CC BY
73
УДК 550.4:553.2.065:551.234(261-17)
М.В.КРИВИЦКАЯ, аспирантка, [email protected]
Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет)
M.V.KRIVITSKAYA, post-graduate student, [email protected] Saint Petersburg State Mining Institute (Technical University)
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА
Рассмотрены глубинные породы базит-гипербазитового состава, являющиеся отличительной чертой северной части Срединно-Атлантического хребта (САХ). Выделены гидрогеологические структуры САХ.
Ключевые слова: гидрогеологические структуры, Срединно-Атлантический хребет, ультрамафиты, гидротермальные растворы.
HYDROGEOLOGICAL TYPISATION OF THE NORTH PART OF THE MID-ATLANTIC RIDGE
The deep basite-hyperbasite rocks wich are special features for the north part of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) are observed. The hydrogeological structures of the MAR are distinguished.
Key words: hydrogeological structures, Mid-Atlantic Ridge, ultramafic rocks, hydrothermal solutions.
Рассматриваемый отрезок Срединно-Атлантического хребта (0-40° с.ш.), отличается от других срединно-океанических хребтов двумя особенностями: первая - этот отрезок является наиболее изученным звеном Мировой системы срединно-океанических хребтов, и вторая, важная в геологическом плане - что в этом хребте в бортах рифтовой долины и на склонах хребтов, обрамляющих крупные трансформные разломы, на значительных по протяженности отрезках (десятки и сотни километров по простиранию рифтовой долины или хребтов, тысячи метров по вертикали) обнажаются глубинные породы базит-гипербазитового состава (см. рисунок).
Гипербазиты - ультраосновные породы и базиты (габброиды) - породы основного состава). Неизмененные породы первой группы сложены оливинами, пироксе-нами клино- и ортопироксенами в различ ных соотношениях) и шпинелидами. По количественным соотношениям первичных минералов среди них на САХ по многочис-
ленным опубликованным работам [2, 3] выделяются дуниты, гарцбургиты, лерцо-литы, верлиты и пироксениты. Габброиды, помимо оливина и пироксенов, содержат плагиоклаз, амфибол и рудный минерал (обычно титиномагнетит). По различному соотношению главных породообразующих минералов среди них на САХ выделяются оливиновые габбро, габбро, габбро-нориты, амфиболовые габбро, титаномагнетитовые габбро (феррагаббро). Сходный состав имеют долериты и базальты. Отличия (помимо геологических позиций) заключаются в структурах пород и, иногда, в присутствии нераскристаллизованного вулканического стекла. Среди габброидов наиболее распространены габбро и габбро-нориты, среди гипербазитов - гарцбургиты, реже лерцолиты и пироксениты. Все остальные типы пород встречаются значительно реже. Взаимоотношения между базитовыми и ги-пербазитовыми породами недостаточно выяснены.
western wall
eastern waif
0 2 4 Б 3 Ю
1__i-1-1-1-1 km
Интерпретационные геологические разрезы осевой зоны САХ к северу от разломной зоны 15 20'
Черное -базальты; точки - ультраосновные породы; разноориентированные штрихи - гипотетические габбро; стрелки - предположительно активные сбросы; главные сбросы показаны тройными или четверными штриховыми линиями [10]
При крупномасштабном геологическом картировании днища рифтовой долины и ее бортов, устанавливается, что базит-гиперба зитовые породы перекрываются базальтами, или имеют с ними тектонические контакты [5, 7]. Такие же отношения этих магматитов фиксируются и при наблюдениях с подводных аппаратов. На склонах хребта и в риф-товой долине эти образования местами перекрываются осадками неоген-плейстоценового возраста.
Таким образом, в строении САХ участвуют два комплекса пород, генетически не связанных друг с другом, и разновозрастные: нижний, сложенный магматическими породами базит-гипербазитового состава, дислоцированными и в разной степени
метаморфизованными; и верхний, осадоч-но-вулканогенный, не метаморфизованный и не дислоцированный. Первым к такому выводу пришел академик А.В.Пейве [6], который предложил нижний комплекс называть «метаморфическим». По данным исследователей [1] породы нижнего комплекса - меланократового кристаллического фундамента САХ, представляют древние, преимущественно, раннедокембрий-ские полиметаморфические мантийно-нижнекоровые образования, которые могут быть сопоставлены с гранулит-базитовым слоем континентальной коры (или являются его аналогом, отличаясь, по-видимому, большим содержанием темноцветных минералов).
