Автор: Шрейдер Александр Анатольевич
Название работы: Формирование глубоководной котловины Черного моря
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.01 - общая и региональная геология
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
профессор доктор геолого-минералогических наук Н.В. Короновский;
Оппонент:
профессор доктор геолого-минералогических наук А.М. Никишин;
доктор геолого-минералогических наук М.А. Левитан;
Место защиты:
Дата защиты: 24 октября 2008 года
Издательство: Москва
Количество страниц: 26
Язык: русский
Содержание работы:
Введение.
Глава 1. Краткие сведения о геологических структурах глубоководной котловины и ее обрамления.
Глава 2. Особенности изучения осадочной толщи и геодинамики акватории.
Глава 3. Осадочное выполнение котловины Черного моря.
Глава 4. Формирование глубоководной котловины.
Глава 5. Осадочное тело глубоководной котловины и перспективность ее структур для поисков углеводородного сырья.
Заключение.
Публикации по теме диссертации.
|
Реферат:
Актуальность темы.
Вопросы формирования глубоководной котловины Черного моря, несмотря на многочисленные работы, посвященные этой теме начиная с 1960 г., все еще остаются предметом дискуссий
[Саваренский, Вольднер,1960; Миндели и др., 1965; Сорский, 1966; Мелихов и др., 1971; Муратов,1972; Адамия и др.,1974; Letouzey et.al., 1977; Яншин и др., 1980; Шлезингер,
1998; Sengor, Yilmaz, 1981; Туголесов и др.,1985; Зоненшайн и др.,1987; Finetti et a.,1988; Милановский, 1996; Короновский, Демина,1999; Никишин и др.,1997; 2001; Копп, Щерба
,1998; Dercourt et al., 2000; Казьмин и др., 2000; Хаин,2001; Лисицын, 2001; Лобковский и др., 2004; Галушкин, 2007; Афанасенков и др., 2007 и многие другие]. Вместе с тем,
решение этих вопросов имеет принципиальное значение не только для расшифровки истории активной евроазиатской окраины палеоокеана Тетис, но и для поисков месторождений углеводородов,
которые все интенсивнее проводятся в последние годы.
Дно глубоководной котловины Черного моря имеет глубину более двух километров и подстилается [Альбом,1989; Туголесов и др., 1985; Пояснительная,1993 и др.] двумя выполненными
осадками впадинами Восточной и Западной с глубинами более 11км, разделенными погребенным под осадками валом Андрусова относительной высотою в 5-7 км. Вал кулисообразно сочленяется
с прилегающим к нему с юга валом Архангельского также захороненным в осадках.
Валы Андрусова, Архангельского и ограничивающий Восточную впадину с востока захороненный в осадках вал Шатского, сложены континентальной корой [Миндели и др.,1965; Непрочнов,
1976; Belousov et al.,1988; Finetti et al., 1988; Казьмин и др.,2000; Лобковский и др.,2003; Starostenko et al., 2003] в то время, как центральные части глубоководной котловины
имеют безгранитную кору [Саваренский, Вольднер,1960; Миндели и др.,1965; Непрочнов, 1976; Belousov et al., 1988; Scalera , 2006 и др.]. Однако, конфигурация областей безгранитной
коры до настоящего времени точно не определена и различается своей рисовкой в различных публикациях, равно как и рисовка отдельных тектонических структур и тектонических нарушений
в Черном море [ср. Строение, 1972; Непрочнов,1976; Gealey,1988; Belousov et al., 1988; Boulin, 1991; Okay et.al.,1994; Okay, Sahinturk, 1997; Banks,Robinson,1997; Kutas et
al., 1998; Rangin et al., 2002; Kopf, 2002; Scalera, 2006 Banks, Robinson,1997; Finetti et al.,1988; Копп,1996; Hauser et al.,2001; Hippolyte, 2002; Паталаха и др., 2003;
Dinu et al.,2005; Мелихов и др., 2006; Klaucke et al., 2006 и др.].
