Остров Врангеля представляет собой останец позднемезозойской горно-складчатой цепи, развитой на месте поднятия, ограничившего внутреннюю эвгеосинклинальную область мезозоид севево-востока СССР и Аляски [Геологическое…, 1984]. В структурно-тектоническом плане это изоклинальные, опрокинутые на север складки с общим падением пород на юг. В строении докайнозойского основания острова участвуют породы метаморфических (PR₂) и терригенно-осадочных (Pz, Mz) формаций [Kos’ko & Lopatin, 1989]. Ограниченно распространены магматические и метавулканитовые породы.

В морфоструктурном отношении на острове выделяются три обособленные области: на севере низменная приморская равнина Тундры Академии, на юге низменная и приподнятая приморская равнина Южной Тундры; морфоструктуры горных сооружений, протягиваются широкой полосой в центральной части острова (рис. 1). Суммарные амплитуды поднятий приморских областей достигают 50 м и только в шовной зоне увеличиваются до 100 м. На востоке Южной Тундры выделяется относительно приподнятый блок массива Гаваи с суммарными амплитудами до 150 м. Долины нижних течений рек Наша и Кларк приурочены к областям относительных опусканий. В центральной части Тундры Академии (междуречье Тундровая - Красный Флаг, 7-11 км от современного берега) выделяется блок относительного валоподобного воздымания. Морфологически оно выражено субмеридионально вытянутым увалом с относительными превышениями до 5-10 м. К востоку от долины р. Красный Флаг выделяется возвышенность Трио с относительными превышениями до 20 м.

На фоне общего воздымания выделяются отдельные морфоструктуры блоковых поднятий с суммарными амплитудами до 500 м - г. Безымянные, Западное плато, до 500-1000 м - горы Центральные, Мамонтовые, Евстифеева, Минеева, до 200-400 м - Восточное плато, Северные горы. Амплитуда воздыманий на этапах активизации неотектонических движений (поздний плейстоцен) составляют от 50 м до 250 м. Линейно вытянутые сгущения изолиний равных амплитуд приурочены к блокоразделяющим разломам (зонам) с большими градиентами смещений (пик Береговой, м. Западный - м. Фомы, западный склон гор Безымянных, северное и южное обрамления гор Центральных и Минеева). Среди массивов воздымания четко выделяются субширотные межгорные депрессии с долинными педиментами (Гусиная, Неожиданная - Мамонтовая, Нанук - Мамонтовая - Неизвестная - Красный Флаг - Кларк, Совиная - Хрустальная - Хищников - Наша).

Рельеф приморской равнины Тундры Академии ровный, сглаженный. Ее абсолютные высоты от 60-80 м у тылового шва постепенно уменьшаются на север к берегу моря. В расчистке по р. Тундровой вскрывается (абсолютная высота кровли 18 м) темно-серая плотная глина с включениями гравия и обломками створок морских третичных пелеципод. Палинологические спектры с наличием пыльцы неогеновых и мел-палеогеновых растений указывают на палеоген (?)- неогеновый возраст толщи (аналитик Р.М. Хитрова). Общий состав диатомовых (аналитик А.М. Белевич) из вышележащих песчаных отложений свидетельствуют о плиоценовой седиментации в условиях прибрежной зоны моря с соленостью, близкой к нормальной. Галечный материал представлен известняками, доломитами, песчаниками, сланцами, кварцем, кварцитом, гранитоидами. Долины крупных рек, развитых на приморской равнине, имеют широкие меандрирующие мелководные русла, террасы высотой 0,5-1,5 м, сложенные галечно-гравийным материалом с крупнозернистым песком. Северный берег острова довольно сильно изрезан, с глубоко вдающимися с сушу лагунами в дельтах рек. Береговой склон сглажен за счет интенсивных процессов термоабразии. Вдоль всего берега с «разрывами» протягивается узкий, низкий бар.

