Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Сравнительная характеристика западно-африканской и западно-баренцевской зон перехода "Континент - океан"

ВАК РФ 04.00.10, Геология океанов и морей

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная характеристика западно-африканской и западно-баренцевской зон перехода "Континент - океан""

Министерство природных ресурсов Российской Федерации Всероссийский научно-исследспательскнй институт геологии и Р Г Б РеСУВѰ ^нрового океана (ВНИИОкеангеологня)

2 7 Я98 1997

На правах рукописи

УДК [551.35+551.241]:550.834(261-191.2+268.45)

Шкарубо Сергей Иванович

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАПАДНО-АФРИКАНСКОЙ И ЗАПАДНО-БАРЕНЦЕВСКОЙ ЗОН ПЕРЕХОДА "КОНТИНЕНТ - ОКЕАН"

Специальность 04. 00. 10 - геология океанов и морей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолога-минералогических наук

Санкт-Петербург 1997

Работа !ыполнеиа в Морской арктической геологоразведочной экспедиции (г. Мурманск)

Научный руководитель:

в Доктор теолого-минералогических гаук С. П. Мащенков

Официальные оппоненты: •Доктор ге0Л0Ш-минер1Л0."ческих наук М. Л. Верба •кандидат геолого-мип-ралогических наук, доцент А. Г. Рудаков

Ведущая организация; НИИморгеофизики, г. Мурманск

Защита диссертации состоится 31 января 1997 г. в 14-00 на заседании Специализированного Совета по присуждению ученых степеней Д. 071. 14. 01 при ВНИИОкеангеология. С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ВНИИОкеангеолоп!': по адресу: С-Пегербург, н. р. Мойки, 120, к. 58.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу:

190121 г. Санкт-Петербург, Английский проспект (Маклина), д. 1,

ВНИИОкеангеология, Ученому секретарю Спецсовета Андреевой И. А.

Факс (812)-114-14-70

Автореферат разослан '" 27 " декабря 1996 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета Д. 071. 14. 01

кандидат геолого-минералошческих наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глобальные процессы раскрытие океанических бассейнов, а также строение континентальных окраин атлантического тнгта интенсивно изучались на протяжении последних десятилетий. Нарастающий объем "оюй информации свидетельствует, 'по отдельны^ фрагменты дивергентных палеограниц обладают собственным обликом н развиваются относительно независимо (Дубиш.;,, 1995).

Положение фаницы между континентальным и оке- ническим фундаментом в большинстве случаев скрыто под мощными осадочными толщами и не освещено данными сейсморазведки. Не разработаны и удовлетворительные критерии для точного определения этой граниг.ы. Генезис древней океаническом коры также остается осгроднскусеионмой проблемой. В моделях плитогектонического направления основная роль отводится региональному растяжению литосферы; различные причины особых черг пегтферппныч областей океаническою дна их авторы -.аходят з рамках сопряженного процесса перехода от континентального рнфгогенсза к спредншу ^ит1\|к е.а., 1984; Ьыег с.а., . )86; Лобке, ский, Хипн, 1939). Модели второго класса оснсзываются на концепции преобразования соответствующей полосы коп1 ментальной коры в океаническую па меас. путем океяшпации (Белоусов, 1982; Резанов и др., 1484). К). Е. Погребицкий (1993» выделяет эти области в качестве параокеанн"еско1) лито.феры.

Актуальность работы заключается, таким образом, в необходимости дальнейшею развития представлении о глубинно!'! структуре зон переход;; коншнеш океан и гсодипамических обстановках ранней стадии океанообразования н . баге новых реплыатов геофизических исследований.

Цель работы - установить общие черты и главные различия строения и .'копоцни Западно-Африканской и Згпадно-Баренцевской зон перехода от континента к окса"\. разработать критерии ля определения гранпць' (зоны сопряжения) кошинеп шьнои и океанической земной коры, дать геодппамическуг: интеопретацию выявленные закономерностей. Выбор объектов исследовании обусловлен вотможностыо сравнения характерных фрагментов пассивных окраин Северной Атлантики - самой ¡реши и относительно молодой - на основе представительного фактического материала. Основные задачи исследования: » выявишь структурные особенности земной коры зон перехода атлантического шипа на основе ряда морфологических и геофизических критериев;

• изучить строение периохеанических бассейнов, уточни 1ь сейсмостратиграфические л:одели осадочного чехла в с/.л'ш с перспективами их пефтегазаносностн;

• определить характер процессов формирования океанической коры на ранней стадии раскрытия разновозрастных бассейнов.

Оригинальные фактические материалы, положенные в основу диссертации, получены в ходе геолиго-геофизических работ Морской арктической геологоразведочной экспедиции на Канаро-Багамском гео-раверсе (КБГТ), Южно-Шпицбергенском шельфе и в Норвежско-Гренландском бассейне за период с 1987 по 1993 гг.

Методика исследований состояла в комплексной интерпретации геолого-геофизических данных с целью изучения тлубшшого строения, определения типов леммой коры и тектонического районирования исследуемых зон перехода •'онтинент-океан. Расчленение разреза осадочного чехла периокеаничсских бассейнов, стратиграфическая привязка поверхностей несогласии, определение генетических типов ог.ожений

проводилось ка основе сейсмостратиграфического анализа. Построение геолого-геофизическнх разрезов, структурных карт, плотностное моделирование было реализовано на основе программного обеспечения для персональных компьютеров.

Личный вклад автора выражен участием в полевых работах, обработке и интерпретации геофизических данных, составлении производственных отчетов (в том числе в качестве ответственного исполнителя). Проблемой изучения глубинного строения континентальных окраин и консолидированной океанической коры автор занимается с 1987г.

Некоторые вопросы, затронутые в диссертации, разрабатывались автором совместно с коллегами. Исследования разломно-блоковой структуры и глубинного строения океанической коры в восточном секторе КБГТ проводились совместно с И.Я.Французовым, А.К.Боголсповым, Д.В.Колосом. В работе были использованы сейсмические, гравиметрические и гидромагнитные материалы, обработанные Н.В.Балиной, Т.Я.Федухиной, В.А.Трофимовым, И.А.Костсчко, С.О.Базилевичем. Машинная обработка материалов MOB ОГТ осуществлялась под методическим руководством С.С.Хачатр.чпа. Пакет интерпретационных программ для построения сейсмических разрезов и карт разработан А.И.Васильевым.

Основные защищаемые положения.

1. Западно-Африканская зона перехода отличается широким (150-350 км) поясом деструкции докембрийского основания. Этот пояс прилегает к полосе новообразованной океанической коры особого типа с ровным рельефом и высокими (6,6-6,8 км/с) граничными скоростями поверхности фундамента.

2. Переход от Баренцевской шельфовой субплатформы к Норвежско-Гренландскому бассейну характеризуется более узкой (60-140 км) зоной деструкции. Он выражен двумя генетически различными структурами: платобазальтовой провинцией Вестбаккен и тонкой (4,5-2,5 км) шейкой консолидированной коры, которая образована выступом поверхности Мохо в центре Поморского прогиба.

3. Периокеанические осадочные бассейны Западно-Африканской и Западно-Баренцевской континентальных окраин вглючают последовательный ряд комплексов: от синрифтовых до клиноформ проградирующих шельфов. В Ааюнском прогибе выделяются среднеюрский, келловей-берриасский, неокомский, апт-сеномйнскин и турон-датский карбонатно-терригенные комплексы, перекрытые кайнозойскими толщами. Разрез Поморского прогиба полностью сложен эоцен-четвертичными терригенными комплексами.

4. Геофизические параметры земной коры внутренних зон периокеанических прогибов отвечают модели "тектонической денудации" гранулито-базитового слоя при переходе от континентального рифтиша к спредингу.

Научная новизна работы состоит в том, что строение зон перехода континент-океан изучено на основе геофизических характеристик непрерывного ряд? структур: от окраинно-материковых до океанических котловин. В работе впервые обобщены отечественные материалы, полученные в пределах Западно-Африканской и Западно-Баренцевской континентальных окраин и прилегающих океанических бассейнов в период с 1987 по 1993 годы. Новые данные позволили продемонстрировать непосредственный контакт континентального и океанического фундамеьта; установить различные типы земной коры в зонах перехода. Составлен: структурные кар-ы по фундаменту и опорным поверхностям осадочного чех^а периокеанических прогибов, тектонические схемы регионов.

