ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2009, том 424, № 1, с. 111-117
УДК 551.462
ОКЕАНОЛОГИЯ
ПЛАТОБАЗАЛЬТОВЫЙ МАГМАТИЗМ ДНА МОРЕЙ ЗАПАДНОЙ АНТАРКТИКИ, ЮЖНЫЙ ОКЕАН
© 2009 г. Член-корреспондент РАН Г. Б. Удинцев, Н. А. Куренцова, А. В. Кольцова, Л. Г. Домарацкая
Поступило 27.05.2008 г.
На протяжении ряда лет в рамках российско-германских соглашений о совместном изучении геодинамики Западной Антарктики велись морские геолого-геофизические исследования малоизученных частей моря Уэдделла, Скоша, Беллинсгаузена и Амундсена. Полученные данные по геологии, геохимии и геодинамике этой труднодоступной области Мирового океана позволяют не только дополнить представления о платоба-зальтовом магматизме (ПБМ), но и приблизиться к пониманию гетерогенной природы Южного океана. В данном сообщении использованы материалы, полученные в 1998 г. в 29-м рейсе нис "Академик Борис Петров" и при нашем участии в экспедициях 1994-2007 гг. на германском нис "Полярштерн" [6-13] (рис. 1, 2).
МОРЕ УЭДДЕЛЛА
В 2005 г. в экспедиции АНТ-22/3 на нис "Полярштерн" в море Уэдделла океанические плато-базальты подняты тралом на семи станциях (рис. 1): на станции 121 на восточной окраине континентального склона Антарктического п-ва, на станциях 110 и 102 в средней части ложа моря и на станциях 57, 74, 78 и 80 в юго-восточной части моря на континентальном склоне Земли Королевы Мод вблизи уступа Эксплора [7]. Вероятный возраст этих ПБМ юрско-меловой [2].
На станции 121 с глубины 2495-2561 м подняты оливин-плагиоклазовые долериты с короткими, обрезанными, прямоугольными лейстами плагиоклаза. Они типичны для океанических траппов, образованных в мелководных условиях при низком давлении. Подняты также пористые базальты с порфировой структурой, песчаники, туфы, плагиограниты, кварциты [7]. По соотношению ТИ/УЪ-Та/УЪ (рис. 3) точка состава доле-рита (обр. 121а) располагается в нижней части по-
Институт геохимии и аналитической химии
им.В.И. Вернадского
Российской Академии наук, Москва
ля активных континентальных окраин андийского типа и совпадает с ареолами платобазальтов в Индийском океане, обнаруженных в скважинах глубоководного бурения: 738 на плато Кергелен и 752 и 254 на хребте Брокен [4]. По характеру распределения РЗЭ, нормализованных по хондриту (табл. 1), долериты моря Уэдделла близки к океаническим платобазальтам плато Кергелен и Брокен [4].
Базальты ст. 110 по химизму и распределению РЗЭ близки к платобазальтам ст. 121 и плато Кергелен (табл. 1, рис. 1, 3), а также к континентальным траппам Деккана [3, 4]. Кроме базальтов на этой станции были подняты туфы, долери-ты, плагиограниты, плагиогнейсы, метасомати-ты, амфиболиты [7].
Океанические платобазальты юго-восточной части моря Уэдделла [7] со станций 57, 74, 78 и 80 (рис. 1) по соотношению ТИ/УЪ-Та/УЪ (рис. 3), по химизму и распределению РЗЭ близки к континентальным траппам Параны и реки Колумбии [3, 4]. Вблизи уступа Эксплора подняты также туфы, песчаники, пироксениты, габбро, гранатовые слюдяные сланцы, амфиболиты, гранатовые гранулиты, гнейсы [7]. Присутствие пород грану-литовой фации регионального метаморфизма указывает на континентальную природу коры в восточной части моря Уэдделла. Она была подвержена тектонической деструкции и погружениям с магматическим замещением докембрийского гранитно-метаморфического комплекса континентального фундамента базит-ультрабазитовым мантийным материалом.
МОРЕ СКОША
Возвышенность Пири располагается в центральной части моря Скоша, к северу от крупного микроконтинентального блока Южных Оркнейских островов. Полигонная съемка показала блоковую гор-стовую морфоструктуру фундамента, наличие мощного осадочного покрова. В ряде мест этот покров прорывается выступами фундамента. Мощность земной коры в регионе 20-21 км [6, 10, 11].
