Осадочный разрез Магеллановых гор изучен весьма неравномерно. Наиболее детально к настоящему времени стратифицированы разрезы гайотов Федорова, Ита-Май-Тай, Геленджик и Бутакова. Западное звено в целом охарактеризовано менее подробно, чем восточное. На всех гайотах разрез сложен схожими возрастными комплексами со сходным набором пород.
В целом гайоты Магеллановых гор состоят из вулканогенных и осадочных образований мезозоя–кайнозоя (рис. 5). В их геологическом строении можно выделить три яруса (Гайоты…, 1995). Нижний сложен преимущественно вулканитами, характерными для островов и поднятий, и слагает цоколи гайотов до глубины около 3000 м. В его составе отмечаются толеиты, океаниты, плагиобазальты. Второй ярус слагают субщелочные и щелочные базальтоиды, среди которых выделяются пикриты, оливиновые базальты и трахибазальты. Реже отмечаются анкарамиты и фонолиты. Эти породы залегают в виде лавовых потоков небольшой мощности. Их разновидности встречаются с глубин 4000 м, но широко распространены выше 3000 м. Они слагают как склоны, так и вершинные поверхности.
Рис. 5. Стратиграфический разрез гайотов Магеллановых гор
Породы обоих ярусов относятся к толеит-щелочнобазальтовой ассоциации гавайского типа, весьма широко распространенной в пределах подводных гор и поднятий Тихого океана. Временной интервал их формирования определен второй половиной раннего мела (Гайоты…, 1995). По представлениям И.Н. Говорова с соавторами (Говоров и др., 1996) возраст основной массы горных сооружений района позднеюрский–раннемеловой. Такая датировка хорошо коррелируется с поздне- среднеюрским возрастом плит окружающих котловин (Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990; Premoli et al., 1993).
Третий ярус сложен осадочными породами нижнего и верхнего мела, кайнозойскими породами и рыхлыми осадками.
В целом можно выделить четыре возрастных интервала формирования пород – апт-туронский, сантон-маастрихтский, позднепалеоценовый-эоценовый и миоценовый. Нелитифицированные осадки сформированы в плиоцен-четвертичное время.
К апт-туронскому возрасту относят комплекс пород, включающий рифогенные и планктоногенные известняки и обломочные породы. Рифогенные известняки развиты в пределах Магеллановых гор неравномерно. Наиболее широко они обнажены на гайотах Ильичева и Федорова, где образуют сплошное кольцо, состоящее из отложений кольцевого рифа, аванрифа и лагуны. Состав пород разнообразен, с резким преобладанием биогермных и органогенно-детритовых известняков. Каркас слагают остатки рифостроящих организмов и рифожителей, среди которых присутствуют фрагменты кораллов, мшанок, криноидей, брахиопод, двустворчатых моллюсков, а заполнителем служит нанофораминиферовая масса. Микритовые и оолитовые известняки представляют отложения лагун. На большинстве других гайотов рифогенные известняки обнажены ограничено. Нередко они обнажаются в структурах радиальных грабенов. Это позволяет предполагать, что данные породы на гайотах развиты, но практически повсеместно перекрыты более молодыми отложениями.
На ряде гайотов, и, в первую очередь, на гайоте Бутакова, весьма широко развиты нанофораминиферовые известняки и эдафогенные брекчии этого комплекса, уверенно датируемые по комплексам планктонных фораминифер. Мощность толщи, предположительно, составляет от 200 до 300 м (Premoli et al., 1993; Sager et al., 1993).
Толща обломочных пород отнесена к вулканическим турбидитам, представленным вулканомиктовыми брекчиями, песчаниками и алевролитами. Цемент пород преимущественно глинистый. Возраст толщи принят как апт-альбский (Железо-марганцевые…, 1990). По данным глубоководного бурения (скважины 199, 585 DSDP и 802 ODP) (рис. 6) мощность турбидитов достигает 300 м (Initial…, 1973; 1986; Lancelot et al., 1990); по другим источникам, в нижних частях склонов она достигает 800 м (Железо-марганцевые…, 1990).
К этому же возрастному интервалу отнесены и уплотненные глины, алевролиты и песчаники, широко развитые в средних частях склонов в интервале глубин 2800–3500 м. Редкие датировки по комплексам радиолярий и планктонных фораминифер позволяют отнести время их образование к позднему альбу–сеноману.
