| |||
Введение |
Актуальность
работы определяется необходимостью переинтерпретации всех
геолого-геофизических данных по сложному и чрезвычайно интересному
региону в свете результатов проведения последних геофизических съемок, а
также океанического бурения в глубоководной впадине и неглубокого
бурения в пределах континентальной окраины. Всеобщий интерес к
Западно-Арктической континентальной окраине вызван ее перспективностью
на обнаружение месторождений углеводородов, поэтому составленные в
рамках работы карты тектонических нарушений и мощностей осадочного чехла
могут иметь практическую ценность. Работа также может рассматриваться
как затрагивающая проблему внешней границы континентального шельфа,
имеющую стратегическое значение для арктических государств. 1. Процесс формирования основных черт морфоструктуры архипелага Шпицберген, Баренцевоморского шельфа и прилегающих районов океана был связан с изолированным развитием севера Норвежско-Гренландского бассейна, где на разных этапах эволюции располагался трансокеанический порог, отделяющий Норвежско-Гренландский и Евразийский бассейны Северного Ледовитого океана. Этому океаническому сегменту свойственна интерференция процессов океанообразования, создающая сложную интегральную картину строения этой области. 2. Складчато-надвиговый пояс Шпицбергена не связан с образованием океанического бассейна, а имеет длительную историю доокеанического развития как внутриконтинентальная структура с незначительной альпийской активизацией. 3. Аномальные черты строения хребта Книповича позволяют рассматривать его как новейшую рифтовую зону, структурно наложенную на ранее сформировавшийся океанический бассейн. Время образования хребта Книповича (поздний миоцен–ранний плиоцен) маркирует новейший этап в развитии региона, в течение которого тектонические движения характеризовались значительной вертикальной амплитудой перемещений. Наличие в пределах гребневой зоны хребта Книповича мощных толщ осадков позволяет определить пульсационный характер растяжения в пределах рифтовой долины с периодами тектонического покоя, исчисляемыми миллионами лет. 4.
Норвежско-Гренландский суббассейн существует как морской бассейн с
позднемелового времени, а образование его глубоководной котловины
происходило в два этапа – в олигоцене и в плиоцене, что определяется
влиянием последовательных процессов океанообразования в двух
океанических бассейнах – соответственно Арктическом и Атлантическом. |
Содержание работы. |
Глава 1.
Значение мезозойского и кайнозойского этапов в становлении
Норвежско-Гренландского бассейна Северного Ледовитого океана. Существующие геодинамические модели, основанные на анализе структуры аномального магнитного поля, сейсмических и батиметрических данных [Talwani & Eldholm, 1976; Ohta, 1982; Батурин, 1990; Шкарубо, 1996; 1999], предполагают многочисленные смещения оси хребта по системе поперечных разломов. Однако, более детальные батиметрические промеры не подтвердили значительных сдвиговых перемещений в пределах гребневой зоны хребта и его рифтовой долины. Сравнение батиметрических карт и карты аномального магнитного поля [Olesen et al., 1997] убедительно показывает несогласное положение современной рифтовой долины и простираний магнитных аномалий. В этой связи можно предположить, что современная рифтовая зона хребта Книповича возникла в результате перескока оси спрединга в восточном направлении, произошедшего в позднем миоцене. Новая ось растяжения при этом стремилась максимально «спрямить» свое простирание. Таким образом, детальное изучение батиметрии, сейсмоакустических профилей и материалов МОВ ОГТ, а также данных о современной сейсмичности хребта Книповича обосновывает его дискордантное положение по отношению к окружающим структурам, что позволяет связать его формирование с новейшими, наложенными тектоническими процессами. Являясь в настоящее время активным центром спрединга и характеризуясь хорошо выраженной рифтовой долиной, множеством действующих подводных вулканов, участками гидротермальной активности и современной сейсмичностью, хребет Книповича не обнаруживает четко выраженного непрерывного разрастания океанического ложа. Процессы растяжения характеризуются цикличностью: импульсы резкого усиления тектонической и магматической активности чередуются с продолжительными периодами покоя. В различных сегментах рифтовой зоны хребта импульсы растяжения с образованием нормальных или листрических сбросов и внедрения базальтовых экструзий проявляются неодновременно. Локализация океанического рифта хребта Книповича в восточной части котловины Норвежско-Гренландского бассейна, в непосредственной близости от Западно-Шпицбергенской части материковой окраины, произошла в миоценовое время. Данный вывод сделан на основе анализа сейсмических разрезов, имеющих стратиграфическую привязку по фаунистически охарактеризованным разрезам скважин глубоководного океанического