CC BY
15
Региональные проблемы. 2012. Том 15, № 1. С. 27-32.
УДК 550.834:550.831 (265.54)
СТРОЕНИЕ И ВЕРОЯТНАЯ МАГМАТИЧЕСКАЯ ПРИРОДА КРАЕВОЙ ДАМБЫ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ШЕЛЬФА КОРЕЙСКОГО ПОЛУОСТРОВА
В.Л. Ломтев
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН ул. Науки 1 Б, г. Южно-Сахалинск, 693022, e-mail: lomtev@imgg.ru
По результатам интерпретации карты аномального гравитационного поля в редукции Буге и данных НСП анализируется строение и вероятная интрузивная природа краевой дамбы юго-восточного шельфа Корейского п-ова (Сино-Корейский щит). Она выделяется линейной положительной (40-60 мГал) аномалией (220 + 100 км), выходящей в Цусимский (Корейский) пролив. По сейсмическим данным, дамба и линейная аномалия - результат внедрения интрузии основных или ультраосновных пород в акустический фундамент и неоген-четвертичный осадочный чехол (мегадайка).
Ключевые слова: Сино-Корейский щит, Цусимский (Корейский) пролив, шельф, краевая дамба, линейная гравитационная аномалия, интрузия (мегадайка).
Континентальные шельфы представляют затопленную, мелководную периферию современных материков Земли. В геолого-геофизическом отношении это наиболее изученная часть Мирового океана, в том числе благодаря нефтегазовой разведке [13, 14]. Основные представления и модели строения континентальных шельфов разработаны в 60-70-е годы прошлого века по материа-
лам одноканального НСП МОВ (рис. 1 а-з) и бурения [14]. В контексте настоящей работы обратим внимание на краевые дамбы, впервые описанные К.О. Эмери как погребенные поднятия у бровки или внешнего края шельфа. Он считал их тектоническими барьерами или горстами акустического фундамента (tectonic dam - тихоокеанский шельф Северной и Южной Америки), антикли-
Рис. 1 а-з. Модели континентальных шельфов [14]:
1 - породы фундамента; 2 - соляные купола; 3 - коралловый риф; 4 - вулканическая постройка
налями, реже барьерными рифами или соляными куполами (диапиры), определявшими локализацию поступающего со смежной суши осадочного материала в шельфовых прогибах.
Ф.П. Шепард дополнил модели краевых дамб Эмери вулканическими постройками (рис. 1 з), а соляной диа-пиризм - и возможными проявлениями грязевулканиз-ма [14]. Он обратил внимание на признаки абразии (срез наклонных слоев) на шельфе - местами аномально мощный осадочный разрез, выходящий на континентальный склон и нередко нарушенный сбросами (рис. 1 а-г). Г. Д. Хедберг в 1970 г. детализировал строение этого разреза у бровки шельфа, выделив проградационный и эрозионный типы (см. рис. 124 в [13]). Заметим, что описываемые дамбы он называл краевыми грядами.
На интрузивную природу и молодой, четвертичный, возраст аналогичных структур на шельфе Сенегала (интрузия базальтов, вскрытая бурением) и Восточно-Китайского моря (по данным НСП) впервые, видимо, обратил внимание М. Хосино [13]. По результатам геологической интерпретации данных НСП МОВ (непрерывное сейсмическое профилирование методом отраженных волн) и МОГТ (метод общей глубинной точки) ОАО «Дальморнефтегеофизика»), краевые дамбы на шельфе северо-востока Сахалина и магаданском шельфе Охотского моря образованы молодыми, вероятно раннечетвертичными, мегадайками улырабазитов шириной от 2 до 8 и протяженностью до 360 км с характерными линейными гравимагнитными аномалиями (рис. 2) [7, 8, 16].
Охотский шельф на юго-западе о. Итуруп в районе экструзивной соммы кальдеры Львиная Пасть формирует кольцевая среднечетвертичная дайка вязких магм
[5]. Интрузивную природу, видимо, имеет известная магнитная мегааномалия вдоль внешней дуги Курил [12].
Единственной классической мегадайкой мира принято считать Великую дайку шириной 3,2-12,3 и протяженностью 560 км на территории Республики Зимбабве [11]. Длительное время улырабазиты Великой дайки - лопо-лита в поперечном сечении - находятся в горнорудной разработке (хром, никель, медь, платина).
