CC BY
16Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Выпуск 8. 2021 doi:10.24412/2687-1092-2021-8-215-221
УТОЧНЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ПРИБРЕЖНО-
ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЫ ОТ МЫСА НАВАРИН ДО БЕРИНГОВА ПРОЛИВА
Сергеев А.Ю., Неевин И.А., Буданов Л.М., Рябчук Д.В.
ФГБУ «ВСЕГЕИ», Санкт-Петербург, Россия; sergeevau@yandex.ru
При проведении полевых геолого-геофизических работ на шельфе Берингова моря Отделом Региональной геоэкологии и морской геологии ФГБУ «ВСЕГЕИ» в 2021 г. были получены новые данные о строении и составе отложений, слагающих верхнюю часть геологического разреза морского дна. С использованием сейсмоакустического профилирования и вибробурения установлены границы распространения ледниковых образований на шельфе, грунтовыми колонками вскрыты разновозрастные четвертичные морские отложения, погребенные аллювиальные долины, а также нефелоидные осадки бухт и заливов Берингова пролива в пределах прибрежно-шельфовой зоны от м. Наварин до Берингова пролива.
Ключевые слова: ледниковые образования, палеогеография, неоплейстоцен, голоцен, прибрежно-морские отложения, Берингов пролив, дегляциация
Работы выполнялись Полярной партией ФГБУ «ВСЕГЕИ» в рамках объектов «Создание и подготовка к изданию государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 по группе листов территории Российской Федерации в 2020-2022 годах» и «Создание и подготовка к изданию государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 по группе листов территории Российской Федерации в 2021-2023 годах» (Государственное задание Федерального агентства по недропользованию от 14 января 2021 г № 049-00016-21-00). Работы выполнялись с борта арендованного НИС «Иван Киреев» в сентябре 2021 г. Одной из задач полевых работ было изучение четвертичных образований и геоморфологических особенностей рельефа морского дна путем выполнения комплексных геофизических исследований и донного опробования (Рис. 1).
Методика проведения полевых работ. Геофизические и гидрографические работы выполнялись по системе региональных прямолинейных профилей большой протяженностью. Одновременно (за один проход судна) выполнялось до трех различных видов геофизических и гидрографических методов съемки (батиметрическая съемка многолучевым эхолотом (МЛЭ), гидролокация бокового обзора (ГЛБО); непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСАП)).
Для съемки ГЛБО использовался аппаратурный комплекс 4200 SIDE SCAN SONAR SYS-TEM («EdgeTech», США). НСАП осуществлялось с использованием трех сейсмоакустических приборно-аппаратурных комплексов, предназначенных для сейсмических работ на акваториях высокого и сверхвысокого разрешения при изучении строения дна и донных отложений. В зависимости от конкретных геологических условий в комплексе использовались два типа источников излучения - низкочастотный - пневматический источник с центральной частотой зондирующего сигнала - 375 Гц, среднечастотный - электроискровой источник (спаркер) с центральной частотой зондирующего сигнала 600 Гц и высокочастотный - параметрический профилограф с частотно-модулируемым сигналом 2-10 кГц.
Геологические методы. Отбор проб донных отложений проводился для определения гранулометрического и минералогического анализа и других видов аналитических исследований, а также заверки и интерпретации данных ГЛБО и НСАП с применением ковшей-дночерпателей, бокс-кореров и вибрационной грунтовой трубки vibrogeocorer geomarine 3000. Грунтовые трубы оснащены пластиковыми вкладышами, позволяющими производить отбор ненарушенных кернов. Подводные видеонаблюдения выполнялись с использованием телеуправляемых подводных аппаратов для заверки и интерпретации данных
ГЛБО и пробоотбора, установления границ и площадей развития гранулометрических типов донных отложений и определения их вещественно-генетической принадлежности. Применялась подводная телевизионная установка ЛС-ЯОУ 100.
Рис. 1. Схема расположения фактических профилей НСАП, ГЛБО, станций донного пробоотбора и
видеонаблюдений на листах Р-60, Р-1, Q-2.
Для построения цифровой модели рельефа морского дна были использованы морские навигационные карты м-ба 1:500 000, 1:250 000 и 1:200 000. Для получения данных о батиметрии и построения карты изолиний рельефа морского дна (используемого для составления ЛКПД, КЧО и ГМС) были оцифрованы морские навигационные карты - на карту вынесены отметки глубин, изобаты и точки, имеющие информацию о составе грунтов. Пример цифровой модели рельефа, составленная по результатам оцифровки морских навигационных карт для Берингова пролива показана на рис. 2.
