Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литодинамика шельфовой зоны северо-западной части Черного моря

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Литодинамика шельфовой зоны северо-западной части Черного моря"

со

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

0 Д ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК

Мельник Олена Вікторівна

УДК 551.351.051 :(551.3:552.143)1(262.5)

ЛІТОДИНАМІКА ШЕЛЬФОВОЇ ЗОНИ ПІВНІЧНО-ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЧОРНОГО МОРЯ

04.00.21 - літологія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук

Київ-2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі геології антропогену Інституту геологічних наук НАН України.

Науковий керівник:

доктор геолого-мінералогічних наук, член-кореспондент НАН України ГОЖИК ПЕТРО ФЕДОСІЙОВИЧ, Інститут геологічних наук НАН України, директор інституту

Офіційні опоненти:

доктор геолого-мінералогічних наук ХОМЕНКО ВАЛЕНТИНА АНДРІЇВНА, Інститут геологічних наук НАН України, старший науковий співробітник

кандидат геолого-мінералогічних наук ЛУЦІВ ЯРОСЛАВ КЛИМОВИЧ, вчений секретар Відділення наук про Землю НАН України

Провідна установа:

Відділення морської геології та осадового рудоутворення ННПМ НАН України

Захист відбудеться і-їсі 2000 р. о / годині на засіданні

вченої ради Д 26.162.04 Інституту геологічних наук НАН України, м.Київ, вул О.Гончара, 55-6

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України, м. Київ, вул. О.Гончара, 55-6.

Автореферат розісланий "/5~" 2000 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Байсарович 1.М.

Актуальність теми. Всебічне вивчення шельфу Чорного моря, внаслідок необхідності раціонального використання природних ресурсів, належить до одного з найбільш актуальних питань, що стоять перед геологічною наукою України. Шельфова зона характеризується широким розвитком процесів сортування матеріалу, що надходить з континенту. У прибережній зоні утворюються значні накопичення піщаних наносів у вигляді акумулятивних тіл, які є природним захистом берегів від руйнування при зміненнях рівня моря. Таким чином, шельф в цілому є зоною відкладення та консервації значних піщаних накопичень.

Під вивченням літодинаміки шельфу розуміється аналіз виносу уламкового матеріалу з континенту та його подальшої трансформації. Дослідження літодинаміки за допомогою методу мінералогічного аналізу дозволяє виявляти джерела зносу матеріалу, прослідковувати формування різних генетичних типів осадків та характер літодинамічних процесів як у сучасній, так і у давніх берегових зонах, що дає змогу розроблювати передумови для пошуків та раціонального використання піщаних акумуляцій. Палеолітодинамічні реконструкції, виконані на основі мінералогічного аналізу, є також основним ключем при пошуках прибережно-морських розсипів. Цим

і визначається актуальність даної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася у рамках тематик, які розроблялись у відділі геології антропогену ІГН НАН України: “Динаміка теригенного і біогенного матеріалу берегової зони”, “Моніторинг літодинамічних процесів берегової зони північно-західної частини Чорного моря” та “Стратиграфія і геохронологія лесових та льодовикових відкладів України".

Мета та завдання досліджень. Метою роботи є характеристика літодинамічних процесів на шельфі північно-західного сектора Чорного моря у верхньому плейстоцені-голоцені на підставі мінералогічного аналізу. Для досягнення цієї мети потрібно було вирішити такі питання:

- вивчити мінеральний склад морських, лесових та алювіальних відкладів пра-річок верхньоплейстоценового та голоценового віку;

- побудувати карти розповсюдження по площі основних мінералів важкої фракції;

- уточнити та деталізувати сучасні уявлення про розподіл північно-західного шельфу на теригенно-мінералогічні провінції;

- встановити на основі отриманих даних літодинамічні зв'язки між береговою зоною та власне областю шельфу протягом верхнього плейстоцену-голоцену.

Наукова новизна одержаних результатів. В роботі вперше для північно-західного сектора Чорного моря виділені літодинамічні зони та простежені зміни літодинамічних зв’язків в системі берегова зона - внутрішній шельф -зовнішній шельф у верхньому плейстоцені-голоцені.

Проведені дослідження дозволили розширити та уточнити уявлення про мінеральний склад різних генетичних типів відкладів. Вперше для даного району побудовані карти розповсюдження основних мінералів важкої фракції новоевксинських, чорноморських морських осадків та алювію пра-річок.

Деталізовано виділення в шельфовій зоні північно-західного сектора Чорного моря теригенно-мінералогічних провінцій.

Практичне значення одержаних результатів. Проведені дослідження важливі для виявлення та картування піщаних акумуляцій на шельфі, а також для вироблення рекомендацій по раціональному використанню природних ресурсів берегової зони та природоохоронних заходів.

Особистий внесок здобувача. Усі основні результати та висновки, що викладені в дисертаційній роботі, здобувачем одержані самостійно.

