В распределении литофаций верхнеплейстоцен-голоценовых отложений переходной зоны от северо-западного шельфа к глубоководной впадине Черного моря отмечаются различные их вариации по латерали и вертикали, которые в значительной мере определяются морфострукторуй рассматриваемого района (рис. 2). Состав отложений, распространение и пространственно-временная суперпозиция литофаций, а также распределение мощностей осадков отражают изменчивость условий седиментации и предоставляют достаточные возможности для реконструкции обстановок осадконакопления и истории геологического развития.
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДОННЫХ ОСАДКОВ
Изучение геохимических характеристик позволило выделить ассоциации химических элементов в разновозрастных донных отложениях.
Новоэвксинские отложения. Статистическая обработка результатов (n=438) рентгено-спектрального анализа химических элементов (Sr, U, Th, Pb, Rb, Y, Mo, Nb, Zr, Sc, As) с помощью факторного анализа (метода главных компонент) новоэвксинских отложений привела к выделению двух ассоциаций химических элементов: первой – Mo, U; и второй – Zr, Pb, Nb, Rb, Th, Y. Построение схем распространения ассоциаций позволило обнаружить различие в областях их накопления.
Новоэвксинские осадки по сравнению с голоценовыми содержат меньше Мо, As, U то есть наиболее подвижных элементов и их распространение носит локальный характер. Районы распределение второй ассоциации приурочены к конусам выноса.
Нижнечерноморские отложения. Величина выборки для статистической обработки собранной геохимической информации составляла 426 проб. Особо показательны средние значения элементов, вычисленные по различным литологическим разностям донных осадков. Основная часть элементов концентрируется в илах сапропелевых и в сапропелях. Повышенное содержание в ракушечнике наблюдается только для стронция. Факторный анализ привел к выделению двух ассоциаций химических элементов: первой – As, Sc, Mo, U; и второй – Zr, Nb, Rb, Th, Y.
На схеме распространения видно, что ассоциация, включающая As, Sc, Mo, U накапливается в западной части исследуемой территории. При этом наибольшие концентрации элементов, входящих в эту ассоциацию, наблюдаются у подножия склона в районах конусов выноса Дунайского и Днестровского каньонов. Элементы второй ассоциации (Zr, Rb, Th, Nb, Y) с точки зрения геохимической классификации относятся к группе слабоподвижных и инертных элементов (А.Ю. Митропольский и др., 1982). Накапливается она преимущественно на самом континентальном склоне. Наибольшие концентрации элементов этой ассоциации наблюдаются в районе каньонов Дуная, Днестра.
Верхнечерноморские отложения. Величина выборки составила 338 проб. В результате факторного анализа было выделено две ассоциации химических элементов: первая – As, Sc, Mo, U; и вторая – Zr, Nb, Rb, Th, Pb, Y. Построение схем распространения ассоциаций позволило обнаружить различие в областях их накопления.
Характерной особенностью является то, что ассоциация, включающая в себя As, Sc, Mo, U сохраняется и в верхнечерноморских отложениях. Однако наибольшие концентрации элементов, входящих в эту ассоциацию, наблюдаются у подножия склона в и глубоководных районах, а также в районах развития кокколитовых илов.
При рассмотрении распределения урана в поверхностных черноморских осадках необходимо отметить его четкую корреляцию с органическим веществом. Предполагается, что выведение урана из воды в осадки осуществляется исключительно за счет сорбции на органическом веществе. Возможно, связь урана с Сорг в современных осадках обусловлена их одинаковой формой миграции в реках и море. Находясь в основном в растворенном состоянии, они по законам механической дифференциации отлагаются в глубоководных частях. Наблюдается корреляция содержания мышьяка с Сорг. Накопление мышьяка здесь также происходит за счет химических процессов в морской воде и осаждения его с тонкопелитовыми частицами взвеси. Повышенное содержание молибдена в глубоководной части объясняется как гидрогенным накоплением молибдена, так и отсутствием влияния разбавляющего действия терригенного материала.
Области максимальных значений накопления элементов второй ассоциации (Zr, Nb, Rb, Th, Pb, Y) приурочены к шельфовой части и континентальному склону исследуемого района. По направлению к глубоководной части моря концентрации рассматриваемых элементов резко падают.
УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕН-ГОЛОЦЕНОВОЕ ВРЕМЯ
Новоэвксинское время. Примерно 30 000 лет назад в результате глобального похолодания и наступления ледников в черноморской области образовался последний в её геологической истории регрессивный замкнутый бассейн – новоэвксинский с минимальным уровнем на абсолютной отметке (-87) – (-88) м и существовал здесь довольно продолжительное время, о чём свидетельствуют мощные песчаные прибрежные отложения данного бассейна на этих отметках. На шельфе достаточно четко выделяются следующие фациальные обстановки: неритовая прибрежного мелководья представлена песчаными отложениями, а также авандельтовая и неритовая внешнего шельфа, представленная мелкозернистыми песками и ракушечниками. Накопленные ранее на шельфе донные осадки интенсивно размывались и переотлагались в глубоководной часть моря. В речных долинах и на береговых склонах с падением уровня моря резко усилились процессы эрозии и денудации.
На континентальный склоне выделяются фации верхней, средней и нижней частей, а также фация долин глубоководных каньонов представленные алеврито-пелитовыми илами, алевритовыми глинами, глинами. В верхней части происходит гравитационное перемещение материала с высоких гипсометрических уровней на более низкие и оползание, а также действие турбидитных потоков. Фации подножия склона представлены конусами выноса, наложенными друг на друга. Для абиссальной равнины характерными являются процессы нефелоседиментации (рис.3).
Изучение диатомовых водорослей в новоэвксинских отложениях позволило заключить, что осадконакопление происходило в условиях пресноводносолоноватоводного бассейна. Об этом говорит широкое развитие вида Stephanodiscus. Однако в ряде колонок в отложениях нового эвксина доминируют морские виды Thalassiosira, Cyclotella, Actinocyclus и др. Обычно развитие морских диатомых водорослей приурочено к отложениям склона, во впадине доминируют виды пресноватоводо-солоноватоводного комплекса. Приведенные данные говорят о том, что осадконакопление в новоэвксинский период шло в условиях ритмической смены солености воды, а также периодических колебаний уровня бассейна.
Такой сложный ход осадконакопления подтверждается и литологическим строением новоэвксинской толщи. Так, нижняя пачка новоэвксинских глин содержит относительно частые прослои гидротроилита и коричневых глин, что свидетельствует о смене восстановительных и окислительных условий осадкообразования. Гидротроилитовые отложения фиксируют периоды сероводородного заражения.
Древнечерноморское время. Примерно 10,5-10 тыс. лет в результате эвстатической трансгрессии Мирового океана начался приток солёных средиземноморских вод в Черноморский бассейн, который вызвал интенсивный вынос питательных солей из глубинных слоев, где они накапливались в предыдущую стадию, в зону фотосинтеза, что подтверждается наличием в основании сапропеля прослоев морских кокколитофорид, указывающих на быстрое осолонение поверхностных вод. Поэтому сапропель начал накапливаться внезапно и по резкой границе перекрыл нижележащие новоэвксинские илы и глины. (Сорокин В.М. и др., 1984) С этого момента собственно можно говорить о начале черноморской трансгрессии, продолжающейся до наших дней.
Результаты изучение спорово-пыльцевых комплексов свидетельствуют об увеличении в послеледниковое время температур и влажности воздуха. В результате увеличился сток органических питательных веществ и резко возросла продуктивность фитопланктона, что в свою очередь привело к повышенному захоронению планктоногенного органического вещества в осадках.
Быстро образовавшаяся в бассейне плотностная стратификация вод вследствие большой разности в солености поверхностных и глубинных слоев создала застойные условия, а выделение сероводорода в наддонную воду из-за интенсивного разложения органического вещества в осадках привело к сероводородному заражению вод.
Отмеченные незначительные следы, либо полное отсутствие сапропелевых отложений на шельфе указывает на обстановки донной эрозии и равновесия. Максимальные мощности наблюдаются на всем склоне и геоморфологически приурочены к зонам каньонов, также к конусам выноса каньонов у подножия склона. Минимальные мощности приурочены к подводным холмам и возвышенностям. В глубоководной части также отмечается увеличение мощностей, что объясняется с деятельностью турбидитных потоков и нефелоседиментацией.
Новочерноморское время. Вслед за временем образования сапропелевых осадков наступает период прогрессирующей ингрессии вод и иммиграции фауны из Средиземноморского бассейна от 3 тыс. лет назад до современных условий. В это время происходит понижение границы раздела Н2S/O2. на шельфе и склоне формируются осадки с эвригалинным фаунистическим комплексом – мидиевые и фазеолиновые отложения. Последние отлагались в морском бассейне, солоноватоводная фауна в них не встречена.
