Геоморфологическая характеристика. Выделяются следующие основные морфогенетические типы рельефа (рис.1).
Пологонаклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина внешнего шельфа. Средние уклоны поверхности от 1 до 3є. В строении аллювиальной равнины принимают участие песчано-глинистые отложения наложенных террас и дельт палео-речных систем Дуная и Днестра. Хорошо выражены в рельефе погребенные долины, сформировавшиеся во время последней новоэвксинской регрессии.
Значительную роль в формировании рельефа сыграли эрозионные и аккумулятивные процессы. В трансгрессивную фазу они постоянно сглаживали рельеф аллювиальной равнины, о чем свидетельствуют мощности морских отложений. Так мощности современных морских отложений колеблются от 0,1 м на «водораздельных» участках и до 3-5 м в днищах долин. Все эти долины выходят к наиболее развитым каньонам. Ширина долин колеблется от 1-2 км до 5-6 км. Превышение днищ долин над «водоразделами» достигает 15-20 м.
В результате последней (голоценовой) трансгрессии произошло окончательное формирование рельефа шельфа. Бровка шельфа является границей, отделяющей шельф от континентального склона и расположена на глубине 160 м.
Наклоненная эрозионно-аккумулятивная равнина континентального склона. Исследуемая часть континентального склона испытывает резкое изменение своего простирания от субмеридионального на северо-восточное, повторяя, в общих чертах, изгибы западного побережья Черноморской впадины.
В морфоструктурном отношении склон является подводным продолжением затопленной в результате трансгрессий обширной аллювиальной равнины, разрез которой состоит из глубоко залегающих коренных пород, перекрытых континентальными и морскими осадками. Уклон обусловлен моноклинальным залеганием коренных пород, а также континентальных отложений, которые перекрыты морскими осадками и составляет значения в 2-3°. Ширина склона различна и изменяется здесь в зависимости от расположения подводных конусов выноса, перекрывающих авандельты палеорек: от 7 км в западной части до 30 км в северной части.
В строении континентального склона принимает участие крупные эрозионные врезы - каньоны. Они расчленяют всю поверхность склона от верхней бровки до его подножья.
Слабонаклоненная денудационно-аккумулятивная равнина подножья континентального склона. Особые формы рельефа связаны с аккумуляцией смещенных осадков у подножья склона. Это своеобразные валы, бугры выпирания, возвышенности, наложенные конуса выноса. В наложении конусов выноса особую роль сыграли процессы трансгрессивно-регрессивной цикличности колебаний уровня Черного моря. Так, во время трансгрессии моря, бровка шельфа стабилизируется, и привнос материала, связанный с деятельностью каньонов, приостанавливается. Затем, с возобновлением регрессии, возобновляется работа мутьевых потоков, которые разгружаются в подножье склона и образуют обширные конуса выноса. Формируемые мутьевыми потоками конуса выноса в отдельных случаях представляют собой грандиозные по размерам и мощности осадков образования.
Наиболее четкое выражение в рельефе границы подножья склона приурочено к глубинам 1500-1700 м, а плавный переход от подножья склона к глубоководному ложу заканчивается на глубинах 2000-2100 м.
Субгоризонтальная слабохолмистая абиссальная аккумулятивная равнина. Сложена конусами выноса наиболее крупных палео-рек и подводными холмами. В формировании рельефа основную роль играют аккумулятивные процессы, связанные с конусами выноса и нефелоседиментация.
ЛИТОФАЦИИ ДОННЫХ ОСАДКОВ
Новоэвксинские отложения. В новоэвквинских отложениях можно выделяются пять литофаций, в определенной последовательности сменяющие друг друга от внешнего шельфа к глубоководной впадине.
Литофация песков выделяется только в северо-западной части Днестровско-Дунайского района внешнего шельфа. Пески очень мелкие со значительным количеством глинистого материала. В гранулометрическом составе песков фиксируется большой разброс значений содержания карбонатного раковинного материала и обычно незначительная примесь алевритового материала. Минералогический состав песков идентичен составу песков новоэвксинских отложений на северо-западном шельфе Черного моря. В составе неэлектромагнитной фракции доминирует циркон, рутил, дистен. Помимо этих минералов присутствуют пирит, силлиманит, апатит, анатаз, карбонат. В составе электромагнитной фракции преобладают гранат и ильменит. Здесь также присутствуют ставролит, эпидот, турмалин, биотит, хромит, амфибол, пирит окисленный, шпинель, пироксен, хлорит, монацит, глауконит. Выход тяжелой фракции в песках колеблется от 0,01 до 0,9%. Мощность песчаных отложений обычно не превышает 10-15 см.
