Рассмотрены основные неотектонические характеристики региона и методика построения соответствующих карт. По результатам обобщения материалов свыше 65 000 км непрерывного сейсмоакустического профилирования, более 300 скважин и около 2000 грунтовых колонок создана карта изогипс донеогенового рельефа акватории, а на ее основе - карта амплитуд неотектонических движений региона. Амплитуды подсчитывались с учетом величины эрозионного среза и эвстатических колебаний уровня Мирового океана в позднем кайнозое. С помощью математической обработки ряда структурных карт по опорным отражающим горизонтам осадочного чехла и данных дешифрирования космических снимков построена карта неотектонического районирования региона. Показано, что ведущими неотектоническими процессами являлись унаследованное воздымание пограничных, барьерных орогенов и краевых архипелагов, с одной стороны, а с другой - последовательная деструкция Баренцево-Карской окраинно-материковой плиты и отчасти прилегающих внутриматериковых плит путем интенсивного грабенообразования.

Для выяснения основных неотектонических характеристик Баренцево-Карского шельфа учтено свыше 65 000 км непрерывного сейсмоакустического профилирования (НСП), выполненного различными организациями [Аксенов и др., 1987; Баренцевская…, 1988; Геологическое…, 1984; Крапивнер и др., 1988; Маловицкий и др., 1987] в количестве 61 000 км в Баренцевом море и 5 500 км - в Карском. С целью заверки результатов сейсмостратиграфического анализа привлечены материалы бурения свыше 250 картировочных и инженерно-теологических скважин на побережьях и 60 скважин в акватории [Крапивнер и др., 1988], а также данные около 2000 грунтовых колонок. Использованы результаты дешифрирования космических фотоснимков прибрежной зоны на площадь 9 100 км² в Карском море и 3 200 км² - в Баренцевом.

Баренцево-Карский шельф соответствует одноименному седиментационному бассейну [Грамберг и др., 1981] и занимает основную часть зоны перехода от материковой морфоструктуры северо-запада Евразии к глубоководным океаническим впадинам [Погребицкий, 1976; 1984] Евразийского и Норвежско-Гренландского суббассейнов. В структурно-тектоническом отношении дно Баренцева и Карского морей охватывает Баренцево-Карскую окраинно-материковую плиту и северные части Печорской и Западно-Сибирской внутриматериковых плит. Молодые шельфовые бассейны ограничены Балтийским кристаллическим щитом, каледонидами севера Скандинавии, байкалидами Тимано-Канинско-Рыбачинского выступа и герцинидами - ранними киммеридами Пай-Хоя, Новой Земли, Северо-Сибирского порога и Таймыра. Внешними границами окраинно-материковой плиты служат флексурно-разломные зоны континентальных склонов Норвежско-Гренландского и Евразийского океанических суббассейнов.

Баренцево-Карская плита характеризуется трехэтажным строением: нижний этаж представлен складчатыми формациями разновозрастного (карельского, байкальского или каледонского) фундамента, средний - фрагментами платформенного чехла, и лишь верхний, верхнепалеозойский - кайнозойский, этаж соответствует структурно-формационному комплексу развивающихся шельфовых морей [Баренцевская…, 1988; Геологическое…, 1984; Погребицкий, 1976]. В составе последнего, терригенного комплекса, широко представлены образования пермо-карбона, триаса, юры и нижнего мела, а на юге окраинно-материковой плиты и в пределах внутриматериковых плит - также верхнемеловые-палеогеновые отложения. Неоген-четвертичные осадки, коррелятные новейшему этапу в регионе, с угловым несогласием и глубоким размывом перекрывают эродированную кровлю допозднекайнозойоких пород.

