МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 550.83:551.24(267)
ТЕКТОНИКА ХРЕБТА ДЕВЯНОСТОГО ГРАДУСА
© 2014 г. О. В. Левченко, И. М. Сборщиков, Ю. Г. Маринова
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: olevses@gmail.com, isborsh@yandex.ru, marinova.ocean@gmail.com Поступила в редакцию 09.07.2012 г.
Новые данные детальной батиметрической съемки с многолучевым эхолотом и многоканального сейсмического профилирования на 7 полигонах рейса #KNOXRR06 американского ИС "Роджер Ревелл" (2007 г.) существенно дополнили представления о структуре осадочного чехла хребта Девяностого градуса, сложившиеся в результате выполненных здесь ранее исследований, и позволяют сделать следующий шаг к расшифровке природы несогласий и деформаций. Характер деформаций осадочного чехла предполагает три этапа тектонической активности в пределах хребта в палеоцене, эоцене и позднем миоцене. Последний может продолжаться до настоящего времени, судя по высокой современной сейсмичности. Также можно говорить о косвенных признаках молодого внутрип-литного вулканизма на последнем этапе. Полученные в рейсе данные рассмотрены в рамках двух схем образования хребта. Одна придерживается известного представления о данной структуре как следе горячей точки Кергелен. Другая связывает массивные излияния базальтов с развитием гигантской трещины в условиях глобального растяжения, продолжающегося и позже при образовании осадочного чехла. Для понимания природы хребта Девяностого градуса необходимы дополнительные комплексные геолого-геофизические исследования строения этой уникальной структуры.
DOI: 10.7868/S0030157414020142
ВВЕДЕНИЕ
Одной из загадочных структур не только Индийского, но и всего Мирового океана является хребет Девяностого градуса (ХДГ), который занимает особое положение среди глобальных тектонических образований. Своим названием в международной литературе — Ninetyeast Ridge, он обязан уникальнейшему географическому положению. Хребет представляет линейное вулканическое поднятие, которое протягивается примерно на 5 тыс. км вдоль меридиана 90° в.д. в сложно построенной Индоокеанской области. В истории его геолого-геофизических исследований можно выделить три основных этапа: первый, охватывающий 60-е годы прошлого века, второй, главный, с 1971 года до конца 80-х, и третий этап с 90-х годов по наши дни. Именно на втором этапе советские исследователи, преимущественно из Института океанологии им. П.П. Ширшова, собрали основные данные по рельефу, строению осадочной толщи, глубинному строению, геофизическим полям и составу пород на Восточно-Индийском хребте, как они назвали эту главную структуру восточной части Индийского океана [2]. Существенный вклад в изучение хребта внесли также результаты глубоководного бурения в 3-х рейсах по программам DSDP ( 22- и 26-й рейсы) и ODP (121-й рейс), которым предшествовала комплексная геофизическая съемка в районе скважин [29-31].
В результате выполненных геолого-геофизических исследований и последующих спутниковых измерений установлены основные особенности морфологии ХДГ. Хребет представляет собой линейное поднятие, отчетливо выраженное в рельефе дна от его пересечения с Западно-Австралийским хребтом (Брокен) в районе 31° ю.ш. до 10° с.ш. Его возвышение над дном прилегающих котловин — Центральной на западе и Вартон на востоке, составляет в среднем 2000 км. Глубины над гребневой частью хребта преимущественно 2000-3000 м. Севернее 10° с.ш. до 17° с.ш. ХДГ в рельефе дна не выражен, но четко проявляется в структуре осадочной толщи в виде погребенного антиклинального поднятия океанского базальтового фундамента. В районе 14°-15° ю.ш. к западному флангу ХДГ примыкает изометричное в плане поднятие Осборн диаметром около 200 км с минимальной глубиной над вершинной поверхностью около 1600 м. На своде хребта существуют отдельные конусовидные горы высотой до 1 км [20]. Осадочный чехол развит почти по всей сводовой части ХДГ, где имеет мощность в среднем 0.5 км [10, 11]. Внутри него контрастно отражены основные региональные тектонические события, контролировавшие эволюцию поднятия. В осадочном чехле выделяются нижний мелководный комплекс переменной мощности от десятков до сотен метров и верхний пелагический примерно постоянной мощности 0.4 км, которые разделены региональной поверхностью несогласия "Э" [11, 12].
Это несогласие омолаживается от нижнего-среднего эоцена на севере до среднего-верхнего эоцена на юге ХДГ [10]. Другое региональное структурное несогласие "М", датируемое поздним миоценом, выделялось внутри отложений Бенгальского фэна [17].
