Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности строения земной коры центральной части Филиппинского моря как отражение геологической эволюции региона

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности строения земной коры центральной части Филиппинского моря как отражение геологической эволюции региона"

Г8 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПРЕЗИДИУМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

На правах рукописи

ЖИГУЛЕВ ВЛАДИМИР ВАЛЕНТИНОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ФИЛИППИНСКОГО МОРЯ КАК ОТРАЖЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ' РЕГИОНА '

специальность 04.00.22. геофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

г. Хабаровск 1994

Работа выполнена Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН.

Научный руководитель член-корр. РАН. доктор геолого-минералогических наук К.Ф.Сергеев.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Ю.Я.Ващилов (Северо-Восточный КНИИ ДВО РАН), кандидат геолого-минералогических наук В.А.Бормотов (Институт тектоники и геофизики ДВО РАН).

Ведущая организация: Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН.

Защита состоится 18 мая 1994 г. в 12 часов на заседании Специализированного совета К 002.06.04. при Президиуме ДВО РАН в конференц-зале Института тектоники и геофизики.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке И Т и Г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 680063 Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65, ИТиГ. Ученому секретарю Спецсовета Р.Ф.Черкасову.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. Актуальность проблемы. В последнее время в научных исследованиях и производственной практике большое внимание уделяется изучению дна мирового океана и, в первую очередь, его окраинных морэй, как весьма перспективному источнику энергетических и минеральных ресурсов. Кроме того, окраинные моря являются ключевыми объектами для понимания геодинамической обстановки в зоне перехода от континента к океану.

К данному типу морей относится Филиппинское море, занимающее промежуточное положение между Тихим океаном и Азиатским континентом. Несмотря на достаточно высокую степень изученности, зто море до сих пор остается одним из самых загадочных объектов зоны перехода. так как среди многочисленных исследователей нет общего мнения относительно механизма возникновения и эволюции его внутренних бассейнов.

В настоящее время имеется несколько гипотез, объясняющих происхождение окраинных морей Западной части Тихого океана, согласно которым окраинные бассейны по условию образования делятся на:

- бассейны, сформировавшиеся в тылу островных дуг (задуговые бассейны);

- бассейны, образовавшиеся по механизму нормального рифтообра-зования и спрединга морского дна;

- бассейны, образовавшиеся в результате отделения от океана желобом и островной дугой.

Кроме этого, многие исследователи придерживаются гипотезы, согласно которой окраинные моря образовались в результате погружения и базификации континентальной коры.

Как известно, ни одна из выше перечисленных гипотез не объясняет механизма образования Филиппинского моря в целом, так как это море состоит из нескольких внутренних бассейнов, которые значительно отличаются друг от друга, а также от других окраинных морей по многим геолого-геофизическим параметрам и, вследствии этого, актуальность проблемы заключается в том, что Филиппинское море является окраинным бассейном неустановленного происхождения.

Цель работы. Выявить основные особенности строения земной коры и осадочного чехла центральной части Филиппинского моря в районе сопряжения ключевых структур региона хребта Кюсю-Палау, Центрально-Филиппинского разлома и рифта Паресе-Вела. На основе полученных ре-

зультатов представить возможную геодинамическую модель образования Западно-Филиппинской котловины и уточнить механизм эволюции бассейна Паресе-Вела.

Задачи исследований. Определить, какими наиболее вероятными тектоническими процессами обусловлено аномальное поведение геофизических полей в районе сочленения хребта Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинского разлома. Установить структурно-плановое взаимоотношение и хронологическую последовательность формирования этих структур. По волновой картине, зарегистрированной от осадочного чехла, выделить опорные отражающие горизонты и сейсмоакустические комплексы с характерными параметрами отраженного сигнала и на основе сейсмостра-тиграфического анализа выявить корреляционную взаимосвязь этих комплексов с определенными периодами главных геологических событий в регионе.

Фактическая основа работы. В основу данной работы положены результаты проведенной автором интерпретации сейсмических материалов метода непрерывного сейсмопрофилирования (НСП) и метода преломленных волн (МПВ) в комплексе с другими геофизическими данными (гравиметрическими, магнитометрическими и термометрическими), полученными в экспедициях ИМГиГ в 1985 - 1989 годах на научно-исследовательских судах "Пегас", "Морской Геофизик". Эти работы проводились в соответствии с программой научно-исследовательских работ ИМГиГ ДВО РАН по теме 3.1.15 раздел 1 "Системное изучение дна и глубинных недр островных дуг и окраинных морей западной части Тихого океана, закономерности их развития и эволюции"; а также в рамках проекта "Вест-пак": "Получение, обобщение и анализ геолого-геофизических данных по южной части Филиппинского моря, по районам хребта Кюсю-Палау и рифта Паресе-Вела с целью установления их глубинного строения и возможных моделей развития..." В этих рейсах автор принимал непосредственное участие, занимаясь получением и обработкой сейсмического материала (НСП и КМПВ), а также разработкой и усовершенствованием регистрирующей и воспроизводящей аппаратуры НСП и КМПВ. Автором были использованы обширные отечественные и зарубежные опубликованные данные геолого-геофизических исследований в южной части Филиппинского моря.