Фактичний матеріал. Для вирішення поставлених питань було проаналізовано 558 зразків морських осадків, лесових відкладів та алювію пра-річок, що були відібрані на пересипах лиманів та на внутрішньому і зовнішньому шельфі. Частина їх була отримана при проведенні експедиційних робот, їх мінералогічний аналіз виконано автором роботи. Для характеристики зовнішнього шельфу були використані, головним чином, дані мінералогічного аналізу, отримані при проведенні геологічної зйомки шельфу, яка була виконана Причорноморською геологорозвідувальною експедицією. Ці дані автором були оброблені та приведені до єдиної системи перерахування.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на Республіканській конференції молодих вчених (Київ, 1987), Міжнародній школі морської геології (Москва, 1997), Всеросійській нараді “Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке (Санкт-Петербург, 1998), науково-технічному семінарі “Ерозія берегів Чорного та Азовського морів” (Київ, 1999), Міжнародній нараді “Геология и полезные ископаемые Черного моря” (Київ, 1999).

з

Публікації. Основні положення і результати дисертації викладені у п’яти статтях та двох повідомленнях у тезах конференцій. Одна стаття знаходиться у друку.

Обсяг та структура роботи. Дисертація об'ємом 151 сторінка складається з вступу, 8 розділів, висновків та списку використаних джерел (110 найменувань). Робота містить 36 малюнків та 1 таблицю.

Дисертаційна робота виконана у відділі геології антропогену Інституту геологічних наук НАН України під керівництвом доктора геолого-мінералогічних наук, член-кореспондента НАН України П.Ф.Гожика, якому автор висловлює глибоку вдячність за постійну допомогу та цінні рекомендації.

Автор щиро вдячна колективу відділу геології антропогену під керівництвом доктора геолого-мінералогичних наук, професора В.М.Шовкопляса за поради та незмінно уважне ставлення під час написання роботи, а також співробітнику відділу морського седимснтогенезу І.І.Пустовойт за допомогу при оволодінні методом мінералогічного аналізу.

КОРОТКИЙ НАРИС ІСТОРІЇ ДОСЛІДЖЕНЬ

Геологічні дослідження берегів та акваторії Чорного моря проводились багатьма вченими. Значна роль у розвитку уявлень про геологічну історію чорноморського басейну належить А.Д.Архангельскому і Н.М.Страхову. Основоположними у вченні про розвиток берегів Чорного моря стали роботи

В.П.Зенковича, які згодом були розширені та поглиблені у питанні динаміки берегової зони дослідженнями професора Ю.Д.Шуйського та його співробітників.

Розвитку шельфової зони Чорного моря у верхньому плейстоцені-голоцені у різних аспектах проблеми присвячені роботи Е.Н.Невеського, П.Н.Купріна. Ф.А.Щербакова, Н.А.Айбулатова, Г.Г.Ткаченко і багатьох іншіх дослідників.

З 1962 року планомірні дослідження Азово-Чорноморського басейну проводились співробітниками ІГН НАНУ. Результати багаторічного вивчення шельфу викладені у серії монографій “Геология шельфа УССР”.

Значний обсяг робіт по вивченню розподілу мінеральних компонентів у відкладах берегової зони виконано М.Г.Барковською, яка вперше виділила у приурізовій зоні Чорного моря ряд теригенно-мінералогічних провінцій. Дослідженню перерозподілу донних відкладів та їх мінеральних компонентів в зоні внутрішнього шельфу, зокрема в районі Дністровського узмор’я, присвячені роботи Л.В.Іщенко. При вивченні літодинамічних процесів на північно-західному

шельфі Чорного моря мінералогічний аналіз застосовувала З.Т.Новікова.

Таким чином, ступінь вивченості північно-західного шельфу Чорного моря досить висока. Проте, що стосується мінералогічних досліджень, то вони здебільшого проводились у східній частині даного району або у вузькій прибережній смузі. Ділянка ж шельфу, що примикає до берега від гирла Дністровського лиману до дельти Дунаю, залишається слабо вивченою. Це ж стосується питання літодинамічних зв’язків між береговою зоною, внутрішнім та зовнішнім шельфом. Зазначене вище і зумовило постановку проблеми, що вирішується в роботі.

МЕТОДИКА РОБІТ

Для вирішення поставленої проблеми - з'ясування характеру літодинамічних зв’язків в системі берегова зона - внутрішній шельф - зовнішній шельф автором було застосовано мінералогічний метод в комплексі з геоморфологічним та палеогеографічним. Наявність певних співвідношень між складом відкладів, морфологією підводного схилу та гідродинамічним режимом встановлена ще роботами В.П.Зенковича.

Мінералогічний аналіз в різних його варіаціях застосовується для вирішення таких проблем досить широко. Автором основна увага приділялася вивченню кількісного та якісного складу важкої фракції відкладів на різних геоморфологічних елементах у ппейстоцен-голоценовому розрізі.

ГЕОЛОГІЧНА СТРУКТУРА РАЙОНУ

В структурно-тектонічному плані північно-західна частина Чорного моря та прибережна смуга континенту відносяться до Причорноморської низовини. У гесструктурному відношенні це зона зчленування двох тектонічних елементів різного віку - Східно-Європейської платформи та епігерцинської Скіфської плити. Тектонічні рухи в цьому складному, розчленованому на блоки районі, проявлялися неоднаково, що знайшло відображення у будові осадочного чохла.

