ГЕОХИМИЯ, 2014, № 4, с. 350-360
ФАЦИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕЛАГИЧЕСКОЙ ПЛЕЙСТОЦЕНОВОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ
В ИНДИЙСКОМ ОКЕАНЕ
© 2014 г. М. А. Левитан, Т. А. Антонова, Т. Н. Гельви
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991, Москва, ул. Косыгина, 19 E-mail: m-levitan@mail.ru Поступила 05.06.2013 г. Принята к печати 18.09.2013 г.
Построены схематические литолого-фациальные карты для нижнего и среднего-верхнего плейстоцена (соответственно, эо- и неоплейстоцена) пелагической зоны Индийского океана и составлен банк данных по мощностям для указанных стратиграфических подразделений. На этой основе произведен подсчет площадей, объемов, масс и интенсивностей седиментации основных групп осадков для обоих временных срезов. Сравнительный анализ полученных данных выявил однозначное усиление со временем интенсивности терригенной седиментации. Отдельно рассмотрены особенности эволюции кремневой и карбонатной седиментации в биогенной группе.
Ключевые слова: Индийский океан, пелагиаль, донные осадки, эоплейстоцен, неоплейстоцен, терриген-ная седиментация, карбонатные осадки, кремнистые осадки, интенсивность седиментации.
Б01: 10.7868/80016752514040050
Настоящая статья входит в серию публикаций по Мировому океану, объединенных одной темой: изучением фациальной структуры и количественных параметров пелагической седиментации в плейстоцене. Первая статья серии, посвященная Тихому океану, была опубликована в 2013 г. [1]. Для всех работ принята общая методология, в которой сочетаются подходы объемного метода А.Б. Ронова [2], сравнительно-литологического метода Н.М. Страхова [3] и фациального анализа океанических отложений И.О. Мурдмаа [4]. Представляется очень важным количественное выражение особенностей истории седиментации и геохимической эволюции [5], чему авторы уделяют большое внимание на протяжении длительного времени и которое было исследовано, например, для мел-плиоценовой истории осадконакопления в Индийском океане [6].
Целью исследования явилось выявление набора количественных параметров истории осадконакоп-ления в плейстоцене пелагической области Индийского океана и основных закономерностей их изменения.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА РАБОТЫ
Как известно, в Индийском океане представлены, главным образом, континентальные окраи-
ны пассивного типа. В зонах их распространения в качестве границы области пелагического осадконакопления принималась граница континентального подножья и глубоководного ложа. В единственном районе океана, где развита активная окраина — Зондская островная дуга — соответствующая граница проведена по океаническому ограничению Зондского глубоководного желоба.
Согласно методическим принципам А. Б. Ронова [2] была проведена работа по составлению схематических литолого-фациальных карт плейстоцена для пелагиали Индийского океана. При этом авторы, в соответствии со сравнительно-ли-тологическим методом Н.М. Страхова [3], в качестве своеобразного эталона использовали карту распространения современных осадков в Индийском океане [7]. Для каждой из исследованных секций плейстоцена по всем доступным данным определялись мощности осадков. Здесь в качестве эталона нами учтены данные А.П. Лисицына
[8] по скоростям современной седиментации.
В качестве фактического материала использованы, главным образом, данные глубоководного бурения в пелагических районах Индийского океана (рейсы DSDP 22-28 и ODP 115-121). Кроме того, использованы материалы проекта IMAGES
[9] и многочисленные опубликованные данные по
плейстоценовым осадкам и четвертичной палео-океанологии ([10; 11, 12] и др.).
В итоге в поперечной равновеликой азимутальной проекции были составлены в масштабе 1 : 35000000 две схематические литолого-фациаль-ные карты Индийского океана: для эоплейстоцена возраст принят в интервале 1.8—0.8 млн лет) (рис. 1) и для неоплейстоцена ^2 + 3, 0.8—0.01 млн лет) (рис. 2) (границы подразделений даны по [13]). За рубеж между эо- и неоплейстоценом выбрана граница между магнитными эпохами Брю-нес и Матуяма [13]. Основанием для выбора именно этих стратиграфических подразделений послужили данные о глобальном тренде похолодания и усиления ледниково-межледниковой контрастности климата в неоплейстоцене по сравнению с эоплейстоценом [14].
На обеих картах выделены основные фациаль-ные области: абиссальная, пелагическая и геми-пелагическая, границы между которыми определялись по комплексам донных осадков. Кроме того, показаны внутриплитовые поднятия, находящиеся, как правило, на глубинах менее 3 км. Для системы срединно-океанических хребтов на картах нанесены только области развития базальтового вулканизма соответствующего возраста. Отдельно показаны области распространения перерывов в седиментации. Для осадочных толщ, соответствующих обоим выделенным подразделениям, закартированы и посчитаны площади распространения различных вещественно-генетических типов осадков и их ассоциаций, рассчитаны их мощности и объемы. При этом картировались только наиболее распространенные типы осадков; такие образования, например, как карбонатные турбидиты, вулканические пеплы, эда-фогенные или металлоносные отложения отдельно не выделялись. Как было показано ранее [15], для пелагических частей Мирового океана точность подсчета площадей (на которой базируются и остальные параметры) составляет ±5%.