Из изложенного выше понятен интерес к строению и, возможно, интрузивной природе (мегадайка) краевой дамбы и связанной с ней в плане крупной линейной гравитационной аномалии [6], давно известных на юго-вос-точном шельфе Корейского п-ова (Сино-Корейский щит) и прилегающем северном выходе из Цусимского (Корейского) пролива [9, 14, 18]. Эта работа дополняет нашу предшествующую статью по сейсмо стратиграфии, магматизму и нефтегазоносности прилегающих батиальных котловины и трога Уллындо [4], основанную на результатах геологической интерпретации данных НСП, полученных в 1991 и 1993 годах во время российско-южнокорей-ских (ИМГиГ - КОКХЯ) геолого-геофизических исследований [1, 18].
Исходные данные
Основными материалами для настоящей работы стали уточненные гравиметрические карты в редукции Буге по юго-востоку Корейского п-ова и смежной подводной континентальной окраине из отчета [18], батикарта и профиль НСП №17 [17] (рис. 3-5) и для сравнения -опубликованные данные МОГТ и НСП по охотским ме-гадайкам (рис. 2) [6, 8,16].
Рис 2. Профиль МОГТ 1632 ОАО «Дальморнефтегеофизика» через Магаданскую (1) и Кони-Пьягинскую (2) мегадайки [8]: ломаная линия - наблюденная кривая аномального магнитного поля, пунктир - кривая аномального гравитационного поля. Вертикальный масштаб в секундах двойного пробега, горизонтальный масштаб в километрах
■ 35°с.ш.
132°в.д.
Рис. 3. Гравиметрическая карта Корейского п-ова и его юго-восточной подводной окраины в редукции Буге [18] Сечение изоаномал от 5 (суша и шельф) до 20 мГал (континентальный склон). Линия черных квадратов - Цусимская мегадайка [6] здесь и на рис 4
На гравикарте района (рис. 5) по амплитудам аномального гравитационного поля четко обособляются Корейский п-ов, или Сино-Корейский щит, (± 30 мГал), его япономорский шельф (+40-60 мГал) и Прикорейс-кий (+20-40 - 80-240 мГал) бордерленд [10], или континентальный склон. В строении последнего депрессиям рельефа отвечают относительные минимумы поля, а выступам пород архея - максимумы [2,10,15]. Резкие отличия рассматриваемых морфоструктур проявляются также в размерах показанных аномалий и их простираниях. Особенно четко выделяется меридиональная положительная аномалия протяженностью 220 и шириной 58 км с осью близ бровки континентального шельфа и его крае-
вой дамбы [9, 18]. Она оконтуривается изоаномалами 40-60 мГал, следующими примерно параллельно береговой линии Корейского п-ова с выходом на юге на акваторию Цусимского пролива. Близ ее северного окончания выделяется небольшая меридиональная положительная аномалия протяженностью около 100 км, северное окончание которой с края континентального шельфа смещено на верхнюю часть континентального склона с глубинами 200-400 м (рис. 4).
Таким образом, обе гравитационные аномалии маркируют градиентную зону, видимо связанную с региональным глубинным разломом. Однако последний, вслед за П.Н. Кропоткиным и Ро Су Воном, здесь обыч-
Рис. 4. Батиметрическая карта юго-восточной подводной окраины Корейского п-ова [4, 18]:
1 - профили МПВ 1-Щ 2,3 - положение автономных донных сейсмостанций и сейсмобуев соответственно [1]; 4,5 - профили НСП ИМГиГ и Геологической службы Японии (ссыпка в [4]) соответственно; 6 - точки определения кондуктивного теплопотока; 7 -изобаты в метрах; 8 - профиль НСП №17 (см. рис. 5)
но проводят в основании верхнего уступа континентального склона на глубинах 1000-1500 м [1,2,10].
Для определения геологической природы аномальных масс, образующих эти аномалии, обратимся к материалам сейсморазведки. На широтном профиле МПВ Ш [1, 6] на краю юго-восточного шельфа Корейского п-ова выделяется слегка асимметричный выступ, или горст, акустического фундамента, ограниченный нормальными сбросами. Заметим, что это вполне традиционная тектоническая интерпретация выступов фундамента и в других регионах Мирового океана [12-14].
На проходящем рядом профиле НСП МОВ № 17 вы-
деляются следующие черты строения краевой дамбы (рис. 5). В рельефе шельфа она представляет собой низкую столовую гряду с крутыми бортами, оконтуренную изобатой 100 м. Гряда имеет уплощенную, вероятно, аб-радированную вершину (бенч) шириной около 5 км. Под ней, судя по 1 —3-й кратным волнам зоны реверберации, залегают среднескоростные породы акустического фундамента, формирующие вертикальный блок в низкоскоростном, неоген-четвертичном чехле (вмещающий матрикс) висячего осадочного бассейна Пхохан (РоЬагщ -[1 ]). По аналогии с охотскими мегадайками маломощная (первые метры) валунно-галечная отмостка на бенче
1 -3-я кратные волны
Цусимская
мегадайка
1-3-я
кратные
волны
н—7.4 ш—н
Г'!£цге 1-7. ршШтэ гесегс! Гог ргой1е 17, ой' РоЬап°.
