ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 431, № 5, с. 656-661
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.242.2(261/264+267)
НОВЫЕ ДАННЫЕ О СТРОЕНИИ ПОДВОДНОГО ХРЕБТА ВИТОРИЯ-ТРИНДАДИ (ЗАПАД БРАЗИЛЬСКОЙ КОТЛОВИНЫ,
ЮЖНАЯ АТЛАНТИКА) © 2010 г. С. Г. Сколотнев, А. А. Пейве, Н. Н. Турко
Представлено академиком Ю.М. Пущаровским 22.06.2009 г. Поступило 02.07.2009 г.
Одним из важных вопросов океанской геологии является происхождение крупных линейных поднятий на океанической коре. В 24-м рейсе нис "Академик Вавилов" (научный руководитель акад. Ю.М. Пущаровский) в 2008 г. проводились работы на западе Бразильской котловины в районе цепи подводных гор (хребта) Витория-Трин-дади, протягивающейся вдоль 20.5° ю.ш. (рис. 1). На ее восточном окончании находятся острова Мартин-Вас и Триндади, сложенные нефелини-тами и фонолитами с возрастом 3.6-0.008 млн. лет [1-3]. Происхождение этой цепи, как правило, связывают с горячей точкой Триндади [4, 5], функционирующей с позднего мела и до наших дней и локализованной ниже названных выше островов. Однако для подтверждения этой точки зрения необходимо иметь определения возраста пород с собственно подводных гор. Отсутствуют и непротиворечивые объяснения субширотного простирания цепи, поскольку, как следует из работы [6], в период ее становления Южно-Американская плита могла двигаться в северо-западном направлении. Именно такое простирание у расположенной севернее цепи гор Байя (см. рис. 1). С другой стороны, структуры с субширотными простираниями широко развиты восточнее и связаны с зонами трансформных разломов. В частности, по мнению авторов работы [7], цепь Вито-рия-Триндади сопряжена с одноименным разломом, пересекающим ось Срединно-Атлантического хребта на 18°40' ю.ш.
В пределах центрального сегмента обсуждаемой цепи, включающем гору Жазер, гору с центром вершины около 20.71° ю.ш., 35.46° з.д., гору Дейвис и ряд гор, образующих банку Догаресса, с центрами их вершин около 20.95° ю.ш., 34.25° з.д., 20.93° ю.ш., 34.03° з.д. и 20.85° ю.ш., 33.64° з.д., были изучены строение верхней части осадочного чехла с помощью акустического профилографа "Парасаунд" и особенности рельефа дна с ис-
Геологический институт Российской Академии наук, Москва
пользованием многолучевого эхолота Hollming ECHOS XD (см. рис. 1). При драгировании со склонов гор получены представительные коллекции пород (табл. 1).
По результатам акустического профилирования выделены три типа разрезов осадочных отложений, покрывающих склоны гор. Первый тип приурочен к нижним частям склона. Верхняя граница его распространения поднимается с востока на запад от глубин 3500 до 2300 м. Видимая мощность осадочных отложений сокращается вверх по склону от 100 до 60 м. Выделяются три слоя с расплывчатыми границами между ними: верхний слой (мощность 10—15 м) — это акустически непрозрачные, средний слой (15—20 м) — акустически прозрачные и нижний слой (60—70 м) — акустически непрозрачные отложения (рис. 2). На этих участках склонов широко развиты оползни. Второй тип осадочного разреза, сменяющий вверх по склону разрез I типа, образован акустически непрозрачными отложениями (40—50 м). Уровень верхней границы этого типа осадков на горах банки Догаресса — 2400—2000 м, на горе Жазер — 1650 м. Третий тип разреза сменяет вверх по склону разрез II типа. Это — слабо отражающие, спорадически распространенные, акустически непрозрачные отложения (10—20 м). В среднем верхняя граница их распространения составляет около 1000 м.
Склоны гор осложнены ступенями и уступами, а также перегибами склонов, выше которых увеличивается их крутизна (рис. 3). Наиболее пологая нижняя часть склона заканчивается на уровне 2100-2400 м в районе горы Жазер, 2400-2600 м -горы Дейвис и 3200-3400 м — банки Догаресса. На глубине около 3200 м находится поверхность седловины, разделяющей банку Догаресса и гору Дейвис, а около 2100 м - поверхность седловины между горами в западной части сегмента. Таким образом, пологая нижняя часть склона хребта Ви-тория-Триндади, перекрытая осадочными отложениями I типа, представляет собой поверхность единого поднятия, являющегося цоколем для вулканических построек. С запада на восток при
-37.0 -36.5 -36.0 -35.5 -35.0 -34.5 -34.0 -33.5
Рис. 1. Схема работ, проведенных в центральном сегменте цепи подводных гор Витория—Триндади. Линии — основные профили акустического и батиметрического профилирования, кружки — станции драгирования: 1 —У2403, 2 — У2405, 3 - У2406, 4- У2407, 5 - У2408, 6- У2410, 7 - У2411, 8- У2412, 9 - У2413, 10- У2414. На врезке показан общий план строения дна юго-западной части Бразильской котловины, на ней цифрами обозначены: 1 - подводный хребет Витория-Триндади, 2 - острова Триндади и Мартин-Вас, 3 - хребет Аброльюс, 4 - гора Хотспер, 5 - гора Морган, 6 - горы Байя. Прямоугольником выделен район детальных работ. Схемы выполнены на основе карты, построенной по данным спутниковой альтиметрии [12]. Внизу приведена шкала глубин, м.
увеличении глубины вершины этого поднятия и уменьшения средней высоты от 2000 до 1000 м сокращается и его ширина от 66 до 32 км. Северная и южная нижние границы поднятия имеют разные глубины: 4040-4200 и 4300-4450 м соответственно (см. рис. 3), из чего следует, что хребет Витория-Триндади приурочен к уступу дна высотой 200-400 м. Это означает, что становлению этого хребта предшествовали тектонические движения, приведшие к ступенчатому подъему дна. Возможно, они были связаны с ростом обширного поднятия, которое сейчас хорошо выражено на карте ГЕБКО в приконтинентальной части Бразильской котловины и к которому в настоящее время, наряду с хребтом Витория-Триндади, также приурочены хребет Аброльюс, горы Хотспер, Морган и др. Нижняя граница цокольного поднятия нередко представлена каскадами крутых уступов общей амплитудой 100-300 м, а на его склонах развиты ступени, которые в интервалах 39003950 и 3700-3750 м наблюдались на всех профилях.
Вулканические постройки имеют форму усеченного конуса и более крутой склон по сравнению с цоколем, их верхняя граница проходит на
глубине около 400 м. На всех палеовулканах наблюдаются перегибы склонов в районе глубин 1600-1650 и 1000-1200 м, разделяющие их на нижнюю, среднюю и верхнюю части. К первым двум приурочены осадки II типа, к верхней - III типа. Перегибы осложнены ступенями, уступами и грядами, свидетельствующими о неотектонических процессах в пределах цепи Витория-Триндади. Современная высота палеовулканов в районе горы Жазер - 1700-2000 м, горы Дейвис - 2100 м, банки Догаресса - 2800-3000 м.
Выше 400 м располагаются участки гор с наиболее крутыми склонами, с которых ранее при драгировании были получены карбонатные породы, сформировавшиеся в условиях карбонатной банки. Вершинные поверхности всех изученных гор плоские, на глубинах 40-70 м, соответственно, мощность карбонатных платформ составляет около 300 м. Эти данные показывают, что формирование карбонатных банок и последующее опускание всех гор протекало синхронно, несмотря на их удаленность друг от друга по простиранию хребта.
658 СКОЛОТНЕВ и др.
