Чтение онлайн

Между провинциями Пири-Геттинген и Брюса-Дискавери лежат две довольно крупные котловины. Это упомянутая выше линзообразная котловина Шотта, и лежащая к югу от неё широкая котловина Дове, названная по имени выдающегося германского гидрометеоролога 19-го века. Выравненная осадками поверхность дна этой котловины по западной и восточной окраинам лежит на глубинах 3300–3800 м. В осевой её части – примерно на 42°30'з.д. – глубины достигают 4100–4200 м. В морфоструктуре дна осевой части котловины Дове примечателен узкий гребень Гевара с минимальными глубинами порядка 1670 м., протягивающийся по меридиану 42°37' з.д. Он обладает асимметричным профилем, его восточный склон очень крутой, а западный более пологий Ширина этого гребня в основании примерно 6 миль. Протяженность его по азимуту 360° – до 30 миль. К северо-востоку от гребня Гевара расположен ещё один асимметричный гребень, ориентированный по азимуту 45°. Протяженность его всего 15 миль. Глубина на этом гребне 3413 м. Сейсмический профиль ярко демонстрирует взбросовую природу этого гребня (рис. 8). Наклонная поверхность его западного склона покрыта осадками, смятыми в результате наклона поверхности фундамента, круто поднятого вверх по разлому восточного склона. Бросающееся в глаза морфологическое сходство упомянутых гребней позволяет предполагать для них обоих сходную тектоническую взбросовую природу – в результате усилий сжатия, испытанных жестким фундаментом ложа котловины Дове. Крутые восточные склоны обоих гребней прямолинейны. Структура обоих этих гребней ни в какой мере не сходна со структурой океанических рифтов и не может служить свидетельством коры океанического типа рифтогенного происхождения. Сейсмический профиль средней части котловины моря Скоша по параллели 59°ю.ш. показыает сложную блоковую структуру жесткого фундамента. На этом профиле мы не находим рифтогенных структур, которые могли бы быть сочтены ответственными за происхождение котловин Она, Протектор и Дове.

Рис. 8. Профиль НСП через разлом на дне котловины Дове, HИC «Академик Борис Петров»

Мы предполагаем, что описанные здесь морфоструктурные провинции вместе котловинами можно рассматривать, как характеризующие однородную в тектоническом отношении Центральную плиту ложа котловины моря Скоша.

Образцы пород фундамента, драгированные на обнажении в западном обрыве возвышенности Пири Н.А. Куренцовой, представлены обломками пород древнего докембрийского кратона. Это гнейсы, слюдистые сланцы верхнего докембрия (абсолютный возраст их 579 м.а.), граниты нижней юры (183 м.а.), риолиты, липариты и базальты средней юры (169–175 м. а), алевролиты и песчаники мела (113 м. а) (рис. 9). Их упорядоченное положение по вертикали на драгированном сбросовом обрыве и форма свежих обломков позволила нам судить об их местном происхождении, а не в результате приноса плавучими льдами (Куренцова, Удинцев, 2004).

Рис. 9. Полигонные исследования возвышенности Пири – рельеф дна, сейсмическое профилирование и драгирование на обнажении фундамента – НИС «Академик Борис Петров».

Образцы каменных обломков были описаны для банки Дискавери английскими исследователями (Eagles, Livermore, Fairhead, Morris, 2005) и получены нами тралением (Удинцев, Арнтц и др., 2003). Эти образцы подобны полученным драгированием на обнаженном склоне банки Пири. Колонка осадков с банки Брюса, судя по микропалеонтологическим данным, свидетельствует о мелководных условиях отложения при высоком положении этой банки в среднем эоцене. В этих осадках содержатся также остатки фауны мелового времени, свидетельствующие о континентальной природе возвышенности Брюса (Eagles, Livermore, Fairhead, Morris, 2005, Toker, Barker, Wise, 1991).

Образцы базальтов, полученные в рассматриваемой области, как в море Скоша, так и в проливе Дрейка, драгировками, обычно оцениваются, как рифтогенные базальты срединноокеанических хребтов, область истощенного мантийного источника. Однако, по содержанию редкоземельных элементов такие базальты должны быть отнесены к проявлениям ареального платобазальтового магматизма области обогащенного мантийного источника (Удинцев, Куренцова, Кольцова, Домарацкая, 2009, Фролова, Бурикова, 2002) (рис. 10, 11). Такие базальты принципиально отличаются от рифтогенных базальтов срединноокеанических хребтов, подводных вулканических гор и вулканических островов океана. В структуре дна океана они тяготеют к реликтовым континентальным блокам.