Рис. 5. Профиль ПСП МОВ №17 [17]. Вертикальный масштаб в секундах двойного пробега. Зоны реверберации с 1-у 2- и 3-й кратными волнами под краевой дамбой (мегадайка) и в зоне выхода докайнозойских пород акустического фундамента (АФ) слева (внутренний шельф)
способна формировать вертикальную зону реверберации сейсмических волн из-за резкого (от 1,5 км/с в воде до ~ 5 км/с в блоке) скачка скорости распространения продольных волн (рис. 2) [8]. Заметим, что другая зона реверберации на этом профиле связана с выходом на дно докайнозойских пород акустического фундамента [1, 2,4,15].
Высота блока фундамента на рис. 5 соответствует мощности неоген-четвертичного чехла, которая здесь составляет около 700 м (при средней скорости распространения продольных волн в чехле 2000 м/с). Вблизи его стенок осадочные слои приподняты, что указывает на относительное воздымание блока или опускание прилегающих территорий, особенно к северу. В строении чехла близ бровки континентального склона четко выделяется придонная линза мощностью до 300 м (определена при средней скорости распространения продольных волн 1600 м/с). Она вложена или прислонена к северному склону дамбы и, следовательно, моложе ее. Формирование линзы, вероятно, связано с абразией дамбы и выносом осадков с прилегающей суши по долинам, выходящим на континентальный склон [18, 19]. С учетом общепринятого поздне-, реже среднечетвертичного возраста континентальных шельфов Мирового океана можно говорить о довольно молодом, возможно раннечетвертичном, возрасте краевой дамбы юго-восточного шельфа Корейского п-ова [6].
Сопоставляя рис. 1-5, приходим к выводу, что рассматриваемый вертикальный блок акустического фун-
дамента под краевой дамбой является крупной интрузией или мегадайкой (Цусимской [6]) основных или ультра-основных пород. По аналогии с многочисленными дайками Сино-Корейского щита [2, 3, 15] ее могут слагать щелочные габброиды, трахидолериты или лимбургиты с ксенолитами ультраосновных пород. В плане Цусимская дайка разделяет поля молодых наземных траппов щита и область кислого, экструзивного вулканизма в котловине и троге Уллындо и прилегающих районах Прикорейского бордерленда [4,18].
Обсуждение результатов Из представленных материалов гравиметрии в редукции Буге и сейсморазведки можно сделать вывод, что крупная линейная аномалия и краевая дамба юго-вос-точного шельфа Корейского п-ова имеют интрузивную природу (мегадайка) и молодой, вероятно четвертичный, возраст. С учетом выхода аномалии в Цусимский пролив дайку предлагается называть Цусимской [6]. Аналогично охотским мегадайкам резкий (—2-3 км/с) скачок скорости распространения продольных волн в неоген-чет-вертичном чехле и теле дайки [1] позволил определить положение и вертикальное падение ее стенок на профиле НСП № 17. Однако в строении Трехбратской мегадай-ки на профиле МОГТ вместо зоны реверберации можно видеть вертикальный перерыв сейсмозаписи в кайнозойском осадочном чехле в своде протяженной одноименной антиклинали или краевой дамбы северо-восточного шельфа о. Сахалина [16]. Примечательно, что к западу от нее располагаются практически все открытые залежи
углеводородов Северо-Сахалинского нефтегазоносного бассейна.
В фундаменте юго-восточного шельфа Корейского п-ова, который с поверхности слагают средне скоростные породы мезопалеозоя [1-3, 15], выделить мегадайку методами МПВ или МОГТ маловероятно [20]. Видимо, поэтому до сих пор не расшифрована геологическая природа крупной линейной магнитной аномалии на внешней дуге Курил [9, 12]. Комплексирование геолого-гео-физических методов при изучении Цусимской и Охотских мегадаек [5-8], возможно, позволит прояснить геологическую природу и ряда других линейных, дуговых или кольцевых гравимагнитных аномалий на континентах и Мировом океане [9], изучить их строение, историю и механизм формирования.
