Р.Б. Крапивнер1

Альтернативная интерпретация разреза новейших

отложений Баренцевоморского шельфа

Скачать *pdf

1 АОЗТ Гидрогеологическая и геоэкологическая компания (ГИДЭК), Москва, Россия

 

Разрез осадочного чехла Баренцевоморского шельфа завершается новейшими отложениями, самым распространенным литотипом которых является диамиктон - плохо сортированная алеврито-глинистая порода с примесью песчаных и грубообломочных фракций, обладающая массивной текстурой и повышенной плотностью. Наряду с ним повсеместным развитием пользуются преимущественно алеврито-глинистые осадки покровного комплекса, характерным диагностическим признаком которых служит акустическая прозрачность. Она обусловлена тем, что эти осадки находятся на первой (фильтрационной) стадии гравитационной консолидации, вследствие чего могут быть отнесены к илам [Крапивнер, 2008]. Решение проблемы генезиса и возраста диамиктонов определяет трактовку разреза новейших отложений, а также выводы о палеогеографии и тектонике периода их формирования. В настоящее время в публикациях преобладает точка зрения, в соответствии с которой на всей площади шельфа диамиктон был отложен ледником, распространявшимся по дну моря. Такой вывод помимо литологических признаков этой породы обосновывается наличием дислокаций и форм рельефа, связываемых с напорной деятельностью глетчерных льдов. Основываясь на нем, диамиктон и вышележащие илы включают в единый седиментационный комплекс, который интерпретируют снизу вверх как триад: тилл последнего оледенения - ледниково-морские отложения, увязываемые с разными стадиями дегляциации, - послеледниковые морские осадки. Это как будто подтверждается радиоуглеродными датировками илов, самые древние из которых лишь немного превышают 13 тыс. лет [Polyak & Solheim, 1994; Polyak et al., 1997; Крапивнер, 2006].

Палеореконструкциям подобного рода противоречит большая группа фактов. Так, термолюминесцентный возраст кровли диамиктона в пределах Печора-Канинского мелководья, Гусиной банки и Адмиралтейской возвышенности изменяется от 42 до 216 тыс. лет. Диамиктон возвышенностей Кленовой, Центрально-Баренцевской и Мурманской, а также разделяющих их желобов с глубины 2- 3 м , а иногда и от своей верхней границы относится к хрону магнитной полярности Матуяма [Блажчишин и Линькова, 1977]. Слабоконсолидированные осадки в Печорском море и к северу от о-ва Колгуев залегают на нижнем из развитых на сопредельной суше горизонте диамиктов, а на более глубоководных площадях иногда по границе несогласия перекрывают как диамиктон, так и непосредственно породы его мезозойского субстрата [Крапивнер, 2006]. Граница «слабоконсолидированные осадки - диамиктон» фиксируется резким скачком физико-механических свойств, вызванным существенным обезвоживанием диамиктона. Последнее нельзя объяснить его ледниковым происхождением, поскольку на основной площади шельфа, которая расположена ниже изобаты 120 м (величина гляциоэвстатической регрессии), внутриледниковый терригенный материал должен был в отлагаться в водной среде. В рельефе дна выделяются древовидные в плане системы линейных понижений, наиболее выразительными элементами которых являются краевые и поперечные желоба. Они следятся до северной и западной бровок шельфа, субмеридиональной орографической осью которого служит цепочка крупных возвышенностей Мурманской, Центрально-Баренцевской и Персея. Склоны долинообразных понижений, облекаемые слабоконсолидированными осадками, выработаны в диамиктоне, а в желобах врезаются на глубину до 200 м в подстилающие его мезозойские породы. В их днищах на сейсмозаписях под акустически прозрачной толщей фиксируются линзовидные тела вероятного аллювия. На Печоро-Канинском мелководье этот аллювий вскрыт скважинами. Все эти факты указывают на то, что накоплению слабоконсолидированных осадков предшествовал период общего поднятия и осушения шельфа, которое 15 тыс. лет назад сменилось общим опусканием, создавшим основные черты современного донного рельефа [Крапивнер, 2006], о чем свидетельствуют интерполяции радиоуглеродного возраста этих осадков до их подошвы. Фациальный анализ показал возможность интерпретации разреза акустически прозрачного покровного комплекса как трансгрессивной серии морских осадков без привлечения гипотетического фактора дегляциации шельфа [Крапивнер, 2008]. В его основании в пределах погребенных долин залегают эстуариевые (приливные ритмиты) или лиманные (гомогенные илы) фации, которые вверх по разрезу сменяются неритическими осадками. В формировании последних важную роль играло осаждение материала, вытаивавшего из морских льдов. Вне погребенных долин и их пологих склонов неритические фации слагают весь обычно маломощный (до 5- 6 м ) разрез покровного комплекса. Различия в гранулометрическом составе неритических осадков определяются их положением в донном рельефе: на подводных возвышенностях накапливаются диамиктоновые илы, по составу матрицы и текстуре идентичные диамиктону, в пределах соседних впадин и желобов - хорошо сортированные гомогенные глинистые илы, а на растянутых склонах между ними - илы с промежуточными гранулометрическими показателями.

Присущие диамиктону признаки - низкая гранулометрическая сортировка, присутствие грубообломочного материала, массивная текстура и повышенная плотность - характерны и для диамиктонового ила. Небольшие различия в вещественном составе можно объяснить различиями в степени диагенетических и эпигенетических преобразований этих отложений, а также разными условиями их залегания. Диамиктон и диамиктоновый ил испытывают гравитационное уплотнение, описываемое единым уравнением регрессии:

ρ = 2,105 - 0,29·IL ± 0,13,

где ρ - плотность, IL - показатель консистенции. Для хорошо сортированных глин и глинистых илов уравнение имеет вид:

ρ = 1,99 - 0,22·IL ± 0,19.

