Плато Кергелен

Подробная информация о бассейне и геологический обзор

Региональные условия

Плато Кергелен - одно из крупнейших вулканических плато в мире и самое большое в Южном океане. Он расположен примерно в 3 000 км к юго-западу от Фримантла (Западная Австралия) и почти в три раза больше Японии или в четыре раза больше Британских островов. Оно простирается более чем на 2 200 км в направлении с северо-запада на юго-восток и залегает на большой глубине (от 1 000 до 4 000 метров). Геологический отбор проб и научное бурение показывают, что на протяжении 40 миллионов лет своей истории оно находилось на поверхности или на мелководье. Фрагменты древесины и уголь, найденные в позднемеловых отложениях, указывают на то, что плато, возможно, было покрыто лесами.

Справочная информация

Крупное исследование плато Кергелен и, в частности, бассейна реки Раггатт было проведено компанией Geoscience Australia в 1980-х годах в сотрудничестве с французскими учеными изМорская геофизическая лаборатория при Институте физики земного шара, Страсбург.С тех пор компания Geoscience Australia провела две крупные сейсморазведочные работы по отражению сейсмических волн на южном плато Кергелен и в бассейне Лабуан (в 1997 году были проведены исследования AGSO 179 и 180).

Интерпретация сейсмических данных вместе с имеющейся геологической и геофизической информацией легла в основу крупного рамочного исследования, проведенного Geoscience Australia в 1999-2000 годах (отчет GA 2002/05). Двумя интересными областями являются Эланская отмель и бассейн Лабуан. Впервые в этих регионах были собраны и интерпретированы данные глубинных многоканальных сейсмических исследований, что позволило лучше понять их происхождение и структурные характеристики.

Из-за его больших размеров и удаленного расположения строение земной коры плато остается малоизученным. Бурение методом ODP показало, что плато в основном покрыто магматической корой, образовавшейся в барремско-сеноманском периоде (119-95 млн лет назад) в результате чрезмерного вулканизма, связанного с крупной горячей точкой. Плато часто описывается в литературе как крупная магматическая провинция или ЛИП (Coffin and Edholm, 1994). Примеры ЛИП включают Исландию, Гавайский хребет и плато Онтонг-Ява. Океаническое происхождение плато недавно было поставлено под сомнение результатами бурения ODP на Эланской отмели (участок 1137, участок 183, Гроби др.2000). Гнейсовые метаморфические и кислые магматические обломки, обнаруженные в речном вулканокластическом конгломерате, однозначно свидетельствовали о его континентальном происхождении. Вместе с геохимическими данными, указывающими на наличие континентальной литосферы под южной частью плато (Махонии др.1995 год, Этажи др.1992), это недавнее открытие может свидетельствовать о более значительном участии континентальной коры в формировании фундамента плато, чем предполагалось ранее.

Сейсмические данные высокого разрешения, собранные Geoscience Australia, показывают наличие значительных отложений под лавовыми потоками ("вулканический фундамент") на некоторых участках. Представляется вероятным, что плато покрыто комбинацией различных блоков земной коры, включая континентальные фрагменты и магматическую кору.

Толщина отложений и рельеф фундамента

Толщина отложений была оценена по всей южной части плато с использованием данных сейсморазведки Австралии и Франции. Карты глубины до фундамента и 3D-изображения позволяют визуализировать основные структурные элементы, такие как рифтовая система в центральной части плато и форма основных осадочных бассейнов (бассейны Кергелен-Херд и Раггатт).

Региональные разрезы

На плато Кергелен и прилегающей к нему котловине Лабуан расположено несколько отдельных провинций:

Северная провинция Кергелен

Большая часть Северной провинции Кергелен (45°-50°южной широты) была сформирована в олигоцене-миоцене (менее 40 млн лет назад) и включает в себя вулканически активный архипелаг Кергелен. Недавнее бурение на Скифф-банке (участок 1139) выявило позднемеловые трахиты, которые могут указывать на более широкое присутствие мелового фундамента под Северным Кергеленом.

Центральная провинция Кергелен

Центральная провинция Кергелен (50°-55°южной широты) включает вулканически активные острова Херд и Макдональд и содержит крупный осадочный бассейн (бассейн Кергелен-Херд). Недавнее Ar/Ar датирование образцов ODP показало, что базальты с вершины вулканического фундамента имеют альбский возраст (102 млн лет). За альбской строительной фазой вулканизма последовал олигоцен-миоценовый период, который привел в основном к образованию интрузивных и экструзивных вулканитов - от щелочных базальтов до трахитов и риолитов. Вулканизм был ограничен восточной частью провинции и окрестностями острова Херд.

Котловина Кергелен-Херд представляет собой прогибающуюся впадину, содержащую более 2 000 м кайнозойских отложений. Площадь котловины превышает 40 000 км². Заметный сейсмический отражатель ("акустический диссонанс") в пределах бассейна, по-видимому, частично вызван диагенетическим "фронтом", связанным с несогласием позднего палеогена и раннего неогена. Деформация разреза выше этого несоответствия вызвана отложениями, в которых преобладала активная деятельность донных течений в течение неогена.

Южная провинция Кергелен

Вулканический фундамент южной провинции Кергелен (южнее 55° южной широты) имеет апт-альбский возраст (119-110 млн лет). В этой провинции были нанесены на карту три впечатляющие рифтовые системы. Грабен 77° простирается на северо-запад более чем на 400 км; грабен 59° тянется примерно на восток, к югу от грабена 77°; а рифтовая зона Южного плато Кергелен тянется с северо-запада на юго-восток, к югу от грабена 59°. Возраст и происхождение этих рифтовых систем остаются неясными. Предполагается, что грабен 77° сформировался в позднем мелу (~75 млн лет назад), хотя разломы, прилегающие к рифту, активизировались в разное время, а последние подвижки произошли в миоцене.

Бассейн реки Раггатт является крупным "провисающим" бассейном в южной провинции. Бассейн занимает площадь около 58 000 км²и содержит по меньшей мере 2 000 метров кайнозойских отложений. Сейсмические данные показывают, что восточный фланг котловины залегает под погребенным магматическим хребтом. Этот горный хребет характеризуется последовательностью погружающихся отражений внутри фундамента, которые можно проследить на протяжении до 120 км к западу под бассейном Раггатт. Толщина этой толщи составляет по меньшей мере 2 с. БВТ (около 4-5 км), и падающие отражения, вероятно, представляют собой подводные лавовые потоки.

Западные и северные границы бассейна менее четко очерчены. По-видимому, бассейн простирается в основном в направлении с северо-запада на юго-восток, по крайней мере, до 56° южной широты, и почти посередине пересекается грабеном под углом 77°. В южной части бассейна реки Раггатт в разрезе позднего мела-палеоцена можно увидеть характерные курганные образования. ODP 748 пересекал биогенные карбонаты верхнего кампана и маастрихта на одном стратиграфическом уровне, что позволяет предположить, что курганы, скорее всего, имеют биогенное, а не вулканическое происхождение. Сейсмическая интерпретация показывает, что эти курганы росли вплоть до палеоцена.

Наличие нефтяных систем в бассейне реки Раггатт возможно, но не доказано. Существуют потенциальные источники, коллекторы и фации уплотнения, а также механизмы улавливания. Перспективные участки залегают на глубине около 2 км. Наиболее перспективными могут быть залежи известняка мелового периода в биогенных насыпях, закрытых покровом палеогеновых мелкозернистых отложений, с возможными углеводородами, добываемыми из морских сланцев среднего мела или раннемеловых углистых отложений.

Элан Банк

Отмель Элан простирается на запад от границы между центральным и южным плато Кергелен. Гнейсовые метаморфические и кислые магматические обломки, извлеченные из преимущественно базальтового фундамента на участке 1137 на берегу, свидетельствуют о его континентальном происхождении. Окраины отмели характеризуются мощными потоками лавы и слоистой корой с высокой отражающей способностью у ее основания. Эти вулканы имеют очевидное сходство с вулканическими образованиями, обнаруженными на пассивных вулканических окраинах (например, на плато Валлаби и Эксмут у Западной Австралии). Вулканические образования на Эланской отмели могли образоваться либо во время (?) Валанжинского разлома Индии/Эланской отмели и Антарктиды, либо во время более позднего альбского разлома Индии и Эланской отмели, когда отмель, вероятно, была перенесена с Индийской плиты на Антарктическую в результате скачка горного хребта. В любом случае, мощный альбский вулканизм наложил отпечаток и радикально изменил континентальную толщу, образующую ядро Эланской отмели.

Хребет Уильяма

Хребет Уильяма покрыт коркой толщиной 12-15 км, которая значительно толще, чем кора соседней котловины Лабуан, но похожа на кору плато Кергелен. Он возвышается всего на 500 метров ниже уровня моря и, по-видимому, состоит из двух блоков, разделенных узкой долиной, ограниченной разломами. Хребет Уильямса не был пробурен, и стратиграфия и природа фундамента неизвестны.

На линии 179-07 на западном склоне хребта была пересечена впечатляющая последовательность погружающихся отражателей. Она имеет длину 50 км и толщину около 1,2 м, а верхняя часть последовательности находится на западе. Массивные лавовые потоки обычно имеют сильную магнитную сигнатуру, однако в прогибах хребта Уильяма нет магнитных аномалий. Это может указывать на наличие значительного количества отложений или на осадочное происхождение этих отложений.

Бассейн реки Лабуан

Бассейн Лабуан, расположенный на восточной окраине плато Кергелен, является крупнейшим осадочным бассейном в регионе. Его длина составляет около 1000 км, ширина - 250 км, а толща отложений составляет 3-5 км. Структурный тип и осадочное наполнение бассейна сильно различаются. Природа земной коры, лежащей в основе бассейна Лабуан, и возраст осадочного наполнения очень слабо определены. Его фундамент никогда не исследовался, и большинство свидетельств получено в результате сравнения с соседним плато Кергелен.

Реконструкция тектонических плит Южного океана показывает, что до начала быстрого спрединга между Австралией и Антарктидой в эоцене бассейн Лабуана перестраивался относительно зоны Диамантина. Реконструкция доэоценового периода с использованием спутниковых гравитационных изображений позволяет предположить возможное структурное сходство между этими регионами. Крупные горные хребты во внешней части зоны Диамантина и в восточной части бассейна Лабуан, по-видимому, образуют одну непрерывную провинцию.

Дно бассейна Лабуан покрыто сильно нарушенной и неоднородной земной корой толщиной 7-8 км. Интерпретация сейсмических и магнитных данных позволила разделить бассейн на 3 структурно различных области:

• Западный Лабуан, в котором преобладает Юго-запад, сталкивается с разломами протяженного стиля
• Восточный Лабуан характеризуется большими куполообразными цокольными высотами, лишенными магнитных признаков, и очень глубоким линейным прогибом (9s TWT) на востоке
• Южный Лабуан с гладким основанием, в значительной степени не затронутым разломами, и непрерывными осадочными отложениями.

Происхождение земной коры в бассейне Лабуан, вероятно, неоднородно. Западная область, вероятно, представляет собой протяженную и разрушенную магматическую кору плато Кергелен. Крупные амагнитные тела в восточной области, возможно, образовались в виде перидотитовых интрузий, тогда как гладкий фундамент Южного Лабуана может представлять собой океаническую кору валанжинского возраста, запертую на антарктической плите. Метаморфические и гранитные породы, извлеченные из фундамента высоко в северной части бассейна Лабуан и на одном из обнажений Южного Кергелена, могут указывать на возможное присутствие континентальных фрагментов в земной коре бассейна Лабуан.

В глубоководной (> 4 км) впадине Лабуан нет прямых или косвенных признаков наличия углеводородов, и ее перспективность на нефть является спекулятивной. Однако в сейсмических данных был отмечен один положительный признак: отражатель, имитирующий дно, который может указывать на присутствие газовых гидратов. Если гидраты присутствуют, они могут быть биогенного, термогенного или смешанного происхождения. Вероятным источником могут быть морские сланцы позднего мела. Базальные и околобазальные песчаники позднего мела и более молодые турбидиты являются возможными коллекторами. Эти потенциальные резервуары будут находиться преимущественно в западной части бассейна, недалеко от плато Кергелен.

Ключевые ссылки