Приморская равнина Южной тундры узкой (до 10-15 км) полосой протягивается южнее горных массивов. По морфологическим особенностям и абсолютной высоте равнину можно разделить на Юго-Восточную приподнятую (от г. Гаваи до зал. Красина) и Юго-Западную низменную (от зал. Красина до м. Блоссом - м. Фомы). Поверхность ЮВ приподнятой равнины субгоризонтальна, с общим незначительным наклоном (от 100-120 м до 10-20 м) на юг. Современный берег слабо изрезан, береговой уступ высотой до 10-20 м сложен коренными породами. Большинство ручьев врезаны до 1,5-2 м, а реки Хищников, Атертон, Наша - до 3-4 м. Ширина этих долин достигает 50-100 м. В приустьевых частях крупных рек (Кларк, Наша и др.) развиты дельты с лагунами, отчлененными от моря барами, сложенными галькой, гравием и обломками пород.

На поверхности ЮЗ низменной равнины вдоль тылового шва узкой полосой протягиваются делювиальные шлейфы и конусы выноса. При малой величине вреза (3 м), днища долин широкие (до 1,5-2 км), плоские с аккумулятивными террасами высотой 0,5-1 м. Береговой уступ равнины слабо выражен, поверхность равнины полого опускается к пляжу. Пляж шириной до 30-60 м сложен галькой, гравием и крупнозернистым песком. Характерной особенностью береговой зоны является наличие длинных кос-баров и узких отчлененных лагун. Их формирование связано с направленностью вдольберегового потока с востока на запад.

Область горных сооружений характеризуется наибольшим разнообразием поверхностей и склонов: структурно-денудационные, денудационные, денудационно-эрозионные, абразионные и абразионно-денудационные, денудационные поверхности выравнивания и педименты, эрозионный и аккумулятивный рельеф речных долин, делювиально-пролювиальные шлейфы. Наибольшие высоты рельефа (до 1000 м) и относительные превышения (до 700 м) характерны для гор Центральных, Евстефеева, Мамонтовых, Минеева. В центральной части области широко развит куэстообразный рельеф. На север обращены крутые (30° и более) денудационные уступы и склоны. Формирование южных склонов горных массивов предопределено углами падения бронирующих пластов на юг. С севера и юга от центральной части горных сооружений субширотно протягиваются гряды Северная, Безымянная, Южная со сглаженными, выровненными склонами, субгоризонтальными плоскими водораздельными поверхностями с высотами 200-500 м. На междуречьях Мамонтовая - Веселый - Хрустальный - Лемминговая на поверхности с абсолютными высотами 190-200 м, а также рек Мамонтовая - Неожиданная - 160-180 м обнаружены гальки и мелкие валуны средней и хорошей окатанности. Вероятно, окатанный материал накапливается в прибрежно-морских условиях в плиоцене, синхронно с накоплением глинистых осадков, отвечающих морским фациям. Комплекс морской диатомовой флоры по видовому составу близок к комплексу, установленному в осадках на приморской равнине.

В пределах морфоструктуры горных сооружений установлен ряд межгорных депрессий, поверхности которых являются долинными педиментами. Для подчеркивания роли тектоники в заложении и формировании они названы «долинами-депрессиями». Направления их преимущественно совпадают с субширотными тектоническими нарушениями, что способствовало расчленению морфоструктуры горных сооружений на отдельные хребты. Днища долин находятся на абсолютных высотах 140-160 м, 180-220 м, 240-260 м. Поверхности «долин-депрессий» сложены делювиальными, делювиально-солифлюкционными грубообломочными с супесью и суглинком отложениями. Аллювиальные отложения кроют цоколь террас высотой до 3-5 м. Реже на рек Гусиная, Мамонтовая, Наша террасы сложены галечно-гравийными с крупнозернистым песком отложениями. Антецедентные долины (рек Хищников, Хрустальная, Мамонтовая и др.) резко отличаются от прочих и характеризуются прямолинейностью, крутыми (30° и более), часто обнаженными бортами, узкими днищами, сложенными грубо- и крупнообломочными отложениями малой мощности. Отличительной особенностью рельефа Западного плато является единый денудационный уровень вершинных поверхностей с одинаковыми абсолютными высотами (400-500 м). Восточное плато представляет собой отдельные горные небольшие массивы с абсолютными высотами до 200-400 м, разделенные широкими долинами с выположенными склонами. По западному и восточному обрамлению острова в рельефе отчетливо фиксируются уступы (от 20 до 120 м), обрывающиеся к морю.

