Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Реконструкция четвертичного осадконакопления в Тихом океане по палеомагнитным данным

ВАК РФ 04.00.10, Геология океанов и морей

Автореферат диссертации по теме "Реконструкция четвертичного осадконакопления в Тихом океане по палеомагнитным данным"

й

ШВЮТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ ВСЕСОШКЫЙ НАтО-ИСОПЕДОВАТЕЗГЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГШЯОГЙИ И МИНЕРАШЫХ РЕСУРСОВ МИРОВОГО ОКЕАНА ВНИИОШЕГЕОЛОШ НТО "СШЮРГЕЩОШП

На правах рукописи Иванов Юряй. Юрьэвяч

7ДК 550.382.3:551.35(269)

РЕКОНСТРУКЦИЯ. ЧЕТВЕРТИЧНОГО ОСШОНАКОПШШ В ТИХОМ ОКЕАНЕ ПО ПШШАПОТГНШ ДАШ®!

Специальность 04.00.10 - геологии океанов гг морзй

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-мпнералопгавских наук

Ленинград, 1991 г.

Работа выполнена в Северо-Восточном ордена Знак Почета комплексном научно-исследовательском институте ДВО АН СССР (г.Магадан)

Научный руководитель: профессор, доктор геолого-минералогических наук Т.Й.Линькова

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Л.8.Левин

кандвдат геолого-минералогических наук С.А.Писарезский

Ведущая организация: Институт Океанологии ии.П.П.Ширшова АН СССР

Защита диссертации состоится "21 " февраля 1992 г.

б 14.00 часов на заседании специализированного совета Д 071.14.01 при Всесоюзном научно-нсследовагельскоы институте геологии в минеральных ресурсов Мирового океана ВНИИОкеангеология НПО "Севморгеология" по адресу: 190121, Ленинград, пр.Махлина, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИОкеангеология НПО "Севморгеология"

Автореферат разослан "/¿Г" января 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандвдат геолого минералогических наук

Й.А.Андреева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Отложения плейстоценового воз- -раста широко распространены на дне Тихого океана и слагают верхние горизонты его осадочного чехла. Существенная роль при их стратификации принадлежит палеомагнигному методу. С помощью ма-гнитостратиграфии установлена хронология многих геологических событий, которые запечатлены в осадках и выявлены объемы четвертичных отложений в отдельных районах Хихого океана.

Интенсивность осадкообразования в океане является важным параметром океанского седиментогенеза и отражает особенности природных условий поступления, осаядения я захоронения осадочного материала. Анализ количественного распределения осадочных масс стратиграфических подразделений плейстоцена в пространстве предполагает получить чксленште значения скоростей осадкообразования, которые дапт представление о динамике океанского седиментогенеза н позволяют выявить оснознне причины, влияющие на эво-лшига бассё&'л* осадконакоплепил. Палеомагнктные исследования глубоководных донккх осадков обеспечивает решение задач по определен® скоростей осадкснакоплекия за дробные временные интервалы четвертичного периода независимо от генезиса изучае;.!ых отло-аениЯ. Поэтому прздстазляатся актуальным, опираясь на детальное 'лагнитостратиграфи-гесиос расчленение н определение возраста з осадочных разрезах плейстоцена," проследить за пространственным распространением отдельный стратиграфически горизонтов четвертичного периода. Характер латерального распределения мощностей осадочных слоез отражает глобальные изменения условий осадконакоплекия, связанна© с климатическими, гидродинамическими и другими факторами природной среды океана.

Цель работа. На основе результатов магнитостратлграфических исследований глубоководных донных отложений Тихого океана провести реконструкция количественного распределения осадочных масс за отдельные временные интервалы четвертичного времени.

Задачи исследований.

1. Составить магнятостратиградичэские разрезы по кернам осадков Тихого океана.

2. Провести обобщение имеющейся информации по палеомагнит-

ним исследованиям плейстоценовых отложений по всей акватории Тихого океана.

3. На основании определения мощностей осадков расчитать средние скорости осадконакопления за отдельные временные диапазоны" плейстоцена.

4. Составить карты распределения ыоцностей осадков и скоростей осадконакопления для трех временных интервалов плейстоцена 11670-950; 250-700; 700-0 тыс.лгт).

5. Определить зависимость динамики процесса океанского седи-ментогенеза от некоторых факторов природной среды.

Основные защищаемые положения.

1. Реконструкция количественного распределения отлонений за четко ограниченные возрастные интервалы (1670-^50, 950-700, 700-0 тыс.лет) позволила установить изменения в интенсивности, осадкообразования для северо-западной части Тихого океана.

2. Максимальные изменения условий осадконакопления, которые проявились как в увеличении скоростей седиментации, так и в значительной дифференциации мощностей осадков по латерали относятся ко времени хрона Брюнес (700-0 тыс.лет).

