Охотское море тектонические структуры

C А.Я. Ильёв, В.П. Семакин, А.В. Кочергин (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН (ИМГиГ), Южно-Сахалинск Россия, nauka@imgg.ru). Поэтажное тектоническое районирование Охотского моря Геология морей и океанов: Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. 2007, cc.81-84 http://window.edu.ru/resource/501/70501/files/marinegeo_tom_4.pdf http://www.ocean.ru/component/option,com_docman/task,doc_view/gid,64

Территория Охотского моря на базe тектоническогo районирования рассматривается как эпимезозойская плита, в строении которой принимают участие гетерогенный фундамент докайнозойского возраста, и осадочный чехол, сложенный палеоген-неоген-четвертичными отложениями,на отдельных участках без видимого перерыва – нормально-осадочными образованиями верхнего мела. В состав плиты включается и Южно-Охотскaя глубоководнaя впадинa.

Фундамент выделяется по материалам сейсмических исследований методом отражeнных волн (МОГТ), привязываемых к относительно редкой сети профилей глубинного сейсмческого зондирования (ГСЗ) и корреляционного метода преломлённых волн (КМПВ. Граничные скорости продольных волн вдоль подошвы осадочного чехла варьируют от 5,5 до 6,8 км/с. Поверхность акустического фундаментa прослеживается повсеместно, за исключением депоцентров ТИНРО, Дерюгина, Южно-Охотскoй глубоководнoй впадины и некоторыx другиx. На основании экстраполяции данных геологического строения и тектоники обрамляющей суши, результатов драгирования, бурения, магнитных данных и особенностей динамической выраженности кровли акустического фундаментa на временных разрезах МОГТ составлена геологическая схема поверхности акустического фундамента. На большей части Охотского моря акустический фундамент отождествляется с «консолидированной» корой, а на участках глубоких прогибов осадочного чехла он представлен кремнисто-глинистыми слабометаморфизованными образованиями, возможно, верхний мел-нижне-палеогенового возраста.

На основании структурно-тектонической карты и карты мощности осадочного чехла (И.Б. Васюк, Л.М. Злобина, В.Н. Патрикеев, В.Н. Сеначин [1]),в зависимости от пространственного положения, размеров и ориентировки структурных элементов разных порядков проведено районирование тектоническиx систем, выделены крупные поднятия и прогибы, показаны небольшие вулканы плиоцен-четвертичного возраста и выходы акустического фундамента.Уступы в рельефе дна интерпретируются как тектонические уступы или крутопадающие флексуры. Bыделены участки распространения выраженныx в рельефе подводныx гор и вулканoв.

Неотектонические структурные формы, выраженные в рельефе дна Охотского моря в большинстве случаев не являются унаследованными. Так, оси неотектонических впадин Дерюгина и ТИНРО в значительной мере смещены на восток относительно одноименных тектонических прогибов, выраженных в осадочном чехле.

Во всех тектонических системах Охотского моря осадочный чехол характеризуется хорошо выраженными отражающими границами, прослеживаемыми на десятки км, которые приняты в качестве границ для выделения четырёх региональных сейсмостратиграфических комплексов): I –верхний мел – нижний палеоген (доолигоценовый), II – олигоцен-нижне-миоценовый, III – нижне-среднемиоценовый и IV – верхний миоцен-плиоценовый. Поскольку каждый региональный сейсмостратиграфический комплекс включает в себя разные вещественно-фациальные ассоциации, детализирующие условия накопления осадков за значительный геологический интервал времени на обширном пространстве, то для их дифференциации выделены следующие литофизические комплексы: 1 – алеврито-глинисто-песчаный терригенный с углями. 2 – песчано-алеврито-глинистый терригенный, 3 – песчано-алеврито-глинистый вулканогенный, 4 – алеврито-глинистый кремнистый. Литофизические комплексы дают обобщенную характеристику для отложений, выделяемых по сейсмическим материалам и данным бурения на морских площадях.

