научная статья по теме РЕЙС #KNOX06RR НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА “РОДЖЕР РЕВЕЛЛ” 2007 Г., ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ВОСТОЧНО-ИНДИЙСКОМ ХРЕБТЕ Геофизика

Текст научной статьи на тему «РЕЙС #KNOX06RR НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА “РОДЖЕР РЕВЕЛЛ” 2007 Г., ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ВОСТОЧНО-ИНДИЙСКОМ ХРЕБТЕ»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2009, том 49, № 6, с. 947-954

= ИНФОРМАЦИЯ

УДК 551.465

РЕЙС #KNOX06RR НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА "РОДЖЕР РЕВЕЛЛ" 2007 г., ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ВОСТОЧНО-ИНДИЙСКОМ ХРЕБТЕ

© 2009 г. О. В. Левченко

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: olevses@rambler.ru Поступила в редакцию 21.10.2008 г.

Новые детальные геолого-геофизические исследования были выполнены на Восточно-Индийском хребте в июне-августе 2007 г. в рейсе #KNOX06RR НИС "Роджер Ревелл" (США) (рис. 1), в котором автор принимал участие. Oсновные научные задачи рейса - детальная геофизическая съемка (т.н. "site survey") в планируемых точках глубоководного бурения на хребте и драгирование вдоль его простирания для проверки гипотезы является ли Восточно-Индийский хребет следом горячей точки, образовавшимся во время дрейфа над ней Индийской литосферной плиты.

Протяженные линейные подводные горные цепи и асейсмичные хребты в глубоководных котловинах Мирового океана относятся к числу наиболее выразительных внутриплитных структур океанского дна, природа которых до сих пор остается дискуссионной. Для ее объяснения широко используются плейттектонические гипотезы горячей точки. Полагают, что закономерное изменение возраста базальтов вдоль простирания этих вулканических построек свидетельствует, что они сформировались в процессе дрейфа литосферной плиты над восходящим мантийным плюмом [например, 10, 14, 15]. Долгие годы геохронологические представления, полученные на основании идентификации линейных магнитных аномалий и упрощенных моделей кинематики литосферных плит, не противоречили этим схематичным гипотезам ввиду отсутствия достаточного количества надежных прямых определений возраста вулканических пород, составляющих подобные линейные внутриплитные поднятия. Наиболее изученной в этом отношении является подводная Гавайско-Императорская вулканическая горная цепь в Тихом океане. Выполненное здесь в рейсах DSDP 55 и ODP 197 глубоководное бурение в целом подтвердило ее возможное образование в результате южного дрейфа Гавайской горячей точки [8, 13]. Однако ряд противоречий и вопросов сохраняется, например, необъяснимый с позиций региональной тектоники и мантийной геодинамики изгиб в цепи Гавайско-Императорских гор или неоднозначность положения Гавайской горячей точки в глобальной схеме мантийных плюмов. На подоб-

ные противоречия, прежде всего, указывают сами сторонники этих гипотез. Они отмечают, что еще недавно широко распространенное представление о том, что многие протяженные подводные горные цепи, асейсмичные хребты и океанские плато сформированы магматизмом мантийных плюмов и горячих точек, сегодня следует подвергнуть проверке и критическому анализу. Комитету Глубоководного бурения (IODP) был предложен ряд проектов бурения на подобных структурах, которые могли бы являться следом горячей точки. Это - Китовый хребет (IODP Proposal #669) в Атлантическом океане и Восточно-Индийский (в зарубежной литературе Хребет Девяностого градуса) и Мальдивский (Чагос-Лаккадивский) хребты (IODP Proposal #620) в Индийском океане. Среди основных авторов этих проектов руководители рейса #KNOX06RR НИС "Роджер Ревелл": геофизик Вильям Сэгер из Техасского A&M Университета (ТАМУ) и петрологи Фредерик Фрей (геохимия) и Малкольм Прингл (геохронология) из Массачусетского Технологического Института (МТИ). Они предложили выполнить бурение на хребтах Девяностого градуса и Чагос-Лак-кадивском для глубокого до 200-300 м проникновения в базальтовый фундамент и отбора образцов базальта для палеомагнитного, геохронологического и геохимического анализа с целью проверки модели горячей точки эволюции Индийского океана. В современных кинематических моделях тектоники плит оба хребта рассматриваются как следы горячих точек или "рельсы", определяющие движение Индийской плиты [12]. Из-за отсутствия современных детальных геофизических съемок авторы проекта предложили для исследований районы, где ранее глубоководное бурение уже было выполнено: скважины DSDP 214, DSDP 216 и ODP 758 на Восточно-Индийском хребте и скважины ODP 713 и 715 на Мальдивском. В последние годы они исследовались неактивно, поэтому для обоснования выбора точек бурения проекта IODP-620 недостаточно имеющихся геофизических данных. В рамках этого проекта было принято решение выполнить детальную геофизическую съемку (site survey) на обоих хребтах. Учитывая их гигантские размеры,

947

10*

с.ш. 88° 90° 92° в.д. 86° 88° 90° в.д.

Рис. 1. Схема маршрута рейса #КК0Х06ЯЯ НИС "Роджер Ревелл" (2007 г.) на Восточно-Индийском хребте. Прямоугольники - полигоны детальной геофизической съемки, звездочки - точки драгирования, кружки - скважины глубоководного бурения.

