Содержание к диссертации
Введение
1. Классификация вулканокластики и методика работы 9 стр.
1.1. Обзор классификаций вулканокластического материала и методы его изучения 9 стр.
1.2. Особенности накопления вулканокластического материала и процессы его преобразование в морских условиях
1.3 .Идентификация вулканогенного материала в кернах скважин глубоководного бурения и методика выделения типов вулканокластики
2. Вулканические комплексы исследуемых регионов 36 стр.
2.1. Карибский регион 3 7 стр.
2 .2. Вулканические комплексы внутриплитного вулканизма в Центрально-Восточной Атлантике 43 стр.
2.3. Средиземноморский регион 52 стр.
3. Распределение вулканокластического материала в осадках изучаемых регионов 58 стр.
3.1. Карибский регион 58 стр.
3.2. Центрально-Восточная Атлантика 63 стр.
3.3. Средиземноморский регион 67 стр.
4. Вещественный состав вулканокластики 77 стр.
4.1. Карибский регион 77 стр.
4.2. Центрально-Восточная Атлантика 100 стр.
4.3. Средиземноморский регион 119 стр.
5. Анализ петрохимического состава вулканокластики и ее привязка к источникам вулканизма 135 стр.
5.1. Карибский регион 135 стр.
5.2. Центрально-Восточная Атлантика 144 стр.
5.3. Средиземноморский регион 148 стр.
6. Сравнение составов вулканокластического материала в исследуемых регионах 155 стр.
7. Ареалы и циклы накопления вулканокластических отложений 163 стр.
8. Циклы накопления вулканокластики как отражения глобальных геологических процессов 183 стр.
Заключение 187 стр.
Список литературы 189 стр.
- Особенности накопления вулканокластического материала и процессы его преобразование в морских условиях
- Вулканические комплексы внутриплитного вулканизма в Центрально-Восточной Атлантике
- Центрально-Восточная Атлантика
- Центрально-Восточная Атлантика
Введение к работе
Изучение продуктов вулканизма тесно связано с проблемой формирования земной коры, т.к. изверженный вулканами материал дает начало как горным вулканическим породам, так и вулканогенным осадкам на суше и в океане. Поэтому, знание особенностей его накопления в осадках позволяет изучить циклы развития вулканических процессов, влияние на процесс осадкообразования, их связь с магматизмом океанов и континентов. Научный фактический материал для подобных исследований и анализов накапливался с древних времен. В результате, к концу двадцатого века возникла необходимость точной классификации огромного количества материала на континентах по современным и по древних вулканам. В 20-30-х годах прошлого века работы отечественных и зарубежных ученых позволили создать первые классификации вулканогенных осадков. Создание в 1948 году в Осло Международной палеовулканологической комиссии, итоги Всесоюзного вулканологического совещания в 1959 году, а также результат обсуждения этого вопроса на 12-й ассамблее Международной вулканологической ассоциации позволили на международном уровне обозначить цели и задачи вулканологических исследований и необходимость их дальнейшего развития. Впоследствии, данные по древним извержениям на суше положили начало единой хронологии для вулканогенных образований всего земного шара. С 60-х годов прошлого столетия при использовании технологии глубоководного бурения началось непосредственное изучение осадков Мирового океана, которое позволило получить первые данные по захороненным в глубоководных котловинах слоям вулканических пеплов. Работы проводились и проводятся до сих пор по программам международных проектов DSDP (Deep Sea Drilling Project) и ODP (Ocean Drilling Program). Они позволили не только получить первые представления о масштабах процессов современного эруптивного вулканизма на окраинах океанов и островах, но и заглянуть в прошлое этих вулканических областей. Глубоководное бурение в океанах и морях дает возможность восстановить историю вулканизма по данным изучения вулканического пепла, захороненного в осадочном чехле и внести новую лепту в изучение глобальных вулканических процессов, делая доступными для исследования самую масштабную геоморфологическую структуру на нашей планете - океаническое дно. Полученный объем данных по вулканокластическому материалу позволил по-новому оценить влияние вулканизма и магматизма на процессы формирования литосферы и существенно дополнить данные по континентальному вулканизму. Подсчеты частот встречаемости, количества слоев пепла в осадочных толщах океанов позволили выявить глобальные циклы эруптивного
вулканизма в океанах. Результаты этих обобщений представлены в работах Ритмана, А.ПЛисицына, М.А.Левитана, П.Н. Куприна, М.К.Шимкуса, Г.С.Харина, Р.Л.Ларсона, Х.У.Шминке, И.П.Кеннета. Однако, большой объем новых необработанных данных, отсутствие генетической классификации для вулканокластики в океанах, единой методики ее изучения, разные масштабы исследований - привели к тому, что на сегодня обобщение данных по вулканокластике в масштабе регионов затруднено.
