Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическое строение северо-западной части моря Уэдделла (Антарктика) по материалам морских геофизических исследований

ВАК РФ 04.00.10, Геология океанов и морей

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение северо-западной части моря Уэдделла (Антарктика) по материалам морских геофизических исследований"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

. Ордена Трудового Красного Знамени '• ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На.правах рукописи

УДЙ 550.51*550.&2>Ч.5(ЗЭ:269)

Кавун Михаил Маркович

I

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ МОРЯ УЗДДЕЛЛА (АНТАРКТИКА) ПО МАТЕРИАЛАМ МОРСКИХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 04.00.10 - Геология морей и океанов

Автореферат на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

г. Москва

1995 Г.

Работа выполнена в Морской Арктической Геологоразведочной Экспедиции (г. Мурманск)

Научный руководитель: д. г. -м. н., профессор А. Е. Шлезингер

(Геологический Институт РАН)

Официальные оппоненты: д. г.-м. и. И.А.Басов (Институт Литосферы РАН)

д. г.-м. н., 0. А.Волоа (Геологический Институт РАН)

Ведущая организация: Институт Океанологии РАН им. Ширпова

Защита состоится "¡5" ноября 1995 г. на заседании Специализированного совета Д. 002.51.02 по общей и региональной геологии, геотектонике и геологии океанов и морей при ГИН РАН по адресу: 109017, Москва, Я-17, ПыгевскиЬ пер., 7

с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОГГГГН

Автореферат разослан "¿4" августа 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

канд. геол.-мин. наук А.А.Пейве

4г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУЭДЬНРСТЕ papQTH

Море Уэдделла относится к числу наиболее труднодоступных, и соответственно. наименее изученных регионов Мирового океана. В частности. о геологическом строении северо-западной части до середины 80-х годов можно было судить лишь по батиметрии и разрозненным профилям ГСЗ-КМПВ. Результаты первого двадцатилетия геолого-геофизических исследований нашли свое воплощение в тектонической карте British Antarctic Survey (1985). публикациях и диссертационных работах многих как зарубежных, так и отечественных авторов. Однако, приблизительно с 1985 года, ввиду резкого возрастания интереса к этому региону, накопление геологических данных ускорилось. К 1994 году район покрыт аэромагнитной съемкой, отработаны тысячи погонных километров сейсморазведки МОГТ - как с короткими приемными устройствами (Национальный Институт Полярных Исследований Японии, Британская Антарктическая Служба. • Геологическая Служба США. ПМГРЭ НПО "Севморгео"), так и с длинными сейсмокосами (МАГЭ НПО "Севмор-гео". Экспериментальная Геофизическая Обсерватория Италии и др.). Сейсмическим исследованиям сопутствовали гравимагнитные наблюдения, работы КМПВ. донное опробование и измерения теплового потока. В 1988 году были опубликованы результаты морского научного бурения по программе 0DP (3 скважины на Южно-Оркнейском шельфе, склоне и подножии). Весь этот массив новых данных пока не получил адекватного воплощения в научной прессе. Представляемая работа должна р какой-то мере восполнить этот пробел.

Отмечу некоторые ключевые проблемы региональной геологии.• по которым пока нет единого мнения (и/или достаточных данных).

- Вещественный состав и стратификация чехла большей части региона. Бурением 0DP вскрыты лишь эоцен-четвертичные осадки центральной части Южно-Оркнейского Микроконтинента, и плиоцен-четвертичные отложения его"северо-восточной периферии. Опубликованные сейсмост-ратиграфические схемы ЮОМ отличаются схематичностью, слабой корреляцией с данными бурения, и противоречат друг другу; на другие осадочные бассейны их пока нет (не опубликовано?).

- Возраст и яеханизя формирования земной кори в южной части Центрального бассейна моря Скот, в бассейнах Пауэлп и Джейн. Отсутствуют как сейсмические данные, так и идентифицированные магнитные аномалии. Высказываемые предположения основаны на косвенных признаках (батиметрия, региональние палеореконструкции).

При взгляде на Обзорную тектоническую схему (рис.!) очевидно, что без решения этих вопросов невозможно корректно перейти к построению единой модели геологической эволюции региона.

Наконец, важнейшей задачей является предварительная оценка углеводородного потенциала региона, которая также невозможна без ро-шчшя сформулированных выше проблем. Хотя п настоящее время это

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ СХЕМА МОРЯ СКОША

(Дэлзиел-, 1965, с упрощениями)

SFZ-зона разломов Шеллгпон ~-±z спреЗинёовый центр-

I1?"- ^rwr^

ъък- Южно-Сэно&тева аига Р

SST- Юокно - Шетландслии mpaa к стгпивныи вулкан

Лаяеорелонструлции Зялиотпа (19&&ё): неЗефаршгрованный ¿яуболовоЗнъш paspes верхней юры-ниэкнеёо ояиеоцена;

Чрёочвю/х/лшг - ранне третичный $>ac?yeoeo¡J SaCcfeún.

Рис. í

чисто теоретическая задача (согласно "Договору об Антарктиде...", в ней запрещены промышленные разработки, которые к тому же пока не рентабельны), и будущем с совершенствованием технологий и истощением ресурсов в освоенных регионах, бассейны Антарктики могут стать объектом не только научного интереса. Несомненный практический результат может принести сравнение с известными углеводородными бассейнами и соответствующее общее накопление информации.

Цель работы заключается в изучении региональных закономерностей геологического строения северо-западной части моря Уэдделла. Основными задачами, решаемыми в настоящей работе, являются следующие: изучение строения осадочного чехла и построение региональной сейсмостратиграфической схемы; тектоническое районирование; изуче-Н1Н- особенностей эволюции региона в мезокайнозсе; оценка перспектив нефтегазоносности.

'{'аьтич'ч^ую основу исследований составили временные сейсмические разрезы М0|~Г по региональным профилям, отработанным в 1990 году НПО 'Tt-илог Дмитрий Наливкин" МАГЭ НПО "Севморгеология", общим объемом около 1500 км (рис..?,.5 ). Результаты попутных рабо. (грави-магнитные измерения, сейсмоакустика) использовались для комплексной интерпретации. Для увязки данных, особенно по малоизученным участкам, привлекались материалы зарубежных организаций. На предварительном .этапе актор принимал участие в геологической интерпретации данных в рамках производственного отчета МАГЭ.

^''Топической основой исследований являлась стандартная методика регионального сейсмостратиграфического анализа данных МОГТ, изложенная и классических работах ШериФФа. Мнтчума, Вейла и др., а такхе российских ученых (Кунин. Шлезингер. Гладенков и др.). Она нключает и ссоя выделение основных отражающих поверхностей (несогласий); определение их стратиграфической привязки; сейсмофациаль-ный анализ выделенных седиментационных комплексов; восстановление условий формирования осадочной толщи.

Нчучн.чя цопизиз Впервые для региона разработана региональная схема сеПсмострагиграфического расчленения осадочного че.:ла; установлены закономерности площадного распостранения седиментационных комплексов, ош нены их мощности и особенности внутреннего строении. сдол'шы предположения о стратиграфическом объеме и вероятном пи го/mi it4t'i:iU'M составе. Проведено структурно-тектоническое районирование. |!псрные построена (рис.3) структурная схема по подошве *<• юнийкозойского чехла. Уточнено строение и морфология структурах элсментон. оконтуренных ранее по батиметрии и естественным по-пнм; получены данные, позволяющие наметить ранее не выделяемые |)ж-ю-(1|н'нгйс|'ои зону аккреции и вулканический центр с море Скоша.

Прчктичогкпя ценность Выделены объекты, наиболее перспективные | | ирода, т поисков залежей углеводоридов. в частности, бассейн 1'ipi.riii. по которому впервые получены полноценны!' сейсмические ма-[ |';i :.;iii. Структурные iioc'ipoi ним и результат!) cennioei р.-иигр-игичос-

UcnofoHbie o6oonftM8n níi

✓ * ¡'pOHUH* CH3J1JS v' M l\¿10HJ't

HVX'naatiHO i r,oZ>ju , /h,'-«.1/.<i.w cv líJVf'if tumu

I J-ty."m'.fc'í -:y /f/íJJ».<-'/

r CTPyiUVP'>' iHO^íUlrtA

Bacce^H Aereen (5

«Dtaccc «" Cr\ou,a

___

.„„ — ,

'pOHc

n .a h '

k3pa ckouja

jpiU<í H C »

M

\ Sircar-'«,' »¿i^w • T/.cUr—

CTPyKTyPHO-TEKTOIBillECKA51 CXEMA CEBEPO- 3AT!Afílí0fl MACTH , MOPfl ya/TOETUIA

KM 0 1Q0KM

MACIHTAB

puc. 3

кого анализа могут служить основой для наращивания регионально сети профилей и детализации на перспективных участках.

Основные защищаемые положения

1. В осадочном чехле северо-западной части моря Уэдделла .идеи тактируется серия отражающлх горизонтов, датированных по резуль тэтам бурения исходя из Циркум-Антарктической сейсмостратиграфи ческой шкалы. При этом в сейсмическом волновом поле выделяется тр основных типа, отвечающих соответственно осадочному бассейну Лар сена, континентальному блоку Южно-Оркнейского Микроконтинента субокеаническим впадинам его обрамления.

2. Крупнейший осадочный бассейн Ларсена, расположенный в тыл позднемезозойского складчатого пояса Западной Антарктиды, охваты вает шельф, континентальный склон и подножие, и характеризуете строением, типичным для окраинных морей. Мощности чехла, выполнен кого в основном дельтовыми фациями и турбидитами, по нашим данным превышают 6-7 км. Бассейн эволюционировал от рифтогенной стали (задуговое растяжение) к формированию пассивной окраины.

3. Основная фаза рифтогенеза в изученной части моря Уэдделл имела место в интервале 35-20 млн.лет. В результате произошлр от деление Южно-Оркнейского континентального блока от Антарктическог полуострова и раскрытие океанических котловин Пауэлл и Джейн. Пр этом осадки этих бассейнов носят черты пассивного латерального за

, полнения глубоководных впадин, и перекрывают деформированные^ комп лексы периферийных полуграбенов. синритгоьь

Юго-восточная часть Южно-Оркнейского микроконтинента опущена : раздроблена в ходе эпиконтинентального рифтогенеза (вероятно позднемелового-раннетретичного). В чехле мощностью до 3-4 км'ниж няя (дорифтовая) часть сопоставляется с синхронными комплексам бассейна Ларсена. Выше выделяется синрифтовая толща заполнен» раннетретичных грабенов, и пострифтовый комплекс олигоцен - чет вертичного возраста.

4. Южно-Оркнейский Трог представляет собой зону аккреции земно: коры. Вероятно, сжатие связано с развитием долгоживущего сдвига.

Апробация работы

Основные результаты исследований представлялись на 10 Междуна родной школе по морской геологии в г.Геленджике (1992). расширен ном заседании лаборатории тектоники платформ ГИН РАН (1993), был защищены автором в рамках производственного отчета МАГЭ на НТС ПГ "Сёвморгеология" (1992). По теме диссертации опубликовано 8 работ

Объем работы

Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения, со держит Д1 стр. текста, ЛЦ рисунков и 13 приложений. Списо литературы включает 57 наименований.

Авгор выражает благодарность научному руководителю д.г.-м.н. профессору Л.Е.Шлезингеру за постоянную поддержку и помощь в рабо

те. Многолетнее общение оказало значительное влияние на методические и практические аспекты исследования. При обсуждении отдельных положений работы были весьма полезны советы и консультации сотрудников лаборатории сейсмостратиграфии ГИН РАН. Автор признателен руководству МАГЭ за предоставленную возможность для научной работы, своим коллегам - геофизикам и геологам МАГЭ, а также морякам НИС Теолог Дмитрий Наливкин" за товарищескую поддержку и содействие на протяжении всего периода исследовательской работы. Кроме того, хотелось бы подчеркнуть, что представляемая работа, как это часто бывает в геологии, фактически представляет собой плод коллективного труда. В частности, обработкой данных МОГТ занимались 0.Винн'иковская, С.Хачатрян и А.Разин; результаты сейсмоакустичес-кого профилирования, измерений гравитационного и магнитного полей были получены В.Цылевым, Т.Федухиной и В. Трофимовым соответственно. Так что на мою долю остались лишь интерпретация и обобщение большого массива фактического материала, полученного в ходе экспедиции НИС "Наливкин" и обработанного камеральной группой МАГЭ.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1. Для сейсмического волнового поля изученных осадочных бассейнов характерны следующие основные параметры:

Бассейн Ларсена. Акустический фундамент выровнен, имеет типично континентальный облик и погружается, практически не прослеживаясь, в области континентального склона. В зоне подножия идентифицируется услоано в качестве самого нижнего интенсивного группового отражения. Выше выделяется осадочная призма, типичная для быстро погружающихся пассивных окраин. В области шельфа и склона это цуг, как правило, высокочастотных протяженных рефлекторов высокой амплитуды, Формирующих тела'бокового наращивания вблизи бровки. Мористей они выклиниваются с, переходом в абиссальные параллельно-слоистые толщи малой мощности,' залегающие на акуст/чески прозрачных мощных комплексах, вероятно, глубоководных турбидитов.

Южно-Оркнейский Микроконтинент. Континентальный фундамент имеет дифференцированное блоковое строение, погружаясь в рифтогенных грабенах по системам листрических сбросов. Осадочный чехол в первом приближении разделяется на две части. Нижняя выполнена в основном акустически прозрачными и полупрозрачными комплексами кон-седиментационного заполнения грабенов, невыдержанными по мощности и деформированными. Верхняя часть залегает на подстилающих породах с региональным несогласием и представлена параллельно-слоистой субгоризон^альной пачкой интенсивных низкочастотнчх рефлекторов, по своим параметрам весьма характерной для современных глубоководных шельфов Антарктиды.

Бассейны Джейн и Пауэлл. Акустический фундамент погружен на глубины до 3.0-4.0 км. в целом слабо дифференцирован, и имеет ти-

пично океанический облик. Характерно наличие периферийных полугра бенов, заполненных акустически прозрачными высокоскоростными де формированными осадками. Выше с налеганием лежат выдержанные ело глубоководных отложений, последовательно выклинивающиеся по нал равнению к осевому поднятию (бассейн Пауэлл). В бассейне Джейн эт отложения имеют меньшую мощность и интервальные скорости, боле деформированы; зафиксирована молодая (наложенная?) структура тип вулканического поднятия с фланговыми прогибами.

Возрастная привязка сейсмических отражений основана на данны бурения ОDP (рейс 113), геологическом строении Южно-Оркнейски островов и Антарктического полуострова. Опорным районом для пост роения сейсмостратиграфической схемы является Южно-Оркнейский кон тинентальный блок; здесь расположены как точки бурения, так и от носительно густая сеть профилей (рии.2.3).

В пределах изучаемого региона (рис.*/), выделяются следующие ос новные опорные отражения (поверхности несогласия):, В - акустический фундамент. С-ответствует разновозрастному океани ческому фундаменту'(мел-неоген), или триасовому складчато-мета ^орфическому основанию:

U9 - Средне-позднеюрское "Несогласие моря Уэдделла". В бассейн Ларсена представляет собой кровлю юрских вулканитов, соответству клцих акустическому фундаменту: U8 - в бассейне Ларсена предбарремский•перерыв (141-122 млн.лет) подоаве склонового комплекса.

U7 - нижнетретичное несогласие в бассейне Ларсена (50-60 млн. лет) в грабен-рифтах южной части L0M тик индексирована кровля дорифто вого континентального комплекса, имеющего позднеюрский-мелово возраст: условно датируется интервалом 43-60 млн. лет; U6 - "Несогласие олигоценового раскола". В бассейне Ларсена соот ветствует перерыву 34-6 ил.; 27-13 млн. лет. Кровля третичных син рифтовых отложений ЮОМ и окружающих океанических бассейно (скв.696), где соответствует перерыву 22-30 млн. лет: U5 - в пределах ЮОМ (скв.696) среднемиоценовое несогласие (13-1 млн.л. между пелагическими „иатомитами и терригенной мелководно толщей олигоцена - миоцен0..: U4 - предположительно верхнемиоценовое несогласие. В скв.696 попа дает в неопробованной интервал; датируется 10 млн. л; U3 - В скв.695,696 несогласие в конце миоцена - начале плиоцена Датируется интервалом 6.2-7,2 млн.л.:

U2 - В скважинах 0DP несогласие в начале верхнеплиоценового интер вала, 3,7-4,3 млн. лет. Повторяет контуры современного рельефа отвечает кровле проградационного комплекса в бассейне Ларсена; U1 - В скважинах 0DP подошва плейстоцена. На сеомических разреза уверенно идентифицируется лишь в районах значительной мощност новейших осадков (бровка и склон шельфа).

ФРАГМЕНТ СЕЙСМИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА по пр. 903203

. 903205/6797

ГЛОБАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ МОРЯ ; (Хак, Харденбол, Вейл, 1987)

5СБЩЕННЫЙ РАЗРЕЗ си». ООР- 636 р {Варкер и Кеннет, 1083)

\2£5 •

?иг.. 4

стйс.юстрлтпгрлфмяескок расчленение ооллОЧНОГО ЧЕХЛА

южно-оркпеигкого микроцонтпнентл

2. В разрезе северной част» бассейна Ларсена (рис.5) снизу вверх Выделяются следующие сейсмокомплексы: Б9 Глубоководный; БВ Склоновый + нижний дельтовый; 57-6 Верхние дельтовые; БЗ-5 Проградационные; Б1-2 Ледово-морские

Согласно геологическим данным по суше, непосредственно на триасовом фундаменте бассейна Ларсена залегают черные глины киммерид-«а-титона-беррнаса. маркирующие глубокий бескислородный бассейн (формация Норденскъйорд). Учитывая приведенную предварительную датировку океанического фундамента Баркером и Лонсдейлом и сейсмост-ратиграфпческие характеристики толщи. комплекс Б9 сопоставляется с этими отложениями. При этом поверхность 118 (кровля), по-видимому, представляет собой конденсированный разрез, соответствующий пред-барремскому перерыву, задокументированному на суше.

Горизонт из является первичной поверхностью, выше которой начался процесс проградации континентального склона. Тем не менее унаследованный характер деформаций (флексурный перегиб в иельфовой области) и относительно выдержанная мощность Б8 указывают на кон-седиментацнонную тектонику и невысокую скорость седиментации, что характерно скорее для глубоководных осадков, чем для типичных склоновых клиноформ. Комплекс Б81 (т.е. нижний подкомплекс на шельфе) сопоставляется с группой Густав - терригёнными глубоководными склоновыми отложениями баррема - турона, ' суммарной мощностью около 2000 м в береговых обнажениях. Наши профиля пересекают в основном проксимальную часть соответствующего бассейна седиментации, т. е. есть все основания прогнозировать фациальный переход к пелагическим фациям континентального подножия; как уже отмечалось, В сейсмическом волновом поле также наблюдается смена сеЙсМофаЦИЙ.

Возникает видимое несоответствие в стратиграфической привязке горизонта и?, который выше был сопоставлен с нижнетретичным несогласием (50-60 млн.лет). Получается, таким образом, что стратиграфический объем комплекса возрастает в дистальной части бассейна, охватывая практически весь мел (баррем - Маастрихт), что в свою очередь противоречит известному допущению сейсмострагйграфии об изохронности отражающих горизонтов. Однако» учитывая кровельное прилегание внутренних отражений толщи к 1)7 в шельфовой зоне бассейна Ларсена, можно предполагать седиментационное выклинивание верхней части комплекса с глубиной, как это показано на рис. т.е. переход его в конденсированный разрез. В волновом поле этому подкомплексу в дистальной части соответствует Косослоистый маломощный разрез: мористее клиноформы вылолакиваются и признаки несогласия между подкомплексами исчезают. Исходя из вышеизложенного, можно предполагать соответствие верхнего подкомплекса группе

■ Мэраибио - коньяк-маастрихтским терригеннымм дельтовым фациям, накапливавшимся в мелководннх обстановка*. По нашим данным, эта (нижняя дельтовая) толща распостранен^ локально. лишь в шельфовой зщр бассейна. Ппичичоп цткет служить дефицит обломочного материа-

сз юв

21-2 Ледооо'Моресие плиоцен-четвертичные осадки 33-5 Прогрэяационкые комплексы миоцена 23-7 Тоетмчнмй дельтовый комплекс 382 Верхмемоловой дельтовый комплекс Эв1 Нижнеыслс_*ой склоновый комплекс 29 Верхнееоский-неокоиский глубоководный комплекс

их.5 обобщенный разрез северной части бассейна ларсена

ла в условиях общей ггозднемеловой трансгрессии моря. Предлагаемая модель в значительной мере умозрительна, однако позволяет объяснить имеющиеся факты без внутренних противоречий.. Логическим следствием является наличие конденсированного разреза баррема^ -Маастрихта в глубоководной зоне бассейна; этой маломощной толще отвечает цуг субгоризонтальных низкочастотных отражений (1)7-8) в средней части акустически полупрозрачного комплекса. Этот конденсированный разрез разделяет черные глины формации Норденскъйолд к третичные (верхние дельтовые) отложения комплексов 57-6.

В целом в меловое время в бассейне Ларсена преобладали регрессивные обстановки осадконакопления при дефиците обломочного материала, что привело к формированию пологих клиноформ в шельфовой зоне, мористей постепенно переходящих в конденсированный глубоководный разрез. Особенности строения вышележащих комплексов Б7-6 дают основания рассматривать их в качестве мелководной дельтовой, толщи, вероятно формировавшейся в условиях дефицита обломочного материала и общей трансгрессии. Привязка опорных несогласий приводит к сопоставлению комплексов 37-6 с палеогеновыми дельтовыми фациями группы о-ва Сеймор вскрытой мощностью около 900 и.

Наконец, региональное несогласие и5, датируемое здесь ранним миоценом, представляет собой подошву новейших проградационных комплексов. Кроме разрозненной информации о развитии на Антарктическом полуострозе неоген-четвертичных ледничово-морских осадков небольшой мощности, необходимо иметь б виду аналогии с другими Антарктическими шельфами, относительно хорошо изученными. В частности, в заливе Прюдс и в восточной части моря Росса, именно в миоцене происходило развитие мощных проградационных комплексов (гляци-альных дельт). Учитывая квазисинхронность развития континентальных окраин Антарктиды, начиная по крайней мере с олигоцена, можно предположить, что комплексы 83-4-5, вероятно, накапливались в регрессивных обстановках. связанных с общим оледенением, отсюда становится понятным практически полное отсутствие морских миоценовых осадков в береговых обнажениях. В этом случае мобилизацию обломочного материала для клиноформ можно связывать с экспансиями шельфо-вых ледников, а поверхности из и и4 - с формированием конденсированных разрезов в периоды межстадиалов.

Таким образом, неогеновая толща в целом формировалась в качестве ледниково-морских дельт в ходе экспансий шельфовых ледников Антарктического полуострова. Ширина всей зоны проградации оценивается в 75-80 км, из них приблизительно половина приходится на миоцен и. вероятно, часть раннего плиоцена. Все эти комплексы на шельфе срезаны региональным несогласием 1'2, выше которого залегают маломощные ледово-морские осадки последних трансгрессий. .