Рис. 6. Расположение скважин глубоководного бурения в районе Магеллановых гор
1 – изобаты; 2 – скважины глубоководного бурения
Среди сантон–маастрихтских отложений выделены рифогенные и планктоногенные известняки, эдафогенные брекчии, а также туфы и туффиты. Рифогенные комплексы сходны с апт-туронскими, с той разницей, что встречаются несколько чаще. Это связано с тем, что они являются унаследованными и в основном перекрывают апт-туронские рифы. Их распространенность сходная – наиболее обширные постройки на гайотах Ильичева и Федорова, на других гайотах встречаемость меньшая. Планктоногенные (наннофораминиферовые) известняки с включениями остатков мелководной макрофауны также распространены ограниченно, но отмечаются практически на каждом гайоте. Эдафогенные фосфатизированные брекчии с наннофораминиферовым цементом пространственно связаны с известняками и имеют с ними фациальные переходы. Состав обломков преимущественно вулканический. Брекчии образуют небольшие покровы и присутствуют практически на всех морфологических элементах гайотов ниже бровки. Наннофораминиферовые известняки и эдафогенные брекчии нередко фосфатизированы.
Среди вулканокластических пород выявлены отложения сантона-кампана на гайотах Говорова и Бутакова, кампана-маастрихта на гайотах Ита-Май-Тай и Бутакова, а также маастрихта на гайотах Федорова, Ита-Май-Тай и Бутакова. Они установлены в виде локальных покровов, приуроченных к осложняющим вулканическим куполам.
Сантон-маастрихтские отложения сходного состава, опробованные скважинами глубоководного бурения, имеют мощность от 70 до 140, редко 180 м (Initial…, 1971, 1973, 1975, 1981, 1986; Premoli et al., 1993; Sager et al., 1993).
Выше залегает комплекс пород позднего палеоцена–эоцена, выявленный на всех изученных гайотах. В комплексе резко преобладают планктоногенные известняки и фациально связанные с ними эдафогенные брекчии. Известняки образуют обширные покровные тела в привершинных частях гайотов, редко опускаясь до глубин 2400–2600 м. Микрофаунистические исследования позволяют в них и эдафогенных брекчиях выделять отложения позднего палеоцена, раннего, среднего и позднего эоцена, а также переходных возрастов. Мощность известняков, по данным глубоководного бурения на гайотах сопредельных площадей, может составлять от 100 до 150 м (Initial…, 1971, 1973, 1975, 1981, 1986; Premoli et al., 1993; Sager et al., 1993).
Фосфатизированные эдафогенные брекчии этого же возраста схожи с подобными отложениями верхнего мела, отличаясь от последних более разнообразным составом обломков, в котором, помимо вулканитов, встречаются известняки различного генезиса и железомарганцевые корки и конкреции.
Среди отложений этого возраста имеют место и мелководные известняки близкие к рифогенным. Они встречаются реже, чем сходные породы мела, но в отдельных пробах идентифицированы на гайотах Альба, Паллада, Ильичева, Федорова, Грамберга, Ита-Май-Тай и других (Мельников и др., 2006, 2007, 2009, 2012).
Среди вулканокластических пород этого возрастного диапазона на гайотах установлены туфы и туффиты, в которых преобладают нижнеэоценовые (37 % встречаемости) и среднеэоценовые (42 %) породы.
Отложения миоцена распространены весьма ограниченно – на детально изученных гайотах обычно подняты двумя–тремя драгами. На гайоте Альба они образуют вулканические конусы в северо-восточном секторе вершинного плато и представлены щелочными базальтоидами, туфами и туффитами с тонкими прослоями нанофораминиферовых известняков (Мельников и др., 2000, 2007). Микрофауна, позволяющая датировать отложения, содержится как в прослоях известняков, так и в цементе туффитов. Мощность толщи оценивается в 100 м. Туффиты этого возраста также опробованы на гайоте Федорова, планктоногенные известняки – на гайотах Федорова, Грамберга, Ита-Май-Тай, Паллада и Говорова. На гайотах Грамберга, Ита-Май-Тай, Бутакова и Коцебу опробованы также и эдафогенные брекчии этого возраста, с низкой степенью литификации цемента. В то же время в центральной части вершинного плато гайота Ита-Май-Тай скважиной 200 DSDP вскрыт разрез миоцена мощностью 86 м (Initial…, 1973). Породы представлены глобигериновыми песками, переходящими в подошве в песчаники бурдигальского яруса. К раннему миоцену отнесены нижние 28.5 м вскрытой толщи, а верхние 57 м – к мессинскому и тортонскому ярусам позднего миоцена. Отложения среднего миоцена в разрезе отсутствуют.