1. Тектоническое районирование и углеводородный потенциал Охотского моря / О.В. Веселов, Е.В. Грецкая, А.Я. Ильёв и др.; отв. ред. К.Ф.Сергеев; Ин-т мор. геологии и геофизики ДВО РАН. М.: Наука, 2006. 130 с.
2. Косыгин Ю.А. Основы тектоники. М.: Недра, 1974. 216 с.

Источник

Охотское море тектонические структуры

О хотское море расположено в пределах переходной зоны от Азиатского континента к Тихому океану. Дно этого моря представляет мозаику структур разного типа и разных стадий развития, как пишет Г.Б.Удинцев (Строение дна. 1981). В центральной части моря расположена обширная ступень глубокого шельфа с двумя подводными возвышенностями — Академии Наук СССР и Института Океанологии, которые разделяют котловины Охотского моря на три впадины: Курильскую котловину, впадину ТИНРО и впадину Дерюгина, прилегающую к восточному склону Сахалина. Минимальные глубины моря приурочены к возвышенности Института Океанологии (860 м) и к возвышенности Академии Наук СССР (894 м). Максимальные глубины во впадинах составляют: в Курильской котловине — 3374 м, во впадине ТИНРО — 991 м и во впадине Дерюгина — 1795 м (Строение дна. 1981).

Регион Охотского моря образует литосферную плиту, расположенную между Северо-Американской, Евразийской и Тихоокеанской плитами. Ее границей со стороны Тихого океана является Курило-Камчатский глубоководный желоб, а с континентальной стороны — глубинные разломы, простирающиеся вдоль Сахалина.

Схема расположения плит Составлена по данным:
Kiratzi, Papazachos, 1996; Maruyama et al., 1997; KOMEX, 1998-2000

Профиль геотраверса, вдоль которого было проведено описание глубинного строения переходной зоны, проходит через мезозойские структуры Сихотэ-Алиня, рифтовую структуру Татарского пролива, кайнозойские образования Сахалина, Курильскую котловину Охотского моря, вулканические структуры Курильской островной дуги, Курильский глубоководный желоб и мезозойскую плиту северо-западной котловины Тихого океана. Протяженность профиля 2000 км. Глубина проникновения в недра Земли составляет 100 км.

Геодинамическая модель глубинного строения континентальных окраин региона Охотского моря (А.Г. Родников, Н.А. Сергеева и Л.П.Забаринская, 2009)
(для копирования получить разрешение )

Толщина земной коры в Охотском море меняется от 35-40 км под Сахалином и Курильскими островами до 8-10 км под Курильской котловиной (Строение. , 1964; Злобин, 1987; Структура . , 1996; Авдейко и др., 2000). Осадочный чехол выполняет отдельные глубоководные впадины, мощность его достигает 12 км (впадина Дерюгина). Он сложен в основном осадочными, частично вулканогенно-осадочными породами позднемелового-кайнозойского возраста. В позднемеловую эпоху накопление осадков происходило в рифтогенных условиях и сопровождалось значительной вулканической активностью. Образовывались глубоководные бассейны, выполненные вулканогенно-кремнистыми отложениями, постепенно сменяющимися вверх по разрезу более мелководными породами (Структура. , 1996). В кайнозойскую эру образовалась основная часть осадочных бассейнов. Отложения этого времени, сплошным чехлом перекрывающие подстилающие образования, содержат почти все нефтегазоносные комплексы Охотского моря. Отличительной особенностью глубинного строения континентальных окраин региона Охотского моря является распространение в верхней мантии астеносферного слоя, от которого отходят диапиры аномальной мантии, процессы в которых обусловливают формирование структур земной коры. Увеличение мощности астеносферы выявлено под всеми глубоководными котловинами Охотского моря. На поверхности поднятиям астеносферы соответствуют рифтовые образования и излияния, в основном, толеитовых магм. Отмечается соотношение: апвеллинг астеносферы к подошве коры островной дуги; раскол литосферы с формированием междуговых трогов; образование магматических очагов в коре и мантии; рифтогенез на поверхности с толеитовым магматизмом и гидротермальным проявлением сульфидов. Астеносферные диапиры представляют собой каналы, по которым горячие углеводородные флюиды проникают в осадочные бассейны.

Глубинное строение Татарского пролива
(Структура. , 1996).

