22 - 08 - 2017

Тектоника

Магеллановы горы – цепь внутриплитных крупных вулканотектонических горных сооружений, не имеющая общего цоколя, и разделяющая плиты котловин Сайпан и Пигафетта более крупной структуры – Восточно-Марианской котловины.

По поводу тектонической позиции Магеллановых гор существуют различные мнения. Достаточно достоверными нам представляются следующие положения. Цепь Магеллановых гор в основном приурочена к разломной зоне Огасавара, располагаясь на участках между выделенными структурами Огасавара 1 – Огасавара 2 – Огасавара 3 (рис. 8). Гайоты западного звена – Скорняковой, Гордина, Пегас и восточного – Ита-Май-Тай, Геленджик и Бутакова лежат южнее структуры Огасавара 1. Возраст плиты южнее структуры разлома (котловина Сайпан) – позднеюрский. Плита между разломами Огасавара и Кашима (котловина Пигафетта) характеризуется среднеюрским возрастом. Возраст плит определен по результатам глубоководного бурения (Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990; Premoli et al., 1993) и по возрасту линейных магнитных аномалий Китли, уверенно идентифицируемых во впадине Сайпан. Горизонтальное смещение блоков океанской плиты по разломной зоне Огасавара, к которой приурочены горы, позволяет говорить о ее трансформной природе и составляет около 500 км (Брусиловский и др., 1992).

Рис. 8. Тектоническая схема. Масштаб 1 : 2 000 000

Рис. 8. Тектоническая схема. Масштаб 1 : 2 000 000

Согласно В.И. Головинскому (1985), формирование вулканов связано с активизацией тектонической и вулканической деятельности на рубеже юры и мела, в процессе которой и развивались многочисленные линейные разрывные нарушения. Разломы, выделяемые по осям отрицательных магнитных аномалий, рассматриваются как зоны дробления и гидротермальной проработки магматических пород. Нарушения, выделяемые по смещению осей аномалий, определяются сдвиговыми смещениями по разломам. Тектонические нарушения субмеридионального простирания связаны с постмагматическим этапом развития.

К крупным гайотам Магеллановых гор, как правило, приурочены отрицательные аномалии гравитационного поля в редукции Буге (Кулаков и др., 1987) (рис. 9). Скорее всего,  это обусловлено тем, что гайоты сложены  вулканогенными породами пониженной плотности. Седловины и впадины между гайотами выражены положительными аномалиями.

Рис. 9.  Гравитационное поле северо-западной части Тихого океана

Рис. 9.  Гравитационное поле северо-западной части Тихого океана

В гравитационном поле в редукции свободного воздуха гайотам соответствуют положительные аномалии (Жигулев и др., 1988). К подножию гайотов приурочены отрицательные значения гравитационного поля, а в районе абиссальной части Восточно-Марианской котловины отмечены нулевые значения гравитационного поля. По-видимому, гайоты Магеллановых гор являются изостатически нескомпенсированными горными сооружениями. 

Магнитное поле над Магеллановыми горами представлено линейно вытянутой в субширотном направлении зоной отрицательных значений ΔТa, достигающих 1000 нТл (рис. 10). Гайоты отображаются интенсивными отрицательными аномалиями, осложненными положительными пиками над вершинами (Жигулев и др., 1988; Кулаков и др., 1987; Рашидов, 2006; Рашидов и др., 2003; Рашидов и др., 2009). Седловины и впадины между гайотами выражены в магнитном поле положительными аномалиями. В районе абиссальной части Восточно-Марианской котловины отмечены нулевые значения магнитного поля и его спокойный характер.

Рис. 10. Карта аномального магнитного поля Магеллановых гор

Рис. 10. Карта аномального магнитного поля ΔТa Магеллановых гор

По мнению (Кулаков и др., 1987), вулканические сооружения  Магеллановых гор возникли и развивались в меловое время, в связи с  активизацией  трансрегионального линеамента Маркус-Неккер, находившегося,  видимо, в режиме растяжения. В седловинах и впадинах между гайотами по радиальным и транзитным разломам могли быть сформированы глубинные интрузии, породы которых обладают повышенными плотностью и намагниченностью.

По мнению Ю.В. Брусиловского с соавторами (Брусиловский и др., 1992), Магеллановы горы и являются зоной трансформного разлома, по которому плита впадины Сайпан смещена относительно плиты котловины Пигафетта.

