книги из ГПНТБ / Картирование шельфов сборник статей

Таблица 1

Основные геологические и минерагенические особенности эвстатических и теократических * шельфов

41

тинентов. Как и коро-мантийные блоки вообще, они характеризу­ ются специфическим набором и соотношением осадочной, «гра­ нитной» и «базальтовой» оболочек земной коры, а также верхней мантии, особенностями тектонического строения и истории гео­ логического развития. «Шельфовые» геоблоки, подобно иным, представляют собой целостные и автономные части, литосферы, ограниченные крупнейшими разломами, фиксируемыми на поверх­ ности либо непосредственно в разрывах сплошности пород, либо в виде выраженных в рельефе линеаментов, либо в закономерном распределении палеогеологических (палеогеографических) обла­ стей по разные стороны от искомой границы.

Специфика рассматриваемых геоблоков и их отличие от дру­ гих заключается в том, что, будучи, как правило, вполне конти­ нентальными по характеру сейсмо-геологического (скоростного) разреза (в его составе практически всегда присутствует «гранит­ ный слой»), эти геоблоки на определенном этапе начинают раз­ виваться в значительной степени независимо от основной массы континента. Под влиянием интенсивно прогибающейся структуры дна соседнего океана, они испытывают также примущественное и длительное погружение, о чем свидетельствуют накапливаю­ щиеся в их пределах мощные (в несколько тысяч м) толщи осад­ ков. При этом, однако, скорость тектонических движений геобло­ ков, расположенных вдоль внешней границы формирующегося океана, несравненно ниже, чем у геоблоков собственно океанструктуры, в связи с чем, во-первых, на них накапливаются осадки преимущественно мелководные (формации шельфовых зон) и, во-вторых, их погружение, как правило, компенсируется осадконакоплением.

Такие периферические геоблоки континентов, как особые структурные элементы литосферы, предложено называть теофидными зонами (по имени мифологической жены титана Океана ^— Теофиды).

В свете изложенного может быть намечена вполне определен­ ная принципиальная схема строения теофидных (шельфовых) зон (см. рис. 2). Можно представить и общую картину их развития. Очевидно, на некотором этапе развития геоблоки, расположен­ ные по периферии континентов и океанов, начинают переживать особый тектонический режим, который сопровождается преиму­ щественным и длительным (в масштабах геологического време­ ни) прогибанием и образованием тектонических впадин, обычно заполненных водоемами (морями разного возраста). Это создает условия для формирования толщ, представленных преимуще­ ственно мелководными морскими формациями осадочных горных пород. В результате, несмотря на многократные изменения бере­ говой линии и гидрологического режима отдельных морей, воз­ никает единый (с геологической точки зрения) седиментационный комплекс — однородная формационная единица — и единая гео-

42

морфологическая поверхность — шельфовая зона. В последний период времени, близкий к современности, под влиянием слож­ ного сочетания процессов новейшей тектоники и повсеместно проявившегося поднятия уровня Мирового океана, некоторые участки некогда единых шельфовых зон могли быть выведены из-под воды, другие погружены на весьма значительную глубину, однако все они могут относиться к одной и той же теофидной зоне как целостной геологической системе.

Сравнительная характеристика некоторых теофидных (шельфовых) зон. Их практическое значение

Приведенные соображения находят, пожалуй, наиболее яркое подтверждение на примере восточного и южного побережий Северной Америки, где детальные геофизические исследования, сопровождавшиеся бурением, в том числе и морским, бесспорно показали, что как выше уреза воды, так и ниже его здесь имеет место единая сложно построенная моноклиналь, которая с суши уходит на шельф и прослеживается дальше даже на материковом склоне (Weaver, 1955; Emery, 1966; Murray, 1961; Хайн, 1971

и др.). Подложье этой моноклинали сложено складчатыми обра­ зованиями существенно палеозойского возраста, на денудацион­ ной поверхности которых располагается седиментационный бас­ сейн, представленный шельфовыми отложениями мела, палео­ гена, неогена и четвертичного времени общей мощностью в 2000— 3000 м.

Теофидные (шельфовые) зоны атлантического побережья Се­ верной Америки расположены частично в подводных (субаквальных), частично в надводных (субаэральных) условиях, что обычно для этих зон вообще. Однако в некоторых случаях они оказываются практически целиком погруженными под воду (например, район современного Охотского моря) либо, наоборот, выведенными на какое-то время из-под воды (возможно, Баренцевоморская шельфовая зона в плиоцене).

Строение некоторых теофидных (шельфовых) зон бывает весьма сложным: например, теофидная (шельфовая) зона севера Западной Сибири, расчлененная в пределах Карского моря на отдельные более мелкие блоки разрывами — желобами Св. Анны и Воронина, в еще большей степени теофидкая (шельфовая) зона Калифорнийского побережья Северной Америки со структурными осложнениями типа бордерлендов. Не всегда ясны площадные границы выделяемых зон, хотя, согласно изложенным выше пред­ ставлениям, они обусловлены крупными разломами. Такая неяс­ ность связана с различной формой проявления искомых границ. Как отмечалось выше, в одних случаях они фиксируются непо­

44

средственно в разрывных (дизъюнктивных) нарушениях моло­ дых отложений, в других — в закономерном распределении палео­ географических областей за все время развития теофидных зон

ит. д. Именно из-за этого заключение о разломной их природе не является общепризнанным, хотя ныне, после работ Ж. Буркара

иФ. Шепарда, большинство исследователей признает дизъюнк­ тивно-тектоническую природу континентального склона, т. е., соответственно, внешней границы шельфовых зон (Гершанович, 1962; Белов, Дибнер, 1968 и др.).

По-видимому, настала пора перенести этот вывод и на харак­ теристику внутренних границ шельфовых зон. К этому приводят,

вчастности, убедительные данные по геологическому строению атлантического побережья Северной Америки, из которых яв­ ствует, что мезозойско-кайнозойские геологические образования изученных здесь теофидных (шельфовых) зон без каких-либо серьезных изменений прослеживаются от континентального скло­ на до Пьемонта на суше, где фиксируются разрывы мезозойского возраста, активно живущие до новейшего времени (Emery, 1966;

Кинг, 1969 и др.).

Сходная картина наблюдается в субаэральной части многих теофидных (шельфовых) зон, но, пожалуй, наиболее ярко текто­ ническую автономность проявляет теофидная зона Леванта. От остальной части Аравийской платформы эта зона отделена круп­ нейшими молодыми разломами, по которым на протяжении дли­ тельного времени она испытывала глубокое погружение: мощ­ ность одного лишь плейстоцена в ней, согласно Л. Пикару (Picard,

1966), превышает примерно 3 тыс. м. Мало того, Левантийский геоблок, по некоторым данным (Knopoff, Belsche, 1966), имеет к тому же земную кору не континентального, а океанического типа.

Четкими линеаментами ограничены Баренцевоморская, Карскоморская и другие теофидные (шельфовые) зоны. Южное огра­ ничение Североморской теофидной (шельфовой) зоны, по-види­ мому, преимущественно отражается в закономерном распределе­ нии здесь фациально-палеогеографических областей.

Развивающиеся ныне различные теофидные зоны закладыва­ лись не одновременно: на тихоокеанском побережье советского Дальнего Востока, вероятно, с палеогена, на атлантическом по­ бережье Северной Америки — с мела. Время заложения аркти­ ческих теофидных зон Евразии скользит с востока на запад от позднего кайнозоя до, вероятно, поздней перми (Баренцевомор­ ская зона).

Этапы развития различных теофидных зон не одинаковы, что,

вчастности, явствует из сопоставления таких хорошо изученных

игеофизикой, и бурением регионов, как Северное море, Мекси­ канский залив и т. п. Различны геолого-структурные особенности

подложья, на котором формируется этаж собственно шельфовой

45

зоны: в одних случаях это — денудированное складчатое основа­ ние (например, скандинавские каледониды на атлантическом побережье Норвегии), в других — полого залегающие образова­ ния платформенного чехла более древнего, чем рассматриваемый шельфовый этаж, возраста (например, палеозой Русской плиты на арктическом побережье Европы).

Однако, несмотря на все различия, между теофидными зонами существует принципиальное сходство, которое заключается в том, что все они образуются в связи с заложением и развитием при­ лежащих океан-структур. Это находит выражение в общих чертах строения и развития шельфовых зон. Так, общим для всех них является формирование в их пределах крупных седиментационных бассейнов, внутренняя структура которых выражена в форме простой моноклинали или асимметричного прогиба (усложненной моноклинали — рис. 3) с наиболее погруженной частью,, в общем смещенной в сторону моря.

Эта особенность периконтинентальных осадочных бассейнов давно уже была подмечена Д. В. Наливкиным, М. Кэем и др. исследователями. В самое недавнее время она была подчеркнута В. Б. Олениным и Б. А. Соколовым (1970), Т. Дж. Гибсоном (1970) и др. Теофидные зоны, как участки устойчивого и длитель­ ного погружения земной коры, компенсируемого существенно морским осадконакоплением, являются районами, благоприят­ ными для формирования в их пределах месторождений нефти и газа. С этим связан тот факт, что именно теофидные зоны явля­

46

ются областями развития крупнейших нефтегазоносных бассей­ нов типа Gulf Coast (табл. 1).

В этом — важнейшее практическое значение выделения теофидных зон.

Теофидные (шельфовые) зоны — специфические геологические системы

Факт существования на окраинах континентов зон преимуще­ ственного погружения и накопления мощных осадков известен

вобщем уже достаточно давно. Однако возникающие при этом своеобразные структурные образования стали выделять вполне определенно всего лишь в последние 20—25 лет. М. Кэй (1955),

вчастности, описал их в качестве паралиагеосинклиналей, кото­ рые, по его представлениям, суть специфические периконтинен-

тальные прогибы.

Эти воззрения М. Кэя были поддержаны Н. С. Шатским (см. его предисловие к указ, соч.) и другими советскими геологами. Однако последние выступили против неправомерного распростра­ нения на выявленные новые прогибы названия «геосинклиналь», хотя бы и с приставкой «паралиа». В отечественной геологической литературе последних лет (В .Е. Хайн, Н. И. Николаев и др.) их описывали в качестве разновидности перикратонных опуска­ ний Е. В. Павловского.

Таким образом, различные исследователи пытались интерпре­ тировать открытое новое структурное образование в старых поня­ тиях апробированной теории геосинклиналей и платформ («Тек­ тоника и нефтегазоносн. . .» 1970 и др.). В то же время именно сейчас, когда предметом непосредственных геологических иссле­ дований стала литосфера всей Земли, включая дно морей и океа­ нов, ограниченность этой теории стала особенно явной («Пробл.

развития...», 1971 идр.).

В свете изложенных выше представлений рассматриваемые прогибы не связаны в своем развитии ни с геосинклиналями, ни с платформами, а обусловлены формированием геологической структуры океанов и континентов как целостных геологических систем. Представляется вполне очевидным, что погружение дна океанов (или поднятие континентов) оказывает неизбежное влия­ ние на краевые части континентальных глыб. Это находит свое выражение в том, что, помимо основных зон разломов, по кото­ рым происходят смещения относительно друг друга литосферы океанического дна и континентов (континентальный склон), за­ кладываются также параллельные им расколы, отчленяющие, некоторые периферические части континентов от основной массы континентальных глыб. Так возникают новые геоблоки — теофид­ ные зоны с присущими им геоструктурными, геодинамическими и геоисторическими особенностями.

47

Можно предполагать, что теофидные зоны отличаются свое­ образием не только геологического строения верхнего структур­ ного этажа (этажа шельфовой зоны), но и особенностями своего глубинного строения, что вытекает из их пространственной связи с поясами сложных физико-химических трансформаций, приуро­ ченными к стыку разнотипных блоков земной коры (континен­ тальной и океанической).

Теофидные зоны являются членами (звеньями) особого ряда основных структурных элементов земной коры, отличного от ряда подвижный пояс — кратон (или, как его чаще, хотя и неточно, называют: ряда геосинклиналь — платформа) 1. Структурный ряд геоблоков, к которому принадлежат теофидные зоны, — это ряд континент-структура — океан-структура. (Вывод о множествен­ ности структурных рядов основных элементов литосферы Земли подтверждается в настоящее время многими данными. Так, в частности, известно, что границы многих континентов никак не предопределяются развитием геосинклиналей или платформ, по­ движные пояса — некоторые срединно-океанические хребты — наоборот, в своих простираниях нередко игнорируют структурные границы континентов).

До" недавнего времени ряд континент-структура — океанструктура был описан только в морфоструктурном плане: шель­ фовая зона, континентальный склон, континентальное подножие и т. и. (см. Введение к сб. «Шельфы...», 1969). Ныне он насы­ щается собственно тектоническим содержанием.

Из изложенного очевидно, что как сами теофидные (шельфо­ вые) зоны, так и развивающиеся на них структурные формы соответствующего структурного этажа являются образованиями специфическими. Их формирование не обусловлено только эпейрогенными (образующими континент-структуры) или одними лишь таласогенными (формирующими океан-структуры) процес­ сами. Сложные процессы отделения и становления теофидных зон

раскол) 1.2 Соответственно, возникающие при этом прогибы (или впадины, что в данном случае — то же) выделяются в качестве схизогенных прогибов (впадин), или схизогенов.

Теофидные (шельфовые) зоны представляют собой целостные однородные геологические системы и, как таковые, характеризу­ ются едиными закономерностями геологического строения и исто­ рии геологического развития. Отсюда следует, что их изучение может вестись, начиная с любой, наиболее удобной (доступной) для исследования их части, каковой, естественно, является их

1 Подробнее об этом см.: Ляцкий, 1967, стр. 14—19.

2 Этот термин используется ныне в ботанике для обозначения отхождения клеток, которые первоначально тесно примыкали друг к другу.

48

субаэральная часть, расположенная в пределах материковой суши. Это значительно облегчает познание теофидных (шельфо­ вых) зон и делает их наиболее доступным объектом морской гео­ логии.

Сказанное тем более важно, что, благодаря своему переход­ ному положению, теофидные (шельфовые) зоны дают возмож­ ность в определенной степени экстраполировать полученные на них геологические знания в океанические области, чрезвычайно трудно доступные для геологических исследований. Действитель­ но, как уже отмечалось, становление и развитие теофидных (шельфовых) зон непосредственно связано с тектонической эво­ люцией океанов. Эти зоны, как и приуроченные к ним седиментационные бассейны, формируются одновременно с прилегающим океаном и развиваются как к о р р е л я т н ы е о б р а з о в а н и я по отношению к последнему.

По-видимому, именно в этом смысле может быть в полной мере оценено известное положение К. Дрейка и др. о том, что континентальные окраины, несмотря на многообразие по форме, часто «. . .имеют одинаковую первоначальную структуру; замет­ ные различия между ними возникли лишь в результате отложения более молодых осадков» (Drake a. oth., 1959, р. 189). Развивая это положение, В. В. Белоусов (1968, стр. 60) в недавней обшир­ ной сводке по земной коре Мирового океана подчеркнул, что «домезозойский фундамент шельфов еще полностью принадле­ жит структуре материков, тогда как осадочные толщи тех же шельфов, залегая вполне сходно с осадочным чехлом платформ, уже связаны с формированием океанов».

Таким образом, теофидные (шельфовые) зоны дают ключ к познанию геологии Мирового океана. В этом их выдающееся значение для исследователей, пытающихся восстановить историю океанических бассейнов.

*

Взаключение следует отметить, что изложенные выше пред­ ставления позволяют осуществить четкую типологию шельфов Мирового океана и на этой основе провести их строгое геологи­ ческое районирование. Это обеспечит научно обоснованное опре­ деление последовательности изучения геологии морского дна и разумный выбор комплекса методов исследования различных типов шельфов с учетом особенностей их геологического строения

иперспектив поисков полезных ископаемых.

Всвете рассмотренных представлений значительно расширя­ ются перспективы геологического картирования шельфов, т. к. во многих случаях оказывается возможным однозначно определить

геолого-структурные условия использования геолого-геофизиче­

49

ских и буровых данных материковой и островной суши для интер­ претации геологии шельфов. В особенно благоприятном положе­ нии в этом смысле находятся шельфы теократические, приурочен­ ные к шельфовым (теофидным) зонам, частично расположенным на материковой суше.

Из изложенного также вытекает, что в основе собственно гео­ логического картирования шельфов (т. е. картирования слагаю­ щих их коренных пород) должны лежать структурно-формацион­ ные принципы выделения геологических тел («тар unit» амери­ канских авторов) — основного объекта картирования в геоло­ гии, — аналогично тому, что имеет место при картировании суще­ ственно немых, например, докембрийских толщ.

В кн.: Основы научного прогноза месторождений рудных и нерудных полез­ ных ископаемых. Л., 1971.

Б а р к о в А. С. Словарь-справочник по физической географии. Изд. 4-е. М., Учпедгиз, 1958.

Б е л о в Н. А., Д и б н е р В. Д. Результаты геолого-геоморфологических

50