Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 491, № 1, стр. 63-67

ВВЕДЕНИЕ

Татарский пролив приурочен к северному замыканию Японского моря, отделяет материк от острова Сахалин и сообщается с Охотским морем через узкий и мелкий пролив Невельского (рис. 1а). В рельефе дна Татарский пролив соответствует одноименному трогу, который простирается в субмеридиональном направлении. Глубина трога на широте 46° с.ш. равна 1800 м и уменьшается до 250 м севернее 49° с.ш. Татарский трог образовался в результате растяжения земной коры в средне-позднеолигоценовое-позднемиоценовое время и заполнен кайнозойскими осадками мощностью до 8–10 км, при формировании которых значительную роль играли отложения Палеоамура [1].

Рис. 1.

Положение района исследований (серый прямоугольник) и галсов геофизической съемки (серые линии). Сокращения: АЛ – Амурский лиман, ПН – пролив Невельского (а); теневая карта района работ, составленная по результатам батиметрической съемки, освещенность с юго-востока. Жирными линиями показано положение сейсмических разрезов, приведенных на рис. 2 а,в. Изобаты проведены через 25 м (б).

В результате геофизических исследований, проведенных в центральной части Татарского пролива, впервые в этом районе были обнаружены и изучены контуритовые дрифты. Описанию их характерных особенностей и связи с придонными течениями посвящено сообщение. Район исследований располагался в центральной части Татарского пролива (рис. 1а); его изучение проводилось в 59-м, 62-м, 67-м и 70-м рейсах нис “Академик М.А. Лаврентьев” в рамках международного проекта “Sakhakin Slope Gas Hydrates” (“Газогидраты склона о. Сахалин”, SSGH, 2012–2015 гг.). В рейсах выполнялись комплексные исследования, включая батиметрическую съемку однолучевым эхолотом с частотой 12 кГц и сейсмическую съемку с использованием метода непрерывного сейсмического профилирования (НСП). При сейсмической съемке в качестве источника использовался спаркер “Соник 4М” (энергия – 4000 Дж); регистрация проводилась одноканальной сейсмической косой в интервале частот 210–1500 Гц. Глубина проникновения была равна 500 мсек, разрешение 10 мсек [2].

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведенные батиметрические исследования дали возможность выделить на дне трога в интервале глубин 500–800 м два протяженных вала (рис. 1б, 2а). В северной части района валы примыкают к западному борту трога, южнее – отделяются от него и друг от друга каналами, над которыми вершины валов поднимаются на высоту от 20 до 90 м. Валы имеют асимметричный профиль с более крутыми западными склонами и протягиваются с севера на юг на расстояние более 80 км. На севере их ширина составляет 15–20 км, к югу они постепенно сужаются.

Осадочный чехол в пределах трога достигает мощности нескольких километров и полностью нивелирует неровности фундамента [1], что дает основание рассматривать валы и каналы в качестве эрозионно-аккумулятивных форм рельефа. Валы располагаются на дне узкого трога, имеют одинаковые с ним простирания, асимметричный профиль и ограничены каналами. Таким образом, они обладают структурным положением и морфологией, которые, в соответствии с типизацией в работах [3, 4], дают основание интерпретировать их как валообразные протяженные дрифты. То, что валы являются контуритовыми дрифтами, подтверждают полученные сейсмические профили, на которых присутствует ряд признаков, служащих для выделения этих структур по сейсмическим данным [3].

Наиболее характерным признаком является широкое распространение несогласий, которые могут быть прослежены через все аккумулятивное тело и маркируются протяженными высокоамплитудными отражающими горизонтами (рис. 2а). Среди них выделяются эрозионные несогласия, которые могут быть базальными, подстилающими дрифты (рис. 2б) или локальными, связанными со срезанием отражающих горизонтов в эрозионном канале (рис. 2в). Второй тип несогласий связан с проградационным налеганием верхних отражающих горизонтов на нижние, причем наращивание происходит как в сторону эрозионного канала, так и от него и маркируется сигмоидальной или косой геометрией отражающих горизонтов в верхней части разреза (рис. 2б, 2в, 2г). В нижней части разреза наращивание фиксируется только в сторону эрозионного канала, в противоположном направлении происходит аградация (намыв) осадков (рис. 2б).

Рис. 2.