По А. Копперсу с соавторами (Koppers et al.,  1998), Магеллановы горы возникли в результате прохождения Тихоокеанской плиты над горячей точкой SOPITA, в результате чего образовалась цепочка гор, возраст которых возрастает с востока на запад. Нынешнее положение гор объясняется дрейфом Тихоокеанской плиты. Важно, что авторы в пределах Магеллановых гор выделяют, по крайней мере, две цепи: гайот Скорняковой – гайот Федорова (у авторов Ioah) и приуроченная к гайотам Ита-Май-ТайГеленджик и более южным гайотам. Вторая цепь, по мнению авторов, более древняя и, вероятно, происходит от иной горячей точки. Осложняющие вулканические структуры на крупных горах объяснены прохождением гор над менее масштабными горячими точками. В целом такая гипотеза представляется слишком сложной, чтобы быть близкой к реальности. Магматические комплексы не проявляют однонаправленных трендов геохимической изменчивости, что должно было бы иметь место при таком развитии событий. Кроме того, приведенные датировки не соответствуют времени собственно образования гайотов, поскольку на каждом из них в указанные периоды уже отлагались осадочные мелководные образования стадии острова-атолла.

Близкие воззрения, основанные на положениях глобальной тектоники и дрейфа от точки SOPITA, высказывались и другими исследователями (Брусиловский и др., 1992; Железо-марганцевые…, 1990).

Н. Смутом с соавторами (Smoot et al., 1999) выдвинута гипотеза мегатрендов, являющихся зонами разгрузки напряжений на земной поверхности и представленных комбинациями разломных зон, линейных поднятий и подводных гор, нередко протягивающихся через весь океан. Мегатренды образуют ортогональную сеть с двумя явно выраженными направлениями – восток-северо-восточным и юг-юго-западным. Зоны пересечения мегатрендов, в зависимости от силы напряжений и доступности магматических источников, образуют положительные («апвеллинговые») или отрицательные («даунвеллинговые») формы рельефа океанского дна. По мнению Н. Смута, активное извержение магм в меловой период создало многие вулканические плато и поднятия Тихого океана. Исходя из этих представлений, расположенное к северу от района Магеллановых гор, поднятие Маркус-Уэйк находится на пересечении мегатрендов Маршалла–Гилберта и Мендосино–Сервейер. Поднятие Маршалловых островов лежит в зоне мегатренда Маршалла–Гилберта. Магеллановы же горы, включая звено, протягивающееся вдоль 20º с.ш.,  находятся за пределами основных мегатрендов и являются оперяющей структурой мегатренда Маршалла–Гилберта.

Согласно В.П. Уткину с соавторами (Уткин и др., 2004; 2006), в формировании гайотов, их групп и всей совокупности Магеллановых гор, включая хребет Даттон, определяющую роль играли сдвиговые дислокации различных рангов, закономерно подчиненных и проявленных в пликативных и дизъюнктивных формах. Развитие всей совокупности сдвиговых дислокаций разных рангов происходило в условиях меридионального сжатия океанической коры. Авторы подразделяют цепь на широтные ареалы, сходные с теми, что были выделены нами для западного участка цепи, считая их антиклинальными сводами. Также выделены широтные составляющие и в восточном звене. Следует заметить, что проигнорирована меридиональная составляющая структур, наиболее отчетливо выраженная в рельефе. В желании все поделить на широтные участки, авторы разделяют гайоты Ита-Май-Тай и Геленджик, образующие единый вулкано-тектонический массив, игнорируют единую меридиональную структуру гайотов Федорова – Ита-Май-Тай – Геленджик – Бутакова и, напротив, выделяют структуру явно более низкого ранга Ита-Май-Тай – Затонского.

Одним из подходов к объяснению механизма образования  гайотов Магеллановых гор, может быть мембранная тектоника,  согласно которой внутриплитные вулканы формируются  как следствие  деформирования и растрескивания литосферы при ее перемещении по меняющей кривизну поверхности Земли (Седов и др., 2005).

С позиций А.А. Гаврилова (Gavrilov, 2005), Магеллановы горы являются частью кольцевой структуры (морфоструктуры центрального типа – МЦТ), в которой западный участок формирует север кольца, восточный – восток, Марианская система хребтов и желобов замыкает структуру с запада, а поднятие Каролинских островов – с юга. К такому выводу автор пришел на основе анализа морфометрических и морфографических построений, позволившего выделить кольцевые аномалии рельефа с признаком типичных МЦТ. Возможные механизмы формирования таких структур связываются с явлениями мантийного диапиризма.

Появление большого числа гипотез по поводу происхождения Магеллановых гор, очевидно, связано с осознанием невозможности формирования как их построек, так и других крупных гайотов океанского дна только за счет вулканических излияний, и понимании важнейшей рельефообразующей роли тектонических процессов. Приходится констатировать, что в понимании процессов, приведших к формированию системы Магеллановых гор, пока больше проблем, чем реальных достижений.

В строении горных сооружений системы выделяют три основных структурных яруса: плитобазальтовый фундамент, магматогенное тело подводной горы и осадочный чехол. Наиболее ранним этапом формирования океанического дна в районе является излияние средне-позднеюрских абиссальных плитобазальтов, которые слагают днище Восточно-Марианской котловины и перекрываются толщей слоистых осадков мезозоя-кайнозоя (Гайоты…, 1995; Initial…, 1986; Lancelot et al., 1990; Premoli et al., 1993). Предгорные равнины являются переходными морфоструктурными элементами между вулканотектоническими поднятиями и абиссальными плитами. Отмечающиеся здесь фрагментарные выходы вулканических пород, слагающих одиночные холмы, тяготеют к зонам разломов.
Основной этап формирования вулканотектонических структур Магеллановых гор пришелся на границу юры и мела (Гайоты…, 1995; Говоров и др., 1996). По другим источникам, это происходило на рубеже готерива-баррема (Брусиловский и др., 1992) или даже в апт-альбское время (Koppers et al., 1998). В результате активизации были образованы постройки высотой более 4500 м, и развились многочисленные линейные разрывные нарушения. Анализ геолого-геофизических материалов позволяет сделать предположение, что магмоподводящими каналами служили узлы пересечения ортогональных систем разломов. Внутриплитовый магматизм отличался существенным преобладанием субщелочных оливиновых базальтов и щелочных пород (Гайоты…, 1995).

В аптское время в результате абразионной деятельности происходит разрушение верхней части горных сооружений и образование на них атоллов. Формируются рифы, на склонах гайотов накапливаются турбидиты, карбонатные толщи и эдафогенные брекчии. Во время сеноманской трансгрессии большинство гайотов погружается под воду. В этот этап происходят унаследованные тектонические движения, проявляются нарушения типа сбросов или трещин без значительных смещений. В позднем мелу и палеогене гайоты последовательно погружаются и существуют уже в стадии подводных гор. В среднем миоцене завершающий акт вулканизма приводит к образованию шлаковых конусов на плоских вершинах гайотов. В заключительный плиоцен-четвертый этап на плоских вершинах гайотов и их склонах происходит накопление карбонатных наннофораминиферовых осадков (Гайоты…, 1995).

Таким образом, среди различных исследователей относительно природы формирования Магеллановых гор бытуют представления, основанные как на фиксистских, так и на мобилистских позициях. Главным горообразующим фактором, в основном считают вулканизм. Лишь в последние годы появились гипотезы, исходящие из значительной роли тектонических движений. Однако у Н. Смута (Smoot, 1989; 1999) они являются факторами образования глобальных структур, в то время как образование локальных построек (в частности подводных гор), все же рассматривается в большей степени как результат вулканических излияний. Но именно работы этого автора, а впоследствии и исследования ГНЦ «Южморгеология», показали, что очертания подводных гор являются не округлыми, а угловатыми, направление изобат на отрезках между перегибами склонов преимущественно линейное. На таких участках направление склонов соответствует направлению осей линейных магнитных аномалий над ними. Эти факты заставляют предполагать ведущую роль в горообразовании тектонического фактора, рассматривая вулканизм лишь как процесс, сопровождающий тектонические активизации. В этом случае крупные гайоты и вулканотектонические массивы следует рассматривать как приподнятые блоки океанского дна. Блоковое строение гайотов подтверждает и анализ геодинамической обстановки в пределах западного звена Магеллановых гор  (Петухов и др., 2012).

Результаты работ ГНЦ «Южморгеология» позволяют несколько скорректировать схему развития, предложенную предшествующими исследователями. Осадочные образования начинают формироваться с аптского времени. Мелководная обстановка сохраняется гораздо более долгое время, чем это считалось ранее – вероятно, вплоть до конца эоцена. Редкая встречаемость рифогенных образований этого возраста позволяет предположить, что небольшое погружение произошло, но не превысило критическую глубину образования биогермов. Существенное погружение гайотов, скорее всего, связано не с сеноманской трансгрессией, а с событиями олигоцена, во всяком случае, в разрезе отсутствуют породы этого времени. Начиная с миоцена, отмечаются действительно глубоководные отложения, что свидетельствует об окончательном переходе постройки в фазу существования подводной горы. На протяжении позднего мела–кайнозоя фиксируются вспышки вулканотектонической активности, выражающиеся в формировании осложняющих вулканических конусов и куполов, а также, очевидно, тектонические подвижки (Мельников и др., 2000; 2006; 2007; 2009; 2011; 2012).

См.также:

Другие материалы в этой категории: « Магматизм Полезные ископаемые »