научная статья по теме СЕДИМЕНТАЦИЯ В АНГОЛЬСКОЙ И КАПСКОЙ КОТЛОВИНАХ В ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД Геология

Текст научной статьи на тему «СЕДИМЕНТАЦИЯ В АНГОЛЬСКОЙ И КАПСКОЙ КОТЛОВИНАХ В ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 4, с. 295-305

УДК 551.352.763.79:561.26(261.7)

СЕДИМЕНТАЦИЯ В АНГОЛЬСКОЙ И КАПСКОЙ КОТЛОВИНАХ

В ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД

© 2014 г. В. Н. Свальнов, О. Б. Дмитренко, Г. Х. Казарина, Е. Д. Бережная

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН 117997Москва, Нахимовский проспект, 36; E-mail: senidol@yandex.ru Поступила в редакцию 23.01.2012 г.

Выполнены литологические, геохимические и микропалеонтологические исследования опорных колонок осадков из Ангольской и Капской котловин. По комплексам известкового наннопланкто-на и диатомей вскрытые разрезы, представленные окисленными миопелагическими глинами, карбонатными (кокколитово-фораминиферовыми, фораминиферово-кокколитовыми), известкови-сто-глинистыми и глинисто-известковыми илами, имеют плейстоцен-голоценовый возраст. Для отложений Капской котловины характерны горизонты поверхностных и погребенных железомар-ганцевых конкреций. Выявлены признаки переотложения осадочного материала антарктическими придонными водами и мутьевыми потоками. В плейстоцене неоднократно менялось положение южного полярного фронта — смещение к северу по сравнению с современным. В целом же плейсто-цен-голоценовая седиментация в Ангольской и Капской котловинах отвечает незавершенному пелагическому (миопелагическому) типу океанского литогенеза.

Б01: 10.7868/80024497X14030070

Ангольская и Капская котловины расположены в зоне субтропического антициклонического круговорота поверхностных вод, сформированного течениями Бенгельским, Южным пассатным, Бразильским и Южно-Атлантическим (западных ветров) [Степанов, 1974]. Изученная колонка 2182 получена в Ангольской котловине на значительном расстоянии от Срединно-Атланти-ческого хребта и от шельфа Африки, на трассе Южного пассатного течения (продолжение Бен-гельского), в пределах субтропической биогеографической зоны, выделенной по наннофосси-лиям [Дмитренко, 1993]. Температура поверхностной воды составляет 25—26°С, соленость в интервале 0—200 м — 36.16%о, что указывает на благоприятные условия для развития наннофло-ры; придонная температура — менее 1о С [Степанов, 1983].

В Капской котловине станции проведенного опробования осадков расположены в современной умеренной биогеографической зоне, в худших поверхностных и придонных условиях. Они находятся юго-восточнее южного тропического и севернее субантарктического фронтов водных масс. Температура поверхностной воды составляет 15°С, придонной — меньше 1°С, соленость — 32.25% [Степанов, 1983; Berger et al., 2001]. Кроме того, располагаясь восточнее, они в большей мере, чем ст. 2182, подвержены влиянию Бенгель-ского течения и одноименного апвеллинга, что сказывается на литологическом составе осадков. В четвертичное время к этому району неодно-

кратно приближался южный полярный фронт (ЮПФ), смещение его к северу в Атлантике составляло до 6° широты [Ciesielski, Weaver, 1983]. Циркумполярное течение мощно подпитывало Бенгельское течение, расширяя и смещая на запад его трассу в раннем плейстоцене [Оськина, Дмитренко, 2011], что резко сказывалось на составе и численности микрофлоры в этом районе.

