ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Изучение процессов образования осадков и формирования их толщ в современных морях и океанах - важнейшее в теоретическом и практическом аспектах направление литологии и морской геологии. Актуальность познания закономерностей осадконакопления во внутриконтинентальных морях, являющихся частью Мирового океана, определяется как недостаточной освещенностью ряда проблем, касающихся собственно образования осадков, так и необходимостью использования полученных результатов для практических целей при освоении акваторий и более объективного понимания условий образования осадочных пород в древних морских бассейнах.
Одна из насущных проблем морского седиментогенеза состоит в установлении роли различных факторов природной среды в процессе накопления осадков. Главными факторами, оказывающими решающее влияние на осадочный процесс, являются климат и тектоника. Н.М.Страхов (1971) считал, что они являются одинаково важными и вне их влияния осадки образовываться не могут.
К настоящему времени наиболее полно изучена роль климатического фактора. На базе сравнительно-литологического метода Н.М.Страховым выделены ледовый, гу-мидный и аридный типы седиментогенеза (литогенеза), основные черты которых рассмотрены на примере континентальных областей суши и некоторых внутриконтинентальных и окраинных морей (Страхов, 1960-1962). Установлено, что наиболее ярко климатическая зональность современного осадконакопления проявляется на суше. Она определяется особенностями протекания процессов химического и физического выветривания в разных климатах, интенсивность которых возрастает от высоких широт к тропикам и от областей равнинного ландшафта к горным сооружениям. Образующиеся отложения контрастны и маркируют выделяемые типы седиментогенеза. Это комплекс ледниковых образований в условиях нивального климата, коры выветривания и угли в условиях гумидного климата, комплекс пустынных осадков, и эвапоритов в условиях аридного климата и т.д.
А.П.Лисицын (1974, 1978, 1991, 2001) обосновал выделение климатических типов седиментогенеза в океанах и установил закономерности осадконакопления в ледовых, умеренных и тропическом гумидных и аридных поясах, которые, с одной стороны, связаны с зональностью питания океанов терригенным материалом, а с другой - с широтной зональностью развития океанского биоса. В рамках климатической зональности
подробно изучены особенности формирования осадков и проанализирован характер влияния на седиментогенез других физико-географических и океанологических факторов (Айбулатов, 1990; Безруков, 1962; Богданов, 1982; Конюхов, 1987; Левитан, 1975, 1992; Лисицын, 1982; Мурдмаа, 1987; Павлидис, 1999; Романкевич, 1977; Свальнов, 1983, 1991; Щербаков, 1983 и др.). С момента установления климатической зональности исследования морских и океанских осадков проводятся почти исключительно под этим углом зрения.
Роль тектонического фактора (тектонических обстановок) практически не изучалась, а лишь декларировалась. По-видимому, это объясняется кажущейся очевидностью влияния тектоники на осадочный процесс. Поэтому применительно к изучению современного морского седиментогенеза не показано в какой форме, в каких признаках осадков и осадочных толщ, на каких временных отрезках проявляется влияние тектонического режима различных по структурно-морфологическому типу впадин, вулканизма, сейсмичности и т.д. и к каким результатам оно приводит. Очевидно, что сделать это можно лишь при сравнительном изучении осадкообразования, во-первых, в различных тектонических обстановках и, во-вторых, на более длительных, чем позднечетвер-тичный, отрезках геологического времени. Однако, именно эти аспекты в научной литературе освещены слабо; исключением являются исследования по позднечетвертич-ным осадкам гляциальных шельфов А.Е.Рыбалко (1998) (Балтийское и Белое моря) и Ю.П.Хрусталева (1989) по морям аридной зоны (Азовское, Каспийское и Аральское).
Влияние тектонического фактора на осадконакопление комплексное, прямо или косвенно обусловливающее геологическую жизнь впадин морских бассейнов, развитие и результат процессов формирования осадочных толщ. Его прямое воздействие, по мнению автора, осуществляется через геологическую историю эволюционирования земной коры впадин, их морфоструктуру, характер тектонических движений, сейсмичность, вулканизм. Все это определяет тип впадины, ее тектонический режим и создает фон осадконакопления. Опосредованное влияние проявляется через рельеф водосборных областей, состав материнских пород, что, в конечном счете, сказывается на количественных характеристиках и качественном составе поступающего в бассейны исходного осадочного материала.