Таблица 1. Координаты, глубина и краткая характеристика станций драгирования
№ станции Широта (ю.ш.) Долгота (з.д.) Глубина, м Состав Структура Масса, кг
У2403 20°50.8' 20 52.0 34°02.7' 34 02.8 2150- 1800 Вулканиты 40%, известняки 50%, брекчии 10% Северный склон горы с центром на 20.93° ю.ш., 34.03° з.д. 100
У2405 21 00.6 21 00.4 34 15.2 34 15.3 2050- 2000 Вулканит (1 обломок) Юго-западный склон горы с центром на 20.95° ю.ш., 34.25° з.д. 0.1
У2406 20 35.7 20 36.2 34 57.9 34 58.2 1680- 1500 Известняки 100% Северо-западный склон горы Дэйвис 0.1
У2407 20 35.5 20 36.1 34 56.8 34 57.4 1140- 1060 Туф (1 обломок), известняки (2 обломка) То же 3
У2408 20 33.6 20 34.8 34 58.8 34 59.1 2270- 2150 Известняки 100% » 30
У2410 20 48.1 20 47.1 34 55.2 34 55.9 2380- 2200 Вулканиты 55%, известняки 40%, брекчия 5% Юго-западный склон горы Дэйвис 20
У2411 20 47.7 20 47.2 34 55.9 34 55.6 2350- 2160 Карбонатный ил То же 400
У2412 20 46.9 20 46.7 35 32.2 35 32.1 2740- 2700 Карбонатный ил, Бе— Мп-корки Юго-западный склон горы с центром на 20.71° ю.ш., 35.46° з.д. 400
У2413 20 44.3 20 44.1 35 29.9 35 29.8 1800- 1670 Карбонатный ил, известняки Северный склон горы Жазер 400
У2414 20 24.1 20 24.8 35 48.0 35 48.0 1100- 870 Вулканиты 80%, известняки 20% То же 10
Драгированный каменный материал представлен обломками различных размеров и глыбами до 60 см в поперечнике, сложенными вулканитами, известняками и обломочными породами. Большей частью они угловатые, неправильной формы и лишь на станции У2410 (гора Дейвис) слабо окатаны.
Известняки и обломочные породы представлены тремя типами. В наибольшем количестве получены органогенные разности, состоящие из
обломков бентосных организмов и цельных раковинок фораминифер, погруженных в тонкодисперсный детрит. Они различаются по степени ли-тификации. Слегка уплотненные карбонатные илы подняты на станциях У2408, У2411, У2412 и У2413. Уже сцементированные породы драгированы на станциях У2403 и У2406. Наиболее лити-фицированные пористые известняки, покрытые Fe—Мп-корками мощностью 3—4 мм, получены на станциях У2403, У2407, У2410 и У2413. Подобные известняки встречаются также в виде нашле-
20°36.1' ю.ш. 20°31.3' ю.ш. 20°26.1' ю.ш.
34°09.2' з.д. 34°08.2' з.д. 34°07.2' з.д.
Рис. 2. Характер осадочного чехла в нижней части северного склона горы с вершиной на 20°58' ю.ш., 34°18' з.д. (банка Догаресса).
20°32.8' ю.ш. 34°01.6' з.д.
20°50.6' ю.ш. 34°02.2' з.д.
N^0 + К20
21°08.6' ю.ш. 34°02.7' з.д.
-500 -1000 -1500 2000 2500 -3000 -3500 4000 4400 м
Рис. 3. Морфология склонов подводных гор: а — северный склон горы Жазер, б — северный и южный склоны горы с вершиной на 20.93° ю.ш., 34.04° з.д. (банка Догаресса).
55 БЮ2
Рис. 4. Положение изученных вулканитов на классификационной диаграмме 8Ю2—^20 + К2О. Поля показаны по данным [8]. Нанесены составы пород, пересчитанные с учетом предположения, что первичное содержание флюидного компонента в породе составляло 2%.
пок на вулканитах, в этом случае в них наблюдаются обломки этих вулканитов. По-видимому, эти известня
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.