ЗМІСТ РОБОТИ, ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГВІНЕЙСЬКОГО КРАЙОВОГО ПЛАТО - Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії

У "ВСТУПІ" викладено актуальність досліджень земної кори пасивних континентальних окраїн, наведені постановка задач та методи їх вирішення, сформульовано основні наукові та практичні досягнення і надані відомості про апробацію результатів досліджень.

ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГВІНЕЙСЬКОГО КРАЙОВОГО ПЛАТО

Історія вивченості. Перші регулярні сейсморозвідувальні та аеромагнітні дослідження Гвінеї проводилися наприкінці 60-х років XX століття. У період 1980-86 р. р. геофізичні фірми США, Канади і Норвегії здійснили зйомку за методикою МВХ СГТ по регулярній мережі профілів загальною довжиною 15 тис. км, прив'язка яких до свердловин глибоководного буріння дала можливість виділити в розрізі сейсмофації та стратифікувати опорні горизонти. Одночасно велися виміри гравітаційних і магнітних полів, теплового потоку акваторії, а також вивчення фізичних властивостей донних відкладів. Узагальнення отриманих даних привело до побудови карт аномалій Буге та ?Ta масштабу 1:500000.

З 1977 по 1988 рік співробітниками Інституту геофізики АН УРСР була проведена площинна зйомка гвінейської акваторії, за даними якої складена карта поля сили тяжіння у вільному повітрі Гвінейського шельфу в масштабі 1:500000. В 1990 році була виконана перша комплексна інтерпретація геолого-геофізичних даних, яка дозволила виявити загальні риси глибинної будови шельфу і частини Гвінейського плато.

Судячи з інформації в реферативних журналах "Геология" і "Геофизика", з 1994 роботи науково-дослідного характеру на Гвінейському плато ніким не проводилися.

Рельєф дна й приповерхня будова плато. Найбільш істотною особливістю шельфу Гвінеї є зміна простягання материкового схилу на 9° пн. ш. із субмеридіонального на субширотне (що не є характерним для материкових окраїн) з утворенням великого трикутного виступу - Гвінейського крайового плато. В його межах ізобати 500 і 2000 м розташовані на 50 - 100 км мористіше, ніж у середньому по всьому західному узбережжю Африки. Найбільша ширина плато становить 450 км при ширині шельфу 200 км. Край шельфу розташовано на глибині від 110 до 120 м і обмежено більше крутим, ніж в інших районах, схилом. У межах материкової окраїни виділяється ряд крупних каньйонів, що перетинають шельф і продовжуються в область материкового схилу.

Геологічна характеристика регіону. Повністю достовірні відомості про осади Гвінейського плато отримані завдяки свердловині GU2В1 глибиною 3336 м. Найбільш древні розкриті породи баремського віку представлено континентальними фаціями з вулканічними брекчіями загальною потужністю 0,45 км. Вище залягають апт-альбські базальти, вулканобрекчії з прошарками теригенів (0,67 км), які перекриваються піщаниками, аргілітами і глинистими сланцями сеноман-маастрихту загальною потужністю більше 1,6 км. На їхній розмитій поверхні залягають кайнозойські осади, переважно карбонатні, зі збільшенням у верхах розрізу глинистих фацій. Границя між плейстоценом і голоценом характеризує великомасштабну зміну умов осадонакопичення 10-11 тис. років тому.

Відомості про структуру осадової товщі базуються на даних МВХ СГТ. Сейсморозвідкою була встановлена шарувата структура чохла, який розділений рядом відбиваючих горизонтів, з яких один (головне неузгодження) стійко простежується в межах усього плато, в зв'язку з чим його віднесено до опорного. Імовірно, що він маркірує підошву нижньої крейди. Вище нього розріз досить чітко стратифікований, у ньому виділяється три відбиваючі горизонти, які в прив'язці до свердловини GU2В1 індексуються як N2/N1, Р/К2 і К2/К1. Під опорним горизонтом відбиття виходять з кутовим неузгодженням. Нижче горизонту 6 запис стає хаотичним, що дає підставу вважати цю поверхню покрівлею кристалічного фундаменту. Відмітки часів порядку 8 с і більше дозволяють припустити, що в межах плато осадові породи поширюються на глибину понад 12 км.

Суцільність осадового чохла Гвінейського плато сильно порушена розломною тектонікою, з якою сполучено проникнення штоків і дайок базитів і ультрабазитів, а також солі. На прояв у межах плато всього спектру магматизму - від ультраосновних до лужних порід - вказує масив фельдшпатоїдних сієнітів архіпелагу Лос на південний захід від м. Конакрі.

Тектоніка та сейсмічна активність регіону. Першопричиною утворення перехідної зони від Західної Африки до Атлантики є рифтогенез з розділенням консолідованої кори на грабени і горсти, виливами базальтів, вкоріненням діабазових дайок і заповненням западин осадами в кілька етапів.

