Строение и история развития литосферы

Коллектив авторов

Табл. 1. Химический и нормативный минеральный состав долеритов запада Земли Норденшельда

Примечание. Концентрации главных породообразующих оксидов приведены в вес. %, редких элементов – в г/т.

В табл. 2 показаны некоторые статистические характеристики составов силлов западной части Земли Норденшельда (о. Зап. Шпицберген) и основных вулканитов ЗФИ. Из ее анализа следует, что, как по средним содержаниям наиболее информативных оксидов и редких элементов, так и по интервалам их концентраций, диабазы силлов Шпицбергена прямо сопоставимы с базальтами и диабазами раннемеловых даек острова Хейса и отличаются от юрских вулканитов ЗФИ.

Табл 2. Статистические характеристики долеритов Земли Норденшельда (о. зап. Шпицберген)

и базальтов арх. Земля Франца-Иосифа

Примечание. Столбцы таблицы: 1 – долериты силлов западной части Земли Норденшельда; 2–9 – базальты архипелага Земля Франца-Иосифа; 2 – юрские базальты о-ва Земля Александры; 3–9 – раннемеловые базальты и долериты о-ва Хейса: 3 – дайка «Гряда Аметистовая», 4 – дайка «Сквозная», 5 – дайка «Кривая», 6 – дайка «Разбитая», 7 – дайка «Останцовая», 8 – нижний силл, 9 – верхний силл. В скобках – количество анализов. В числителе дробей – средние значения, в знаменателе – интервалы концентраций.

На диаграмме K₂O – K₂O/TiO₂ юрские и раннемеловые вулканиты ЗФИ формируют два обособленных тренда (рис. 6, верхний). Все фигуративные точки составов раннемеловых диабазов Шпицбергена на этой диаграмме располагаются в поле раннемеловых базальтов ЗФИ, а тренды практически совпадают. Такое же совпадение составов и трендов дифференциации показывают и силлы других районов Шпицбергена. На рис. 6 (нижний) нанесены данные по силловым телам Земли Диксона, Тундры Богемана и западного побережья Эксман-фьорда (Столбов, Сироткин, 2004). Долериты этих силлов по нормативному минеральному составу также относятся к пересыщенным кремнеземом кварц-гиперстеновым толеитам и также формируют на диаграмме тренд, близкий тренду раннемеловых базальтов ЗФИ и отличный от тренда юрских вулканитов.

Приведенные характеристики свидетельствуют о сходстве физико-химических параметров магматических систем раннемелового магматизма Шпицбергена и ЗФИ. Таким образом, магматические породы западной части Земли Норденшельда, как представляется, являются крайней западной периферией обширного Баренцевоморского магматического ареала, включающего Шпицберген, ЗФИ и охватывающего, помимо рассмотренных архипелагов, и большую часть шельфа Баренцевоморской континентальной окраины (рис. 1) (Шипилов, Карякин, 2008; Шипилов, Карякин, Матишов, 2009).

4. Заключение. Геодинамические обстановки проявления юрско-мелового базальтоидного магматизма и инициальный этап раскрытия Арктического океана

Результаты изучения базальтоидного магматизма и геологического строения континентальных окраин, интерпретационного анализа комплекса морских геолого-геофизических данных позволили оконтурить и реконструировать ареал проявления плюмового юрско-мелового базальтоидного магматизма Баренцевоморского региона и Арктики в целом (рис. 7). Все изложенное выше дало возможность обосновать выделение соответствующего тектономагматического этапа, обусловленного проявлением плюмового события и приведшего к раскрытию Канадского океанического бассейна. По своему масштабу этот плюм, названный авторами Баренцевско-Амеразийским (Шипилов, Карякин, 2009; Шипилов, Карякин, Матишов, 2009) не уступает ни Сибирскому (триасовому), ни прото-Исландскому (кайнозойскому).

Изучение материалов показало, что Баренцевский ареал базальтоидного магматизма имел гораздо большее распространение, чем представлялось ранее, и является лишь частью «большой магматической провинции», сформированной накануне раскрытия Канадского бассейна. В это время к северу от Баренцево-Карской палеоокраины еще существовал протяженный Южно-Анюйский (Протоарктический) океанический бассейн. (Sokolov et al., 2002). Он располагался между окраинами Сибири и Северной Америки, в состав которой в это время входили блоки Новосибирско-Чукотского региона и Арктической Аляски. Апикальной частью этого океанического бассейна на палеоокраине являлся Восточно-Баренцевский мегапрогиб (Шипилов, 2004).

Как разворачивались геодинамические события в юрско-меловое время на инициальном этапе становления океана? Какими тектоническими преобразованиями континентальных окраин сопровождались формирование наиболее обширного океанического бассейна Арктики – Канадского?

Разломная зона, по которой произошел откол композиции блоков Новосибирско-Чукотского и Арктической Аляски от Северной Америки и в дальнейшем трансформированной в осевой спрединговый центр, располагалась субпараллельно условному осевому центру Южно-Анюйского океана (рис. 7). Раскрытие Канадского бассейна носило полицикличный характер и сопровождалось широким проявлением ареала юрско-мелового базальтоидного магматизма на континентальных окраинах. В этой связи в эволюции становления бассейна можно выделить несколько фаз, основываясь на полевых наблюдениях (2006–2008 гг.)