Практическое значение диссертации определяется тем, что представленные структурно-тектонические построения могут стать основой для постановки исследований, направленных на решение нефтегазопоисковых задач. Результаты изучения современных пассивных окраин также могут быть приложены к ппеореконструкциям крупных нефтегазоносных бассейнов.

Апробация работы. Отдельные положения диссертации докладывались на международных симпозиумах: 4-й и 5-й конференциях "Тектоника плит" памяти Л.П.Зоненшайна (Аксаково, 1993, Москва. 1995), совещании "Инициатива Russian-RIDGE" (Санкт-Петербург, 1995), геофизической конференции и виставке SEG - 95. Диссертант выступая с изложением результатов своих работ на заседаниях Ученого Совета ВНИИОкеангеология, Морского филиала Научно-Редакционного Совета при ВНИИОкеангеология, научно-технического совета МАГЭ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 работах.

Структура и объем работы. Диссертации состоит из введения, 6 глав и заключения общим объемом 150 стр. (30 рис., библ. 90).

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность за постоянную поддержку и методическую помощь на всех этапах работы научному руководителю доктору r.-м.н. С.П.Мащенкову. Диссертант считает своим долгом выразить благодарность докторам г.-м.н. А.Ю.Юнову, Л.И.Когану, Б.В.Сенину, Э.В.Шипилову, кандидатам г.-м.н. Д.Г.Батурину и Р.Г.Чинакаеву, научные теч которых послужили отправными пунктами настоящей работы. Ценные советы и замечания были получены от коллег из ВНИИОкеангеология: докторов г.-м.н. О.П.Д-ндо, А.Д.Павленкина, кандидатов г.-м.н.

B.В.Вербы, Л.А.Дараган-Сущовой, А.А.Красш.ошчкова, Б.ГЛопатина, научного сотрудника

C.В.Степанова. Весьма плодотворным было обсуждение отдельных положены! работы с доктором г.-м.н., профессором С.В.Аплоновым.

Автор благодарит рукочодство МАГЭ за предоставленную возможность для научной работы и всех сотрудников экспедиции, обеспечивших проведение исследован!::! в восточной части КБГТ и на Южно-Шпицбергенском шельфе. Особенно важным является многолетнее сотрудничество с коллегами-геофизиками Н.М.Ивановой, к.г.-м.н. С.Б.Секретовым, Ю.Д.Малютиным, О.С.Винниковскон, В.А.Журавлевым, И.В.Зайцем, к.г,-м.н. М.М.Кавуном. Оформление работы (компьютерная верстка текста, подготовка иллюстраций) было бы затруднительным без консультаций Е.Г.Коротких и Л.А.Доменко, а также без помощи С.А.Андрианова, Е.Г.Астафуровой, А.В.Зайончека.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Глубинное строение и тектоника зон перехода

структуры древней Африканской платформы; ее докембринский фундамент выходит на поверхность в пределах Регибагского массива и Антиатласа. Периокеаническая область представлена прибрежной впадиной Рио-де-Оро и Ааюнским прогибом. Последний простирается от м. Кап-Блан до Канарских островов. Ширина прогиба составляет -300 км. На западе с ним граничит внешняя зона Канарской абиссальной плиты с мезозойскими комплексами в основании осадочного чехла.

Материковая окраина отличается довольно узким (50-100 км) шельфом. Ширина континентального склона составляет 10о-150 км. На глубинах от 2,5 до 3,0 км склон переходит в широкое (около 500 км) подножие. Акустический фундамент на профиле MOB

ОГТ 8702 в зоне шельфа прослеживается на глубинах от 0,5 до 1,5 км, что свидетельствует о продолжении на шельфе структур Решбатского кряжа, погребенных под чехлом кайнозойских отложений. Мористее шельфа фундамент ступенчато погружается по системе лнсгрич"к1и сбросов. Ширина разломного пояса, в пределах которого континентальный фундамент погружается до глубины более чем !0 км, составляет -150 км. В области "океанического борта" прогиба акустический фундамент плавно поднимается в западном направлении от 10,5 км в осевой части до 7 км в зоне сочленения периокеанического прогиба с абиссальной плитой. Поверхность фундамента в полосе шириной порядка 200220 км характеризуется практически ровным рельефом и осложнена редкими малоамплитудными (200-300 м) сбросами (Рис. 1).

По данным МПВ (ПР 8802), в области западного борта периокеанического прогиба, отличающейся ровной поверхностью фундамента, земная кора имеет характеристики, которые соответствуют океаническому типу. Поверхность Мохо с Vr=8,0-8,2 км/с залегает здесь на глубине от 13 до 11 км. Выше раздела Мохо (на 2,0-2,5 км) располагается преломляющая граница со скоростям:' 7,2-7,6 км/с. Вблизи поверхности фундамента, выделенной по данным MOB ОГТ, прослеживается преломляющая граница со скоростями 6,6-6,8 км/с. Мощность консолндироваиной земной коры здесь составляет 4,5-5 км, а скоростные характеристики отвечают третьему океаническому слою. В сопряженной с периокегническим прогибом части абиссальной плиты также наблюдается подобное строение "твердой" коры. Поверхность фундамента здесь маркируется преломляющими площадками с Vr=6,5-6,6 км/с. Такие, скорости характерны дня верхней части третьего океанического слоя (ЗА). Мощность слоя со скоростями 6,5-6,6 км/с составляет около 2 км. Этот слой подстилается голщей со скоростями 7,5-7,6 км/с, которые обыкновенно сопост являются с нижней частью третьего слоя (ЗВ) океанической коры.

Зачаднес, в области фундамента с резко расчлененным тектоно-вулканическим рельефом, в верхней части консолидированной коры пояьляется слой со значениями скоростей 5,4-5,5 км/с, мощность которого составляет 1,2-1,3 км. Кровля третьего слоя отмечена преломляющими площадками с Vr=6,4-6,6 км/с; на 0,5-0,6 км ниже нее прослеживается граница со скоростями 6,9-7,0 км/с. С поверхностью Мохо в этой области связаны преломляющие площадки с Vr=7,9-8,5 км/с. Она прослежена на глубинах от 10 до 11 км. Мощность третьего океанического слоя здесь варьирует от 2,8 до 3,3 км, а общая мощность консолидированной коры составляет 4,5-5,5 км.

Изменение характера океанического фундамента происходит постепенно в зоне мезозойских линейных магнитных аномалий (ЛМА). Области с различным морфологическим типом фундамента, помимо отличий скоростных параметров, количества I: мощности слоев консолидированной коры, которые установлены по данным МПВ, имеют индивидуальный "сейсмический образ" на разрезах MOB ОГГ. На временном разрезе по профилю 8803 в области "ровного" фундамента ниже его поверхности наиболее отчетливо выражена серия отражений, расположенных в интервале 9,6-10,3 с (на 2,1-2,8 с ниже горизонта В), которые по динамической выразительности и скоростным параметрам сопоставляются с границей Мохо. (Рис. 2). В верхней части коры заметен рефлектор, субпараллельный отражению от поверхности фундамента и расположенный на 0,75-0,85 с ниже горизонта В. Некоторые признаки слоистости отмечаются вблизи поверхности фундамента. Кроме отмеченных регулярных отражений, волновая картина разреза консолидированной коры представлена довольно однородным фоном, состоящим из непротяженных осей синфазности различной амплитуды и формы (наклонных и субгоризонтальных площадок длиной 0,5-1,5 км).

