научная статья по теме ТЕКТОНОТИП ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПАССИВНЫХ ОКРАИН В НОРВЕЖСКО-ГРЕНЛАНДСКОМ РЕГИОНЕ Геология

Текст научной статьи на тему «ТЕКТОНОТИП ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПАССИВНЫХ ОКРАИН В НОРВЕЖСКО-ГРЕНЛАНДСКОМ РЕГИОНЕ»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 3, с. 73-96

УДК 551.24:551.5(268.2)

ТЕКТОНОТИП ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПАССИВНЫХ ОКРАИН В НОРВЕЖСКО-ГРЕНЛАНДСКОМ РЕГИОНЕ

© 2008 г. Е. Н. Меланхолина

Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 17.09.2007 г.

На основе материалов по сопряженным окраинам Норвежской и Восточно-Гренландской проводится рассмотрение тектонотипа вулканических пассивных окраин. Обсуждаются палеогеновые магматические комплексы региона, как и предраскольная рифтовая структура. Последняя сохранилась в виде фрагментов по разные стороны океана и может быть реконструирована как асимметричный рифт. Крупные меловые дорифтовые седиментационные бассейны, начинающие историю океанического раскрытия, также включены в состав образующейся пассивной окраины. Анализ показывает совместное развитие событий раскола континента и базальтового магматизма, отличавшегося высокой продуктивностью при кратковременности развития. Специфика магматизма проявлена в широком распространении плато-базальтовых комплексов на континенте и в прибрежной части океана; в образовании клиньев наклоненных к океану рефлекторов, определяемых распространением мощных лавовых серий; в наличии мощной высокоскоростной нижней коры, созданной в результате магматического андерплейтинга, а также в асимметричном характере аккреции коры и формирования структуры. В основу обсуждения положены использование опубликованных сейсмических данных, а также анализ выбранных опорных разрезов для каждой из окраин: состава и мощностей магматических продуктов, их латеральных изменений, состава источников, условий извержений и формирования коры. Особенностью обоих опорных разрезов является двучленное строение вулканических комплексов, с важными геохимическими различиями пород нижней и верхней частей, отвечающих предраскольной и раскольной фазам развития. В начальную фазу намечается выплавление небольших объемов магмы из литосферы. Геохимические особенности верхних частей разрезов связаны с плавлением астеносферной мантии. Их изменения в пространстве и во времени позволяют проследить подъем и плавление глубинного плюма во время и после раскола континента. Вблизи центральной части плюма, в районе Гренландии, прослеживается смена магматического источника с мантии N-типа MORB на деплетированную исландскую мантию, тогда как в удалении от центральной части плюма его влияние проявилось лишь в огромном размере мантийных выплавок, без смены их источника. Приведен ряд доказательств действия плюма, включая огромную мощность вулканических комплексов и относительное постоянство состава расплавов; данные о повышенных температурах в мантии, о геохимии раскольных лав и определенной зональности в их распределении на площади, а также заключения о необходимости динамической поддержки в ходе развития извержений, как и последние исследования по сейсмотомографии. Использование исторического подхода при рассмотрении тектоно-магматического развития региона позволяет выявить унаследованное образование раскола континента на месте системы древних осадочных бассейнов Северной Атлантики - в полосе длительных растяжений литосферы. Для их развития представляется необходимой постоянная динамическая поддержка на глубине, которой, скорее всего, могло служить длительное поднятие Исландского плюма. Дальнейшее сравнение рассмотренного тектонотипа с другими окраинами, как вулканическими, так и невулканическими, представляется реальным путем для выяснения геодинамики раскрытия океана.

ВВЕДЕНИЕ

При типизации пассивных окраин узловым моментом может служить их подразделение на вулканические и невулканические [3, 17, 22, 24, 35, 59, 60 и др.]. Вместе с тем, рассмотрение материалов показывает, что вдоль простирания вулканических окраин иногда обнаруживаются невулканические отрезки, а в пределах окраин невулканического типа - ряд признаков вулканической деятельности. Для оценки масштаба таких отклонений и правильности подразделения на типы

представляется перспективным выяснение тонких особенностей структуры и тектонической истории пассивных окраин на примере тектонотипов.

В целом в пределах Атлантического региона известны все три разновидности континентальных окраин: пассивные, трансформные и активные. Последние образованы вдоль океанических брешей (в районах Карибском и Скотия) и связаны со специфическими участками, где происходит проникновение элементов Тихоокеанского сегмента на восток, в пределы Атлантики. Транс-

12

13

У-ШЩ14 15

О 642 J6

17

18

m >

X

X

о й s

X

>

t_1000 км_!

1 10

формные окраины в экваториальной области и у южного края океана также определенным образом связаны с этими участками. У северного атлантического ограничения они занимают иную позицию, но во всех случаях трансформных окраин Атлантики устанавливаются крупнейшие перемещения по типу левого сдвига . Пассивные окраины, образованные на границе океана со структурами древней континентальной литосферы Индо-Атлантического сегмента, наиболее распространены и получили название окраин атлантического типа. В отличие от постоянного преобразования структуры в пределах активных (тихоокеанских) окраин, на пассивных окраинах единственным проявлением постраскольной активности является изостатическое погружение вследствие охлаждения и нагрузки осадков. В этих условиях структура пассивных окраин сохраняется без существенных изменений. И потому ее особенности дают ключ к рассмотрению геодинамики раскрытия океана.