Особенность изучаемой провинции Атлантического океана, с точки зрения гипотезы тектоники плит, состоит в том, что более 150 млн лет назад западная и восточная части Центральной Атлантики были сильно сближены и представляли собой единый регион, характеризующийся как процессом развития океанического спреддинга, так и начавшимся около 140 млн лет назад процессом закрытия океана Тетис, остатком которого является Средиземное море. Субдукция литосферы Тетиса под Европейскую плиту, а также процесс подцвига океанической коры Атлантики в районе Карибского моря, послужили причинами мощного вулканизма. Об этом свидетельствуют многие факты, в том числе - обнаружение глубоких очагов вулканизма в земной коре, связанных с погружением океанической коры под континенты и формированием Альпийского пояса складчатости (Гончаров, 1965, Зоненшайн, Деркур и др., 1987). Изучение распределения слоев вулканических пеплов помогает стратифицировать цикличность происходивших вулканических процессов. С этой точки зрения вулканический пепел может рассматриваться как хронометр вулканической активности и использоваться для корреляции разрезов осадочных толщ, так как в геологическом отношении он является мгновенно осаждаемым осадком (Мархинин, 1980, Харин, 1993). Анализ распределения вулканических пеплов в океанических осадочных толщах позволяет более точно фиксировать моменты эруптивного вулканизма в океанах и на суше. Это связано с тем, что вулканогенный материал, захороненный в океанических и морских осадках лучше сохраняется и меньше подвергается процессам физического выветривания, в отличие от его аналогов на суше. Подробный анализ вулканических пеплов (или же «тефры») является методом тефрохронологии. Изучение закономерностей распределения прослоев вулканокластики в осадках помогает восстановить не только историю, характер, интенсивность происходивших вулканических процессов, но и реконструировать палеогеографию океанских течений и воздушных потоков в слоях атмосферы.
Особенность выбора области исследования и проблемы изученности вулканокластического материала в осадках (речь о них пойдет ниже) определили актуальность, цели и задачи данной работы.
Актуальность работы.
Необходимость обобщения данных по вулканокластическому материалу в океанах, приведение их к единой генетической классификации с учетом специфики процессов накопления и изменения вулканокластики в морских условиях необходимо для восстановления геологической истории и прогнозирования минеральных ресурсов океанов.
Цель работы — на основе анализа вулканокластики в разных горизонтах осадочной толщи, определить моменты усиления эруптивного вулканизма, основные направление палеоразноса вулканокластического материала, его роль в процессе осадконакопления в исследуемых регионах.
Задачи работы:
По данным литологических описаний кернов скважин химического и минерального анализов выделить и классифицировать вулканокластический материал.
Определить источники его поступления в осадочные бассейны изучаемых регионов.
Выявить ареалы пеплопадов и направления разноса эруптивного материала и составить схемы распределения вулканокластики во времени по стратиграфическим интервалам за последние 150 млн лет. Определить ее объемы.
Провести сопоставление основных моментов усиления эруптивного вулканизма в разных районах Атлантики, выявить их связь с глобальными геологическими событиями, которые определили развитие Атлантического океана.
Основные защищаемые положения:
Вулканокластический материал в регионах в целом составляет в осадочной толще незначительную долю - первые проценты - доли процентов. Более 50% вулканокластического материала связано с эоловым разносом. С палеогена, над Центрально-Восточной Атлантикой и Карибским регионом перенос вулканокластического материала имеет доминирующее западное, юго-западное направление.
Изменение петрохимического состава вулканических стекол в прослоях вулканокластики отражает эволюцию вулканизма в питающих провинциях — от позднемелового низкоэруптивного базальтового вулканизма до кислого (дациты, риолиты) высокоэруптивного вулканизма в миоцен-современное время. Это подтверждает и динамика увеличения со временем площадей разноса эруптивного материала в регионах.
Развитие островодужного и внутриплитного вулканизма по обе стороны Центральной Атлантики в палеогене и неоген-четвертичном периодах шло почти синхронно
и было связано с активными вулканическими процессами в районе Антильских островов и Центральной Америки, активностью вулканов архипелага Зеленого Мыса, Канарских островов, а также с вулканизмом Альпийской зоны складчатости в Средиземном море.
Фактический материал, методы и методика исследования.
