Изменение источников сноса голоценовых отложений заливов Ога и Цивольки (архипелаг Новая Земля) по данным изотопного анализа SR, ND, PB

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассмотрены Sr-, Nd-, Pb-изотопные данные, полученные для двух колонок донных осадков, отобранных в заливах Ога и Цивольки Северного острова архипелага Новая Земля. Изученная толща осадков из залива Ога накопилась за последнюю тысячу лет. Отношение 87Sr/86Sr уменьшается сверху вниз по разрезу от 0.72225 до 0.71995, значение εNd варьируется от –6.1 до –5.5. Изотопный состав Pb изменяется в узких пределах: отношение 206Pb/204Pb от 19.107 до 19.139, отношение 207Pb/204Pb от 15.632 до 15.635, отношение 208Pb/204Pb от 38.568 до 38.635. Быстрое уменьшение отношения 87Sr/86Sr при относительно стабильном изотопном составе неодима и свинца указывает на изменение источника кластогенного материала. Это можно объяснить тем, что в область эрозии ледника и далее, соответственно, в зону осадконакопления сначала поступал материал разрушения пермских глинистых сланцев, а затем – девон-силурийских осадочных карбонатов. Колонка, отобранная в заливе Цивольки, сформировалась за чуть более чем 10 тысяч лет. Эти донные отложения по изотопным отношениям Sr, Nd и Pb разделяются на нижнюю и верхнюю части: до и после 150 см (или ~3.5 тыс. лет). В нижней части колонки отношение 87Sr/86Sr увеличивается от 0.72055 до 0.72580, значение εNd остается примерно одинаковым и варьирует около –8.2. В верхней части наблюдается падение отношения 87Sr/86Sr до 0.72049 в приповерхностном слое, одновременно с этим увеличивается значение εNd до –6.4. На границе этих двух подразделений происходит резкая смена отношения 206Pb/204Pb со значения около 18.0 в нижней части на 19.3 в верхней и 208Pb/204Pb с приблизительно 36.5 в нижней на 38.7 в верхней части разреза. Изменение изотопных характеристик Sr, Nd и Pb, вероятно, является отражением изменений состава пород в области сноса бассейна, который сейчас разрушается ледником. Сравнение с современными источниками, поставляющими обломочный материал в Карское море, показало, что в заливы Ога и Цивольки вещество поступает только с Новой Земли.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А. Вишневская

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vishnevskaia@geokhi.ru
Россия, ул. Косыгина 19, Москва, 119334

Ю. А. Костицын

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Email: vishnevskaia@geokhi.ru
Россия, ул. Косыгина 19, Москва, 119334

Т. Г. Окунева

Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН

Email: vishnevskaia@geokhi.ru
Россия, ул. Академика Вонсовского, 15, Екатеринбург, 620016

Н. Г. Солошенко

Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН

Email: vishnevskaia@geokhi.ru
Россия, ул. Академика Вонсовского, 15, Екатеринбург, 620016

