ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 4, с. 3-17
УДК 551.24(260):553.3
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ТИПЫ ГЛУБОКОВОДНЫХ ВПАДИН В ОКЕАНАХ И ОТНОШЕНИЕ К НИМ ПОТЕНЦИАЛЬНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОЛЕЙ ЖЕЛЕЗО-МАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ
© 2008 г. Ю. М. Пущаровский
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 Поступила в редакцию 21.01.2008 г.
Предлагается тектоническая типизация глубоководных впадин Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Выделено шесть типов впадин: периспрединговые, периконтинентальные, центральные талассогенные, межгорные абиссальные, межразломные и талассосинеклиза. Тектоническое многообразие впадин и их систем позволяет заключить о крупных региональных тектоно-геодина-мических особенностях литосферы под океанами. Первый из указанных типов присущ Атлантическому океану, второй и третий - Индийскому, четвертый-шестой - Тихому. Только в Атлантике ряды глубоководных впадин пространственно сопряжены и парагенетически связаны со срединным спрединговым хребтом. За пределами Атлантики сходная ситуация имеется лишь на юге Индийского океана. Соответственно, необходима разработка дифференцированных моделей энергетики глубинных геосфер. Рассмотрена проблема связи потенциально-промышленных полей Fe-Mn конкреций с тектоническими типами глубоководных впадин. Наибольшие по площади и по ресурсам поля свойственны межразломным впадинам и межгорным абиссальным впадинам. За ними следуют поля, приуроченные к центральным талассогенным впадинам. Периспрединговые и периконтинентальные типы впадин в данном смысле обладают наименьшим потенциалом. Наряду с другими критериями, тектонические выкладки следует использовать в практике освоения этого весьма ценного рудного сырья.
ВВЕДЕНИЕ
До самого последнего времени океанским глубоководным впадинам как тектоническим структурам специального внимания не уделялось. Автор выполнил такую работу в отношении Атлантического, Индийского и Тихого океанов [13-16]. На данном этапе актуальной стала тектоническая типизация глубоководных впадин, что необходимо для дальнейшего развития знаний о тектонике океанского дна, его тектонического районирования, выяснения связей океанского железо-марганцевого металлогенеза с тектоническими формами. Тектонической типизации глубоководных впадин посвящена основная часть данной работы.
Во второй части рассматривается проблема пространственного соотношения потенциально-промышленных полей океанских железо-марганцевых конкреций с тектоническими типами глубоководных впадин. Здесь уместно подчеркнуть, что марганцевые руды на континентах прогрессивно вырабатываются и что в России марганец стал уже дефицитным металлом. В то же время запасы марганцевых руд в океанах огромны, но пока не найден способ их экономически целесообразной добычи. Нет сомнения, что использование этих руд - дело времени. Кстати, возможный
новый путь решения проблемы добычи океанского марганца недавно намечен Е.С. Базилевской1.
В цитируемой работе показано, что для образования значительных скоплений конкреций важны такие факторы как окислительная среда в осадочном слое, устойчивость во времени данной среды, благоприятный, относительно стабильный гидродинамический режим. Все эти факторы присущи большим океанским глубинам, а последние определяются тектоническими и геодинамическими процессами.
Для нашего исследования в этой части работы первостепенное значение имеют труды С.И. Андреева, Л.И. Аникеевой, Е.С. Базилевской и коллектива авторов: И.Ф. Глумова, А.И. Глумова, Ю.Б. Казмина и В.М. Юбко [1-4]. Для геологической характеристики впадин источниками информации послужили многие работы. Особенное значение имели Батиметрическая карта Мирового океана [23], данные океанского глубоководного бурения и Гравиметрическая карта Мирового океана [24].
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОКЕАНСКИХ ГЛУБОКОВОДНЫХ ВПАДИН
Крупнейшими тектоно-геодинамическими областями океанов являются спрединговые хребты
1 Доклады РАН, 2008 (в печати).
б 60° в.д. 0° 60° 120° 180° 120° з.д.
Рис. 1. Распространение глубоководных впадин в океанах
1 - глубоководные впадины: а - по изобате 5000 м, б - по изобате 4000 м; 2 - крупнейшие разломные зоны; 3 - глубоководные поднятия, 4 - впадины края активных континентальных окраин; 5 - осевые зоны спрединговых хребтов; 6 -Главный тихоокеанский геораздел
Наименование впадин: Атлантический океан: 1 - Нью-Фаундлендская, 2 - Западно-Европейская, 3 - Североамериканская, 4 - Иберийская, 5 - Демерара, 6 - Канарская, 7 - Зеленомысская, 8 - Сьерра-Леоне, 9 - Бразильская, 10 -Аргентинская, 11 - Гвинейская, 12 - Ангольская, 13 - Капская, 14 - Агульяс; Индийский океан: 15 - Мозамбикская, 16 - Крозе, 17 - Мадагаскарская, 18 - Маскаренская, 19 - Сомалийская, 20 - Аравийская, 21 - Центральная, 22 - Кокосовая, 23 - Уортон, 24 - Гаскойн, 25 - Арго, 26 - Кювье, 27 - Пертская, 28 - Южно-Австралийская; Приантаркти-ческие впадины: 29 - Эндерби, 30 - Австрало-Антарктическая; Тихий океан: 31 - Северо-Западная, 32 - Восточно-Марианская, 33 - Западно-Каролинская, 34 - Восточно-Каролинская, 35 - Меланезийская, 36 - Центральная, 37 - Самоа, 38 - Пенрин, 39 - Северо-Восточная, 40 - Мендосино, 41 - Кларион, 42 - Клиппертон, 43 - Галапагосская, 44 -Маркизская, 45 - Тики, 46 - Южно-Тихоокеанская
6
и талассогены, охватывающие пространства, лежащие за их пределами. И те и другие имеют сложное строение. Глубоководные впадины занимают основную часть талассогенов (рис. 1).
В геоморфологии эти морфоэлементы обычно именуют котловинами; в зарубежной литературе они обозначаются как бассейны (basin).
Впадины Атлантического океана. По геологическому строению и истории развития в Атлантическом океане выделяются четыре сектора: Северный, Центральный, Южный и Антарктический. Первые два разграничены разломом Чарли Гиббс (район 52° с.ш.); второй и третий - разломом Романш; третий и четвертый - Агульяс-Фолклендским разломом. Все это разломы демаркационного типа. Наше внимание будет сосредоточено на Центральном и Южном секторах, занимающих главную часть океана.
Глубоководные впадины расположены в этих секторах на пространстве между флангами Сре-динно-Атлантического хребта и континентальными окраинами, включающими шельф, конти-
нентальный склон и континентальное подножье Северной Америки, Европы, Южной Америки и Африки. Ниже можно будет увидеть, что такая структурная позиция - явление редкое для других океанов. Вдоль западных окраин Атлантики встречаются обломки континентов, для восточных окраин более характерно распространение тектоно-вулканических поднятий.
В Центральной Атлантике в пределах Западного талассогена выделяются три впадины: Нью-Фаундлендская, Северо-Американская и Демерара, а в пределах Восточного - пять: Западноевропейская, Иберийская, Канарская, Зеленомысская и Сьерра-Леоне. Площади впадин разные, конфигурация наиболее крупных сложная. На картах океана можно видеть общую конформность простираний впадин и сопредельных сегментов Срединно-Атлантического хребта, что важно для рассмотрения механизма их образования.
Лежащая на севере Западного талассогена Нью-Фаундлендская впадина имеет размеры 1300 х 500 км. Глубина дна в ней 4500-4600 м,
наименьшая по сравнению с другими впадинами. Данный факт коррелирует с весьма поздним временем формирования впадины. Имеющиеся материалы глубоководного бурения свидетельствуют, что осадконакопление открытого океана началось здесь в маастрихтское время (скв. 384). Погружение имело тектоническую природу, что ясно показывает геологическая история находящегося на западе впадины материкового отторженца Орфен. В интервале времени средняя юра (байос)-альб-сеноман бурение вскрыло здесь только континентальные и мелководные отложения (скв. 111). Пелагические отложения соответствуют времени маастрихт-миоцен. В настоящее время поднятие лежит на глубинах 1800-2000м.
Имеется и другой пример. На юге, в зоне раздела с Северо-Американской впадиной, скв. 384 выявила залегание поверх альбских мелководных органогенных известняков глубоководных отложений маастрихта-кайнозоя. Бурение проводилось на глубине 3910 м. Скважина прошла всего 330 м. Следовательно, за последний период 105 млн. лет произошло в данном месте тектоническое погружение более чем на 3500 м. Фактор, важный для понимания механизма образования океанских глубоководных впадин.
Наибольшие размеры имеет Североамериканская впадина, включающая три абиссальных равнины: Сом, Гаттераса и Нарес. Ее протяженность с севера на юг ~2000 км. В средней части она сужается, огибая с востока Бермудское поднятие; на юге, наоборот, расширяется, превышая 2000 км. Абиссальные равнины лежат на больших глубинах, от 5100 до 5900 м. Мощность осадков здесь - несколько сотен метров. Но в краевых близматериковых частях мощности могут достигать больших величин - до 4000-5000 м. На восточном крыле равнины Гаттераса (глубина дна 5118 м) буровой скважиной (387) в забое вскрыты базальты, выше которых залегают известняки берриаса - раннего валанжина, а затем отложения всех других ярусов мела, включающие черные аргиллиты. Начиная с верхнего маастрихта, разрез представлен глубоководными океанскими отложениями. Глубина проходки скважины 794.5 м. Важно отметить, что скважиной 100 в районе, прилегающем к Багамским островам, вскрыты наиболее древние в Атлантике осадочные слои океанского разреза, датируемые как оксфорд-келловейские. Они перекрываются красными глинистыми известняками оксфорд-киммери-джа, выше которых лежат титон-валанжинские нанопланктонные отложения. Все упомянутые отложения маломощные. Отсюда датировка самого раннего этапа развития Атлантического океана ~170 млн. лет.
Имеющиеся данные о разрезах скважин позволяют отметить прогрессирующее с юга на север
развитие Северо-Американской впадины на временном отрезке поздняя юра-поздний мел [12].
Третья впадина Западного талассогена Центральной Атлантики, Демерара, четко не очерчивается. Она находится у северо-восточной окраины Южной Америки немного южнее юго-восточного окончания Северо-Американской впадины. Ее размеры - первые сотни км. Глубины дна более 4000 м. На Гравиметрической карте она выражена достаточно значительными
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.