Геохимия плейстоценовых осадков Атлантики и Индийского океана: уникальные закономерности и различия

Сотрудники лаборатории геохимии осадочных пород Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН провели исследования плейстоценовых осадков Атлантики и Индийского океана, которые позволили глубже понять механизмы осадконакопления и геохимической эволюции океанов в плейстоцене (до 1,8 млн лет назад).

Исследования показывают, как климат, океаническая циркуляция и тектонические процессы влияли на формирование осадочного покрова, что имеет важное значение для реконструкции палеогеографических обстановок и прогнозирования будущих тенденций. Установленные закономерности важны для оценки распределения геохимических элементов в различных океанах и дают представления о потенциальных минеральных ресурсах.

Фактический материал представлен результатами анализа химического состава примерно 2000 проб плейстоцена Индийского океана и 3312 проб плейстоценовых отложений Атлантики (около 20000 элементо-определений для Индийского океана и 26 107 — для Атлантического). Проведённые исследования основаны на обзорах геохимических особенностей плейстоценовых осадков обоих океанов, накопившихся примерно с 1,8 млн лет до 11,7 тыс. лет назад. В целом сухая масса осадочного материала плейстоценовых отложений в Атлантике равна 3659,3 ⋅ 10¹⁸ г, а Индийского океана — 2177,0 ⋅ 10¹⁸ г. Таким образом, отношение масс равно 1,68. В основном осадки представлены однотипными отложениями, но в Атлантике достаточно широко развиты также, например, контуриты, карбонатные турбидиты и вулканогенные отложения, а в Индийском океане — радиоляриево-диатомовые илы и глины.

Критический анализ изученных выборок фактического материала показал высокое разнообразие химических составов для каждого из изученных типов отложений в пространственно-временном плане. Оно обусловлено как различиями фациального плана, так и особенностями возрастной эволюции осадконакопления. При этом, однако, большие массивы статистических данных способствуют выявлению некоторых достаточно общих геохимических закономерностей, характерных в целом для плейстоцена исследованных океанов. Отмечено большое сходство химических составов для однотипных плейстоценовых отложений. Рассмотрение величин отношения средневзвешенных содержаний, например, для оксидов петрогенных элементов в плейстоцене Атлантического и Индийского океанов, показало, что определяющее значение при расчётах имеет соотношение масс сухого вещества в плейстоценовых осадках этих океанов.

Чётко выраженное преимущество абсолютных масс оксидов петрогенных элементов в плейстоцене Атлантики над Индийским океаном обусловлено показанными в статье различиями в отношениях площади суши к площади океана (B/L), гумидности климата, первичной продукции и, отчасти, в рельефе дна этих двух океанов. При общем сходстве петрофонда водосборов обоих океанов существенно отметить более важную роль материала химического выветривания для Атлантики. Наиболее ярко процессы осадочной дифференциации выражены величинами отношения SiO₂/Al₂O₃ в литогенных осадках Атлантики и спектрами редкоземельных элементов в плейстоценовых отложениях обоих океанов. В распределении Al₂O₃ в отложениях Атлантического океана большую роль играет геохимическое поведение растворенного Al. Усредняющее действие глобального конвейера термохалинной циркуляции (циркуляции, которая создается за счёт перепада плотности воды, образовавшегося вследствие неоднородности распределения температуры и солёности в океане; понижение температуры и увеличение солёности жидкости увеличивают её плотность) лучше всего проявлено в южном поясе кремненакопления.

«В целом представляется правильным говорить о различных уровнях взаимодействия осадочной дифференциации (при разрушении материнских пород, а также при последующем переносе и отложении осадочного материала происходит его разделение — дифференциация, по размеру частиц, плотности и химическим свойствам) и межбассейнового фракционирования (разделение элементов из единого массива под влиянием изменения физико-химических параметров вмещающей среды) при формировании фациальной структуры плейстоценовых отложений в океанических бассейнах и различных их частях», — прокомментировал заведующий лабораторией геохимии осадочных пород ГЕОХИ РАН доктор геолого-минералогических наук Михаил Аркадьевич Левитан.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Результаты опубликованы в журнале Lithology and Mineral Resources.

Источник: Минобрнауки России.