Введение к работе
Опыт изучения строения земной коры различных регионов океанов и континентов позволил прийти к выводу, что существует два основных типа земной коры: континентальный и океанический. Разделение земной коры на континентальный и океанический типы основывается, в первую очередь, на различиях в распределении скоростей сейсмических волн по вертикали и в различии мощностей земной коры под континентами и океанами. Как показывает опыт сейсмических работ, подавляющая часть акватории океанов имеет океанический тип земной коры. Большинство поднятий дна в океанах имеют также океанический тип земной коры. Однако в областях с пассивными континентальными окраинами присутствуют континентальные фрагменты.
Геолого-геофизическими исследованиями установлено происхождение большинства поднятий Тихого, Атлантического и Индийского океанов, определены геофизические характеристики земной коры как для поднятий с континентальным типом земной коры, так и с океаническим.
Северный Ледовитый океан (СЛО) уникален в ряду акваторий Мирового океана по своему географическому положению, по площади, которая значительно меньше площади других океанов планеты, по значительно меньшей средней глубине, по большой площади прилегающего шельфа.
Одним из основных отличий СЛО является возраст образования - самый молодой океан.
Центрально-Арктический блок глубоководного Арктического бассейна в который входят трансарктические хребет Ломоносова и система поднятий Альфа-Менделеева, а также котловина Макарова, изучен сейсмическими методами наиболее детально. Однако анализ гидрографической и геофизической изученности акватории Северного Ледовитого океана показывает, что к настоящему времени данных явно недостаточно для создания непротиворечивой модели эволюции литосферы центральной части Арктического бассейна. До сих пор остается дискуссионным вопрос о геологическом происхождении Центрально-Арктической области Северного Ледовитого океана. В связи с этим, решающими аргументами при типизации коры рассматриваемого региона являются не концептуально уязвимые реконструкции, а фактические данные, характеризующие современную структуру этой области океана.
Предлагаемая диссертационная работа является попыткой типизировать земную кору области Центрально-Арктических поднятий, происхождение которой является дискуссионным. В настоящее время в мире накоплен обширный геолого-геофизический материал, позволивший получить информацию о глубинном строении земной коры, как под континентами, так и под океанами и выявить отличия в ее строении. Изучение строения земной коры главным образом опирается на результаты геофизических исследований, основная роль среди которых принадлежит данным сейсморазведки.
Главным объектом исследований диссертации являлось строение земной коры глубоководной провинции Амеразийского суббассейна - области Центрально-Арктических поднятий и поиск аналогов поднятий в Мировом океа-
не. В область Центрально-Арктических поднятий входят: поднятие Менделеева-Альфа, хребет Ломоносова, Чукотское плато и хребет Нортвинд (рис.
Актуальность проблемы. Вопрос о происхождении положительных геоструктур Амеразийского суббассейна остается до сих пор дискуссионным. Можно назвать несколько причин такого положения. Во-первых, на всей глубоководной акватории арктического бассейна не пробурено ни одной скважины, которая вскрыла бы кристаллический фундамент. Во-вторых, не отличаются полнотой геофизические данные: малы объемы сейсмических исследований (рис. 1), аэромагнитная съемка на больших площадях выполнена по редкой сети и с невысокой точностью, чрезвычайно неравномерна гравиметрическая изученность океана. Подавляющий объем уже полученной сейсмической информации в настоящее время подвергается переинтерпретации и новому геологическому истолкованию в связи с развитием вычислительной техники и новому программному обеспечению. Это необходимо для того, чтобы выйти на новый уровень представлений о структуре и мощности осадочного чехла, строении фундамента и земной коры в целом.
Принципиальное значение для понимания эволюции геологических процессов внутри Арктического бассейна имеют данные ГСЗ - МПВ, полученные по геотраверсам в Амеразийском бассейне: СЛО-92 пересекает хребет Ломоносова, «Трансарктика-2000» (профиль проходит через поднятие Менделеева), а также геотраверсы «Арктика - 2005» и «Арктика - 2007», изучившие зону сочленения поднятия Менделеева и хребта Ломоносова с шельфом (рис. 1). Эти геотраверсы являются определяющими для оценки геологической природы поднятий Амеразийского бассейна
Таким образом, актуальность исследований обусловлена необходимостью разработки тектонической модели Северного Ледовитого океана, которая основана на сейсмической информации об осадочном чехле, структуре фундамента и земной коры в целом глубоководных провинций Арктического бассейна, согласуясь при этом с многообразием других геофизических и геологических данных как на акватории, так и на континентальном обрамлении.
Цель работы - это попытка типизировать земную кору положительных структур области Центрально - Арктических поднятий и поиск аналогов глубинного строения земной коры изученных поднятий Мирового океана.
Достижение поставленной цели предполагало решение следующих задач:
- интерпретация временных и глубинных разрезов земной коры Арктическо
го океана, выделение основных ее слоев;
— адаптация и применение методики сейсмогравитационного моделирования
к данным, полученным в СЛО и имеющемуся программному обеспечению;
с\к*
ь.*і>"
,,---
. '
. л . *
»?; \
чукотс|;о
"м
і «< Ч>
Ре,
" OK
s .
