Формирование глубоководной котловины Черного моря

Глава 2 Особенности изучения осадочной толщи и геодинамики акватории.

Наиболее значительными исследованиями осадочной толщи Черного моря являются работы российских [Туголесов и др, 1983; 1985; Альбом структурных карт ,1989] и развивающие их работы итальянских [ Finetti e.a.,1988; Строение , 1992] исследователей. Работы группы И. Финетти [Finetti e.a.,1988; Строение , 1992] основаны на данных более 30 тысяч погонных километров профилей многоканального сейсмического профилирования МОГТ, полученных не только специалистами России и Украины, но также и научными организациями Италии, Румынии и Болгарии. По материалам группы И. Финетти [Finetti e.a.,1988], оцифрованным при участии автора настоящей работы, с добавлением оцифрованных автором материалов франко-турецкой экспедиции "Blacksis" [Rangin et al., 2002] был создан электронный банк цифровой информации о мощностях осадочных слоев дна Чёрного моря вдоль сейсмических профилей в единицах времени двойного пробега сейсмического сигнала [Шрейдер Ал. А. и др., 2004]. Значения ряда интервальных скоростей для одних и тех же осадочных слоев на востоке и на западе котловины Чёрного моря не совпадают между собой. Поэтому при построении единых карт изопахит в линейном масштабе нам приходилось состыковывать результаты расчётов для западной и восточной частей моря. Наиболее удобным районом стыковки данных, по предложению автора настоящей работы был выбран интервал 340-370 В.Д. Здесь валы Андрусова и Архангельского разделяют основные структуры Западной и Восточной впадин, мощности осадков являются наименьшими в глубоководной котловине и относительные погрешности стыковки должны быть минимальны. Они оказались не превышающими 3%.

В работах [Казьмин и др.,2000; Шрейдер и др.,2001] приведены результаты расчётов определения современных (прошедших процесс уплотнения) мощностей осадков в глубоководной котловине Чёрного моря. По нашему мнению [например, Шрейдер Ал.А. и др., 2004], современные мощности (равно как и рассчитанные для них скорости осадконакопления) определяют нижний предел мощности осадков, которые поступили в котловину и нижний предел скорости их осадконакопления.

В результате последовательного сложения современных мощностей отдельных толщ с учетом глубины моря были получены глубины поверхностей раздела разновозрастных отложений. Рассчитанные по этим данным углы наклона и скорости выполаживания склонов котловины определяют нижний предел крутизны склонов и нижний предел скорости выполаживания склонов. Вычисление элементарных объемов осадочных слоев производилось путем компьютерного разделения площади, занимаемыми осадками того или иного возраста, на квадраты со стороной 5х5 км и определением внутри каждого из квадратов вертикальной мощности осадков, эти элементарные объемы автоматически суммировались для каждого из пяти осадочных слоев, а путем сложения в дальнейшем объемы были рассчитаны и для общей мощности кайнозойского осадочного тела. Современные значения объемов осадочных слоёв и скоростей их роста отражают нижний предел объемов осадков и скоростей накопления их объема.

Используя современную модификацию [Nakanishi et. al., 1998] известной зависимости Нейфа-Дрейка между плотностью и скоростью продольных сейсмических волн, нами было выполнено определение плотностей осадочных слоёв для котловины Чёрного моря. Для четвертичных осадков со скоростями продольных сейсмических волн 1.7-1.8 км/сек, плотность осадков оказалась близка к 1.85 г/см³. Предполагая в первом приближении, что состав первичного материала осадков, поступающего из областей сноса, не менялся в среднем по своей плотностной характеристике, можно попытаться оценить первичные мощности снесённых из областей сноса осадков, считая, что они изначально имели одну и ту же плотность (например, равную плотности наиболее приповерхностного слоя четвертичных осадков, которую мы принимаем равной 1.85 г/см³). Тем самым, наличие компьютерного банка данных о мощностях осадочной толщи Чёрного моря позволяет в рамках высказанных выше соображений восстановить гипотетическую мощность поступавших из областей сноса осадков и рассчитать соответствующую ей скорость седиментации для каждого выделенного осадочного слоя. В этом случае значения вертикальных мощностей слоев, приведенных к плотности четвертичных осадков, и скоростей их накопления отражают, по нашему мнению, верхний предел мощности осадков и верхний предел скоростей осадконакопления для того или иного осадочного комплекса. По этим данным затем аналогично рассчитываются верхний предел крутизны склонов и верхний предел скорости их выполаживания, верхний предел объемов осадков и верхний предел скоростей накопления таких объемов осадков.

В рамках сделанных предположений реальные первоначальные вертикальные мощности осадков и другие указанные выше параметры седиментации должны быть заключены между величинами их нижнего и верхнего предела.

В работе [Bullard et al.,1965] была предложена компьютерная методика для наилучшего совмещения изобат, ограничивающих склоны континентов по краям Атлантического океана. Совмещение осуществлялось способом проб и ошибок, путем минимизации углового несогласия, измеряемого вдоль эйлеровых широт. В настоящей работе и работе [Шрейдер Ал. А.,2005] методика Е. Булларда впервые применяется для случая внутреннего моря. С ее помощью стыкуются одноименные изогипсы склонов захороненных в осадках Восточной и Западной впадин Черного моря и, реализуя принцип наилучшего совмещения изогипс, проводятся палеогеодинамические реконструкции. Расчеты эйлеровых полюсов и углов поворота проводились по программам, предоставленным Н.Ю. Бочаровой и М.В. Кононовым, алгоритмы и принципы расчетов по которым изложены в [Бочарова, Кононов, 1988].

Рассмотренные выше методические приемы были применены для создания электронных карт параметров осадочного тела акватории. Методика построения электронных карт в настоящей диссертационной работе предусматривала гридирование данных по сетке со сторонами 5х5 км и последующим полиномиальным сглаживанием результатов в соответствии с методикой [Булычев и др., 1997]. Анализ этих электронных карт в комплексе с другими литературными источниками представлен в последующих главах.