Строение земной коры и тектоническая эволюция Центрально-Бенгальской котловины

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Проведен комплексный анализ геолого-геофизических данных, характеризующих строение Центрально-Бенгальской котловины (ЦБК) и обрамляющих ее структур. Впервые представлен субмеридиональный разрез глубинного сейсмического зондирования, пересекающий ЦБК. Установлено, что консолидированная кора в ЦБК имеет сложное блоковое строение. Скоростные характеристики фундамента и градиентное двухслойное строение верхней мантии однозначно указывают на то, что котловина была заложена на континентальной, а не на океанической коре. Механизмом опускания фундамента ЦБК, амплитуда которого достигает 11 км, может служить уплотнение основных пород нижней части континентальной коры при ее контакте с разогретой верхней мантией и переходе габброидов в эклогиты, плотность которых (3.6 г/см3) выше, чем у мантийных перидотитов (3.3 г/см3). Сделан вывод, что ЦБК, Хребет 85° в.д. и Бенгальский сектор Восточно-Индийского хребта представляют собой реликтовые фрагменты дифференцированно погрузившейся восточной части Индийского палеоматерика.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. К. Илларионов

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vkillar@mail.ru
Россия, Москва

О. Ю. Ганжа

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: vkillar@mail.ru
Россия, Москва

Д. А. Ильинский

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: vkillar@mail.ru
Россия, Москва

К. А. Рогинский

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: vkillar@mail.ru
Россия, Москва

Л. Д. Флейфель

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: vkillar@mail.ru
Россия, Москва

