CC BY
11Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Выпуск 9. 2022 doi: 10.24412/2687-1092-2022-9-128-132
СТРОЕНИЕ ДНА БАРЕНЦЕВА МОРЯ В РАЙОНЕ ЗАПАДНЫХ ОТРОГОВ
ВОЗВЫШЕННОСТИ ПЕРСЕЯ
Комаров А.Ю., Гусев Е.А., Крылов А.А., Алексеев А.Ю., Семенов П.Б., Элькина Д.В., ШатроваЕ.В., Попова Е.А., Карташов А.О., Беляев П.Ю., Голосной А.С., Захаров В.Ю.
ФГБУ «ВНИИОкеангеология», Санкт-Петербург, Россия
Отроги возвышенности Персея сложены коренными породами мезозоя, которые перекрыты очень маломощным чехлом четвертичных образований. Судя по сейсмоакустическим данным, а также материалам донного пробоотбора, холмисто-грядовый рельеф вершинных поверхностей представляет собой результат воздействия плейстоценовых гляциальных и флювиогляциальных потоков на дно.
Ключевые слова: геологическая съемка шельфа, сейсмоакустическое профилирование, донный пробоотбор, донный каменный материал, возвышенность Персея, Баренцево море
Морские экспедиционные исследования, запланированные в западной части Баренцева моря, были выполнены силами ВНИИОкеангеология в июне 2022 года. Работы выполнялись по Государственному заданию института в рамках «Программы Государственного геологического картирования территории и континентального шельфа Российской Федерации». Для производства работ по тендеру было арендовано научно-экспедиционное судно «Профессор Молчанов», принадлежащее ФГБУ «Северное УГМС» (г. Архангельск). Мобилизация оборудования и персонала была осуществлена в Архангельске. Работы выполнялись в районе западных отрогов возвышенности Персея в интервале глубин 90-150 м и включали в себя сейсмоакустическое профилирование с использованием профилографа и донный пробоотбор с помощью дночерпателя ван-вин.
В целом работы в этой части Баренцева моря запланированы на 3 года. Район работ 2022 года находится между 74 и 76° с.ш. и 30 и 38° в.д. Впоследствии работы сместятся на север, в район 78 с.ш., а также на запад, к средней части желоба Стур-фиорд. Проект на проведение морских экспедиционных исследований зарегистрирован на платформе Research in Svalbard (RiS ID 11895): Geological study of Svalbard shelf (GeoShelf).
Район работ находится в области подводных возвышенностей и банок, которые, по мнению большинства исследователей, подвергались неоднократным масштабным плейстоценовым оледенениям. По данным предшественников, в этом районе рыхлый чехол четвертичных осадков не превышает 5 м [Мусатов, 1996], лишь местами, у подножия склонов, увеличиваясь до 10-15 м. Среди генетических типов отложений, слагающих новейший чехол, выделяются морские, гляциально-морские, гляциальные и флювиогляциальные образования [Elverhoi & Bomstad, 1980; Elverhoi et al., 1993; Костин и Тарасов, 2011]. По данным более поздних исследований [Bjarnaddttir et al., 2017], поверхность морского дна несет следы ледникового выпахивания и флювиогляциальной аккумуляции. Следы денудации и линеаменты на морском дне, чаще всего ориентированы вдоль желобов и понижений, встречается и в районах, соседних с востока [Соловьева и др., 2021; Система Баренцева моря, 2021], запада [Bjarnaddttir et al., 2014] и юга [Мороз и др., 2020].
Судя по имеющимся по району сейсмоакустическим профилям, полученным как с помощью спаркера, так и с помощью профилографа [Bjarnaddttir et al., 2014], маломощный четвертичный чехол перекрывает коренные породы мезозойского возраста, залегающие моноклинально или слагающие пологие складки. В скважинах Норвежского нефтяного директората №№ 7831/2-U-1 и 7831/2-U-2, пробуренных к востоку от островов Земли Короля Карла, под 6-8 метровой толщей голоцена (?) [Meltveit et al., 2015] вскрыты породы среднего-верхнего триаса, представленные аргиллитами с редкими маломощными
прослоями известняков [Хи & а1., 2014]. Южнее, в скважинах, расположенных в пределах Центральной банки, также вскрыты триасовые породы, представленные более грубыми отложениями - песчаниками, алевролитами, с прослоями конгломератов, реже аргиллитами [ЯИя & а1., 2008].
