Файл: Картирование шельфов сборник статей..pdf

ликтовыми осадками, отложенными в более мелководных усло­ виях ледниковой эпохи;

г) на юге значительная доля материала представлена органо­ генным детритом.

Осадки по двум отмеченным провинциям анализировались нами раздельно — в пределах шельфа и континентального склона.

Ос а дки ше л ь фа охватывают глубины до 100 м на юге и до 200 м на севере и представлены в подавляющей степени чи­ стыми одномодальными песками по классификации Шепарда (Hathaway, 1971). Это касается шельфа вне зоны влияния ледни­ ковых отложений, т. е; к югу от шельфа Новой Англии (Pratt* 1968, фиг. 25) и банки Джорджес, имеющей специфическую ди­ намику течений, отличную от остального шельфа (Uchupi, 1968).

Рассмотрим параметры наиболее распространенных одномо­ дальных песков, относящихся к двум отмеченным частям шель­ фа. Для этого средний размер зерен (%) песков сравним со стан­ дартным отклонением (б), коэффициентами асимметрии (а) к эксцесса (т). Анализ связи %с б (рис. 2) позволяет сделать сле­ дующие выводы (при— 1,0<г< + 1,0 — см. рис. 4).

Рис. 2. Связь среднего размера (х) со стандартным отклонением (б) для од­ номодальных песков шельфа.

94

а) Выделяются три основные поля проб — подсовокупностей

частиц суспензионного, сальтационного и донного переносов, обнаруживающими региональное смещение на —^0,2 ф. Послед­ нее, вероятно, связано с изменением донных скоростей течений

(v) и температур (t).

б) Пробы с %>1,7; 1,9 ф имеют большие вариации б по срав­ нению с пробами при %<1,7; 1,9 ф. Это можно объяснить боль­ шей чувствительностью суспензионного и сальтационного мате­ риала к вариациям v и t, чем более грубого материала.

в) Пробы с х= 1>9—2,9 ф на севере имеют большие вариации б по сравнению с пробами при %=1,7—2,7 ф на юге. Это так же можно объяснить большими вариациями v и t на севере.

г) В пределах выделяющихся подсовокупностей намечаются «подподсовокупности» более высокого порядка (подобие фигур рис. 2), несмотря на различие состава песков севера и юга*1 и различие глубин шельфа.

д) Различие значений б для анализов со шкалой 0,5 и 1,0 ф и отсутствие различия для проб с разным знаком т.

Анализ связи % с а показывает (при б< 1,0 и— 1,0<т< + + 1,0 — см. рис. 2, 4).

а) Намечаются те же подсовокупности песков.

б) На севере большая часть проб, особенно с %>1,9 ф имеет а>0, — т. е. большую примесь мелких фракций, что, вероятно, связано с более низкими значениями v и t. На юге большая часть проб имеет тенденцию а._Д).

в) Пробы с 0 < т< +1,0 имеют большие вариации а на севере и юге по сравнению с пробами при— 1,0^т<0. Почти все пробы, имеющие +0,25< а< —0,25, характеризуются 0<т<+1,0. Из­ вестно, что т>0 (пикообразные кривые гранулометрического со­ става) присуще пескам, претерпевшим некоторую переработку в среде седиментации. Отсюда намечается тенденция выделения двух типов песков шельфа.

Анализ связи %с т при б< 1,0 дает ясный результат только

,для проб со шкалой анализа 0,5 ф, достаточное число которых приходится лишь на северную территорию (рис. 4). Из этого

анализа вытекает:

а) намечаются те же подсовокупности песков, что на рис. 2.

1 Детали рис. 2 не обнаруживают зависимости от содержания в пробах органогенно-обломочного материала и его фаунистического состава, что обес­ печивается методом анализа.

95

На основе подобия фигур рис. 4 можно сделать вывод, что указанные группы обладают свойствами увеличения абсолют­ ного значения т по мере увеличения отклонения %от среднего значения по подсовокупности. В итоге можно наметить около 10 «подподсовокупностей» песков. Это требует объяснения, т. к. та­ кое разнообразие не вмещается в 4 стадии седиментации А. Мос­ са (в виде тонкой ряби, грубой ряби, донных гряд и движения сплошным слоем) (Moss, 1972). Пробы, входящие в две основные фигуры рис. 4, представляют глубины 12—89 м. Части фигур не обнаруживают какой-либо связи с глубиной или площадью. Чем же объясняется подобие и «симметрия» фигур? Механизм систе­ матических ошибок метода, приводящий к этому результату, не известен. В то же время рис. 4 может иметь интересную интер­ претацию, которая состоит из следующего.