3. Причиной суСыеридиачального перераспределения мощностей осадков являлось усиление циркуляции водных шсс на протяжении четвертичного периода.

На.учяая новизна. Впервые, на основе только палеоыагнитных данных закартированы мощности осадков и скорости их накопления за три временных интервала плейстоцена, что позволило провести реконструкцию осадочного чехла крартера для северо-западной части Тихого океана.

Практическая ценность. Карты распределения мощностей осадков за определенные временные интервалы дают возможность проследить за интенсивностью осадконакопления во' времени и за характером изменений циркуляции придонных водных масс в северо-западной части Тихого океана. Результаты работы могут быть использованы при определении районов, перспективных на поиски железо-марганце вых конкреций, генетически связанных с условиями осадкообразован на дне океана и определенными численными значениями скоростей се дииентации.

Карты, созданные автором, позволяют обеспечить выбор объектов для проведения поисковых работ, ускоряют и повышают эк

комический эффект исследований'при определении запасов рудного вещества в Тихон океане. В практику океанологических.исследований энодрены основные результаты работы - получено 3 акта внедрения ("ВЖСОарубезгеологая", I9B7 г.; ПГО "Севкоргеоло-гин", Г38 г.; ВШЗЮксангеологал, 1989 г.).

Фактический материал. В основу работы положены материалы экспедиционных комплексных геолого-гесфязкческкх исследований, проведенное в семи экспедициях на научно-исследовательских судах Тихоокеанского океанологического института ДВО АН СССР (г.Зладивосток) я Института океанологии ии.П.Д.Шяршова АН СССР Сг.Москва) з период с 1980 по 1983 гг. в различных районах Тихого океана.

При анализе магнитных свойств донных осадков использовались также данные, полученные в разные годы нееледоеоккелг Т.И.Линьковоа. Описания литолоптееского состава изученных осадочных отдоненкЯ внполнены в разные годы А.Н.Деркачевнм, О.Д. Марковым (ТОЙ, г.Владивосток), Й.О.Мурдиаа и В.Н.Свальновкн • (ИО АН им.П.П.Шнрвова, г.Москва). Дшшые по микропалеонтологии были предоставлены а распоряжение автора В.В.Мухкной и О.Б. Дштренко (ИО им.П.П.£кршова, г.йосква), М.Г.Бирюлиной (ГШ, г.Владивосток). Измерения иагниишх и палеомагнитных параметров больпжкетва • приведенные в работе колонок донных осадков были проведены автором как в рейсах, таи к в стационарных условиях.. Определения состава ферромагнитных минералов терыомаг-нктнда и безнагреаои истодами проводились таете автором, с использованием консультаций М.И.Райкевхта (СВКШШ, г.Магадан;. Кроке того, автор обобщил весь спублкковажый к зтоглу зремекп материал по ыапштостратиграфиа глубоководных донных осадков Тихого океана;

Апробация работы. Основные результаты работы докладывалась на Ш Дальневосточном семинаре по палеомагнетизму (Нагадан, 1985 г.), Ш советско-китайском симпозиуме "Геология, геофиаика, геохикия и кшеральныэ ресурсы окраинных морей Тихого океана" . (г.Владивосток, 1989 г.), I/ всесоюзном съезде по геомагнетизму (г.Суздаль, 1991 г.).

Публикации результатов и личный вклад автора. По теме диссертации опубликовано 13 работ, список прилагается. Основные результаты диссертационной работы получены автором при вьшел-

нении исследований по плановой теме Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института ДВО АН СССР "Магнетизм и палеомагнетизм изверженных и осадочных образований Мирового океана" в рамках ПСНТ "Весник" и "Мировой океан".

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, включает 76 страниц машинописного текста, 24 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 98 наименований.

В процессе выполнения рабе • автор пользовался консультациями Й.И.Берсенева, В.Н.Свальнова, Н.С.Скорняковой, М.И.Райке-вича, В.В.Ыухиной и О.Б.Дмитреяно, которым выражает искреннюю признательность. Автор благодарен сотрудникам лаборатории палеомагнетизма СВКНШ, оказавшим всестороннюю помощь при выполнении исследований и особенно К.Ы.Реыизовской за помощь в оформлении работы.

В процессе научной деятельности автор постоянно пользовался советами и консультациями научного руководителя, доктора геолого-минералогических наук, профессора Т.И.Линьковой. За неоценимую помощь в написании работы и моральную поддержку автор выражает ей особу» признательность и благодарность.

Глава I . ОБЩИЕ ЧЕРТЫ ОСАД КОНАКОПЛЕНИЯ В ТИХОМ ОКЕАНЕ

Ё главе дается краткий исторический обзор исследований осадочного чехла Мирового океана. Рассмотрены основные закономерности современного седшентогвнеза и взаимосвязи формирования дитолого-^ациачьных типов осадков, их количественного распределения с природной зональностью океана. Исследование и установление этих закономерностей в ископаемых осадках позволяют на актуалистической основе осуществлять реконструкции условий осадкообразования для различных этапов -геологической истории океана.

