Благодаря широкомасштабным структурно-тектоническим и климатологическим исследованиям, проводимым в последние десятилетия в акватории Атлантического океана, представляется возможность исследовать литологические, геохимические и минералогические особенности процессов седиментогенеза и раннего литогенеза пелагических осадков океана с учетом этих факторов. Особенно важным в рассмотрении данного вопроса является комплексный подход, включающий наряду с классическими литологическими методами, привлечение геохимических, микропалеонтологических и геофизических данных, их сопоставление с морфологией и тектоникой района. Комплексное изучение дает возможность устанавливать палеоклиматические факторы, соответствующие времени накопления осадка, источники сноса материала, проследить особенности постседиментационных преобразований, протекающих в различных геолого-геоморфологических и гидрологических условиях.
анализ влияния на процессы седиментации особенностей геологического строения, морфологических особенностей и палеоклиматических изменений.
Научная новизна. Впервые проанализированы особенности седиментогенеза и раннего литогенеза в тектонически-активных районах Приэкваториальной Атлантики на примере четвертичных отложений Срединно-Атлантического хребта (впадина Маркова) и зон трансформных нарушений (полигон Кабо-Верде). Показано, что сочетание высокой сейсмической активности и сильной расчлененности рельефа приводит к формированию специфического комплекса отложений, значительная доля которых приходится на различные типы склоновых отложений: мутьевых потоков, течения жидких илов, обвально-оползневых процессов. Широкое их развитие накладывает свой отпечаток на характер раннедиагенетических процессов. В частности, активизация склоновых процессов часто приводит к обогащению осадка органическим веществом, влияющим на окислительно-восстановительные характеристики среды. Поэтому в отличие от отложений пелагических равнин эти комплексы характеризуются повышенной активностью раннедиагененических процессов (более низкими значениями Eh), сопоставимых с таковыми на континентальном склоне.
Впервые показано, что основным поставщиком абиогенных породообразующих элементов во впадине Маркова являются продукты разрушения пород магматического субстрата, наиболее активно образующиеся в условиях <сухого> спрединга, в то время как на полигоне Кабо Верде существенную роль в формировании осадка играет перенос пелитоморфного материала со стороны Африканского континента и Зеленомысского поднятия.
Фактические материалы, методика исследований и личный вклад автора. В основу данной работы легли материалы опробования донных осадков на 16 станциях, расположенных в Центральной части Атлантического океана, в том числе на полигоне Кабо Верде (к югу от Зеленомысского поднятия, 6 грунтовых колонок) и во впадине Маркова (САХ, 4 грунтовых колонки). В качестве сравнительного материала использовались данные по другим объектам Центральной Атлантики (6 колонок). Материалы исследований получены в результате четырех рейсов 2003-2006 гг. научно-исследовательских судов <Академик Сергей Вавилов>, <Академик Иоффе> и <Академик Николай Страхов>, в двух последних автор принимала участие.
На борту судна автором выполнялось описание керна, производились отбор и подготовка проб на все виды литологических исследований, измерение физико-химических свойств осадка (влажности, карбонатности и т.п.).
В лабораторных условиях автором проводились: гранулометрический анализ, изучение галечного материала, песчаной фракции под бинокуляром, изучение осадков в шлифах, интерпретация полученных данных рентгено-структурного и рентгено-флуоресцентного анализов, интерпретация и обобщение всех полученных материалов, их сопоставление с данными по другим районам океана.
Всего автором выполнено: 305 измерений карбонатности, 233 измерения влажности осадка, изучение более 200 шлифов, анализ данных рентгено-флюоресцентного анализа для 456 образцов, рентгено-структурного - для 108 образцов, подробно изучен минеральный состав песчаной фракции в 71 образце, в т.ч. 14 проб с разделением в иммерсионных жидкостях. Также автор располагала данными по содержанию Сорг в 60 образцах. Материалы исследования четвертичных осадков дополнены результатами изучения каменного материала более древних осадочных и коренных пород, отобранных при драгировании в тех же районах океана.
Практическая значимость. Исследование закономерностей формирования и строения осадочного чехла, процессов современного морского седиментогенеза и раннего литогенеза, и особенно влияния на них тектонических процессов, гидротермальной активности и проявлений вулканизма вносит вклад в понимание разнообразия геологических обстановок формирования глубоководных бассейнов осадконакопления. Помимо этого, результаты, полученные по данным районам, особенно по впадине Маркова (САХ) и полигону Кабо Верде, будут применены для построения региональной лито-стратиграфической шкалы четвертичного периода. Данные, полученные при изучении пелагических склоновых отложений, дают обоснование скоплениям органического вещества и могут быть использованы при построении моделей нефтяных месторождений. Также полученные результаты необходимо учитывать при исследовании геохимических циклов органического вещества в процессах седименто-литогенеза.