В данной работе для изучения вулканокластического материала используется классификация Е.Ф.Малеева (Малеев, 1963, 1981), как наиболее подробная и обобщенная из всех известных на сегодня классификаций за последние 60 лет. По определению под вулканокластическим материалом подразумевается смесь как вулканического пепла (пирокластический материал), так и рыхлого, уплотненного или спекшегося лавового и шлакового материала (эффузивно-обломочные образования), иногда с примесью осадочных пород (ортотуффиты). Классификация необходима для выделения пирокластических отложений, связанных с эоловым разносом. Работа основана на данных по кернам скважин глубоководного бурения (всего — 60 скважин), опубликованных в 16 томах отчетов DSDP и ODP, включает в себя обзор работ по вулканизму островов Атлантического океана и прилегающих регионов, по методикам классификаций вулканокластики, т.е всех более-менее доступных, опубликованных в течение последних 60 лет, литературных данных по этой тематике. Сюда входят также литологические описания вулканокластических слоев (около 3000 описаний), опубликованные данные по smeer-слайдам (микропрепаратам) (около 2000 проб), химические анализы вулканокластов и вулканических пород центров извержений (всего 1921 анализ). На этой основе автором классифицирован зафиксированный в кернах скважин вулканокластический материал. Более подробное освещение особенностей и методики классификации приведены в главе 1.
Личный вклад автора. Для изучения вулканокластических отложений в океане автором впервые был произведен их многосторонний классификационный анализ, с подробным выделением генетических типов, а также комплексный количественный анализ (подсчет количества прослоев, мощностей, площадей распространения и объемов вулканокластического материала). Впервые были составлены подробные схемы распределения типов вулканокластики в разрезах осадочного чехла (тефрограммы) для Центральной Атлантики (для каждого яруса МСШ за временной интервал в 150 млн лет) и карты-схемы ареалов их распространения. Выделены макро- и мезоцнклы накопления вулканокластики, проведена их корреляция с известными геологическими событиями. На основе проведенных анализов показана эволюция состава вулканокластики в регионах с разным типом вулканизма, доказан рост интенсивности вулканических процессов за последние 20 млн лет.
Новизна полученных результатов:
В результате обработки большого объема фактического материала впервые проведена классификация вулканокластики для данных глубоководного бурения в Центральной Атлантике и Средиземном море.
Впервые доказано, что площади ареалов пеплопадов в Центральной Атлантике за последние 20 млн лет увеличились в среднем в 3,5 раза, что вызвано усилением процессов эруптивного вулканизма в прилегающих вулканических регионах Малой Антильско дуги, Центральной Америки и активностью Канарского плюма.
Проведенные подсчеты мощностей вулканокластических слоев, их количества, оценка площадей разноса и объема вулканокластического материала позволили оценить количество каждого типа вулканокластики за временной отрезок в 150 млн лет и выделить макропериодичность (через 16—20 млн лет) накопления вулканокластики в осадочных толщах исследуемых регионов. Выделены верхнемеловые, палеогеновые и миоцен-современные макроциклы пеплопадов.
Практическое значение работы:
Выявление закономерности распределения пирокластики во времени и пространстве, ее привязка к вулканическим источникам дают возможность для объективного анализа истории вулканизма в питающих провинциях, понимания единой картины глубинной геодинамики и формирования литосферы на континентах и океанах, стратиграфического расчленения и корреляции разрезов осадочной толщи океанов и прилегающей суши, определения направленности палеоветров и палеотечений, геологических, географических, океанологических палеореконсгрукций и минерогенетического прогнозирования.
Апробация работы
Основные положения диссертации представлялись на XTV Генеральной Ассамблеи Европейского геофизического общества, на XIII, XIV Международных школах морской геологии, а так же на 8, 9-й конференциях «Комплексное изучение Атлантического океана».
По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах.
Объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 8 глав, введения, заключения, списка литературы, включающего 157 наименований, в том числе 74 иностранных источника. Она содержит 135 страниц текста, 54 рисунка, 11 таблиц. Общий объем работы 200 страниц.
Благодарности
Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю дг-мн. Г.С.Харину за поддержку и постоянное внимание к работе. Автор признателен кг-мн Е.А.Чернышевой, дг-мн, профессору Е.М.Емельянову, дг—мн И.О.Мурдме, дг-мн М.А.Левитану за ценные критические замечания в процессе работы над диссертацией, а также сотрудникам лаборатории геологии Атлантики за постоянную поддержку и внимание к работе.
Работа выполнялась в лаборатории геологии Атлантики (зав. лаб. с 1967 г. по 2006 г. — дг-мн, проф. Е.М.Емельянов, с 2006 г. - кхн. В.А.Кравцов) в рамках программ проектов РФФИ (Гранты: 01-05-64182, руководитель Г.С.Харин, 96-05-65639, руководитель Г.С.Харин и 06-05-64169, руководитель Е. А.Чернышева).