Анализ количественного размещения отложений в океанах, проведенный А.П.Лисицыным (Лисицын, 1974), показал унаследован-ность основных закономерностей в распределении осадочных масс, сформировавшихся за время позднемезозойского и кайнозойского-периодов, а также их совпадение в общих чертах с интенсивностью современного седимеятогенеэа. При картировании осадочных тел, образовавшихся за четко синхронизированные интервалы геологического времени могут быть обнаружены различия в пространственном их распространении под влиянием факторов природной

э

среды, доминирующих на определенном этапе эволюции бассейна осадконакопления.

Решение задач палеоокеанологических реконструкций невозможно без развития и совершенствования методов стратиграфии и хроност,;атиграфии. Отмечается роль и значение палеомагнитно-го метода при становлении стратиграфии в морской геологии.

К настоящему времени наиболее хорошо изучена стратиграфия верхнекайнозойских и, особенно, четвертичных отложений Тихого океана. Развитие хронологической шкалы палеомагнитных инверсий дало возможность эффективно использовать магнитосгратигра-фшо для расчленения глубоководных отложений Тихого океана. Глобальный характер инверсий геомагнитного поля в пдошог. позволяет проводить сопоставление магнитострагиграфических разрезов из разных районов океана с опосредованной датировкой отдельных стратиграфических уровней, что дает возможность картирования различных литолого-фациальных типов осадков, сформировавшихся при соответствующих условиях океанского осадкообразования за четко определенные интервалы времени.

Четвертичный период, наименее удаленный по времени этап геологического развития планеты, характерен тем, что основные события, обуславливающие процессы осадкообразования в течение его длительности протекали на Земле под влиянием значительных флуятуаций климата. Под действием колебаний климата происходили заметные изменения циркуляции океанских водных масс, интенсивности биологический продуктивности и поставки терригек-ного осадочного материала в бассейн Тихого океана.

С помощью палеомагнитного метода оказалось возможным получить количественные данные об общей характере осадконакопления за четко датированные интервалы времени четвертичного, периода.

Глаза 2. Я/ЙЗО&ЛШйЕ гйСЛдЦОЗАКИл ГЛУБОНО-

ьодш донных отложений

Получение палеоиагжкной информации связано с выявлением первичной намагниченности ¿ОН (естественной остаточной намагниченности) , приобретенной осадками в процессе образования и совпадающей по направлению с геомагнитным полем времени к места отложений осадков. На решение этой задачи привлекался комплекс полевых и лабораторных методов исследований.

2.1. Методика отбора образцов из колонок донных отложений

Палеомагнитные исследования горных пород к, в частности, глубоководных донных осадков, предполагают изучение направлений, величин вектора ЕОН и магнитной восприимчивости по мощности осадочных разрезов. Дня этого необходимо в первую очередь ориентировать образцы относительно современного магнитною поля Земли.

Отбор образцов на палеоыагнитный анализ из колонок донных отложений имеет некоторые особенности по отношению к опробованию разрезов из естественных обнажений. Это связано со сложностью ориентации колонок относительно магнитного меридиана и поэтому в ранних работах по палеомагнитноыу изучению донных осадков использовалась методика определения палеомагаитной зональности только по наклонению вектора ЕОН образцов из колонок, расположенных в высоких широтах, где направление геомагнитного поля характеризуется крутыми углами наклонения вектора ЕОН. К началу 70-х годов стала применяться методика отбора образцов, {»ориентированных друг относительно друга не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости, что дает возможность проводить палеомагнитные исследования осадков из низких широт и экваториальной области Мирового океана.

При отборе образцов ддя шгнитостратиграфических исследований необходимо проводить как могно более частое опробование, что увеличивает раз резак суо способность палеомагнитного метода, а также сокращает возможность пропуска кратковременных палео-ыагнитиых эпизодов. Обычно осуществлялся непрерывный отбор без пропусков (с внутренним размером по ребру - 2,0 см в капсулы кубической формы размером 2,5 см). Направление остаточной намагниченности образца отражает направление магнитного поля Земли, осредненное за длительность накопления слоя осадков соответствующей мощности. • Это время, в зависимости от скорости накопления осадков колеблется от до 10~° лет и определяет разрешающую способность палеомагнитного метода при работе с донными отложениями. События меньшей продолжительности могут быть наделены с изменением методики отбора - уменьшение размеров образца и выбора района исследований с повышенной скорость» оса- : дконакопления. Используемый в работе метод позволив з&фдасиро-

вЛть события продолжительностью' не менее 20 тыс.лет при скорости осадконакопдсния I ш/ЮОО дет.