Рис. 10. Реликтовые блоки континентальной коры в Мировом океане с океаническими платобазальтами. 1 – Реликтовые блоки континентальной коры с океаническими платобазальтами (по Фроловой, 2001), 2 – реликтовые блоки континентальной коры в Западной Антарктике (по Куренцовой, Удинцеву, 2004), 3 – места скважин в море Беллинсгаузена 35-го рейса БС «Гломар Челленджер», 4 – контуры суперплюма с глубиной 147–238 км (по Фроловой, Буриковой, 2002).

Рис. 11. Диаграмма соотношения Th/Yb и Ta/Yb в вулканитах Западной Антарктики (по Куренцовой, Удинцеву, 2004). 1 – платобазальты континентальных окраин, 2 – желочные базальты островов, 3 – рифтогенные базальты пролива Брансфилд, 4 – область истоженного мантийного источника, 5 – область обогащенного мантийного источника. 6–17 – 6 – платобазальты подводной гры Хуберта Миллера, моря Амундсена, станции 324 и 325, 7 – ложа моря Беллинсгаузена, станция 153, 8 – Антарктического полуострова, 9 – Южных Шетландских островов, 10 – гор Джонса, 11 – возвышенности Пири, 12 – возвышенности Дискавери, 13 – ложа моря Уэдделла, 14 – плато Воринг, Северная Атлантика, 15 – плато Кергелен, Индийский океан, 16 – континентальные платобазальты, 17 – ложа котловины Пауэла, Западная Антарктика, 18–21 – 18 – щелочные базальты о. Петра I, 19 – Земли Мэри Бёрд, 20 – ложа мора Беллинсгаузена, станция 154а, 21 – возвышенности Мод, скважина 690, MORB, базальты рифтовых зон срединноокеанических хребтов, область истощенной мантии, IPB – внутриплитные океанические платобазальты, область обогащенной мантии. Векторы показывают влияние факторов – (w) – внутриплитного обогащения литофильными элементами,© – коровой контаминации и (f) – фракционной кристаллизации. Пунктирными линиями показано разграничение полей (T) толеитовых, (ИЩ) – известково-щелочных, и (Ш) – шошонитовых пород.

Геологический разрез банки Пири очень близок разрезу по колонкам, полученным НИС «Роберт Конрад» и по скважинам 327, 329 и 330 глубоководного бурения на банке Мориса Юинга, 36-го рейса б/с «Гломар Челленджер» (Ludwig, 1983), по скважинам 114-го рейса б/с «Джоидес Резолюшн» 698, 699 и 700 на поднятии Северовосточное Джорджия (Kristoffersen, LaBrecque, 1991, Ciesielski, Kristoffersen, 1988, Ciesielski, Kristoffersen, 1991), и по скважинам 701 и 702 на поднятии Ислас Оркадас (Raymond, LaBrecque, Kristoffersen, et al.1991) (рис. 12). Разрез по этим скважинам демонстрирует слои морских отложений, включающих отложения материала разрушения пород континентального типа, от современных до миоцен-палеоцена и меловых, до юрских, покрывающих докембрийский фундамент.

Рис. 12. буровые скважины восточного продолжения Фалклендского плато – на банке Мориса Юинга, на поднятии Северо-Восточное Джорджия, на поднятии Ислас Оркадас

Структура аномального гравитационного поля Центральной Плиты получена по данным спутниковой альтиметрии (Sandwell, Smith, 1997, Smith, Sandwell, 1997) и набортным гравиметром НИС «Полярштерн», и топографически корректирована в редукции Буге (Schenke, Zenk 2006). На Провинциях Пири-Геттинген и Брюс-Дискавери и смежных с ними платформах континентальных кратонов к северу и к югу от моря Скоша наблюдается очевидное сходство характера гравитационного поля.

