Geological studies in the Eastern Indian Ocean: cruise SO258/1 of the R/V Sonne (Germany) with the participation of Russian researchers

Full Text

Рейс SO258/1 НИС «Зонне» по маршруту Фримантл (Австралия)–Коломбо (Шри-Ланка) (рис.) выполнялся с 7 июня по 9 июля 2017 г. с целью проведения геологических и биологических исследований в восточной части Индийского океана. В научный состав входили 33 ученых из 10 стран. В рейсе участвовали сотрудники ИО РАН О. В. Левченко и Ю. Г. Маринова. Полный отчет о рейсе доступен на сайте ГЕОМАР [2]. Рейс являлся частью исследовательского проекта INGON («Разделение Индии и Антарктиды при расколе Гондваны»), основной его целью было исследование магматических и тектонических процессов, которые вызывают и сопровождают раскол континентов и образование океанических впадин на примере Индийско-Антарктического раскола примерно 150 млн лет назад. Проект выполняется Центром морских исследований ГЕОМАР (Киль) и Институтом полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Бремерхафен). По маршруту судна была выполнена батиметрическая съемка с многолучевым эхолотом Kongsberg EM122, сейсмопрофилирование с узколучевым параметрическим профилографом Atlas Parasound P70. Также проводилось опробование подводных поднятий восточной части Индийского океана. При планировании исследований учитывались результаты, ранее полученные в геолого-геофизических рейсах ИО РАН.

 

Рис. Схема маршрута рейса SO258/1 немецкого НИС «Зонне» в восточной части Индийского океана. 1 — маршрут рейса SO258/1; 2 — районы основных геолого-геофизических работ; 3 — дополнительные места драгирования.

 

Основным объектом исследований в рейсе SO258/1 был так называемый Хребет 85° в. д., выраженный в серии поднятий субмеридионального простирания западнее Восточно-Индийского хребта. Предполагается, что этот хребет был сформирован на Индийской литосферной плите в мел-палеогеновое время вулканизмом горячей точки Крозе, когда плита дрейфовала над ней в северном направлении [2]. Для проверки этой гипотезы вдоль простирания Хребта 85° в. д. были выбраны три участка (рис.), где выполнен геологический отбор образцов коренных пород, геохимический анализ которых может ответить на вопрос о существовании единой протяженной морфоструктуры.

Хребет 85° в. д. ранее не изучался глубоководным бурением. Основными целями драгирования и сопутствующих геофизических исследований в рейсе были все доступные вулканические структуры вдоль хребта.

Участок 1 (8°–11° ю. ш.; «Южные подводные горы», название дано участниками рейса) включал неизученные подводные горы и гряды к югу от поднятия Афанасия Никитина, возможно, представляющие собой самые южные обнажения хребта.

Участок 2 (2°–6° ю. ш.) включал поднятие Афанасия Никитина, где были сосредоточены основные работы. Ранее образцы коренных пород были отобраны только на самой высокой, одноименной горе Афанасия Никитина и на западном склоне основного плато. В рейсе выполнено драгирование фундамента на западном, северном и восточном склонах этого плато и отбор образцов на расположенных на нем подводных горах.

Участок 3 (3°–5° c. ш.; «Погребенные холмы» [2]) включал вытянутую цепочку подводных гор и гряд к юго-востоку от Шри-Ланки. Это самая северная часть Хребта 85° в. д., по данным сейсмопрофилирования доступная для геологического опробования [2]. Всего в рейсе SO258/1 выполнено 39 драгировочных станций.

Съемка океанского дна по всему маршруту рейса обеспечила новые данные о тектонике и процессах осадконакопления в исследуемом регионе. Две первые геологические станции были выполнены на южном фланге плато Осборн по рекомендации российских участников рейса. Это изометричное поднятие примыкает с запада к Восточно-Индийскому хребту в районе 15° ю. ш. и имеет диаметр около 250 км. В рейсе SO258/1 впервые проведено драгирование плато и получены измененные вулканокластические породы [1]. На выразительной морфоструктуре («разлом 85°»), расположенной к западу от плато Осборн, были взяты две драги в районе 12° ю. ш. с фрагментами лавы и интрузивных пород (габбро).

Батиметрическая съемка показала, что провинция «Южные подводные горы» (южный из трех участков) состоит из 10 округлых или вытянутых морфоструктур высотой до 2000 м и диаметром до 20 км и многочисленных более мелких вулканов. Несмотря на покрывающие их марганцевые корки и вулканокластические породы, в 8 драгах на семи подводных горах были подняты образцы афировых, плагиоклаз-пироксеновых и оливин-порфировых лав. В некоторых фрагментах сохранилось свежее вулканическое стекло, которое формируется при быстром охлаждении горячей лавы при контакте с водой и, как правило, плохо сохраняется, превращаясь под воздействием морской воды в палагонит. В результате съемки установлено продолжение провинции «Южных подводных гор» в северном направлении не менее чем на 150 км.

Драгирование в разных частях поднятия Афанасия Никитина выполнялось для выявления возможной меридиональной возрастной прогрессии формирования плато и причины избыточного вулканизма. Был получен полный набор в различной степени измененных вулканических пород, часто содержащих свежее стекло. Примечательными являются частые находки оливиновых-порфировых лав, указывающих на существование относительно примитивных расплавов. Также драгами было получено большое количество гиалокластитов, железо-марганцевых корок и конкреций.

Драгирование «Погребенных холмов» (северный участок) выполнено на изометричной подводной горе и на гряде ССВ-ЮЮЗ простирания. Поднятые породы включают брекчии с угловатыми обломками преимущественно афировых лав и плагиоклаз-оливиновых порфировых разностей, марганцевые корки и пленки, гиалокластиты. Большое количество вулканического стекла получено в драге на широтной гряде северного сегмента разломной зоны 85° в. д. в районе 2° с. ш., где подняты биотитсодержащие лавы, что является редкостью для океанического вулканизма.

В рейсе были получены новые данные по морфологии дна. В выделенной провинции «Южные подводные горы» впервые в этом регионе Индийского океана обнаружены вулканы кальдерного типа, у которых на месте вершины находится глубокая кольцевая впадина внутри подводной горы. На поднятии Афанасия Никитина были детально закартированы подводные горы с плоской вершиной — гайоты.

Большой объем новых геолого-геофизических данных, собранных в рейсе SO258/1 с использованием современной аппаратуры, и их дальнейшая обработка с применением новейших пакетов специализированных программ позволят ответить на ряд поставленных вопросов по истории разделения Индии/Шри-Ланки и Антарктиды и в целом уточнить существующие геодинамические модели эволюции Индийского океана.

Источник финансирования. Рейс НИС «ЗОННЕ» SO258/1 выполнялся в рамках проекта INGON при финансовой поддержке Министерства образования и науки ФРГ. Российские геологи работали в рамках государственного задания (тема № 0149-2019-0006) при поддержке РФФИ (проект № 16-35-60023 мол_а_дк и № 19-05-00680 А).

About the authors

O. V. Levchenko

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: olevses@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. G. Marinova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: olevses@mail.ru
Russian Federation, Moscow

R. Werner

GEOMAR–Helmholtz Centre for Ocean Research

Email: olevses@mail.ru
Germany, Kiel

M. V. Portnyagin

GEOMAR–Helmholtz Centre for Ocean Research; Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: olevses@mail.ru
Russian Federation, Kiel, Germany; Moscow

References

Supplementary files