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.
|
Литофация песковвыделяется 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 большимколичеством гидротроилитовых стяжений. Ниже гидротроилитового горизонта следует опять слой серой, светло-серой глины мощностьюдо 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%.
Глубже 1500-2000 м глинистый разрез новоэвксинских отложений, при сохранении примерно прежней вскрытой мощности осадков, усложняется. Характерным для этого типа разреза является переслаивание слоев по окраске, появление в разрезе прослоев гидротроилита и коричневой, серовато-коричневой, светло-коричневой, серовато-желтой с красноватым оттенком глины, которые своей окраской подчеркивают окислительную среду, в которой они образовались.
Коричневые глины слагают обширные поля в западной и центральной частях района и образуют прослои мощностью от 0,2 до 1,9 м, в которых содержатся слойки светло-серой, и зеленовато-серой глины мощностью 1-2 см. Также встречаются прослойки мелкозернистого песка, алеврита и гидротроилита. В качестве примеси в глинах содержится алеврит в количестве 10-20%, мелкий неопределимый детрит и стяжения гидротроилита. Широкое развитие коричневой глины в области каньона Палео-Дуная и ее переслаивание с гидротроилитовыми разностями глин свидетельствует о сложной динамике осадкообразования в новоэвксинское время. Об этом говорит характер разрезов новоэвксинских отложений в пределах второй половины континентального склона и глубоководной части.
Нижнечерноморские отложения. В нижнечерноморских отложениях выделяются две литофации.
Литофация сапропелейразвита на материковом склоне, а также «выстилает» глубоководную часть впадины. Основанием сапропелевых отложений являются новоэвксинские образования. Цвет сапропеля темно-бурый, редко до черного, темно-зеленовато-бурый, зеленовато-бурый, светло-бурый с зеленоватым оттенком, темно-бурый с зеленоватым оттенком, темно-серый с зеленоватым оттенком. Редко сапропели содержат примесь глинистого материала в количестве 15-30%. До 8% глинистых разностей сапропеля приурочены к верхней части материкового склона. Можно отметить, что в составе сапропелей преобладает алевро-пелитовая фракция: при значительной примеси растительных и древесных остатков возрастает значение «обломочных» фракций. Как правило, сапропель содержит остатки костей рыб, реже рыбной чешуи, стрекоз. Редко в подошвенной части сапропелевого горизонта содержится мелкий детрит раковин моллюсков, а также остатки раковин. Мощность сапропелевого слоя изменяется от 0,05 м до 1 м, причем максимальные величины приурочены к верхней части склона.
При микроскопическом изучении в сапропеле наблюдается чередование тонких слойков, состоящих из глинистого материала, и волнистых, изменчивых по мощности слойков, обогащенных буроватым органическим веществом. К последним часто приурочено повышенное содержание панцирей диатомовых водорослей, ювенильных створок пелиципод, пыльцы и спор, глобул и кристаллов пирита, редких кокколитофорид.
В составе сапропелевого вещества преобладает нерастворимая часть (70-90% и более), несколько процентов гуминовых кислот и битумов. Происхождение органического вещества полигенное – за счет планктона, растительного детрита, бактериальных остатков и хемогенеза.
Микрослоистое строение объясняется неустойчивым режимом Черного моря. Этапы накопления сапропелевого органического вещества, глинистых частиц и единичных слойков кокколитовых илов сменяли друг друга. Образование сапропелевых отложений происходило при интенсивном повышении уровня моря.
Литофация сапропелевых иловпокрывает плащом континентальный склон и глубоководные участки. Илы сапропелевые содержат глинистый материал в количестве 20-40% и алевритовый материал в количестве от 7 до 34,3%. Песок в сапропелевых илах встречается редко, его содержание достигает 5,9-17%. Примесь песка и алеврита встречена на континентальном склоне в районах каньонов.
Окраска сапропелевых илов буровато-зеленая, зеленовато-серая, буровато-серая. Встречаются светло-серые с зеленоватым оттенком, зеленовато-бурые, темно-зеленые, темно-бурые сапропелевые илы. Сапропелевые илы содержат растительные остатки (ветви, стебли, древесину), чешую рыб, остатки скелетов рыб и ракообразных. Остатки скелетов рыб и рыбная чешуя встречаются в 80-90% проб от общего количества изученных образцов.
Сапропелевые илы тонкослоистые, чаще неоднородные, развиты на склоне, как правило, до глубин моря порядка 100 м. Ниже по склону и в глубоководной впадине отмечены лишь однородные сапропелевые илы. В районе Дунайского каньона илы текучие, текучепластичные. Нахождение широкой полосы текучих, текучепластичных пород на материковом склоне в районе каньонов древних водотоков обусловлено мощным поступлением пелитового материала на склон стоком Палео-Дуная.
