Динамика пелагического литогенеза Свальнов, Вячеслав Николаевич

Введение к работе

Актуальность темы. Литогенетические построения Н.М.Страхо-ja завершились выделением осадочного океанского типа литогене-іа.которнй противопоставляется всем типам литогенеза на конти-іентальном блоке и распространяется на весь океан, исключая ло-:альные участки вулканизма. Вместе с тем довольно популярна :лиматическая концепция осадочного процесса в океанах, разви-іаемая А.П.Лисицыным. Эту концепцию неоднократно критиковал 1.М.Страхов, отдельные ее положения не разделяют и морские гео-

_4 -
логи. ;

Оригинальные материалы автора и комплексные океанологические исследования сотрудников ЮАН позволяет выделить вне бон Булканизка и гидротермальной деятельности два типа океанского осадочного литогенеза - пркхонтинснтальный и пслагкческнй. Целесообразность этого диктуется различиями седикентогеноза в приконтинентальной и пелагической областях океана, неоднозначной трактовкой стадий океанского литогенеза, особенностями ли-тодикаьшки пелагических областей, спецификой перераспределения осадочного материала на разных этапах литогенеза, а такхз потребностями палеоокеанологин.

Цель а задачи. Цель работы - обосновать выделение пелагического типа литогенеза и выявить основные закономерности пэре-распределения вещества в пелагиалн на этапах содиментогеиеза и раннего диагенеза. Поскольку пелагический литогенез понимается как совокупность процессов породообразования б условиях открытого (удаленного от суши) океана, наиболее важными задачами исследования представляются следующие:

1. выбор критериев типа литогенеза и обоснование литогене-тической структуры пелагических областей;

2. анализ особенностей мобилизации, переноса и осааденяя Бєщества в пелагиали;

3. изучение состава и пространственно-временных соотношений пелагических осадков;

4. выявление факторов, механизмов и следствий перераспределения осадочного материала в пелагических областях.

Научная новизна. Автором сформулированы и обоснованы критерии выделения пелагического типа литогенеза в Мировом океане. Впервые обобщены результаты многолетних собственных исследований и опубликованные данные, касающиеся границ современного пелагического литогенеза, вещественного состава и ранних этапов преобразования осадочного материала. Предложена и охарактеризована литогенетическая структура пелагических областей. Рассмотрены процессы и некоторые следствия перераспределения вещества на разных этапах пелагического литогенеза. Проведено ли-тодинамическое районирование пелагических областей. Показано, что аутигенные минералы в основном формируются вблизи раздела вода-дно в результате коллоидно-химических, биологических и гальмиролитических процессов в окислительной обстановке. Распределение пелагических осадков на дне контролируется положением биологически продуктивных и непродуктивных зон, которое

- 5 -прямо связано "с гкдродйнаміїческсЗ. структурой пех&гиаяи.

Практическая ценность. Полученные результата и выводы вносят замэтпхА вклад в теорзт планетарного литогенеза. Основные положения диссертации и ранез опубликованные" работы автора используется при комплексных океанологических исследование::; а также в учебных целях в некоторых ВУЗах. Выделение пзяагичес-* кого типа литогенеза позволяет четко разграничить области распространения нефтегазоносных залегей и полкметаллкчэсшпе руд, дает возможность более обоснованно реконструкровать палеоокеакы.

Фактический материт; вклад автора. В основу работы поло-йены образцы глубоководных осадков, собранные автором и другими сотрудкикач«і ИОАН в 13 морских экспедициях в Индийском, Тихом и Атлантическом океанах. При изучении осадков были использованы стандартные методики: макроскопическое описание колонок и дночерпательиых монолитов, просмотр плі-rJoB и мазков, гранулометрический, иммерсионной и химический анализы, рентгеновская дифрактометрия, атомная абсорбция, рентгеко-фюоресцентный и микрозондовый методы. Анализы выполнены в лабораториях ,ЮШ, ДВГИ, ГИН,,ИПШ. Палееиагннтные исследования колонок проведены Е.Л.Демиденко, Т.И.ДинькОзсй, Ь.Ю.Иваковглі, макропалеонтологи-ческие- - В.В.Цутаной и Г.Х.Йдїариной (диатбмеи, силикофлагел-ляты), О.Б.Дмитренко й М.Г.Укяковой (кокколитофориды), Н.В.Бе-пяевей (планктонные форамииифгры), И.И.Бурмистровой (бентоскые рораниниферы), С.Б.Крутликозой (радиолярии). Болытую помощь в техническом оформлении работы оказали О.А.Фатеева, И.Л.Леонен-«>, А.Х.Славина.

