Tyrrhenian Basin - Tyrrhenian Basin

Den Tyrrenska Basin är en sedimentär bassäng som ligger i västra Medelhavet under Tyrrenska havet . Det täcker ett 231 000 km ² område som avgränsas av Sardinien i väster, Korsika i nordväst, Sicilien i sydost och halvön Italien i nordost. Det tyrrenska bassängen visar en oregelbunden havsbotten som är markerad av flera sjöar och två distinkta underbassänger - Vavilov- och Marsili-bassängerna. Vavilovs djupa slätt innehåller den djupaste punkten i det tyrrenska bassängen på cirka 3785 meter. Bassängtrenderna ungefär nordväst-sydost med den spridande axeln trender nordost-sydväst.

Regional geologisk miljö

Det tyrrenska avrinningsområdet ligger i en geologiskt komplex del av Medelhavet. Bassängen är delvis omgiven av flera orogena bälten, inklusive Apenninerna i nordost, Alperna i norr och Atlasbergen i sydväst. Det avgränsas också av en konvergerande gräns och tillhörande dike i sydost. Djupreflekterande seismiska linjer nära diket visar tydligt oceanisk litosfär från den afrikanska plattan som böjer sig under Kalabrien för att gå med i en seismogen platta som sträcker sig ner till 500 km under det tyrrenska bassängen. Mellan den övre sluttningen av diket och Kalabrien finns ett antal små förbågsbassänger som utvecklades genom förlängningsfel under Tortonian . Dessa bassänger sjönk därefter mellan sen Pliocen och kvartär och fylls nu med melange .

De eoliska öarna norr om Kalabrien och Sicilien representerar vulkanbågen i det konvergenta systemet. Vulkanismen associerad med dessa öar inträffar vid den nordöstra stängningen av den nedåtgående plattan och började ungefär under sen Pliocen till tidig pleistocen (1,5–1,7 Ma).

Det tyrrenska avrinningsområdet ligger nordväst om de eoliska öarna och representerar ett bakbågsbassäng bildat av spänningskrafter som är associerade med den nordvästra subduktionen av den afrikanska plattan under den eurasiska plattan . I likhet med andra bakbågsbassänger visar det tyrrenska bassängen en grund av Moho-diskontinuiteten mot den centrala delen av bassängen, en Wadati Benioff-zon , onormalt högt värmeflöde (överstiger 200 mW / m ² på vissa ställen) och en aktiv vulkaniskt bälte vid bassängens båge.

Källarstruktur

Tyrrenska källarstenar består av sena paleozoiska graniter som härrör från hercynisk orogeni . Källarstenar i den sydöstra delen av bassängen återaktiverades under alpens orogeni medan de i nordväst var ostörda.

Stratigrafi

Övre Sardiniens marginal

Upper Sardinia Margin är en felavgränsad passiv marginal som ligger nordväst om Vavilov-bassängen. Seismiska reflektionsundersökningar över Upper Sardinia Margin uppvisar en stratigrafisk geometri som tyder på sekvenser före rift, syn-rift och post-rift. Borrkärnor som tränger in i basen av syn-rift sedimenten identifierade en transgressiv sekvens relaterad till nedsänkning av den kontinentala skorpan under splittringen i den tyrrenska basinöppningen. Vid basen av syn-rift-sekvensen finns 60 meter av Tortonian konglomerat med subrounded klaster härledda från metamorphosed karbonat och kvartsitisk källare. Man drar slutsatsen att denna konglomeratbildning deponerades i en högenergi subaeriell miljö som en alluvial fläkt. Överliggande konglomeratbildningen finns ostronbärande glaukonitiska sandstenar avsatta i en närliggande miljö. Sen tortonisk till tidig Messinisk kalkhaltig sippra och lersten med bentiska foramaggregat överlagrar sandstenbildningen; detta indikerar att vattendjupet ökat, kanske på grund av nedsänkning i slutet av syn-riftperioden. Gränsen mellan syn-rift- och post-rift-perioderna antas ligga i en 50-metersavdelning av sen Messinisk gips som ligger över kalkformiga oser och lerstenformationer. På toppen av det stratigrafiska avsnittet finns 243 meter Pliocene till Pleistocen -sediment efter klyftan som innehåller kalkhaltig lera med enstaka terrigena klastiker och vulkanaska .

