25134 (Условия осадконакопления переходной зоны от северо-западного шельфа к глубоководной впадине Черного моря в позднеплейстоцен-голоценовое время)

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание научной степени кандидата геологических наук

УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ ОТ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ШЕЛЬФА К ГЛУБОКОВОДНОЙ ВПАДИНЕ ЧЕРНОГО МОРЯ В ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕН-ГОЛОЦЕНОВОЕ ВРЕМЯ

04.00.10 – геология океанов и морей

КАКАРАНЗА Сергей Дмитриевич

Киев-2007

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Прогноз и перспективы разработки полезных ископаемых имеют важное государственное значение в связи с распределением зон экономических интересов государств Черноморского региона. Проблема прогнозирования и поиска новых месторождений полезных ископаемых в глубоководной зоне Черного моря и в пределах континентального склона становится все более актуальной. Большие запасы уникального органо-минерального сырья, которое может быть использовано во многих отраслях – сельском хозяйстве, строительстве, медицине, в том числе фармакологии и т.п., приурочены именно к континентальному склону и глубоководной части Западно-Черноморской впадины. Их широкое распространение, формирование и эволюция донных отложений этого района, в которых отмечены полезные ископаемые, определяет и соответствующее внимание к изучению процессов самого осадконакопления и геохимической характеристики осадков.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в рамках «Региональных геолого-геофизических исследований масштаба 1:500 000 континентального склона и глубоководной впадины Черного моря в пределах листов L-36-XXXI (ю.ч.), -XXXII, -XXXIII, -XXXIV (ю.ч.); K-36-I, -II, -III, -IV, -VII», а также «Подготовки к изданию комплекта геологических карт шельфа, континентального склона и глубоководной впадины Черного моря масштаба 1:500 000 в пределах листов L-35-Г, L-36-A, L-36-B, K-36-A (с.ч.)» (номер госрегистрации У-98-109/12) и «Разработки методического руководства по организации и проведению геологической съемки шельфа Черного и Азовского морей масштаба 1:200 000 и 1:500 000» (номер госрегистрации У-03-164/2(М)), проводимых Причерноморским государственным региональным геологическим предприятием по заказу Государственной геологической службы Украины. Автор принимал участие в этих работах в роли ответственного исполнителя.

Цель и задачи исследований. Цель работы – выявление современных и реконструкции обстановок осадконакопления в позднем плейстоцене и голоцене в пределах эрозионно-аккумулятивной зоны шельфа, континентального склона и прилегающей глубоководной части на северо-западе Черного моря.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Изучение литологической и минералогической характеристик донных отложений.

2. Выделение литофаций и их пространственно-временных соотношений.

3. Выделение форм и элементов форм донного рельефа, как фактора, влияющего на осадконакопление.

4. Изучение геохимических признаков обстановок осадконакопления.

5. Выделение и реконструкция обстановок осадконакопления.

Объект исследований – условия осадконакопления в пределах эрозионно-аккумулятивной зоны шельфа, континентального склона и прилегающей глубоководной части на северо-западе Черного моря в позднем плейстоцене и голоцене.

Предмет исследований – донные отложение переходной зоны от шельфа к глубоководной впадине северо-западной части Черного моря.

Научная новизна полученных результатов.

1. Впервые на основе комплексных площадных геологических исследований проведено детальное изучение вещественного состава, пространственной локализации и мощностей верхнеплейстоцен-голоценовых отложений в зоне перехода от шельфа к глубоководной впадине в северо-западной части Черного моря, что позволило реконструировать условия их накопления.

2. Впервые для эрозионно-аккумулятивной зоны континентального склона и подножья северо-запада Черного моря выделены литофации новоэвксинских, нижнечерноморских и верхнечерноморских отложений, установлена локализация соответствующих стратиграфических подразделений, их пространственно-временная суперпозиция.

