Сегмент Срединно-Атлантического хребта (САХ), расположенный между 24 и 26° с.ш., является одним из наиболее изученных в геологическом отношении районов Атлантики. Обширные данные о геологическом строении этого района получены в результате детального мелкомасштабного картирования, проведенного с борта подводного автономного аппарата «Алвин» [Karson & Dick, 1984]. В ходе этих исследований установлено, что океаническая кора в зоне пересечения разлома Кейн с осевой частью хребта интенсивно тектонизирована и сложена маломощным горизонтом пиллоу-базальтов (в некоторых местах отсутствующим), который подстилается деформированными метагаббро и подчиненными диабазами. Метагаббро разбиты на многочисленные блоки микроразломами. По данным [Shilling, 1985], в рассматриваемом сегменте хребта распространен нормальный, обедненный тип толеитовых базальтов (N-тип), характерный для рифтового магматизма MORB, не связанного с проявлениями активного внутриплитового магматизма. Продукты вулканизма и рельеф дна в районе 26°с.ш. в последние годы изучаются особенно пристально в связи с обнаружением здесь активного гидротермального поля (TAG) [Rona, 1978]. Наиболее полно данные по вещественному составу 3-го слоя САХ между 24 и 26°с.ш. приводятся в [Miyashiro & Shido, 1980]. А. Мияширо и Ф. Шидо установили, что габброиды этого сегмента хребта относятся к обычным плутоническим представителям толеитовой серии и представлены дифференциатами, различающимися главным образом по железистости и титанистости. Ультраосновные породы разлома Кейн отнесены Г. Диком и Т. Булленом [Dick & Bullen, 1984] к деплетированным шпинелевым гарцбургитам. Таким образом, существующие данные свидетельствуют о нормальном в вещественном отношении строении САХ в районе 24-26°с.ш. Гребневая часть хребта здесь сложена многочисленными мелкими коровыми блоками, причем тектонические процессы часто приводят к исчезновению пород базальтового слоя. Возможно, это связано с пластической деформацией коры и ее утонением вследствие высокой концентрации напряжений [Detrick & Purdy, 1980].

В 1986 г. в районе 26°с.ш. САХ проходил первый рейс НИС «Геолог Ферсман» (ПГО «Севморгеология»). В результате многочисленных драгирований, проведенных в этом рейсе, получен каменный материал, позволяющий по-новому оценить некоторые аспекты геологической эволюции гребневой части САХ на 26°с.ш. На морфоструктурной схеме (рис. 1) показано расположение станций драгирования и отбора грунтовых трубок НИС «Геолог Ферсман», а также некоторые структурные элементы гребневой части хребта в этом районе. Приосевая зона САХ характеризуется здесь типичным грядово-глыбовым ячеистым рельефом с присутствием линейных морфоструктур, простирающихся в ортогональных направлениях. Меридиональные осевые депрессии относятся к рифтовым грабенам, образованным в условиях общего растяжения коры в свободой части САХ. Системы малых поперечных разломов с широтными простираниями очень характерны для района 26°с.ш. и проявлены в виде поперечных грабенов и хребтов. Линейность поперечных разломов зачастую нарушена, что, возможно, связано с высокой тектонической активностью этой зоны в целом. Для поперечных разломов рассматриваемой области характерны также ветвление и эшелонное расположение трогов и хребтов. Драгированные в 1-м рейсе НИС «Геолог Ферсман» породы представлены базальтами, габбро и долеритами, в различной степени метаморфизованными, и единственным небольшим фрагментом гранитоида. Базальты драгированы на большей части станций; к ним относятся главным образом слабораскристаллизованные существенно плагиоклазовые разности с подчиненным клинопироксеном. По составу эти породы соответствуют MORB (табл. 1); повышенная глиноземистость, наблюдаемая в некоторых образцах, коррелируется с высоким содержанием в породе плагиоклаза. Особый интерес представляет глыба габброидов (70 кг), драгированная на ст. 67 (рис. 1) (25°31,30' - 25°50,65' с.ш., 44°57,40' - 44°58' з.д.; 3081-2867 м), которая расположена в районе блокового поднятия к востоку от рифтовой долины, в приосевой части хребта (рис. 2). По минеральному и химическому составам (табл. 1) эти породы ничем не отличаются от обычных представителей 3-го слоя океанической коры, драгированных во многих районах Атлантики. Габбро со ст. 67 сложены плагиоклазом, клинопироксеном, оливином, акцессорными хромитом и ильменитом, а также метаморфогенными роговой обманкой и глиноземистым актинолитом. Структура этих пород габбро-офитовая, фиксируются также признаки бластеза: перекристаллизация и изгибание двойниковых швов плагиоклаза, которые свидетельствуют о деформациях, которым подвергались габброиды. Составы породообразующих минералов (табл. 1) близки к составам пироксенов и оливинов из габброидов, относящихся к расслоенным сериям океанической коры и офиолитов. По содержанию глинозема в роговой обманке можно приблизительно оценить температуру и давление метаморфизма, которому подвергались драгированные породы [Плюснина, 1983]: Т - 540ºС при Р = 4 кбар. Химический состав метагаббро ст. 67 соответствует составам океанических габброидов, испытавших метаморфизм, близкий к изохимическому. Единственный окатанный обломок биотитового антипертитого гранито-гнейса (размер 7х8х5 см, масса 1,5 кг) был драгирован на ст. 74 вместе с субафировыми оливиновыми базальтами (рис. 1) (26°06,80' с.ш., 44° 53,95' з.д., 3930 м) из подножья западного борта рифтовой долины. Эта порода состоит из кварца (35%), плагиоклаза (30%), калиевого полевого шпата (30%), биотита (5%), а также редких граната, циркона, апатита и магнетита. В плагиоклазе андезинового состава содержатся многочисленные антипертитовые выделения калишпата, что является характерным признаком древних анатектических гранитов (мигматит-гранитов). По данным рентгеноструктурного анализа калишпат имеет состав Or₉₆Ab₄. Включения циркона в плагиоклазе имеют короткопризматический облик, а в биотите и кварце присутствуют в виде удлиненных призм и игольчатых агрегатов. Гранат представлен альмандином, а состав биотита соответствует промежуточному между флогопит-аннитом и истонит-сидерофиллитом (табл. 1). Структура мигматит-гранита типично гранитовая, участками - мирмекитовая; в породе отмечаются признаки катаклаза. По химическому составу мигматит-гранит ст. 74 идентичен гранитоидам, широко распространенным в мигматитовых комплексах докембрия (табл. 1).

