RUSpilot » 01 янв 2012, 16:16
Сравнение петрофизического разреза вулканического плато Земля Франца-Иосифа (расположенного на противоположном борту Евразийского суббассейна), полученного в результате изучения керна параметрической скважины Нагурская на о. Земля Александры и скважины Северная на о. Греэм-Белл со скоростным разрезом хребта Ломоносова по данным экспедиции Polarstern и Oden 1991 г . показало, что они имеют близкие характеристики (рис. 4). Значения сейсмических скоростей триасовых образований колеблются в пределах от 2,55 км/с до 5,0 км/с. Палеозойские образования, вскрытые скважиной Нагурская, представлены карбонатными породами. Они имеют скорость 4,95-5,30 км/с. Близкие к ним скоростные свойства имеют вендские образования, вскрытые в нижней части разреза. Им соответствуют скорости 5,2-5,6 км/с. Существенное влияние на скоростные характеристики разреза оказывают тела долеритов, их скорость достигает значения 6,4-6,7 км/с [Верба, Тюремнов, Школа, 1983].
Аналогичными скоростными свойствами обладает и разрез хребта Ломоносова на профилях Polarstern [Jokat et al., 1995]. Мощность осадочных образований на хребте составляет 5,0- 5,5 км и имеет тенденцию к увеличению в сторону центральной части за счет появления в разрезе высокоскоростных пород и сокращения низкоскоростных. Мощность консолидированной коры на хребте Ломоносова изменяется в пределах 10- 17 км . Поверхность нижней коры характеризуется границей 1 рода. Общая мощность земной коры хребта Ломоносова составляет 22- 24 км [Поселов и др., 2002, 2007].
Качественно новый этап исследований в Арктике наступил в 2004 г . и был связан с экспедицией АСЕХ-302. На хребте Ломоносова, на четырех участках между 87° и 88° с.ш., было пробурено 5 скважин. Они были заложены по линии сейсмического профиля AWI 91090 [Jokat et al., 1995], пересекающего наиболее приподнятый блок хребта [Крылов, 2005].
Две скважины (М0002А и М0004А), расположенные на гребне и склоне хребта, наращивая разрез отложений, позволили изучить его на глубину до 428 м . В забое скважины М0004А вскрыты отложения верхнего мела, на котором несогласно залегают осадки верхнего палеоцена. Анализ присутствующей в разрезе морской микрофлоры и микрофауны позволил Дж. Бэкману с коллегами [Backman et al., 2006] расчленить его на 4 крупных комплекса. Возраст первого комплекса (в интервале глубин 0- 220,24 м ниже морского дна (нмд)) был определен в диапазоне голоцен - средний эоцен, второго (220,24- 313,61 м нмд) - средний эоцен, третьего (313,61- 404,79 м нмд) - верхний палеоцен - нижний эоцен и четвертого (424,5- 427,63 м нмд) - верхний мел.
Массовое содержание глохидий и мегаспор пресноводного гидроптеридного папоротника Azolla spp. в отложениях чехла хребта (в интервале 301,35- 302,70 м и 315,35 м нмд, скв. М0004А) указывает на снижение солености воды в бассейне и предполагает кратковременный эпизод опреснения вод над хребтом. Дж. Бэкман с соавторами отмечают, что до сих пор неизвестно, являются ли споры папоротника Azolla spp. локальным показателем полной (или почти полной) опресненности поверхностных вод или они привнесены в морской Арктический бассейн из близлежащих пресноводных водоемов. Вопрос этот остается открытым.
На хребте Ломоносова в разрезе скважины М0002А отмечен эрозионный размыв на границе олигоцена и миоцена. Эрозионная поверхность четко фиксируется скачком скоростей на профиле AWI91091, как и на профиле AWI91090.
Эрозионный срез, прежде всего, свидетельствует о том, что поднятие Ломоносова (в полюсной и приполюсной частях) находилось в этот момент выше уровня моря и до новейшего этапа периодически подвергалось размыву. Его плосковершинность обусловлена выравниванием рельефа в период пенепленизации, а позднеолигоцен-раннемиоценовый минимум соответствует крупнейшему глобальному понижению уровня моря в истории Земли по Вэйлу [Ким, Глезер, 2007]. Региональное несогласие, отвечающее этому этапу, четко фиксируется и в котловине Амундсена по линии дрейфа станции СП 21-73 [Буценко, Поселов, 2004].
Летом 2007 г . ВНИИОкеангеология выполнила программу комплексных геолого-геофизических исследований «Арктика-2007» на евразийском фланге хребта Ломоносова от широты 83° до зоны сочленения с шельфом моря Лаптевых. В этом же году МАГЭ на этом же геотраверсе были выполнены сейсмические работы MOB ОГТ с восьмикилометровой приемной косой. Есть надежда, что результаты этих исследований прольют свет на многие дискуссионные вопросы о происхождении хребта Ломоносова и его сочленении с шельфовыми структурами.
