Остров Врангеля расположен на границе Восточно-Сибирского и Чукотского морей и соответствует поднятой выше уровня моря части Врангелевско-Геральдской дуги (Врангелевской) (рис. 1). Последняя представляет собой протяженное линейное поднятие фундамента осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа, которое прослеживаeтся от Восточно-Сибирского моря до м. Лисбурн на Аляске. Врангелевско-Геральдская дуга соответствует фронту поздних мезозоид (поздних киммерид) Новосибирско-Чукотской складчатой области.

Остров Врангеля имеет складчато-надвиговую структуру [Тильман и др., 1970; Тектоника…, 1970; Kosko et al., 1993]. Деформации были связаны с коллизионными процессами в конце неокома и завершившимися в предаптское время [Sokolov et al., 2009]. В результате сформировались Новосибирско-Чукотская складчатая область и Южно-Анюйская сутура (ЮАС). Характер и последовательность коллизионных деформаций были детально изучены в ЮАС [Sokolov et al., 2009]. На первом этапе комплексы ЮАС были шарьированы в северном направлении на пассивную окраину Чукотского микроконтинента. На завершающих этапах произошли ретрошарьяжи южной вергентности и правосторонние сдвиговые деформации.

Геологические комплексы о. Врангеля представлены позднепротерозойскими–раннекембрийскими (?) метаморфическими образованиями (врангелевский комплекс), карбонатными и терригенными отложениями верхнего силура-триаса (рис. 2) и локально обнажающимися в северной части острова терригенными отложениями верхнего мела (?)-кайнозоя [Тильман и др., 1970; Тектоника…, 1970; Kosko et al., 1993].

Все доверхнемеловые комплексы острова в различной степени вовлечены в интенсивные складчато-надвиговые деформации преимущественно северной вергентности. Повсеместно развит кливаж южного падения [Тильман и др., 1970; Тектоника…, 1970; Kosko et al., 1993; Вержбицкий и др., 2010]. Складчато-надвиговый ансамбль нарушен диагональными разломами северо-западного простирания с правосдвиговой компонентой смещений. Согласно [Kosko et al., 1993], амплитуда горизонтального смещения по отдельным надвигам до 3 км, а по правосторонним сдвигам 1 км. Таким образом, общий структурный план о. Врангеля хорошо коррелируется с коллизионными деформациями, установленными в ЮАС и на Чукотке.

Проведенные в 2006 г. мезоструктурные наблюдения в центральной и западной частях о. Врангеля (рис. 2) подтвердили, что позднемезозойская складчато-надвиговая структура северной вергентности была сформирована в условиях субмеридионального сжатия. В некоторых случаях были отмечены небольшая левосдвиговая или правосдвиговая компоненты, сопровождавшие надвиговые смещения. Во многих точках были также зафиксированы парагенезы более поздних (постколлизионных) деформаций.

Принципиально новым результатом мезоструктурных исследований (рис. 2) является установление различных структурных стилей в каменноугольных-триасовых (субширотное простирание компрессионных структур) и силурийских-нижнедевонских комплексах (субмеридиональное простирание). Этот факт и присутствие конгломератов в отложениях верхнего девона, нижнего карбона [Тильман и др., 1970; Тектоника…, 1970] заставляют предполагать наличие между рассматриваемыми комплексами структурного несогласия.

Структурообразование в условиях субширотного сжатия в силурских-нижнедевонских отложениях (рис. 2б), вероятно, произошло в среднедевонско-позднедевонское время, что в общем соответствует элсмирской орогении, характерной для Арктической Аляски и Канадского Арктического архипелага [Sherwood et al., 2002; Grantz et al., 2011]. Отметим, что простирание позднедевонского(?)-юрского рифтового трога Ханна к северу от Геральдской зоны надвигов связывают с его заложением вдоль субмеридиональных компрессионных структур позднекаледонского (элсмирского) фундамента [Sherwood et al., 2002]. Недавно в российском секторе Чукотского моря к северу от фронтальных надвигов Врангелевской дуги был выделен Центрально-Чукотский рифтогенный прогиб сходной ориентировки и генезиса [Малышев и др., 2010].

