МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.465
ОСОБЕННОСТИ КИНЕМАТИКИ СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКОГО ХРЕБТА
ЗАПАДНЫЙ СКОТИЯ
© 2011 г. А. А. Шрейдер1, Ал. А. Шрейдер2, А. Н. Бойко1, Х Галиндо-Зальдивар3,
А. Мальдонадо4, Е. И. Евсенко1
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: aschr@ocean.ru 2ООО НИИгазэкономика, Москва, Россия 3Гранадский университет, Гранада, Испания 4Андалузский Институт наук о Земле, Гранада, Испания Поступила в редакцию 04.12.2008г., после доработки 13.04.2009 г.
Составлена первая карта акустического фундамента и новая карта хрон С4-С12 для области палеоспре-дингового хребта Западный Скотия. Анализ составленных карт и выполенные расчеты показали, что разрастание дна на его осях началось на юго-востоке в интервале хрона С12г (31.116—33.266 млн. лет). Во время хрона С11г (30.217—30.627 млн. лет назад) произошел стокилометровый скачек оси спрединга на северо-запад. Максимальных значений порядка 6.3 см/год разрастание дна достигло в интервале хронов С6-С6В (18.748—22.564 млн. лет), после чего спрединг стал затухать и во время хрона С3п.1г (3.300— 4.493 млн. лет) произошло отмирание оси палеосрединного хребта. Спрединг сопровождался пропагей-тингом осей на северо-восток, а сам пропагейтинг носил импульсный характер.
ВВЕДЕНИЕ
Процесс формирования моря Скотия играл первостепенную роль в разрушении континентального моста между Южной Америкой и Антарктидой. В условиях отсутствия точек глубоководного бурения в регионе моря Скотия основное значение для изучения основных этапов этого процесса имеет комплексная геолого-геофизическая интерпретация результатов исследования аномального магнитного поля с позиций концепции тектоники литосферных плит.
В результате геолого-геофизических исследований в западной части моря Скотия между 54° и 60° ю.ш. 41° и 67° з.д. выявлен неактивный в настоящее время срединно-океанический хребет Западный Скотия [1, 3, 4, 6, 7, 10, 11, 13, 36]. 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.
Линейные магнитные аномалии и трансформные разломы в море Скотия до настоящего времени не являются точно определенными и, будучи основанными на ограниченном количестве геолого-геофизических данных, различаются своей рисовкой в различных публикациях. В изучении вопросов па-леогеодинамики существенную помощь может оказать комплексное геолого-геофизическое изучение доступных материалов по аномальному магнитному полю (включая оригинальные данные исследований испанского научно-исследовательского судна "Гес-перидас"), а также восстановление геохронологии дна в области хребта и смежных котловин, чему и посвящена настоящая работа.
ПАРАМЕТРЫ АКУСТИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА
В настоящее время известны два типа карт рельефа дна моря Скотия, основанные на разных принципах своего составления. К первому типу относятся карты ГЕБКО, которые обобщают все известные эхолотные профили вдоль маршрутов следования специализированных исследовательских судов (например, [1] и др.). Ко второму типу относятся топографические карты дна, основанные на интеграции данных эхолотных промеров и спутниковой альтиметрии [34 и др.].
Спутниковые трассы относительно равномерно покрывают район исследований, позволяя в настоящее время строить карты с разрешением между соседними трассами наблюдений в 0.5 мили. Наиболее современной версией такой карты следует признать вариант, основанный на пространственном полуминутном осреднении результатов расчетов математической модели рельефа дна [35, 38 ,40]. Вместе с тем для моря Скотия сравнение карт рельефа дна ГЕБ-КО и карт, основанных на спутниковой альтиметрии, свидетельствует об их несовпадении.
С целью выбора типа карты для последующего использования в настоящей работе нами было проведено сравнение данных современных электронных версий обоих типов карт в точках реальных эхо-лотных измерений вдоль профилей (рис. 1) НИС "Гесперидас" на западе моря Скотия с помощью цифрового эхолота SIMRAD ЕМ 12. Океанографические поправки в первичные данные наблюдений эхолотом были внесены испанской стороной по специализированным программам, разработанным в университете Нью-Брунсвика (Великобритания) для конкретных условий моря Скотия.