Особенности накопления вулканокластического материала и процессы его преобразование в морских условиях
Материал, поступающий при извержении вулканов в осадочный бассейн очень разнообразен. Его состав можно представить себе как сочетание следующих компонентов: витрокластического, литокластического, кристаллокластического. Выделение и анализ этих трех составляющих позволяет классифицировать вулканический материал и выделить его из многообразия типов осадков. Изучение минеральных и петрохимических особенностей позволяет определить источник его происхождения. В большинстве классических работах российских и зарубежных вулканологов обычно рассматривается изменение физических и химических свойств выпавшей вулканокластики непосредственно сразу после извержения. Подобные работы дали возможность оценить объем этого материала, особенности его траішортировки, изменение минерального и петрохимического составов на разных расстояниях от источника. Но решения такого рода прямых задач связано с большим объемом необходимой информации о типе извержения, его мощности, возрасте и прочих параметров. Для точной идентификации вулканокластических осадков необходимо брать геологические пробы на равноудаленном расстоянии от вулканического центра. Поэтому, основной чертой этих исследований был подробнейший сбор материала по уже известным (большей частью - современным) извержениям. В первую очередь - это данные, которые можно получить на суше. Всвязи с этим следует отметить, что подверженность вулканического материала разрушению, вследствие эрозионных процессов, приводит к тому, что он сохраняется более или менее полно лишь вблизи центров извержения, а в удаленных районах консервируется в осадочных толщах лишь небольшая его часть.
Поэтому, идентификация прослоев вулканического материала в морских осадках сталкивается с рядом проблем. Особенно это касается наиболее древних прослоев пепла в морских отложениях. С геологической точки зрения их накопление и консервация происходит мгновенно, но до момента захоронения в осадках они подвергается влиянию изначально большему количеству внешних факторов, нежели на суше. Одним из главных факторов является морская среда. Деятельность подводных течений, мутьевых потоков, приводящих к размыву вулканических осадков и их дальнейшему переотложению, а также, гидротермальные и гальмиролитические процессы являются причиной существенного изменения первоначального состава вулканокластики. Кроме того, процесс получения геологических данных в океанах и морях сильно затруднен, и решение обратной задачи часто становиться невозможным из-за недостаточного пространственного охвата сеткой станций исследуемого региона. В результате, репрезентативность полученных данных пока гораздо ниже, чем на суше.
Итак, для ответа на главные вопросы («Что?» и «Откуда?») необходимо наличие подробной информации об объекте исследования. Наша работа касается в первую очередь изучения древнего вулканогенного материала, захороненного в осадочных толщах Мирового океана. Поэтому, здесь необходимо осветить качественные изменения вулканокластики, которые возникают под воздействием различных факторов. В общих чертах, в процессах изменения морфологических, минералогических и петрохимических характеристик можно выделить два основных момента: 1) активное изменение в результате воздействия внешних факторов (как правило, такие изменения синхронны извержению), 2) статичное изменение в результате преобразования вещественного состава под воздействием процессов литогенеза и начальной стадии диагенеза (как правило, это происходит в поствулканическую стадию). Первую стадию можно рассматривать как одномоментное в геологическом масштабе изменение гранулометрического, минерального и химического состава в период извержения. Основные факторы внешнего воздействия на вулканокластику в океанах можно разделить на три основные составляющие: 1) атмосферный перенос, 2) склоновые мутьевые потоки, 3) морские течения. Каждая из них является причиной формирования особых вулканокластических образований.
Особую роль при образовании вулканокластических пород, а ровно, как и осадочно-вулканогенных образований, играет гиалокластика. Генетически этот материал является продуктом разрушения мелких стекловатых сфероидов и корок закала крупных лавовых подушек. Разрушение происходит в результате быстрого охлаждения или разрыва сфероидов из-за усиления внутреннего газового давления (Хворова, 1974, Харин, 1993). Термин «гиалокласт» был предложен в I960 г. А.Ритманом. Особенность минерального состава многократно описаны в трудах Г.С.Харина, Е.Бонатти, Безрукова, И.О.Мурдмаа. В основном - это вулканическое стекло и продукты его преобразования. В любом случае, наличие этого материала в осадках кернов скважин указывает на особые гидродинамические условия накопления. Для нашей работы главным является то, что он формируется под толщей морской воды и может являться объективным показателем подводного вулканизма и деятельности морских течений.
Преобразование вулканокластических осадков в процессе переработки их склоновыми потоками, морскими течениями приводит к дальнейшей сортировке, насыщению первичных пирокластических продуктов терригенным материалом. Деятельность морсюїх течений является причиной возникновения вулканических турбидитов - результат чередования мгновенного накопленного вулканокластического материала и продуктов его последующего размыва (Schminke, Sumita, 1998). Для подобных образований характерны слоистая текстура, постепенное убывание содержания пирокластических элементов (в данном случае - вулканического стекла) вверх по разрезу в пределах одного прослоя и постепенная смена вулканокластической толщи вулканокласто-осадочными образованиями.
