ОКЕАНОЛОГИЯ, 2012, том 52, № 4, с. 576-581
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.465
НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП СПРЕДИНГА СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКОГО
ХРЕБТА ЗАПАДНЫЙ СКОТИЯ
© 2012 г. Ал. А. Шрейдер1, А. А. Шрейдер2, Х. Галиндо-Зальдивар3, А. Мальдонадо4,
Ж. Мартос-Мартин4
1 ООО "НИИгазэкономика", Москва, Россия 2 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия 3 Гранадский университет, Гранада, Испания 4 Андалузский институт наук о Земле, Гранада, Испания e-mail: aschr@ocean.ru Поступила в редакцию 29.12.2010 г., после доработки 08.09.2011 г.
Составлена первая карта пространственного положения палеоаномалии С12 на восточной периферии палеоспредингового хребта Западный Скотия. Ее простирание составляет 25°. Анализ выполненных расчетов по моделированию палеомагнитных аномалий показал, что разрастание дна началось в интервале хрона С12г (31.116—33.266 млн. лет). Во время хрона С11г (30.217—30.627 млн. лет назад) произошел двухсоткилометровый скачок оси спрединга на северо-запад. Расчет эйлеровых полюсов и углов поворота позволил реконструировать параметры зоны первоначального раскола между Южной Америкой и Антарктическим полуостровом в области западной периферии континентального поднятия Террор.
ВВЕДЕНИЕ
Формирование моря Скотия играло главную роль в разрушении континентального моста между Южной Америкой и Антарктидой. Поскольку глубоководное бурение в море Скотия пока не проводилось, основную роль в изучении процесса формирования играет комплексная геолого-геофизическая интерпретация результатов исследования аномального магнитного поля.
Активные геолого-геофизические исследования в западной части моря Скотия проводятся с середины прошлого века [1—3, 5—9, 11, 12, 15, 18, 19, 22-25, 28, 29]. Здесь между 54° и 60° ю.ш. 41° и 67° з.д. они позволили выявить неактивный в настоящее время срединно-океанический хребет Западный Скотия. Хребту в рельефе дна соответствует горстообразное поднятие дна шириной более 500 км с интенсивно расчлененным рельефом. Высота гребня составляет до 2 км над поверхностью примыкающих абиссальных равнин котловины Яган с северо-запада и Она с юго-востока. Глубина котловин составляет около 3.5 км. С запада хребет ограничен зоной нарушения Шекл-тон, а с востока южной периферией хребта Северный Скотия.
Над осью хребта наблюдается интенсивная 200-500 нТл амплитудой магнитная аномалия шириной до 50 км. С юго-востока и северо-запада к ней примыкают линейные магнитные аномалии амплитудой 100-300 нТл с длинами волн
20-40 км, смещенные по нескольким трансформным разломам на первые десятки километров. Вместе с тем исследователи отмечали крайнюю скудность этих материалов, не позволявшую уверенно идентифицировать молодые и древние палеомагнитные аномалии.
В изучении вопросов палеогеодинамики начального периода раскрытия дна в проливе Дрейка существенную помощь может оказать комплексное изучение созданной российско-испанской группой авторов настоящей статьи базы геофизических данных (и, прежде всего, доступных материалов по аномальному магнитному полю, включая оригинальные данные исследований последних лет испанского научно-исследовательского судна "Гесперидас"). При этом важнейшую роль играет восстановление геохронологии дна в периферийной области котловины Она, чему и посвящена настоящая работа. Отметим, что в настоящей работе используется наиболее современная версия шкалы линейных магнитных аномалий из работы [20].
ОСОБЕННОСТИ РАЗРАСТАНИЯ ДНА
Первые идентификации линейных магнитных аномалий в проливе Дрейка восточнее зоны нарушения Шеклтон были предложены в работах [6, 10]. Согласно им наиболее древней магнитной аномалией здесь является аномалия С8 и, таким
(а) (б)
Рис. 1. Профили аномального магнитного поля вдоль галсов М08, М10, Е1 (а) и М05, М17, М25, М26, М31 (б) НИС "Гесперидас". Показана корреляция линейной магнитной аномалии по площади (в) и ее идентификация как С12 в соответствии с результатами моделирования, приведенными на рис. 2. Пространственное положение ее оси соответствует линии первоначального раскола континентальной коры на западной периферии поднятия Террор. 1 — график аномального магнитного поля вдоль профилей наблюдений; 2 — профили наблюдений НИС. "Гесперидас"; 3 — положение оси линейной магнитной аномалии С12 и древнейших границ хронов С12п; 4 — положение вновь выявленного трансформного нарушения; отрезки а—а1 и б—б1 те же что и на рис. 2.
образом, спрединг начался около 26 млн. лет назад, а закончился он около 6 млн. лет назад. В дальнейшем эти данные многократно уточнялись.
Над палеосрединным хребтом Западный Ско-тия и в прилегающих котловинах были идентифицированы линейные магнитные аномалии С3—С8 [1, 10-12, 28]. При этом в работе [21] были предложены две альтернативные модели. Первая описывала наблюдаемые ундуляции аномального магнитного поля модельными аномалиями С6С-С12, а вторая — С4-С6. Финально, авторы отдава-
ли предпочтение второй модели, согласно которой эпизод спрединга датировался как 9—20 млн. лет.
