Физическое моделирование сегментации осевой зоны южного сегмента Срединно-Атлантического хребта

Анастасия Ильинична Чупахина; Евгений Павлович Дубинин; Андрей Львович Грохольский; Дарья Александровна Рыжова; Андрей Александрович Булычев

doi:10.17308/geology/1609-0691/2022/3/89-98

Анастасия Ильинична Чупахина Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова
Евгений Павлович Дубинин Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Музей землеведения
Андрей Львович Грохольский Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Музей землеведения
Дарья Александровна Рыжова Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова
Андрей Александрович Булычев Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2022/3/89-98

Ключевые слова: спрединговый хребет, горячие точки, рельеф, физическое моделирование

Аннотация

Введение: рассмотрена структурная сегментация и геолого-геофизическая характеристика рифтовой зоны южного сегмента Срединно-Атлантического хребта (ЮСАХ), заключенного между Агульяс-Фолкдендской разломной зоной и тройным соединением Буве. Методика: основным методом исследований являлось физическое моделирование сегментации осевой зоны южного сегмента Срединно-Атлантического хребта. Моделирование проводилось в лаборатории экспериментальной геодинамики Музея Землеведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Результаты и обсуждение: показано, что осевая морфология рифтовой зоны изменяется с севера на юг от характерной для медленно спрединговых хребтов рифтовой долины до морфологии осевого поднятия, типичной для хребтов с быстрыми скоростями спрединга. Вместе с этим изменяется и характер морфоструктурной сегментации рифтовой зоны: трансформные разломы типичные для северной части сегмента сменяются нетрансформными смещениями оси на юге. Структурные изменения отражаются и в характеристиках аномальных потенциальных полей. Сопоставляются математическое и физическое моделирование, которое в настоящее время относительно редко используется в задачах изучения динамики системы литосфера-мантия. Выводы: экспериментальные исследования, проведенные с помощью физического моделирования структурообразующих деформаций, выполненного на уникальной установке, показали, что изменения морфоструктурной сегментации рифтовой зоны ЮСАХ связано с изменением реологических свойств литосферы (уменьшением толщины хрупкого слоя литосферы), вызванных повышенной прогретостью мантии по мере приближения к горячим точкам Буве и Шона, расположенным вблизи южного окончания сегмента САХ.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Анастасия Ильинична Чупахина, Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова

магистр геологического факультета, Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация

Евгений Павлович Дубинин, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Музей землеведения

д. г.-м. н., заведующий сектором Геодинамики, Музей Землеведения Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация

Андрей Львович Грохольский, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Музей землеведения

к. г. н., ведущий научный сотрудник, Музей Землеведения Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация

Дарья Александровна Рыжова, Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова

аспирант геологического факультета, Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, Москва

Андрей Александрович Булычев, Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова

д. ф.-м. н., профессор, заведующий кафедрой геофизических методов поисков и разведки полезных ископаемых, Геологический факультет, Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова, Москва, РФ

