Савельева Ольга Леонидовна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
В южной части п-ова Камчатский Мыс на левом притоке р. Каменной и на руч. Луговом автором детально изучены разрезы карбонатно-кремнистых пакетов смагинской ассоциации (рис. 1). В разрезах преобладают ритмично переслаивающиеся красно-бурые радиоляриевые яшмы и розовые планктоногенные известняки. Известняки слагают от 1/5 до 1/2 мощности пакетов. В одном из разрезов яшмы и известняки залегают на подушечных базальтах, при этом известняки нижнего слоя выполняют неровности между подушками.
Яшмы насыщены карбонатным материалом, а известняки являются в значительной мере кремнистыми. Иногда на границе кремнистых и карбонатных слоев наблюдается миллиметровое переслаивание кремнистых известняков и известковистых яшм. В этих слойках отмечена самая лучшая сохранность радиолярий, что свидетельствует о первичной природе миллиметровой слоистости. Наличие последней говорит о существовании неустойчивых переходных условий при смене кремнистого осадконакопления карбонатным и карбонатного кремнистым.
Наиболее детально исследован разрез 565 мощностью около 9 м (коорд.: 56o03'21.2" с.ш., 163o00'22.3" в.д.). В нем выявлена разнопорядковая ритмичность. Элементарная ритмичность проявлена в чередовании яшм и известняков. Мощности яшм и известняков варьируют от 1-2 до 10 см, средняя мощность ритма колеблется от 6 до 10 см. Ритмы второго порядка выражены по-разному в различных частях разреза. Они отмечены либо слоями яшмы повышенной мощности, либо слоями известняка с повышенной кремнистостью и с многочисленными диагенетическими выделениями известковистой яшмы в каждом четвертом-пятом ритме первого порядка. Вблизи углистых прослоев ритмичность второго порядка исчезает, а ритмичность первого порядка сильно нарушена.
Наиболее четко ритмичность проявлена в пачках I, VII и VIII (рис. 3 и 4). Для ритмов разного порядка наблюдается соотношение 1:5, характерное для периодитов, формирующихся под влиянием вариаций орбитальных параметров Земли (Barron et al., 1985; Gale, 1989; Wendler et al., 2002). Именно таково соотношение периода времени перигелия 21 тыс. лет и короткого периода эксцентриситета 100 тыс. лет.
 |
| Рис. 3. Строение верхней части разреза 565, места отбора радиолярий и график соотношений стабильных изотопов углерода в известняках. |
 |
| Рис. 4. Ритмограммы разреза 565. А - пачки VII-VIII, Б - пачка I. 1 - яшмы, 2 - известняки и кремнистые известняки, 3 - ритмы с повышенной кремнистостью известняков в пачках VII-VIII. |
Литологическая ритмичность подчеркивается колебаниями геохимических параметров. Яшмы по сравнению с известняками обогащены барием (рис. 5). Содержание Ba в пелагических отложениях рассматривается как показатель первичной биопродуктивности (Tribovillard et al., 2006; Warning and Brumsack, 2000). Содержание биогенного SiO2 также является показателем биопродуктивности, поскольку продуктивность радиолярий возрастает в эвтрофных условиях, в частности в экваториальной зоне апвеллинга (Bellanca et al., 2002). Приведенные данные позволяют предположить, что ритмичность в изученных отложениях возникла вследствие колебаний биопродуктивности поверхностных вод океана, связанных с орбитально обусловленными вариациями климата.
 |
| Рис. 5. Содержание некоторых элементов в породах смагинской ассоциации на диаграммах SiO2 - элемент. 1 - розовые известняки, 2 - красные яшмы, 3 - серые кремни, 4 - серые известняки, 5 - зола углей, 6 - гиалокластиты, 7 - кремни и известняки с примесью гиалокластики. |
Наиболее серьезной альтернативой представляется гипотеза об отложении карбонатных прослоев мутьевыми потоками. Кремнисто-карбонатное переслаивание такого происхождения описано, например, В.С. Вишневской (1984) на Малом Кавказе. В пользу того, что исследованные ритмы являются периодитами, а не турбидитами, свидетельствуют следующие доводы:
Присутствие миллиметрового переслаивания известковистых яшм и известняков на границе карбонатных и кремнистых членов ритмов.
Конденсированные слойки с радиоляриями и оксигидроксидами Fe и Mn в известняках.
Отсутствие мелководного материала в известняках.
