ФГБУ «ВНИИОкеангеология», Санкт-Петербург, Россия

Скачать pdf*

В статье описаны основные черты сейсмической записи осадочного чехла и акустического фундамента в пределах Сибирской части Евразийского бассейна СЛО на основе анализа сейсмических данных.

Геологическое строение и эволюция Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана (СЛО) на протяжении нескольких десятилетий продолжают оставаться предметом жарких дискуссий между исследователями всего мира. С появлением первых магнитометрических данных в регионе и выделением на их основе серии линейных магнитных аномалий (ЛМА), была выдвинута гипотеза о спрединговой природе образования хребта Гаккеля и глубоководных котловин Амундсена и Нансена [Karasik, 1968]. Предполагалось, что Евразийский бассейн начал свое формирование в кайнозое в результате раскрытия срединного океанического хребта Гаккеля и последующего его разрастания с образованием молодой океанической коры между хребтом Ломоносова и Баренцево-Карским шельфом.

Однако, с появлением новых сейсмических данных [Рекант и др., 2015] в Евразийском бассейне СЛО выявлены аномальные черты строения, противоречащие спрединговой модели образования хребта Гаккеля [Дараган-Сущова и др., 2004; Поселов и др., 1998; Рекант и др., 2015]. В настоящей работе мы бы хотели обратить внимание читателя на характер сейсмической записи осадочного чехла и его соотношения с акустическим фундаментом.

При анализе сейсмических профилей в пределах Сибирской части Евразийского бассейна установлено, что отражающие горизонты (ОГ) осадочного чехла и поверхность дна повторяют форму выступов акустического фундамента в пределах западной части впадины Амундсена и поднятия Гаккеля, при этом толщина сейсмокомплексов при облекании выступов сохранится (рис. 1). Это может свидетельствовать о постседиментационном образовании поднятий акустического фундамента. Причем на поднятии Гаккеля они сформировались в относительно недавнее время, поскольку обнажены на поверхности дна и не захоронены более молодыми осадками (рис. 2a). В пределах же западного склона впадины Амундсена выступы акустического фундамента перекрыты ненарушенным плащом осадков, что дает нам право предположить их более древний возраст. Все вышесказанное приводит к выводу о магматической природе формирования выступов акустического фундамента.

В работе В.А. Панаева и С.Н. Митулова [1993] в пределах Бразильской котловины в Атлантическом океане установлены четыре основных типа влияния магматизма на характер волновой записи отражающих горизонтов:

– акустическое осветление записи вплоть до полного исчезновения осей синфазности вокруг магматических построек;

– деформированность ОГ на участках с интенсивным проявлением магматизма, которая выражается в параллельном изгибе слоев над выступами акустического фундамента;

– проявление узких зон осветления с прерыванием осей синфазности над магматическими постройками;

– выделение на относительно монотонной сейсмической записи резко выраженных высокоамплитудных отражений, связанных с согласными интрузивными телами, которые внедрились в осадочную толщу.

Все эти четыре типа сейсмической записи ярко проявлены на сейсмических профилях в пределах Сибирской части Евразийского бассейна.

В пределах западного крыла впадины Амундсена магматические выступы распространены относительно равномерно и не выходят на поверхность дна, перекрываясь мощным осадочным чехлом. Вокруг них в виде сплошной зоны мощностью 100-200 м происходит осветление сейсмической записи. Сильнее - над выступами и слабее - по бокам (рис. 2). Степень осветления в основном зависит от размера магматического объекта и мощности вышезалегающей осадочной толщи. Над крупными выступами при небольшой мощности осадочного покрова осветляется вся слоистая толща. При значительной же мощности толщи осветление замечено только на 200 м вокруг магматических выступов, и оно ослабевает вверх по разрезу. Однако, довольно часто установлены случаи выборочного осветления, когда при общем осветлении осадочной толщи и исчезновении ОГ наблюдается усиление выраженности того или иного горизонта. На поднятии Гаккеля в сторону его осевой зоны от западного крыла впадины Амундсена увеличиваются размеры выступов и насыщенность маломощного осадочного чехла магматическими телами, что приводит к повсеместному с разной степенью осветлению слоистой толщи. Осадки представлены в виде монотонно осветленного комплекса, который заполняет депрессии между магматическими выступами. Но при этом также обнаруживаются депрессии с четко стратифицированными (слоистыми) горизонтально залегающими осадками, в которых осветление осадочного чехла не проявлено вовсе. При анализе сейсмических профилей создается впечатление, что магматические тела в виде поднятий как бы поглощают часть осадочного чехла, деформируя его горизонтальное залегание, и при этом воздействуют на оставшуюся его часть, вероятно, гидротермальными процессами, что приводит к осветлению сейсмической записи [Панаев и Митулов, 1993].

