Введение к работе
Актуальность работы. Восточно-Индийский хребет - самое протяженное поднятие на дне Мирового океана относится к «глыбовым» или «асейсмичным» хребтам. Протягиваясь более чем на 5000 км вдоль 90 в.д., хребет занимает ключевое положение в структуре северо-восточной части Индийского океана. В западной литературе его называют Хребтом Девяностого градуса (Ninetyeast Ridge). Вопрос происхождения Восточно-Индийского хребта является одним из актуальнейших в тектонике океанов. Для понимания его эволюции исключительно важную роль имеет выяснение строения осадочного чехла. Основные работы, посвященные осадочным комплексам хребта, базируются на геолого-геофизических данных, включая сейсмическое профилирование, полученных в 80-х гг. XX века. Сейсмостратиграфический анализ новых сейсмических материалов высокого разрешения, полученных на равномерно расположенных вдоль хребта полигонах, и обобщение имеющихся результатов других геофизических исследований и глубоководного бурения позволяет детализировать строение осадочного чехла и условия его формирования, а также сделать обоснованные выводы о тектонической эволюции Восточно-Индийского хребта и его геологической истории на поствулканическом этапе.
Цель работы. Основной целью работы было изучение строения осадочного
чехла Восточно-Индийского хребта, включающее детальный
сейсмостратиграфический и структурно-тектонический анализ, с объяснением основных формирующих процессов. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
Построение и анализ морфологических профилей вдоль и поперек простирания Восточно-Индийского хребта по данным спутниковой альтиметрии.
Обработка, интерпретация и анализ новых сейсмических данных, полученных на Восточно-Индийском хребте в рейсе KNOX06RR НИС «Роджер Ревелл» (2007 г., США), и 131 рейсе НИС «Зонне» (1998 г., Германия).
Интерпретация и анализ сейсмических данных, полученных ранее на Восточно-Индийском хребте в рейсах ИОРАН и других отечественных и зарубежных экспедициях.
Выделение в осадочном чехле Восточно-Индийского хребта опорных отражающих границ и сейсмокомплексов, их литолого-стратиграфическая
идентификация и определение их географического положения вдоль простирания хребта и генезиса.
Корреляция сейсмических разрезов с геологическими разрезами 9 скважин глубоководного бурения и составление единого сейсмогеологического профиля вдоль всего Восточно-Индийского хребта.
Построение структурных схем для 8 полигонов детальной сейсмической съемки.
Выделение разломов, определение их типов, простирания, времени заложения и природы.
Фактический материал и методика исследований. В основу работы положены новые данные, полученные на Восточно-Индийском хребте в рейсе KNOX06RR американского НИС «Роджер Ревелл» в 2007 г. Между 5.5 с. ш. и 26 ю. ш была проведена батиметрическая съемка многолучевым эхолотом, драгирование, магнитометрия и многоканальное (48-канальное) сейсмическое профилирование на 7 полигонах. Также в работе были использованы оригинальные сейсмические данные 131 рейса немецкого НИС «Зонне» (1998г.). В работе подробно проанализированы материалы, полученные в рейсах Института океанологии РАН им. П.П. Ширшова (58 рейс НИС «Витязь» - 1976 г., 25 рейс НИС «Дмитрий Менделеев»-1980 г., 32 рейс НИС «Академик Курчатов»-1981 г.), СахНИИ или ИМГиГ - ДВНЦ РАН (24 рейс НИС «Пегас-1982 г.), НПО «Южморгеология» (Маскаренско-Австралийский геотраверз - 1986-1989 гг.), и материалы глубоководного бурения (сейсмические профили и разрезы 9 скважин) 22, 26 рейсов б/с «Гломар Челленджер» (1971 г., DSDP) и 121, 179 рейсов б/с «Джоидас Резолюшн» (1989 г.,1998 г., ODP). Для решения поставленных задач: проведена обработка и интерпретация данных сейсмического профилирования, заключающаяся в анализе волновой картины; выделены основные отражающие границы и сейсмокомплексы; выявлены особенности залегания слоев; выполнен сейсмостратиграфический анализ. Для этого временные сейсмические разрезы перестраивались в глубинные (использовались скорости из отчетов бурения). В результате их корреляции с разрезами скважин глубоководного бурения определялся возраст опорных отражающих границ. Для полигонов детальных исследований строились структурные схемы. Вдоль всего Восточно-Индийского хребта проводился структурно-тектонический анализ (выделение тектонических нарушений, определение их типа, времени заложения и генезиса).
