НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 551.35(262.54) + 550.42(262.54) + 56.074.6(262.54)
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЛИТОХИМНИ И ПАЛИНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫХ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ АЗОВСКОГО МОРЯ
© 2006 г» Г.Г. Матишов12, В.В. Полыпин2, Г.В. Ильин2, Е.Ю. Новенко\ А. Карагеоргис4
Настоящее исследование посвящено некоторым новым аспектам литологии, геохимии, экото-ксикологии и палинологии донных отложений Азовского моря. Уточнена роль геоморфологии дна, гидродинамических и гидробиологических условий в осадконакоплении. Приведены данные, свидетельствующие о том, что литологический и химический облик морских осадков определяется их гранулометрическим составом. В зависимости от приуроченности к конкретным гранулометрическим типам отложений и особенностей их распределения по площади дна водоема химические элементы подразделяются на геохимические группы.
Донные отложения Азовского моря формируются в условиях семиаридного климата в полузамкнутом водоеме с объемом воды около 0,3 тыс. км3. Существенное влияние на поставку терригенного и химического вещества оказывает речной сток Дона и Кубани (-37 км3). Гидродинамический режим определяется стоком речных вод, адвекцией соленых черноморских вод, характерными штормовыми (нагонными) течениями, которые при сильных восточных (западных) ветрах приводят в движение и взмучивают водную толщу от поверхности до дна. Отчетливая вертикальная перемешанность водных масс типична в безледный период [1-2].
Схема циркуляции вод в море в целом имеет циклонический вектор, обусловленный ветровым полем. Специфическая черта течений моря - резкая изменчивость их направления и скорости в зависимости от ветра. Отсутствие приливно-отливных течений обусловило вертикальное развитие фронтальных разделов, Диффузное сопротивление га-локлина определило обмен через него посредством интрузий, порождающих многочисленные разномасштабные линзы в зоне смешения. Например, гидрологическая структура Таганрогского залива
1 Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону.
2 Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук, Мурманск.
3 Институт географии Российской академии наук, Москва.
4 Институт океанографии Греческого центра морских исследований, Афины, Греция,
сформирована двумя гидрофронтами в кутовой и устьевой частях залива и своеобразной системой течений, при которой стоковое течение ориентируется широким потоком вдоль тальвега в осевой ложбине залива, а компенсационное черноморское течение распространяется узкой полосой (5-7 км) вдоль южного побережья. Основная масса азовоморской воды оказывается блокированной в замкнутой циркуляции в юго-западном секторе залива за косой Долгой.
Азовский водоем имеет характерный эстуар-ный тип гидрохимического режима с низкой минерализацией воды. Под влиянием внутривеко-вых колебаний климата уровень солености (хлорности) вод подвержен флуктуациям с периодичностью примерно в 25 лет [3]. Циклы осоло-нения Азовских вод (до 14-15%с) чередуются с фазами опреснения (до 11-12%о). Очевидно, что термогалинные фронты, геотермические градиенты, степень солености придонных вод оказывают влияние на активность процессов сорбции, диагенеза, а также биохимического круговорота. Однако эти явления требуют специального изучения применительно к Азовскому морю.
В Азовском море наибольшее развитие получили терригенные и органогенные донные отложения, а также, более ограниченно, смешанные и хемогенные осадки [4-6]. Характерной чертой седиментационного баланса Азовского моря является преобладающая роль процесса абразии берегов и дна в поступлении терригенного вещества. Обычно схемы распределения грунтов от берега к максимальным глубинам моря отража-
и
Рис. 1. Батиметрическая карта Азовского моря с отмеченными точками отбора проб донных осадков
ы
■чО
О
03 М
з
X
к к
о
п
о
к >
<<
л д
о
л
о
в
нС >
Т) >
X
ю
г
0 1 10 -20 -30 -40 -50 -60 70 -
80 -85 -
Гра нулом&тр«ЧбСКИЙ состав
«! 0.01 мм 50%
0.1-0,01 мм = 13%
1-0,1 мм* 10%
< 0,01 им =5 45% 0,1 -0,01 мм» 16% 1-0,1 им = 26%
< 0.01 мм = 22% 0.1-0,01 мм» 7% 1-0,1 мм® 31% мм » 40%
_Пыльца деревьев "и кустарников
£ ? & 1
| Б з 1л ?
3 О <3 3 I- и И^ОЙ
Пыльца травянистых растений и кустарников
Споры Водяные растения
I
§ «
Ш* Р111 111 $ £ 111 ' ¿ГСШЙ и ООО 2
шШнкЫш!
1 * * . к' 2 * УЧА
Рис. 2. Спорово-пыльцевой состав колонки донных отложений 1¥,-Т2: 1 - ил глинистый; 2 - песок с ракушей; 3 - песчанистый алевритово-глинистый ил; 4 - граница максимального содержания пыльцы культурных злаков. Глубина отбора колонки 7,8 м. Координаты: N 47^00,008', Е 038° 13,062'
•Л
Н
к §
=
о ю
в
и
1
к я
о
п
0
1
X
о ■-1
0
й
1 ?