сз

о

138

Л

22

139

137 139

1 /

100 км

/Д

24

-5

ЮВ

О

10

15]Г°Н1 | тЗ Ъ Г ] 3 [\V\j4 \'ГГ^~Г[5 п„п1(. [лЛ^7 % | 8 'Г 'I Г_ 10 15

Рис. 1. Сейсмогеологический разрез через Западно-Африканскую континентальную окраину (ПР 8702/8802) 1-отражающие горизонты, их индексы; 2-прелсмляющие границы (площадки), грамичныо скорости; 3-разломы, 4-5 -комплексы консолидированной океанической коры: 4-второй слой; 5-|ретий слой; б-верхняя мантия; 7-"аномальная" высокоскоростная земная кора, 8-континентальнзя кора (архейско-протерозойские комплексы фундамента Африканской платформы); Э-скважины ПГБ ("Глог *ар Челленджер"); 10-мезозойско-кайнозойские комплексы осадочного чехла континентальной окраины.

МОРЕ '

С

ДЖОРДЖТАУН

в

Рис. 2. Сейсмический образ семной коры в области "ровного" фундамента (фрагмент временного разреза по ПР 8803). Положение указано на врезке черным прямоугольником

ч

В области "неровного" футачеша волновой обрач консошлнровашю» коры режо со ш'ыск-я Граница Мохо но данным MOB ОГГ четко не 'лрс,-слеживается. Как правило, она опопкцлся но дискретным отражающим площадкам повышенной пнсснспвноап. В этой области преобладают участки с "нормальной" расслоенноегыо консолидированной кори на структурные толщи (сейсмические комплексы). Первый комплекс прослежш'аося г. интервале (1.2-0,6 с ниже поверхности океанического фундамента (отражающею lopinoma В). Он представлен серией рысокоинтенсикнмх наклонных или гиперболических «veil синфашостп, которые отображают чередование бз^тыохых истоков и подушечных и» с прослоями осадков, сильную раздробленность зффузивно-осадочио! о "панциря" на мс iMic бюки. Второй сеисмокомплекс - сейсмически нро>рачная юшш - обусловлен ел бвер! пка ibhoh отдельностью слоя нага пелгннх лаек. Трети!! сеисмокомплекс характерна етсх вофастанием ипгенсивностп отражении и сопоставляется со слоем габбро t Kol ли. 1488: Баднна. Шкарубо. 1992).

Диализ сейсмических материалов показал, что континентальная ¡емная кора (в р.тпчноп степени деструцированная) распространена до осевой зоны Лаюнского протба. Консо ш тированная кора внутреннего борга периокеанического прогиба и периферийной части абиссальной плиты характеризуется двумя основными типами структуры, рапичия между которыми имеют, вероятно, генетическую обусловленность. К первому иш\ oiнос!Iгея земная кора, picupoeipaiicmiax в области "ровного" фундамента, коюрая охватьп ас г юрскую ;он\ спокойного машшного поля и восточную часть полосы чечоюпекпх лпнет'шых аиочашп (М16-М25). Второй тип с "нормальным" трехслойным рлретом кон'-о тлпронлшом океанической коры закаргирован в области абиссальной 1питы.

2. Строение Чанално-Барснцевской зоны перехода рассматривается на основе пересечения непрерывного ряда гектонических областей с различным типом земной коры. С востока на лшал виде гены: платформенная область с па теозонско-мезозойскпм чехлом (Свальбардская плита в составе Баренпеископ шельфовоп субплатформ!,г, по Б.В.Сенину п Э.В.Шппплову. 1993); собственно "переходная зона" (область интенсивной деструкции континентальной коры); глубоководная область с корой океанического тина.

Ре. лональные различия в строении земной коры шельфовоп субплатформы и переходной зоны отражаются резким изменением всех геофизических характеристик. Границей между этими областями является система тыловых сбросов районного комплекса Кнелсгга-Хорнсунн. На разрезах MOB ОГГ эта граница выражена субвертикальным "тектоническим срезом" с амплитудой вертикального смешения до 1,5-2 км. По расюму кайнозойские отложения контактируют с породами палеоюпеко-мезотойекой платформы. Еп также соответствует переход от слабо положительного спокойного гравитационною поля к зоне максимального горизонтального градиента аномалии Буге (<т = 2.67 г/см'), а в магнитном поле она контролируется интенсивными (до 300 пТл) аномалиями.

В пределах переходной зоны, г.о данным МПВ (ПР 89236), поверхность Мо\о испытывает подъем от 25-22 км в районе разлома Кнёлсгта-Хорнсунн до 15-13 км вблизи предполагаемой границы деструцировашгой континентальной и океанической коры. Напротив, дотретичный фундамент, по данным MOB ОГТ. в этой области погружается до глубины 9-1 i км, мощность консолидированной коры резко сокращается. В структуре поверхности фундамента зона деструкции выглядит, в различных сечениях, в виде сопряженных грабенов и горстов; флексур или ступеней (блоков), опрокинутых по листрическим сбросам.

В восточной части переходном зоны (в пределах "шельфовых ступеней") докшшозопекпн фмцамент залегает на относительно небольшой глубине (1.0-5,0 км). Во)\ю;м!(\ иие.п.кпе блок.» фундамента представлены древними кристаллическими породами, которые обнажаются в Iорете Западного Побережья на Шпицбергене. На других участках "шельфовых ступеней" третичные осадки подстилаются, возможно, обрушенными блоками края платформы с дорифтошдми палеозойско-мезозойскими комплексами осадочного чехла. На это указывает ряд преломляющих границ со скоростями 6,5-6,7 км/с; 5.8 - 6.2 км/с; 4,4-4,9 км-'с. В западной части переходной зоны блоки дотретичного субстрата погружаются до максимальных глубин 10-1) км. В области флексурно-разломшло пояса континентального склона земная кора подверглась самой интенсивной деструкции, которая выразилась полным разрывом "гранитного" и, местами, резким сокращением "гранулнто-базитового" слоев.

На ра!ре;е по профилю 91235 по результатам подбора плопюстной модели вырисовывается выступ верхнем мантии с плотностью 3,3 г/см1. Граница Мохо в этой облагтп располагается па 2,5-3,0 км выше, чем в центральных районах океанической котловины, вк ночам рнфговую зону хребта Книповича. "Мантийный диапнр" шириной -100 км зеркально отражается в рельефе фундамента и совпадает с депоцентром Поморского прошба. В этой области образовалась утоненная "шейка", в пределах которой мощность консолидированной коры составляет всего 4,5-2,5 км. Ь отдельных узких зонах (по 1уграбенах) происходит почт полный разрыв консолидированной коры и третичные осадочные комплексы отделяются от "мантийных пород" маломощным (1,5-1,0 км) слоем с плотностью 3,0 г/см' (Рис. 3). По данным МПВ, третичные отложения подстилаются шесь слоем с У^бЛ-б.в км/с. Такие значения граничных скоростей характерны для гранулито-базигоиого слоя континентальной коры или же для третьет океанического слоя.

В пределах южного участка пояса "шельфовых ступеней", известного как 'вулканическая провинция Вестбаккен" (Ра1е1с1е е. а.. 1987). поверхкость фундамента в «шопом ноле (Г1Р 91237) представлена серией высокоамшипудных ровных или слегка копт мл осей синфазности протяженностью 0,5-3,0 км, формирующих пакет отражений .ЮШ1ЮС1ЫО 200-400 мс с характерным черспицеобразным рисунком. Внутри фундамента ,1Поик| наблюдаются рефлекторы, несогласные с его поверхностью. Такой характер фундамента может быть отождествлен с вулканогенными покровами ^траппами), которые формирую 1ся поверх континентальных пород в субаэральной обстановке. Предположение о том. что вулканиты развиты поверх континентальных блоков, подкреплено непрерывным прослеживанием этого характерного горизонта от зоны "шельфовых ступеней", где он (актает на глубине 1,5-3,5 км, до осевой части Поморскою прогиба. Ровные :па|оба:альты, бронирующие погруженные блоки "континентальной" коры провинции Вестбаккен, контрастно отличаются от холмообразных экструзивных форм океанических базальтов, расположенных западнее разлома Сенья.

Трассирование границы различных типов земной коры: деструцированной континентальной и океанической, образованной в процессе сирединга, базируется на целом комплексе признаков, определяющих различие геофизических характеристик по ту и другую сторону этел границы. К этим признакам относятся: морфологические особенности поверхности докайнозоиского фундамента, его отражающие свойства и скоростные параметры, степень раздробленности и характер блоковых дислокаций; мощность консолидированной коры и ее внутренняя структура; преобладающие простирания систем раз юмов.

