Содержание к диссертации
Глава 1. Материалы и методы изучения состава вендестваГлава 2. Общегеологическая характеристика и литературный обзор районов исследования
Глава 3. Литологическая характеристика отложений
3.1 Общая характеристика литологического состава осадков
3.2 Отложения впадины Маркова
3.3 Отложения полигона Кабо Верде
Глава 4. Условия и способы седиментации и литогенеза
4.1. Генетическая интерпретация литологических типов
4.2 Латеральные изменения условий и способов осадконакопления в зависимости от структурно-морфологических особенностей дна
4.3. Сравнение развития постседиментационных процессов в различных структурно-морфологических зонах
Введение к работе
Актуальность работы. Общая схема протекания процессов седиментогенеза и раннего литогенеза в океане известна по классическим работам Н.М. Страхова, А.П. Лисицына, И.О. Мурдмаа и др. Однако некоторые детали этих процессов, связанные с формированием осадочного чехла в различных структурнолюрфологических зонах океана, до сих пор остаются неясными. Например, пока не находят объяснения в существующих теориях литогенеза высокие мощностями неконсолидированных осадков в некоторых впадинах СрединноАтлантического хребта (впадина Маркова). Также не находили объяснения прослои восстановленных илов, залегающие в толще окисленных краснокоричневых пелагических осадков. По своим физико-химическим характеристикам эти илы сопоставимы с осадками основания континентального склона.
Благодаря широкомасштабным структурно-тектоническим и климатологическим исследованиям, проводимым в последние десятилетия в акватории Атлантического океана, представляется возможность исследовать литологические, геохимические и минералогические особенности процессов седиментогенеза и раннего литогенеза пелагических осадков океана с учетом этих факторов. Особенно важным в рассмотрении данного вопроса является комплексный подход, включающий наряду с классическими литологическими методами, привлечение геохимических, микропалеонтологических и геофизических данных, их сопоставление с морфологией и тектоникой района. Комплексное изучение дает возможность устанавливать палеоклиматические факторы, соответствующие времени накопления осадка, источники сноса материала, проследить особенности постседиментационных преобразований, протекающих в различных геологогеоморфологических и гидрологических условиях.
Цель работы. Выяснение особенностей седиментогнеза и раннего литогенеза в тектонически-активных зонах Приэкваториальной Атлантики: в осевой части срединно-океанического хребта и в зонах трансформных нарушений.
Для этого решались следующие задачи:
• изучение вещественного, химического, минерального составов, физикохимических свойств PI структурно-текстурных особенностей отложений верхней части осадочного чехла;
• определение источников поступления материала, условий и способов его накопления, изучение постседиментационных преобразований в верхней части осадочного чехла;
• литологическая и генетическая типизация четвертичных отложений различных структурно-морфологических участков дна;
• определение средних скоростей осадконаколения, выявление в осадках признаков изменения скоростей седиментации;
• сравнительный анализ процессов седиментогенеза и литогенеза, протекающих в различных структурно-морфологических зонах Центральной части Атлантического океана;
• анализ влияния на процессы седиментации особенностей геологического строения, морфологических особенностей и палеоклиматических изменений.
Научная новизна. Впервые проанализированы особенности седиментогенеза и раннего литогенеза в тектонически-активных районах Приэкваториальной Атлантики на примере четвертичных отложений Срединно-Атлантического хребта (впадина Маркова) и зон трансформных нарушений (полигон КабоВерде). Показано, что сочетание высокой сейсмической активности и сильной расчлененности рельефа приводит к формированию специфического комплекса отложений, значительная доля которых приходится на различные типы склоновых отложений: мутьевых потоков, течения жидких илов, обвально-оползневых процессов. Широкое их развитие накладывает свой отпечаток на характер раннедиагенетических процессов. В частности, активизация склоновых процессов часто приводит к обогащению осадка органическим веществом, влияющим на окислительно-восстановительные характеристики среды. Поэтому в отличие от отложений пелагических равнин эти комплексы характеризуются повышенной активностью раннедиагененических процессов (более низкими значениями Eh), сопоставимых с таковыми на континентальном склоне.
Впервые показано, что основным поставщиком абиогенных породообразующих элементов во впадине Маркова являются продукты разрушения пород магматического субстрата, наиболее активно образуюш,иеся в условиях «сухого» спрединга, в то время как на полигоне Кабо Верде существенную роль в формировании осадка,играет перенос пелитоморфного материала со стороны Африканского континента и Зеленомысского поднятия.