В 1973-1990 гг. автор собирал образцы осадков в экспедициях на судах ИОАН, идентифицировал их в соответствии с разра-{отанными лично критериями, проводил минералогическое исследо-іание проб, расчленял и сопоставлял разрезы на основе ллтолрги-іеских, палеомынитных и микрип&леонтологичвеких данных, обрабатывал результаты разлиздык видої анализа, составлял минерало-ические, литолвгические, геохимические схемы, карты и разрезы, :артировал физические свэйства осадков, турбидиты разного гене-иса, перерывы седиментации и литодинамические типы отложений, бобщал результаты комплексных исследований, разрабатывал неко-орые вопросы теории океанского седиментогенеза, пелагического итогенеза и рудообразования.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации автором публиковано более 90 работ. Основные ее положения наиболее олно отражены в личных монографиях "Четвертичное осадкообразо-

вание в восточной части Индийского океана" (1983), "Динамика пелагического литогенеза" (1991), а также в разделах коллективных монографий "Геолого-геофизические исследования в восточной части Индийского океана" (1979), "Железо-марганцевые конкреции центральной части Тихого океана" (1986), "Железо-ыарганцевые конкреции Центральной котловины Индийского океана" (IS89). Отдельные фрагменты работы докладывались на I (Москва, 1977) и Ш (Денинград, 1987) съездах советских океанологов, на Всесоюзных школах по морской геологии в Геленджике и Светлогорске (1974-1988 гг.), на ряде других научных совещаний и конференций Объем и структура работы. Представленная к защите монография состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. В главе I рассмотрены вопросы, касающиеся выбора критериев типа литогенеза и обоснования литогенетической структуры пелагических областей. Особенностям мобилизации, переноса и осаждения вещества в пелагиали, а также описанию состава вещественно-генетических типов осадков и характеристике темпов пелагической седиментации посвящены главы П и Ш. Факторы, механизмы и следствия перераспределения осадочног* материала в пелагических областях обсуждаются в главе ІУ. Общий объем составляет 256 стр., таблиц - 25, рисунков - 96. Список литературы включает 570 наименований. Все рубрикации монографии сохранены в автореферате.

Основные защищаемые положения

1. Результатом неравновесного (динамического) взаимодействия процессов в системе атмосфера - гидросфера - биосфера -раздел вода-дно - недра Земли являются три типа океанского литогенеза: вулканогенно-осадочный, приконтинентальный и пелагический. Основные критерии пелагического литогенеза: резкая подавленность редукционных процессов на фоне содержаний остаточного органического углерода менее 0,5%; медленное развитие лостседиментационных преобразований осадков; низкие скорости седиментации; прерывистость и сложное строение осадочного чехла; относительная бедность планктонных и бентосных организмов; высокая активность циркуляционных систем; формирование железо-марганцевых руд.

2. Отражением динамики природных процессов является следующая литогенетическая структура пелагических областей:

I) стадия седиментогенеза, включающая три этапа - председимен-тогенез, протосингенез, сингенез; 2) стадия диагенеза, также включающая три этапа - протодиагенез, ранний диагенез, поздний диагенез. Аутигенные минералы (цеолиты, смектиты, целестобарит,

марганцевые микроконкреции и пр.) в основном формируются вблизи раздела вода-дно в результате коллоидно-химических, биологических и гальмиролитических процессов в окислительной обстановка, т.е. являются сингенетическими.

3. Динамика пелагического литогенеза - проявление комплекса процессов перераспределения осадочногс материала в полагичос-ких областях океана. Основными факторами перераспределения вещества в пелагиали являются гидродинамические, сейсмические, тектонические, гравитационные, биологические и химические процессы. Взаимодействие факторов и разнообразных механизмов перераспределения осадочного материала создает три главных режсіа седиментации: I) непрерывной аккумуляции, 2) устойчивой эрозии, 3) неустойчивого осадконакопления.

4. Из множества проявлений дкнаетаи пелагического литога-неза наиболее ваяными являются: региональные и локальные (явные, скрытые) перерывы; яелезо-маргакцевые конкреции и корхя; турбидиты (биогенные, вулканокластические, эдафогенные); бко-турбированные толст; литодинамические типы отлокений (пелагкти, гравититы, каррентиты, гальмиролититы и др.); сингенетические аутигенные минералы. Диагенетическое перераспределение элементов в основном завершается в пределах верхних 10-50 см разреза.

5. Пространственно-временные соотношения осадков контролируется гидродинамической структурой пелагиали и процессами перераспределения вещества вблизи раздела вода-дно. Характерными компонентами неоген-четвертичного пелагического разреза являются последовательно сменяющиеся (сверху вниз) окисленные биогенные (кремнистые или карбонатные) осадки, миопелагические глины и эвпелагические глины. Развитый в Атлантике пелагический литогенез следует считать несовершенным (миопелагическим).