее время, тепловодное Бразильское течение. Нижний теплый пик в 24°С зафиксирован на уровне 69—71 см в разрезе верхнего плейстоцена и, скорее всего, отражает 3 изотопно-кислородную стадию, соответствуя времени межстадиала последнего оледенения (30—40 тыс. лет назад). С учетом концентраций, видового разнообразия и соотношения основных видов бентосных фораминифер в разрезе колонки АСВ-17-1447 было выделено 6 интервалов, сопоставленных с морскими изотопными стадиями как по планктонным фораминиферам, так и по климатическим изменениям, прослеженным по изменчивости циркуляции водных масс в придонных слоях юго-западного борта Бразильской котловины в конце позднечетвертичного периода.

ВВЕДЕНИЕ

Изучены литология, планктонные, бентосные фораминиферы и известковый наннопланктон в разрезе колонки АСВ-17-1447, поднятой ударной грунтовой трубкой в 17-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" в 2003 г. Станция располагалась у подножья возвышенности Риу-Гранди на глубине 3905 м в координатах 26°56' ю.ш., 34°08' з.д., длина разреза составила 375 см (рис. 1). Поверхностные воды в данном районе представляют собой тропическую южную водную массу с температурами 21—23°С и соленостью 36.5%о. Акватория входит в систему водной субтропической антициклонической циркуляции и находится под воздействием ряда мощных течений: на востоке Бенгельского и Южного пассатного, на западе — Бразильского, на юге — Южноатлантического, что создает неспокойные поверхностные условия в пределах субтропической биогеографической зоны [1, 5, 16, 17].

Поднятие Риу-Гранди является массивным асейсмичным хребтом, протянувшимся на восток от побережья Южной Америки на 1500 км. Он разрезан двумя каналами, Вима и Хантер с глуби-

нами более 4000 м, через которые происходит обмен абиссальными водами между Аргентинской и Бразильской котловинами. Через канал Вима (глубина порога 4700 м) в Северную Атлантику поступают наиболее холодные и плотные антарктические донные воды (АнДВ). Они формируются в западной части Антарктики и сочетают глубинную воду моря Уэдделла (40%, температура 0—<0.2°С) и нижние глубинные и придонные воды Циркумантарктического течения (60%, температура 0—2.0°С). У восточного склона канала струя АнДВ наиболее сильная [12]. В Бразильской котловине АнДВ располагается ниже 4000 м.

На глубинах от 4000 до 2500 м движется сильный поток противоположного направления, несущий более теплую и соленую, богатую кислородом североатлантическую глубинную воду (САГВ), сформировавшуюся в Северной Атлантике. Выше 2500 м находится антарктическая промежуточная вода (АнПрВ) с низким содержанием кислорода [30, 34]. Режим этих глубоководных течений в значительной степени определяет подводную эрозию, перерывы в осадконакопле-нии и растворение карбоната кальция. Кроме того, рельеф дна от берегов Южной Америки резко

понижается в сторону Бразильской котловины. Это приводит к развитию турбидитных и оползневых явлений, что отражается на литологическом составе осадков и ассоциациях заключенных в них микроорганизмов, а также создает неблагоприятные условия для захоронения скелетных остатков микропланктона, приводя к переотложению последних.

Цель настоящей работы заключалась в биостратиграфическом расчленении отложений, выяснении различий в реакции разных групп микропланктона на изменение условий жизни и обстановки захоронения, очень сложных в данном еще сравнительно мало изученном регионе, а также в изучении придонной палеоциркуляции основных водных масс.

По планктонным фораминиферам (ПФ) были определены температурные изменения в поверхностной воде для верхней части разреза. Корреляция между сообществами современных глубоководных бентосных фораминифер (БФ) и водными массами позволила исследовать придонную циркуляцию в позднем плейстоцене и связать ее с эпизодическими изменениями потока глубинных и донных вод в районе канала Вима. Данные по изучению наннопланктона помогли восстановить процессы осадконакопления, происходящие в позднем плейстоцене-голоцене в данном районе океана.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Разрез колонки АСВ-17-1447 детально исследовался комплексом литолого-стратиграфиче-ских методов, включая литологические описания 24-х образцов [11, 14], а также определение содержания СаС03 в 18 образцах (аналитик И.И. Дунаевская).

