научная статья по теме РАЗВИТИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ЧУКОТСКОГО МОРЯ В ГОЛОЦЕНЕ Геофизика

Текст научной статьи на тему «РАЗВИТИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ЧУКОТСКОГО МОРЯ В ГОЛОЦЕНЕ»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2014, том 54, № 4, с. 505-517

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.35

РАЗВИТИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ЧУКОТСКОГО МОРЯ В ГОЛОЦЕНЕ

© 2014 г. Е. А. Гусев1, Н. Ю. Аникина2, Л. Г. Деревянко2, Т. С. Клювиткина3, Л. В. Поляк4, Е. И. Полякова3, П. В. Рекант1, А. Ю. Степанова5

1Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана

им. И.С. Грамберга, Санкт-Петербург, Россия, e-mail: gus-evgeny@yandex.ru 2Центральная горно-геологическая лаборатория, Сыктывкар, Россия 3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, географический факультет, Россия

4Университет штата Огайо, Колумбус, США 5Палеонтологический институт РАН, Москва, Россия Поступила в редакцию 24.07.2012 г., после доработки 19.03.2013 г.

Изучены керны трех скважин и двух грунтовых трубок, отобранных в южной части российского сектора Чукотского моря. По раковинам моллюсков получены AMS14C -датировки в интервалах 0.8— 3.5 тыс. лет и 9.2—10.5 тыс. лет назад. В разрезе голоценовых осадков для интервала 9—10 тыс. лет назад фиксируется период увеличения скоростей осадконакопления, связанный с началом трансгрессии. В строении раннеголоценовых осадков наблюдается последовательное замещение пресноводных органических остатков солоновато-водными и морскими вверх по разрезу. В среднем голоцене после открытия Берингова пролива в Чукотском море установились условия седиментации, характеризующиеся увеличением биопродуктивности вод. Климатический оптимум для Чукотского региона определяется для раннего голоцена, в то время как позднеголоценовые обстановки характеризовались большей ледовитостью шельфа.

Б01: 10.7868/80030157414030010

1. ВВЕДЕНИЕ

История голоценовой седиментации российского сектора Чукотского моря изучена пока слабо. Рельеф дна характеризуется выровненностью и небольшими углами наклона подводных склонов.

Предшествующими исследованиями, основанными на анализе детальной батиметрии, вдоль побережья Чукотки были установлены предполагаемые затопленные береговые линии на современных глубинах от 10 до 50 м [13].

Сейсмоакустическими методами верхняя часть осадочного чехла исследовалась с помощью спаркера и бумера в 1960—1980 гг. как в российской, так и в американской части Чукотского шельфа [14, 15, 26, 28], затем в 2005 г. с применением высокочастотной сейсмоакустики [30, 31].

Геологическими методами шельф Чукотского моря исследовался неоднократно как с научно-исследовательских судов, так и с дрейфующего льда [1, 2, 4, 9, 18, 20, 39 и др.]. Датированные разрезы керна грунтовых трубок известны пока лишь для районов, находящихся в американском секторе Чукотского шельфа. Наиболее древними четвертичными отложениями, вскрытыми грунтовыми трубками на шельфе Чукотского моря, являются верхнеплейстоцен-голоценовые осадки с

радиоуглеродными датировками 8000—14200 лет [26, 30, 31, 33].

В западной части шельфа вскрытые трубками четвертичные осадки расчленены с помощью фо-раминиферового анализа [19] на предбореальные, бореальные, атлантические, суббореальные и субатлантические. Основанием для выделения экологических зон фораминифер в голоценовых осадках послужили изменения по разрезу численности, видового разнообразия и состава сообществ бентос -ных фораминифер. По тем же пробам был проведен диатомовый анализ, который также дал богатый материал для палеогеографии и стратиграфии четвертичного периода Чукотского моря [16, 17].