А. Ю. Борисова

Институт геологических и экологических наук

Email: vkillar@mail.ru
Франция, Тулуза

Список литературы

  1. Артюшков Е.В. Механизм образования глубоких впадин на континентах. Баренцевский прогиб // Докл. РАН. 2004. Т. 396. № 5. С. 644–649.
  2. Артюшков Е.В., Егоркин А.В. Физический механизм образования сверхглубоких осадочных бассейнов. Прикаспийская впадина// Докл. РАН. 2005. Т. 400. № 4. С. 494–499.
  3. Артюшков Е.В., Смирнов О.Е., Чехович П.А. Континентальная кора в западной части амеразийского бассейна. Механизм погружения // Геология и геофизика. 2021. Т. 62. № 7. С. 885–901.
  4. Илларионов В.К., Бойко А.Н., Удинцев Г.Б. Морфоструктура дна Бенгальского залива (Индийский океан), проблема его происхождения // Физика Земли. 2016. № 3. С. 50–67.
  5. Илларионов В.К., Ганжа О.Ю., Ильинский Д.А. и др. Природа земной коры южной части Бенгальского залива и прилегающей части Центральной котловины (Индийский океан) // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21. № 3. С. 75–97.
  6. Илларионов В.К., Ганжа О.Ю., Ильинский Д.А. и др. Новые представления о строении и природе коры западной части Бенгальского залива по данным глубинной сейсмики // Океанология. 2024. Т. 64. № 3. С. 526–541.
  7. Непрочнов Ю.П., Ганжа О.Ю., Ильин И.А. Методика обработки и интерпретации записей донных сейсмографов при глубинном сейсмическом зондировании в океане // Океанология. 2005. Т. 45. № 3. С. 458–467.
  8. Павленкова Н.И. Структурные особенности литосферы континентов и океанов и их природа // Геофизический журнал. 2019. Т. 41. № 2. С. 3–57.
  9. Рудич Е.М. Движущиеся материки и эволюция океанического ложа. М.: Недра, 1983. 272 с.
  10. Bandyopadhyay S. Evolution of the Ganga Brahmaputra Delta: A Review // Geographical Review of India. 2007. V. 69. P. 235–268.
  11. Borisova A.Y. Subalkaline series of the Afanasij Nikitin Seamount, Indian Ocean: Magma genesis and secondary alterations of basalts // Geochemistry International. 2001. V. 39. P. 123–135.
  12. Borisova A.Y., Belyatsky B.V., Portnyagin M.V., Sushchevskaya N.M. Petrogenesis of Olivine-phyric Basalts from the Aphanasey Nikitin Rise: Evidence for Contamination by Cratonic Lower Continental Crust // J. of Petrology. 2001. V. 42. P. 277–319.
  13. Borisova A.Y., Faure F., Deloule E. et al. Lead isotope signatures of Kerguelen plume-derived olivine-hosted melt inclusions: Constraints on the ocean island basalt petrogenesis // Lithos. 2014. V. 198. P. 153–171.
  14. Borisova A.Y., Bohrson W.A., Grégoire M. Origin of primitive ocean island basalts by crustal gabbro assimilation and multiple recharges of plume‐derived melts // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2017. V. 18. P. 2701–2716.
  15. Brune J.N., Singh D.D. Continent-like crustal thickness beneath the Bay Bengal sediments // Bull. Seismol. Soc. Am. 1986. V. 76. № 1. P. 191–203.
  16. Curiale J.A., Covington G.H., Shamsuddin A.H.M. et al. Origin of petroleum in Bangladesh // AAPG Bulletin. 2002. V. 86. № 4. P. 625–652.
  17. Curray J.R., Emmel F.J., More D.G., Raitt R.W. Structure, tectonics and geological history of the northeastern Indian Ocean // Ocean Basins and Margins. 1982. V. 6. P. 399–450.
  18. Dubey C.P., Tiwari V.M. Lithospheric-mantle modification beneath the thick sedimentary fan of Bay of Bengal: Inference from the 3D gravity model // Tectonophysics. 2022. V. 826. P. 1–14.
  19. Frey F.A., Weis D., Borisova A.Y., Xu G. Involvement of continental crust in the formation of the Cretaceous Kerguelen Plateau: New perspectives from ODP Leg 120 sites // J. of Petrology. 2002. V. 43. P. 1207–1239.
  20. Gorain S., Sachdeva H. Mystery beneath the 85 E Ridge // 12th Biennial Int. Conf. Expo. SPG-India, Jaipur, 2017.
  21. Gupta P., Rathore S.S., Raza S. et al. Isotopic and Geochemical Evidences from 85 E Ridge: Implications on Kerguelen Hotspot Linkage // 11th Biennial International Conference & Exposition. JAIPUR–2015.
  22. Ismaiel M., Krishna K.S., Srinivas K. et al. Internal structure of the 85 E Ridge, Bay of Bengal: Evidence for multiphase volcanism // Marine and Petroleum Geology. 2017. V. 80. P. 254–264.
  23. Ismaiel M., Krishna K. The 24 August 2021 Mw 5.1 Earthquake, 320 km northeast of Chennai, India: Brittle Rupture of a Fault Line // Current Science. 2021. V. 121. P. 1005–1006.
  24. Kent R.W., Pringle M.S., Müller R.D. et al. 40Ar/39Ar geochronology of the Rajmahal basalts, India, and their relationship to the Kerguelen Plateau // Journal of Petrology. 2002. V. 43. P. 1141–1153.
  25. Krishna K.S., Ismaiel M., Srinivas K. et al. Sediment pathways and emergence of Himalayan source material in the Bay of Bengal // Current Science. 2016. V. 110. P. 363–371.
  26. Krishna K.S., Ismaiel M., Srinivas K. Oceanic rocks beneath the landmass and continental rocks below the ocean – geological complexities in Indian waters // Current Science. 2020. V. 119. P. 896–898.
  27. Laju M., Krishna K.S. Dating of the 85 E Ridge (northeastern Indian Ocean) using marine magnetic anomalies // Current Science. 2021. V. 100. P. 1314–1322.
  28. Mooney W.D., Kaban M.K. The North American upper mantle: Density, composition, and evolution // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2010. V. 115. P. 1–24.
  29. Naini B.R., Leyden R. Ganges Cone: A Wide-Angle Seismic Reflection and Refraction Study // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. № 35. P. 8711–8720.
  30. Pateria M.L., Rangaraju M.K., Raiverman V. A Note on the Structure and Stratigraphy of Bay of Bengal Sediments // Geological survey of India. Special publication. 1992. № 29. P. 21–23.
  31. Peirce J.W. The northward motion of India since the late Cretaceous // Geophys. J.R. Astron. Soc. 1978. V. 52. P. 277–311.
  32. Rao D.G, Krishna K.S., Sar D. Crustal evolution and sedimentation history of the Bay of Bengal since the Cretaceous // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. № B8. P. 17747–17768.
  33. Radhakrishna M., Subrahmanyam C., Damodharan T. Thin oceanic crust below Bay of Bengal inferred from 3D-gravity interpretation // Tectonophysics. 2010. V. 493. P. 93–105.
  34. Sandwell D.T. New global marine gravity map/grid based on stacked ERS1, Geosat and Topex altimetry // EOS Transactions, American Geophysical Union. 1994. V. 75. № 16. P. 321.
  35. Shang L., Hu G., Pan J. et al. Hotspot volcanism along a leaky fracture zone contributes the formation of the 85 E Ridge at 11 N latitude, Bay of Bengal // Tectonophysics. 2022. V. 837. P. 1–14.
  36. Sibuet J.-C., Klingelhoefer F., Huang Y.-P. et al. Thinned continental crust intruded by volcanics beneath the northern Bay of Bengal // Marine Petroleum Geology. 2016. V. 77. P. 471–486.
  37. Talwani M., Krishna K.S., Ismaiel M., Desa M.A. Comment on a paper by Sibuet et al. entitled “Thinned continental crust intruded by volcanics beneath the northern Bay of Bengal” // Marine and Petroleum Geology. 2016. V. 88. P. 1123–1125.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта глубин акустического фундамента БЗ, изогипсы, км ([4] с доп.). На карте выделены основные структурно-тектонические таксоны фундамента БЗ и нанесена схема геолого-геофизической изученности его центральной части. I – структурно-тектонические таксоны первого порядка: 1 – Центрально-Бенгальская котловина, 2 – Хребет 85° в.д., 3 – Восточно-Индийский хребет, 4 – депрессия Джессор, 5 – Западная котловина, 6 – Восточно-Индийское плато, 7 – “структурный вал”, 8 – Южно-Шриланкийская котловина; II – сейсмоакустические радиобуи, в числителе дана скорость сейсмических волн в фундаменте, в знаменателе – глубина залегания его кровли [29]; III – профили ОГТ: MAN1, MAN3 (MV Sagar Sandhani, [30]), SK 107–07 (ORV Sagar Kanya, [27]), MCS-I (ИС Хайяндичжи-9, R.V. Haiyangdizhi-9, 2019 [35]), профили ГСЗ М3, М4 (НИС “Мезень”, 2003); IV – профили ГСЗ 2, 5, 11 [36]; V – скважины глубоководного бурения проекта DSDP; VI – скважина проекта IODP-1444; VII – скважины промышленного бурения; VIII – эпицентры современных землетрясений [23].