Рис. 1. Схема расположения станций донного опробования (показаны красными точками) и сейсмоакустических профилей (черные линии).
Для проведения геофизических исследований в 2022 году нами использовался профилограф 8В-2168 (Её§еТесЬ) с частотой сигнала 2-15 кГц. По полученным сейсмоакустическим профилям можно судить о морфологических особенностях морского дна и мощности самого верхнего осадочного слоя. Сейсмоакустическое профилирование отрогов банки Персея свидетельствуют о неровном рельефе дна возвышенностей и склонов, местами имеются всхолмления. Верхний слой осадков имеет в основном акустически прозрачный облик (Рис. 2). Осадки распространены очень неравномерно, во многих местах имеются все признаки выходов на поверхность дна коренных мезозойских пород. В местах практически полного отсутствия рыхлого чехла от поверхности морского дна имеются очень жесткие отражения, часто с усами дифракции. Мощность рыхлых осадков в нашем районе исследований обычно не превышала 1 -2 м. В понижениях в сейсмоакустической записи проступают черты слоистого строения осадочной толщи верхних метров.
Рис. 2. Примеры сейсмоакустической записи по вершинным поверхностям подводных поднятий
отрогов банки Персея.
Донное опробование в районе работ выполнено на 42 станциях (Рис. 1). Плейстоцен-голоценовые осадки, вскрытые дночерпателем, представлены в основном алеврито-пелитовыми осадками, иногда с примесью песка. На нескольких станциях донные осадки отсутствовали, зато в дночерпатель попадал обильный донно-каменный материал (Рис. 3), а иногда и железо-марганцевые корки и конкреции.
Отобранные образцы донных осадков, донно-каменного материала, выделенные из осадков газы будут всесторонне изучены в лабораториях. По каменным обломкам будет выполнен петрографический анализ для выяснения областей сноса и строению коренного ложа в местах отбора проб. Изучение газов, выделенных из осадков, позволит выяснить их природу и происхождение. Пробы газа, растворенного в донных осадках, отбирали из разных горизонтов поддонной глубины опробованных осадков. Всего было отобрано 25 образцов газа из донных осадков, выделенных методом хэдспейс. В образцах газа планируется изучение состава углеводородных (С1-С5) и неуглеводородные газов методами газовой хроматографии, а также изучения состава стабильных изотопов метана в образцах с его повышенным содержанием (< 1000 ppm) методом хроматомасс-спектрометрии изотопного соотношения.
Гранулометрический и минералогический анализы рыхлых осадков позволят составить литологическую карту поверхности морского дна изученного района.
Рис. 3. Донный каменный материал (ДКМ) с некоторых станций донного опробования, полученный в рейсе в 2022 году: а - станция ПМ-2202К, б - станция ПМ-2204К, в - станция ПМ-
2220К, г - станция ПМ-2231К.
Таким образом, в результате морских геологосъемочных работ, проведенных ФГБУ ВНИИОкеангеология в юго-восточном углу планшета картирования (Баренцево море, пришпицбергенская часть) с борта НИС «Профессор Молчанов», были получены новые геолого-геофизические данные, которые позволят выяснить геологическое строение изученных площадей, а именно - строение самой верхней части осадочного чехла.
В июне-июле 2023 года планируется выполнение морских геолого-геофизических исследований в другой, более северной части Шпицбергенского шельфа, в непосредственной близости от островной суши (Земля Короля Карла). Геофизические исследования предполагается осуществить с использованием более глубинной методики изучения, чтобы осветить строение верхних горизонтов литифицированного осадочного чехла. Кроме того, предполагается для донного пробоотбора использовать бокскорер и грунтовую трубку.