У розділі коротко розглянута історія геологічного розвитку району досліджень у дочетвертинний час.

Морські відклади верхнього плейстоцену на території досліджень розвинуті майже скрізь, за виключенням ділянок розвитку бенчу. В межах зовнішнього шельфу вони суцільним чохлом покривають усі залягаючи нижче осадки. Максимальні потужності їх пов’язані з давніми долинами річок. Представлені вони, головним чином, алеврито-глинистими та дрібноалевритовими мулами, а також крупними алевритами, дрібнозернистими пісками та піщано-глинистими черепашниками.

Морські осадки чорноморського горизонту четвертинних відкладів північно-західної частини Чорного моря представлені бугазсько-вітязевськими, каламітськими та джеметинськими верствами. В літологічному відношенні це відклади усіх різновидів псаміто-алевритової групи.

Алювіальні відклади на шельфі представлені пісками з гравійно-галечниковим матеріалом. Вони складають поховані тераси.

Лесові відклади на шельфі збереглись від абразії на вододілах та терасованих схилах і займають майже третину загальної площи шельфу. Це переважно легкі та середні суглинки.

ДИНАМІКА ВОДНИХ МАС ТА НАПРАВЛЕННЯ ОСНОВНИХ ПОТОКІВ

МАТЕРІАЛУ

Гідрологічний режим шельфової зони має своєрідний, відмінний від глибоководної частини моря характер. Одним з основних факторів, який зумовлює режим течій, є вітер. На більшій частині узбережжя північно-західної частини Чорного моря панують середні за силою вітри північно-західного та північно-східного напрямків. Вітровий та хвильовий режими зумовлюють тут досить високу інтенсивність переробки рельєфу та наносів берегової зони, а також впливають на характер прибережно-морських течій, швидкість яких зменшується з віддаленням від берега у бік відкритого моря.

Одним із факторів, що впливають на динаміку вод у північно-західній частині Чорного моря, є річні стоки Дніпра, Південного Бугу, Дністра та Дунаю, що утворюють потік розпріснених вод, які рухаються зі швидкістю 25-35 см/с вздовж узбережжя.

На динаміку берегової зони впливає також евстатичний фактор. Для району досліджень характерне підняття рівня моря з середньою швидкістю 1,5 мм/рік.

РЕЧОВИННИЙ СКЛАД ТВЕРДОГО СТОКУ РІЧОК

Вивчення речовинного складу твердого стоку річок, що впадають у Чорне море в межах району досліджень, пов’язано з питанням живлення шельфу осадочним матеріалом. Тут на порівняно невеликій ділянці узбережжя у гирлові частини річок (Дунаю, Дністра, Дніпра та Південного Бугу) надходить 78% водного та 5% твердого стоку усіх річок Чорноморського басейну.

Стік Дунаю надходить безпосередньо у море, де седиментаційні процеси контролюються хвильовим режимом та течіями. Значна кількість твердого матеріалу (60% за Н.М.Страховим, 70% за Ю.Д.Шуйським) затримується в районі гирла, утворюючи акумулятивне тіло дельти. Пелітова фракція твердого

стоку складається, головним чином, із слюдисто-монтморилонітових утворень, кварцу, плагіоклазів. У важкій фракції перевагу мають прозорі мінерали - гранат, амфіболи, мінерали групи епідот-цоїзит. Рудні мінерали представлені ільменітом, лейкоксеном, магнетитом та іншими мінералами.

Що стосується Дністра, то тут змішування річкових вод з морськими відбувається в лимані, що відіграє роль пастки для твердого матеріалу, який надходить зі стоком. Транспортування відносно крупного уламкового матеріалу стає можливим лише в період паводків. Піщано-алевритова складова містить, головним чином, зерна кварцу та уламки порід (переважно кременистих), мусковіт, глауконіт. Характерна значна кількість рудних мінералів, гідроксидів заліза, із прозорих мінералів найбільш поширений альмандин.

Дніпро та Південний Буг знаходяться за межами дослідженого району, але їх стік аналізується нами, оскільки він бере участь у формуванні південно-західного потоку наносів. Крім того, русло пра-Дніпра на зовнішньому шельфі зближується з руслом пра-Дністра і мінеральний комплекс дніпровського алювію впливає на формування комплексу мінералів Центральної теригенно-мінералогічної провінції. Мінеральний комплекс твердого стоку Дніпра та Південного Бугу розглядається разом, оскількі вони дренують площі із подібним комплексом відкладів і перед впадінням у Чорне море утворюють єдину гирлову область, де їх мінеральні комплекси певною мірою усереднюються. В легкій фракції тут переважає кварц (до 98%), в помітній кількості зустрічаються польові шпати, глауконіт, біотит, карбонати. У важкій фракції процент рудних мінералів порівняно невеликий (до 20%), представлені вони переважно ільменітом. Кількість гранатів, у порівнянні з алювієм розглянутих вище річок, зменшується.

Стік малих річок незначний і, оскільки вони впадають в лимани, практично не має значення як джерело пляжоутворюючого матеріалу. Але наявність на шельфі палеодолин Когильника та Сарати дає підставу враховувати їх алювіальний комплекс при проведенні палеолітодинамічних реконструкцій.

