А.П.Лисицын, В.Н.Лукашин... - Институт океанологии им. П. П

CЕДИМЕНТАЦИЯ НА КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ СКЛОНАХ
ПОД ВЛИЯНИЕМ КОНТУРНЫХ ТЕЧЕНИЙ.
А.П.Лисицын, В.Н.Лукашин, Ю.А.Богданов
Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН E-mail: [email protected]
На
континентальных склонах и их подножиях главную роль в
осадконакоплении играют гравитационные силы. Массы осадков, накопившихся
на бровке шельфа и в верхней части склона, под действием силы тяжести
сносятся вниз по склону в виде обвалов, гигантских оползней и мутьевых
потоков, текущих вниз по древним речным руслам или руслам, выработанным
самими потоками. Они отлагаются у материкового подножия, образуя
специфические осадки-гравититы с характерными структурами и текстурами.
Осадочные толщи гравититов очень значительны, могут достигать 20 км.
Область материкового склона и подножия была определена как второй уровень
лавинной
седиментации.
Именно
здесь
накапливаются
главные
массы
осадочного вещества.
Для континентальных склонов практически всех морей и океанов
характерны глубинные контурные течения. Они перераспределяют осадочный
материал гравититов, формируя осадки-контуриты по траектории контурного
течения. В определенных условиях контурные течения могут образовывать
мощные (километровые) осадочные тела-дрифты или, наоборот, прекращать
седиментацию, образуя перерывы в осадконакоплении. Наиболее изучено
Западное пограничное глубинное течение в Атлантике.
Взаимодействуя с дном, контурные течения обогащаются взвесью,
образуя придонный нефелоидный слой. Он является аккумулятором осадочного
вещества в придонной части водной
толщи, которое при определенных
условиях, осаждается на дно. При высоких скоростях течения происходит
эрозия осадков с образованием характерных форм микрорельефа и пополнение
взвесью нефелоидного слоя.
Исследование процессов седиментации на континентальных склонах
проводилось в многочисленных экспедициях в северо-восточной части
Норвежского
моря,
на
склоне
о-ва
Медвежий
(место
гибели
АПЛ
«Комсомолец»), и в Северо-западной Атлантике, на западном склоне Юговосточного
Ньюфаундлендского
хребта
(место
гибели
суперлайнера
«Титаник»). Кроме того, проведены экспедиции в Белом и Каспийском морях,
полученные данные обрабатываются. Большой комплекс океанологических
методов позволил достаточно полно охарактеризовать седиментационные
системы в районах исследования. Это – эхолотный промер для построения карт
районов исследования, CTD- и нефелометрические съемки, отбор взвеси,
измерение течений и вертикальных потоков вещества на притопленных
станциях, отбор донных осадков разными приборами, включая пробоотборники
ГОА «Мир», измерение абсолютных масс осадков. Полученные образцы были
всесторонне
изучены,
в
лаборатории
разными
видами
анализа,
были
определены литологический минеральный и химический состав.
В результате были получены основные параметры седиментационной
системы: определены скорости течений, мощность нефелоидного слоя,
концентрации и запасы взвеси в нефелоидном слое, вертикальные потоки
осадочного материала, рассчитаны горизонтальные потоки взвеси
и
абсолютные массы осадков.
Районы исследования значительно отличаются по геоморфологии,
скорости течений, характеристикам нефелоидного слоя, темпам седиментации.
Это
определяет различия в горизонтальных и вертикальных потоках
осадочного вещества. При близких запасах взвеси в нефелоидном слое на обоих
полигонах, на полигоне «Титаник» горизонтальный и вертикальный суточные
потоки значительно выше, что обусловлено более высокой скоростью течения.
Установлено, что горизонтальные потоки несут тонкодисперсную взвесь, а
вертикальные – преимущественно органо-минеральные агрегаты, способные
осаждаться на дно. Это в основном фекальные пеллеты фильтрующего
зоопланктона,
детритные
комки,
раковины
планктонных
организмов.
Отдельных минеральных зерен в осаждающемся веществе практически нет.
Биоседиментация – главный фактор осаждения осадочного материала.
На полигоне «Комсомолец» формируются алевритово-пелитовые илы со
скоростями,
вдвое
превышающими
скорости
седиментации
вне
зоны
контурного течения. На полигоне «Титаник» выделены три значительно
отличающиеся седиментационные провинции.
Первая седиментационная провинция расположена в северо-западной части
полигона,
приурочена
к
проградирующему
континентальному
склону.
Исследованные колонки находятся внизу склона, ниже изобаты 3700 м. Голоцен
здесь составляет от 135 до 17 см. Осадки представлены контуритами, возможно
переработанными турбидитами. Под голоценовыми осадками - более плотные
вюрмские отложения.
Вторая седиментационная провинция занимает центральную часть
полигона. Здесь на поверхность выходят верхнеплейстоценовые осадки.
Основная часть поверхности дна этой провинции сложена темно-серыми очень
плотными глинами. На поверхности глин обломки кристаллических пород материал ледового и айсбергового разноса. Здесь в голоцене образовалась зона
неотложения осадков, перерыв в осадконакоплении.
Третья
седиментационная
провинция
занимает
восточную
часть
полигона. Она протягивается вверх по склону от глубин 3770 м до гребня
осадочного Ньюфаундлендского хребта с глубинами менее 3100 м. На
поверхности дна развиты молодые светло-коричневые карбонатные осадки со
следами интенсивного воздействия придонных течений. Осадочные разрезы
представлены
только
рыхлыми
осадками,
для
которых
характерна
переслаиваемость тонкодисперсных и грубозернистых слоев.
Сравнение абсолютных масс осадков в голоцене с современными
вертикальными потоками осадочного материала показывает, что потоки могут
значительно (в 2-4 раза) превышать абсолютные массы. То есть, абсолютные
массы
осадков
в
первой
и
третьей
седиментационных
провинциях
обеспечиваются современными потоками осадочного материала. Перерыв во
второй седиментационной провинции сформировался, вероятно, за счет
вихревых образований, генерируемых придонным течением, которые время от
времени проносятся по одной и той же траектории, вымывая со дна
накопившиеся здесь осадки.
Таким образом, проведенные исследования показывают, что в нижней части
континентального склона накапливаются мощные толщи разных осадков
(гравититы, контуриты, седиментиты), формирующиеся в результате сложных
процессов. Эти толщи часто содержат мощные залежи углеводородного сырья.