Время формирования Западной и Восточной впадин, как и котловины Черного моря в целом, в различных литературных источниках изменяется от триасового до плиоцен-четвертичного
возрастов [Муратов, 1972; Гончаров и др., 1972; Сорохтин, 1974; Вардапетян, 1981; История..., 1987; Никишин и др., 2001; Афанасенковв и др., 2007 и многие др.]. В литературных
публикациях отсутствуют сведения о географических проекциях, в которых представлены карты распределения послойных и общих мощностей осадков, рельефа поверхностей раздела между
разновозрастными осадками. Наряду с этим отсутствие во многих публикациях географических координат на картах с результатами исследований делает очень трудным и даже некорректным
любые количественные сопоставления.
В литературе отсутствуют построения, осуществлённые с учётом обоснованной в работах [Finetti et al.,1988; Persoglia et al., 1988] неодинаковости распределения скоростей продольных
сейсмических волн в различных районах акватории для одновозрастных осадочных толщ. В ней также отсутствуют сведения о какой либо количественной основе реконструкции формирования
важнейшего тектонического звена черноморского региона глубоководной котловины Черного моря, включая выявление картины раскрытия впадин. Это и привело к разным взглядам на
конфигурацию, природу и эволюцию различных тектонических структур глубоководной котловины Черного моря.
Проблемы восстановления режима седиментации в глубоководной котловине невозможно решить без детального знания о ряде параметров ее осадочного тела, включающих сведения о площадном
распределении на акватории скоростей седиментации, данных об объемах и массах осадков, включая скорости их накопления. В литературе данные об использовании этого важнейшего
инструмента изучения геологической эволюции глубоководной котловины ранее не были известны. Все это определяет актуальность выполненной работы.
Цель работы: реконструкция формирования глубоководной котловины Черного моря.
В задачи исследования входило:
Обзор существующих данных о формировании котловины Черного моря.
Восстановление мощностей, объемов, масс осадков и скоростей их роста в котловине для выявления ее эволюции.
Реконструкция раскрытия глубоководной котловины на основе расчета эйлеровых полюсов и углов поворота.
Оценка перспектив нефтегазоносности котловины в районе вала Андрусова.
Научная новизна работы
Впервые создан электронный банк цифровой информации и построены карты в проекции Меркатора для:
мощностей осадочных слоев, приведенных к плотности четвертичных осадков (верхний предел мощности осадков);
нижнего и верхнего пределов скоростей осадконакопления для слоев осадков.
Впервые определены эйлеровы полюса и углы поворота, ответственные за раскрытие глубоководной котловины, проведены палеогеодинамические реконструкции центральной части котловины
и сделана количественная оценка времени начала спрединга.
Впервые проведен количественный расчет объема, массы осадочного выполнения и кайнозойской эволюции палеосклонов глубоководной котловины и сделаны предположения о возможной
нефтегазоносности для участков вала Андрусова.
Практическая ценность работы
Практическая ценность работы состоит в том, что:
оригинальные цифровые банки информации о мощностях осадков, скоростях седиментации и поверхностях подошв осадочных слоев в глубоководной котловине Черного моря необходимы
для решения различных современных задач региональной геологии юга России;
восстановлены реальные характеристики седиментации в котловине и реконструированы характеристики ее палеосклонов. Восстановление этих характеристик происходит на основе анализа
величин заключенных между нижним и верхним пределами соответствующих параметров осадочного чехла;
на основе палеогеодинамических реконструкций выделены участки вала Андрусова, перспективные на обнаружение залежей углеводородов. Результаты диссертационной работы непосредственно
использовались в исследовательском проекте Российского фонда фундаментальных исследований, выполненном при участии автора диссертации (Грант РФФИ 05-05-64292).
Основные защищаемые положения
1. Впервые установлено, что формирование глубоководной котловины Черного моря происходило путем ее раскрытия вдоль трех основных осей рифтинга возникших в предпалеоценовое
время, переходящего в спрединг. Геометрия раскрытия описывается рассчитанными нами эйлеровыми полюсами и углами поворота.
2. Доказано, что наибольшие скорости кайнозойской седиментации 20-25 см / тыс. лет наблюдались в западной части Западной впадины с накоплением максимальных мощностей осадочного
чехла в 13-16 км.
3. Впервые подсчитано, что в процессе седиментации в котловине образовалось 4445 триллионов тонн осадков со скоростью накопления 68 млрд. тонн осадков в тысячу лет, что сопровождалось
выполаживанием палеосклона котловины с величин 7.50- 90 в начале кайнозоя до 0.350 в настоящее время и при этом литификация осадков привела к уменьшению их первичной мощности
на 2-3 километра.
