Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

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.

Между провинциями Пири-Геттинген и Брюса-Дискавери лежат две довольно крупные котловины. Это упомянутая выше линзообразная котловина Шотта, и лежащая к югу от неё широкая котловина Дове, названная по имени выдающегося германского гидрометеоролога 19-го века. Выравненная осадками поверхность дна этой котловины по западной и восточной окраинам лежит на глубинах 3300–3800 м. В осевой её части – примерно на 42°30´з.д. – глубины достигают 4100–4200 м. В морфоструктуре дна осевой части котловины Дове примечателен узкий гребень Гевара с минимальными глубинами порядка 1670 м., протягивающийся по меридиану 42°37´ з.д. Он обладает асимметричным профилем, его восточный склон очень крутой, а западный более пологий Ширина этого гребня в основании примерно 6 миль. Протяженность его по азимуту 360° – до 30 миль. К северо-востоку от гребня Гевара расположен ещё один асимметричный гребень, ориентированный по азимуту 45°. Протяженность его всего 15 миль. Глубина на этом гребне 3413 м. Сейсмический профиль ярко демонстрирует взбросовую природу этого гребня (рис. 8). Наклонная поверхность его западного склона покрыта осадками, смятыми в результате наклона поверхности фундамента, круто поднятого вверх по разлому восточного склона. Бросающееся в глаза морфологическое сходство упомянутых гребней позволяет предполагать для них обоих сходную тектоническую взбросовую природу – в результате усилий сжатия, испытанных жестким фундаментом ложа котловины Дове. Крутые восточные склоны обоих гребней прямолинейны. Структура обоих этих гребней ни в какой мере не сходна со структурой океанических рифтов и не может служить свидетельством коры океанического типа рифтогенного происхождения. Сейсмический профиль средней части котловины моря Скоша по параллели 59°ю.ш. показыает сложную блоковую структуру жесткого фундамента. На этом профиле мы не находим рифтогенных структур, которые могли бы быть сочтены ответственными за происхождение котловин Она, Протектор и Дове.

Рис. 8. Профиль НСП через разлом на дне котловины Дове, HИC «Академик Борис Петров»

Мы предполагаем, что описанные здесь морфоструктурные провинции вместе котловинами можно рассматривать, как характеризующие однородную в тектоническом отношении Центральную плиту ложа котловины моря Скоша.

Образцы пород фундамента, драгированные на обнажении в западном обрыве возвышенности Пири Н.А. Куренцовой, представлены обломками пород древнего докембрийского кратона. Это гнейсы, слюдистые сланцы верхнего докембрия (абсолютный возраст их 579 м.а.), граниты нижней юры (183 м.а.), риолиты, липариты и базальты средней юры (169–175 м. а), алевролиты и песчаники мела (113 м. а) (рис. 9). Их упорядоченное положение по вертикали на драгированном сбросовом обрыве и форма свежих обломков позволила нам судить об их местном происхождении, а не в результате приноса плавучими льдами (Куренцова, Удинцев, 2004).

Рис. 9. Полигонные исследования возвышенности Пири – рельеф дна, сейсмическое профилирование и драгирование на обнажении фундамента – НИС «Академик Борис Петров».

Образцы каменных обломков были описаны для банки Дискавери английскими исследователями (Eagles, Livermore, Fairhead, Morris, 2005) и получены нами тралением (Удинцев, Арнтц и др., 2003). Эти образцы подобны полученным драгированием на обнаженном склоне банки Пири. Колонка осадков с банки Брюса, судя по микропалеонтологическим данным, свидетельствует о мелководных условиях отложения при высоком положении этой банки в среднем эоцене. В этих осадках содержатся также остатки фауны мелового времени, свидетельствующие о континентальной природе возвышенности Брюса (Eagles, Livermore, Fairhead, Morris, 2005, Toker, Barker, Wise, 1991).