Отсюда следует, что при IL< 1,6 (текучая консистенция) диамиктоновые илы и диамиктон имеют более высокую плотность, чем глинистые илы и консолидированные глины, причем эта разница растет по мере обезвоживания осадка (уменьшения IL). Причиной служит плохая сортировка зерен, способствующая их компактной упаковке, поэтому распространенное мнение о связи повышенной плотности диамиктона с его ледниковым происхождением лишено оснований.

В соответствии с приведенными уравнениями в процессе консолидации диамиктоновый ил становится диамиктоном так же, как глинистый ил - глиной, что подтверждается и микропалеонтологическими данными. Практически во всех образцах, которые отбирались для микрофаунистического анализа, встречены фораминиферы удовлетворительной и хорошей сохранности в количестве от первых десятков до нескольких сотен, иногда до 1-2 тыс. и более раковин на 100 г воздушно-сухой породы. Преобладают виды, ныне живущие в Баренцевом море, с небольшой примесью вымерших в плиоцене форм. Отмечается также примесь явно переотложенных мезозойских фораминифер. Хотя в отдельных образцах их содержание может достигать 70-90% и более, в среднем по 20 скважинам оно составляет 14% от общего количества экземпляров. Независимо от количества переотложенных раковин содержащиеся в диамиктонах позднекайнозойские фораминиферы образуют не случайный набор форм, а комплексы, насчитывающие от 10-20 до 40-60 видов, характерные для условий обитания в бассейне с нормальной соленостью, расположенном в субарктической температурной зоне. Разные соотношения между сравнительно мелководными эльфидиидами и более глубоководными кассидулинами, а также относительная роль планктона, бореальных видов и видов, указывающих на обмеление или опреснение бассейна, поддаются интерпретации в рамках фациального анализа морских отложений.

В кернах наблюдаются нарушения нормального залегания мезозойских пород и диамиктона, который изредка содержит их аллохтонные блоки. Они представляют собой фрагменты вторичных деформационных структур (разрывов и складок) линейных областей динамического влияния разломов фундамента, ширина которых из-за большой глубины его залегания достигает на поверхности 15- 20 км и более. Имеются геолого-геоморфологические признаки того, что в некоторых районах шельфа движения по разломам сопровождались сейсмическими событиями и грязевым вулканизмом [Крапивнер, 2007]. Вторичные разрывы со взбросовой компонентой из-за характерного для них выполаживания сместителя вблизи поверхности выглядят как надвиги с аллохтонным блоком мезозойских пород субстрата диамиктона в висячем крыле. В донном рельефе они выражены как гряды, относительная высота которых соответствует амплитуде вертикального смещения по разрыву (обычно не более 30- 50 м ), а ширина - амплитуде горизонтального тектонического перекрытия (первые сотни метров). Резкое (в 10-20 раз) сокращение мощности илов на таких грядах указывает на их заведомо постледниковый (1-2 тыс. лет) возраст. Близкие по размерам гряды образованы складками нагнетания, в которых активным слоем является диамиктон, а покровным комплексом - слабоконсолидированные осадки. Более крупные гряды и холмы не сложены диамиктоном, как позволяет предполагать гляцио-тектоническая концепция, а вырезаны в нем эрозией в период общего поднятия и осушения шельфа, предшествовавшего накоплению покрова морских осадков, облекающих неровности эрозионного рельефа.

Это осушение шельфа, почти совпадавшее по времени с периодом, отведенным для последнего оледенения, должно было вызывать резкие изменения природной среды (океаническая циркуляция, климат и пр.). Можно поэтому предполагать, что неотектоническая активность Западно-Арктической континентальной окраины, связанная с развитием Евразийского бассейна Арктического океана, а не материковые оледенения определяет своеобразие ее позднекайнозойской геологической истории и палеогеографии.

Литература

1. Блажчишин А.И., Линькова Т.И. О плиоценовом оледенении Баренцева шельфа // ДАН СССР. 1977. Т. 236, № 3. С. 696-699.

2. Крапивнер Р.Б. Быстрое погружение Баренцевского шельфа за последние 15-16 тыс. лет // Геотектоника. 2006. № 2. С. 39-51.

3.  Крапивнер Р.Б. Признаки неотектонической активности Баренцевоморского шельфа // Геотектоника. 2007. № 2. С. 73-89.

4. Крапивнер Р.Б. Происхождение слабоконсолидированных осадков Баренцевоморского шельфа // Литология и полезные ископаемые. 2008. № 6. с. 1-15.

5. Polyak L, Solheim A. Late- and postglacial environments in northern Barents Sea west of Franz Josef Land // Polar Research. 1994. V. 13, № 2. P. 197-207.

6. Polyak L, Forman S.L, Herlihy F.A. et al. Late Weichselian deglacial history of the Svyataya (Saint) Anna Trough, northern Kara Sea, Arctic Russia // Marine Geol. 1997. V. 143. P. 169-188.

 

 

Ссылка на статью:

Крапивнер Р.Б. Альтернативная интерпретация разреза новейших отложений Баренцевоморского шельфа. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. Том 1, 2009, с. 305-309.

 



вернуться на главную


eXTReMe Tracker

 
Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz