Relation between Magmatic and Tectonic Processes in the Formation of the Oceanic Crust to the South of the Charlie Gibbs Fracture Zone (North Atlantic)

A. A. Peyve; Пейве А. А.; S. Yu. Sokolov; Соколов С. Ю.; A. A. Razumovsky; Разумовский А. А.; A. N. Ivanenko; Иваненко А. Н.; I. S. Patina; Патина И. С.; V. A. Bogolyubskiy; Боголюбский В. А.; I. A. Veklich; Веклич И. А.; A. P. Denisova; Денисова А. П.

doi:10.31857/S0016853X23010058

Соотношение магматических и тектонических процессов при формировании океанической коры к югу от разлома Чарли Гиббс (Северная Атлантика)

Авторы: Пейве А.А.¹, Соколов С.Ю.¹, Разумовский А.А.¹, Иваненко А.Н.², Патина И.С.¹, Боголюбский В.А.¹, Веклич И.А.², Денисова А.П.¹
Учреждения:
1. Геологический институт РАН
2. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 48-74
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/0016-853X/article/view/134759
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016853X23010058
EDN: https://elibrary.ru/EMTIKW
ID: 134759

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье приводятся новые данные по строению и соотношению тектонических и магматических процессов в ходе формирования Срединно-Атлантического хребта между разломами Чарли Гиббс и Максвелл в Северной Атлантике. Показано, что этот регион характеризуется существенной редуцированностью вулканизма, что приводит к выведению на поверхность глубинных пород – ультрабазитов и разнообразных по составу габброидов. Формируются как отдельные внутренние океанические комплексы самой различной конфигурации, так и протяженные субширотные хребты, сложенные ультрабазитами и габброидами. Проведенный нами анализ показал, что данная геодинамическая система существует не менее 14‒16 млн лет. Показано, что образование большинства внутренних океанических комплексов связано не только с тектоническими факторами, но и серпентинизацией перидотитов, которая приводит к уменьшению плотности, увеличению объема и, как следствие, ‒ всплытию крупных массивов ультрабазитов, включающих дезинтегрированные блоки габброидов, долеритов и базальтов. Многочисленные зоны скольжения, дробления, истирания и деформаций пород свидетельствуют о тектонических перемещениях. Для региона исследования характерны многочисленные нетрансформные смещения разной амплитуды, формируемые в условиях, когда относительные перемещения участков океанической литосферы реализуются в широких областях, претерпевающих деформации сдвига и растяжения. Морфологию формирующихся тектоно-магматических структур района определяют тектонические факторы. Исключением являются случаи, когда объемы расплавов, поступающие на поверхность в короткий период времени, существенно выше, чем среднестатистические для определенного сегмента рифтовой долины. Проведенный анализ показывает наличие в пределах района неоднородных по своей природе источников магнитных аномалий, как вулканического происхождения, так и связанных с проявлениями наложенной тектонической активности.

Ключевые слова

Северная Атлантика, Срединно-Атлантический хребет, нетрансформное смещение, сухой спрединг, внутренние океанические комплексы

Список литературы

Балуев А.С., Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н. Структура земной коры Онежско-Кандалакшского палеорифта по данным комплексного анализа аномального магнитного поля акватории Белого моря // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1293–1312.
Дмитриев Л.В., Соколов С.Ю., Плечова А.А. Статистическая оценка вариаций состава и Р‒Т условий эволюции базальтов срединно-океанических хребтов и их региональное строение // Петрология. 2006. Т. 14. № 2. С. 1‒22.
Пальшин Н.А., Иваненко А.Н., Алексеев Д.А. Неоднородное строение магнитоактивного слоя Курильской островной дуги // Геодинамика и тектонофизика. 2020. Т. 11. № 3. С. 583‒594.
Пейве А.А. Аккреция океанической коры в условиях косого спрединга // Геотектоника. 2009. № 2. С. 5‒19.
Пейве А.А., Добролюбова К.О., Ефимов В.Н. и др. Особенности строения района разлома Сьерра-Леоне (Центральная Атлантика) // ДАН. 2001. Т. 377. № 6. С. 803‒806.
Пейве А.А., Савельева Г.Н., Сколотнев С.Г., Симонов В.А. Тектоника и формирование океанической коры в области “сухого” спрединга Центральной Атлантики (7°10′‒5° с.ш.) // Геотектоника. 2003. № 2. С. 3‒25.
Пейве А.А., Соколов С.Ю., Иваненко А.Н. и др. Аккреция океанической коры в Срединно-Атлантическом хребте (48°–51.5° с.ш.) в ходе “сухого” спрединга // ДАН. 2023. Т. 508. № 2. С. 155‒163.
Пущаровский Ю.М., Пейве А.А., Разницин Ю.Н. и др. Разлом Зеленого Мыса: вещественный состав пород и структуры (Центральная Атлантика) // Геотектоника. 1988. № 6. С. 18‒31.
Сколотнев С.Г., Пейве А.А., Санфилиппо А. и др. Особенности тектоно-магматических процессов в области взаимодействия исландского плюма и трансформного разлома Байт (Северная Атлантика) // ДАН. 2022. Т. 504. № 1. С. 5‒12.
Сколотнев С.Г., Санфилиппо А., Пейве А.А. и др. Геолого-геофизические исследования разломной зоны Чарли Гиббс (Северная Атлантика) // ДАН. 2021. Т. 497. № 1. С. 5–9.
Abelson M., Agnon A. Mechanics of oblique spreading and ridge segmentation // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. Vol. 148. P. 405‒421.
Blackman D.K., Canales J.P., Harding A. Geophysical signatures of oceanic core complexes // Geophys. J. Int. 2009. Vol. 178. P. 593–613.
Cann J.R., Blackman D.K., Smith D.K. et al. Corrugated slip surfaces formed at North Atlantic ridge-transform intersections // Nature. 1997. Vol. 385. P. 329–332.
Cannat M., Lagabrielle Y., Bougault H. et al. Ultramafic and gabbroic exposures at the Mid-Atlantic Ridge: geological mapping in the 15° N region // Tectonophysics. 1997. Vol. 279. No. 1–4. P. 193‒213.
Cannat M., Sauter D., Mendel V. et al. Modes of seafloor generation at a melt-poor ultraslow-spreading ridge // Geology. 2006. Vol. 34. No. 7. P. 605‒608.
Dauteuil O., Brun J. Oblique rifting in a slow-spreading ridge // Nature. 1993. Vol. 361. P. 145–148.
Dick H.J.B., Tivey M.A., Tucholke B.E. Plutonic foundation of a slow spreading ridge segment: Oceanic core complex at Kane Megamullion, 23°30′ N, 45°20′ W // Geochem. Geophys. Geosyst. 2008. Vol. 9. No. 5. P. 1‒44.
Dick H.J., Thompson G., Bryan W.B. Low angle faulting and steady state emplacement of plutonic rocks at ridge-transfoгm intersections // EOS. Trans. AGU. 1981. Vol. 62. P. 406.
Dziewonski A. M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. P. 2825‒2852.
Ekström G., Nettles M., Dziewonski A.M. The global CMT project 2004-2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Phys. Earth Planet. Inter. 2012. Vol. 200–201. P. 1–9.
Escartın J., Mevel C., Petersen S. et al. Tectonic structure, evolution, and the nature of oceanic core complexes and their detachment fault zones (13°20′ N and 13°30′ N, Mid Atlantic Ridge) // Geochem. Geophys. Geosyst. 2017. Vol. 18. P. 1451–1482.
Fournier M., Petit C. Oblique rifting at oceanic ridges: Relationship between spreading and stretching directions from earthquake focal mechanisms // J. Structural Geology. 2007. Vol. 29. P. 201–208.
GEBCO 15" Bathymetry Grid. Vers. 2019, http://www.gebco.net (Accessed September 01, 2022).
Gee J.S., Kent D.V. Source of Oceanic Magnetic Anomalies and the Geomagnetic Polarity Timescale // Treat. Geophys. 2007. Vol. 5. P. 455‒507.
Gracia E., Charlou J., Radford-Knoery J., Parson L. Non-transform offsets along the Mid-Atlantic Ridge south of the Azores (38° N‒34° N) ultramafic exposures and hosting of hydrothermal vents // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. Vol. 177. P. 89‒103.
Grindlay N., Fox P., Macdonald K. Second-order ridge axis discontinuities in the south Atlantic: Morphology, structure, and evolution // Marine Geophys. Res. 1991. Vol. 13. P. 21‒49.
Harvard CMT. Harvard University Centroid-Moment Tensor Catalog, http://www.globalcmt.org/ (Accessed October 10, 2018).
Karson J.A., Thompson G., Humphries S.E. et al. Along axis variations in seafloor spreading in the MARK area // Nature. 1987. Vol. 328. P. 681‒685.
Klein E.M., Langmuir C.H. Global correlations of ocean ridge basalt chemistry with axial depth and crustal thickness // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92. No. B8. P. 8089‒8115.
Lavier L., Buck W.R., Poliakov A.N. Self-consistent rolling-hinge model for the evolution of large-offset low-angle normal faults // Geology. 1999. Vol. 27. P. 1127–1130.
MacLeod, C.J., Searle R.C., Casey J. F. et al. Life cycle of oceanic core complexes // Earth Planet. Sci. Lett. 2009. Vol. 287. P. 333–344.
Merkouriev S., DeMets C. High-resolution Quaternary and Neogene reconstructions of Eurasia‒North America plate motion // Geophys. J. Int. 2014. Vol. 198. P. 366–384.
Mevel C., Cannat M., Gente P. et al. Emplacement of deep crustal and mantle rocks on the west median valley wall of the MARK area (MAR, 23° N) // Tectonophysics. 1991. Vol. 190. P. 31‒53.
Okino K., Curewitz D., Asada M. et al. Preliminary analysis of the Knipovich Ridge segmentation: influence of focused magmatism and ridge obliquity on an ultraslow spreading system // Earth Planet. Sci. Lett. 2002. Vol. 202. P. 275–288.
Sandwell D.T., Smith W.H. Global marine gravity from retracked Geosat and ERS-1 altimetry: Ridge segmentation versus spreading rate // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114. No. B1. P. 1–18.
Sauter D., Cannat M., Rouméjon S. et al. Continuous exhumation of mantle-derived rocks at the Southwest Indian Ridge for 11 million years // Nature Geosci. 2013. Vol. 6. P. 314‒320.
Schilling J., Zajac M., Evans R., et al. Petrologic and geochemical variations along the Mid-Atlantic Ridge from 29°N to 73°N // American J. Sci. 1983. Vol. 283. P. 510‒586.
Skolotnev S.G., Sanfilippo A., Peyve A.A. et al. Seafloor spreading and tectonics at the Charlie Gibbs transform system (52°–53° N, Mid Atlantic Ridge): Preliminary results from R/V A. N. Strakhov expedition S50 // Ofioliti. 2021. Vol. 46. No. 1. P. 83‒101.
Taylor B., Crook K., Sinton J.J. Extensional transform zones and oblique spreading centers // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. No. B10. P. 19707–19718.
USGS Earthquake Composite Catalog. 2021, https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ (Accessed February, 2021).
Zheng T., Tucholke B.E., Lin J. Long-term evolution of nontransform discontinuities at the Mid-Atlantic Ridge, 24° N–27°30′ N // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2019. Vol. 124. P. 10 023–10 055.