Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Сведения о геологии фундамента пролива Дрейка крайне пока ещё очень ограничены. Две драгировки, выполненные английскими учеными – к западу от разлома Шекклтона и к востоку от него, показали присутствие базальтов, отнесенных к базальтам срединноокеанических рифтовых хребтов (Saunders, Tarney, Weaver, Barker, 1982).

Впрочем, опубликованные этими авторами геохимические данные, позволяют отнести описываемые ими базальты к океаническим плато-базальтам, изливавшимся на поверхности коры континентального типа (Фролова, Бурикова, 1997, 2002).

Западная часть котловины моря Скоша характеризуется хорошо развитой системой угасших рифтовых структур и трансформных разломов, наиболее протяженные из которых параллельны разлому Шекклтона. Однако оценка пространственных масштабов развития коры рифтогенного происхождения затруднительна, ибо рифтовый тип рельефа ограничен узкими осевыми грядами (Livermore, McAdoo, Marks, 1993), а за их пределами развит холмистый рельеф. Его происхождение может быть связано с образованием полей трапповых базальтов или наследованием от жесткого древнего континентального фундамента.

5. Центральная часть ложа моря Скоша

В 1994–1996 гг. году в экспедициях 21-го и 29-го рейсов НИС «Академик Борис Петров», в соответствии с германским проектом геокинематического мониторинга в области Западной Антарктики, была создана опорная сеть геодезических станций в разных точках этой области. В экспедициях германского судна «Полярштерн» геокинематический мониторинг был продолжен. В экспедициях НИС «Академик Борис Петров», параллельно операции по основанию геодезической сети, велось многолучевое эхолотирование и сейсмическое профилирование в центральной части моря Скоша вдоль параллели 59 градуса южной широты, и полигонные исследования с отбором образцов пород в области хребта Южный Скоша и в южной части Центральной плиты моря Скоша, на банках Пири и Дискавери (Галимов, Удинцев, Шенке и др. 1999, Удинцев, Шенке, 2004) (рис. 5). Во время экспедиции АНТ-19/5 НИС «Полярштерн» была выполнена детальная съемка рельефа дна и отбор проб на банке «Дискавери» (Удинцев, Арнтц, Удинцев и др., 2003). В экспедиции АНТ-22/4 этого судна специальное детальное исследование рельефа дна и структуры магнитного поля на большом полигоне велось по галсам с перекрытием на 10 % между галсами в северной части Центральной плиты (Schenke, Zenk, 2006) (рис. 6).

Рис. 5. Положение полигонов и разреза сейсмического профилирования по 59° ю.ш. в море Скоша, НИС «Академик Борис Петров»

Рис. 6. Батиметрическая карта ппо данным многолучевого эхолотирования полигона в центральной части моря Скоша, исследовавшегося в экспедиции АНТ-22/4 на НИС «Полярштерн»

Обработка данных судового промера в сочетании с данными спутниковой альтиметрии, позволила составить батиметрическую карту. Эта карта детальнее доступных ранее карт этой части моря.

Рельеф Центральной плиты теперь известен гораздо лучше, как в своих крупных чертах, так и в деталях. Банка Пири является пиком малой части вершинной поверхности протяжённого поднятия, оконтуренного вверху изобатой 1500 м, а в подножье склонов изобатой 3000 м. Мы называем его поднятием Пири. К северу от него в области от 58°40´ ю.ш. 57°30´ ю.ш. лежит равнинная терраса с глубинами менее 3200 м. Мы называем эту террасу плато Пири. К северу от 58°30´ю.ш. находится серия холмов и узких гребней на глубинах в интервале от 3200 до 3000 м в области, простирающейся до 56°30´ ю.ш. Наиболее крупный и самый высокий холм в этой области поднимается до глубины менее 2500 м. Комплекс этих неровностей рельефа подобен краевой части другого большого поднятия, расположенного к северу от 56°30´ю.ш. Объединяя это поднятие с упомянутыми краевыми холмами, мы назвали его в целом возвышенностью Геттинген. Морфология этой возвышенности и её размеры в пределах изобаты 3300 м, а в верхней части с глубинами меньше 2500–2000 м, сходны с морфологией возвышенности Пири. Возвышенность Пири вместе с плато Пири и возвышенностью Геттинген рассматривается нами, как крупная морфоструктурная провинция. Мы предлагаем называть её провинция Пири-Геттинген. Её морфоструктура рассматривается нами, как примечательно отличающаяся от структуры рифтогенной провинции хребта Западный Скоша, лежащей к западу и примерно ограниченной линией, проводимой от острова Элефант, хребет Южный Скоша, в направлении на северо-восток к скалам Шаг хребта Северный Скоша. Провинция Пири-Геттинген может рассматриваться, как западная краевая система Центральной плиты. Северный предел этой провинции определяется глубоким желобом, назвать который было бы логично по соседнему блоку хребта Северный Скоша, увенчанному скалами Шаг – мы назовем его желобом Шаг. Южный предел провинции соответствует глубокому Южно-Оркнейскому желобу.