Результаты. На листе 0-2 было отобрано 12 грунтовых колонок разновозрастных и разногенетических отложений. В Беринговом проливе были получены грунтовые колонки вскрывающие, вероятно, выходы на поверхность дна комплекса дочетвертичных терригенных отложений, выклинивающихся на периферии Лаврентьевского осадочного бассейна (рис. 3). В отличии от большинства четвертичных колонок, полученных в ходе полевых работ, вибробурением не получилось отобрать более 2 м. В забое колонки 21БЕР-5т наблюдаются твердые сизовато-серые песчанистые глины. Частицы песка мелкозернистые. Глины сухие, комковатые.
Получены керны предположительно ледниково-озерных яснослоистых глин среднего неоплейстоцена, выполняющие котловины ледникового выпахивания. В забое колонки 21БЕР-13т (интервал 300-310 см), отобранной на периферии котловины в тыловой части конечно-моренной гряды, отделяющей котловину от шельфовой зоны - серые туго-пластичные глины (алевроглины), без примазок и включений грубообломочного материала.
Получены колонки современных голоценовых нефелоидных отложения, заполняющие депрессии ледниково-водного рельефа по периферии Чукотского п-ова. Голоценовые отложения в Мечигменском заливе в забое трубы 21БЕР-14т (интервал 300-310 см) имеют следующий состав: мягко-пластичные вязкие зеленовато-серые глины без включений, с органическими пятнами-примазками темного цвета.
Изолинии рельефа морского дна проведены через 1 м
А Б
Рис. 2. Цифровая модель рельефа дна, составленная по данным оцифровки морских навигационных карт м-бов 1:500 000-1:200 000: А - теневой рельеф; Б - изолинии рельефа морского дна, построенные
по цифровой модели рельефа
На акватории Берингова моря в пределах листа 0-1 было отобрано 7 грунтовых колонок. В условиях преобладания на шельфе Анадырского залива абразионных поверхностей, выработанных по кровле дочетвертичного фундамента опробование было сконцентрировано на участках локализации выдержанных по площади четвертичных образований.
Колонки неоплейстоцен-голоценовых осадков были отобраны в центральной части депрессии Анадырского прогиба. Осадки представлены чередованием массивных глин, горизонтально залегающих и нивелирующих депрессию. По данным НСАП под толщей четвертичных отложений прослеживаются многочисленные эрозионные врезы. В скважинах вибробурения, полученных с бортов осадочного бассейна вскрыты терригенные песчаные и песчаные отложения с галькой и гравием. Приповерхностный разрез центральной части прогиба сложен предположительно неоплейстоцен-голоценовыми отложениями, представленными тугопластичными глинами (рис. 4). В колонке 21БЕР-53т - в коронке отобраны серые комковатые пески с пелитовыми частицами, плотные, сухие, более пресные, чем осадки на предыдущих точках, имеющие выраженную текстуру, хорошо держащие форму, без включений. Отобрано 2 секции керна, на спилах секций вскрыты песчанистые глины. В колонке 21БЕР-52т в забое - светло-серые вязкие тугопластичные глины, однородные, без пятен-примазок и включений, плохо стирающаяся с рук и керноприемника. Осадок в коронке хорошо держит форму после извлечения. На спиле между 2 и 3 секциями осадок темнее и мягче, чем в забое, на спиле между 1 и 2 секциями - очень темный и более пластичный, чем на предыдущем спиле. В колонке 21БЕР-51т в основании керна - серые пески с галькой и гравием, предположительно, дочетвертичные. На спилах между 2 и 3 секцией - серые глинистые пески.
В
Рис. 3. Разночастотные сейсмоакустические разрезы с указанием мест отбора грунтовых колонок: А -выклинивающегося комплекса дочетвертичных терригенных отложений на периферии кайнозойского лаврентьевского осадочного бассейна; Б - ледниково-озерных яснослоистых глин среднего неоплейстоцена, выполняющие котловины ледникового выпахивания; В - современных голоценовых нефелоидных отложения, заполняющие депрессии ледниково-водного рельефа по
периферии Чукотского п-ова.