Методы исследований. Экспериментальные исследования проводились методом комплексной геолого-геофизической съемки, включающей в себя сейсмопрофилирование методом отраженных и преломленных волн,

гравимагнитную съемку, измерение теплового потока и геологическое драгирование.

Научная новизна. Выявлены особенности глубинного строения коры центральной части Филиппинского моря в районе сопряжения его главных геоморфологических структур. Установлена хронологическая последовательность и структурно-плановое соотношение при формировании ключевых структур региона: хребта Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинского разлома. Представлена возможная геодинамическая модель образования Западно-Филиппинской котловины. Уточнен механизм эволюции бассейна Паресе-Вела.

. Практическая ценность- работы. Определяется актуальностью решаемых задач, как с-точки зрения перспективности района на запасы минерального сырья, так и по результатам геологической интерпретации полученных данных.

Установленные настоящими исследованиями молодые, тектонически активные рифтовые структуры с высокими значениями- величины теплово-то потока, представляют большой интерес с позиции обнаружения здесь залежей сульфидных руд. аналогичных тем, которые были открыты •японскими учеными при подводных исследованиях рифтовых структур в районе впадины Окинава и в Мариинском троге.

Предложеная автором модель образования Западно-Филиппинской котловины может послужить основой для объяснения механизмов образования некоторых окраинных бассейнов неустановленного происхождения.

В аппаратурном плане автором разработана и внедрена схема регистрации служебных импульсов (код времени и пилот-сигнал) в регистраторе донных сйсмических станций, которая позволила увеличить плотность записи на магнитном носителе с 32 до 110 импульсов на 1 миллиметр, что значительно повысило информативность метода. Данная схема применялась при всех постановках донных станций, которые проводились ИМГиГ на акватории Филиппинского моря.

Основные защищаемые положения.

1. Особенности строения земной коры, установленные по результатам последних' исследований в районе сопряжения ключевых структур центральной части Филиппинского моря, позволяют определить хронологическую последовательность основных геотектонических процессов региона и сводятся к следующим позициям.

а) Скоростной и глубинный разрвзы„земной коры под хребтом Кюсю-Палау на участке сочленения его с Центрально-Филиппинским разло-

мом имеют аномальное для подводных хребтов строение и в большей степени соответствуют структуре Центрально-Филиппинского разлома.

б) Развитие осадочного чехла вблизи западных склонов хребта Кюсю-Палау осуществлялось в три этапа, на каждом из которых формировался собственный сейсмоакустический комплекс, отражающий определенный период тектонической деятельности.

в) Структуры Центрально-Филиппинского разлома не затухают вблизи западных склонов хребта Кюсю-Палау, как это считалось ранее, а пересекают этот хребет и прослеживаются в бассейне Паресе-Вела.

г) Аномальное строение коры на участке сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филиппинским разломом и характер взаимодействия этих структур являются следствием последней стадии тектоничЬс-кой деятельности Центрально-Филиппинского разлома, произошедшей около 25 млн. лет назад.

2. Западно-Филиппинская котловина образовалась в результате действия нескольких геодинамических процессов, определяющим из которых являлся процесс отчленения от западного участка океанической плиты.

3. Современная тектоническая активность в бассейне Паресе-Вела имеет различное проявление в его восточной и западной частях. В восточной части эта активность развита слабо в основном в форме" растяжения земной коры, тогда как в западной части бассейна она проявляется значительно интенсивнее как в форме сжатия, так и растяжения.

Объём и построение работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав и заключения на 129 страницах машинописного текста и 42 рисунков, 5-ти таблиц и списка литературы из 41-го наименования на русском и 69-ти на иностранных языках.

Апробация работы. Основные положения диссертационнбй работы докладывались на ХУ сессии научного совета СО АН СССР "Тектоника Сибири и Дальнего Востока" (1985 г.),на II1-й Тихоокеанской школе по морской геологии и геофизике (1987 г.) на международном симпозиуме по геодинамики глубоководных желобов Тихого океана (1987 г.), на Международном симпозиуме "Глубинное строение Тихого океана и его континентального обрамления" (1988 г.). По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ. Работа выполнялась в соответствии с планами НИР по программе "Мировой океан", тема Ш "Структура осадочного чехла и фундамента западной части Тихого океана, зоны его сочлене-

ния с Азиатским континентом и перспективы на поиски углеводородного и минерального сырья" ( Г. Р. 01.86. 0. 139531).

