Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Ясно, что в целом кол. PS70/319 (за исключением ЛХСГ VI) обладает конденсированным разрезом по сравнению с двумя другими разрезами. При учете предлагаемых вариантов скоростей седиментации для осадков ИКС 7 и древнее по минимальному варианту ( O’Regan et al., 2008 ) возраст осадков забоя в кол. PS70/319 (без учета возможного перерыва в седиментации) может быть равным 270 тыс. лет, а в кол. PS70/358 – 670 тыс. лет. По максимальному варианту возраст может быть существенно древнее (оставаясь в пределах четвертичного периода).

Если говорить об истории скоростей седиментации в четвертичное время на хребте Ломоносова, то они колебались от 0.5 см/тыс. лет для осадков ИКС 1 – ИКС 5d в кол. GreenICE core 11 ( Mikkelsen et al., 2006 ) через умеренные значения для ИКС 1 – ИКС 5 в околополярной зоне хребта (Levitan, Lavrushin, 2009) к повышенным значениям на окончании хребта около моря Лаптевых ( Талденкова и др., 2009 ). Отметим, что в последнем случае из-за отсутствия фораминифер в ряде интервалов разреза стратиграфическая точность невелика. Так или иначе, скорость седиментации полярной толщи была существенно ниже, чем вышележащей ломоносовской толщи, и, вероятно, не превышала 0,5–1,0 см/тыс. лет ( O’Regan et al., 2008 ).

Есть смысл перейти от геохимии к минералогии, рассматривая соотношение содержаний SiO 2и кварца, причем концентрация последнего рассчитана по материалам рентгенофлуоресцентного анализа по методике Е.Г. Гурвича (Левитан и др., 1998). Коэффициент корреляции между обоими параметрами равен 0.9712, что дает возможность использовать концентрации кварца в литостратиграфических целях. Выше было показано явное тяготение кварца к осадкам четных горизонтов в кол. PS70/358 (см. рис. 4), а С. Vogt (1997) в своей диссертации продемонстрировал, что алевритовые фракции осадков холодных стадий в Арктике и Субарктике обогащены кварцем (по рентгендифрактометрическим данным) по сравнению с теплыми стадиями. По нашим данным, содержание кварца в осадках четных горизонтов в кол. PS70/319 варьирует от 20 до 36 %, а в кол. PS70/358 – от 22 до 40 %. Соответственно, в осадках нечетных горизонтов и в полярной толще эти значения заметно ниже, обычно в пределах 10–18 %.

По результатам изучения наших колонок, среди тяжелых минералов преобладают роговые обманки, черные рудные минералы и гетит с гидрогетитом. Местами заметно содержание граната (альмандина). В гор. 100–102 см (ЛХСГ IV) кол. PS70/358 обращает на себя внимание высокое (до 50 %) содержание железо-марганцевых микроконкреций, что свидетельствует об относительно низких скоростях седиментации.

В опорной колонке PS 2185 М. Беренц ( Behrends, 1999 ) не определяла содержание окислов и гидроокислов железа среди тяжелых минералов. В изученных ею ассоциациях преобладают роговые обманки, черные рудные минералы, клинопироксены, минералы группы эпидота, гранаты. Как и в наших колонках, здесь также доминируют роговые обманки. По литературным данным, преобладание роговых обманок типично для современных осадков восточной половины моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря. Максимум концентраций клинопироксенов приходится на осадки западной части моря Лаптевых и восточной части Карского моря ( Левитан и др., 2007 1 ), что объясняется поставкой размываемого материала плато Путорана. По разрезу наиболее характерно уменьшение концентраций клинопироксенов и (особенно четко) отношения клинопироксены/эпидот для осадков ИКС 4 и более древних по сравнению с осадками ИКС 1 – ИКС 3 (табл. 4). С нашей точки зрения, это явление объясняется историей оледенения упомянутого плато, которое во время ИКС 6 – ИКС 4 было покрыто ледниковым куполом ( Svendsen et al., 2004 ). К этому же рубежу в кол. АЛР07-26С на лаптевоморском окончании хребта приурочена смена гранитно-гнейсового комплекса крупнообломочного материала ледового разноса на платформенный ( Талденкова и др., 2009 ), что авторы объясняют уменьшением площади развития Баренцево-Карского ледового щита. Интересно и отмеченное М. Беренц относительное увеличение концентраций обломочных карбонатов в осадках на границе ИКС 3/ИКС 4, а также в осадках ИКС 7 и древнее (в полярной толще, по нашей терминологии). Представляется, что это явление обусловлено миграцией круговорота моря Бофорта ближе к северному полюсу в упомянутые периоды времени, т. к. именно в современных осадках моря Бофорта заметно присутствие обломочных карбонатов ( Белов, Лапина, 1961 ).

На наш взгляд, наибольший интерес представляют четыре проблемы: 1) механизмы седиментации; 2) положение возрастной границы между контрастным и менее контрастным климатом; 3) периоды усиления айсберговой активности и адвекции атлантических вод; 4) пространственно-временные особенности изменения питающих провинций, механизмов транспортировки и фациальная зональность четвертичной седиментации вдоль подводного хребта Ломоносова.

Традиционно для подводных хребтов рассматриваемой зоны Северного Ледовитого океана указывается на существование двух главных механизмов седиментации: из айсбергов и из морского льда. На основе сравнительного анализа комплексов глинистых минералов из фракции менее 2 мкм в криозолях и поверхностном слое донных осадков под местами взятия проб криозолей ( Левитан и др., 1995 1 ), а также данных по средним концентрациям криозолей и морских взвесей в Северном Ледовитом океане ( Левитан и др., 1995 2 ), нам удалось показать, что роль морских течений и привносимой ими взвеси в седиментации пелагиали этого океана существенно выше роли криозолей. В дополнение к приведенным косвенным доказательствам большей роли морских течений, чем морского льда, в современной поставке осадочного материала в центральную часть Северного Ледовитого океана, недавно появились прямые свидетельства справедливости этой точки зрения. Так, над западным склоном хребта Ломоносова в его южной части, круглогодично покрытой паковым льдом, была поставлена на один год седиментационная ловушка с приемниками осадочного материала на глубинах 150 и 1500 м [Fahl, Nöthig, 2007]. Глубина воды составляла 1712 м. Исследование полученных данных показало, что на глубине 1500 м 64 % литогенного материала поставлено за счет латерального привноса из моря Лаптевых. Для поверхностных осадков, находящихся под ловушкой, расчеты абсолютных масс дали еще более высокие значения потоков терригенного вещества, чем в нижнем горизонте ловушки.

Поэтому опубликованные ( Levitan, Lavrushin, 2009 ) закономерности эволюции скоростей седиментации в течение ИКС 1 – ИКС 5 в глубоководных районах Арктики объясняются не только изменчивостью скорости таяния морского льда и айсбергов в это время, но и изменениями в твердом стоке рек и абразии берегов между холодными и теплыми эпохами. Важно отметить, что судя по данным о глинистых минералах, в пелагиали происходит смешение пелитового материала, поступившего из различных источников ( Левитан и др., 1995 1 ).