Геохимия современного осадконакопления в Северном Ледовитом океане и его окраинных морях имеет много специфических черт, обусловленных климатом региона. Оно осуществляется в условиях поступления с суши терригенного материала, сформированного при минимальном участии процессов химического выветривания [Nesbitt & Young, 1996]. Наибольшие различия в химическом составе формирующихся осадков в этом случае определяются разделением терригенного вещества по гранулометрическому составу, когда образуются песчано-алевритовые осадки, сложенные преимущественно обломочными терригенными компонентами, которые обогащены кремнием, и пелитовые осадки, сложенные преимущественно глинистыми минералами, которые обогащены Аl, К, Mg, Fe [Астахов, 2001; Nesbitt & Young, 1996].

Биогенное осадконакопление наиболее заметно проявляется в южной части Чукотского моря. Здесь осадки в заметных количествах содержат кремнистые остатки диатомей (до 12 % аморфного, в данном случае биогенного, кремнезема) и соответственно обогащены органическим углеродом (рис. 1). Терригенная геохимическая зональность осадконакопления хорошо проявляется в распределении кремния и алюминия. В распределении железа и особенно марганца, сказывается существование каких-то специфических условий на отдельных участках морского дна. Обычное для морских отложений обогащение железом тонкозернистых осадков по сравнению с песчаными также проявляется, но оно имеет подчиненное значение. В распределении кальция и частично магния сказывается обогащение осадков Чукотского плато и хребта Норсвинд биогенными карбонатами. Большинство микроэлементов (Со, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Zn, Zr, Hg) накапливаются преимущественно в тонкозернистых осадках, содержащих возможные компоненты концентраторы - тонкодисперсные глинистые минералы, органическое вещество, гидроксиды железа и марганца, тонкодисперсные сульфиды железа.

Результаты изучения химического состава осадков Чукотского моря и его математической обработки с использованием методов многокомпонентной статистики позволили обосновать почти исключительно терригенный характер осадконакопления. На отдельных участках оно осложнено накоплением биогенного кремнистого или карбонатного материала, а также хемогенным накоплением марганца и железа. В наиболее компактном виде это может быть представлено на факторной диаграмме в пространстве первых двух Q-факторов (рис. 2), объединяющей результаты Q-факторного и кластерного анализов. На ней точки кластеров 1-3 и 5 образуют фигуру, почти точно очерчивающую теоретическую параболу, соответствующую 100 % суммы факторных нагрузок 1 и 2 факторов, значения которых определяются главным образом соотношениями содержаний Si, Al, Fe (таблица). Отрицательная по значениям 2 фактора ветвь этой параболы образована точками, соответствующими пробам песчано-алевритовых осадков (кластер 3). Положительная ветвь образована глинистыми осадками кластера 5. Вершину образуют пробы смешанных песчано-алеврито-глинистых осадков (кластеры 1 и 2). Помимо указанных кластеров терригенных и кремнисто-терригенных осадков выделяются еще два кластера и отдельные «аномальные» пробы с существенной примесью осадочного материала иного генезиса (рис. 2). Осадки кластера 6 содержат карбонатные остатки бентосных фораминифер, что проявляется в обогащении их кальцием и магнием и в повышенных значениях третьего Q-фактора. В пробах кластера 4 и «аномальных» пробах Р11 и R13 с внешнего шельфа отмечены максимальные содержания марганца и железа. В них также выявлены максимальные содержания ртути, повышенные цинка, никеля, ванадия.

Указанные особенности химического состава и аутигенной минерализации «аномальных» проб и проб кластера 4 характерны для отложений, сформированных в районах высокой геодинамической активности при поставке эндогенных флюидов в придонные воды и донные осадки [Астахов, 2001; Bostrom et al., 1973; Kurian et al., 2008; McMurtry et al., 1991]. Территориально выделяемый район повышенной современной геодинамической активности в Чукотском море (см. рис. 1) совпадает с мезозойской грабен-рифтовой системой [Шипилов, 1989].

Повышенная продуктивность первичного фитопланктона и интенсивное накопление биогенных элементов в юго-западной части района могут быть обусловлены различными причинами: увеличение биопродуктивности в зоне смешения относительно теплых тихоокеанских вод и богатых нутриентами вод, поступающих из Восточно-Сибирского моря через пролив Лонга [Semiletov et al., 2005]; более теплые воды и отсутствие льдов весь летне-осенний период; привнос эндогенными источниками в морские воды веществ, стимулирующих продуктивность фитопланктона (кремний, метан, железо).

Литература

1. Астахов А.С. Литохимия осадков материковой окраины востока Азии. Владивосток: Дальнаука, 2001. 240 с.

2. Лейн А.Ю., Савичев А.С, Русанов И.И. и др. Биогеохимические процессы в Чукотском море // Литология и полез, ископаемые. 2007. №3. С. 247-266.

3. Чешко А.Л., Дубинина Е.О., Вакин Е.А. и др. Первые данные об изотопном составе водорода и кислорода в термоминеральных водах Восточной Чукотки // Докл. РАН. 2004. Т. 395, № 5. С. 676-680.

4. Шипилов Э.В. О грабен-рифтовой системе Чукотского моря // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1989. №10. С. 96-107.

5. Bostrom К., Kraетеr Т., Gartner S. Provenance and accumulation rates of opaline silica, Al, Ti, Fe, Mn, Cu, Ni and Co in Pacific pelagic sediments // Chem. Geol. 1973. V. 11, № 2. P. 123-148.

6. Geology and mineral resources of Russia shelves (atlas) / M.N. Alekseev (Ed.).; Moscow : GEOS, 2002.

7. Kurian S., Nagender Nath В., Ramaswamy V. et al. Possible detrital, diagenetic and hydrothermal sources for Holocene sediments of the Andaman backarc basin // Marine Geology. 2008. V. 247. P. 178-193.

8. McMurtry G.M., De Carlo E.H., Kee Hyun Kim. Accumulation rates, chemical portioning, and Q-mode factor analysis of metalliferous sediments from the North Fiji Basin // Marine Geology. 1991. V. 98. P. 271-295.

9. Nesbitt H.W., Young G.M. Petrogenesis of sediments in the absence of chemical weathering: effects of abrasion and sorting on bulk composition and mineralogy // Sedimentology. 1996. V. 43. N 2. P. 341-358.

10. Semiletov I. , Dudarev O., Luchin V. et al. The East-Siberian Sea as a transition zone between the Pacific origin water and local shelf water // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. №10. P. L10614.

Ссылка на статью:

Астахов А.С., Ван Р., Иванов М.В. Геохимия осадконакопления в Чукотском море и примыкающем секторе Арктического бассейна: химическая типизация, роль биоседиментации, влияние эндогенной активности. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. Том 1, 2009, с. 28-32.