Данное сообщение обобщает новый фактический материал по разновозрастным офиолитовым поясам Арктического бассейна и по геодинамическим реконструкциям мезо-кайнозоя. Впервые дается трактовка циклических процессов в истории формирования от рифея (~ от 1100 млн. лет) до современного этапа.

В пределах Арктического региона Земли распознаются как офиолитовые швы с реликтами древней океанической коры палеоокеанов, так и более молодые современные океанические бассейны (рис. 1).

Реликты позднепротерозойского океанического бассейна представлены в офиолитах и зеленосланцевых поясах Тимана, Таймыра, Приколымья и о. Врангеля [Зоненшайн и др., 1990; Хаин, 2001]. Эпибайкальский неоавтохтон сложен венд-кембрийскими отложениями.

В Скандинавии, Гренландии, на островах Канадского Арктического архипелага, в хребте Брукса и на центральной Аляске известны фрагменты каледонской офиолитовой сутуры, которые с несогласием перекрыты девонско-нижнекаменноугольной молассой [Хаин, 2001]. Пространственное расположение каледонских офиолитов свидетельствует о том, что палеоокеан Япетус протягивался от Ньюфаундленда через современную Центральную Арктику и далее на территорию Северо-Американских Кордильер. Арктический сегмент Япетуса имел структурные связи с Палео-уральским океаном [Зоненшайн и др., 1990]. Закрытие восточной (североамериканской) части Япетуса в конце девона - начале карбона сопровождалось присоединением континентальных блоков сибирского происхождения к Северо-Американскому кратону.

По мнению В.И. Устрицкого [1989], Баренцево-Северокарский остаточный океанический бассейн, являющийся реликтом раннепалеозойского океана Япетус, распознается на северном положении Скандинавских каледонид.

После закрытия восточной части Япетуса со стороны Сибири началось раскрытие океанического бассейна Анюй-Ангаючам (Южно-Анюйского). Палеозойско-мезозойские офиолиты, отмечающие след палеоокеана Анюй-Ангаючам, изучены в хребте Брукса на Аляске - террейн Ангаючам, на западной Чукотке [Соколов и др., 2001] и прослеживаются по геофизическим данным на побережье Восточно-Сибирского моря [Зоненшайн и др., 1990] и в восточной части моря Лаптевых в районе Новосибирских островов [Sekretov, 2001]. Заложение палеоокеана Анюй-Ангаючам, судя по последним данным [Соколов и др., 2001], произошло в карбоне. На палеозойском этапе эволюции океан Анюй-Ангаючам, возможно, также был связан с Палеоуральским океаном. Для решения этой проблемы необходимо доказать или опровергнуть наличие палеозойских офиолитов на Таймыре.

После завершения складчатости на Полярном Урале и Таймыре граница между Европейским кратоном и Анюйским палеоокеаном могла быть представлена правым сдвигом. На протяжении всей истории развития океан Анюй-Ангаючам был отделен от Пацифики зонами конвергенции [Соколов и др., 2001а]. Закрытие океанического бассейна Анюй-Ангаючам с последующей коллизией Евразии и микроконтинента Чукотка - Арктическая Аляска произошло в раннемеловое время - 125 млн. лет назад [Зоненшайн и др., 1990; Соколов и др., 2001]. При этом микроконтинент Чукотка - Арктическая Аляска отделился от Северной Америки в результате начавшегося в позднеюрское-раннемеловое время раскрытия Канадского океанического бассейна [Grantz et al., 1998; Lawver & Scotese, 1990].

Начиная с поздней юры и на протяжении всего кайнозоя в Арктике происходит формирование современных океанических бассейнов: Канадского, Макарова, Евразийского, Норвежско-Гренландского и моря Баффина (рис. 2). Современные океанические бассейны Арктического региона характеризуются довольно сложным строением и мощным (до 8-10 км) осадочным чехлом. Они разделены между собой хребтами и поднятиями. Тем не менее, на основе интерпретации аномального магнитного поля Северного Ледовитого океана и геологических данных по обрамляющим континентальным окраинам (магматизм и осадочные формации) к настоящему времени в целом вырисовываются хронология и геометрия раскрытия этих бассейнов.

