Cтроение Лаптевоморской континентальной окраины

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.

Прилаптевоморское окончание хребта Гаккеля является уникальным районом для изучения особенностей сочленения континентальной окраины и срединно-океанического хребта в периклинальном замыкании океанического бассейна.

Первые модели геологического строения этой области были основаны на интерпретации батиметрических и гравимагнитных данных, сведениях о современной сейсмичности, а также сейсмических материалах по внутренней части шельфа моря Лаптевых. В 1990 г. силами Морской арктической геологоразведочной экспедиции (МАГЭ, г. Мурманск) благодаря благоприятной ледовой обстановке было проведено нескольких региональных профилей МОВ ОГТ через область замыкания Евразийского суббассейна с выходом на шельф моря Лаптевых.

В 1993, 1994 и 1997 гг. трестом «Севморнефтегеофизика» и Федеральной геологической службой Германии проведено сейсмопрофилирование, в 1995 и 1998 гг. в рамках российско-немецкой программы «Система моря Лаптевых» с борта ледокола «Поларштерн» были проведены комплексные геолого-геофизические исследования, включающие опробование грунтовыми трубками и гигантскими коробчатыми пробоотборниками (до 12 м), низко- и высокочастотное сейсмоакустическое профилирование, измерения теплового потока. В 1998 г. вышла в свет карта рельефа дна Северного Ледовитого океана масштаба 1:5 000 000, построенная с использованием данных многолетних высокоширотных экспедиций, полученных ГУНиО, в том числе и промеров с подводных лодок, а также материалы зарубежных и международных экспедиций последних лет.




Привлечение батиметрических данных приводит к выводу об очень слабой морфологической выраженности гребневой зоны и рифтовой долины хребта Гаккеля южнее 81 гр. с.ш. Это объясняется импульсным характером растяжения в пределах рифтовой долины на участке Прилаптевоморского окончания хребта, и длительным этапом тектонического покоя, за который успели накопиться мощные осадочные толщи, компенсировавшие рифтовую долину и перекрывшие рифтовые горы. В этом кроется коренное отличие участка хребта, примыкающего к Лаптевоморской окраине. По-видимому, в районе 81° с.ш. существует зона глубинного разлома, имеющая частично трансформную природу, которая отделяет зону прилаптевоморского окончания от остальной части хребта Гаккеля. Таким образом, растяжение в пределах Евразийского суббассейна на протяжении значительного отрезка геологической истории локализовалось в центральной его части. Область торцевого сочленения хребта Гаккеля с Лаптевоморской континентальной окраиной на начальных этапах эволюции развивалась в обстановке относительного тектонического покоя с преобладанием нисходящих вертикальных движений.

На неотектоническом этапе развития, начиная с позднемиоценового времени, на сформированный структурный план наложились процессы раскола литосферы, внедрился срединно-океанический хребет Гаккеля. Масштабы этого структурного наложения, судя по его результатам на сегодняшний момент, были незначительными. Процессы продвижения спредингового хребта в области его прилаптевоморского окончания характеризовались протрузивным характером вулканических внедрений в толщу стратифицированных осадочных пород, заполняющих глубоководную впадину. Неотектоническая зона хребта Гаккеля, по-видимому, унаследована от более древней ослабленной зоны, вдоль которой происходили тектонические движения противоположного знака. Это хорошо иллюстрируется различием в строении впадин Нансена и Амундсена. Таким образом, хребет Гаккеля в пределах некоторых своих сегментов существовал как длительно развивающаяся шарнирная зона. У Лаптевоморской континентальной окраины фундамент более погружен во впадине Нансена, чем в Амундсена.

В результате составления листов Госгеолкарты масштаба 1:1 000 000 по внешней части Лаптевоморского шельфа и прилегающей части Евразийского суббассейна Северного Ледовитого океана получены новые представления о строении области сочленения срединно-океанического хребта Гаккеля и континентальной окраины. Сопровождающие геологическую карту банки данных, включающие оригинальные батиметрические, сейсмические и сейсмоакустические материалы, явятся кондиционной основой для планирования и проведения дальнейших исследований области Прилаптевоморского окончания хребта Гаккеля.