Изученный разрез бассейна Ларсена отражает общую тенденцию, уменьшения палеоглубин седиментации, гнражаюгауюся в последовательной смене соответствующих сеПсчофчций вверх гю стратиграфической

шкале. Вероятно, скорость термического прогибания шельфа била недостаточной, чтоб» скомпенсировать инверсию складчатого пояса Антарктического Полуострова, даже при перманентном дефиците обломочного материала. Трансгрессивными можно считать верхнеюрский и палеогеновой комплексы глубоководной зоны.

3. В разрезе ЮОМ (рис.6) выделяются следующие комплексы: Дориф-товый S8; Синрифтовый S7; Промежуточный S6; Пострифтовые S1-5: пелагические отложения S4-5 и гемипелагические отложения S1-3.

Формирование осадочного чехла ЮОМ, судя по разрезу Южно-Оркнейских островов, началось в конце юры. Тогда ЮМ представлял собой часть задуговой системы осадочных бассейнов Антарктического Полуострова, причем в пределах микроконтинента преобладали субконтинентальные и прибрежные обстановки осадконакопления. В сейсмическом разрезе этому этапу соответствует комплекс £8. который в южной части ЮОМ распостранен в основании осадочного чехла главным образом в пределах грабен-рифтов, где имеет максимальные мощности (1-1,5 км). Слабые внутренние отражения формируют рисунок подошвенного налегания на блоки фундамента. Мощности пачек, как правило. выдержаны по простиранию, -а характер деформаций наследует нарушения в фундаменте. На севере ЮОМ большая часть маломощного осадочного чехла, залегающего на выровненной поверхности Фундамента, представлена высокоскоростными (3.0-3.8) отложениями этого сейсмо-комплекса. Нижние части толщи выполняют готовый зрозионно-тектони-ческий рельеф фундамента, в то время как вверху отмечается облека-ние приподнятых блоков. Этап закончился извержениями кальциево-ще-лочных базальтов (интервал 87-64 млн.лет, судя по материалам драгирования), общей инверсией бассейна и формированием региональной поверхности несогласия U7. Соответствующий период денудации, возможно. охватил часть позднего мела и палеоцен, однако величина эрозионного среза на поднятиях, оцененная по kocf-знным признакам, вряд ли превышала первые сотни метров. Серединой мела датируется усиление тектонических подвижек блоков фундамента, в холе которых и сформировались грабены суббассейнов Эйри. Буге и Этвеша.

На Южно-Оркнейских островах обнажаются аллювиально - прибре*нне песчаники и конгломераты верхней юры (?) - мела, обшей мощностью до 500 м. Наиболее вероятно, что эти субконтинентальино фжши и слагают комплекс, который по совокупности перечисленных пы'пе параметров определен как дорифтовый. Интересно отметить, что п разрезе западной части моря Уэдделла, которая согласно палеорок-жструкпиян составляла в мезозое единый с ЮОМ седиментащюмный бп^епт, >чшх-ронные отложения представлены глубоководными морскими Фацочп' nun черных сланцев. Этот факт может указывать un cyf ¡ирчнук ф?пр.*т-• ную зональность позлнеюрского-нелойого босоеннз.

Котлекс_31 в пределах ROM распостранен гллпшлм off я г-¡м п грч бен-рифтах внутренних бассейнов и в полугрябе^'л Г-vpe.

где залегает на дорифтоных тредах ('-нею н t фунлt -»к пр-ч

РИС,. 6 СХЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ ЮЖНО-ОРКНЕЙСКОГО МИКРОКОНТИНЕНТА

Б8 дормфтовый субконтинентальный комплекс {J-K) Б7 синрифтовый мелководный комплекс (Рд)

51-5 постриотоаый комплекс : 54-5 пелагические биогенные отложения N1

51-3 гемипелагические терригенные отложения N,-0

вило, с видимым несогласием. Депоцентры практически совпадают с дорифговыми отложениями: в пределах ЮОМ вся осадочная толща ниже несогласия иб деформирована в едином стиле. В подошве комплекса отмечается налегание, причем во внутренних сейсмических пачках мощности уменьшаются от депоцентров. Наличие клиноформ позволяет предположить снос осадочного материала с востока, с воздыгз-'цг-ися горной системы Антарктического Полуострова. Листрические сбросы на бортах грабенов повсеместно смещяют осадки комплекса.

Возраст подошвы комплекса (Ц7) может варьировать в широком интервале от мела (песчаники-конгломераты Южно-Оркнейских островов) до эоцена (мелководные аргиллиты в забое скв.00Р-696). Исходя из Циркум-Антарктаческой схемы Хинца и Кристофферсена, результатов морского бурения на близлежащих шельФоЕых зонах, драгирования выступов фундамента и других косвенных данных, наиболее вероятным представляется интервал 43-50 млн.лет. Кровля комплекса (46) в скв. 696 представляет собой перерыв (поверхность эрозионного несогласия) меяду эоценом и олигоценом, что хорошо увязывается с соответствующим несогласием вышеупомянутой схемы (25-30 млн.лет) и с началом спрединга в обрамляющих окегнических бассейнах (29-23 млн.лет). Исходя из перечисленных особенностей, в том числе и аналогий с другими шельфами Антарктиды (например, море Росса), комплекс определяется как синрифтовый и датируестя в основном эоценом.

Комплекс Б6 выделен в скв.696. где представлен мелководно-шель-фовыми терригенными Фациями олигоцена - среднего миоцена. Так как особенности его залегания в целом не отличаются от подстилающих отложений, его можно было бы отнести к самой верхней части синриф-тового седиментационного цикла. Однако его отличает литологический сослав, выраженное стратиграфическое и угловое несогласие в подошве, характер осадконакопления (конденсированный разрез), характер волнового поля и т.д. Он имеет невысокую мощносг- и представлен в скв.696 терригенными фациями мелководного шельфа - глауконитовыми песчаниками, алевролитами и глинами олигоцена - среднего миоцена. В пределах ЮОМ комплекс выполняет ранее сформированный рельеф и срезается на поднятиях эрозионным несогласием 115. Среднемиоценовый рефлектор и5 представляет собой важнейший сейсмостратиграфнческий репер в регионе. Он соответствует последней фазе субаэральной денудации и выравнивания на ЮОМ, после которой тектонические подвижки фиксируются лишь локально, на периферии ЮОМ.