Необходимость изучения роли тектонического фактора в образовании осадков во внутриконтинентальных морях также вызывается интенсивным развитием в последние десятилетия учения об осадочных (седиментационных) бассейнах (Брод, 1964; Вас-соевич и др., 1970^ Кузнецов, 1993; Леонов, Воложа, 2004; Лито динамика..., 1998; Ни-
кишин, 1999, 2002; Allen, Allen, 1990; Bally, Snelson, 1980; Einsele, 1992; Miall, 1990). В основе бассейнового анализа лежит выделение на тектонической основе седиментационных и/или осадочных бассейнов, детальное изучение стратиграфии вьшолняющих их отложений, проведение всесторонних литологических и иных исследований.
Седиментационные бассейны являются прототипами осадочных бассейнов. Именно в них закладывается взаимодействие тектоники и осадочного процесса, приводящее к образованию осадочных формаций. По мнению П.П.Тимофеева (1986) выделяется несколько проблем в изучении седиментационных бассейнов, связанных с выявлением их специфических черт в разные периоды развития Земли, в том числе в четвертичный, и с корреляцией седиментационных бассейнов различных структурно-тектонических и климатических зон. С точки зрения бассейнового анализа внутриконтинен-тальные моря можно считать седиментационными бассейнами, которые являются прекрасными моделями для изучения характера влияния тектонического фактора на седи-ментогенез. Действительно, они расположены во впадинах земной коры различной тектонической природы и в большинстве случаев образуют замкнутые системы со своеобразным развитием осадочного процесса.
Осадконакопление во внутриконтинентальных морских бассейнах занимает промежуточное положение между континентальным и собственно океаническим осадкона-коплением. Поскольку моря практически окружены сушей, а площади их акваторий значительно меньше площадей водосборных областей, постольку и влияние суши на осадочный процесс оказывается существенно более значимым, чем в океанах. Водосборные области и сами морские бассейны как конечные водоемы стока образуют единые седиментационные бассейны, в которых осуществляется подготовка исходного осадочного материала, его транспортировка и осаждение в морской среде.
История изучения процессов осадконакопления во внутриконтинентальных морях исчисляется многими десятилетиями. За это время в научной литературе появилось огромное количество нового разнообразного фактического материала, суммированного в многочисленных публикациях и обобщениях по Белому (Девдариани, 1985; Невес-ский и др., 1977; Рыбалко, 1998; Чувардинский, 1970 и др.), Балтийскому (Блажчишин, 1998; Геологическая история.., 1984; Геология.., 1976, 1991; Геохимия.., 1986; Осадкообразование в Балтийском море, 1981; Пустельников, 1974; Рыбалко, 1998; Emelyanov, 1995; Tulkki, 1977 и др.), Черному (Айбулатов, Щербаков, 2001; Архангельский, Страхов, 1938; Геологическая история.., 1980; Геология.., 1979; Геолого-геофизические исследования.., 1980; Геология шельфа.., 1983, 1985; Крыстев, 1990; Куприн, 1988; Ми-
тропольский и др., 1982; Невесский, 1967; Осадконакопление.., 1978; Сорокин, 1977; Старовойтов, 1985; Страхов и др., 1954; Тримонис, 1972; Шимкус и др., 1975; Degens, Ross, 1974; Ross et al., 1978 и др.), Каспийскому (Лебедев и др., 1978, 1988, 1990; Маев, 1964; Осадки.., 1973; Палеогеография.., 1991; Страхов и др., 1954; Холодов, Лисицына, 1989; Хрусталев, 1978, 1989; Шлыков, 1973 и др.), Средиземному (Емельянов и др., 1979; Лотфи, 1984; Шимкус, 1981; Stanley, 1972; Ryan et al., 1973; Hsu et al.; 1978 и др.), Красному (Бутузова, 1998; Металлоносные осадки.., 1986; Щербаков и др., 1979; Degens, Ross, 1969; Whitmarsh et al., 1974; Purser, Bosence, 1997) морям и Персидскому (Purser, 1973) заливу. Анализ опубликованных материалов перечисленными и многими другими авторами показывает, что исследования, во-первых, проводились в рамках климатической парадигмы и, во-вторых, в них рассмотрены, в основном, позднечетвер-тичные осадки и процессы в конкретных морских бассейнах. Крайне мало внимания уделено анализу осадконакопления для всего четвертичного периода.