Список литературы

  1. Басов В.А., Василенко Л.В., Вискунова К.Г., Кораго Е.А., Корчинская М.В., Куприянова Н.В., Повышева Л.Г., Преображенская Э.Н., Пчелина Т.М., Столбов Н.М., Суворова Е.Б., Супруненко О.И., Суслова В.В., Устинов Н.В., Устрицкий В.И. & Фефилова Л.А. (2009). Эволюция обстановок осадконакопления Баренцево-Северо-Карского палеобассейна в фанерозое. Нефтегазовая геология. Теория и практика. 4 (1), 1-3.
  2. Горшков С.Г., Алексеев В.Н., Фалеев В.И. (1980). Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. М.: Наука, 200 с.
  3. Государственная геологическая карта Российской Федерации, лист S-38-40, масштаб 1:1000000 (1999) Отв. редактор Лопатин Б.Г., Санкт-Петербургская картографическая фабрика ВСЕГЕИ.
  4. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю., Фяйзулина Р.В. (2017) Изотопные (δD, δ18O) параметры и источники опресненных вод Карского моря. Океанология. 57(1), 38-48. doi: 10.7868/S003015741701004X
  5. Кораго Е.А., Ковалева Г.Н., Щеколдин Р.А., Ильин В.Ф., Гусев Е.А., Крылов А.А.1, Горбунов Д.А. (2022) Геологическое строение архипелага Новая Земля (Запад Российской Арктики) и особенности тектоники Евразийской Арктики. Геотектоника. 2, 21-57. doi: 10.31857/S0016853X22020035
  6. Маслов А.В., Кузнецов А.Б, Политова Н.В., Шевченко В.П., Козина Н.В., Новигатский А.Н., Кравчишина М.Д., Алексеева Т.Н. (2020) Распределение редких и рассеянных элементов и изотопный состав Nd, Pb и Sr в поверхностных осадках Баренцева моря. Геохимия. 65(6), 566-582.
  7. Maslov A.V., Kuznetsov A.B., Politova N.V., Shevchenko V.P., Kozina N.V., Novigatsky A.N., Kravchishina M.D., Alexeeva T.N. (2020) Distribution of trace and rare-earth elements, and Nd, Pb, And Sr isotopes in the surface sediments of the Barents Sea. Geochem. Int. 58(6), 687-703.
  8. Маслов А.В., Шевченко В.П., Кузнецов А.Б., Штайн Р. (2018) Геохимическая и Sr-Nd-Pb-изотопная характеристика осадочного материала, переносимого дрейфующими льдами Северного Ледовитого океана. Геохимия. 8, 729-744.
  9. Maslov A.V., Shevchenko V.P., Kuznetsov A.B., Stein R. (2018) Geochemical and Sr–Nd–Pb-isotope characteristics of ice-rafted sediments of the Arctic Ocean. Geochem. Int. 58(8), 751-765.
  10. Benn D.I., Evans D.J.A. Glaciers & glaciation. Routledge, 2014.
  11. Dutton A., Carlson A.E., Long A.J., Milne G.A., Clark P.U., DeConto R., … Raymo M.E. (2015). Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods. Science. 349(6244), aaa4019–aaa4019. doi: 10.1126/science.aaa4019.
  12. Dyer B., Austermann J., D’Andrea W.J., Creel R.C., Sandstrom M.R., Cashman M., Rovere A., Raymo M.E. (2021) Sea level trends across the Bahamas constrain peak last interglacial ice melt. PNAS. 118, e2026839118. https://doi.org/10.1073/pnas.2026839118.
  13. Eisenhauer A., Meyer H., Rachold V., Tütken T., Wiegand B., Hansen B.T., Spielhagen R.F., Lindemann F., Kassens H. (1999) Grain size separation and sediment mixing in Arctic Ocean sediments: evidence from the strontium isotope systematic. Chemical Geology. 158, 173-188. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00026-1
  14. Fagel N., Innocent C., Gariepy C., Hillaire-Marcel C. (2002) Sources of Labrador Sea sediments since the last glacial maximum inferred from Nd-Pb isotopes. Geochim. Cosmochim. Acta. 66(14), 2569-2581. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(02)00866-9
  15. Gartside M. (1996) Sources et inventaire du plomb anthropique dans les sediments de l’Océan Arctique profond. Département des Sciences de la Terre. Université du Québec à Montréal, Montréal, p. 79.
  16. Goswami V., Singh S.K., Bhushan R., Rai V.K. (2012), Temporal variations in 87Sr/86Sr and ɛNd in sediments of the southeastern Arabian Sea: Impact of monsoon and surface water circulation. Geochem. Geophys. Geosyst. 13, Q01001, doi: 10.1029/2011GC003802
  17. Guo L., Semiletov I., Gustafsson Ö., Ingri J., Andersson P., Dudarev O., White D. (2004) Characterization of Siberian Arctic coastal sediments: Implications for terrestrial organic carbon export. Global Biogeochemical Cycles. 18(1). https://doi.org/10.1029/2003GB002087
  18. Harrison J.C., St-Onge M.R., Petrov O.V., Strelnikov S.I., Lopatin B.G., Wilson F.H., Tella S., Paul D., Lynds T., Shokalsky S.P., Hults C.K., Bergman S., Jepsen H.F., Solli A. (2011) Geological Survey of Canada, “A” Series Map 2159A, 9 sheets; 1 DVD, https://doi.org/10.4095/287868
  19. IBCAO https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/arctic_ocean/ (доступ от 31.03.2023)
  20. Innocent C., Fagel N., Hillaire-Marcel C. (2000) Sm-Nd isotope systematics in deep-sea sediments: Clay-size versus coarser fractions. Mar. Geol. 168, 79–87. doi: 10.1016/S0025-3227(00)00052-9
