В результате анализа сейсмических профилей МОГТ и карт потенциальных полей на Лаптевоморском шельфе выделен ряд областей, отличающихся амплитудой и градиентом структур, полнотой разреза чехла, особенностями его строения и взаимоотношений с фундаментом. Реконструирована история формирования осадочного чехла моря Лаптевых. Показано, что структуры Сибирской платформы не имеют шельфового продолжения. Осадочный чехол всего Лаптевоморского бассейна представлен К₂ - Kz терригенными породами, сформированными на складчатом позднекиммерийском фундаменте. Обоснованы блоковое строение бассейна и постседиментационный характер грабенов и горстов восточной части моря Лаптевых, образовавшихся лишь к началу плиоцена, а не в палеогене, как это принято большинством исследователей. На остальной части шельфа в течение всего кайнозоя существовал единый осадочный бассейн простого регрессивного строения. Дана оценка связи спрединговых процессов в океане с историей развития основных структур Лаптевоморского шельфа.  

Ключевые слова: море Лаптевых, осадочные бассейны, тектоника, геодинамика.

Лаптевоморский бассейн (ЛБ) занимает особое положение среди арктических шельфов России. Он расположен на стыке трех разновозрастных надпорядковых тектонических структур: древней Сибирской платформы, позднемезозойской Верхояно-Колымской складчатой системы и молодого Евразийского океанического бассейна со срединным хр. Гаккеля. Особенности географического положения ЛБ в сочетании со слабой сейсмической изученностью определили основные проблемы в расшифровке его геологического строения.

Многие отечественные исследователи рассматривают западную и центральную части Лаптевоморского шельфа как акваториальное продолжение древней Сибирской платформы с докембрийским фундаментом и осадочным чехлом от рифея до кайнозоя. В восточной части ЛБ фундамент представлен шельфовым продолжением позднекиммерийских верхояно-колымских складчатых сооружений [Виноградов и др., 1976; Геологическое строение…, 1984; Геология…, 2004; Иванова и др., 1989]. В такой трактовке Оленекская зона позднемезозойских складок считается внутриплатформенной, отделяющей от Сибирской платформы ее северо-восточную шельфовую часть. Граница между разновозрастным фундаментом проводится по Лазаревскому разлому, установленному по результатам сейсмических работ. Считается, что разлом хорошо выражен в гравитационном поле, но не отражается в магнитном [Геология…, 2004]. К западу от разлома резко возрастает мощность осадочного чехла до 10- 14 км за счет нижнего рифейско-раннемелового этажа, широко развитого на Сибирской платформе.

Возраст фундамента западной и центральной частей ЛБ первоначально считался карельским, аналогичным фундаменту Сибирской платформы [Геологическое…, 1984]. В последних работах на основании анализа геофизических полей и наличия верхнерифейских терригенных отложений в разрезе усть-оленекской скважины принят гренвильский возраст фундамента лено-таймырской части ЛБ [Геология…, 2004]. Аргументация сторонников выделения древнего параплатформенного осадочного комплекса на большей части ЛБ основана на высоких сейсмических скоростях в нижней части разреза чехла, резком увеличении мощности осадочного чехла к западу от Лазаревского разлома и появлении дополнительных сейсмокомплексов в низах разреза чехла.

Альтернативная точка зрения на возраст, природу фундамента и стратиграфический объем осадочного чехла ЛБ высказана некоторыми отечественными и практически всеми западными исследователями [Виноградов и др.. 2004; Виноградов и Драчев, 2000; Drachev et al., 1998; Franke et al., 2000; Paech et al., 2000]. По их мнению, чехол Сибирской платформы не продолжается на шельф моря Лаптевых. На основании анализа материалов многоканального сейсмопрофилирования методом отраженных волн Оленекская зона складок является узкой западной ветвью мезозоид Северо-Востока России, вырождающихся в теле Сибирской платформы, тогда как другая ветвь мезозоид продолжается на шельф, участвуя в структуре его основания. Соответственно чехол ЛБ повсеместно представлен верхемеловыми - кайнозойскими или только кайнозойскими терригенными толщами, образующими собственно бассейновый плитный этаж на складчатом позднекиммерийском фундаменте. Лазаревский разлом трактуется как сброс с амплитудой смещения разреза осадочного чехла до 5- 7 км .

Если отечественные представители этой концепции развития ЛБ подтверждают свою точку зрения анализом конкретных сейсмических разрезов и результатами наблюдений в бухте Буор-Хая и на мысе Цветкова (Таймыр), то западные ученые определяют стратиграфический объем чехла ЛБ формально, исходя из плитно-тектонической парадигмы. Логика очевидна: поскольку общепринято, что ЛБ как единая область седиментации сформировался одновременно с раскрытием Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана (СЛО), то в соответствии с магнитостратиграфическими данными осадочный чехол накапливался преимущественно в кайнозое. Возраст и природу фундамента они даже не рассматривают. Большую мощность осадочного чехла в западной части ЛБ объясняют рифтогенной природой верхнемеловых - палеоценовых отложений Южно-Лаптевского прогиба, заложившегося на позднемезозойском складчатом основании в начале спрединговых процессов в СЛО.

Расхождения в определении стратиграфического объема осадочного чехла западной части моря Лаптевых в значительной мере обусловлены ее низкой сейсмической изученностью. Другими причинами являются полное отсутствие глубоких скважин на акватории ЛБ и недостаточная надежность данных сейсмических скоростей. В такой ситуации имеющиеся значения потенциальных полей малопригодны для выявления конкретных структур в регионе.

Независимо от взгляда на возраст и природу фундамента и осадочного чехла ЛБ, традиционно считается, что кайнозойская история Лаптевоморского шельфа как единого седиментационного бассейна связана с разрывом континентальной литосферы и раскрытием Евразийского океанического бассейна, начавшимися в конце палеоцена и продолжающимися с различной интенсивностью до настоящего времени. Единая полоса землетрясений хр. Гаккеля на море Лаптевых делится на две ветви: одна продолжает срединный хребет на восточной части шельфа, а другая проходит по Южно-Лаптевскому прогибу в его западной части. Анализ землетрясений показал, что в восточной сейсмоактивной зоне во время землетрясений доминирует механизм растяжения, тогда как в Лено-Таймырской зоне на западной окраине ЛБ преобладает субгоризонтальное сжатие [Геология…, 2004]. В то же время есть данные о кайнозойском сжатии в отложениях Новосибирских островов, компенсирующем растяжение на шельфе моря Лаптевых [Савостин и Драчев, 1988].

Подавляющая часть исследователей считает, что структура ЛБ представляет собой систему разномасштабных линейных прогибов и грабенов, заполненных морскими, прибрежно-морскими и континентальными терригенными осадками верхнемелового - миоценового возраста и перекрытых покровным плащом плиоцен-четвертичного комплекса [Геология…, 2004; Drachev et al., 1998; Franke et al., 2000]. Грабены трактуются как рифты, поскольку нередко имеют линейную форму, асимметричный поперечный профиль, четкое ограничение разломами со смежными горстами. Установлен подъем поверхности М под грабенами и к ним приурочены зоны сгущений эпицентров землетрясений. Считается, что интенсивность расширения рифтогенных прогибов на шельфе Л Б зависит от скорости спрединга в океане. Количество грабенов, их форма и размеры разные у разных исследователей [Виноградов и др., 2004; Геология…, 2004; Drachev et al., 1998; Franke et al., 2000].

Этапность формирования бассейнового комплекса ЛБ связывают с этапностью раскрытия Евразийского бассейна. В верхнем мелу - палеоцене на шельфе происходит доспрединговое растяжение коры, сопровождающееся накоплением в возникших прогибах большого объема обломочного материала, сносимого с Таймыра, Верхоянья, Северной Земли и севера Сибири. С конца палеоцена до начала плиоцена одновременно со спредингом в океане на шельфе продолжают расширяться существующие прогибы и закладываться новые. Наконец, с плиоцена в результате смещения полюса вращения на шельфе ЛБ происходит замедление рифтогенеза. Начинает формироваться покровный комплекс.

Такой сценарий формирования рифтов в ЛБ поддержан не всеми. По результатам анализа региональных сейсмических профилей, выполненных на севере Лаптевского шельфа, на континентальном склоне и южной оконечности Евразийского бассейна был сделан вывод, что основная фаза спрединга в океане и континентальный рифтогенез на шельфе приходятся на палеоцен - эоцен. В это время в ЛБ формируется синрифтовый комплекс, представленный аллювиальными песчано-глинистыми толщами. Уже в середине олигоцена прекращаются формирование океанической коры и процессы растяжения на шельфе, создается пострифтовый комплекс преимущественно морских турбидитовых толщ [Sekretov, 2002].

Однако новая интерпретация сейсмических данных по Евразийскому бассейну позволила усомниться в реальности плитно-тектонической трактовки последовательности событий при формировании основных структур осадочного чехла ЛБ. В ряде работ была показана ограниченная роль спрединга в формировании осадочного чехла Евразийского бассейна. Время начала спрединга и заложения хр. Гаккеля ограничено 13 - 6-5 Ма, что соответствует началу олигоцена либо миоцену [Дараган-Сущова и др., 2004; Ким и др., 1999; Поселов и др., 1998]. Можно предположить, что рифтогенез на Лаптевском шельфе значительно моложе, чем это предполагалось ранее. Намечено также континентальное продолжение хр. Ломоносова. Им является Новосибирская система горстов и грабенов, поперечный профиль которой полностью соответствует поперечному профилю хр. Ломоносова [Виноградов и др., 2004].

Из обзора существующих представлений о геологическом строении ЛБ следует, что ключевыми для геологии региона являются ответы на два вопроса: продолжается ли осадочный чехол Сибирской платформы на Лаптевоморский шельф и каким образом спрединговые процессы в Евразийском бассейне влияют на формирование одновозрастных структур ЛБ. Есть и другой важный вопрос геологии ЛБ, связанный с ключевыми и требующий более определенного решения: геометрия рифтов, их количество и возраст синрифтового комплекса заполнения [Drachev, 2000]. Наш взгляд на поставленные вопросы, основанный на интерпретации сейсмических профилей МОГТ и дополненный анализом карт потенциальных полей, является предметом настоящей работы.