На гайоте Геленджик туффиты, покрывающие два осложняющих вулканических конуса в пределах плато, датированы плиоценом. На гайоте Ита-Май-Тай опробованы планктоногенные известняки, а на гайоте Грамберга – эдафогенные брекчии этого же возраста. Отложения сходны по облику с отложениями миоцена, также слаболитифицированы и встречаются еще реже. Вскрытая мощность отложений раннего плиоцена по скважине 202 составляет 7.5 м, однако возможно, она достигает 17 м (Initial…, 1973).
Большую часть вершинных поверхностей и ступени гайотов покрывают плиоцен-четвертичные нелитифицированные планктоногенные осадки. Возраст определен по видовому составу микрофоссилий. На вершинах некоторых гор (гайоты Альба, Говорова, Бутакова) отдельными пробами установлен голоцен, но, в общем, преобладают смешанные комплексы (Мельников и др., 2007; 2012). В кернах скважин 200 и 202 DSDP отложения представлены фораминиферовыми осадками. Их мощность в скважине 200 составляет 19 м, верхние 9 м датированы как четвертичные; от 9 до 11 м – позднеплиоценовые; от 11 до 19 м – раннеплиоценовые. По керну скважины 202 осадки опробованы в интервале 49–59 м и датированы началом раннего плиоцена, зона N.19 (Initial…, 1973). Вниз по склону развиты преимущественно карбонатно-глинистые осадки и слабокарбонатные глины. Их мощность, по данным сейсмоакустических исследований, можно оценить в десятки метров (Гайоты…, 1995).
Разрез межгорных впадин относительно детально изучен только глубоководным бурением. В основании залегают плитобазальты средней-поздней юры (Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990; Premoli et al., 1993). В центральной части котловины Пигафетта (скв. 801 ODP) вскрыты базальты средней юры и перекрывающие их аргиллиты батского яруса (Lancelot et al., 1990; Premoli et al., 1993). Среднеюрские отложения, мощностью порядка 40 м, представлены, помимо аргиллитов, радиоляритами и литифицированными глинами. Сходный состав разреза характерен и для отложений верхней юры–первой половины нижнего мела. Мощность отложений верхней юры – 73 м, пород берриасса–валанжина – 52 м. Выше залегают апт (?)–альбские вулканические турбидиты, мощность которых достигает 190 м. Разрез верхнего мела по нижний кампан включительно (63 м) сложен коричневыми кремнями и порцелланитами. Венчает разрез пачка «красных пелагических глин» верхнего мела–кайнозоя общей мощностью 64 м. В ней выделяются отложения кампана (?)–маастрихта, палеоцена и кайнозоя нерасчлененного (Lancelot et al., 1990).
В краевой части впадины Сайпан в основании разреза отмечена толща вулканических турбидитов апт-альбского возраста мощностью до 300 м (скв. 585 DSDP и 802 ODP). Выше залегают альб-сеноманские известковистые литифицированные глины, иногда с прослоями известняков, сопоставляемые с отложениями, описанными на средних участках склонов гайотов. Их мощность изменяется от 30 до 50 м (Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990). Разрез верхнего мела изменчив. В скважине 585 DSDP опробован непрерывный разрез глинистых отложений с карбонатными, цеолитовыми разновидностями, прослоями кремней. Толща формировалась с конца сеномана по маастрихт включительно, без явных перерывов. Ее мощность составляет около 150 м. В скважине 802 ODP присутствуют отложения коньяка–верхнего кампана, представленные вулканическими турбидитами. Мощность толщи – 110 м.
В отложениях палеогена преобладают наннофораминиферовые слаболитифицированные известняки с прослоями глин, кремней, порцелланитов. В основании разреза отмечены литифицированные глины. Возраст отложений от позднепалеоценовых до позднеолигоценовых, однако внутри толщи отмечаются значительные перерывы. Отсутствует большая часть разреза олигоцена. Мощность толщи 100–200 м. Отложения нижнего миоцена–среднего плиоцена представлены толщей вулканических турбидитов с прослоями туфов и туффитов. Мощность толщи около 200 м. Завершают разрез коричневые пелагические глины, обогащенные цеолитами, микроконкрециями, остатками радиолярий. Их мощность не превышает 15 м (Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990).
См.также:
