Строение и история развития литосферы
Шрифт:
1. Лаптевоморский сегмент
Сейсмичность в акватории Северного Ледовитого океана представлена «цепочкой» эпицентров землетрясений, прослеживающихся параллельно линии островов Шпицберген – Земля Франца Иосифа – Северная Земля от трансформного разлома Де-Гира, трассируемого между островами Шпицберген и Гренландия, к устью р. Лены. Пространственно она тяготеет к структурам срединно-океанического хребта Гаккеля, вытянутого на 1700 км при ширине 80–160 км от Гренландского шельфа к шельфу моря Лаптевых. В Арктической сейсмической зоне с начала XX века отмечено свыше 150 местных землетрясений с магнитудой 4.5–7.0. Арктический хр. Гаккеля входит в мировую систему подводных срединно-океанических хребтов Земли и является ее северным фрагментом, продолжающим Североатлантический срединно-океанический хребет в бассейн Северного Ледовитого океана, сейсмичность которого обусловлена спредингом океанического дна (Savostin, Karasik, 1981; Grachev, 1982) (фокальные
Имеющиеся морские геофизические данные, позволили выявить характерные особенности строения шельфа (Грамберг и др., 1990; Аветисов, 1996; Богданов и др., 1998; Драчев, 2002; Анохин и др., 2003), основными структурами которого являются протяженные грабены и разделяющие их поднятия (горсты), образующие окраинно-континентальную рифтовую систему моря Лаптевых (рис. 1). Система узких грабенов и прогибов северо-западного простирания (Усть-Ленский, Омолойский, Усть-Янский, Чондонский, Бельковско-Святоносский и др.), имеющих длину до 200–250 км при ширине 40–60 км, была выявлена на дне моря Лаптевых по сейсмическим данным, полученным с помощью МОВ объединением «Севморгеология». Наличие этих грабенов подтверждается также особенностями распределения поля силы тяжести в восточной части моря Лаптевых в виде чередования узких линейных высокоградиентных зон северо-западного и субдолготного простираний, протягивающихся от континентального склона на побережье. Магнитное поле в переходной зоне практически однородно в отличие от резкой полосовой картины магнитных аномалий, соответствующей линейной структуре хребта Гаккеля.
Разрывные нарушения восточной части шельфа моря Лаптевых непосредственным образом связаны с названной рифтовой системой. Здесь выделяется два типа разломов: субдолготные и северо-западные сбросы и субортогональные им сдвиги. Последние представлены тремя системами: субширотные (восток-северо-восточные), северо-восточные и северо-западные, которые в плане смещают отложения впадин с амплитудой до 2 км.
Сейсмичность хр. Гаккеля представлена узкой (60–80 км) полосой эпицентров землетрясений. На шельфе моря Лаптевых она расширяется до 400–600 км, охватывая территорию между полуостровом Таймыр, дельтой р. Лены и Новосибирскими островами (рис. 1). Землетрясения происходят здесь на глубинах 4–36 км в пределах земной коры (Аветисов, 1996). На фоне диффузной сейсмичности шельфа выделяется несколько субдолготных (северо-западных) полос с повышенной плотностью землетрясений. Главная полоса, куда тяготеют все крупные события с магнитудой М=5.5–7.0, фиксируется от хр. Гаккеля в направлении Янского залива моря Лаптевых, обозначая границу Евразиатской и Североамериканской плит. Очаги землетрясений этой полосы сосредоточены во впадинах Лаптевоморской рифтовой системы или тяготеют к их бортам. По краям шельфа моря Лаптевых параллельно основной полосе обнаруживаются еще две полосы слабых землетрясений: западная – Лено-Таймырская и восточная – Новосибирских островов. Первая – тянется через дельту р. Лены вдоль побережья Оленекского залива моря Лаптевых к полуострову Таймыр. Вторая – в виде субдолготной линии эпицентров следится из акватории Восточно-Сибирского моря через Благовещенский пролив между островами Фаддеевский и Новая Сибирь к северу.
Рис. 1. Схема эпицентров землетрясений и фокальных механизмов шельфа моря Лаптевых.
За прошлый век в Лено-Таймырской полосе было зарегистрировано более 300 слабых землетрясений. Внутри неё наблюдается ряд отдельных максимумов сейсмичности: на участке Оленекской протоки дельты р. Лены и в Оленекском заливе моря Лаптевых (событие 1980 г. с М=5.4 с небольшой серией афтершоков); вблизи полуострова Терпяй-Тумса в том же заливе (рой землетрясений 1987–1988 гг., в том числе событие 25.11.1987 г. с М=5.1) и на полуострове Таймыр (восточное побережье и примыкающая часть шельфа). Число событий во второй (восточной) полосе землетрясений в районе Новосибирских островов и Восточно-Сибирском море значительно меньше, чем в Лено-Таймырской зоне. Здесь за последние 60 лет отмечено лишь несколько десятков слабых землетрясений. Самое крупное событие 15.12.1973 г. в Восточно-Сибирском море имело М=4.9.