Среднегодовая первичная продукция в Ангольской и Капской котловинах составляет около 100 мг С/м2 в день [Кобленц-Мишке, 1977]. Численность клеток фитопланктона в слое воды 0— 100 м обычно не превышает 100 кл/л [Волковин-ский и др., 1972], а биомасса сетного зоопланктона в этом же слое достигает 50 мг/м3 [Богоров и др., 1968]. Для котловин характерны эвтрофные условия обитания макробентоса [Соколова, 1986] при содержанях Сорг в поверхностном слое осадков 0.25—0.50% [Романкевич, Бобылева, 1990].

Южная часть Атлантического океана весьма привлекательна для изучения геохимии донных осадков и связанных с ними процессов раннего диагенеза и железомарганцевого рудообразова-ния. Немногочисленные публикации свидетельствуют, что в Капской котловине находятся довольно обширные поля железомарганцевых конкреций. В осадках были исследованы марганцевые микроконкреции, однако железомарганцевое рудообра-зование в целом практически не изучено отечественными специалистами [Геофизические..., 1990].

Местоположение геологических станций в Капской и Ангольской (ст. 2182) котловинах

Номер станции Координаты Глубина, м Орудие отбора Длина монолита, см

широта долгота

2182 23°30.52' ю.ш. 04°17.19 з.д. 4990 ТБД 215

2189 35°20.56' ю.ш. 03°01.70 в.д. 5080 » 474

2190 35°50.41' ю.ш. 03°23.92 в.д. 5200 » 342

2194 36°26.12' ю.ш. 08°02.37 в.д. 4728 » 235

2194-1 36°27.14' ю.ш. 08°00.50 в.д. 4764 Дч 15

2195 36°35.48' ю.ш. 08°10.91 в.д. 4708 » 5

Примечание. ТБД — трубка большого диаметра, Дч — дночерпатель.

В данной статье рассматриваются литологиче-ские и биостратиграфические аспекты формирования четвертичных глубоководных осадков Ангольской и Капской котловин с учетом современных условий седиментации.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Изученные осадки были отобраны прямоточной трубкой большого диаметра (ТБД) и дночер-пателем "Океан—50" (Дч) в 29-м рейсе НИС "Академик Иоффе" (2009 г.) в юго-западной части Ангольской котловины (станция 2182) и на севере Капской котловины — станции 2189, 2190, 2194, 2194-1, 2195 (таблица). Толщина вскрытых на глубинах 4708—5200 м отложений колебалась в пределах 5—474 см. Под поляризационным микроскопом "АтрИуаТ' в смерслайдах изучены петрографический состав осадков и их структура, были также определены процентные соотношения площадей, занятых каждым компонентом. Такой прием позволил в нашем случае избежать выполнения более трудоемкого водно-механического анализа. Исследования диатомей проводились при увеличениях более 1500 раз. Их количественное содержание определялось путем подсчета экземпляров в объеме осадка, необходимого для приготовления стандартного смерслайда. Изучение и подсчет кокколитов выполнены в смерслайдах и отмытых образцах (больше 160 горизонтов) с помощью биологического микроскопа "АтрЦуаГ' с увеличением 1350 раз и сканирующего электронного микроскопа JSM-U3 при увеличениях до 10000 раз (снято более 120 кадров). Полученные результаты контролировались определениями СО2 и Сорг методом сожжения (аналитик Н.П.Толмачева, ИО РАН). Контрольные измерения Сорг в нескольких пробах выполнены Л.В. Деминой (ИО РАН).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Атлантика в целом занимает промежуточное положение в ряду бассейнов седиментации внутреннее море—океан, поэтому развитый в глубоководных районах данного океана тип литогенеза можно считать незавершенным пелагическим (миопелагическим) [Свальнов, 1991]. Ниже дано описание собранных в Ангольской (ст. 2182) и Капской (см. таблицу) котловинах осадков и распределение в них кремнистой и карбонатной микрофлоры (соответственно диатомей и кокко-литов). Названные котловины разделяет Китовый хребет, что отразилось на специфике осадкообразования в их пределах.