По принятой модели комплекс соответствует переходу от тектонического режима континентального рифтогенеза ЮОМ к зтяпу термического прогибания шельфа (дрнфтобзя Фаза). В то же рр^мя его ягно нельзя включить и в перекрывающий гюстрифтпвнл чшол, о г гогот он отличается по всем параметрам. Поэтому цолрссо^рч чм '•'■тетш-эту толщу, несмотря на ез относительно неппсокип ттагч'тц. в качестве равноправной литостратигрэфичрскпП рличиин .»ппч рч?-|н?ля ЛЮМ. Так. как в принятой тектсшпетч! т-р-т >-• ......»••: •.т>,т.

ветствующего обозначения.•этот комплекс назван "промежуточным".

комплексы S1-5. Эти комплексы на большей части ЮОМ могут быть объединены в покровный (пострифтовый) чехол, накапливавшийся при постепенном общем прогибании южной части микроконтинента. При этом малоамплитудные (по сравнению с глубинами моря) регрессии уже не приводили к денудации накапливавшихся осадков; а выражались в формировании конденсированных разрезов., соответствующих серии рефлекторов Щ-4. Выделяется нижняя, средне-верхнемиоценовая толща, представленная главным образом диатомитами (комплексы S4-5). и верхняя плиоцен-четвертичная, сложенная биогенно-терригенными ила-ми с обломочным материалом ледового разноса (комплексы Sl-З). Эти отличия в литологии, зафиксированные в скважинах 695-696, вызываются в основном климатическими изменениями (общим похолоданием) в сочетании с заглублением бассейна. Волновая картина внутри пост-рифтовой толщи свидетельствует о преимущественно вертикальной седиментации в этот период как на ЮОМ, так и в обрамляющих бассейнах. Промежуточные несогласия не носят черт эрозии и практически не выражены в скважинах; вероятно, они представляют собой конденсированные разрезы, возраст которых предполагается по косвенным данным. При этом следует упомянуть о западном и восточном стонах ЮОМ, где внутри пострифтовых осадков широко развиты явления оползания. Можно предположить, что быстрое прогибание бассейнов сопровождалось здесь дефицитом необходимого обломочного материала. В суббассейне Этвеша зафиксированы молодые листрические нарушения и конседиментационное утонение всей олигоцен-четвертичной толщи, что дает основание наметить здесь долгоживущую зону "рифтогенеза.

В осадочном разрезе бассейнов Пауэлл н Джейн выделены сейсмо-комплексы S1-7. При этом комплекс S7 отвечает акустически полупрозрачной толще заполнения нижней части бортовых полуграбенов. Такие особенности строения комплекса, как выклинивание при налегании на фундамент (по направлению к центру бассейна) и конседиментационное утонение на бортах, нарушенность листрикой и др.. . позволяют сопоставить его седиментацию с рифтовой фазой развития бассейна. При этом возраст осадков обоих бассейнов может весьма отличаться. Лля бассейна Пауэлл наиболее вероятным временем седиментации можно считать интервал от 40 млн.лет (начало рифтогенеза по Кингу и Бар-кору) до 23 млн.лет. т.е. поздний.эоцен - олигоцен. В бассейне ЛжоОн этот интервал значительно уже (25-20 млн.лет), что коррелирует о относительно меньшими значениями средних мощностей и материальных скоростей. Отметим, что эта закономерность выдерживается и ьшк; по разрезу. О вещественном составе комплекса S7 можно судить лишь по характеру сейсмической записи. На бортах океанических бас-'ii.liünh, сн;рг>нтно, преобладают склоновые терригешше фации, который ;<';м':тик ich гпугрь глсоьйна турбидитами, Учюшая результаты буренки I' I ••riii.'IH', ||<.Ц|;Л1.'НИ'< ылчителыюй биогенной составляющий в 'i."l!l 1 iii ii '¡|'ч! юнщ" l'w'k'h мал<||!>(|«лтним,

Комплекс Б6 выдержан по латерали и имеет более значительную мощность, чем в пределах ТОМ, что, вероятно, можно объяснить отсутствием эрозии в кровле. Т.к. прямая корреляция с опорными рефлекторами ТОМ в окружающих океанических бассейнах невозможна, рефлектор и5. как и все остальные, датируется условно на основании косвенных признаков интервалом 13-16 млн.лет. Соответственно, возраст комплекса Б6 предполагается в промежутке 23-16 млн. лет (для бассейна Джейн - 20-16 млн.лет), т.е. раннемиоценовым. В сейсмическом разрезе могут быть выделены склоновые (хаотические полупрозрачные) и абиссальные слоистые сейсмофации, в которых по аналогии с ЮОМ предполагается значительная диатомовая компонента. Факт, что выше кровли комплекса на бортах бассейнов развито интенсивное оползание, свидетельствует об ускорении прогибания после формирования поверхности 115, т.е. 13 млн.лет. Следует отметить что в бассейнах Пауэлл и Джейн волновая запись внутри комплекса практически не отличается от вышележащих толщ, а несогласие по поверхности и5 выражено слабо. Таким образом, комплекс Б6 здесь может быть включен в пострифтовый чехол, в отличие от ЮОМ.

По аналогии с ЮОМ можно предположить биогенно-терригенный генезис осадков комплексов Б1-5; • в связи с ограниченностью и удаленностью источников сноса в центральных частях бассейнов биогенная (диатомовая) компонента может преобладать. Однако в скв.ООР-697 (северная часть бассейна Джейн), вскрывшей комплексы Э1-2-3 (т.е. пересекшей рефлекторы 1И и 112), обнаружены в основном терригенные глинистые илы плиоцен-четвертичного возраста. Ниже из предполагаются турбидитн с вужанокластикой. О вещественном составе новейших осадков в бассейне Пауэлл можно судить лишь по двум станциям донного опробования. Грунтовые трубки длиной 5, 5 и 7.5 м вскрыли биогенные и глинистые илы с радиоляриями и диатомеями.