Структура аномального магнитного поля была показана П.Ф. Баркером на карте «Тектоника Дуги Скоша», и обсуждалась с целью определения возраста Центральной Плиты. Линейные аномалии широтного простирания, обнаруженные в котловине Шотта и частично к югу от неё, в котловине Дове, были идентифицированы, как 5, 5с и 6, что соответствует возрасту 10 ма, 17 ма и 20 ма. Баркером и другими авторами было высказано предположение, что названные линейные магнитные аномалии соответствуют истории спрединга в локальном рифте. Осевая аномалия предполагаемого рифта должна находиться, предположительно, на оси котловин Шота и Дове. Спрединг сопровождался образованием котловин Центральной Плиты и горизонтальным движением к северу крупного фрагмента континентальной коры. Этот фрагмент былого континентального моста был смещен к северу и представляет собой теперь блок острова Южная Джорджия в восточной части хребта Северный Скоша. Подобные представления были высказаны о рифте, предполагаемом вдоль оси котловины Протектор и Она. Мы не находим в рельефе дна и в структуре фундамента этих котловин признаков типичных рифтовых структур и предполагаем, что происхождение наблюдаемых там линейных магнитных аномалий связано с диапиризмом серпентинизированных ультраосновных пород, протрудированных от обширного воздымания (плюма) верхней мантии, сквозь трещины, образование которых вызвано растяжением. Идентификация геологического возраста этих аномалий кажется нам поэтому сомнительной. Происхождение котловин рассматривается нами, как результат растяжения глубинных частей коры и блоковых дислокаций жесткого кратонного фундамента. Некоторые части этого фундамента испытывали относительно большее погружение, чем возвышенности. Другой причиной погружения дна котловин можно предполагать прогревание коры мантийным плюмом и излияниями базальтовых покровов, остывание которых вызывало погружение под их возросшим весом и сопровождалось эклогитизацией коровых корней. Происхождение котловины Шотта могло быть вызвано ударом большого астероида.

Геокинематика в области пролива Дрейка и Центральной части моря Скоша выясняется по данным геокинематического мониторинга, ведущегося на сети опорных станций спутниковой геодезии, установленных на Антарктическом полуострове, на нескольких Антарктических островах, в Южной Америке, на о. Гоф, на Южно-Атлантическом хребте и в Южной Африке Сопоставление полученных векторов горизонтальных смещений по азимуту 30°-40° позволяет определить отставание Антарктического полуострова с Антарктическими острововами и хребтом Южный Скоша от континентальных плит Южной Америки и Южной Африки в размере примерно 5 мм/год. Поскольку плиты континентов имеют весьма глубокие корни, то их движения во времени должны обладать большой инерционной стабильностью, и наблюдаемые сейчас движения могут быть экстраполированы в геологическое прошлое. Вероятный результат растяжения коры между Патагонией и Западной Антарктидой за период 20–30 ма мог привести к образованию серии разломов и трещин растяжения, суммарной шириной порядка 50–60 миль. Это растяжение могло сказаться на возникновении разлома Шекклтона и параллельных ему разломов на ложе пролива Дрейка и в западной части моря Скоша. Сказалось оно и на возникновении широтно ориентированных Фолклендского трога, желоба Шаг и Южно-Оркнейского, а также и желобов в пределах Грабена Полярштерн в центральной части ложа моря Скоша.

Выполненный нами синтез данных, полученных в морских экспедициях, позволяет предложить гипотезу о том, что плита ложа пролива Дрейка и Центральная плита моря Скоша является крупными фрагментами Патагонии, её Андийского ороклина и вне-Андийского кратона. Весь пояс пространства между Южной Америкой на севере и Антарктическим полуостровом и хребтом Южный Скоша на юге оценивается нами, как ареал вероятного нахождения реликтовых фрагментов межконтинентального моста, палео-Земля Дрейка-Скоша. Такие фрагменты были отделены от своего материнского кратона в процессе длительноых, но весьма умеренных по амплитуде горизонтальных смещений, растяжения, отмечаемого сейчас геокинематическим мониторингом, и испытали погружения до современных глубин пролива Дрейка и котловины моря Скоша. Погружение испытали и смежные области вне-Андийской Патагонии – банка Мориса Юинга, поднятие Северовосточное Джорджия и Ислас Оркадас на северном обрамлении моря, и Антарктический полуостров с примыкающими к нему островами, и хребет Южный Скоша с микроконтинентом Южно-Оркнейских островов.