Исходя из вышеизложенного очевидно, что накопленный обширный фактический материал по четвертичным отложениям отдельных внутриконтинентальных морей нуждается в теоретическом осмыслении. Назрела необходимость его синтеза на базе сравнительного изучения седиментогенеза в различных физико-географических и тектонических обстановках и выявления общих закономерностей формирования четвертичной осадочной толщи.
Цель работ. Настоящая работа посвящена выявлению закономерностей четвертичного седиментогенеза в различных тектонических обстановках внутриконтинентальных морей и установлению связи седиментогенеза с тектоническим режимом вмещающих их впадин и смежных областей суши.
В работе решались следующие основные задачи:
1. Типизация морей по тектоническим обстановкам осадконакопления.
2. Выявление закономерностей позднечетвертичного седиментогенеза на базе сравнительное изучение строения, состава и условий накопления осадков. -
3. Анализ строения и состава толщи четвертичных отложений по данным морского бурения и сейсмоакустического профилирования.
4. Отражение эволюции осадочного процесса в формировании четвертичных отложений.
5. Выявление влияния тектонических обстановок на осадочный процесс во внутриконтинентальных морях
Фактический материал и личный вклад автора. В основу работы положены результаты многолетних исследований автора по проблеме седиментогенеза во внутри-континентальных морских бассейнах, выполненных в лаборатории морской геологии кафедры литологии и морской геологии геологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова в период с 1969 года по 2003 год. Исследования проводились в рамках всесоюзной программы ГКНТ и АН СССР «Мировой океан», реализованной в межфакультетских госбюджетных темах: «Комплексные исследования природы Мирового океана», «Комплексные исследования Каспийского моря», госбюджетной темы «Эволюция процессов и условий морского осадко- и породо-образования в кайнозойских внутри- и окраиннконтинентальных бассейнах» (№ госрегистрации 01.200.1 13437 47), ФЦП «Интеграция» («Балтийский учебно-научный центр» и «Северо-западная часть Большого Кавказа - объект для подготовки геологов. Эволюция бассейнов осадко- и породообразования Восточного Паратетиса в истории Земли и особенности формирования осадочных полезных ископаемых»), грантов РФФИ: «Современное карбонатонакопление во внутриконтинентальных морях (96-05-65627)» и «Закономерности изменения вещественного состава терригенных пород в процессе седиментогенеза (97-05-64222)».
Во время многочисленных экспедиционных работ автором получены и описаны более 1500 разрезов позднечетвертичных осадков Черного, Каспийского, Средиземного, Белого, Балтийского, Аральского, Азовского морей. Результаты аналитической обработки фактического материала обобщены автором или при его участии и изложены в 120 публикациях. Они основаны на нескольких тысячах определений гранулометрического, химического, минералогического (обломочная и глинистая фракции) состава, СаСОз, Copr, S1O2 аморф., более 1000 описаниях шлифов, более 100 электронно-микроскопических исследованиях карбонатов, кремнистого, органического вещества, десятках микрозондовых исследований карбонатов, Fe-Mn образований, вулканического стекла, нескольких сотнях рентгеновских определений минералогического состава карбонатов, нескольких десятках исследований гуминовых кислот и нерастворимой фракции органического вещества методами органической геохимии (элементный, ИКС, рентген, термика, углепетрография, гельхроматография). Корреляции разрезов осадков основаны на многочисленных палеонтологических определениях комплексов моллюсков, микрофауны и флоры, выполненных автором и Е.В.Бабак (Президиум РАН), В.Г.Куренковой, Л.Г.Пирумовой, М.Б.Чернышовой (Геологический ф-т МГУ). Кроме того, автор участвовал в получении и интерпретации материалов непрерывного сейс-
моакустического профилирования совместно с В.Г.Гайнановым, Н.А.Девдариани, В.Н.Ефремовым, Л.М.Кульницким, А.Г.Росляковым, A.B. Старовойтовым (Геологический ф-т МГУ).
