 | ПРИЗНАКИ НОВЕЙШИХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ |
Установлены как прямые данные о неотектонических движениях на Лаптевоморской континентальной окраине в виде современных дизъюнктивов, так и косвенные данные через зоны разгрузок газовых флюидов.
Несмотря на широкое распространение разломов в нижней части осадочного чехла, лишь некоторые из них проникают в толщу четвертичных отложений, что фиксируется на сейсмоакустических профилях.
Шельф моря Лаптевых находится в районе замыкания Евразийского суббассейна Северного Ледовитого океана, где вырождается срединно-океанический хребет Гаккеля.
Эта часть Евроазиатской континентальной окраины характеризуется повышенной сейсмичностью [Аветисов, 2000; 2002], эпицентры современных землетрясений фиксируются не только в глубоководных океанических котловинах, но и на шельфе моря Лаптевых.
Геоморфологические особенности современного рельефа и распределение современных морских осадков определяются режимом новейших вертикальных и горизонтальных движений земной коры. Знак вертикальных неотектонических движений связан как с морфологией образующихся поднятий/опусканий, так и с кинематикой образующихся новейших разломов.
Строение Лаптевоморской окраины определяется сопряжением рифтогенных прогибов шельфа с тектоническими структурами флексурно-разломной зоны континентального склона и гребневой зоны хребта Гаккеля [Гусев и др., 2002].
Складчатый фундамент и осадочный чехол шельфовых прогибов нарушены многочисленными разломами [Иванова и др., 1989; Драчев, 2000; 2002; Виноградов и др., 2004].
Наиболее распространены на Лаптевоморском шельфе структуры растяжения со сбросами, направленными от горста к прогибу, вместе с тем встречаются и инверсионные структуры, в строении которых сбросовые нарушения направлены от прогиба к горсту [Государственная…, 2005].
Большинство разломов по сейсмическим данным не проникает в верхнюю часть осадочного чехла, что позволяет сделать предположение о том, что эти разрывные нарушения в настоящее время не активны, что подтверждается выравненностью современного рельефа шельфа моря Лаптевых, но имеются редкие случаи проявления новейших разломов.
Современные методики высокоразрешающего сейсмоакустического профилирования позволяют получать разрезы с вертикальным разрешением до 20- 30 см , но Лаптевоморский шельф крайне неблагоприятен для сейсмоакустического профилирования из-за наличия расположенного близко к поверхности дна слоя акустически звонких мерзлых осадков [Рекант и др., 2009] , блокирующих проникновение высокочастотного сигнала глубже 20- 40 м.
В 1993, 1995 и 1998 гг. непрерывное сейсмоакустическое профилирование проводилось сейсмоакустической аппаратурой «Парасаунд», вмонтированной в днище ледокола «Поларштерн».
Излучатель данного акустического комплекса возбуждает две волны с частотами между 18 и 23,5 кГц и с узким лучом диаметром 4°. В результате интерференции между ними в водной толще, за счет параметрического эффекта создается вторичная частота, которая составляет 4 кГц. Это обеспечивает проникновение акустического сигнала в толщу донных осадков до 100 м при разрешающей способности до 30 см. В ходе трех экспедиций в море Лаптевых было получено более 5000 км профилей высокоразрешающей сейсмоакустики, охватывающих в основном внешнюю и центральную часть шельфа (рис. 1) [Kassens & Nissen, 2004; Nissen, 2004a; 2004b].
Интерпретация сейсмоакустических данных проводилась в среде программного пакета The Kingdom Suite.
Наиболее полно информация о распространении эпицентров землетрясений в Лаптевоморском регионе представлена в работах Г.П. Аветисова [2000; 2002].
Анализ информации по сейсмическим событиям с магнитудой более 4 позволил предположить существование микроплиты в центральной части шельфа моря Лаптевых, обособленной сейсмоактивными зонами с преобладанием нормально сбросовых движений. Наиболее уверенно прослеживаются ее северная, восточная и южная границы, менее надежно - западная.
Очевидно микроплита, окруженная со всех сторон достаточно активными сейсмическими зонами, должна испытывать значительные тектонические нагрузки, которые могут разряжаться в ослабленных зонах внутри нее [Аветисов, 2002]. Именно к восточной, южной и северной границам микроплиты приурочено подавляющее большинство эпицентров землетрясений.
Непосредственными признаками новейших тектонических движений являются резкие смещения как отдельных сейсмических рефлекторов, так и целых сейсмопачек в составе современных сейсмокомплексов осадков.
Единственным типом разрывных нарушений, которые можно идентифицировать по сейсмоакустическим данным, являются нормальные сбросы, выраженные в виде уступов с вертикальной амплитудой, превышающей разрешающую способность сейсмоакустических методов.
