GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences1779810.31857/S0016-853X2019692-104ArticlesСтатьиResearch ArticleCrustal structure, tectonic subsidence and lithospheric stretching of the princess Elizabeth trough basin, East AntarcticaСтроение земной коры, тектоническое погружение и растяжение литосферы осадочного бассейна трога принцессы Елизаветы, Восточная АнтарктикаLeitchenkovG. L.ЛейченковГ. Л.
Russian Federation
german_l@mail.ruGalushkinYu. I.ГалушкинЮ. И.
Russian Federation
german_l@mail.ruGusevaYu. B.ГусеваЮ. Б.
Russian Federation
german_l@mail.ruGandyukhinV. V.ГандюхинВ. В.
Russian Federation
german_l@mail.ruDubininE. P.ДубининЕ. П.
Russian Federation
german_l@mail.ruGramberg Research Institute of Geology and Mineral Resources of the World OceanВсероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга («ВНИИОкеангеология»)Institute of Earth Sciences ‒ St. Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университет – Институт наук о ЗемлеMuseum of Natural History, Lomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Музей землеведенияInstitute of Earth Sciences ‒ St. Petersburg State UniversityПолярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ)Polar Marine Geosurvey ExpeditionПолярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ)Museum of Natural History, Lomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова1711201969210417112019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019,2019Russian academy of scienceshttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/17798

This paper considers crustal structure, seismic stratigraphy, thermal evolution and lithospheric stretching of the deep-water basin located on the East Antarctic passive margin in the Princess Elizabeth Trough. Seven of the Middle Jurassic to Quaternary seismic sequences was identified based on interpretation of multichannel seismic data. The information about seismic stratigraphy and crustal thickness (calculated from gravity data) along the section crossing the Princess Elizabeth Trough was used for numerical modeling of the thermal regime of the lithosphere, tectonic subsidence of the crystalline basement and lithospheric stretching. Modeling shows that calculated tectonic subsidence is possible only under the assumption of crustal extension before the deposition (during the crustal doming at the early rift phase). Maximum stretching factor in the basin ranges from 1.1 to 2.0 for the period which preceded the deposition and 2.8 for the period of the rift-related deposition.

В статье рассматривается строение земной коры, сейсмостратиграфия, термическая эволюция и характер растяжения литосферы глубоководного осадочного бассейна, расположенного в троге принцессы Елизаветы на континентальной окраине Восточной Антарктиды в южной части Индийского океана. В результате сейсмостратиграфического анализа в осадочном чехле бассейна выделено 7 сейсмических комплексов, которые формировались в период от поздней ранней юры до настоящего времени. На основании данных о глубинном строении бассейна выполнено численное моделирование его термического режима и тектонического погружения. По результатам моделирования установлено изменение температуры пород с глубиной и степени растяжения литосферы в рифтовой истории бассейна. Моделирование показало, что для объяснения глубины погружения фундамента и мощности кристаллической части земной коры бассейна требуется растяжение литосферы до начала формирования осадков. Максимальная амплитуда растяжения выявлена в депоцентре бассейна, где она составляет 2.0 до начала осадконакопления и 2.8 – в период накопления рифтовых осадков.