Методика исследований состояла в следующем. На первом этапе на основе анализа собственного и литературного материала проведено детальное сравнительное изучение строения, состава и условий накопления позднеплейстоценовых и голоценовых осадков Балтийского, Белого, Красного, Каспийского, Средиземного, Черного морей и Персидского залива в разрезах, вскрываемых грунтовыми трубками. На втором этапе проанализированы имеющиеся данные по строению и составу четвертичных отложений в разрезах мелководных и глубоководных скважин, а также материалы сейсмоаку-стического профилирования. На третьем этапе на базе совместной интерпретации результатов прослежена эволюция четвертичного осадконакопления и выявлены особенности его протекания в различных тектонических обстановках. На четвертом этапе проведена оценка влияния тектонического фактора на формирование четвертичной осадочной толщи и охарактеризованы разновидности седиментогенеза, свойственные разньм тектоническим обстановкам.
Защищаемые положения. 1. Формирование четвертичных отложений во впадинах внутриконтинентальных морей принципиально различается в платформенных, орогенных и рифтовых тектонических обстановках. Специфичность каждого типа осадочного процесса выражена совокупностью признаков, не повторяющихся или слабо проявляющихся в других типах бассейнов.
2. Особенности осадконакопления в платформенных обстановках выражены в: а) фациальной и минералогической неоднородности, многообразии вещественно-генетических типов осадков; б) развитии хемогенной седиментации; в) чередовании морского и континентального режимов седиментации на шельфах, приводящем к формированию маломощных континентально-морских толщ; г) развитии на платформенных окраинах крупных конусов выноса платформенных рек, а вне их - маломощных биогенно-тер-ригенных и биогенных комплексов четвертичных отложений.
3. Особенности осадконакопления в обстановках ороогенных впадин Альпийского складчатого пояса выражены в: а) упорядоченной фациальной зональности и однообразии вещественно-генетических типов терригенных осадков; б) максимальной мощности; в) полимиктовом составе обломочного материала и однородном составе глинистого вещества; г) широком развитии гравитационных процессов и формировании многочисленных глубоководных конусов выноса горных рек; д) образовании мощ-
10
ных терригенных комплексов заполнения впадин.
4. Особенности осадконакопления в рифтовых обстановках выражены в: а) широком развитии вулканогенной седиментации и формировании в рифтовых зонах специфических вулканогенно-осадочных и металлоносных отложений; б) изменении осадков контактным метаморфизмом; в) зональности седиментогенеза вкрест простирания рифтов; г) образовании маломощных осадочно-вулканогенных комплексов.
5. Циклическое строение четвертичных толщ во внутриконтинентальных морях определяется многократными изменениями климата и уровня морей в ледниковый период. При этом специфичность, отмеченная в положениях 1-4, сказывается на форма-ционном облике формирующихся под влиянием разных тектонических режимов отложений, обладающих внутренним единством строения, состава и условий образования.