Биостратиграфические исследования предусматривали анализ планктонных, бентосных фо-раминифер и наннопланктона. Фораминиферы исследовались в 72-х образцах разреза с помощью бинокулярного микроскопа МБС-10 при увеличении в 32 раза, (детали строения раковин — до 100 раз). Палеотемпературы определялись по планктонным фораминиферам по методике Ба-раша [2]. Ниже 120 см разреза палеотемператур-ный анализ не проводился из-за сильного растворения карбонатных остатков. Отдельные находки видов-индексов зон дали возможность установить четвертичный возраст разреза. Известковый наннопланктон был исследован в отмытых 47 образцах с помощью светового микроскопа "Ат-рИуаГ' (увеличение до 1350 раз), производился подсчет общих количеств и числа экземпляров различных видов (для 43-х образцов). В сканирующем электронном микроскопе JSM-U3 изучено 39 образцов и получено около 300 фотографий, составлено 17 рабочих фототаблиц.

50° 40° 30° 20° з.д.

Рис. 1. Местонахождение станций АСВ (кружок) и скважин глубоководного бурения DSDP (квадрат), упомянутых в данной статье (картографическая основа из [12]).

ПРЕДЫДУЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В разрезах юго-западной Атлантики изменение литологического состава осадков, в частности, переход от глин к карбонатным осадкам, объясняется изменениями гипсометрического положения глубины карбонатной компенсации (ГКК) и положения фораминиферового лизоклина в связи с глобальными флуктуациями климата в ледниковом плейстоцене. Эти флуктуации влияли на интенсивность поступления через проход Вима в Бразильскую котловину придонных антарктических вод, агрессивных к карбонату кальция. Предполагается, что ГКК поднималась в эпохи похолодания и усиления потоков АнДВ через канал Вима и погружалась в эпохи потепления, в том числе и в голоцене [12, 15, 18]. В настоящее время ГКК в данном районе оценивается как 4500—4600 м [20]. Вывод об усилении притока АнДВ в периоды похолоданий был также сделан по растворению СаС03 в разрезе четвертичных осадков скважины 518 [18], что было подтверждено изотопно-кислородными исследованиями планктонных фораминифер из колонок канала Вима [29].

Как показывают предыдущие исследования, современные глубоководные бентосные форами-ниферы являются индикатором различных водных масс в Мировом океане [8, 10, 34, 36 и др.]. В настоящее время в Юго-Западной Атлантике ни-

св Я

и

Ю

ч

1-ч

O2, мкм/кг 220 т

260

Распределение

бентосных

фораминифер

O2, мкм/кг

Соленость, %% <

Потенциальная / температура, °С

/

/

АнПрВ

ЦПГВв

САГВ

Oridorsalis umbonatus Epistominella exigua

ЦПГВн

АнДВ

Globocassidulina subglobosa Uvigerina peregrina

Nuttalides umbonifera (Osangularia umbonifera)

5 - -1-

0 1 2 3 4

i t, °С i i

34.2 34.6 35.0

S, %

Рис. 2. Распределение водных масс в Юго-Западной Атлантике и характерные виды бентосных фораминифер [26].

0

1

2

3

4

же 2000 м существуют три ярко выраженные водные массы - АнДВ, САГВ и АнПрВ [30, 34]. Границы между этими водными массами дают резкие градиенты параметров среды в относительно коротком батиметрическом интервале. Ломан [30] выделил здесь два сообщества — Epistominella umbonifera, которое ассоциирует с АнДВ и сообщество, в которое входят милиолиды, Globocassidulina subglobosa, Uvigerina peregrina, Planulina weuel-lerstorfi, Cibicides kullenbergi и Hoeglundina elegans, связанные по его мнению с САГВ. С сокращением кислорода в воде в сообществе возрастает обилие Uvigerina peregrina и Globocassidulina subglobosa и сокращается доля милиолид и Planulina weueller-storfi. На глубинах от 1500 до 2600 м в Юго-Западной Атлантике в районе полярного фронта широко распространена Bulimina aculeata [33].

Ходелл с соавторами [26] выделили в Юго-Западной Атлантике три сообщества, которые ассоциируются с разными подповерхностными водными массами: Nuttalides (Osangularia) umbonifera — с АнДВ; Uvigerina peregrina и Globocassidulina subglo-

bosa характеризуют бедную кислородом нижнюю циркумполярную воду (ЦПВн); Oridorsalis umbonatus и Epistominella exigua связаны, по мнению авторов, с САГВ (рис. 2).

В современной Северной Атлантике сообщество Oridorsalis umbonatus и Epistominella exigua распространено в осадках Лабрадорской котловины, заполненной лабрадорской донной водой (ЛДВ). Формирование ЛДВ в ледниковые периоды не прекращалось, и она распространялась в южном направлении в

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