ЛИТЕРАТУРА
Костин Д.А., Тарасов Г.А. Четвертичный осадочный чехол Баренцево-Карского бассейна // Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. М. ГЕОС. 2011. Вып. 3. С. 107-131.
Мороз Е.А., Зарайская Ю.А., Сухих Е.А., Соколов С.Ю., Ермаков А.В., Абрамова А.С. Рельеф и строение верхней части осадочного чехла в районе свода Федынского по акустическим данным // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2020. №2. С. 82-91.
Мусатов Е.Е. Распространение кайнозойского чехла на Баренцевском шельфе между архипелагами Шпицберген и Земля Франца Иосифа // Океанология. 1996. Т. 36. № 3. С. 444-450.
Система Баренцева моря. Под ред. А.П. Лисицына. М.ГЕОС. 2021. 672 с. doi:10.29006/978-5-6045110-0-8
Соловьева М.А., Ахманов Г.Г., Монтелли А.И. Новые свидетельства валдайского оледенения в северо-восточной части Баренцевоморского шельфа (материалы TTR-19 и TTR-20) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2021. Выпуск 8. C. 222-227. doi:10.24412/2687-1092-2021-8-222-227
Bjarnaddttir L.R., Winsborrow M.C.M., Andreassen K. Deglaciation of the central Barents Sea // Quaternary Science Reviews. 2014. Vol. 92. P. 208-226. doi: 10.1016/j.quascirev.2013.09.012
Bjarnaddttir L.R., Winsborrow M.C.M, Andreassen K. Large subglacial meltwater features in the central Barents Sea // Geology. 2017. Vol. 45. Is. 2. P. 159-162. doi:10.1130/G38195.1
Elverhei A., Bomstad K. Late Weichselian glacial ande glaciomarine sedimentation in the western, central Barents Sea. Oslo: Norsk Polarinst., 1980. 29 p.
Elverhei A., Fjeldskaar W., Solheim A., Nyland-BergM., Russwurm L. The Barents Sea ice sheet - a model of its growth and decay during the last ice maximum // Quaternary Science Reviews. 1993. Vol. 12. Is. 10. P. 863-873. doi:10.1016/0277-3791(93)90025-H
Meltveit A., Paterson N.W., Mangerud G., Merk A., Lundschien B.A. Late Triassic (Carnian) palynology cores 7831/2-U-1 and 7831/2-U-2 from offshore Kong Karls Land, Norwegian Arctic // 2nd Boreal Triassic Conference. August 29-30, 2015. Longyearbyen, Svalbard. 2015.
Riis F., Lundschien B.A., Hey T., Merk A., Merk M.B.E. Evolution of the Triassic shelf in the northern Barents Sea region // Polar Research. 2008. Vol. 27. Is. 3. P. 318-338. doi:10.1111/j.1751-8369.2008.00086.x
Xu G., Hannah J.L., Stein H.J., Merk A., Vigran J.O., Bingen B., Schutt D.L., Lundschien B.A. Cause of Upper Triassic climate crisis revealed by Re-Os geochemistry of Boreal black shales // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2014. Vol. 395. P. 222-232. doi: 10.1016/j.palaeo.2013.12.027
SEAFLOOR OF BARENTS SEA ON THE WESTERN SLOPES OF PERSEUS RISE
KomarovA.Yu., GusevE.A., KrylovA.A., AlekseevA.Yu., SemenovP.B., ElkinaD.V., Shatrova E.V., PopovaE.A., KartashovA.O., BelyaevP.Yu., GolosnoyA.S., Zakharov V.Yu.
VNIIOkeangeologiya, St. Petersburg, Russia
The Perseus Rise are represented by Mesozoic bedrocks, which are overlain by a very thin cover of Quaternary formations. Using seismoacoustic data, as well as bottom sampling data, the hilly-ridge topography is the result of the impact of Pleistocene glacial and fluvioglacial flows on the bottom.
Keywords: geological survey of the shelf, seismoacoustic profiling, bottom sampling, bottom rock material, Perseus Rise, Barents Sea
