авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Рельеф вулканических гор ложа океана

-- [ Страница 4 ] --

До настоящего времени нет единого подхода к геолого-геоморфологическому дешифрированию подводных фотографий океанского дна. Обычно в научных трудах снимки используются в качестве наглядных иллюстраций, а составленное специалистом подробное описание зафиксированного изображения является конечным результатом обработки фотографий (Зенкевич, 1970; Ильин, 1989, 2000; Heezen, Hollister, 1971 и др.).

Предлагаемое в настоящей работе дешифрирование подводных снимков включает в себя все направления обработки изображения: распознавание, измерение, картирование (рис. 11).

Основными способами камерального дешифрирования подводные фотографий являются предметный и логический. Предметное дешифрирование заключается в опознании объектов, изображенных на снимке, на основании анализа их формы, размера, тона, рисунка. В основе логического дешифрирования лежат две главные предпосылки. Первая заключается в том, что рельеф несет на себе отпечаток условий своего происхождения, развития и современной динамики. Вторая предпосылка логического дешифрирования состоит в существовании закономерных взаимосвязей и взаимозависимостей различных компонентов донного ландшафта (Жулёва, 1994г).

Разделение снимков по съемочным галсам
Построение батиметрических профилей с отмеченным положением снимков
Дешифрирование снимков
Построение фациальных профилей
Составление фотолегенды
Создание фациальной карты

Рис. 11. Схема фациального картографирования донного полигона на основе дешифрирования подводных снимков.

Основной целью дешифрирования подводных фотографий является характеристика фациальной изменчивости, определяющей морфоскульптуру рельефа исследуемой донной поверхности (Жулёва, 1987б).

Подводное фотографирование со всех типов движущихся носителей может проводиться в режиме, который условно определяется как «фотопрофилирование». Под «фотопрофилированием» понимается подводное фотографирование по протяженным галсам в регулярном временном режиме, сопровождаемое эхолотной записью и навигационной привязкой (Жулёва, 1982а).

Для регистрации результатов дешифрирования подводных фотографий, полученных в ходе фотопрофилирования, составляются фациальные профили с фотолегендой, а в случае наличия площадной системы съемочных галсов - проводится фациальное картографирование донных полигонов на крупномасштабной батиметрической основе (Жулёва, 1987б). Фациальные профили и карты оснащаются фотолегендой, где каждое условное обозначение идентифицируется конкретным снимком, отражающим реальный облик соответствующей фациальной единицы (Жулёва, 1987а).

В настоящей работе изучение микрорельефа по разработанной методике проведено для гайотов ИОАН и Ита-Майтаи Магеллановых гор (Тихий океан). Полигонные исследования этих гайотов состоялись в ходе 9-го рейса нис «Академик Мстислав Келдыш» Института океанологии РАН в 1984 году.

Морфология и геологическое строение Магеллановых гор. Система Магеллановых гор расположена в центральной части Восточно-Марианской котловины Тихого океана и протягивается на 1200 км в юго-восточном направлении от Марианского желоба до Маршалловых островов

Магеллановы горы представляют собой гайоты, вершины которых расположены на глубинах 800-1500 м, а подножье – на глубинах 5600-6100 м. Средние поперечные размеры плоских вершин гайотов составляют около 40 км; ширина оснований гайотов по изобате 5000 м в среднем равна 74 км. Для склонов гайотов характерна ступенчатая форма с чередованием пологих ступеней с углом наклона поверхности в среднем около 70-100 и крутопадающих под углом 400-500, а местами отвесных, уступов.

Магеллановы горы находятся в области распространения наиболее древней океанической коры средне – позднеюрского возраста (Handschumacher e.a., 1989).

В результате драгирования и работ с ПОА с гайотов были подняты фрагменты субщелочных – щелочных базальтов, а также обломки базальтовых брекчий (Казьмин и др., 1987).

По данным глубоководного бурения на вершине гайота Ита-Майтаи рыхлые осадки представлены эоцен - четвертичными фораминиферовыми илами и раннеэоценовым глобигериновым песком, под которым были вскрыты массивные оолитовые известняки, а под ними – детритовые известняки с включениями остатков кораллов и обломков базальтов

(Heezen e.a., 1973).

