|
Результаты исследования структуры осадочных бассейнов
в Арктической зоне Восточной Азии
на основе декомпенсационных аномалий силы тяжести
Данные получены в ходе работы по изучению структуры осадочных бассейнов в восточно-азиатской арктической зоне
с применением подхода, основанного на декомпенсационных аномалиях силы тяжести.
Рисунок 1. Топография и батиметрия района исследований.
Темно-серые контуры обозначают положение осадочных бассейнов.
Заголовки бассейнов выделены жирным шрифтом.
Пунктирной линией обозначены континентальные
границы Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП).
Здесь и на всех последующих картах используются следующие сокращения для обозначения
осадочных бассейнов:
L-MB –Лаптево-Момский,
ZB – Зырянский, PrB – Приморский,
TB – Тастахский, ChB – Чаунский,
PeB – Пенжинский, PB – Пусторецкий,
AB – Анадырский
Получены две модели мощности и плотности осадочных отложений, различающиеся в начальных условиях. Они демонстрируют
существенно новые детали о структуре, площади и плотности осадочных бассейнов по сравнению с результатами
геологических исследований [Koporulin, 1979; Clarke, 1988; Morozov, 2001; Petrov, 2016 et al.].
Вначале были вычислены изостатические
аномалии силы тяжести для региона исследования, а затем к изостатическим аномалиям была применена декомпенсационная
поправка. Поправка изменяется в пределах от -50 до +30 мГал и принципиально изменяет структуру изостатических аномалий.
Таким образом, выявлен ряд новых детеалей по сравнению с исходной моделью осадочных отложений, представленной
на рисунке 2b и скомпилированной на основе исследований
[Straume et al., 2019; Stolk et al., 2013; Kaban, 2001].
Основная новая информация заключается в следующем:
1. Основные изменения в мощности осадочных отложений и положении депоцентра
были обнаружены для Анадырского осадочного бассейна в его континентальной части,
где мощность осадков оказалась уменьшенной до 1-2 км по сравнению с предыдущими
исследованиями.
2. Новая информация об изменчивости мощности осадочных отложений выявлена для
центральной части Пенжинского бассейна, где их мощность оказалась ниже примерно
в два раза по сравнению с исходной моделью, а также для Пусторецкого бассейна,
для которого определено новое местоположение депоцентра.
3. Для прибрежной части Чаунского бассейна (называемой Айонским бассейном) мощность
осадочных отложений оказалась 2-2,5 км согласно новой модели, что меньше, чем в
исходной модели (4 км). Новый результат согласуется с данными морских сейсмических
исследований, что подтверждает надежность метода.
4. Наиболее значительное латеральное перераспределение мощности осадочных отложений
было выявлено для нижнемеловых угольных слоев в северной части Зырянского осадочного
бассейна. Новая модель указывает на объединение двух угленосных зон, выявляющих
особенности нижнемеловых отложений, которое ранее не было картировано ввиду
недостаточных геологических исследований.
5. Новая информация об изменчивости мощности осадочных отложений выявлена для
Приморского бассейна. Мощность осадочных отложений в бассейне значительно снижается
в юго-восточном направлении.
Общий анализ двух новых моделей подтверждает эффективность подхода, основанного
на расчете декомпенсационных аномалий силы тяжести. Этот подход позволил выявить
ряд существенных изменений в геологической структуре анализируемых осадочных бассейнов.
Во многих случаях результаты исследования являются единственным источником информации
о структуре осадочных бассейнов в рассматриваемом регионе.
Набор данных содержит гриды, полученные в результате анализа структуры осадочных
бассейнов в Арктической зоне Восточной Азии путем применения подхода,
основанного на декомпенсационных аномалиях силы тяжести.
Данные свободно доступны.
Район исследования простирается от 135° до 190° в.д.
и от 65° до 74° с.ш.
Исходный район был крупнее и включал в себя зону 5600x5400 км в ортографической проекции
с центром 162.5° в.д., 72.5° с.ш. Это было сделано для удобства расчетов.
Данные и гриды в архивах имеют следующие обозначения:
- bouguer_gs
- аномалии силы тяжести в редукции Буге, полученные на основе
модели гравитационного поля
EIGEN-6c4
[Förste et al., 2014], (мГал),
(рисунок 2а).
- FAA_gravity
- остаточные аномалии Буге, (мГал).
- total_surface_load
- топография, cкорректированная за плотность 2,67 г/см3, (км).
- isostatic_correction
- карта изостатической поправки к гравитационному
полю, (мГал), (рисунок 3а).
- isostatic_anomalies
- карта изостатических аномалий силы
тяжести, (мГал), (рисунок 3b).
- decompensative_correction
- карта декомпенсационной поправки к
гравитационному полю,
(мГал), (рисунок 4а).
- decompensative_anomalies
- карта декомпенсационнsх аномалий силы тяжести,
(мГал), (рисунок 4b).
- sed_model1
- модель мощности осадочного чехла, полученная по данным
декомпенсационых аномалий силы тяжести, (км), (рисунок 5а).
- sed_model2
- модель мощности осадочного чехла, полученная по данным
декомпенсационых аномалий силы тяжести (версия 2), (км), (рисунок 5b).
- dens_correction
- карта поправки
к плотности, (г/см3), (рисунок 6а).
- dens_corrected
- скорректированная
плотность, усредненная вертикально, (г/см3), (рисунок 6b).
Рисунок 2. a - Исходные аномалии Буге. b - Исходная мощность осадочных отложений
Рисунок 3. a - Изостатическая поправка. b - Изостатические аномалии силы тяжести
Рисунок 4. a - Декомпенсационная поправка. b - Декомпенсационные аномалии силы тяжести
Рисунок 5. Новые модели осадочных отложений. a - Модель 1. b - Модель 2
Рисунок 6. a - Поправки к плотности осадочных отложений. b - Плотностная модель осадочных отложений
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-77-30010).
Результаты представлены в статье:
Roman V. Sidorov, Mikhail K. Kaban, Anatoly A. Soloviev, Alexei G. Petrunin, Alexei D. Gvishiani, Alexei A. Oshchenko, Anton B. Popov, and Roman I. Krasnoperov.
“Sedimentary basins of the eastern Asia Arctic zone: new
details on their structure revealed by decompensative gravity anomalies”.
Solid Earth, 12, 2773–2788, 2021.
https://doi.org/10.5194/se-12-2773-2021
Литература
Koporulin, V. I. Accumulation conditions and lithogenesis of the Lower Cretaceous
deposits of the Zyryanka basin, Geological Institute of the USSR Academy of Sciences:
Transactions, Vol. 338, Moscow: Nauka. 181 p. (in Russian), 1979.
Clarke J. W. Sedimentary basins of Northeastern USSR, US Department of the Interior,
Geological Survey, URL: https://pubs.usgs.gov/of/1988/0264/report.pdf (accessed on 18.04.2021), 1988.
Morozov, O. L. Geological structure and tectonic evolution of Central Chukotka,
Geological Institute of the Russian Academy of Sciences: Transactions, Vol. 523, Moscow: GEOS, 208 p. (in Russian), 2001.
Petrov, O., Shokalsky, S., Kashubin, S., Sobolev, N., Petrov, E., Sergeev, S.,
Morozov, A., Artemieva, I. M., Ernst, R. E., Smelror, M.: Crustal structure and tectonic model of the Arctic
region, Earth Sci. Rev., 2016. Vol. 154. P. 29-71.
Straume, E. O., Gaina, C., Medvedev, S., Hochmuth, K., Gohl, K., Whittaker, J. M.,
Fattah, R. A., Doornenbal, J. C., Hopper, J. R.: GlobSed: Updated total sediment thickness in the world's oceans,
Geochem. Geophy. Geosy., 20, 1756-1772, https://doi.org/10.1029/2018GC008115, 2019.
Stolk, W., Kaban, M. K., Beekman, F., Tesauro, M., Mooney, W. D., Cloetingh, S.:
High resolution regional crustal models from irregularly distributed data: Application to Asia and adjacent
areas, Tectonophysics, 602, 55–68, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.01.022, 2013.
Kaban, M. A Gravity Model of the North Eurasia Crust and Upper Mantle: 1.
Mantle and Isostatic Residual Gravity Anomalies, Russian Journal of Earth Sciences, 3,
https://doi.org/10.2205/2001ES000062, 125-144, 2001.
Förste, C., Bruinsma, S. L., Abrikosov, O., Lemoine, J.-M., Marty, J. C.,
Flechtner, F., Balmino, G., Barthelmes, F., Biancale, R.: EIGEN-6C4 The latest combined global gravity
field model including GOCE data up to degree and order 2190 of GFZ Potsdam and GRGS Toulouse, GFZ Data Services:
Potsdam, Germany, https://doi.org/10.5880/icgem.2015.1, 2014.
|
|
|
|