Драгированные метагаббро и мигматит-гранит были исследованы в лаборатории геохронологии ИГГД АН СССР в целях получения K-Ar-возрастов для этих пород. Определение ⁴⁰Ar-радиогенного возраста проводилось методом изотопного разбавления по схеме, рассмотренной в [Друбецкой и Спринцын, 1982]. В качестве трассера использовался ³⁸Ar. Погрешность определения ⁴⁰Ar_рад не превышала 1,5%. Содержание калия в породах определено методом пламенной фотометрии. Результаты проведенного исследования приведены в табл. 2. Близкие значения K-Ar-возрастов, полученных для пироксена и плагиоклаза из метагаббро (эти минералы характеризуются существенно различными энергиями активации аргона), могут свидетельствовать о достоверности полученных возрастных оценок. Отсутствие в системе избыточного ⁴⁰Ar подтверждает, характер корреляции между содержаниями ⁴⁰Ar и К в изученных образцах: изохрона, построенная в этих координатах, направлена к нулевой точке. Вместе с тем, учитывая неожиданно древние возрасты, полученные для габброидов ст. 67, кажется целесообразным привлечение других радиологических методов датирования этих, пород. K-Ar-возраст биотита из мигматит-гранита, вероятно, соответствует времени образования этой породы. Присутствие в биотите избыточного ⁴⁰Ar_рад и, следовательно, завышение оценки возраста в данном случае маловероятно.

