Тирренский бассейн - Tyrrhenian Basin

Тирренский бассейн представляет собой осадочный бассейн , расположенный в западной части Средиземного моря под Тирренским морем . Он занимает территорию площадью 231 000 км ^2, которая ограничена Сардинией на западе, Корсикой на северо-западе, Сицилией на юго-востоке и полуостровной Италией на северо-востоке. Тирренский бассейн имеет неправильную форму дна, отмеченную несколькими подводными горами и двумя отдельными суб-бассейнами - бассейнами Вавилова и Марсили. На Вавиловской глубокой равнине находится самая глубокая точка Тирренского бассейна на высоте примерно 3785 метров. Бассейн простирается примерно с северо-запада на юго-восток с осью распространения с северо-востока на юго-запад.

Региональная геологическая обстановка

Тирренский бассейн расположен в геологически сложной части Средиземного моря. Бассейн частично окружен несколькими орогенными поясами, включая Апеннины на северо-востоке, Альпы на севере и Атласские горы на юго-западе. Он также ограничен сходящейся границей и связанным с ней желобом на юго-востоке. Сейсмические линии глубокого отражения около желоба ясно показывают океаническую литосферу от Африканской плиты, изгибающуюся под Калабрией, чтобы присоединиться к сейсмогенной плите, которая простирается до 500 км под Тирренским бассейном. Между верхним склоном желоба и Калабрией находится ряд небольших впадин преддуговой дуги, которые образовались в результате растяжения листрических разломов во время тортона . Эти бассейны впоследствии опустились между поздним плиоценом и четвертичным периодом и в настоящее время заполнены меланжем .

Липарские острова к северу от Калабрии и Сицилии представляют собой вулканическую дугу системы сходящихся. Вулканизм, связанный с этими островами, происходит на северо-восточном закрытии опускающейся плиты и начался примерно в период от позднего плиоцена до раннего плейстоцена (1,5–1,7 млн ​​лет назад).

Тирренский бассейн расположен к северо-западу от Эолийских островов и представляет собой задуговый бассейн, образованный силами растяжения, связанными с северо-западной субдукцией Африканской плиты под Евразийскую плиту . Подобно другим задуговым бассейнам, Тирренский бассейн демонстрирует обмеление границы Мохо в сторону центральной части бассейна, зону Вадати-Бениофф , аномально высокий тепловой поток (превышающий 200 мВт / м ² в некоторых местах) и активный вулканический пояс на дуговой кромке впадины.

Конструкция подвала

Породы тирренского фундамента состоят из позднепалеозойских гранитов, образованных герцинским орогенезом . Породы фундамента в юго-восточной части бассейна реактивировались во время альпийского горообразования, в то время как те, что к северо-западу, не были нарушены.

Стратиграфия

Маржа Верхней Сардинии

Верхняя окраина Сардинии представляет собой разломную пассивную окраину, расположенную к северо-западу от Вавиловской впадины. Сейсмическая съемка на окраине Верхней Сардинии демонстрирует стратиграфическую геометрию, позволяющую предположить, что последовательности до-рифтовых, син-рифтовых и пост-рифтовых. Дрель ядер проникающих к основанию сина-рифтовых отложений определили трансгрессивную последовательность , связанную с оседанием в континентальной коре во время рифтогенез стадии открытия Тирренского бассейна. В основании син-рифтовой толщи находится 60-метровый тортонский конгломерат с полуокатанными обломками, образовавшимися из метаморфизованного карбонатного и кварцитового фундамента. Предполагается, что это образование конгломерата было отложено в высокоэнергетической субаэральной среде, подобной аллювиальному вееру. Выше формации конгломерата залегают устричные глауконитовые песчаники, отложенные в прибрежной среде. Поздний тортон до раннего Мессиниан известковых ил и аргиллитов с донными Foram сборки накладок формирования песчаника; это указывает на то, что глубина воды увеличилась, возможно, из-за проседания в конце синрифтового периода. Граница между син-рифтовым и пост-рифтовым периодами, как полагают, расположена в 50-метровом разрезе позднемессинского гипса, который перекрывает известняковые илы и образования аргиллитов. В верхней части геологического разреза 243 метров плиоцена до плейстоцена после рифтовой осадки , содержащих известковую грязь с редким терригенными обломочными и вулканическим пеплом .

Нижняя маржа Сардинии

Нижняя окраина Сардинии расположена недалеко от перехода между континентальной и океанической корой . Это самая восточная точка на окраине, где на профилях сейсмических отражений можно четко различить дорифтовые, синрифтовые и пострифтовые отложения. Керн к основанию син-рифтовых отложений выявил 533 метра тонкослоистых известняков, алевролитов и песчаников с диспергированными обломочными зернами гипса и конкрециями ангидрита . Вся последовательность обратно намагничена, что, если поместить ее в контекст соседней стратиграфии, предполагает, что она была отложена во время события обратной полярности эпохи Гилберта (между 4,79 и 5,41 млн лет назад). Условия осаждения для этого раздела неопределенны; однако из-за наличия тонких, хорошо дифференцированных слоев и отсутствия морских окаменелостей возможно, что образование было отложено в закрытой озерной среде. На син-рифтовых отложениях залегают 200- метровые гемипелагические морские отложения плиоцена-плейстоцена с прерывистым вулканическим стеклом. Считается, что этот слой отложений образовался после окончания рифтогенеза из-за его субгоризонтального сейсмического профиля отражения.

