CC BY
10
УДК 551. 352 (262.5) Е Юаньцю1
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ДУНАЙСКОГО И ДНЕПРОВСКОГО КОНУСОВ ВЫНОСА
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова».
119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1
Moscow State University, Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
Установлены особенности формирования разрезов позднечетвертичных осадков Дунайского и Днепровского глубоководных конусов выноса и межконусных участков дна Черного моря. Их строение на разных временных отрезках определяется разной ролью осадочных механизмов (фоновой седиментации, мутьевых потоков, разномасштабных оползневых явлений) в зависимости от колебаний уровня бассейна.
Ключевые слова: Черное море, позднечетвертичное осадконакопление, Дунайский конус выноса, Днепровский конус выноса, генетический тип.
Established the features of formation of the sectionsof the Late-Quaternary sediments, which deposited on the Danube and Dnieper deep-water cones and interconec parts of the bottom of Black Sea. Their structures at different time intervals are determined by different role of sedimentary mechanisms (pelagic sedimentation, debris flows, different cale and slide phenomena), depending on the fluctuations in sea-level of Black Sea.
Key words: Black Sea, Late-Quaternary sedimentation, Danube fan, Dnieper fan, genetic type.
Введение. Дунайский и Днепровский глубоководные конусы выноса (ГКВ) представляют собой крупные аккумулятивные тела с мощностью неоген-четвертичных отложений до 3—5 км [Туго-лесов, 1985]. Они расположены в северо-западной части Черного моря на континентальной окраине Восточно-Европейской платформы и Скифской плиты и выражены в рельефе дна. Здесь находится широкий шельф (более 200 км) и пологий (несколько градусов), широкий (50—100 км) континентальный склон, относительно слаборасчле-ненный, переходящий в глубоководную впадину.
Особенности строения и морфологии Дунайского и Днепровского ГКВ, состав и стратификация слагающих их отложений рассмотрены во многих публикациях [Казанцев, Шайнуров, 1978; Куприн и др., 1984; Конюхов и др., 1988; Конюхов, Иванов, 1989; Старовойтов и др., 1990; Сорокин и др., 1998; Евсюков, 2007; Роре8си й а1., 2001]. По данным сейсмоакустического профилирования установлено, что ГКВ сложены по крайней мере 8 разновозрастными седиментационными сейсмическими комплексами, образовавшимися в четвертичное время, при этом наиболее подробно изучены особенности строения разрезов поздне-четвертичных осадков [МщиЛ е! а1., 2000].
В северо-западной части Черного моря накопление осадков в позднечетвертичное время можно разделить на две стадии: 1) нормальную (фоновую) седиментацию терригенного и биогенного материала из поверхностной взвеси на всей площади региона в условиях высокого стояния уровня моря
(голоценовая трансгрессия); 2) сочетание фоновой и «турбидитовой» седиментации на ГКВ при низком стоянии уровня моря (регрессия позднего плейстоцена). Это проявилось в строении разрезов осадков, их составе и свойствах, отразивших различные способы накопления.
Цель работы — выявление генетических типов и их изменения в разрезах позднечетвертичных отложений Дунайского и Днепровского ГКВ, т.е. выявление особенностей позднечетвертичного осадконакопления на континентальном склоне в этом районе, объясняющих зависимость облика осадочных толщ от влияния различных способов транспортировки и отложения осадков. Анализ основан на изучении 29 разрезов осадков, отобранных ударными грунтовыми трубками длиной до 3 м, установлении текстурных, структурных и вещественных характеристик осадков. Исследованные районы показаны на рис. 1.