На разрезах МОВ ОГТ зона контакта отображается сменой "сейсмического образа" дотретичного фундамента. Поверхность "континентального" фундамента в волновом поле

харамеризулся. в большинстве случаев, сравнительно "гладким" лв\\-гре\фа<иим рефлектором переменной интенсивности. Г:е "отражательная способное!ь" меньше, чем поверхности океанического фундамента. ''Континентальный" фундамент в осевой част Поморского прогиба разбит на мелкие блоки шириной от 2 до 10 км (Рис. .1). Лмпппуи смешений блоков по разломам составляет 0,5-1,5 км. В отдельных блоках, смещенных сбросами, поверхность фундамента относительно ровная. В рельефе океаническою фундамента преобладают пологие холмы с крутизной склонов 5-10° (иногда 25-30",. тектонические уступы встречаются реже В волновом ноле его поверхность сформирована многочисленными наклонными и гиперболическими осями сиифдзностн oiраженных и дифрагированных волн.

Смена характера отображения фундамента в волновом поле приурочена к области максимального погружения его поверхности в Поморском проюбе. иногда смешена в пределы западного борта прогиба. Она интерпретируется как переход о: "жестких" раздробленных блоков деструнированной континентальной коры с oiносительно ровной поверхностью, смещенных плоскостями сбросов, к холмообразным отегрушям б.н.типовых магм, которые сформировались в субаквальной обстановке. С границей, определенной по сейсмическим данным, совпадает восточный предел прослеживания ЛМ \ Кроме лою. вблизи нее в рисунке гравитационною н магнитного полей прекращают простежниатiся северо-восточные "континентальные" простирания разломны.х и:.тем н начинаю; доминировать "океанические" северо-западные тренды смещения осей ЛМ.\.

Результаты подбора плот постной модели paipeia ¡емкой корм и данные \lllb свидетельствуют, что мочнюсль земной корь океанического типа в Норвежско-Гренландском бассейне существенно выше средних шачепнй (6.0-7.5 км) мощноели "нормальной" океанической коры и составляет здесь 7,5-11 км. Пересечения гребпевс-п зоны хребта Кпиповича профилями MOB ОГТ показали, чю в отдельны* ceiMcmax рифтовой долины сформировалась осадочпо-вулканогепнан юнца мошпостыо i.O-2.5 км. Прсдттолагасмые базальтовые покров1.1 и пластовые ншруши впчрп лои юлиш представлены высокоамтьлитуднымн низкочастотными pap лек юрами. пн' ерьд п.ште скорости повышены до 2,8-3.5 км/с.

Анализ глубинного строения :емцоп корь' в пределах Западно-Африканской и Западно-Баренцевекоп зон перехода показа", что непосредственный переход от окраппно-магерикозых структур к новообразованной коре океаническою ним выражен областями интенсивной деструкции, вдоль которых происходи! погружение континента, .мюю субстрата до глубины 9-11 км и сокращение мощности консолидированной коры до 7-5 км. Широкая область пернокеанических опусканий, которая отделяет домезо юискне стр\кг\ры Африканской платформы от глубоководной Канарской котловины, подстилаемся па волоке складчато-метаморфическими комплексами фундамента, испытывающими наиболее режос утоне!' 1С Т! разрыв в "шарнирной" зоне континентального склона, а на ¡анаде - полосой океанической коры особого типа ("ровного" высокоскоростною фундамент) шириной до 200 км. В этой зоне структура земной коры существенно сличается от "нормально" расслоенной коры, которая наблюдается западнее, в пределах абиссальной плиты с расчлененным рельефом океанического фундамента. Граница областей "ровною-неровною" фундамента, несомненно, является поверхностным морфострукгурным выражением изменении глубинного строения литосферы.

Западно-Баренцевская зона перехода отличается более узким поясом ярко выражепноп деструкции континентальном коры и ее резким контактом с корон океаническою шиа. Наиболее контрастно смена типов земной коры выражена на участке палеогрансформпоп границы - вкрест простирания разломной зоны Сенья, где с океанической корой граничат

] ' ' _ '

) хреост , . " ю-^Книповича \ - г

Поморский ' прогиб " _

Стаипек ¡4 -1:11 г

« - * I

прогиб Серкап

о' Т1 ^ \

20

5 п "г-. 61-*--

12 13

Н, км ¡7

Рис. 3. Геолого-геофизический разрез через Западно-Баренцевскую континентальную окраину (ПР 91235)

1- отражающие горизонты, их индексы; 2-границы раздела плотностей, плотности слоев; 3-разломы, 4-5 - комплексы консолидированной океанической коры; 4-второй слой; 5-третий слой; 6-верхняя мантия; 7-9 - супракрустальные комплексы континентальной коры: 7-гранито-гнейсовый слой (протерозойский фундамент, частично реоморфизовачный в каледонскую эпоху); 8-дотретичный фундамент переходной зоны (нерасчлененный ьротерозой-палеозоч-мезозой); 9-фанулито-базитовый слой; 10-"аномальная" (высокоплотная и высокоскоростная) земная кора; 11-огдельные вулканические экструзии в переходной зоне; 12-13 - комплексы осадс ;ного чехла: 12-лзвонские молассы в грабенообразн^х прогибах; 13-кайноэойские комплексы континентальной с<раины и глубоководного бассейна.

+

илаюбагальтм, образовавшиеся в суСкиралывч» vKviamvKc BijníMiewpiv.mm

тчндамепт itempaiMTOii части Поморскою ¡ipoiróa. в отличие tir Ллюнекото. имеет ретко асчлененныи блоковый рельеф.

"Океанические облайн" сравниваемых регионов \apaKiepin\n>ioi «акже s„veiiiu\tii агличиями. В пределах Канарской котловины преобладает "нормально" тратифтшнронанный тил океанической коры, которьн': ассоциируется с офиолиювои оделью формирования коры в магмашческих камерах ячеек исшра енре.шша. 1кеаническая кора Гренландского бассейна отличается увеличенной чтошностыо. особенно toporo слоя, и отсутствием хорошо выраженной стратификации païpeva ')ia особенность «пана со специфическими чертами процесса аккреции коры в чребче Хнппогпча

3. Строение осадочных бассейнов мипимш'тальиых окршш

В осадочном чехле Западно-Африканскоп окраины и Канарской ке>г ioiuihm бы i лделен ряд сейсмических седиментационнмх комплексов, огратшчештыч моверчтюстями .•согласий. В пределах периокеаиическо!о бассейна Даюи были прослежены горшошм В .кусгический фундамент), Р". р', р, С, А, А*, Ас, Au. Рз. Л!. В при iciacniicii оГмасш шссалышн плиты прослеживается только часть этою пакета отражении (C-D:) ;а ^чсi тклтнтивания нижних комплексов чехла (Рис. 4).

На основании привязки к скв. 138 ПГБ и ряда косвениыч нрптнаков. члракiсрпос 'riioiiajTbiioe несогласие А* принимается за поверхность paueia верчнеме юпы\ и ьпеогеновых отложений. а его формирование связывается с ранне1регичным (60 м ш теп целом отпоен тельного понижения уровня моря. В нижней части разрета (В-А ) вы v i я е т с я тыре ярко выраженныч отражающих горизонта Наиболее тнлчпк н.нтае понижения ювня моря в этом интервале времени происходили в среднем сеноматк. среднем aine, г, ттпем валанжине и келловее (Vail е.а., 1980). Полому логично будег сюшгь .imhriciiiimc жерхиости несогласия с этими циклами: С - 97 млн, лет, |! - 112 м ni. лет. (!' - 131 м 'и т. Р" - предположительно 156 млн. тег. По совокупности сепсмоеграт ш рафичеем.ч и птоналытых гео.тотттческих данных, стратиграфический дианаюн осадочныч коми сч. от. [жней части разреза был определен следующим обратом: H-|î" средняя тора: ¡V- |i лловей-беррнас; (V - В - неоком. ($ - С - апг-ссномаи. С-А* - тчрон-зат. Средпеюрсмп! п лловеп-берриасский комплексы локализованы в обтасш иернокеаничеекою iipoiníu шшадь распространения неокомского. апт-сеноманского и т^рон-дагскою комплексов следовательно расширяется в западном направлении.