Автор глубоко признателен доктору геол. мин. наук член-корр. РАН К. Ф. Сергеву за научное руководство работой, а также кандидату геол.- мин. наук Г.И.Аносову, доктору геол.-мин. наук Г. С.Гнибиденко и доктору геол.-мин. наук П.С.Сычеву за оказанную помощь и полезные консультации.

Во время работы над диссертацией автор пользовался ценными советами и поддержкой сотрудников лаборатории сейсмических методов исследований В. В. Аргентова, С. К. Биккениной, В. Н. Соловьева, которым приносит свою глубокую благодарность.

Автор считает своим долгом выразить признательность коллегам по экспедиционным работам - Н.Г.Палию, 0.И.Шитову, Н.А.Рагозину.

Особую благодарность автор выражает сотрудникам ИМГиГ доктору геол. - мин.наук ст.н. с. М.Л.Красному, ст.н. с. В. В. Соинову, ст.н.с. A.A. Андрееву, н. с. Г.Д.Еремину, В. Н. Сеначину. 0. С. Корневу за любезно предоставленные геолого-геофизические выводы, которые были получены ими для данного района по результатам теплового потока, геотермии , гравиметрии и гидромагнитной съемки.

Автор приносит глубокую благодарность сотрудникам лаборатории СМИ Е. А. Малаховой, Е. Н. Мисилевич, Т. М. Николаичевой, А. Ф. Трошиной за помощь в оформлении работы.

Содержание.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

В главе представлена общая геолого-геофизическая характеристика Филиппинского моря. Подчеркнуты основные проблемы региона, связанные с вопросом возникновения и эволюции его внутренних бассейнов. Приведен обзор существующих моделей образования данного окраинного бассейна. Поставлена задача исследований.

Как известно, в ряду окраинных морей в западной части Тихого океана Филиппинское море выделяется серией аномальных особенностей, среди которых отмечаются: значительные размеры и глубина, слабая изолированность от океана редкой островной цепью и оконтуренность по всей периферии глубоководными желобами, изолированность от континента другими морями, наличие внутренних котловин, разделенных

подводными хребтами, значительный возрастной диапазон базальтового фундамента во внутренних котловинах от 0 до 50 млн. лет (возраст омомлаживается по мере удаления котловин от континента к океану).

В геофизических полях отмечаются: повышенные значения величины теплового потока (в среднем 60 мВт/мг), различная ориентировка направленности линейных магнитных аномалий во внутренних котловинах, типично океанический скоростной разрез коры, увеличение значений силы тяжести во внутренних котловинах по мере их удаления от континента в сторону океана.

Данный набор геолого-геофизических параметров свидетельствует о достаточно сложной эволюции Филиппинского моря и не позволяет применить к нему одну из вышеперечисленных моделей образования окраинных морей. Конкретно для Филиппинского моря различными исследователями разработано несколько оригинальных моделей его геологического развития. И если по вопросу хронологической последовательности формирования внутренних котловин у авторов гипотез нет разногласий, то по вопросу механизма образования и эволюции этих котловин существуют самые разнообразные мнения. При этом наиболее дискуссионным является вопрос происхождения Западно-Филиппинской котловины как наиболее сложной по многим геолого-геофизическим характеристикам. Однако, несмотря на все многообразие и различия, при детальном изучении суть этих моделей сводится к двум принципиальным позициям: 1. Западно-Филиппинская котловина образовалась в результате растяжения земной коры, по механизму задугового или симметричного спре-динга, дивергентной зоной которого служил Центрально-Филиппинский разлом, а фронтальной дугой - хребет Кюсю-палау. 2. Данная котловина образовалась в результате отделения от западной части Тихоокеанской плиты посредством возникновения трансформного разлома с последующей субдукцией вдоль него погружающейся океанической плиты и образованием хребта Кюсю-Палау как производной от этой субдукции -так называемая модель "захвата".

Данные гипотезы строятся на результатах расчета различных кинематических моделей, базирующихся в основном на реконструкции полосовых магнитных аномалий и особенностях структурно-планового соотношения главных геоморфологических элементов региона (подводных хребтов и рифтовых образований).

По мнению автора, главным недостатком этих моделей является то. что в них не прослеживается четкая временная взаимосвязь при

анализе процессов формирования основных морфоструктурных элементов района исследований. Например, для построения эволюционной схемы образования Западно-Филиппинской котловины необходимо четко уяснить, в какой временной последовательности формировались две контролирующие структуры этого района - хребет Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинский разлом. Автор считает, что для окончательного разрешения этого вопроса необходимо сконцентрировать внимание на ключевом объекте - участке их взаимного сочленения. Вследствии вышеизложенного, для настоящих исследований был выбран район центральной части Филиппинского моря, включающий в себя зону сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филиппинским разломом, а также прилегающие участки котловин Западно-Филиппинской и Паресе-Вела, включая рифт одноименного названия (рис.1), где с 1985 по 1991 г.г Институтом Морской Геологии и Геофизики проводились регулярные геолого-геофизические исследования.