По разломам, которые являются ослабленными зонами, активно развиваются эрозионные процессы. Яркой иллюстрацией этого являются верховья подводных каньонов, врезанных в прибровочной части Лаптевоморского континентального склона в центральной части шельфа.
Попытки выделить неотектоническиех нарушения предпринималась С.С. Драчевым [Drachev et al., 2001]. По его мнению, последние нашли свое выражение в сериях асимметричных уступов в современном рельефе морского дна с амплитудами вертикальных смещений в первые метры. Однако указанные объекты оказались выступами более плотных отложений (мерзлых?), разделенных ложбинами с крутыми склонами, и не связаны с дизъюнктивными нарушениями в верхней части осадочного чехла.
Зачастую новейшие разломы унаследованы от более древних дизъюнктивных структур и имеют глубинные корни. Они хорошо читаются как на глубинных сейсмических профилях MOB ОГТ, так и на сейсмоакустических профилях.
Вертикальная амплитуда смещения по сбросу на глубине около 2 км по одному из рефлекторов на профиле МАГЭ 86715 составляет около 900 м, в то время как по сейсмокустическим данным амплитуда составляет первые метры. Простирание большинства новейших разломов на шельфе из-за недостаточного количества сейсмоакустических профилей определить пока невозможно, но унаследованность некоторых из них дает основание предполагать их северо-западное и северо-северо-западное простирание, как и для глубинных разломов шельфа моря Лаптевых [Драчев, 2000; 2002].
Новейшие разломы распространены у подножия континентального склона в месте окончания срединно-океанического хребта Гаккеля. Здесь, в бортовой части рифтовой долины фиксируется ступенчато-боковое строение океанского дна, границами блоков являются многочисленные сбросовые нарушения. По новейшим разрывам в гребневой зоне хребта Гаккеля развиты интрузии, представляющие собой штокообразные тела, прорывающие слоистую толщу осадков и выходящие на поверхность дна. Простирание разрывных нарушений в рифтовой долине и гребневой зоне хребта соответствует ориентировке неровностей рельефа.
Косвенным признаком развития новейших тектонических движений на Лаптевоморском шельфе может служить сотня закартированных структур разгрузки газовых флюидов в плейстоцен-голоценовых осадках. Кроме структур газовой разгрузки, образованных за счет высвобождения аутогенного газа в процессе деградации криолитозоны, картируются узконаправленные зоны газового просачивания (сиппинга), связанные с участками нарушения сплошности толщи кайнозойских осадков. В отличие от первых обширных (от 100 м до нескольких км шириной) акустически мутных зон нарушения корреляции, развитых под речными палеодолинами и термокарстовыми котловинами, последний тип представляет узкие зоны. Предполагается, что источником газовых проявлений в таких зонах могут быть более глубокие горизонты геологического разреза, а путями миграции - зоны разрывных нарушений.
Расположение зон разгрузки газовых флюидов коррелирует с северной и восточной границами выделенной Г.П. Аветисовым микроплиты.
Некоторое количество косвенной информации о наличии новейших тектонических движений получено в ходе изучения субаквальной криолитозоны Лаптевоморского шельфа по сейсмоакустическим данным.
Криолитозона Лаптевоморскогом шельфа реликтовая. Ее образование относится к периоду поздненеоплейстоценовых регрессий, когда весь Лаптевоморский шельф вплоть до бровки был осушен и подвергался активному промерзанию [Григорьев, 2006; Куницкий, 1989; Романовский и др., 2003; Рекант и др., 2009; Соловьев и др., 1987; Слагода, 1988; Фартышев, 1993; Hubberten et al., 2004 и др.]. В результате сформировалась мощная континентальная толща многолетнемерзлых пород, затопленная снова в ходе голоценовой трансгрессии и после этого начался процесс ее деградации. На большей части Лаптевоморского шельфа мерзлотные породы перекрыты современными осадками, состоящими из голоценовых морских, аллювиальных и таберальных отложений.
Последние образуются за счет протаивания мерзлых осадков и на сейсмоакустической записи представляются бесструктурной неслоистой сейсмотолщей.
В центральной части шельфа, в западной части микроплиты, установлено поднятие морского дна, где мерзлотные породы находятся непосредственно у поверхности морского дна и не перекрыты слоем современных осадков. Кровля мерзлоты представляет холмистую поверхность, разделенную впадинами, заполненными акустически слоистыми осадками.
Отсутствие следов разрушения кровли мерзлоты in-sitу, а именно таберальных осадков, может свидетельствовать о постепенном подъеме данной области шельфа, размыве и выносе продуктов разрушения мерзлотных пород за пределы данного поднятия. В морфоструктурном плане описанное выше поднятие ограничено с востока и запада выраженными в современном рельефе палеоруслами р. Лены. Речные долины часто приурочены к разломам, поскольку эрозионные процессы наиболее активно протекают в тектонически ослабленных зонах. С этой точки зрения ограниченность описанного выше поднятия речными палеодолинами косвенно указывает на подъем данного блока земной коры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Aветисов Г.П. Еще раз о землетрясениях моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. Вып. 3. С. 104-114.