В течение ереднеюрского и кечловен-берриасскоп; штк юв осчиконакоп icunc оисходило в виде пологих протяженных клиноформ, при .чонседнчтентапиенном гружепии осевой зоны прогиба. Комплексы такого вида формируются в стадии вишенного уровчя моря при дефиците терршенного материала. Характер лих мнлексов показывает, что они соответствуют этапу развития нер'.цчных океанических шин и заложлшя континентальных склонов. Максимальная мощное п> юреко-эриасскон толщи, зафиксированная в неполонipe прогиба, составляет 3,5 км Скорости тиментации в это время составляли 4-7 см/тыс. лет. Интервальные сейсмические скорости iToñ части разреза оцениваются от 3,6 до 4.4 км/с. Граничные скорости прелом тениич :н достигают 5.0 км/с. Сейсмостратиграфические признаки в совокупности с данными но «летающим районам свидетельствуют о преимущественно карбонатном сосите янеюрского и келловеи-берриасского седиментационных комплексов.

В неокочте сформировалась толща осадков мощностью от 1,0 до 0.3 кч! при ючшач [пметтгашш от 5 до 1,5 см/тыс. лет. Интервальные скорости колеблются от 3.2 до 2.5м/с

Рис. 4. Схема строения осадочного чехла восточного сектора КБГГ (сейсмостратиграфическая интерпретация ПР 8702) 1-опорные отражающие горизонты и их индексы; ?-несогласия типа "эрозионный срез"; 3-отражения внутри сейсмических комплексов, 4-поверхность акустического фундамента; 5-скважины ПГБ ("Гломар Челленджер"). Литологическая колонка скв. 138: 1-зеленые алевритовые глины с прослоями песка; 2-серые и коричневые глины, З-зелоновачые и черные аргиллиты с прослоями кремней, зеленовато-коричнезые глины; 4-долом»1тистые алевриты и глины, пиритоносные карбонатные черные илы с прослоями базальтов.

По-видимому, комплекс сложен глшшсто-карбонгпг.ши гемипатагическимп осадками. Апт-сеноманский комалекс распространен до зоны абиссальных холмов. Мощное 1ь комплекса составляет 1,0-С,15 км, скорость седиментации варьирует от 6,5 до 1,э

см/тыс. лет, уменьшаясь в направлении абиссали. В составе комплекса, по данным скважин 137, 138, 367 ПГБ, преобладают слабоуглеродистые терригенно-карбопатшле отложения -"черные глины". Турон-дагский комплекс имеет мощность от 1,1 км внизу континентального склона до 0,3-0,2 км в дистальной части подножия. Сейсмические скорости в верхней части подножия достигают 2,7-2,9 км/с. Рисунок внутренних отражений представлен покровно-облекающнми сейсмофациями с параллельными хорошо выдержанными осями синфазности, с пологим прилеганием в подошве. Такие сепсмофацпи характеризуют морские гемипелагические глины и биогенные или склона н дна бассейна. Поданным ПГБ (скв. 138. 367), турон-датский комплекс сложен пестроцветпыми глинами.

Для палеоген-четвертичных отложений характерны сейсмофашш заполнения подножия склона и конусов выноса, позволяющие увязывать такие комплексы с наиболее крупными регрессивными циклами кайнозоя. Опорные горизонты Ас, Ли, 1)2, М сопоставляются с фазами понижения уровня моря в эоцене (49.5-40 млч. лет), олигоцепе (29 млн. лет), раннем (22,5 млн. лет) и позднем миоцече (9,8-6,6 млн. лет).

Кайнозойские комплексы в области материкового склона и верхней части подножия представляют собой крупные клиноформы со сложным рисунком внутренних отражений. Палеоцен-среднеолигопеновый комплекс имеет мощность от 1.0 км в основании склона ло 0,2-0,15 км в пределах абиссали. Прерывистые, слабобугристые, косоелоистые отражения переменной амплитуды характеризуют формы заполнения подножия склона. Сейсмические скорости в комплексе составляют 2,6-1,9 км/с. Характер отражений свидетельствует о повышении энергетического режима осадконакопления по сравнению с нозднемеловон эпохой. В скв. 367 ПГБ этот интервал разреза сложен цеолитовыми глинами с кремнями; в верхней части - диатомовыми и радиоляриевыми глинами с прослоями песков и мергелей. В пелагической области (скв. 138, 137 ПГБ) преобладают коричневые и серые глины с цеолитами. Верхнеолигоценовый комалекс отличается сложной холмообразной конфиг рацией отражений, свойственной отложениям конусов выноса н оползневым массам. Состав таких осадков может быть разнообразным; карбонатным, кремнистым, терригенным и смешанным; их мощность достигает максимума (около 600 м) в пределах верхнего подножия. Миоценовый комалекс также был сформирован в условиях регрессивного заполнения подножия склона, однако в верхней части разреза уже преобладают биогенные меловые и мергелистые илы с незначительной примесыо терригенных минералов, (скв. 139 ПГБ). Плиоцен-четвертичный комплекс наращивает шельф и склон как по латерали, так и по вертикали, образуя характерный сигмовидный рисунок отражений с раздувом в нижней части склона. Такая форма напластования отвечает обстановке осадконакопления с низкоэнергетическим режимом, относительным дефицитом осадочного материала и быстрому прогибанию бассейна ( относительному подъему уровня моря).

В разрезе осадочного бассейна Западно-Баренцевской континентальной окраины были выделены следующие основные поверхности несогласия - <22, 1_!о, III, 112, 11з, а также поверхности континентального Фк и океанического Фо фундамента. На временных разрезах прослеживаются и элементы внутренней структуры сейсмокомплексов (Рис. 5).

Стратиграфическая привязка несогласий была выполнена с учетом существующих сейсмостратиграфических схем (МуЬге, Е1сШо1т, 1988; Батурин, 1993). Скважина 344 ПГБ выше горизонта III вскрыла верхнемиоцен-тшейстоценовые породы. Поэтому привязка горизонта 1Л к циклу относительного понижения уровня моря в предмессинское время (6,6

ФРАГМЕНТ ВРГ-.МР,ИНОГО РЛ'ЗРПЗА ПО ПР 91237

5 км

л р Г „ у А*?^ 'Г ^и»1»* ^и":

* '¿я ~

♦ЯГ"' «"V

¡ЦйЭД 4.о

тшжшш.

^ 5"н З^Г^ Фк

Ш'™

Ч

То, с

То, с

Рис. 5. Строение осадочного чехла в южной части Поморского прогиба. Стрелками показано налегание средне-верхнемиоценовых горизонтов на эрозионную поверхность из (нижний миоцен). Расположение фрагмента (А) показано на рис. 3.

млн. лет) кажется вполне логичной. Сопоставляя "пакет" несогласий этого интервала с циклограммой колебаний уровня моря (Haq, Ilardenbol, Vail, 1987), можно предположить, что горизонт U2 связан с циклом относительного понижения уровня моря 13 млн. зет. Возраст "внутренних" горизонтов Ul 1 и Ul 2 ^оставляет 8,2 и 9 8 млн. дет. Привязка горизонта U3 к регрессивному циклу с возрастом 22,5 млн. лет подтверждается его широким распространением на запад, внутрь бассейна, до 6-н ЛМА.

Поверхности проградационных клиноформ Uo 3. Uo 2, Uo ', Uo в верхней части разреза были увязана с быстрыми относительными подъемами и понижениями уровня моря в позднем миоцене и плиоцене: 5,6; 1,2\ 3,8; 2,8 млн. лет. Кровля хаотического комплекса, развитого в южных районах прогиба выше горизонта Uo (подобного верхнемиоценовому), маркируется ярко выраженным ¡'есогласием Q2. Его образование может быть связано с фазой понижения уровня океана в середине верхнего плиоцена (1,7 млн. лет).