> д
Таблица 1. Гранулометрический состав донных осадков Азовского моря
№ станции Горизонт, см Глубина, м Размер выделенных фракций, мм (%)
Открытая часть Азовского моря
>1мм 1-0,5 | 0,5-0,25 0,25-0,125 0,125-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 <0,01
15 0-2 10,9 0,53 0,17 0,10 0,07 0,03 0,13 34,39 64,58
21 0-2 5,8 73,64 11,83 8,43 4,97 0,06 0,22 0,02 0,83
29 0-2 11,9 3,19 0,28 0,69 0,65 0,14 0,46 13,07 81,52
37 0-2 11,5 2,38 0,12 0,12 0,12 0,06 0,12 21,21 75,88
41 0-2 12,6 0,30 0,07 0,03 0,07 0,03 0,10 26,69 72,71
51 0-2 9,6 6,60 0,13 0,17 0,51 0,13 0,43 22,28 69,75
57 0-2 10,5 0,00 0,00 0,00 0,15 0,15 0,24 20,38 79,09
58 0-2 6,3 17,53 4,73 5,01 20,79 3,73 14,46 10,96 22,78
63 0-2 5,7 10,83 0,96 1,02 5,15 0,69 5,00 25,67 50,69
69 0-2 113 0,00 0,00 0,30 0,30 0,10 1,44 25,71 72,16
82 0-2 11,1 24,72 6,15 2,96 1,43 0,37 0,80 0,63 62,96
88 0-2 12,3 - - - - следы 11,86 88,13
94 0-2 7,3 33,93 12,89 7,54 8,47 3,52 2,99 8,24 22,40
98 0-2 5,9 33,97 22,95 29,73 6,40 0,00 0,22 0,00 6,74
со >
Я
О X о £
№
Я О
9
к
к н о
2 &
& Я
К X
о а о
5
Таганрогский залив
>10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 <0,005
Т7.-0 0-2 4,2 0,8 следы 2,5 следы 4,2 43,3 27,8 1,24 4,72 4,04 25,68
ТгЕО 0-2 1,8 следы следы 1,6 0,5 1,6 4 31 13,42 8,52 7,8 31,56
Тг-48 0-2 7,5 - - — — — 0,6 1,5 9,66 23,84 12,32 52,08
Тг-56 4,5 - - - следы 0,8 0,5 4,52 57,12 19 6,32 11,74
ю
8 Од
>1 1—0,5 0,5-0,25 0,25-0,125 0,125-0,063 0,063-0,01 <0,01
Тг-6 0-2 1,7 6,40 2,20 1,50 6,90 19,40 41,30 22.40
Тг-32 0-2 2,7 5,60 2,60 12,30 46,70 21,90 9,30 1,60
Тг-49 0-2 4,3 1,40 -• - 0,70 0,70 27,50 69,70
Примечание. Прочерк означает, что данная фракция в исследуемой пробе отсутствует.
ют последовательную смену гранулометрических типов отложений от разнозернистых песков и крупных алевритов до глинистых илов. Эта закономерность, исключая аккумулятивные прибрежные и некоторые другие участки, частично нарушается автохтонным ракушечным компонентом осадка [5].
Литологический и химический облик осадков Азовского моря определяется механическим сепарированием взвеси в водной толще, колоссальным участием в седиментогенезе морских организмов как в продуцировании биогенного компонента отложений, так и во фракционировании взвеси различной природы. Влияние планктона и зообентоса заключается в фильтрации или адсорбировании пелагической и придонной взвеси [6]. Из ракушечного материала сложены многие азовские косы, которые на десятки километров протягиваются в море, береговые валы и банки. Среди второстепенных поставщиков осадков выделяются эоловый перенос материала из степной зоны и подводный грязевой вулканизм, развитый на юге Азовского моря.
При изучении современных и погребенных морских осадков большое значение имеют палинологические исследования, поскольку на основе спорово-пыльцевого анализа могут быть уточнены некоторые вопросы стратиграфии донных отложений, выяснены физико-географические условия, существовавшие во время образования осадка, и т.д.
За последние сто лет особенностью седимен-тогенеза стало нарастающее антропогенное влияние, В азовские экосистемы попадает широкий спектр загрязняющих веществ, в том числе споры и пыльца культурных растений, сельскохозяйственные ядохимикаты, нефтяные углеводороды, тяжелые металлы, твердые бытовые и промышленные отходы [7, 8]. По некоторым оценкам, в Азовское море ежегодно поступает около 3 млрд. м3 сточных вод с разной степенью очистки [8-9]. Влияние атмосферных выбросов металлов, даваемых промышленными центрами Приазовья, и особенно заводом "Азовсталь", расположенным на северном берегу Таганрогского залива, не оценено.
До последнего времени практически не учитывалась та роль в формировании конкретной литологической и геохимической картины, которую играют такие факторы, как гидрография, батиметрия и геоморфология морского дна [10]. Однако подводные элементы рельефа могут нарушать общую схему распределения донных осадков. Так, например, на юго-востоке моря, в районе Железинской банки, где развиты в основ-
ном крупнозернистые отложения, в относительно узких ложбинах накапливаются глинистые и алевритово-глинистые илы. Аналогичная картина наблюдается в северо-западной части акватории Азовского моря. Там между гряд, на которых развит песчано-ракушечный материал, залегают илистые отложения. В прибрежной зоне на многих участках между береговых валов, сложенных крупнозернистым материалом, в нескольких десятках или сотнях метров от уреза воды, в неглубоких ложбинах (0,5-1 м) накапливаются тонкие илистые отложения.
Цель данных исследований - выявление новых аспектов литологии, геохимии, экотоксико-логии и палинологии рыхлых отложений Азовского моря, уточнение роли геоморфологии дна, гидродинамических и гидробиологических условий в осадконакоплении. Материалом для анализов послужили данные, полученные в ходе экспедиционных рейсов в Азовском море в 2003-2005 гг. на судах "Профессор Панов", "Приморец" и др.
Пробоотбор донных отложений осуществляли с помощью дночерпателя и прямоточных грунтовых трубок (рис. 1). После литологиче-ского описания отобранные пробы упаковывали в герметичную тару. Гранулометрический, минералогический, спектральный и спорово-пыль-цевой анализ проводили по стандартным методикам (табл. 1, 2, 3; рис. 2). Аналитические исследования проводили в Южном научном центре РАН, Мурманском морском биологическо
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.