:ЩЖ-
7»
'«->
?0"с. ні. (50* j
Рис, 1. Карта рельефа дна Северного Ледовитого океана и схема изученности методом ГСЗ - МПВ.
- анализ опубликованной литературы, освещающей строение земной коры
глубоководных поднятий Мирового океана.
Оригинальные фактические материалы и методика исследований. Экспериментальной основой работы являлась цифровая база сейсмических данных Арктического бассейна, созданная во ВНИИОкеангеология и интегрировавшая материалы как всех российских сейсмических наблюдений за период с 1961 по 2007 гг., так и опубликованных зарубежных (1991-2008 гг.).
Для типизации коры области Центрально-Арктических поднятий использован метод аналогии, который наиболее распространен в геологии. Основная сущность данного метода заключается в том, что из сходства или различия некоторых признаков одних объектов с другими получается новое знание о свойствах исследуемого объекта. Метод аналогии может существенно облегчить решение многих генетических проблем, если они были решены для одного из сравниваемых объектов.
Для того, чтобы использовать метод аналогии и построить на его основе выводы, были соблюдены основные требования:
Выявлены сходные признаки сравниваемых объектов, которые должны быть существенными и достаточными.
Выявлены различия объектов, и чем они менее существенные, тем больше оснований для использования метода.
Личный вклад автора. В качестве геофизика автор принимал участие в полевых сейсмических работах и интерпретации полученных данных на Ка-наро-Багамском геотраверсе (1989-1992), Анголо-Бразильском геотраверсе (1984), в Баренцевом море (1979-1980, 1982), а также в высокоширотной арктической экспедиции «Север». Автор выполнил цифровую обработку представленных в диссертации сейсмических данных ГСЗ по профилю «Арктика -2007», принимал участие в обработке сейсмических данных российских ледовых станций в Арктическом океане и моделировании по профилю ГСЗ «Арктика - 2005».
Научная новизна работы состоит, прежде всего, в том, что основные выводы диссертации базируются, в первую очередь, на сейсмических данных, полученных в глубоководных провинциях Арктики и Атлантики. Впервые для интерпретации сейсмометрических и гравиметрических данных, полученных в Северном Ледовитом океане, применена методика сейсмогравимет-рического моделирования в режиме обратной связи. Подтвердилась тесная структурная связь хребта Ломоносова с сопредельной шельфовой областью. Использование метода аналогии позволило подтвердить предположение о континентальном типе земной коры поднятия Менделеева. Сделано обоснованное предположение о континентальной структуре земной коры Центрально - Арктических поднятий.
Практическая значимость и реализация работы. В настоящее время Северный Ледовитый океан является особым для России регионом научных, геополитических, оборонных и экономических интересов.
В 1997 г. Россия ратифицировала «Конвенцию ООН по морскому праву 1982 г.», подготовила и подала на рассмотрение в Комиссию ООН в 2001 г.
Заявку по внешней границе своего континентального шельфа (ВГКШ) в Северном Ледовитом океане (ВНИИОкеангеология - ведущая организация по данной проблеме).
Особое внимание экспертов ООН было сконцентрировано на концепции российской Заявки, которая базируется на принадлежности частей крупнейших поднятий Амеразийского суббассейна (Ломоносова и Менделеева) к компонентам континентальной окраины северо-восточной Евразии. Эксперты ООН расценили такую трактовку как отражающую лишь одну из гипотез; по мнению экспертов, хребет Ломоносова и система поднятий Альфа-Менделеева могут интерпретироваться как геологические образования, на которые не распространяется юрисдикция прибрежных государств. При этом критика концепции России была основана не на экспериментальных данных, а, прежде всего на том, что она не вписывается в популярную на западе мо-билистскую модель эволюции Амеразийского суббассейна.
Предложенная в диссертационной работе типизация земной коры будет использована при составлении обновленной Заявки по внешней границе континентального шельфа РФ.
Апробация работы, основные результаты исследований докладывались на секции геофизики Ученого Совета ВНИИОкеангеология (предварительная защита, протокол от 29.05.2008 г.), отдельных ее разделов и положений осуществлялась на ряде конференций и совещаний, в том числе международных: Девятые и Десятые геофизические чтения им. В.В. Федынского в г. Москве (2007, 2008 гг.), на VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» в г. Москве (2007г.), на V-ой международной конференции по арктическим континентальным окраинам (ICAM V) в г. Тромсе (Норвегия) (2007
г).
Основные положения и выводы диссертации изложены в ряде рукописных научных отчетов и опубликованы в 14-ти научных трудах, в том числе в 2-х коллективных монографиях и в 1-м реферируемом журнале.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, введения и заключения общим объемом 146 стр., включая список литературы из 143 наименования и 49 рисунков.
Похожие диссертации на Строение земной коры Центрально-Арктической области глубоководных поднятий амеразийского суббассейна Северного Ледовитого океана