для каждого хребта было предложено организовать специальную экспедицию, и первой из них стал рейс #KNOX06RR НИС "Роджер Ревелл" на Восточно-Индийском хребте.

Восточно-Индийский хребет является не только одним из самых протяженных линейных асейсмич-ных вулканических хребтов Мирового океана, но и одной из самых протяженных линейных структур Земли. При средней ширине порядка 200 км он протягивается в меридиональном направлении почти на 5000 км. Хребет отчетливо выражен в рельефе дна от примерно 31° ю.ш. в районе его пересечения с хребтом Броккен до 10° с.ш., где он исчезает под осадками Бенгальского фэна. Далее до 17° с.ш. Восточно-Индийский хребет проявляется в виде погребенного антиклинального поднятия в структуре океанского базальтового фундамента. Было предложено множество различных объяснений его происхождения, из которых в настоящее время наибольшее распространение получили две гипотезы. Многие российские ученые считают, что Восточно-Индийский хребет образовался в результате магматической активности вдоль гигантского трансформного разлома, что нашло отражение в коллективной монографии по геологии и геофизике дна восточной части Индийского океана [2]. Один из основных российских специалистов по геологии Восточно-Индийского хребта Г.Л. Кашинцев продолжает активно развивать эти идеи его формирования [3, 4]. Подобные представления также имеют сторонников и за рубежом, среди наиболее известных -французский ученый К. ЛеПишон, коллеги которого в 2007 г. опубликовали большую статью в поддержку этой гипотезы [5]. Однако подавляющее большинство зарубежных и некоторые отечественные исследователи [1] в настоящее время связывают формирование Восточно-Индийского хребта с магматизмом горячей точки [9] или мантийного плюма [7]. Толчок к развитию этой гипотезы дало выполненное на хребте глубоководное бурение по программам DSDP и ODP, результаты которого выявили закономерное омоложение базальтов с севера на юг вдоль его простирания [12]. Вместе с тем, в подобных работах отмечаются некоторые особенности в строении Восточно-Индийского хребта, которые трудно объяснить гипотезой горячей точки, и при этом альтернативное мнение российских и некоторых иностранных ученых о магматизме в гигантском разломе не обсуждается.

Для проверки этой гипотезы является ли Восточно-Индийский хребет следом горячей точки, как уже отмечалось, летом 2007 г. здесь были выполнены геолого-геофизические исследования в рейсе #KNOX06RR НИС "Роджер Ревелл". Это судно, как и другие американские научные суда, принадлежит военно-морскому флоту США, но эксплуатируется Скриппсовским Институтом Океанографии (Сан-Диего). Как это принято, эксплуатацию всей научной аппаратуры, как постоянно установ-

ленной на борту НИС "Роджер Ревелл" (многолучевой эхолот Konsberg Simrad EM 120, высокоразрешающий профилограф Knudsen 3.5 kHz Chirp, судовые компьютеры, Интернет), так и использовавшейся только в данном рейсе #KNOX06RR (система многоканального сейсмического профилирования Geometrics с пневмопушками GI, магнитометр Sea Spy, гравиметр Aerospace/Textron BGM-3, стандартная Скриппсовская драга) обеспечивала инженерная группа в составе шести сотрудников этого института. Научную программу рейса #KNOX06RR подготовили основные авторы проекта IODP-620, они же руководили ее выполнением. Начальник рейса В. Сэгер отвечал за всю геофизическую съемку, а Ф. Фрей и М. Прингл руководили работами по драгированию. Соответственно группа из ТАМУ выполняла геофизическую съемку, а группа из МТИ драгирование. В научном составе экспедиции (22 человека) были в основном студенты и аспиранты из двух этих научных центров, а также из Флоридского и Брауновского (США), Оксфордского (Великобритания), Британская Колумбия (Канада) и Кейптаунского (ЮАР) университетов. В рейсе также участвовали два индийских геофизика Д. Гопала Рао (Университет Османия) и К.С. Кришна (Национальный институт океанографии) и один российский О.В. Левченко (Институт океанологии РАН), которые на протяжении многих лет занимаются изучением тектоники восточной части Индийского океана, включая Восточно-Индийский хребет. По мнению руководителей проекта, полученные ранее в рейсах российских и индийских научно-исследовательских судов результаты существенно дополнят собранные в рейсе #KNOX06RR новые геолого-геофизические данные.

Участки детальных исследований на Восточно-Индийском хребте в рейсе #KNOX06RR выбирались по следующим соображениям. Предполагалось выполнить детальную съемку в районе каждой из предложенных для бурения в проекте IODP-620 точек - трех основных в районе скважин DSDP 214, DSDP 216 и ODP 758 и двух дополнительных потенциальных в районе NER2 и скв. DSDP 253, которые распределены примерно равномерно вдоль Восточно-Индийского хребта (рис. 1). Драгирование склонов хребта в нескольких десятках километров от ранее пробуренных на его своде скважин 214, 216, 253 и 758 позволит выявить латеральные возрастные и геохимические изменения и оценить насколько репрезентативными для всего сооружения являются эти скважины. Точка NER2 была добавлена, потому что она находится на небольшом вулканическом сооружении в нижней части хребта; вулканизм здесь, по-видимому, развивался в разломной зоне от середины хребта в восточном направлении. Скв. 253 была добавлена, чтобы сделать выводы о возрасте южной части Восточно-Индийского хребта. Другие дополнительные

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.

Показать целиком