Вулканические комплексы внутриплитного вулканизма в Центрально-Восточной Атлантике
По классификации ФАО (FAO) регион Центрально-Восточной Атлантики определен в рамках 36 с.ш. - 6 ю.ш. и 5 - 45 з.д. По широте он простирается от Гибралтарского пролива на севере до устья реки Конго на юге. Его долготные границы охватывают африканское побережье на востоке и Срединнс—Атлантический хребет на западе. Но, т.к. интересующие нас объекты исследования сосредоточены в восточной его части (скважины глубоководного бурения и вулканические острова), то в рамках данной работы Центрально-Восточной Атлантикой (ЦВА) будет называться регион, заключенный между восточным флангом срединно-океанического атлантического хребта и западным побережьем Африки в пределах от 5 с.ш. до 45 с.ш. (рис. 2.3). По геологическому строению это переходная область от пассивной континентальной окраины к океанической литосфере Северо-Восточной Атлантики. Крупными морфоструктурами района являются, при движении с запада на восток, фланг Срединно-Атлантического хребта (САХ), глубоководные котловины (Канарская и Зеленого мыса), континентальный склон и шельфовая область африканского континента, осложненные рядом вулканических поднятий, среди которых выделяются поднятия Сьерро—Леоне, Поднятие Зеленого мыса, Канарское и Мадейра. Современные действующие вулканы расположены на островах Зеленого мыса, Канарских и Азорских островах. В районе обнаружено много крупных подводных гор, которые, в основном, группируются или юго-восточнее Азорского архипелага, или севернее Канарских островов и острова Мадейра. Подводные горы, о. Мадейра являются отмершими вулканическими морфоструктурами. Между широтами, ограничивающими данный регион, развита зона разломов атлантического побережья Африки. Она сочленяется на севере с южно-Атласской зоной разломов представленной Атласской горной страной и южно-Атласским глубинным разломом, зарождающимся на западе в районе Канарских островов. На юге у Гвинейского залива она ограничена глубинным разломом, ориентированным с северо-запада на юго-восток, названным Эретрейским, проходящим предположительно через архипелаг Зеленого мыса (Ломова, 1979). На северо-западе региона расположена зона сочленения Северо-Атлантической, Африканской и Европейской плит — зона Азорско-Гибралтарской системы разломов.
Формирование этой части Атлантики началось в конце юры или в начале мела эпохой опусканий, которая охватила разные участки побережья Атлантического океана. В Сенегале, Анголе и Габоне образовались горстовые структуры и поднятия, в полосе которых зафиксирован интенсивный щелочно-базальтовый вулканизм (Пущаровский, 1994, Ломова, 1979). Тектоническая активизация по сетке разломов произошла также в позднем мелу и характеризовалась щелочным вулканизмом в Южной Анголе, массиве Тибести и островах Зеленого мыса. Погружение западной части Африканской платформы привело к развитию океанской трансгрессии в глубь Сахары и формированию мощных терригенных карбонатных осадочных толщ в образовавшихся приокеанических бассейнах.
Основные центры древнего и современного вулканизма в этом регионе представлены внутриплитными вулканическими комплексами Канарского архипелага, островов Зеленого мыса, Азорских островов, острова Мадейры, а также многочисленными подводными вулканическими горами, общее количество которых исчисляется сотнями.
Канарский архипелаг - один из центров палеоген-четвертичного вулканизма в северо-восточной части Центральной Атлантики. Он расположен в непосредственной близости от западного побережья Африки, частично на поднятии Западно-Африканского кратона и протягивается на расстояние около 600 км. В географическом плане это цепочка островов вытянутых в широтном направлении и подразделяющаяся на 3 основные группы: восточная (острова Лансароте и Фуэртивентура), центральную (Тенерифе, Гран-Канариа, Гомера), западную (Ла-Пальма и Иерро) (Апродов, 1982).
В истории формирования архипелага четко выделяется несколько вулканических циклов, наиболее древние из которых представлены субаэральными вулканическими образованиями острова Фуэртивентура (возраст более 35 млн лет), а самые молодые — лавами острова Ла-Пальма (0-2 млн лет). Вулканические комплексы неоген-четвертичного возраста развиты на всех островах. Их формирование происходило с перерывами. Наиболее подробно изучены комплексы островов Гран-Канариа и Тенерифе, где выделены несколько вулканических групп, среди которых наибольшее развитие получили вулканиты миоценого возраста (фаза Моган и фаза Фатаж) — 15, 13, 10 млн лет, и плиоценового — 4 млн лет (Van den Bogaard, Schmincke, 1998) (таблица 2.2). Подобное возрастное распределение вулканических пород архипелага дает возможность утверждать, что гипотеза возникновение архипелага как результата действия «горячей точки» на сегодня недостаточно ясна (Мазарович, 1998). Однако состав вулканитов существенно отличается как от вулканитов Карибского бассейна, так и от толеитов Срединно-Атлантического хребта. По крайней мере, можно предположить, что плюм Канарских островов имеет более сложную историю развития, нежели ставшая на сегодня уже «классической» «горячая точка» Гавайского хребта в Тихом океане.