Научная новизна, теоретическая и практическая значимость. Впервые выполнено теоретическое обобщение, в результате которого установлены закономерности формирования четвертичных отложений в платформенных, орогенных и рифтовых тектонических обстановках современных внутриконтинентальных морей. При этом в рамках проведенных исследований с использованием новейших материалов по строению и составу позднечетвертичных осадков впервые проведен детальный сравнительный анализ процессов позднечетвертичного осадконакопления в различных по строению и условиям накопления морях, изучены особенности строения, состава, условий и истории накопления всей толщи четвертичных отложений. На этой основе выявлен характер влияния тектонического фактора на четвертичный осадочный процесс. Использованный подход, основанный на установлении связи между осадконакоплением во внутриконтинентальных морях и тектоническим режимом вмещающих их впадин, позволил охарактеризовать три кардинально различающихся типа осадочного процесса (платформенный, орогенный и рифтовый) и проследить в их рамках влияние других физико-географических факторов. Выявленные закономерности четвертичного седиментогенеза во внутриконтинентальных морях позволяют рассматривать его в качестве моделей для изучения осадконакопления в соответствующих типах древних седиментационных бассейнов.
Выводы по особенностям строения, состава и мощностям неконсолидированных осадков на шельфах могут использоваться при хозяйственном, освоении акваторий: проектировании строительства и защитных сооружений, прокладке трасс трубопроводов, бурении разведочных скважин и т.д. Результаты сравнительного изучения генезиса рассеянного органического вещества в осадках могут найти применение в нефтяной
11
геологии для изучения седиментогенеза нефтематеринских пород. Теоретические положения работы и представленный фактический материал будут использованы в учебном процессе в ВУЗах при подготовке специалистов по литологии и морской геологии.
Апробация. Материалы, легшие в основу диссертационной работы, представлялись на международных, всесоюзных, российских научных совещаниях: Всесоюзное совещание «Минералогии, петрографии и геохимии осадочных пород и руд» (Керчь, 1976); IV Всесоюзный семинар «Осадочные бассейны и их нефтегазоносность» (Москва, 1981); II, III Съезды океанологов (Ялта, 1982; 1987); VII Всесоюзный семинар «Органическое вещество в современных и ископаемых осадках» (Ташкент, 1982); 5, 6, 8, 9 Всесоюзные школы морской геологии (Геленджик, 1982, 1984, 1988, 1990); XI Конгресс ИНКВА (Москва, 1982); Междуведомственная конференция «Палеогеография Каспийского и Аральского морей в кайнозое» (Москва, 1983); IV Всесоюзный семинар: «Эволюция нефтегазообразования в истории Земли» (Москва, 1984); I Всесоюзная школа «Стратиграфия и литология мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Мирового океана» (Одесса, 1984); 27, 30 Международные Геологические Конгрессы (Москва, 1984; Китай, 1995); V Всесоюзный семинар «Формации осадочных бассейнов» (Мо- сква, 1985); VI Всесоюзное совещание по изучению четвертичного периода (Кишинев, 1986); Всесоюзное совещание-школа «Флиш и флишоидные комплексы в различных структурных зонах Земной коры» (Москва, 1990); Ежегодные научные конференции «Ломоносовские чтения» (Москва, 1995, 1996, 1999); Уральское литологическое совещание (Екатеринбург, 1996); XII, XIII, XIV Международные школы морской геологии (Москва, 1997, 1999,2001); Международное совещание «Геология Черного и Азовского морей» (Киев, 2000).
По теме диссертации опубликовано более 120 научных работ. Основные результаты содержатся в 70 публикациях.
Структура. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения объемом 310 страниц текста с 37 таблицами, включает 222 рисунка и список литературы из 504 наименований.
Основныее понятия. Применительно к анализу четвертичного осадконакопления во внутриконтинентальных морях автор использует ряд основополагающих терминов, вкладывая в них следующий смысл.
Тектоническая обстановка осадконакопления (тектонический фактор) - структурно-морфологические особенности области седиментации и окружающей суши и их тектонический режим (характер тектонических движений, вулканизм, сейсмичность и
12
т.д.).
Седиментационный бассейн — морской бассейн (или крупная его часть), расположенный в пределах обособленного структурного элемента земной коры с длительной историей развития и характерным тектоническим режимом, характеризующийся особенностью питания осадочным материалом, с отличным комплексом присущих ему осадочных образований.
