Аннотация 2
Введение 4
1. Физико-географический очерк 6
2. История геофизических исследований и геологическая
характеристика региона 10
3. Глубоководное осадконакопление 19
3.1 Факторы, контролирующие процессы седиментации .... 20
3.1.1 Климат : 20
3.1.2 Изменения уровня Мирового океана 22
3.1.3 Тектоника и батиметрия морского дна 22
3.1.4 Активность циркуляционных водных масс 22
3.2 Осадочные фации 24
3.2.1 Покрывающие контуриты 26
3.2.2 Ограниченные контуриты 27
3.2.3 Дрифты, связанные с подводными каналами 27
3.2.4 Вытянутые холмообразные дрифты 28
3.2.5 Смешанные системы дрифтов 29
4. Сейсмостратиграфия осадочного чехла бассейна Пауэлл .. 31
5. История развития осадочного чехла бассейна Пауэлл 40
Заключение 46
Список литературы 47
АННОТАЦИЯ
Бассейн Пауэлл является задуговым осадочным бассейном, расположенным в северо-западной части моря Уэдделла. Он был образован в позднем палеогене, в результате перемещения Южно-Оркнейского микроконтинента на восток от юговосточной оконечности Антарктического полуострова.
С целью проведения сейсмофациального анализа осадочного чехла бассейна Пауэлл и реконструкции условий седиментации, было откоррелировано 20 сейсмических профилей МОГТ. Профили были получены в разное время экспедициями нескольких стран, и на сегодняшний день находятся в свободном доступе на сайте Библиотеки сейсмических данных по Антарктике.
Основываясь на полученных данных и литературных источниках, в пределах осадочного чехла бассейна было выделено шесть структурных комплексов, отличающихся по характеру сейсмической записи и масштабу проявления, а так же семь границ региональных несогласий. В последовательности комплексов были выявлены основные сейсмические фации и построена схема их распространения. Полученная, в ходе данной работы, сейсмостратиграфическая интерпретация позволяет сделать важные выводы об обстановках седиментации в геологическом прошлом, и о некоторых факторах ее эволюции - развитии донных течений, деятельности и энергии флювиальных систем, динамики ледникового покрова.
Ключевые слова: Западная Антарктика, бассейн Пауэлл, сейсмофациальный анализ, осадочный чехол.
Представление о геологическом строении земной коры и седиментационного чехла в Атлантическом секторе Южного океана, который включает в себя осадочный бассейн Пауэлл, является особенно важным, т.к. структуры данной области обусловлены историей образования океанического пролива между Южной Америкой и Западной Антарктикой, который повлиял на формирование Циркумполярного Антарктического течения, похолодание климата Земли и образование ледникового покрова в Антарктике около 34 млн лет назад. Развитие ледникового покрова отражено в строении седиментационного чехла побережья акватории Южного океана.
Таким образом, изучение вышеуказанной области определяет развитие научных представлений об обстановках осадконакопления в период оледенения Антарктиды и эволюции водной циркуляции Южного океана.
Целью данной работы является сейсмофациальный анализ осадочного чехла бассейна Пауэлл и реконструкция условий осадконакопления.
К основным задачам работы относятся:
1. Выделение и пространственная корреляция региональных сейсмических горизонтов и комплексов, обоснование их возрастов;
2. Выполнение сейсмофациального анализа осадочного чехла, выделение сейсмических фаций, и определение их природы;
3. Интерпретация данных и реконструкция обстановок осадконакопления в разные периоды позднего кайнозоя
Фактическую основу выполненной работы составили объединенные массивы геолого-геофизических данных, полученных в ходе зарубежных и отечественных экспедиций, проводимых начиная с 60-х годов прошлого века:
• Данные сейсмических исследований МОГТ Мурманской арктической геологоразведочной экспедиции (МАГЭ) 1990 г.
• Сейсмические данные Полярной морской геологоразведочной Экспедиции (ПМГРЭ) в 2018 г.
• Данные экспедиций Великобритании (1985, 1988 гг.); Италии (1991, 1995 гг.);
Японии (1988 г.).
Геофизические исследования, помимо сейсморазведки, включали в себя набортные магнитные и гравитационные наблюдения. Сейсмические разрезы МОГТ доступны для изучения и находятся в международной Библиотеке сейсмических данных по Антарктике в суммированном виде и цифровом формате.
Несмотря на большой объем геофизических исследований разных лет в данном регионе, вопросы строения и эволюции осадочного чехла и бассейна в целом остаются не до конца решенными. Отчасти это обусловлено тем, что в составе различных экспедиций изучались отдельные, небольшие по площади участки бассейна Пауэлл, а интерпретации единых данных и составления полноценной модели развития осадочного бассейна не проводилось. Фрагментарность исследований осложняет проведение обобщающих работ, в особенности разной разрешающей способностью, которую имела используемая аппаратура. Это затрудняет корреляцию данных, полученных в разное время. Негативным фактом является и отсутствие в бассейне Пауэлл данных бурения, а соответственно и точной информации о вещественном составе и возрасте слагающих его стратифицированных отложений. Последнее, так же усложняет выявление соотношений между мощностями и характерными фациями горизонтов бассейна Пауэлл и акваторий: бассейна Джейн, моря Скоша и моря Уэдделла.
