Региональные сейсмические исследования MOB ОГТ, впервые выполненные в 1986 г . МАГЭ ПГО «Севморгеология» в центральной и восточной частях моря Лаптевых, позволили существенно уточнить геологическое строение шельфа. Протрассирована граница между двумя крупными структурно-тектоническими областями, слагающими раннемеловое основание Лаптевской плиты: перикратонным блоком Сибирской платформы на западе и акваториальным продолжением мезозоид Северо-Востока СССР в восточной части. Освещено строение осадочного чехла, оценена его мощность. Установлено, что в формировании структурного плана ведущая роль принадлежит палеогеновому этапу тектонической активизации, имеющему парагенетическую связь с рифтогенезом в Евразийском бассейне Северного Ледовитого океана.

В классификации тектонических структур шельф моря Лаптевых определяется как окраинно-материковая плита, которая существует в качестве самостоятельной структуры с начала формирования верхнемелового - кайнозойского плитного (койлогенного) чехла, отвечающего орогенному этапу мезозоид Северо-Востока СССР [Виноградов и др., 1974; 1976; Геологическое строение…, 1984]. Анализ геологических данных по береговому обрамлению с последующей их экстраполяцией на шельф [Виноградов, 1965; Спижарский, 1958] и геофизических данных непосредственно по шельфу, представленных материалами гравиметрической и магнитометрической съемок [Виноградов и др., 1974; 1976], позволил большинству исследователей предположить, что Лаптевский седиментационный бассейн заложен на гетерогенном основании. В западной части шельфа выделялся крупный блок Сибирской платформы, известный под названием массива моря Лаптевых; в восточной - складчатые комплексы мезозоид Северо-Востока СССР со срединными массивами в основании. Полная мощность осадочного чехла на Лаптевском шельфе (ЛШ) оценивалась в 1- 3 км [Виноградов и др., 1974]. Позднее в области, являющейся продолжением Сибирской платформы в бассейн моря Лаптевых, в пределах Южно-Лаптевского прогиба, сейсмическими работами КМПВ был освещен разрез осадочных образований мощностью до 8 км . Предполагалось, что обширная центральная часть ЛШ, где выделялось Северо-Лаптевское поднятие как блок с высоким стоянием докембрийского кристаллического основания, перекрыта осадочным чехлом мощностью не более 2- 3 км [Геологическое строение…, 1984].

Сейсмические исследования MOB ОГТ, впервые выполненные в 1986 г . МАГЭ ПГО «Севморгеология» в центральной и восточной частях шельфа в комплексе с гравимагнитными наблюдениями, позволили существенно уточнить геологическое строение Лаптевской плиты (ЛП) (рис. 1).

На сейсмических временных разрезах MOB ОГТ было выделено восемь основных отражающих горизонтов (снизу вверх): VI, V`, V, IV, III, II, I, Л. Характер их прослеживания по площади своеобразен: полный набор горизонтов фиксируется в южной, центральной и юго-западной частях ЛШ (Западно-Лаптевская область); в восточной части (Восточно-Лаптевская область) выделяются лишь три верхних (II, I, Л).