Ст. 2182 расположена в Ангольской котловине на глубине 4900 м (см. таблицу). Длина колонки составляет 215 см. Разрез в основном представлен в разной степени окисленными пестроцветными карбонатными (кокколитово-фораминиферовы-ми и фораминиферово-кокколитовыми) осадками (71.75-96.66% СаС03, 0.005-0.070 Сорг) (рис. 1). В интервале 56-57 см залегает по резкой неровной границе темно-коричневый известковисто-гли-нистый ил (35.33% СаС03, 0.03% Сорг), который постепенно сменяется вниз по разрезу глинисто-известковым илом горизонта 57-63 см (60.44% СаС03, 0.02% Сорг). Для известковых осадков характерны пятнисто-линзовидные (мраморовид-ные) текстуры, возможно, обусловленные био-турбацией. Фоновый цвет их варьирует от белого, коричневато-светло-серого до бежевого и коричневого, а окраска пятен и линз белая, кремовая, светло-коричневая.

В карбонатных осадках суммарно резко преобладают (70-95%) планктонные фораминиферы и кокколитофориды разной степени сохранности. Глинистая составляющая не превышает 28%,

Рис. 1. Литологический состав изученных осадков и распределение в них СаС03 и Сорг . 1-6 - типы осадков: 1 - мио-пелагические глины, 2 - то же, слабоизвестковистые, 3 - кокколитово-фораминиферовые, 4 - фораминиферово-кокколитовые, 5 - глинисто-известковые, 6 - известковисто-глинистые; 7 - железомарганцевые конкреции; 8, 9 -содержание (%): 8 - СаС03 9 - Сорг; 10, 11 - границы раздела: 10 - резкие, 11 - постепенные.

0 см

Ст. 2182

ш

СаС03 0 50100

I—I—I

100 -

200 -

иш.

ш

0.08

С

орг

СаС03 0 40 80 г

Ст. 2194-1

0 — *

= с =

см с = с ♦ -- -

10 - с -0 - с - с -

V

СаС03 0 40 80 г

п

Ст. 2195

0 см 5

- о

с - с

- о -с - с

0.1

0.2

Со

СаС03 0 10 20

Ст. 2189 1 1 1 0 ■

СаС03

СаС03

100 ■

200 -V

300 -

0 0.2 0.4

Сорг

400 Ч

он

ОН

«II

«II

(¡11

он

<Н1

«II

он

о*

_I_I

0 0.2 С

орг

Ст. 2190 0

ш

100

200-

300 -

0 0.2 0.4

С

орг

встречаются железомарганцевые микроконкреции, единичные зубы и костные остатки рыб, па-лагонитизированные стекла, кремнистые фрагменты крупных растений и губок.

В глинисто-известковых илах доля форамини-фер и кокколитов снижается до 60%, а количество глинистых минералов возрастает до 39%, тогда как известковисто-глинистые илы содержат 35% кокколитов и фораминифер при 62% глинистой составляющей. Другие примеси в этих двух типах илов такие же, как в карбонатных осадках.

Наиболее представительный кокколитовый материал получен при исследовании в Ангольской котловине именно колонки 2182 (см. рис. 1), где количество наннофоссилий меняется от средних величин до преобладания в осадках. В распределении их по разрезу можно проследить некоторые закономерности (рис. 2). Так, вид Emil-iania huxleyi присутствует в интервале 0—25 см, составляя до 11% от общего комплекса кокколи-тов и определяя одноименную верхнюю нанно-планктонную биостратиграфическую зону [Gartner, 1977]. По данным В. Бергера с соавторами [Berger et al., 2001], на Китовом хребте вид-индекс зоны появился 260 тыс. лет назад. На ст. 2182 также определены Helicosphaera minima, многочисленные Reticulofenestra и Pseudoemiliania. Ниже (25—115 см) следуют нерасчлененные зоны Ge-phyrocapsa oceanica (0.27—0.44 млн лет) и Pseudoemiliania lacunosa (0.44—0.92 млн лет). Индекс зоны Ge

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»