Гвінейське плато виділяється чітко вираженою ортогональністю основних тектонічних ліній. Субширотною складовою цієї тектонічної системи є південне обмеження плато - зона розломів 9°, або Гвінейська, яка була виділена Д. Краузе в 1964 році. Вона має досить складну будову та виявляє ідентичність з трансформними розломами тропічної Атлантики, зокрема, з зонами розломів Вернадського та Віма. На Африканський континент Гвінейська зона розломів не виходить.

Серія розломів Калум - Фатала - Верга напрямку ПдЗ-ПнС являє собою частину діагональної системи порушень, іншою складовою якої є розломи ПнЗ - ПдС орієнтування, також древнього закладення і також з пізнішими відновленнями. Вони виділяються як у прибережній материковій частині, так і на шельфі.

Взаємодія ортогональної та діагональної систем порушень, які неодноразово обновлялися протягом еволюції, обумовила надзвичайну складність розломної тектоніки Гвінейського плато, що знайшло відображення в його приповерхній будові.

Аналіз даних сейсморозвідки дозволив зробити висновок, що остаточно структура Гвінейської материкової окраїни зформувалася в недавньому минулому і пов'язана з верхнепліоценово-голоценовими рухами, про що свідчить молодий вік терасових відкладів і 100 - 110-метрова відмітка середніх глибин зовнішньої зони шельфу, яка відповідає рівню моря епохи останнього заледеніння.

Тектонічна активність на узбережжі Гвінеї триває по теперішній час. З початку ХХ століття ця область вісім разів підпадала під дію землетрусів силою від III до VII балів. Проведений дисертантом аналіз параметрів землетрусу 22.12.1983 з епіцентром біля м. Кумбія підтверджує складність тектонічної ситуації в регіоні. Не виключено, що сейсмічність південного заходу Гвінеї значною мірою обумовлена тектонікою східної частини шельфу. Найбільших структурних змін зазнав район на південний схід від зони розломів Верга з концентрацією розривних порушень у зонах Фатала та Калум. Саме в цьому районі й зафіксовано більшість землетрусів.

Гравітаційне поле Гвінейського крайового плато. Спостережене поле сили тяжіння (?gс) Гвінейського плато в редукції у вільному повітрі характеризується значною диференційованістю. Найбільш чітко в поле ?gс відображається протяжна система максимумів і мінімумів, яка зіставляється з континентальним схилом. Уздовж 9° пн. ш. між 17° і 15° з. д. зона великих градієнтів в цілому витримує широтне простягання. На захід і на схід від цих меридіанів вона різко, майже під прямим кутом міняє напрямок на північний і південний відповідно.

В західній частині акваторії виділяється область підвищених значень Дgс, яка має форму прямокутника північно-західного простягання, що лежить між 15є30г і 16є30г з. д. Це "гравітаційне плато" шириною 75 км характеризується дуже витриманими відмітками поля 50 ± 5 мГал. З південного заходу до "плато" примикає зона мінімумів з відмітками Дgс близько 20 мГал, яка утворює яскраво виражений щабель. На півночі "плато" межує з зоною, в якій значення Дgс зменшуються до нуля. Для центральної частини акваторії притаманні спокійні субізометричні аномалії інтенсивністю до 70 мГал при загальному рівні поля 40 ч 50 мГал.

В східній половині площі виділяється вузька лінійна аномальна зона з максимальною для всієї площі амплітудою - понад 100 мГал. На півночі вона стикується з лінійним максимумом мису Верга. На південний схід від неї знаходиться аномалія з відмітками 85 мГал, пов'язана, імовірно, з частиною інтрузивного комплексу Фритаун, який розташований за межами досліджуваної площі.

Аномалії гравітаційного поля в межах внутрішнього шельфу загалом успадковують простягання берегової лінії. Виключення становлять ділянки, які лежать на продовженні великих розломних зон північно-східного простягання (зони Верга, Фатала, Калум), обумовлених мезозойською активізацією древніх структур. Ці аномалії простежуються на значній відстані як на шельфі, так і всередину континенту. Загальна диференційованість аномалій поля сили тяжіння шельфу Гвінеї підкреслює блокову структуру кори регіону.

З віддаленням від Гвінейського плато вбік океану спостерігається поступове зменшення амплітуди аномалій, пов'язане зі збільшенням глибини дна.

Геомагнітне поле Гвінейського крайового плато. Три високоамплітудні магнітні максимуми над зовнішнім шельфом поблизу м. Конакрі, імовірно, представляють морське продовження поясу неглибоких базитових інтрузій басейну Бове. Для континентального схилу характерні витягнуті аномалії невеликої амплітуди. Інтенсивність магнітних аномалій в межах шельфу не перевищує 100-150 нТл із переважною амплітудою ± 50 нТл. Найбільш виразні аномалії магнітного поля спостерігаються в центральній частині шельфу, де величина мінімуму досягає -150 нТл при інтенсивності сполучених максимумів 150 нТл. Ця смуга згущення ізоліній пов'язана, вочевидь, з розломною зоною, що входить у систему великих тектонічних порушень, закладених на початку мезозою або в кінці палеозою при розпаді Гондвани. Можливо, дана аномалія є наслідком більш пізньої активізації закладених раніше субширотних ослаблених зон.

