Geological Investigation of the King’s Trough during the 55th and 57th Expeditions of the R/V Academic Nikolay Strakhov

Full Text

В 2023 и в 2024 гг. Геологическим институтом РАН и Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН были проведены две комплексные геолого-геофизические экспедиции на НИС “Академик Николай Страхов” (55-й и 57-й рейсы) в районе трога Кинг – мало изученной мегаструктуре, расположенной в Северной Атлантике, по утвержденной Министерством науки и образования Российской Федерации экспедиционной программе.

Основная цель экспедиций – изучение тектоники, магматизма, гидротермального метаморфизма и седиментации в районе мезоструктурного кластера, образованного трогом Кинг, Азоро-Бискайским поднятием и плато Гницевича на восточном фланге Срединно-Атлантического хребта.

Основные виды работ в ходе обеих экспедиций включали детальную батиметрическую съемку дна с помощью судового многолучевого глубоководного эхолота SeaBat 7150–12 кГц с сонарной модой записи акустических сигналов, сейсмоакустическое профилирование с помощью судового профилографа EdgeTech 3300 (частота 2–6 кГц) и параметрического акустического профилографа Parasound DS Sub-Bottom profiler P-35, а также измерения аномального магнитного поля с помощью магнитометров Geometrics G882 и SeaPOS2. Сбор каменного материала выполнялся драгой.

Объем выполненных работ. Батиметрическое и акустическое профилирование на полигоне Кинг за время двух экспедиций выполнено на 7 галсах общей протяженностью 15219 км (рис.). По данным сплошной батиметрической съемки построена батиметрическая карта масштаба 1:100 000 площадью 106 339 км². Магнитное профилирование проведено на тех же галсах. На основе полученных материалов построена карта аномального магнитного поля. Выполнено 39 драгировок (рис.), из них 26 результативных, поднято около 1050 кг донно-каменного материала. На транзитных галсах проведено батиметрическое и акустическое профилирование протяженностью 4282 км и магнитное профилирование протяженностью 2490 км.

 

Рис. 1. Схема работ на полигоне Кинг сделана на основе карты GEBCO-19 (сайт https://www.gebco.net). Красные кружки – местоположение станций драгирования 57-го рейса НИС “Академик Николай Страхов”, черные квадраты – 55-го рейса этого судна. Возле них номера станций. Черные и красные линии – галсы батиметрической съемки, а также сейсмоакустического и магнитного профилирования соответственно в 55-м и 57-м рейсах. На врезке показано местоположение полигона Кинг.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. По результатам батиметрического картирования в пределах изученного мезоструктурного кластера Кинг выделено несколько морфоструктурных провинций, отличающихся друг от друга по характеру рельефа. В целом в рельефе выделяется четыре основных геоморфологических уровня: днище трогов, образующих систему вытянутых впадин северо-западного простирания, надстраивающих друг друга по простиранию и параллельных друг другу; поверхность свода, рассеченного этими трогами; поверхность вулканических плоскогорий, нарастающих на своде; и вершины конусовидных вулканических построек, возвышающихся над плоскогорьями.
2. Фланговые зоны трога Кинг комплементарны: на противоположных бортах располагаются близкие по морфологии структуры, имеющие схожие геоморфологические уровни, что подчеркивает их образование в качестве единой структуры, впоследствии разделенной трогами.
3. По итогам сейсмоакустического профилирования установлено, что осадочный чехол района исследований сформирован на океаническом фундаменте, подверженном неотектоническим движениям и деформациям. Неоднородный и подвижный фундамент является субстратом, на котором накапливается слабо консолидированный осадочный чехол, формируемый фоновым осаждением пелагического материала и материалом, приносимым донными течениями. Установлены признаки дрифтовых отложений. Быстрое накопление материала на склонах создает условия для схода оползней и формирования отложений обломочных потоков. Выявлены четыре основных типа сейсмофаций: а) пелагические комплексы; б) контуриты; в) отложения турбидных потоков; г) хаотические фации гравитационного генезиса.
4. В области гор Гницевича обнаружены признаки звукорассеивающих объектов в водной толще с вертикальными амплитудами над вершинами не менее 200 м. Это может указывать на современную гидротермальную активность в данной структуре.
5. По результатам гидромагнитной съемки уточнено положение обнаруженных в пределах полигона магнитных аномалий. Выделены предполагаемые границы и простирания хронов С26n, С27n и оценен в соответствии с геохронологической шкалой возможный возраст несущей их коры соответственно 57.7 и 61 млн лет. Также отмечены потенциальные для идентификации линейные аномалии, для расшифровки которых требуются дополнительные геомагнитные данные к югу и северу от полигона. Прослежено предполагаемое простирание хрона С25n через троги Пик и Фрин.
6. Установлено, что у аномалий более древних, чем С6п, порождающий их магнитоактивный слой разрушается под трогом Кинг. При этом вдоль трога Кинг происходит разрыв и смещение некоторых номерных линейных аномалий. Смещение по хрону C25n превышает 50 км, западнее – в районе хрона C24n.2n смещение уменьшается до 25 км, а в районе хрона С21n оно не наблюдается. Более молодые аномалии, включая С6п, пересекая зону, продолжающую трог Кинг, не разрушаются, не смещаются и не изменяют своего простирания.
7. В ходе рейсов опробованы следующие структуры: троги Пик и Фрин, вулканические постройки Азоро-Бискайского поднятия, борта трога Кинг, плоскогорье и вулканические постройки, сформировавшиеся на флангах трога Кинг, медианные хребты, вулканы плато Гницевича. На северном борту трога Пик и в бортах трога Кинг обнажается спрединговая ассоциация пород: базальты, долериты, габброиды и тектониты по этим породам. Вторая, наиболее распространенная ассоциация пород представлена измененными базальтами, слагающими вулканические плоскогорья. Вместе с ними получены продукты разрушения вулканитов: брекчии, дресвяники, песчаники, аргиллиты. С поверхности плоскогорий и крупных вулканов поднято большое количество известняков, представляющих разновозрастный осадочный чехол, покрывающий склоны. Они отличаются по степени литифицированности, есть среди них необычные разности с примесью измененного пеплового и туфового материала.

Источники финансирования. Финансирование экспедиции проводилось за счет средств госзаданий № FMMG-2022-0003, FMMG-2023-0005, FMWE-2024-0019, FMMG-2023-0008 при частичной поддержке проекта РНФ № 24-17-00097.

Благодарности. Авторы благодарны капитану А.А. Ардашкину и экипажу НИС “Академик Николай Страхов” за всестороннюю помощь в выполнении научных задач экспедиций.

Конфликт интересов. Авторы настоящей статьи заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

S. G. Skolotnev

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Peyve

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

K. O. Dobrolyubova

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. Yu. Sokolov

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. N. Ivanenko

Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. A. Bogolyubsky

Lomonosov Moscow State University

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

I. A. Veklich

Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

I. S. Patina

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. N. Dobrolyubov

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. P. Denisova

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

N. P. Chamov

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

D. M. Ilyukhina

Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. L. Lyubinetsky

Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Tkacheva

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. V. Fomina

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. A. Dokashenko

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: apeyve@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Supplementary files