Литофация ракушечников распространена в пределах всего внешнего шельфа на глубинах моря в диапазоне от 73 до 140 м. Ракушечники светло-серые, редко с зеленоватым оттенком в кровле, мелкие, сложены целыми раковинами и детритом, количество которого составляет 90-95% объема породы. В качестве примесей присутствует песок (5-10%) алеврит (5-10%) и глинистый материал (5-10%). Количество примесей в отдельных случаях увеличивается песка до 30-40%, алеврита до 25%, пелита до 25%. Мощность ракушечников колеблется от 0,05 (обычно 0,1 м) до 0,3 м.
Литофация алеврито-пелитовых илов выделена на глубинах моря от 81 до 162 м, замещая ракушечники в узкой полосе перегиба континентального шельфа. Илы серой окраски, текуче пластичные, обычно с примесью алеврита (до 25%). Раковинно-детритовый материал в илах присутствует в количестве 5-10%, иногда достигает 30%. Фракция <0,001 илов сложена гидрослюдой, хлоритом и кальцитом. Минералы фракции слагают тонкодисперсную массу с неупорядоченным чередованием слоев. Мощность илов не превышает 0,5м (обычно 0,2-0,3 м) и увеличивается в направлении от перегиба шельфа к берегу.
Литофация алевритовых глин, неширокой прерывистой полосой распространенная в верхней части континентального склона, содержит частиц фракции меньше 0,1 мм около 95%, при этом содержание тонкодисперсной пелитовой фракции - до 60%. Алевриты в виде прослоев залегают по всей глинистой толще, их мощность колеблется от нескольких миллиметров до 0,3 м. Мощность вскрытого разреза алевритовых глин составляет 0,1-2,5 м. Минералогический состав глин не отличается особой пестротой, в составе фракции < 0,001 светло-серых, серых глин по данным рентгеноструктурного анализа преобладает монтмориллонит и гидрослюда в смеси с кварцем, хлоритом и кальцитом.
Литофация глин характеризуется последовательными изменениями при увеличением глубины моря. На континентальном склоне до глубины 500-1000 м распространены серые, темно-серые, в меньшей мере светло-зеленые глины, которые в основном развиты к востоку от Дунайского каньона. Их мощностью колеблется от 0,1 до 2,7 м.
На глубинах моря от 500-1000 до 1500-2000 м в разрезе новоэвксинских отложений сверху залегают светло-серые, серые глины мощностью до 1,5-2,0 м, далее следует прослои темно-серой, часто черной гидротроилитовой глины мощностью от 0,1 до 0,5 м и более. Нередко гидротроилитовая глина заменяется серыми, темно-серыми глинами с большим количеством гидротроилитовых стяжений. Ниже гидротроилитового горизонта следует опять слой серой, светло-серой глины мощностью до 1,0 м, в котором гидротроилит присутствует в незначительной количестве. В верхах этого разреза светло-серые и серые глины, как правило, содержат гидротроилит. Светлые разности глин содержат примесь алеврита до 20%, а серые и темно-серые порядка 30-40%. Встречается примесь песка до 5-10%.
Глубже 1500-2000 м глинистый разрез новоэвксинских отложений, при сохранении примерно прежней вскрытой мощности осадков, усложняется. Характерным для этого типа разреза является переслаивание слоев по окраске, появление в разрезе прослоев гидротроилита и коричневой, серовато-коричневой, светло-коричневой, серовато-желтой с красноватым оттенком глины, которые своей окраской подчеркивают окислительную среду, в которой они образовались.
Коричневые глины слагают обширные поля в западной и центральной частях района и образуют прослои мощностью от 0,2 до 1,9 м, в которых содержатся слойки светло-серой, и зеленовато-серой глины мощностью 1-2 см. Также встречаются прослойки мелкозернистого песка, алеврита и гидротроилита. В качестве примеси в глинах содержится алеврит в количестве 10-20%, мелкий неопределимый детрит и стяжения гидротроилита. Широкое развитие коричневой глины в области каньона Палео-Дуная и ее переслаивание с гидротроилитовыми разностями глин свидетельствует о сложной динамике осадкообразования в новоэвксинское время. Об этом говорит характер разрезов новоэвксинских отложений в пределах второй половины континентального склона и глубоководной части.
Нижнечерноморские отложения. В нижнечерноморских отложениях выделяются две литофации.
Литофация сапропелей развита на материковом склоне, а также «выстилает» глубоководную часть впадины. Основанием сапропелевых отложений являются новоэвксинские образования. Цвет сапропеля темно-бурый, редко до черного, темно-зеленовато-бурый, зеленовато-бурый, светло-бурый с зеленоватым оттенком, темно-бурый с зеленоватым оттенком, темно-серый с зеленоватым оттенком. Редко сапропели содержат примесь глинистого материала в количестве 15-30%. До 8% глинистых разностей сапропеля приурочены к верхней части материкового склона. Можно отметить, что в составе сапропелей преобладает алевро-пелитовая фракция: при значительной примеси растительных и древесных остатков возрастает значение «обломочных» фракций. Как правило, сапропель содержит остатки костей рыб, реже рыбной чешуи, стрекоз. Редко в подошвенной части сапропелевого горизонта содержится мелкий детрит раковин моллюсков, а также остатки раковин. Мощность сапропелевого слоя изменяется от 0,05 м до 1 м, причем максимальные величины приурочены к верхней части склона.