Согласно результатам комплексного анализа геомагнитных и геолого-геофизических данных, и проведенным геодинамическим реконструкциям, гайоты Магеллановых гор сформировались около 125 млн. лет назад на 200 ю.ш. в виде вулканических островов высотой до 3 км; их палеогеографическое развитие определялось дрейфом Тихоокеанской плиты, северная компонента которого за последние 125 млн. лет составляет в среднем около 3,5 см/год (Брусиловский и др., 1992; Зоненшайн и др., 1987; Кононов, 1989).

Многочисленные исследования, проведенные на подводных горах центральной части Тихого океана, включая Магеллановы горы, выявили широкое развитие на них железомарганцевых образований, выраженных в виде конкреций и корок (Аникеева и др., 1990; Васильева и др., 1990; Halbach, Puteanus, 1984; Hein e.a., 1986 и др.).

Фациальная изменчивость и железомарганцевые образования гайота ИОАН. Гайот ИОАН располагается в центральной части Магеллановых гор. Минимальную отметку глубин – 1397м имеет пик, возвышающийся над плоской вершиной гайота, которая оконтуривается изобатой 1600 м. Абсолютная высота гайота над поверхностью окружающей абиссальной котловины составляет около 4700 м. Угол наклона склонов гайота в среднем не превышает 70-100, увеличиваясь до 200 лишь вблизи вершины, в интервале глубин 1700-2000 м.

На гайоте ИОАН подводная фотосъемка проводилась на западном склоне. Фотопрофиль, сделанный подводной фотоустановкой ПФ-69, охватил участок склона на глубинах от 1670 м до 2600 м; протяженность его составила около 2300 м. Всего было сделано 42 снимка (Отчет…, 1985).На глубинах менее 2000 м в комплекс исследований гайота были включены работы с ПОА "Пайсис". На глубинах, превышающих 2000 м, подводная фотография явилась единственным методом, который показывает ненарушенный облик донной поверхности.

На основании дешифрирования снимков фотопрофиля было построен фациальный профиль западного склона гайота ИОАН (рис. 12).

Анализ фациальной изменчивости и особенностей микрорельефа позволяет сделать следующие выводы (Жулёва, 2004):

1. На глубинах, которые в настоящее время превышают 1700 м, формирование вулканического основания гайота происходило в подводных условиях. Об этом свидетельствует характерная для подводных излияний трубообразная форма перекрывающих склон лавовых потоков. Плоская вершина гайота, расположенная на глубине около 1600 м и менее, соответствует кровле вулканогенно-осадочных пород, формировавшихся в процессе разрушения вулканического острова. Величина абсолютного погружения горы составила около 1700 м.

2. В геологическом строении западного склона гайота ИОАН велико участие обломочных горных пород. В их состав входят как сцементированные образования в виде базальтовой брекчии в карбонатном цементе, так и рыхлый крупнообломочный и щебнистый материал. Острые ребра и резкие сколы на поверхности обломочного материала свидетельствуют о том, что в условиях непрерывного погружения вулканического основания и относительного подъема уровня моря разрушение верхней части подводного склона и вынос обломочных пород из волноприбойной зоны происходил слишком быстро для его волновой обработки. Обломочный материал различного размера включался в движение вниз по склону, в результате чего получил такое широкое распространение на различных глубинах.

3. Основным современным рельефообразующим процессом на склоне в пределах глубин 1600-2600 м является осадконакопление. Определяющий фактор этого процесса – перемещение осадков вниз по склону. До глубины около 2160 м происходит транзит осадочного материала с его задержкой лишь в наиболее «удобных», ограниченных аккумулятивных карманах. На больших глубинах ведущим фактором осадконакопления становится аккумуляция рыхлых осадков, и породы фундамента образуют лишь локальные выходы в осадочной толще.

 Фациальный профиль западного склона гайота ИОАН. Условные обозначения к-17

Рис.12. Фациальный профиль западного склона гайота ИОАН.