Следующим типом сейсмической картины записи магматической и вулканической деятельности является появление резко выраженных и высокоамплитудных отражений, которые фиксируются вблизи разрывных нарушений и магматических выступов. Они достаточно широко развиты в пределах всего района изучения и, предположительно, могут быть представлены базальтовыми покровами (рис. 2а), силлами (рис. 2 б, в), экструзивными телами неправильной формы и слоями вулканокластических отложений. В Атлантическом океане в Бразильской котловине на сейсмических профилях В.А. Панаев и С.Н. Митулов [1993] выделяют аналогичные высокоаплитудные отражения, которые они связывают с диабазовыми силлами. Многими авторами в период с 1970-х по 1990-е гг. были опубликованы материалы описания скважин бурения в Атлантическом океане, где, по их мнению, были вскрыты не базальты океанического фундамента, а диабазовые силлы молодого возраста, чем это следовало ожидать по шкале магнитных аномалий. Вмещающие отложения в скважинах имеют горячий контакт с базальтами (со значительной зоной закалки) с проявлением интенсивного ожелезнения [Панаев и Митулов, 1993]. Было подсчитано [Панаев и Митулов, 1993], что из 80 скважин, вскрывших фундамент, 55 из них были остановлены не в базальтах океанического фундамента, а в интрузивных телах с горячим контактом с вмещающими породами.

Таким образом, при более детальном рассмотрении сейсмических профилей с выделением вышеописанных типов волновой картины, создается впечатление, что контрастный горный рельеф поднятия Гаккеля сформирован благодаря молодому магматизму и вулканизму, которые оставили выразительные следы в осадочном чехле. По данным зондирования МОВ-МПВ (Курсин и др., 2012Ф) ниже ОГ Aф (акустический фундамент) на поднятии Гаккеля и в пределах западного склона впадины Амундсена значения пластовых скоростей изменяются от 3,1 км/с до 5,2 км/с при мощности до 2,5 км. По справочным литературным источникам, средние значения скорости распространения упругих волн в базальтах в среднем составляют 5,0-7,0 км/с [Хмелевский и Костицын, 2010]. С увеличением же раздробленности, трещинноватости, пористости (при заполнении пор воздухом или газом) скорости уменьшаются. Однако распространение столь пористых или трещинноватых базальтовых покровов при мощности до 2,5 км на столь обширной площади кажется маловероятным. В то же время в осевой зоне впадины Амундсена на такой же глубине залегания выделен слоистый комплекс отложений, предположительно мелового возраста, с пластовыми скоростями 2,4–3,8 км/с. Учитывая вышесказанное, по-нашему мнению, в пределах поднятия хребта Гаккеля и западного крыла впадины Амундсена ниже ОГ Аф необходимо выделять комплекс переслаивания вулканогенно-осадочных и осадочных пород с внедрением силлов и даек базальтов.

Литература

1. Дараган-Сущова Л.A., Поселов В.А., Дараган-Сущов Ю.И. Сейсмогеологический анализ моделей развития Евразийского бассейна // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004. Вып. 5. С. 111-124.

2. Панаев В.А., Митулов С.Н. Сейсмостратиграфия осадочного чехла Атлантического океана. - М.: Недра, 1993.

3. Поселов В.А., Буценко В.В., Павленкин А.Д. Альтернатива спрединговой природе Евразийского бассейна по сейсмическим данным (на примере геотрансекта хребет Гаккеля - хребет Ломоносова) // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Выпуск 2. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 1998. С. 177-183.

4. Рекант П.В., Гусев Е.А. Структура и история формирования осадочного чехла рифтовой зоны хребта Гаккеля (Северный Ледовитый океан) // Геология и геофизика, 2016. Т. 57, № 9. С. 1634-1640.

5. Рекант П.В., Петров О.В., Кашубин С.Н., Рыбалка А.В., Винокуров И.Ю., Гусев Е.А. История формирования осадочного чехла глубоководной части арктического бассейна по данным сейсмических исследований МОВ ОГТ // Региональная геология и металлогения, 2015, № 64. С. 11-27.

6. Хмелевской В.К., Костицын В.И. Основы геофизических методов. – Пермь: Перм. ун-т, 2010.

7. Karasik A.M. Magnetic anomalies of the Gakkel Ridge and origin of the Eurasian Subbasin of the Arctic Ocean // Geophis. Methods Prospect. Arctic. 1968. № 5. P. 8-19.

NEW DATA ON THE GEOLOGICAL STRUCTURE OF THE EAST EUROASIAN BASIN (NANSEN BASIN, AMUNDSEN BASIN, GAKKEL RIDGE)

Artemeva D. E., Gusev E. A.

All-Russian Research Institute of Geology and Mineral Resources of the World Ocean named after academician Igor Gramberg” (VNIIOkeangeologia), Saint Petersburg, Russia

 The article describes the main features of the seismic records of the sedimentary cover and the acoustic basement within the Siberian part of the Eurasian Basin on the basis of the analysis of the seismic data.

Ссылка: 

 Артемьева Д.Е., Гусев Е.А. Новые данные о строении Сибирской части Евразийского бассейна (котловина Нансена, хребет Гаккеля, котловина Амундсена) // Материалы V Международной конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (28 февраля - 3 марта 2017 г., ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург) [Электронный ресурс] / Минприроды России, Роснедра, ВСЕГЕИ. – Электрон. данные. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2017. С. 10-13.