РЕЧОВИННИЙ СКЛАД ВІДКЛАДІВ ШЕЛЬФУ

Теригенний матеріал, що виноситься річками у Чорне море, зазнає у прибережній зоні та на шельфі подрібнення, гранулометричної та мінералогічної диференціації, переміщення як вздовж берега, так і по профілю підводного берегового схилу. Ці процеси, зумовлені гідродинамічним режимом та характером рельєфу району, формують особливості будови та речовинного складу відкладів.

Дослідження показують, що на ділянці узбережжя від Дністровського лиману до дельти Дунаю разом з підводною частиною тіла пересипів складені переважно матеріалом піщаної розмірності. Вміст галькових уламків складає

0,5%, алевритова фракція не перевищує перші відсотки, пелітова у пляжевих відкладах практично відсутня. В усіх точках відбору різко переважав середньопіщана фракція (0,5 - 0,25 мм), що складає від 56 до 91%. При цьому треба мати на увазі, що проби, відібрані у приурізовій зоні завжди характеризуються більш грубим складом, ніж проби, відібрані на пляжевій терасі. Чітко встановлюється закономірне зменшення розмірності піщаного матеріалу від пересипу лиману Будаки до дельти Дунаю, тобто у напрямку південно-західного потоку наносів. Залучаючись у потік наносів, весь матеріал, що надходить у зону хвильового впливу, поступово стирається, а відповідно, зменшується розмір частинок.

Для характеристики мінерального складу морських новоевксинських відкладів було проаналізовано 203 зразки, відібрані переважно із піщаних та крупноалевритових відкладів. У розділі аналізується середній вміст мінералів важкої фракції (гранату, ільменіту, циркону, рутилу, амфіболів, ставроліту, епідот-цоїзиту, піроксенів та інших) для верхньо-, середньо- та нижньоновоевксинських відкладів, вказуються ділянки їх максимального та мінімального вмісту. Характер розподілу гранату, ільменіту, циркону, рутилу, амфіболів, ставроліту ілюструється картами.

Це дає змогу встановити, що склад новоевксинських морських відкладів по розрізу практично однорідний. Разом з цим спостерігається збільшення кількості гранатів в середньоновоевксинських відкладах до 31% в порівнянні з нижньо- та верхньоновоевксинськими (відповідно 27 та 21%), присутність у середньоновоевксинських верствах піроксенів (середній вміст 3,2%), відсутніх у нижніх та верхніх верствах та збільшення вниз по розрізу процентного вмісту дистену та сіліманіту (від окремих зерен до 10%).

Вміст важкої фракції в новоевксинських верствах в районі досліджень змінюється від 0,2 до 2,5% загальної ваги зразка. В працях З.Т.Новіковой (1977) наводяться більш високі значення - до 5%, а на гребені Одеської банки

- до 18,1%. Проте в межах району досліджень акумулятивних тіл такого масштабу не виявлено. Що ж стосується Шаганської банки, то новоевксинські відклади тут практично відсутні.

Мінеральній склад теригенних компонентів чорноморського горизонту вивчено по 163 зразках. Оскільки автором при написанні роботи були використані дані мінералогічного аналізу із звітів по геологічній зйомці шельфу, де чорноморські відклади не були детально розчленовані, наведені у цьому розділі карти розподілу основних мінералів важкої фракції складені для чорноморського горизонту загалом. У розділі наводиться середній вміст мінералів важкої фракції, відмічені ділянки максимального та мінімального вмісту мінералів.

В порівнянні з описаним вище новоевксинським горизонтом, якісний

склад мінералів важкої фракції в межах кожної із теригенно-мінералогічних провінцій не змінився. Але направлене змінення палеогеографічної обстановки, коли нові акумулятивні генерації зміщувалися у північному та північно-західному напрямках вслід за зміщенням берегової лінії, привело до змін у процентних сніввідношеннях мінералів важкої фракції та зміщенню зон підвищених концентрацій важких мінералів. В цілому, вміст важкої фракції у відкладах чорноморського горизонту менший, ніж у новоевксинському (від 0,1 до 1,5%), але в акумулятивних накопиченнях, що розташовані на шельфі біля пересипів лиманів Алібей та Шагани, а також в районі Жебриянської коси він підіймається до 6% та більше.

В межах дослідженої ділянки північно-західної частини шельфу Чорного моря залягають верхньочетвертинні, рідше середньочетвертинні алювіальні відклади палеодолин Дунаю, Когильника-Сарати, Дністра та Дніпра. Верхньочетвертинний алювій Дунаю проаналізовано по 19 зразках, Когильника-Сарати - по 15, Дністра - по 14 та Дніпра - по 69. В розділі надасться характеристика мінералів важкої фракції алювію кожної із вказаних річок, наведені карти розподілу основних важких мінералів важкої фракції по площі, охарактеризовано приуроченість максимального вмісту мінералів до алювію тієї чи іншої річки.

Комплекс важких мінералів верхньочєтвертинного алювію палеодолин Дунаю, Когильника-Сарати, Дністра, як і середньочетвертинного (вивченого по ІЗ зразках) в цілому подібний до мінерального комплексу сучасного річкового стоку Змінюються лише процентні співвідношення.