ГЛАВА II. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

В главе представлены аппаратурные параметры и методические приемы наблюдений всего геолого-геофизического комплекса исследований, который включал в себя: гравиметрическую и гидромагнитную съемку, геотермию, эхолотный промер и геологическое драгирование. Дается обоснование выбора места расположения полигонов и профилей. Приведены результаты комплексных исследований.

Все исследования проводились на трех взаимоперекрывающихся полигонах с различным направлением ориентации профилей. В общей сложности было отработано более 50-ти профилей методами непрерывного сейсмопрофилирования и гидромагнитной съемки, 2 профиля методом преломленных волн, 8 гравиметрических, 9 станций теплового потока и 18 станций геологического драгирования.

Результаты интерпретации, полученные по полигону, расположенному в пределах рифта Паресе-Вела, (полигон I) в целом подтвердили рифтовое строение данной структуры. По гравиметрическим данным на глубинах в интервале 11-16 км выделена зона разуплотнения на 0.2 г/см3. Повышенные значения величины теплового потока на этом участке до 62,8 мВт/м2 свидетельствуют о том,что данная зона разуплотнения может являться областью внедрения высокотемпературного

И" ВО'" Й5" «О- ИГ 150"

Рис,1. Схема располояения полигонов исследований в Филиппинском море.

1. Изолинии глубины и их значения. 2. Линейные магнитные аномалии. 3. Скважины глубоководного бурения. 4. Береговая линия. 5. Полигоны исследований и их номера. 6. Рифтовые структуры. ?. Подводные хребты.

расплава. В дополнение к вышеизложенному, геологическим драгированием на данном участке подняты эффузивы основного состава, которые, как известно, ассоциируют с рифтовыми образованиями.

Результаты исследований на участка сочленения хребта Кюсю-Па- -лау с Центрально-Филиппинским разломом свидетельствуют- о том, что глубинное строение коры на этом участке имеет аномальное для подводных хребтов строение и в большей степени соответствует структуре рифтового типа. Средняя величина теплового потока здеоь увеличивается до 63,4 мВт/м2 (для сравнения на прилегающих участках эта величина не превышает 59 мВт/мг).

По гравиметрическим данным н& этом участке отмечается пониже- -ние значений поля силы тяжести по сравнению с другими участками хребта Кюсю-Палау, что объясняется наличием зоны разуплотнения, которая выделена гравиметрическим моделированием между 2-м и 3-м океаническими слоями и составляет 27 г/см3. Если принять данную зону разуплотнения за зону внедрения высокотемпературного расплава, то. согласно проведенным геотермическим расчетам, данный объект мог сформироваться как тепловой источник (при начальной температуре 1000° С) порядка 25 млн.лет назад. Примечательно то. что это время точно совпадает со временем возобновления тектонической активности Центрально-ФиТшппинского разлома. Кроме этого, гравиметрическими измерениями, проведенными на профиле, пересекающем участок Центрально-Филиппинского разлома вблизи хребта Кюсю-Палау в интервале глубин 12-22 км, также обнаружена зона разуплотнения пород на 0,5 г/см3.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в строении земной коры исследуемого участка (сочленение хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филиппинским разломом) доминируют особенности, присущие глубинной структуре Центрально-Филиппинского разлома.

Г-

ГЛАВА Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ КМПВ.

В главе описываются аппаратурные разработки, методика полевых наблюдений и способы интерпретации, которые применялись при данных исследованиях. В результате этих исследований получены данные о строении земной коры в осевой части рифта Паресе-Вела и в зоне сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филиппинским разломом. Установлено, что волновая картина и скоростной разрез, полученные по

профилю, пересекающему рифт Паресе-Вела, вполне соответствуют риф-товой структуре. Так, во 2-м океаническом слое наблюдается понижение- скорости сейсмических волн до 4.4 км/с, а в 3-м океаническом слое - до 6,4 км/с. Вблизи ойевой части рифта кровля 3-го океанического слоя поднимается и приближается к поверхности дна, что также характерно для рифтовых структур.

Глубинный разрез, полученный на участке сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филипцинским разломом, не характерен для нормального океанического хребта и в большей степени соответствует структуре рифтового типа. Здесь также отмечается понижение сейсмических скоростей: во втором океаническом слое до 4,5 км/с и до 6,4 км/с в 3-м океаническом слое. Кровля 3-го океанического слоя не погружается под хребтом Кюсю-Палау, как это наблюдается на других его участках, а, наоборот, поднимается вместе с поверхностью дна на высоту порядка 2 км. Кроме этого, волновая картина, зарегистрированная на каждом из участков исследований, примерно идентична той. которая была получена ранее для Срединно-Океанических хребтов, что является косвенным подтверждением рифтового происхождения исследуемых объектов.