Рис. 1. а - выходы ареальных платобазальтов по маршруту рейса ANT XX11-3 нис "Полярштерн" (2005 г.) в морях Уэдделла, Скоша и Беллинсгаузена (Южный океан). 1 - геологические станции; 2 - скважина 690 на возвышенности Мод [6]; 3 - выходы ареальных платобазальтов (ПБМ): возвышенности в море Скоша-Пири (1) и Дискавери (2); море Беллинсгаузена, Антарктический п-ов, станция Сан-Мартин (3); Южно-Шетландские о-ва, о. Березина вблизи станции 152 [5]. б - поле силы тяжести по данным спутниковой альтиметрии, отражающее рельеф дна в Тихоокеанском секторе Южного океана в районе гор Мэри Бэрд, море Амундсена.
На крутом западном склоне возвышенности Пири драгой получено около 100 кг каменного материала в виде неокатанных глыб со свежими следами отрыва [6, 11] размерами до 10 х 25 х 30, 31 х 37 х 50 см. Образцы представлены докем-брийскими плагиогнейсами, двуслюдяными сланцами (579 млн.лет), глаукофановыми сланцами, лейкократовыми гранитами (183 млн.лет), риоли-товыми порфирами (169-175 млн.лет), туфами риолитового состава, песчаниками, алевролитами, базальтами, долеритами [1].
Базальты пироксен-плагиоклазовые, зеленока-менноизмененные, имеют порфировую структуру с характерными короткими прямоугольными микролитами плагиоклазов. Базальты щелочного типа с высокой глиноземистосью и железистостью, с низким коэффициентом магнезиальности, что свидетельствует об образовании пород из малоглубинного, высокожелезистого источника. Базальты обеднены высокотемпературными элементами группы железа (№,Сг), но обогащены крупноионными некогерентными элементами-примесями (К,
Рис. 2. Рельеф горы Хуберта Миллера по съемке экспедиции АНТ-18/5а на нис "Полярштерн" и места отбора образцов каменного материала экспедиций АНТ-18/5а (1) и АНТ-23/4 (2, 3) на нис "Полярштерн"; 3 - ареальные платоба-зальты.
ЯЪ, Ва, Бг), а также легкими РЗЭ, что свидетельствует о выплавлении их из неистощенной мантии при существенной роли флюидных компонентов. Это типичные ареальные океанические платобазальты, сходные с континентальными траппами, сформированные в условиях мелководья на континентальной коре. Поднятые оливи-новые гипабиссальные долериты так же, как и базальты, относятся к океаническому трапповому магматизму, но с более высокими содержаниями N1, Сг и низкими содержаниями некогерентных элементов-примесей, что является следствием образования долеритов из более магнезиального источника. Возраст ареальных платобазальтов плато Пири, вероятно, юрско-меловой, если учитывать возраст ранних местных риолитов (169-175 млн. лет), а также возраст океанических мезозойских траппов моря Уэдделла [2, 6].
По соотношению ТИ/УЪ-Та/УЪ платобазальты возвышенности Пири (рис. 3) близки к ареолам платобазальтов плато Кергелен и хребта Брокен,
Индийский океан (рис.3). Однако по характеру распределения РЗЭ базальты возвышенности Пири ближе к ареальным платобазальтам хребта 90-го градуса ложа Индийского океана. Судя по этому стадия преобразования континентальной коры в процессе ПБМ в океаническую на возвышенности Пири более поздняя, хотя и сочетающаяся с сохранением реликтового останцового блока, подобного возвышенностям центральной части Индийского океана [3, 4].
Возвышенность Дискавери - сводовое поднятие на восточном краю плато Брюс-Дискавери. Это плато морфологически сходно с плато Пири. Вместе они представляют крупный осколок Гондваны, палеоземлю Скоша [6, 11, 13]. Плоская поверхность банки Дискавери с глубиной 323 м - свидетельство ее абразионного происхождении в период более высокого стояния. Этапы погружения отмечаются террасами юго-восточного склона.
