Геохимическая характеристика донных отложений Керченского пролива (в связи с созданием нового глубоководного порта) - Дипломная работа

Характеристика района работ (обзор литературных данных) 1.2 Геологическое строение района работ4.

Геохимическая характеристика донных отложений Керченского пролива

(в связи с созданием нового глубоководного порта)

Выпускная квалификационная работа бакалавра по направлению 020300 «Геология»

Оглавление

1. Характеристика района работ (обзор литературных данных)

1.1 Физико-географическое описание

1.2 Геологическое строение района работ

2. Методы полевых и лабораторных исследования

2.1 Полевые исследования

2.2 Лабораторные исследования

4. Обсуждение полученных результатов

4.1 Статистическая обработка результатов химического анализа донных осадков и построение геохимических карт

4.2 Формы нахождения тяжелых металлов в донных осадках

4.3 Формы нахождения тяжелых металлов в морской воде

Введение

Объектом исследования данной работы является акватория Керченского пролива. Постановка задачи связана с созданием нового глубоководного порта на Таманском полуострове, интегрированного в МТК «Север-Юг» и дополняющего портовые мощности. В связи с предстоящим строительством проводится серия анализов проб вод и донных отложений с целью оценки экологической ситуации в целом, загрязнения отдельными токсикантами в настоящий момент и планирования последующего мониторинга. Особый интерес представляет прогноз возможного вторичного загрязнения воды Керченского пролива тяжелыми металлами в результате их перехода в водную фазу из донных осадков при проведении планируемых работ, в связи с чем исследуется не только поверхностный слой отложений, но и проводится опробование по скважинам.

Основная цель работы - определение степени загрязнения донных осадков и вод Керченского пролива, а также геохимических особенностей поведения тяжелых металлов в системе “донные отложения - вода”

Для достижения этой цели были решены следующие задачи: Определение содержания тяжелых металлов, органического вещества и нефтепродуктов в донных осадках, поверхностных и придонных водах.

Оценка загрязнения донных осадков и построение геохимических карт.

Определение преобладающих форм нахождения тяжелых металлов в донных осадках.

Расчет коэффициентов водной миграции и форм нахождения тяжелых металлов в поверхностных и придонных водах.

При выполнении работы использовались следующие методы: Атомно-абсорбционная спектрометрия (определение тяжелых металлов) донный загрязнение отложение вода

Фотометрия (определение нефтеуглеводородов)

Метод постадийной экстракции (определение форм нахождения тяжелых металлов в донных отложениях)

Программа STATISTICA (обработка результатов анализов)

Программа PHГEEQC (расчет миграционных форм элементов в водах)

Программа Suгfeг и COГELDГAW x4 (построение геохимических карт).

Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры геохимии Альхову А.С и Семеновой В.В за помощь в проведении лабораторных исследований, статистической обработке и построениях карт. Отдельная благодарность сотрудникам ОАО “Ленморниипроект” и особенно Рябову Е.М, Рыжову С.Б и Иванову В.Н за помощь в работе, предоставлении полевого материала и фондовой информационной базы.

1. Характеристика района работ (обзор литературных данных)

1.1 Физико-географическое описание

Работы проходили в Темрюксоком районе Краснодарского края в Керченском проливе и у побережья Таманского полуострова между мысом Панагия и мысом Тузла. Таманский полуостров расположен в западной части Краснодарского края на границе с Украиной, разделен с ней Керченским проливом, на юге граничит с Анапским и Крымским районами, на востоке со Славянским районом, с севера омывается Азовским морем, с юга - Черным морем. На Таманском полуострове находится административная единица Краснодарского края - Темрюкский район. Население города 36,2 тыс. жителей (2008).Район включает один город районного подчинения - Темрюк и 27 сельских населенных пункта. В непосредственной близости от района работ расположены поселок Волна, находящийся в двух километрах, и станция Тамань в восьми километрах. На территории Таманского полуострова находятся два порта международного значения порт "Темрюк" и порт "Кавказ", на мысе Железный Рог ведется строительство третьего порта "Тамань" который должен стать одним из крупнейших на юге России. На Таманском полуострове открыты месторождения природного газа и нефти , имеются железные рудопроявления.. Также здесь находится самое известное месторождение минерала , который иногда называют по названию полуострова - таманитом .

