ГЕОТЕКТОНИКА, 2012, № 2, с. 29-41
УДК 551.46(261)
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ТИПЫ ГЛУБОКОВОДНЫХ ВПАДИН И СТРУКТУРНАЯ СЕГМЕНТАЦИЯ СЕВЕРНОЙ АТЛАНТИКИ
© 2012 г. Ю. М. Пущаровский
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 15.01.2012 г.
Типизация тектонических структур — одно из наиболее важных направлений тектонических исследований. В последнее время автор опубликовал серию работ данного направления, относящихся к океанским глубоководным впадинам. В предлагаемой статье выполнена тектоническая типизация глубоководных впадин Северной Атлантики. Среди них выделено три типа: периспрединговый, центрально-талассогенный и периконтинентальный. Первый тип представлен впадинами Ирмин-гер, Исландской, Гренландской и Лофотенской. Первые две сопровождают спрединговый хребет Рейкьянес, третья и четвертая — хребет Мона. Центрально-талассогенный тип представляет Норвежская впадина. Периконтинентальный тип свойственен впадине, именуемой трог Роколл. По морфоструктурным и историко-геологическим чертам обосабливается два ряда впадин: северный ряд — более молодых структур (Pз—Q) и южный ряд (?1~Р). Их тектоническим разделом является Гренландско-Фарерская тектоно-вулканическая зона. По набору тектонических типов глубоководных впадин Северная Атлантика ближе стоит к Индийскому океану, чем к другим океанам. В формировании современного облика северного ряда впадин определяющее значение имел неотектонический тектогенез. Контрастность проявления тектонических движений на этом этапе в пределах северного ряда была существенно выше, нежели южного. Этим объясняется и большая глубина океанского дна в северных впадинах.
Пространственное положение разных типов глубоководных впадин определяет тектоническую сегментацию океанского ложа. В пределах последнего выделено три широтных сегмента: южный, центральный и северный, указывающих на большие различия в геодинамическом состоянии недр.
ВВЕДЕНИЕ
Как в предыдущих статьях автора [9, 10 и др.], так и в данной работе, под Северной Атлантикой понимается крупный сегмент Атлантического океана, ограниченный на юге демаркационной разломной зоной Чарли Гиббс, а на севере Шпицбергенской разломной системой, разграничивающей Атлантический и Северный Ледовитый океаны [7]. Расстояние с севера на юг составляет ~3500 км. Ширина сегмента вдвое меньше.
Общепризнано, что Северная Атлантика — наиболее молодая область Атлантического океана. Начало ее формирования относится к концу мелового времени. В современной структуре (рис. 1) четко видна единая система североатлантических хребтов, начинающаяся хребтом Рейкьянес в южной области и оканчивающаяся хребтом Книповича — в северной. Строение системы осложнено Исландским вулканическим поднятием, представляющим океанский экзотический феномен. По обе стороны спрединговых хребтов лежат глубоководные впадины. На схеме ясно видно значительное различие в структурном рисунке океанского дна северной и южной частей сегмента, раздел между которыми представлен поперечной зоной, включающей Фареро-Ис-ландский порог, Исландию и Гренландско-Ис-
ландский порог. Отчетливо видна также асимметрия в расположении континентальных фрагментов в океане, расположенных в основном восточнее системы спрединговых хребтов. Данный факт интересен с точки зрения геодинамики, и ниже мы обратим на него внимание.
Степень геолого-геофизической изученности акватории неравномерная. Специальное морфо-структурное описание ее отсутствует. В предлагаемой работе автор имеет в виду привести сведения о строении глубоководных впадин, входящих в данную область Атлантики, и их геологической истории и в итоге выявить среди них тектонические типы в том стиле, как это было сделано ранее для других океанских областей [11—14].
Исключительно важную роль среди используемых источников занимают карты ГЕБКО, гравиметрические и магнитометрические, а также данные глубоководного бурения.
ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУР
Ниже будут охарактеризованы шесть глубоководных впадин, осложняющих строение дна Северной Атлантики: Гренландская, Лофотенская, Норвежская, Ирмингер, Исландская и трог Ро-колл.
70° с.ш.
60°
50°
ренландия
7
(8
#
ГА.
V/
А
Исландия
Ж
уф
^г~200(К
Ж
¿7
3
% *
'Пая
6
""""-пт
Баренцево море
©
в вд
I &
30°
15°
0° з.д.
2
Рис. 1. Структурное положение глубоководных впадин в Северной Атлантике. Основа карты по [26]; взята из [23]. Цифры в кружках — глубоководные впадины: 1 — Гренландская, 2 — Лофотенская, 3 — Норвежская, 4 — Ирмингер, 5 — Исландская, 6 — трог Роколл, 7 — Бореальная. 8 — Поморский периокеанический прогиб. Темно-серым обозначены фрагменты континентальных структур, в Фарерском блоке кора сильно преобразованная — ? Буквенные обозначения: Г-Ип — Гренландско-Исландский порог, Ф-Ип — Фареро-Исландский порог. Черной жирной линией показаны осевые линии спрединговых хребтов, некоторые разломы и разломные зоны. Внутри Норвежской впадины крупными точками показан реликтовый спрединговый хребет Эгир. Выделены изобаты 1000 и 2000 м
СЕВЕРНЫЙ РЯД ВПАДИН
Гренландская впадина
Среди описываемых глубоководных впадин Гренландская впадина занимает наиболее северное положение. Она расположена между Гренландским разломом на севере и одним из разло-
мов, входящих в Ян-Майенскую группу разлом-ных зон, на юге. Оба разлома простираются в северо-западном направлении. С запада и востока ограничениями впадины служат континентальная окраина Гренландии и спрединговый хребет Мона. Размеры впадины порядка 600 х 500 км.