В Восточно-Лаптевской области от побережья Янского залива и до 76° с.ш. установлен идентичный характер отражения в волновом сейсмическом поле горизонта II. Это высокоамплитудный, динамически выразительный рефлектор с резко расчлененным рельефом, который однозначно интерпретируется как акустический фундамент. Данные о геологическом строении о-ва Столбового и структур Верхояно-Колымской складчатой системы юго-восточного побережья моря Лаптевых [Виноградов и др., 1974] позволяют отождествить здесь сейсмический горизонт II с кровлей мезозойского складчатого фундамента раннемелового возраста. Таким образом, в восточной части шельфа основание ЛП, вероятно, слагают складчатые структуры акваториального продолжения мезозоид Северо-Востока СССР. Вопрос об их принадлежности к конкретным складчатым системам пока не может быть решен однозначно. Возможны два варианта: первый - это рассматривать всю Восточно-Лаптевскую область как продолжение на шельфе Верхояно-Колымской миогеосинклинальной складчатой системы; второй - считать, что в пределах Восточно-Лаптевской области развиты миогеосинклинальные Верхояно-Колымская на юге и севернее 74° с.ш. Новосибирско-Чукотская складчатые системы, а также выклинивающаяся здесь эвгеосинклинальная Раучуанско-Олойская. В любом случае не вызывает сомнений, что современная структура основания ЛП в ее восточной части была сформирована движениями позднепалеозойско-раннемелового тектонического цикла. Отсутствие регулярных отражений ниже горизонта II в поле отраженных сейсмических волн свидетельствует о значительной интенсивности мезозойской эпикратонной складчатости, преобразовавшей фундамент и чехол (Pr₂ - Pz_1-2) древней платформы вкупе с каменноугольно-нижнемеловым комплексом пород в складчатое основание молодой плиты. Выделение по гравиметрическим данным ниже кровли складчатого фундамента плотностной границы позволяет повсеместно предположить редуцированный (2- 3 км ) разрез терригенного геосинклинального комплекса (С₂ – K₁). Полученные данные не подтвердили существование Шелонского срединного массива [Виноградов и др., 1974; 1976; Геологическое строение…, 1984].

С востока из области развития мезозоид отражающий горизонт II, являющийся подошвой плитного чехла (К₂ - Kz), непрерывно прослеживается в пределы Западно-Лаптевской области, где ниже него на сейсмических разрезах выделяются горизонты III, IV, V`, V, VI. Здесь, по представлениям авторов, сложившимся в результате интерпретации материалов сейсморазведки MOB ОГТ и анализа имеющихся геолого-геофизических данных, под чехлом верхнемеловых - кайнозойских отложений развиты осадочные комплексы древней Сибирской платформы в стратиграфическом диапазоне от рифея до нижнего мела. Фрагментарно прослеженный в нижней части сейсмической записи горизонт VI является последним коррелируемым отражением и условно отождествлен с кровлей кристаллического фундамента архейско-раннепротерозойской консолидации. При стратиграфической привязке отражающих горизонтов V`, V, IV, III, являющихся, как правило, поверхностями несогласий, предполагалось, что каждая из них должна хронологически соответствовать одному из этапов крупных региональных перестроек в осадконакоплении и быть проявлена в разрезах скважин и обнажениях берегового обрамления. Анализ геологических данных по обрамляющей суше [Виноградов, 1965; Виноградов и др., 1974; Лазуркин, 1987], особенностей волновой картины на разрезах MOB ОГТ позволил с определенной долей условности на основе сейсмостратиграфического анализа прогнозировать литологический состав и возраст отложений, формирующих нижний структурный этаж осадочного чехла на ЛШ.

Выделены следующие комплексы: рифей-вендский (Pr₂) между горизонтами VI–V` мощностью 1- 2,5 км (в отдельных - случаях до 3- 3,5 км ); нижепалеозойский (кембрий) между V'-V - 0,5- 1,4 км ; нижне-среднепалеозойский (О, S, D) между V-IV - 0,5- 2,5 км ; средне(?)-верхнепалеозойский (D(?) - C_1v) между IV-III - 0,5- 1,7 км ; верхнепалеозойско-нижнемеловой (С₂ - K₁) между III-II - 0,5- 4,5 км . Достаточно высокая степень дислоцированности, широкое развитие дизъюнктивных нарушений позволяют нам отнести эти отложения к параплатформенному промежуточному этажу в составе основания ЛП. Первые четыре комплекса (Pr₂ – С₁) слагают карбонатную (терригенно-карбонатную) часть параплатформенных образований; характеризуются значениями интервальных скоростей V_инт >4,5 км/с. Верхний комплекс (С₂ - K₁) представлен терригенными породами со скоростями V_инт = 3,0-4,5 км/с.

Вышеизложенные данные позволяют выделить в составе промежуточного этажа два подэтажа: рифейско-среднепалеозойский, включая C_1v, и верхнепалеозойско-нижнемеловой. В западной части ЛШ, западнее 121° в.д., внутри верхнепалеозойско-нижнемелового комплекса фиксируется серия специфических динамически выразительных рефлекторов III₀, III, III₂, III₃. Результаты интерпретации аномального магнитного поля показали, что к ним приурочены кромки магнитоактивных образований. Эти горизонты, вероятно, соответствуют туфолавовым образованиям верхней перми - нижнего триаса, имеющим широкое распространение на Таймыре и в Тунгусской синеклизе.