Центрально-Восточная Атлантика
Скважины с наибольшим количеством вулканокластики (суммарная мощность обнаруженных прослоев пепла более 50 м) сосредоточены около древних и современных активных вулканических районов: Азорские острова, Канарские острова, остров Мадейра, архипелаг Зеленого мыса. Средняя мощность всего вулканокластического материала, в 27 скважинах, включая вулканические пеплы, туфы, лапилли, вулканические брекчии, составляет более 30 м. Максимальные концентрации вулканокластического материала приурочены к подножиям Канарского вулканического плато и плато Зеленого мыса, а также к северной части Канарской котловины (скважина 950) (рис. 3.3). Отмечено, что в скважинах, расположенных вблизи материкового склона Африканского континента вулканокластическии материал или отсутствует, или содержится в незначительных количествах (первые сантиметры — единичные тонкие слои вулканических пеплов). В абиссальной части Канарской котловины в ее центре вскрыты слои вулканических пеплов, вулканических глин, общей мощностью до 2 м. Последующий анализ smeer-слайдов показал, что большая их часть - это вулканокласто-осадочные образования, сложенные продуктами изменения вулканического стекла и терригенным материалом. На построенной для наиболее характерных скважин тефрограмме видно, что основная часть вулканических пеплов сосредоточена в миоцеп-современных отложениях, тогда, как более древние прослои представлены преимущественно измененной (цеолитизированной) вулканокластикой и вулканокластикой с примесью терригенных компонентов (ортотуффитами) (рис. 3.4). Наиболее древний вулканический материал датируется раннемеловым возрастом и представлен залегающими в толщах известковых мергелей и аргиллитов (скважины 370, 416, 398D, 136) цеолитизированными пеплами и ортотуффитами. Их процентное содержание от общего объема вмещающих их одновозрастных осадков невелико - 5, 10%. Отдельные прослои пепла встречены в кернах скважин Канарской котловины (скважина 136), толщиной 20 см каждый. Судя по имеющимся литературным данным, их источник пока не установлен.
Количество скважин, пробуривших, осадочную толщу позднемелового возраста (маастрихт-коньяк), также невелико: 7 скважин, в 5 из них обнаружена вулканокластика, представленная, в основном, цеолитами, процентное содержание которых в осадочных толщах гораздо выше по сравнению с раннемеловыми толщами- от 10 до 20 %.
Тефрограмма вулканокластических отложений Центрально-Восточной Атлантики, построенная по скважішам глубоководного бурения. позднемелового возраста с максимальной концентрацией цеолитовых прослоев зафиксированы в скважине 137 как пачки цеолитовых глин. В этой же скважине на глубине 218 метров обнаружен мощный (до 2 м) прослой палыгорскитовых глин. Его возраст определен как — 81,5 млн лет. Подобные осадочные породы вскрыты в кернах скважин 12, 140, 137, 138, 139, где они датируются верхним мелом, палеогеном и миоценом. В интервалах этих скважин (75-215 м) содержание палыгорскита достигает 50-60%. Они не представляют собой однородную толщу. Это, в основном, вулканогенно—терригенные пачки осадков с тонкими (1—5 см) прослоями цеолитовых глин и вулканическігх пеплов. Зона распространения палыгоскитовых глин субпаралельна рифту Атлантического хребта и ограничена с севера Южно-Атласским разломом восток-северо-восточного простирания и с юга — глубинным Эретрейским разломом северо-западного простирания от западной части Гвинейского залива. Вопрос о природе палыгорскитовых глин в научной литературе до сих пор является дискуссионным. Судя по работам А.Г.Коссовской, О.СЛомовой, которые посвящены генезису этих осадочных пород, а также по отчетам глубоководного бурения, можно уверенно говорить об аутигенном происхождении палыгорскитовых глин (Ломова, 1975, Peterson et al., 1970, von Rad, Rosch, 1972, Коссовская, Муравьев, 1975, Коссовская, Шутов, 1975). С этой точки зрения их генезис связан с преобразованием щелочно-вулканогенного витрического материала путем интенсивной гидратации с последующими стадиями глубокого разложения. Ареал распространения эоценовых цеолитовых глин — юго-восток исследуемого региона, непосредственно около шельфовой области Африканского побережья. Их суммарная мощность в скважинах 368 и 367 довольно мала — 20-60 см. Подобные типы осадочных пород вскрыты также на севере, в районе Иберийского плато (скважина 398), где прослой цеолитовых глин толщиной 177 см датируется средним эоценом.