3. Впервые установлено, что аномально большие мощности нижне- и верхнечерноморских отложений приурочены к верхней части континентального склона, что связано с относительно небольшими углами наклона и наличием алевритового компонента, снижающего текучесть осадков.

4. Установлена ведущая роль биогенного и гидродинамического факторов в формировании и пространственной локализации двух геохимических ассоциаций элементов в верхнеплейстоцен-голоценовых отложениях.

Практическое значение полученных результатов. Результаты исследования состава и условий накопления верхнеплейстоцен-голоценовых осадков в пределах северо-западной части шельфа, континентального склона и глубоководной части Черного моря обеспечивают геологическую основу детального изучения экзодинамики донных отложений, с целью выявления и освоения новых перспективных площадей полезных ископаемых, а также для принятия оптимальных инженерных решений при проектировании объектов народнохозяйственного значения.

Личный вклад соискателя. Соискатель лично принимал участие в морских полевых работах по отбору проб и описанию керновых колонок донных отложений на борту судна. Все основные результаты и выводы, изложенные в данной работе соискателем, а также весь графический материал получены самостоятельно.

В совместных публикациях автору принадлежит данные морских экспедиционных исследований, обработка результатов аналитических исследований, построение всех графических приложений с использованием современных компьютерных программ и ГИС-технологий и обоснование сделанных на этой основе выводов.

Фактический материал. В основу работы положены материалы, собранные автором при проведении региональных геолого-геофизических исследований континентального склона и глубоководной впадины северо-западной части Черного моря масштаба 1:500 000 Причерноморским государственным региональным геологическим предприятием с борта НИС «Топаз» в 1986-1990 гг. и 1998-2003 гг. Для решения поставленных задач автор использовал результаты исследований 614 станций донного пробоотбора, из которых – 53 на шельфе, 126 на континентальном склоне, 435 у подножия склона и глубоководной части. Также автором использовались материалы работ по подготовке к изданию комплекта геологических карт шельфа, континентального склона и глубоководной впадины Черного моря масштаба 1:500 000 в пределах листов L-35-Г, L-36-A, L-36-B, K-36-A (с.ч.), в которых он принимал участие в роли ответственного исполнителя.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований опубликованы и докладывались на XIV и XV Международной школе морской геологии (г. Москва, 2001 и 2003), III Международном симпозиуме «Экологические проблемы Черного моря» (г. Одесса, 2001), Республиканской научно-практической конференции «Рекреационные зоны Черноморского побережья, проблемы геоэкологии и массового медико-оздоровительного использования» (г. Одесса, 2002), II Международной конференции «Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты» (г. Киев, 2003), Конференции молодых ученых по проблемам Черного и Азовского морей «Понт Эвксинский III» (г. Севастополь, 2003), Международной конференции «Интегрированное управление природными ресурсами трансграничного бассейна Днестра» (г. Кишинев, 2004), III Международной конференции «Экологическая химия» (г. Кишинев, 2005), II и III Международной конференции «Полезные ископаемые океана – комплексный подход к изучению» (г. Санкт-Петербург, 2004 и 2006), II Международной конференции «Черноморско-Средиземноморский коридор на протяжении последних 30 тысяч лет: изменение уровня моря и адаптация человека» (г. Одесса, 2006).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 9 статьях в научных журналах и сборниках научных трудов и 12 сообщений в тезисах конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из вступления, 7 разделов, выводов и списка используемых источников (158 источников на 10 страницах). Работа содержит 159 страниц текста, 69 рисунков, 16 текстовых таблиц.

Работа выполнялась на кафедре общей и морской геологии Одесского национального университета им. И.И. Мечникова под руководством кандидата геолого-минералогических наук, старшего научного сотрудника В.В. Никулина, которому автор выражает благодарность за постоянную поддержку и неоценимую помощь в процессе написания данной работы. Автор глубоко признателен доктору геолого-минералогических наук, профессору Е.П. Ларченкову за ценные советы, рекомендации и консультации, а также доктору геологических наук А.В. Чепижко и кандидату геологических наук, доценту С.В. Кадурину за помощь и сотрудничество на всех этапах работы. Автор благодарен коллективу кафедры общей и морской геологии ОНУ и коллегам по работе в Морской геолого-геофизической экспедиции Причерномор ГРГП за понимание и поддержку.

ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ

Исследования геологического строения Черноморского бассейна начались с конца XIX – начала XX столетия Н.И. Андрусовым, А.Д. Архангельским, Н.М. Страховым и др.

Во второй половине XX века научные исследования в акватории Черного моря приобретают еще больший размах, разнонаправленность и многообразие в методах изучения. В этих работах принимали участие коллективы многих научно-исследовательских институтов, учебных заведений и производственных организаций: Институт океанологии АН СССР им. П.П. Ширшова, Института геологических наук АН УССР, Московского и Одесского госуниверситетов, производственные организации «Крымгеология», «Одессморгеология», «Южморгеология» и др.

Значительный интерес представляют исследования Л.А. Невесской, П.В.Федорова, К.М. Шимкуса, Е.М. Емельянова, Э.С. Тримониса, посвященные литологии и стратиграфии донных отложений, как мелководья, так и глубоководных частей Черного моря и его истории. Проблемам тектонического строения, истории геологического развития посвящены работы М.В. Муратова, Ю.П. Непрочнова, Н.С. Благоволина, Е.Н. Невесского, Н.С. Шатского, Ф.А. Щербакова, Ю.Г. Моргунова, П.Н. Куприна и др. Обобщенные результаты исследований проблем истории развития и тектонического строения Черноморской впадины в связи с ее нефтегазоносностью изложены в работах А.В. Чекунова, А.П. Милашина, И.А. Гаркаленко, В.П. Гончарова, Ю.П. Непрочнова, А.Ф. Непрочновой, С.И. Субботина, В.Б. Соллогуба, Я.П. Маловицкого, Д.А. Туголесова, И.Н. Сулимова, И.П. Зелинского, С.А. Мороза, Е.П. Ларченкова и др.

Весомый вклад в изучение геохимических, литолого-минералогических характеристик и вещественного состава донных осадков Черного моря внесли работы Е.Ф.Шнюкова, А.Ю. Митропольского, В.П. Усенко, С.П. Ольштынского, И.И. Волкова, М.А. Глаголевой, А.А. Безбородова, В.Х. Геворкяна, Б.Ф. Зернецкого В.А. Емельянова и др.

Многолетние исследования Черного моря, проведенные под руководством академика НАН Украины Е.Ф. Шнюкова, позволили создать серию монографий «Геология шельфа УССР». Продолжением этих исследований явилось изучение строения континентального склона и Черноморской впадины в рейсах НИС «Академик Вернадский» (1988-1992), «Михаил Ломоносов» (1989), «Профессор Водяницкий» (1994, 2001), «Ихтиандр» (1993), «Киев» (1995-1997), «Топаз» (1986-2006). Причерномор ГРГП и ГГП «Одесморгеология» и проводит региональные сейсмические исследования северо-западного шельфа и континентального склона с целью выявления перспективных участков залежей углеводородов с борта НИС «Искатель», а также бурение картировочных и инженерно-геологических скважин с борта НИС «Диорит» (1997-2007).

Разнообразие и многоплановость задач геологического изучения Черноморского бассейна обусловили сложность и многообразие методик работ, особенно в шельфовой зоне. Однако при преобладающем комплексном изучении отдельных районов получение целостной картины, особенно для континентального склона и глубоководной части, было затруднено и материалы исследований носили фрагментарный характер. Ограниченность исходных данных и объемы проведенных работ, особенно в глубоководной части, до настоящего времени не позволяли дать полную, равномерную литолого-фациальную характеристику донных отложений северо-западной части Черного моря.

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА