ОКЕАНОЛОГИЯ, 2010, том 50, № 4, с. 618-626
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.04(26)
СТРОЕНИЕ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА ОСАДОЧНОЙ ТОЛЩИ ГАЙОТА ИТА-МАЙ-ТАЙ ПО ДАННЫМ ГЕОАКУСТИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ (ТИХИЙ ОКЕАН)
© 2010 г. М. Е. Мельников1, Д. Д. Туголесов1, С. П. Плетнев2
1ГНЦ "Южморгеология", Геленджик 2Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, Владивосток e-mail: m_e_melnikov@mail.ru, pletnev@poi.dvo.ru Поступила в редакцию 10.09.2008 г., после доработки 24.03.2009 г.
В статье приведены результаты геоакустических исследований, выполненных комплексом МАК-1М на участке в юго-восточной части гайота Ита-Май-Тай (Магеллановы горы, Тихий океан). Полученные акустические разрезы характеризуют неконсолидированную часть осадочной толщи с высокой детальностью. Геоакустическая стратификация хорошо сопоставима с данными глубоководного бурения, акустические толщи могут быть уверенно сопоставлены с выделенными возрастными и литологическими разновидностями в кернах скважин 200 и 202 DSDP. В разрезе осадков выделены три геоакустических толщи (сверху вниз): I соответствует отложениям конца миоцена (мессинское время) — квартеру, II — позднему миоцену, тортонское время и III — раннеэоцен — раннемиоценовому возрасту. Акустический фундамент сложен комплексом рифогенных известняков, сформировавшихся в различные этапы от апт-туронского до позднепалеоцен-эоценового временного интервала. Сонарные изображения позволяют детально проследить границу распространения рыхлых карбонатных осадков по периферии вершинного плато.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение океанических подводных гор является важной и необходимой составляющей в выработке общих представлений о геологическом строении и развитии всего Мирового океана. Безусловно, наиболее общие закономерности строения подводных гор, включая и плосковершинные горы — гайоты, были выявлены давно [11, 13, 14]. Однако этих знаний уже стало недостаточно для более детального анализа (как например, крупномасштабного геологического картирования) океанических структур, а вновь появляющиеся геологические факты постоянно расширяют сферу этих научных интересов.
Важные результаты для северо-западной части Тихого океана были получены при глубоководном бурении подводных гор по программам [15,
16, 19] и, особенно, ОЭР [20, 21]. Несмотря на огромный объем полезной информации по кернам скважин и возможности использовать их в качестве стратиграфических реперов, эти сведения все же остаются дискретными. Они представлены лишь несколько десятками точек бурения на тысячи, а по некоторым оценкам, и десятками тысяч [4] подводных гор в Мировом океане. Геофизические методы — гравиметрические, магнитометрические, сейсмические — весьма перспективны в изучение ложа океана, так как они в отличие от бурения позволяют на больших пространствах проследить мощность и характер залегания отдельных осадочных слоев. Однако часто результаты этих исследований бывают недоступны широкой научной общественности в силу
корпоративных интересов или они носят эпизодический характер.
Новым импульсом изучения подводных гор стало внедрение в практику геологических работ многолучевых эхолотов, позволяющих получать адекватные представления о батиметрии морфоструктур и дальнейшим построением на ее основе различных тематических карт [23, 24].
Сейсмические исследования в зависимости от своих модификаций имеют ряд ограничений для изучения верхней и нижней части осадочного разреза. Низкочастотные варианты сейсморазведки обеспечивают изучение разреза отложений на достаточно большую глубину, но имеют низкое разрешение по вертикали. Для изучения первых десятков и сотен метров осадочного разреза наибольшую информативность имеют высокочастотные методы сейсморазведки и сейсмоакустики. В предлагаемой нами работе приведены результаты геоакустического профилирования на гайоте Ита-Май-Тай в 2006 г. Среди основных геологических задач, которые предполагалось решить с помощью этого метода, были выбраны следующие направления: анализ разреза верхней слаболитифицированной части осадочного чехла; определение мощности неконсолидированных осадков на ступенях склонов; картирование границы распространения осадочных толщ на краевой части вершинного плато и пологих участках склонов.
Ранее на исследуемом гайоте были пробурены скважины глубоководного бурения и проведены
Рис. 1. Обзорная схема района геоакустических исследований комплексом МАК-1М на гайоте Ита-Май-Тай.
(а) — расположение геоакустических профилей и станций опробования в восточной части гайота Ита-Май-Тай; треугольниками обозначены станции драгирования, залитыми кружками — станции неглубокого бурения, крупными белыми кружками с центром — станции глубоководного бурения по программе В8ВР; подписаны станции опробования, упомянутые в тексте;
(б) — расположение участка исследований (показан серым прямоугольником) в пределах вулканотектонического массива Ита-Май-Тай — Геленджик;
(в) — расположение вулканотектонического массива Ита-Май-Тай — Геленджик (черный квадрат) в Тихом океане.
сейсмические исследования [16], а сотрудниками ИО РАН [3] изучен рельеф и собран обширный геологический материал с подводных обитаемых аппаратов "Пайсис". Здесь же в 2002-2005 гг. ГНЦ "Юж-моргеология" с борта НИС "Геленджик" выполнен комплекс геолого-геофизических исследований (рис. 1), ориентированных на оценку перспективности гайота с позиций проявления гидрооксидного марганцевого оруденения коркового типа.
1айот Ита-Май-Тай входит в группу Магеллановых гор, которые расположены к востоку от Марианского желоба и вытянуты цепью в сторону поднятия Маршалловых островов. Магеллановы горы трассируют Восточно-Марианскую котловину, дно которой является наиболее древним (средне-, позд-неюрским) участком океанической коры во всем Мировом океане. Поэтому палеогеографическая летопись событий этого района имеет большое значение, так как гайоты представляют собой уникальные модельные объекты для контроля мониторинга эв-
статических изменений уровня океана в прошлом и региональных тектонических движений дна.
МЕТОДИКА
Работы проведены ГНЦ "Южморгеология" с борта НИС "Геленджик" в 2006 г. Придонное геоакустическое профилирование выполнялось последней модификацией акустического комплекса МАК-1М, состоящего из буксируемой и бортовой частей. Буксируемая часть (ПА) содержит двухсторонний гидролокатор бокового обзора средней дальности (ГЛБО СД, 30 кГц), двухсторонний гидролокатор бокового обзора высокого разрешения (ГЛБО ВР, 100 кГц), акустический профилограф (АП, 5 кГц), эхолот "вниз" (ЭН, 172 кГц) для определения отстояния ПА от дна, датчики давления (ДД), крена и дифферента ПА и прочный корпус блока подводной электроники. В блоке электроники установлен магнитный датчик курса буксируемого носителя. Набортная часть представляет собой блок управления на базе специального процессора.
ПК 2000 3000 4000 5000 6000 7000
«Й
рщ
• > — - sr?
•0
sfesNMP^ .i'J.S/"
.-а •*' • ''.-¿J?
ipH
■ " .Vyfc*® рш
■ JS'j?
■ ... ■ а'N SP^
. -
Рис. 2. Последовательное выклинивание слоев от более древних к более молодым по направлению к бровке склона. Профиль 1 ПК 1700 - 8200 .
Управление работой комплекса и регистрация данных производится с помощью персонального компьютера типа Pentium III и специализированного программного обеспечения, работающего в среде Windows. Цифровые акустические данные записываются в формате SEG-Y Длина записи каждого акустического канала — 2048 дискрет.
Сонарная съёмка дна производилась гидролокатором средней дальности. Акустический профило-граф использовался для получения геоакустического разреза осадочной толщи вдоль линии профиля. Применялись диапазоны ГЛБО СД — 1000 м и АП — 200 м. Оптимальная для работы гидролокатора высота буксирования комплекса над дном поддерживалась в пределах 100—110 м. В канале АП была установлена задержка 80 м для исключения из записи водного слоя. Координатная привязка профилей осуществлялась с использованием ультракороткоба-зисной системы акустической подводной навигации "Posidonia" производства фирмы ixSea (Франция). Система обеспечила точность координирования в масштабе 1 : 50000.
Задачей геоакустической съемки являлось получение акустических разрезов через районы, где были пробурены скважины бурения 200 и 202 DSDP. Дополнительно, в опытном порядке, проводилась сплошная сонарная съемка наиболее сложно построенного участка гайота (его восточного отрога) с целью определения возможностей комплекса МАК-1М для картирования подобных участков в будущем. Для этого были отработаны 3 профиля с прохождением над точками бурения и 5 параллельных профилей через 1 км при съемке восточного отрога.
Общая длина восьми геоакустических профилей составила 114 км. Акустические разрезы осадочной толщи вершинной части гайота получены достаточно высокого качества с глубинностью по разрезу до 150 м и вертикальным разрешением 0.5—1.0 м. Соно-
граммы позволили построить мозаичное акустическое изображение участка восточного отрога гайота.
В пределах полигона гидроакустических исследований в 2002 г. с борта НИС "Геленджик" была выполнена батиметрическая съемка гайота Ита-Май-Тай многолучевым эхолотом ЕМ-12 8120 8тгаё, позволившая получить кондиционную карту рельефа его дна в масштабе 1 : 200000. В период 20032005 гг. там же выполнено фототелевизионное профилирование и геологическое опробование путем сбора каменного материала скальными коробчатыми драгами и бурением неглубоких скважин с отбором керна погружной установкой ГБУ-1/4000-2 конструкции НПП "Севморгео". Все эти дополнительные материалы повысили надежность интерпретации результатов геоакустического профилирования.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На основе геоакустического профилирования мощность неконсолидированной части осадочной толщи в районе проведенных работ не превышает 140-150 м. Такие мощности наблюдаются между пикетами (ПК) 0 и 3300 профиля 2. В центральной части вершинного плато гайота отмечается возвышение акустического фундамента, и мощность над ним падает до 70-90 м, хотя
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.