Результаты исследований и их обсуждение. Автором были изучены разрезы осадков (рис. 2), отобранных по профилям, пересекающим ГКВ вкрест простирания в интервале глубины от 1310 до 2010 м. В рельефе дна тело конуса Дуная представляет собой линейно вытянутое поднятие амплитудой до 500 м и шириной 10—15 км, ориентированное с северо-запада на юго-восток. Вдоль оси этого сооружения хорошо выделяется центральная долина, окаймленная мощными прирусловыми валами. На глубине около 1600 м она резко меняет свое направление с субмеридионального на субширотное, отклоняясь к северо-вос-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра нефтегазовой седиментологии и морской геологии, аспирант; e-mail: [email protected]
Рис. 1. Карта расположения районов исследований и разрезы позднечетвертичных осадков в этих районах Черного моря:
1 — изобаты; 2 — район исследования; 3 — станция
Днепровский конус вынос
Ст. 1/93 Гл. 1400
СМ
1—0
40
-80
- 120
160
— 200
СМ 1—0
-40
-80
120
- 160
— 200
СМ
1—0
40
-80
- 120
160
— 200
о_о_о о_ о_о 5" о о о о_о 5~сГЪ "5 о_о О О О О О О
ООО
А А А 1
8 =~ 9 \10 ц й) 12
13
14 <э <з 15 < < \16 4 4 \17 ~ - 18
19
Рис. 2. Разрезы осадков: а — в районе Дунайского ГВК; б — в районе Днепровского ГВК (<3СЧ|У — современный черноморский горизонт; 01Ч|У — древнечерноморский горизонт; Р113!!! — новоэвксинский горизонт);/ — кокколитовый ил; 2 — вкрапленники кокколитовьж илов; 3 — диатомовый ил; 4 — сапропель; 5 — арагонитовый ил; 6 — известковый ил; 7— глинистый ил; 8 — песок или алеврит; 9, 10 — обогащение гидротроилитом, концентрирующимся в отдельных прослоях или линзах (9), равномерно рассеянным в осадке (10); 11 — включения раковин и раковинного детрита; 12 — участок оползания; 13—19 — текстуры: 13 — микрослоистая; 14 — слоистая; 15 — комковатая; 16 — оползневая; 17 — градационная слоистость; 18 — полосчатая или линзовидная; 19 — массивная
току, и через 20—25 км теряет свою выраженность в рельефе дна. Днепровская долина представлена пологим широким образованием, переходящим в обширный конус выноса на глубине 500—700 м, ориентированный на юго-восток.
В разрезах осадков исследованных колонок (рис. 2) по стратиграфической схеме А.Д. Архангельского и Н.М. Страхова [1938] выделены следующие горизонты: новоэвксинский (верхний плейстоцен), древнечерноморский и современный черноморский (голоцен). Новоэвксинские отложения представлены глинистыми, известковыми, диатомовыми илами с включениями песчано-алевритовых прослоев, содержат остатки пресноводных моллюсков и диатомовых водорослей. Древнечерноморские отложения выделяются по присутствию в разрезе характерного микрослоистого сапропелевого ила (до 15—20% Сорг), а современные черноморские осадки — по наличию тонкослоистого известково-глинистого ила. В обоих слоях определяется морская фауна моллюсков и морская флора (диатомовые водоросли и кок-колитофориды). Описанные горизонты вскрыты во всех разрезах изученных колонок.
В результате проведенных исследований выделены три группы генетических типов осадков, отвечающих определенным способам образования (фоновые, «мутьевых» потоков и оползневые), которые по-разному сочетаются в верхнечетвертичных разрезах.
Фоновые отложения образованы при ведущей роли медленного гравитационного выпадения материала из поверхностной взвеси. В исследованных районах эти отложения представлены несколькими литологическими типами.
Известково-глинистые (кокколитовые) илы слагают верхнюю часть голоценового разреза (современный черноморский горизонт). Это тонкослоистые осадки почти белого цвета, в которых наблюдается ритмичное чередование кокколитовых, глинистых и обогащенных органическим веществом слойков толщиной до 1—2 мм. Образование этих «триад» определяется сезонным отложением паводкового глинистого терригенного материала, биогенного материала, связанного с цветением известкового (кокколитового) планктона и бесскелетного органического фитопланктона. Суммарная мощность горизонта составляет 10—20 см, а скорость накопления — 5—10 см/тыс. лет. Описанные илы вскрыты на всех элементах дна ГКВ и за их пределами.
