Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Сравнение литологического состава обеих описанных колонок продемонстрировало как черты сходства (две толщи, сходная последовательность горизонтов), так и различия (большая крупнозернистость осадков кол. PS70/319, различная мощность одноименных горизонтов, относительная крупнозернистость осадков ЛХСГ III в кол. PS70/358 по сравнению с кол. PS70/319, и т. д.).

Изучение химического состава осадков позволило выделить хемостратиграфические горизонты, полностью совпавшие с ранее выделенными литостратиграфическими горизонтами, что позволяет говорить о существовании лито-хемостратиграфических горизонтов (ЛХСГ) в обеих колонках. Полученные результаты по среднему химическому составу отложений различных ЛХСГ и толщ в обеих колонках показаны в табл. 3. Здесь приведены данные только по макрокомпонентам.

Если отвлечься от деталей и учитывать число проб для каждой строки табл. 3, то выясняются несколько простых закономерностей: 1) химический состав ЛХСГ и толщ прежде всего определяется их литологией: чем грубее осадки, тем больше в них SiO 2и меньше остальных компонентов; 2) в целом химический состав осадков нечетных горизонтов и полярной толщи близок к составу глинистых пород мезозойских складчатых поясов, а осадков четных ЛХСГ – к тому же составу, обогащенному примесью песчаных пород из складчатых поясов того же возраста.

Первую из отмеченных закономерностей хорошо подтверждает график корреляции отношения (песок/сумма алеврита и пелита), умноженного на 100, и отношения SiO 2/Al 2O 3, умноженного на 10. Коэффициент корреляции равен 0.8672.

Обращает на себя внимание существование в полярной толще нескольких слоев (например, на уровнях 290, 555 и 670 см – см. табл. 2) с очень высокими потерями при прокаливании, заметно превышающими 10 %, очень низкими отношениями SiO 2/Al 2O 3(примерно вдвое более низкими, чем в осадках с песчаной примесью), высокими содержаниями F 22O 3, Cu, Zn, V, пониженными концентрациями MnO. Все это заставляет говорить об эпизодах сохранения в тонкозернистых осадках высоких содержаний органического вещества, обусловленного затрудненной вентиляцией придонных вод вследствие усиленной стагнации.

Для обеих колонок составлены свои корреляционные матрицы, исследование которых позволило выделить геохимические ассоциации. Для кол. PS70/319: 1) SiO 2, Zr (в некоторой степени – Ba); 2) TiO 2, Al 2O 3, Fe 2O 3, MnO, MgO, K 2O, п.п.п., Cr, V, Ni, Cu, Zn, Rb, Nb, As; 3) S; 4) CaO; 5) P 2O 5и As; 6) Sr, Na 2O (?) (в некоторой степени CaO и Ba). Первая ассоциация объясняется приуроченностью к песчаной фракции с обилием в ней кварца, минералов циркония и полевых шпатов; вторая – совокупным нахождением тонкой кластики, глинистых минералов, органического вещества и соединений железа (не исключено, что MnO здесь оказался за счет частичного вымывания пелитового материала); сера, вероятно, сульфатная из-за морских солей в пробе; карбонат кальция частично ассоциирует только со Sr, так как этот элемент изоморфно замещает Ca в раковинах биогенных карбонатов, которые распространяются в осадках по своим закономерностям, связанным с адвекцией атлантических вод; мышьяк довольно традиционно ассоциирует с фосфором, входя в его соединения (также как в пирит, которого в изученных осадках почти нет).

В кол. PS70/358 выделены практически те же геохимические ассоциации. Отличия сводятся к самостоятельному поведению Mn (что уже объяснено выше) и связанного с ним Co, а также к отсутствию связей таких элементов как Nb, Cr, Sr со всеми другими элементами. Относительно Mn, с нашей точки зрения, более справедлива гипотеза о его преимущественной связи с речными выносами, более обильными в теплые эпохи ( Jakobsson et al., 2000 ). Эта идея поддерживается и в целом похожим распределением валового железа. Против гипотезы о связи высоких значений MnO с эпизодами улучшенной вентиляции придонных вод (также в теплые эпохи) свидетельствует отсутствие тесных корреляций содержаний этого компонента с такими элементами как V, Cu, Ni, Zn.

Важно отметить, что в кол. PS70/358 одни и те же микроэлементы образуют тесные корреляционные связи и с алевритом, и с пелитом. В осадках кол. PS70/319, напротив, те же микроэлементы коррелируют с алевритом, но не с пелитом. Отсюда следует, что значительная часть пелита была вынесена из осадков кол. PS70/319 в результате повышенной гидродинамической активности придонных вод.

На рис. 5 показано поведение типичных для выделенных геохимических ассоциаций элементов по разрезам колонок. Обращает на себя внимание, что многие элементы (в частности, железо) можно использовать для целей хемостратиграфии, однако оптимальным является использование MnO, что уже сделано другими исследователями ( Jakobsson et al., 2000, 2001; Löwemark et al., 2008 ). Наряду с марганцем следует учитывать такие элементы, как V, Zn, Rb, As с их повышенными содержаниями в осадках нечетных ЛХСГ и пониженными – в четных. В целом почти все микроэлементы теснейшим образом связаны с тонкой терригенной матрицей, что позволяет сделать вывод о доминировании их литогенных форм в изученных осадках. Таким образом, даже в центре Северного Ледовитого океана, вероятно, доминирует «геохимия взвешенных форм», а не растворов.