Защищаемые положения:
1. Во впадине Маркова основным источником абиогенного материала являются продукты разрушения пород магматического субстрата. Этим обусловлено обилие хлоритов и состав акцессориев в осадках. Накопление продуктов подводного выветривания и формирование аномально большой мощности осадочного чехла связано с низкими скоростями спрединга на данном участке рифтовой структуры.
2. На полигоне Кабо Верде основным абиогенным компонентом в осадках является пелитоморфный материал, обогащенный Fe и SiO2, поступающий со стороны Африканского континента и Зеленомысского поднятия. В разрезе выявлен реперный горизонт бескарбонатных рыже-коричневых илов с богатой кремневой фауной. Его формирование отражает изменение глубины карбонатной компенсации и по времени может быть сопоставлено с Рисской ледниковой эпохой.
3. Несмотря на различия вещественного состава отложений, в рассмотренных структурно-морфологических зонах развиты генетически однотипные комплексы отложений механогенного и биохемогенного рядов. Высокая расчлененность рельефа дна в сочетании с высокой геодинамической активностью обуславливают широкое развитие склоновых процессов. Последние способствуют концентрированию неокисленного органического вещества, активизирующего раннедиагенетические процессы.
Апробация работы. Результаты диссертационных исследований и основные выводы работы были опубликованы в материалах и докладывались на IV Всероссийском совещании по изучению четвертичного периода (Сыктывкар, Республика Коми 2005 г.), XVI Международной школе морской геологии (Москва, 2006 г.), IV Всероссийское литологическое совещание (Москва, 2006 г.), XVII Международной школе морской геологии (Москва, 2007 г.), VIII Всероссийской конференции <Природа шельфа и архипелагов европейской Арктики> (Мурманск, 2008).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 11 научных работ (статей и тезисов докладов), в том числе 2 статьи в реферируемых журналах. Еще одна статья в реферируемом журнале находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, и двух приложений. Объем диссертации составляет 164 страницы; содержит 86 иллюстраций, 18 таблиц. Приложения состоит из 42 страниц. Список литературы включает 87 библиографических ссылок.
Благодарности. Диссертант выражает глубокую благодарность коллективу кафедры литологии и морской геологии геологического факультета МГУ за полученные знания, ценные советы и руководство при написании работы. Отдельно хотелось поблагодарить своего научного руководителя, доктора геолого-минералогических наук, профессора О.В. Япаскурта за помощь при подготовке материала к публикации, а также при классификации материала - доктора геолого-минералогических наук, профессора В.Т. Фролова, за проведение рентгено-структурного анализа и помощь в интерпритации его результатов - к.г.-м.н. В.Л. Косорукова, за ценные дополнения и замечания к работе - д.г.-м.н. В.М. Сорокина, а также М.Н. Щербакову, П.Н. Куприна, Г.М. Седаеву, Е.В. Карпову и других членов кафедры за периодические консультации. Автор благодарит членов экипажа НИС <Академик Николай Страхов> и участников экспедиций, особенно молодых специалистов - Маликину Юлию, Зарайскую Юлию, Абрамову Анастасию и Ескину Оксану, активно помогавшим при упаковке образцов и подготовке кернового материала к анализам. Особую благодарность автор выражает своей наставнице и коллеге, оказавшей помощь и поддержку с самого начального этапа написания работы, передавшей свой научно-исследовательский опыт, и внесшей неоценимый вклад в написание данной работы, ведущему научному сотруднику ГИН РАН д.г.-м.н. В.В. Петровой. За всестороннюю поддержку, помощь при сборе и анализе материалов диссертант благодарит своего коллегу В.Ю. Лаврушина, а также всех сотрудников ГИН РАН консультирующим меня при написании работы, особенно Л.А. Головину, М.Е. Былинскую, Э.П. Радионову. Также автор выражает признательность сотруднику АО Института Океанологии РАН В.В. Сивкову за помощь в лабораторных исследованиях и научные консультации.
Работы по теме диссертации частично были поддержаны грантом РФФИ N 05-05-65125.