Таким образом, в разрезе осадочного чехла Западно-Баренцевской континентальной окраины выделяются следующие комплексы: эоценовып-нижнемионеновый, нижне-среднемиоценовый, средне-верхнемиоценовын, верхнемиоценозый-нижнеплиоценовый, верхнешшеиеновый и верхнеплиоцен-плейстоценовый. Максимальная мощность кайнозойских отложений в Поморском прогибе достигает 10 км. В направлении обоих бортов происходит сокращение мощности осадочных тол'ц до полного их выклинивания у края шельфовой субплатформы и значительного утонения (до первых сотен ме1ров) в гребневой зоне хребта Книповича.

Эоцен-нижнемиоценовый комплекс. 3 пределах осевой зоны и "континентального" борта Поморского прогиба нижняя часть комплекса акустически более прозрачна и характеризуется высокими (4.8-5,2 км/с) интервальными скоростями. Вероятно, в данной области нижняя часть комплекса сложена синрифтовой толщей, аналогичной отложениям грабена Форландсунн. Темпы седиментации в олшоцене-раннем миоцене достигали 4560 см/тыс. лет. Наиболее древние из третичных отложений заполняют также систему фабенов, развитых вдоль западного края Свальбарцской плиты.

Нижне-среднемиоценовый комплекс распространен в северной и центральной частях Поморского прогиба. С запада он ограничен восточным флангом хребта Книповича, а в южном направлении выклинивается. По характеру распространения и условиям залегания он представляет собой толщу заполнения формирующейся океанической впадины, отлагавшуюся у подножия склона, откуда транзитом постулат обломочный материал. Средние скорости осадконакопления составляли 8-14 см/тыс. лет.

Средне-верхнемиоценовый комплекс в северной и центральной частях Поморского прогиба представлен бугристыми и хаотическими сейсмофациями, которые характеризуют плохосортированные кластические осадки. Максимальная мощность отложений этого комплекса (1,3 -1,5 км), а также холмообразные раздувы приурочены к подножию континентального склона. Подобные характеристики свидетельствуют, что этот комплекс образовался за счет интенсивного сброса кластического материала в виде подводных оползней и обвалов. Скорости седиментации варьируют от 15 до 45 см/тыс. лет.

Верхненеоген-четвертичные комплексы характеризуются ярко выраженным клиноформным строением, наращивая аккумулятивный шельф на 50-60 км. Их максимальная мощность достигает 2,8 км под бровкой шельфа в районе конуса выноса Зюйдкапского желоба, где темпы осадконакопления превышали 40 см/тыс. лет. Этот интервал разреза отражает этап максимальной проградации континентального склона. В его составе, по аналогии с разрезом скв. 344 ПГБ (Talwani, Udintsev, 1976), вероятно, преобладают тонкозернистые глинисто-алевритовые породы, чередующиеся с простоями песков. Для всего разреза характерно присутствие гляциальных отложений.

Главные, наиболее характерные отличия, выраженные в структуре, составе отложений и скоростях осадконакогшения, были обусловлены различием палеоокеанологичсских (тектонических, климатических, гидрологических) условий седиментации в изученных океанических бассейнах. Сравнение сейсмостратиграфических моделей строения этих бассейнов обнаруживает также определенные чергы сходства. Как Западно-Африканская, так и Западно-Баренцевская окраины характеризуются мощным осадочным клином, который включает закономерный вертикальный ряд комплексов - от синрифтовых континентальных осадков до прогрздационных клиноформ, формирующих классический морфологический профиль: аккумулятивный шельф, склон и континентальное подножие. Для кайнозоя обеих окраин характерно чередование комплексов низкого и высокого положения уровня моря - смятых оползневых толщ и пологих протяженных клиноформ.

Основные отличия кайнозойского седиментогекеза в Канарском и Норвежско-Гренландском бассейнах заключаются в типе и скоростях осадконакогшения. В то время как на Западно-Африканской окраине биогенное карбонатное осадконакопление (с отложением наномеловых и мергелистых илов) сохранялось в миоцене и плиоцене, в сеьерной -части Норвежско-Гренландского бассейна в течение всего периода его формирования преобладает терригенный алеврнто-глшшстый тип разреза.

В широком (> 900 км) и глубоком (> 4000 и) Канарском бассейне осадконакопление в большей мере было подчинено циркумконтинентальной зональности. На шельфе и в верхах склона накапливались тсррнгснные известковнстые осадки; в нижней части склона и верхах подножия - турбндитные комплексы смешанного состава с оползневыми текстурами; б низах континентального подножия и на абиссальной равнине отлагались пелагические коричневые и серые глины с цеолитами. Северная часть Норвежско-Гренландского бассейна, где расстояние до осевого хребта не превышает 250-300 км, а глубины - 2000 м, постоянно находилась в зоне приконтинентального типа ссдиментогенеза, для которой характерны терригенные песчано-глинистые осадки. Барьером для турбидитных потоков и оползневых масс являлись восточные гряды хребта Книповича. Высокие скорости седиментации (почти на порядок превышающие темпы осадконакопления в Канарском бассейне) были обусловлены как значительно большей величиной тектонического прогибания ложа бассейна, так и интенсивным поступлением терригенного осадочного материала из области Баренцевского шельфа, которая в олигоцене была приподнята и подвергалась активной денудации (Ве^шк! е.а., )986; Баренцевская..., 1988). Вынос терригенного материала речными системами усилился в позднем миоцене-плиоцене. В это время были сформированы мощные и обширные конусы выноса на выходах из современных Зюйдкапского и Медвежинского шельфовых желобов. Начиная со среднего плиоцена (Зархидзе, 1992), на осадконакопление в Норвежско-Гренландском бассейне сказывается влияние оледенений. Оно выражалось в пульсирующей деятельности гляциальных дельт, наращивающих фены континентального склона и подножия, а также в широком распространении грубообломочного ледово-айсбергового материала.

Приведенный анализ геологического строения осадочного чехла обеих континентальных окраин показывает, что изученные периокеанические прогибы обладают всеми основными предпосылками, которые позволяют относить их к разряду потенциально нефтегазоносных бассейнов. Об этом свидетельствует большая мощность отложений (от 8 до 10 км); чередование в разрезе комплексов высокого и низкого стоящи уровня моря (коллекторов и флюидоупоров), широкое развитие дельтовых и авапдельтовых осадков.

Ааюнскш"; бассейн характеризуется более благоприятными литологическими предпосылками, связанными с широким стратиграфическим диапазоном и формационным составом осадочного чехла. В верхнеюрских (оксфорд-кимериджских) и нижнемеловых

(апт-апьбских) отложениях сосредоточено около 46% запасов нефти, открытых па пассивных окраинах (Геодекян и др., 1988).

Поморский бассейн имеет лучшие перспективы с позиций тектонического фактора, отличаясь очень высоким темпом осадкоиакопл^ния и формирование« мощных аккумулятивных конусов выноса. Здесь можно ожидать также более широкий спектр пнюв ловушек углеводородов, развитых в прелатах зоны "шельфовых ступеней" и доступных для промышленного освоения.

4. Геодинамические обстановки ранних стадий раскрытия бассейнов. Модели механизмов корообразования.

Сравнительный анализ глубинного строения земной коры и структуры осадочных бассейнов показал, что сходство изученных зон перехода заключается главным образом в общей направленности их эволюции от стадии континентального рифтогенеза к формированию аккумулятивных окраин. Значительные различия структурных типов земной коры обусловлены спецификой геодинамических обстановок ранних стадий раскрытия океанических бассейнов и особенностями механизмов аккреции океанической литосферы.

В Канарском бассейне были выяглены два основных типа консолидированной океанической коры с различными геоморфологическими и геофизическими характеристиками. Было показано, что смена типов океанического фундамента от "ровного" к "неровному" происходит постепенно в зоне мезозойских магнитных аномашй. с более резким скачком между аномалиями М16-М11.

