Авторами изучен керн, полученный из скважины, пробуренной на глубине 202 м на юго-западном склоне так называемого Канинского мелководья в юго-восточной части Баренцева моря. Интерпретируя данные фораминиферового, диатомового и спорово-пыльцевого анализов, авторы осуществили стратиграфическое расчленение 30-метрового разреза четвертичных отложений, залегающих на размытой поверхности пород маастрихтского возраста. В разрезе выделены толща нерасчлененных нижне-среднеплейстоценовых ледниково-морских глин и толща детально расчлененных отложений верхнего плейстоцена, где выделены все основные стратиграфические горизонты. Сделаны выводы об основных особенностях палеогеографии данного района в четвертичное время.

В статье излагаются результаты литологического и биостратиграфического изучения керна скважины № 26, пробуренной буровым судном Арктической морской инженерно-геологической экспедиции «Бавенит». Керн был любезно предоставлен в распоряжение авторов ее руководителями И.И. Гриценко и Р.Б. Крапивнером. Анализируется также полученный с помощью «Парасаунда» сейсмопрофиль, проходящий через точку бурения. Необходимо отметить, что комплексный биостратиграфический анализ, проведенный авторами статьи, во многом подтвердил предварительное заключение указанных исследователей о строении разреза данной скважины, существенно детализировав его и тем самым дополнив полученные ранее [Окунева и Стелле, 1986] данные по южной части Баренцева моря и о-ву Колгуев.

Скважина, разрез которой изучили авторы, расположена (рис. 1, Б) на юго-западном склоне Канинского мелководья (глубина моря 202 м ). Здесь была вскрыта 30-метровая толща в основном глинистых четвертичных отложений, залегающих, по-видимому, с размывом на аргиллитоподобных глинах Маастрихта (рис, 1, А). Последние представляют собой очень сильно уплотненные и существенно песчано-алевритистые глины и суглинки серого и зеленовато-серого цвета с неправильными мелкими линзочками мелкого песка. Возраст этих отложений был определен по фораминиферам, представленным только маастрихтскими формами.

Для всего лежащего выше непрерывного разреза четвертичных отложений характерны смешанные комплексы фораминифер, диатомовых, спор и пыльцы разных возрастов, соотношение между которыми меняется от господства в низах более древних форм к преобладанию в верхах современных. Для органических остатков характерно наличие признаков, указывающих на переотложение.

В основании разреза четвертичных отложений залегает 12-метровая толща плотных, в разной степени алевритистых глин, отнесенных нами (рис. 1) к нижнему - среднему плейстоцену без более дробного расчленения. Она состоит из двух основных пачек, различающихся по цвету: нижней темно-серой (гор. 25,8- 30 м ) и вышележащей, сложенной главным образом слоистыми глинами с прослойками песка рыжего цвета (гор. 18,0- 25,8 м ). Характерной особенностью глинистых отложений этой толщи является высокое сравнительно с вышележащими отложениями содержание собственно пелитовых, особенно субмикронных фракций (табл. 1), что характерно для всей толщи, даже для тех горизонтов, которые отличаются примесью галечно-гравийного материала.

Галька сложена аргиллитами нижележащих отложений Маастрихта. Верхние 8 м нижне-среднеплейстоценовой толщи, отличающиеся от описанного базального горизонта прежде всего бурым и серовато-бурым, коричневым цветом, имеют особо высокую глинистость (во многих горизонтах более 90% пелита и более 50% субмикронной фракции). При этом примесь галечно-гравийного материала в них минимальна. В верхней части разреза описанной толщи были отмечены горизонты (18,5- 18,6 м , 20,0- 20,5 м ) ленточных глин, представляющих собой чередование слойков коричневой глины 1- 2 мм и тонких (0,1- 0,5 м ) прослоек светло-палевых мелких алевритов.

Микрофауна и микрофлора, содержащиеся в этих отложениях, в наибольшей степени характеризуются следами переотложения, а комплексы - ее смешанным составом. При этом если диатомовые, споры и пыльца представлены главным образом плейстоценовыми и палеогеновыми формами, то фораминиферы - плейстоценовыми и меловыми (рис. 1), причем снизу вверх соотношение меняется от преобладания меловых к господству плейстоценовых. Естественно, что именно появление в низах описываемой толщи наряду с более древними плейстоценовых форм заставило нас отнести описываемую толщу к плейстоцену. Меловые фораминиферы диагенетически изменены, сортированы по крупности, палеогеновые диатомовые имеют плохую сохранность и сравнительно низкую численность. Все это говорит в пользу формирования данной толщи за счет переотложения описанных выше меловых и, вероятно, в какой-то степени палеогеновых отложений, которые были перемыты полностью. Некоторые литологические характеристики этой толщи, с нашей точки зрения, могут быть сопоставлены с ледниково-морскими глинами и суглинками с галькой нижне-среднеплейстоценового возраста, распространенных на северо-востоке Русской равнины [Крапивнер и др., 1988; Zarkhidze & Samoilovich, 1989].