В верхнекайнозойских отложениях мощностью от 5 до 200 м, представленных чаще всего песчано-алеврито-глинистыми осадками с рассеянным грубообломочным материалом, на сейсмограммах выделяются рефлекторы Д₀, Д₁ Д₂, E₁ и Е₂. Они отвечают соответственно подошвам миоценовых, плиоценовых, плейстоценовых и голоценовых осадков и современной поверхности морского дна. Озерно-аллювиальные образования миоцена крайне фрагментарно развиты лишь в пределах внутриматериковых плит и залегают в глубоких депрессиях и палеодолинах донеогенового рельефа. Плиоценовые аллювиальные, аллювиально-морские и морские отложения выполняют узкие палеоврезы на Баренцево-Карской плите, а в пределах Печорской и Западно-Сибирской плит формируют обширные покровы мощностью до 100 м. Морские, ледниково-морские и ледниковые отложения плейстоцена слагают на всем шельфе прерывистый плащ мощностью от 5 до 75 м и более, а мощность морских голоценовых осадков редко превышает несколько метров. В верхнекайнозойской толще, по данным НСП, нередко устанавливаются пликативные и разрывные дислокации [Крапивнер и др., 1988], что свидетельствует о неотектонической активности молодых плит.

Подошва неоген-четвертичных отложений на шельфе представляет собой типичную поверхность выравнивания, разбитую новейшими движениями по активизированным древним разломам на блоки и осложненную речными палеоврезами. Начало новейшего этапа связывается с первыми деформациями исходной поверхности выравнивания. Время формирования последней, по аналогии с прилегающей сушей, где развиты палеогеновые каолинитовые и гидрослюдистые коры выветривания, соотносится с палеоцен-эоценовым временем. Так как олигоценовая эпоха совпала с общим воздыманием шельфа [Геологическое…, 1984] и формированием первой генерации речных палеодолин, а отложения этого возраста в регионе практически отсутствуют, то структурная карта по подошве неоген-четвертичных отложений, составленная в результате интерпретации сейсмограмм и кернов скважин, должна характеризовать искомые амплитуды новейших движений.

За точку отсчета при неотектоническом анализе обычно принимается современный уровень Мирового океана [Николаев, 1982] ввиду отсутствия какого-либо другого репера. Необходимо учитывать, что в позднем кайнозое он испытывал неоднократные колебания амплитудой до нескольких сотен метров, характер которых определяется путем сейсмостратиграфической интерпретации [Сейсмическая…, 1982]. На протяжении регрессивных эпох позднего кайнозоя значительная часть донеогеновых пород региона была эродирована, поэтому необходимо вводить поправку за денудацию. Для этого использована методика [Кузин, Чочиа, 1963; Кулаков, 1969; Махотина, 1982], в соответствии с которой реконструируется гипсометрическое положение кровли донеогеновых пород путем гипотетической надстройки мощности их размытой части. В случаях выходов под чехлом верхнекайнозойских осадков или на поверхности дна слоистых мезозойских и палеогеновых толщ, величина эрозионного среза устанавливалась непосредственно на сейсмограммах. На шельфе она не превышает 150-250 м, увеличиваясь близ интенсивно воздымающихся архипелагов. Зоны новейших разломов выделялись по резкому увеличению градиента изогипс подошвы верхнекайнозойского чехла, а амплитуды вертикальных смещений определялись прямо на сейсмограммах.

На рис. 1 приведена карта амплитуд новейших движений Баренцево-Карского шельфа и прилегающей суши. Максимальные нисходящие движения (до -500 м и свыше) проявились на новейшем этапе в глубоких некомпенсированных прогибах и желобах, рассекающих континентальный склон Норвежско-Гренландского суббассейна - Нордкапском, Медвежинском и Зюйдкапском, а также в приокеанических [Зархидзе и Красножен, 1984] или окраинно-шельфовых [Погребицкий, 1984] грабен-желобах, примыкающих к Евразийскому суббассейну. Значительные амплитуды новейших погружений характерны для Южно- и Северо-Баревцевской впадин и Восточно-Новоземельското прогиба (до -350 или -400 м). Наибольшие восходящие движения проявились в пределах обрамления шельфовых бассейнов - щитов, эпиплатформенных орогенов и окраинных архипелагов (до + 1000 м).

