Строение и история развития литосферы

Коллектив авторов

В области перехода от шельфа к котловине Нансена в устье желоба Орли, севернее 81°30’с.ш. была сделана серия профилей, расположенных вкрест и параллельно простирания бровки шельфа (рис. 6). Здесь, на расстоянии порядка 35 км, происходит резкое нарастание глубин от 200 до 2500 и более м. На континентальном склоне, особенно в западной части отснятого района, широко развиты крупные оползневые тела, которые встречаются до глубин 2400–2500 м. На востоке преобладают крупные прямолинейные борозды.

На севере Баренцева моря характерно распространение континентальных морен, залегающих на коренных породах, экранирующих проникновение сигналов высокочастотного профилографа. Разрез по данным (Мурдмаа, Иванова, 1999, Murdmaa et al., 2006) состоит из трех горизонтов послеледниковых отложений. Нижний из них (горизонт III) представлен песчано-алевритово-пелитовыми илами с большим количеством рассеянных обломков, в том числе окатанных, различных континентальных пород. Горизонт отличается

от вышележащих повышенной плотностью осадков. Возраст этого горизонта оценивается древнее 13 тыс. лет. Его видимая мощность превышает 50 м. Средний (горизонт II) рассматривается как переходный к горизонту I. Его мощности и литологический состав сильно варьируют (Мурдмаа, Иванова, 1999). Он представлен переслаиванием осадков пелитовой – песчаной размерности. В других случаях это могут быть однородные алеврито-пелитовые илы. Контакт с нижележащим горизонтом III резкий. На записи профилографа по данным (Мурдмаа, Иванова 1999) горизонт II акустически представлен полупрозрачной слоистой толщей, облекающей неровности подстилающего горизонта. Его возраст оценивается как 9.5–13 млн. лет, мощность составляет 20–60 м. Верхний (горизонт I) также сложен алеврито-пелитовым илами голоценового возраста. На профилях выражен в виде акустически прозрачного слоя. Его мощность – 1–5 м.

Рис. 6. Оттененный рельеф континентального склона в устье желоба Орли

По данным исследования НИС «Академик Николай Страхов» в юго-западной части желоба Эрик-Эриксен наблюдается маломощный акустически прозрачный горизонт мощностью около 2 м, который представляет собой голоценовые илы (горизонт I). Ниже идет хаотически построенная толща мощностью более 5 м, нижняя граница которой не видна. Вероятно, что эта толща представляет собой моренные отложения, либо постгляциальные отложения толщи III. Далее к западу, по мере уменьшения глубин в сторону Земли Короля Карла, начиная с 34°45’в.д., толща I присутствует фрагментарно и непосредственно на поверхность дна выведены отложения толщ III и IV (моренные). Начиная с глубин 250 м, запись становится акустически непрозрачной. По всей видимости, склоны поднятия островов Земли Короля Карла сложены плотными моренными отложениями, либо, что менее вероятно, здесь, на поверхности выходят коренные породы. Толща I местами достигает мощности 5 м. Она прорезана многочисленными мелкими каньонами на северном склоне поднятия Земли Короля Карла. Здесь же установлены следы выпахивания айсбергами в виде борозд глубиной до 3–5 м.

Дно желоба Эрик-Эриксен в районе 79°42’–79°38.7’с.ш. сложено толщами I и II. Причем мощность верхней толщи выдержанная – 2–3 м, а нижняя сильно варьирует от 12 м в раздувах до полного выклинивания (рис. 7). Возможно, что она представляет собой образование конусов выноса тонкого материала в наиболее глубокую часть желоба Эрик-Эриксен. Отдельные сбросы с амплитудой около 5 м наблюдаются в пределах северного борта желоба в его западной части. Поверхности сбросов «запечатаны» горизонтом I. В западной части линзовидные раздувы толщи II достигают 7 м. Наблюдаются молодые разрывные нарушения. В пределах западной части трога (79°10’с.ш. 16°17’ в.д.) имеется сброс субмеридионального простирания с опущенными западным крылом. Амплитуда перемещения до 9 м. При этом толща II смещена по сбросу. Последний был сформирован до накопления толщи I (рис. 8).

Рис. 7. Строение верхней части осадочного разреза желоба Эрик-Эриксен

Рис. 8. Сброс с опущенным западным крылом (желоб Эрик-Эриксен)

Склоны меридионального желоба Эрик-Эриксен сложены акустически жесткими породами (предположительного мореной). На широте 79°55’с.ш. акустически прозрачная, маломощная толща I эпизодически появляется с глубины 310 м, а с глубины 330 м она образуют выдержанный горизонт мощностью 3–5 м. Дно желоба ограничено с обоих бортов сбросовыми уступами с амплитудой перемещения около 20–30 м. Поверхности сбросов запечатаны отложениями горизонта I. Нет признаков голоценовой тектонической активности за исключением восточного борта, где возможно в результате молодых тектонических движений был подновлен доголоценовый сброс (рис. 9). По широте 80°07’ с.ш. почти полное отсутствие голоценовых отложений I даже в наиболее глубоких частях желоба, возможно объясняется высокой скоростью придонных течений, выносящих тонкий материал на континентальный склон Баренцева моря. Маломощные (1–2 м) отложения I развиты только в отдельных локальных впадинах (рис. 10).

