Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Детальный анализ гравитационного поля в палеоспрединговых хребтах провели Дж.Джонас с соавторами [303]. Они использовали следующую методику. Известно, что гравитационные аномалии в свободном воздухе, наблюдаемые над палеоспрединговыми хребтами, отражают интегральный эффект рельефа фундамента, осадочной толщи и различных плотностных неоднородностей, расположенных в коре и в мантии в окрестности осевой зоны. Поэтому для определения гравитационного влияния плотностных неоднородностей и остаточной аномалии необходимо из наблюдаемой AgCB редуцировать влияние рельефа дна и осадочной толщи, а также регионального фона, обусловленного глубинными мантийными плотностными вариациями, не связанными с внутрилитосферными неоднородностями. При этом необходимо использовать батиметрические и сейсмические данные, а также, по возможности, данные глубоководного морского бурения, чтобы получить значения скоростей сейсмических волн и плотностей в различных слоях земной коры.
Такой анализ остаточных гравитационных аномалий показал: 1) для всех скоростей спрединга аномалия Agc„ всегда отрицательна над осью палеоспредин-га, а ее амплитуда достигает значений -40 мГал; 2) гравитационный минимум, как правило, обрамлен положительными аномалиями на флангах хребта;
3) полуширина отрицательной аномалии уменьшается с увеличением скорости спрединга на заключительном этапе активности. Эти результаты подобны тем, что были обнаружены ранее [38, 273] для осевой зоны активных и пассивных спрединговых хребтов.
Для объяснения природы осевых аномалий в активных и отмерших СОХ предлагались различные геолого-геофизические модели. А именно, модель изгиба упругой плиты [525], нескомпенсированной
топографии, компенсации упругой плиты [205, 384] и их вариации, различные термические модели [347]. “Термический вклад” в гравитационные аномалии постепенно уменьшается со временем и после ~ 30-40 млн лет остывания литосферы становится незначительным. Гравитационный эффект, обусловленный охлаждением литосферы, имеет длину волны, гораздо большую, чем у осевых аномалий, наблюдаемых над активными и палеоспрединговыми хребтами. Амплитуда гравитационной аномалии за счет охлаждения литосферы оценена К.Ламбеком [340]. Для СОХ с медленным спредингом (~1 см/год) аномалия составляла 3 мГал после времени охлаждения 30 млн лет, 1 мГал, после 40 млн лет, и совсем исчезала после 60 млн лет. Для быстро раздвигающихся хребтов (~ 5 см/год) соответствующие значения составляли 0,5 и 0 мГал. Эти оценки свидетельствуют о том, что для палеоспрединговых хребтов, имеющих возраст 35-40 млн лет, после прекращения активного спрединга термический вклад в гравитационное поле будет незначительным.
На основании сравнений вычисленных гравитационных аномалий для различных моделей Дж.Джонас с соавторами [303] делают вывод, что модели, которые предполагают твердое, низкоплотное тело “габброидный корень” на небольших мантийных глубинах (<30 км) под осью СОХ, наилучшим образом объясняют наблюдаемую гравитационную аномалию над палеоспрединговыми хребтами. Лучше всего, по их мнению, этим условиям удовлетворяет модель “габброидного корня” [197, 273].
Согласно этой модели ультраосновные кумму-ляты могут начать кристаллизоваться при давлении 10 кБар (около 30 км глубины). Предполагается, что в процессе спрединга эти куммуляты переносятся кверху мантийным потоком до глубин 2-5 км от дна с каждой стороны от оси хребта. По мере того, как этот материал поднимается и давление падает, последовательно кристаллизуются более мелкие слои на меньших глубинах; форма корня зависит от количества куммулятивного материала, осажденного на типичных мантийных глубинах, которые ограничивают форму мантийного потока, расширяя корень при уменьшении скорости спрединга [197]. В этом случае более глубокие коровые породы перемещаются на глубины 2-5 км, хотя их кристаллизация проходила на гораздо большей глубине.
Корневая модель позволяет учитывать глубины, местоположение и размеры магматических камер (или локальных магматических очагов), из которых формируются верхние коровые слои. С.Холл с соавторами [273] оценили вклад такого корня в остаточную гравитационную аномалию. Полная остаточная аномалия, полученная на основе корневой модели для медленно раздвигающихся СОХ составляет -36,3 мГал и уменьшается до -13,1 мГал для хребтов с быстрым спредингом. Эта модель позволяет прогнозировать значительную отрицатель-
ную остаточную аномалию над палеоспрединговы-ми хребтами.
Таким образом, модель габброидного корня неплохо описывает особенности аккреции коры и удовлетворяет различным ограничениям, полученным на основе геолого-гебфизических данных. На активных СОХ корневая модель объясняет вариации гравитационных аномалий в зависимости от скорости спрединга. На палеоспрединговых хребтах “вмороженный” корень дает похожие вариации аномалий.
Еще одно объяснение остаточных гравитационных минимумов в осевых зонах палеоспрединговых хребтов и сопряженных максимумов над поднятыми бортами можно получить, предполагая наличие низкоплотного серпентинизированного тела мантийных перидотитов близ границы кора - мантия. Суть такого объяснения состоит в том, что в условиях затухающего очень медленного спрединга происходит уменьшение магмоснабжения в осевой зоне и, как следствие, уменьшение толщины коры [164]. При интенсивной трещиноватости коры морская вода поступает в недра, достигая границы Мохо и области распространения мантийных ульт-раосновных пород. При благоприятных температурных условиях здесь весьма вероятна серпенти-низация ультрабазитов, которая приводит к частичной инверсии плотности и формированию низкоплотного тела на границе кора-мантия.
