ОКЕАНОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 3, с. 456-468
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.465
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ОСАДОЧНОГО СЛОЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА
© 2007 г. А. А. Шрейдер1, Е. Л. Мазо2, М. П. Куликова2, Д. А. Гилод2
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, геологический факультет Поступила в редакцию 07.12. 2005 г., после доработки 31.05.2006 г.
По результатам сейсмических исследований создан электронный банк данных сейсмостратиграфи-ческих комплексов северо-восточной части Индийского океана и построены схемы распределения по площади мощностей слоев осадков. Датированы внутренние границы разделов, идентифицирован вещественный состав и рассчитаны скорости седиментации в пределах этих комплексов. Создана сводная карта общей мощности осадков и скоростей седиментации. Охарактеризован нижний предел параметров процесса седиментации для осадочных слоев, прошедших процесс уплотнения под действием вышележащей толщи.
ВВЕДЕНИЕ
На северо-востоке Индийского океана находится один из самых больших современных конусов выноса, который охватывает Бенгальский залив, северную часть Центральной и Кокосовой котловин. Бенгальский залив представляет собой слабо-наклоненную на юг аккумулятивную равнину с глубиной дна увеличивающейся с 1 до 4 км (рис. 1) [3, 6, 19]. Центральная котловина Индийского океана характеризуется относительно выровненной поверхностью дна, лежащего на глубинах 4.5-5 км, с наличием ряда вытянутых депрессий и возвышенностей. Кокосовая котловина, расположенная к востоку от Восточно-Индийского хребта, имеет глубины 4-6 км. Восточно-Индийский хребет разделяет конус выноса на две части - западную, названную Бенгальским конусом, и восточную - Никобарским конусом. К западу от Восточно-Индийского расположен погребенный в осадках хребет 85 градуса.
Восточно-Индийский хребет - одна из крупнейших тектонических структур дна Индийского океана. Он протягивается в меридиональном направлении почти на 5000 км, имеет ширину около 3000 км и возвышается над дном прилегающих котловин Центральной и Кокосовой на 2-4 км. Как единое поднятие хребет простирается от 10° с.ш. до 35° ю.ш., где сочленяется с субширотным хребтом Брокен. Восточно-Индийский хребет оконтурива-ется изобатой 4 км. Наиболее приподнятой является южная часть хребта, характеризующаяся глубинами около 2 км. Северной части (более погруженной) соответствуют глубины около 3 км.
Проблемы восстановления истории коллизии между Индией и Азией лежат в основе многочисленных работ по изучению Бенгальского конуса выноса [3-9, 14, 15, 17, 19, 20].
Осадочный комплекс северо-восточной части Индийского океана (один из самых мощных на земном шаре) изучался сейсмическими методами на протяжении последних пятидесяти лет [1, 3, 6-9, 12, 13, 16, 17], а также в процессе глубоководного бурения [12]. В ряде работ [1, 9, 12, 16, 17] представлены результаты сейсмических исследований, выполненных на акватории. Вместе с тем, послойные схемы осадков, обобщающие совокупность опубликованных в литературе данных, отсутствуют. Также отсутствуют какие-либо схемы, иллюстрирующие скорости седиментации как для отдельных слоев, так для осадочной толщи в целом.
Созданию таких схем на район, расположенный от 80° до 100° в.д. и от 20° ю. ш. до 22° с.ш., и их анализу, посвящена настоящая работа. Она является логическим продолжением исследований, выполненных ранее для акватории Аравийского моря [5]. Данная работа представляет собой первый этап в построении сейсмоплотностной модели тек-тоносферы северной части Индийского океана.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДАННЫЕ
Для получения наиболее информативной схемы распределения осадков северо-восточной части Индийского океана и ее анализа было проведено обобщение данных [1-21].
По данным геолого-геофизического атласа Индийского океана [1] и работы [9] были составлены таблицы 1 и 2 скоростей и мощностей осадочного чехла северо-восточной части Индийского океана. Таблица 3 основана на результатах сейсмических исследований, представленных в работе [13]. По данным сейсмических исследований НПО "Юж-моргео" НИИМОРГеофизики (1978) составлена табл. 4.
Сводная схема общей мощности осадочного чехла в северо-восточной части Индийского океана составлена по данным работ [3, 8]. Для контроля проведенных построений были использованы данные глубоководного бурения [6, 12], приведенные в табл. 5.
В представленной работе все слои со скоростями продольных сейсмических волн менее 5 км/с отнесены к осадочным и в них выделено 5 сейсмических интервалов в соответствии с принятыми градациями для севера Индийского океана [14].
Скорости в осадках изучаемого района изменяются от 1.52 до 4.9 км/с, при среднем значении 2.49 км/с. Первый осадочный слой характеризуется скоростями продольных сейсмических волн от 1.52 до 2.22 км/с при средней скорости 1.91 ± ± 0.16 км/с. Во втором слое регистрируются скорости от 2.20 до 2.66 км/с при средней скорости 2.35 ± ± 0.15 км/с. Для третьего осадочного слоя характерны скорости продольных сейсмических волн от 2.69 до 3.07 км/с, при среднем значении 2.82 ± ± 0.12 км/с. Четвертый осадочный слой характеризуется скоростями от 3.10 до 3.92 км/с при средней скорости 3.51 ± 0.24 км/с. Пятый слой осадков выделяется по скоростям от 4.00 до 4.90 км/с при средней скорости 4.47 ± 0.30 км/с.