Литература

1. Dubinin E.P., Sushchevskaya N.M., Groholsky A.L. Istorija razvitija spredingovyh hrebtov Juzhnoj Atlantiki i prostranstvenno-vremennoe polozhenie trojnogo sochlenenija Buve [The history of the development of the spreading ridges of the South Atlantic and the spatio-temporal position of the triple junction of the Bouvet]. Rossijskij zhurnal nauk o zemle ‒ Russian Journal of Earth Sciences, 1999, vol. 1, no. 5, pp. 423‒435. (In Russ.)
2. Mazarovich A. O., Peive A. A., Zitellini N., Perfiliev A. S., Raznitsin Yu. N., Turko N. N., Simonov V. V., Averyanov S. B., Bortolutsi A., Bulychev A. A., Gasperini L., Gilod D. A., Gladun V. A., Evgrafov L. M., Efimov V. N.., Kolobov V. Yu., Ligi M., Lodolo E., Pertsev A. N., Sokolov S. Yu., Shuto F. Morfostruktura rajona ostrova Buve [Morphostructure of the Bouvet Island area]. Doklady Akademii nauk ‒ Reports of the Academy of Sciences, 1995, vol. 342, no. 3, pp. 354‒357. (In Russ.)
3. Pushcharovsky Yu.M. Osnovnye cherty tektoniki juzhnoj Atlantiki [The main features of the tectonics of the South Atlantic]. Moscow, GEOS Publ.,. 2002, 81 p. (In Russ.)
4. Verard K., Flores K., Stampfli G. Geodynamic reconstructions of the South America–Antarctica plate system. Questions of geodynamics, 2012, vol. 53, pp. 43‒60.
5. Sokolov S.Yu., et al. Stroenie osadochnogo chehla na zapade Afrikano-Antarkticheskogo hrebta (Juzhnaja Atlantika) [The structure of the sedimentary cover in the west of the African-Antarctic ridge (South Atlantic)]. Doklady Akademii nauk ‒ Reports of the Academy of Sciences, 1999, vol. 366, no. 2, pp. 231‒235. (In Russ.)
6. Peive A.V., Skolotnev S.G. Osobennosti vulkanizma i geodinamika oblasti trojnogo sochlenenija Buve (po sostavam bazal'tov) [Features of volcanism and geodynamics of the Bouvet triple junction region (according to basalt compositions)]. Rossijskij zhurnal nauk o zemle ‒ Russian Journal of Earth Sciences, 2001, vol. 3, no. 1, pp. 11‒20. (In Russ.)
7. Peive A. A., Zitellini N., Perfiliev A. S., Mazarovich A. O., Raznitsin Yu. N., Turko N. N., Simonov V. A., Averyanov S. B., Bortolutsi D., Bulychev A. A., Gasperini L., Gilod D. A., Gladun V. A., Evgrafov L. M., Efimov V. N.. et al., Stroenie Sredinno-Atlanticheskogo hrebta v rajone trojnogo sochlenenija Buve [The structure of the Mid-Atlantic ridge in the area of the triple junction of the Bouvet]. Doklady Akademii nauk ‒ Reports of the Academy of Sciences, 1994, vol. 338, no. 5, pp. 645‒648. (In Russ.)
8. Bulychev A.A., Gainanov A.G., Gilod D.A., Maso E.L., Schrader A.A. Structure of the lithosphere of the South Atlantic Ocean from data of magnetic and gravity studies. Oceanology, 1997, vol. 37, no. 4, pp. 588‒601. (In Russ.)
9. Sandwell D.T., Muller R. D., Smith W.H.F., Garcia E., Francis R. A new global marine gravity using CryoSat-2 and Jason-1 reveals a hidden tectonic structure. Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp.65‒67. DOI
10. Meyer B., Chulliat A., Saltus R. Inference and error analysis of the grid of magnetic anomalies of the Earth with a resolution of 2 angular minutes Version 3 (EMAG2v3). Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, vol. 18, pp. 4522‒4537. DOI
11. Bulychev A.A., Gilod D.A., Kulikov E.Yu., Schrader A.A. et al. Detal'nye geomagnitnye issledovanija tochki trojstvennogo sochlenenija litosfernyh plit v regione ostrova Buve [Detailed geomagnetic study of the Bouvet Triple Junction]. Oceanology. 1997, vol.
37, no. 6, pp. 897‒909 (In Russ.)
12. Groholsky A.L., Dubinin E.P. Jeksperimental'noe modelirovanie strukturoobrazujushhih deformacij v riftovyh zonah Sredinno-okeanicheskih hrebtov [Experimental modeling of structure-forming deformations in rift zones of Mid-oceanic ridges]. Geotectonics. 2006, no. 1, pp. 76‒94 (In Russ.)
13. Shemenda A.N. Kriterii podobija pri mehanicheskom modelirovanii tektonicheskih processov [Similarity criteria in mechanical modeling of tectonic processes]. Geology and Geophysics. 1983, no.10, pp. 11. (In Russ.)
14. Shemenda A.I., Groholsky A.L. Physical modeling of slow spreading of the seabed. J. Geophys. Res, 1994, vol. 99, pp. 9137‒9153.
15. Malkin B.V., Shemenda A.I. Mechanism of rifting: considerations based on results of physical modelling and on geological and geophysical data. Tectonophysics, 1991, vol. 199, no. 2‒4, pp. 193–210.
16. KoptevA., BurovE., Calais E., Leroy S., Gerya T., Guillou-Frottier L., Cloetingh S.. Contrasted continental rifting via plumecraton interaction: Applications to Central East African Rift. Geoscience Frontiers, 2016, vol. 7, no 2, pp. 221–236.
17. Koptev A., Calais E., Burov E. Dual continental rift systems generated by plume–lithosphere interaction. Nature, 2015, vol. 8, pp. 388–392.
18. Gerya T. Introduction to Numerical Geodynamic Modelling: Cambridge Univ. Press, 2010, pp. 221‒240.
19. Koptev A., Calais E., Burov E., Leroy S., Gerya T. Along-Axis Variations of Rift Width in a Coupled Lithosphere-Mantle System, Application to East Africa. Geophysical Research Letters, 2018, vol. 45. no 11, pp. 5362‒5370.