ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 4, с. 27-36
УДК @@@
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА ВОСТОЧНОЙ АНТАРКТИДЫ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ
© 2009 г. В. О. Леонов, С. В. Попов
Полярная морская геолого-разведочная экспедиция (ФГУНПП "ПМГРЭ"), 188512, Санкт-Петербург, Ломоносов, ул. Победы, 24 Поступила в редакцию 04.08.2008 г.
Анализ подледного рельефа центральной части Восточной Антарктиды выявил крупноблоковое строение земной коры региона. Выделены внутриконгиненгальные блоки: Восточной равнины (средняя высота 400 м), гор Комсомольских (средняя высота 700 м), равнины Шмидта (150 м) и подлёдного бассейна Аврора (-300 м). На основе интерпретации гравимагнитных данных региональных аэрогеофизических маршрутов раскрывается геологическая природа блоков гор Комсомольских и равнины Шмидта, к зоне сочленения которых приурочена впадина подледникового озера Восток. Блок гор Комсомольских рассматривается как платформенный блок высокой подвижности со сложной сбросо-взбросовой тектоникой (блок протерозойского мобильного пояса), блок равнины Шмидта - жесткий, устойчивый блок кратона, частично перекрытый платформенными образованиями. Приуроченность грабена озера Восток к зоне сочленения генетически разнородных тектонических блоков свидетельствует о его формировании в условиях глубинного разлома земной коры с интенсивными внутренними сбросо-взбросовыми дислокациями.
ВВЕДЕНИЕ
Первые геофизические исследования в районе ст. Восток были выполнены в 1959 и 1964 гг. А.П. Капицей [4, 5]. Им, посредством сейсмических зондирований, впервые были получены уверенные данные о мощности ледника в этом районе. Затем, Г. Робин и его сотрудники, в рамках британско-американских аэрорадиолокационных исследований, в 1973 г. зарегистрировали отражения от водной поверхности в районе станции Восток [29]. Через 14 лет, в 1987 г., Полярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ) выполнила региональный перелет по маршруту ст. Молодежная - ст. Восток - ст. Молодежная. Работы выполнялись с использованием летающей лаборатории, созданной на базе самолёта Ил-18Д. Отражения от водной поверхности были получены на участке протяженностью около 9 км [11]. К сожалению, эти материалы не были своевременно опубликованы. Интерес к этому району возобновился после обработки данных спутниковой альтиметрии ЕК5-1, согласно которым здесь прослеживается субгоризонтальная равнина площадью около 10000 км2 [33]. Результатом переосмысления указанных материалов явилось предположение о существовании значительного по размерам подледникового водоема [20, 26]. В настоящее время в Центральной Антарктиде обнаружено более 200 подобных объектов [30, 34], однако озеро Восток является самым крупным из них. Его размеры составляют в среднем около 275 х 60 км [30].
Начиная с 1995 г. (41 РАЭ) ПМГРЭ в рамках Российской антарктической экспедиции (РАЭ) осуществляет планомерное изучение этого района посредством проведения сейсмических зондирований
(МОВ) и наземного радиолокационного профилирования (РЛП). За период 1995-2008 гг., на акватории озера выполнено 318 сейсмозондирований и получено 5190 пог. км РЛП [27]. В ходе полевого сезона 2002/2003 гг. в районе станции Восток были выполнены сейсмологические наблюдения методом обменных волн землятресений [3].
Следует отметить вклад наших зарубежных коллег в изучение этого района. В 1999 г. итальянские исследователи выполнили маршрутную съемку над акваторией подледникового озера Восток [37]. Через год, в сезон 2000-2001 гг. американские ученые провели здесь площадную комплексную аэрогеофизическую съемку с межмаршрутным расстоянием 7.5 км на площади около 53 тыс. км2. Основная сеть профилей покрывает территорию 157 х 330 км [35].
Неослабевающий интерес к строению центральной части Восточной Антарктиды и району подледникового озера Восток во многом определяется регулярными публикациями все новых и новых геофизических данных. В большинстве из них, в той или иной степени, обсуждаются проблемы тектоники и истории развития этой области. В частности, активно дискутируются вопросы строения и генезиса котловины озера Восток [7, 23, 35, 36]. Однако их необходимо рассматривать не изолированно, а в контексте строения всей прилегающей территории.
Это стало возможным после составления сводной карты коренного рельефа этой территории, в рамках недавно созданного проекта ABRIS [12, 32], фрагмент которой приведен на рис. 1. На ее основе, с привлечением гравимагнитных данных американских исследователей [35], была выполнена геоло-
0°
30° 75°
70°
80°
85°
90°
85°
80°
шкала высот, м
Я2250 2000 1750 1500
12!»
750 500 250 0
-250 -500 -750 -1000 -1250
дС
г^Н
VSM
^Фуджи
А' -■-*,.
д
PIM
'<Ь
SSM
1000
_ ■ -i.
PCM
Ъ ъ
Полюс недоступности
V d
j i:
0
,, н-Скотт
т
""А
% "
TAM
C'fcflS*« 1 ч*?; к
PSB
Л_/ pfcz1
VSH
и
1 2
3
4
5
/''б " 7
с,
йГ 'аА «i ^^Р 5 д
- I VSH
vjft. А |:
RIS
' С- А
И
сомольская
i
PST
......Д. л -«Ж»
WSB
и g г? • л
5
BSH VSB
-' ** ..
