Короткопериодные гравитационные аномалии (длины волн менее
500 км
) отражают вариации плотности и рельеф контрастных плотностных границ
земной коры и верхней мантии. Остаточные аномалии Буге в максимальной
степени отражают особенности строения земной коры.
Расчет остаточных аномалий Буге.
Для расчета аномалий использовались данные по гравитационным аномалиям в
свободном воздухе [Forsberg
&
Kenyon, 2005]
и данные по рельефу [IBCAO,
2005], приведенные к регулярной
сетке
2500 м
с предварительной фильтрацией высокочастотных компонент до совместимости с
гравикой. Расчет классических аномалий Буге (компенсация наиболее
контрастной плотностной границы вода-дно) проводился для средней
плотности коры 2,75 г/см3 при интегрировании рельефа в
окружности с радиусом
166 км
. Для получения компенсации аномального поля за осадочный чехол необходимо
наличие значений мощности осадков на сетке со сходной детальностью,
которое в настоящий момент отсутствует. Поэтому расчет поправок на чехол
не проводился. Расчет мантийных аномалий Буге по методу Куо и Форсайта,
подразумевающему постоянную мощность океанической коры около
6 км
, также не проводился, поскольку учет модельной константы не меняет
конфигурации аномального поля и с практической точки зрения лишен
смысла. Расчет компенсации аномалий Буге за термические параметры мантии
был проведен следующим образом. Поскольку термовариации мантии являются
параметром, имеющим характерный размер не менее
100 км
, и детальной количественной информации для ее инструментального
определения с заданной детальностью не имеется, было решено осуществить
устранение гравитационных эффектов глубинного тепла обычной
высокочастотной фильтрацией. Собственно говоря, получение остаточных
аномалий Буге как поля, максимально отражающего строение коры и верхней
мантии до глубин 15-
20 км
с практической точки зрения может быть решено именно как выделение
высокочастотной части аномалий Буге. Таким образом, получение остаточных
аномалий решает обе проблемы. Известно, что глубина источника аномалии и
ее размер в плане соотносятся приблизительно как 1:3. Удаление из
аномального поля Буге длин волн более
60 км
формирует искомый результат - остаточные аномалии Буге (рисунок).
Данное аномальное поле отражает гравитационный эффект источников до
глубин
20 км
, т.е. максимально репрезентативно для исследования тектоники земной коры.
Кроме того, данное поле четко оконтуривает градиентные зоны, связанные с
переходом океан-континент, и бортовые зоны погребенных грабенов,
палеорифтовых зон шельфа. Подобная интерпретация остаточного поля
осуществима благодаря удалению длиннопериодных компонент, амплитуда
которых больше, чем у короткопериодных, и которые, как правило,
маскируют слабые вариации, мешая интерпретации последних.
Дополнительная тектоническая информация.
Анализ остаточных аномалий Буге позволяет обнаружить новые
закономерности тектонического строения фундамента акватории Арктики, не
выделявшиеся ранее.
В Канадской котловине ось палеоспрединга, занимающая позицию, близкую к
медианной по отношению к бортам котловины, обнаруживает эшелонированное
строение с правым сдвигом порядка 10-
15 км
и размерами блоковой сегментации 35-
50 км
.
Наблюдаются линейные зоны север-северо-западной ориентации,
расположенные от котловины Подводников далее на шельфе
Восточно-Сибирского моря и достигающие суши Евразии. В котловине
Подводников у западного обрамления хребта Менделеева эти зоны обрамляют
район глубоких минимумов аномалий в свободном воздухе. Отметим, что эти
линейные зоны не адекватны грабеноподобным депрессиям массива Де-Лонга.
На шельфе Карского моря четко прослеживаются дугообразные аномалии,
продолжающие структуры Новой Земли к п-ову Таймыр и островам Северная
Земля, причем главной новой особенностью является их совмещение с
линейными аномалиями, продолжающими структуры северного обрамления Новой
Земли (Адмиралтейский вал) к Северной Земле через трог Святой Анны.
На западе Баренцева моря в районе сочленения Ольгинского и Медвежинского
бассейнов наблюдаются линейные зоны, нарушенные правыми сдвигами с
амплитудой смещения до
60 км
. Линии сдвигов имеют восток-северо-восточную ориентацию, параллельную оси
хребта Книповича, пересекают северное обрамление Баренцевоморского
шельфа в районе трога Орел и прослеживаются в Евразийской котловине
вплоть до хребта Гаккеля. Наличие линейной зоны в этом районе отмечалось
ранее [Shipilov,
Senin, 1992],
она интерпретировалась как грабен, стыкующийся с Нордкапским бассейном.
Данные, полученные из анализа остаточных аномалий, показывают, что это
зона является преимущественно сдвиговой с элементами растяжения,
формирующими на северном обрамлении Баренцева моря локальные
рифтогенные структуры, параллельные хребту Книповича. Это подтверждается
данными экспедиции Геологического института РАН на НИС «Академик Николай
Страхов» (
2007 г
., 25-й рейс), которые показывают наличие свежих вулканических образований
в структурах трога Орел [Зайончек
и др., 2009], а также наличие
теплового потока, в 10 раз превышающего фоновое значение [Хуторской и др., 2009].
Вышеуказанное убеждает нас в необходимости построения принципиальной
новой геодинамической модели развития севера Баренцевоморского шельфа.
Литература
1.
Зайончек А.В., Мазарович А.О., Лаврушин В.Ю. и др.
Геолого-геофизические работы 25 рейса НИС «Академик Николай Страхов» на
севере Баренцева моря и на континентальном склоне Северного Ледовитого
океана. Доклады РАН, 2009, т. 427, № 1, с. 67-72.
2.
Хуторской М.Д., Леонов Ю.Г., Ермаков А.В., Ахмедзянов В.Р.
Аномальный тепловой поток и природа желобов в северной части
Свальбардской плиты. Доклады
РАН, 2009, т.
424, № 2, с. 227-233.
3. Forsberg R., Kenyon S.
Gravity and Geoid in the Arctic region - the northern polar gap now
filled. 2005. (http://earth-irifo.nga.mil/GandG/wgs84/agp/readme_new.html)
4. IBCAO (International
Bathymetric Chart of
Arctic Ocean
). 2005. (http://www.ngdc.noaa.gov/mgabathvinetrv/arctic/arctic.html)
|