East AntarcticaPrincess Elizabeth Troughpassive marginlithosphereriftingcrustal stretchingsedimentary basintectonic subsidencenumerical modelingВосточная Антарктикатрог Принцессы Елизаветыпассивная окраиналитосферарифтогенезрастяжение земной корыосадочный бассейнтектоническое погружениечисленное моделированиеThis work was supported by the Russian Science Foundation (project No. 16-17-10139).Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-10139).Галушкин Ю.И Моделирование осадочных бассейнов и оценка их нефтегазоносности. М.: Научный мир, 2007. 457 с.Лейченков Г.Л., Гусева Ю.Б., Гандюхин В.В., Голь К., Иванов С.В., Голынский А.В., Казанков А.Ю. Тектоническое развитие земной коры и формирование осадочного чехла в антарктической части Индийского океана (море Содружества, море Дейвиса, плато Кергелен) // Российские исследования по программе МПГ 2007/2008 гг. Строение и история развития литосферы / Ред. Ю.Г. Леонов. М.: Paulsen Edition. 2010. С. 9–38.Baranov A., Tenzer R., Bagherbandi M. Combined gravimetric-seismic crustal model for Antarctica // Surv. Geophys. 2018. Vol. 39. No 1. p. 23–56Barrett P.J. Cenozoic climate and sea level history from glacimarine strata off the Victoria Land coast, Cape Roberts Project. Antarctica // Glacial Processes and Products / M.J. Hambrey, P. Christoffersen, N.F. Glasser, B. Hubbart (eds.). Int. Assoc. Sediment. Spec. Publ. 2007. Vol. 39. P. 259–287.Bayer A.J. Geotherms evolution of the lithosphere and plate tectonics // Tectonophysics. 1981. Vol. 72. P. 203–227.Borissova I., Moore A., Sayers J., Parums R., Coffin M.F., Symonds P.A. Geological framework of the Kerguelen Plateau and adjacent ocean basins / Canberra: Geosci. Australia Record, 2002. 120 p.Coffin M.F., Pringle M.S., Duncan R.A., Gladczenko T.P., Storey M., Muller R.D., Gahagan L.A. Kerguelen Hotspot magma output since 130 Ma // J. Petrology. 2002. Vol. 43. No 7. P. 1121–1139.Crowley T.J. Comparison of longterm greenhouse projections with the geologic record // Geophys. Res. Lett. 1995. Vol. 22. No. 8. P. 933–936.Galushkin Yu.I. Non-standard problems in basin modeling. Switzerland: Springer Int. Publ., 2016. 268 p.Gohl K., Leitchenkov G.L., Parsiegla N., Ehlers B.M., Kopsch C., Damaske D., Guseva Y.B., Gandyukhin V.V. Crustal types and continental-ocean boundaries between the Kerguelen Plateau and Prydz Bay, East Antarctica // Antarctica: A Keystone in a Changing World / Cooper A. K, Raymond C.R. et al. (eds.). Proc. 10th Int. Symposium on Antarctic Earth Sci. USGS–US National Academy. 2007. doi:10.3133/of2007-1047.srp039.Golynsky A.V., Ivanov S.V., Kazankov A.Ju., Jokat W., Masolov V.N., von Frese R.R.B., the ADMAP Working Group. New continental margin magnetic anomalies of East Antarctica // Tectonophysics. 2013. Vol. 585. P. 172–184.Gupta M.I., Sharma, S.R., Sundar, A., and Singh, S.B. Geothermal studies in the Hyderabad granitic region and the crustal thermal structure of the Southern Indian Shield // Tectonophysics. 1987. Vol.140. P. 257–264.Gupta M.I., Sundar A., and Sharma S.R. Heat flow and heat generation in the Archaean Dharwar cratons and implications for the Southern Indian Shield geotherm and lithospheric thickness // Tectonophysics. 1991. Vol. 144. P. 107–122.Hinz K., Krause W. The continental margin of Queen Maud Land/Antarctica: seismic sequences, structural elements and geological development // Geol. Jahrbuch. Geol. Paläontol. 1982. Vol. E23. P. 17–41.Kuvaas B., Kristoffersen Y. The Crary Fan, a trough-mouth fan on the Weddell Sea continental margin, Antarctica // Marine Geol. 1991. Vol. 97. P. 345–362.Lawver L.A., Gahagan L.M., Coffin M.F. The development of paleoseaways around Antarctica // The role of the Southern Ocean and Antarctica in global change: an Ocean Drilling Perspective / J.P. Kennet, J. Barren (eds.). Antarctic Res. Ser. AGU. 1992. Vol. 56. P. 7–30.Leitchenkov G.L., Guseva Y.B., Gandyukhin V.V. Cenozoic environmental changes along the East Antarctic continental margin inferred from regional seismic stratigraphy // Antarctica: A Keystone in a Changing World / A.K. Cooper, C.R. Raymond et al. (eds.). Proc. 10th Int. Symposium on Antarctic Earth Sci. USGS–US National Academy, 2007. doi:10.3133/of2007-1047.srp005.Leitchenkov G., Guseva Y.B, Gandyukhin V, Ivanov S, Safonova L. Structure of the Earth’s crust and tectonic evolution history of the Southern Indian Ocean (Antarctica) // Geotectonics. 2014. Vol. 48. No. 1. P. 5–23.McKenzie D., Jackson J., Priestley K. Thermal structure of oceanic and continental lithosphere // Earth. Planet. Sci. Lett. 2005. Vol. 233. P. 337–339.Negi I.G., Panday O.P., Agrawal P.K. Super-mobility of hot Indian lithosphere // Tectonophysics. 1986. Vol. 131. P. 147–156.Parsons B., Sclater J.B. Analysis of the variation of ocean floor bathymetry and htat flow with age // J. Geophys. Research. 1977. Vol. 82. No.5. P 803–827Ungerer Ph., Burrus I., Doligez B., Chenet P., Bessis F. Basin evolution by integrated two-dimensional modelling of heat transfer, fluid flow, hydrocarbon generation, and migration // AAPG Bull. 1990. Vol. 74. N. 3. P. 309–335.Ungerer Ph. Modeling of petroleum generation and migration // Applied Petrol. Geochem. 1993. P. 397–442.Welte D.H., Horsfield B., Baker D.R. Petroleum and Basin Evolution. Berlin: Springer, 1997. 535 p.Williams S.E. Whittaker J.M., Granot R., Müller D.R. Early India-Australia spreading history revealed by newly detected Mesozoic magnetic anomalies in the Perth Abyssal Plain // J. Geophys. Reseach. Ser. Solid Earth. 2013. Vol. 118. doi:10.1002/jgrb.50239.Wyllie P.J. Magmas and volatile components // Am. Mineral. 1979. Vol. 64. P. 469–500.Zachos J., Pagani M., Sloan L., Thomas E., Billups K. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present // Science. 2001. Vol. 292. P. 686–693.Ziegler P.A., Cloetingh S. Dynamic processes controlling evolution of rifted basins // Earth Sci. Rev. 2004. Vol. 64. P. 1–50.