Фактический материал и методика обработки.

Для решения поставленных задач был использован ряд профилей МОГТ, пересекающих различные структуры моря Лаптевых. Выбор профилей определялся их геологической информативностью и региональным характером. Для более надежной стратиграфической привязки выделенных сейсмических комплексов привлекались также профили, максимально приближенные к береговому обрамлению с разрезами по скважинам и естественным обнажениям.

Достоверность стратиграфической привязки отражающих горизонтов (ОГ) определяется изученностью геологии прилегающей суши. Всего надежней привязка ОГ на материковом и островном обрамлениях Хатангского залива и в юго-западном секторе ЛБ, где на суше пробурен ряд глубоких скважин. Стратиграфическое расчленение чехла восточной части ЛБ обеспечено наземными наблюдениями на Новосибирских островах и данными картировочного бурения. Прослеживание региональных отражающих границ на остальной части бассейна основано исключительно на использовании методики сейсмостратиграфического анализа и привязке ОГ к основным геологическим событиям в регионе.

Сеть сейсмических профилей представлена фондовыми материалами ОАО Мурманской арктической геофизической экспедиции (МАГЭ) и цифровыми материалами в формате SEGY немецкой фирмы BGR, переданной авторам в рамках совместного научного сотрудничества. Поскольку профили МАГЭ были на бумажных носителях, их пришлось оцифровывать и заново обрабатывать. Работы по реконструкции сопровождались лицензионным математическим обеспечением GEOSCAN фирмы SPECTRUM на платформе SUN рабочей станции. Результаты представлены в сейсмическом формате SEGY.

Программы реконструкции предусматривают предварительную подготовку DSI-файла для оцифровки (DCPI, PFIL, SQUP); саму оцифровку, включающую несколько обрабатывающих модулей (DSR3, DSR4, DSR5) для разного качества исходного материала; программу коррекции времени дискретизации (RSAM); программы вычитания остающихся после предварительной обработки марок времени (TFIN+ZFIN); набор сервисных программ, улучшающих качество результата реконструкции (коррекция истинных времен, улучшение соотношения сигнал/помеха и т.п.); программы записи на диск или магнитную ленту. Такой граф обработки позволяет с более высокой степенью точности воспроизвести сейсмическую запись с временного разреза, хранящегося на бумажном носителе.

Временные разрезы формата SEGY конвертированы в сейсмическую обрабатывающую систему SDS3 PC, в которой выполнены следующие процедуры: перевод реконструированного разреза в формат R4 SDS-3; восстановление усиления - GAIN (умножение на постоянный коэффициент позволяет сохранить очень слабые выборки на разрезе); полосовая фильтрация - FILVTX (с целью повышения соотношения сигнал/помеха, что составляло в нашем случае диапазон пропускания 5-70 Гц); балансировка трасс - ARN (с целью коррекции нулевой линии трасс, которая по причине неравномерной протяжки сканирования может иметь колебание в ту или иную сторону); когерентная фильтрация - AMCOD (из-за наличия большого уровня шума, затрудняющего уверенное выделение полезных отражений, который и подавлялся с помощью этого «фильтра по направлению»); получение растрового изображения временного разреза - формат JPG; перевод полученного временного разреза в формат SEGY.

Сравнение временных разрезов до и после реконструкции указывает на их вполне приемлемое качество для решения задач структурных построений.

Наша интерпретация волновых полей сейсмических профилей показала, что на большей части ЛБ мощность осадочного чехла значительно меньше (нередко в два раза), чем это следует из варианта интерпретации МАГЭ (рис. 1). Особенно это относится к западной и центральной частям ЛБ (профили 87722 и 87723-2), где ниже регионально распространенных слоистых комплексов отмечается остаточная слоистость, связанная с дислоцированными породами более древних комплексов. Эту часть волнового поля с остаточной фрагментарной слоистостью мы считаем характерной для фундамента и проводим подошву чехла по появлению в сейсмическом разрезе устойчивых выдержанных слоистых комплексов. Максимальная мощность осадочного чехла в наиболее погруженной части ЛБ не превышает 6-8, а не 10- 14 км , как это принято большинством исследователей [Геология…, 2004 и др.].

Районирование. Корреляция ОГ на сейсмических профилях, дополненная анализом карт потенциальных полей, показала, что по амплитудам и градиентам современных структур можно выделить юго-западную, центральную и восточную области шельфа, отличающиеся полнотой разреза чехла, особенностями его строения и взаимоотношений с фундаментом. На картах потенциальных полей (рис. 2, а, б) отчетливо видно, что центральная область (блок) занимает большую часть Лаптевоморского шельфа и является единой структурой, характеризующейся наименьшим градиентом магнитных и гравитационных полей. Особенно это заметно на карте гравитационного поля, где центральный блок с юго-запада, востока и севера окружен высокоградиентными юго-западной и восточной областями и впадиной СЛО (рис. 2, а). Анализ большого количества карт различных модификаций аномального магнитного поля и горизонтального и вертикального градиентов гравитационного поля показал, что везде, где на море Лаптевых рассматривается слой глубже 10 км , центральный блок представлен единой областью со спокойным магнитным и гравитационным полями. Это указывает на одинаковую природу фундамента в пределах всей центральной области.

