научная статья по теме СОВРЕМЕННАЯ ТЕКТОНИКА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ХРЕБТА КНИПОВИЧА, АТЛАНТИКА Геология

Текст научной статьи на тему «СОВРЕМЕННАЯ ТЕКТОНИКА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ХРЕБТА КНИПОВИЧА, АТЛАНТИКА»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2014, № 3, с. 16-29

УДК 551.24

СОВРЕМЕННАЯ ТЕКТОНИКА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ХРЕБТА КНИПОВИЧА,

АТЛАНТИКА

© 2014 г. С. Ю. Соколов, А. С. Абрамова, Ю. А. Зарайская, А. О. Мазарович, К. О. Добролюбова

Геологический институт РАН, 109017, Москва, Пыжевский пер. д. 7 e-mail: sysokolov@yandex.ru Поступила в редакцию 16.07.2013 г.

Структуры бортов хребта Книповича осложнены группами сбросо-взбросовых нарушений, выявленных по данным высокочастотного профилографа. Построена карта их пространственного распределения, которая показывает, что они сгруппированы в области с характерным размером в первые десятки километров, и являются результатом суперпозиции нескольких неравнозначных геодинамических факторов — сдвиговой зоны параллельно разлому Хорнсунн, наложенной на типичную динамику срединного хребта со сдвигом по трансформным разломам и рифтингом по коротким сегментам Срединно-Атлантического хребта (САХ). По данным аномального магнитного поля сегмент САХ по хребту Книповича формировался с олигоцена по нескольким сегментам с нормальным направлением спрединга, разделенным мультитрансформной системой разломов. В четвертичное время произошло "спрямление" границы взаимодействия плит по трещине отрыва, представляющей современный хребет Книповича и пересекающей сформированный ранее спре-динговый магматический субстрат и осадочный чехол по углом около 45° к направлению аксаакре-ции. Осадочный чехол вдоль бортов хребта Книповича имеет палеогеновый возраст и опущен по сбросам в рифтовую долину на 500—1000 метров.

Ключевые слова: разрывные нарушения, осадочный чехол, сейсмический разрез, хребет Книповича

Б01: 10.7868/80016853X14030060

ВВЕДЕНИЕ

Изученность северной части хребта Книповича детальной сейсмоакустической съемкой в рейсах НИС "Академик Николай Страхов" Геологического института РАН и Норвежского Нефтяного Директората создало уникальную возможность исследования параметров абиссального осадочного чехла, в частности, его деформаций. Детальные системы сейсмоакустических наблюдений на регулярной сетке для абиссальных зон являются редкостью, поскольку основной круг научных задач в акватории океана сосредоточен на шельфах, континентальных склонах и осевых зонах сре-динно-океанических хребтов, как тектонической "фабрике", где происходит формирование океанической коры. Близость геодинамически активной зоны хребта Книповича и его абиссальных флангов к шельфовому источнику сноса осадочного материала делает район уникальным с точки зрения изучения современной неотектоники путем картирования современных деформаций верхней части осадочного чехла. Компиляция карты распределения выходов плоскостей сме-стителей дизъюнктивных нарушений является способом детекции напряжений, существующих в коре региона. Рельеф и углы наклона склонов в

сочетании с распределением мощностей осадков дают важную информацию по морфологии и генезису структур. Надежность интерпретации будет достаточно высокой в сочетании с фаунисти-ческими определениями возраста драгированных осадочных пород. Макроструктурный фон для интерпретации тектонических процессов в районах спредингового происхождения всегда определялся по рисунку аномального магнитного поля (АМП). Этот вид данных в сочетании с трансформациями АМП использовался нами для непротиворечивой интерпретации всех аспектов геолого-геофизических и сейсмоакустических данных, полученных в экспедициях. Новизна данных и полученных карт позволяет сузить рамки гипотез о происхождении и динамике хребта Книповича.

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕКТОНИКЕ ХРЕБТА КНИПОВИЧА

Представления о тектонике хребта Книповича условно можно разделить на две категории. В первой ось хребта рассматривается в качестве центра спрединга, который функционировал с раннего олигоцена (аномалия 13 по магнитостратиграфи-ческой шкале) в косом ультрамедленноспредин-

говом режиме (скорости <2 см/год) и сформировал сегмент океанической коры Срединно-Ат-лантического хребта (САХ) шириной около 650 км между Гренландией и западной окраиной шельфа Баренцева моря (рис. 1). Ко второй категории относятся модели, в которых трог хребта Книповича не являлся центром спрединга при раскрытии бассейна, а сформировался либо в результате перескока оси зоны растяжения, либо в результате раскола в сдвиговых условиях.

К работам первой категории могут быть отнесены [7, 9, 17, 19] и много других. Тем не менее, необычность спрединговой обстановки хребта Книповича заставляет практически всех исследователей делать различные оговорки, которые в той или иной степени используют сдвиговую компоненту динамики в предлагаемой модели. На наш взгляд, подобное единодушие в вопросе о необычности хребта Книповича говорит о том, что введение сдвигового элемента в модель способно сделать объяснимой реальную тектоническую обстановку и в целом соответствует природе региона. В работе [9] тектоника хребта Книпови-ча рассматривается как результат совместного действия правосдвиговой обстановки по разлому Моллой и рифтового растяжения вдоль оси хребта. Нетипичные для СОХ структуры, таким образом, являются результатом неортогональности линии разлома и оси СОХ. Это подразумевает косой спрединг под углом около 45°, что маловероятно, либо нормальный спрединг и параллельный перескок оси хребта на восток, что противоречит конфигурации аномального магнитного поля и не может объяснить направление движения литосферы вдоль разлома Моллой от оси хребта без рассмотрения косого спрединга. В работе [7] особо подчеркивается наращивание сдвиговой компоненты в структуре напряжений к югу вдоль оси хребта. Максимальная величина сдвига наблюдается на том сегменте хребта который более всего параллелен разлому Хорнсунн.

Одним из первых упоминаний о "разломной" тектонической природе хребта Книповича следует считать работу [14, с. 53], где сделано предположение, что данная структура является трансформной зоной, поскольку бурение (DSDP, скважина 344) "не дало возможности определенно выяснить природу хребта Книповича. Магматические породы его фундамента, вскрытые скважиной, представляют собой диабазовый и габ-бровый силлы, которые моложе покрывающих их осадков верхнего миоцена на 3 млн лет. Вполне возможно представление о формировании этого хребта не в рифтовой зоне, а в зоне трансформного разлома". Кроме того, геометрия главных структур бассейна около хребта Книповича сильно отличается от стандартного структурно-тектонического комплекса САХ.

По работе [3] хребет Книповича не может быть отнесен к типично спрединговым хребтам. Определение, наиболее соответствующее его происхождению, это трансформный разлом с элементами раздвига. В работе [4] сделан вывод, что хребет Книповича не является спрединговым центром, несмотря на рифтовую долину, подводный вулканизм, сейсмичность и гидротермальную активность. По мнению авторов, это молодой океанический рифт.

В работе [23] в результате анализа спрединго-вого океанического субстрата, прилегающего к хребту Книповича, выделено 7 рифтовых сегментов, разделенных трансформными разломами. Идентификация полного ряда магнитных аномалий до 13 номера внутри этих сегментов сильно затруднена, в связи, с чем положение центра спрединга, как источника современных положительных аномалий фактически неопределимо. Это также усугублено отсутствием вдоль большей части оси хребта значимых аномалий. В работе [21] предложен вполне логичный механизм тектонической эволюции региона, состоящий в том, что спрединг, сформировавший магматический фундамент, изначально проходил в нормальном направлении относительно сегмента оси, субпараллельного шельфу Гренландии. Современная обстановка расхождения Гренландии и Евразии является сдвиговой по линии, совпадающей с разломом Хорнсунн (см. рис. 1). Поэтому взаимодействие между плитами сформировало тенденцию на "спрямление" границы плит и формированию транстенсивной сдвиговой зоны с хребтом Книповича как зоной отрыва, пересекающей сформированный ранее спрединговый фундамент по диагонали всего сегмента САХ от хребта Мона до стыковки с разломом Моллой.

В работе [11], построенной на обработке данных аномального магнитного поля (АМП) [22] методом продолжения поля в нижнее полупространство, сделано развитие идеи [21] о спрямлении дивергентной границы между плитами, но состоявшей не из одного сегмента с нормальным но медленным спредингом, а минимум из четырех коротких сегментов смещенных по транс -формным разломам на величины, сопоставимые с длинами самих рифтовых сегментов. При этом трог хребта Книповича является не "чистой" трансформной зоной, а трещиной отрыва внутри сдвиговой зоны, ориентированной под углом около 40° к магистральному разлому Хорнсунн. В данной работе будут развиты представления о современной тектонике объекта как спрямлении эшелонированной дивергентной границы в сдвиговых условиях.

В данной работе рассматривается тектонический процесс хребта Книповича, как следствие сдвиговой обстановки, параллельной линии раз-

Рис. 1. Район исследований вокруг сегмента САХ по хребту Книповича и схема работ 24-ого рейса НИС "Академик Николай Страхов" (ГИН РАН, Норвежский Нефтяной Директорат, 2006). Галсы рейса показаны черными линиями. Утолщенными линиями с номерами в кружках показаны положения использованных сейсмоакустических фрагментов. Белым квадратом показано положение станции донного опробования, черным — положение рис. 4

Рис. 2. А. Расчет продолжения аномального магнитного поля вниз по формуле Гаусса на базе 20 км с использованием данных [22] в качестве исходного поля по [11]. На карте показаны активные разломы и трог хребта Книповича. Б. Схема тектонической интерпретации данных по [11] с изменениями:

1 — активный разлом, 2 — активный рифт, 3 — трог хребта, 4 — неактивный разлом, 5 — неактивный рифт

лома Хорнсунн между спрединговыми центрами Гаккеля и Мона, доминирующей по пространственному охвату над сдвигом вдоль разлома Моллой.

СПРЕДИНГ ХРЕБТА КНИПОВИЧА В АНОМАЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ И ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

В АМП по данным [22] хребет Книповича практически не выражен в отличие, например от осевых зон хребтов Гаккеля или Мона. Для ориентации его ось п

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