Реологическая и геотермическая характеристики Охотоморского плюма

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью выяснения тектонической природы Охотского моря и глубинного строения тектоносферы Охотоморской переходной зоны «континент-океан», поскольку с этими вопросами связано прогнозирование углеводородного потенциала этой территории. Цель работы: исследовать и дать тектоническую оценку пространственным распределениям формальных и взаимно независимых гравитационных и термометрических признаков существования структуры центрального типа плюмовой природы в тектоносфере Охотского моря. Методика исследований: построение 3D-реологических гравитационных и геотермических моделей тектоносферы. Результаты. С помощью геотермических и гравитационных моделей в Охотоморском регионе охарактеризованы признаки линейных рифтогенных и концентрически зональных (надплюмовых) распределений геофизических параметров, что указывает на существование здесь двух классов тектонических структур и соответствующих геодинамических процессов. В результате анализа пространственных распределений температуры и гравитационного параметра, характеризующего реологические свойства тектонических сред, определены местоположение и пространственные параметры головы Охотоморского плюма, стволовая часть которого приурочена к поднятию Института Океанологии. Кровля головы плюма диаметром 800-850 км прогнута над мантийным стволом. В кровле термической астеносферы с температурой 1200 оС выявлены области вязких сред, предположительно соответствующие магматическим очагам под впадиной Дерюгина, Южно-Охотским и Татарским рифтами. Второй ярус магматических очагов под этими же структурами, а также под вулканическими поясами (Охотско-Чукотским, Восточно-Камчатским и Восточно-Сихотэ-Алинским) выявлен в нижнем слое земной коры на глубинах 20-30 км и подкоровом слое верхней мантии. Астеносфера в зонах растяжения приближается к поверхности Земли до глубины 30-60 км. Полученные модели доказывают растекание астеносферной части мантийного плюма под подошвой литосферы. Нижняя литосфера Охотоморского региона расчленена двумя региональными зонами растяжения глубокими раздвигами: Дерюгинским и Южно-Охотским, наложенными на плюм или предшествующими ему.The relevance of the research is caused by the need to reveal the tectonic nature of the Sea of Okhotsk and the deep structure of a tectonosphere in the transitional zone «continent-ocean» because the oil-gas forecasting in this region is connected with these issues. The aim of the work is to research the space distributions of formalized and mutually independent gravity and geothermic parameters to receive an evidence of the plume structure in the Okhotsk Sea tectonosphere. The method used in the study: the construction of 3D gravity and geothermic models of the tectonosphere. Results. The author has described the features of linear rift-nature and concentrically zonal (above plume) distributions of geophysical parameters with the help of the gravity and thermometric models. This indicates the existence of two types of deep tectonic structures and corresponding two geodynamic processes in the Sea of Okhotsk Area. In the result of analysis of space distributions of temperature and gravity parameter, which reflects rheological properties of geological media, the author determined the setting and the space sizes of the Okhotsk Sea plume head. The central part of the plume is arranged to the Academy Science underwater rise. A roof of the plume with the diameter of 800-850 km is downthrown above a mantle trunk. In the roof of thermal astenosphere with the temperature of 1200 °C the viscos medium areas were revealed. Probably they correspond to magmatic chambers beneath the Deryugina Basin, South Okhotsk and Tatar rifts. The second level of magmatic chambers under the same structures as well as under volcanic belts (the OkhotskChukotka, East-Kamchatka and East-Sikhote-Alin) was determined into the lower crust layer at a depth of 20-30 km and in subcrustal layer. In the stretch-structures the astenosphere raises toward the Earth’s surface up to a depth of 30-60 km. The received models prove a spreading of the astenosphere beneath the lithosphere bottom. The lower lithosphere of the Okhotsk Sea area is broken off by two regional stretch-zones: Deryugina and South-Okhotsk, which are superimposed on the plume or which preceded it.