Юго-западная область охватывает акватории Хатангского и Оленекского заливов и узкую прибрежную полосу шельфа моря Лаптевых. ОГ привязаны к Усть-Оленекской и другим скважинам на побережье и ближайшем шельфе. Область представлена типично платформенным чехлом Сибирской платформы с древним докембрийским фундаментом, предельно пологими структурами и наиболее полным стратиграфическим разрезом чехла от рифея до молодых отложений (рис. 1, пр. 85701). Стратиграфическая привязка сейсокомплексов - рифейско-кембрийский(?) - силурийский: ОГ F (VI) - ОГ VIII; девонско-нижнекаменоугольный: ОГ VIII - ОГ VII; верхнекаменноугольно-пермский: ОГ VII - ОГ V; триасовый: ОГ V - ОГ III; юрско-нижнемеловой: ОГ III - ОГ II.

Основные доказанные стратиграфические несогласия со следами размыва и иногда с корами выветривания приурочены к кровле рифея и подошвам верхнего карбона, триаса и юры и делят разрез чехла на крупные седиментационные трансгрессивно-регрессивные циклы.

Мощность сейсмокомплексов выдержана по всему разрезу. Амплитуда структур не превышает 2 км на 100 км вкрест простирания. Общая мощность разреза до 12 км . Наиболее значительный объем (более 4 км ) занимают рифейско-раннепалеозойские теригенно-карбонатные и каменноугольно-пермские (до 4 км ) терригенные породы, тогда как на долю мезозойских терригенных пород приходится не более 1- 2 км . Собственно бассейновый позднемеловой - кайнозойский комплекс здесь практически отсутствует. Северо-восточная граница юго-западной области проходит по широкой разломной зоне оленекских складок и дислокаций, которая осложняет Предверхоянский прогиб. Пологие платформенные структуры чехла юго-западной области разбиты многочисленными разломами, как правило, без смещения, что позволяет уверенно прослеживать ОГ. Лишь в единичных зонах сгущения разломов происходит потеря корреляции сейсмического сигнала.

Фундамент вскрыт глубокими скважинами и представлен архей-раннепротерозойскими кристаллическими породами, аналогичными обнажающимся на Таймыре и на севере Анабарской антеклизы. Стратифицированные отложения осадочного чехла залегают на фундаменте с отчетливым несогласием. На границе фундамента и чехла фиксируются тектонические нарушения, которые выделяются по характерным признакам разрыва сплошности прослеживания горизонта и амплитудному сдвигу отражений во времени, иногда со значительными вертикальными смещениями.

Центральная область занимает большую часть Лаптевоморского шельфа. По мнению В.А. Виноградова и др. [2004], только она и является Лаптевским бассейном. Для области характерны малоградиентные относительно пологие структуры с амплитудами не более 1- 2 км на расстоянии до 50 км . Пликативные структуры нарушены многочисленными разломами, достаточно равномерно разбивающими весь осадочный чехол и фундамент на отдельные мелкие блоки практически без смещений. По сейсмическим данным, Центральная область по полноте стратиграфического разреза делится нами на западную и восточную подобласти. Граница между подобластями пересекает известные структуры [Геология…, 2004], начинается на юге в Омолонском прогибе и далее к северу проходит по Усть-Ленскому грабену. Для западной подобласти характерна максимальная полнота разреза. Именно эту подобласть многие исследователи считают погруженной частью Сибирской платформы с рифейско-палеозойским промежуточным чехлом и древним кристаллическим фундаментом. Для восточной подобласти, напротив, характерна минимальная полнота стратиграфического разреза.

В отношении стратификации центральной области ЛБ нами принята альтернативная точка зрения о продолжении Верхояно-Колымской складчатой системы на шельфе и верхнемеловом - кайнозойском возрасте осадочного чехла всего моря Лаптевых. Аргументы в пользу такой позиции разнообразны. Во-первых, одинаковая структура потенциальных полей в пределах области указывает на единую природу фундамента. Во-вторых, волновые поля сейсмокомплексов чехла ЛБ отличаются от волновых полей юго-западной области. К северо-востоку от Оленекской зоны нарушений слои в осадочном чехле шельфа наклонены также на северо-восток, наращивая разрез чехла юго-западной области. Кроме того, на ЛБ совершенно иные взаимоотношения чехла и фундамента. На шельфе ниже отчетливо стратифицированных комплексов зафиксированы участки с реликтовой слоистостью, типичной для складчатых и особенно слабоскладчатых толщ, например, таких как в Предверхоянском прогибе. А для платформенной юго-западной области граница раздела чехла и фундамента резкая и отчетливая. Наконец, судя по геометрии наземной части Верхоянского и Предверхоянского прогибов [Артюшков и Беэр, 1984], они должны продолжаться в море Лаптевых.

