Строение и история развития литосферы
Шрифт:
Savostin L.A., Karasik A.M. Recent plate tectonics of the Arctic basin and Northeastern Asia // Tectonophysics. 1981, vol. 74. P. 111–145.
L.P.Imaeva [141] , V.S.Imaev [142] , B.M.Koz’min [143] , K.D. Mackey [144] , K.Fujita [145] . Seismotectonics of the Laptev Sea Shelf and Northern segment of the Verkhoyansk folded system
141
Institute of Earth’s Crust SB RAS, Irkutsk, Russia
142
Institute of Earth’s Crust SB RAS, Irkutsk, Russia
143
Institute of Diamond and Precious Metals Geology SB RAS, Yakutsk, Russia
144
Michigan State University, USA
145
Michigan State University, USA
Many-year geological-structural and seismologic observations revealed the presence of the Arctic-Asian seismic belt (AASB) in the northeastern part of Asian continent, which connects seismic manifestations of the Arctic and Pacific Oceans (Zonenshain, Savostin, 1979; Cook et al., 1986; Imaev et al., 2000). Seismotectonically, the northeastern side of the AASB may be divided into two independent segments – the Arctic or Laptev Sea and Kharaulakh. The segments are characterized by peculiar structural-facial zones and tectonic parageneses which are due to a certain type of the Earth’s crust stressed state and, hence, specific manifestations of the present-day geodynamic processes.
А.С
Новые данные по строению литосферы и истории формирования Западно-Арктического шельфа (моря Белое и Баренцево)
Аннотация
Приведены новые данные по тектонике Белого и Баренцева морей (Шпицберген). Согласно этим данным палеорифтовая система Белого моря, простирающаяся вдоль северо-восточного края Восточно-Европейской платформы, состоит из 4 субпараллельных рифтовых зон: Онежско-Кандалакшской, Керецко-Пинежской, Чапома-Лешуконской и Понойско-Мезенской, разделенных соответственно Архангельским, Товским и Кулойско-Мезенским выступами фундамента. Расположенный на юго-востоке Кольского полуострова Чапомский грабен является северо-западным фрагментом Лешуконского палеорифта, о чем свидетельствует выявленное сейсмическим профилированием продолжение грабена в проливе Горло Белого моря. Кулисообразное расположение впадин Чапома-Лешуконского палеорифта и сама форма впадин (pull-apart) предполагает их заложение и развитие в режиме транстенсии с элементами правостороннего сдвига вдоль крутых СВ бортов впадин, что лучше всего согласуется с действием внешних сил, т. е. с пассивным рифтингом.
146
Геологический институт РАН, Москва, Россия
147
Геологический институт РАН, Москва, Россия
148
Геологический институт РАН, Москва, Россия
Установлено, что островная гряда архипелага Средние Луды является межвпадинной перемычкой, разделяющей два современных грабена: Кандалакшский, наследующий древнюю рифейскую впадину, и Колвицкий, и представляет собой зону аккомодации тектонических напряжений. В то же время эта перемычка ограничивает распространение рифейских синрифтовых образований к северо-западу. Процессы формирования современных грабенов в Белом море нельзя относить к зрелому континентальному рифтингу, т. к. они образуются в верхних горизонтах фундамента, не нарушая всю толщу земной коры.
Предполагается также, что проявления Баренцевоморского магматического комплекса вдоль баренцевоморского побережья Кольского п-ова генетически связаны с процессами континентального рифтинга, которые проявились в среднем-позднем рифее вдоль древней континентальной окраины Восточно-Европейской платформы.
Исследования, проведенные на западном побережье о. Шпицбергена, показали сходство структурного парагенеза верхнедокембрийских комплексов Земли Веделя Ярльберга со структурными парагенезами, характерными для протоуралид-тиманид Полярного Урала и юга Новой Земли. Отчетливое несовпадение пространственной ориентировки этих парагенезов с простиранием предполагаемого продолжения фронта скандинавских каледонид на шельфе Баренцева моря позволяет предположить, что комплексы структурного основания Свальбарда не являются каледонидами, а представляют собой северо-западное продолжение структур протоуралид-тиманид.
Процессы неотектонических деформаций, наблюдаемых в районе Свальбардского архипелага, происходят не только за счет развития спрединга в срединно-океанических хребтах и трансформных перемещений, но и в результате воздействия полей тектонических напряжений, генерируемых непосредственно в краевой части Баренцевоморской плиты.
Введение
Западная периферия Арктической части Евразии – Западно-Арктическая область (ЗАО) – характеризуется наличием зрелой коры континентального типа, непрерывно прослеживаемой отсюда в южном и юго-восточном направлениях, соответственно, в пределы Европейского и Азиатского континентов. Центральное положение в строении ЗАО занимает Баренцевоморский шельф, а на внешних западной и северной границах располагаются Западно-Шпицбергенский и Шпицбергенско-Североземельский материковые склоны, которые граничат с океаническими пространствами Северной Атлантики (Норвежско-Гренландский океанический бассейн) и Северного Ледовитого океана (котловина Нансена Евразийского океанического бассейна), соответственно. Вдоль материковых склонов развиты системы листрических разломов, формирующихся в условиях горизонтального растяжения, и с точки зрения
За последние 15–20 лет в акваториях Баренцева и Белого морей получен значительный объем новой геолого-геофизической информации. Вместе с материалами по другим регионам Арктики это дало возможность существенного пересмотра традиционных представлений о строении и развитии западного сектора северной полярной области Земли.