Домінуючим елементом східної частини площі є складно побудована лінійна зона згущення ізодинам ?Та загального північно-східного простягання, в якій відмітки поля перевищують -1000 нТл. Екстремум цього локального мінімуму тяжіє до архіпелагу Лос - інтрузії нефелінових сієнітів, для яких установлено підвищений вміст феромагнітних мінералів.

Деякі позитивні аномалії підводної окраїни, що не мають однозначної прив'язки до рельєфу дна, можуть відбивати наявність границі континентальної кори і океанічного фундаменту.

В цілому, в межах досліджуваного регіону розвинено області спокійного магнітного поля, характерні для океанічної окраїни. Мозаїчні аномалії невеликої інтенсивності можуть вказувати на наявність під плато кори не океанічного, а перехідного або навіть континентального типу.

Найбільш інтенсивні позитивні аномалії відзначаються для древніх великих зон розломів, що відбивають багатоетапний процес збагачення феромагнітними мінералами порід фундаменту та осадів в процесі еволюції структур. Джерела локальних магнітних аномалій (10 - 50 нТл) приурочені до окремих розломів і розташовані на глибині 2 - 4 км (Русаков та ін., 1989).

Хвильове поле осадового чохла. З 1980 по 1986 на шельфі Гвінеї компаніями США, Канади та Норвегії були проведені детальні сейсмічні спостереження за методикою багаторазових перекриттів. Узагальнення та інтерпретація цих зйомок виконана фірмою Petroconsultants s. a. (Geneve) в 1987 році. Розрізи, отримані різними компаніями, добре співставляються між собою, що свідчить про стійке визначення особливостей хвильової картини. Спостереженнями МВХ СГТ охарактеризовано весь Гвінейський шельф і частина плато до 17° з. д.

По виразності хвильової картини район досліджень ділиться на дві половини, західну та східну. В західній частині розрізи осадової товщі чітко стратифіковані на всю глибину, і кореляція окремих горизонтів по простяганню, в основному, висока. В східній половині розвинено зони погіршення та повної втрати кореляції, що утруднює простежування відбиваючих горизонтів та їхню ідентифікацію. Внаслідок цього всі горизонти відносяться до категорії умовних, за винятком четвертого. Цей горизонт виділяється за структурними та динамічними ознаками і простежується на більшій частині площі дуже стабільно, завдяки чому його можна віднести до опорного.

Нижче горизонту 4 (головного неузгодження) характер запису істотно змінюється: кути падіння збільшуються, з'являються нові горизонти, у тому числі такі, що просліджуються на невеликій відстані; безперервне простежування вісей синфазності на ділянках крутого залягання ускладнено; ідентифікації відбиттів заважають численні зони втрати кореляції. Проте, фірма Petroconsultants s. a. картує під головним неузгодженням ще чотири відбиваючі горизонти (4', 4а, 4в і 5), які віднесено приблизно до основи тріасу, верхів девону, середини ордовику та основи ордовику. Під горизонтом 6 запис стає хаотичним, на підставі чого ця границя інтерпретується як поверхня кристалічного фундаменту.

Дані про швидкості поширення хвиль в осадовому чохлі VСГТ є на більшості часових розрізів, на частині з них визначено інтервальні (пластові) швидкості з прив'язкою їх по глибині, що дозволило скласти графіки Vint = f (Н). Розраховані колонки Vint використовувалися для обчислення глибин залягання та побудови карт ізогіпс основних відбиваючих горизонтів осадового чохла шельфу Гвінеї.

Фізичні властивості гірських порід. Даних безпосередніх вимірів фізичних властивостей гірських порід на материковій окраїні Гвінеї дуже мало, тому при побудові моделей доводиться вдаватися до відомостей по інших, краще вивчених окраїнах Атлантики, а також використовувати узагальнені залежності між різними фізичними параметрами.

Осадові породи палеозою мають ряд особливостей: 1) всі ці утворення практично немагнітні; 2) відзначається певна тенденція до збільшення густини з віком; 3) генезис більшості відкладів алювіально-дельтовий або прибережно-морський; 4) варіації фізичних властивостей відкладів пов'язані, імовірно, не тільки з умовами вивітрювання, але й з відмінністю в складі материнських порід.

Мезозойські магматити різного ступеня основності мають різну густину і магнітну сприйнятливість. По швидкості поширення поздовжніх хвиль вони практично не розрізняються, за винятком нефелінових сієнітів островів Лос.

Оскільки є підстави думати, що будова фундаменту прибережної частини материкової Гвінеї та шельфу істотно не розрізняється, для кристалічної основи має сенс використовувати фізичні характеристики порід, що складають гвінейське узбережжя.

Середні значення фізичних властивостей гірських порід Західної Гвінеї, а також співвідношення густини та швидкості проходження відбитих хвиль в осадах Гвінейського плато наведено в таблицях.

Похожие статьи




ЗМІСТ РОБОТИ, ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГВІНЕЙСЬКОГО КРАЙОВОГО ПЛАТО - Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії

Предыдущая | Следующая