научная статья по теме СТРУКТУРА И МОЩНОСТЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА Геофизика

Текст научной статьи на тему «СТРУКТУРА И МОЩНОСТЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 5, с. 794-803

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.465

СТРУКТУРА И МОЩНОСТЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ

ЧАСТИ ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА

© 2008 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

e-mail: aschr@ocean.ru Поступила в редакцию 14.12.2006 г., после доработки 22.03.2007 г.

Создан банк цифровых данных о сейсмостратиграфии океанической коры северо-восточной части Индийского океана. В первом слое коры интервальные скорости сейсмических волн составляют 3.02 ± 0.16 км/с, во втором слое - 5.31 ± 0.27 км/с, в третьем слое - 6.46 ± 0.30 км/с. Подошвой третьего сейсмического слоя являются мантийные породы со средней скоростью 8.10 ± 0.16 км/с. Построены схемы распределения по площади мощностей второго и третьего слоев океанической коры, схема полной мощности коры, схема поверхности фундамента и границы Мохоровичича. Полученные схемы позволили существенно обновить и дополнить сведения о конфигурации основных тектонических структур акватории.

введение

Северо-восточная часть Индийского океана характеризуется существенным разнообразием тектонических структур. Начало процесса формирования дна акватории связывается с меловым временем, когда Индия отделялась от Антарктиды и Австралии.

Вопросы истории формирования северо-восточной части Индийского океана могут быть решены только на основе комплексного анализа всей совокупности геолого-геофизической информации [1. 11-13, 16, 17, 20-23 и др.]. Комплексный геолого-геофизический анализ данных глубоководного бурения показал, что большая часть Центральной котловины сформирована на субширотных осях спрединга, отмерших во время хрона С18г [8, 9]. Часть котловины южнее сформирована на осях спрединга, существующих доныне, и ориентированных под углом 135°. Оси спрединга в примыкающей к Центральной котловине с востока и отделенной Восточно-Индийским хребтом Кокосовой котловине отмерли во время хрона С19г. Восточно-Индийский хребет - одна из центральных структур этого района Индийского океана, образовался в океанских условиях. Возраст его базальтового основания уменьшается с севера на юг, как и Центральной котловины, расположенной к западу от хребта. Отсутствие достаточного количества данных о глубинном строении земной коры и характере сочленения Восточно-Индийского хребта с Центральной и Кокосовой котловинами не позволяет однозначно трактовать историю его тектонического развития.

Карты и схемы, обобщающие совокупность опубликованных данных о распределении мощностей основных слоев консолидированной коры на

акватории отсутствуют. Вместе с тем, их наличие позволило бы объяснить особенности происхождения и развития региона. Построению схем мощности второго и третьего слоев океанической коры, поверхностей консолидированного фундамента, третьего слоя океанической коры и поверхности Мохоровичича по имеющимся сейсмическим данным для Центральной и Косовой котловин, а также Бенгальского залива и анализу этих схем посвящена настоящая работа.

скоростной разрез коры

Для конструирования схем распределения мощностей основных сейсмических слоев северо-восточной части Индийского океана и последующего их анализа было проведено обобщение доступных источников данных. По аналогии с градацией скоростей, принятой для северо-западной части Индийского океана, и по результатам исследований, представленных в работах [1, 15] и с учетом сведений из работ [4, 5, 18, 19], авторами настоящей работы был создан банк цифровой информации о сейсмостратиграфии консолидированной коры северо-восточной части Индийского океана.

Консолидированная кора покрыта мощной толщей осадочных отложений [1, 4-7, 10, 12]. Слои консолидированной земной коры, подстилающие осадки, характеризуются скоростями от 5.00 до 7.94 км/с.

Скорости продольных сейсмических волн в выделенном нами втором слое океанической коры на северо-востоке Индийского океана (табл. 1-3) изменяются от 5.00 до 5.90 км/с при средней величине 5.31 ± 0.27 км/с.

Таблица 1. Данные сейсмического зондирования в северо-восточной части Индийского океана [1]

№ станции Широта, град Долгота, град Глубина воды, км У1* Н1** У3* Н3** У4* Н4** У5* Н5** У6* Н6** У7* Н7** У8* У9*

96 11.0667 85.5500 3.4 2 3 6.500

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 6.220

4 -3.6333 86.1167 4.86 2 1.1 5.090 1.100 6.740

3 -3.8833 89.8167 3.03 2 0.4 3.92 2.7 6.700

2 -5.2333 91.3167 4.97 1.86 0.5 5.090 2.900 7.100

1 -7.9667 95.2167 5.19 2 0.4 5.100 0.800 6.700

97 -8.3667 80.3667 5.2 2 0.1 5.100 1.800 6.800

7 -12.8167 82.9167 4.3 2 0.4 6.400 6.500 8.000

78 -14.5167 88.0333 2.71 2.15 0.71 4.67 2.2 6.640 2.900 7.070

77 -16.4167 89.3167 5.73 2.15 0.15 4.8 0.6 6.460 3.500 7.940

79 -13.8333 90.8000 5 2.15 0.21 5.380 1.400 6.840 5.600 8.100

80 -13.1500 93.2167 5.22 2.15 0.08 5.090 1.200 6.680 6.200 8.070

104 -19.6167 87.7500 1.9 2 0.5 5.400 4.500 6.800 5.500 8.200

Примечание. * - интервальные скорости в км/с, ** - мощности сейсмических слоев в км, У9 - граничная скорость сейсмических продольных волн в мантии, "-" - обозначает ю.ш.

Породы в пределах выделенного нами третьего сейсмического слоя коры исследуемой акватории характеризуются скоростями продольных сейсмических волн в интервале от 6.00 до 6.90 км/с. Средняя величина скорости в слое составляет 6.46 ± 0.30 км/с. В низах третьего слоя океанической коры в ряде точек сейсмических исследований (акватория южнее 5° ю.ш. и субдукционная зона Суматры) выделяется слой со скоростями 7.07-7.94 км/с (при средней скорости 7.29 км/с) [1, 4, 15]. Слой с аналогичными скоростными характеристиками выделен под хребтом Лакшми и в одноименной впадине [6].

Подошвой третьего сейсмического слоя являются мантийные породы. Граничные скорости в них изменяются от 7.80 до 8.30 при средней скорости 8.10 ± 0.16 км/с.

схемы мощностей слоев консолидированной океанической коры

По данным созданного банка (табл. 1-3) для северо-востока Индийского океана были построены схемы мощностей слоев консолидированной коры и схема полной мощности коры (рис.1а, 16, 2а, 26). Методика построения схем предусматривала интерполяцию наблюденных значений на равномерную сеть с интервалом дискретизации 5 х 5 мин. Интер-

поляция была проведена в соответствии с общепринятой практикой по методу кригинг.

Оценки погрешности определения параметров сейсмических слоев показывают, что сечение изопа-хит не может быть меньше 1 км. В связи с этим, сечение на схемах общих мощностей консолидированной коры и мощности коры, включающей осадки, выбрано равным 1 км.

Схема мощности второго слоя океанической коры со средними скоростями 5.3 км/с показана на рис 1а. Средние значения мощности составляют 2 км. На севере Кокосовой котловины значения достигают 2.5 км, уменьшаясь к центру котловины до 11.5 км. Район Центральной котловины характеризуется величинами мощностей около 1.5 км.

Слой коры со средней скоростью продольных сейсмических волн 6.46 км/с характеризуется интервалом мощностей 4-7 км в Кокосовой котловине и средней мощностью 6 км в Центральной котловине (рис. 16). Максимальные значения мощности этого слоя (до 8 км) приурочены к центральной части Кокосовой котловины.

Приводимые на схемах величины мощностей зависят от распределения точек наблюдений. Отсутствие достаточного количества фактических данных о слое со скоростями 7.07-7.94 км/с, зафиксированных в 13 пунктах сейсмических наблюдений [1,

80

20

10

10

(а) 90

100 80

(б) 90

1-+«

20

100

20 °с.ш.

10

10

20 °ю.ш.

80 90 100 80 90 100 °в.д.

Рис. 1. Схема мощности второго (а) и третьего (б) слоев океанической коры. Изолинии в км.

0

0

15], не позволяет представить распределение мощности этого слоя на акватории.

Данные о мощностях пород второго и третьего слоев океанической коры (табл. 1-3) явились основанием для построения схемы мощности консолидированной коры (без слоя осадочных пород) северо-восточной части Индийского океана (рис. 2а). Средние значения составляют 8 км. В северной части Кокосовой котловины значения мощности консолидированной коры достигают максимальных значений до 10 км. На акватории Центральной котловины возможно, оценить только средние величины мощности консолидированной коры, они составляют 7 км.

Схема общей мощности коры (рис. 26) получена суммированием мощности осадков [7] и мощности консолидированной коры. При составлении схемы общей мощности осадков северо-восточной части Индийского океана, наряду с построениями авторов

настоящей статьи, были учтены также данные работ [3, 10], опубликованные в виде карт мощности осадочного чехла на отдельных площадях северовосточной части Индийского океана (севернее 6° ю.ш.). В южном направлении значения мощности осадочного чехла проинтерполированы в предположении плавного ее уменьшения до 0.3 км в соответствии с данными глубоководного бурения [14].

Значения полной мощности коры изменяются от 10 км на севере Кокосовой котловины до 8 км в других ее районах. Приведенная схема построена в предположении (как и схема мощности консолидированной коры), что слой со скоростями продольных сейсмических волн 6.0-6.90 км/с подстилается породами верхней мантии. Таким образом, приведенные на схемах значения мощности консолидированной коры и общей мощности коры (включая осадки), являются минимально возможными, а их истинные значения (с учетом слоя 7.29-7.94 км/с)

10 *

10

(а) 90

и-*

100 80

(б) 90

20

100

20 °с.ш.

10

10

20 °ю.ш.

80 90 100 80 90 100 °в.д.

Рис. 2. Схема мощности консолидированной (а) коры и общей мощности коры, включая осадки (б). Изолинии в км.

0

0

будут больше. Уточнение схем мощностей слоев океанической коры северо-востока Индийского океана может быть получено в ходе построений трехмерной сейсмоплотностной модели литосферы изучаемого региона.

рельеф подошвы первого, второго и третьего слоев коры

Данные о глубинах дна, а так же

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»