Неотектоническое районирование проводилось на основе подсчета амплитуд новейших движений и по результатам машинной обработки карт изопахит неоген-четвертичных отложений и ряда структурных карт по опорным отражающим горизонтам осадочного чехла. Как области максимальных унаследованных опусканий выделяются впадины Баренцево - Северо-Карского мегапрогиба, протягивающегося от Нордкапского желоба на юго-западе до впадины Уединения на северо-востоке. Эти погружения частично компенсированы осадконакоплением в кайнозое. Наибольшие автономные неотектонические погружения характеризуют приокеанические желоба Франц-Виктория, Святой Анны и Воронина, причем последние, будучи ограничены новейшими сбросами, являются молодыми некомпенсированными грабенами; под маломощным плащом верхнеплейстоцен-голоценовых осадков там грунтовыми трубками вскрыты породы сеномана. Формирующимся желобом такого типа является Восточно-Новоземельский прогиб, где под слоем современных осадков установлены коренные выходы мел-палеогеновых пород [Аксенов и др., 1987].

На рис. 2 приведена карта неотектонического районирования региона. Как морфоструктуры обрамления первого порядка выделены щиты, эпиплатформенные орогены и выступы складчатого основания плит, служившие в новейшее время жестким каркасом для развивавшихся шельфовых бассейнов. Среди последних отображены окраинно- и внутриматериковые плиты, в пределах которых показан ряд морфоструктур второго и третьего порядков. В составе Баренцево-Карской плиты выделены зоны ее сочленения со структурами обрамления, Баренцево - Северо-Карский мегапрогиб с рядом относительных поднятий в его пределах, зоны сочленения плиты со структурами Евразийского океанического суббассейна. Каждая из этих зон характеризовалась специфическим собственным неотектоническим режимом, а наиболее контрастные новейшие движения присущи северной периферии шельфа, где наряду с глубокими грабен-желобами в поясе приокеанических поднятий [Зархидзе и Красножен, 1984] активно воздымаются высокие краевые участки плиты - окраинные архипелаги.

Приокеанические грабен-желоба и впадины Баренцево - Северо-Карского мегапрогиба соответствуют современной зоне океанизации [Геологическое…, 1984; Морфоструктура…, 1986]. Присутствие в прогибах западной периферии шельфа морских палеогеновых и неогеновых осадков, несогласно перекрывающих кровлю апт-альбских пород [Birkenmajer, 1981], позволяет предполагать, что в дочетвертичное время, когда активно формировался Норвежско-Гренландский океанический суббассейн [Хаин, 1987], зональность шельфа была не субширотной, как ныне, а субмеридиональной; близ западного материкового склона интенсивно погружались некогда высоко поднятые области шельфа между Скандинавией и Свальбардом. В плейстоцене активно формировался Шпицбергенско-Североземельский материковый склон, и единая область сноса, существовавшая ранее в поясе приокеанических поднятий, была разбита грабенами окраинных желобов на изолированные архипелаги. Вертикальные смещения по сбросам, ограничивающим грабен-желоба, достигают нескольких сотен метров. Так как Баренцево-Карский шельф относится к континентальным окраинам пассивного типа, можно предполагать, что горизонтальные движения на новейшем этапе играли подчиненную роль. Сбросо-сдвиги, по которым заложены, в частности, многие фиорды, ортогональны бортам грабен-желобов и морфоструктурно ими контролируются. Впадины Баренцево-Северо-Карского мегапрогиба, наследующие очертания позднепалеозойско-мезозойских грабенов [Маловицкий и др., 1987], фиксируют деструктивный этап развития окраинно-материковой плиты. Восточно-Новоземельский прогиб обязан происхождением проникновению процессов погружения и деструкции в пределы Западно-Сибирской внутриматериковой плиты.

С позиции тектоники плит, активный спрединг и образование глубоководной котловины в Норвежско-Гренландском бассейне относятся к палеоцен-эоценовому [Clark, 1975] или позднеэоцен-раннемиоценовому [Хаин, 1987] времени, а проникновение срединно-океанического хребта Гаккеля из Евразийского бассейна на шельф моря Лаптевых датируется заключительными стадиями новейшего этапа [Мирлин, 1985]. Таким образом, в любом случае формирование Шпицбергенско-Североземельского континентального склона и связанные с ним относительно умеренные погружения шельфа - неотектонические процессы.