Рельеф

Рельеф Таманского полуострова своеобразен. Он представляет собой всхолмленную равнину, большая часть которой является дельтовой равниной, на которой возвышаются низкие горы или сопки. Высота сопок от 40-ка до 160-ти метров над уровнем моря. Гряды и холмы сильно расчленены оврагами и промоинами. Поверхность полуострова сильно изрезана заливами, лиманами и солеными озерами. Низменные пойменные пространства - плавни занимают дельту реки Кубань и ее старое русло. На Таманском полуострове преобладают суглинистые, песчаные и солончаковатые грунты. Большой интерес представляют грязевые вулканы, расположенные в наиболее молодых прогибах земли. Рельефная поверхность Темрюкского района очень разнообразна, она сильно расчленена, а обнажения различных пород создают большое количество экологических ниш, которые помогают сохранению многих природных видов растений и животных.

Береговая линия

Берега Таманского полуострова довольно разнообразны, но преобладают два типа: высокие, крутые - абразионные, т. е. образовавшиеся в результате разрушительной деятельности морских волн, и низкие, плоские - аккумулятивные. Последние сформировались из песчано-глинистых отложений в результате деятельности морских волн и течений. Берег Таманского залива от мыса Тузла вплоть до станицы Тамань , возвышенный и крутой. В среднем высота его колеблется от 15 до 30 м. Береговая линия на значительном протяжении обрывиста, состоит из известняковых пород и ракушечника. Растительность большей частью антропогенная, однако в ряде мест вдоль береговых обрывов сохранилась первичная степная растительность. Дно побережья в основном песчаное, у мысов - каменистое. Прибрежная полоса моря и Керченского пролива замерзает почти ежегодно. В последние годы наблюдается наступление моря на сушу, что уменьшает ширину песчаного пляжа.

Климат

Климат района характеризуется как умеренно континентальный. Зимой преобладают холодные северные, северо-восточные, северо-западные ветры. Ветер с юга приносит тепло и дожди. Таманский полуостров относится к району недостаточного увлажнения. За год выпадает 200 - 250 мм осадков, в основном поздней осенью и зимой. Зима умеренно мягкая. Весна бывает ветреной, в последние годы с мало дождливой, но пасмурной погодой. Лето жаркое, температура достигает в июле - в августе до 40-ка и более градусов. Осадков не бывает по два - три месяца. Сентябрь и октябрь умеренно влажные и теплые

Гидрологические особенности

Гидрологические особенности Таманского полуострова отражают своеобразие его рельефа, геологического строения, климата и определяют специфику условий питания, стока и режима водоемов, характер подземных вод. Более половины территории полуострова (900 кв. км) заняты лиманами, плавнями и озерами. Речная сеть района представлена рекой Кубанью. Ширина реки 90 - 150 метров, глубина 2,5 - 5 метров, скорость течения 0,6 м/с. Берега низкие

Экологическая ситуация

Керченский пролив играет существенную роль в формировании особенностей гидролого-гидрохимического режима Азово-Черноморского бассейна и является важнейшим промысловым районом и судоходной магистралью. Формирование условий среды в проливе и их изменчивость происходит в условиях увеличения антропогенных нагрузок. Основными источниками негативного воздействия на экосистему пролива являются интенсивное судоходство, портовые и рейдовые перегрузочные комплексы, береговые источники загрязнения, расположенные в зоне Украины и Российской Федерации, дноуглубление акваторий портов и подходных каналов и дампинг изымаемых грунтов. В настоящей работе рассматриваются особенности поведения таких загрязняющих веществ, как тяжелые металлы.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу токсикантов, получил значительное распространение в экологической литературе. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к металлоидам (например, мышьяк).

В химической литературе к тяжелым металлам относятся Cu, Pb, Zn, Ni, Sn; к ним примыкают так называемые малые, или младшие - Co, Sb, Bi, Hg, Cd. В (Tгeatise on Geochemistгy, 2004) тяжелыми металлами названы Pb, Zn, Cd, Сг, Cu, Ni. В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Сг, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3.