Эволюция бассейна Пауэлл.

Наиболее логичной и внутренне непротиворечивой представляется следующая модель. Нижний (т.н."синрифтовый") комплекс мог формироваться в широком интервале от 46 до 23 млн.лет. особенности его строения свидетельствует о преимущественной седиментации в условиях погружения первичного грабена, вероятно, чередующегося с импульсами асимметричного растяжения. Вероятный временем преобладания горизонтальных движений можно считать 5-6 млн. лет в начале и в конце данного тетонического этапа: седиментация, вероятно, была минимальной. При этом спрединговый центр, возможнг смещался на запад (от первичного грабен-рифта рядом с ЮОМ). Средняя . скорость спрединга в бассейне Пауэлл оценивается в 25 мм/год. Вышележащие осадки выдержаны по простиранию и мощности, что свидетельствует о смене горизонтального растяжения вертикальным прогибанием.

Выше, судя по характеру сейсмической записи, осадки накапливались по схеме латерального заполнения готового (тектонического) рельефа, при невысокой тектонической активности, и представлены в

основном депрессионными фациями. В начале миоцена (комплекс S6) на фоне общего прогибания бассейна в его современных границах, происходили интенсивные блоковые подвижки фундамента. С середины миоцена (поверхность U5) амплитуда этих движений начинает постепенно уменьшаться, хотя местами они выражены и в современном рельефе. Скорость же общего прогибания резко возросла, ..о чем свидетельствуют оползневые тела на бортах. Однако (возможно вследствие дефицита обломочного материала) прогибание не компенсировалось формированием проградационных комплексов, в отличие от бассейна Ларсена. Скорость седиментации составляла от 1 до 3 мм/год, что относительно немного для подобных бассейнов. Наконец, на рубеже миоцен/плиоцен (U3) произошла последняя структурная перестройка, сопровождающаяся затуханием блоковых движений и общим замедлением прогибания.

Эволюция бассейна Джейн

"аши данные указывают на существование обращенной к востоку вулканической дуги и желоба в районе банки Джейн, что в целом соответствует наблюдениям Кинга и Баркера (1988). Однако никаких деформаций в осадочном заполнении желоба не отмечается. Более того, аналогичная структура (на более высоком гипсометрическом уровне) фиксируется и западнее банки Джейн; эти впадины весьма напоминают компенсационные прогибы на флангах других поднятий океанического фундамента в регионе (хр.Пауэлл, море Скоша), где процессы аккреции коры никогда не предполагались. В целом структура выглядит как современная зона растяжения с асимметричным поперечным разрезом. Плотностное моделирование дает утонение коры с 18 до 12 км. Интересно отметить, что осадки за пределами вышеупомянутых прогибов, находясь на более высоком гипсометрическом уровне, в сейсмическом поле выглядят явно "более древними" (условно!), отличаясь более высокими скоростями, разного рода деформациями и более интенсивными отражениями. Таким образом, система поднятие/желоба, похоже, наложена на более древнюю кору на самом последнем (плиоцен-четвертичном?) этапе тектонического развития. При этом вполне возможно, что кора остальной части бассейна действительно сформировалась в ходе олигоценовой-раннемиоценовой фазы спрединга северо-восточной части моря Уэдделла. Кроме того, иредпологается связь между современной осью растяжения бассейна Джейн и зоной континентального рифтогенеза в восточной части СОМ (суббассейн Эгвеша), как показано на рис.3. Возможно, здесь происходит расщепление рифта.

4. В пределах южной части моря Скоша был проанализирован единственный профиль. Отсутствие опубликованных данных, кроге единичного профиля КМПВ, делает полученные материалы уникальными.

Сейсмическая запись через Юишо--Оркнейский Трог (ПОТ) демонстрирует Ka¡ Уну, характерную для глубоководных желобов на периферии Тихого <)Ул:Ьнп. Новейшие постсьдиметационные деформации и погружена: ПГ!-!:|ШЧ>'м:ГИХ 'ИЛОЛОНИЙ МирЯ СК011Ю h Желоб ÜlHiJIIIf; очевидны, и ", .т<: : ¡i;.Wtí!"i¡!ii ;iii.cíi им pyatt пи« (iiceaiuneeiairi Фундамента. Заре-

гистрирована высокоамплитудная отрицательная аномалия Буге. Однако следует отметить асейсмичность зоны в целом и отсутствие магматической активности; кроме того, моделирование напряжений по мелко-фокусным землетрясениям приводит к реконструкции здесь левостороннего сдвига (Форсит, 1975) - границы плит Антарктической и Скоша. Насколько можно судить по единственному профилю, ЮОТ представляет собой зону современной аккреции океанической коры, вероятно связанной со сжатием вдоль регионального трансформа (а не растяжения, как предполагается Баркером и др. (1991) по батиметрии).

К северу от Южно-Оркнейского Трога возраст морского дна достоверно не известен. Как видно из рис.2, профиль прошел через зону сочленения океанического (13-16 млн.лет) бассейна Протектор и континентального фрагмента банки Пири. причем субпаралельно границе. Поэтому, вероятно, в магнитном поле не выявлено интенсивных аномалий океанического типа. Мощность земной коры может достигать 15-16 км, глубины моря составляют 3-4 км. Волновая картина фундамента типична для океанической коры; мощность осадков постепенно уменьшается к северу без каких-либо признаков денудации, вероятно вследствие удаления от источников сноса терригенного ма:зриала.

В сечении профиля очевидна общая симметрия строения земной коры относительно центра, расположенного в районе субмеридионально вы-' тянутого поднятия морского дна.' Севернее и южнее, фиксируются высокоамплитудные поднятия океанического фундамента. Южное соответствует северному борту ЮОТ, на северное трассируется с запада крупный трансформ Эндьюренс. Далее (к центру симметрии) фундамент опущен, и на нем залегают субгоризонтальнне океанические осадки, вероятно. неоген-четвертичного возраста. Близ центра симметрии фиксируется осевой трог, заполненный осадками, ограничений вулканическими поднятиями, на которых чехол отсутствуют. Амплитуда структуры невелика, и по крайней мере одно угловое несогласие (112?) выделяется внутри осадочного чехла.

