Detailed modern facies structure of Kuril Basin and Western Pacific Ocean according to univariate regression and one-factor variance analyses

Based on a comprehensive lithologic and geochemical analysis of sediments from the southern Sea of Okhotsk and the northwestern Pacific Ocean, the lithologic-facies zoning of the region was performed for the first time. Three facies areas were identified: the Kuril Basin, the Kuril-Kamchatka Deepwater Trough, and the Northwest Pacific Ocean, each of which is subdivided into two subareas with characteristic morphological and sedimentary features. Differences in the sources and composition of terrigenous and volcanic-terrigenous material, the degree of primary biological productivity, and the role of gravitational and hydrodynamic processes in the formation of bottom sediments were established. Single-factor dispersion analysis and mathematical statistics methods allowed us to identify stable geochemical indicators (Si/Al, Fe, Ti, Th) that distinguish lithologic-facial zones. The Kuril Basin turned out to be the most productive in terms of biogenic sedimentation and saturated with terrigenous material, while the greatest influence of volcanism was recorded in the Kuril-Kamchatka Trough. The Northwest Pacific Ocean is characterized by a weak supply of sedimentary material and the predominance of pelagic and hemipelagic sediments.

The results obtained confirm the significance of the geological and geochemical approach and methods of statistical analysis in facies zoning of modern marine basins.

1. Агатова А.И., Лапина Н.М., Торгунова Н.И. Органическое вещество, скорости его трансформации и продуктивность различных районов Охотского моря // Труды ВНИРО. 2016. Т. 164. С. 41-61.

2. Безруков П.Л. Донные отложения Курило-Камчатской впадины // Труды Института океанологии АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1955. Т. 12. С. 97-129.

3. Безруков П.Л., Мурдмаа И.О. Донные осадки Северо-Курильского района // Тр. Ин-та океанологии АН СССР. 1959. Т. 36. С. 167-190.

4. Берк К., Кэйри П. Анализ данных с помощью Microsoft Excel.: Пер. с англ. М.: ИД «Вильямс», 2005. 560 с.

5. Боцул А.И. Лазерный измеритель размеров частиц «Analysette 22»: достоинства, недостатки и некоторые особенности использования при анализе донных осадков // Условия образования донных осадков и связанных с ними полезных ископаемых в окраинных морях. Владивосток: Дальнаука, 2002. С. 114-118.

6. Верхунов А.В. Развитие представлений о крупномасштабной циркуляции Охотского моря // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. Экология морей России / Отв. ред. В.В. Сапожников. М.: Изд-во ВНИРО, 1997. С. 8-19.

7. Гнибиденко Г.С., Быкова Т.Г., Веселов О.В. Тектоника Курило-Камчатского желоба. М.: Наука, 1980. 179 с.

8. Горбаренко С.А., Деркачев А.Н., Астахов А.С. и др. Литостратиграфия и тефрохронология верхнечетвертичных осадков Охотского моря // Тихоокеан. геология. 2000. Т. 19, № 2. С. 58-72.

9. Деркачев А.Н., Николаева Н.А., Горбаренко С.А. Особенности поставки и распределения кластогенного материала в Охотском море в позднечетвертичное время // Тихоокеанская геология. 2004. Т. 23, № 1. С. 37-52.

10. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Охотское море. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. URL: https://tapemark.narod.ru/more/19.html.2025 (дата обращения: 25.10.2024).

11. Занин Ю.Г., Замирайлова А.Г., Эдер В.Г., Красавчиков В.О. Редкоземельные элементы в баженовской свите Западно-Сибирского осадочного бассейна // Литосфера, 2011. № 6. С. 38-54

12. Левитан М.А., Домарацкая Л.Г., Кольцова А.В., Сыромятников К.В. Геохимические особенности плейстоценовых отложений Тихого океана // Литология и полез. ископаемые. 2025. № 3. С. 245-272.

13. Маккой Ф.Х., Суинт Т.Р., Пайпер Д.Ц. Типы донных осадков // Международный геолого-геофизический атлас Тихого океана / Гл. ред. Г.Б. Удинцев. М.; СПб., 2003. С. 114-115.

14. Минервин И.Г., Романюк В.А., Пищальник В.М. и др. Районирование ледяного покрова Охотского и Японского морей // Вестн. РАН. 2015. Т. 85, № 3. С. 209-217.

15. Патрикеев В.П., Хортов А.В., Шлезингер А.Е. Строение и эволюция северо-западной континентальной окраины Тихого океана // Разведка и охрана недр. 2016. № 2. С. 26-30.

16. Овсепян Е.А., Иванова Е.В., Мурдмаа И.О., Алехина Г.Н. Изменения биопродуктивности в северо-западной части Тихого океана в течение последних 25 тыс. лет // Океанология. 2014. Т. 54, № 4. С. 546-560.

17. Родников А.Г., Забаринская Л.П., Пийп В.Б. и др. Геотраверс региона Охотского моря // Вестник КРАУНЦ. Серия науки о Земле. 2005. № 5. С. 45-58.

18. Саттарова В.В., Аксентов К.И. Геохимия редкоземельных элементов в поверхностном слое донных осадков северо-западной Пацифики // Геология и геофизика. 2019. Т. 60, № 2. С. 179-193.

19. Страхов Н.М. О сравнительно-литологическом направлении и его ближайших задачах // Бюлл. МОИП. Отд. геол. Нов. сер. 1945. Т. 20, № 3-4. С. 34-48.

20. Страхов Н.М. О воздействии пирокластики на геохимию осадков Охотского моря // Химия океана. Т. 2. М.: Наука, 1979. С. 196-200.

21. Сыромятников К.В., Габдуллин Р.Р. Основные факторы седиментогенеза и раннего диагенеза в донных осадках Карского моря на основе методов математической статистики // Вестник Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2022. № 5. С. 99-113.

22. Сыромятников К.В. Левитан М.А. Применение дисперсионного и регрессионного анализов для изучения взаимоотношений ряда компонентов верхнеплиоценовых отложений Индийского океана // Геохимия. 2014. Т. 66, № 6. С. 114-126.

23. Терехов Е.П., Цой И.Б., Ващенкова Н.Г. и др. Условия осадконакопления и история развития Курильской котловины (Охотское море) в кайнозое // Океанология. 2008. Т. 48, № 4. С. 615-623.

24. Фролов В.Т. Литология. Кн. 2. М.: Изд-во МГУ, 1993. 406 с.

25. Циркуляции вод Охотского моря. URL: http://ferhri.ru/images/stories/FERHRI/science/Fayman/OS_atlas/4.pdf.2025 (дата обращения: 25.10.2024).

26. Behrenfeld M.J., Falkowski P.G. Photosynthetic rates derived from satellite-based chlorophyll concentration // Limnology and oceanography. 1997. Vol. 42, № 1. P. 1-20.

27. Data Access Viewer (DAV). URL: https://power.larc.nasa.gov (дата обращения: 30.11.2024).

28. Higgins S.M., Broecker W., Anderson R., et al. Enhanced sedimentation along the Equator in the western Pacific // Geophys. Res. Letters. 1999. V. 26, № 23. P. 3489-3492.

29. Hongjun L., Lin L., Sheng Y., et al. Assessment of nutrient and heavy metal contamination in the seawater and sediment of Yalujiang Estuary // Marin. Pollution Bull. 2017. Vol. 117. P. 499-506.

30. Nürnberg D., Tiedemann R. Environmental change in the Sea of Okhotsk during the last 1.1 million years // Paleoceanography. 2004. V. 19. P. 1-23.

31. Ohtani K. Relative transport in the Alaskan Stream in winter // J. Oceanogr. Soc. Japan. 1970. Vol. 26, № 5. P 271-282.

32. Martin S., Drucker R., Yamash K. The production of ice and denseshelf waterin the Okhotsk Sea polynyas // Journal of geophysical research. 1998. Vol. 103, № C12. P. 27,771-27,782.

33. Nasra S.M., Khairyb M.A., Okbahc M.A., Solimana N.F. AVS-SEM relationships and potential bioavailability of trace metals in sediments from the Southeastern Mediterranean Sea // Egypt. Chemistry and Ecology. 2014. Vol. 30. P. 15-28.

34. Wang H., Saito Yo., Zhang Yo, et al. Recent changes of sediment flux to the western Pacific Ocean from major rivers in East and Southeast Asia // Earth-Science Reviews. 2011. Vol. 108. P. 80-100.

35. Wentworth C.K. A Scale of Grade and Class Terms for Clastic Sediments // Journal of Geology. Vol. 30. 1922. P. 377-392.

36. Ziegler C.L., Murray R.W., Hovan S.A., Rea D.K. Resolving eolian, volcanogenic, and authigenic components in pelagic sediments from the Pacific Ocean // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. Vol. 254. P. 416-432.