Глава 1У. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ НСП.

В общей сложности на полигонах исследований отработано около 50-ти 'профилей НСП. По волновой картине, зарегистрированной от осадочного чехла, выделено 4 сейсмоакустических комплекса, отличающихся друг от друга по параметрам записи отраженного сигнала: акустически прозрачный, слабостратифицированный, сильностратифицированный и нестратифицированный. Также выделены опорцые отражающие горизонта и поверхность акустического фундамента. Проведена идентификация сейсмоакустических комплексов и отражающих горизонтов с литологи-ческим разрезсм осадочного чехла, полученных по данным глубинного бурения. По всем полигонам построены блок-диаграммы сейсмических разрезов, карты изопахит и рельефа акустического фундамента.

Основные выводы, полученные по данным НСП, сводятся к следующему:

а) Бассейн Паресе-Вела (полигоны 1 и 2). ,

По особенностям строения осадочного чехла и характеру его взаимодействия с поверхностью акустического фундамента установлено, что

овременная тектоническая деятельность в восточной и западной час-■ях бассейна (относительно осевой линии рифта Паресе-Вела) имеет 1азличные формы проявления. При этом в западной части бассейна тектоническая активность проявляется более интенсивно как в виде рас-■яжения (сбросовые структуры), так и сжатия (надвиговые структуры) »емной коры, тогда как в восточной части бассейна преобладают провесы растяжения, которые проявились .не ранее 5 млн. лет назад.

В западной части бассейна отмечается большое количество остаточных структур, которые по своим морфологическим признакам соот-зетствуют структурам рифтового типа, и могут рассматриваться как Зывшие центры спрединга. Особенности залегания и характер распределил покрывающих их осадков свидетельствуют о последовательном положении этих структур в направлении от континента к океану. Дан-шй вывод является существенным аргументом в пользу того, что эво-июция бассейна происходила по механизму асимметричного спрединга.

б) Участок сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филип-линским разломом (полигон 2).

В результате стратиграфической корреляции данных непрерывного :ейсмопрофилирования установлена хронологическая последовательность основных геологических событий в этом районе. В частности показано, что формирование осадочного чехла вблизи западных склонов хребта йосю-Палау (как в зоне его сочленения с Центральным разломом, так и вне этой зоны) во временном интервале от 37 млн. лет назад (время начала осадконакопления) до 25 млн. лет назад происходило в одинаковых тектонических условиях. За это время образовались два осадочных слоя, которые • на временных разрезах интерпретируются как нестрати-фицированный и сильностратйфицированный сейсмоакустические комплексы. При этом до 31 млн.лет назад осадконакопление происходило в условиях тектонической активности (поднятие склонов хребта). а с 31 до 25.млн.лет назад в спокойной тектонической обстановке. Однако, начиная с 25 млн.лет назад на различных участках исследований происходит изменение в условиях осадконакопления. Так, в зоне сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филиппинским разломом формирование верхней части, осадочного чехла происходило в условиях непрекращающейся тектонической активности, которая выразилась в виде поднятия западных склонов хребта на высоту порядка 900 метров. Причем на начальном этапе данная активность проявилась в форме краткосрочной вулканической деятельности, о чем свидетельствует наличие на вре-

менных разрезах сильностратифицированных слоев, которые обычно идентифицируются с вулканогенными отложениями.

На других участках хребта Кюсю-Палау, вне зоны его сочленения с Центрально-Филиппинским разломом, наблюдается противоположная картина. Судя по сейсмическим записям,- последний этап осадконакоп-ления (с 25 млн.лет назад до настоящего времени) происходил в спокойной тектонической обстановке.

На рис.2 представлена карта поверхности акустического фундамента, построенная для данного участка по сейсмическим материалам. На этой карте отчетливо видно, что структуры Центрально-Филиппинского разлома не затухают в Западно-Филиппинском бассейне, вблизи хребта Кюсю-Палау (как это считалось ранее), а пересекают его насквозь и прослеживаются в бассейне Паресе-Вела. В то же время на морфологической карте (рис.3) этого не наблюдается вследствие того, что поверхность фундамента маскируется осадочным чехлом.

Глава У. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ БАССЕЙНОВ ФИЛИППИНСКОГО МОРЯ.