Граница между параплатформенным Западно-Лаптевским и складчатым Восточно-Лаптевским блоками плитного основания устанавливается только по сейсмическим данным MOB ОГТ - по прекращению прослеживания горизонтов, связанных с верхнепротерозойско-палеозойскими образованиями. Эта шовная зона проходит в северо-западном направлении, внутри дискордантно наложенного на обе структурные области Омолойского грабена, образовавшегося уже в плитную стадию развития шельфа (рис. 1). На рис. 2 показано, как в южной части ЛШ структуры платформы сочленяются с мезозоидами по восточному ограничению Омолойского грабена. В местах отсутствия профилей граница проведена с определенной степенью условности на основе анализа карты аномального гравитационного поля. Ее положение в юго-восточной части ЛШ хорошо объясняет и контролирует виргацию складок Верхоянского мегаантиклинория на побережье.

Повсеместно прослеженные на сейсмических разрезах MOB ОГТ горизонты II, I, Л характеризуют строение верхнемелового - кайнозойского плитного комплекса, формирующего верхний койлогенный этаж в структуре осадочного чехла. Отметим, что для восточной части ЛП это единственный этаж осадочного чехла; на большей части территории его мощности не превышают 1- 1,5 км , увеличиваясь до 2- 3,5 км в грабенообразных прогибах и сокращаясь до 500- 700 м в сводах горстовых поднятий. В Западно-Лаптевской области койлогенный чехол характеризуется мощностями 2- 5 км и наращивает сверху осадочный разрез (до 4- 7 км ) эпикарельских параплатформенных образований (Pr₂-К₁).

Горизонт II, соответствующий кровле гетерогенного основания ЛП, определяет подошву плитного комплекса. Горизонты I и Л отождествлены с поверхностями выравнивания соответственно дат-раннепалеоценового и позднеолигоцен-раннемиоценового возраста, имеющими региональное распространение в пределах обрамляющей суши [Ким, 1986]. В результате верхний структурный этаж осадочного чехла расчленяется на три подэтажа: верхнемеловой, палеогеновый и неоген-четвертичный. На основе сейсмостратиграфического анализа устаналивается преимущественно континентальный генезис для отложений верхнего мела - палеогена и прибрежно-морской - для неоген-четвертичных.

Верхнемеловой комплекс, имеющий мощности от 0,5 до 3 км , со скоростями сейсмических волн V_инт = 2,5-3,5 км/с представлен различными фациями дельтовых отложений, угленосными, локально вулканогенно-осадочными образованиями и отражает структуру чехла бассейна стадии общего опускания.

Формирование палеогеновых отложений происходило в обстановке контрастных тектонических движений, охвативших центральную и восточную части ЛШ и приведших к дифференциации существовавшего бассейна: повсеместно фиксируются блоковые подвижки с амплитудами вертикальных смещений по разломам от сотен метров до 2 км . При этом для всей допалеогеновой части разреза разрывные нарушения являются, как правило, постседиментационными и затухают в акустически прозрачной толще палеогенового комплекса; поверхность I - последняя снизу вверх, имеющая расчлененный блоковый рельеф (рис. 1, 2). В палеогене произошло заложение региональной системы грабенов на ЛШ - это Усть-Ленский, Омолойский, Бельковско-Святоносский, Широстонский, Чондонский, Усть-Янский, которое сопровождалось соответственно ростом краевых и внутренних поднятий (вал Минина, поднятие Интенсивное, Восточно-Лаптевский и Столбовской горсты). Слаболитифицированные осадки с интервальными скоростями V_инт = 2,3-2,5 км/с оказались локализованными в грабенообразных прогибах, где они, компенсируя последние, имеют мощности 0,5- 2 км .

Самый верхний неоген-четвертичный комплекс осадочных образований является покровным для всей ЛП: отложения с размывом залегают на разновозрастных подстилающих толщах, перекрывая повсеместно палеогеновый структурный план. Максимальные мощности фиксируются в центральной части современного шельфа (0,8- 1,2 км ), минимальные - в восточной (300- 400 м ); значения интервальных скоростей заключены в пределах 2,1-2,2 км/с.