Осадки миоценового возраста пройдены в кернах 22-х скважин. Из них, в 13 скважинах вскрыты вулканические пеплы. Это тонкие прослои (около 10 см), состоящие почти целиком из вулканического стекла. Максимальное количество слоев (более 30), мощностью до 50-100 см, вскрыто в нижне-миоценовых и средфг-миоценовых глинах и песчаниках Канарской котловины (скважина 952) и поднятия Канарских островов (скважины 954—956). Вблизи последних, кроме мелкозернистой пирокластики, зафиксированы слои вулканических кластических брекчий, лапиллей (скважина 956). Характер и состав этих слоев указывает на интенсивный эруптивньш вулканизм, который явился таюке причиной накопления мощных слоев вулканических туфов (их общая мощность в скважине 956 составляет 100 м). Особенность вулканогенных накоплений нижне-миоценового возраста, вскрытых в скважине 953, — четко выраженная ритмичность в чередовании гиалокластических туфов, прослоев лапиллей и туфобрекчий. В Канарской котловине миоценовая вулканокластика представлена тонкими пепловыми прослоями, лапиллями, а также мощными гиалокластическими туфами (до 10 м). К тому же, по всей толще миоценовых осадков встречается рассеянное вулканическое стекло (около 5-10%). В этой области, по имеющимся литературным данным, выделяются 4 основных источника: вулканы Канарского архипелага, подводные горы центральной части Канарской котловины, система подводных гор Грейт-Метеор - Атлантик, образующая обширное поднятие к северу котловины, покрытое мощным чехлом вулканокластических осадков, а также вулканический хребет Мадейра (Макдональд, 1975, Лисицын, 1980, Литвин, 1987, Мазарович, 1988 и т.д.)
Центрально-Восточная Атлантика
Вулканокластика Центрально-Восточной Атлантики представлена в smeer-слайдах достаточно неравномерно. Верхнемеловые максимумы накопления (кампан-сантонский и маастрихский) содержат только 2—3% от общего количества вулканокластических проб. Максимальное количество проб взято из нижнемиоценовых (74 пробы) и четвертичных (60 проб) отложений, тогда, как верхнемеловые и эоценовый цикл накопления представлены 8 и 16 пробами соответственно. При сравнении зафиксированных в первичных описаниях количества слоев вулканокластики и количества взятых их них проб для smeer-слайдов видно, что вулканокластика наиболее крупных моментов накопления (эоценовый, миоценовый и плиоцен-четвертичный) в smeer-слайдах представлена достаточно объективно (таблица 4.2). Исіапочение составляет, пожалуй, нижнемиоценовый горизонт накопления, который маркируется гиалокластическими туфами и брекчиями. В целом, пробы smeer-слайдов распределены пропорционально количеству вулканокластических слоев, поэтому можно утверждать, что они могут дать достаточно точное представление о составе вулканокластических отложений в Центрально-Восточной Атлантике.
Корреляционный анализ распределения основных групп минералов показывает, что полевые шпаты, амфиболы и пироксены имеют вулканогенный генезис только в верхнемеловых, преимущественно измененных, пеплах кампанского и турон-коньякского возраста, а также в плиоцен-четвертичных отложениях подножия Канарских островов, где вулканические отложения представлены мощными слоями лавокластических и пирокластических образований (таблица 4.3) . В остальных пробах эти минералы входят в терригенную группу и имеют достаточно высокий коэффициент корреляции с кварцем и глинистыми минералами.