Мінералогічній склад субаеральних (лесових) відкладів на шельфі вивчався лише по 8 зразках, тому при написанні цього розділу були також використані літаратурні джерела. Склад лесових відкладів на шельфі подібний до складу лесових товщ суміжних ділянок суші. Головна відміна полягає у більшій глинистості та меншій карбонатності лесів, що залягають під рівнем моря. У важкій фракції виявлено до ЗО мінералів. У розділі надається характеристика їх процентних співвідношень.

Побудовані автором рози вмісту основних мінералів важкої фракції лесових відкладів шельфу вказують на подібність їх мінерального складу їз мінеральним складом алювію палеодолин Дністра та Дніпра. Це дає нам підстави для висновку про формування лесових товщ переважно за рахунок переносу пилуватих частинок із алювіальних накопичень пра-Дніпра та пра-Дністра під час регресивних фаз розвитку Чорного моря.

Біогенна складова відкладів у межах північно-західного шельфу має значний вплив на гранулометричний склад та динаміку відкладів, при цьому найбільшу роль відіграють молюски, які відмираючи поповнюють відклади черепашками. У середньому в пляжевих відкладах району досліджень міститься

15-20% уламків черепашок. Слід відмітити, що суттєвої відміни міх сучасним пляжем, штормовим валом та донними відкладами немає, що свідчить про сталість надходження біогенного матеріалу в голоцені. Чєрспашники відкритої частини шельфу мають невелику потужність (у межах 0,5 м) і утворюють поле між о.Зміїний та Каркінітською затокою.

ТЕРИГЕННО-МІНЕРАЛОГІЧНІ ПРОВІНЦІЇ

В літературі наводиться кілька варіантів розподілу північно-західного шельфу Чорного моря на теригенно-мінералогічні провінції. Приймаючи до уваги опубліковані матеріали, а також власні дані по мінеральному складу відкладів, в роботі обгрунтовано виділення теригенно-мінералогічних провінцій окремо на врутрішньому та зовнішньому шельфі.

При виділенні теригенно-мінералогічних провінцій на внутрішньому шельфі нами прийнята за основу схема, запропонована М.Г.Барковською (1982), згідно з якою на внутрішньому шельфі дослідженого району виділяються Дунайська, Сасик-Бурнаська та Дністровська провінції.

На зовнішньому шельфі району досліджень виділяються Дунайська та Центральна теригенно-мінералогічні провінції (Є.Ф.Шнюков та ін., 1983), причому Дунайська провінція в цій схемі єдина для внутрішнього та зовнішнього шельфу.

Проведені автором дослідження дозволяють деталізувати розподіл мінеральних компонентів в згаданих вище провінціях, а також виділити у їх межах окремі підпровінції. Слід відмітити, що в межах провінцій якісний склад основних мінералів важкої фракції по розрізу не змінюється, коливаються лише процентні співвідношення між ними, що вказує на постійність джерел живлення протягом верхнього плейстоцену-голоцену.

Внутрішній шельф. Формування мінерального складу Дністровської провінції пов’язано з надходженням уламкового матеріалу з Дністровського лиману, донним живленням, джерелом якого є, головним чином, давні відклади пра-Дністра і, меншою мірою, з руйнуванням берегових обривів. Дністровський комплекс характеризується значною кількістю рудних мінералів, зокрема, ільменіту (до 40%), лейкоксену (до 5%). Характерною рисою є наявність у важкій фракції гідроксидів заліза - до 60% у розмірності 0,25-0,1 мм. Спостерігається відносно високий вміст рутилу та циркону (відповідно 5 та 16%). У легкій фракції характерною є наявність численних уламків кременистих порід.

Границя між Дністровською та розташованою південно-західніше Сасик-Бурнаською провінцією проходить на траверзі с. Курортне. Приймаючи до уваги південно-західний напрямок вздовжберегового потоку наносів, є

закономірною наявність на північно-східній окраїні провінції деяких особливостей, характерних для Дністровського комплексу. Це відображається в наявності в легкій фракції уламків кременистих порід, а у важкій - гідроксидів заліза, біотиту та підвищеної кількості циркону. У формуванні відкладів Сасик-Бурнаської провінції основну роль відіграє донне живлення, другорядну -берегове та вздовжберегове, пов’язане з виносом річок, що впадають у море за ії межами. Наявність різних джерел живлення та зміна вздовж берега петрографічного складу порід зумовлюють значні коливання процентних співвідношень мінералів важкої фракції. Можна сказати, що мінеральний склад осадків, що складають тіла пересипів, дуже близький до складу відкладів, що розмиваються на шельфі. В цілому, важка фракція Сасик-Бурнаської провінції характеризується високим вмістом гранату (до 50%), ставроліту (до 20%), турмаліну (до 7%).

Згідно з літературними даними, дунайський матеріал на північ від дельти не розповсюджується, а виноситься практично повністю на південь. Проте проведені нами дослідження доводять наявність впливу дунайського виносу на формування пересипу лиману Сасик та суміжної ділянки шельфу. Це підтверджується, головним чином, різким зменшенням на цій ділянці вмісту ставроліту, зменшенням кількості епідоту та наявністю цоїзиту та кліноцоїзиту, більшою різноманітністю амфіболів, а також появою у всіх фракціях хлориту та слюд. Це дає нам підставу для виділення цієї ділянки як Сасикської підпровінції змішаного складу.