а) Дефицит проб с т= 0 можно объяснить существованием двух групп песков. Группу «т>0» представляют пикообразные кривые гранулометрического состава, т. е. осадки определенной степени переработки или дифференциации. Группу «т<0» пред­ ставляют противоположные пологие кривые, т. е. осадки процессов смещения или интеграции. Единство этих двух противоположных процессов, как правило, не учитывается (Логвиненко, 1951). От­ метим, что еще раньше отмечалась для субаквальных осадков тенденция «т не стремится к 0» (Krumbein, 1938), что подтвер­ ждается (Рожков, 1968, рис. 1а—За). Очевидно, что идеальные пески так же редки, как идеальные кристаллы.

б) Единство процессов дифференциации — интеграции, по на­ шему мнению, можно связать с механизмом слоеобразования, как чередования осаждения и размыва (Вистелиус, 1966; Кулямин, Смирнов, 1973), что подтверждает представление о механизме образования осадочных формаций (Страхов, 1962, стр. 116—119).

в) При осаждении (интеграции ?) примесь мелкого осадка ведет к уменьшению %и т, а примесь крупного — к увеличению %и уменьшению т конечного продукта. Это объясняет две «ветви» группы «т<0» для каждой подсовокупности.

г) При размыве (дифференциации ?) вымывание мелкой ча­ сти осадка отражается в «срезе» кривой гранулометрического со­ става исходного осадка. Это ведет к увеличению %и т оставше­ гося осадка и уменьшению %с увеличением т вымытого осадка. Это объясняет две «ветви» группы «т>0».

Данная логическая схема, определяющая симметрию рис. 4, пригодна для исходных осадков, имеющих распределение разме­ ров зерен, близкое к логнормальному, что приемлемо для рассма­ триваемых отложений. Она подтверждается данными рис. 5, где пески северного шельфа классифицированы по содержанию фрак-

98

Фракция

>0,25 мм

Ш %

Рис. 5. Треугольная диаграмма состава одномодальных песков шель­ фа к северу от м. Гаттерас (пл. 23, 25, 27, 34, 38, см. рис. 1) с содер­ жанием алевроглинистого материала <С5%, при 6<1,0;

1 — при —1,0 '<!т<0; 2 — при 0<т<С+1,0 для проб со шкалой 0,5 и: 1,0ср вместе.

ций, близко совпадающих с границами трех подсовокупностей, выделенных на рис. 4. Иначе говоря, это классификация по содер­ жанию трех физически различных компонентов осадка. На рис. 5 намечаются дискретные подсовокупности песков, свидетель­ ствующие о «несовершенном изоморфизме» смеси трех компонен­ тов осадка.

В результате изложенного мы приходим к выводу, что струк­ тура песков шельфа обладает дискретными свойствами, опреде­ ляющимися физическими процессами переноса при дифферен­ циации— интеграции осадочного материала. Предполагается, что существует связь изменения параметров дискретных подсовокуп­ ностей с изменением температуры и вязкости воды, скорости течения. В связи с этим оценим реальность выделения эффекта температур, имеющих большое геологическое значение.

*

99,

Изменение температуры морской воды на 1—3° С ведет к из­ менению ее вязкости, перекрывающему в большинстве случаев (вне мутьевых потоков) влияние на вязкость изменения солено­ сти и давления (при глубине <1000 м и t > Ч-1° С; Хорн, 1972, табл. 3, 4, фиг. 1.16, 1.19). Это справедливо при малом содержа-