Скачать (617KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Региональные широтные разрезы МОВ-ОГТ (а–в), характеризующие строение дна Бенгальского залива. На вертикальной шкале дано время двойного пробега отраженной волны. Положение профилей см. рис. 1. Условные обозначения: ЗБ – Западный бассейн; Хр.85° – Хребет 85° в.д.; ЦББ – Центрально-Бенгальский бассейн; ВИХ – Восточно-Индийский хребет; зубчатая линия – океанический фундамент, по [32].

Скачать (455KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Гравиметрическая карта БЗ в редукции Буге [по 33 (c доп.)]. Цифры в кружках: 1 – Центрально-Бенгальский бассейн, 2 – Восточно-Индийский хребет, 3 – хребет 85° в.д. Пунктирными линиями обозначены профили ОГТ; сплошными линиями даны профили ГСЗ: М-1, M-2, М-3, M-4, M-5 (НИС “Мезень”); профили ГСЗ: Пр-2, Пр-5, Пр-11 [36].

Скачать (574KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Погребенная карбонатная банка на вершине Хребта 85° в.д. [20].

Скачать (166KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Денудированная поверхность одного из горстовых блоков хребта 85° в.д., на котором сохранились фрагменты карбонатных отложений [20].

Скачать (671KB)
Метаданные
7. Рис. 6. а – График аномалии силы тяжести с редукцией в свободном воздухе [34]. Чередование максимумов и минимумов кривой хорошо коррелируются с блоковой структурой консолидированной коры; б – глубинная скоростная модель Центрально-Бенгальской котловины по профилю ГСЗ М-3. Положение профиля см. рис. 1. Сплошные линии – границы, построенные по преломляющим площадкам 1-Д скоростных колонок. Черные цифры – скорость на кровле слоя. Красные цифры – скорость на подошве слоя. Вертикальные штриховые линии – границы блоков, построенные по изменению скоростей на кровле и подошве слоя. Штриховая линия – предполагаемое продолжение границы М2. LCL – слой нижней̆ коры с аномально высокой скоростью.

Скачать (572KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Широтный геолого-геофизический разрез, построенный с учетом данных ГСЗ, мигрированных во временную область, и МОВ-ОГТ. В качестве опорного принят разрез по профилю SK 107–07: 1 – слой воды; 2 – осадочный слой; 3 – вулканогенно-осадочный слой; 4 – фундамент, сложенный континентальной корой; 5 – Мохо М1; 6 – Мохо М2.

Скачать (323KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025