Визуальное сравнение свидетельствует, что более близкими к реальным эхолотным данным являются данные карты спутниковой альтиметрии. Об этом же свидетельствует статистическая обработка величин расхождений между эхолотными данными и электронными значениями альтиметрии и ГЕБКО в точках измерений глубин эхолотом. Среднее отклонение в 1032 точках для данных альтметрии по модулю составляет 54 м при максимальном расхождении в 540 м, тогда как для данных карты ГЕБКО оно превосходит 157 м при максимальном расхождении в 1486 м. Величина медианы распределения равна в первом случае 30 м, а во втором она превосходит 100 м. Тем самым данные электронной карты дна (рис. 2), основанной на интеграции результатов эхо-лотных промеров и спутниковой альтиметрии (данные карты предиктрельефа), более полно отражают особенности поведения рельефа дна на западе моря Скотия, чем таковые по данным ГЕБКО. Следует отметить, что в ЮНЕСКО дискутируется вопрос о том, чтобы в ближайшем будущем создать синтетическую базу данных, которая будет объединять лучшие достижения обоих подходов представления сведений о батиметрии морского дна. Предполагается, что новая база данных будет охватывать районы Мирового океана от 80° с.ш. до 80° ю.ш.
Цифровая база данных общей мощности осадков для моря Скотия [39] является частью цифровой базы Мирового океана и шельфовых морей, которая была собрана Национальным Геофизическим Центром Данных NOAA по результатам исследований вдоль профилей нерерывного сейсмсического профилирования, заархивированных в NOAA, а так же сейсмических данных и карт изопахит, доступных
как часть Международных Геологического-геофи-зических Атласов [1, 2, 16, 19—21, 26].
Контурные карты изопахит для Тихого океана были переведены в цифровую форму Грэгом Коулом из Национальной Лаборатории Лос-Аламоса, для Индийского океана Кэрол Штайн из Северо-западного Университета, и для Южного Океана Деннисом Хейсом из Земной Обсерватории Ламонта-До-эрти. Переведенные в цифровую форму данные были затем гридированы в NOAA с интервалом сетки 5 х 5 минут дуги с дальнейшим использованием алгоритма сглаживания сплайнами в соответствии с работой [35]. 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 карты (рис. 3) 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 носит характер первого приближения и отражает лишь наиболее существенные его черты. Из карты (рис. 4) видно, что глубина фундамента в осевой части палеоспрединговоого 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 до 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.
ПАРАМЕТРЫ 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 образом, спрединг начался около 26 млн. лет назад, а закончился он около 6 млн. лет назад. В дальнейшем эти данные многократно уточнялись. Над палеосредин-ным хребтом Западный Скотия и в прилегающих котловинах были идентифицированы линейные магнитные аномалии С3-С8 [1, 11, 13, 36]. При этом в работе [27] были предложены две альтернативные модели. Первая описывала наблюдаемые ундуляции аномального магнитного поля модельными аномалиями С6С-С12, а вторая — С4-С6. Финально, авторы отдавали предпочтение второй модели, согласно
Рис. 1. Данные эхолотного промера НИС "Гесперидас" (а), а также профили глубин, построенные по сведениям из [38] (б) и [40] (в) вдоль галсов, показанных на врезке.
о
un un un чо
Рис. 4. Схема акустического фундамента. Изогипсы в м.
которой эпизод спрединга датировался как 9— 20 млн. лет.
Анализ данных многочисленных исследований аномального магнитного поля в котловине свидетельствует об имеющихся расхождениях как в пространственном положении палеомагнитных аномалий, так и в их идентификации. Так, на хребте Западный Скотия между трансформными разломами Эндуранс и Квест (Куэст) в работе [1] оси палеоано-малий С5В и С5С располагаются в интервале С5А-C5B и С5В-С5Е, соответственно, из работы [22]. Оси палеоаномалий С6В-С8 из работ [1, 24] располагаются в интервале нахождения палеоаномалий С5-С5С в работе [22].
Между трансформными разломами Куэст и Ше-клтон наиболее древней уверенно распознаваемой магнитной а
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.