В пределах северной части Срединно-Атлантического хребта (0-40о с.ш.) гидрогеологические структуры выделяются в пределах сегментов хребта.
Сегментарную мегаструктуру САХ определяют 14 разломов, включающих 8 трансформных разломов первого порядка и 6 надпорядковых демаркационных разломов. Они делят его на 9 сегментов, различных по своим геометрическим размерам и состоянию осевой расчлененности самыми мелкими (элементарными) трансформными нарушениями, как по смещению, направлению, так и длине каждого из «микросегментов». Именно эти мелкие трансформы создают конечную тектоническую обстановку.
С позиции полноты развития мегасег-ментов, как составных частей САХ, из девяти выделенных, наиболее зрелыми являются два мегасегмента: между разломами Атлантис -Кейн и Кейн - Зеленого Мыса. Для них характерна четкая выраженность рифтовой зоны и гребня, как линейных структур, регулярная расчлененность на микросегменты, большая протяженность мегасегментов (780 и 880 км). Первый, лежащий к северу, мега-сегмент, сформировался как левосторонний; второй - как правосторонний. Разлом Кейн является разделом геодинамических систем САХ с различной по направлению сдвиговой составляющей. Это своеобразный геодинамический экватор, к северу и к югу от которого можно фиксировать элементы симметрии, выражающиеся в регулярности микросегментации, направлении и тенденции возрастания смещения, общей направленности осевой зоны, в проявлении линейной ориентации морфоструктурных компонентов или их блоковой разобщенности [2].
Гидрогеологические структуры в пределах сегмента являются гидрогеологическими массивами. В пределах сегмента могут выделяться блоки - гидрогеологические бассейны трещинных вод ультраосновных и основных пород, и неовулканические поднятия - вулканогенные бассейны трещинно-жильных вод.
В пределах сегментов хребта выделяют склоны, гребневые части рифтовой долины и рифтовую долину.
Г.Б.Удинцев [9] отмечает, что рифтогенез развивается неравномерно в пространстве и во времени. Рифтовые зоны отличаются мощностью осадочного чехла, формой его залегания на фундаменте, глубинным строением земной коры, а также аномальной структурой магнитного поля, распределением теплового потока через дно океана, локальными гидротермальными проявлениями, аномалиями возрастных характеристик осадков и магматических пород акустического фундамента, вариациями механизма очагов землетрясений. На склонах рифтовых долин обнажаются скальные породы второго и третьего слоя, представленные основными породами.
Из сказанного видно, что на дне и склонах, покрытых осадками, развиты иловые воды, а в скальных породах - трещинные. Наконец, по разломам рифта распространены трещинно-жильные воды разломов, в ряде случаев термальные [8]; некоторые из них поднимаются с больших глубин, среди них возможны и мантийные рудоносные растворы. Разломы служат и путями продвижения к поверхности дна океанов магматических расплавов. Границами сегментов служат трансформные разломы.
Сообщество трансформных разломов представлено разнородными дизъюнктивными структурами [2]. Ведущие из них -сегментообразующие, делят САХ на ряд отрезков с достаточно выдержанным характером рельефа, батиметрией и направленностью в сдвиге осевого рифтового грабена. Если сегментообразующие трансформы -разломы 1-го порядка - всегда прослеживаются за пределами хребта, иногда в пределах сопредельных котловин, доходят до континентального склона и могут быть отчетливо увязаны с системой крупных разломов на материках; то трансформные разломы 2-го порядка, усложняющие внутри-сегментационное строение САХ, четко наблюдаются в гребневой зоне, почти всегда выходят за ее границы на склоны и далеко не всегда уверенно наблюдаются в пределах подножия.