Данные о скоростях сейсмических слоев (если такие слои выделяются), приведенные в работе [16], не противоречат используемой градации, что послужило основанием использования данных в построении послойных схем мощностей осадков. Результаты сейсмических исследований [17] соответствуют принятому скоростному делению и подтверждают, что установленное распределение скоростей продольных сейсмических волн в осадочной толще изучаемого района аналогично закономерностям скоростного распределения в осадках Аравийского моря [5].
Собранные данные послужили основой создания банка информации о сейсмостратиграфии осадочного покрова северо-восточной части Индийского океана.
ПОСЛОЙНЫЕ СХЕМЫ МОЩНОСТИ ОСАДКОВ
По результатам обобщенных данных сейсмических исследований для северо-востока Индийского океана [1, 9, 13, 16, 17] построены схемы распределения мощностей осадков на площади (рис. 2-5), полученные с учетом реальных скоростей сейсмических волн. Приводимые ниже величины зависят от распределения точек наблюдений, в частности, отсутствие таковых к северу от 16° с.ш. не позволяет охарактеризовать параметры седиментации на севере Бенгальского залива - акватории наиболее приближенной к питающим провинциям.
80°
90°
100° в.д.
20°
с. ш.
20°
10°
10°
20°
ю. ш.
80
Рис. 1. Рельеф дна северо-восточной части Индийского океана (изобаты в км) и положение точек сейсмического зондирования (треугольники), указанных в таблицах 1-4. Тонкой линией на рисунках 2-4 показана изобата 3 км.
Схема мощности первого осадочного слоя к югу от 16° с.ш. показана на рисунке 2а. Среднее значение мощности составляет 0.72 ± 0.45 км. По распределению изопахит выделяются три зоны, приуроченные к акваториям Бенгальского залива, Центральной и Кокосовой котловинам. В пределах Бенгальского залива значения мощности первого слоя достигают 3 км и приурочены к его юго-западной части. Наибольшее количество локальных особенностей изометрического характера
0
о
Таблица 1. Данные сейсмического зондирования в северо-восточной части Индийского океана [1]
№ станции Широта, град Долгота, град Глубина воды, км V!* Н1** V3* Н3** V4* Н4** V5* Н5**
96 11.0667 85.5500 3.4 2 3
95 8.1333 95.3500 1.5 2 1.4 4.5
5 -2.0500 84.9667 4.7 1.8 0.2 2.7 2.3 4.4 0.9
4 -3.6333 86.1167 4.86 2 1.1
3 -3.8833 89.8167 3.03 2 0.4 3.92 2.7
2 -5.2333 91.3167 4.97 1.86 0.5
1 -7.9667 95.2167 5.19 2 0.4
97 -8.3667 80.3667 5.2 2 0.1
7 -12.8167 82.9167 4.3 2 0.4
78 -14.5167 88.0333 2.71 2.15 0.71 4.67 2.2
77 -16.4167 89.3167 5.73 2.15 0.15 4.8 0.6
79 -13.8333 90.8000 5 2.15 0.21
80 -13.1500 93.2167 5.22 2.15 0.08
104 -8.2000 104.2500 6.2 2 0.5
Примечание. * Скорости продольных сейсмических волн в слое, км/с. ** Мощность осадочного слоя, км.
расположено в западной, примыкающей к югу Индии и Шри-Ланке, акватории. Можно выделить общее северо-западное простирание, свойственное областям распространения мощности первого слоя осадков в Бенгальском заливе. Для восточных районов Бенгальского залива характерны меньшие значения мощности (около 0.5 км). Обширная, региональная область Центральной котловины оконтурена изопахитой 0.5 км и характеризуется увеличением мощности (более 1 км) в направлении к Восточно-Индийскому хребту. В районе Кокосовой котловины средние значения мощности первого осадочного слоя составляют также 0.5 км, имея тенденцию уменьшения на юго-восток от Восточно-Индийского хребта до 0.25 км. Тем самым, в распределении осадков южнее 10° с.ш. обнаруживается общая тенденция уменьшения их мощностей и скоростей в обе стороны от Восточно-Индийского хребта. Последнее обстоятельство, вероятнее всего, обусловлено последовательным соскальзыванием осадочного материала по склону.
Схема мощности второго осадочного слоя показана на рисунке 26. Среднее значение мощности этого слоя 1.04 ± 0.55 км. Северная область на широте около 16° с. ш. характеризуется значениями мощности от 0.5 до 1 км. На севере Центральной котловины они достигают 1 км и более. Имеющиеся данные в районе экватора для Кокосовой котловины подтверждают тенденцию уменьшения числовых характеристик параметров седиментации в пределах второго слоя с удалением в сторону от Восточно-Индийского хребта.
В пределах третьего слоя имеющиеся данные свидетельствуют об уменьшении мощностей с 1.5 до 0.25 км в западном направлении от Восточно-Индийского хребта при среднем значении 1.16 ±
± 0.62 км (рис. 2в). Аналогичная тенденция намечается южнее экватора в Кокосовой котловине (от 1.5 до 0.25 км).
Постепенное уменьшение мощностей осадков четвертого слоя намечается с удалением от континента на восток с 5 до 1 км и менее. Среднее значение мощности четвертого
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.