Отсутствие грубозернистого материала (радиолярий, фораминифер, карбонатного детрита и т.п.) в основании ритмов.
Отсутствие следов размыва в подошвах карбонатных слоев.
Присутствие в кремнистых известняках радиолярий с иглами, свидетельствующее о спокойных гидродинамических условиях.
Симметричное строение элементов некоторых ритмов: в приконтактовых частях известняков увеличивается содержание радиолярий, а следовательно, и кремнистость.
Наличие правильной ритмичности второго порядка, соотношение 1:5 ритмов разного порядка.
Многие авторы указывают на возможный климатический контроль ритмичности отложений мелового периода (напр., Найдин и др., 1986; Фролов, Джайкришнан, 1996; Barron et al., 1985; Wendler et al., 2002). Чаще всего рассматриваются известняково-мергельные ритмы, которые преобладают в Тетической области и в Западном Внутреннем бассейне Северной Америки. В Альпах, Апеннинах и на Сицилии нередко наблюдается смена по разрезу мергельно-известняковых ритмов на кремнисто-карбонатные, причем доказывается единая природа этих ритмов (Bellanca et al, 2002; Mitchell et al., 2008). Они отражают изменения климата под влиянием вариаций орбитальных параметров Земли.
В качестве примера отложений, ритмичность которых формировалась под влиянием циклов продуктивности, связанных с орбитально обусловленными колебаниями климата, можно привести средне-верхнесеноманскую часть формации Scaglia Bianca центральной Италии (Coccioni and Galeotti, 2003). Она отлагалась на глубине 1500-2000 м, близкой к глубине образования смагинской ассоциации; скорость осадконакопления ~10 мм/тыс. лет. Светло-серые пелагические фораминиферово-кокколитовые известняки переслаиваются здесь с серыми конкреционными и черными слоистыми кремнями с обильными радиоляриями. Слои кремней интерпретируются как связанные с повышенной продуктивностью радиолярий относительно планктонных фораминифер и представляющие времена сильных муссонов. Выделены циклы прецессии, наклона земной оси и эксцентриситета (Mitchell et al., 2008).
Для изученных на п-ове Камчатский Мыс меловых отложений предложен следующий механизм влияния орбитальных параметров на климат и, через него, на седиментацию. При летнем перигелии увеличивается амплитуда сезонных колебаний температуры, возрастает широтный температурный градиент, это вызывает усиление пассатов. Во время зимнего перигелия сезонность менее контрастна, и пассаты ослабевают. В зависимости от времени перигелия может меняться также сила других ветров и, соответственно, интенсивность локальных и региональных апвеллингов. Периодическое усиление ветрового перемешивания верхней толщи океана сопровождается поступлением с глубины питательных веществ. Известно, что в водах, насыщенных питательными веществами, радиолярии активно размножаются, а известковый наннопланктон, наоборот, резко уменьшает размер скелетов или совсем теряет их (Erba and Tremolada, 2004). Таким образом, слои известняка в карбонатно-кремнистых пакетах смагинской ассоциации формировались при относительно более сильной стратификации поверхностных вод, а кремнистые слои - в периоды усиления ветрового перемешивания поверхностных водных масс (рис. 6, А, Б). Элементарные двуслои известняк-яшма соответствуют циклу времени перигелия. Ритмичность второго порядка связана с эксцентриситетом, увеличивающим или уменьшающим амплитуду сезонных изменений, зависящих от времени перигелия. Диагенез увеличил первичные различия в литологии.
 |
| Рис. 6. Модель осадконакопления при формировании смагинской ассоциации. А - отложение карбонатных илов, Б - отложение кремнистых илов, В - отложение сапропелевых илов и гиалокластитов. 1 - сила ветра; 2 - интенсивность апвеллинга; 3 - поступление в осадки кремнезема, карбоната, гиалокластики, различных хим. элементов; 4 - зона кислородного минимума и ее интенсивность; 5 - обогащение и обеднение осадка гидрогенными элементами; 6 - радиолярии; 7 - известковый планктон; 8 - бесскелетный фитопланктон; 9 - цианобионты. |
Для сеномана были характерны теплые (до 20о) промежуточные воды до глубины по крайней мере 500-1000 м и, вследствие этого, нерезкий термоклин и низкий плотностной градиент водной колонки. Такой системе сравнительно легко было прийти в состояние повышенной скорости поступления с глубины питательных веществ под влиянием ветрового перемешивания. Этим объясняется ее повышенная чувствительность к орбитально обусловленным климатическим изменениям.
|