бурения. Вышесказанное свидетельствует об особенностях строения хребта Книповича, аномальных для типичных срединно-океанических хребтов. Хребет Книповича представляется скорее как молодой океанический рифт, который образовался в миоценовое время, но к настоящему времени еще структурно не оформлен как срединно-океанический хребет. Эти выводы нашли отражение в одном из защищаемых положений, касающихся особенностей эволюции хребта Книповича. Глава 6. Палеогеографическая эволюция северо-восточной части Норвежско-Гренландского бассейна. Позднемеловой этап. Верхнемеловое время для исследуемой территории, как и для большей части материковой и островной суши высокоширотной Арктики, характеризовалось продолжительным перерывом в осадконакоплении, вопреки общеизвестному аномально высокому стоянию уровня моря в этот период на всей Земле. Такое несоответствие условий седиментации Арктики кривой Вэйла, по-видимому, должно объясняться тектоническими причинами. К одной из причин можно отнести троговый характер распространения верхнемелового комплекса. По косвенным данным предполагается широкое распространение верхнемеловых отложений в пределах периокеанических прогибов Евразийского и Норвежско-Гренландского суббассейнов, где они, как правило, слагают основание разреза осадочного чехла. Таким образом, проблему отсутствия верхнего мела в разрезе осадочного чехла в Западной Арктике можно объяснить ингрессией моря в сторону зарождающегося океана, периметр которого структурно определился в виде цепочки периокеанических прогибов. На противоположных окраинах Норвегии и Гренландии, в частности, на плато Воринг, меловые осадочные толщи, пронизанные палеогеновыми дайками, погружаются в сторону современной глубоководной котловины Норвежско-Гренландского суббассейна и перекрываются потоками базальтов, изливавшихся в субаэральных условиях. В пользу предположения о меловом возрасте базальных осадков периокеанических прогибов говорит резкое увеличение мощности меловых отложений в западной части Баренцевоморской окраины в сторону тогда еще не сформированного океана. Таким образом, Норвежско-Гренландский бассейн существовал как мелководный морской бассейн без магматизма океанического типа уже в позднемеловую эпоху. Затем на рубеже мела и палеогена в пределах океанической впадины наступил этап тектоно-магматической активизации, который в плитотектонической концепции именуется спрединговым. В пределах изученной области позднемеловые отложения предполагаются в периокеанических прогибах Поморском, Атка, Принца Карла, а также в открытых недавно глубоких трогах на плато Ермак, где они слагают базальные горизонты. В поле отраженных волн базальные горизонты периокеанических прогибов характеризуются хаотическими осветленными сейсмофациями, что может свидетельствовать об обстановке быстрой седиментации несортированных осадков. Область сводового поднятия архипелага Шпицберген характеризовалась аплифтом и размывом. С учетом вышесказанного позднемеловое время может расшифровываться как эпоха заложения периокеанических прогибов, очертивших край будущего океана, и подъема сопряженной части материковой окраины. По-видимому, на большей части материковой окраины и в периокеанических прогибах этот период характеризовался активными тектоническими движениями. Данные по геологии западного побережья Шпицбергена в комплексе с сейсмическими материалами по фиордам, проливам и шельфу Шпицбергена, свидетельствуют, что надвиговые движения в пределах складчато-надвигового пояса Шпицбергена начались в позднемеловое время. Палеоцен-эоценовый этап. Раннекайнозойский этап уверенно выделяется в областях, обрамляющих глубоководную котловину Норвежско-Гренландского бассейна: на Шпицбергене и в пределах Западно-Баренцевской окраины. Наличие раннекайнозойских отложений в пределах океанической области приходится только предполагать на основании корреляции сейсмических комплексов и их прослеживания с континентальной окраины, где они вскрыты бурением, в сторону океана. Расшифровке палеоцен-эоценовой истории Шпицбергена посвящен раздел диссертации Ю.Я. Лившица [Лившиц, 1970; 1974]. По его данным, палеоцен-эоценовые отложения Западно-Шпицбергенского прогиба «следует относить к группе угленосных формаций, промежуточных между платформенными и геосинклинальными». Палеоцен-эоцен относится к этапу формирования первого макроритма палеогеновой седиментации, завершившегося в конце среднего – начале позднего эоцена неравномерным подъемом территории и размывом. В палеоцене еще продолжались надвиговые движения в складчато-надвиговом поясе западного побережья Шпицбергена, которые в эоцене постепенно затухали и к началу олигоцена полностью прекратились. Об этом свидетельствует цепочка грабенов, заполненных эоцен-олигоценовыми осадками, секущих весь складчато-надвиговый пояс и выходящих далеко за его пределы, как в северном, так и в южном направлениях. При этом линейность