Дунайська теригенно-мінералогічна провінція внутрішнього шельфу примикає до дельти Дунаю. Границя ії, за визначенням М.Г.Барковської, проходить на траверзі с. Приморське. Мінеральний склад важкої фракції в якісному відношенні виявляє значну подібність до мінерального складу відкладів, що розповсюджені на розташованих північніше ділянках узбережжя. Відміна полягає, головним чином, в більш високій кількості слюд, різкому зменшенні вмісту ставроліту, значній кількості (25-30%) та різноманітності амфіболів, наявності цоїзиту і кліноцоїзиту (до 20%). Наявність двох джерел живлення - твердого стоку Дунаю та розмиву прибережно-морських відкладів зумовлює значні коливання процентних співвідношень мінералів важкої фракції,

Жебриянська коса відноситься (за даними М.Г.Барковської) до Дунайської провінції, проте комплекс мінералів у голоценових відкладах, що складають ії тіло, не адекватний складу дунайського комплексу, а виявляє подібність до комплексу мінералів порід, що надходять з кліфу та бенчу, розташованих північно-східніше від коси. Це свідчить про те, що основним джерелом наносів, що складають ії тіло, є південно-західний вздовжбереговий потік наносів, розвантаження якого відбувається на цій ділянці. Тому Жебриянську косу доцільно виділяти в окрему підпровінцію.

и

Зовнішній шельф. Якщо теригенно-мінералогічні провінції внутрішнього шельфу почали формуватися з утворенням південно-західного потоку наносів, то провінції зовнішнього шельфу формувалися протягом всього верхнього плейстоцену-голоцену. У межах території досліджень тут виділяються Дунайська та Центральна провінції.

Комплекс мінералів Дунайської провінції формувався, головним чином, за рахунок виносу Дунаю. Навіть під час максимальних регресій Чорного моря, коли гирла Дніпра та Дністра сильно зближувались, розвантаження стоку Дунаю відбувалося на значній відстані від них, тому в Дунайській провінції зовнішнього шельфу не відбувалося усереднення матеріалу в такій мірі, як в Центральній провінції. Поділ автором Дунайської провінції на підпровінції внутрішнього та зовнішнього шельфу зумовлений рядом змін процентного співвідношення мінералів важкої фракції, що простежується на глибинах більше 30-35 м, а також тим, що на ділянках внутрішнього шельфу на сьогодні склалися різні літодинамічні обстановки. В порівнянні з прибережною зоною на зовнішньому шельфі відмічається більший вміст гранатів (відповідно 10-20 та 35-40%), піроксенів (відповідно 1-5 і до 5%), зниження вмісту ільменіту.

На Центральну, найбільш віддалену від суші, провінцію впливають майже всі джерела живлення північно-західної частини Чорного моря. В район досліджень входить лише частина провінції, що знаходиться під вплиесм дністровського та дніпровського виносу. У формуванні мінерального комплексу відкладів основну роль відіграють стійкі мінерали - ільменіт, циркон, гранат. Характерною рисою провінції є спорадичне збільшення ваги важкої фракції за рахунок аутигєнного піриту.

ЛІТОДИНАМІКА НАНОСІВ

Специфіка розвитку Чорного моря у пізньому плейстоцені-голоцені зумовлена існуванням зв’язку із Середземним морем. Коливання рівня моря не збігалися з амплітудами коливання Світового океану, тому шельф Чорного моря більш чітко розподіляється на зовнішній та внутрішній, ніж у відкритих морях. У північно-західному секторі границя між ними проходить по досить чіткому перегину на глибині 30-35 м. Його утворення тут ми пов’язуємо з тривалим стійким положенням берегової лінії в середині пізнього плейстоцену. Цей інтервал відповідає молого-шекснинському міжльодовиків’ю на півночі Російської платформи. Відмінності в характері рельєфу, особливостях гідродинамічного режиму та закономірностях осадконакопичення дозволяють розглядати внутрішній та зовнішній шельф як різні літодинамічні зони.

Характер літодинамічних процесів берегової зони зумовлюється тим, що головним енергетичним фактором тут є хвилювання. Для Чорного моря

процеси хвильової абразії характерні до глибини 10 м, яка і є границею берегової зони.

Таким чином, на північно-західному шельфі Чорного моря треба виділяти три літодинамічні зони: верхнью (берегову) - від пляжу до глибини 10 м, середню - до глибини 30-35 м і нижню - до бровки шельфу.

Область внутрішнього шельфу району досліджень знаходиться під впливом потоку розпріснених вод, що утворюється стоками Дніпра, Південного Бугу, Дністра та Дунаю. Значну роль в надходженні осадочного матеріалу відіграє абразія підводного схилу та руйнування берегових обривів. В розділі докладно розглянуто переміщення матеріалу від Дністровського лиману до дельти Дунаю, його гранулометричну та мінералогічну диференціацію, дана характеристика особливостей осадконакопичення на окремих ділянках внутрішнього шельфу.