Формально определению “тяжелые металлы” соответствует большое количество элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Так, в работах Ю.А. Израэля в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых металлов стоят благородные и редкие металлы; соответственно, остаются только Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых металлов чаще всего добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn. Среди тяжелых металлов, согласно данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), наиболее токсичны Hg, Sn, V, Mn, Mo, Pb, Zn, Cd, Cu, Сг, Ni, As. Обычно при организации мониторинга и оценке вредного воздействия загрязняющих веществ на организмы определяют содержание этих металлов. Тяжелые металлы, накапливаясь в пищевых цепях, обладают не только токсичными, но и мутагенными свойствами.

Таблица. 1. Биогеохимические свойства ряда тяжелых металлов

Свойство Металлы

Cd Co Cu Hg Ni Pb Zn

Токсичность В У У В У В У

Канцерогенность - B - - B - -

Подвижность B H У В Н В У

Тенденция к биоконцентрированию В В У В В В У

Эффективность накопления В У В В У В В

Комплексообразующая способность У Н В У Н Н В

Растворимость соединений В Н В В Н В В

Время жизни В В В Н В Н В

Примечание: В - высокая, У - умеренная, Н - низкая

Химический состав осадков, как таковой, безлик, т.к. валовая концентрация элементов представляет собой сумму количеств элемента в различных минералах, разнообразном биогенным материале и органо-минеральными образованиях (Калмыкова, 2001). Для различных типов горных пород характерен свой определенный набор минералов, соответствующий условиям их происхождения и определяющий геохимический фон объекта. В осадочных породах и донных осадках могут встречаться практически любые минералы. Кроме собственно обломочных минералов в осадках иногда в значительных количествах находится и биогенный материал.

1.2 Геологическое строение района работ

Керченский пролив локализован в зоне Ждановско-Керченского глубинного разлома, субмеридионально пересекающего Керченско-Таманскую складчатую область. В тектоническом отношении акватория пролива сложена двумя структурными этажами. Неогеновый структурный этаж является фундаментом, на котором несогласно залегают четвертичные отложения. План залегания четвертичных отложений обусловлен своеобразием строения неогенового ложа пролива, сформировавшегося в результате деятельности палео Дона в зоне пересечения субмеридионального глубинного Ждановско-Керченского и субширотного регионального Парпачско-Таманского разломов. В северной и южной частях пролива в неогеновом ложе палео Дона устанавливаются небольшие поднятия, прорезанные узкими долинами. На этих участках пролива мощность четвертичных отложений невелика и составляет 20-30 м. В центральной части пролива чехол четвертичных отложений достигает 50-60 м. Литологически четвертичные отложения разнообразны и представлены кварцевыми и раковинными песками, алевритами, глинами, лессовидными суглинками известняками и илами. В фациальном отношении они относятся к аллювиальным лиманным, морским и континентальным отложениям. Многочисленные лиманы и заливы Керченского пролива отражают сложную структуру этого района на стыке двух крупных регионов Крыма и Кавказа. Геологическая история Керченского пролива в четвертичное время представляет особый интерес, поскольку именно пролив связывал Черное и Каспийское моря. В начале четвертичного периода в первую фазу чаудинской трансгрессии существовал односторонний сброс пресных вод из Каспийского и Азовского водоемов в Черное море. Вторая фаза чаудинской трансгрессии характеризуется уже двусторонним обменом вод в проливе и завершается крупной регрессией с амплитудой 30-50 м. Этому моменту геологической истории соответствуют террасы подводного Керченско-Таманского склона и постчаудинские отложения - лессовидные суглинки с ископаемыми почвами, встреченные во многих районах пролива. В древнем эвксине постчаудинское проточное озеро в проливе постепенно сменил ось углублявшимся полуопресненным водоемом. На границе древнего эвксина и карангата произошла частичная регрессия небольшой амплитуды, не исключающая прямое развитие древнеэвксинской фауны в карангатскую. В карангате черноморские воды постепенно занимают впадину Азовского моря. Через пролив осуществляется широкий водообмен, море в проливе осолоняется, появляется черноморский, а затем средиземноморский комплекс фауны, живущей при солености до 300 ‰. Резкое отступление моря в посткарангате превращает пролив в долину реки палео Дона, вытекавшего из Азовского озера в Черное море. На севере и юге пролива река прорывает небольшие поднятия неогенового, фундамента, и долина ее неоднократно сужается. Последующая трансгрессия к началу новоэвксина охарактеризовалась сильным опреснением бассейна в результате привноса реками большого количества вод с севера, при этом связь с Каспийским морем и Средиземноморским бассейном прерывается. Соленость новоэвксинского водоема постепенно возрастает до 2‰. Максимальный уровень трансгрессии к концу новоэвксина был ниже современного на несколько метров. В голоцене море в общем трансгрессирует, исключая частные колебания (фанагорийская регрессия, нимфейская трансгрессия), возрастает его соленость. Максимум голоценовой трансгрессии соответствует уровню, который на 2,5-3 м выше современного. Формируются современные очертания пролива, появляются современные аккумулятивные формы.