Условные обозначения к фотолегенде: 1 – обнажения базальтов, покрытые железомарганцевой коркой; 2 – обнажения сцементированной базальтовой брекчии, покрытые железомарганцевой коркой; 3 – эдафогенные обломки; 4 - затянутая железомарганцевой коркой сцементированная базальтовая брекчия с присыпкой фораминиферового песка; 5 – локальные обнажения в фораминиферовом песке сцементированной базальтовой брекчии, покрытой железомарганцевой коркой; 6 – фораминиферовый песок

Фотолегенда

1 2

3 4

5 6

4. Сопоставление с положением фациальных зон гайота показывает, что на глубине около 2150 м происходит смена фациальной зоны верхней части склона фациальной зоной пьедестала (Богданов и др., 1990). Из анализа микрорельфа следует, что если для верхней части склона характерно осадконакопление, связанное с гравитационным перемещением рыхлых осадков вниз по его поверхности, то на пьедестале гайота ведущим фактором становится их аккумуляция.

5. Для фации фораминиферового песка характерны два типа микрорельефа: биогенный и гидрогенный. Формами биогенного микрорельефа являются включения относительно крупных органогенных обломков и следы ползания донных организмов. Гидрогенный микрорельеф выражен на поверхности осадков в виде знаков ряби, которые образуются под воздействием придонных течений.

Дешифрирование подводных снимков подтверждает широкое развитие на поверхности гайота ИОАН железомарганцевых образований (Жулёва, 1994в) (рис. 13).

ЖМК зафиксированы на глубинах, не превышающих 1695 м. Крупные конкреции размером до 10 см в диаметре располагаются на породах фундамента, перекрытых железомарганцевой коркой, или на участках, сложенных сравнительно небольшими конкрециями размером несколько сантиметров. Однослойное залегание на поверхности рыхлых осадков, характерное для мелких конкреций, является условием, благоприятным для рудообразования, и свидетельствует об активном формировании ЖМК на вершине гайота.

 Морфология железомарганцевых образований гайота ИОАН. Условные обозначения-24


Рис. 12. Морфология железомарганцевых образований гайота ИОАН.

Условные обозначения к фотолегенде: железомарганцевые конкреции:

1 – крупные, 2 – мелкие; железомарганцевые корки: 3 – шероховатые, 4 – ботриоидальные,

5 – сложнобугорчатые; 6 – песчаные отложения

Фотолегенда

1 2

Железомарганцевые корки покрывают породы фундамента в любом их фациальном проявлении. Согласно принятой классификации (Кронен, 1982, Raab, 1972), можно выделить три основных типа корок: ботриоидальный (каракулевидный), шероховатый и бугорчатый. Установлено, что железомарганцевая корка с бугорчатой, сравнительно расчлененной, поверхностью впервые встречается на глубине 2030 м; выше по склону распространены только гораздо более сглаженные корки ботриоидального и шероховатого типа. Подобная смена может быть связана с особенностями осадконакопления на участках с различным уклоном поверхности.

Микрорельеф и железомарганцевые образования глубоководных участков склона гайота Ита-Майтаи. Гайот Ита-Майтаи располагается в юго-восточной части Магеллановых гор. Он имеет типичную форму усеченного конуса. Абсолютная высота гайота более 4500 м. Основание его покоится в абиссальной котловине на глубине около 6000 м. Уплощенная, слегка скошенная по краям вершина диаметром 25-30 км имеет средние отметки глубин около 1450-1500 м. Верхняя часть склона гайота до глубины 1600 м пологая, уклоном менее 50. На глубине от 1600 м до 2000 м крутизна склона увеличивается в среднем до 150-170, а наибольшую величину приобретает на глубине 2000-3500 м, достигая 450. Глубже склон гайота постепенно выполаживается, образуя плавный переход в окружающую абиссальную котловину.

В исследовании привершинной части гайота до глубин 2000 м использовался ПОА «Пайсис». Фотографирование подводной фотоустановкой ПФ-69 проводилось на глубинах от 2400 до 3500 м, в пределах фациальной зоны нижнего уступа. Общая протяженность фотопрофиля около 5000 м; количество полученных снимков – 58 («Отчет…», 1985). На основании анализа фотопрофиля проведено описание фациальной изменчивости исследованного участка склона (рис. 14) (Жулёва, 1995).

Фациальный анализ склона гайота Ита-Майтаи показал, что:

1. Основным современным рельефообразующим процессом является осадконакопление, в котором участвуют гравитационное осаждение материала и перемещение рыхлых осадков под действием придонных течений. На значительной части склона толща осадков имеет мощность, достаточную для полного нивелирования неровностей рельефа базальтового основания гайота. В микрорельефе илистых осадков проявляются биогенные и гидрогенные формы.

2. Наиболее распространенными типами донного ландшафта являются слабоволнистые поверхности отложений тонкого ила, и локальные "глыбовые" и "грядовые" выходы базальтов в илистых осадках. Грядовые выходы базальтов ориентированы вниз по склону и представляют собой протяженные лавовые потоки, сформировавшиеся в ходе подводных вулканических излияний.

3. Выходы коренных базальтов формируют локальные возвышенности, которые образуют «ступеньки» на батиметрическом профиле. Разделяющие их сравнительно пологие участки склона сложены фораминиферовыми илами.

4. Скопления эдафогенного материала не характерны для исследуемого участка склона. «Развалы базальтовых обломков» наблюдались всего на двух крупномасштабных плановых снимках на глубинах около 3075 м и 3085 м.

5. На всех обнажениях вулканического основания гайота, а также на фрагментах обломочного материала развиты железомарганцевые корки.

Приуроченные к глубинам более 2500 м железомарганцевые корки выходят за батиметрическую границу современной зоны рудонакопления. Они принадлежат древней (45 – 38 млн. лет) генерации железомарганцевых образований рассматриваемого района Тихого океана и формировались на начальном этапе погружения гайота. Метод подводной фотографии явился единственным, позволившим задокументировать их существование, о котором ранее лишь высказывались гипотезы (Богданов и др., 1987). Обнаружение глубоководных ЖМО значительно расширяет область их действительного распространения и фактические запасы на гайотах Магеллановых подводных гор.


Рис. 14. Фациальный профиль северо-западного склона гайота Ита-Майтаи.

Условные обозначения к фотолегенде: 1 – массивные базальты; 2 – отдельные выходы базальтов в илах: а) локальные глыбовые, б) грядовые; 3 – развалы базальтовых обломков; 4 – ил со слабо бугристой поверхностью.

Числа на профиле – порядковые номера снимков.

Фотолегенда

1

2а 2б

3 4

Важно подчеркнуть, что изучение морфоскульптуры отдельных донных структур, например подводных гор, является необходимым этапом познания рельефа дна океана, без которого сейчас трудно себе представить освоение океанских глубин. Работа, выполненная на примере изучения морфоскульптуры и железомарганцевых образований гайотов ИОАН и Ита-Майтаи, показала сильную фациальную изменчивость склонов подводных гор и продемонстрировала широкие возможности крупномасштабного изучения глубоководных донных ландшафтов методом подводной фотографии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основные результаты и выводы.

1. Создана концепция формирования и эволюции рельефа вулканических гор ложа океана, построенная с использование метода последовательного приближения, включившая в себя историко-генетический анализ их морфологического строения на глобальном, региональном и локальном уровнях.

2. Образование вулканов ложа океана является периодическим процессом, для которого характерна относительная активизация 100-70, 40-30 и начиная с 20 млн. лет тому назад. Этапы усиления вулканической активности совпадают с экспансионными фазами геологической истории планеты в позднем мезозое и кайнозое.

3. Наибольшее количество вулканических гор ложа океана расположено на океанической литосфере возрастом от 80 до 150 млн. лет. Для абиссальных котловин характерны отдельно стоящие изолированные горы. Океанические горные массивы приурочены к сводово-вулканическим поднятиям.

4. Формирование абсолютного большинства вулканов в океане происходит на литосфере, возраст которой не превышает 90 млн. лет, мощностью до 70 км. Основная часть древних вулканов образовалась на литосфере возрастом менее 40 млн. лет, что свидетельствует об интенсивном протекании вулканических процессов на ранних этапах формирования океанической коры. С увеличением возраста центров спрединга происходит постепенное сокращение в них вулканической активности, приуроченной к дивергентным и трансформным границам литосферных плит. В то же время сравнительно возрастает интенсивность внутриплитового вулканизма: наиболее активное формирование современных вулканов происходит на участках ложа, где возраст литосферы составляет от 70 до 90 млн. лет.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.