Сапропелевые илы слагают древнечерно-морский горизонт. Это ритмично построенные микрослоистые осадки, представляющие собой чередование тонких (толщина доли миллиметра) глинистых и сложенных органическим веществом слойков из остатков микроводорослей, т.е. можно предположить, что они образовались в результате сезонного отложения терригенного и биогенного
материала. Илы содержат относительно редкие включения остатков диатомового и кокколито-вого планктона. Мощность горизонта достигает 30—40 см, а скорость накопления — 10 см/тыс. лет.
Глинистые, гидротроилитовые, известковые, диатомовые илы слагают отличающиеся по мощности (несколько сантиметров — несколько десятков сантиметров) слои новоэвксинского горизонта, как правило, они имеют однородный состав и массивную текстуру. Мощность слоев наиболее распространенных терригенных глинистых илов достигает десятков сантиметров, они наиболее четко выражены вне ГКВ. Мощность остальных иловых прослоев не превышает 10—15 см, они залегают в толще глинистых илов.
Отложения мутьевых (турбидитовых) потоков широко распространены в пределах ГКВ среди осадков, образованных гравитационными процессами. Это песчаные и алевритовые осадки мощностью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (редко несколько десятков сантиметров), переслаивающиеся с глинистыми илами. Им свойственны однородная или градационная текстура, четкие границы или постепенный переход к перекрывающим глинистым илам. Турбиди-ты терригенного состава, представляющие собой ритмичное переслаивание песчано-алевритовых и глинистых слойков, встречены в разрезах ново-эвксинских осадков в дистальных участках ГКВ.
В отдельных местах Дунайского ГКВ (колонки станций 5/94, 11/94, см. на рис. 2, а) в его подводных долинах вскрыты мощные голоценовые отложения, которые состоят из однородных диатомовых илов. Их мощность достигает 50—100 см, а скорость накопления — 30—40 см/тыс. лет. Предположительно колонки ст. 5/94 и 11/94 представлены осадочным материалом, выпавшим из мутьевого потока, который состоял из эдафо-генного диатомового материала, перемещенного в результате размыва диатомовых илов с верхних гипсометрических уровней. Важно обратить внимание на разрез колонки ст. 5/94, в которой присутствуют две пачки диатомитовых турбидитов с кокколитовым детритом, разделенные горизонтом кокколитового ила. Это указывает на действие двух разновозрастных мутьевых потоков, разделенных периодом фоновой седиментации. В подстилающих осадках выше уровня сапропеля отмечены турбидиты, сложенные переотложенным псаммитовым сапропелевым материалом с крошкой кокколитов, что также указывает на действие му-тьевых потоков на протяжении последних 3000 лет (современный черноморский горизонт).
В пределах Днепровского ГКВ (рис. 2, б) ситуация несколько иная, но тем не менее в колонке ст. 12/93, в верхней части голоценового разреза отмечено внедрение достаточного мощного глинистого слоя в толщу кокколитового ила. Этот факт свидетельствует о единичном действии мутьевого
потока в условиях высокого стояния уровня моря. В отличие от Дунайского ГКВ в новоэвксинском горизонте в толще глинистых и других илов крупнообломочный материал турбидитового генезиса присутствует в виде относительно редких прослоев песка и алеврита максимальной мощностью до 10-20 см (рис. 2).
Оползневые отложения интерпретируются по наличию в разрезах складок оползания, внедрению масс инородного материала, наклонных границ и т.д. Наиболее достоверно они проявлены на Дунайском ГКВ на склонах прирусловых валов, в долинах конусов среди новоэвксинских осадков (рис. 2, а).
