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.