Принятая стратификация сейсмокомплексов для Лаптевоморского шельфа - верхнемеловой: ОГ L-I (F) - L-IV; палеоцен-эоценовый: ОГ L-IV - L-V; олигоцен-миоценовый: ОГ L-V - L-VI; миоценовый: ОГ L-VI - L-VII; плиоцен-четвертичный: ОГ L-VII - дно.

Иллюстрацией стратиграфической полноты разреза центральной области, включая обе подобласти, являются пр. 87722 и западная часть пр. 87723-2, расположенные соответственно на западе и юге шельфа моря Лаптевых (рис. 1-3). Мощность осадочного чехла западной подобласти в 1,5 раза и более превышает максимальную мощность чехла для остальной части ЛБ. Увеличение мощности происходит за счет наращивания нижней части разреза осадочного чехла верхнемеловыми толщами значительного объема. В восточной подобласти верхнемеловых отложений нет. Здесь на фундамент ложатся исключительно кайнозойские терригенные породы, начиная с палеоценовых комплексов. На границе подобластей и частично внутри восточной подобласти иногда появляются локальные ограниченные разломами поднятия фундамента, перекрытые слабодислоцированными олигоцен-четвертичными и более молодыми отложениями. В поднятие нередко вовлечен даже плиоцен-четвертичный сейсмокомплекс.

Восточная область примерно соответствует восточнолаптевской части шельфа с позднекиммерийскнм фундаментом [Геология…, 2004] или новосибирской системе горстов и грабенов [Виноградов и др., 2004]. Для области характерны относительно маломощный слабодислоцированный позднемеловой - кайнозойский осадочный чехол и наибольший градиент и амплитуда структур, который достигает I км на протяжении от 0 до 10 км . Гравитационное поле области является высокоградиентным. В отличие от центральной области ЛБ, в восточной области разломы, как правило, разбивают осадочный чехол на многочисленные блоки со смещением, образуя систему горстов и грабенов. Грабенообразные прогибы обычно имеют асимметричный профиль.

Принципиально важно для восточной области ЛБ определение времени возникновения горстов и грабенов. На пр. BGR-94-02, выполненном немецкими исследователями, четко видно, что грабены и горсты образовались не раньше середины миоцена на месте уже сформированного единого осадочного бассейна позднемелового - среднемиоценового возраста (между ОГ F и L-VI). Постседиментационный характер грабенов и горстов определенно следует из рисунка волновых полей: на границе с горстами ОГ в грабенах дислоцированы. При этом мощности одноименных сейсмокомплексов остаются сходными как в отдельных грабенах, так и для всех грабенов в целом. Если мысленно убрать все поднятия и горсты и на освободившееся место сдвинуть все прогибы, предварительно распрямив дислоцированные при последующем подъеме (или внедрении) фундамента слои, то реконструируется единый седиментационный бассейн (рис. 4). Горсты и поднятия в основном позднекайнозойские, хотя есть и практически современные (рис. 3, 4). Судя по характерным шероховатым формам сейсмической записи, наиболее молодые поднятия имеют вулканическую природу. Такие внедрения новообразованного базальтового фундамента наблюдались в Северной Атлантике, на склоне хр. Гаккеля, обращенного к котловине Нансена [Дараган-Сущова и др., 2004], и на юге и востоке моря Лаптевых, где предполагаются кайнозойские вулканы [Sekretov, 2001].

Результаты исследований. Сейсмостратиграфическая интерпретация профилей позволила реконструировать историю формирования осадочного чехла ЛБ. Ретроспективный сценарий позднемезозойско-кайнозойских событий в регионе иллюстрируется пр. 87723 (рис. 5), который пересекает все выделенные области на юге Лаптевоморского шельфа. В начале верхнего мела или, возможно, в самом конце раннего мела на западе моря Лаптевых на экваториальном продолжении Предверхоянского передового прогиба на позднемезозойском складчатом основании заложился узкий прогиб. Более точно его пространственные границы определить невозможно из-за недостатка сейсмических данных. В первом приближении прогиб примерно соответствует западной части Усть-Ленского грабена [Геология…, 2004] или Южно-Лаптевскому рифтовому бассейну [Drachev, 2000]. По мере разрушения верхояно-колымских и таймырских невысоких орогенов [Артюшков и Беэр, 1984], а также краевой части Сибирской платформы, этот прогиб постепенно расширялся, сформировав к началу палеогена обширный асимметричный бассейн, вероятно, открытый в сторону СЛО [Виноградов и др., 2008]. На рубеже K₂-Pg произошло поднятие всего региона, которое зафиксировано на суше обширным пенепленом [Виноградов и др., 2004]. На отдельных участках формировались коры выветривания, представленные горизонтом пестроокрашенных глин [Ким, 1986]. Синхронно с этим событием в центральной части ЛБ произошли локальное воздымание и глубокий размыв верхнемеловых отложений чехла восточной части центрального блока. С палеогена и до середины неогена на месте частично разрушенного верхнемелового прогиба сформировался новый осадочный бассейн простого регрессивного строения. Он представлял собой мелководный шельф, где в спокойных условиях накапливались терригенные толщи. Бассейн периодически мелел, и в условиях денудационно-аккумулятивной равнины накапливались континентальные фации. Никаких отдельных рифтогенных прогибов, тем более системы, не наблюдается. Pg-N, бассейн тоже асимметричен, но в значительно меньшей степени, чем К₂. Его размеры несколько сокращаются преимущественно за счет устойчивого поднятия на востоке будущей Новосибирской системы грабенов и горстов. Максимальные мощности палеоген-эоценовых толщ формируются на западе и в центре Лаптевоморского шельфа, тогда как в олигоцене и в первой половине миоцена эпицентр седиментации смещается к востоку в центр ЛБ.