Структура прилаптевоморского окончания хребта Гаккеля


Анализ батиметрии приводит к выводу об очень слабой морфологической выраженности гребневой зоны и рифтовой долины хребта Гаккеля южнее 81 гр. с.ш. Эту область можно условно выделить в прилаптевоморское окончание хребта. Ее характерной особенностью является также слабая выраженность линейных магнитных аномалий , имеющих возраст древнее 10 МА; можно уверенно говорить лишь о наличии пятой аномалии. Одной из проблем является отсутствие положительной нулевой магнитной аномалии; между симметрично расположенными пятыми аномалиями располагается область отрицательных значений поля.
Перечисленные особенности отличают область прилаптевоморского окончания хребта Гаккеля от сопряженной области, расположенной к северу. Наиболее приемлемым объяснением этих характерных особенностей может служить структурная обособленность прилаптевоморского окончания хребта Гаккеля от остальной его части в течение длительного времени. Подтверждением может являться интерпретация сейсмических данных МАГЭ, полученных в 1990 г. в данном районе.

Стратиграфический диапазон осадочного чехла шельфа моря Лаптевых ограничен верхнемеловым-кайнозойским возрастом. С шельфа в пределы периокеанических прогибов осадочный чехол переходит в объеме верхов верхнего мела-кайнозоя.

Распространение трогового верхнемелового осадочного комплекса в глубоководной впадине ограничивается очертаниями периокеанических прогибов, в которых комплексы осадочного выполнения трансгрессивно налегают на базальтовые покровы фундамента океанического борта прогибов. Не исключено также постепенное замещение терригенных осадков верхнего мела вулканогенно-осадочными и вулканогенными толщами II океанического слоя в направлении от материковой окраины, как это зафиксировано для района плато Воринг в Норвежско-Гренландском бассейне. В кайнозойской части разреза по первому резкому градиенту изменения мощности выделяется позднеолигоценовый(?) осадочный комплекс, маркирующий начало интенсивного прогибания океанического ложа Евразийского суббассейна. Все толщи, перекрывающие верхнеолигоценовые отложения, наращивают континентальный склон в виде мощных клиноформ. Доолигоценовые обстановки в пределах Евразийского суббассейна характеризовались меньшим разнообразием, что сказалось на фациальной выдержанности верхнемеловых, палеоценовых и эоценовых отложений по всему Арктическому бассейну.

Сейсмический профиль демонстрирует характерную картину строения шельфа, а также зоны перехода континент-океан, пространственно совпадающей с континентальным склоном. Подножие континентального склона нарушено структурным продолжением хребта Гаккеля в область транзитали. Данное пересечение хребта Гаккеля сейсмическим профилем является самым северным в области прилаптевоморского окончания (79 гр.40’ с.ш.).
Структура осадочного чехла, полностью перекрывающего подножие континентального склона, характеризуется наличием погребенных рифтовых гор и провала рифтовой долины.

В пределах глубоководной котловины постепенного удревнения базальтового фундамента в направлении от предполагаемой оси спрединга срединно-океанического хребта Гаккеля к континентальным окраинам не наблюдается, так как океанический фундамент перекрыт комплексами осадочного чехла, которые не выклиниваются в направлении к хребту, как это имеет место в Атлантике. Океанический фундамент перекрыт одновозрастной толщей осадочных пород палеоцен-эоценового(?) возраста, и постепенного выклинивания более древних осадочных толщ по направлению к срединно-океаническому хребту в этой части Евразийского бассейна не наблюдается.

В направлении от периферии к центру океанического бассейна базальные (палеоцен–эоценовые?) толщи воздымаются магматическим сводом хребта Гаккеля, в привершинной части которого они размыты и перекрыты олигоценовым комплексом. Центральная часть сводового поднятия хребта Гаккеля нарушена грабен-рифтом, по главным сбросам которого опущен весь разрез осадочных толщ от палеоценовых до четвертичных.