Lägre marginal på Sardinien

Nedre Sardiniens marginal ligger nära övergången mellan kontinental och oceanisk skorpa . Detta är den östligaste punkten på marginalen där sediment före rift, syn-rift och post-rift tydligt kan urskiljas på seismiska reflektionsprofiler. En borrkärna till botten av syn-rift-sedimenten avslöjade 533 meter tunnbäddade, kalkhaltiga, siltsten och sandsten med dispergerade detritala gipskorn och anhydritnoder . Hela sekvensen är magnetiskt omvänd, vilket när den placeras i sammanhanget med intilliggande stratigrafi antyder att den deponerades under den omvända polaritetshändelsen i Gilbert-epoken (mellan 4,79 och 5,41 Ma). Avsättningsmiljön för detta avsnitt är osäker; på grund av närvaron av tunna, väl graderade lager och brist på marina fossiler är det dock möjligt att formationen deponerades i en sluten lakustrinmiljö . Överliggande syn-rift sediment är 200 meter Pliocen till Pleistocene hemipelagiskt marint sediment med intermittent vulkaniskt glas. Detta sedimentlager tros deponeras efter riftningens slut på grund av dess subhorizontala seismiska reflektionsprofil.

Vavilov Sub-Basin

Källarstenen i Vavilov-bassängen består av starkt serpentiniserad peridotit med både höga och låga temperaturfaser med deformation. Peridotiten är överlagrad med 120 meter tholeiitisk kuddebasalt innehållande karbonatfyllda vener. Nannofossiler och planktonforaminifera i karbonatvenerna begränsar placeringsåldern mellan 3,1 och 3,6 Ma. Omedelbart ovanför basalt är en 100 meter tjock sektion av Pleistocene-sedimentöverdrag som främst består av nannofossil-rik lera med enstaka omarbetade vulkanogena skräp.

Marsili Sub-Basin

Källarstenen i Marsili-bassängen är vesikulär basalt. På grund av överflödet (10–30% av bergvolymen) och storleken (upp till 3 eller 4 mm) av blåsorna är det troligt att basalt placerades som ett flöde snarare än en tröskel . Överlagring av källaren är 250 meter kalkhaltig lera och oser av inbäddade vulkanoklastiska lager. Benthic foraminifera och magnetisk anomali data från basen av detta avsnitt begränsar änden av rifting mellan 1,67 och 1,87 Ma. På toppen av det stratigrafiska avsnittet finns 350 meter av vulkanoklastiska turbiditer .

Basktektonik och evolution

Temporal uppkomst av splittring

Det är allmänt överens om att utvidgningen i det tyrrenska bassängen började i slutet av Miocen , vilket framgår av erkännandet i seismiska reflektionsprofiler av pre-evaporitiska (dvs pre-messinska) sediment i västra Tyrrenska och enligt åldersuppskattningar baserade på den totala litosfäriska tjockleken , källaravlastning och värmeflöde. K-Ar-datering av perifera oceaniska basalter, borrade vid den sydöstra kanten av Vavilovslätten, uppskattar början av förlängningen till 7,3 ± 1,3 Ma. Basalter återhämtade sig nära spridningscentret, mitt i Vavilov-slätten, gav åldrarna 3,4–3,6 Ma. Detta innebär att bakbågsförlängning i denna del av bassängen inträffade ungefär mellan det sena tortoniska och det mellersta pliocenet. Men på Marsili-slätten befanns den äldsta basaltiska skorpan vara 2,1 Ma. Denna lägre åldersgräns, tillsammans med närvaron av en sadel som innehåller kontinental skorpa ("Issel-bron") mellan Vavilov- och Marsili-slätten, innebär att det fanns två distinkta episoder av bakbågsförlängning.