Со времени примерно 150 млн. лет назад начинается спрединг в Канадском бассейне [Зоненшайн и др., 1990; Grantz et al., 1998; Vogt et al., 1979]. По мнению большинства исследователей, раскрытие происходило по принципу ножниц с полюсом вращения в районе современной дельты р. Маккензи [Embry, 1998; Lawver & Scotese, 1990]. Чукотский микроконтинент и северная Аляска отделяются от островов Канадского Арктического архипелага, двигаясь против часовой стрелки. Чукотка, являвшаяся до этого частью Северной Америки, присоединяется к Евразии. Одновременно с началом раскрытия Канадского бассейна и движением Чукотского микроконтинента в сторону Евразии происходило закрытие палеоокеана Анюй-Ангаючам [Зоненшайн и др., 1990; Соколов и др., 2001]. При этом раскрытие Канадского бассейна могло продолжаться вплоть до времени 80 млн. лет назад [Lawver & Scotese, 1990].

Весьма неоднозначно интерпретируется тектоническая история бассейна Макарова, отделенного от Канадской котловины хребтом Альфа-Менделеева. Большинство зарубежных исследователей рассматривают бассейн Макарова как часть Канадского. Согласно другой точке зрения [Зоненшайн и др., 1990; Taylor et al., 1981], несмотря на существующие проблемы при интерпретации аномального магнитного поля, раскрытие бассейна Макарова происходило в позднемеловое-раннеэоценовое время (80-50 млн. лет назад). Интерпретация сейсмических данных MOB ОГТ, полученных в пределах северо-западной части континентальной окраины Восточно-Сибирского моря, подтвердила представления о том, что бассейн Макарова моложе Канадского, а его раскрытие могло происходить в период от 80 до 60-50 млн. лет назад [Sekretov, 2001]. При этом, начиная с середины палеоцена (60 млн. лет назад), спрединг в бассейне Макарова происходил одновременно с раскрытием Евразийского океанического бассейна, отделенного от котловины Макарова микроконтинентом хребта Ломоносова.

Евразийский бассейн является наиболее простым по строению и простирается от Гренландии на западе до моря Лаптевых на востоке. Хребет Гаккеля, являющийся активным кайнозойским центром спрединга, разделяет Евразийский бассейн на две котловины: Нансена и Амундсена. По спрединговым хребтам Северной Атлантики, Норвежско-Гренландского моря и хребту Гаккеля проходит современная граница Евразиатской и Северо-Американской литосферных плит. Уверенно интерпретируемая система линейных магнитных аномалий показывает, что раскрытие Евразийского бассейна началось со времени 64-56 млн. лет назад [Карасик, 1968; Vogt et al., 1979].

Интерпретация линейных магнитных аномалий показывает, что скорость спрединга не оставалась постоянной на протяжении всей истории раскрытия Евразийского бассейна. Примерно 33 млн. лет назад скорость разрастания океанического дна в западной части бассейна сократилась более чем в 2 раза [Vogt et al., 1979]. Интерпретация сейсмических данных MOB ОГТ, полученных в пределах юго-восточного окончания Евразийского бассейна и прилегающей части моря Лаптевых, позволила сделать вывод о том, что южнее 78°30' с.ш. вся океаническая кора была сформирована в период с 56 до 33 млн. лет назад [Секретов, 1999; Sekretov, 2002]. Этот феномен обусловлен существенными изменениями геодинамической ситуации в Северной Атлантике и Норвежско-Гренландском регионе. В период примерно с 60 до 33 млн. лет назад одновременно происходило раскрытие океанических бассейнов моря Баффина, Норвежско-Гренландского моря и Евразийского бассейна. При этом до времени 33 млн. лет назад Гренландия перемещалась по сдвигу вдоль Шпицбергена, а спрединг имел место только лишь в южной части Норвежско-Гренландского моря [Eldholm et al., 1990]. Со времени 33 млн. лет назад изменяется геометрия взаимодействия Северо-Американской и Евразиатской литосферных плит в Северо-Атлантическом регионе. Разрастание океанического дна имеет место по всей границе между Гренландией и Шпицбергеном, происходит раскрытие пролива Фрам (Шпицбергенский трансформ) и прекращение спрединга в море Баффина, вследствие чего Гренландия становится частью Северо-Американской плиты [Eldholm et al., 1990].

ВЫВОДЫ

В результате проведенного обобщения геологических и геофизических данных в пределах современного Арктического региона можно выделить два типа глобальной цикличности в тектонической эволюции океанических бассейнов (см. рис. 2).