В обилии представлений о генезисе хребта Девяностого градуса можно наметить два основных направления: результаты интерпретации геофизических данных и анализ вещественного состава магматических продуктов (в первую очередь, по скважинам глубоководного бурения). Именно эти материалы определяли существующие, часто противоречивые взгляды на происхождение ХДГ. Несмотря на регулярно проводившиеся до конца прошлого века геолого-геофизические исследования на хребте, его природа и эволюция остаются дискуссионными. Все исследователи ХДГ отмечают его сильную тектоническую раздробленность и широкое развитие разрывных нарушений разной генерации возникающих из-за сложной геодинамической обстановки [2, 11—14, 17, 24]. Большинство выделяет две системы разломов: древние меридиональные разломы параллельные хребту и секущие его более молодые разломы северо-восточного простирания. В северной части выделены молодые разломы северо-западного простирания вплоть до современных [13]. Если природа меридиональных нарушений однозначно связывается с формированием ХДГ в зоне гигантского разлома (палеограница, трансформ и т.п.) [2, 5, 11, 12, 14], то природа секущих косых нарушений остается неопределенной. Одни исследователи связывают их с процессами спредин-га Центрально-Индийского и Австрало-Антарктического хребтов [2, 11], другие с континентальной коллизией Индостана с Азией [12]. Такое сложное строение хребта, по-видимому, обусловила его непростая тектоно-магматическая история, и имеющихся данных пока недостаточно для ее расшифровки. В последние 20 лет исследования здесь резко сократились, поэтому новые данные о строении хребта Девяностого градуса очень важны.
Недавняя экспедиция на американском исследовательском судне (ИС) "Роджер Ревелл" (2007 г.), в которой участвовал О.В. Левченко [8, 9], дает возможность подойти к проблеме строения хребта на основе прямых картировочных данных, прежде всего, морфологии дна и структуры осадочного чехла, что является исходным материалом при любых тектонических реконструкциях. В данной работе, целью которой является презентация новых фактических данных, рассматриваются первичные результаты экспедиции, прежде всего в геолого-структурном плане. Более глубоко полученные в рейсе данные будут проанализированы авторами в последующих работах. Уже их предварительный морфоструктурный анализ с
учетом сейсмостратиграфического анализа [10] позволяет дополнить и уточнить имеющиеся представления о структуре и тектонике хребта Девяностого градуса.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
МОРФОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА
Материалы этой экспедиции важны и интересны осмысленным стратегическим планом изучения огромной океанской структуры и методологией этого изучения [8, 9]. Сильная изменчивость вдоль простирания хребта потребовала проведения детальных исследований на 7 полигонах (рис. 1), которые характеризуют его главнейшие черты и в основном привязаны к скважинам глубоководного бурения. На каждом полигоне выполнялись батиметрическая съемка с многолучевым эхолотом Kongsberg EM-120 (частота 12 кГц) и многоканальное сейсмическое профилирование (коса Geometries GeoEel: 48 каналов, 600 м; 2 пневмопушки GI объемом 290 и 677 см3, цифровая регистрация с дискретизацией 0.5 мс, обработка в пакете ProMax).
Данные детальной сейсмической съемки на полигонах рейса ИС " Роджер Ревелл" дополнили представления о структуре осадочного чехла ХДГ, сложившиеся в результате выполненных здесь ранее исследований, и позволяют сделать следующий шаг к расшифровке природы несогласий и деформаций, образовавшихся в результате основных региональных тектонических событий. Для тектонического картирования использованы детальные батиметрические карты на основе съемки с многолучевым эхолотом [25].
Полигон 1, 5° с.ш. и 90° в.д. (скв.758). Первый, самый северный полигон с центром в точке с координатами 5° с.ш. и 90° в.д., расположен в осевой части хребта в районе скв. 758 (рис. 1). Он относительно невелик (примерно 40 х 40 миль) и полностью покрыт детальной площадной батиметрической съемкой (рис. 2). Морфологически здесь четко выражены две изометричные возвышенности (подводные горы), которые объединены единым цоколем по изобате 2900 м. На карте спутниковой альтиметрии [26] четко видно, что южная часть полигона 1, где находится это локальное поднятие, расположена в одной из глубоких поперечных депрессий, разделяющих северный сегмент хребта на эшелонированные блоки северо-восточного простирания. На детальной батиметрической карте (рис. 2) можно выделить два генеральных структурных простирания: СВ (азимут ~60°) и СЗ (~320°), которые проявляются в морфологии поднятия.
Сейсмические разрезы позволяют предположить, что обе горы сложены вулканическими породами (рис. 2), а общий цоколь может свидетель-
°ю.ш. 80 85 90 95 100° в.д.
758 * 1 1 П 2 у |_! _ 3 { 1 4 5 йн
Рис. 1. Тектоническая схема (основа взята из [21] с изменениями) и полигоны детальных исследований рейса #КК0Х066КК ИС "Роджер Ревелл" на хребте Девяностого градуса.
1 — скважины глубоководного бурения; 2 — полигоны детальных геолого-геофизических исследований; 3 — трансформные разломы; 4 — палеоспрединговые зоны; 5 — зона субдукции; 6 — область ХДГ, ограниченная изобатой 4 км, и механизмы современных землетрясений.
ствовать об их общей природе и времени образования. Обе горы слегка вытянуты в широтном направлении, но северная возвышенность имеет скорее СВВ простирание, а южная — ЮВВ. Возможно, это связано с простиранием трещин, существовавших на момент излияния лав. Мощность осадочного чех
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.