ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 2, с. 133-152
УДК 551.352
ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ОСАДКИ ОСЕВОЙ ЗОНЫ БРАЗИЛЬСКОЙ КОТЛОВИНЫ
© 2007 г. В. Н. Свальнов, О. Б. Дмитренко, Г. X. Казарина, С. М. Исаченко, Е. С. Саранцев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН 117997 Москва, Нахимовский проспект, 36;
E-mail: senidol@yandex.ru Поступила в редакцию 18.01.2006 г.
Проведены литологические и микропалеонтологические исследования осадков на меридиональном профиле в Бразильской котловине. По комплексам известкового наннопланктона и диатомей отложения, представленные окисленными миопелагическими глинами, в разной степени восстановленными гемипелагическими глинами, глинисто-кремнистыми (этмодискусовыми) и карбонатными (кокколитово-фораминиферовыми) илами, имеют плейстоцен-голоценовый возраст. Выявлены признаки перераспределения осадочного материала антарктическими придонными водами, суспензионными потоками, оползнями и обрушениями. Показано, что седиментация в Бразильской котловине отвечает незавершенному пелагическому (миопелагическому) типу океанского литогенеза в зоне перехода к литогенезу приконтинентальному.
Бразильская котловина расположена в основном в экваториально-тропической зоне Южной Атлантики. Распространение на восток терриген-ного материала, поставляемого реками Южной Америки, ограничено в толще глубинных вод Южно-Атлантическим срединным хребтом. Поверхностные воды образуют антициклонический субтропический круговорот за счет течений Бен-гельского, Южного пассатного, Бразильского и Южно-Атлантического (западных ветров) [Степанов, 1974, 1983]. Сочетание антициклонической циркуляции и высокой температуры (20-26°С) поверхностных вод создает непростые условия для жизнедеятельности планктона. Преобладающая среднегодовая первичная продукция в Бразильской котловине составляет менее 100 мг С/м2 в день, однако в приэкваториальной зоне колеблется в пределах 100-500 мг С/м2 в день [Кобленц-Мишке, 1977]. Численность клеток фитопланктона в слое воды 0-100 м обычно в среднем не превышает 100 кл/л [Волковинский и др., 1972], а биомасса сетного зоопланктона в этом же слое колеблется от 25 до 100 мг/м3 [Богоров и др., 1968]. Для котловины характерны эвтрофные условия обитания макробентоса [Соколова, 1986] при содержаниях Сорг в поверхностном слое осадков 0.25-0.50% [Романкевич, Бобылева, 1990].
Основная масса придонных вод Атлантики создается в море Уэдделла [Степанов, 1974, 1983]. Холодные придонные антарктические водные массы, двигаясь на север через Аргентинскую котловину, каналы Вима и Хантер, проникают в Бразильскую котловину, заполняя ее глубинные части. Режим этих холодных течений в значи-
тельной степени определяет подводную эрозию, перерывы в осадконакоплении, переотложение и растворение карбоната кальция, распределение которого в современных осадках Южной Атлантики представляет довольно сложную картину (рис. 1) [Berggren, von Rad, 1972]. Срединный хребет на восточной окраине Бразильской котловины также может влиять на процессы седиментации в ней, являясь потенциальным источником эндогенного вещества и барьером для переноса терригенного материала на восток.
В настоящей статье расматриваются литологические и биостратиграфические аспекты формирования четвертичных глубоководных осадков Бразильской котловины на фоне современных условий седиментации.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследованные осадки были собраны прямоточной трубкой в 18-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" (2004 г.) в осевой части Бразильской котловины на меридиональном профиле (9 станций) вдоль 24° з.д. от 25°35.7' ю.ш. до 0°09.7' ю.ш. (рис. 2). Мощность вскрытого на глубинах 3400-5800 м разреза колебалась от 0.1 до 5.1 м. Под оптическим микроскопом в проходящем свете в смерслайдах были изучены петрографический состав осадков, ископаемые диато-меи, известковый наннопланктон. Для идентификации последнего был использован электронный микроскоп JSM-U3. Содержание в осадках диатомей определялось по полуколичественной шкале с оценками: 5 - "в массе" (более 25-30 створок в
Рис. 1. Распределение карбоната кальция (%) в современных поверхностных осадках западной части Южной Атлантики [Berggren, von Rad, 1972]. 1 - <20; 2 - 20-40; 3 - 40-60; 4 - 60-80; 5 - >80.
одном горизонтальном ряду препарата), 4 - "часто", 3 - "нередко", 2 - "редко", 1 - "единично" (менее 10-ти створок во всем препарате). Подсчет относительных общих количеств, числа видов и их процентных соотношений в ассоциации нанно-фоссилий производился под оптическим микроскопом в смерслайдах отмытых образцов. При этом общее количество кокколитов в препарате оценивалось по шкале "нет-редко-мало-средне-много". Полученные результаты контролировались определениями С02 и Сорг методом сожжения.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По комплексу признаков Атлантика занимает промежуточное положение в ряду седиментаци-онных бассейнов океан-внутреннее море, поэтому развитый в глубоководной части данного океана тип литогенеза можно считать незавершенным пелагическим (миопелагическим) [Свальнов, 1991]. Это утверждение справедливо и для осевой зоны Бразильской котловины. Ниже приведено описание собранных здесь осадков (см. рис. 2) и распре-
деление в них кремнистой и карбонатной микрофлоры (диатомей и кокколитов).