Большое значение имеет отбор образцов на палеомагнитние исследования из колонок донных осадков непосредственно в экспедиции-яых условиях, так как в этом случае заметны нарушения -структуры осадков, которые возникают з процессе извлечения керна из трубы. Вез нарушения структуры осадка невозможно обнаружить уже через короткое время, и тем более в коллекционных колонках. Также во время работы с колонкой и отбора образцоз обязательно отмечается следы биотурбации: в результате жизнедеятельности донных морских организмов - илоедов - происходит переотложение осадка, что а свою очередь приводит к нарушешы первоначальной намагниченности, возникновение ложных яалеомаг-ни'лшх событий и уничтожению некоторых кратковременных палео-кагнитных горизонтов.

Опыт экспедиционных работ, приобретенный в лаборатории палеомагнетизма СВКНИИ показал, что целесообразно сразу поел? отбора образцов проводить первичные измерения ЕОН на естественно ^лажных, неизмененных осадках. Использование этой методики значительно снижает объем лабораторных работ и позволяет оперативно проводить построение магнитостратиграфических разрезов в кошлексе с другими кетодаш исследований. Только использование зкспресс-метода на ^орту судна дает возмо-яность решать вопрос о наличии перерывов в осадконакоплении и судить об отсутствии верхнего слоя осадков.

2.2. Аппаратура для определения магнитных свойств

Изучение магнитных свойств донных осадков выполнялось как непосредственно в экспедиционных условиях, так и в стационарной лаборатории палеомагнетизма С8ХНШ. Лабораторные исследования проводились по общепринятой методике (Храмов, Шолпо, 1957). Для измерений величин и направлений вектора ЕОН использовался модифицированный рок-гекерагор ИОН-1 чувствительность которого достигает 5»10"' ед. СГСМ. Измерения магнитной зоспри имчивости проводились на индукционном каппометре К.С.Ьуракова (¿КЗ АН СССР), с чувствительностью 0,5-Ю"ь ед.СГСМ и на измерителе магнитной восприиычивсоги КХУ-2 (производство ЧССР) с чувствительностью 1'10"° ед.СГИ.

Для определения состава ферромагнитной фракции применялся термомагнитометр К.С.Буракова (Бураков, 1977) и терморегули-рующая приставка к прибору ЙОН-I, изготовленная в лаборатории палеомагнетизма СБКНИй.

С целью изучения стабильности естественной остаточной намагниченности осадков к воздействиям температуры и переменного магнитного поля применялась стандартная аппаратура. В.условиях экспедиции для размагничивания переменным магнитным полем использовалась компактная -установка, изготовленная в лаборатории палеомагнетизма СВКНИИ при непосредственном участии автора (Иванов, Райхевич, Стадниченко, 1985), а для терморазмагничивания - пермоллоевые экраны и терыорегулируюдая приставка к прибору ЙОН-I, также изготовленная в лаборатории палеомагнетизма СВКНШ (Райкевич, 1988).

2.3. Определение состава ферромагнитной фракции в пелагических донных осадках •

Для определения состава магнитных минералов, ответственных за естественную остаточную намагниченность осадков был проведен комплекс лабораторных исследований. С помощью термомагнитного анализа (ТМ) изучалось поведение величины остаточной намагниченности насыщения (Irs ) при температурах; безнаг-ревныыи методами исследовались магнитные параметры - поля насыщения (Hs ), поля разрушения остаточной намагниченности насыщения (Hcs ). Для группы образцов были определены размеры . зерен магнитных шнераюв с использованием параметра F по методу, предложенному В.к.Ивановым и Л.Е.Шолпо (Иванов, Шолпо, 1986). Результаты исследований показали, что ферромагнитная фракция в изученных осадках представлена однодоменными и псев-досднодоменными зернами магнетита, окисленного магнетита и титанистого магнетита.

2.4. Лабораторные исследования естественной остаточной намагниченности

Целью изучения естественной остаточной намагниченности является определений компонентного состава намагниченности горных пород и ввделение направления первичной компоненты вектора ¿ОН, которая синхронна времени образования породы. Относительная простота разделения компонент вектора ЕОН изученных плейстоценовых осадков связана с тем, что эти осадки менее других,

более древних, подвергались различным изменениям и их намагниченность в значительной мере свободна от нестких вторичные составляющих вектора ЕОН.

Выделение и определение направлений стабильно.! компоненты вектор.. ЕОН проводилось размагничиванием осадхсв з переменных магнитных полях и температурой по стандартным методикам (Храмов, Иолло, 1967; Белоконь, Кочегура, Шолпо, 1973). Эти исследования выполнялись кал в условиях стационарной лаборатории СВШй, так и^периоды экспедиционных работ на борту судна.

На основании проведенных лабораторных исследований можно сделать следующие вчводы:

1. Естественная остаточная намагниченность осадков плиоцен плейстоценового возраста представлена двумя компонентами - менее стабильной, вязкой природы к стабильной - первичной наыаг-ннчекностяыи. Вторичная компонента нестабильна к воздействию переменных магнитных полей с амплитудой 25-150 эрстед и температур до. 250°С. Направление вязкой составляющей совпадает

по знаку с направлением современного геомагнитного поля»

2. Белее стабильная, первичная намагниченность, обусловлена содержанием в различных осадках ферромагнетика, з основном магнетита однодоиенной и псевдооднодоменной размерности.