Научная новизна работы
На основании геоморфологического анализа Восточно-Индийский хребет разделен на три сегмента: северный (17с.ш. до 7ю.ш.), центральный (7-15ю.ш.) и южный (15-33ю.ш.).
Проведен сейсмостратиграфический анализ строения осадочной толщи Восточно-Индийского хребта на основании новых сейсмических данных высокого разрешения, с учетом полученных ранее результатов. Вдоль хребта выделены три сейсмических комплекса - СК1, СК2, СКЗ, непрерывно прослеживающиеся и омолаживающиеся к югу.
Выделены промежуточные отражающие границы внутри сейсмокомплексов: региональные в осадочном чехле вдоль всего хребта и локальные в отдельных сегментах.
Впервые проведена корреляция всех 9 скважин глубоководного бурения и сейсмических разрезов и составлен единый сейсмогеологический разрез с использованием современных подходов и программ (в предшествующих анализах более 35 лет назад использовались только 5 скважин).
Выделены многочисленные субвертикальные разломы в фундаменте, осадочном чехле на всем протяжении Восточно-Индийского хребта, определены их простирания разломов, возраст, построены структурные схемы и определены этапы тектонической активности хребта.
Практическая и теоретическая значимость работы. Новые данные о строении осадочного чехла актуальны для дальнейшего развития представлений о его природе и эволюции. Они имеют большое значение для расшифровки геологической истории всей восточной части Индийского океана. В прикладном аспекте они могут быть полезны при прогнозировании месторождений углеводородов в Бенгальском заливе. Защищаемые положения
1. Осадочный чехол Восточно-Индийского хребта состоит из трех сейсмических комплексов (СК), омолаживающихся в южном направлении. Нижний СКЗ (от К2ср на севере до 3 на юге) - мелководный или субаэральный вулканогенно-осадочный комплекс; средний СК2 (от Кгш-Рі до Рз ) - переходный карбонатный комплекс; верхний СК1 (от 2 -Q до Р3 -Q) - глубоководный комплекс пелагических илов.
Осадочный чехол южного сегмента отличается от северного и центрального мощностями сейсмокомплексов, количеством опорных отражающих горизонтов и полным отсутствием перерывов в осадконакоплении.
В морфологии Восточно-Индийского хребта выделяются три сегмента: северный (17с.ш. до 7ю.ш.), центральный (7-15ю.ш.) и южный (15-33ю.ш.), каждый из которых характеризуется индивидуальным структурным рисунком. В северном преобладают разломы северо-восточного и северозападного простирания, в центральном - субширотного, в южном - северовосточного и субширотного.
В пределах Восточно-Индийского хребта выделяются несколько этапов тектонической активности различной природы. Первый этап проявляется на поствулканической стадии, сразу после излияния базальтов, формирующих цоколь хребта (поздний мел на севере, палеоцен в центральной части и средней эоцен в южной); второй (конец палеоцена - начало эоцена) и третий (поздний миоцен) связаны с этапами коллизии Индийской плиты с Евроазиатской.
Личный вклад автора. Автор обработал и проинтерпретировал с использованием современных программ новые сейсмические материалы общей протяженностью более 5000 км; проанализировал разрезы скважин глубоководного бурения и прокоррелировал их с сейсмическими профилями; обобщил полученные ранее геолого-геофизические материалы (опубликованные, фондовые материалы, Интернет-ресурсы); критически проанализировал отечественную и зарубежную литературу по проблеме; сделал окончательную интерпретацию на основе генерализации всех этих материалов.
Апробация работы. По результатам исследований автором лично сделаны 6 устных докладов на следующих конференциях: VII Международная практическая конференция молодых специалистов «ГЕОФИЗИКА-2009» (Санкт-Петербург, 2009), XVIII и IX Международные Научные Конференции (Школы) по морской геологии (Москва, 2009, 2011), XLIII Тектоническое совещание (Москва, 2010), V Сахалинская молодежная научная школа «Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз» (Южно-Сахалинск, 2010) , Международная конференция "Современное состояние наук о Земле", посвященная памяти В. Е.Хаина (Москва, 2011); 2 постерных доклада были представлены на American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting (Сан-Франциско, 2008) и XLIII Тектоническом совещании
(Москва, 2010). Работа регулярно обсуждалась на семинарах лаборатории сейсмостратиграфии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Её объем составляет 145 страниц, включая 70 иллюстраций, 1 таблицу и 1 приложение. Список литературы состоит из 145 наименований, из них 70 иностранных.