Заключение
Совместная интерпретация материалов гравиметрии и сейсморазведки позволяет предполагать интрузивную природу краевой дамбы юго-восточного шельфа Корейского п-ова (Цусимская мегадайка) и ее молодой, вероятно раннечетвертичный, возраст. Следовательно, расширяется круг моделей строения континентальных шельфов Мирового океана, а в региональной геологии Сино-Корейского щита и впадины Японского моря появился новый крупный объект для будущих геолого-геофизи-ческих исследований.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Аносов Г.И., Сок Б.Ч., Аргентов В.В. и др. Строение
восточного шельфа полуострова Корея по сейсмическим данным // Тихоокеан. геология. 2000. Т. 19, № 2.
С. 3-16.
2. Геологическое строение западной части Японского моря и прилегающей суши. Владивосток: Дальнаука, 1993.211 с.
3. Геология Кореи. М.: Мир, 1964. 264 с.
4. Ломтев В.Л. Новые данные о строении котловины и трога Уллындо (Японское море) // Строение земной коры и перспективы нефтегазоносности в регионах Северо-Западной окраины Тихого океана. Южно-Са-халинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2000. Т. 2. С. 54-74.
5. Ломтев В.Л. Новые данные о строении юга охотской окраины Курильской дуги // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2010. № 1. С. 74-83.
6. Ломтев В.Л. Цусимская шельфовая мегадайка (Японское море) // Физика геосфер:. VI Всероссийский сим-
позиум, 7-11 сентября 2009 г., Владивосток: мат-лы докл. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2009. С. 201-206.
7. Ломтев В.Л., Патрикеев В.Н. Сейсмические исследования ИМГиГ ДВО РАН в Северо-Западной Пацифике (1980-2005 гг.) //Вестник ДВО РАН. 2006. № 1. С. 59-66.
8. Ломтев В.Л., Патрикеев В.Н., Гуринов М.Г. Новые данные о строении дна Охотского моря // Тихоокеан. геология. 2009. Т. 29, №3. С. 3-8.
9. Международный геолого-геофизический атлас Тихого океана / ред. Г.Б. Удинцев, М., СПб.: МОК (ЮНЕСКО), РАН, ФГУППКО «Картография», ГУНиО, 2003. 192 с.
10. Основные черты геологического строения дна Японского моря. М.:Наука, 1978. 264с.
11. Сысоев Ф.А., Кузнецов К.М. Великая дайка // Горная энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1984. Т. 1. С. 337.
12. Тектоника Курило-Камчатского глубоководного желоба. М.: Наука, 1980. 179 с.
13. Хосино М. Морская геология. М.: Недра, 1986. 432 с.
14. Шепард Ф.П. Морская геология. Л.: Недра, 1976. 488 с.
15. Geology of Korea / Lee D.-S., (ed.). Seoul: Kyohak-Sa Publishing Co.& Geol. Society of Korea, 1987. 515 p.
16. Lomtev VL., Litvinova A. V New data on the structure of the offshore margin of the Northern Sakhalin // Geodynamics & Tectonophysics, 2011. V. 2, N 1. P. 83-94.
17. Shluter H.U., Chun W.C. Seismic surveys off the East coast of Korea // United Nations ESCAP, ССОР Technical Bull., 1974. Vol.8.P.l-14.
18. Suk В.-Ch., Anosov G.I. et. al. An oceanographic study in the East Sea (the Sea of Japan) - Korea and Russia cooperative research. Seoul: KORDI, BSPN 00213-625-5.1993.N 10. 280p.
19. Suk В.-Ch., Anosov G.I., SemakinVP, Svarichevsky A. S. Bathymetry and morphotectonic elements in the Ulleung basm, East Sea of Korea // Korean lour, of Geophys. Res., 1996. Vol. 24, N1. P. 1 -10.
20. Yoon S.H., Park S.I., Chough S.K. Evolution of sedimentary basm in the southwestern Ulleung Basin margin: Sequence stratigraphy and geologic structures // Geosciences lour., 2002. Vol. 6, N 2. P. 149-159.
The structure and possible intrusive nature of the Korean peninsula south-eastern shelf border dam (China-Korean shield) have been analyzed on the Bouguer anomalies map and seismic reflection data. It is characterized by the linear positive (40-60 mGal) anomaly (220+100 x 5 km) stretching as far as the Tsushima (Korean) strait. According to the seismic data, both the dam and the anomaly have appeared as a result of basic or ultra-basic rocks intrusion into the acoustical basement and Neogene-Quaternary sedimentary cover (megadike).
Key words: China-Korean shield, Tsushima (Korean) strait, shelf border dam, linear gravitational anomaly, intrusion (megadike).