Наиболее яркие события в регионе произошли во второй половине миоцена (ОГ L -VI - L-VII), в первую очередь в восточной области ЛБ. Всего за 8 млн. лет здесь в результате резкой активизации тектонических и, возможно, магматических движений возникла система грабенов и горстов большой амплитуды на фоне более крупномасштабных подъемов (ПК 2000-3500) и опусканий (ПК 0-2000 и 3500-6300) субстрата (рис. 4). Большинство поднятий фундамента по масштабу явления и характеру волновых полей можно считать тектоническими, закончившими свое развитие к плиоцену, в то же время отдельные молодые и современные поднятия, такие как между ПК 4500-5200 и ПК 6200-6300 (рис. 4), являются скорее магматическими протрузиями и вулканами, продолжающими свое внедрение в осадочный бассейн и в настоящее время.

Мощность верхнемиоценовых осадков в восточной области меняется от 0 на поднятиях до 1,5 км в прогибах. Амплитуда смещения по разломам достигает 2 км . На юге ЛБ верхнемиоценовых отложений нет (рис. 5). Они или размыты вследствие предплиоценового поднятия, или вовсе не накапливались, хотя клавишная система мелких блоков, воздымающихся в восточном направлении, остается. На остальной части ЛБ в верхнем миоцене продолжает формироваться осадочный бассейн, наиболее погруженная область которого располагалась на востоке центрального блока, т.е. как раз над областью глубокого размыва верхнемелового бассейна. Судя по взаимоотношениям пликативных и дизъюнктивных структур, основная часть разломов, разбившая осадочный чехол на отдельные блоки, образовалась именно в период тектонической активизации. При этом смещения блоков по разломам зафиксированы в восточной области, а также в отдельных олигоцен-миоценовых поднятиях центральной области. На остальной части ЛБ разломы не нарушают пликативных структур.

Уже к концу миоцена активизация движений закончилась. ЛБ испытал поднятие и размыв, сменившиеся к началу плиоцена опусканием. Вышележащий плиоцен-четвертичный бассейновый комплекс трансгрессивно с региональным несогласием перекрывает все море Лаптевых и залегает практически горизонтально на разновозрастных осадочных толщах.

Выявленные особенности геологического строения осадочного чехла ЛБ не согласуются с доминирующими представлениями о его рифтогенной природе. Справедливости ради надо отметить, что 25 лет назад, еще до появления надежных сейсмических данных, в коллективной монографии, посвященной геологическому строению морей Советской Арктики, уже предполагалась похожая история развития осадочного чехла ЛБ. Считалось, что в верхнем мелу - эоцене происходило общее опускание единого бассейна, сменившееся в олигоцене дифференцированными движениями, с образованием более мелких тектонических структур - грабенов и горстов [Геологическое…, 1984]. Ни о каких рифтах речи тогда не шло. Любопытно, что современный взгляд тех же авторов на структуру чехла ЛБ совершенно иной: весь осадочный чехол бассейна, за исключением маломощного плиоцен-четвертичного комплекса, представляет собой серию контрастных рифтогенных прогибов и горстов [Виноградов и др., 2004; Геология…, 2004]. Однако если привести в соответствие вертикальный и горизонтальный масштабы профилей, иллюстрирующих многочисленные публикации по геологии моря Лаптевых, становится очевидным, что практически все пликативные структуры ЛБ, за исключением его восточной части, являются типичными малоамплитудными платформенными синеклизами и антеклизами. По нашему мнению, тенденция последних лет объяснять природу Арктических шельфовых бассейнов, и в первую очередь ЛБ, процессами тотального рифтогенеза вызвана исключительно стремлением исследователей увидеть в истории их развития влияние океанического спрединга.

Реконструкция истории геологического развития региона в кайнозое показала, что грабены и горсты восточной области Лаптевоморского шельфа, считающиеся некоторыми исследователями смещенным по трансформному разлому продолжением хр. Гаккеля, возникли не в верхнем мелу или палеогене, как это следует из современной магнитостратиграфической концепции формирования Евразийского бассейна, а только с середины миоцена. Если согласиться с доминирующей точкой зрения, что активизация тектоно-магматических событий на шельфе моря Лаптевых должна быть следствием раскрытия Евразийского бассейна СЛО, то следует признать, что спрединг начался только с середины миоцена, как это и предполагалось нами ранее [Дараган-Сущова и др., 2004].

