Геология окраинных морей Северного Ледовитого океана представляет большой интерес в связи с объективной перспективностью Арктического региона в качестве долгосрочной ресурсной базы углеводородного сырья. По имеющимся оценкам на шельфе арктических морей сосредоточены уникальные запасы нефти и газа [Добрецов и Конторович, 2013; Сафронов и др., 2013]. В этом ключе геополитическая сторона вопроса, связанная с обоснованием внешней границы российского континентального шельфа, не менее актуальна, чем научная или прикладная [Лаверов и др., 2013]. Арктика остается одним из наименее изученных регионов. Прежде всего это связано с удаленностью, труднодоступностью и суровыми климатическими условиями. Кроме того, на шельфе расположено ограниченное количество объектов для непосредственных геологических наблюдений. В акватории российских окраинных морей реальные геологические разрезы разнообразных тектонических элементов окраины Евразийского континента можно наблюдать лишь в пределах территорий архипелагов и островов: Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Медвежьи, Врангеля, Новосибирские, включая Де-Лонга. Последние расположены на востоке российской Арктики между морями Лаптевых и Восточно-Сибирским. Этот архипелаг имеет ключевое значение для понимания геологического строения и эволюции региона, располагаясь в зоне сочленения континентальных тектонических структур - Таймыро-Североземельской и Верхояно-Колымской складчатых областей и структур, связанных с океаническими котловинами Арктики.

Архипелаг имеет общую площадь около 3800 км² и включает три группы островов (рис. 1): Ляховские острова (Бол. и Мал. Ляховские, Столбовой); собственно Новосибирские, или острова Анжу (Бельковский, Котельный, Земля Бунге, Фаддеевский, Новая Сибирь); и небольшие по площади, но довольно значительно отстоящие друг от друга территориально, острова Де-Лонга (Беннетта, Жохова, Вилькицкого, Генриетты, Жаннетты). Среди перечисленных островов небольшой о. Жаннетты – фактически белое пятно на геологической карте. Единственным геологом, посетившим остров в 1933 г., был М.М. Ермолаев, оставивший только общие сведения об отложениях, слагающих остров.

Согласно этим данным на острове распространена осадочная псефито-псаммитовая толща, которую принято сопоставлять с вулканогенно-осадочными породами расположенного поблизости о. Генриетты [Виноградов и др., 1975]. Предполагали также, что на острове распространена конгломератовая толща, включающая, помимо обломков осадочных, также магматические (кислого и основного составов) и метаморфические породы. Однако конкретных сведений о строении разреза, элементах залегания, составе пород и их возрасте не было. Вместе с тем о-ва Жаннетты, Генриетты - наиболее приближенные к погруженным структурам хребта Менделеева. Континентальная природа этого поднятия Северного Ледовитого океана является одним из наиболее дискутируемых вопросов [Верниковский и др., 2014]. Изучение геологического строения о. Жаннетты может способствовать выяснению соотношений окраинно-континентальных, островных и глубоко погруженных структур Восточной Арктики.

Остров Жаннетты – скалистый выступ коренных пород в 70 км восточнее о. Генриетты (около 3 км²) (рис. 1). Остров был открыт во время экспедиции американского полярного исследователя Джорджа Вашингтона Де-Лонга и получил свое название в честь его корабля «Жаннетта», который, будучи зажат ледяными массами, дрейфовал мимо острова в мае 1881 г. Берега острова - непрерывные скалистые обрывы высотой 100-350 м. Поверхность острова в поперечном субширотном сечении имеет двугорбый профиль с абсолютными отметками вершин 225 м на северо-западе и 351 м на северо-востоке, разделенных врезанной меридиональной промоиной, обращенной на север (рис. 1). Согласно показаниям бортового альтиметра вертолета эти отметки существенно больше. При этом почти вся вершина острова имеет постоянный ледяной покров и чрезвычайно редко освобождается от облаков (рис. 2).

