Строение и история развития литосферы
Шрифт:
Характеризуя в целом ЗАО, в которую мы включаем Белое и Баренцево моря, их прибрежные территории и расположенные в пределах этих морей острова, необходимо отметить, что вопросы, касающиеся строения литосферы и истории формирования Западно-Арктического шельфа по ряду объективных причин разработаны сейчас существенно лучше по сравнению с аналогичными характеристиками более восточных частей Российской Арктики. Тем не менее, и в отношении Западно-Арктического региона все еще остается много спорных и не до конца решенных вопросов. Особенно это касается понимания строения участвующих в сложении фундамента региона древних (докембрийских и палеозойских комплексов), а также понимания ранней предыстории Западной Арктики. Кроме того, остаются нерешенными некоторые вопросы современной тектоники региона и формирования его морфоструктуры.
На решение именно этих проблем были направлены исследования в Западной Арктике, которые проводили сотрудники Геологического Института РАН,
В рамках программы МПГ наши исследования касались изучения тектоники земной коры Белого моря и прилегающих территорий, а также зоны сочленения Балтийского щита с Баренцевоморским шельфом. Эти исследования сопровождались полевыми экспедиционными работами, которые проводились на побережье и островах Белого моря и на побережье Баренцева моря. Главным результатом наших исследований в этом направлении явилось построение «Тектонической карты Белого моря и прилегающих территорий» в м-бе 1:1 500 000, которая синтезировала в себе все новейшие данные по тектонике Беломорского региона, включая данные комплексных геолого-геофизических исследований в акватории Белого моря, проведенных ОАО «Морской арктической геологоразведочной экспедицией» (МАГЭ) в последние годы, и новые данные наземных исследований (рис. 1).
Рис. 1. Схема тектонического районирования Беломорского региона. Восточно-Европейский кратон, Балтийский щит (1–6): 1–2 – Кольский массив неоархейской консолидации: 1 – Мурманский блок, 2 – Центрально-Кольский блок; 3 – Карельский массив неоархейской консолидации; 4–5 – Лапландско-Беломорский подвижный пояс палеопротерозойской консолидации: 4 – Беломорский пояс, 5 – Лапландско-Колвицкий гранулитовый пояс; 6 – проторифтогенные палеопротерозойские пояса; 7 – плитная часть кратона; 8 – рифтогенные грабены, выполненные терригенными (а) и вулканогенно-осадочными (б) образованиями рифея-начала венда. 9–10 – Тимано-Печорская плита: 9 – с фундаментом байкальской консолидации, 10 – складчатые рифейско-вендские образования. 11–12 – Свальбардская плита: 11 – с фундаментом гренвильской консолидации, 12 – Восточно-Баренцевский рифтогенный трог; 13 – проявления среднепалеозойского магматизма (массивы ультраосновного-щелочного комплекса, 380–360 млн. лет); 14 – конвергентная граница литосферных плит; 15–17 – разломы: 15 – а) разломные зоны, ограничивающие крупные структуры земной коры, б) прочие разломы; 16 – а) взбросы, надвиги, б) сбросы; 17 – сдвиги.
Кроме того, нами было проведено изучение некоторых аспектов тектоники Шпицбергена. В частности на примере изучения структурно-геологических особенностей некоторых позднедокембрийских комплексов западного побережья Шпицбергена была предпринята попытка реконструировать деформационную историю этих древних образований и на этой основе провести межрегиональные тектонические корреляции удаленных друг от друга частей Западной Арктики. На западе Шпицбергена была выполнена серия специальных детальных (крупномасштабных) морфотектонических наблюдений, позволивших сформулировать некоторые выводы, касающиеся причин современного рельефообразования на западе Шпицбергена и современной геодинамики СЗ части ЗАО в целом.
Ниже приводятся основные научные результаты наших исследований, выполненных по проектам программ ОНЗ РАН № 14 и 16. Разделы 1–3 настоящей статьи (Тектоника центрального сегмента палеорифтовой системы Белого моря; Тектоника Онежско-Кандалашского палеорифта; Структурная позиция внутриплитного магматизма на Баренцевоморском побережье Кольского полуострова) подготовлены А.С. Балуевым, 4-й раздел (Новые данные по тектонике Свальбарда (Шпицбергена) подготовлен Н. Б.Кузнецовым (4.1) и Д.С. Зыковым (4.2).