Геофизические исследования, дополненные материалами бурения на Таманском и Керченском полуостровах позволили выделить по условиям залегания стратиграфических комплексов пять структурных этажей: неогеновый, майкопский, эоценверхнемеловой, нижнемеловой и юрский. Все они могут быть прослежены далее на восток в пределах Таманского полуострова и в акватории Керченского пролива. Общая мощность неогеновых отложений превышает 1000 м. На материковом склоне к югу от пролива мощность только плиоцен четвертичных осадков достигает 1500-2000 м . Литологически они весьма разнообразны и представлены глинистыми, песчано-алевритовыми, карбонатными (известняки и мергели), железистыми отложениями. Это наиболее разнообразный по составу пород структурный этаж, что, возможно, находит отражение в его сложном геологическом строении.

Акватория Керченского пролива занимает лишь часть поперечного Керченско-Таманского прогиба. По данным геологических съемочных работ и литературным источникам на Таманском полуострове сложенные неогеном антиклинальные зоны представляют собой усложненные диапирами и грязевыми вулканами складки. Они наклонены на юг, их южные крылья дислоцированы. Эти структуры прослеживаются в море и частично на Керченском п-ове, где характер их несколько меняется. Акватория Керченского пролива находится в пределах двух структур Керченско-Таманского поперечного прогиба и Северо-Таманской зоны поднятий. Керченско-Таманский прогиб является поперечным относительно Кавказского и Крымского складчатых сооружений. Он отделяется от Индоло-Кубанского прогиба Северо-Таманской зоной. На востоке Керченского п-ва Таманский прогиб непосредственно переходит в западно-Кубанский краевой прогиб. На юго-западе он ограничен замыканием мегаантиклинория - Горного Крыма, на юго-западе прогибом Сорокина, на юге Барьерной антиклинальной зоной на продолжении Анапского выступа, на юго-востоке замыканием антиклинория Большого Кавказа. Керченско-Таманскuй поперечный прогиб протягивается на 130-140 км при ширине до 50 км, глубина составляет 5000-6000 м по подошве майкопа. Северо- Таманская зона поднятий ограничена по размерам и только западной частью захватывает север Керченского пролива. Глубина домайкопского фундамента в этой структуре 3000 -4000 м при длине около 50 км и ширине 20-25 км. Весьма существенную роль в строении домайкопского и более глубоких структурных этажей в этом районе играют разрывные нарушения. Керченский и Таманский п-ва слагаются в поверхностном срезе преимущественно неогеновыми осадками. Неогеновый структурный этаж в акватории пролива является тем фундаментом, на котором несогласно залегают четвертичные отложения. В свою очередь образования неогенового структурного этажа подстилаются породами майкопского и более глубоко залегающих структурных этажей. Неогеновые отложения акватории пролива смяты в складки, аналогичные развитым на Керченском и Таманском п-вах. Ограниченная площадь акватории обусловливает систематическое развитие структур типа суша-море, сложенных неогеновыми породами. Геологическое строение акватории Керченского пролива несколько отличается от строения всей Таманской области: наибольшие площади морского дна заняты четвертичными отложениями.

ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРЫ НЕОГЕНОВОГО СТРУКТУРНОГО ЭТАЖА ПРОЛИВА

Существует общая закономерность для всей акватории - это продолжение структур Керченского п-ва с запада на восток, под водами пролива на Таманский полуостров. Структуры Керченского и Таманского п-вов связаны воедино прослеженными в отложениях дна пролива синклинальными и антиклинальными зонами. Интересной особенностью Керченского пролива является довольно широкое развитие киммерийских, а на юге нерасчлененных посткиммерийских отложений, весьма важных как один из основных коррелирующих горизонтов.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНОГО СТРУКТУРНОГО ЭТАЖА

Особенностью строения четвертичного структурно этажа является своеобразное залегание четвертичных отложений, не согласующееся с геологическим строением нижележащего неогенового структурного этажа. Четвертичные образования повсеместно залегают несогласно, они почти всегда лежат горизонтально или полого наклонены, не образуют складок. Весьма возможно и развитие в них разрывных нарушений. Общий план залегания четвертичных отложений обусловлен спецификой морфологии Керченского пролива, сформированного в результате деятельности палео Дона и его притоков в зоне сложного пересечения субмеридионального глубинного и субширотного регионального разломов. Поверхность дочетвертичных отложений, прорезанных палео Доном, местами (на севере и юге пролива) усложнена молодыми неотектоническими подвижками. Современная поверхность дочетвертичных отложений является, таким образом, результирующей многих разнохарактерных процессов неотектонических движений блоков по разрывным нарушениям, деятельности палео Дона и течения в Керченском проливе и фиксирует ложбину размыва.

Учитывая существование почти постоянного водотока из Азовского моря в Черное в течение четвертичного периода и размыв более древних четвертичных отложений в моменты регрессий, можно было бы ожидать спокойное понижение уровня их отметок с севера на юг пролива. Между тем реальная картина совершенно иная. На севере Керченского пролива, примерно под северной половиной косы Чушка, отчетливо вырисовывается поперечный порог, воздымающийся примерно на 30 м над отметками дочетвертичного фундамента Азовского моря (около 60 м близ пролива). В районе порога заметно уменьшается мощность четвертичных отложений. Центральная коленообразная часть пролива наиболее глубоко погружена (до 70 м). Здесь же развиты четвертичные отложения наибольшей мощности до 50 м. От центральной части пролива поднятием до уровня 20 м отделяется Таманский залив, где подошва четвертичных отложений погружена до 60 м. Мощность осадочного четвертичного чехла в Таманском заливе достигает 40, а местами даже 55 м. На юге пролив перегорожен еще двумя сложными субширотными порогами. На фоне этой сложной ступенчатой поверхности, которая, видимо, отражает различные уровни моря в четвертичное время, выделяются две крупные субмеридиональные речные долины низовья палео Дона и палео Кубани. Южнее Керченского пролива установлен еще один прорванный палео Доном порог, за которым русло реки несколько отклоняется к западу. Таким образом, палео Дон как бы спускается к Черному морю по субширотным ступеням, прорывая поперечные поднятия. В понижениях между поднятиями долина реки расширяется, на поднятиях суживается.

ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ОСАДОЧНЫЙ ЧЕХОЛ И УСЛОВИЯ ЕГО ЗАЛЕГАНИЯ

Четвертичные отложения покрывают акваторию Керченского пролива, его лиманов и бывших заливов, а также слагают террасы, сохранившиеся на отдельных участках побережья пролива и более мелких водоемов. Площади развития морских четвертичных отложений за пределами современной акватории пролива в общем невелики. В целом плащ четвертичных образований Керченского пролива имеет незначительную мощность. На севере и юге пролива, в областях развития уже упоминавшихся поперечных порогов, мощность четвертичного чехла осадков не превышает 20-30 м. Центральная часть пролива заполнена четвертичными породами мощностью 50 м и более. Характерной особенностью строения четвертичного осадочного чехла является преобладающее горизонтальное или слабо наклонное залегание пластов. В четвертичных отложениях пролива практически нигде не фиксируется складчатость.

СТРАТИГРАФИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Нижний плейстоцен древнеэвксинский горизонт. К нижнему плейстоцену относятся отложения, сформировавшиеся в условиях слабосолоноватой зоны (средне и верхне слабосолоноватых подзон). Они залегают с перерывом на постчаудинских отложениях и согласно перекрываются карангатскими образованиями.

Средний плейстоцен карангатский горизонт.