В заливе Креста был получен разрез, наиболее полно отражающий геологическую историю развития района. Колонками были вскрыты отложения предположительно дочетвертичного комплекса отложений, плейстоценовых образований и голоцена (рис. 5). В колонке 21БЕР-48т получены пелито-песчано-дресвяные осадки, перекрытые плотным песчаным прослоем на глубине около 1 м колонки, верхняя часть разреза представлена галечными отложениями с алевропелитом. В Крестовой впадине на станции 21БЕР-49т в южной части залива были получены колонки, вскрывающие толщи надморенных отложений предположительно неоплейстоцен-голоценового возраста. В забое вибротрубы на 300 см опробованы темно-серые тугопластичные чистые глины без примесей.
Рис. 4. Положение скважин вибробурения в приделах Анадырского прогиба
юв ч
А Б
Рис. 5. Положение станции вибробурения на сейсмоакустических профилях в заливе Креста: А - НСАП; Б
- профилограф
На акватории Берингова моря в пределах листа Р-60 было отобрано три грунтовых колонки к северу и югу от м. Наварин. Колонки к югу от м. Наварин вскрывают погребенные аллювиальные и морские песчаные образования, заполняющие палеоврезы мощностью более 20 м (рис. 6). Эти отложения перекрываются маломощным слоем современных волновых и аллювиально-морских образований. В забое трубы 20ВСМ-79т - вскрыты темно-серые водонасыщенные мелкозернистые пески, слегка комковатые, почти без глинистых частиц. На спилах 2 и 3 секции: темно-серые пески с мелкой галькой и раковинами и небольшим количеством пелита. На спилах 1 и 2 секций наблюдаются черные пески с мелким гравием и рассеянным раковинным детритом.
К северу от м. Наварин колонками вскрыта погребенная гидросеть неоплейстоценовых палеопротоков, перекрытых затопленными прибрежно-морскими аккумулятивными образованиями (палеокосы и валы). В колонке 21ВСМ-84, отобранной на аккумулятивной форме в коронке на глубине около 3 м вскрыт комковатые темно-серые крупнозернистые глинистые пески с галькой около 2 см в поперечнике. На спилах 2 и 3 секций - обводненные темно-серые комковатые пески с мелким гравием. На спилах 1 и 2 секций: темноцветные гравийные отложения с обломками до 7 мм. На поверхности наблюдаются гравийно-песчаные отложения с раковинным детритом. Другая колонка 21ВСМ-85 расположенная на борту погребенной палеодолины вскрыла промытые сортированные мелкозернистые серые пески, текучие из-за насыщения водой. На спилах труб - аналогичные темноцветные пески, сухие, без
структуры и грубообломочного материала, среднезернистые ближе к крупнозернистым. На спиле секций 1 и 2 отмечен раковинный детрит.
Б
Рис. 6. Положение станций вибробурения на комплексе погребенных палеодолин и подводных аккумулятивных форм: А - станция 21ВСМ-84; Б - станция 21ВСМ-85
Заключение Собранный в ходе полевых работ геолого-геофизический материал позволяет существенно детализировать представления о геологическом строении шельфа Берингова моря. Грунтовые колонки, полученные из различных сейсмотолщ, при дальнейших лабораторных работах позволят провести корреляцию со стратиграфическими подразделениями, выделяемыми на суше. Полученные данные позволят провести сейсмостратиграфическое расчленение осадочного чехла, установить сейсмофациальные характеристики и определить мощности выделяемых сейсмотолщ.
CLARIFICATION OF THE GEOLOGICAL STRUCTURE FEATURES OF THE SHELF ZONE FROM CAPE NAVARIN TO THE BERING STRAIGHT
SergeevA.Yu., NeevinI.A., BudanovL.M., RyabchukD.V.
A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute, Saint Petersburg, Russia
The new data on the structure and composition of the sediments that compose the upper part of the geological section of the seabed obtained during geological and geophysical fieldworks on the Bering Sea shelf, undertaken by the Department of Regional Environmental and Marine Geology of "VSEGEI" in 2021. Using seismic acoustics and vibration drilling, the boundaries of the distribution of glacial formations on the shelf were established. The cores obtained Quaternary marine sediments of different ages, buried alluvial valleys, and modern mud sediments from the bays of the Bering Strait from Cape Navarin to the Bering Strait.
Keywords: glacial deposits, paleogeography, late Pleistocene, Holocene, marine sediments, Bering Strait, deglaciation
