Скачать pdf*

1 - ФГБУ «ВСЕГЕИ», Санкт-Петербург, Россия

2 - ФГБУ «ВНИИОкеангеология», Санкт-Петербург, Россия

3 - МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

В 2012 г. при драгировании донных отложений со склонов поднятия Менделеева, в Северном Ледовитом океане, были подняты специфические карбонатные корки, отличающиеся от других обломков. Карбонатные корки состоят из прочного матрикса, обломков местного материала в матриксе и мягкого глинисто-карбонатного покрытия. Матрикс состоит из мелкозернистого кальцита и обломков кварца. В матриксе присутствуют обломки доломитов, гранитов, долеритов, терригенных и метасоматических пород. Глинисто-карбонатное покрытие отличается от матрикса по меньшему содержанию CaO и большему SiO₂ и щелочей. В матриксе и покрытии обнаружены фаунистические и бентосные фораминиферы плейстоценового возраста. Учитывая ограниченное распределение, хорошую сохранность корок, обломки в матрице и палеонтологический возраст, предполагается местное происхождение корок за счет активности флюидов, которые могут быть связаны с разломами.

Поднятие Менделеева является частью области Центрально-Арктических поднятий, простирающихся от шельфа Восточно-Сибирского моря к центральной части океана, где оно причленяется к хребту Альфа, разделяя Амеразийский бассейн. Кора поднятия Менделеева имеет континентальную природу [Поселов и др., 2007].

После экспедиций в 2000, 2005 и 2012 годах в район поднятий Альфа-Менделеева, были получены новые геологические, тектонические и геофизические данные. Со дна были подняты тысячи обломков в том числе: 50-65 % - карбонатные породы (в основном доломиты и известняки); 20-25 % - песчаники, алевролиты, аргиллиты; от 5 до 20 % - магматические породы (в основном граниты, габбродолериты и небольшое количество базальтов); ~ 10 % - метаморфические породы (в основном зеленосланцевой фации). Две трети карбонатных пород представлены светлыми разновидностями доломитов с небольшим количеством флоры и фауны, остальные - известняки с хорошо сохранившимися фаунистическими остатками. Палеонтологическое изучение известняков показало изобилие D-P₁ фауны, что может служить свидетельством структурной связи поднятия Менделеева и о. Врангеля [Морозов и др., 2013].

Карбонатные корки обнаружены во время экспедиции «Арктика-2012» и были драгированы в двух точках с крутых склонов с множеством неотектонических разломов на глубине свыше 2 км. Первичное изучение показало, что корки состоят из прочного матрикса с округлыми и угловатыми обломками местного (эдафогенного) материала: доломиты, долериты, граниты, метасоматические и терригенные породы различного размера (от 0,5 мм до 5 см) [Кременецкий и др., 2015; Морозов и др., 2013].

Три образца матрикса и 2 мягкого глинисто-карбонатного покрытия корок были отобраны для детального анализа. Петрографические особенности были изучены на оптическом микроскопе, микрозонде и с помощью рентгеноструктурного анализа. Химический состав образцов был определен с помощью рентгеноспектрального флуоресцентного анализа и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Все анализы проводились в лабораториях ФГБУ «ВСЕГЕИ».

Матрикс АКК изучен детально на микрозонде и состоит из мелкозернистого кальцита с угловатыми кварцевыми обломками размерами от 1 мкм до 300 мкм. Рентгеноструктурный анализ показывает доминирование кальцита в матриксе (>80 %), остальное - обломки кварца иллита и альбита - около 20 %, доломит, хлорит, монтмориллонит, шамозит - 1-2 %. Обломки местных пород представлены двумя ассоциациями:1) Крупные, в основном угловатые обломки размерами от 0,5 мм до 5 см; 2) небольшие округлые обломки от 200 мкм до 0,5 мм. Поверхность матрикса и обломков покрыта мягким, светло-розовым глинисто-карбонатным покрытием. Минеральный состав массы покрытия: кварц и иллит - по 25-30%, кальцит и альбит - по 15-20%, хлорит, ортоклаз, галит, доломит и монтмориллонит - 1-5 %.