Выше нерасчлененной нижне-среднеплейстоценовой толщи коричневых глин отложения удалось расчленить значительно детальнее, выделив несколько литологически различных пачек отложений и все основные горизонты позднего плейстоцена и голоцена. В основании разреза этой толщи залегает пачка (гор. 13,5- 18,0 м ) темно-серых слоистых глин с тонкими прослойками мелкозернистого песка (крупного алеврита). В основании пачки залегает почти метровый слой глины, содержащей включение гальки и гравия (базальный слой). Выше залегает пачка менее плотных, чем нижележащие, песчанистых глин (суглинков) серого цвета (гор. 7,1- 13,5 м ). Основное их отличие в существенно большей песчанистости по отношению к нижележащим глинам (табл. 2). Еще выше залегает пачка серых пластичных, вязких глин существенно алевритистых (гор. 5,5- 7,1 м ). Наконец, венчает разрез четвертичных отложений пачка зеленовато-бурых алевритово-глинистых илов, слабоплотных, пластичных (гор. 0- 5,5 м ). Таким образом, сверху вниз по разрезу четвертичной толщи отложений наблюдается смена литологических разностей (пачек отложений), различающихся по гранулометрическому составу, цвету и плотности. Как оказалось, осадки, отнесенные нами к микулинскому межледниковью, имеют более песчанистый состав в отличие от отложений, формировавшихся во время стадиалов валдайского оледенения.

В пределах верхнеплейстоцен-голоценовой толщи особенно четко проявляются процесс уплотнения осадков и переход их в породы. Границу такого перехода в данном разрезе мы намечаем на глубине ~5,5 м от дна. Выше этого уровня отложения представлены постепенно уплотняющимися (от полужидких до вязких) илами, а ниже это уже глины, вначале весьма пластичные, а затем быстро переходящие в тугопластичные и еще более плотные. Еще один, так сказать, «скачок» уплотнения можно наметить на глубине 13,5 м .

Переходя к стратиграфии описанной выше толщи, следует отметить, что распределение разных органических остатков по этим горизонтам неравномерно и различно для разных форм. Далеко не всегда их комплексы по своим палеогеографическим характеристикам точно совпадают. Поэтому местами приходилось отдавать предпочтение при выделении горизонтов одной или двум наиболее характерным формам организмов. В основании верхнеплейстоценовой части разреза четко выделяется горизонт в интервале 18- 15 м , отнесенный нами к микулину главным образом благодаря палинологическому спектру (рис. 1), содержащему, в частности, до 85% пыльцы древесных форм. Комплекс фораминифер, в отличие от нижележащих осадков обилен, преобладают плейстоценовые. Выше залегает 7,5-метровая толща с обильным комплексом холодноводных плейстоценовых фораминифер. В палинокомплексе явно преобладает пыльца травянистых растений, характерных для перигляциальных степей. Комплекс диатомовых отличается значительной ролью холоднолюбивых криофильных форм. Все это позволило нам отнести указанную толщу к валдаю в целом. Однако внутри этой толщи прослеживается 2-метровый интервал (13- 11 м ), который имеет ассоциацию тепловодных фораминифер, обитающих в несколько более теплых водах Северной Атлантики. Мы считаем возможным сопоставлять время накопления этих осадков с молого-шекснинским интерстадиалом валдая.