Фактические материалы, методика исследований и личный вклад автора. В основу данной работы легли материалы опробования донных осадков на 16 станциях, расположенных в Центральной части Атлантического океана, в том числе на полигоне Кабо Верде (к югу от Зеленомысского поднятия, 6 грунтовых колонок) и во впадине Маркова (САХ, 4 грунтовых колонки). В качестве сравнительного материала использовались данные по другим объектам Центральной Атлантики (6 колонок). Материалы исследований получены в результате четырех рейсов 2003—2006 гг. научно-исследовательских судов «Академик Сергей Вавилов», «Академик Иоффе» и «Академик Николай Страхов», в двух последних автор принимала участие.
На борту судна автором выполнялось описание керна, производились отбор и подготовка проб на все виды литологических исследований, измерение физикохимических свойств осадка (влажности, карбонатности и т.п.).
В лабораторных условиях автором проводились: гранулометрический анализ, изучение галечного материала, песчаной фракции под бинокуляром, изучение осадков в шлифах, интерпретация полученных данных рентгено-структурного и рентгено-флуоресцентного анализов, интерпретация и обобщение всех полученных материалов, их сопоставление с данными по другим районам океана.
Всего автором выполнено: 305 измерений карбонатности, 233 измерения влажности осадка, изучение более 200 шлифов, анализ данных рентгенофлюоресцентного анализа для 456 образцов, рентгено-структурного - для 108 образцов, подробно изучен минеральный состав песчаной фракции в 71 образце, в т.ч. 14 проб с разделением в иммерсионных жидкостях. Также автор располагала данными по содержанию Сорг в 60 образцах. Материалы исследования четвертичных осадков дополнены результатами изучения каменного материала более древних осадочных и коренных пород, отобранных при драгироваНИИ в тех же районах океана.
Практическая значимость. Исследование закономерностей формирования и строения осадочного чехла, процессов современного морского седиментогенеза и раннего литогенеза, и особенно влияния на них тектонических процессов, гидротермальной активности и проявлений вулканизма вносит вклад в понимание разнообразия геологических обстановок формирования глубоководных бассейнов осадконакопления. Помимо этого, результаты, полученные по данным районам, особенно по впадине Маркова (САХ) и полигону Кабо Верде, будут применены для построения региональной лито-стратиграфической шкалы четвертичного периода. Данные, полученные при изучении пелагических склоновых отложений, дают обоснование скоплениям органического вещества и могут быть использованы при построении моделей нефтяных месторождений.
Также полученные результаты необходимо учитывать при исследовании геохимических циклов органического вещества в процессах седименто-литогенеза.
Защищаемые положения:
1. Во впадине Маркова основным источником абиогенного материала являются продукты разрушения пород магматического субстрата. Этим обусловлено обилие хлоритов и состав акцессориев в осадках. Накопление продуктов подводного выветривания и формирование аномально большой мощности осадочного чехла связано с низкими скоростями спрединга на данном участке рифтовой структуры.
2. На полигоне Кабо Верде основным абиогенным компонентом в осадках является пелитоморфный материал, обогащенный Fe и ЗЮг, поступающий со стороны Африканского континента и Зеленомысского поднятия. В разрезе выявлен реперный горизонт бескарбонатных рыже-коричневых илов с богатой кремневой фауной. Его формирование отражает изменение глубины карбонатной компенсации и по времени может быть сопоставлено с Рисской ледниковой эпохой.
3. Несмотря на различия вещественного состава отложений, в рассмотренных структурно-морфологических зонах развиты генетически однотипные комплексы отложений механогенного и биохемогенного рядов. Высокая расчлененность рельефа дна в сочетании с высокой геодинамической активностью обуславливают широкое развитие склоновых процессов. Последние способствуют концентрированию неокисленного органического вещества, активизирующего раннедиагенетические процессы.
Апробация работы. Результаты диссертационных исследований и основные выводы работы были опубликованы в материалах и докладывались на IV Всероссийском совещании по изучению четвертичного периода (Сыктывкар, Республика Коми 2005 г.), XVI Международной школе морской геологии (Москва, 2006 г.), IV Всероссийское литологическое совещание (Москва, 2006 г.), XVII Международной школе морской геологии (Москва, 2007 г.), VIII Всероссийской конференции «Природа шельфа и архипелагов европейской Арктики» (Мурманск, 2008).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 11 научных работ (статей и тезисов докладов), в том числе 2 статьи в реферируемых журналах.
Еще одна статья в реферируемом журнале находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, и двух приложений. Объем диссертации составляет 164 страницы; содержит 86 иллюстраций, в том числе 18 таблиц. Приложение состоит из 42 страниц. Список литературы включает 87 библиографических ссылок.