Первая попытка высадится на остров, предпринятая нами в сентябре 2011 г. во время международной экскурсии-экспедиции, организованной Всероссийским научно-исследовательским геологическим институтом им. А.П. Карпинского, оказалась неудачной. Экспедиция, посетившая 9 островов архипелага, включая о-ва Де-Лонга, базировалась на дизель-электроходе ледокольного типа «Михаил Сомов». Несмотря на сложную ледовую обстановку, подойти к острову удалось практически вплотную, однако относительно безопасная высадка возможна только с вертолета на ледовый припай вокруг острова. Большие торосы, открытые трещины и промоины, отсутствие малейшей площадки для высадки не позволили организовать непосредственные геологические наблюдения и отбор проб. Визуальное обследование с борта корабля позволило предполагать наличие стратифицированной толщи, имеющей относительно пологое моноклинальное залегание с падением слоев на северо-восток. Такое строение обусловливает удлиненную в северо-западном направлении форму острова и более крутой береговой склон на юге. Среди стратифицированных отложений можно было распознать присутствие относительно маломощных секущих интрузивных тел.

Учитывая большую значимость исследований и научно-практический интерес к о-вам Де-Лонга, в августе-сентябре 2013 г. ФГУП «ВСЕГЕИ» организовало повторную экспедицию. Кроме сотрудников ФГУП «ВСЕГЕИ» (Н.Н. Соболев, Е.О. Петров, П.О. Соболев, С.В. Юдин, А.В. Шманяк), к работе были привлечены и ведущие специалисты других научно-исследовательских организаций (Н.М. Столбов, В.В. Акинин, А.В. Прокопьев, В.Б. Ершова, Д.В. Метелкин, Н.Ю. Матушкин). Одной из главных задач стало посещение о. Жаннетты. Экспедицию вновь проводили с привлечением дизель-электрохода «Михаил Сомов». Она оказалась более удачной. Ледовая ситуация позволила 4 и 5 сентября 2013 г. высадить отряд на ледовый припай о. Жаннетты и обследовать его юго-западный берег (рис. 2).

Установлено, что о. Жаннетты сложен комплексом слабо метаморфизованных вулканогенно-осадочных пород, прорванных многочисленными дайками габбро-долеритов. Разрез изученной части острова представлен следующими пачками (снизу вверх).

1) Тонкозернистые вулканокластические турбидиты, представленные тонким флишоидным чередованием аргиллитов и алевролитов с редкими и маломощными прослоями более грубозернистых разностей (чаще грубозернистыми песчаниками, реже гравелитами). В середине пачки встречены прослои ярко-красных туфов (6-7 м). Мощность 125 м.

2) Туфобрекчии, туфоконгломераты. Обломочная компонента брекчий представлена слабоокатанными и неокатанными обломками вулканических пород; матрикс песчаный от мелко- до крупнозернистой размерности. Мощность 160 м.

3) Тонкозернистые вулканокластические турбидиты с редкими прослоями туфоконгломератов, туфобрекчий. Мощность 50 м.

4) Преимущественно грубозернистые турбидиты, представленные ритмичным чередованием гравелитов и крупнозернистых песчаников. На отдельных уровнях встречаются линзы конглобрекчий, заполняющие каналы, поставлявшие обломочный материал и отдельные довольно мощные слои, сложенные туфоконгломератами. Мощность около 150 м.

Описанная толща имеет субмоноклинальное залегание под углом 35°-45° при генеральном падении слоев по азимуту 65°-75°. На фоне моноклинали развиты разномасштабные, иногда подобные, складки шириной и амплитудой от первых до первых десятков метров, зачастую сопровождающиеся кливажем осевой плоскости западной вергентности (рис. 3). С ними редко ассоциируют мелкоамплитудные надвиги, подчеркивающие общее направление тектонического транспорта с востока на запад (в современных координатах). Наблюдаются мелкомасштабные сбросы, образование которых, судя по утонению слоев к плоскости сместителя, происходило в процессе литификации пород (рис. 3). Характерные осадочные текстуры включают градационную слоистость, текстуры взмучивания, деформации нелитифицированного осадка и др., подчеркивающие турбидитную природу осадков. Присутствие в них туфовых прослоев свидетельствует о конседиментационной вулканической активности.