Mekanism för utveckling

Mellan det tortoniska och mellersta Pliocenet öppnade WE-förlängningen Vavilov-slätten och Sardiniens marginal i den nordvästra delen av dagens bassäng. I slutet av pliocenen vände sig förlängningen snabbt till NV-SE och begränsades till den sydöstra Marsili-slätten. Denna snabba förändring i riktning och rumslig plats för förlängning kan bero på hur de relativa hastigheterna hos interagerande tektoniska plattor förändras över tiden. Till exempel, om den horisontella hastigheten för den övergripande eurasiska plattan överstiger hastigheten för skivavkastning och dikeåtergång i den underförstödda afrikanska plattan, bör förlängning inte ske i bakbågsregionen. Men om hastigheten för skivavkastning och dikeåtergång överstiger den för den övergripande plattan, kommer bakbågsförlängning att inträffa.

Pliocen-pleistocenförändringarna i den tyrrenska bågförlängningen kan också ha påverkats av de intilliggande Adriatiska och sicilianska förorterna. Dessa sektorer förtunnades inte av splittring och kännetecknas av normal kontinental litosfär. Under den sydostliga migrationen var den passivt retirerande oceaniska plattan tvungen att justera och deformera i förhållande till de stora och livliga kontinentala sektorerna. Efter migreringen efter Pliocene drevs så småningom genom den smala korridoren (250 km) representerad av det nuvarande Joniska havet och separerade därmed den adriatiska och sicilianska sektorn. Förändringar i litosfärisk komposition kan också ha bidragit till skillnader i subduktionsgeometri. Till exempel, under den första episoden av subduktion, tunnades den kontinentala litosfären bakom den apenniniska marginalen subderad under den eurasiska plattan. Men i det andra avsnittet av subduktion var det istället den joniska oceaniska litosfären som var involverad i subduktion. En övergång från kontinental till oceanisk litosfärsubduktion kan förklara den sena uppkomsten av bågevulkanism (2-1,5 Ma) liksom bristen på bågevulkanism i det centrala Tyrrenska området.

Förlängningshastigheter och nedsänkning

Den fulla spridningshastigheten för det tyrrenska bassängen har uppskattats till 3–5 cm / år baserat på kinematiska rekonstruktioner och magnetostratigrafi. Detta är en relativt långsam spridningshastighet jämfört med spridningshastigheter i andra bakbågsbassänger som East Scotia-bassängen (5–7 cm / år) och Manus-bassängen (13 cm / år). Förhållandet mellan den ursprungliga skorptjockleken och den slutliga skorptjockleken, även känd som beta-faktorn, uppskattas till 3,3 för det tyrrenska bassängen.

Petroleumresurser

Även om det finns många petroleumslekar på Italiens fastland och norra Joniska havet är potentialen för kolväteackumulering i det mesta av det tyrrenska området mycket dålig. Detta beror främst på bassängens höga geotermiska lutning som skjuter oljefönstret till mycket grunda djup där strukturella och stratigrafiska fällor är ovanliga. Det finns dock aktiv kolväteutforskning vid södra kanten av bassängen nära Sicilien . Här producerar de små fälten Narciso och Nilde svavelrik, lätt till medelstor råolja ( API-gravitation mellan 21 och 39). De primära reservoarerna i dessa områden är Miocene karstic kalksten som förseglats av pliocen leror . Kolvätenas källa är okänd men kan sägas vara mesozoisk kalksten. Fällor har strukturell karaktär och är främst tryckfel relaterade till det tunisiska Atlas-tryckbältet.

Referenser

Koordinater : 39 ° 56′N 12 ° 14′E  /  39,933 ° N 12,233 ° E  / 39,933; 12,233