Строение и история развития литосферы

Коллектив авторов

На противоположном берегу пролива Горло, на юго-восточном побережье Кольского полуострова в низовьях р. Чапомы расположен Чапомский грабен, представляющий собой небольшую по размерам (20х10 км) впадину в архейском кристаллическом фундаменте, выполненную терригенными образованиями чапомской свиты позднерифейского возраста. Впоследствии эти образования были отнесены к самой верхней алевролитовой пачке разреза терской свиты, породы которой распространены вдоль южного побережья Кольского полуострова и выполняют грабены Онежско-Кандалакшского палеорифта. В составе терригенной толщи Чапомского грабена преобладают пестроцветные алевролитовые и глинистые породы с хлорит-карбонатным цементом. В верхней части разреза среди глинистых алевролитов встречаются прослои темно-серых до черных карбонатных алевролитов, чередующихся с глинистыми доломитами. В породах отмечаются знаки ряби и многочисленные трещины усыхания, свидетельствующие о неоднократном, очевидно, кратковременном

осушении бассейна. Чапомский грабен имеет асимметричное строение: распространение рифейских осадочных пород резко ограничивается с северо-востока сбросом северо-западного простирания, а западное ограничение впадины имеет более сложные в плане очертания с субширотными маломощными языками песчаников и конгломератов, несогласно залегающими на гранито-гнейсах. Максимальные мощности отложений чапомской свиты, разрез которой почти непрерывно вскрыт в долине р. Чапома, отмечаются в осевой части грабена и вдоль его северо-восточного борта, достигая 300 м.

Накопление осадков чапомской свиты происходило в условиях мелководного морского бассейна в обстановке непрерывного погружения дна при незначительных его колебаниях, зафиксированных в ритмичном строении толщи. В ней был выделен удивительно разнообразный комплекс акритарх хорошей сохранности (Коноплева, 1979), включающий наряду с верхнерифейскими отдельные типично вендские формы. Аналогичный верхнерифейский комплекс акритарх установлен в пачке переслаивания алевролитов и черных аргиллитов скв. Усть-Няфтинской (инт. 2050–2607 м), пробуренной в Усть-Мезенской рифтовой впадине. По всем признакам чапомская свита коррелируется и с няфтинской свитой (верхи верхнего рифея) из Средне-Няфтинской скважины № 21 (Вейс и др., 2004).

Сеть разломов, развивавшихся конседиментационно, усложнялась в процессе формирования осадочного чехла, что привело к дроблению рифейских образований на блоки. Отмечаются смещения блоков друг относительно друга с элементами вращения и с резкими изменениями наклона пластов, что может свидетельствовать о листрическом характере разломов. Разломы, разделяющие блоки рифейских пород, выражены зонами катаклаза мощностью 1–2 м с подворотом слоев, будинажем прослоев песчаников и гравеллитов, гофрированной складчатостью аргиллитов, многочисленными зеркалами скольжения по мелким дуговым трещинам. В обнажениях отмечаются сбросовые смещения до нескольких метров, хотя для разно наклонных блоков можно предполагать и существенно большие амплитуды. Таким образом, Чапомский грабен несет в себе признаки рифтогенной структуры, сформировавшейся в процессе континентального рифтогенеза в позднерифейское время.

Нами ранее высказывалось предположение (Балуев, 2006) о том, что Чапомский грабен является фрагментом северо-западного окончания Лешуконского палеорифта, фундамент которого был опущен по системе сбросов пролива Горло Белого моря на борту Мезенской синеклизы. Однако фактических данных, подтверждающих это предположение, до последнего времени практически не было, и только недавно, благодаря геолого-геофизическим исследованиям акватории Белого моря, проведенным ОАО МАГЭ, появились материалы, свидетельствующие о существовании грабенообразных структур на юго-восточном продолжении Чапомского грабена в акватории пролива Горло Белого моря. На профиле АР-3, пересекающим Белое море в северо-восточном направлении от северной оконечности Соловецких островов через пролив Горло (см. рис. 2А), зафиксировано в 20 км к ЮВ от грабена его продолжение. Здесь грабен представляет собой погружение фундамента более, чем на 1,5 км с крутым северо-восточным бортом и пологим юго-западным, осложненным двумя наклонными блоками (рис. 2Б).

На сейсмическом разрезе в толще, выполняющей Чапомский грабен, выделяется два седиментационных комплекса, также как и в остальных грабенах рифтовой системы Белого моря (рис. 4). Нижний комплекс выполняет грабен и соответствует, вероятно, среднерифейским отложениям, а верхний нивелирует рельеф фундамента и соответствует верхнерифейским отложениям, которые обнажаются на юго-восточном побережье Кольского полуострова. Следует отметить, что по данным сейсмического профилирования терригенная толща, выполняющая грабены, местами дислоцирована, формируя пологие складки, оси которых ориентированы преимущественно вдоль простирания грабенов, а иногда выделяются и структуры надвигового характера (см. рис. 4). Вергентность дислокаций свидетельствует о воздействии сжимающих напряжений со стороны тиманид, возникших, скорее всего, во время коллизии, произошедшей близко к временному рубежу венда и кембрия при причленении к северо-восточной окраине Восточно-Европейского кратона континента Арктида (Кузнецов и др., 2005 а, б; Кузнецов, 2009а, с; Kuznetsov et al., 2007).

Рис. 4. Фрагмент сейсмогеологического разреза по профилю 200615 НСАП, секущий Керецкий и Чапомский грабены и разделяющий их Товский выступ. Положение профиля см. на рис. 2.

Как

было отмечено, большинство рифтогенных разломов постоянно подновлялись в процессе углубления трогов. Это характерно также и для неотектонического этапа, что выражается в резком изменении мощностей современных осадков на сейсмоакустических профилях (Шлыкова, Тарасов, 2006). Активизированные разломы отчетливо выражены в рельефе морского дна и образуют единый структурный ансамбль с главными разломами, контролирующими продолжение Чапомского грабена на побережье Кольского полуострова. Таким образом, по ряду признаков структурное единство отдельных фрагментов трога, выявленных на сейсмопрофилях, не вызывает сомнений. Со стороны Зимнего берега Белого моря к зафиксированному сейсмическим профилем продолжению Чапомского грабена подходит, как уже отмечалось, хорошо выраженное в рельефе кристаллического фундамента западное ответвление Лешуконского грабена в виде довольно узкого, но протяженного желоба (Падунского грабена).

Таким образом, согласно новым данным Чапомский грабен протягивается в юго-восточном направлении на расстояние около 200 км через пролив Горло до кулисообразного сочленения его с Лешуконским грабеном, представляя собой фактически один из сегментов Лешуконского палеорифта. С юго-запада Чапомский грабен ограничивает Товский выступ, отделяющий его от Керецкого грабена, а с северо-востока он ограничен Терской ступенью, переходящей севернее в Кулойский выступ. На Кольском полуострове, который представляет собой высоко поднятый блок фундамента платформы, обнажается всего лишь северо-западная оконечность грабена и, вероятно, верхняя часть разреза его выполнения. Чтобы подчеркнуть единство этой палеорифтовой зоны, имеет смысл называть ее «Чапомо-Лешуконским палеорифтом» в отличие от традиционного «Керецко-Лешуконского». Тем более, что Керецкий грабен, переходящий к юго-востоку в Пинежский грабен (см. рис. 2, 3), как оказалось, никак не соприкасается с Лешуконским, т. к. отделен от него Товским выступом кристаллического фундамента, представляющего собой узкую (20–30 км) гряду, вытянутую от юго-восточного побережья Кольского полуострова примерно на 450 км в юго-восточном направлении. Кулисообразное расположение рифтогенных впадин Чапомо-Лешуконского палеорифта, сама форма собственно Лешуконской и Азопольской впадин близкая к пул-апарту (pull-apart), предполагает их заложение и развитие в режиме транстенсии с элементами правостороннего сдвига вдоль крутых северо-восточных бортов грабенов. Такой режим, как отмечает Ю.Г. Леонов (2001), лучше всего согласуется с действием внешних сил, т. е. с пассивным рифтингом. Этот режим мог возникнуть при вращении древней континентальной плиты Балтика против часовой стрелки во время распада суперконтинента Палеопангея на рубеже среднего и позднего рифея (Балуев, 2006), когда северо-восточная (в современных румбах) пассивная окраина Балтики испытывала косое растяжение.

Подводя итог, следует подчеркнуть, что палеорифтовая система Белого моря, простирающаяся вдоль края ВЕП, согласно новым данным состоит из четырех субпараллельных рифтовых зон (ветвей): Онежско-Кандалакшской (Кандалакшско-Двинской), Керецко-Пинежской, Чапомо-Лешуконской и Понойско-Мезенской (Баренцевоморской), разделенных соответственно Архангельским, Товским и Кулойско-Мезенским выступами кристаллического фундамента (см. рис. 1, 2 а).

2. Тектоника Онежско-Кандалакшского палеорифта

Онежско-Кандалакшский палеорифт входит в состав рифтовой системы Белого моря, протягивающейся вдоль северо-восточного края ВЕП и сформировавшейся в условиях горизонтального растяжения края континентальной плиты в среднем-позднем рифее. Палеорифт по своему строению делится на три основных сегмента: Кандалакшский грабен в акватории Белого моря, Центральную и Онежскую впадины (Константиновский, 1977) и ряд менее крупных впадин (рис. 5). Сегменты палеорифта представляют собой полуграбены с переменной полярностью, разделенные перемычками, представляющими собой выступы кристаллического фундамента.

Рис. 5. Тектоническая схема северо-западной части Онежско-Кандалакшского палеорифта. 1 – раннедокембрийские нерасчлененные образования Балтийского щита; 2 – Колвицкий массив (2,45 млрд. лет) и его аналоги: А – анортозиты, Б – эклогитоподобные породы; 3 – предполагаемая зона трассирования глубинных образований вдоль главного сброса палеорифта; 4 – синрифтовые терригенные образования среднего рифея и их мощность в км; 5 – поля щелочных даек девонского возраста; 6 – сбросы, 7 – сдвиги (А) и прочие разломы (Б); 8 – площадь развития современных грабенов; 9 – положение полюсов плоскостей даек на стереограмме (нижняя полусфера); 10 – ориентировка осей тектонических напряжений растяжения в момент внедрения даек. Стереограммы полей щелочных даек: А – Кузокоцкого, Б – Средних Луд, В – Качинного. Цифры в кружках – грабены: 1 – Кандалакшский, 2 – Колвицкий. На врезке – положение участка тектонической схемы в системе палеорифтов Белого моря.