25134 (654615), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Раздел содержит общие сведения о климатических условиях изучаемой акватории, температурном режиме поверхностных и придонных вод, их солености, которой свойственна пространственно-временная изменчивость, режиме течений.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА МОРСКИХ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В разделе приводится методика морских, лабораторных исследований, а также методы математической и графической обработки полученных результатов.
Морские экспедиционные работы. Морские экспедиционные исследования проводились с борта НИС «Топаз» методами сейсмоакустического профилирования, донного пробоотбора прямоточной трубкой и дночерпателем. Сейсмоакустические работы включали в себя опытно-методические работы и непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСАП) с помощью САК-3. НСАП позволило установить основные черты геологического строения осадочного покрова на глубину до 400-500 м и тектонические особенности района. При этом была установлена морфометрия геологических тел в разрезе, их взаимоотношение, относительные размеры по мощности и абсолютные по горизонтальному положению. Уточнен рельеф морского дна, выявлены погребенные речные долины.
Донный пробоотбор прямоточной трубкой проводился на глубинах моря от 100 до 2200 м. Прямоточная трубка углублялась в грунт на глубину до 4,5 м. До глубин моря 1200-1500 м профили закладывались с севера на юг вкрест простирания основной морфоструктуры – континентального склона по сети 6,4Х3,2 км. Подножье континентального склона и глубоководная впадина исследовались по сети 12,8Х6,4 км также с севера на юг. Детализация сети производилась в связи со сложной морфологией рельефа дна и частой сменой литологических границ в донных осадках в пределах верхней части континентального склона.
Лабораторно-аналитические исследования. Состав и распределение литологических разностей донных отложений изучались на основе гранулометрического (n=1172) и минералогического анализов (n=31). Минеральный состав пелитовых фракций изучался с помощью электронно-микроскопического и рентгено-структурного анализов (ДРОН-3,0) для определения соотношения глинистых минералов, слюд, карбонатов, полевых шпатов и др. Минералогия новообразований (аутигенные минералы) изучались методами оптической микроскопии.
Комплексные исследования, включающие палеофаунистический (И.В. Чаус), диатомовый (А.П. Ольштынская) и палинологический (М.С. Комар) анализы, позволили четко стратифицировать донных отложений и выделить в них новоэвксинский горизонт, нижнечерноморский и верхнечерноморский подгоризонты верхнечетвертичной системы.
Геохимические особенности разновозрастных донных отложений изучались методом рентгено-спектрального анализа (АРФ-6). В ходе исследований было обработано и использовано 1202 результата рентгено-спектрального анализа на следующие химические элементы – Sr, U, Th, Pb, Rb, Y, Mo, Nb, Zr, Sc, As, из которых: 438 – в отложениях новоэвксинского возраста, 426 – в отложениях древнечерноморского возраста и 338 – в отложениях новочерноморского возраста. Все аналитические исследования проводились в лабораториях ГРГП «Причерноморгеология» и ИГН НАН Украины.
Обработка результатов морских и лабораторных работ. Полученные результаты обрабатывались методами математической обработки. Рассчитывались базовые статистические параметры, такие как среднее, стандартное отклонение, медианное значение.
В процессе обработки и обобщения материалов использовалось современное программное обеспечение, предназначенное для обработки данных и построения графических изображений на ПЭВМ. Автором разработаны различные варианты графического обобщения материала, что позволило построить карты донных отложений новоэвксинского, древнечерноморского и новочерноморского возраста с геологическими разрезами, а также структурно-геоморфологическую схему, схемы литофаций и распределения мощностей. Для построения автором использовались специализированные графические редакторы и ГИС-пакеты (ArcView 3.2, регистрационный номер 636780103448).
Помимо базовых статистических параметров для выделения ассоциаций химических элементов использовался метод факторного анализа (метод главных компонент), который позволил выделить ряд групп данных (факторов) каждая из которых отличается от другой по характеру распределения и способам накопления. Для построения схем распределение не одного элемента, а всей ассоциации, в состав которой могут входить различные элементы, была применена методика построения интегральных карт. Для определения основных тенденций в распространении химических элементов для донных отложений был применен метод аппроксимации карт распределения выделенных ассоциаций при помощи тренд–поверхностей.
На основе обобщения существующих данных и полученных результатов с помощью выбранных методик автором были сделаны выводы, приведенные в работе.
ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
В геологическом строении верхней части покрова района исследований принимают участие четвертичные образования, которые расчленяются на новоэвксинский и черноморский горизонты (В.Г. Иванов, 1987).
Стратиграфическая характеристика донных отложений. В разрезе отложений условно выделены две пачки – верхняя и нижняя. Верхняя пачка представлена илами, ракушечниками и песками, Эти образования установлены – на шельфе, перегибе шельфа и континентального склона и в верхней части самого склона. Нижняя пачка новоэвксинских отложений представлена глинами и развита повсеместно.
Голоценовые осадки сплошным чехлом перекрывают все нижележащие образования. Представлен голоцен отложениями черноморского горизонта, который включает два подгоризонта: нижнечерноморский и верхнечерноморский.
Нижнечерноморский подгоризонт залегает в основании голоценового разреза. Представлен он в основном сапропелем и сапропелевыми илами, изредка на бровке шельфа присутствуют терригенные илы и мелкие ракушечники.
Верхнечерноморский подгоризонт развит практически повсеместно и перекрывает все нижележащие образования. В большинстве случаев верхнечерноморские отложения залегают на образованиях нижнечерноморского подгоризонта. Но есть участки, расположенные на шельфе, на которых верхнечерноморские отложения с размывом залегает на отложениях новоэвксинского горизонта. В составе верхнечерноморского подгоризонта можно выделить несколько стратонов мелкого порядка – мидиевые илы и ракушечники (с руководящей фауной Mytilus galloprovincialis (L.), фазеолиновые илы (с руководящей фауной Modiolus phaseolinus (Phil.), кокколитовые илы, терригенные илы.
Структурно-тектоническая характеристика региона. Сравнительный анализ современного и доголоценового рельефа позволяет утверждать, что в его формировании принимали участие глобальные региональные, а так же неотектонические и современные геодинамические процессы. В особенности ярко эти факторы проявляются в области современного континентального склона Черного моря. Анализ мощностей и фаций верхнечетвертичных отложений свидетельствует об унаследованном характере неотектонических и современных движений, а также об определяющей роли разломно-блоковой структуры шельфа, континентального склона и глубоководной впадины в распределении мощностей и фаций четвертичных отложений, как по площади, так и по возрасту.
Геоморфологическая характеристика. Выделяются следующие основные морфогенетические типы рельефа (рис.1).
Пологонаклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина внешнего шельфа. Средние уклоны поверхности от 1 до 3º. В строении аллювиальной равнины принимают участие песчано-глинистые отложения наложенных террас и дельт палео-речных систем Дуная и Днестра. Хорошо выражены в рельефе погребенные долины, сформировавшиеся во время последней новоэвксинской регрессии.
Значительную роль в формировании рельефа сыграли эрозионные и аккумулятивные процессы. В трансгрессивную фазу они постоянно сглаживали рельеф аллювиальной равнины, о чем свидетельствуют мощности морских отложений. Так мощности современных морских отложений колеблются от 0,1 м на «водораздельных» участках и до 3-5 м в днищах долин. Все эти долины выходят к наиболее развитым каньонам. Ширина долин колеблется от 1-2 км до 5-6 км. Превышение днищ долин над «водоразделами» достигает 15-20 м.
В результате последней (голоценовой) трансгрессии произошло окончательное формирование рельефа шельфа. Бровка шельфа является границей, отделяющей шельф от континентального склона и расположена на глубине 160 м.
Наклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина континентального склона. Исследуемая часть континентального склона испытывает резкое изменение своего простирания от субмеридионального на северо-восточное, повторяя, в общих чертах, изгибы западного побережья Черноморской впадины.
В морфоструктурном отношении склон является подводным продолжением затопленной в результате трансгрессий обширной аллювиальной равнины, разрез которой состоит из глубоко залегающих коренных пород, перекрытых континентальными и морскими осадками. Уклон обусловлен моноклинальным залеганием коренных пород, а также континентальных отложений, которые перекрыты морскими осадками и составляет значения в 2-3°. Ширина склона различна и изменяется здесь в зависимости от расположения подводных конусов выноса, перекрывающих авандельты палеорек: от 7 км в западной части до 30 км в северной части.
В строении континентального склона принимает участие крупные эрозионные врезы – каньоны. Они расчленяют всю поверхность склона от верхней бровки до его подножья.
Слабонаклоненная денудационно-аккумулятивная равнина подножья континентального склона. Особые формы рельефа связаны с аккумуляцией смещенных осадков у подножья склона. Это своеобразные валы, бугры выпирания, возвышенности, наложенные конуса выноса. В наложении конусов выноса особую роль сыграли процессы трансгрессивно-регрессивной цикличности колебаний уровня Черного моря. Так, во время трансгрессии моря, бровка шельфа стабилизируется, и привнос материала, связанный с деятельностью каньонов, приостанавливается. Затем, с возобновлением регрессии, возобновляется работа мутьевых потоков, которые разгружаются в подножье склона и образуют обширные конуса выноса. Формируемые мутьевыми потоками конуса выноса в отдельных случаях представляют собой грандиозные по размерам и мощности осадков образования.
Наиболее четкое выражение в рельефе границы подножья склона приурочено к глубинам 1500-1700 м, а плавный переход от подножья склона к глубоководному ложу заканчивается на глубинах 2000-2100 м.
Субгоризонтальная слабохолмистая абиссальная аккумулятивная равнина. Сложена конусами выноса наиболее крупных палео-рек и подводными холмами. В формировании рельефа основную роль играют аккумулятивные процессы, связанные с конусами выноса и нефелоседиментация.
ЛИТОФАЦИИ ДОННЫХ ОСАДКОВ
Новоэвксинские отложения. В новоэвквинских отложениях можно выделяются пять литофаций, в определенной последовательности сменяющие друг друга от внешнего шельфа к глубоководной впадине.