Роль и масштабы раздвигов в формировании верхнемиоценовых грабенов на востоке единого верхнемелового - среднемиоценового седиментационного бассейна моря Лаптевых остаются спорными. Характерно, что на границе с горстами фиксируется дислокационный рисунок волновых полей в доплиоценовых сейсмокомплексах грабенов (рис. 4). Это указывает на то, что грабены являются не самостоятельными структурами, а реликтами единого осадочного бассейна, деформированного многочисленными локальными поднятиями. Следовательно, в этот период господствовали не растяжения, а сжатия. И значит, грабены являются не рифтами, а скорее рампами, компенсирующими раздвиговые (спрединговые) процессы в океане. Примечательно, что в Зырянской впадине Момского рифта, долгое время считавшегося наземным продолжением срединного хр. Гаккеля в СЛО, позднемиоценовые - раннеплиоценовые толщи смяты в складки, что также указывает на преобладание компенсационных процессов сжатия в это время [Paech et al., 2000]. Аналогичные события установлены в кайнозойских отложениях Новосибирских островов [Савостин и Драчев, 1988].

Авторы осознают, что наиболее уязвимым моментом предложенной трактовки геологического строения ЛБ является стратиграфическая привязка ОГ. Более того, индексация сейсмокомплексов, их количество и стратиграфический объем менялись у одних и тех же авторов [Виноградов и др., 1976; Геологическое…, 1984; Виноградов и Драчев, 2000; Виноградов и др., 2008]. Однако, несмотря на существующую неопределенность в стратиграфической привязке ОГ в наиболее удаленных от суши и наименее изученных частях ЛБ, она не влияет на главный вывод об ограниченной роли рифтогенеза в развитии бассейна. Также инвариантно заключение о кратковременности этапа тектонической активизации, сменившей длительный период спокойного развития региона. Подтверждает это вывод, сделанный на примере изучения прилаптевоморской окраины хр. Гаккеля [Гусев и др., 2002], об импульсном и локальном характере процессов растяжений в пределах рифтовой долины СЛО, сменивших длительный этап тектонического покоя. Время растяжения ограничено верхним миоценом. На незначительный масштаб современных растягивающих напряжений в пределах ЛБ, вероятно, указывает также практически полное отсутствие там сильных землетрясений [Аветисов, 2000].

На основе комплексного геолого-геофизического анализа геологического строения ЛБ установлено:

1) осадочный чехол повсеместно представлен K₂-Kz терригенными мелководно-морскими и континентальными толщами. Фундаментом является шельфовое продолжение позднемезозойских верхояно-колымских складчатых комплексов. Решающим обоснованием такой трактовки служат данные потенциальных полей, характер сейсмической границы раздела чехла и фундамента и рисунок волновых полей сейсмокомплексов;

2) районирование осадочного чехла позволило выделить на шельфе три области, отличающиеся амплитудой и градиентом современных структур, полнотой разреза чехла и особенностями его строения и взаимоотношений с фундаментом. Границы областей не совпадают с традиционно выделяемыми рифтами;

3) реконструкция истории формирования осадочного чехла показала, что в течение всего периода осадконакопления на Лаптевоморском шельфе существовал единый седиментационный бассейн, форма и размеры которого менялись на различных этапах. Тектоно-магматическая активизация в верхнем миоцене привела к формированию системы горстов и грабенов на востоке ЛБ и интенсификации осадочного процесса на остальной части бассейна. Эти события увязаны со спредингом в океане;

4) роль рифтов в формировании структуры осадочного чехла сильно преувеличена. Единственный прогиб, который можно считать рифтом, существовал на западе ЛБ в начале раннего мела. Показано, что грабены Новосибирской системы грабенов и горстов являются реликтами единого осадочного бассейна, деформированного в верхнем миоцене многочисленными локальными поднятиями (горстами). Грабены являются не рифтами, а скорее рампами, компенсирующими раздвиговые процессы в океане;

5) осадочный чехол ЛБ представляет собой чехол молодой эпикиммерийской платформы, локально осложненной в верхнем миоцене клавишной системой горстов, образованной синхронно с возникновением хр. Гаккеля в СЛО.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аветисов Г.П. Еще раз о землетрясениях моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 3. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. - С. 104-114.

2. Артюшков Е.В., Беэр М.А. Механизмы погружений континентальной коры в складчатых поясах северного обрамления Тихого океана. 1. Верхояно-Колымская складчатая система // Тихоокеанская геология. 1984. № 1. - С. 10-21.

3. Виноградов В.А., Гапоненко Г.И., Грамберг И.С., Шимараев В.И. Структурно-формационные комплексы арктического шельфа Восточной Сибири // Сов. геология. 1976. №9. -С. 23-38.

4. Виноградов В.А., Горячев Ю.В., Гусев Е.А., Супруненко О.И. Осадочный чехол Восточно-Арктического шельфа России и условия его формирования в системе материк - океан // 60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане: Сб. науч. трудов под ред. д. г.-м. наук B.Л. Иванова. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2008. - C. 63-78.

5. Виноградов В.А., Гусев Е.А., Лопатин Б.Г. Возраст и структура осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа России // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 5. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004. - С. 202-212.