В данной работе представлена общая характеристика фациальных структур и строения осадочного чехла бассейна Пауэлл, а так же сформулирована модель его геологического развития, основанная на всех имеющих в рассматриваемом регионе доступных геолого-геофизических данных.
В результате интерпретации геофизических данных было установлено строение осадочного чехла бассейна Пауэлл, описаны генезис, структура и возраст сейсмических комплексов и границ. Так же было выявлено распределение сейсмических фаций, позволяющее обосновать реконструкцию обстановок осадконакопления в олигоцене-квартере. Проведена корреляция истории развития и динамики ледового покрова и донных течений с процессами седиментации.
Бассейн Пауэлл начал свое формирование около 30 млн лет назад, в результате растяжения земной коры между Антарктическим полуостровом и Южно-Оркнейским микроконтинентом. В пределах осадочного чехла бассейна Пауэлл можно выделить несколько комплексов, каждый из которых характеризуется собственными сейсмофациальными особенностями, проявленными на сейсмических разрезах.
Процессы тектоники, обусловившие характер областей седиментации, привели к формированию двух структурных этажей, возраст которых соответствует рифтовой и пострифтовой стадиям развития бассейна.
Наиболее древние стратифицируемые комплексы преимущественно распространены на окраинах бассейна в пределах депрессий фундамента. Они отличаются хаотичностью внутренних отражений проявленных на сейсмической записи и вероятно связаны с тектоническими этапами рифтинга и последующего спрединга в бассейне. Вышележащие комплексы не имеют ограничений распространения и залегают сплошным чехлом. В них так же разделяются два структурных этажа, особенности которых, связаны с изменением характера условий седиментации. Комплексы нижнего структурного этажа имеют слабовыраженную внутреннюю стратификацию и вероятнее всего соответствуют обстановке открытого бассейна. Вышележащие комплексы отличаются хорошей стратификацией отложений.
Внешняя геометрия и характер акустической записи в пределах сейсмических подразделений указывают на стабильное развитие процессов придонных течений, исключая нижние отложения раннего миоцена.
Сейсмофациальный анализ осадочного чехла бассейна Пауэлл позволил сделать важные выводы о региональных изменениях природных условий в геологическом прошлом. Были выявлены связь между основными климатическими вариациями и развитием донных течений, влияющих на состав осадочных толщ и процесс седиментации.
1. Лейченков Г.Л., Гусева Ю.Б., Гандюхин В.В., Иванов С.В. Строение земной коры и история геологического развития осадочных бассейнов индоокеанской акватории Антарктики. М.: Разведка и охрана недр, 2015.
2. Лунев П.И. «Геолого-геофизическое изучение и оценка минерально-сырьевого потенциала недр Антарктиды и её окраинных морей в составе 62 РАЭ (3 этап), 63 РАЭ (2,3 этапы)». Л.: Отчет Полярной Морской Геологоразведочной Экспедиции, 2018.
3. Coren F., Ceccone G., Lodolo E., Zanolla C., Zitellini N., Bonnazi C. and Centonze J. Morphology, seismic structure and tectonic development of the Powell Basin, Antarctica. London: Journal of the Geological Society, Vol.154, 1997, 849-862.
4. Eagles G., Livermore R.A. Opening history of Powell Basin, Antarctic Peninsula.J: Marine Geology, Vol. 185, 2002, 195-205.
5. Faugeres J.-C., Mulder T. Seismic features diagnostic of contourite drifts. France: Universite de Bordeaux, 1999, pp 1-38.
6. Howe J.A., Livermore R.A., Maldonado A. Mudwave activity and current-controlled sedimentation in Powell Basin, northern Weddell Sea, Antarctica. J: Marine Geology, Vol. 149, 1998, 229-241.
7. King E.C., Leitchenkov G.L., Galindo-Zaldivar J., Maldonado A., Lodolo E. Crustal structure and sedimentation in Powell Basin. Geology and seismic stratigraphy of the Antarctic margin, part 2. Antarctic research series, Vol.71, 1997, 75-93.
8. Maldonado A., Barnolas A., Bohoyo F., Escutia C., Galindo-Zaldivar J., Hernandez- Molina J., Jabaloy A., Lobo F.J., Nelson C.H., Rodriguez-Fernandez J., Somoza L. and Vazquez J.-T. Miocene to recent contourite drifts development in the northern Weddell Sea (Antarctica). J: Global and Planetary Change, Vol. 45, 2009, 99-129.
9. Thoma M., Grosfeld K. and Lange M.A. Impact of the Eastern Weddell Ice Shelves on water masses in the eastern Weddell Sea.J: Geophys. Res., Vol. 111, 2006.
10. Viseras C., Maldonado A. Facies architecture, seismic stratigraphy and development of a high-latitude basin: the Powell Basin (Antarctica). J: Marine Geology, Vol. 157, 1999, 69-87.