В палеогене на о. Врангеля происходило формирование денудационных поверхностей выравнивания (педипленов и педиментов). Кора выветривания установлена на юге острова, где в береговом уступе к востоку от р. Красной обнажаются оранжевые с прослоями охристых, глины с дресвой общей мощностью 1,5-2 м. По минеральному составу в глинах преобладают каолинит 45% и гидрослюда 50-55%; хлорита до 5%. В факторной структуре малых элементов, в I факторе (вес 40%) отмечается обособление бария от всех остальных элементов. По II фактору (вес 26%) выделяются две группы: с положительными значениями - иттрий, цирконий, скандий, титан, кобальт и отрицательными - барий, медь, ванадий, хром, марганец, никель. По отношению породообразующих окислов устанавливается обогащение кор алюминием, калием, что указывает на интенсивные процессы корообразования в континентальных условиях с образованием каолинитовых зрелых глин в нейтральной среде. Таким образом, охристо-красноцветная кора химического выветривания палеогенового возраста характеризуется накоплением глинозема и кремнезема, выносом оснований и отвечает сиалитному типу выветривания в условиях семигумидного субтропического климата автономных элювиальных палеоландшафтов.

Элювиальные отложения широко распространены на вершинных поверхностях, развитых в горных массивах о.Врангеля. Отложения представлены глинисто-дресвяно-щебнистой (реже с глыбами) ассоциацией пород. Мощность элювия достигает 0,5 м. Минеральный состав глинистой составляющей элювия испытывает значительные колебания и зависит от пород субстрата. Содержания малых элементов в элювии в целом отвечают составу подстилающих пород. По отношению породообразующих окислов отмечаются значительные вариации коэффициентов, что указывает на разную интенсивность разрушения коренных пород. Глинистая часть элювия характеризуется неоднородным составом, формирующегося в кислой среде. Таким образом, в четвертичное время ведущим процессом гипергенеза является физическое выветривание в криогенных условиях автономных элювиальных ландшафтов ярусного денудационного рельефа.

Транзитный этап аллювиальной аккумуляции проявился в позднем плейстоцене и голоцене. Преобладающими из рельефообразующих процессов является глубинная эрозия (врезание) в горной части и размыв, проявившийся на приморских равнинах тундр. Эти процессы привели к образованию в большинстве речных долин инстративного аллювия, представленного гравийно-галечно-валунной ассоциацией пород. В приустьевых участках крупных рек (Мамонтовая, Наша, Кларк) формировался перстративный аллювий, представленный песчано-гравийно-галечной ассоциацией пород. Выход тяжелой фракции в аллювии колеблется в пределах 11,3-554,7 г/м³. Минеральный состав шлихов довольно однообразен. Рудные минералы и золото встречены в единичных знаках. Содержания в аллювии бария (до 7,8 кк) и хрома выше кларкового. Таким образом, образование аллювиальных отложений происходило местами в условиях относительно высоких энергетических характеристик. Однородность минералогического и геохимического составов отложений связана с тем, что размыву подвергаются терригенные толщи. Поступление рудных минералов и золота, отмеченное в центральной части острова, связано с гидротермальными карбонатно-кварцевыми и кварцевыми жилами.