Потужність голоценових відкладів зовнішнього шельфу, в порівнянні з внутрішнім, невелика. Приймаючи до уваги його пологий нахил, можна казати про наявність тут динамічно пасивної седиментації. Кількісний вміст важкої фракції у відкладах зовнішнього шельфу значно менший, ніж у відкладах берегової зони, за винятком похованих реліктових піщаних акумуляцій.

Виділені літодинамічні зони в тому вигляді, у якому вони існують зараз, сформувалися в процесі складного розвитку Чорного моря у верхньому плейстоцені-голоцені під впливом неодноразової зміни трансгресій регресіями. Під час останніх значна частина шельфу виходила з-під рівня моря і на ній утворювалися континентальні умови осадконакопичення. Регресії збігалися за часом з материковими зледеніннями, тому на оголеному шельфі формувалися субаеральні лесові відклади. Останні розділяють морські відклади трансгресій. Як доводять проведені нами дослідження, вміст основних мінералів важкої фракції плейстоценового алювію Дніпра та Дністра дуже подібний до мінерального комплексу верхньоплейстоценових лесів, що свідчить про формування останніх переважно за рахунок переносу пилуватих частинок алювіальних відкладів Дніпра та Дністра.

Аналіз зміни літологічних типів відкладів та їх мінерального складу дозволяє простежити зміщення берегової лінії моря протягом верхнього плейстоцену-голоцену. Внаслідок зміни положення берегової зони під час трансгресивно-регресивних фаз відбувалося і зміщення літодинамічних зон на поверхні шельфу, тому літодинамічні зв'язки здійснювались у кожному конкретному випадку у палеогеографічному аспекті. Приймаючи до уваги цей висновок, можна вважати закономірною наявність на шельфі акумулятивних тіл та ерозійних форм різного віку.

В літературних джерелах згадується про наявність у пізньоголоценовий час значного пониження рівня моря (від 2 до 12 м, за даними різних

дослідників). Деякі автори це заперечують. Аналіз даних з формування акумулятивних утворень дозволяє впевненно твердити про наявність регресивної фази у пізньому голоцені. Головним доказом цього е існування на ділянці від Дністровського лиману до дельти Дунаю бара, більш відомого як пересип лиманів. Він міг утворитися лише під час регресивної фази, коли рівень моря знизився настільки, що підводний вал першого обрушення хвиль був виведений на денну поверхню. Згодом, з підвищенням рівня моря, бар постійно зміщується у бік суші.

З формуванням бара та вздовжберегового потоку наносів починається швидке заповнення Дунайського естуарію та формування піщаних паем дельти Дунаю. Відміни мінерального складу останніх від такого твердого стоку Дунаю вказує на утворення їх за рахунок надходження матеріалу, що здійснювався ездовжбереговим потоком наносів. В цей же час і сформувалися сучасні літодинамічні зони.

Таким чином, літодинамічні процеси на шельфі північно-західної частини Чорного моря у пізньому плейстоцені-голоцені зумовлювалися гідродинамічним режимом моря на фоні постійного коливання його рівня.

ВИСНОВКИ

Найважливіші результати роботи можна сформулювати у вигляді таких висновків.

1. На північно-західному шельфі Чорного моря виділяються три літодинамічні зони: верхня (берегова) - від пляжу до глибини 10 м, середня -до границі між зовнішнім та внутрішнім шельфом (30-35м) та нижня - до бровки зовнішнього шельфу. Різниця в характері рельєфу та гідродинамічному режимі виділених зон зумовлює відмінності в особливостях осадконакопичення у межах кожної із них.

2. Виділені зони в тому вигляді, у якому вони існують зараз, сформувалися в процесі складної історії розвитку Чорного моря у плейстоцен-голоценовий час під впливом неодноразової зміни трансгресій регресіями. Літодинамічні зв’язки між береговою зоною та власне шельфом здійснювалися у кожному конкретному випадку у палеогеографічному аспекті.

3. Виділена попередніми дослідниками Дунайська теригенно-мінералогічна провінція підрозділяється на підпровінції внутрішнього та зовнішнього шельфу, які відрізняються процентним співвідношенням мінералів дунайського комплексу та особливостями процесів осадконакопичення.

4. В межах Сасик-Бурнаської теригенно-мінералогічної провінції виділяється підпровінція пересипу Сасикськ'ого лиману та прилягаючої ділянки шельфу. Вона характеризується змішаним мінеральним складом, тобто

наявністю мінералів, характерних для основної провінції, з одного боку, та мінералів дунайського комплекса, з другого.

5. Район Жебриянськоі коси виділяється як підпровінція розвантаження південно-західного потоку наносів з комплексом мінералів, що відрізняється складом від відкладів суміжних ділянок.

6. Однотиповість мінерального складу відкладів у межах теригенно мінералогічних провінцій, що виділяються згідно з провінціями живлення, свідчить про постійність джерел живлення на протязі пізнього плейстоцену-голоцену.

7. Формування розташованих на шельфі лесових товщ відбувалося у періоди регресій моря за рахунок переносу вітром пилуватих частинок алювіальних відкладів Дніпра та Дністра.