Вавиловский суббассейн

Породы фундамента Вавиловской впадины представлены сильно серпентинизированными перидотитами, имеющими как высокотемпературные, так и низкотемпературные фазы деформации. Перидотит перекрыт 120- метровым слоем толеитового подушечного базальта, содержащего карбонатные жилы. Нанофоссилии и планктонные фораминиферы в карбонатных жилах ограничивают возраст внедрения от 3,1 до 3,6 млн лет. Непосредственно над базальтом находится секция плейстоценового осадочного чехла мощностью 100 метров, состоящая в основном из богатой наннофоссилиями ила с редкими переработанными вулканогенными обломками.

Суббассейн Марсили

Фундамент впадины Марсили - везикулярный базальт. Из-за обилия (10–30% объема породы) и размера (до 3–4 мм) пузырьков, вероятно, что базальт был заложен не как порог, а как поток . На фундаменте лежит 250 метров известковой грязи и ила с переслаивающимися слоями вулканокласта. Данные по бентосным фораминиферам и магнитным аномалиям из основания этого разреза ограничивают окончание рифтогенеза между 1.67 и 1.87 млн ​​лет назад. В верхней части стратиграфического разреза находятся 350 метров вулканокластических турбидитов .

Бассейновая тектоника и эволюция

Временное начало рифтинга

Широко признано, что расширение Тирренского бассейна началось в позднем миоцене , о чем свидетельствуют профили отражения сейсмических волн доэвапоритовых (то есть домессинских) отложений в западном Тиррене и оценки возраста, основанные на общей толщине литосферы. , рельеф фундамента и тепловой поток. K-Ar датирование периферийных океанических базальтов, пробуренных на юго-восточном краю Вавиловской равнины, оценивает начало растяжения в 7,3 ± 1,3 млн лет. Возраст базальтов около центра спрединга, в середине Вавиловской равнины, составляет 3,4–3,6 млн лет. Это означает, что задуговое расширение в этой части бассейна произошло примерно между поздним тортоном и средним плиоценом. Однако на равнине Марсили возраст самой древней базальтовой коры был обнаружен 2,1 млн лет назад. Этот нижний возрастной предел, наряду с наличием седловины, содержащей континентальную кору («Иссельский мост») между равнинами Вавилова и Марсили, подразумевает, что было два отдельных эпизода расширения задней дуги.

Механизм развития

Между тортоном и средним плиоценом расширение, направленное на запад, открыло Вавиловскую равнину и окраину Сардинии в северо-западной части современного бассейна. К концу плиоцена расширение быстро повернуло на северо-запад-юго-восток и ограничилось юго-восточной равниной Марсили. Этот быстрый сдвиг в направлении и пространственном расположении расширения может быть связан с тем, как относительные скорости взаимодействующих тектонических плит меняются во времени. Например, если горизонтальная скорость преобладающей евразийской плиты превышает скорость отката плиты и отступления траншеи в надвигающейся Африканской плите, то растяжение не должно происходить в области задней дуги. Однако, если скорость отката плиты и отступления траншеи превышает скорость перекрывающей пластины, произойдет расширение обратной дуги.

На плиоцен-плейстоценовые изменения в расширении задней дуги Тирренского периода, возможно, также повлияли прилегающие Адриатические и Сицилийские возвышенности. Эти участки не истончены рифтогенезом и характеризуются нормальной континентальной литосферой. Во время миграции на юго-восток пассивно отступающая океаническая плита должна была приспособиться и деформироваться по отношению к большим и плавучим континентальным секторам. Постплиоценовая миграция в конечном итоге произошла через узкий коридор (250 км), представленный нынешним Ионическим морем, и таким образом разделил Адриатический и Сицилийский секторы. Изменения в составе литосферы, возможно, также внесли свой вклад в различия в геометрии субдукции. Например, во время первого эпизода субдукции истонченная континентальная литосфера, лежащая под Апеннинской окраиной, субдуцировалась под Евразийскую плиту. Однако во втором эпизоде ​​субдукции в субдукцию была вовлечена океаническая литосфера Ионического моря. Переход от континентальной к океанической субдукции литосферы может объяснить позднее начало дугового вулканизма (2-1,5 млн лет), а также отсутствие дугового вулканизма в центральном Тирренском бассейне.

Темпы расширения и проседания

Полная скорость распространения Тирренского бассейна оценивается в 3-5 см / год на основе кинематических реконструкций и магнитостратиграфии. Это относительно низкая скорость распространения по сравнению со скоростью распространения в других задуговых бассейнах, таких как бассейн Восточной Скотии (5-7 см / год) и бассейн Мануса (13 см / год). Отношение между начальной толщиной коры и конечной толщиной коры, также известное как бета-фактор, оценивается в 3,3 для Тирренского бассейна.

Нефтяные ресурсы

Хотя на материковой части Италии и в северной части Ионического моря есть многочисленные месторождения нефти , потенциал накопления углеводородов в большей части Тирренского бассейна очень низок. Это в первую очередь связано с высоким геотермическим градиентом бассейна, который толкает нефтяное окно на очень малые глубины, где структурные и стратиграфические ловушки встречаются редко. Однако на южной окраине бассейна возле Сицилийского канала ведется активная разведка углеводородов . Здесь небольшие месторождения Нарцисо и Нильде производят богатую серой, легкую и среднюю сырую нефть ( плотность в градусах API составляет от 21 до 39). Основными резервуарами на этих месторождениях являются миоценовые карстовые известняки , перекрытые плиоценовыми глинами . Источник углеводородов неизвестен, но предполагается, что это мезозойский известняк. Ловушки имеют структурный характер и в основном представляют собой надвиговые разломы, связанные с надвиговым поясом Тунисского Атласа.

Рекомендации

Координаты : 39 ° 56'N 12 ° 14'E.  /  39,933 ° с. Ш. 12,233 ° в.  / 39,933; 12,233