Образцы базальтов, полученные в рассматриваемой области, как в море Скоша, так и в проливе Дрейка, драгировками, обычно оцениваются, как рифтогенные базальты срединноокеанических хребтов, область истощенного мантийного источника. Однако, по содержанию редкоземельных элементов такие базальты должны быть отнесены к проявлениям ареального платобазальтового магматизма области обогащенного мантийного источника (Удинцев, Куренцова, Кольцова, Домарацкая, 2009, Фролова, Бурикова, 2002) (рис. 10, 11). Такие базальты принципиально отличаются от рифтогенных базальтов срединноокеанических хребтов, подводных вулканических гор и вулканических островов океана. В структуре дна океана они тяготеют к реликтовым континентальным блокам.

Рис. 10. Реликтовые блоки континентальной коры в Мировом океане с океаническими платобазальтами. 1 – Реликтовые блоки континентальной коры с океаническими платобазальтами (по Фроловой, 2001), 2 – реликтовые блоки континентальной коры в Западной Антарктике (по Куренцовой, Удинцеву, 2004), 3 – места скважин в море Беллинсгаузена 35-го рейса БС «Гломар Челленджер», 4 – контуры суперплюма с глубиной 147–238 км (по Фроловой, Буриковой, 2002).

Рис. 11. Диаграмма соотношения Th/Yb и Ta/Yb в вулканитах Западной Антарктики (по Куренцовой, Удинцеву, 2004). 1 – платобазальты континентальных окраин, 2 – желочные базальты островов, 3 – рифтогенные базальты пролива Брансфилд, 4 – область истоженного мантийного источника, 5 – область обогащенного мантийного источника. 6–17 – 6 – платобазальты подводной гры Хуберта Миллера, моря Амундсена, станции 324 и 325, 7 – ложа моря Беллинсгаузена, станция 153, 8 – Антарктического полуострова, 9 – Южных Шетландских островов, 10 – гор Джонса, 11 – возвышенности Пири, 12 – возвышенности Дискавери, 13 – ложа моря Уэдделла, 14 – плато Воринг, Северная Атлантика, 15 – плато Кергелен, Индийский океан, 16 – континентальные платобазальты, 17 – ложа котловины Пауэла, Западная Антарктика, 18–21 – 18 – щелочные базальты о. Петра I, 19 – Земли Мэри Бёрд, 20 – ложа мора Беллинсгаузена, станция 154а, 21 – возвышенности Мод, скважина 690, MORB, базальты рифтовых зон срединноокеанических хребтов, область истощенной мантии, IPB – внутриплитные океанические платобазальты, область обогащенной мантии. Векторы показывают влияние факторов – (w) – внутриплитного обогащения литофильными элементами,© – коровой контаминации и (f) – фракционной кристаллизации. Пунктирными линиями показано разграничение полей (T) толеитовых, (ИЩ) – известково-щелочных, и (Ш) – шошонитовых пород.

Геологический разрез банки Пири очень близок разрезу по колонкам, полученным НИС «Роберт Конрад» и по скважинам 327, 329 и 330 глубоководного бурения на банке Мориса Юинга, 36-го рейса б/с «Гломар Челленджер» (Ludwig, 1983), по скважинам 114-го рейса б/с «Джоидес Резолюшн» 698, 699 и 700 на поднятии Северовосточное Джорджия (Kristoffersen, LaBrecque, 1991, Ciesielski, Kristoffersen, 1988, Ciesielski, Kristoffersen, 1991), и по скважинам 701 и 702 на поднятии Ислас Оркадас (Raymond, LaBrecque, Kristoffersen, et al.1991) (рис. 12). Разрез по этим скважинам демонстрирует слои морских отложений, включающих отложения материала разрушения пород континентального типа, от современных до миоцен-палеоцена и меловых, до юрских, покрывающих докембрийский фундамент.

Рис. 12. буровые скважины восточного продолжения Фалклендского плато – на банке Мориса Юинга, на поднятии Северо-Восточное Джорджия, на поднятии Ислас Оркадас