Находки пород континентальной породы в Атлантике давно привлекают внимание морских геологов, многие из которых, однако, все породы этого типа относят к эрратическим образованиям. С другой стороны, существование реликтов континентальной коры в некоторых районах Атлантики можно считать в настоящее время твердо установленным фактом [Силантьев, 1984; Emery & Uchupi, 1984]. Присутствие континентальных мигматит-гранитов в районе 26°с.ш. может рассматриваться многими оппонентами идеи присутствия внутри океанических бассейнов реликтов континентальной коры как свидетельство продвинутого далеко на юг ледового транспорта терригенных пород. Однако рассматриваемый район САХ расположен вне зоны плавающих льдов на протяжении всего времени существования Атлантического океана. Обращает на себя внимание также широкое распространение граната, циркона и биотита в поверхностном слое осадков, пробы которых были отобраны на 17 станциях изученного полигона (рис. 1). Эти факты не позволяют исключить возможность местного происхождения мигматит-гранита, обнаруженного на ст. 74. В этой связи важное значение приобретает древний возраст драгированных в этом же районе метагаббро. Ранее скв. 334 Проекта Глубоководного бурения (САХ к юго-западу от Азорских островов) были пройдены габброиды, для которых K-Ar-методом определен возраст около 600 млн. лет [Reynolds & Clay, 1977]. Габброиды с возрастом 785 млн. лет были драгированы также в Северной Атлантике на 45°с.ш. [Aumento & Loncarevic, 1969]. Близость значений возраста габброидов из трех перечисленных выше районов САХ заслуживает внимания, поскольку временному интервалу 450-650 млн.лет соответствует широко проявленная в древних гранулитовых комплексах континентального обрамления современной Атлантики термально-тектоническая активизация, обусловившая изотопное омоложение раннедокембрийских пород [Долгинов, 1985].

Обнаружение древних пород в центральной части Атлантического океана может в значительной степени скорректировать тектонические представления об особенностях формирования современного бассейна Атлантики. Это подразумевает существование временных и пространственных ограничений, которые, возможно, присущи процессу спрединга, а также крупномасштабные горизонтальные перемещения разноглубинных слоев земной коры под океанами относительно друг друга. Поскольку нельзя все же полностью игнорировать вероятность присутствия избыточного аргона в пироксенах и плагиоклазах из метагаббро ст. 67, полученные результаты следует рассматривать как предварительные. Вместе с тем приведенные данные однозначно указывают на необходимость дальнейших исследований по изотопному датированию образований 3-го слоя океанической коры, которые в некоторых районах Атлантики, возможно, относятся к древней коре, сформированной задолго до раскрытия современного бассейна Атлантического океана. Авторы признательны проф. Ю.А. Шуколюкову за полезные замечания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Karson J.A., Dick H.J.B. Deformed and metamorphosed oceanic crust at the Mid-Atlantic Ridge // Ofiolity. 1984. Vol. 9. № 3. P. 279-302.

2. Shilling J.-G. // Nature, 1985, vol. 314, p. 62-67.

3. Rona P.A. // Econ. Geol., 1978, vol. 73, № 2, p. 135-160.

4. Miyashiro A., Shido F. Differentiation of gabbros in the Mid-Atlantic Ridge near 24 N // Geochemical Journal. 1980. Vol. 14. P. 145-154.

5. Dick H.J.B., Bullen T. // Contrib. Mineral. Petrol., 1984, vol. 86, p. 54-76.

6. Detrick R.S., Purdy G.M. // J. Geophys. Res., 1980, vol. 85, № 7, p. 3759-3777.

7. Плюснина Л.П. Экспериментальное исследование метаморфизма базитов. М.: Наука, 1983. 158 с.

8. Друбецкой Е.Р., Спринцын В.Д. В сб.: Методические проблемы ядерной геологии. Л., 1982.

9. Силантьев С.А. Метаморфические породы дна Атлантического океана. М.: Наука, 1984. 103 с.

10. Emery К.О., Uchupi E.V. The geology of the Atlantic Ocean. N.Y.; В.; Heidelberg; Tokyo: Springer-Verlag, 1984. 1050 p.

11. Reynolds P.H., Clay W. In: Init. Rep. of the Deep Sea Drilling Project, 1977, vol. 37, p. 629-631.

12. Aumento F., Loncarevic B.D. // Canad. J. Earth Sci., 1969, vol. 6, № 1, p. 11-23.

13. Долгинов E.A. Раннедокембрийские метаморфические комплексы на окраинах современных континентов. М., 1985. 44 с.

Ссылка на статью: 

Трухалев А.И., Силантьев С.А., Куренцова Н.А., Одиноков Ю.Ю., Удинцев Г.Б., Колосов О.И., Федоров И.П., Ленников А.М., Васильева И.М., Друбецкой Е.Р. Древний К-Ar-возраст метагаббро и гранито-гнейса, драгированных в осевой части срединно-атлантического хребта, 26° с.ш. // Доклады АН СССР. 1990. Т. 311. № 6. С. 1447-1452.