При микроскопическом изучении в сапропеле наблюдается чередование тонких слойков, состоящих из глинистого материала, и волнистых, изменчивых по мощности слойков, обогащенных буроватым органическим веществом. К последним часто приурочено повышенное содержание панцирей диатомовых водорослей, ювенильных створок пелиципод, пыльцы и спор, глобул и кристаллов пирита, редких кокколитофорид.
В составе сапропелевого вещества преобладает нерастворимая часть (70-90% и более), несколько процентов гуминовых кислот и битумов. Происхождение органического вещества полигенное - за счет планктона, растительного детрита, бактериальных остатков и хемогенеза.
Микрослоистое строение объясняется неустойчивым режимом Черного моря. Этапы накопления сапропелевого органического вещества, глинистых частиц и единичных слойков кокколитовых илов сменяли друг друга. Образование сапропелевых отложений происходило при интенсивном повышении уровня моря.
Литофация сапропелевых илов покрывает плащом континентальный склон и глубоководные участки. Илы сапропелевые содержат глинистый материал в количестве 20-40% и алевритовый материал в количестве от 7 до 34,3%. Песок в сапропелевых илах встречается редко, его содержание достигает 5,9-17%. Примесь песка и алеврита встречена на континентальном склоне в районах каньонов.
Окраска сапропелевых илов буровато-зеленая, зеленовато-серая, буровато-серая. Встречаются светло-серые с зеленоватым оттенком, зеленовато-бурые, темно-зеленые, темно-бурые сапропелевые илы. Сапропелевые илы содержат растительные остатки (ветви, стебли, древесину), чешую рыб, остатки скелетов рыб и ракообразных. Остатки скелетов рыб и рыбная чешуя встречаются в 80-90% проб от общего количества изученных образцов.
Сапропелевые илы тонкослоистые, чаще неоднородные, развиты на склоне, как правило, до глубин моря порядка 100 м. Ниже по склону и в глубоководной впадине отмечены лишь однородные сапропелевые илы. В районе Дунайского каньона илы текучие, текучепластичные. Нахождение широкой полосы текучих, текучепластичных пород на материковом склоне в районе каньонов древних водотоков обусловлено мощным поступлением пелитового материала на склон стоком Палео-Дуная.
Минеральный состав сапропелевых илов неоднородный. В пределах континентального склона в составе фракции <0,001 довлеют гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, хлорит. В виде примесей присутствует кальцит, кварц. У подножья склона на первое место в минеральном составе фракции <0,001 выходит кальцит. В заметном количестве еще присутствует гидрослюда, хлорид, вероятно, есть монтмориллонит. В пределах глубоководной части основу агрегатной массы фракции <0,001 илов сапропелевых составляет кальцит, кварц, в смеси с полевыми шпатами, гидрослюдой, хлоритом.
Сапропелевые илы содержат прослои ила глинистого, прослои сапропеля, карбонатного материала. Мощность прослоев от первых миллиметров до 1-2см. Прослои карбонатного материала в основном развиты в пределах глубоководной части района, а прослои органики - в районах каньонов.
Мощность сапропелевых илов колеблется в широких пределах - от 0,5 до 3,1 м и более. Как правило, повышенные мощности приурочены в верхней части склона, к районам конусов выноса. У основания материкового склона и в глубоководных частях района мощность сапропелевых илов составляет 0,2-0,5м. Практически везде в районе исследований сапропелевые илы залегают под кокколитовыми илами верхнечерноморского горизонта.
Верхнечерноморские отложения. В верхнечерноморских отложениях выделены пять литофаций, из которых мидиевые илы распространены только на внешнем шельфе и алеврито-пелитовые фазеолиновые илы - на внешнем шельфе, бровке склона и на самом склоне.
Литофация мидиевых илов представлена чередованием глинистого ила с ракушей и раковинами преимущественно мидий и илистых мидиевых ракушников. В пределах материковой отмели и бровке склона (глубины моря 81-180 м.) глинистые илы, имеют зеленовато-серую окраску, редко буровато-серую, текучие. В половине колонок илы содержат примесь сапропеля в подошве слоя или тонкие прослои сапропелевого ила. Раковинно-детритовый материал содержится в количестве от 5 до 22 % (среднее - 18,8%) и в его составе до 95% Mytilus galloprovincialis (L.).
Мощность илов составляет 0,15-0,3 м. Илы могут включать пространственно невыдержанные прослои мидиевых ракушечников зеленовато-серого, реже буровато-серого цвета мощностью 0,1-0,4 м, в подошве которых изредка встречаются прослойки сапропелевого ила. В ракушечниках содержание илового материала всегда превышает 25%, а песка - более 5%. Вниз по континентальному склону в илах и ракушечниках наблюдается обеднение видового состава фаунистического комплекса моллюсков.
Мидиевые илы залегают на новоэвксинских илах и ракушечниках, а перекрываются верхнечерноморскими фазеолиновыми илами.
Литофация алеврито-пелитовых фазеолиновых илов. Фазеолиновые илы развиты на материковой отмели, бровке склона и на самом склоне на глубинах моря от 73 до 260 м на севере и северо-западе района исследований между палеодолинами рек Дуная и Днестра. Илы глинистые светло-серые, в меньшей степени - серые, зеленовато-серые, серовато-зеленые, текучие, тонкослоистые, обычно, с примесью раковинно-детритового материала, но встречаются и ракушечниковые.
Содержание раковинно-детритового материала изменяется в широких пределах от 1,1 до 43,0%, песка - в количестве от 1,1 до 12,5%, алеврита - в количестве от 7,4 до 30,0%. Среднее содержание пелитового материала составляет порядка 60 %. В илах на склоне уменьшается количество раковинно-детритового материала и увеличивается количество пелитового материала.
В кровле илов в единичных случаях зафиксировано «ожелезнение» раковинно-детритового материала. Их мощность на склоне составляет 0,01-0,15 м., в отдельных случаях до 0,8м, а на материковой отмели составляет 0,1-0,2 м. Контакт с подстилающими мидиевыми илами и ракушечниками в 75% случаев четкий, в 25% случаев - постепенный, причем, это характерно для участков, тяготеющих к бровке склона.
Отложения новочерноморского возраста в пределах континентального склона и глубоководной впадины существенно отличаются наличием большого количества скелетов кокколитофорид и органического углерода, и здесь выделяются следующие литофации.
Литофация кокколитовых илов. Кокколитовые илы практически повсеместно развиты на континентальном склоне и в глубоководной впадине. Кокколитовые илы светло-серые, серые, зеленовато-серые, серовато-зеленые. В западной и центральной частях района преобладают серые тона окраски илов. Содержания пелитового материала достигает до 90%. В качестве примесей в илах присутствует алевритовый материал, песок, мелкий детрит. В западной части района, и области каньона Палео-Дуная "верхняя" граница кокколитовых илов располагается в верхней части склона на глубинах моря 215-450 м.
Карбонатные компоненты кокколитовых илов состоят в основном из остатков кокколитофорид Emiliania huxley.
В пределах глубоководной части фракция <0,001 илов кокколитовых сложена исключительно кальцитом, в незначительном количестве присутствует другие карбонаты и кварц. Агрегатное состояние фракции <0,001 илов кокколитовых - тонкодисперсная смесь. В кокколитовые илах отмечается присутствие диатомовых водорослей и органики.
Литофация алевритовых кокколитовых илов. Развитие этих илов приурочено к верхней части континентального склона. Песчаный материал в илах встречен в районах, прилегающих к каньонам, его содержания обычно составляет 2-5 %, но в единичных случаях оно возрастает до 7-12%. Содержание алеврита в кокколитовых илах на континентальном склоне до глубин моря порядка 1200 м выше, чем в нижних частях склона и в глубоководных частях.
Илы содержат карбонатные стяжения в количестве от долей процента до 1,7%. Следует отметить, что кокколитовые илы содержат тонкие прослои сапропелевых и слабокарбонатных глинистых илов. В пределах верхней и средней частей склона (до глубин моря 1200 м) среднее содержание Сорг составляет 43-51%, а в нижней части склона и глубоководной впадины (на глубинах моря от 1200 до 2000 м и глубже) среднее содержание Сорг повышается до 72-76%.
Мощность кокколитовых илов колеблется от 0,05 до 2,4 м. В целом на склоне мощность кокколитовых илов выше, чем в глубоководной части. В глубоководной части мощность кокколитовых илов составляет 0,05-0,15 м.
В пределах континентального склона и его подножья в минеральном составе фракции <0,001 преобладает кальцит, но в заметном количестве присутствует глинистая составляющая - гидрослюда, монтмориллонит, хлорит. В виде примесей здесь установлены каолинит, кварц. Присутствует пирит. В пределах глубоководной части фракция <0,001 илов кокколитовых сложена исключительно кальцитом, в незначительном количестве присутствует другие карбонаты и кварц. Агрегатное состояние фракции <0,001 илов кокколитовых - тонкодисперсная смесь.