Прослеживание субширотных разломов под мезозойско-кайнозойским чехлом в восточной части абиссальной плиты на основе комплексной интерпретации данных площадных гравимагнитных съемок и профилей MOB ОГТ, наряду с широким распространением однотипных сейсмических структурных образов разреза океанической коры (Балина, Шкарубо, 1992), является существенным подтверждением единства главных черт геодинамического режима аккреции в различных тектонических областях, начиная от внешней зоны плитн с корой мелового возраста (аномалии М16 - 34) до гребневой зоны САХ.

Вместе с этим была выявлена значительная структурная неоднородность океанической коры, которая свидетельствует о неравномерном разрастании различных участков океанического дна. Наряду с изменчивой кинематикой спрединга в разных сегментах срединного хребта существует компонента растяжения, ориентированная вдоль его оси. Эта компонента реализуется в зонах субширотных разломов, где зафиксировано утонение коры с компенсационным подъемом глубинных мантийных пороц.

Объемное геофизическое моделирование и комплексная интерпретация всего набора данных по КБГТ с временной привязкой параметров (Машенков, 1994) показало, что сложно организованная сегментированная структура земной коры, наблюдаемая на всем пространстве, от гребневой зоны САХ до внешних частей абиссальных плит, бы та сформирована в процессе низкоскоростного спрединга. Главной особенностью аккреции земной коры в центре "медленного" спрединга является сложное сочетание магматических процессов и хрупко-штастичных деформаций литосферы, приводящих к сегментации осевого рифта.

Таким образом, различие структурного облика двух главных типов океанической коры связывается со сменой механизма формирования "ровного' фундамента режимом типичного медленного спрединга с образованием характерной сегментированной структуры и расчлененного тектоно-вулканического рельефа океанического фундамента.

Норвежско-Гренландский бассейн, который является самым молодым сегментом Атлантическо-Арктической геодинамической системы, уже сам по себе может служить "эталоном" для изучения процессов ранней стадии раскрытия медленноспрединговых океанических бассейнов. Этот регион к тому же необычайно "насыщен" структурными элементами, несущими на себе отпечаток различных геодинамических режимов их образования.

Так, рифтовый сегмент континентальной окраины - "вулканическая провинция" Вестбаккен - представляет собой погруженную область трапповых излияний, контактирующую на юго-западе по разлому Сенья с океанической корой. Система трансформных разломов Сенья-Троллеланд и Хорнсунн развивалась в позднем палеоцене-раннем эоцене, смещая оси хребтов Мона и Гаккеля (Faleide е.а., 1988). Подобная зона крупного трансформного разлома залегает в основании континентального склона моря Лаптевых, смещая полосу кайнозойских рифтов - возможного продолжения Срединно-Арктического хребта (Богданов, Хаин, Шипилов, 1995). Интенсивные разломно-блоковые дислокации фундамента в зоне контакта деструцированной континентальной и океанической коры, которые наблюдаются на участке окраины вдоль разломной зоны Хорнсунн, отражают смену сдвиговых перемещений режимом растяжения, происшедшую в раннем олигоцене. (Eldholm е.а., 1987). Значительное влияние сдвиговой компоненты на весь ход эволюции северной части Норвежско-Гренландского бассейна сказывается в виде мелкомасштабной сегментации хребта Книповича большим количеством поперечных разломов. Важной особенностью геодинамического режима является очень высокая скорость погружения континентальной окраины.

Несмотря на различия геодинамических условий начальных этапов раскрытия сравниваемых бассейнов, можно отметить некоторые общие чер^ы, запечатленные в структуре земной коры. В пределах Западно-Баренцевской переходной зоны между деструцированной континентальной и океанической корой также была установлена "аномальная" область с "нижнекоровыми" скоростными и плотностными характеристиками, без признаков базальтовых излияний. Примечательно также, что значительное усиление магматической активности в рифтовой зоне хребта Книповича произошло спустя -30 млн. лет после начала раскрытия бассейна, что примерно соответствует рубежу перехода от "ровного" к "неровному" фундаменту в Центрально-Атлантическом сегменте.

Таким образом, Норвежско-Гренландский бассейн вследствие специфических условий аккреции в хребте Книповича (сверхмедленный спрединг, интенсивное поступление осадочного материала с рифтовую зону) характеризуется особым типом океанической коры с повышенной мощностью второго океанического слоя. Переход к этому типу коры здесь выражен двумя генетически различными структурами: платобазальтовой провинцией Вестбаккен и областью с аномальными параметрами разреза консолидированной коры. Последняя, в отличие от аналогичной области Канарского бассейна, характеризуется сильной раздробленностью фундамента.

Проанализировав различные модели корообразующих механизмов, автор приходит к выводу, что причину формирования в переходной зоне полосы земной коры особого типа (слоя с "нижнекоровыми" скоростями, как бы выходящего из-под континента, развитого в областях спокойного магнитного поля) следует искать в специфическом характере геодинамических процессов, происходящих на стадии перехода от континентального рифтогенеза к условиям медленного спрединга. На основе синтеза механизмов континентального рифтогенеза и низкоскоростного спрединга можно представить следующий сценарий ранней стадии раскрытия медленноспрединговых бассейнов.

Развитие процеесоз континентального рнфтогечеза предопределено образованием "горячих" областей литосферы (МтуайЫго, 1986) в результате длительного возчейсышя крупномасштабных восходящих мантийных течений. На этой стадии происходит формирование выступа аномальной мантии с пониженной плотностью (Артюшков. 1979) и прорыв части наиболее легкого астеносферного вещества (мантийного диаппра) на коровий ярус геодинамической системы (Лобковский, Хаин, 1189). Дальнейшее развитие структур континентального рифта определяется в основном динамикой верхнего яруса системы, то есть взаимодействием подкорозой линзы анемллыюй мантии с нижним слоем коры. Это взаимодействие может заключаться не только в утонении и оттоке нижнекорового вещества в стороны от оси рифта, как предполагали Л.И.Лобкоьский и В.Е.Хаин (1989). но и в проникновении пластичных ультрабазитов по системе вертикальных и наклонных каналов внутрь гранулито-метабазитового слоя нижней коры (Саркнсов и др., 1995). Вследствие постоянной подпитки коровой линзы аномальной мантии из выступа нижней астеносферы может произойти слияние подводящих канатов в горизонтальный астепослой. который обеспечивает реологическую расслоенность коры.

На фоне первоначально равномерного растяжения литосферы сначала происходит разрушение ее верхнего жестко-хрупкого гранито-гнейсового слоя, а затем наступает локализация деформации в пластичном нижнекорозом слое и верхней мантии (Малкип. Шеменда, 1989). В процессе развития шейки верхний слой коры растаскиваемся по поверхности астенослоя, происходит "тектоническая денудация" нижнекоровнх слоев, их утонение и подъем поверхности Мохо. Если скорость растяжения достаточно мата, ю возможен квазпетационарный режим, при котором наступает равновесие между механическим утонением литосферы и ее наращиванием за счет кристаллизации сшп\ вещества аномальной мантии. Такой процесс приводит к образованию широких аиепосферных выступов с переходной корой над ними. Высоконластичпый нижиекоровып слой при этом выполняет роль барьера, препятствующего поступлению магмы п< расположенной под ним линзы аномальной мантии, чем объясняется отсутствие базалттовых лав в области переходной коры. Увеличение скорости растяжения в конечном ПТ01С должно привести к разрыву плиты и постепенному переходу к режиму океанического спредпнга, но развитие этого процесса вначале происходит но "геомечаническомх" сценарию с внедрением эпизодических интрузий.

Структурные различия новообразованных "аномальных" областей земной коры в Канарском и Гренландском бассейнах обусловлены, вероятно, различными масштабами ячеек конвективной циркуляции мантийного вещества (размерами подлитосферноп и подкоровой линз аномальной мантии) и характером приложенных напряжений. Возникновение в Центрально-Атлантическом сегменте крупномасштабной устойчивой конвективной ячейки обеспечило мощный прогрев литосферы, высокую слепень пластичности нижнекорового слоя ч создало условия для формирования широкой полосы "аномальной" земной коры с ровной поверхностью фундамента. В Гренландском бассейне локальный характер мантийного диапира обусловил менее интенсивный разогрев литосферы, что в совокупности с перестройкой поля напряжений ог сдвига к растяжению привело к образованию расчлененного разломно-блокового рельефа фундамента "аномальной" области.

