Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из характерных особенностей геологр-геоыорфологяческого строения дна Мирового океана является широкое распространение вулканических подводных гор и близких к' ним по строении подводных островов. Подводные горы входят в состав всех наиболее крупных морфострук-тур океана.
Столь широкое распространение подводных гор, а также относительная кратковременность процессов формирования, позволяют использовать их для изучения кинематики лнтосферных плит и внутриплитового базальтового вулканизма. С вулканическими подводными горами во многом связано распределение важнейших полезных ископаемых. Подводные горы являются наиболее доступным объектом геолого-геофизическнх исследований с поверхности океана. Это обусловлено значительным превышением их вершин . над уровнем дна и малой мощностью покрывавших осадков. Важнейшую роль среди геофизических методов исследований подводных гор играет их геомагнитное изучение. Это обусловлено тем, что вулканические подводные горы сложены породами с высокой намагниченностью и с ними связаны локальные магнитные аномалии. Относительная кратковременность процессов формирования подводной горы в масштабах геологического времени, позволяет использо' вать результаты их палеомагнитного изучения при решении задач . региональной геотектоники и изучении кинематики литосферных плит.
Сопоставляя значение палеоширог, получаемых при моделировании магнитного поля подводной горы с палеотектоническими реконструкциями и априорной геологической информацией можно получить сведения о скорости меридионального дрейфа несущей плиты или о возрасте исследуемой подводной горы. В свою очередь эти данные позволяют изучить кинематику несущей литосферы.
Подобный подход к изучению подводных гор был впервые предложен В.Вакье (1962) и затем был развит в работах Франш-то и Харрисона (1970). У нас в стране подобными работами занимался Городницкий A.M. (1976), Каминский и Семовский (1976).
Современная методика моделирования магнитного поля подводных гор нашла свое отражение в работах Паркер Л.Р., Шур Л., (1987). В нашей стране оптимальная методика моделирования магнитного поля подводных гор наиболее разработана Иваненко А.Н,
(1988).
Вместе с тем геомагнитная изученность подводных гор до сих пор остается невысокой. Поэтому привлечение для их палео-магнитного изучения новейших данных, полученных в последние годы, представляется особенно актуальным. Следует отметить, что до сих пор результаты палеомагнитного изучения подводных гор использовались в основном для решения кинематических задач и практически не применялись для изучения характера и последовательности базальтового вулканизма в пределах изучаемых регионов.
Цель работы: заключается в изучении на основе метода магнитного моделирования характера и последовательности базальтового вулканизма и кинематики несущей литосферы для подводных гор в Северо-Восточной Атлантике, Тирренской котловине Средиземного моря и Сомалийской котловине Индийского океана.
В соответствии с этим в работе решались следующие задачи:
I). На основе материалов геомагнитного и геоморфологического изучения и методики Иваненко А.Н. провести геомагнитное моделирование подводного хребта Горриндж и подводных гор Канарской котловины (Северо-Восточная Атлантика), для исследования их тектонической природы и оценки кинематики несущей литосферы
2). Провести магнитное моделирование подводных гор Тирренской котловины и на основе анализа результатов геомагнитного и геологического изучения исследовать эволюцию крупнейших вулканов в Тирренской котловине Средиземного моря.
3). На основе магнитного моделирования подводных гор Сомалийской котловины оценить .их возраст и скорость северного дрейфа Сомалийской плиты в кайнозое.
' Материалы использованные в работе. В основу работы положены экспериментальные материалы комплексных геолого-геоморфологических и геофизических исследований подводного хребта Горриндж (Северная Атлантика) и подводных гор Тирренского моря, выполненных при участии автора в двух экспедициях нэ научно-исследовательских судах Института океанологии им. П.П.Ширшова АН СССР. Кроме того использованы результаты гидромагнитных съемок подводных гор выполненных в Канарской котловине экспедициями НПО "Севморгеология", а также гидроыагнитикх v. батиметрических съемок, проведенных в Сомалийской котлор;іьє Индийского океана сотрудниками ЛО ИЗМИРАН. йагнитное моделирование осуществлялось по программам составленным А.Н.Иваненко, кроме
этого в работе использовались литературные данные.