AST
jt^ ^ . ; \ ■) л ч (
Марбл Поинт
00 200 300 400 кМч 180° 75°
Мак-Мердо
-С
ЩЙ v.... ;
RSH
0 100 200 300400 км";-"
60°
90°
120°
70°
150°
70°
Рис. 1. Коренной рельеф центральной части Восточной Антарктиды
1 - изогипсы коренного рельефа в метрах; сечение изолиний 250 м; 2 - уровень моря; 3 - горные выходы по данным проекта ADD [15]; 4 - береговая линия и линия налегания шельфовых ледников по данным проекта ADD [15]; 5 - подледниковые озера по [30, 34]; 6 - положение региональных маршрутов аэрогеофизической съемки [35]; 7 - положение площадной аэрогеофизической съемки [35]; ASB - подледный бассейн Аврора (Aurora Subglacial Basin); AST - желоб Адвенчер (Adventure Subglacial Trench); BSH - возвышенность Бельжика (Belgica Subglacial Highlands); GSM - подледные горы Гамбур-цева (Gamburtsev Subglacial Mountains); KSM - подледные горы Комсомольские (Komsomolskie Subglacial Mountains); LD - желоб Ламберта (Lambert Deep); PCM - горы Принс-Чарльз (Prince Charles Mountains); PIM - горы Полюса недоступности (Pole of Inaccessibility Subglacial Mountains); PSB - подледный бассейн Полярный (Polar Subglacial Basin); PST - подледный желоб Пикок (Peacock Subglacial Trench); RIS - шельфовый ледник Росса (Ross Ice Shelf); RSH - возвышенность Резольюшан (Resolution Subglacial Highlands); SSB - равнина Шмидта (Shmidt Subglacial Basin); SSM - подледные горы Серлапова (Serlapova Subglacial Mountains); TAM - Трансантарктические горы (Transantarctic Mountains); VB - котловина Восток (Vostok Subglacial Basin); VSB - котловина Винсенс (Vincennes Subglacial Basin); VSH - Восточная равнина (Vostok Subglacial Highlands); VSM - подледные горы Вернадского (Vernadskogo Subglacial Mountains); WSB - котловина Уилкса (Wilkes Subglacial Basin)
Рис. 2. Основные геоморфологические ступени региона
Области: I - гор Гамбурцева; II - Восточной равнины; III - гор Комсомольских; IV - равнины Шмидта; V - подледного бассейна Аврора. Остальные обозначения см. на рис. 1
го-геофизическая интерпретация. Ее результаты обсуждаются в настоящей работе.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГИОНА
Коренной рельеф и, в частности, карта подледного рельефа Восточной Антарктиды несет обширную и многогранную информацию для понимания строения любой территории [1, 6, 31]. Непосредственно самому геоморфологическому анализу коренного рельефа обсуждаемого района посвящена отдельная публикация [10]. Здесь мы остановимся только на той его части, которая поможет осветить особенности глубинного геологического строения региона.
Общее рассмотрение карты коренного рельефа (рис. 1) позволяет выявить ряд крупных областей, которые характеризуются постоянством морфо-метрических параметров. Они образуют систему геоморфологических ступеней призматической формы преимущественно северо-западного простирания, высота подледного рельефа которых уступообразно понижается в восточном направлении. На рис. 2 представлена блок-диаграмма коренного рельефа. С целью большей наглядности и правильности восприятия она построена в проекции Меркато-ра, которая сохраняет постоянство углов.
Самой западной ступенью является область гор Гамбурцева (I, см. рис. 2), отличающаяся максимальными абсолютными отметками (в среднем более 1400 м) и наибольшей вертикальной расчлененностью. Далее, в восточном направлении следуют об-
ласти: Восточной равнины (II, средняя высота 400 м), гор Комсомольских (III, средняя высота 700 м), равнины Шмидта (IV, 150 м) и подледного бассейна Аврора (V, -300 м). В этой же последовательности понижается и степень расчлененности рельефа. За исключением гор Гамбурцева (I) ширина ступеней составляет от 150 до 250 км, при протяженности более 600 км. Их южные и северо-восточные границы отчётливо выражены, линейны и уверенно прослеживаются на значительные расстояния. Только на севере, где отсутствуют съемки, границы геоморфологических ступеней не известны.
Общую закономерность в последовательном понижении абсолютной высоты и расчлененности подледного рельефа нарушает только область Восточной равнины, которая лишь несколько усложняет уступообразную морфоструктуру рассматриваемой территории. Котловина озера Восток, приуроченная к границе областей гор Комсомольских и равнины Шмидта, носит наложенный, локальный характер.
Региональный характер системы геоморфологических ступеней свидетельствует об их эндогенной природе и позволяет отождествлять с системой крупных внутриконтинентальных тектонических блоков.
Области, расположенные восточнее подледного бассейна Аврора и подледного желоба Пикок относятся к рифтовой зоне земли Виктории [22] и, вероятно, лишь опосредовано генетически связаны с рассмотренными выше. Горные районы, находящиеся западнее гор Гамбурцева также, по всей видимости, имеют иной генезис и относятся к поясу гор
Земли Королевы Мод [25]. По этой причине рассмотрение названных областей выходит за рамки настоящей публикации.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
Как неоднократно отмечалось [13, 14], на основе одних только данных по рельефу нельзя судить о глубинном строении района. В связи с этим, в наших рассужден
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.