Изучение поля тектонических напряжений, действующих на шельфе моря Лаптевых, проводилось на основе анализа фокальных механизмов землетрясений с М>4.8–4.9. При этом, использовались данные по механизмам очагов землетрясений, найденных методом тензора момента центроида из каталога Harvard СМТ и «Бюллетеня международного сейсмологического центра (ISC)». В результате для главной эпицентральной зоны – границы между Евразиатской и Североамериканской плитами были проанализированы фокальные механизмы 16 сильных землетрясений с М=5.5–7.0, произошедших в 1964–2003 гг. на юго-восточном окончании арктического хребта Гаккеля и в рифтовой зоне шельфа моря Лаптевых (рис. 1). В указанных районах наблюдается устойчивое поле тектонических напряжений растяжения, ориентированное субширотно вкрест простирания основных структурных элементов, а подвижки
Выявленные зоны эпицентров землетрясений (Лено-Таймырская и Новосибирских островов) совместно с основной полосой, возможно, оконтуривают на шельфе моря Лаптевых два блока: западный (Лаптевоморский) и восточный (Новосибирских островов), расположенных по обе стороны от границы Евразиатской и Североамериканской плит. При этом, на западной границе Лаптевоморского блока (район Таймыра) и восточной границе блока Новосибирских островов (район шельфа Восточно-Сибирского моря) по данным фокальных механизмов, по-видимому, существует режим сжатия как реакция на рифтинг, действующий в пределах основной зоны эпицентров (хр. Гаккеля). Присутствие названных блоков, возможно, объясняет диффузный характер сейсмичности шельфа моря Лаптевых.
2. Хараулахский сегмент
В тектоническом отношении Хараулахская сейсмотектоническая зона является северным сегментом Верхояно-Колымской складчатой области, испытавшей главную фазу складчатости в раннем мелу (Парфенов, 1984). Ее заложение в рифее на переработанном крае Сибирской платформы и длительная эволюция в качестве обширной пассивной континентальной окраины, аккумулировавшей мощную многокилометровую призму осадков, наложили определенный отпечаток на структуру и характер наблюдаемых здесь дислокаций. События кайнозойской истории этой территории связаны с взаимодействием Североамериканской и Евразиатской литосферных плит на северо-востоке Азии вдоль границы, проходящей через северные отроги Верхоянского хребта. Важнейшим следствием этого взаимодействия явился рифтогенез на продолжении спредингового хребта Гаккеля, приведший к частичной деструкции континентальной коры на обширных площадях, в том числе и в Северном Верхоянье. Кайнозойский структурно-вещественный комплекс представлен в основном палеоцен-эоценовыми континентальными отложениями, залегающими с резким угловым несогласием на различных уровнях докембрийского и мезозойского комплексов сложнодислоцированных пород. Они выполняют ряд субдолготно ориентированных впадин, наиболее известными из которых являются Кенгдейская, Кунгинская, Согинская, Быковской протоки. Их заложение в палеогене обусловлено наиболее ранней фазой рифтогенеза в области континентального продолжения спредингового хребта. В некоторых местах палеогеновые осадки смяты в складки и разбиты надвигами и взбросами, что указывает на проявление в кайнозое фазы сжатия. Результаты специальных структурных исследований позволяют говорить о субширотной ориентировке оси сжатия, а анализ данных по кайнозойским разрезам сопредельных территорий приводит к выводу о среднемиоценовом возрасте упомянутого события (Савостин, Драчев, 1988).
Следующим эпизодом кайнозойской истории района была фаза растяжения в плиоцен-четвертичное время. Молодые сбросы, смещающие неогеновую кору выветривания, известны вдоль побережья залива Буор-Хая. По данным Р.О. Галабала (1987) в центральной части дельты р. Лена подошва голоценовых аллювиальных отложений прослеживается у современного уровня Трофимовской протоки, а в ее северо-восточной оконечности скважина, пробуренная до глубины 25 м, ее не достигла. В западной части дельты зырянско-сартанские слои смещены по разлому на 30 м. Формирование сбросовых структур в этом районе свидетельствует о фазе растяжения с осями предположительно субширотного и северо-восточного направлений (Имаев и др., 2000).
Современный морфотектонический план Хараулахского сегмента во многом наследует закономерности тектонического режима позднемезозойского этапа развития. На формирование новейших структур моделирующее влияние оказал транспрессионный режим, связанный с левосдвиговой зоной Лено-Анабарского структурного шва и фронтальным окончанием северо-западных разломов, трассируемых с горной системы хр. Черского. Данная позиция подтверждается также общим субдолготным простиранием сводовых структур с отклонением их флангов к северо-западу, где Туора-Сисское поднятие, переходит по простиранию на левобережье р. Лена (кряж Чекановского).
Детальные структурно-геологические и сейсмические исследования, проведенные в Хараулахской сейсмотектонической зоне, позволили на основе данных аэрофото – космодешифрирования, трещиноватости горных пород, проявлений землетрясений и их фокальных механизмов составить схему активных разломов, где показаны системы региональных и локальных разломов, активных в кайнозое (рис. 2). По особенностям пространственного распределения, протяженности и кинематики все дизъюнктивные нарушения объединены в четыре основные группы: Приморская система сбросо-сдвигов, Западноверхоянская система надвигов, Хараулахская система сдвиго-сбросов и Буорхаинская система сбросов.