Татарский пролив представляет собой крупный прогиб-грабен, сложенный мощной толщей (до 8-10 км) мезозойско-кайнозойских осадочных образований (Тронов и др., 1987; Варнавский, 1994) Осадки, выполняющие прогиб, расчленяются на четыре структурных комплекса, отделенных друг от друга региональными стратиграфическими несогласиями и различающихся по структурно-вещественной и физической характеристикам: верхнемеловой, палеогеновый, олигоцен-нижнемиоценовый и средний миоцен-четвертичный.
По своей глубинной структуре прогиб Татарского пролива представляет собой рифт шириной около 50 км и глубиной 4 км (Piip, 1996). Поверхность Мохо расположена на глубине около 30 км. Формирование рифтовой структуры Татарского пролива связано с апвеллингом астеносферы (Rodnikov, 1997). Рифт является северным продолжением спредингового центра, расположенного в глубоководной котловине Японского моря.

Сейсмический профиль через Курильскую котловину
(Структура. , 1996).

Курильская котловина Охотского моря относится к задуговым впадинам. Толщина коры составляет 8-10 км, из которых 4 км приходится на осадочный чехол. Осадочная толща залегает на акустическом фундаменте, вероятно представляющем вулканогенно-осадочный слой позднемелового возраста (Туезов, 1975), ниже которого прослеживается третий слой океанической коры толщиной до 5 км в центре впадины. По сейсмическим данным (Снеговской, 1974) осадочный чехол подразделяется на два комплекса отложений. Верхний, возможно, плиоцен-четвертичного возраста мощностью до 800-1000 м характеризуется тонкой расслоенностью. Отложения нижнего комплекса в центральной части котловины толщиной свыше 3000 м сложены олигоцен-миоценовыми преимущественно глинистыми породами (Структура. , 1996). Образование котловины, как и всех задуговых бассейнов, связано с формированием рифтов, следы которых выражены в резко расчлененном рельефе акустического фундамента, обычно отражаемом на сейсмических профилях (Структура. , 1996; Piip, 1996; Баранов и др., 1999). Высокие значения теплового потока, приуроченные к осевой зоне котловины (Смирнов, 1986), также явились основанием выделения в центральной части котловины осевой зоны спрединга.

Междуговой прогиб расположен между внешней и внутренней островными дугами, контакт с которыми происходит по системе разломов. Ширина прогиба 45-60 км. Сложен он неогеновыми и четвертичными туфогенно-осадочными образованиями. Мощность осадков в осевой зоне превышает 3 км, но сейсмическими исследованиями подошва осадков не прослежена. Распространение вулканогенных пород в отложениях прогиба связано с рифтообразованием, структуры которого в настоящее время перекрыты осадками. Толщина коры под прогибом уменьшается до 20 км.

Строение осадочного чехла по результатам глубоководного бурения и сейсмического профилирования
(Larson et al., 1975).

Северо-Западная котловина Тихого океана, имеющая по геолого-геофизическим данным самую древнюю кору (около 150 млн. лет), покрыта по всей площади сплошным осадочным чехлом со средней мощностью 300-400 м. Он сложен, судя по скважинам 303 и 580 (Larson et al., 1975), диатомовыми и радиоляриевыми илами и слоистыми глинами, обогащенными пеплом позднемиоценового-четвертичного возраста, залегающими на цеолитовых пелагических глинах, глинистых наноилах и кремнистых породах. На глубине 211 м эти отложения подстилаются нижнемеловыми пелагическими цеолитовыми глинами, в нижней части разреза с прослоями кремнистых сланцев и нанопланктонных известняков. На глубине 284,75 м осадочные отложения подстилаются подушечными лавами палеотипных базальтов. Толщина коры составляет примерно 6-8 км.

Распределение сейсмических скоростей в верхней мантии до глубины 700 км
(Бурмин и др., 1992).