Карангатские отложения морские послетретичные отложения Черноморской области развиты также по берегам Керченского пролива.

Верхний плейстоцен, посткарангатский горизонт.

В периферийной части Керченского пролива развито облессование морских осадков верхнего плейстоцена. В глубоководной зоне пролива отлагались осадки, характерные для регрессирующего моря, которое опреснялось наступающими пресными водами палео Дона и его многочисленных притоков. К стратотипам этих слоев следует отнести лессовидные суглинки и лессы, лежащие выше морских верхнекарангатских отложений. К верхним слоям относятся широко развитые в данном районе аллювиальные речные и озерные отложения, лессовидные суглинки и ископаемые почвы.

Голоцен, новоэвксинский горизонт.

Лежащие выше голоценовые осадки содержат только пресноводные виды моллюсков. Нижний контакт средних слоев новоэксина отличается появлением в осадках лиманного вида Monodacna. Таким образом, пресноводный комплекс преобразуется в пресноводнолиманные отложения, формирующиеся при солености 0,5-1,0%o с присущим им пресноводно-лиманным комплексом.

Голоцен, древнечерноморский горизонт.

Отложения древнечерноморского возраста широко распространены в акватории Керченского пролива, что подтверждает постепенный переход новоэвксинских осадков в древнечерноморские и свидетельствует о непрерывности развития голоценовой трансгрессии в этот промежуток времени.

Голоцен, новочерноморский горизонт

Изучение отложений новочерноморского горизонта показывает дальнейшее развитие голоценовой трансгрессии и изменение солености бассейна: ЛИТОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КЕРЧЕНСКОГО ПРОЛИВА

Плиоцен. Чаудинские отложения

Чаудинские отложения представлены желтоватым известняком ракушечником с пропластками серовато-белого кварцевого песка и залегают на абразионной поверхности миоценовых сланцевых глин на высоте около 10 м над уровнем моря, мощность их 6-10 м. Чаудинские отложения обнажаются в районе Керченского пролива и залегают на глинах неогена. Минеральный состав чаудинских песков сравнительно однообразен. Выход тяжелой фракции в них составляет 0,16-0,91 %. Она представлена преимущественно амфиболами (15,6-44,8%) и эпидотом (16,3-42,3%), а также гранатом (5,0-32,0). Среди амфиболов преобладает обыкновенная роговая обманка, редко встречается тремолит, антофиллит. Устойчивые минералы находятся в подчиненном количестве. Среди них наиболее характерны: ильменит, циркон, рутил. Легкая фракция песков представлена в основном кварцем, в подчиненном количестве содержатся слюды, полевые шпаты и глауконит. Чаудинские отложения в районе мыса Тузла представлены конгломератами, мощность которых достигает 2 м; они подстилаются киммерийскими глинами неогена и перекрываются пятиметровой толщей верхнеплейстоценовых глин и суглинков.

Постчаудинские отложения

В Черноморском бассейне чаудинское время завершилось регрессией моря. В постчаудинское время характер осадконакопления существенно изменился. Отмечено, что в области Каспийского моря в этот период отлагались преимущественно сероцветные аллювиальные образования со значительным содержанием крупнозернистого материала. Понижение уровня моря повлекло за собой переуглубление речных долин и увеличение роли аллювиальных и континентальных отложений также в Черноморской области.

В Керченском проливе к постчаудинским отложениям отнесены песчано-глинистые осадки, которые залегают под древнеэвксинскими породами. Содержание гравия и мелкой гальки (размером до 3 см) в постчаудинских глинах иногда достигает 30%. глина голубовато и темнобурая, буровато-зеленая, иногда ее окраска имеет пятнистый характер. Консистенция глин плотная, вязкая, они в значительной степени алевритисты, в меньшей - песчанисты. Минеральный состав тяжелой фракции постчаудинских песков представлен в основном ильменитом (14,4-32,4%), дистеном и силиманитом (18,5-20,2%), амфиболами (6,4-18,9%) и гранатом (6;1-17,9%), в меньших количествах встречаются рутил (5,3-7,9%) ставролит (3,6-4,6%), турмалин (O,7-3,8%) и циркон (1,7-3,2%). Легкая фракция состоит преимущественно из кварца. тяжелых минералов. Глинистые минералы постчаудинских отложений представлены монтмориллонитом, гидрослюдой диоктаэдрической и каолинитом.