Пассивные окраины вулканического типа являются преобладающими в Атлантике и, следовательно, наиболее важными для реконструкции обстановок раскола континента и предшествовавшего рифтинга. В качестве тектонотипа при их изучении могут быть выбраны сопряженные окраины - Норвежская и Восточно-Гренландская, которые, с одной стороны, включают значительное разнообразие тектонических обстановок, с другой, хорошо изучены геолого-геофизическими методами, особенно Норвежская окраина. Последняя представляет крупный элемент Европейской вулканической окраины и, в свою очередь, сег-

1 Перемещения происходят вдоль гигантских океанических разломов - демаркационных, по терминологии Ю.М. Пу-щаровского [2 и др.].

ментирована с обособлением сегментов Мере, Вёринг и Лофотен-Вестерёлен, разделенных разломами Ян-Майен и Биврёст (рис. 1).

Как установлено в последние годы, выбранный регион характеризуется: ранним платоба-зальтовым вулканизмом; образованием серии наклоненных к океану рефлекторов, определяемых распространением лавовых комплексов; наличием мощной высокоскоростной нижней коры на окраине, а также более мощной, чем обычно, океанической коры около этой окраины [18, 27, 31, 35 и др.]. Эти особенности, сформированные в обстановках рифтинга и раскола континента, требуют специального внимания и будут рассмотрены в данной статье на основе обширного литературного материала. В основу обсуждения материала положено выделение опорных разрезов для каждой из сопряженных окраин, а также анализ имеющихся сейсмических данных. При этом представляется необходимым и рассмотрение дробной сегментации Норвежской окраины, отличающей ее от других атлантических окраин. Основная задача статьи состоит в определении тектонических условий проявления магматизма и раннего раскрытия океана в районе тектонотипа.

ОСОБЕННОСТИ ПАССИВНОЙ ОКРАИНЫ НОРВЕГИИ

Структуры пассивных окраин в Норвежско-Гренландском регионе заложены на образованиях утоненной континентальной коры докембрий-ского и каледонского возраста [3, 4, 18, 23, 43, 62 и др.] (рис. 2, см. рис. 1). Вблизи Норвегии граница континент-океан протягивается вдоль спредин-говой магнитной аномалии 24В. Структурные элементы Норвежской окраины имеют общее северо-восточное простирание и образованы поло-

Рис. 1. Структурные элементы Северной Атлантики

А - тектоническая схема севера Атлантического океана и его окраин [по 18, 31, 43 и др., с изменениями] 1-4 - области континентальной коры: 1 - кратоны, 2 - каледонские складчатые пояса, 3 - каледонские фронтальные надвиги, 4 - герцинский складчатый пояс; 5-8 - область океанической коры: 5 - осевые зоны активных спрединговых хребтов, 6 - брошенный спрединговый центр, 7 - магнитные изохроны, 8 - трансформные разломы; 9-13 - пассивные континентальные окраины: 9 - меловые-кайнозойские седиментационные бассейны (нерасчлененные); 10-12 - вулканические структуры Северо-Атлантической вулканической провинции: 10 - наземное распространение лавовых потоков и силлов, 11 - прибрежное распространение лавовых потоков и силлов, 12 - клинья наклонных к океану рефлекторов (8БК8); 13 - граница континент-океан; 14 - микроконтинент Ян-Майен; 15 - Исландская горячая точка; 16 - скважины глубоководного бурения, дошедшие до базальтов, и их номера; 17 - расположение профилей, представленных на рисунках; 18 - обозначения структурных элементов океана (а) и континентальной окраины (•). Спрединго-вые хребты: Р - Рейкьянес, К - Колбенсей, М - Монс, Кн - Книповича, Э - Эгир; трансформные разломы: ЧГ - Чарли-Гиббс, ЯМ - Ян-Майен, Б - Биврёст, С - Сенья, Г - Гренландский; ФаИГ - Фареро-Исландско-Гренландский хребет (след горячей точки). 1-5 - Центрально-Европейская вулканическая окраина, включающая: 1-3 - Норвежскую окраину (1 - сегмент Мере, 2 - сегмент Вёринг, 3 - сегмент Лофотен-Вестерёлен), 4 - Фарерский сегмент и 5 - сегмент Роколл; 6 - Восточно-Гренландская вулканическая окраина; 7 - Западно-Баренцевская трансформная окраина. Б - строение сопряженных вулканических окраин в Норвежско-Гренландском регионе [по 22, 43, с изменением] 1 - постраскольные отложения; 2 - дорифтовые отложения; 3 - нижнепалеогеновый вулканический комплекс, отвечающий участку раскола континента; 4 - современное положение спредингового центра; 5 - породы континентальной коры; 6 - нижнекоровое высокоскоростное тело; 7 - породы океанической коры; 8 - мантия; 9 - направление и интервал смещения депоцентров осадочных бассейнов с девонского до мелового времени; 10 - положение современной береговой линии

СЗ ЮВ

0

4-

8-

12км

ЕППЕ1 Е32 ИЗ ЕЕ34 ШШ5 ППб Н/ П1Ш8 ZZ]9 Ш10Ц642 11

Рис. 2. Геолого-геофизический разрез Норвеж

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