3. Приуроченность палеомагаитных зон прямой и обратной полярности вектора ЕОН к горизонтам осадков различного дитсяо-гического состава, а также относительная однородность носителей остаточной намагниченности моает свидетельствовать о геофизической природе направлений первичной намагниченности Поученных отложений.

Глава 3. ¡ШЖГОСТРАШТАЖЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ДОННЫХ ОСАДКОВ ТИХОГО ОКЕАНА

Применение палеомагнитного метода пр;; стратиграфических исследованиях основывается на установлении в разрезах зон с разноименной полярностью вектора остаточной намагниченности и сопоставлении их с палеомагнитной геохронологической шкалой. Выделение палеомагнитной зональности з осадочных разрезах не зависит от генетической принадлежности изучаемых отложений и позволяет проводить корреляцию магнитостратиграфичес-геих разрезов из разных, удаленных друг от друга на большие расстояния,областей Мирового океана.

3.1. Магнитостратиграфические разрезы . северной части Тихого океана

Ь северной части Тихого океана были получены 52 колонки глубоководных донных осадоов. По этим колонкам построено 52 маг-нитоетратиграфических разреза (более 4000 образцов), на которых отображены результаты измерений величин и направлений вектора ЕОН, а также величин магнитной восприимчивости. Ьоэрастная интерпретация вьщелеакых палеомагн-гннх зон проводилась с помощью комплекса биостратиграфических и радиохронологических методов при сопоставлении с палеомагнигной геохронологической шкалой.

Стратиграфическое расчленение разрезов, с определением возраста, горизонтов осадков дало возможность выявить и оценить длительность перерывов в осадконакоплении, отметить уровни изменений условий осадкообразования, получить численные значения скоростей осадконакопления за определенные временные интервалы.

3.2. Определение скоростей осадконакопления по палеомагнизным данным

До настоящего времени получение численных значений скоростей осадконакопления в океанах представляет большую проблему, так как все используемые для итого методы (био- и литоетрати-графичеекие, радиологические) наталкиваются на целый ряд трудностей.

Недостатком палеомагнитного метода, как и всех других, является отсутствие достоверных сведений о мощности сашх верхних слоев разреза, кроме того, трудно установить величину уплотнения осадков при взятии их пробобтборньам трубками. Все это приводит к занижению численных значений скоростей седиментации.

Значения скоростей осадконакопления по палеомагнитным дан-н:.:.". являются средними за длительность выбранного интервала маг-нигостратиграфкческого разреза. В связи с тем, что временные ин-тер^йлы, используемые разными ыетодаш, будут разными, часто на-блодактся несовпадение расчетных величин скоростей осадконакопления.

3.3. Магнитные свойства пелагических донных осадков Тихого океана

Все изученные осадки были вцделены в четыре группы: карбонатные и кремнистые илы, эвгхелагические и ииопелагические

глины. Были проанализированы изменения по разрезам естественной остаточной намагниченности, магнитной восприимчивости и фактора Кенигсбергера «3 = 1п/ зе Н). Возрастной диапазон осадков, включенных в рассмотрение, ограничен пределами палеомаг-нитного хрона Брюнес (0-700 тнс.лет), что предполагает относительно равное влияние временного фактора на сохранность ЕОН.

Анализ магнитных свойств осадков на акватории Тихого океана показал, что наиболее магнитными являются эзпелагическиэ глины. Магнитные свойства карбонаты-: и кремнистых осадков зависят от содержания в них глинистого и пелитового материала, повышение содержания биогенной компоненты приводи? к уменьшению .магнитны* параметров. Изменения магнитных свойств эвпела-гических глин обусловлены» по-видимому, аутигенным минерало-образованием.

Таким образом, осадки различной лиголого-фациальной принадлежности отличаются по своим магнитным свойствам; большей изменчивостью магнитных параметров обладают карбонатные осадки и эвпелагические глины.

3.4. Корреляция магнито-стра^играфических разрезов глубоководных донных осадков Тихого океана

Планетарность инверсий геомагнитного поля и изохронность палёомагнитных рубежей являются преимуществом палеомагнитного метода, позволяя проводить корреляционные построения в пределах всей акватории Мирового океана. Сопоставление палёомагнитных стратиграфических разрезов позволяет проследить пространственно-временные соотношения геологических событий, определить •длительность геологических процессов. Получение подобной информации обеспечивает необходим/о основу для палеоокеанологичес-ких реконструкций.