В пределах структуры возвышенности Геттинген находится грабен с широким, до 30 миль, трогом, получивший название по имени судна «Полярштерн». Высота его склонов достигает 1000–2000 м, а их крутизна 25°–30°. Особенно крут северный склон – его крутизна местами почти 50°. Узкие углубленные прогибы ложа трога, выровненного осадками, лежат в подножьях крутых склонов по обеим сторонам грабена. Их глубины достигают 4000–4500 м, в то время как глубины в центральной части трога порядка 3700–3800 м. Края поверхности возвышенности Геттинген по обоим краям трога поднимаются до глубин 2300–2200 м. Эти глубины соответствуют, по-видимому, былой поверхности купола в виде широкого свода, некогда нарушенного в центре силами растяжения, с последующим обрушением части купола и формированием грабена. Детальная батиметрическая карта показывает внутри северной части грабена небольшой трансверсивный гребень с глубинами порядка 2000–2500 м. К востоку от грабена обнаружена большая округлая депрессия, оконтуренная изобатой 3500 м. Это линзовидное углубление имеет диаметр 80–90 миль и глубина в его центре в точке 56°45´ю.ш. и 42°10´ з.д. примерно 4400 м., отражая углубление относительно краев на 900 м. Сами края этого линзовидного углубления возвышаются над окружающим ложем морской котловины примерно на 100–200 м. Благодаря этому описываемое углубление дна в отличие от других впадин Центральной плиты имеет форму кратерной структуры. Было предложено назвать эту впадину котловиной Шотта, в память выдающегося германского океанографа. Диаметр этой круговой формы сопоставим с диаметром кратера Манагуан в Канаде и кратера Юкотанского полуострова в Мексиканском заливе. Кольцевая структура впадины Шотта производит впечатление наложенной на восточную часть трога грабена Полярштерн. Следовательно, она была создана уже после возникновения грабена.

Безусловно, крупные морфоструктуры и интенсивные дислокации, показанные на новейшей детальной батиметрической карте и на записях сейсмического профилирования НИС «Академик Борис Петров» (рис. 7) весьма примечательны. Однако не меньшее значение, а даже особенно важное для понимания происхождения провинции Пири-Гетинген, её поднятий и плато, заключается в морфологии малых форм рельефа, преобладающих на поверхности дна. Детальный многолучевой промер позволил выявить регулярный характер морфологии типа холмистых равнин, преобладающего на всём пространстве поверхности этой провинции. Мы можем рассматривать эти холмистые равнины, как генетически однородные поверхности. Статистический анализ их морфологии позволил, прежде всего, опознать доминирующие простирания холмистых гребней, образующих ортогональную сетку по азимутам 325°, 0° и 45°. Статистический анализ показывает также в размещении холмистых равнин существование нескольких уровенных поверхностей, располагающихся на уровнях 3400–3200 м, 3200–3000 м и 3000–2800 м.

Рис. 7. Сейсмическое профилирование дна моря Скоша по 59° ю.ш., НИС «Академик Борис Петров»

В пределах крупных форм рельефа рассматриваемой провинции мы находим несколько плосковершинных подводных гор с характерной формой вулканических конусов. Они располагаются по линиям разломов, отраженных в рельефе крутыми обрывами и трещинами поверхности. Плоские вершины этих вулканических гор являются древними террасами морской абразии, опущенными ныне на глубину 2400 м (гора Хинца), 2350 м (гора Зебера), 2220 м (гора Венцеля), 2025 м (гора Кертца), 1800 м (гора Зейболда). Поверхности выравнивания наиболее высоких частей возвышенностей, описанных ранее, как банка Пири с минимальной глубиной 740 м, банка Брюса – 1089 м и банка Дискавери – 350 м, также являются результатом морской абразии в периоды, когда они находились на уровне моря. Различия в глубинах этих плоских поверхностей могут быть свидетельством прогрессивного и неодинакового погружения.

Банки Дискавери и Брюса по данным наших исследований, подобно банке Пири, являются самыми высокими частями больших возвышенностей. Гребни этих воэвышенностей располагаются на глубинах в пределах, примерно, 1500–2500 м, а их подножья оконтурены изобатами 3200–3400 м. Эти возвышенности можно назвать возвышенностью Брюса и возвышенностью Дискавери. Южные части этих возвышенностей соединяются широкой террасой с глубинами менее 2800–3000 м. Мы предлагаем назвать эту террасу, как плато Брюс-Дискавери. Это плато продолжается к северу до 58°ю.ш. Далее к северу продолжения возвышенностей Брюса и Дискавери разделены трогом с глубинами 3000–3300 м. Обе эти возвышенности в своем северном простирании достигают 56°ю.ш. и подходят довольно близко к подножью блока Южной Джорджии хребта Северный Скоша. Логично дать название для комплекса этих крупных морфоструктур на их полном пространстве, как Провинция Брюса-Дискавери. Восточный предел этой провинции лежит примерно на 35°з.д. Эта Провинция может рассматриваться в качестве восточной структурной окраины Центральной плиты. Несколько вулканических гор, некоторые из которых плосковершинные, были исследованы во время экспедиции АНТ–19/5 на западном обрывистом краю возвышенности Дискавери вблизи 36°з.д. Глубины плоских вершин крупнейших из них – 1100 м (гора Дригальского) и 1200 м (гора Лазарева). Эти вулканы чётко приурочены к крупным разломам, протягивающимся к острову Южная Джорджия, и служат свидетельством погружения блока возвышенности Дискавери со смещением по этому разлому.