Среди самых крупных трансформных разломов - 13 нарушений этого типа (с севера на юг): разлом Пико, Океанограф, Хай-
ес, Атлантис, Кейн, Зеленого Мыса, Марафон, Меркурий, Вима, Архангельского, Долдрамс, Вернадского, Страхова (4°с.ш.) и Сан-Паулу. Трансформные разломы хорошо выражены в рельефе дна, в магнитном поле и сильно смещают осевой рифт от 70-100 км до 150-450 км. Этот чисто геодинамический параметр, по-видимому, отражает их генетическую особенность. Разломы со смещением от 70 до 100 км отнесены к внутри-океаническим разломам первого порядка, а трансформы-гиганты со смещением осевого рифта более 150 км к числу надпорядковых, выходящих за пределы океана и продолжающихся на сопредельной суше - к демаркационным.
Трансформные разломы рассматривают как самостоятельную гидрогеологическую структуру, где наряду с трещинными и тре-щинно-жильными водами фундамента, среди которых распространены и термальные, наблюдаются и иловые воды в осадках на дне и местами на склонах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев С.И. Геодинамика и рудогенез Мирового океана / Г.Н.Старицына, Л.И.Аникеева. ВНИИОкеангео-логия. СПб, 1999. 209 с.
2. Комплексное изучение морфоструктуры, магматизма, геодинамики и рудогенеза Срединно-Атлантического хребта с целью расширения перспектив известных и выявления новых рудных объектов. ВНИИОкеангеология. СПб, 2003. С.40-42.
3. Кашинцев Г.Л. Глубинные породы океанов. М.: Наука, 1991. 279 с.
4. Кирюхин В.А. Региональная гидрогеология / Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 2005. 344 с.
5. Металлогенические особенности северной части осевой зоны САХ / А.М.Ашадзе, Л.И.Лазарева. ГППМГРЭ. 1999. 57 с.
6. Пейве А.А. Тектоника Срединно-Атлантического хребта. / А.А.Пейве, С.И.Андреев // Геотектоника 1975. № 5. С.4-6.
7. Самоваров М.Л. Региональные и поисковые работы на ГПС на сегменте 15-25°с.ш. осевой зоны САХ. Рейсы НИС «Профессор Логачев». ГППМГРЭ. 2001. 86 с.
8. Судариков С.М. Типы гидрогеологических структур гидротермальных районов северной Атлантики // Записки Горного института. СПб, 2008. Т.176. С.174-178.
9. Удинцев Г.Б. Рельеф и строение дна океанов. М.: Наука. 1987. 56 с.
10. Canmt M. Ultramafic exposures at the Mid-Atlantic Ridge: geological mapping in the 15e N region // Tectonophisics. 1997. V.279. Р.193-195.
REFERENCES
1.Andreev S.I. Geodynamics and rudogenez of the Ocean. / G.N.Staritsina, L.I.Anikeeva // VNIIOkeangeologia. 1999. 209 p.
2. To study morfosructure, geodynamics and rudogenez at the Mid-Atlantic Ridge for studying and detecting new ore objects. / S.I. Andreev // VNIIOkeangeologia. Saint Petersburg, 2003. P.40-42.
3. Kashintsev G.L. Deep rocks of the Oceans. Moscow: Nauka, 1991. 279 p.
4. Kiruhin V.A. Regional hydrogeology. SPMI(TU). 2005. 344 p.
5. The Metallogenichesky features of the north part of axial zone of the MAR / A.M. Ashadze, L.I.Lazareva // GPPMGRE. 1999. 57 p.
6. Peyve A.A. Tectonics of the Mid-Atlantic Ridge// Geotektonika. 1975. № 5. P.4-6.
7. Samovarov M.L. Regional and searching works of DPS are taken part at 15°-25° N of axial zone of the MAR. Diving cruise «Professor Logatchev». GPPMGRE. 2001. 86 p.
8. Sudarikov S.M. Types of submarine hydrogeologi-cal structures for the north part of the Mid-Atlantic. // The Mining institute Proceedings. 2008. V.176. P.174-186 .
9. Udintsev G.B. Relief and structure of the ocean bottom. Moscow: Nauka, 1987. 56 p.
10. Canmt M. Ultramafic exposures at the Mid-Atlantic Ridge: geological mapping in the 15e N region // Tectonophisics. 1997. V.279. P.193-195.