Ведущими факторами новейшего развития региона были унаследованные воздымания щитов, эпиплатформенных орогенов, выступов складчатого основания плит к краевых шельфовых поднятий, с одной стороны, а с другой - последовательная деструкция окраинно-материковой и отчасти - прилегающих внутриматериковых плит путем высокоамплитудных подвижек по сбросам, контролирующим расположение желобов и прогибов на современном шельфе. Гляциоизостатические движения, проявлявшиеся после локальных четвертичных оледенений [Гросвальд, 1983], лишь накладывались на этот глобальный процесс. Расположение эпицентров современных землетрясений подчеркивает современную сейсмичность континентальных склонов и приокеанических желобов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аксенов А.А. и др. Арктический шельф Евразии в позднечетвертичное время. М.: Наука, 1987.

2. Баренцевская шельфовая плита / Под ред. М.Л. Вербы, И.С. Грамберга. Л.: Недра, 1988.

3. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Моря Советской Арктики. Т. 9 (Под ред. И.С. Грамберга, Ю.Е. Погребицкого) Л.: Недра, 1984.

4. Грамберг И.С., Лопатин Б.Г., Погребицкий Ю.Е. Новое в геологии арктических морей СССР // Вестник АН СССР. 1981, № 2.

5. Гросвальд М.Г. Покровные ледники континентальных шельфов М., Наука, 1983.

6. Зархидзе В.С., Красножен А.С. Опыт комплексного использования геолого-геофизических данных, батиметрии и космических снимков при морфоструктурном анализе Западно-Арктического шельфа // Космогеологические методы исследования в Арктике. Л.: ПГО «Севморгеология», 1984.

7. Крапивнер Р.Б., Гриценко И.И., Костюхин А.И. Позднекайнозойская сейсмостратиграфия и палеогеография Южно-Баренцевского региона // Четвертичная палеоэкология и палеогеография северных морей. М.: Наука, 1988.

8. Кузин И.Л., Чочиа Н.Г. Методика построения карт новейшей тектоники молодых платформенных областей (на примере Западно-Сибирской низменности // Бюл. науч.-техн. информ. 1963. № 6. (50). М.: Госгеолтехиздат, 1963.

9. Кулаков Ю.Н. Опыт разработки аналитического метода реконструкции положения структурных поверхностей осадочного чехла // Исследования по тектонике, неотектонике и структурной геологии с применением количественных методов. Л.: Недра, 1969.

19. Маловицкий Я.П., Мараханов В.И., Сенин Б.В. Рифтогенез западной части Арктической континентальной окраины // Доклады АН СССР, 1987. Т. 295. № 4.

11. Махотина Г.П. Особенности развития и строения новейшей структуры Баренцево-Карского шельфа // Стратиграфия и палеогеография позднего кайнозоя Арктики. Л.: ПГО «Севморгеология», 1982.

12. Мирлин Е.Г. Раздвижение литосферных плит и рифтогенез. М.: Недра, 1985.

13. Морфоструктура Арктического бассейна Северного Ледовитого океана / Ю.Н. Кулаков, В.Д. Дибнер, Б.X. Егиазаров, Ю.Б. Казмин // Структура и история развития Северного Ледовитого океана. Л.: ПГО «Севморгеология», 1986.

14. Николаев Н.И. О принципах составления карт новейшей тектоники и неотектонического районирования // Известия ВУЗов. Геол. и разведка, 1982, № 4.

15. Погребицкий Ю.Е. Геодинамическая система Северного Ледовитого океана и ее структурная эволюция // Советская геология, 1976. № 12.

16. Погребицкий Ю.Е. Переходные зоны «материк-океан» в геодинамической системе Северного Ледовитого океана // Докл. 27 МГК. Т. 7. М., 1984.

17. Сейсмическая стратиграфия / Р.Е. Шерифф, А.П. Грегори, П. Р. Вейл и др. /М.: Мир, 1982, Т. 1-2.

18. Xаин В.Е. Основные черты геологической эволюции земной коры в пределах СССР // Известия ВУЗов. Геология и разведка, 1987, № 7.

19. Birkenmajer К. The geology of Svalbard, the western part of the Barents Sea and the continental margin of Scandinavia // The Ocean Basins and Margins. N.Y., 1981. Vol. 5.

20. Clark D.L. Geological history of the Arctic Ocean Basin // Canada’s Continental Margins / Canad. Soc. of Petrol. Geol. Calgary: Alberta, 1975.

Ссылка на статью:

Мусатов Е.Е. Неотектоника Баренцево-Карского шельфа // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 1990. № 5. С. 20-27.