Образцы каменного материала с возвышенности Дискавери собраны тралом и представлены в
Таблица 1. Химический состав платобазальтов Западной Антарктики (моря Амундсена, Беллинсгаузена, Скоша и Уэдделла), мас. %
Окислы, элементы 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3102 52.21 47.78 52.58 49.81 44.83 50.00 53.03 50.05 48.08
Т102 0.70 0.78 1.55 0.95 0.65 0.67 0.73 1.98 1.25
А1203 15.24 14.70 16.08 17.52 21.31 14.56 19.62 13.92 20.07
Бе0 8.43 8.77 10.27 7.75 8.03 9.87 10.06 12.41 8.02
Мп0 0.17 0.16 0.18 0.15 0.19 0.29 0.22 0.22 0.13
Mg0 6.75 13.53 4.68 7.00 5.28 10.24 3.32 6.00 6.16
Са0 10.75 10.32 7.14 8.30 10.27 10.53 10.08 10.62 10.97
№20 3.04 2.40 4.42 3.08 2.30 0.93 1.55 2.19 3.36
К20 0.40 0.37 0.45 1.06 0.58 0.14 0.41 0.83 0.54
Р205 0.13 0.14 0.26 0.48 0.14 0.26 0.18 0.20 0.26
П.п.п. 1.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.72 0.26
Сумма 99.27 99.06 100.2 100.3 100.8 100.3 99.19 99.15 99.11
яъ 10 13 6 77 18 12 8 25 7
Ва 162 183 302 664 453 70 67 278 96
Бг 461 329 459 56 550 337 359 310 660
Ьа 9 9 9 13 9 10 4 17 11
Се 21 21 24 14 23 25 10 39 26
Ш 12 12 16 12 14 13 7 21 15
Бт 3 2.86 4.89 2.22 3.80 2.99 1.9 5.17 3.37
Ей 0.92 0.97 1.28 0.27 1.01 0.68 0.7 1.70 1.20
Тъ 0.45 0.46 0.76 0.33 0.43 0.40 0.4 0.86 0.58
УЪ 1.59 1.48 2.27 1.43 1.11 1.16 1.6 2.14 1.94
У 15 17 27 12 13 14 16 30 22
81 75 108 74 55 60 34 148 112
№ 1.84 2.04 2.92 3.99 1.63 2.95 0.9 8.41 6.90
т 2.18 2.33 2.89 1.99 1.54 1.24 1.0 3.88 2.72
ТЬ 3.23 2.07 1.18 8.28 1.43 1.43 0.6 3.05 1.28
и 0.90 0.45 0.33 1.50 0.58 0.40 0.2 0.47 0.32
Та 0.12 0.12 0.20 0.29 0.11 0.20 0.1 0.57 0.52
Сг 200 709 15.10 4.19 25 373 10.5 141.89 41
N1 32 149 11.03 2.12 35 132 11.6 116.38 38
7п 59 67 101 97 65 94 103 109 74
Си 75 38 196 55 37 37 41 75 33
РЪ 12 - 4.5 2.6 6.0 7.7 1.8 - -
Примечание. 1 - долерит (обр. 325-1-1), гора Хуберта Миллера (подводные горы Мери Бэрд), море Амундсена; 2-4 - море Беллинсгаузена: 2 - оливиновый базальт (обр. 153-1), вблизи Южно-Шетландского желоба-грабена, 3 - долерит (обр. Б-10), о-в Березина, Южно-Шетландские о-ва, 4 - базальт (обр. СМ-29), Антарктический п-ов; 5-7 - море Скоша, возвышенности Пири: 5 - базальт (обр. ДЗ-15), 6 - долерит (обр. Д-3-17), Дискавери, 7 - андезитобазальт (обр. С-5 ж); 8, 9 - море Уэдделла: 8 - долерит (обр. 80н), 9 - долерит (обр. 121а). П.п.п. - потери при прокаливании.
основном железистыми ареальными платоба-зальтами (табл.1), а также диоритами, андезитами (анамизитами), туфами дацитового состава, биотит-роговообманковыми диоритами кварцсо-держащими [6]. Магматизм данного региона указывает на интенсивную и быструю океанизацию континентальной коры, не успевшей прогреться и не вовлеченной в магматический проце
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.