Минеральный состав сапропелевых илов неоднородный. В пределах континентального склона в составе фракции <0,001 довлеют гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, хлорит. В виде примесей присутствует кальцит, кварц. У подножья склона на первое место в минеральном составе фракции <0,001 выходит кальцит. В заметном количестве еще присутствует гидрослюда, хлорид, вероятно, есть монтмориллонит. В пределах глубоководной части основу агрегатной массы фракции <0,001 илов сапропелевых составляет кальцит, кварц, в смеси с полевыми шпатами, гидрослюдой, хлоритом.
Сапропелевые илы содержат прослои ила глинистого, прослои сапропеля, карбонатного материала. Мощность прослоев от первых миллиметров до 1-2см. Прослои карбонатного материала в основном развиты в пределах глубоководной части района, а прослои органики – в районах каньонов.
Мощность сапропелевых илов колеблется в широких пределах – от 0,5 до 3,1 м и более. Как правило, повышенные мощности приурочены в верхней части склона, к районам конусов выноса. У основания материкового склона и в глубоководных частях района мощность сапропелевых илов составляет 0,2-0,5м. Практически везде в районе исследований сапропелевые илы залегают под кокколитовыми илами верхнечерноморского горизонта.
Верхнечерноморские отложения. В верхнечерноморских отложениях выделены пять литофаций, из которых мидиевые илы распространены только на внешнем шельфе и алеврито-пелитовые фазеолиновые илы – на внешнем шельфе, бровке склона и на самом склоне.
Литофация мидиевых илов представлена чередованием глинистого ила с ракушей и раковинами преимущественно мидий и илистых мидиевых ракушников. В пределах материковой отмели и бровке склона (глубины моря 81-180 м.) глинистые илы, имеют зеленовато-серую окраску, редко буровато-серую, текучие. В половине колонок илы содержат примесь сапропеля в подошве слоя или тонкие прослои сапропелевого ила. Раковинно-детритовый материал содержится в количестве от 5 до 22 % (среднее – 18,8%) и в его составе до 95% Mytilus galloprovincialis (L.).
Мощность илов составляет 0,15-0,3 м. Илы могут включать пространственно невыдержанные прослои мидиевых ракушечников зеленовато-серого, реже буровато-серого цвета мощностью 0,1-0,4 м, в подошве которых изредка встречаются прослойки сапропелевого ила. В ракушечниках содержание илового материала всегда превышает 25%, а песка – более 5%. Вниз по континентальному склону в илах и ракушечниках наблюдается обеднение видового состава фаунистического комплекса моллюсков.
Мидиевые илы залегают на новоэвксинских илах и ракушечниках, а перекрываются верхнечерноморскими фазеолиновыми илами.
Литофация алеврито-пелитовых фазеолиновых илов. Фазеолиновые илы развиты на материковой отмели, бровке склона и на самом склоне на глубинах моря от 73 до 260 м на севере и северо-западе района исследований между палеодолинами рек Дуная и Днестра. Илы глинистые светло-серые, в меньшей степени – серые, зеленовато-серые, серовато-зеленые, текучие, тонкослоистые, обычно, с примесью раковинно-детритового материала, но встречаются и ракушечниковые.
Содержание раковинно-детритового материала изменяется в широких пределах от 1,1 до 43,0%, песка – в количестве от 1,1 до 12,5%, алеврита – в количестве от 7,4 до 30,0%. Среднее содержание пелитового материала составляет порядка 60 %. В илах на склоне уменьшается количество раковинно-детритового материала и увеличивается количество пелитового материала.
В кровле илов в единичных случаях зафиксировано «ожелезнение» раковинно-детритового материала. Их мощность на склоне составляет 0,01-0,15 м., в отдельных случаях до 0,8м, а на материковой отмели составляет 0,1-0,2 м. Контакт с подстилающими мидиевыми илами и ракушечниками в 75% случаев четкий, в 25% случаев – постепенный, причем, это характерно для участков, тяготеющих к бровке склона.
Отложения новочерноморского возраста в пределах континентального склона и глубоководной впадины существенно отличаются наличием большого количества скелетов кокколитофорид и органического углерода, и здесь выделяются следующие литофации.
Литофация кокколитовых илов. Кокколитовые илы практически повсеместно развиты на континентальном склоне и в глубоководной впадине. Кокколитовые илы светло-серые, серые, зеленовато-серые, серовато-зеленые. В западной и центральной частях района преобладают серые тона окраски илов. Содержания пелитового материала достигает до 90%. В качестве примесей в илах присутствует алевритовый материал, песок, мелкий детрит. В западной части района, и области каньона Палео-Дуная "верхняя" граница кокколитовых илов располагается в верхней части склона на глубинах моря 215-450 м.
Карбонатные компоненты кокколитовых илов состоят в основном из остатков кокколитофорид Emiliania huxley.
В пределах глубоководной части фракция <0,001 илов кокколитовых сложена исключительно кальцитом, в незначительном количестве присутствует другие карбонаты и кварц. Агрегатное состояние фракции <0,001 илов кокколитовых – тонкодисперсная смесь. В кокколитовые илах отмечается присутствие диатомовых водорослей и органики.