Корреляция .шгнитостратиграфкческих разрезов осуществляется с привлечением комплекса стратиграфических и хроностратиграфических методов, а-также данных по магнитным свойствам отложений, что позволяет наиболее достоверно интерпретировать направленность и изменения процесса осадкообразования и синхронизировать их пространственное распространение.

На основании проведенной корреляции изученных магнято-етратиграфических разрезов удалось определить возрастной диапазон формирования крешисто-глинистой осадочной толцда из ра-

иона Кларион-Клшшергон 'плиоцен-плейстоцен); установить неравномерность осадконакопления на склонах гайотов северо-западной части Тихого океана, оценить время перерывов в накоплен:::! осадков, вызванных активностью придонных течений.

Глава РЕЮНСТРЭДИ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ 3 КХиМ ОКЕАНЕ ПО ОШМАГШШШН ДШШ

Палеоокегнологическая реконструкция нзвозцсжна без наде&-ных материалов по стратигрс. г;:ческо;.:у расчленении и корреляций осадочных тзлц. К настоящему времени накопилось большое количество фактического материала по палеомагнитньа; исследованиям донных осадков Тихого окег.на, сообщение которых послудило основой для создания серии палеокарт количественного распределения осадков.

4.1. Распределение мощностей осадков и скоростей осадконакопления палеомагнитного хрона Брюнес

Количественное распределение осадочного материала в прое-трацгтве и времени - одна из важнейших характеристик процесса седиментогенеза. Определение мощностей осадков, отложившихся за известный интервал времени, позволяет рассчитать скорости осадконакопления, абсолютные массы осадков и, в конечное итоге, восстановить условия осадконакопления в геологическом прошлом.

На основании первого обобщения палеомагнитных данных (820 определений, из них 260 получены в лаборатории палеомагнетизма СВКШВД в ■ 1г>83-Ь64 гг. была составлена карта скоростей осадконакопления и мощностей осадков, сформировавшихся за последние 700 тыс.лет (хрон Брюнес) для Тихого' океана масштаба 1:25000000. На карте по мощности осадков, накопившихся за палеомагнитный хрон Брюнес, проведены изопахиты через интервал в 2 м. Районы, ограниченные изопахитами, представляют собой области дна, характеризующиеся средними скоростями осадконакопления за указанны;": интервал времени.

Количественное распределение осадков на дне Тихого океана отражает прежде всего влияние основных типов природной залаль-ности. Однако на -$оне зтой общей закономерности выявился прерывистый, неравно:..ер;шй характер распространения осадочных

масс. Были выделены, а в дальнейшем и подтверждены, области дна океана, в которых мощности осадков минимальны, на карте они ограничены изопахитой I м, средние скорости осадконакоп-ления для них часто меньше I мм за 1000 лет.

4.2. Динамика четвертичного осадконакопления в северо-западной части Тихого океана

Ыагнитостратиграрические исследования (благодаря глобальности и изохронности выделяемых стратиграфических ¿•ровней) дают принципиальную возможность проследить за изнененияыи количественного распределения осадочных масс в пространстве за отдельные интервалы геологического времени.

В работе приведены карты распределения мощностей осадков трех временных диапазонов четвертичного периода для северо-западного сегмента Тихого океана а масштабе 1:12000000 (рис. 1,2, 3). При анализе всех трех карт прослеживается общая закономерность в размещении осадочных масс под влиянием природной зональности океанского седилентогенеза. В то же время все три карты отличаются друг от друга пространственным распределением мощностей осадков и скоростей осадконакопления.

Наиболее заметные изменения интенсивности осадкообразования приурочены к районам крупных морфоструктур дна северо-западной части Тихого океана. На западных далангах возвышенностей ¡Датского и Хесса, а также на севере- возвьшекности Шатского до конца хрона Матуяма (700 тыс.лет) осадки накапливались незначительными темпами. Резкое возрастание скоростей'осадконакопления э указанных районах началось после 700 тыс.лет, а. на восточные окраинах зтих структур несколько ранее - с рубежа 950,тыс.лет.

Обращает на себя внимание образование области с увеличенными мощностями осадков, выступающей в пелагическую область океана к северо-востоку, от возвышенности Хесса. Возникновение этой области отмечается впервые на карте временного интерната 950-700 гас.лет (рис.2). На карте диапазона 7С0-С тыс.лет (рис. X) эта область характеризуется резко выраженным языком повышенных мощностей осадков (до 12 метров), который простирается в субмери-дианальном направлении.

Некоторые изменения в распределении мощностей осадков наб-

140*

Рис Л. Карта распределения мощностей осадков и скоростей

о садконакопленки за временной интервал 0-700 тыс.

лет в северо-западной части Тихого океана.

1,2 - изопахиты з м, установленные и предполагаемые, соответственно.

Скорости осадконакопдения в мм/1000 лет:

3 - менее I; 4 = 1-3; 5 - 3-6; 6 - 6-9; 7 - 9-12;

8 - более 12.