Тип осадка (литотип) - вещественно-генетическая разновидность осадков, обладающая комплексом первичных признаков, отличающих его от других разновидностей в рамках вещественно-структурных классификаций. В гранулометрической классификации выделены группы песков (>50% фракции 0,05-2 мм), алевритов или алевритовых илов (>50% фракции 0,05-0,005 мм) и глинистых илов (>50% фракции <0,005 мм). В их границах градация отдельных типов основана на количестве примеси - <10%, 10-30% и 30-50%. В рамках вещественной классификации выделены группы терриген-ных (>50% обломочного и глинистого вещества), известковых (карбонатных) (>50% СаСОз), кремнистых (>50% SiCh аморф.), органических (>50% OB) и т.д. осадков. В их границах градация отдельных типов основана на приведенной выше количественной примеси. Таким образом, название осадку дается в результате сочетания структурных и вещественных параметров.
Генотип - литотип с комплексом признаков, указывающих на способ (механизм) его образования. При выделении генотипов автор использовал классификации В.Т.Фролова (1984) и А.А.Чистякова и Ф.А.Щербакова (1983).
Фации - разновидности осадочного слоя (литотипы), сформированные в разных обстановках седиментационного бассейна, отраженных в их признаках.
Мезофация — совокупность фаций, отвечающих части морфострукторной зоны бассейна седиментации. Фациалъный комплекс или макрофация — парагенез фаций, отвечающих крупной морфоструктурной зоне бассейна седиментации.
Обстановка осадконакопления - совокупность компонентов природной среды в бассейне седиментации. Ландшафт - совокупность обстановок осадконакопления, принадлежащих крупной морфоструктурной зоне (шельф, континентальный склон, глубоководная впадина) бассейна седиментации.
Генетический комплекс - парагенез генетических типов, выделяемых в пределах крупной морфоструктурной зоны бассейна седиментации.
Осадочный комплекс — совокупность фациальных комплексов, сформировавшихся в однотипном бассейне седиментации за время его существования.
13
Благодарности. Настоящая диссертационная работа не могла быть выполнена без помощи и поддержки. Прежде всего автор благодарен П.Н.Куприну, под руководством которого долгие годы работал, П.П.Тимофееву, В.Т.Фролову, О.В.Япаскурту, которые оказали помощь при подготовке рукописи консультациями, ценными советами и замечаниями. Автор искренне благодарен коллегам, с которыми тесно сотрудничал при получении и обработке фактического материала, к которым обращался за консультациями и советами: Е.В. Бабак, Ю.К. Бурлину, В.Г. Гайнанову, H.A. Девдариани, В.Н. Ефремову, М.К. Иванову, В.В. Калинину, А.И. Конюхову, В.Г. Куренковой, Т.И. Лази-ной, Е.С. Ларской, А.Ф. Лимонову, В.Л. Лукше, В.И. Мысливцу, Л.Г. Пирумовой, A.C. Полякову, Л.И. Потаповой, А.Г. Рослякову, В.Н. Соколову, H.A. Соловьевой, A.B. Старовойтову, Е.В. Филинковой, В.Н. Холодову, М.Б. Чернышовой, Т.А. Шардановой, Н. Шарнауд, В.Г. Шлыкову, В.В. Юцису.