Для расчета масс сухого осадочного вещества была использована формула [1]:
M = V х р х [(100 - ^)/100], где
М — масса сухого вещества (трлн т);
V — объем натуральных осадков (тыс. км3);
р — среднеарифметическая плотность натурального осадка (г/см3);
w — среднеарифметическая относительная влажность натурального осадка (%).
Расчет средних арифметических значений физических свойств для основных типов осадков по выбранным стратиграфическим подразделениям проводился по данным из отчетов по глубоководному бурению в вышеперечисленных рейсах.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Эоплейстоцен. Учтенная площадь дна океана составила 61795.6 тыс. км2. Объем накопившихся отложений оценивается в 1389.5 тыс. км3.
В абиссальной области 26.8% площади дна приходится на цеолитовые глины, 0.5% — на нано-планктонные илы. Остальная площадь дна в пределах абиссальной литолого-фациальной области приходится на различные типы переслаивания. Так, переслаивание цеолитовых глин и диатомовых илов занимает 22.2% всей площади, цеолито-вых глин и диатомово-радиоляриевых илов — 9.3, эвпелагических глин и диатомово-радиолярие-вых илов — 14.0, эвпелагических глин и нано-планктон-фораминиферовых илов — 9.0, цеоли-товых глин и нанопланктонных илов — 7.3% и т.д.
По объемам осадков соотношение цеолитовых глин, диатомовых илов, диатомово-радиолярие-вых илов, нанопланктонных илов, эвпелагических глин и нанопланктон-фораминиферовых илов равно 42.9 : 16.6 : 7.3 : 30.3 : 1.6 : 1.3.
В пелагической области нанопланктонные илы занимают 37.9% площади дна, миопелагические глины — 16.9, нанопланктон-фораминиферовые илы — 1.0, а остальная площадь приходится на различные типы переслаивания. Так, переслаивание миопелагических глин и диатомовых илов занимает 28.1% всей площади, миопелагических глин и алевритов с нанопланктон-фораминифе-ровыми илами — 9.0, миопелагических глин и нанопланктонных илов — 6.0% и т.д.
Нанопланктонные илы слагают 26.9% объема осадочной толщи, нанопланктон-фораминиферо-вые — 1.9, миопелагические глины и алевриты — 25.2, диатомовые илы — 45.8, диатомово-радиоля-риевые илы — 0.2%.
В гемипелагической области турбидиты занимают 37.0% площади дна, гемипелагические глины — 9.5, а остальная площадь приходится на различные типы переслаивания. Например, переслаивание ге-мипелагических глин, песков и нанопланктонных илов занимает 7.5% площади, переслаивание геми-пелагических глин и нанопланктонных илов — 24.3, чередование гемипелагических глин и диатомовых илов — 8.0% и т.д.
Турбидиты составляют 63.0% от общего объема осадков, гемипелагические глины и алевриты
— 12.6, марино-гляциальные осадки — 5.5, пески
— 0.8, диатомовые илы — 3.7, диатомово-радиоля-риевые илы — 5.0, нанопланктонные илы — 8.5, нанопланктон-фораминиферовые илы — 0.9%.
На поднятиях нанопланктонные илы занимают 0.9% площади дна, нанопланктон-форамини-феровые илы — 56.5, чередование в разрезе диатомовых илов и песков — 17.6; диатомовых илов и гемипелагических алевритов — 8.3; диатомовых и фораминиферовых илов — 7.3; гемипелагиче-
20°
20° 40° 60° 80°100°120° 140°
Рис. 1. Литолого-фациальная карта пелагического эоплейстоцена Индийского океана.
Фациальные области (1—4): 1 — абиссальная; 2 — пелагическая; 3 — гемипелагическая; 4 — океанических поднятий. Типы осадков (5—16): 5 — цеолитовые и эвпелагические глины; 6 — нанопланктонные илы; 7 — фораминиферовые илы; 8 — наннопланктон-фораминиферовые илы; 9 — радиоляриевые илы; 10 — диатомовые илы; 11 — диатомово-радиоля-риевые илы; 12 — глины; 13 — алевриты; 14 — пески; 15 — марино-гляциальные отложения; 16 — терригенные турби-диты. 17 — граница картируемой площади дна; 18 — области распространения перерывов в седиментации.
ских глин и нанопланктон-фораминиферовых илов — 3.6; гемипелагических глин и нанопланк-тонных илов — 3.4; фораминиферовых и диатомо-во-радиоляриевых илов — 2.4%.
Нанопланктонные илы слагают 3.8% общего объема осадков, нанопланктон-фораминиферо-вые илы — 28.8, фораминиферовые илы — 0.6, диатомовые илы — 42.2, диатомово-радиоляриевые илы — 0.6, гемипелагические глины и алевриты — 10.8, пески - 13.2%.
Суммарная площадь областей развития перерывов в осадконакоплении составляет 1734.0 км2.
Неоплейстоцен. Учтенная площадь дна океана составила 62488.0 тыс. км2. Объем накопившихся осадков оценивается в 1100.2 тыс. км3.
В абиссальной области 13.1% площади дна приходится на цеолитовые глины, 3.7% - на нано-планктонные илы. Остальная площадь дна в пределах абиссальной литолого-фациальной области приходится на различные типы переслаивания. Так, переслаивание цеолитовых глин и диатомо-во-радиоляриевых илов занимает 51.5% площади, нанопланктон-фораминиферовых и диатомово-радиоляриевых илов — 23.2, цеолитовых глин, эв-пел
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.