1. Тектоника центрального сегмента палеорифтовой системы Белого моря
В последнее время интерес к Беломорскому региону связан, прежде всего, с возможной нефтегазоносностью рифейских отложений, выполняющих рифтогенные прогибы. Традиционно эта территория рассматривалась как площадь развития континентального рифтогенеза в рифее, который предшествовал началу общего прогибания и формирования осадочного чехла Мезенской синеклизы. Субпараллельные палеорифтовые зоны северо-западного простирания, расположенные в северо-восточном сегменте Восточно-Европейской платформы (ВЕП) вдоль ее границы (рис. 1, 2А), рассматриваются нами (Балуев, 2006) как единый структурно-парагенетический ансамбль, сформировавшийся в условиях горизонтального растяжения края континентальной плиты в среднем-позднем рифее, и поэтому объединены в единую палеорифтовую систему Белого моря. Она заложилась во время распада (1300–1240 млн. лет назад) древнего суперконтинента Палеопангея при раздвиге, возникшем между континентальными плитами, которые в будущем стали Балтикой и Лаврентией. Рифтинг при этом
Рис. 2. А. Схема тектоники Беломорского региона: 1 – Балтийский щит; 2 – рифейские палеорифты; 3 – Притиманский прогиб; 4 – Тимано-Варангерский пояс байкалид; 5 – конвергентный шов; 6 – сбросы (а) и сдвиги (б). Цифры на схеме: 1 – Онежско-Кандалакшский палеорифт: грабены 1а – Кандалакшский, 1b – Центральный, 1с – Онежский; 2 – Керецко-Пинежскийский палеорифт: грабены 2а – Керецкий, 2b – Пинежский, 3 – Чапомо-Лешуконский палеорифт: грабены 3а – Чапомский, 3b – Лешуконский; 4 – Мезенский палеорифт: 4а – Понойская впадина, 4b – Усть-Мезенский грабен; выступы фундамента: 5 – Архангельский, 6 – Товский, 7 – Кулойский. Прямоугольником показан контур рис. 2. Б. Фрагмент сейсмогеологического разреза верхней части земной коры вдоль опорного профиля МОВ ОГТ АР-3. Местоположение профиля см. на рис. 2 А.
До последнего времени считалось, что в эту систему входят три палеорифта (с юго-запада на северо-восток): Онежско-Кандалакшский (Кандалакшско-Двинский), Керецко-Лешуконский и Баренцевоморский. Однако, новые данные, полученные при комплексных геолого-геофизических исследованиях акватории Белого моря (Казанин и др., 2006; Журавлев, 2007), а также результаты наземных исследований территории Беломорья последних лет (Аплонов и др., 2006; Балуев и др., 2009 а, б и др.) значительно меняют сложившиеся представления о строении земной коры этого региона. Новые сейсмические материалы заставляют пересмотреть строение некоторых фрагментов палеорифтовой системы Белого моря. В частности это касается центральной или осевой части системы, представленной Керецко-Пинежским и Лешуконским рифтогенными желобами в кристаллическом фундаменте платформы, которые, как будет показано ниже, разделены пространственно узкой грядой Товского выступа фундамента. Именно с этой частью палеорифтовой системы связаны проявления внутриплитного магматизма в среднем палеозое, которые представлены щелочными дайками и трубками взрыва, в том числе и кимберлитовыми, на Зимнем берегу Белого моря.
Лешуконский палеорифт расположен в пределах северо-западной части Мезенской синеклизы ВЕП и выражен в рельефе кристаллического фундамента двумя основными впадинами, кулисообразно расположенными по отношению друг к другу: собственно Лешуконской и находящейся к юго-востоку от нее Азопольской (рис. 3). Глубина погружения фундамента в первой достигает, вероятно, почти 10 км, а во второй составляет около 7 км (Аплонов и др., 2006). Впадины имеют разломные ограничения, асимметричны и выполнены терригенными образованиями рифейского возраста. В Лешуконской впадине эти отложения по данным сейсмостратиграфии подразделяются на средне– и верхнерифейские пострифтовые мощностью до 2,5–3 км и нижележащие среднерифейские рифтовые мощностью, видимо, до 5–6 км. В Азопольской впадине максимальная мощность чехла достигает 6,5–7 км, из которых рифейские отложения составляют 4,5–5 км, в том числе пострифтовые едва ли больше 2 км. Протяженность Лешуконского грабена составляет не менее 550 км, а ширина обычно от 50 до 60 км. С юго-запада Лешуконский палеорифт ограничен Товским выступом фундамента, отделяющим его от Керецко-Пинежского палеорифта, а с северо-востока – Кулойским и Мезенским выступами. В то же время вдоль северо-восточного края Товского выступа в рельефе фундамента зафиксирован узкий (20–25 км) и протяженный желоб с глубиной погружения фундамента до 4 км. Он кулисообразно примыкает своим юго-восточным окончанием к Лешуконскому грабену, а к северо-западу достигает побережья пролива Горло Белого моря (Гипсометрическая карта…, 2001).
Рис. 3. Тектоническая схема центральной части палеорифтовой системы Белого моря: 1 – Балтийский щит; 2 – площадь развития платформенного чехла; 3 – рифтогенные грабены; 4 – изолинии рельефа поверхности кристаллического фундамента (в км); 5 – разломы: а – сдвиги, б – сбросы: 6 – линия фрагмента сейсмоакустического профиля 200615, изображенного на рис. 4. Цифры на схеме – грабены: 1 – Усть-Мезенский, 2 – Сафоновский, 3 – Чапомский, 4 – Лешуконский, 5 – Азопольский, 6 – Керецкий, 7 – Пинежский, 8 – Онежский грабен Онежско-Кандалакшского палеорифта, 9 – Унский.