В главе проводится анализ полученных результатов исследований. Рассмотрены имеющиеся в настоящее -время модели образования внутренних котловин Филиппинского моря в свете полученных новых данных, выявлены их недостатки и несоответствия. Автором предлагается собственный вариант модели формирования Западно-Филиппинской котловины; уточнен механизм эволюции бассейна Паресе-Вела и. в соответствии с этим, скорректирована общая схема развития Филиппинс- ' кого моря. ,

Геодинамическая модель образования Западно-Филиппинской котловины была получена после того, как удалось расшифровать хронологическую последовательность и структурно-пространственную взаимосвязь при формировани ключевых структур региона: хребта Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинского разлома. Так, в результате проведенных исследований, автором было установлено следующее: глубинное строение коры и рельеф акустического фундамента на данном участке свидетельствуют о том. что структуры Центрального разлома являются контролирующими по отношению к структурам хребта; то есть Центрально-Филиппинский разлом пересекает хребет Кюсю-Палау и является как оы наложенной структурой.

01 I

—134* " "* .. 135' 13В"

Рис, 2, Карта рельефа акустического фундамента зоны пересечения хребта Кюсю-Палау с Центральным разломом. 1. Изолинии поверхности акустического фундамента. 2. Геофизические профили и их номера. 3. Осевая линия Центрального разлома. 4. Осевая линия хребта Кюсю-Палау.

Рис. 3, Батиметрическая карта района сочленения хребта Кюсв-Палад с Центральным разломом, 1. Линии изобат, 2, Значения глдбины. 3. Осевая линия Центрального разлома. 4. Осевая линия хребта Кюсю-Палад.

На первый взгляд это противоречит действительности, так как общеизвестно, что Центрально-Филиппинский разлом является структурой более древней, чем хребет. Однако, если учесть установленный факт, что возобновление тектонической активности Центрально-Филиппинского разлома (25 млн.лет назад) произошло одновременно с началом тектонической деятельности на прилегающем участке хребта Кюсю-Палау, ситуация становится понятной. Совершенно очевидно, что возобновление тектонической активности разлома спровоцировало тектоническую деятельность на прилегающем участке хребта, после чего структуры разлома стали контролирующими к структурам хребта.

После получения этого заключения появилась реальная возможность для подбора соответствующей модели образования Зап^дно-Филип-пинской котловины. Прежде всего, исключается возможность ее образования по механизму задугового спрединга, так как согласно этому механизму дивергентная зона, которой является Центрально-Филиппинский разлом, может образовываться как производная от субдукции только в тылу островной дуги (в данном случае - хребет Кюсю-Палау), а возможность взаимного пересечения этих структур исключается.

Альтернативная модель "захвата", то есть отделение Западно-Филиппинской плиты от западной части океанической плиты, также не увязывается с полученными данными вследствии того, что имеются значительные расхождения по геолого-геофизическим параметрам между Западно-Филиппинской котловиной и прилегающей частью Тихоокеанской плиты. Эти расхождения проявляются в различном возрасте базальтового фундатента, средней мощности коры, величине теплового потока и в направленности линейных магнитных аномалий.

Чтобы найти выход из создавшейся тупиковой ситуации, когда существующие ранее модели вступили в противоречие с полученными данными, автором предложена скоординированная модель, которая наиболее оптимально соответствует полученным результатам. Суть предложенной модели сводится к тому, что образование Западно-Филиппинской котловины происходило не по какой-то одной, известной в геодинамике модели, а по более сложной схеме. Предполагается, что формирование йкеанической коры котловины и образование ее морфологических границ произошло в результате действия различных геологических процессов. При этом образование коры, по всей видимости, произошло в результате -действия симметричного спрединга, дивергентной зоной которого являлся Центрально-Филиппинский разлом. По данным глубоководного

бурения и датирования линейных магнитных аномалий этот процесс продолжался с 52 до 37 млн. лет назад. С другой стороны, формирование морфологической границы котловины (с восточной стороны) произошло в результате образования хребта Кюсю-Палау, который, сформировавшись около 29 млн. лет назад, стал естественной границей, отделившей Западно-Филиппинскую котловину от Океана. По мнению многих исследователей, данный хребет образовался как производная от субдукции, которая возникла вдоль трансформного разлома, вследствие глобальной переориентировки направления движения океанической плиты с северного на северо-западное. Таким образом, западный участок океанической плиты оказался захвачен образовавшейся Западно-Филиппинской плитой вместе с Центрально-Филиппинским разломом.

По всей видимости, определяющим механизмом образования Западно-Филиппинской котловины следует считать отчленение от океанической плиты, так как только после этого события данная структура приобрела географическое понятие.

Дальнейшая эволюция Филиппинского моря происходила путем последовательного образования бассейнов Паресе-Вела от 30 до 14 млн. лет и Марианского от 5 млн. лет до настоящего времени.