Таким образом, появились первые свидетельства проявления на о. Врангеля и прилегающих частях шельфа элсмирского орогенеза [Малышев и др., 2010]. В этой интерпретации бимодальный раннекарбоновый магматизм [Kosko et al., 1993; Моисеев и Соколов, 2009] может быть связан с постэлсмирским рифтогенезом.

В нескольких точках наблюдений были установлены субмеридиональные структуры сжатия, наложенные на раннемеловой генеральный складчато-надвиговый структурный план северной вергентности, однако найти геологические доказательства возраста этого этапа деформаций не удалось.

Сопоставление полученных на острове структурных данных с опубликованными сейсмическими материалами [Вержбицкий и др., 2010] указывает на проявление более позднего второстепенного этапа сжатия предположительно в конце позднего мела-палеоцене (рис. 3). Эпизод сопровождался интенсивным воздыманием, эрозией, пенепленизацией и сопоставляется со временем формирования среднебрукского (MBU) углового несогласия Арктической Аляски и шельфа Чукотского моря [Вержбицкий и др., 2010; Drachev et al., 2010]. Это событие могло быть связано с предполагаемой в ряде работ конвергенцией Северо-Американской и Евразиатской плит [Drachev et al., 2010; Gaina et al., 2002]. Не исключено, что постнеокомский этап близширотного сжатия на о. Врангеля может отвечать именно структурообразованию в конце позднего мела, как это предполагают для Лаптевоморского региона [Gaina et al., 2002].

Последний зафиксированный полевыми наблюдениями структурный парагенез на острове представлен сбросовыми и сдвиго-сбросовыми (преимущественно с правосдвиговой компонентой) смещениями, наложенными на поверхности напластования, кливажа и мезомасштабных взбросо-надвигов северной вергентности. Помимо этого были установлены многочисленные трещины отрыва (минеральные жилы) субширотного и северо-западного-юго-восточного простираний, также наложенные на компрессионные структуры. Данные наблюдения свидетельствуют о смене в постнеокомское время режима сжатия на растяжение, близкое к субмеридиональному - северо-восточному-юго-западному.

Исходя из опубликованных ранее сейсмических материалов по Врангелевской дуге (рис. 3), этот этап растяжения и правосторонней транстенсии проявился уже после завершения среднебрукского сжатия и воздымания - в палеоцене-эоцене [Вержбицкий и др., 2010]. Мы сопоставляем данный этап деформации с раскрытием заложенного на позднемезозойском складчатом основании регионального Южно-Чукотского (Хоуп) рифтогенного прогиба, заполненного по большей части кайнозойскими отложениями и развивавшегося при существенном влиянии правосдвиговых смещений [Вержбицкий и др., 2010; Натальин, 1999; Drachev et al., 2010; Tolson, 1987].

Региональные эпизоды растяжения, связываемые с пермо-триасовым рифтингом [Тектоника…, 1980; Соколов и др., 2009] и апт-альбским орогеническим коллапсом поздних мезозоид Чукотского п-ова [Натальин, 1999], в районе Врангелевской дуги были, очевидно, в значительной мере затушеваны последующими соответственно раннемеловыми и среднебрукскими компрессионными событиями.

Таким образом, в фанерозойской структуре (после становления врангелевского метаморфического комплекса) о. Врангеля установлены по крайней мере четыре этапа деформаций. Наиболее древний был связан с девонской элсмирской орогенией. Следующий главный этап вызвал образование складчато-надвиговой структуры северной вергентности и соответствовал позднекиммерийской орогении, произошедшей в конце неокома. Оба этапа структурной эволюции хорошо согласуются с ротационной моделью раскрытия Канадской котловины [Grantz et al., 2011] в результате отрыва Чукотского микроконтинента от Канадского Арктического архипелага и последующей его коллизии с Евразией в конце неокома.

Два последующих этапа постколлизионных деформаций характеризовались сжатием в конце позднего мела-палеоцене, которое соответствует среднебрукскому угловому несогласию, и субмеридиональным растяжением (палеоцен-эоцен), приведшим к образованию Южно-Чукотского рифтогенного прогиба.

