Строение земной коры, тектоническое погружение и растяжение литосферы осадочного бассейна трога принцессы Елизаветы, Восточная Антарктика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Л. Лейченков

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга («ВНИИОкеангеология»); Санкт-Петербургский государственный университет – Институт наук о Земле

Автор, ответственный за переписку.
Email: german_l@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. И. Галушкин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Музей землеведения

Email: german_l@mail.ru
Россия, Москва

Ю. Б. Гусева

Полярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ)

Email: german_l@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. В. Гандюхин

Полярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ)

Email: german_l@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. П. Дубинин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: german_l@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Галушкин Ю.И Моделирование осадочных бассейнов и оценка их нефтегазоносности. М.: Научный мир, 2007. 457 с.
  2. 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.
  3. Baranov A., Tenzer R., Bagherbandi M. Combined gravimetric-seismic crustal model for Antarctica // Surv. Geophys. 2018. Vol. 39. No 1. p. 23–56
  4. Barrett 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.
  5. Bayer A.J. Geotherms evolution of the lithosphere and plate tectonics // Tectonophysics. 1981. Vol. 72. P. 203–227.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Crowley T.J. Comparison of longterm greenhouse projections with the geologic record // Geophys. Res. Lett. 1995. Vol. 22. No. 8. P. 933–936.
  9. Galushkin Yu.I. Non-standard problems in basin modeling. Switzerland: Springer Int. Publ., 2016. 268 p.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. McKenzie D., Jackson J., Priestley K. Thermal structure of oceanic and continental lithosphere // Earth. Planet. Sci. Lett. 2005. Vol. 233. P. 337–339.
  20. Negi I.G., Panday O.P., Agrawal P.K. Super-mobility of hot Indian lithosphere // Tectonophysics. 1986. Vol. 131. P. 147–156.
  21. 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 803–827
  22. Ungerer 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.
  23. Ungerer Ph. Modeling of petroleum generation and migration // Applied Petrol. Geochem. 1993. P. 397–442.
  24. Welte D.H., Horsfield B., Baker D.R. Petroleum and Basin Evolution. Berlin: Springer, 1997. 535 p.
  25. 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.
  26. Wyllie P.J. Magmas and volatile components // Am. Mineral. 1979. Vol. 64. P. 469–500.
  27. 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.
  28. Ziegler P.A., Cloetingh S. Dynamic processes controlling evolution of rifted basins // Earth Sci. Rev. 2004. Vol. 64. P. 1–50.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Положение профилей 4809 и 3910, использованных для численного моделирования бассейна трога Принцессы Елизаветы.

Скачать (397KB)
Метаданные
3. Рис.2. Интерпретированные временной (а) и глубинный (б) сейсмические разрезы по профилю 4809. 1 – сейсмические границы; 2 – возраст сейсмических комплексов в млн лет; 3 – номера псевдоскважин, по которым выполнялось численное моделирование

Скачать (551KB)
Метаданные
4. Рис.3. Плотностной разрез земной коры по профилю 3910, полученный по результатам моделирования гравитационных аномалий. 1 – наблюденные гравитационные аномалии (редукция в свободном воздухе); 2 – вычисленные гравитационные аномалии; 3 – плотность, г/см3; 4 – номера псевдоскважин, по которым выполнялось численное моделирование; 5 – граница между рифтогенной корой континентального типа и корой океанического типа

Скачать (249KB)
Метаданные
5. Рис.4. Изменение температуры пород и зрелости органического вещества в истории погружения осадочного бассейна пассивной окраины в троге Принцессы Елизаветы, численно восстановленные для псевдоскважин (ПС) 2 (а), 7 (б) и 9 (в). 1 – изменение среднегодовой температуры на поверхности морского дна (по данным [4, 8, 27]); 2 – изменение глубины залегания сейсмических комплексов (относительно морского дна) в период развития бассейна; 3 – изотермы; 4 – изолинии отражательной способности витринита (%Ro)

Скачать (360KB)
Метаданные
6. Рис.5. Термическое состояние осадочного чехла бассейна трога Принцессы Елизаветы в разрезе по профилю 4908. 1 – основные сейсмические горизонты; 2 – изотермы; 3 – изолинии отражательной способности витринита (%Ro)

Скачать (224KB)
Метаданные
7. Рис.6. Термическая история литосферы осадочного бассейна трога Принцессы Елизаветы в псевдоскважине 7 (а), эволюция термического режима литосферы в псевдоскважине 7 (б). Фазовый переход показывает глубину в мантии, на которой происходит преобразование шпинелевых перидотитов в гранатовые перидотиты, по [1]. Подошва литосферы определяется пересечением кривой солидуса перидотита с содержанием воды не более 0.2% H2O [26] с текущей геотермой Т(Z, t) в литосфере бассейна. 1 – вариации теплового потока через поверхность фундамента; 2 – вариации теплового потока через поверхность осадочного чехла

Скачать (156KB)
Метаданные
8. Рис.7. Предполагаемые изменения глубины моря в троге Принцессы Елизаветы в ПС 1–11. Показаны (цифры) номера псевдоскважин.

Скачать (81KB)
Метаданные
9. Рис.8. Вариации тектонического погружения поверхности фундамента (а) и мощности осадочного чехла (б) в истории развития бассейна трога Принцессы Елизаветы. Показаны (цифры) номера псевдоскважин.

Скачать (226KB)
Метаданные
10. Рис.9. Вариации тектонического погружения бассейна Трога Принцессы Елизаветы для псевдоскважин (ПС) 2 (а), 7 (б) и 9 (в), вычисленные в предположении локально-изостатического отклика литосферы на нагрузку. 1–2 – тектоническое погружение поверхности фундамента, вычисленное: 1 – удалением нагрузки воды и осадков с поверхности фундамента, 2 – из условия изостатической компенсации разреза литосферы; 3 – полное погружение поверхности фундамента, отсчитываемое от поверхности моря; 4 – палеоглубина моря

Скачать (219KB)
Метаданные

© Russian academy of sciences, 2019