Граница голоцена и плейстоцена четко фиксируется по комплексам диатомовых, спорам и пыльце (рис. 1) на уровне 7,5 м от дна. Как уже отмечалось выше, большая часть этой толщи сложена илами и лишь нижние 2 м ее представлены глинами. Как видно в табл. 1, здесь происходит дальнейшее снижение глинистости по сравнению с нижележащими отложениями. Голоценовые илы и глины являются в наибольшей степени алевритовыми среди всех четвертичных осадков, вскрытых описываемой скважиной. Особенностью залегающей выше голоценовой толщи, за исключением ее самого верхнего слоя, является почти полное отсутствие раковин фораминифер. Низкая численность бентосных фораминифер в некоторых горизонтах или их полное отсутствие в голоценовых осадках можно, по-видимому, объяснить активным растворением карбонатных раковин, чему способствует повышенное (до 2,5%) содержание С_орг по сравнению с нижележащей плейстоценовой толщей, в которой оно обычно не достигает 1%. В основании разреза голоценовых отложений выделяется 1,5-метровый слой, осадки которого содержат комплекс диатомовых, спор и пыльцы, отражающих процесс перехода к более мягким климатическим условиям, что прежде всего сказывается в увеличении роли пыльцы деревьев в палинокомплексе. Наблюдается смена господства травянистых форм, характерных для холодных перигляциальных условий, преобладанием пыльцы ряда видов сосны и ели, свидетельствующих о переходе к послеледниковью. Большая часть толщи осадков голоцена (интервал 5- 1,5 м от дна) накапливалась в условиях климатического оптимума в атлантический период новейшей истории Северной Европы. Эти осадки, представленные алевритово-глинистыми илами, содержат соответствующий комплекс диатомовых и, главное, палинокомплекс (рис. 1), в котором определено до 75-80% пыльцы древесных форм. Наконец, верхние 1,5 м разреза относятся нами к позднему голоцену, поскольку содержат обнаруженный в них комплекс пыльцы и диатомовых, аналогичный тому, который содержится в поверхностных осадках Баренцева моря и отвечает относительному похолоданию вод.

Толщу четвертичных отложений, лежащую между глинами Маастрихта и верхнеплейстоценовыми отложениями, по-видимому, можно считать нижне-среднеплейстоценовой, которую мы не имеем возможности расчленить более дробно.

В районе скв. 26 по нескольким галсам нами было проведено профилирование с помощью эхолота-профилографа «Атлас Электроник Парасаунд», причем два профиля прошли через точку бурения. На одном из этих профилей (рис. 2) четко фиксируются границы неоднородности в толще отложений, соответствующие основным стратиграфическим комплексам. Здесь хорошо видна акустически жесткая граница на глубине 45- 50 м от поверхности дна. Осадочные породы верхнего мела, вскрытые скв. 26, слагают слоистую толщу. Их кровля имеет неровный рельеф и находится на глубине несколько более 30 м (от поверхности дна) в точке скв. 26. На северо-восток, в сторону Южно-Канинской структуры, она поднимается и выходит практически на поверхность дна уже в пределах Северо-Канинской структуры на глубине 70 м .

На отложениях верхнего мела (Маастрихта), как видно на профиле «Парасаунда», несогласно залегает четвертичная слоистая осадочная толща. В ней в соответствии с данными бурения выделяются полупрозрачная толща нерасчлененных нижне-среднеплейстоценовых отложений переменной (от 13 до 5 м ) мощности. Выше залегают отложения верхнего плейстоцена мощностью 15- 20 м , состоящие из чередования горизонтов темных и светлых тонов, причем большую часть этого слоя занимают участки с темной записью. Внутри этой толщи хорошо выражена акустическая граница на глубине от дна -13 м , соответствующая изменению диалогической неоднородности отложений на рубеже, близком к границе между микулинскими и валдайскими слоями. Выше на профиле прекрасно выражена полупрозрачная толща голоценовых отложений мощностью 7- 8 м , что согласуется с данными бурения. В ней можно проследить несколько прерывистых отражающих горизонтов, соответствующих изменению плотности осадков. Один из них, наиболее четкий, расположен на глубине -5 м от поверхности дна и является нижней границей атлантического периода. Выводы, которые можно сделать на основании полученных материалов, полностью подтверждают концепцию авторов [Аксенов и др., 1987; Павлидис и др., 1990; Павлидис и др., 1991] о фрагментарности четвертичных оледенений на шельфах западноарктических морей Евразии и о преобладании на протяжении плейстоцена ледниково-морского типа осадконакопления, подобно тому, что происходит в настоящее время на шельфе Антарктиды [Powell, 1984]. Авторы не согласны с представлениями о панарктическом оледенении в Северном полушарии [Гросвальд и Глазовский, 1988] с центрами на шельфах арктических морей. Подробнее аргументация по поводу этой затянувшейся дискуссии изложена в недавно опубликованных наших работах [Павлидис и др., 1990; Павлидис и др., 1991]. Что касается южной части Баренцева моря, то здесь покровные ледники из Скандинавии не продвигались в сторону шельфа севернее 71º с.ш. и не распространялись на Мурманский структурный вал, а тем более на Канинское мелководье. У его подножия, где, собственно, и была пройдена скв. 26, в четвертичное время, как показали данные изучения кернов, происходило непрерывное осадконакопление в морском бассейне с различной степенью ледовитости, с периодами большего или меньшего поступления материала ледового разноса. Такие различия в степени ледовитости проявляются, с нашей точки зрения, в литологических, а следовательно, и сейсмофациальных особенностях нижне-среднеплейстоценовой и верхнеплейстоцен-голоценовой частей исследованного разреза четвертичных отложений Южно-Баренцевоморского шельфа. Эти особенности, по нашему мнению, указывают на существенную разницу в условиях ледового осадконакопления во время формирования указанных толщ. При этом нам представляется, что первая из них накапливалась в более динамически спокойных условиях, чем вторая. Возможно, что это были условия фактически настоящего ледниково-морского седиментогенеза под шельфовым ледником антарктического типа [Powell, 1984]. В позднем же плейстоцене большую роль в ледовой обстановке стали иметь более подвижные паковые льды, в связи с чем усилился разнос песчано-алевритового материала и возросла его роль в составе осадков. Сказанное подтверждается приведенными в табл. 1 и 2 данными - максимальные содержания песчаных и алевритовых фракций в осадках приходятся на отложения микулинского межледниковья и голоцена, когда разнос осадочного материала осуществлялся свободно плавающим льдом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аксенов А.А., Дунаев Н.Н., Ионин А.С. и др. Арктический шельф Евразии в позднечетвертичное время. М.: Наука, 1987. 276 с.