этих прогибов не нарушена тектоническим скучиванием, которое по оценкам английских геологов может достигать 80 км. Палеоценовое время для Баренцевоморской окраины и шельфа Северо-Восточной Гренландии характеризовалось обширными опусканиями [Nottvedt et al., 1988]. По данным неглубокого бурения на Западно-Баренцевской окраине [Saettem et al., 1994], палеоценовая седиментация внутреннего моря была вызвана эрозией близрасположенного поднятия Стаппен. Преобладание илистой размерности в отложениях позднего палеоцена Западно-Баренцевской окраины и маломощные прослои песчаников свидетельствуют о суспензионном осадконакоплении с короткими периодами штормов. В пределах вулканической провинции Вестбаккен палеоценовая эпиконтинентальная обстановка сменилась в самом начале эоцена режимом растяжения, вулканизмом, заложением континентальной флексуры. Формирование континентального склона к северу, в пределах Западно-Шпицбергенской части материковой окраины, произошло позднее. Раннеэоценовое растяжение, сопровождаемое вулканизмом, последовало после быстрого опускания вулканической провинции Вестбаккен, которая оказалась перекрытой осадками, смытыми с воздымающегося поднятия Стаппен. Раннеэоценовые лавы в пределах вулканической провинции Вестбаккен покрывают площадь в 4727 кв. км [Jebsen & Faleide, 1998]. Провинция частично обнажалась в субаэральных условиях, а серии лавовых потоков заполняли и выравнивали эрозионную поверхность. Олигоценовый этап. Олигоценовое время для Норвежско-Гренландского бассейна так же, как и для Арктики в целом, является переломным. Таких наиболее значимых перестроек структурного плана северо-восточной части Норвежско-Гренландского бассейна было две – в олигоцене и в позднем миоцене. За пределами изучаемой площади, на юге Норвежско-Гренландского бассейна – на плато Воринг, в Норвежской и Лофотенской котловинах – олигоцен маркирует начало погружения океанического ложа на океанские глубины [Удинцев, 1982; Рудич, 1983]. Микропалеонтологические исследования свидетельствуют о большом разнообразии палеогеографических обстановок, что в свою очередь приводит к выводу о богатстве фаций, в которых накапливались олигоценовые осадки. Так, комплексы планктонных и бентосных фораминифер, обнаруженных на хребте Книповича [Бугрова и др., 2001], отличаются от описанных одновозрастных комплексов с архипелага Шпицберген, с Западно-Баренцевской окраины, с хребта Ховгард, Гренландско-Шпицбергенского плато, южной части Норвежского моря и плато Воринг. Вместе с тем, все микрофаунистические комплексы свидетельствуют об общей тенденции к неблагоприятной экологической обстановке, похолоданию, и, как следствие, – обеднению видового разнообразия. На Шпицбергене олигоцен характеризуется обмелением мелководного Центрального палеогенового бассейна и установлением в его пределах континентальных условий осадконакопления [Лившиц, 1974]. Флора из стурвольской свиты Центрального бассейна снизу вверх по разрезу становится более однообразной, что может свидетельствовать о похолодании. В районе пролива Форландсуннет наблюдаются наибольшие мощности олигоценовых отложений, которые характеризуются грубообломочным составом. Условия осадконакопления в районе пролива Форландсуннет характеризовались аллювиальной и в меньшей степени лагунной седиментацией [Лившиц, 1974]. Анализ сейсмических данных свидетельствует о ярко проявленном в олигоценовое время перерыве в осадконакоплении. Олигоценовое несогласие является наиболее контрастным и на Западно-Баренцевской, и на Западно-Шпицбергенской частях континентальной окраины. Микропалеонтологические данные свидетельствуют о смене мелководных фаций глубоководными. Миоцен-раннеплиоценовый этап. Миоцен-раннеплиоценовый этап характеризовался наибольшими амплитудами погружения океанического ложа, с накоплением мощных клиноформ на континентальных склонах, достаточно мощных аккумулятивных тел в области абиссали, и, соответственно, синхронным аплифтом и эрозией сопряженных континентальных окраин. Поздний миоцен отмечен
образованием специфического сейсмического комплекса, представляющего
собой оползневую толщу, возраст которой определяется стратиграфическим
перерывом на рубеже 9,8 млн. лет, ярко выраженным на кривой Вэйла. Кроме
того, этот рубеж отмечен также в виде стратиграфического перерыва в
разрезе осадков, покрывающих хребет Ховгард. Стратиграфический перерыв с
выпадением из разреза миоценовых осадков известен также в других частях
Норвежско-Гренландского бассейна (Норвежская котловина, плато Воринг и
т.д.) [Talwani,
Udintsev,
et