и лабораторных определениях возраста и состава магматических комплексов архипелагов Земля Франца-Иосифа (ЗФИ), Шпицберген (Карякин, Шипилов, 2008; Симонов и др., 2008, и опубликованных данных по магматизму Арктики (Шипилов, 2004; Шипилов, Матишов, Хасанкаев, 2003).

Первая фаза обусловлена началом действия всплывающего плюма повлекшим первоначальный раскол литосферы, внедрение и излияние первых порций базальтоидного магматизма и процессы континентального рифтинга в Арктике («неудачная» попытка раскрытия Канадского бассейна). По нашим определениям (Карякин, Шипилов, 2008) наиболее древние датировки возраста платобазальтов в пределах ЗФИ обнаруживаются на островах Гукера (189.1±11.4 млн лет) и Земля Александры (191±3 млн лет). Видимо именно это событие было причиной развития линейной зоны Северно-Чукотского бассейна с накоплением юрско-меловых отложений значительной мощности.

Реконструкции показывают, что зона раскола упиралась в Баренцевскую палеоокраину с еще входящими в ее состав блоками будущих хребтов Альфа и Ломоносова (Шипилов, 2004; 2008; Lawver et al., 2002). В этой связи следует заметить, что геофизические данные указывают на присутствие магматических тел в хребтах Ломоносова и Альфа.

Вторая фаза (аален-бат-титон) знаменуется последовавшим образованием расширенных полуграбенов и грабенов, субпараллельных первоначальному расколу, формировавшихся на окраинах Восточно-Сибирского и Чукотского морей и арктической окраины Аляски, блоки которых еще находились в соприкосновении с Северной Америкой. Одновременно закладывалась зона будущей Свердрупско-Новосибирской трансформы. В течение этого отрезка времени образовался наиболее обширный ареал базальтоидного магматизма (рис. 7) объединяющий области Свердрупского бассейна (Канадский Арктический архипелаг), о-ва Де-Лонга, архипелаги Шпицберген, ЗФИ и прилегающие к ним районы Баренцевоморской окраины. Одним из центров магматической активности в этом ареале являлся район ЗФИ. Большинство датировок возраста базальтов (силлов и покровов) этой фазы магматизма (включая архипелаги Де-Лонга и Шпицберген, Баренцевскую окраину, Свердрупский бассейн) дают значения около 150 млн лет. На о-ве Земля Александры (ЗФИ) нами зафиксировано значение возраста базальтового покрова 156,5±7,5 млн лет (Карякин, Шипилов, 2008). С этими событиями связаны не только проявления базальтоидного магматизма в Баренцевском регионе, но и морская трансгрессия с севера, углубление его бассейнов и накопление депрессивной черносланцевой фации киммеридж-волжского глинистого комплекса. Следует подчеркнуть, что по вещественному составу базальты первой и второй фаз достаточно близки между собой и разительно отличаются от базальтов третьей фазы (Карякин, Шипилов, 2008).

Третья фаза. В раннемеловую эпоху (около 140 млн. лет) стартует основная фаза раскрытия Канадского бассейна, продолжавшаяся с готерива до альба-сеномана. Рифтинг перерастает в спрединг с аккрецией меловой океанической коры. Сопутствующий базальтоидный магматизм концентрируется на вновь образовавшихся континентальных окраинах окружающих раскрывающийся Канадский бассейн. Новосибирско-Чукотско-Аляскинский блок начал удаляться от Канадского Арктического архипелага, скользя вдоль Свердрупско-Новосибирской трансформы. В пределах Баренцевоморского региона переход к открытию Канадского бассейна ознаменовался сменой глинистых сланцев («баженитов») грубозернистыми регрессивными «вельдскими» фациями раннего мела. Формирующийся срединно-океанический спрединговый центр воздействовал на Баренцево-Карскую окраину через отмеченную трансформу, вдоль которой сосредотачиваются проявления базальтоидного магматизма, фиксирующие фазы наиболее активного развития Канадского океанического бассейна (рис. 8). Радиологические возраста базальтов для этой фазы развития в пределах окраин Арктики дают значения в интервале 139–123 млн. лет (Шипилов, Карякин, Матишов, 2009). Наши определения возраста базальтовой дайки на о-ве Хейса (ЗФИ) дали значение 125,2±5,5 млн. лет (Карякин, Шипилов, 2008). Результаты выполненных нами исследований (Симонов и др., 2008) показали, что генерация первичных расплавов базальтов дайки о-ва Хейса происходила в более глубинных условиях (около 110 км) и при высокой температуре магмогенерации 1600°С, чем первичных расплавов базальтов о-ва Земли Александры (75–100 км, 1450–1550°С, соответственно). Это свидетельствует о вскрытии, в результате деструкции и растяжения литосферы на данной фазе развития, более глубинных уровней магмогенерации, чем на этапе первоначального раскола литосферы в преддверии образования Канадского бассейна, что хорошо согласуется с рассматриваемыми геодинамическими реконструкциями (рис. 7, 8). Вместе с тем происходит закрытие Анюй-Ангаючамского (Протоарктического) океана с образованием Южно-Анюйской офиолитовой сутуры (Sokolov et al., 2002, Бондаренко, 2004).