6. Виноградов В.А., Драчев С.С. К вопросу о тектонической природе фундамента юго-западной части шельфа моря Лаптевых // Докл. РАН. 2000. Т. 372. № 1, -С. 72-74.

7. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Моря Советской Арктики. Т. 9.-Л.: Недра, 1984.- 280с.

8. Геология и полезные ископаемые России. В шести томах. Т. 5. Арктические и дальневосточные моря. Кн. 1. Арктические моря / Ред. И.С. Грамберг, В.Л. Иванов, Ю.Е. Погребицкий. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. - 468 с.

9. Гусев Е.А., Зайончек А.В., Мэннис М.В. и др. Прилаптевоморское окончание хребта Гаккеля // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 4. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. - С. 40-54.

10. Дараган-Сущова Л.А., Поселов В.А., Дараган-Сущов Ю.И. Сейсмогеологический анализ моделей развития Евразийского бассейна // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 5. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004.-С. 111-124.

11. Иванова Н.М., Секретов С.Б., Шкарубо С.И. Данные о геологическом строении шельфа моря Лаптевых по материалам сейсмических исследований // Океанология. 1989. Т. 29. Вып. 5. - С. 789-795.

12. Ким Б.И. История развития Лаптевского шельфа и палеошельфа в кайнозое // Кайнозой шельфа и островов Советской Арктики, - Л.: ПГО Севморгеология, 1986.-С. 119-123.

13. Ким Б.И., Верба В.В., Харитонова Л.Я. Особенности структуры и мощности осадочного чехла Евразийского бассейна // Геодинамика и экология: Материалы по междунар. конф. Архангельск, 1999. - С. 158-160.

14. Новосибирские острова. Геологическое строение и минерагения / Под ред. В.И. Ушакова. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 1999. - 130 с.

15. Поселов В.А., Буценко В.В., Павленкин А.Д. Альтернатива спрединговой природе Евразийского бассейна по сейсмическим данным (на примере геотрансекта хребет Гаккеля - хребет Ломоносова) // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 2. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 1998. - С. 177-183.

16. Савостин Л.А., Драчев С.С. Кайнозойское сжатие в районе Новосибирских островов и его связь с раскрытием Евразийского суббассейна // Океанология. 1988. Т. 28. Вып. 5. - С. 775-782.

17. Drachev S.S. Laptev Sea rifted continental margin: modern knowledge and ansolved questions. ICAM III: // Polarforschung, 2000. Vol.68. P. 41-50.

18. Drachev S.S., Savostin L.A., Groshev V.G. and Bruni I.E. Structure and geology of the continental shelf of the Laptev Sea , Eastern Rusian Arctic. // Tectonophysics. 1998. Vol. 298. P. 357-393.

19. Franke D., Hinz K., Block M. et al. Tectonics of the Laptev Sea region in the north-eastern Siberia . ICAM III: // Polarforschung, 2000. Vol.68. P. 51-58.

20. Paech H.J., Prokopiev A.V., Gosen W.V. et al. New results of the Moma Rift system and coeval structures in Yakutia , Russian Federation . ICAM III: // Polarforschung, 2000. Vol.68. P. 59-64.

21. Roeser H.A., Block M., Hinz K., Reichert C. Marine geophysical investigations in the Laptev Sea and the western part of the East Siberian Sea . Bremerhaven , Germany , 1995. Vol. 176. P. 367-377.

22. Secretov S.B. Eurasian basin - Laptev Sea geodynamic system: tectonic and structure evolution. ICAM III: // Polarforschung, 2001. Vol.69. P. 51-54.

23. Secretov S.B. Structure and tectonic evolution of the Southern Eurasia Basin, Arctic Ocean // Tectonophisics. 2002. Vol. 351. P. 193-243.

As a result of joint analysis of seismic CDP profiles and potential field maps of Laptev Sea shelf some regions, distinguishing in amplitude and gradient of the structures, by the fullness of sedimentary cover section and by its structural features and interrelation with the basement are established. Reconstruction of the history of Laptev Sea sedimentary cover is made. It is shown that structures of Siberian platform do not spread offshore Laptev Sea . The whole Laptev Sea sedimentary cover is presented by K₂ - Kz terrigenous rocks, which have been formed on folded Late Cimmerian basement. It is proved that the basin block structure and postsedimentary nature of grabens and horsts in the eastern part of Laptev Sea have been formed only to the beginning of Pliocene, but not during Paleogene, as it is considered by most of the scientists. On the rest part of Laptev Sea shelf the common sedimentary basin with simple regressive texture existed during the whole Cenozoic era. The estimation of relation between spreading oceanic processes and development history of the main Laptev Sea structures is made.

  Key words: Laptev Sea , sedimentary basins, tectonic, geodinamic

Ссылка на статью:

Дараган-Сущова Л.А., Петров О.В., Дараган-Сущов Ю.И., Рукавишникова Д.Д. Новый взгляд на геологическое строение осадочного чехла моря Лаптевых // Региональная геология и металлогения. 2010. № 41. С. 5-16.