Прорывающие вулканогенно-осадочную толщу дайки представлены мелкозернистыми габбро-долеритами, долеритами. Как правило, это крутопадающие тела мощностью от нескольких сантиметров до первых метров (рис. 3). Преобладающее простирание даек от запад-северо-западного до северо-восточного. Ширина экзоконтактовых участков даек до 15 см и несет признаки механического воздействия на вмещающие породы с захватом ксенолитов (рис. 3). Дайки прорывают складчатые толщи и в отдельных случаях деформированы малоамплитудными разломами и хрупко-пластичными шеар-зонами, как и вмещающие породы, что говорит о возможности нескольких этапов тектонической активности. С дайками часто ассоциируют системы кварцевых жил.

При исследовании верхней части острова найдены неокатанные обломки до 0.5 м кварцевых диоритовых порфиритов. Следов конгломератовой толщи, о которой пишет М.М. Ермолаев, в обследованной части острова не обнаружено.

Общее геологическое строение острова отчасти напоминает расположенный поблизости о. Генриетты, где вулканогенно-осадочный разрез считают раннепалеозойским, а фундамент - докембрийским [Кораго и др., 2014]. Органические остатки в пределах изученного разреза о. Жаннетты не обнаружены. Первые предварительные исследования, выполненные методом SIMS SHRIMP в Центре изотопных исследований ФГУП «ВСЕГЕИ», подтверждают позднедокембрийско-раннепалеозойский возраст. Полученные данные (633 ± 9; 596 ± 3; 595 ± 4; 486 ± 14 млн лет) дают основание предполагать, что внедрение даек проходило на рубеже раннего палеозоя субсинхронно с формированием вулканогенно-осадочного разреза, что косвенно подтверждается их геологическим положением. Дальнейшее изучение вмещающих пород и датирование цирконов из них могут дать интересный материал по составу и возрасту источников сноса, что важно для палеогеодинамических реконструкций.

Дайки габбро-долеритов стали объектом палеомагнитных исследований. Лабораторные эксперименты еще не закончены, однако первые предварительные результаты свидетельствуют о потенциально хорошей сохранности намагниченности в породах. Полученные палеомагнитные направления и рассчитанный полюс в целом сходны с направлениями в раннепалеозойских породах о. Беннетта (архипелаг Де-Лонга) и о. Котельный (архипелаг Анжу) [Верниковский и др., 2013]. Это подкрепляет предположение о внедрении изученных даек в конце неопротерозоя - начале палеозоя, хотя не исключает присутствия интрузий нескольких возрастных генераций.

Единообразие палеомагнитных направлений и закономерности в расположении палеомагнитных полюсов подтверждают вывод о том, что породы архипелагов Анжу, Де-Лонга минимум с раннего палеозоя формировались в пределах единого континентального блока [Верниковский и др., 2013]. Восточная граница этого блока, судя по развитому на о. Жаннетты интрузивному комплексу и вулканогенно-осадочному типу разреза, может иметь надсубдукционную природу и располагаться поблизости в пределах Восточно-Сибирского моря (рис. 1).

Северная граница блока также достоверно не установлена. По материалам комплексных геолого-геофизических исследований основные тектонические элементы севера Лаптевско-Чукотской акватории могут иметь генетическую связь со структурами Новосибирских о-вов (рис. 1). Так, значительная часть хребта Ломоносова, несомненно, представлена погрузившимся до батиальных глубин сиалическим блоком Баренцево-Карской континентальной окраины, возникшим при формировании Евразийского бассейна [Шипилов и Верниковский, 2010]. Однако южная часть хребта и сопряженные структуры котловины Подводников, по данным ГСЗ, образуют комплексы, непрерывно прослеживающиеся до Новосибирского архипелага [Поселов и др., 2012; Рекант и Гусев, 2012]. Определенное продолжение структур Новосибирского тектонического элемента следует ожидать на юге хребта Менделеева, где, кроме сейсмических исследований, проведено датирование коренных пород и установлен их раннепалеозойский возраст [Верниковский и др., 2014].

