ГЕОХИМИЯ, 2007, № 7, с. 786-794
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
О ГЕОЛОГИИ ДНА МОРЯ УЭДДЕЛЛА, ЮЖНЫЙ ОКЕАН
© 2007 г. Н. А. Куренцова*, Т. И. Фролова**, Г. Б. Удинцев*, И. А. Рощина**
*Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина, 19 **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Геологический факультет 119899 Москва, Воробьевы горы, МГУ Поступила в редакцию 14.07.2006 г.
Море Уэдделла относится к Атлантическому сектору Южного океана. Оно расположено к северу от Антарктического рифта между выступами Антарктического п-ова и дуги Скотия Западной Антарктиды на западе и выступом Земли Королевы Мод Восточной Антарктиды с ее подводным продолжением - хребтом Мод - на востоке. Северным ограничением котловины моря Уэдделла служат рифтовые системы Американо-Антарктического и Африкано-Антарктического хребтов. Представления о происхождении и истории
котловины этого моря неоднозначны. Степень изученности геологии моря Уэдделла до сих пор невысока [1-10]. В настоящей статье рассматриваются результаты изучения новой коллекции (более 500 кг) геологических образцов, выбранных одним из авторов (Н.А. Куренцовой) из материала, полученного в море Уэдделла в 2005 г. при биологических тралениях донным тралом Агассиза и салаз-ковым тралом Сигсби в экспедиции АНТ-22/3 на немецком судне "Полярштерн" (рис. 1). Происхождение собранных тралом геологических образцов
Рис. 1. Маршрут рейса ANT XX11-3 НИС "Полярштерн" (22.01-6.04.2005 г.) 1 - геологические станции, 2 - скважина 690 на возвышенности Мод [8].
определяется обычно неоднозначно. По мнению многих исследователей они являются продуктами разноса плавучими льдами или суспензионными потоками, по мнению других это обломки с обнажений коренных пород фундамента.
На станции 21 траление было осуществлено после выхода из Кейптауна на дне котловины Агульяс, на переходе к морю Уэдделла и к окраине Антарктиды (рис. 1).
Собственно в море Уэдделла траление было выполнено на 9 станциях. Пять станций лежат в юго-восточной части моря Уэдделла. Четыре из них (станции 57, 74, 78 и 80) приходятся на континентальный склон Земли Королевы Мод, вблизи уступа Эксплора и одна (станция 59) - на подводный холм ложа океана близ возвышенности Мод. Четыре станции - в средней части ложа моря Уэдделла (станции 88, 94, 102, 110). Четыре станции (121, 142, 150 и 151) выполнены на восточной окраине континентального склона Антарктического п-ва и Южного хребта дуги Скотия (рис. 1).
За пределами моря Уэдделла траление выполнялось в проливе Брансфилд Антарктического полуострова (на станции 152) и в море Беллинсгаузена, вблизи Южно-Шетландского желоба (станции 153 и 154).
При рассмотрении результатов геохимических исследований собранной коллекции образцов каменного материала со дна моря Уэдделла для привязки данных к рельефу и строению дна использовались опубликованные батиметрические карты [6, 7, 9, 10], были приняты во внимание материалы глубоководного океанского бурения на возвышенности Мод - 690-ая скважина 101-го рейса б/с "Джоидес Резольюшн" [8] и ряд опубликованных работ российских геологов по проблеме петрологии дна океана [ 3, 4, 11-16].
Нумерация станций, принятая немецкими учеными (Р867/59 ЛОТ), была нами упрощена. Взяты лишь последние неповторяемые цифры, например 57, 58, 59 и т.д. (рис. 1).
Подводный хребет Мод расположен в восточной части моря Уэдделла. Он имеет высоту более 3 км и субмеридиональное простирание, подобно лежащим восточнее него в Индийском секторе Южного океана хребтам Астрид (примерно на 12° в.д.) и Гуннерус (примерно на 31° в.д.). Все три эти структуры являются явными продолжениями в океан структур материковой окраины Восточной Антарктиды. Структура хребта Гуннерус наиболее монолитна, тогда как структура хребтов Астрид и Мод испытывает дробление в результате косого пересечения юго-западными концами трансформных разломов Западно-Индийского рифтогенного средин-но-океанического хребта. Наиболее сильно выражено такое дробление в строении хребта Мод [9]. Вершинная поверхность хребта разбита на ряд площадок [7]. Северная площадка с глубинами порядка 3500-3600 м - это вершина возвышенности Мод. От площадки с глубинами около 2000-1900 м, в
южном основании хребта, являющейся краевым плато континентального склона, возвышенность Мод отделена седловиной хребта с глубинами до 4500 м. Склоны хребта круто обрублены тектоническими сбросами. На возвышенности Мод в 101 рейсе б/с "Джоидес Резольюшн" была пробурена скважина 690, обнаружившая слои осадков от современных до верхнего мела (кампан-ма-астрихт) и достигшая на глубине 321 м базальты акустического фундамента [8].
К югу от возвышенности Мод на батиметрической карте [9] показаны два невысоких (около 300 м) холма. На одном из них, более восточном, было проведено траление на станции 59 (широта -67°30.358, долгота - 0°4.31Е, глубина - 4622-4306 м). Подобные холмы и возвышенности широко распространены вокруг Антарктиды в Индийском океане [7] и могут быть реликтами ее континентальной окраины, подобно банке Элейн в море Кооперации. На станции 59 тралом было поднято более 50 кг каменного материала, максимальный размер шести глыб от 40 х 20 до 15 х 10 см. Образцы представлены: свежими пористыми базальтовыми порфири-тами (обр. 59л), диабазовыми массивными порфи-ритами (обр. 59к), рудными долеритами(обр. 59н), норитами (обр. 59д), гранитоидами с гранатом (обр. 59а-3), аплитами с гранатом (обр. 596), гранатовыми слюдяными сланцами (обр. 59е), амфиболитами (обр. 59г, 59т), биотитовыми гнейсами (обр. 59ж). Преобладают гранитоиды с гранатом.
Вулканиты со станции 59 представлены пористыми базальтовыми порфиритами с флюидаль-ной текстурой, с ксенокристами плагиоклаза. Вулканиты характеризуются повышенными содержаниями Т1, Са, Л1, Р, щелочей, особенно К, высокой железистостью, низкими содержаниями 81, Mg, высокими содержаниями крупноионных элементов группы калия, повышенным содержанием легких редких земель (табл. 1). По соотношению ТЬ/УЬ и Та/УЬ точка состава базальтового порфирита со станции 59, как и точки составов щелочных базальтов возвышенности Мод, скважина 690 [8] находится в поле обогащенного мантийного источника (рис. 2), куда попадают точки составов некоторых подводных гор и островов Антарктиды [11, 12, 14, 16]. В этом же поле находятся также пористые базальты со станции 154 (широта - 62°31.468, долгота -64°39.75'^ глубина - 3699-3777 м, море Беллинсгаузена).
Вулканиты подводного хребта Мод относятся к субщелочной серии, близкой к формациям внутриплитного типа океанических островов. Вещество обогащенной мантии - главный источник магматических расплавов подводного хребта Мод [4]. Мы можем предположить на основании идентичности петрохимических и геохимических особенностей вулканитов (табл. 1, рис. 2), что возвышенность Мод и два реликтовых холма к югу от нее относятся к единой геохимической провинции, претерпевшей деструкцию и океанизацию. Разно-
Таблица 1. Химический состав бальзатов моря Уэдделла, Южная Атлантика
Окислы, элементы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
&О2 45.39 49.70 50.00 49.72 50.05 40.62 55.48 48.68 47.95 48.08 47.02 45.73 47.78 47.91
ТЮ2 3.42 2.63 3.13 2.77 1.98 0.62 2.33 3.70 1.18 1.25 1.90 1.60 0.78 3.02
М2О3 15.44 12.28 13.12 13.30 13.92 21.82 12.92 12.47 17.72 20.07 16.06 15.13 14.70 13.81
БеО 12.62 10.54 12.14 13.90 12.41 14.03 11.75 13.40 8.33 8.02 11.14 10.65 8.77 11.04
МпО 0.21 0.14 0.16 0.22 0.22 0.90 0.17 0.17 0.17 0.13 0.17 0.15 0.16 0.15
Mg0 4.24 7.00 6.48 2.75 6.00 1.80 1.68 4.69 5.57 6.16 7.93 8.55 13.53 7.43
СаО 10.88 8.06 7.94 7.84 10.62 0.64 5.70 5.55 8.77 10.97 9.23 6.79 10.32 9.78
№2О 3.66 3.16 3.14 4.32 2.19 0.05 1.97 3.58 3.17 3.36 3.21 3.57 2.40 3.31
К2О 1.53 1.53 1.60 1.48 0.83 5.01 3.88 1.55 1.31 0.54 0.94 1.25 0.37 1.47
Р2О5 0.67 0.36 0.40 1.12 0.20 0.24 0.73 0.42 0.26 0.26 0.31 0.35 0.14 0.64
ппп 1.54 3.40 2.14 1.56 0.72 14.62 2.16 4.96 4.82 0.26 1.74 6.40 0.00 0.48
Сумма 99.61 98.85 100.30 98.98 99.15 100.36 98.77 99.18 99.26 99.11 99.69 100.21 99.06 99.07
Rb 29 40 34 32 25 229 111 22 32 7 13 15 13 28
Ва 395 515 618 484 278 532 1923 493 336 96 119 123 183 296
Sr 565 556 684 254 310 65 298 282 657 660 427 415 329 650
La 44 41 41 61 17 57 119 37 16 11 15 15 9 39
Се 90 91 89 141 39 125 240 87 35 26 31 32 21 83
Ш 43 51 51 83 21 48 109 50 20 15 17 16 12 43
Sm 8.80 10.61 10.90 17.87 5.17 9.48 20.29 10.54 4.46 3.37 4.20 3.91 2.86 9.26
Ей 2.93 3.29 3.42 5.37 1.70 1.72 4.12 3.11 1.45 1.26 1.50 1.49 0.97 3.06
ТЬ 1.18 1.27 1.31 2.39 0.86 1.28 2.56 1.44 0.62 0.58 0.75 0.69 0.46 1.20
Yb 2.65 2.42 2.53 4.98 2.14 4.66 7.06 3.38 1.96 1.94 2.13 2.06 1.48 1.88
Y 37 35 38 72.34 30.20 49.33 87.52 44.77 22.72 21.63 25.58 24.32 17.06 30.70
Zr 256 323 323 514 148 92 619 341 133 112 130 132 75 342
№ 63.70 17.77 16.28 39.25 8.41 12.28 31.55 29.62 6.16 6.90 18.75 16.95 2.04 46.94
Ш 5.75 8.40 8.27 12.15 3.88 2.60 15.76 8.68 3.34 2.72 3.13 3.13 2.33 8.15
та 5.28 4.69 3.77 6.17 3.05 20.10 18.85 4.27 3.61 1.28 1.79 1.67 2.07 5.07
и 1.25 0.92 0.68 1.38 0.47 8.29 1.99 0.88 0.87 0.32 0.72 0.56 0.45 1.39
Та 4.17 1.27 1.17 2.55 0.57 0.99 1.86 2.13 0.42 0.52 1.26 1.08 0.12 3.33
Сг 4.27 297.14 153.82 16.66 141.89 101.22 4.12 56.65 43.90 75.59 252 326 709 264
№ 10.17 110.48 72.92 13.65 116.38 88.36 28.84 65.19 61.43 106.6 112 224 149 177
Zn 133 127 134 156 109 81.66 161 152 91 74 97 91 67 140
Примечание. 1-10 - базальты моря Уэдделла: 1-5 - базальтовые порфириты, обр. 59л, 57-1, 74л, 78а и 80н; 6 - туф вулканический, обр. 88е; 7 - трахиандезит, обр. 946; 8 - афировый пористый базальт, обр. 102м; 9-10 - пористые оливин-плагиокла-зовые базальтовые порфиты, обр. 110а, 121а; 11-12 - субщелочные оливиновые базальты котловины Пауэлла, обр. 142у, 151-13; 13, 14 - пористые оливин-плагиоклазовые базальтовые порфириты моря Беллинсгаузена, обр. 153-1, 154-14. Все железо определено в виде FeO.
образные интрузивные и метаморфические породы с гранатом, полученные на этой станции, рассматриваются нами, как реликты погруженного докембрийского метаморфического кристаллическог
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.