Южнее наблюдается менее нарушенная часть континентального подножия структурным продолжением срединно-океанического хребта. Здесь подъем осадочных комплексов имеет гораздо меньшую амплитуду и происходит только в непосредственной близости от гребневых гор, полностью перекрытых осадочным чехлом. Это пересечение структурного продолжения срединно-океанического хребта Гаккеля является последним четким подтверждением существующей здесь рифтовой зоны, выражающейся также в батиметрии. Южнее, ни в батиметрии, ни в сейсмической записи, ни в распределении эпицентров современных землетрясений не просматривается линейной локализации признаков, характеризующих рифтовую зону.

Уникальное строение рифтовой долины объясняется длительным этапом осадконакопления в спокойной тектонической обстановке, еще предваряющего образование магматического свода и последующее внедрение срединно-океанического хребта. У Лаптевоморской континентальной окраины глубоководная впадина Евразийского суббассейна заполнена мощным осадочным чехлом (от 4 до 8 км) с ничтожно малыми углами наклона осадочных комплексов, не нарушенных дизъюнктивами.

Повсеместное распространение однотипного разреза в пределах всей впадины, не исключая ее склонов, отрицает горизонтальные движения во временном интервале мела-миоцена(?). Гребневые горы хребта на сейсмических профилях имеют вид вулканических протрузий сквозь толщу осадочных пород. Величину плиоценового растяжения в пределах рифтовой долины легко оценить по суммарной горизонтальной составляющей сбросовых перемещений опущенных блоков, не превышающей первых километров. Наиболее вероятной причиной растяжения, по всей видимости, следует считать развал свода хребта Гаккеля. То, что обвал вершинной части свода и образование рифтовой долины произошло сравнительно недавно, подтверждается примерно одинаковой мощностью доплиоценовых осадочных комплексов на плечах рифта и в опущенном блоке, а также наличием наряду со сбросовыми и взбросовых нарушений, компенсирующих распределение осадочного материала по пространству рифта при резком опускании.

В современной топографии рифтовой долины хребта Гаккеля фиксируется асимметрия, типичная для грабеновых структур. Следует отметить, что и вся впадина Евразийского суббассейна вблизи Лаптевоморского шельфа имеет асимметричное строение. Это выражено не только в современной топографии дна , но и в распределении осадков и глубине залегания фундамента. Асимметрия подтверждается различным характером гравитационного поля во впадинах Нансена и Амундсена. Океанический фундамент по сейсмическим данным отличается по характеру расчлененности – в котловине Нансена его поверхность иссечена многочисленными разломами и имеет ступенчатое строение, тогда как в котловине Амундсена фундамент более ровный, с плавными очертаниями. Различен также и стратиграфический диапазон осадочного чехла в пределах впадин. В котловине Нансена – это верхний мел(?)-кайнозой, а во впадине Амундсена – олигоцен(?)-голоцен. Одновозрастные комплексы в разных котловинах характеризуются различной по динамике и характеру сейсмической записью, и возрастная корреляция комплексов весьма условна. Вряд ли это следует объяснять различной скоростью спрединга в пределах котловин , так как спрединговая часть в котловине Евразийского бассейна ограничена сравнительно узкой областью, ненамного превышающей ширину гребневой зоны хребта Гаккеля.
Таким образом, различия в строении глубоководных впадин Нансена и Амундсена указывают на их возможную обособленность, а хребет Гаккеля, по-видимому, на некоторых этапах эволюции играл роль шарнирной зоны.

Характер распределения современных землетрясений свидетельствует о рассеивании их эпицентров при приближении хребта Гаккеля к континентальной окраине моря Лаптевых. Комплексные геофизические модели, выполненные А.В. Зайончеком и А.А. Черных подтверждаются данными по местоположению эпицентров современных землетрясений. Наиболее глубокофокусные землетрясения (30-35 км) приурочены к местам внедрения в пределы океанической коры астеносферного клина. По простиранию хребта наиболее глубокофокусные землетрясения находятся в области его окончания у Лаптевоморской континентальной окраины.

Next
ПРИЗНАКИ НОВЕЙШИХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ НА ЛАПТЕВОМОРСКОЙ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ОКРАИНЕ ПО ДАННЫМ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ
ПРИЛАПТЕВОМОРСКОЕ ОКОНЧАНИЕ ХРЕБТА ГАККЕЛЯ
Анохин В.М., Гусев Е.А., Рекант П.В Характер синокеанической тектоники Лаптевоморской континентальной окраины.