4. Впервые установлено, что в котловине с палеоценового до плиоценового времени происходит замедление скорости осадконакопления, при этом площадь распространения такого замедления,
прогрессивно расширяется на восток, а с плиоценового времени скорость осадконакопления резко возрастает.
Вклад автора
Автор непосредственно участвовал в оцифровке материалов о мощностях осадочных слоев глубоководной котловины, предоставленных итальянской стороной в единицах времени двойного
пробега сейсмического сигнала вдоль профилей сейсмических наблюдений и участвовал в создании банка цифровой информации об осадочном теле глубоководной котловины Черного моря.
Перевод данных о мощностях осадочных слоев из временного масштаба в линейный впервые осуществлялся автором с учётом того, что скорости сейсмических волн в Западной и Восточной
впадинах для одновозрастных осадочных слоев не совпадают. Для этих слоев автором выполнена плановая стыковка изопахит.
Автором предложен и реализован способ восстановления поступающих в котловину начальных мощностей осадков. Поскольку для расчётов параметров осадочного тела используются мощности
слоев, прошедшие к настоящему времени процесс уплотнения, сами величины мощностей и других параметров осадочного тела автором рассматриваются как отражающие нижний предел
таких величин для каждого из осадочных слоёв и всей осадочной толщи в целом. Мощности и другие параметры осадочного тела, полученные путем приведения современных плотностей
слоев к плотности наиболее поверхностных отложений четвертичного возраста, автором рассматриваются как отражающие верхний предел таких величин для каждого из осадочных слоёв
и всей осадочной толщи в целом. Реальные первоначальные мощности поступающих осадков и другие параметры осадочного тела должны быть заключены между их верхним и нижним пределами.
Автором предложен и при его участии проведён расчёт, а также построены электронные карты:
скоростей седиментации для осадочных слоев и всей осадочной толщи в целом;
мощностей осадочных слоев, приведенных к плотности четвертичных осадков;
Автором предложен и проведён расчёт
параметров кайнозойской эволюции палеосклонов котловины;
параметров раскрытия черноморской котловины в осевых частях впадин, включая определение эйлеровых полюсов и углов поворота с использованием изогипс подошвы кайнозойских осадков;
палеогеодинамических реконструкций, а также оценено время рифтинга и спрединга в погребенных впадинах;
Кроме того, автор непосредственно оцифровывал материалы крупномасштабной карты аномального магнитного поля, предоставленной итальянской стороной, и проводил оценочные двумерные
расчеты параметров инверсионного магнитоактивного слоя и идентификацию хронов полярности.
Материалы, использованные в работе.
В основу работы легла картографическая сводка данных о мощностях осадочной толщи Черного моря во временном масштабе, изложенная в работе [Finetti e.a.,1988] и дополненная
автором данными экспедиции BLACKSIS, которые изложены в работе [Rangin et al.,2002]. На основе этих сведений при участии автора был создан электронный банк цифровой информации
об осадочном теле глубоководной котловины Черного моря.
Определение параметров инверсионного магнитоактивного слоя проводилось с использованием предоставленной итальянской стороной крупномасштабной карты аномального магнитного
поля глубоководной части Черного моря (уменьшенная цветная копия которой опубликована в [Zanolla et al., 2000]) по компьютерным программам А.А. Булычева, методика которых
изложена в [Булычев и др.,1997].
Расчёт параметров раскрытия глубоководной котловины Черного моря с использованием электронной карты изогипс подошвы кайнозойских осадков проводился по методике аналогичной
той, которая применялась в работе [Bullard et al., 1965] для определения параметров конечного совмещения Африки и Южной Америки. Определение эйлеровых полюсов и углов поворота
проводилось по предоставленным Н.Ю. Бочаровой и М.В. Кононовым программам, алгоритмы которых изложены в [Бочарова, Кононов, 1988].
Оригинальный иллюстративный материал в настоящей диссертационной работе основан на данных созданного при участии автора электронного банка цифровой информации и представлен
в виде графиков и карт, построенных в проекции Меркатора и снабженных географическими координатами.
Апробация работы
Основные результаты диссертации опубликованы автором диссертации или с участием автора диссертации в рецензируемых научно-исследовательских журналах [Шрейдер Ал.А., 2005;
2007; Шрейдер Ал. А. и др., 2004; 2007; Галушкин и др., 2006; 2007; Казьмин и др., 2000; 2007; Шрейдер и др., 2001; 2002; 2003] и доложены на VII Международной конференции
Новые идеи в науках о Земле (Москва, 2005, тезисы опубликованы) а также на ХIII (Москва, 2006, тезисы опубликованы) и ХIV (Москва, 2007, тезисы представлены в Интернете)
международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержащего 192 названий. Общий объем работы составляет 146 страниц.
Автор благодарит своего научного руководителя профессора Н.В. Короновского за помощь и постоянную поддержку в процессе работы, автор признателен коллективу кафедры динамической
геологии, на которой выполнялась работа за практическую помощь и советы. Автор хранит светлую память о профессоре А.Ф. Лимонове, советы и постоянное человеческое внимание
которого помогали проведению исследований и написанию диссертационной работы. Автор искренне благодарен профессору Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова А.А. Булычёву,
ведущему научному сотруднику Музея Землеведения МГУ доктору технических наук Ю.И. Галушкину, а также сотрудникам Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН докторам геолого-минералогических
наук В.Г. Казьмину и И.М. Сборщикову, кандидату геолого-минералогических наук М.В. Кононову за консультации и критические замечания, способствовавшие улучшению работы.
|
Библиография:
1. Казьмин В.Г., Шрейдер А.А., Финетти И., Мелихов В.Р., Булычёв А.А., Гилод Д.А., Андреева О.И., Шрейдер Ал. Ан. Ранние стадии развития Чёрного моря по Сейсмическим данным // Геотектоника. 2000. 1. С. 46-60. 2. Шрейдер А.А., Казьмин В.Г., Финетти И., Булычёв А.А., Гилод Д.А., Мелихов В.Р., Андреева О.И., Шрейдер Ал.Ан. Особенности осадконакопления в Чёрном море // Океанология. 2001. Т.41. 3. С. 437-446. 3.Шрейдер А.А., Казьмин В.Г., Финетти И., Булычёв А.А., Мелихов В.Р., Гилод Д.А., Шрейдер Ал. А., Андреева О.И. Особенности морфологии границ раздела разновозрастных осадков в Чёрном море // Океанология. 2002.Т.42. 2. с. 286-294. 4. Шрейдер А.А., Булычев А.А., Шрейдер Ал. А., Мелихов В.Р. Особенности кайнозойской седиментации в глубоководной котловине Черного моря // Океанология. 2003. Т 43, 5, С.770-782. 5. Шрейдер Ал. А., Булычев А.А., Шрейдер А.А., Мелихов В.Р. Кайнозойские осадки глубоководной котловины Черного моря // Океанология. 2004. Т.44. 3. С. 420-431. 6. Шрейдер Ал.А. Формирование глубоководной котловины Черного моря. Материалы докладов YII Международной конференции Новые идеи в науках о Земле Т.1. М.: КДУ, 2005. С.114. 7. Шрейдер Ал. А. Раскрытие глубоководной котловины Черного моря // Океанология. 2005. Т.45. 4. С. 592-604. 8.Галушкин Ю.И., Шрейдер А.А., Булычев А.А., Шрейдер Ал.А. Тепловой поток и термическая эволюция литосферы черноморской впадины// Океанология. 2006. Т.46. .2. С.296-314. 9 Галушкин Ю.И., Шрейдер А.А., Булычев А.А., Шрейдер Ал.А. Термическая эволюция литосферы погребенных структур глубоководной котловины Черного моря // Океанология. 2007. Т.47. 5. С. 770-782. 10. Казьмин В.Г., Шрейдер Ал. А., Шрейдер А.А. Возраст Западной впадины Черного моря по результатам изучения магнитного поля и геологическим данным // Океанология. 2007. Т. 47. 4. С.613-621. 11. Шрейдер Ал.А., Шрейдер А.А., Булычев А.А. Параметры осадков глубоководной котловины Черного моря // Океанология. 2007. Т. 47. 6. С.909-917 12. Шрейдер Ал. А. Эволюция склона погребенной котловины Черного моря// Океанология. 2007. Т.47. 1. С.102-115.
|
|