-нии тонкой взвеси (Леви, 1967, фиг. 7—5; Якубович и др., 1972; Swift и др., 1973). Такое изменение температуры ведет к измене­ нию гидравлических крупностей зерен (Караушев, 1969, табл. 13.4), которое может быть выявлено 19-фракционным анализом при условии равенства других параметров седиментации (Смир­ нов и др., 1973). Экспериментальные данные по влиянию измене­ ния температур на транспорт наносов подтверждают изменение гидравлических крупностей зерен осадка (Colby и др., 1965; Nordin и др., 1965). Возможность палеотермии по гранулометрии предполагается А. Моссом (Moss, 1972). В данном случае оценка эффекта температуры для осадков к северу и югу от мыса Гаттерас затруднена недостаточной дробностью анализа, совмещением современных и реликтовых осадков, отсутствием полных данных по придонным скоростям течений. В то же время к северу от мыса Гаттерас вариации придонной температуры (Serial Atlas, 1968) позволяют выделить теплое полугодие с t = 5—20° (июнь — но­

ябрь) и холодное полугодие с t = 5—12,5° (ноябрь — июнь). Влияние времени опробования на структуру современных

осадков (в отличие от реликтовых осадков) сказалось в том, что в мае — июне (конец холодного периода) отмечается большая вероятность отбора алевритовых песков, чем в октябре (конец теплого периода). Возможно, однако, что колебания в зернисто­ сти осадков являются результатом влияния весеннего стока рек. Это затрудняет оценку влияния изменения температур, т. к. воз­ никает дополнительный фактор, требующий учета. Из изложен­ ного вытекает необходимость постановки специальных исследо­ ваний на донном полигоне для изучения вопроса о возможных эффектах изменения температур.

Ос а д к и к о н т и н е н т а л ь н о г о с к л о н а к северу от мыса Гаттерас охватывают глубины 200—2000 м. К югу от него от 100 до 600—800 м глубины идет склон Флорида — Гаттерас. Далее до глубины 1000 м следует плато Блейк (рис. 1). Осадки этих площадей представлены песчано-алевро-глинистыми отло­ жениями. Для краткости рассмотрим зависимость %— т (рис. 6).

а) Выделяются три главные совокупности пород дефицитом промежуточных значений крупностей около 3 и 6ф с изменением значения т по обе стороны от зоны дефицита.

б) Тип породы по классификации Шепарда точно не харак­ теризует совокупность. Отсутствуют чистые глины и алевриты, что, вероятно, может быть следствием техники опробования, не зависящей от характера слоевыделения тонкообломочных пород, т. е. смешения при опробовании.

100

в) Большая часть песков и песчаных алевритов принадлежит группе «т>0», что хорошо согласуется с представлением об их более высокой переработке по сравнению с песками шельфа.

г) Большая часть глинистых алевритов и алевритовой глины принадлежит группе «т<0», что может характеризовать их как продукты интеграции или смешения, возможно и за счет несовер­ шенства опробования.

д) Выделяются подсовокупности, обусловленные дефицитом некоторых значений %, а на их фоне «подподсовокупности» в связи с дефицитом некоторых значений т при т, не стремящимся к 0.

Для сравнения с песками шельфа рассмотрим значение %— т для одномодальных песков склона Флорида — Гаттерас, имею­ щих в большинстве случаев б< 1,5 (рис. 7). Несмотря на малое

Рис. 7. Связь среднего размера (%) с коэффициентом эксцесс (т) при б<1,5 для одномодальных песков склона Флорида-Гаттерас (пл. 42, 46, 49, 54, 57, 61,.

см. рис. 1):

1 — проба со шкалой 1,0ф; >2— то же при 0,5ср.

число анализов, дискретность %и т проявляется. При т не стре­ мящемся к 0 намечаются разновидности песков: — 1,0<т<0,0 < т < + 1,0 и + 1,0< т< +2,0. В сравнении с южным шельфом возрастает доля группы «т>0». Это можно объяснить большей степенью переработки осадка и ее прерывистым (?) возрастани­ ем— появлением песков при + 1.0<т<+2.0. Намечающиеся дефициты % определяются, вероятно, границами каких-то подсовокупностей песков, и эта граница смещена относительно границ песков шельфа (рис. 2). На плато Блейк доля группы «т>0» возрастает еще больше, что свидетельствует о еще более значительной переработке осадочного материала. Однако малое число анализов не позволяет провести подробный анализ. Отме­ тим, что рассмотренные нами пески не являются продуктами мутьевых потоков. Последние не могут генерировать столь «чи­ стые» пески. Есть и другие факты, подтверждающие перенос дан-

102