Таким образом, проведенными исследованиями решен ряд принципиальных вопросов. Впервые протрассирована граница двух крупных структурно-тектонических областей, слагающих раннемеловое основание Лаптевской плиты: перикратонного блока Сибирской платформы на западе и акваториального продолжения мезозоид Северо-Востока СССР в восточной части. Достаточно надежно фиксируется продолжение на шельф мезозойских структур Верхояно-Колымской складчатой системы. В пределах обширной центральной части ЛШ установлена значительно большая, чем предполагалось ранее, мощность осадочного чехла - 6- 12 км . Выявлена ведущая роль палеогенового этапа тектонической активизации в формировании структурного плана ЛП. Не вызывает сомнений его генетическая связь с рифтогенезом в сопредельной области Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана, поскольку ЛШ расположен в пределах центриклинального замыкания океанической впадины, а рифтовая зона срединно-океанического хребта Гаккеля вклинивается в подножие материкового склона. Таким образом, подтвердилось предполагаемое ранее [Грачев и др., 1971] влияние океанического рифта хребта Гаккеля на тектоническое развитие шельфа моря Лаптевых в кайнозое.

Авторы благодарят Р.М. Деменицкую за полезные советы и критические замечания, возникшие в ходе предварительных обсуждений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виноградов В.А. Тектоника Верхоянского мегаантиклинория и Ленского прогиба (севернее Полярного Круга) // Ученые записки НИИГА. Регион. геол. 1965. Вып. 5. С. 87-123.

2. Виноградов В.А., Гапоненко Г.И., Русаков И.М., Шимараев В.Н. Тектоника Восточно-Арктического шельфа СССР // Тр. НИИГА. Т. 171. Л .: Недра, 1974.

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

4. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 9. Моря Советской Арктики // Под ред. Грамберга И.С., Погребицкого Ю.Е. Л.: Недра, 1984. С. 50-60.

5. Грачев А.Ф., Деменицкая Р.М., Карасик А.М. Проблема связи Момского континентального рифта со структурой срединно-океанического хребта Гаккеля // Геофизические методы разведки в Арктике. Вып. 6. Л .: НИИГА, 1971.

6. Ким Б.И. Кайнозойская история развития Восточно-Арктического шельфа и палеошельфа // Структура и история развития Северного Ледовитого океана. Л.: ПГО «Севморгеология», 1986. С. 105-119.

7. Лазуркин Д.В. Геологическое строение шельфа моря Лаптевых // III съезд Советских океанологов: Тезисы докладов. Секция геология, геофизика и геохимия океана. 1987. С. 127-128.

8. Спижарский Т.И. Сибирская платформа // Геологическое строение СССР. Т. 3. М .: Госгеолиздат, 1958. С. 35-48.

N.М. IVANOVA, S.В. SEKRETOV, S.I. SHKARUBO

DATA ABOUT GEOLOGICAL STRUCTURE OF THE LAPTEV SEA SHELF ACCORDING TO THE MATERIALS OF GEOPHYSICAL MULTICHANNEL SEISMIC PROFILING

The first regional multichannel seismic profiling was carried out in the central and east parts of the Laptev Sea by MAGE PGO «Sevmorgeologia» in 1986. These works are allowed to define more precisely the geological structure of the Laptev Sea shelf. It's traced the boundary between the pericraton massif of Siberian platform in the west and the marine continuation of Mezozoic fold belt of the northeastern USSR in the east. These two large structure-tectonic regions are formed the Early Cretaceous foundation of the Laptev plate. The structure of sedimentary cover is described, its thickness is evaluated. It's determined that the chief role in forming the structure plan of the Laptev Sea shelf is belong to Early Tertiary stage of tectonic activization, which had a genetic relation with rifting in the Eurasian basin, of the Arctic Ocean.

Ссылка на статью:

Иванова Н.М., Секретов С.Б., Шкарубо С.И. Данные о геологическом строении шельфа моря Лаптевых по материалам сейсмических исследований // Океанология. 1989, том XXIX, № 5, с. 789-795.