Сейсмический разрез по профилю 006_1 (а), его увеличенные фрагменты (б, г) и фрагмент сейсмического разреза по профилю 005_1 (в), иллюстрирующие характер взаимоотношений между отражающими горизонтами в верхней части осадочного чехла Татарского трога. Залитые стрелки обозначают эрозионные каналы, кружки с точками –направление придонных течений, точечными линиями белого и черного цветов показаны несогласия. Цифрами обозначены несогласия, связанные с: 1 – базальной эрозией, 2 – локальной эрозией в канале, 3 – проградационным налеганием с сигмоидальными отражающими горизонтами, 4 – проградационным налеганием с косой слоистостью отражающих горизонтов, 5 – осадки, перекрывающие дрифты. Положение разрезов см. на рис. 1б.

Отражающие горизонты данного типа контуритовых дрифтов имеют характерную линзовидную форму (рис. 2а, 2б), вверх по разрезу они постепенно выгибаются, образуя в разрезе валообразные очертания, на основании чего такого типа аккумуляционные тела получили название “валообразные дрифты” [3].

ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Контуритовые дрифты образуются в результате аккумуляции больших объемов осадочного материала, переносимого придонными течениями [3, 4]. В Татарском проливе выделяются течения Шренка и Западно-Сахалинское, которые являются стабильными при различных синоптических условиях [5]. Пограничное течение Шренка представляет собой поток опресненной холодной воды, проходящий с севера на юг вдоль западного (приморского) побережья пролива. Западно-Сахалинское пограничное течение идет вдоль побережья о. Сахалин с юга на север, продолжая Цусимское течение, являющееся потоком теплых и соленых субтропических вод, ответвляющихся от течения Куросио.

Проведенный нами анализ морфологии рельефа и структуры верхней части осадочного чехла показал, что влияние придонной составляющей течений Западно-Сахалинского и Шренка на формирование верхней части осадочного чехла наблюдается только на дне и западном склоне Татарского трога. Принимая во внимание скорости осадконакопления [1] и видимую на разрезах мощность контуритовых дрифтов, можно сделать предположение, что их возраст и соответственно возраст активности придонных течений составляет не менее 1 млн лет.

В течение этого времени Западно-Сахалинское пограничное течение на процесс осадконакопления на восточном склоне Татарского трога влияние не оказывало, поскольку верхняя часть его осадочного чехла состоит из протяженных, параллельных дну отражающих горизонтов (рис. 2а). Такой тип отражений характерен для слоистых толщ средне- и тонкозернистых осадков и может соответствовать обстановкам накопления пелагических и/или гемипелагических отложений в низкоэнергетической среде на континентальных склонах [6].

Формирование контуритовых дрифтов в западной части Татарского трога, по всей видимости, было связано с течением Шренка, которое на глубине формировало струи, приуроченные к эрозионным каналам (рис. 2а, 2б). В дрифтах Татарского трога наблюдается множество несогласий, что, как было показано ранее для контуритовых дрифтов Мирового океана [3, 4], свидетельствует об изменениях гидрологических условий, которые могут быть связаны с вариациями скоростей придонных течений и количеством поступающего осадочного материала.

Одной из причин изменений гидрологических условий в Татарском проливе могли быть эвстатические колебания уровня моря [7], когда при его понижении обмен водами между Амурским лиманом и Татарским заливом прекращался. Вариации в гидрологических условиях и количестве осадочного материала, по-видимому, были также связаны с субмеридиональной миграцией за последние 2.5 млн лет дельты Палеоамура в сторону Татарского пролива или Сахалинского залива [8]. В первом случае расположение палеодельты в самом проливе обеспечивало вынос бóльших объемов воды и осадков в Татарский пролив.

В настоящее время контуритовые дрифты не активны, поскольку они перекрыты тонким слоем осадков мощностью около 15–20 м, который без перерывов продолжается на западный и восточные склоны трога (рис. 2б), что свидетельствует об очень низкой скорости придонных течений вдоль Татарского трога или их отсутствии.

Это предположение подтверждается изучением современного процесса осадконакопления в Татарском троге, который рассматривается в качестве застойной зоны, где происходит формирование отложений нефелоидного терригенного материала [9]. Исследование распространения плюма реки Амур также показало, что в настоящее время вынос его вод вместе с терригенным осадочным материалом происходит в основном в Сахалинский залив, а не в Татарский пролив [10].

Контуритовые дрифты в Татарском проливе сформировались за счет придонных течений, которые в виде струй идут с севера на юг по трем эрозионным каналам. Несогласия в дрифтах свидетельствуют об изменениях в режиме течений, которые могут быть связаны с колебаниями уровня моря и миграцией дельты Палеоамура. В настоящее время дрифты неактивны, что, по всей видимости, обусловлено вариациями в скорости течений, связанными с понижением уровня моря во время последнего ледникового максимума и выносом осадочного материала рекой Амур, главным образом, в Охотское море.