Литофация алевритовых кокколитовых илов. Развитие этих илов приурочено к верхней части континентального склона. Песчаный материал в илах встречен в районах, прилегающих к каньонам, его содержания обычно составляет 2-5 %, но в единичных случаях оно возрастает до 7-12%. Содержание алеврита в кокколитовых илах на континентальном склоне до глубин моря порядка 1200 м выше, чем в нижних частях склона и в глубоководных частях.
Илы содержат карбонатные стяжения в количестве от долей процента до 1,7%. Следует отметить, что кокколитовые илы содержат тонкие прослои сапропелевых и слабокарбонатных глинистых илов. В пределах верхней и средней частей склона (до глубин моря 1200 м) среднее содержание Сорг составляет 43-51%, а в нижней части склона и глубоководной впадины (на глубинах моря от 1200 до 2000 м и глубже) среднее содержание Сорг повышается до 72-76%.
Мощность кокколитовых илов колеблется от 0,05 до 2,4 м. В целом на склоне мощность кокколитовых илов выше, чем в глубоководной части. В глубоководной части мощность кокколитовых илов составляет 0,05-0,15 м.
В пределах континентального склона и его подножья в минеральном составе фракции <0,001 преобладает кальцит, но в заметном количестве присутствует глинистая составляющая – гидрослюда, монтмориллонит, хлорит. В виде примесей здесь установлены каолинит, кварц. Присутствует пирит. В пределах глубоководной части фракция <0,001 илов кокколитовых сложена исключительно кальцитом, в незначительном количестве присутствует другие карбонаты и кварц. Агрегатное состояние фракции <0,001 илов кокколитовых – тонкодисперсная смесь.
Залегают кокколитовые илы, как правило, на сапропелевых илах нижнечерноморского подгоризонта.
Литофация пелитовых илов. В верхней части верхнечерноморского подгоризонта совместно с кокколитовыми илами в глубоководной части развиты светло-серые, серые и зеленовато-серые глинистые илы, для которых повсеместно характерно отсутствие фауны моллюсков, но встречены остракоды, более разнообразного видового состава по сравнению с находящимися в кокколитовых илах. Илы по составу глинистые, чаще всего они содержат примесь алевритового материала 5-30%. Песчаный материал встречается в илах редко, его содержание не превышает 5-10%. Кроме того, отмечены редкие тонкие прослои карбонатного материала и алеврита (1-2мм). В минералогическом составе фракция <0,001 терригенных илов сложена кальцитом. В нижней части склона к указанным минералам прибавляются монтмориллонит, гидрослюда и хлорит. Минеральный агрегат фракции <0,001 представляет собой тонкодисперсную неупорядоченную смесь.
В распределении литофаций верхнеплейстоцен-голоценовых отложений переходной зоны от северо-западного шельфа к глубоководной впадине Черного моря отмечаются различные их вариации по латерали и вертикали, которые в значительной мере определяются морфострукторуй рассматриваемого района (рис. 2). Состав отложений, распространение и пространственно-временная суперпозиция литофаций, а также распределение мощностей осадков отражают изменчивость условий седиментации и предоставляют достаточные возможности для реконструкции обстановок осадконакопления и истории геологического развития.
|
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДОННЫХ ОСАДКОВ
Изучение геохимических характеристик позволило выделить ассоциации химических элементов в разновозрастных донных отложениях.
Новоэвксинские отложения. Статистическая обработка результатов (n=438) рентгено-спектрального анализа химических элементов (Sr, U, Th, Pb, Rb, Y, Mo, Nb, Zr, Sc, As) с помощью факторного анализа (метода главных компонент) новоэвксинских отложений привела к выделению двух ассоциаций химических элементов: первой – Mo, U; и второй – Zr, Pb, Nb, Rb, Th, Y. Построение схем распространения ассоциаций позволило обнаружить различие в областях их накопления.
Новоэвксинские осадки по сравнению с голоценовыми содержат меньше Мо, As, U то есть наиболее подвижных элементов и их распространение носит локальный характер. Районы распределение второй ассоциации приурочены к конусам выноса.
Нижнечерноморские отложения. Величина выборки для статистической обработки собранной геохимической информации составляла 426 проб. Особо показательны средние значения элементов, вычисленные по различным литологическим разностям донных осадков. Основная часть элементов концентрируется в илах сапропелевых и в сапропелях. Повышенное содержание в ракушечнике наблюдается только для стронция. Факторный анализ привел к выделению двух ассоциаций химических элементов: первой – As, Sc, Mo, U; и второй – Zr, Nb, Rb, Th, Y.
На схеме распространения видно, что ассоциация, включающая As, Sc, Mo, U накапливается в западной части исследуемой территории. При
29-04-2015, 00:52