14
ГЛАВА I. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ВО ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ МОРЯХ
Современные внутриконтинентальные морские седиментационные бассейны занимают впадины, различающиеся по своему строению, происхождению и истории развития, т.е. тем, что в целом именуется "тектоническим режимом" или "геодинамическими обстановками". Анализ многочисленных литературных данных по тектонике впадин и смежных областей суши дает основание объединить их в несколько типов, характеристика которых приводится ниже (таблица 1) (Альпийская геодинамика..., 1978; Белоусов, 1991; Белоусов, Вольвовский, 1989; Богданов, 1988; Богданов и др., 1994; Геологическая история..., 1980; Геология Балтийского моря, 1976; Геология СССР, 1958; 1960; 1964; 1968; 1969, 1988; Гончаров и др., 1972; Девдариани, 1985; Земная кора и история..., 1975; 1982; Земная кора окраин..., 1975; История геологического..., 1988; Книппер, 1975; Короновский, 1994; Куприн и др., 1984; 1985; Лебедев и др., 1978; 1988; 1990; Левин, 1979; Лимонов, 1999; Маловицкий, 1968; 1978; Международная тектоническая карта..., 2003; Милановский, 1968; 1991; Милановский, Хаин, 1963; Милановский, Короновский, 1973; Моргунов и др., 1981; 1983; Муратов, 1973; Никишин, 2002; Никишин и др., 2001; Тектоника..., 1980; Тектоническая карта Европы, 1998; Туголесов и др., 1985; Фролова, 1997; Хаин, 1977; 1984; 2001; Хаин, Ломизе, 1995; Alteriis, Aiello, 1993; Anastasakis, Kelling, 1991; Andeleir et al., 1982; Chase, 1969; Coleman, 1974; Curray et al., 1982; Davies, Tramontini, 1970; Degens, Ross, 1969; Dixon, Robertson, 1996; Drake, Gildler, 1964; Fairhead, 1970; Got et al., 1977; Hsu et al., 1978; Lal-lemant et al., 1998; Mascle et al., 1986; 1990; Purser; 1973; Purser, Bosence, 1997; Robinson, 1997; Ross, 1973; 1977; 1978; Ryan et al., 1972, 1973; Stanley, 1972; Taymaz et al., 1990; Whitmarsh et al., 1974: Woodsidc, 1977 и др.).
Платформенные обстановки. Платформенные обстановки присущи морским бассейнам, лежащим во внутренних впадинах Восточно-Европейской платформы (Балтийское и Белое моря) или являющимся краевыми частями других типов бассейнов, расположенными на окраинах Восточно-Европейской, Африканской, Аравийской и Скифской платформ (северо-западная часть Черного моря, северная часть Каспийского моря, южная часть Восточного Средиземноморья, юго-западная часть Персидского залива). Окружающие их области суши представляют собой слабо расчлененные равнинные или слабо возвышенные (не более 500 м) ландшафты.
Таблица 1. Тектоническое положение впадин внутриконтинентальных морей
Море, часть Тектоническая характеристика бассейнов и прилегающей суши
Тип впадины Морфострук-тура Земная кора Проявления магматизма Тепловой поток Преобладающие тектонические движения Структура окружающей суши Состав материнских пород суши
Балтийское, Белое ПВ Шельфовое море Континентальная Отсутствует Низкий Слабые вертикальные Платформа, щит Широкое развитие древних метаморфических и магматических пород Балтийского и Аравийского щитов
Персидский залив ПО
Черное северо-западная ПО Шельфовое море1 Тоже Тоже Тоже Слабые вертикальные2 Платформа Осадочные (+++), метаморфические (++), магматические (+)
восточная, юго-западная ОВАСП Котловинное море Субокеаническая Развит на суше Повышенный Интенсивное прогибание АСП Магматические (+++), метаморфические (++), осадочные (++)
Каспийское северная ПО Шельфовое море Континентальная Отсутствует Низкий Слабые вертикальные Платформа Осадочные (+++), метаморфические (++)
средняя ОВАСП Котловинное море Тоже Тоже Тоже Прогибание АСП Платформа Осадочные (+++), метаморфические (++)
южная ОВАСП Тоже Субокеаническая Развит на суше Повышенный Интенсивное прогибание АСП Магматические (+++), осадочные (++), метаморфические (++)
Средиземное север Алжи-ро-Прованс-кого бассейна ОВАСП Окраина котловинного моря Тоже Отсутствует Тоже Тоже АСП Метаморфические (+++), осадочные (+++), магматические (+)
юг Адриатического моря ОВАСП Котловинное море Сокращенная континентальная Развит на суше Низкий Прогибание АСП Осадочные (+++), магматические (++), метаморфические (++)
Северная часть ВС* ОВАСП Котловинные моря и окраины Тоже - Развит на сушей островах Повышенный Тоже АСП Метаморфические (+++), осадочные (+++), магматические (++)
Южная часть ВС** ПО Шельфовое море1 Континентальная Отсутствует - Низкий Слабые вертикальные2 Платформа Осадочные (+*+), метаморфические (++), магматические (+)
Красное РВ Щелевидное котловинное море Океаническая Широко развит Высокий Интенсивные горизонтальные и вертикальные Щит Магматические (+++), метаморфические (+++), осадочные (+)
ПВ - платформенная впадина, ПО - платформенная окраина, ОВАСП - орогенные впадины Альпийского складчатого пояса (АСП), РВ - рифтовые впадины; - окраинная часть глубоководная в связи с формированием ОВАСП; 2- прогибание в краевых частях на континентальном склоне; +++ - преобладают, ++ - пользуются широким распространением. + - второстепенны; * - Восточное Средиземноморье (впадины Матапан, Южно-Критская, Родосская, Анталья, Киликийская); ** -обширные шельфовые участки от Туниса до дельты Нила.