Научная новизна. На основе магнитного моделирования получены новые даннью о возрасте и особенностях геологического строения изученных подводных гор в Северо-Восточной Атлантике,! а также о кинематике несущей Африканской плиты с эпохи раннего мела до наших дней.
Установлена пространственно-временная эволюция базальтового вулканизма в глубоководной котловине Тирренского моря с плейстоцена до настоящего времени.
Даны оценки возраста подводных гор Сомалийской котловины и скорости северного дрейфа Сомалийской плиты с позднего, мела до наших дней.
Защищаемые положения.
I). Магнитное моделирование подводных гор может эффективно использоваться для изучения характера и последовательности I внутриплитового базальтового вулканизма, особенностей геологического строения и кинематики океанической литосферы.
2). Магнитное моделирование подводного хребта Горриндж и подводных гор Канарской котловины свидетельствует о северном дрейфе Африканской плиты с раннего мала до наших дней на угловое расстояние порядка 25.
3). Вулканические подводные горы в глубоководной котловине Тирренского моря сформировались в интервале времен эпох магнитной полярности Матуяма-Брвннес при последовательном смещении во времени зоны вулканической активности с запада на восток от подводной горы Маньяги к подводной горе Марсили.
4). Совместный анализ результатов магнитного моделирования подводных гор Сомалийской котловины, линейных магнитных аномалий и палеомагнитных данных по Индийской и Африканской плите, свидетельствует о их формировании около 40 млн.лет назад и о северном дрейфе Сомалийской плиты со средней скоростью с 40 млн.лет до настоящего времени около 1,5 см/год.
Вклад автора. Автор принимал участие в трех рейсах на гауч'но-исследовательских судах АН СССР. При его непосредствен-гом участии производились геомагнитные исследования подводных ор Тирренского моря и подводного хребта Горриндж, а также оследующая комплексная обработка и интерпретация геофизичес-их материалов. Автор выполнил магнитное моделирование на ЭВМ :ех перечисленных в работе подводных гор, а также провел совестный анализ полученных результатов с геологическими и па-
леомагнитными материалами и данными изучения магнитных.свойств образцов.
Работа выполнена в Лаборатории геомагнитных исследований Института океанологии им. П.П.Ширшова АН СССР.
Практическая ценность работы. Опыт 'применения магнитного моделирования подводных гор для изучения природы и последовательности базальтового вулканизма и кинематики литосферных плит, может быть внедрен в практику геомагнитных исследований подводных гор в других регионах мирового океана, где производится их батиметрическое и геомагнитное изучение. Наиболее перспективными для этого представляются регионы с широким распространением подводных гор в Северо-Западном и Dro-Восточном регионах. Тихого океана, а также в Индийском океане.
Апробация работы. Отдельные разделы работы и ее результаты докладывались и обсуждались на Всесоюзном специализированном семинаре в ИЗМИРАН "Фундаментальные проблемы морских электромагнитных исследований" (Москва, 1988), на УШ Всесоюзной школе по морской геологии (Геленджик, 1988), на Всесоюзном семинаре "Палеомагнетизм и геотектоника" (Ленинград, 1989), на П Всесоюзном совещании по проблемам тектоники литосферных плит (Москва, 1989), на Советско-Индийском симпозиуме по.Индийскому океану (Москва, 1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, 5 статей находится в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, общим объемом
79 машинописных страниц, содержит 2 3 рисунков, 4 таблиц' и список литературы из 9о наименований* в том числе 50 иностранных.
Автор благодарен своему научному, руководителю доктору геолого-минералогических наук А.М.Городницкому за научное'ру- ' ководство, помощь и внимание, оказанные при подготовке диссертации. Автор также выражает благодарность научному сотруднику Института вулканологии ДВО АН СССР А.Н.Иваненко, которым была составлена программа моделирования магнитного поля подводных гор, использованная в работе; а'кроме того, автор считает своим долгом выразить признательность к.ф.-м.н. Г.М.Валяшко за многочисленные критические замечания и'советы и Н.А.Маровой за любезно предоставленные ею батиметрические материалы, ис-
пользованные в работе.