al., 1976]. На Шпицбергене неоген проявлен в контрастных блоковых движениях со значительной вертикальной амплитудой. К этому времени относится обновление блока-скола края шельфа, выраженного в структуре континентальной окраины в виде широкой протяженной террасы, начинающейся от плато Вестбаккен на юге и оканчивающейся у побережья северо-западного Шпицбергена. Зона разломов, по которой произошел откол этого крупного блока, во многих местах проявлена в виде грабенов и полуграбенов. Наиболее изучен грабен Форландсуннет, который изучен литологическими, палеонтологическими и палеоструктурными методами. Позднеплиоцен-четвертичный этап. Позднеплиоцен-четвертичный этап большинством исследователей в настоящее время отождествляется с развитием плавучих льдов и воздействием ледников на процессы осадконакопления, климат и ландшафты в рассматриваемом регионе. Несмотря на небольшую продолжительность данного этапа, за это время успели сформироваться очень мощные толщи позднеплиоцен-четвертичных осадков. Депоцентры осадконакопления в этот период приурочены к устьевым частям желобов-трогов, осложняющих структуру континентальной окраины Баренцева моря и Шпицбергена. Оцененные объемы осадочного материала, отложившиеся за это время на Западно-Баренцевском континентальном склоне, по оценкам норвежских исследователей, соизмеримы с Амазонским конусом выноса. Осадки этого возраста содержат большое количество каменных обломков, форма, размеры, состав и некоторые другие особенности которых свидетельствует об их ледово-морском происхождении. Выводы
по результатам палеогеографической реконструкции Исследованные в данной работе особенности геологического строения северо-восточной части Норвежско-Гренландского бассейна приводят к выводу об индивидуальных, присущих только этой части Мирового океана, особенностях развития. К ним следует отнести аномальные черты строения океанических впадин и хребтов, континентальных окраин, островной суши и шельфовых пространств, а также уникальные этапы эволюции, не характерные для остальных океанов. Налицо отличия в истории раскрытия океанического суббассейна от сопряженных, соседних с юго-запада Северной Атлантики и южной части Норвежско-Гренландского бассейна, а с северо-востока –Евразийского суббассейна. Представленная палеогеографическая реконструкция подтверждает вывод, ранее высказанный коллективом авторов [Верба, Ким и Волк, 1998] по геофизическим материалам, а позже – Г.Д. Нарышкиным [Нарышкин, 2001] по батиметрическим данным, – об отсутствии поступательного продвижения процесса океанообразования из Северной Атлантики в Северный Ледовитый океан, и, соответственно, изолированности океанических суббассейнов Арктики на ранних этапах эволюции. Вместе с тем, ряд признаков позволяет связать образование ряда тектонических структур с процессами океанообразования, происходившими в Арктике, с одной стороны, и Атлантике, – с другой. Простирание линейных магнитных аномалий древнего отмершего срединно-океанического хребта Аэгир на юго-западе Норвежско-Гренландского бассейна, магнитных аномалий палео-Книповича и аномалий Евразийского суббассейна совпадает, что свидетельствует о едином тектоническом событии, спровоцированном синхронными глубинными процессами. Образование современной морфоструктуры северо-восточной части Норвежско-Гренландского бассейна с хребтом Книповича, обязано своим происхождением влиянию Атлантики. Таким образом, был сформирован современный структурный каркас региона, образованный под воздействием процессов, происходящих в двух структурах первого порядка – Атлантическом океане, характеризующемся средним масштабом и типичными чертами строения, и Северном Ледовитом, который является миниатюрным океаном, и имеющий аномальные черты строения. Все вышесказанное находит выражение в защищаемых положениях, касающихся палеогеографии данного региона.
|
Заключение |
В результате
проведенного анализа геолого-геофизических данных, включающего обработку
широкого спектра первичных данных и результатов их интерпретации, а
также предложенной методики стало возможным разработать новую
палеогеографическую модель, независимую от известных для данного региона
теоретических моделей. Альтернативный подход в интерпретации известных
данных может дать новый взгляд на историю геологического развития и
привести к постановке актуальных проблем геологии конкретного региона. К
таким проблемам в северо-восточной части Норвежско-Гренландского
бассейна относятся: возраст и механизм образования океанической впадины;
взаимосвязь (или ее отсутствие) процессов океанообразования с
тектоническими процессами на прилегающей островной суше; значение и
место исследуемой области в общей эволюции океанических бассейнов и
Мировой системы срединно-океанических хребтов; типичность или
особенность развития Арктики в сравнении с другими регионами. Каждая из
проблем заслуживает отдельного исследования, однако, комплексное
рассмотрение всех прямых и косвенных палеогеографических сведений может
стать отправной точкой для дальнейшего изучения геологического строения
и эволюции региона. При этом в качестве кондиционной будет считаться
геологическая информация, заверенная прямыми геологическими
наблюдениями, а не построениями, основанными на интерпретации физических
полей.
|