  21. Lightfoot P.C., Hawkesworth C.J., Hergt J., Naldrett A.J., Gorbachev N.S., Fedorenko V.A., Doherty W. (1993) Remobilisation of the continental lithosphere by a mantle plume: major-, trace-element, and Sr-, Nd-, and Pb-isotope evidence from picritic and tholeiitic lavas of the Noril’sk District, Siberian Trap, Russia. Contrib. Mineral. Petrol. 114, 171-188. https://doi.org/10.1007/BF00307754
  22. Lorenz H., Gee D. G., Korago E., Kovaleva G., McClelland W.C., Gilotti J.A., Frei D. (2013) Detrital zircon geochronology of Palaeozoic Novaya Zemlya - a key to understanding the basement of the Barents Shelf. Terra Nova. 25(6), 496-503. doi: 10.1111/ter.12064
  23. Maccali J., Hillaire-Marcel C., Carignan J., Reisberg L.C. (2013) Geochemical signatures of sediments documenting Arctic sea-ice and water mass export through Fram Strait since the Last Glacial Maximum. Quat. Sci. Rev. 64, 136-15. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2012.10.029
  24. Maccali J., Hillaire-Marcel C., Not C. (2018) Radiogenic isotope (Nd, Pb, Sr) signatures of surface and sea ice-transported sediments from the Arctic Ocean under the present interglacial conditions. Polar Res. 37, 1, doi: 10.1080/17518369.2018.1442982
  25. McArthur J.M., Howarth R.J., Shields G.A., Zhou Y. (2020) Chapter 7 - Strontium Isotope Stratigraphy, Editor(s): Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Mark D. Schmitz, Gabi M. Ogg / Geologic Time Scale. Elsevier, 211-238. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824360-2.00007-3
  26. Meyer I., Davies G.R., Stuut J.-B.W. (2011) Grain size control on Sr-Nd isotope provenance studies and impact on paleoclimate reconstructions: An example from deep-sea sediments offshore NW Africa. Geochem. Geophys. Geosyst. 12, Q03005. doi: 10.1029/2010GC003355
  27. Millot R., Allègre C.J., Gaillardet J., Roy S. (2004) Lead isotopic systematics of major river sediments: a new estimate of the Pb isotopic composition of the Upper Continental Crust. Chem. Geol. 203, 75-90. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2003.09.002
  28. Rusakov V., Kuz’mina Т., Borisov A., Gromyak I, Dogadkin D., Romashova Т., Solovi’eva G., Lukmanov R. (2022a) A drastic change in glacial dynamics at the beginning of the seventeenth century on Novaya Zemlya coincides in time with the strongest volcanic eruption in Peru and the Great Famine in Russia. Quat. Res., 1-14. https://doi.org/10.1017/qua.2021.74
  29. Rusakov V.Y., Kuz’mina T.G., Krupskaya V.V., Gromyak I.N., Dogadkin D.N., Romashova T.V. (2022b) Holocene history of the eastern side of Novaya Zemlya from glaciomarine sediment records in the Tsivol’ki Fjord. Boreas. 51, 859-876. https://doi.org/10.1111/bor.12585
  30. Rutberg R.L., Goldstein S.L., Hemming S.R., Anderson R.F. (2005) Sr isotope evidence for sources of terrigenous sediment in the southeast Atlantic Ocean: Is there increased available Fe for enhanced glacial productivity? Paleoceanography. 20, PA1018. doi: 10.1029/2003PA000999
  31. Schmitt W. (2007) Application of the Sm-Nd isotope system to the late Quaternary paleoceanography of the Yermak Plateau (Arctic Ocean) (Doctoral dissertation, lmu).
  32. Stevenson R., Poirier A., Véron A., Carignan J., Hillaire-Marcel C. (2015) Late Eocene to present isotopic (Sr–Nd–Pb) and geochemical evolution of sediments from the Lomonosov Ridge, Arctic Ocean: Implications for continental sources and linkage with the North Atlantic Ocean. C. R. Geosci. 347(5–6), 227-235. https://doi.org/10.1016/j.crte.2015.02.008
  33. Swärd H., Andersson P., Hilton R., Vogt C., O’Regan M. (2022) Mineral and isotopic (Nd, Sr) signature of fine-grained deglacial and Holocene sediments from the Mackenzie Trough, Arctic Canada. Arct. Alp. Res. 54(1), 346-367. doi: 10.1080/15230430.2022.2096425
  34. Taldenkova E. (2023) “Holocene history of the eastern side of Novaya Zemlya from glaciomarine sediment records in the Tsivol’ki Fjord”: Comments. Boreas. 52, 139-144. https://doi.org/10.1111/bor.12603
  35. Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwells Scientific, Oxford. 312 p.
  36. Tütken T., Eisenhauer A., Wiegand B., Hansen B.T. (2002) Glacial-interglacial cycles in Sr and Nd isotopic composition of Arctic marine sediments triggered by the Svalbard/Barents Sea ice sheet. Mar. Geol. 182, 351-372.
  37. Walter H.J., Hegner E., Diekmann B., Kuhn G., Rutgers van der Loeff M.M. (2002) Provenance and transport of terrigenous sediment in the south Atlantic Ocean and their relations to glacial and interglacial cycles: Nd and Sr isotopic evidence. Geochim. Cosmochim. Acta. 64(22), 3813-3827. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(00)00476-2
  38. Wooden J.L., Czamanske G.K., Fedorenko V.A., Arndt N.T., Chauvel C., Bouse R.M., King B.S.W., Knight R.J., Siems D.F. (1993) Isotopic and trace element constraints on mantle and crustal contributions to Siberian continental flood basalts, Noril’sk area, Siberia. Geochim. Cosmochim. Acta. 57, 3677-3704. https://doi.org/10.1016/0016-7037(93)90149-Q