По мнению большинства исследователей, эти бассейны сформировались по механизму задугового спрединга. Относительно Марианского бассейна новых данных не получено, так как он не являлся объектом исследований. Что же касается проблемы образования бассейна Паре-се-Вела, то полученные результаты в принципе не противоречат общепринятой модели задугового спрединга. Однако сейсмические данные свидетельствуют о том, что эволюция бассейна происходила путем скачкообразного перемещения центра спрединга в восточном направлении, то есть по механизму асимметричного спрединга. Кроме этого, следует отметить, что различные формы проявления современной тектонической деятельности в восточной и западной частях бассейна, обнаруженные по сейсмическим данным, требуют дополнительного объяснения.

На основании вышеизложенного, общую схему эволюции Филиппинского моря можно представить следующим образом:

1-й этап- Формирование Западно-Филиппинской котловины.

- Время начала образования ...... нижний эоцен ( 52 млн.лет назад).

- Механизм начальной стадии...... нормальный рифтогенез

- Период формирования............. эоцен (52-37 млн.лет назад).

- Механизм эволюции............... симметричный спрединг

- Механизм завершающей........... отделение от океанической плиты

стадии островной дугой.

2-й этап- Формирование котловины Паресе-Вела.

- Время начала образдвания........ средний олигоцен (30 млн. лет на-

зад).

- Механизм начальной стадии....... продольный рифтогенез

- Механизм эволюции...............задуговой спрединг.

- Механизм завершающей стадии..... затухание спрединга.

3-й этап - Формирование Марианской котловины.

- Время начала образования........ плиоцен (5 млн.лет назад).

- Механизм начальной стадии...... продольный рифтогенез

- Период 'формирования............ плиоцен - настоящее время

- Механизм эволюции............... задуговой спрединг.

Заключение.

Таким образом, на примере одного окраинного моря показано, какими различными тектоническими прцессами может быть обусловлена его эволюция. Тем не менее, в результате проведенных исследований, по мнению автора, удалось приблизиться к пониманию общей геодинамической ситуации на одном из сложнейших участков зоны перехода от континента к океану.

Основные результаты исследований сводятся к следующему: 1..Выявлены особенности строения земной коры центральной части Рилиппинского моря в районе сопряжения главных геоморфологических структур региона: Рифта Паресе-Вела, хребта Кюсю-Палау и Централь-ю-Фидиппинского разлома.

На участке сочленения хребта Кюсю-Палау с Центрально-Филип-танским рйзломом, построенные йо сёйсмическим данным скоростной и глубинный разрезы, а также характер волновой картины свидетельствует об аномальном (для- хребта) строении земной Коры, которое в больней степени, соответствует структуре рифтового типа, в данном случае структуре'Центрально-Филиппинского разлома. Обнаруженная по гравиметрическим данный зона разуплотнения меяГду 2-м и 3-м океаническими злоями, согласно геотермическим расчетам, может являться температурным источником, образовавшимся около 25 млн. лет назад.

Скоростной, глубинный и плотностные разрезы, полученные для

рифта Паресе-Вела. подтвердили рифтовое строение данной структуры, однако кровля 3-го океанического слоя не выходит на. поверхность морского дна (как это считалось ранее), а располагается ниже этого уровня порядка 300 метров.

2. Изучено распределение осадочных отложений района исследований. "По зарегистрированной от осадочного чехла волновой картине выделены сейсмоакустические комплексы, отличающиеся по параметрам записи отраженного сигнала. Проведена стратиграфическая корреляция этих комплексов с определенными периодами тектонической деятельности в регионе. В результате сейсмостратиграфического анализа установлено, что последняя стадия тектонической активности хребта Кюсю-Палау проявилась около 25 млн.лет назад только на участке - его сочленения с Центрально-Филиппинским разломом.

По построенным картам изопахит, рельефа дна и акустического фундамента выявлено взаимное соотношение между структурамй хребта Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинского разлома. В часуност^ Установлено, что структуры этого разлома не затухают в Запэдно-Филщшинс-кой котловине вблизи хребта Кюсю-Палау (как это считалось., ранее), а пересекают его насквозь и продолжаются в бассейне Паресе-Вела.

Структура осадочного чехла и характер его взаимодействия с поверхностью акустического фундамента в бассейне Паресе-ВеЯа свидетельствуют о том. что современная тектоническая активноать .имеет различное проявление в его восточной и западной частях. В восточной части эта активность проявляется слабо, в основном в виде процессов растяжения, а в западной - значительно интенсивнее, ка^ в виде растяжения, так и сжатия. Кроме этого, в западной части бассейна Наре-се-Вела выявлено множество рифтовых структур, которые имеют тенденцию омоложения по направлению от континента к океану (от хребта Кюсю-Палау к рифту Паресе-Вела).