у - горные системы и горы дна океана;

10 - глубоководные зедоба

Рис.2. Карта распределения мощностей осадков и скоростей ■оеадконакоплекия за временной ингервал 700-950 тыс. лет в северо-западной части Тихого океана. Усл.обознач, см. на рис.1

Рис.3. Карта распределения мощностей осадков и скоростей

осадконакопления за временной интервал 950-1670 тыс. лет в северо-западной части Тихого океана. Усд.обознач. см. на рис.1

додаются в приэкваториальной области в района Центральной котловины. Здесь на карте 950-700 тыс.лет ¡рис.2 ) отмечаются районы с несколько повышенными скоростями осадконакопления по сравнении как с более ранним, так и с более поздним временным интервалом.,В этот не период были сформированы участки дна, где осадки этого времени полностью отсутствуют.

Для всей сезеро-западной части Тихого океана отмечаетсл увеличение скоростей формирования осадков и усиление дифференциации в распределении их мощностей к концу палеомашитного хрона Йатуяма.

Максимальные скорости осадконакопления имели место в течение .последних 700 тыс.лет (палеомагнитный хрон Брюнес).

Таким образом, в результате картирования мощностей осадков за отдельные временные интервалы четвертичного периода,-выявляется динамика развития процесса осадкообразования на акватории северо-западной части Тихого океана.

4.3. Особенности четвертичного осадконакопления в северо-западной части Тихого океана

Четвертичный период характеризуется значительными и неоднократными изменениями климата на планете. Изучение глубоководных донных осадков Мирового океана дало много разнообразных свидетельств о хронологической последовательности и амплитудах климатических событий, а также о результатах воздействия осцил-ляций климата на их литолого-вецественный состав. Последствия' этих еоо'ытий отразись на процессах как терригенного, так и биогенного осадконакопления,. а также на количественном распределении осадочного материала на дне океанов.

'Периодические осцилляции климата обуславливали цикличность в накоплении донных отложений во време--», что фиксируют эпохи оледенений и межледниковый.

В целом четвертичное осадконакоплекие в северной части Тихого океана находилось под вЗшянием значительных поступлений терригенного материала. При анализе количественного распределения осадков плейстоцена прослеживается увеличение скоростей осадконакопления в периоды 950-700 тыс.лет и 700-0 тыс.лет, что, по-видимому, связано с усилением поставки терригенного материала в моменты наиболее активного проявления оледенений.

когда понижение уровня океана способствовало понижение базиса ороэки и'увеличению площади денудации приконтинентального и континентального обрамлений океана.

ьольшие точности осздков в северной области Северо-Запад-к.а .чотловшы обусловлены тем, что здесь происходит разгрузка

части осадочного материала, захваченного течениями Куросно и Ойясмо. К востоку мощности отлокений низе по сравнена с западной областью северо-западной части Тихого океана.

Унаследованность этой закономерности на протяжении всего четвертичного периода сзйде эльствует о сохранении обцнх черт циркуляции поверхностных вод в течение плейстоцена.

В то ;хе время обращает на себя внимание неравномерность количественного распределения осадков - наличие выступащкх в меридианальном направлении языков с повышенными и понкг.зн-наи моднсстяии отложений. Существование подобных областей указывает на меридианадьньгД перенос осадочного материала под влиянием придонной гидродинамики.

Палеореконструкцш количественного размещения- осадочных отложений за отдельные временные интервалы четвертичного периода -.иявили характерные черты процесса осадконакопления в северо-западной части Тихого океана:■ ■ "

- В пелагических и приконтиненгальных областях умеренных

и экваториальных шрот океана происходило увеличение интенсивно (Уг и осадкообразования, которое прослеживается с начала плейстоцена и достигает максимума на поздних его этапах.

- Повышение темпов осадконакопления было обусловлено резкими климатическими изменениями. Во время стадиалов понизе^ле уровня океана способствовало усилении денудация терригенноуо материала с прилегавших областей континента.

- аттические осцилляции в период последнего миллиона лет приводили к активизации масс океана, за счет чего в гукхд-ных зонах повышалась генерация биогенного материала, что в свою очередь, также приводило к увеличения средни скоростей осадконакопления.

- Под влиянием првдонных течений происходила дифференциация в распределении осадочных масс на дне океана, выразившаяся в субиерадианальном их перераспределении.

- Области максимальных концентраций «елезо-марганцезнх конкреций совпадают с областями минимальных скоростей осадко-накопяений»

Для всей акватории Тихого океана формирование его осадочного чехла за последний миллион лег происходило с более высокой интенсивностью осадконакояления и находилось под влиянием усиленной придонной циркуляции водных масс, обеспечивающей распределение осадков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты проведенных исследований сводятся к следующему:

1. Лабораторные исследования состава ферромагнитной фракции изученных донных осадков, стабильности естественной остаточной намагниченности и магнитных свойств показали, что главным носителем Ейп пелагических осадков является магнетит и титанистый магнетит; в отложениях четвертичного возраста выделено две компоненты намагниченности стабильная и вязкая, которая легко снимается при размагничивании переменным магнитным полем и температурой; магнитные свойства различны для разных лито-

.лого-фащальных типов осадков, большей изменчивостью магнитных параметров в Тихом океане обладают &впелагические глины и карбонатные осадки.