8. Наявність на ділянці від гирла Дністровського лиману до дельти Дунаю бару свідчить про існування у пізньоголоценовий час зниження рівня моря, відомого як фанагорійська регресія.

9. Відміни мінерального складу піщаних гряд дельти Дунаю від мінерального складу твердого стоку Дунаю е доказом формування їх за рахунок розвантаження південно-західного потоку наносів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАНА ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Мельник Е.В. Некоторые особенности минерального состава Сасык-Бурнасской терригенно-минералогической провинции // Антропогеновые (четвертичные) формации Украины. Сб. научн. тр. - К,- 1991.- С. 71-74.

2. Мельник Е.В. Литодинамические процессы на северо-западном шельфе Черного моря // Геологический журнал.- 1996.- № 3-4.- С. 137-139.

3. Мельник О.В., Молодиченко В.В., Бортников Є.Г. Застосування мінералогічного аналізу при дослідженні літодинамічних процесів на північно-західному шельфі Чорного моря // Суспільно-географічний комплекс півдня Украіни. Теорія, практика, методика.- Мелітополь.- 1997.- Вип. 1.-С. 73-77.

4. Мельник Е.В. О терригенно-минералогическом районировании северо-западного шельфа Черного моря // Геологический журнал.- 1999,- №

2,- С. 75-81.

5. Мельник Е.В. Эволюция обстановок осадконакопления в верхнем плейстоцене-голоцене на северо-западном шельфе Черного моря //Геология и полезные ископаемые Черного моря. - Киев. - 1999. -С. 285-289.

6. Мельник Е.В. К вопросу о литодинамике северо-западного шельфа Черного моря// Тез.докл. “Школы морской геологии’’.- Москва.- 1998.- Т.2.-

С. 19.

7. Мельник Е.В. Минералогический анализ в изучении четвертичной

истории северо-западного шельфа Черного моря // Тез. докл. "Всеросс. совещания “Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке”.- С.- Пет.- 1998,- С. 70-71.

Мельник О.В. Літодинаміка шельфової зони північно-західної частини Чорного моря,- Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.21 - літологія,- Інститут геологічних наук НАН України, 2000.

Дисертація присвячена вивченню літодинаміки шельфової зони північно-західного шельфу Чорного моря. В роботі виконано детальне дослідження мінерального складу різних генетичних типів відкладів верхнього плейстоцену-голоцену. Це дозволило виділити на північно-західному шельфі три літодинамічні зони, деталізувати виділені попередніми дослідниками теригенно-мінералогічні провінції, простежити еволюцію літодинамічних зв’язків в системі берегова зона - внутрішній шельф - зовнішній шельф протягом верхнього плейстоцену-голоцену. Складено карти розподілу мінералів важкої фракції новоевксинських, чорноморських морських відкладів, а також алювію пра-річок. Таким чином, розроблена наукова основа для раціонального використання природних ресурсів берегової зони, а також природоохоронних заходів.

Ключові слова: літодинаміка, мінералогія, верхній плейстоцен-голоцен, теригенно-мінералогічне районування, північно-західний шельф Чорного моря.

Melnik ЕЛ/. Lithodinamic the north-western part shelf of the Black Sea.-Manuscript.

Thesis for a doctor’s degree by speciality 04.00.21 - lithology. - Institute of Geological Sciences of National Academy of Science of Ukraine (NASU), Kyiv, 2000.

The dissertation is devoted to stading of the lithodinamic the north-western part of the Black Sea. Detail analysis of the mineralogical composition of different genetic types of sediments of the Upper Pleistocene-Golocene has been carried out. The result of stadies made it possible to distinguish three lithodinamical zones of the Black Sea. Previous sherries of the terrigenous-mineralogical zoning are detailed. Evolution lithodinamic connections in sistem coastal zone - internal shelf

- external shelf during the Upper Pleistocene-Golocene are observed. The maps of distribution of heavy minerals of marine sediments and alluvion ancient streams are composed. So, scientific base for rational utilizaton natural resurses of the coastal zone has been worked out.

Key words: lithodinamic, mineralogy, Upper Pleistocene-Golocene, terrigenous-mineralogical zoning, noth-werstern shelf of the Black Sea.

Мельник Е.В. Литодинамика шельфовой зоны северо-западной насти Черного моря.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.21 - литология,- Институт геологических наук НАН Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена изучению литодинамики шельфовой зоны северо-западной части Черного моря. В работе выполнено детальное исследование минерального состава различных генетических типов отложений верхнего плейстоцена-голоцена. Это позволило выделить на северо-западном шельфе Черного моря три литодинамичеслие зоны, детализировать выделение терригенно-минералогических провинций, проследить эволюцию литодинамических связей в системе береговая зона - внутренний шельф -внешний шельф на протяжении верхнего плейстоцена-голоцена. Составлены карты распределения минералов тяжелой фракции новоэвксинских, черноморских морских отложений и аллювия пра-рек. Таким образом, разработана научная основа для рационального использования природных ресурсов береговой зоны и для проведения природоохранных мероприятий.

Ключевые слова: литодинамика, минералогия, верхний плейстоцен-голоцен, терригенно-минералогическое районирование, северо-западный шельф Черного моря.