2. Гросвальд М.Г., Глазовский А.Ф. Взаимодействие оледенения с океаном // Палеогеографические аспекты. Итоги науки и техники. Т. 5. ВИНИТИ, 1988. 183 с.

3. Крапивнер Р.Б., Гриценко И.И., Костюхин А.А. Позднекайнозойская сейсмостратиграфия и палеогеография Южно-Баренцевоморского региона // Четвертичная палеоэкология и палеогеография северных морей. М.: Наука, 1988. С. 103-123.

4. Окунева О.Г., Стелле В.Я. Новые данные по биостратиграфическому изучению инженерно-геологических скважин восточного побережья о. Колгуев // Инженерно-геологические условия шельфа и методы исследования. Изд. ВНИИМоргео, Рига, 1986. С. 8-12.

5. Павлидис Ю.А., Дунаев Н.Н., Щербаков Ф.А. Актуальные проблемы четвертичной геологии Баренцева моря // Современные процессы осадконакопления на шельфах Мирового океана. М.: Наука, 1990. С. 76-94.

6. Павлидис Ю.А., Чистяков А.А, Щербаков Ф.А. Гляциальные шельфы в позднем плейстоцене и голоцене // Морская геология и геофизика. Обзорная информация. М.: Изд. ВИЭМС, 1991. 58 с.

7. Powell R.D. Glaciomarine processes and indicative lithofacies modelling of ice shelf and tide water glacier sediments based on quaternary examples // Marine Geology, 1984, V. 57. № 1-4 (spec. issue). 1-52 pp.

8. Zarkhidze V.S., Samoilovich Yu.G. Late Cenozoic stratigraphy and paleooceanography of the Barents sea // The Arctic Seas. Y. Herman (editor). New York : Publ. Van Norstrand Remold Comp. 1989. 721-728 pp.

Yu.A. Pavlidis, Th.A. Shcherbakov, Т.D. Boyarskaya, N.N. Dunaev, E.I. Polyakova, Т.A. Khusid

THE QUATERNARY STRATIGRAPHY AND PALEOGEOGRAPHY OF THE SOUTHERN PART OF THE BARENTS SEA

The authors have studied the samples obtained from a site drilled at the depth 202 m on the South-Western slope of the so called Kanin shallow waters in the South-Eastern part of the Barents sea . During the interpretation of the foraminiferal, diatoms and palinilogical data analysis the authors made a stratigraphic decomposition of a 30 m section of the quaternary deposits. Low-middle Pleistocene glacial-marine muds and deposits of upper Pleistocene have been revealed in the section. The conclusions about the main features of the paleogeography of this region in the quaternary period have been made.