2. Обобщение фактического материала позволило сопоставить количественное распределение осадков для трех временных диапазонов четвертичного периода и отметить, наличие существенных различий в интенсивности осадконакопления (карты масштаба 1:12000РСЮ).

3. Для всей северо-западной части Тихого океана отмечено увеличение скоростей формирования осадков и усиление дифференциации в распределении их мощностей к концу палеомагнитного хрона Натуяма. '

4.. Максимальные скорости осадконакопления имели место в течение'последних 700 тыс.лет (хрон Брюнес).

5. Выявлены особенности четвертичного осадконакопления в северо-западной части Тихого океана:

а) дифференциация мощностей осадков по латерали происходила под действием прадонных течений, о чем свидетельствует отсутствие отдельных стратиграфических горизонтов,.приуроченных к верхней части Матуяш;

б) в позднем плейстоцене произошло усиление или формирование новой системы циркуляции придонных водных масс на ееверо-

западе Северо-Восточной котловины; возникновение ее подтверждается появлением областей повышенных и пониженных мощностей отлояений субмеридиаиального простирания на карте временного диапазона 950-700 тыс.лет;

в) области с шшшальными изопахитами и со средними скоростями осадкообразования менее 1мм/1000 лет наиболее благоприятны для железо-марганцевого конкрециеобразования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Осадочный чехол Тихого океана за последние 700 тыс.лет. В кн.: Тектоника Сибири и Дальнего Востока. Ю.-Сахалинск» 1985 (в соавторстве с Т.И.Линьковой).

2. Характер распределения мощностей плейстоценовых осадков северной части Тихого океана (по палеомагнитным данный). В кн.: Геология морей и океанов. Москва, 1936. (в соавторство с Т.И.Линьковой).

3. Использование палеомагнитного метода для геологического картирования океанических осадков. В кн.: Тезисы докладов Ш Всесоюзного съезда по геомагнетизму, Киев, 1986, (в соавторстве с Т.И.Личьковой).

4. Распределение мощностей осадков эпохи Брюяес в Тихон океане. В кн.: Геомагнитные исследования на Востоке СССР, ¡¿а-гедан, Ы36 (в соавторстве с Т.И.Линьковой).

5. Определение возраста и скоростей роста ШК в Центральной части Тихого океана. В кн.: Ш сьзд советсиких океанологов, Ленинград, 1937, (в соавторстве с Т.И.Линьковой).

6. Строение осадочного чехла плейстоцена северо-западной части Тихого океана (по палеомагнитным данным).-В кн.: Геология, геофизика., геохими-? и металлогения в зоне перехода от Азиатского континента к Тихому океану, 1937, (в соавторстве

с Т.И.Диньковой).

7. К вопросу о возрасте к скорости роста лаелезо-маргзн-цевнх конкреций, ДАН СССР, т.302, й., 1968,!.в соавторстве с Т.И.Линьковой).

8. Скорости осадкояакопления и роста келеэо-марганцевык конкреций в Тихом океане. Тихоокеанская геология, №2, 1989, (в соавторстве с С.М.Андреевыи и др.).

9. Магнигостраткграфия в изучении океанского седиыентоге-неза (северо-западная часть Тихого океана). В кн.: Гео.-шзи-

ческие исследования при решении геологических задач, Магадан,

1989.

10. Палеомагнитные исследования железо-марганцевых образований Тихого океана. Рукопись депонирована в ВИНИТИ, №3000-390,

1990, (в соавторстве с Т.И.Линьковой).

11.- Палеомагнитные исследования железо-марганцевых конкреций. В кн.: Тезисы докл. 1У Всесоюзного съезда по геомагнетизму, Владимир-Суздаль, 1991.

12. Картирование мощностей четвертичных отложений в Тихом океане (по палеомагнитным данным). В кн.: Тезисы докл. 1У Всесоюзного съезда по геомагнетизму, 1991, Владимир-Суздаль, (в соавторстве с Т.И.Линьковой).

13. Магнитобиостратиграфия осадков северо-западной части Тихого океана (на примере гайота Ламонт). В кн.: Магнитные свойства горных пород и минералов, Магадан, 1991, (в соавторстве с Т.И.Линьковой, О.В.Дятренко).

Подписано я печати 13:12.91г. Формат 60x34/16. Объем 1,31 увлт изд. л.,1,39 усл. п. Д.Заказ &3 . Тираж 140 экз. Бесплатно.

Отпечатано в офсетно-рогапршквом цехе СВКНШ ДВО АН Магадан, Портовая,16. .