2. Аветисов ГЛ. О границах литосферных плит на шельфе моря Лаптевых // ДАН. 2002. Т. 385. № 6. С. 793-796.
3. Виноградов В.А., Гусев Е.А., Лопатин Б.Г. Возраст и структура осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа России // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004. Вып. 5. С. 202-212.
4. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (новая серия). Лист Т-53-56 (о. Жохова). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во картфабр. ВСЕГЕИ, 2005. 118 с.
5. Григорьев М.Н. Морфология и динамика преобразования подводной мерзлоты в прибрежно-шелъфовой зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского // Наука и образование. 2006. № 4. С. 105-109.
6. Гусев Е.А., Зайончек А.В., Мэннис М.В., Рекант П.В., Рудой А.С., Рыбаков К.С., Черных А.А. Прилаптевоморское окончание хребта Гаккеля // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. Вып. 4. С. 40-54.
7. Драчев С.С. Тектоника рифтовой системы дна моря Лаптевых // Геотектоника. 2000. № 6. С. 43-58.
8. Драчев С.С. О тектонике фундамента шельфа моря Лаптевых // Геотектоника. 2002. № 6. С. 60-76.
9. Иванова Н.М., Секретов С.Б., Шкарубо С.И. Данные о геологическом строении шельфа моря Лаптевых по материалам сейсмических исследований // Океанология. 1989. Т. 29. Вып. 5. С. 789-795.
10. Куницкий В.В. Криолитозона низовья Лены. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН СССР, 1989. 162 с.
11. Романовский Н.Н., Гаврилов А.В., Тумской В.Е., Холодов А.Л. Криолитозона Восточно-Сибирского Арктического шельфа // Вестник Московского Ун-та. Сер. 4. Геология. 2003. № 4. С. 51-56.
12. Рекант П.В., Гусев Е.А., Тумской В.Е., Швенк Т., Шписс Ф., Черкашев Г.А., Кассенс X. Распространение и особенности залегания субаквальной криолитозоны в районе банок Семеновская и Васильевская (море Лаптевых) по данным сейсмоакустического профилирования // Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики: современное состояние и история развития / Отв. ред.: X. Кассенс, А.П. Лисицын, Й. Тиде, Е.И. Полякова, Л.А. Тимохов. М., 2009 (в печати).
13. Соловьев В.А., Гинзбург Г.Д., Телепнев Е.В., Михальчук Ю.Н. Криотермия и газовые гидраты Северного Ледовитого океана. Л.: Севморгеология, 1987. 150 с.
14. Слагода Е.А. Петрографические особенности современных отложений береговой зоны моря Лаптевых // Исслед. мерзлых толщ и криогенных явлений. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН СССР, 1988. С 11-21.
15. Фартышев А.И. Особенности прибрежно-шельфовой криолитозоны моря Лаптевых. Новосибирск: Наука. 1993. 136 с.
16. Drachev S., Bauch H., Kassens H., Kaul N., Chizhov D., Roudoy A. The Laptev Sea : A Natural Laboratory for Addressing the Processes of Rupture of Continental Lithosphere and their Impact on Natural Environment. EUG XI Abstracts, Symposium RCM7: Tectonics and sedimentation associated with Arctic Margins. 8lh April - 12lh April 2001 Strasbourg ( France ). Cambridge Publication, 2001. P. 756.
17. Hubberten H.-W., Andreev A., Astakhov V.I., Demidov I., Dowdeswell J.A., Henriksen M., Hjort C., Houmark-Nielsen M., Jakobsson M., Larsen E., Lunkka J.P., Lys A., Mangerud J., Miller P., Saarnisto M., Schirrmeister L., Sher A.V., Siegert C., Siegert M.J., Svendsen J.-I. The periglacial climate and environment in northern Eurasia during the last glaciation (LGM) // Quaternary Science Reviews. 2004. Vol. 23. P. 1333-1357.
18. Kassens H., Niessen F. Profile of sediment echo sounding during cruise ARK-XIV/lb with links to ParaSound data files, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven , PANGAEA, 2004. doi:10.1594/PANGAEA.141225.
19. Niessen F. Profile of sediment echo sounding during cruise ARK-IX/4 with links to ParaSound data files, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven , PANGAEA. 2004. doi:10.1594/PANGAEA.206530.
20. Niessen F., Profile of sediment echo sounding during cruise ARK-XI/1 with links to ParaSound data files, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven , PANGAEA. 2004. doi: 10.1594/PANGAEA.206531.