Химический состав матрикса близок по составу к глинисто-карбонатным терригенным породам (в процентах): SiO₂ - 18, Al₂O₃ - 3,62, TiO₂ - 0,2, Fe₂O₃t - 1,4, MnO - 0,05, MgO - 2,35, CaO - 39,2, Na₂O - 0,18, K₂O - 0,47, P₂O₅ - 0,12, ппп - 34,3. Розовое покрытие отличается от матрикса по содержанию кремнезема - 46%, CaO - 19%, повышенной щелочностью (Na и K) - 1,15 и 1,3 %. Эти параметры свидетельствуют о разном происхождении матрикса и его покрытия. В отличие от палеозойских остатков в карбонатах, АКК содержат планктонные и бентосные фораминиферы плейстоценового возраста. В современных условиях эти индивиды распространены в водах Гольфстрима, который достигает арктических вод [Herman, 1974].

Данные об ограниченном распределении, хорошей сохранности корок, обломках в матрице и палеонтологический возраст могут свидетельствовать о местном происхождении корок. Однако образование карбонатных отложений очень ограничено в районе Северного Ледовитого океана [Chierici & Fransson, 2009; Emelyanov, 2005]. Учитывая эти параметры, АКК не могут формироваться только благодаря внутренним факторам, необходимы внешние. Придонная вода не предоставляет ни материала, ни условий. Так что, по нашему мнению, АКК формировались при активности горячих флюидов из неотектонических разломов, которые создавали условия формирования корок, а палеозойские карбонатные породы были источником CaCO₃.

Литература

1. Кременецкий А.А., Костицын Ю.А., Морозов А.Ф., Рекант П.В. Источники вещества магматических пород поднятия Менделеева (Северный Ледовитый океан) по изотопно-геохимическим данным // Геохимия. 2015. № 6. С. 487-501.

2. Морозов А.Ф., Петров О.В., Шокальский С.П., Кашубин С.Н., Кременецкий А.А., Шкатов М.Ю., Каминский В.Д., Гусев Е.А., Грикуров Г.Э., Рекант П.В., Шевченко С.С., Сергеев С.А., Шатов В.В. Новые геологические данные, обосновывающие континентальную природу области Центрально-Арктических поднятий // Региональная геология и металлогения. 2013, № 53, с. 34-55.

3. Поселов В.А., Верба В.В., Жолондз С.М. Типизация земной коры Центрально-Арктических поднятий Северного Ледовитого океана // Геотектоника. 2007. № 4. с. 48-59.

4. Chierici M., Fransson A. Calcium carbonate saturation in the surface water of the Arctic Ocean: undersaturation in freshwater influenced shelves // Biogeosciences, 2009. Vol. 6, P. 2421-2432.

5. Emelyanov E.М. Barrier zones in the ocean. Springer-Verlang, Berlin-Heidelberg. 2005.

6. Herman Y. Arctic ocean sediments, microfauna and the climatic record in Late Cenozoic Time // Marine geology and oceanography of the Arctic seas. New York. 1974. P. 283-348.

PLEISTOCENE AUTHIGENOUS CARBONATE CRUSTS (ACC) AT THE MENDELEEV RISE, ARCTIC OCEAN

Pakhalko A.¹, Krylov A.², Mirolyubova E.², Taldenkova E.³, Rekant P.¹

1 - A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute (VSEGEI), Saint Petersburg, Russia,

2 - All-Russian Research Institute of Geology and Mineral Resources of the World Ocean named after academician Igor Gramberg” (VNIIOkeangeologia), Saint Petersburg, Russia

3 – Moscow State University

Specific carbonate crusts were dredged from the slopes of the Mendeleev Rise, Arctic Ocean, during expedition in 2012. Carbonate crusts consist of matrix, local material debris in the matrix and the soft clay-carbonate coating. The matrix is composed of fine-grained calcite and quartz fragments. The matrix contains fragments of dolomite, granite, dolerite, clastic and metasomatic rocks. Clay-carbonate coating differs from matrix on fewer CaO content and greater SiO₂ and alkalis. The crusts contain planktonic and benthic foraminifera of Pleistocene age. Such evidences as limited distribution, good preservation of samples, local debris in matrix, paleontological age may indicate local origin of crusts with help of neotectonic fault which are supposed to be a possible path for hot fluids.

Ссылка: 

 Пахалко А.Г., Крылов А.А., Миролюбова Е.С., Талденкова Е.Е., Рекант П.В. Первые находки плейстоценовых аутигенных карбонатных корок (АКК) на поднятии Менделеева, Северный Ледовитый океан // Материалы V Международной конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (28 февраля - 3 марта 2017 г., ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург) [Электронный ресурс] / Минприроды России, Роснедра, ВСЕГЕИ. – Электрон. данные. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2017. С. 102-103.