Рис. 9.

Сброс в восточной части меридионального желоба Эрик-Эриксен

Рис. 10. Характер распространения отложений горизонта I

Сейсмоакустические данные южного борта желоба Эрик-Эриксен показывают, что субмеридиональные структуры желоба Орли имеют южное продолжение. Вдоль его оси расположена интенсивная магнитная аномалия отрицательного знака. На профиле (рис. 11) представлена антиклинальная складка, срезанная эрозионными процессами. На крыльях складки хорошо видны наклонные горизонты, утыкающиеся в дно. Местами видны сбросовые нарушения. В ядре складки видна амплитудная высокочастотная аномалия сейсмической записи. На западном крыле – низкочастотная аномалия, как правило, возникающая при флюидонасыщенности пород. Западнее, на том же профиле, в районе Земли Короля Карла (см. рис. 2) видно, что субмеридиональный желоб Орли, ограничен сбросами. На широте о. Белый (см. рис. 2) он нарушает докембрийское основание, В его пределах мезозойские отложения дислоцируются, вероятно, ядро слагается породами горизонта Ia (нижняя пермь), а крылья – горизонтом В (неоком), который выклинивается.

Рис. 11. Фрагмент профиля S25_P2_13. По оси Х – широта и долгота, вертикальная развертка – 800 мс. На врезке – положение профиля. Ориентировка запад-восток.

Рис. 12. Фрагмент профиля S25_P2_211. По оси Х – широта и долгота, вертикальная развертка – 800 мс. На врезке – положение профиля. Штриховая линия – государственная граница Норвегии (западнее) и России (восточнее). Ориентировка северо-запад – юго-восток.

К северу от средней части желоба Орли, где на поверхность дна выходят докембрийские породы, на акустическом фундаменте на бортах желоба несогласно залегают осадочные толщи. Поверхность несогласия представляет собой субгоризонтальную поверхность, которая смещается сбросовыми нарушениями желоба вместе с осадочным чехлом (рис. 12), который, скорее всего, имеет палеогеновый возраст. В ряде случаев на западном борту прослеживается более одной горизонтальной площадки. Это свидетельствует о том, что в данном блоке могли сохранится и более древние отложения, например меловые. Характерной особенностью отложений в желобе являются прирусловые турбидитные отложения мощностью до 200 метров. На профиле (рис. 13) сбросовые нарушения затрагивают не только акустический фундамент, но и осадочный чехол. Это говорит о том, что деформации региона являются неотектоническими и эрозия не успела осуществить сглаживание склонов до стабильного профиля.

Рис. 13. Фрагмент профиля S25_P2_311-1. По оси Х – широта и долгота, вертикальная развертка – 900 мс. На врезке – положение профиля. Штриховая линия – государственная граница Норвегии (западнее) и России (восточнее). Ориентировка юго-запад – северо-восток.

Рис. 14. Фрагмент профиля S25_P3_01. По оси Х – широта и долгота, вертикальная развертка – 3000 мс. На врезке – положение профиля. Штриховая линия – государственная граница Норвегии (западнее) и России (восточнее). Ориентировка юго-восток – северо-запад.

В 2007 г. НИС «Академик Николай Страхов» провел работы на континентальном склоне Северного Ледовитого океана вплоть до 82°с.ш.

При выходе на систему галсов, перпендикулярную бровке шельфа были обнаружены частотные аномалии записи, что происходит при насыщении пористой матрицы флюидом. Они расположены на глубинах 20–40 м под дном и по латерали ограничены сменой знака градиента рельефа и разломными зонами. На рис. 14 представлен фрагмент профиля S25_P3_01, расположенного вкрест бровки шельфа на траверзе восточного борта желоба Орли. Здесь можно выделить отражающие горизонты, которые имеют пологое падение к северу. Наиболее вероятно, что они имеют палеогеновый возраст. В ряде мест, где склон срезает наиболее интенсивные отражения, видны небольшие (20–25 метров) аномалии рельефа, возникающие при денудации плотных слоев. В нижней части склона расположена массивная оползневая структура. Подобного рода образования установлены (Hjelstuen et al., 2007; Vanneste et al., 2006; Winkelmann et al., 2007) на континентальном склоне Норвегии, в троге Литке, также на продолжении пролива Хинлопен (см. рис. 2).