Древнеэвксинские отложения

Литологически древнеэвксинские отложения довольно разнообразны. Они представлены глинами, песками, ракушечниками. Последние являются прибрежными фациями, глины же развиты, как правило, в более глубоководных участках пролива. Максимальная вскрытая мощность древнеэвксинских отложений не превышает 45 м, к северу от пролива она понижается до 0,8 м. На юге пролива глина окрашена в темносерый цвет, имеет слабо выраженную слоистость, содержит включения слюды и тонкие (до 3 мм) прослойки песков. В нижней части глин часто встречаются прослойки песков и включения гравия. Они залегают на неогеновых породах по бортам пролива. В районе таманского залива отложения древнеэвксинского возраста подстилаются постчаудинскиии песками и глинами. В кровле древнеэвксинских отложений залегают породы карангатского возраста.

Образование древнеэвксинских отложений происходило в лиманных условиях. Минеральный состав древнеэвксинских отложений характеризуется преобладанием в тяжелой фракции амфиболов и эпидота, глинистые минералы представлены монтмориллонитом и гидрослюдой, с незначительной примесью хлорита, каолинита и смешаннослойных образований. Алевритовый и песчаный характер древнеэвксинских глин подтверждается высоким содержанием в них Si02.

Карангатские отложения

Стратиграфические границы отложений карангатского возраста определяются кровлей древнеэвксинского и подошвой отложений посткарангатского горизонтов. Естественные границы залегания карангатских образований характеризуются условиями незначительного понижения уровня моря в начале карангатского времени и глубокой депрессии морского бассейна в конце. В результате этого в периферийных частях отложения Карангатских возрастов залегают с эрозионным перерывом на более древних породах (неогеновых, постчаудинских,). В центральной, наиболее глубокой части Керченского пролива, карангатский бассейн в начальной стадии своего существования полностью не осушался. Здесь наблюдается последовательное непрерывное наслоение карангатских осадков на древнеэвксинские отложения. Кровля образований карангатского возраста в Керченском проливе также представлена разновозрастными породами (новоэвксинскими, древнечерноморскими и новочерноморскими), что обусловлено их трансгрессивным залеганием на сохранившихся вдоль бортов пролива и в Таманском заливе карангатских осадках, испытавших наряду с более древними четвертичными отложениями в центральной части Керченского пролива полный размыв вплоть до неогенового основания. На отдельных участках черноморского взморья пролива с активным гидродинамическим режимом, где происходит размыв дна, карангатские отложения выходят непосредственно на его поверхность. Максимальная мощность отложений карангатского возраста на дне Керченского пролива достигает 19 м. Они представлены глиной алевритопелитовой, голубовато-бурой, темно-серой, бурой с прослойками до 10 см глины голубого цвета. глина плотная, пластичная со слабо выраженной слоистостью, с включениями слюды.

Посткарангатские отложения

Посткарангатские отложения представлены аллювиальными, лиманноморскими и континентальными породами, образовавшимися в условиях регрессии моря, наступившей после карангатского времени. В посткарангатское время в Керченском проливе осадки накапливались на различных его участках в неодинаковых физико-географических условиях. На большей части Керченского пролива произошел глубокий врез и размыв ранее образовавшихся постчаудинских, древнеэвксинских и карангатских отложений вплоть до неогенового основания. Карангатские и более древние четвертичные породы сохранились в Таманском заливе, а также по бортам пролива. Сам пролив представлял собой глубокую, с крутым западным и более пологим восточным берегами эрозионную долину с небольшим наклоном с севера на юг. Мощность посткарангатских образований Керченского пролива в общем невелика, она не превышает 15 м. пески наиболее чистые, кварцевые по составу, мелкозернистые, реже среднезернистые, хорошо сортированные с незначительной примесью глинистых и органогеннообломочных частиц. Но на юге вся толща посткарангаского горизонта сложена песком, лишь в средней ее части отмечаются небольшой мощности прослои ила и алеврита. Посткарангатские пески Керченского пролива имеют явные признаки речного происхождения. Тяжелая фракция содержится в Карангатских и посткарангатских отложениях в количестве 0,09-1,23%. Относительно повышенные ее содержания отмечаются на отдельных участках западного побережья пролива и в районе Таманского залива. На основной части пролива и его черноморского взморья содержание тяжелой фракции не превышает 0,2% Ильменит установлен в количестве. 2,7-50,6% тяжелой фракции.