Рис.1. Структурно-геоморфологическая схема (С.Д. Какаранза, Е.П. Ларченков, 2007)
Морфогенетические типы рельефа: 1-пологонаклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина внешнего шельфа, возраст формирования а) поздненовоэвксинский-голоцененовый, б) ранненовоэвксинский-голоценовый); 2-наклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина континентального склона (возраст формирования ранненовоэвксинский-голоценовый); 3-слабонаклоненная денудационно-аккумулятивная равнина подножья континентального склона (возраст формирования раннеплейстоцен-голоценовый); 4-субгоризонтальная слабохолмистая абиссальная аккумулятивная равнина (возраст формирования миоцен-голоценовый). Формы и элементы форм рельефа: 5-палеодолины рек; 6-каньоны; 7-возвышенности; 8-конуса выноса; 9-подводные холмы; 10-выходы доголоценовых пород на поверхность дна; 11-изобаты (м); 12-граница береговой линия нижненовоэвксинского регрессивного бассейна; 13-бровка шельфа; 14-граница континентального склона; 15-граница глубоководной впадины.
Литофация песков выделяется только в северо-западной части Днестровско-Дунайского района внешнего шельфа. Пески очень мелкие со значительным количеством глинистого материала. В гранулометрическом составе песков фиксируется большой разброс значений содержания карбонатного раковинного материала и обычно незначительная примесь алевритового материала. Минералогический состав песков идентичен составу песков новоэвксинских отложений на северо-западном шельфе Черного моря. В составе неэлектромагнитной фракции доминирует циркон, рутил, дистен. Помимо этих минералов присутствуют пирит, силлиманит, апатит, анатаз, карбонат. В составе электромагнитной фракции преобладают гранат и ильменит. Здесь также присутствуют ставролит, эпидот, турмалин, биотит, хромит, амфибол, пирит окисленный, шпинель, пироксен, хлорит, монацит, глауконит. Выход тяжелой фракции в песках колеблется от 0,01 до 0,9%. Мощность песчаных отложений обычно не превышает 10-15 см.
Литофация ракушечников распространена в пределах всего внешнего шельфа на глубинах моря в диапазоне от 73 до 140 м. Ракушечники светло-серые, редко с зеленоватым оттенком в кровле, мелкие, сложены целыми раковинами и детритом, количество которого составляет 90-95% объема породы. В качестве примесей присутствует песок (5-10%) алеврит (5-10%) и глинистый материал (5-10%). Количество примесей в отдельных случаях увеличивается песка до 30-40%, алеврита до 25%, пелита до 25%. Мощность ракушечников колеблется от 0,05 (обычно 0,1 м) до 0,3 м.
Литофация алеврито-пелитовых илов выделена на глубинах моря от 81 до 162 м, замещая ракушечники в узкой полосе перегиба континентального шельфа. Илы серой окраски, текуче пластичные, обычно с примесью алеврита (до 25%). Раковинно-детритовый материал в илах присутствует в количестве 5-10%, иногда достигает 30%. Фракция <0,001 илов сложена гидрослюдой, хлоритом и кальцитом. Минералы фракции слагают тонкодисперсную массу с неупорядоченным чередованием слоев. Мощность илов не превышает 0,5м (обычно 0,2-0,3 м) и увеличивается в направлении от перегиба шельфа к берегу.
Литофация алевритовых глин, неширокой прерывистой полосой распространенная в верхней части континентального склона, содержит частиц фракции меньше 0,1 мм около 95%, при этом содержание тонкодисперсной пелитовой фракции – до 60%. Алевриты в виде прослоев залегают по всей глинистой толще, их мощность колеблется от нескольких миллиметров до 0,3 м. Мощность вскрытого разреза алевритовых глин составляет 0,1-2,5 м. Минералогический состав глин не отличается особой пестротой, в составе фракции < 0,001 светло-серых, серых глин по данным рентгеноструктурного анализа преобладает монтмориллонит и гидрослюда в смеси с кварцем, хлоритом и кальцитом.
Литофация глин характеризуется последовательными изменениями при увеличением глубины моря. На континентальном склоне до глубины 500-1000 м распространены серые, темно-серые, в меньшей мере светло-зеленые глины, которые в основном развиты к востоку от Дунайского каньона. Их мощностью колеблется от 0,1 до 2,7 м.
На глубинах моря от 500-1000 до 1500-2000 м в разрезе новоэвксинских отложений сверху залегают светло-серые, серые глины мощностью до 1,5-2,0 м, далее следует прослои темно-серой, часто черной гидротроилитовой глины мощностью от 0,1 до 0,5 м и более. Нередко гидротроилитовая глина заменяется серыми, темно-серыми глинами с большим количеством гидротроилитовых стяжений. Ниже гидротроилитового горизонта следует опять слой серой, светло-серой глины мощностью до 1,0 м, в котором гидротроилит присутствует в незначительной количестве. В верхах этого разреза светло-серые и серые глины, как правило, содержат гидротроилит. Светлые разности глин содержат примесь алеврита до 20%, а серые и темно-серые порядка 30-40%. Встречается примесь песка до 5-10%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