Хребет Альфа. Хребет Альфа обладает самой сложной в Амеразийском суббассейне топографией дна. Область наиболее расчлененного рельефа вблизи оси хребта получила название Альфа-Кордильера. В ней развиты протянутые на 400 км параллельно хребту Ломоносова плато, расчлененные желобами. Так как эти плато расположены в интервале глубин 1200- 1600 м , а в желобах глубины достигают 2000- 2600 м , то амплитуда перепадов глубин достигает 1000 м . От Канадской континентальной окраины хребет Альфа отделен неярко выраженным в рельефе желобом шириной примерно 80 км . Граница с северным сегментом хребта Менделеева проходит по понижениям рельефа дна.
По данным российских сейсмических исследований MOB, под низкоскоростными осадками мощностью 0,5- 1 км выявлен второй структурный этаж со скоростями V = 4,5-5,0 км/с. Осадочные породы образуют слоистые горизонты, залегающие согласно с поверхностью фундамента. Сейсмические исследования, выполненные в международной экспедиции на НИС «Polarstern» в 1998 г ., обнаружили так же под покровными осадками мощностью 0,8- 1,0 км слой с V = 4,5-4,7 км/с, а ниже - с V = 5,4-5,7 км/с. Фундамент был истолкован как базальтовый комплекс океанической коры [Jokat, Jackson, 1998] .
Для хребта Альфа имеются некоторые геологические данные, в осадочных колонках были подняты меловые и палеогеновые осадки [Clark, 1981]. По представлениям J.R.Weber [1986] меловые осадки образовались в условиях шельфа. Подняты также образцы субщелочных базальтов, по одному из которых определен абсолютный возраст - 82 млн. лет.
Сейсмические исследования методом преломленных волн по профилям экспедиции CESAR дали высокое значение мощности земной коры: 38 км под гребнем хребта и 23 км под северным флангом [Forsyth et al., 1986], что по величине сопоставимо с корой континентального типа.
Основная особенность магнитного поля хребта Альфа состоит в интерференционном типе аномалий, в их высокой интенсивности, контрастности и анизотропности. Такой тип поля не свойственен океаническим структурам и, напротив, присущ континентальным регионам. Более того, J.R. Weber [1986], а затем В.О. Леонов [2000] установили обратную корреляцию интенсивности локальных магнитных аномалий с глубиной дна на хребте. Согласно их расчетам, породы, слагающие рельеф дна, имеют значения намагниченности в диапазоне 5-10 А/м. Такие же значения характерны для молодых (меловых) трапповых образований архипелага Земля Франца-Иосифа.
Современные представления о геологической природе хребта Альфа сводятся к трем альтернативным точкам зрения. Согласно одной из них, хребет является результатом древнего спрединга.
Среди зарубежных исследователей эту точку зрения разделяют P.R. Vogt, N.A. Ostenso [1970], Hall [1973]. Они считают, что хребет Альфа - это древний срединно-океанический хребет, имеющий характерную для гребневых зон СОХ продольную зональность. В последние годы российские исследователи Н.И. Гуревич, С.П. Мащенков и др. [2001], разрабатывая эту версию, пришли к выводу, что хребет Альфа сформировался у трех центров спрединга в поздней юре - самом начале мела. Позднее, предположительно в середине мела, ослабленные зоны в Амеразийском суббассейне подверглись внутриплитному вулканизму и вертикальным тектоническим движениям, создавшим современный хребет Альфа.
Одновременно существует другая точка зрения, согласно которой хребет Альфа-Менделеева - это океаническое вулканическое плато и след активной горячей точки. Такие взгляды разделяют П.Р. Вогт, Л.К. Ковач, Р.К. Пери [1984], П.Т. Тейлор, Д. Форсайт и др. По материалам экспедиции CESAR на хребте Альфа было установлено увеличение мощности так называемого «нижнего базальтового» слоя до 15 км и присутствие в верхней части разреза высокоскоростных пород со скоростью 4,7-5,1 км/с. Их мощность составляет 8 км . Анализируя эти особенности скоростного разреза, Д. Форсайт пришел к выводу, что он сопоставим со скоростным разрезом Исландии и Тихоокеанских поднятий Манихики и Онтонг-Ява. По его мнению, земная кора хребта Альфа есть не что иное, как древняя океаническая кора, претерпевшая многократные изменения в более поздние этапы своей эволюции, а на ранних стадиях на месте области Центрально-Арктических поднятий существовал древний срединно-океанический хребет с расчлененным рельефом. Эта позиция, по сути, близка к первой.
Рассматривая данную точку зрения, обратим внимание на характер сочленения хребта Альфа с сопредельными глубоководными котловинами. С одной стороны он соседствует с обширной Канадской котловиной, строение которой рассмотрено в ряде работ [Grantz et al., 1990; Lawver, Scotese, 1990; Johnson et al., 1994], а с другой - он граничит с котловиной Макарова.