Глубинное строение региона Охотского моря отличается от сопредельных континентальных и океанических областей, кора которых характеризуется сравнительно ровным рельефом поверхности Мохоровичича и толщиной для континента в среднем 35-45 км и океана 6-10 км. Земная кора переходной зоны, в которую входит Охотское море, отличается сильно дифференцированной мощностью от 10 до 40 км, сложным рельефом поверхности Мохоровичича, граничные скорости вдоль которой варьируют от 7,8 до 8,1 км/c (Глубинное. , 1987). Под глубоководными впадинами поверхность Мохоровичича поднимается и, соответственно, уменьшается мощность земной коры, а поднятиям соответствуют крупные прогибы в рельефе Мохоровичича. Верхняя мантия под Охотским морем характеризуется как горизонтальными, так и значительными вертикальными неоднородностями. Она разуплотнена по сравнению с Тихим океаном (Бурмин и др., 1992; Болдырев и др., 1993).

Электромагнитная модель верхней мантии под Курильской котловиной
(Ляпишев и др., 1987).

По данным сейсмической томографии (Андерсон, Дзевонский, 1984; Bijwaard et al., 1998) в верхней мантии под Охотским морем отмечаются пониженные значения сейсмических скоростей как и под Японским и Филиппинским морями, а в Курильской котловине на основе электромагнитных исследований в верхней мантии в интервале глубин 30-65 км выделен слой с удельной проводимостью 0,3-0,5 См/м и интегральной проводимостью около 15000 См (Ляпишев и др., 1987). Природа слоя связывается с частичным плавлением, а его распространение ограничивается пределами котловины. Полученные результаты согласуются с глубинными температурами в верхней мантии, сейсмическими исследованиями и другими геофизическими данными.

Под зонами современного вулканизма Курильской островной дуги выявлена низкоскоростная область, уходящая наклонно в направлении континента до глубин 150-250 км (Федотов, Кузин, 1963). В этой области возникают локальные магматические очаги, питающие многочисленные вулканы Курильской островной дуги.

Глубинные температуры на границе Мохоровичича варьируют от 100°С в Тихом океане до 1000°С под Татарским проливом. Под Курильской котловиной с тонкой корой они достигают 800°С. Глубина до кровли области частичного плавления, отождествляемой с астеносферным слоем в верхней мантии, колеблется от 15-25 км под глубоководными впадинами до 100 км под Тихим океаном. Область частичного плавления образует несколько астеносферных диапиров под Татарским проливом, впадиной Дерюгина и Курильской котловиной, обусловливая активный тектонический режим, проявляющийся в вулканической, сейсмической и гидротермальной деятельности. Кроме того, над астеносферными диапирами в осадочном чехле в Татарском проливе и впадине Дерюгина зафиксированы залежи углеводородов (Обжиров и др., 1999; Cruise. , 2000), а в Курильской котловине на вершинах подводных вулканов установлена сульфидная минерализация (Кононов, 1989).

Глубинное строение коры и верхней мантии под Изыльметьевским газовым месторождением (Татарский пролив, регион Охотского моря)
(для копирования получить разрешение ).

Изучение глубинного строения региона Охотского моря показывает, что толщина коры меняется от 35-40 км под Сахалином и Курильскими островами до 10 км под Курильской котловиной. Астеносфера образует диапировые выступы под Курильской котловиной и прогибом Татарского пролива, в основании этих структур расположены рифты — спрединговые центры. Подъем астеносферных диапиров к коре обусловил высокий тепловой поток, плавление вешества верхней мантии, образование рифтовых структур или спрединговых центров с последующим формированием глубоководных котловин, заполненных кайнозойскими осадками, содержащими углеводородные залежи. Формирование прогиба Татарского пролива связано с простиранием на север спредингового центра, отмеченного в глубоководной котловине Японского моря. Формирование Курильской котловины также связано со спрединговыми процессами, которые имели место в позднем мелу (Баранов и др., 1999). На рисунке показано глубинное строение литосферы под осадочным прогибом Татарского пролива, где выявлено Изыльметьевское газовое месторождение. Осадочному прогибу соответствует поднятие горячего астеносферного диапира, обусловившего расколы земной коры, образование рифтовых структур в основании прогиба, проявление магматической активности и прогрев осадочной толщи. Астеносферный диапир мог быть дополнительным источником углеводородов и флюидных потоков, обеспечивающих активную гидротермальную деятельность.

Источник