В 2006 г. в южной части российского сектора Чукотского моря с борта морского буксира "Шуя" были проведены геологосъемочные работы в пределах листа Я-1,2 международной разграфки листов масштаба 1 : 1000000. Использовался как обычный комплекс методов геологической съемки шельфа (сейсмоакустика, сонар, донный пробоотбор с помощью дночерпателя и грунтовой трубки), так и оригинальный буровой комплекс, позволяющий бурить неглубокие (до 50 м по осадку) скважины на мелководье [5]. Удалось пробурить 3 скважины глубиной 3.5, 5.5 и 12 м. Ранее нами частично публиковались материалы

Таблица 1. Координаты изученных разрезов

№ станции Широта, с Долгота, з Глубина моря,м Длина керна, м

скв. 1 69°00.53' 179°19.20' 37 5.5

скв. 2 70°33.00' 179°23.72' 39 12

скв. 3 68°47.79' 175°17.18' 48 3.5

91 68°28.00' 171°03.00' 52 1.5

93 68°24.01' 170°35.16' 52 1.4

по двум скважинам и сейсмоакустическим профилям [29]. В настоящее время изучены также керны третьей скважины и грунтовых трубок, вскрывших голоценовые осадки в различных районах. В статье обсуждаются результаты исследования разрезов трех скважин и наиболее информативных грунтовых трубок № 91 и № 93, отобранных в 2006 г. (рис. 1, табл. 1).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Полученные в результате бурения и донного пробоотбора керны были проанализированы на борту судна с помощью капометра для измерения магнитной восприимчивости осадков. Далее были отобраны образцы, которые затем исследовались в лабораториях ВНИИОкеангеология, ВНИГРИ, "Миреко" и МГУ. Для радиоуглеродного датирования были отобраны фрагменты и детрит раковин двустворчатых моллюсков. Использовался радиоуглеродный метод путем ускорительной масс-спектрометрии (АМ8 14С) (табл. 2). Датирование проводилось в лаборатории Университета Аризоны (г. Тусон, США).

Для спорово-пыльцевого и микрофаунистиче-ских анализов отбирались образцы навеской около 100 г с интервалом 10—50 см. Пробы подвергались замораживанию и высушиванию в условиях вакуума. Образцы отмывались под струей воды через сита с ячеей 63^ и 125^, из отмытого высушенного образца извлекались все микрофосси-лии. Бентосные фораминиферы, диатомовые водоросли и водные палиноморфы определены во всех имевшихся пробах. Остракоды изучены с меньшей детальностью, они исследовались в тех образцах, в которых при извлечении форамини-фер были отмечены и остракоды. Поэтому данные по ним приводятся лишь по некоторым интервалам из скважин 1 и 2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

С помощью буровой установки и грунтовой трубки в юго-западной части Чукотского шельфа получены колонки голоценовых осадков длиной от 2.5 до 7 м. Судя по сейсмоакустическим данным и результатам бурения, морские голоценовые осадки несогласно залегают на размытой поверхности, ниже которой вскрываются докайнозойские, плиоценовые и плейстоценовые отложения [29]. Максимальная мощность голоценовых осадков вскрыта вблизи о. Врангеля (скв. 2). Литологически голоце-новые осадки представлены пелитовыми алевритами с примесью песка и гравия. Консистенция осадков от текучепластичной до твердой, цвет обычно темно-серый, с зеленоватым оттенком, до черного. В некоторых колонках многочисленны раковины морских моллюсков, в основном, двустворок, реже — гастропод.

Таблица 2. Радиоуглеродные датировки

№ п/п № колонки Глубина отбора, см Материал Лаб. № 14C возраст

1 СКВ. 1 50-60 Margarites sp. AA75303 876 ± 37

2 скв. 1 116-121 Раковинный детрит AA75302 1937± 35

3 скв. 2 18-20 Раковинный детрит AA89062 2335±20

4 скв. 2 20-22 Раковинный детрит AA89063 2260 ± 20

5 скв. 2 47-52 Portlandia sp. AA89064 2830±20

6 скв. 2 121-128 Обломок Astarte (?) AA75301 9201± 61

7 скв. 2 191-198 Portlandia sp. AA75 300 9441 ± 68

8 скв. 2 428-433 Обломок Cylichna (?) AA75299 10592±69

9 скв. 3 50-60 Macoma calcarea AA61385 1300 ± 20

10 скв. 3 208-210 Macoma calcarea AA61386 3050 ± 20

11 91 80-85 Serripes groenlandicus AA61387 2555±20

12 91 120-125 Astarte borealis AA61388 3155 ± 20

13 91 132-140 Macoma calcarea AA61389 3580 ± 20

14 93 0-10 Macoma calcarea AA61390 810 ± 20

15 93 12-20 Macoma sp. AA61391 1040 ± 20

16 93 36-38 Macoma sp. AA61392 1015±20

17 93 95-100 Macoma calcarea AA61393 2765 ± 20

18 93 118-122 Macoma calcarea AA61394 2920 ± 20

Радиоуглеродное датирование. Для радиоуглеродного датирования были отобраны фрагменты и детрит раковин моллюсков из трех скважин, а также из колонок грунтовых трубок № 91 и 93. Полученные датировки свидетельствуют о голо-ценовом возрасте осадков. Скважинами и грунтовыми трубками вскрыты осадки раннего и позднего голоцена. Осадки среднего голоцена в изученных колонках отсутствуют (рис. 2). Согласно последним представлениям о хроностратиграфии голоцена [47], границами среднего голоцена являются временные значения 8.2 и 4.2 тыс. лет назад.

Анализ полученных датировок свидетельствует о наличии перерыва в осадконакоплении в районе о-ва Врангеля (скв. 2). В пределах центральной части Чукотского шельфа, возможно, этот перерыв отсутствует, колонки просто не вскрыли отложений возрастом старше 3.5 тыс. лет. Примерно можно оценить скорости осадконакопле-ния для различных временных интервалов. В среднем для голоценовых отложений Чукотского шельфа скорости седиментации составляют около 1 м в 1000 лет, уменьшаясь до 11 см/1000 лет для среднего голоцена (или перерыв в осадконакоп-лении?) и увеличиваясь до 140—150 см/1000 лет для позднего голоцена центральной части шельфа и 200—300 см/1000 лет для раннего голоцена района о-ва Врангеля.

Споры и пыльца. Анализ спорово-пыльцевых спектров, выделенных из осадков всех исследованных колонок, свидетельствует о преобладании лесотундрового и тундрового типов растительности (рис. 3, 4, 5б, 5в). Ранний голоцен (скв. 2, инт. 1—7 м) характеризуется лесотундровыми условиями. В этот временной интервал попадают 19 проб с похожими спектрами. В спорово-пыль-цевом комплексе преобладает пыльца голосеменных растений. Особенно широко представлен род Pinus. Темнохвойные породы в составе лесов имели подчиненное значение — Picea obovata, Picea sp. — 1—9%. Среди покрытосеменных растений преобладает пыльца березы древовидной — Betula ex. sect. albae — 5—29%, Salixsp. — 1—5%, Alnussp. — 3— 15%; кустарниковые — Alnaster sp. — 1—10%. По всему интервалу, во всех пробах определена пыльца умеренно-теплолюбивых растений от 2 до 9%. Большая доля их падает на пыльцу Corylus — 1—6%, остальные встречаются спорадически в количестве не более 1—2%. Пыльца трав и кустарничков в комплексе составляет 3—16% от общего количества пыльцы и спор. Среди споровых растений преобладают споры сем. Polypodiaceae — 7—17%, Sphagnum sp. — 1—14%, единично Lycopodium, Ophyoglossum, Osmunda. Во всех пробах п

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