С юга и с севера океанические осадки налегают на эти поднятия, и в основном характеризуются протяженными внсокоамплитудными отражениями. С обоих сторон вблизи от поднятий амплитуды отражений резко уменьшаются. Субвертикальные границы между слоистыми и акустически прозрачными сейсмическими Фациями весьма отчетливы; здесь предполагаются постседиментационнне деформации (сжатие?).

Наблюдаемую картину трудно объяснить обычными седииентационннми или тектоническими процессами. Как одно из возможных объяснений, эта зона может рассматриваться в качестве источника горячих гидро-тррм, просачивающихся в отложения, нарушая их первичную структуру и увеличивая пластичность. Это монет быть смглптрчьствоч наличия здесь молодого вулканического центра, Следует такое отметить псейомичность перепеченной чтсти региона и отсутствие коитрчстинх магнитных аномалий в ипоскогти рязоезч.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали,' что осадочный разрез северо-западной части моря Уэдделла характеризуется дифференцированным тектоническим режимом в мезозое-кайнозое. При ограниченном объеме геофизических данных и отсутствии бурения на акватории глубоководного (лабигенного) бассейна Ларсена оказалось затруднительным построение достаточно обоснованной сейсмостратиграфической схемы. 'Геи не менее предлагаемая модель, хотя во многом и умозрительная, может служить основой для дальнейших исследований. Разрез отражает общую тенденцию обмеления бассейна: большая его часть представлена дельтовыми комплексами мела-кайнозоя, причем скорость латерального наращивания бровки шельфа была максимальной в миоцене.

Для Южно-Оркнейского Микроконтинента проведено тектоническое районирование. Выделяется северная приподнятая часть, восточный "угол" которой обособлен зоной новейшего рифтогенеза, и южный опушенный блок, для которого характерна меридиональная зональность, вероятно вызванная олигоценовым растяжением. Предлагаемая сейс-мостратиграфическая привязка достаточно проработана и увязана с региональными построениями, и основана на концепсии континентального рифтогенеза ЮОМ. При сравнении сейсмических комплексов, слагающих эпиконгиненталышй бассейн юго-восточн,ой части ЮОМ и Восточный бассейн моря Росса, можно отметить сходство разрезов, вероятно, обусловленное квазисинхронностью тектонических режимов.

Получены новые данные но океаническим котловинам обрамления ПОИ. позволяющие заново оценить историю развития этих структур. В частности, представляется весьма вероятным относительно молодой возраст бассейна Джейн, где не потвержлаотся тезис английских исследователей о домиоценовой субдукции. В бассейне Пауэлл оценена скорость позднёолнпщйновшч) спрединга. показана общая асимметрия структуры. В обоих бассейнах накапливались в основном терригенные депрессионные фации латерального заполнения.'Единичные геофизические профили, иересетыие такие малоизученные области, как Южно-Оркнейский Трог, южная часть моря Скоша и северное замыкание рифтовой зоны Брансфилд. Оез нреуиишчения можно, назвать уникальными по качеству и информативности. Такие геологические явления, как зона аккреции в Троге, или очевидная симметрия в структуре пересеченной части миря Скоша, нуждаются в дополнительном осмыслении и интерпретации ъ контексте региональной тектоники. В заключение можно отце ште. что изученный регион является униканьным но сочетании разнообразных тектонических и седиментацпешшх реммое, и иредоташш '■! ини-рсе для «ем'р'лионал!них корреляеий и облает:! еей;моотратиг ! ;1|И!1 и ТП'Т'ОИИТП

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Кавун М.М., И. В. Заяц. 1991, Геологическое строение шельфа мпрч Росса по результатам геолого-геофизических исследований: "Научно-технические достижения и передовой опыт...", информ. сборник ВИЭМС. N9. стр. 21-3?.. Москва

Кавун М. М.. 0. С. Винниковская и А. В. Разин, 1992, Тектоника и сейсмостратиграфия северо-западной части моря Уэдяелла, Антарктика: "Геология морей и океанов", тез. докладов 10 междунар. школы морской геологии" Т.2, стр.55: 110 РАН. Москва

Кавун М.М. и 0.С.Винниковская. 1992, Новые геофизические данные по малоизученным частям Шно-Оркнейского Трога и центрального бассейна моря Скоша: Доклады ?АН. том 326, Н5. стр.860-864

Кавун М.М. и 0. С.Винниковская, 1993, Геологическое строение северо-западной части моря Уэдделла (Антарктика): Бюлл.МОИП. отд. геол.. т.68. вып.6. стр.85-95

Busettl М.. L. De Santls, M.Kavun and I.Zayatz. 1993, Seismic Sequences or the Ross Sea continental margin (Antarctica): Bol-letlno dl Geoflslca Teorlca ed Apllcata, vol.XXXV, N. 137-138. p. 133-152

Kavoun. M. and 0. Vlnnlkovskaya, 1994. Seismic stratigraphy and tectonics of the northwestern Weddell Sea (Antarctica) Inferred from marine geophysical surveys: Tecfconophyslcs. v.240, p:299-341

Kavoun, H., 1994, Tectonic framework of the South Orkney Microcontinent: Weddell Sea Tectonics and Gondwana breakup. Abstracts. Cambridge, British Antarctic Survey. 6-7 June 1994, in press

Zayatz. I.. M.Kavun and V.Traube, 1990, Results of the geophysical researches In the Ross Sea. Antarctica: Cooper A.K. and P.N.Webb, conveners, international workshop on Antarctic offshore Seismic Stratigraphy (Atll'OSTRAT): Overview and Extended Abstracts: U.S. Geological Survey npon-Fll? Report, 90-309. p. 283-290