Днище котловины Макарова занимает батиметрический уровень 3800 м . Котловина четко ограничена уступами высотой 1200 и 2200 м , отделяющими ее от хребтов Альфа и Ломоносова. По мнению Р. Джексон и Л. Джонсона [1984], котловина Макарова может быть зоной утоненной растянутой континентальной коры. По сейсмическим данным на границе М установлены элементы крупного мантийного поднятия, вероятно обусловленного мантийным плюмом. По данным экспедиции LOREX, в пределах котловины Макарова был получен скоростной разрез, соответствующий типичной океанической коре, с поверхностью Мохоровичича, залегающей на глубине 13 км [Sweeney, Weber, Blasco, 1982]. Уверенно выделяются низкоскоростные океанические осадки мощностью 0,5- 1 км . В котловине Макарова акустический фундамент достаточно уверенно прослеживается по изменению характера сейсмической записи отраженных волн.
В присибирской части котловины Макарова (котловина Подводников) в районе поднятия Де-Лонга проградационные комплексы практически отсутствуют, а если и проявлены, то только в самой верхней части разреза осадочного чехла. На основе анализа сейсмических и геологических материалов В.В. Буценко и В.А. Поселов [2004] приходят к выводу, что «преобладающая часть отложений аккумулировалась в котловине Подводников вследствие размыва и сноса осадков с хребта Ломоносова и поднятий Альфа-Менделеева и повсеместного проявления неотектонических процессов и обрушения блоков континентальной коры». Общая мощность коры в котловине Подводников равна 20- 25 км при максимальной мощности чехла 8- 9 км . Приведенные данные показывают, что структура котловины была сформирована в условиях растяжения коры, которое имело место значительно позднее, чем в Канадской котловине. Не углубляясь далее в анализ их глубинного строения, подчеркнем лишь, что они характеризуются весьма несходными чертами. Это практически исключает из рассмотрения такие модели строения хребта, которые допускают его существование в качестве срединно-океанической структуры.
Добавим, что многие исследователи Арктического региона считают хребет Альфа - структурой континентального происхождения. Среди зарубежных исследователей к ним относятся J.R. Sweeney, J.R.Weber, S.M. Blasco [1982]. Сторонниками этой точки зрения среди российских исследователей являются Ю.М. Пущаровский [1976, 2001], Ю.Е. Погребицкий [1998, 2002], Н.С. Шатский [1935], В.Е. Хаин [2000, 2007], Ю.Г. Киселев [1986], В.А. Поселов [2000, 2002, 2005, 2007], В.В. Верба [1986, 2002, 2006], В.Э. Волк [1996]. Все исследователи отмечают большую мощность коры, сходство ее разреза с континентальной корой хребта Ломоносова. По их мнению, магнитные аномалии не относятся к типу спрединговых. Этот вывод становится очевиден при сравнении магнитного поля хребта Альфа-Менделеева и Евразийского суббассейна. Также было установлено, что интенсивные короткопериодные магнитные аномалии хребта Альфа имеют продолжение на шельфе к юго-западу от Земли Элсмира, включая террейн Пири.
Поднятие Менделеева. Северная область поднятия Менделеева отличается большой раздробленностью, отсутствием упорядоченности форм рельефа. Относительные превышения достигают 800 м , хотя в большинстве случаев не превышают 200- 600 м . Глубины гребней и поднятий изменяются в интервале 2200- 1600 м , а разделяющие их троги и долины врезаны в среднем на 600 м .
Южная часть поднятия Менделеева протягивается в меридиональном направлении от сибирской материковой окраины. Бровка шельфового склона в районе сочленения с поднятием Менделеева лежит на глубине 200 м , а южный сегмент поднятия Менделеева лежит на глубинах 1000 м . Средняя высота поднятия Менделеева над окружающими котловинами составляет около 1000 м . Гряды и поднятия в привершинной части поднятия имеют по большей части юго-восточную ориентировку, совпадающую с направлением склона, обращенного к котловине Менделеева. Вертикальные амплитуды этих поднятий рельефа составляют 600- 800 м . В рельефе поднятие Менделеева представляет типичное краевое плато, характеризующееся по простиранию серией террас, батиметрический уровень которых увеличивается в северном направлении. Установлено, на восточной окраине шельфовых морей Арктического бассейна, там, где поднятие Менделеева граничит с ними, нет ярко выраженного континентального склона.
Профиль ГСЗ, выполненный в 2000 г . на НЭС «Академик Федоров», пересек поднятие Менделеева в северной его части. Общая мощность земной коры на профиле достигает 30- 32 км . Осадочный чехол состоит из двух толщ общей мощностью 2- 4 км . Скорости в верхней толще составляют 1,7-3,2км/с, в нижней - 4,3-5,2 км/с [Заманский и др., 2002]
Водитель сказал, что развезёт всех. Развезло всех, особенно водителя