Новоэвксинские отложения

Новоэвксинские отложения установлены на всем протяжении Керченского пролива. Они трансгрессивно залегают на неогеновых, древнеэвксинских, карангатских, и посткарангатских отложениях. Кровля новоэвксинских отложений представлена осадками древнечерномороского горизонта. Их мощность составляет 0,6-25,7 м. Нижняя часть новоэвксинских отложений представлена илами, алевритами и песками. Глинистые осадки развиты на обширной территории центральной части Керченского пролива, откуда они узкими полосами простираются в направлении Черного и Азовского морей. Эти осадки в большинстве случаев напоминают илы. Они пластичные, слоистые, реже комковатые, приобретают облик глин. Глинистые осадки окрашены в светло и темносерый цвет с буроватым оттенком. В них отмечаются мелкие формы пресноводных моллюсков и прослои раковинного детрита. Минеральный состав новоэвксинских отложений характеризуются преобладающим содержанием в тяжелой фракции: амфиболов (1,8-63,4%), ильменита (0,8-23,0%), граната (3,3-12,7%), рутила (0,1-8,4%), ставролита (0,1-8,0%), турмалина (до 5,0%) и циркона (до 4,8%).

Древнечерноморские отложения

Наиболее отчетливо перерыв между новоэвксинскими и древнечерноморскими отложениями фиксируется в прибрежной части пролива. Здесь на размытой поверхности новоэвксинских образований, представленных преимущественно глинами, залегают пески и алевриты древнечерноморского возраста. Мощность осадков древнечерноморского возраста незначительна. Максимальные ее величины (8,3-9,2 м) установлены на севере Керченского пролива, в районе западного побережья древнечерноморские отложения представлены в основном илами, которые развиты на большей части Керченского пролива. Они покрывают почти всю северную часть пролива. Пески и алевриты встречены на юге Керченсеого пролива, на отдельных участках прибрежной зоны и в районе поднятия, расположенного западнее Таманского п-ва. Древнечерноморские пески пространственно приурочены к тем же участкам пролива, что и пески новоэвксинского возраста, однако они несколько смещены к прибрежной зоне пролива. В связи с повышением уровня моря древнечерноморские пески центральной части южного района Керченского пролива становятся более мелкозернистыми и глинистыми по сравнению с подстилающими их новоэвксинскими песками. По составу древнечерноморские пески этой части пролива кварцевые, слабо слюдистые, мелкозернистые, хорошо сортированные серые с желтоватым оттенком. В минералогическом отношении для тяжелой фракции древнечерноморских отложений характерны неустойчивые тяжелые минералы: амфиболы (26,1-70,3%) и эпидот (10,6-29,3%). В меньшем количестве встречаются ильменит (1,8-21,1%), дистен и силлиманит (0,6-16,6%), а также гранат (2,6-12,7%). Легкая фракция представлена в основном кварцем (84-92%), содержание полевых шпатов не превышает 1%. В состав глинистых минералов древнечерноморских отложений входят преимущественно монтмориллонит и гидрослюда. В виде примеси содержатся также каолинит, смешаннослойные образования и хлорит.

Новочерноморские отложения

Отложения новочерноморского возраста слагают современное дно Керченского пролива; они не встречаются только на отдельных участках черноморского взморья пролива. Морское дно представлено бенчем неогеновых пород и карангатских отложений, слагающих отдельные банки. На основной части Керченского пролива новочерноморские отложения залегают на более древних породах четвертичного возраста. В общем мощности новочерноморских отложений в его акватории изменяются от 0,0 до 29,7 м. Максимальные мощности отложений новочерноморского горизонта установлены на юге Керченского пролива. Зона больших мощностей (24-28 м) простирается на север и достигает Азовского моря.

Новочерноморские отложения довольно разнообразны литологически. По периферии пролива распол