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Место отбора проб. (а) Положение архипелага Новая Земля в акватории Северного Ледовитого океана. (б) Район проведения работ, синими стрелками показаны приповерхностные течения (Горшков и др., 1980, источник карты IBCAO). (в) Точки отбора проб в заливах Ога (АМК-5248) и Цивольки (АМК-5251) показаны звездочками.

Скачать (587KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение содержания Sr и изотопных отношений Sr, Nd, Pb по колонке осадка АМК-5248 (залив Ога). Кружками обозначены образцы из теплых стадий, треугольниками – из холодных, погрешность измерения (±2σ) обо- значена горизонтальными рисками для отношения 207Pb/204Pb, в остальных случаях она не превышает размер знака.

Скачать (197KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диаграммы парных соотношений изотоп- ных составов Sr, Nd, Pb и содержания Sr для пород из залива Ога. Пунктиром отмечена предполагаемая граница между нижней и верхней частью разреза, эти же подразделения отмечены линиями тренда и овалом. Кружками обозначены образцы из теплых стадий, треугольниками – из холодных, цифры на графиках – номера проб, погрешность измерения (±2σ) обозначена горизонтальными и вертикальными рисками, там, где знака нет, она не превышает размер знака.

Скачать (322KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение содержания Sr и изотопных составов Sr, Nd, Pb по колонке АМК-5251 (залив Цивольки). Стрелками показаны тренды изменения составов, пунктирной линией – граница смены источника сноса. Погреш- ность измерения (±2σ) обозначена горизонтальными рисками в тех случаях, когда она превышает размер знака.

Скачать (197KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Положение образцов из залива Цивольки в координатах (а) содержание Nd–εNd, (б) 87Sr/86Sr–εNd (пунктирной линией разделены горизонты, распо- ложенные выше и ниже границы предложенных в тексте подразделений), и (в) 206Pb/204Pb–208Pb/204Pb. На графиках видно, что осадки верхней и нижней части разреза занимают различные поля. Это отчетливо указывает на смену пород в источнике сноса.

Скачать (150KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Минеральный состав отложений из кернов залива Ога (квадраты) и Цивольки (кружочки), дан- ные взяты из (Rusakov et al., 2022a, b), Ill – иллит, Cl – хлорит, Kl – каолинит.

Скачать (104KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Эволюция изотопного состава Sr во времени для предполагаемого источника (сплошная линия) осадочных пород (а) залива Ога и (б) залива Цивольки архипелага Новая Земля.

Скачать (144KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изотопный состав отложений заливов Ога и Цивольки в сравнении с вероятными источниками сноса в координатах (а) εNd –87Sr/86Sr и (б) 208Pb/206Pb–206Pb/204Pb. Данные для отложений разных провинций взяты из сле- дующих работ: юго-восточный берег Новой Земли и Шпицберген (Tütken et al., 2002), реки Енисей и Обь (Guo et al., 2004; Schmitt, 2007), Северный полюс (Eisenhauer et al., 1999), Восточно-Сибирское море, Карское море, море Лаптевых, Баренцево море, пролив Фрама, река Маккензи и территория канадской Арктики (Maccali et al., 2018), река Лена (Millot et al., 2004), хребет Ломоносова (Stevenson et al., 2015), море Бофорта (Gartside, 1996); базальты Сибирской трапповой провинции (Lightfoot et al., 1992; Wooden et al., 1993).

Скачать (239KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах