ГЕОТЕКТОНИКА, 2011, № 4, с. 30-42
УДК 551.24:551.5(261/263)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАССИВНЫХ ОКРАИН В ПРЕДЕЛАХ СЕВЕРНОЙ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ АТЛАНТИКИ
© 2011 г. Е. Н. Меланхолина
Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 15.06.2010 г.
Рассматриваются характерные особенности вулканических и невулканических пассивных окраин Северной и Центральной Атлантики. Проводится сравнение окраин на примере тектонотипов, которые используются как эталон для данной группы структур, достаточно хорошо изученный и несущий их основные черты. В качестве тектонотипа для вулканических окраин выбраны сопряженные окраины Норвежско-Гренландского региона, а для невулканических — окраины Западной Иберии и Ньюфаундленда. Обсуждаются как структурные и магматические особенности окраин, так и специфика их предшествующей истории.
Для каждого из тектонотипов показан комплекс взаимосвязанных признаков. В Норвежско-Гренландском регионе, приближенном к участку Исландского плюма, устанавливаются более узкие зоны растянутой континентальной коры, быстрая локализация растяжения и возникновение континентального раскола, высокие скорости последующего спрединга, большая продуктивность магматизма с новообразованием мощной коры на окраине и в прилежащей океанической полосе. В значительном удалении от плюмов, в регионе Иберии—Ньюфаундленда, устанавливаются широкие зоны утоненной континентальной коры, большая длительность и диахронность предраскольного растяжения с продвижением к северу, крайне ограниченное плавление в мантии во время рифтинга и начального спрединга, распространение на окраине почти исключительно древних коровых комплексов и пород серпентинизированной мантии, а в океане, при малых скоростях спрединга, развитие коро-вых нарушений и создание тонкой тектонизированной океанической коры вдоль окраины. Для Норвежско-Гренландского региона показана применимость модели горячего и быстрого рифтинга, с чрезвычайно большим процентом плавления в мантии, тогда как для окраин Иберии-Ньюфаундленда — модели холодного и медленного амагматичного рифтинга, с более длительным пред-раскольным растяжением и утонением литосферы. Различия в развитии окраин определяются взаимодействием целого ряда факторов: глубинных температур, реологии подстилающей литосферы, неоднородностей в ранее сформированной коре, длительности и скорости растяжения. Однако все эти факторы могут быть связаны с влиянием глубинных плюмов и с проградацией зоны растяжений в строну макросегментов холодной литосферы Атлантики. Сравнение двух типов окраин выявляет и сходные структурные черты, в частности, их асимметрию. Предполагается, что ее причиной могло служить действие ротационных сил, наложенное на общую тектоно-магматическую картину, определяемую влиянием плюмов.
ВВЕДЕНИЕ
В обрамлении Атлантического океана преимущественным распространением пользуются пассивные окраины, образованные по границе с областями древней континентальной литосферы Инд о-Атлантического сегмента. В их пределах спокойные тектонические условия способствовали длительному сохранению первоначальной структуры, которая может быть использована для расшифровки раннего раскрытия океана. При этом в разных регионах обстановки рифтинга и последующего раскола континентальной литосферы оказались резко различными, что привело к формированию как вулканических, так и невулканических пассивных окраин (рис. 1) [4, 19, 30, 67 и др.].
Проведение сравнительного изучения этих окраин представляется перспективным на примере тектонотипов, которые используются как эталон для данной группы структур, достаточно хорошо изученный и несущий их основные черты. Для вулканических окраин в качестве текто-нотипа была выбрана пара сопряженных окраин Норвежско-Гренландского региона, а для невулканических — окраины Западной Иберии и Ньюфаундленда, рассмотренные ранее в двух специальных статьях [1, 2]. Предложенное в статьях обобщение геолого-геофизических данных позволяет теперь остановиться на ряде специфических особенностей тектонотипов и обсудить структурный, магматический и исторический аспекты их сравнительного анализа.
11 2 К2 3 4 * © * ■ *т* 7 в ■ 2, А 9
Рис. 1. Тектоническая схема северной части Атлантического океана и его окраин [по 14, 22, 64 и др., с изменениями] 1 — области континентальной коры позднепалеозойского и более древнего возраста; 2—5 — структурные элементы океана: 2 — область океанической коры, 3 — возраст океанического дна, 4 — осевая зона Срединно-Атлантического спре-дингового хребта, 5 — главные трансформные разломы; 6 — Исландская горячая точка; 7 — граница континент—океан; 8 — пассивные континентальные окраины; 9 — расположение профилей, показанных на рис. 2.
Цифрами в кружках обозначены континентальные окраины: 1—5 — вулканические окраины в пределах Северо-Атлантической вулканической провинции: 1 — Норвежская, 2 — Ян-Майен, 3 — Восточно-Гренландская, 4 — Фарерская, 5 — Роколл; 6, 7 — вулканические окраины в пределах Центрально-Атлантической вулканической провинции: 6 — Нова-Скотия, 7 — окраина Марокко; 8—14 — невулканические окраины: 8 — Иберийская, 9 — Ньюфаундлендская, 10 — Ор-фен, 11 — сопряженные окраины Лабрадорского моря, 12 — Гобан-Спар, 13 — Армориканская, 14 — Южно-Бискайская. Буквами показаны трансформные разломы: ЧГ — Чарли-Гиббс, НА — Ньюфаундленд-Азорский
А
км 0
20 40
Б
км 0
20 -:
Рис. 2. Строение тектонотипов пассивных окраин в пределах Северной и Центральной Атлантики: А — сопряженные вулканические окраины региона Норвегии—Гренландии, реконструкция для хрона 24 [по 19, с изменениями]; Б — сопряженные невулканические окраины региона Иберии—Ньюфаундленда, реконструкция для хрона М0 [по 18, 28, с изменениями]
1 — осадочные отложения, 2 — нижнепалеогеновый вулканический комплекс, 3 — породы континентальной коры; 4, 5 — нижнекоровые высокоскоростные образования: 4 — интрузивный комплекс, 5 — комплекс пород серпентини-зированной мантии; 6 — породы океанической коры; 7— породы мантии; 8 — положение спредингового центра для конца палеоцена (профиль А) и для раннего апта (профиль Б)
ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕКТОНОТИПОВ Проксимальные окраины
В пределах тектонотипов как вулканических, так и невулканических окраин может быть намечено четкое обособление их проксимальных частей, наложенных на образования древней континентальной коры, и дистальных зон, приближенных к океану (рис. 2). Проксимальные части окраин, более древние, по обе строны океана образованы элементами предраскольной рифтовой системы, развивавшейся на утоненной коре с последовательным смещением растяжений и зоны погружения в сторону будущего океана. Так, в бассейнах Мере и Веринг на окраине Норвегии депоцентры позднемелового и палеоценового времени несколько смещены к океану по сравнению с раннемеловыми, а для постраскольных кайнозойских депоцентров выявляется дальнейшее западное смещение [1, 14, 16, 41, 42, 56 и др.]. Те же особенности рифтинга установлены и в мезозойских бассейнах региона Иберии—Ньюфаундленда, со значительным перерывом в развитии активных растяжений [2, 6, 13, 15, 21, 28, 47, 62, 64 и др.].
На площади обоих тектонотипов бассейны просимальной окраины могут быть реконструированы как периферические части асимметрич-
ного рифта, которые ближе к океану надстраиваются элементами дистальных окраин [1, 2 и др.]. В отличие от вулканических окраин Норвежско-Гренландского региона, рифтовая система Иберии—Ньюфаундленда более расчленена и не включает образования изометричных континентальных блоков — банки Флемиш-Кэп и Галицийскую, а также целый ряд бассейнов. Но тектонические особенности бассейнов показывают их единство и подчиненность общему строению первоначального рифта. Структурная картина Ньюфаундлендской окраины, с преобладанием восточного наклона разломов, соответствует ее расположению в западной прибортовой полосе рифтовой системы. Расположение разломов и наклонных блоков в пределах Внутреннего Галицийского бассейна, возможно, отражает строение центральной части системы, а в бассейнах Порто и Лузитанском — особенности ее восточной части.
Скоростная структура обеих проксимальных окраин, установленная по данным широкоугольного сейсмопрофилирования и ГСЗ, как и низкие значения отношения скоростей продольных и поперечных волн (около 1.75—1.78 на Норвежской окраине), характеризуют распространение нарушенной континентальной коры [1, 2, 18, 22, 25, 28, 32, 34, 37, 43, 44, 47, 55, 59 и др.]. В Норвежско-Гренландском регионе это образования до-
кембрийского и каледонского возраста, мощностью до 27—33 км, а в регионе Иберии—Ньюфаундленда — позднепалеозойской коры, достигающие на западе мощности 37 км. При этом в западных районах в ряде случаев прослеживается не только некоторое утолщение коры, но и относительное повышение верхне- и среднекоровых скоростей [1, 2 и др.]. Подобные различия скоростных характеристик (и плотности) материала на сопряженных окраинах Иберии—Ньюфаундленда прослеживаются и в верхней мантии по данным сейсмотомо-графии поверхностных волн [57]. Под мощной осадочной линзой Внутреннего Галицийского и ньюфаундлендских бассейнов на профилях видно значительное коровое утонение и образование "антикорня".
Дистальные окраины
При большом сходстве проксимальных окраин в пределах обоих тектонотипов устанавливаются принципиальные различия структуры их ди-стальных окраин. Специфической особенностью Норвежско-Гренландского тектонотипа, определившей его тектоно-магматическую структуру, является значительная, хотя и кратковременная, магматическая активность самого конца палеоцена — начала эоцена [1, 7, 14, 27, 31, 67 и др.]. Ее результаты проявлены в широком распространении мощных (до 5—6 км и больше) базальтовых комплексов на континентах и в прибрежных частях океана (см. рис. 2, А). Им отвечают клинья наклоненных к океану сейсмических рефлекторов в верхней коре, а также создание мощной высокоскоростной нижней коры. В опорном разрезе скв. 642 на плато Веринг, как и южнее на Европейской окраине, характерно двучленное строение вулканического комплекса, с важными геохимическими различиями пород нижне
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.