16
Морфоструктура. Балтийское и Белое моря имеют слабо удлиненную форму и относятся к плоскодонным шсльфовым водоемам. Для них характерно выровненное дно с глубинами не более 200-300, в ряде случаев осложненное впадинами с глубинами в 100-300 м (например, Готландская впадина в Балтийском море). Северный Каспий -мелководный водоем с максимальными глубинами в зоне перехода к Среднему Каспию не превышающими 50 м. Северо-западная часть Черного моря представляет собой обширный шельф, с которым сопряжен широкий, слабо наклоненный и расчлененный континентальный склон с глубинами до 1500 м. Юг восточной части Средиземного моря включает широкий шельф и континентальный склон местами широкий и ровный, местами довольно крутой и расчлененный подводными долинами.
Строение земной коры. Земная кора, подстилающая впадины платформенных морей и смежные области суши, относится к континентальному типу, имеет мощность 35-45 км и характеризуется трехчленным строением. В ее составе выделяются осадочный (до 10 км), гранитный (10-15 км) и базальтовый слои. Это стабильные области с нормальным и пониженным тепловым потоком, асейсмичные, как правило с мозаичным гравитационным и магнитным полями.
Впадины Балтийского и Белого морей расположены в зоне сочленения Балтийского щита на севере и западе и краевых частей Русской плиты (Датско-Польский авла-коген, Балтийская синеклиза) на юге и востоке. В пределах Балтийского щита распространены кристаллические породы фундамента Восточно-Европейской платформы, представленные сильно метаморфизованным осадочно-магматическим комплексом архейского и протерозойского возраста мощностью 8-10 км. В юго-восточном направлении наблюдается наращивание земной коры за счет формирования осадочного чехла, сложенного терригенными и карбонатными породами Cm-Pg, стратиграфический объем и мощность которых возрастают в юго-восточном, южном и юго-западном направлении до 3-8 км (рис.1).
В Белом море породы фундамента выходят на дочетвертичную поверхность в его западной части. В юго-восточном направлении архейские отложения погружаются под осадочный чехол Русской плиты. Он слагается рифейскими, вендскими и местами каменноугольными конгломератами, песчаниками, глинистыми алевролитами, аргиллитами, реже карбонатами. Суммарная мощность отложений на восточном, южном и юго-восточном побережьях достигает 3-4 км. На прилегающей суше и на дне морей повсеместно распространены четвертичные ледниковые отложения мощностью несколько десятков метров.
Рис.1. Схематическая геологическая карта дна Балтийского моря (Геология Балтийского моря, 1976). 1-палеоген; 2-мел; 3-юра; 4-пермо-три-ас; 5-карбон; 6-девон; 7-силур; 8-ордовик; 9-кембрий; 10-верхний протерозой; 11-архей к протерозой нерасчленениые; 12а-гранщы систем; 126-разломы.
Рис.2. Схема позднеледниковых поднятий Фенноскандии (Геология Балтийского моря, 1976). l-шобазы ем, 2-гранщы геоструктурных областей, 3-гранщы Балтийского щита. |