В частности установлено, что для ЗАО характерен ряд специфических черт, отличающий ее от тектонотипа атлантических окраин. А именно, для Баренцевоморского шельфа характерна: значительная площадь; наличие переуглубленных областей, в которых глубина превышает 500–600 м, а поверхность Мохо, напротив, воздымается до уровня 28–30 км (Сейсмогеологическая модель…, 1998). В пределах ЗАО располагаются реликты нескольких разновозрастных коллизионных орогенов и область относительно молодых дислокаций на периферии шельфа (Западно-Шпицбергенский третичный складчатый пояс). Часто приразломные отрицательные структуры чехла наследуют тектонические швы структурного основания. Многие прогибы (например, рифтогенные троги Восточно-Баренцевский, Орла, Святой Анны и Воронина) направлены перпендикулярно к континентальному склону и не имеют явных связей с современными зонами спрединга в пределах арктического океанического бассейна (Богданов, 2001, 2004).
Баренцевоморский шельф характеризуется практически повсеместным распространением в его пределах докембрийского фундамента, что давало основание некоторым исследователям выделить здесь Западно-Арктическую платформу (Объяснительная записка к ГГК РФ. R-(35)-37…, 2000), примыкающую с северо-востока к границе Восточно-Европейского кратона по линеаменту Тролльфиорд-Рыбачий-Кильдин. Сейчас эта трансрегиональная граница интерпретируется как крупный юго-западновергентный взбросо-надвиг, проявленный на п-овах Варангер (Siedlecki. 1980; Karpuz et al., 1995; Roe, 2003) и Рыбачий (Любцов, Предовский, 1998; Маслов и др., 2002) и прослеживающийся в потенциальных полях в пределах акватории Баренцева и Белого морей в юго-восточном направлении, где переходит в Западно-Тиманский разлом. Раннепалеозойские движения по Западно-Тиманскому фронтальному надвигу ассоциируются с коллизионными событиями, которые произошли вдоль северной и северо-восточной окраины древнего остова Восточно-Европейского кратона в результате столкновения его в самом начале палеозоя (ранний-средний кембрий) с континентом Арктида (Кузнецов и др., 2005 а, б; Кузнецов, 2009 а, в). Этот континент как независимый обособленный массив коры континентального типа существовал в конце позднего докембрия. Его составными частями были блоки континентальной коры, слагающие структурное основание многих регионов современной Арктики (Борисова и др., 2003). К их числу относятся: Тимано-Печорский регион; Баренция (шельф Баренцева моря, большая часть которого часто именуется Свальбардской плитой); блок подводного хребта Ломоносова; Карский блок, включающий Северный Таймыр и восточную часть шельфа Карского моря, в пределах которого расположен архипелаг Северная Земля. Кроме того, в состав Арктиды входили блоки, расположенные в настоящее время в восточной Арктике.
Свальбардская плита, охватывает практически весь шельф Баренцева моря от островов Шпицбергена на западе до Карского моря на востоке и характеризуется очевидно гетерогенным основанием. Есть основания полагать, что в его строении участвуют как разновозрастные раннедокембрийские комплексы, так и комплексы гренвильского и байкальского (Шипилов и др., 2008) или протоуральско-тиманского возраста. Примыкающий к Свальбардской плите с юго-востока Тимано-Печорский блок характеризуется наличием протоуральско-тиманского складчатого основания. Этот блок включает в себя шельф Печорского моря, а на материке – выступы протоуралид-тиманид Тиманского хребта и полуострова Канин, а также фундамент Печорской плиты.
Белое море, которое также входит в пределы ЗАО, практически полностью расположено на северо-восточной окраине Восточно-Европейской платформы (ВЕП) с раннедокембрийским фундаментом, лишь самая северная его оконечность – Воронка Белого моря – перекрывает своей акваторией край Тимано-Печорского блока. Несмотря на то, что Белое море является единственным полностью внутренним морем России, геологическая изученность его до последнего времени оставалась весьма слабой, и только в последние годы в бассейне Белого моря были выполнены комплексные геофизические исследования (Казанин и др., 2006; Журавлев, 2007). Результаты этих и других работ последних лет на территории Беломорья значительно меняют сложившиеся представления о строении земной коры этого региона. Если раньше предполагалось, что глубина погружения кристаллического фундамента в Кандалакшском грабене, выполненном рифейскими терригенными образованиями, достигала 3–3,5 км, то материалы недавних сейсмических исследований МОВ ОГТ в акватории Белого моря определяют эту глубину уже до 8 км, что вполне сопоставимо с современным Байкальским рифтом. Такого же порядка (8–10 км и более) определены глубины залегания кристаллического фундамента в грабенах рифтовой системы Белого моря (РСБМ) в пределах Мезенской синеклизы (Аплонов и др., 2006). На продолжении Усть-Мезенской впадины в Воронке Белого моря сейсмическим профилированием выявлена Понойская впадина с глубиной погруженного фундамента более 8 км, которая по строению фундамента и осадочному выполнению больше напоминает перикратонный прогиб (Журавлев, 2007). Как показали упомянутые сейсмические исследования, палеорифтовые структуры северной части ВЕП обладают теми же особенностями, что и современные (кайнозойские) континентальные рифты, и прежде всего, – это наличие сегментов (каждый из которых представляет собой полуграбен с переменной полярностью), разделенных межвпадинными перемычками, игравшими в свое время роль зон аккомодации.