Вместе с тем, в работах [1, 18, 24] было показано существование на юго-востоке срединно-оке-анического хребта Западный Скотия в котловинах Она и Яган аномалий до С10. Геомагнитные исследования, проведенные в испанских научно-исследовательских экспедициях на НИС. "Гесперидас" в 1992—1993 гг., а также в экспедиции SCAN 2004 года на этом же судне, позволили получить новые данные об особенностях аномального магнитного поля на юго-востоке котловины Она. В частности, у юго-западного подножья
100
% 0
100 100
ч
£ 0
100
I N I I
1 !Л
I Ь >
I ✓ I / 1/
Й сч
и
50 км
ч н я
20
0
20
-40 0
сйс
3500 4000
4000
5000
6000
30 км
Рис. 2. Наблюденные (сплошная линия) и теоретические (пунктир) магнитные аномалии в модели разрастания дна вдоль отрезков профилей а—а1 и б—б1, положение которых приведено на рис. 1. Параметры расчета теоретических магнитных аномалий те же, что и в работе [15].
поднятия Террор в захороненной в осадках небольшой котловине с глубиной акустического фундамента более 2 км выделяются еще две унду-ляции магнитного поля. При этом совместный площадной анализ магнитных аномалий вдоль профилей НИС. "Гесперидас" Е1, М05, М08, М10, М17, М26 и М31 (рис. 1) позволил установить, что они линейны и имеют простирание СВ— ЮЗ под углом 25 ± 3°. Если эти ундуляции имеют спрединговую природу, то их можно промоделировать в рамках концепции тектоники литосферных плит.
Моделирование линейных магнитных аномалий проводилось нами в предположении, что верхняя кромка инверсионного магнитоактивно-го слоя совпадает с рельефом коренного фундамента, а нижняя поверхность слоя конформна этому рельефу при мощности самого слоя 0.5 км. При этом его намагниченность бралась равной 3А/м. Угловые параметры вектора намагниченности взяты в соответствии с параметрами поля осе-симметричного земного диполя, а параметры современного магнитного поля соответствуют таковым в поле DGRF эпохи съемки.
В результате моделирования геомагнитных данных испанских экспедиций на НИС "Гесперидас" (рис. 2) идентифицирован хрон С11г. Результаты моделирования (рис. 2) позволяют рассматривать ундуляции аномального магнитного поля в вышеуказанной небольшой котловине у подножья поднятия Террор как соответствующие двум симметрично разнесенным хронам С12п и С12г [4, 13, 14, 16, 17, 27]. Эпизод разрастания дна в этой локальной котловине имел место в интервале хронов С11г —С12г (30.2—33.2 млн. лет назад), а скорость разрастания составляла около 1 см/год. Детальный анализ данных свидетельствует о наличии тектонического нарушения, смещающего ось линейной магнитной аномалии С12 на расстояние около 30 км (рис. 1).
Важно подчеркнуть, что аномалия С12 не прослеживается на профиле М25, проходящего по периферии блока острова Элефант, что отражает положение южного ограничения области разрастания дна. Отметим, что в работе [26] результаты независимых исследований приводят ее авторов к сходным с нашими цифрами временам начала спрединга в море Скотия — 32 ± 2 млн. лет.
Выше говорилось, что согласно моделированию отмершая палеось спрединга соответствует обратнонамагниченной порции новой океанической коры хрона C11r, она располагается между двумя прямонамагниченными блоками C12n и далее расположены еще два блока обратной полярности C12r. Для участков хрона C12r(y) были выполнены расчеты эйлерова полюса и угла поворота. Для положения полюса в точке с координатами 19.8° ю.ш. 36 ° з.д. при модуле угле поворота 0.70° восстановлено взаимное положение нижней части западного склона котловины относительно таковой на восточном континентальном склоне поднятия Террор по изогипсе 4 км, взятой по карте из работы [Шрейдер и др., 2011]. Участвовавшая в расчетах карта построена путем сложения данных электронной карты рельефа дна и мощностей осадочного чехла. Карта распределения осадков в море Скотия пока отражает лишь наиболее важные черты характера осадочного тела и лишена подробностей. Вместе с тем она дает определенное представление о мощностях осадков на акватории. Из нее следует, что мощность осадков максимальна на юго-востоке региона, где достигает значений 700—800 м. По мере движения на северо-запад мощность уменьшается до величин близких к 200 м.
Наличие сведений об осадочной толще позволило нам построить первую электронную схему поверхности акустического фундамента для западной части моря Скотия, которая (с учетом сказанного о карте мощностей осадочного покрова) также носит характер первого приближения и отражает лишь наиболее существенные его черты [4]. Глубина фундамента в осевой части палеоспре-дингового хребта Западный Скотия составляет около 2 км. По мере движения от оси в сторону котловин Яган и Она она возрастает до 4 км на западе и более чем на 4.5 км на востоке района. В областях трансформных смещений отмечаются отдельные понижения фундамента до глубин в 5 км и более. Важно отметить, что полученная схема в ряде случаев более четко демонстрирует особенности трансформных разломов, позволяя дополнить сведения об их положении и конфигурации, ранее известные лишь по данным о рельефе дна.
Анализ результатов расчетов эйлеровог
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.