Авторы статьи признательны сотрудникам Государственного природного заповедника «Остров Врангеля» за помощь при проведении полевых работ, ОАО «Газпром нефть», Федеральному агентству по науке и инновациям РФ, геофизической компании Ти Джи Эс (TGS), Департаменту «Моргео» Федерального агентства по недропользованию, CALE, РФФИ (грант № 14-05-00031), НШ-2981.2014.5 за поддержку данных исследований на различных этапах их проведения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тильман С.М., Богданов Н.А., Бялобжеский С.Г., Чехов А.Д. В кн.: Геология СССР. Т. XXVI. Острова Советской Арктики. М.: Недра, 1970. С. 377-404.

2. Тектоника континентальных окраин Северо-Запада Тихого океана / Под ред. М.С. Маркова, Ю.М. Пущаровского, С.М. Тильмана, В.С. Федоровского, Н.А. Шило. М.: Наука, 1980. 285 с.

3. Kos’ko M.K., Cecile M.P., Harrison J.C., Ganelin V.G., Khandoshko N.V., Lopatin B.G. Geology of Wrangel Island, between Chukchi and Siberian Seas, Northeastern Russia: // Bull. Geol. Surv. Canada. 1993. V. 461. 102 p.

4. Sokolov S.D., Bondarenko G.Ye., Layer P.W., Kravchenko-Berezhnoy I.R. South Anyui suture: tectonostratigraphy, deformations, and principal tectonic events // Stephan Mueller Publ. Ser. 2009. V. 4. P. 201-221.

5. Вержбицкий В.Е., Соколов С.Д., Франтцен Э.М., Тучкова М.И., Банников Г.А. Тектоническая структура, осадочные бассейны и перспективы нефтегазоносности шельфа Чукотского моря (Российская Арктика) // Газовая пром-сть. Спец. вып. Газ и нефть Востока России. 2010. №654. C. 32-37.

6. Sherwood K.W., Johnson P.P., Craig J.D., Zerwick S.A., Lothamer R.T., Thurston D.K., Hurlbert S.B. Structure and stratigraphy of the Hanna Trough, U.S. Chukchi Shelf // Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 2002. V. 360. P. 39-66.

7. Grantz A., Yart P.E., Childers V.A. Geology and tectonic development of the Amerasia and Canada Basins, Arctic Ocean // Mem. Geol. Soc. London. 2011. V. 35. P. 771-799.

8. Малышев Н.А., Обметко В.В., Бородулин А.А. Оценка перспектив нефтегазоносности осадочных бассейнов Восточной Арктики // Науч.-техн. вестн. ОАО НК «Роснефть». 2010. № 1. С. 20-28.

9. Моисеев А.В., Соколов С.Д. Геохимическая характеристика палеозойских основных вулканитов о-ва Врангеля. В сб.: Материалы XLII Тектон. совещ. «Геология полярных областей Земли». М.: Геос, 2009. Т. 2. С. 62-69.

10. Drachev S.S., Malyshev N.A., Nikishin A.M. Tectonic history and petroleum geology of the Russian Arctic Shelves: an overview. In: Proc. VII Petroleum Geology Conf. // Geol. Soc. London. 2010. V. 7. P. 591-619. doi: 10.1144/0070591.

11. Gaina C., Roest W.R., Muller R.D. Late Cretaceous - Cenozoic deformation of northeast Asia // Earth and Planet. Sci. Lett. 2002. V. 197. P. 273–286.

12. Tolson R.B. Geology and Resource Potential of the Continental Margin of Western North America and Adjacent Ocean Basins: Beaufort Sea to Baja California. Earth Science Series. Houston (TX): Circum-Pacific Council for Energy and Mineral Resources, 1987. V. 6. P. 59-71.

13. Натальин Б.А. Позднемеловые - третичные деформации Чукотского полуострова (Магаданская область) и происхождение бассейна Хоуп и надвигового пояса Геральда (Чукотское море) // Геотектоника. 1999. № 6. С. 76-93.

14. Соколов С.Д., Леднева Г.В., Пиис В.Л. Новые данные о возрасте и происхождении магматических образований Колючинской губы (Восточная Чукотка) // ДАН. 2009. Т. 425. № 6. С. 785-789.

15. Miller E.L., Toro J., Gehrels G., Amato J.M., Prokopiev A., Tuchkova M.I., Akinin V.V., Dumitru T.A., Moore T.E., Cecile M.P. New insights into Arctic paleogeography and tectonics from U-Pb detrital zircon geochronology // Tectonics. 2006. V. 25. TC3013. doi: 10.1029/2005TC001830.