К конечному этапу осадконакопления относятся морские палеоген (?) - неогеновые и прибрежно-морские осадки плиоцена, представленные глинистыми с галькой, алеврито-галечными и галечно-гравийно-песчаными разновидностями пород. Выход тяжелой фракции в прибрежно-морских осадках плиоцена составляет 42,7- 72,7 г/м³. По минералогическому составу в шлихах установлены в весовых содержаниях лимонит, гематит, хлорит, эпидот, альмандин, ильменит, циркон, лейкоксен, барит, магнетит. Шлихи мелкозернистые. Содержания в осадках бария, реже ванадия и циркония, выше кларкового. Прибрежно-морские осадки плиоцена формировались в мелководной со слабой волновой активностью и нормальной соленостью зоне палеоаквальных ландшафтов трансгрессивного цикла развития рельефа, установленного и на Чукотке [Авдюничев, 1983; Айнемер и др., 1982]. Прибрежно-морские (пляжевые) осадки голоцена представлены преимущественно галечно-гравийно-песчаным материалом. Выход тяжелой фракции колеблется в больших пределах: на западе (м. Блоссом) - 2,0-3,3 г/м³, в районе зал. Красина - 82,0 г/м³, на востоке (устьевые части рек Наша, Кларк) - 23,3-42,0 г/м³. По минералогическому составу шлихи характеризуются довольно однообразным составом. Анализ содержаний малых элементов относительно кларка свидетельствует о накоплении никеля и бария. Для некоторых элементов отмечается изменчивость содержаний, связанная с составом размываемых пород. Так, накопление меди установлено в районе м. Уэринг, хрома - м. Уэринг и зал. Красный Октябрь. Кларковое содержание золота установлено в районе лагуны Попова. Пляжевые осадки голоцена формировались в обстановке длительного ледового режима в субаквальных ландшафтах.

Характер распределения значений главных компонент (микроэлементный состав) в факторной структуре позволяет говорить о некоторых закономерностях осадконакопления рыхлых кайнозойских пород изученных районов (рис. 2). Первый фактор (вес 30%) представлен большой группой элементов, входящих в состав тяжелых минералов. По второму фактору (вес 17%) выделяется группа с медью, барием и золотом. В третьем факторе (вес 13%) группа золото-иттрий противопоставляется барию. Плиоценовые прибрежно-морские осадки, развитые на приморской равнине Тундры Академии, характеризуются накоплением титана, циркония, кобальта и скандия. Аналогичное положение занимают аллювиальные отложения в долине р. Наша. Отложения аллювия бассейна р. Мамонтовой характеризуются накоплением большинства элементов, входящих в состав тяжелых минералов. Аллювий рек Неизвестная, Лемминговая, ручья Холодный характеризуется накоплением бария, меди, золота, что видимо, связано с переработкой продуктов разрушения карбонатно-кварцевых жил с золото-сульфидной минерализацией.

Анализ обстановок седиментогенеза и рельефообразования позволил выделить ряд основных этапов в истории развития рельефа о. Врангеля.

Палеоген-миоценовый этап - общее выравнивание, формирование пенеплена-педиплена, проявление комплекса денудационных процессов, спокойный тектонический режим, формирование коры химического выветривания в гумидных климатических условиях.

Плиоценовый этап - трансгрессия, формирование приморской равнины тундр Академии и Южной, образование долинных педиментов. Суша существовала только в горной части острова, где проявлялись денудационные и эрозионные процессы. Морской бассейн характеризовался соленостью, близкой к нормальной. Следы морской аккумуляции и абразии фиксируются в современном рельефе на абсолютных высотах 180-200 м.

Ранне-среднеплейстоценовый этап - «консервация» рельефа маломощными, пассивными ледниками-снежниками в период четвертичного похолодания климата, регрессия моря (?), образование покровных отложений.

Позднеплейстоценовый-голоценовый этап - «расконсервация» рельефа, относительное потепление климата, стаивание ледников-снежников, формирование современного облика рельефа, в условиях неотектонической активизации, проявление интенсивных денудационных и эрозионных процессов в криогенных условиях, значительная перестройка гидросети острова.

   Список литературы

1. Авдюничев В.В. Ландшафтно-геоморфологические обстановки седиментогенеза в шельфовых зонах Восточной Чукотки // Осадконакопление в шельфовых зонах. Л., 1983. С. 112-120.

2. Айнемер А.И., Авдюничев В.В., Крюков Ю.В. Стратиграфия и литология кайнозойских отложений Восточной Чукотки // Стратиграфия и палеогеография позднего кайнозоя Арктики. Л., 1982. С. 114-130.

3. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых // Моря Советской Арктики. Т. 9. Л., 1984.

4. Kos'ko M.K., Lopatin B.G. Major geological features of the island of the east Siberian and Chuckchi seas and the northern coast of Chukotka // Marine Geology. 1990. Vol. 93. P. 349-367.