Structure Formation of the Southeast Indian Ridge at the Early Stages of Development: Physical Modeling

G. D. Agranov; Агранов Г. Д.; E. P. Dubinin; Дубинин Е. П.; A. L. Grokholsky; Грохольский А. Л.; G. L. Leichenkov; Лейченков Г. Л.

doi:10.31857/S0016853X23030025

Особенности структурообразования на ранних стадиях развития Юго-Восточного Индийского хребта: физическое моделирование

Авторы: Агранов Г.Д.¹^,2, Дубинин Е.П.³, Грохольский А.Л.³, Лейченков Г.Л.⁴^,5
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, геологический факультет
2. Геологический институт РАН
3. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ‒ Музей землеведения
4. Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга (ВНИИОкеангеология)
5. Санкт-Петербургский государственный университет – Институт наук о Земле
Выпуск: № 3 (2023)
Страницы: 3-16
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0016-853X/article/view/134765
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016853X23030025
EDN: https://elibrary.ru/XMSHKC
ID: 134765

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Авторами статьи проведено исследование особенностей структурообразования земной коры в ранний период формирования Юго-Восточного Индийского хребта, связанного с отделением Австралии от Антарктиды и продвижением рифтовой зоны к западу в пределы древней океанической литосферы в сторону крупной магматической провинции Кергелен, сформированной активностью одноименного плюма. Разделение Австралии и Антарктиды, охватывало длительный период континентального рифтогенеза (~160‒80 млн лет), который затем перешел в ультрамедленный спрединг (~80‒45 млн лет), далее в медленный спрединг (~45‒40 млн лет) и затем в современный спрединг со средними скоростями (после 40 млн лет). Продвижение рифтовой зоны в сторону древней океанической литосферы сменилось аккрецией молодой океанической коры на формирующемся Юго-Восточном Индийском срединно-океаническом хребте. Ранние этапы его развития запечатленены в современном структурном плане региона исследования. Продвижение рифтовой зоны от континента в пределы древней океанической литосферы привело к образованию плато Натуралист и банки Брюс вблизи антарктической окраины. Раскол древней океанической литосферы и образование молодой коры на Юго-Восточном Индийском хребте привели к формированию сопряженных шовных зон Диамантина и Лабуан, фиксирующих положение начального рифтогенного раскола. Переход от ультрамедленного спрединга на начальной стадии образования океанической коры современного спрединга со средними скоростями четко зафиксирован в изменении расчлененности новообразованного рельефа. Юго-Восточный Индийский срединно-океанический хребет в результате продвижения на запад столкнулся с крупной магматической провинцией в процессе формирования плато Кергелен и отделил от плато хребет Броукен. Авторами проведено физическое моделирование условий возникновения процессов рифтинга и спрединга, а также структурообразования в регионе Юго-Восточного Индийского хребта.

Ключевые слова

геология, тектоника, магматическая провинция, горячая точка, Юго-Восточный Индийский хребет, плато Кергелен, хребет Броукен, эволюция Индийского океана, физическое моделирование

Список литературы

Агранов Г.Д., Дубинин Е.П., Грохольский А.Л. Физическое моделирование взаимодействия спредингового хребта с крупной магматической провинцией Кергелен // Вестн. МГУ. Сер. 4: Геология. 2022. № 5. С. 19–27.
Артамонов А.В., Золотарев Б.П. Вулканизм плато Кергелен (Индийский океан): состав, эволюция, источники // Литология и полезные ископаемые. 2003. № 4. С. 425–448.
Булычев А.А., Гилод Д.А., Дубинин Е.П. Двумерное структурно-плотностное моделирование строения тектоносферы акватории южной части Индийского океана // Геофизические исследования. 2015. Т. 16. № 4. С. 15‒35.
Булычев А.А., Гилод Д.А., Соколова Т.Б. Анализ гравитационного и магнитного полей и данных сейсмотомографии Юго-Западного сектора Индийского океана // Геофизика. 2011. № 4. С. 44–56
Грохольский А.Л., Дубинин Е.П. Аналоговое моделирование структурообразующих деформаций литосферы в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов // Геотектоника. 2006. № 1. С. 76‒94.
Дубинин Е.П., Лейченков Г.Л., Грохольский А.Л., Сергеева В.М., Агранов Г.Д. Изучение особенностей структурообразования в ранний период разделения Австралии и Антарктиды на основе физического моделирования // Физика Земли. 2019. № 2. С. 76‒91.
Дубинин Е.П., Шайхуллина А.А., Булычев А.А., Лейченков Г.Л., Максимова А.А. Строение тектоносферы краевых зон плато Кергелен по геолого-геофизическим данным // Вестн. МГУ. Сер. 4: Геология. 2020. № 3. С. 12‒24.
Илларионов В.К., Бойко А.Н., Борисова А.Ю., Ильинский Д.А. Природа плато Кергелен и его место в структурном плане южного сектора Индийского океана // Геофизические процессы и биосфера. 2021. Т. 20. № 3. С. 91‒117.
Лейченков Г.Л., Гусева Ю.Б., Гандюхин В.В., Иванов С.В., Сафонова Л.В. Строение земной коры и история тектонического развития индоокеанской акватории Антарктики // Геотектоника. 2014. № 1. С. 8‒28.
Лейченков Г.Л., Дубинин Е.П., Грохольский А.Л., Агранов Г.Д. Формирование и эволюция микроконтинентов плато Кергелен, южная часть Индийского океана // Геотектоника. 2018. № 5. С. 3‒21.
Пущаровский Ю.М. Сравнительная тектоника глубоководных впадин Атлантического, Тихого и Индийского океанов // ДАН. 2006. Т. 409. № 1. С. 90‒93.
Пущаровский Ю.М. Тектонические типы глубоководных впадин Индийского океана // Геотектоника. 2007. № 5. С. 23‒37.
Сущевская Н.М., Мигдисова Н.А., Антонов А.В., Крымский Р.Ш., Беляцкий Б.В., Кузьмин Д.В., Бычкова Я.В. Геохимические особенности лампроитовых лав четвертичного вулкана Гауссберг (Восточная Антарктида) – результат влияния мантийного плюма Кергелен // Геохимия. 2014. № 12. С. 1079‒ 1098.
Шеменда А.И. Критерии подобия при механическом моделировании тектонических процессов // Геология и геофизика. 1983. № 10. С. 10–19.
Шрейдер Ал. А., Шрейдер А.А., Кашинцев Г.Л. Австрало-Антарктический сегмент Гондваны // Океанология. 2012. Т. 52. № 3. С. 449‒461.
Anahita A. Tikku, Steven C. Cande. On the fit of Broken Ridge and Kerguelen plateau // Earth Planet. Sci. Lett. 2020. No.180. P. 117‒132.
Bénard F., Callot J.–P., Vially R., Schmitz J., Roest W.R., Patriat M., Loubrieu B. The Kerguelen plateau: Records from a long-living/composite microcontinent // Marin. Petrol. Geol. 2010. Vol. 27. No. 3. P. 33‒49.
Bonvalot S., Balmino G., Briais A., Kuhn M., Peyrefitte A., Vales N., Biancale R., Gabalda G., Reinquin F., Sarrailh M. World Gravity Map. ‒ (Commission for the Geological Map of the World — BGI-CGMW-CNES-IRD, Paris. France. 2012).
Borissova I., Moore A., Sayers J., Parums R., Coffin M., Symonds P.A. Geological Framework of the Kerguelen Plateau and adjacent ocean basins // Geosci. Australia Rec. 2002. No. 5. PP. 177.
Bradshaw B.E., Ryan D.J., Nicholson C.J., O’Leary R.P.D., Boreham C.J., Hardy B.B., Howe R.W., Kroh F., Mitchell C., Monteil E. Geology and petroleum potential of the Bremer Sub-basin // Geosci. Australia. 2005. P. 118.
Dubinin E.P., Grokholsky A.L. Specific features of structure formation during the development of the lithosphere of the Gulf of Aden (physical modeling) // Geodynam. Tectonophys. 2020. Vol. 11. No. 3. P. 522–547. https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0489
Frey F.A., Weis D., Yang H.-J., Nicolaysen K., Leyrit H., Giret A. Temporal geochemical trends in Kerguelen Archipelago basalts: Evidence for decreasing magma supply from the Kerguelen Plume // Chem. Geol. 2000. No. 164. P. 61‒80.
Gaina C., Müller R.D., Brown B., Ishihara T., Ivanov S. Breakup and early seafloor spreading between India and Antarctica // Geophys. J. Int. 2007. No. 170. P. 151–169.
GEBCO_08 grid. ver. 20090202, http://www.gebco.net.
Halpin J.A., Crawford A.J., Direen N.G., Coffin M.F., Forbes C.J., Borissova I. Naturaliste Plateau, offshore Western Australia: A submarine window into Gondwana assembly and breakup Jacqueline // Geology. 2008. Vol. 36. No. 10. P. 807–810.
Halpin J.A., Daczko N.R., Direen N.G., Mulder J.A., Murphy R.C., Ishihara T. Provenance of rifted continental crust at the nexus of East Gondwana breakup // Lithos. 2020. Vol. 354–355.
Maus S., Barckhausen U., Berkenbosch H., Bournas N., Brozena J. Childers V., Dostaler F., Fairhead J., Finn C., von Frese R., Gaina C., Golynsky A., Kucks R., Luehr H., Milligan P., Mogren S. Müller D., Olesen O., Pilkington M., Tontini C. EMAG2: A 2–arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements // Geochem. Geophys. Geosyst. 2009. Vol. 10. No. 8. P. 1–12.
Meyer B., Saltus R., Chulliat A. EMAG2v3: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution). ‒ Vers. 3. ‒ NOAA National Centers for Environmental Information. 2017. https://doi.org/10.7289/V5H70CVX.
Mayer L.A., Theyer F., Barron J.A., Dunn D.A., Handyside T., Hills S., Jarvis I., Nagrini C.A., Pisias N.G., Pujos A., Saito T., Stout P., Thomas E., Weinreich N., Wilkens R.H. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project. ‒ U.S. Government Printing Office. 1985. Vol. 85. P. 1‒1021.
Munschy M., Dyment J., Boulanger M.O., Boulanger D., Tissot J.D., Schlich R., Rotstein Y., Coffin M.F. Breakup and seafloor spreading between the Kerguelen plateau-Labuan basin and the Broken ridge – Diamantina zone.‒ Proceedings of the Ocean Drilling Program // Sci. Results. 1992. No. 120. P. 931–944.
Müller R.D., Gaina C., Clark S. Seafloor spreading around Australia. ‒ In: Billion-Year Earth History of Australia and Neighbours in Gondwanaland (2000) – BYEHA ‒ Ed.by J. Veevers, (School of Geosci. Building F05, Univ. of Sydney NSW. 2006). PP. 23.
Picard K., Brooke B.P., Harris P.T., Siwabessy P.J.W., Coffin M.F., Tran M., Spinoccia M., Weales J., Macmillan-Lawler M., Sullivan J. Malaysia Airlines flight MH370 search data reveal geomorphology and seafloor processes in the remote southeast Indian Ocean // Marin. Geol. 2018. No. 395. P. 301–319.
Rotstein Y., Munschy M., Schlich R., Hill P.J. Structure and early history of the Labuan Basin, southern Indian Ocean // J. Geophys. Res. 1991. No. 96. P. 3887–3904.
Sandwell D., Müller D., Smith W., Garcia E., Francis R. New global marine gravity model from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure // Science. 2014. No. 346. P. 65–67.
Shemenda A.I., Grocholsky A.L. Physical modeling of slow seafloor spreading // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 9137‒9153.
Sinha S.T., Nemčok M., Choudhuri M., Sinha N., Rao D.P. The role of break-up localization in microcontinent separation along a strike-slip margin: The East India–Elan Bank case study // Geol. Soc. London Spec. Publ. 2016. Vol. 431. P. 1–53.
Stagg H.M.J., Colwel J.B., Direen N.G., O’Brien P.E., Bernardel G., Borissova I., Brown B.J., Ishirara T. Geology of the continental margin of Enderby and Mac. Robertson Lands, East Antarctica: Insights from a regional data set // Geophys. J. Int. 2005. Vol. 170. P. 151–169.
Whittaker J.M., Williams S.E., Müller R.D. Revised tectonic evolution of the Eastern Indian Ocean // AGU Bull. 2013. Vol. 14. No. 20.
Whittaker J.M., Williams S.E., Halpin J.A., Wild T.J., Stilwell J.D., Jourdan F., Daczko N.R. Eastern Indian Ocean microcontinent formation driven by plate motion changes // Earth Planet. Sci. Lett. 2016. No. 454. P. 203‒212.
Whittaker J.M., Williams S.E., Müller R.D. Revised tectonic evolution of the Eastern Indian Ocean // Geochem. Geophys. Geosyst. 2013. Vol. 14. P. 1‒14.