Район наибольших глубин занимает северо-западную часть акватории, примыкающую к Гренландскому разлому (см. рис. 1), где они достигают 3.5 км. Дно здесь неровное, но контрастность рельефа относительно невелика. В геоморфологической терминологии — это абиссальная равнина. В остальной части впадины дно лежит на значительно меньших глубинах и характеризуется существенно большей расчлененностью дна и контрастностью форм.
Гренландский склон впадины неширокий и в общем плавно погружающийся в направлении центральной части. В районе Гренландского разлома склон резкий. Вдоль разлома протягивается узкий высоко поднятый хребет-гребень. Между впадиной и склоном хребта Мона по особенностям рельефа границу наметить сложно. Но южная граница более определенна, она приурочена к Ян-Майенской системе разломов. В южной части впадины выступают две крупных подводных вулканических горы, охарактеризованных в работе [18]. Северная из них, гора Вестерис, находится в широтах 73°—74° с.ш.; другая, гора Южная, в широтах 72°—73° с.ш. Высоты гор над дном составляют 3100 и 2000 м соответственно. Основные выводы в цитируемой работе следующие. Обе горы являются современными вулканами. "В четвертичное время здесь наблюдались неоднократные излияния лав щелочных базальтоидов, выбросы пиро-кластики и гидротермальная деятельность" [19, с. 378]. В плейстоценовое время горы эпизодически выходили на поверхность. Сейчас их вершины находятся на глубинах: гора Вестерис — 130 м, гора Южная ~ 400 м.
На севере Гренландской впадины пробурена скв. 344. Глубина моря здесь 2156 м; пройдено 414 м. В основании вскрыты диабазы и габброиды (силл — интрузия — ?), над которыми залегают верхнемиоценовые — ?, плиоценовые и плейстоценовые отложения в основном гляциально-мор-ского происхождения [2].
В центральной области впадины пробурена скв. 913, но она для целей данной работы малоинформативна, поскольку бурением пройдены лишь четвертичные и позднеплиоценовые отложения. Заслуживает, однако, внимания то, что эти отложения имеют значительную мощность — 288 м, что косвенно может указывать на существенную тектоническую активность в регионе.
Лофотенская впадина
Описываемая впадина по отношению к спре-динговому хребту Мона расположена симметрично Гренландской. Обе они имеют сходные очертания и размеры. Северным окончанием впадины служит разлом, простирающийся в северо-западном направлении от скандинавской окраины до
хребта Мона. На юге впадина ограничивается разломной зоной Ян-Майен, также имеющей северо-западное простирание. Ярко выраженным ограничением со скандинавской стороны является подводное плато Воринг, представляющее фрагмент континентальной структуры. В районе Северного полярного круга норвежский континентальный склон осложнен двумя крупными подводными каналами. Детальные геофизические исследования, проведенные в одном из них [24] показали, что дистальная часть канала доходит до абиссальной области Лофотенской впадины. Канал заполнен песчаными осадками, отложившимися турбидитовыми потоками в доголо-ценовое время.
Центральная часть впадины, представленная абиссальной равниной, лежит на глубинах, превышающих 3000 м. Северо-восточный борт впадины пологий, глубины его постепенно уменьшаются в сторону раздела Атлантики и Баренцева моря. Морфоструктурные черты и геофизические особенности протяженного района впадины между 67° и 70° с.ш. (400 км), где происходит сочленение Лофотенской впадины и норвежской континентальной окраины, детально рассмотрены в работе [31]. Было проведено шесть поперечных сейсмопрофилей, показывающих, что раздел океанического и континентального типов коры проходит там, где рисуется 23 магнитная аномалия (глубины дна ~ 3000 м).
Северо-западный борт впадины соответствует сильно расчлененному склону хребта Мона. Раздел с Норвежской впадиной проходит по разлом-ной зоне Ян-Майен. Рельеф здесь также расчлененный, но его отметки лежат на меньших глубинах. Концентры изобат плато Воринг отчетливо вырисовывают юго-восточную окраину абиссальной равнины.
На севере Лофотенская впадина пережимом в морфоструктурном рисунке дна отделена от Поморского прогиба, простирающегося между Шпицбергеном и спрединговым хребтом Книпо-вича. Данный прогиб классифицируется как пе-риокеанический. Его структура и геологическая история рассмотрены в работах [20, 21].
О геологическом разрезе Лофотенской впадины можно судить по скв. 345, пробуренной в ее юго-западной части. Глубина проходки составила 802 м. Скважина вошла в туфо-брекчии, включающие оливиновые базальты, представляющие акустический фундамент [18]. На них ле
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.