Заключение. Исследования показали, что на северо-западной континентальной окраине Черного моря (континентальный склон и прилегающая часть глубоководной впадины) образование осадочного слоя в позднечетвертичное время осуществлялось в двух принципиально разных обстановках: первая — в Дунайском и Днепровском ГКВ, вторая — на межконусных участках дна. Строение разрезов осадков при этом на разных этапах определялось соотношением различных осадкообразующих механизмов, ответственных за формирование комплекса генетических типов, в условиях значительных колебаний уровня моря.
В регрессивную ледниковую (новоэвксин-скую) стадию при падении уровня моря до отметок
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Архангельский А.Д., Страхов Н.М. Геологическое строение и история развития Черного моря. М.; Л., 1938.
Казанцев К.А., Шайнуров Р.В. Конус выноса мутье-вых потоков Дунайского подводного каньона // Геоморфология. 1978. № 3. С. 79-82.
Конюхов А.И., Иванов М.К. Глубинное строение и осадки подводного конуса выноса р. Дунай // Докл. АН СССР. 1989. Т. 305, № 1. С. 171-175.
Конюхов А.И., Иванов М.К., Кульницкий Л.М. Глубоководный конус выноса Дуная и фации слагающих его осадков // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1988. № 4. С. 28-39.
Куприн П.Н., Сорокин В.М., Бабак Е.В. и др. Корреляция разрезов четвертичных отложений западной части Черного моря // Изучение геологической истории и процессов современного осадкообразования Черного и Балтийского морей. Киев: Наукова думка, 1984. Ч. 1. С. 116-122.
Сорокин В.М., Росляков А.Г., Юцис В.В. Новые данные о структуре верхней части Дунайского глубоководного конуса выноса // Литология и полезные ископаемые. 1998. № 6. С. 581-587.
около 100 м Дунай и Днепр пересекали шельф и выносили осадочный материал непосредственно на континентальный склон. В это время происходило интенсивное латеральное и вертикальное наращивание ГКВ при ведущей роли склоновых процессов (гравитационных потоков, оползней и пр.), что привело к формированию ритмично построенных разрезов с высокой долей турбидитов и оползневых генетических типов. Вне конусов выноса накапливались фоновые осадки, представленные разными литологическими типами.
В трансгрессивную голоценовую стадию при высоком стоянии уровня Черного моря и восстановлении его связи со Средиземным морем поступление на ГКВ терригенного материала резко сократилось из-за удаления устьев рек от верховьев питающих каньонов вследствие образования широких шельфов. Ведущая роль в осадконакоплении перешла к биогенному источнику (бесскелетному, известковому и кремнистому фитопланктону). В результате на всей изученной площади формировались фоновые осадки, представленные сапропелем, кокколитовыми и диатомовыми илами. Лишь локально в сложении русловой фации Дунайского ГКВ принимали участие ответственные за накопление мощных диатомовых турбидитов мутьевые потоки, размывающие и переоткладывающие диатомовый материал с верхней части континентального склона.
Старовойтов А.В., Иванов М.К., Кульницкий Л.М. и др. Строение и история формирования подводного конуса выноса Дуная // Геологическая эволюция западной части Черноморской котловины в неоген-четвертичное время. София: Изд-во БАН, 1990. С. 610-617.
Туголесов Д.А., Горшков А. С., Мейснер Л.Б. и др. Тектоника мезокайнозойских отложений Черноморской впадины. М., 1985.
Евсюков Ю.Д. Конус выноса Дуная: геоморфологическая характеристика; слоистость верхнечетвертичных осадков (по материалом эхолотного промера) // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2007. № 4. С. 109-116.
Winguth C., Wong H.K., Panin N. et al. Upper Quaternary water level history and sedimentation in the northwestern Black Sea // Marine Geol. 2000. Vol. 167. P. 127-146.
Popescu I., Lericolais G., Panin N. et al. Late Quaternary channel avulsions on the Danube deep sea fan, Black Sea // Marine Geol. 2001. Vol. 179. P. 25-37.
Поступила в редакцию 15.10.2018
Поступила с доработки 23.10.2018
Принята к публикации 31.10.2018