Сопоставив различные возможные механизмы формирования земной коры па ранней стадии раскрытия океанических бассейнов с установленными геофизическими характеристиками земной коры, в итоге можно констатировать следующее.

• На ранних стадиях раскрытия Канарского и Норвежско-Гренландского бассейнов, после разрыва гранитно-метаморфического хрупкого слоя земной коры, действовал

механизм, который имеет промежуточный характер между континентальным рифтогенезом и низкоскоростным спредингом. Он отличается преобладанием твердопластическсго течения материала нижней коры и мантии под действием растягивающих напряжений при существенном дефиците внедрений основных интрузий и излияний на поверхность базальтовой лавы. В результате этого процесса образуется полоса аномально высокоскоростной земной коры с "океаническими" геофизическими характеристиками. В данном случае происходит как бы плавный переход от процесса континентального рифтогенеза к спредингу по мере увеличения соотношения между "геомеханической" и "магматической" составляющими механизма корообразования в пользу последней, и становится трудно провести четкую грань между процессами деструкции и аккреции. На этом основании будет логично включить "аномальные" области новообразованной коры в состав переходных зон континент-океан.

• Аномальные области высокоскоростной коры не исчерпывают всего многообразия типов перехода от континентальной земной коры с гранитно-метаморфическим слоем к океанической коре. В переходной зоне от Баренцевскол шельфовой субплатформы к Норвежско-Гренландскому бассейну, наряду с тонкой шейкой "аномальной" коры, развитой в Поморском прогибе, наблюдается непосредственный контакт платобазальтовых покровов провинции Вестбаккен с океанической корой спредингового типа.

• Установленные на примере хребта Книповича особенности аккреции океанической коры в условиях очень медленного спредкнга при интенсивном поступлении ь рифтов' л зону терригенного »материала, которые приводят к образованию осадочно-вулканогенной толщи (второго слоя) повышенной мощности, могут служить еще одним примером возможного механизма формирования земной коры на ранних стадиях эволюшш медлсш юспрединговых бассейнов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнительны"! анализ строения и развития Западно-Африканской и Западно-Барепцееской зон перехода континент-океан показал, что наряду с общими тенденциями эволюции переходных зон атлантического типа от стадии континентального рифтогенеза к формированию аккумулятивных проградационных окраин, их отдельные фрагмент-. развивались в различных геодинамических обстановках и принадлежат к ярко выраженным индивидуальным тектонотипам.

Основным результатом диссертации является выделение различных структурных типов земной коры в переходной зоне от континента к океану с геодинамической интерпретацией структурных и геофизических "отпечатков" про1)ессов корообразования на ранней стадии раскрытия медленноспрединговых бассейнов. Итоги проведенных исследований сводятся к следующему:

1. На представительном фактическом материале показаны общие черты и различия глубинной структуры изученных переходных зон, выработаны критерии для определения границы континентальной и океанической коры.

2. Сущестьенно уточнены и детализированы региональные сейсмостратиграфические схемы строения осадочного чехла, рассмотрены особенности седиментогепеза, установлены главные структурные черты периокеанических бассейнов.

3. Выявлены индивидуальные "тектонотипические" черты строения и эволюции зрелой рифтовой и молодой сдвигово-рифтовой переходных зон.

4. Предложены возможною механизмы формирования земной коры на ранних стадиях раскрытия медленносирединговых бассейнов.

Прикладное значение проведенных исследований состоит в том, чго получены новые данные о структуре осадочного чехла периокеаиических прогибов, которые moivi бы и. использованы для оценки перспектив нефтегазоносное™ изученных фрагментов Заиадно-Африканской и Западно-Баренцевской континентальных окраин и для искланоикн нефгегазогоисковых работ. Наиболее благоприятными структурно-тектоническими предпосылками нефтегазоносности обладают зоны предохеанических шельфовыч ступеней, где развиты системы грабен-горстов фундамента с мощными синрифтовыми комплексами осадочных пород. 3 этих зонах, помимо развития литозогических .. гекгоничс^кп экранированных ловушек углеводородов, могут формироваться крупные залежи в пластово-сводовых резервуарах ангиклималыюю типа.

Дальнейшие перспективы исследований глубинного строения зон перехода континент-океан могут быть связаны с применением методики широкоугольного сейсмического профилирования (ШГСП) для получения сейсмических структурных образов литосферы на глубину 40-50 км и с построением трехмерных плотностных и магнитных моделей на основе площадного гравиметрического и магнитометрического картирования. Такой комплекс исследовании мог бы более летально осветить пространственные неоднородное!и глубинной структуры земной коры переходных зон и позволить на новом уровне подойти к решению проблемы корообразукнцпх механизмов, действующих на стадии перехода от континентального рифтогенеза к енредингу океаническою дна.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Данные о гег:к,. ическом строении шельфа моря Лаптевых по материалам сейсмических псследованпи/Юкеанология, 1989, т.29, вып. 5, с. 789-795. ( Соавторы Иванова U.M. Секретов С.Б)

2. Основные черты строения литосферы Северо-Атлантического хребта по оезулы.пам геофизических исследовании на Канаро-Батамском геотраверсе//Те1 докл. IV межведометв. к-лтфер. объектовой подсистемы Океангеоресурсы. Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии. С-Пб, 1991. (Соавторы Боголепов А К . Ко юс Д.В.. Французов И.Я.)

3. Типизация сейсмических образов консолидированной океанической коры Канаро-Багамского геотраверса для тектонического анализа и организации представления в балке данных// Тез. докл. IV межведомств, конфер. объектовой подсистемы Океангеоресурсы. Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии. С-Пб, 1991 (Соавторы Балина Н.В., Мащенков С.П.)

4. Моря Лаптевых и Восточно-Сибирское. Кайнозой//В Атласе палеогеографических карт "Шельфы Евразии в Мезозое и Кайнозое", Робертсон групп (Великобритания) и Геологический институт РАН, 1992, т.1 текст, глава 1. (Коллектив авторов)

5. Сейсмостратиграфия и строение осадочного чехла восточного сектора Канаоо-Багамского геотраверса//Геолого-геофизические исследования на геотраперсах Мирового океана. С-Пб, "Севморгеология", 1992. С. 92-100. (Соавтор Балина Н.В.)

6. Структура земной коры по данным MOB ОГТ на Канаро-Багамском геотраверсе/Деолого-геофизическне исследования на геотраверсах Мирового океана. С-Пб. "Севморгеология", 1992. С. 13-18. (Соавтор Балина Н.В.)

7. Tectonics of the North-Ailantic Ridge: results of research in the Canary-Bahama geotraverse//L.P.Zonenshain Memorial Conference on Plate Tectonics. Abstract. Moscow. Noyember 17-20, 1993. P. 41. (Co-authors Bogolepov A.K., Kolos D.V., Frantsuzov 1.1.)

8. Арктический шельф и континентальные окраины: глубинное строение и перспективы нефтегазоносности//Тез. докл. международной геофиз. конфер. и выставки SEG-95. С-Пб, 1995. Том 2. (Соавторы Иванова Н.М., Кавун М.М., Секретов С.5.)

9. Deep structure of the Western Barents Zone of "Continent-Ocean" Transition//5th Zonenshain Conference on Plate Tectonics. Abstract. Moscow, November 22-25, 1995. P. 49-50. (Co-authors Fedukhina T.Ya., Trofimov V.A., Kostechko I.A.)

Особенности спрединга в северной части Норвежско-Гренландского бассейна/Леологс-геофизические характеристики титосферы Арктического региона. С-Пб, ВНИИОкеангеология, 1996. С. 49-61.

Подписано к печати 4 декабря 1996 г. Печ. л. 1.5. Уч.-изд. л. 1.5 Формат 60x90 Тираж 60 экз.

Ротапринт ВНИИОкеангеология Зак. 43 190121, Санкт-Петербург, н.р. Мойки, 120.