Континентальная кора в глубоководных впадинах на востоке Российского сектора Арктики

Е.В. Артюшков, В.А. Поселов
Континентальная кора в
глубоководных впадинах на востоке
Российского сектора Арктики
ВИЛЮЙСКИЙ ПРОГИБ
сейсмический разрез через северную часть прогиба (Egorkin et al., 1987)
• Образование слоя осадков с плотностью rос и мощностью hос в
условиях изостатической компенсации уменьшает глубину воды
во впадине на величину
Dhв = [(rм – rос)/(rм – rв)]hос
• Здесь rм = 3330 кг/м3 – плотность мантии, rв = 1030 кг/м3 – плотность
морской воды и rос – плотность осадков. При = 2500 кг/м3 для
уменьшения глубины воды на 1 км необходимо добавить слой
осадков мощностью
•
hос = 2.8 км
• 12 км осадков в Вилюйской синеклизе могли бы заполнить
впадину с глубиной воды
•
hв = 4.3 км
• 20 км осадков в Южно-Каспийской впадине могли бы заплнить
впадину с глубиной воды
•
hв = 7.2 км
СУБШИРОТНЫЙ ПРОФИЛЬ ЧЕРЕЗ ХРЕБЕТ
ЛОМОНОСОВА, КОТЛОВИНУ МАКАРОВА И
ПОДНЯТИЕ МЕНДЕЛЕЕВА
СЗ
ЮВ
1
2
3с
• После прекращения вулканической активности, глубина воды hв
на горячем пятне на океанической коре, располагавшемся
вначале вблизи уровня моря, увеличивается со временем t по
закону
•
hв = hв1(t/t0)1/2
• Здесь hв1 = 2000-3000 м - конечная глубина воды, достигаемая
после полного охлаждения коры и мантии, t0 ≈ 80 млн. лет.
Погружение океанической коры горячего пятна в океане и
действительное погружение хребта Ломоносова и поднятия
Менделеева
Профиль глубинного сейсмического зондирования вдоль поднятия Менделеева
ОПРОБОВАНИЕ ДНА ПО ПРОФИЛЮ ГСЗ «TRANSARCTIC-2000»
Результаты драгирования на эскарпах дна поднятия Менделеева
Results of dragging on sea bottom scarps of Mendeleyev Rise
Наклонные блоки, образовавшиеся в условиях
умеренного растяжения в грабене Викинг
Быстрое образование глубоководной впадины при
эклогитизации в нижней части коры
•
В котловинах Макарова I, II и III толщина коры под раннемиоценовым
несогласием составляет hк = 16-20, 20-23 и 9-10 км. При охлаждении
океанической литосферы с корой такой толщины за 16 млн. лет
глубина воды в котловинах достигла бы 1200-1700 м в котловине I,
2000-3100 м в котловине II и 2000-2300 м в котловине III. С учетом
накопления осадков и изостатического погружения коры под их
нагрузкой, современная глубина воды достигла бы
•
• 200 м в котловине I с современной глубиной воды 2800 м
•
400-900 м в котловине II с современной глубиной воды 3800 м
• 1600 м в котловине III с современной глубиной воды 3800 м
• Значительно более интенсивное погружение могло произойти
только на континентальной коре вследствие экологитизации ее
базальтового слоя. Это доказывает существование
континентальной коры в котловинах Макарова I, II и III
Мощность слоя эклогитов под глубоководными впадинами
•
Для образования на месте мелководного шельфа впадины с
глубиной воды hв в нижней коре из габбро с плотностью
 rгб = 2930 кг/м3 должен образоваться слой эклогитов с
плотностью
• rэ = 2500 кг/м3 и толщиной
•
• hэ = (rгб/rм)[(rм – rв)/(rэ – rгб)]hв
(1)
• Здесь rв = 1030 кг/м3 – плотность морской воды и rм = 3330
кг/м3 – плотность мантии. При этих значениях параметров,
соотношение (1) сводится к
•
• hэ = 3.8hв
• Для котловины Подводников с hв = 2800 м, hэ = 10.6 км
• Для котловины Макарова с hв = 3800 м, hэ = 14.4 км
•
Основные выводы
• 1. Земная кора в глубоководных впадинах на северо-востоке
Российского сектора Арктики имеет повышенную мощность и
включает гранитный слой. По этим признакам ее можно относить
к континентальному типу.
• 2. Внутри океанов расположен ряд структур с гранитным слоем и
повышенной мощностью коры. Обычно утверждается, что такая
кора образовалась на горячих пятнах вблизи осей спрединга, и
поэтому она относится к океаническому типу.
• 3. В результате оказывается, что по строению коры в
рассматриваемых структурах еще нельзя определить, какой
корой, континентальной или океанической они подстилаются.
• 4. После прекращения вулканической активности горячие пятна
внутри океанов быстро погружаются и через 80 млн. лет
достигают глубины 2000-3000 м.
• 5. Хребет Ломоносова в отсутствие вулканизма почти не
погружался в течение 60 млн. лет, а поднятие Ломоносова
оставалось вблизи уровня моря, по крайней мере,190 млн. лет.
Столь длительная стабильность возможна только в структурах
на коре континентального типа.
•
•
•
•
6. В олигоцене и раннем миоцене северо-восток российского сектора
Арктики, располагался выше уровня моря.
7. В конце раннего миоцена эта область испытала быстрое погружение
с образованием глубоководных впадин.
8. В отсутствие сильного растяжения такое погружение указывает на
быструю эклогитизацию нижней коры при поступлении в нее активного
флюида из небольшого мантийного плюма.
9. Быстрые погружения коры с образованием глубоководных впадин
являются характерным признаком крупных нефтегазоносных
бассейнов.