3. Установлено структурно-плановое соотношение и хронологическая последовательность при формировании ключевых структур' региона: хребта Кюсю-Палау и Центрально-Филиппинского разлома. Показано, что аномальное строение коры на участке сочлеления этих структур и характер их взаимодействия между собой являются следствием последней стадии тектонической деятельности Центрально-Филиппинского разлома, которая возобновилась около 25 млн.лет назад. В результате этой деятельности произошло локальное внутрикоровое. внедрение высокотемпературного расплава, которое привело (за счет температурного расши-

зния вмещающих пород) к поднятию прилегающих склонов хребта Кю-э-Палау на высоту до 900 метров, а сами структуры Центрально-Фи-шпинского разлома сформировались как контролирующие по отношению структурам этого хребта.

4. Предложена геодинамическая модель образования Западно-Фи-тпинской котловины, а также уточнена схема эволюции бассейна Па-зсе-Вела.

На основе анализа результатов интерпретации полученного сейс-1ческого материала в комплексе с другими геофизическими данными зтор пришел к выводу, что наиболее оптимально этим результатам со-гветствует модель образования Западно-Филиппинской котловины по южной схеме, в которой определяющим процессом являлся процесс ее :членения от океанической плиты посредством образования бывшей ¡тровной дуги - хребта Кюсю-Палау.

Эволюция бассейна Паресе-Вела, судя по полученным результатам, юисходила по схеме асимметричного спрединга путем скачкообразного зремещения его центра от континента к океану. При этом геологичес-)е развитие бассейна, по-видимому, продолжается в настоящее время, жазательством чему являются различные формы проявления современ-)й тектонической деятельности.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Геофизические исследования рифта Паресе-Вела (Филиппинское эре). Тезисы докладов на ХУ сессии Научного Совета СО АН СССР 'ектоника Сибири и Дальнего Востока". - Южно-Сахалинск, 1985. 47-I с. (Совместно с М.Л. Красным, А.А.Андреевым, В. В. Аргентовым и ).)

2. Сочленение хребта Кюсю-Палау с Центральным разломом котло-¡ны Филиппинского моря. //ХУ сессия Научного СО АН СССР "Тектони-I Сибири и Дальнего Воостока". - г.Южно-Сахалинск, 1985. 46-47 с. ;овместно с М. Л. Красным, А.А.Андреевым, В. В. Аргентовым. В. М. Во->бьевым и др.).

3. Применение сейсмоакустического метода для изучения неотек-шических движений. //Сейсмические исследования в западной части [хого океана и его обрамления. - Владивосток. 1983. 55-69 с. Совместно с С.С.Снеговским).

4. Применение микро-ЭВМ при экспериментальных исследованиях 1ПВ на море. (Препринт - Владивосток, 1985. 30-33 с. Библиогра-ш, 33 с. (Совместно с И.Н.Белых, В.Н.Патрикеевым).

5. Сейсш геские исследования в Восточно-Марианской котловине. //Сборник до} т.' до в Ш-й Тихоокеанской школы по морской геологии и геофизике. - £...адивосток, 1987. 58 с. (Совместно с В. И. Лущенко, Е. А. Старшинов' .

6. Строе: и i земной коры осевой части рифта Паресе-Вела и зоны сочленения Центрального разлома с хребтом Кюсю-Палау. //Тезисы доклада на !е.кдународном симпозиуме "Глубинное строение Тихого океана и его континентального обрамления". - Благовещенск, 1988 49 с. (Совместно с М.Л.Красным, В.В.Аргентовым и др.)

7. Строение осадочного чехла и акустического фундамента осевой части руфта Паресе-Вела и зоны сочленения Центрального разлома с хребтом Ккею-Палау. //Сборник докладов международного симпозиума "Глубинное строение Тихого океана и его континентального обрамления". - Благовещенск, 1988. (Совместно с М.Л.Красным, В. В.Аргентовым и др.)

8. Геолого-геофизические исследования юго-западной части Тихогс океана. //Пр-зпринт ИМГиГ ДВО АН СССР. - Южно-Сахалинск, 1988. (Совместно с И.К.Пущиным. Е.А.Старшиновой)

9.Новые данные о строении осадочного чехла и акустическогс фундамента осевой части рифта Паресе-Вела и зоны сочленения Центрального разлома с хребтом Кюсю-Палау. //Тихоокеанская геологи? N3, 1989. 25-32 с. (Совместно с В.В.Аргентовым, В.И. Лущенко)

10. Determination of Attenuation and Reflection Cofflclents ir Continuous profiling on the Shop of a Deep-Sea Treanch.//Hurwooc Academic Publishers Cmbh Printed in Great Britain. 1987. (Bykov V. G., Vorobev F.A., Zhigulev V.V., Snegovskoi S. S.)

11. Результаты исследований методом преломленных волн ложа Филиппинского моря. //Тихоокеанская геология N2, 1991. 43-50 с. (Совместно с В.В.Аргентовым. Ю.В.Киктевым, А.В.Петровым и др.)