Ст. 1535 (25°35.7' ю.ш., 24°02.4' з.д., глубина 4500 м). Длина колонки составляет 395 см. Разрез в основном представлен окисленными миопела-гическими глинами (0.16-7.81% СаС03, 0.060.14% Сорг), в интервалах 0-40, 147-215 и 270-280 см слабоизвестковистыми (13.71-30.49% СаС03, 0.09-0.20% Сорг) (рис. 3). Цвет осадков варьирует от светло- до темно-коричневого. Местами встречаются коричневато-серые изометричные пятна, линзы и слойки. В бескарбонатных глинах резко преобладают глинистые минералы (86-96%). Примесь составляют фораминиферы (до 7%), кокколиты (менее 2%), песчано-алевритовые терригенные обломочные минералы (1-5%), мар-ганцевожелезистые микроконкреции (до 2%), единичные спикулы кремневых губок, костный детрит. В слабоизвестковистой разновидности глин также преобладают глинистые минералы (68-86%), однако содержание фораминифер составляет 5-25%, кокколитов - 3-20%, терриген-ных обломочных минералов песчано-алеврито-вого размера и марганцевожелезистых микроконкреций - приблизительно по 1%, диатомеи, костный детрит и спикулы единичны.
60° ю.ш.
з.д. 70° 60(
40° 30° 20° 10° 01 И2
Рис. 2. Местонахождение геологических станций (1) и скважин глубоководного бурения (2).
В интервалах 240-270 и 280-295 см осадки представлены известковисто-глинистыми илами (36.05-47.85% CaCO3, 0.14-0.24% Сорг), а на глубине 210-240 см - глинисто-известковыми илами (55.16-68.19% CaCO3, 0.11-0.19% Сорг). Цвет осадков кремово-серый, границы переходов постепенные. Концентрация глинистых минералов в известковисто-глинистых илах колеблется в пределах 54-64%. Фораминиферы составляют 715%, кокколиты - 20-30%. В глинисто-известковых илах суммарно преобладают кокколиты (3545%) и фораминиферы (около 20%), а на долю глинистых минералов приходится 34-44%. Примесь в известковисто-глинистых и глинисто-известковых илах представлена терригенными обломочными минералами песчано-алевритовой размерности (до 1%), единичными марганцевоже-лезистыми микроконкрециями и костными остатками.
При исследовании известкового наннопланк-тона были использованы тропические биостратиграфические шкалы Е. Мартини [Martini, 1971],
Д. Бакри [Bukry, 1978; Okada, Bukry, 1980] и С. Гартнера [Gartner, 1977], сравнение которых приведено в таблице. Нижняя граница зоны Emi-liania huxleyi связана с уровнем первого появления (УПП) вида-индекса в разрезе, зона Emiliania huxleyi Acme - с увеличением его численности, верхняя граница зоны Pseudoemiliania lacunosa - с уровнем последнего нахождения (УПН) вида-индекса. Зона Gephyrocapsa oceanica ограничена УПН Pseudoemiliania lacunosa (Kpt.) Gart. внизу и УПП Emiliania huxleyi (Lohm.) Hay, Mohl. вверху. Зона мелких Gephyrocapsa выделяется по увеличению их численности. Граница плиоцена-плейстоцена проводится по УПН Discoaster brouweri Tan, а также по УПП Gephyrocapsa oceanica Kpt. или G. caribbeanica Boudr., Hay. Учитывая сильное переотложение кокколитового материала в изученном регионе, эта граница определяется по появлению упомянутых гефирокапс.
После опубликования приведенных биостратиграфических схем и до настоящего времени выделяются и тщательно отслеживаются датиро-
СаС03
СаС03
СаС03
СаС03
СаС03
Ст. 1535 0 20 40 60 ст. 1536 0 0.5 1.02.0 Ст. 1537 00.5 1.0 2.0 Ст. 1538 0 0.5 1.0 2.0 Ст. 1539 0 0.51.0 2.0
0
см
100
2
200
300
с -- с с -
= (
с = /< <
с = ро
0
100
200
300
......
0 0.2 с
орг
СаС03
400
........
0 0.2 с
орг
СаС03
0
100
1
0
........
0 0.2 с
орг
100
200
300
Ш
0 0.2
........
0 0.2 с
орг
СаС03
СаС03
Ст. 1540 0 1020 30 Ст. 15410 1020 30 Ст. 15420 1020 30 Ст. 15430 2040 60 0
см
100
200
300
400
11111111
0
100
0 0.2 0.4
со
орг
200
300
400
11111111
0
11111111
0 0.2 0.4
с
орг
>
10 11
1 2 3 456 7 8 9
13
12
14 15
"А~116 17 18
1^119 ЕЕИ 20
.........
0 0.2 0.4 с
орг
.......
0 0.2 0.4 0.6 с
орг
с
орг
Рис. 3. Литологический состав изученных осадков и распределение в них СаС03 и Сорг.
1-13 - типы осадков: 1 - миопелагическая глина, 2 - то же, слабоизвестковистая, 3 - то же, обогащенная диатомеями, 4 - гемипелагическая глина, 5 - то же, слабоизвестковистая, 6 - то же, обогащенная радиоляриями и диатомеями, 7 -то же, слабоизвестковистая, обогащенная радиоляриями и диатомеями, 8 - диатомовый (этмодискусовый) ил, 9 - ди-атомово-радиоляриево-глинистый ил, 10 - кокколитово-фораминиферовый осадок, 11 - глинисто-известковый ил, 12 - известковисто-глинистый ил, 13 - гемипелагическая глина, обогащенная оксигидроксидами железа; 14 - железо-марганцевая конкреция; 15 - то же, фрагмент; 16 - обломок коренной породы; 17, 18 - содержание (%): 17 - СаС03, 18 - Сорг; 19, 20 - границы раздела: 19 - резкая, 20 - постепенная.
Сопоставление четвертичных наннопланктонных зон
Gartner, 1977 Млн. лет Martini, 1971 Млн. лет Bukry, 1978 Млн. лет
E. huxleyi Acme E. h
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.