Первый тип цикличности начиная с позднего протерозоя и до позднего мезозоя - эпоха полных циклов тектонической эволюции океанических бассейнов, известных под названием циклов Вильсона. Реконструируются три полных цикла формирования и закрытия океанов с последующей коллизией континентальных блоков и орогенезом - позднепротерозойский, ранне-среднепалеозойский и позднепалеозойский - позднемеловой (до времени 80 млн. лет назад). Характерной особенностью этого типа цикличности является то, что формирование каждого нового океанического бассейна, вероятно, являлось причиной закрытия ранее существовавшего. Палеоокеаны в современной Арктике достоверно распознаются только по реликтам древней океанической коры - офиолитовым сутурам.

Второй тип цикличности начиная с позднего мезозоя (80 млн. лет назад) и по настоящее время - это эпоха «консервации» ранее существовавших океанических бассейнов: раскрытие нового океана - бассейны Макарова, Евразийский, Норвежско-Гренландский и моря Баффина - не сопровождается закрытием ранее существовавшего. Спрединг прекращается, на океанической коре формируется мощный осадочный чехол, но закрытия палеоокеанов с отмершими осями спрединга - Канадского, Макарова и моря Баффина - не происходит (незавершенный цикл Вильсона).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 00-07-90000 и 01-05-64535).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.M. Тектоника литосферных плит территории СССР. М.: Недра. 1990. Т. 2. 336 с.

2. Карасик A.M. В кн.: Геофизические методы исследования в Арктике. Л., 1968. С. 8-25.

3. Секретов С.Б. Тектоника юго-восточного окончания Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана // ДАН. 1999. Том 367. № 5. С. 660-663.

4. Соколов С.Д., Бондаренко Г.Е., Морозов О.Л. и др. // ДАН. 2001. Т. 376. № 1. С. 76-80.

5. Соколов С.Д., Бондаренко Г.Е., Морозов О.Л., Лучицкая М.В. // Бюл. МОИП. Отд. геол. 2001. Т. 76. № 6. С. 24-37.

6. Устрицкий В.И. Проблемы нефтегазоносности Мирового океана. М.: Наука, 1989. С. 182-191.

7. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). М.: Науч. мир, 2001. 606 с.

8. Eldholm О., Skogseid J., Sundvor Е., Myhre A.M. The Geology of North America. V. 50. The Arctic Ocean Region. Boulder (Col.): Geol. Soc. Amer. 1990. P. 351-364.

9. Embry A.F. Counterclockwise Rotation of the Arctic Alaska Plate: Best Available Model or Untenable Hypothesis for the Opening of the Amerasia Basin // Polarforschung. 1998. Bd. 68. S. 247-255.

10. Grantz A., Clark D.L., Phillips R.L. et al. Phanerozoic Stratigraphy of Northwind Ridge, magnetic anomalies in the Canada Basin and the geometry and timing of rifting in the Amerasia Basin, Arctic Ocean // Geol. Soc. Amer. Bull. 1998. V. 110. №. 6. P. 801-820.

11. Lawver L.A., Scotese C.R. The Geology of North America. V. 50. The Arctic Ocean Region. Boulder (Col.): Geol. Soc. Amer., 1990. P. 593-617.

12. Sekretov S.B. Northwestern margin of the East Siberian Sea, Russian Arctic: seismic stratigraphy, structure of the sedimentary cover and some remarks on the tectonic history // Tectonophysics. 2001. V. 339. №. 3/4. P. 353-383.

13. Sekretov S.B. Structure and tectonic evolution of the Southern Eurasia Basin, Arctic Ocean // Tectonophysics. 2002. V. 351. № 3. P. 193-243.

14. Taylor P.T., Kovacs L.C., Vogt P.R., Johnson G.L. Detailed aeromagnetic investigation of the Arctic Basin: 2 // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. P. 6323-6333.

15. Vogt P.R., Taylor P.T., Kovacs L.C., Johnson G.L. Detailed aeromagnetic investigation of the Arctic Basin // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 1071-1089.

Ссылка на статью:

Бондаренко Г.Е., Секретов С.Б. Глобальная цикличность в тектонической эволюции океанических бассейнов Арктического региона Земли // ДАН. 2003. Том 388. № 5. С. 646-650.