На северном, юго-восточном и юго-западном склонах Канарского вулканического архипелага глубоководным бурение вскрыто, в общей сложности, 500 м базальтовых гиалокластических туфов и лавокластических брекчий (скважины 953, 954, 956) (рис. 4.10). Они приурочены, преимущественно, к мелководной части осадочного бассейна. Выделенные лавокластические слои и брекчии представляют собой обломочные потоки глыбовой, гравийно-галечной и псаммитовой размерности, переслаивающиеся с прослоями биогенных илов и глин, Мощность отдельных вулканогенных слоев достигает 50-167 м. Возраст слоев плейстоцен-плиоценовый, миоценовый. Крупнообломочные, валунно-гравийные лавокласты содержат большое количество обломков вулканических пород, которые представлены базальтами. Характерно наличие базальтовых валунов размером до 25 см, которые встречаются, преимущественно, в грубозернистых слоях с характерной для зтігх образований агломеративной структурой (рис. 4.11 А). Содержание обломков базальтов достигает в плейстоцен-плиоценовых прослоях 75-90%. Вулканическое стекло присутствует в слабоизмененном виде и представлено сидеромеланом (5-8%). Характерно также наличие тяжелых минералов, таких как титано-авгита, амфиболов, клинопироксенов (их содержание достигает 5-10%). Биогенные элементы содержатся в незначительных количествах и характеризуются преобладанием биокластики и бентосных фораминифер. Их содержание не превышает в отдельных слоях 5-10%. Аутигенных минералов нет. Гиалокластические образования вскрыты на склонах Канарских островов (в частности - остров Гран-Канария) в нижнемиоценовых осадках скважины 953. Это чередующиеся друг с другом слои гиалокластических туфов, гиалолапиллей и гиалобрекчий общей мощностью 161 м. Гиалокластика отличается от лавокластики лучшей сортированностыо. Размер зерен варьирует от 1 см до 20 см. В верхней части пачки залегают гиалокластические туфы, псаммитовой размерности (см. рис. 4.11 Б). В составе подчиненных групп присутствуют кристаллы плагиоклаза, клинопироксена, оливина.
Вулканокластические прослои с доминированием обломков вулканических пород и кристаллокластики вскрыты в скважинах, расположенных вблизи неоген-четвертичных центров вулканизма Канарских островов и островов Зеленого мыса. Наиболее древние из них представлены кристаллокластическими туфами и лапиллями среднемиоценового возраста. Подобные слои обнаружены в кернах скважин 953, 955, 956. Это пирокластические туфы и лапилли псаммитовой размерности с содержанием вулканической кластики 70—95%, среди которой встречаются обломки пемзы (рис. 4.12А, Б, В, Г). Для них характерна текстура пирокластических отложений, а также легко узнаваемая структура, как вулканокластическая, так и агломератовая, также свойственная вулканогенным осадочным породам. В пробах скважины 953 отмечены клинопироксены (до 25%). Присутствуют единичные зерна плагиоклазов, амфиболов. В среднемиоценовьгх туфах скважины 956 присутствуют зерна щелочных полевых шпатов. Проведенный корреляционный анализ проб этого стратиграфического горизонта показывает, что эти минералы составляют кристаллокластическую группу (см. таблица 4.3). А щелочные полевые шпаты являются минералами маркерами, которые фиксируют усиление щелочного вулканизма острова Гран Канария. Аутигенные элементы в пирокластических слоях среднего миоцена отсутствуют. Содержание биогенных элементов (наннопланктон, фораминиферы) незначительно — до 7%. В скважине 953 вскрыты витрокластические туфы, представленные серией прослоев толщиной от 30 см до 1,4 м, переслаивающиеся с крупнозернистым вулканическим песком. Они формируют витрокластический комплекс, который залегает на вышеописанных граувакковых кристаллокластических толщах. Витрокластические алевритовые пеплы среднего миоцена вскрыты и в районе островов Зеленого мыса (скважина 368). Содержание вулканических стекол - 85%. Терригенных примесей не наблюдается. От одновозрастных витрокластических пеплов Канарских островов они отличаются наличием в своем составе пирита (5%) и наннопланктона (10%).
Верхнемиоценовые пирокластические образования представлены прослоями кристаллокластических песков, вскрытых в скважинах 953, 955 и содержащих минералы вулканогенной группы (свыше 80%). В нее входит базальтовая кластика (65%), плагиоклазы (20%), клинопироксены (3%), смектиты (7%).
Плиоценовые пирокласты представлены витрокластическими пеплами, лапиллями и вулканокластическими базальтовыми граувакками (скважина 953). Последние выделяются из вмещающих их осадков своим алевритово-псаммитовым и псаммитовым составом. Это мощные прослои, толщиной от 30 см до 2 м, состоящие наполовину из базальтовой кластики (50-62%) и кристаллокластических компонентов, содержание которых достигает 40%. В эту группу входят клинопироксены и плагиоклазы. Распределение кристаллокластики в плиоценовых пирокластических прослоях позволяет выделить несколько этапов усиления вулканической деятельности Канарских островов. Это отражается в увеличении в отдельных слоях содержания клинипироксенов и плагиоклазов с 10 до 40%. Кроме вулканогенных элементов в составе лапиллей присутствуют цеолиты и глинистые минералы. Судя по результату корреляционного анализа для этих горизонтов, глинистые минералы принадлежат терригенной группе и отражают влияние терригенного сноса, при формировании лапиллиевых пирокластических слоев на склонах острова Гран-Канария (см. таблица 4.2).