За маркеры юго-западной границы Новосибирского континентального блока, вероятно, следует принять юрские пиллоу-базальты на юге о. Бол. Ляховский [Kuzmichev, 2009]. Следы тектонического шва обнаруживаются также на п-ове Святой Нос, где известны верхнеюрские вулканогенные комплексы, в составе которых преобладают базальты, андезиты [Тектоника…, 2001]. Обычно этот шов рассматривают в качестве продолжения Южно-Анюйской сутуры [Kuzmichev, 2009; Тектоника…, 2001] (рис. 1).

Таким образом, при тектоническом районировании шельфа Восточной Арктики обозначенный выше тектонический элемент следует рассматривать в качестве единого Новосибирского террейна. Его связь с обрамляющими континентальными структурами Сибирского, Лаврентийского происхождения в разные эпохи геологической истории пока дискуссионна. Полученные сегодня палеомагнитные определения предполагают, что в раннем палеозое Новосибирский террейн имел независимую тектоническую историю и располагался в экваториальной и субэкваториальной зоне северного полушария лишь в относительной близости к Сибири [Верниковский и др., 2013а]. Тем не менее его дрейф в рамках палеомагнитных построений увязывают с эволюцией океанских бассейнов, обрамляющих Сибирский палеоконтинент, и перемещением этого кратона [Верниковский и др., 2013а]. Появляющиеся биофациальные данные подразумевают более существенную связь между Сибирью и Новосибирским террейном, указывая на наличие единого морского бассейна, который в начале палеозоя связывал верхоянскую окраину Сибири и Новосибирские о-ва [Данукалова и др., 2014].

Авторы благодарны капитану дизель-электрохода «Михаил Сомов» Ю.А. Настеко за помощь в выполнении исследований на Новосибирских о-вах.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты 13-05-00177, 14-05-31399, 13-05-00700), Минобрнауки РФ (гос. задание 5.515.2014К), гранта СПбГУ № 3.39.139.2014.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добрецов Н.Л., Конторович А.Э. Проблемы геологии и нефтегазоносности Арктики // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 8. С. 967-971.

2. Сафронов А.Ф., Сивцев А.И., Чалая О.Н., Зуева И.Н., Соколов А.Н., Фрадкин Г.С. Начальные геологические ресурсы углеводородов шельфа моря Лаптевых // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 8. С. 1275-1279.

3. Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соколов С.Д., Шипилов Э.В. Геодинамическая модель развития Арктического бассейна и примыкающих территорий для мезозоя и кайнозоя и внешняя граница континентального шельфа России  // Геотектоника. 2013. № 1. С. 1-32.

4. Виноградов В.А., Каменева Г.И., Явшиц Г.П. В кн.: Тектоника Арктики. Л.: НИИГА, 1975. В. 1. С. 21-25.

5. Верниковский В.А., Морозов А.Ф., Петров О.В., Травин А.В., Кашубин С.Н., Шокальский С.П., Шевченко С.С., Петров Е.О. Новые данные о возрасте долеритов и базальтов поднятия Менделеева: к проблеме континентальной коры в Северном Ледовитом океане // Доклады РАН. 2014. Т. 454. № 4. С. 431-435.

6. Кораго Е.А., Верниковский В.А., Соболев Н.Н., Ларионов А.Н., Сергеев С.А., Столбов Н.М., Проскурнин В.Ф., Соболев П.С., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Травин А.В. Возраст фундамента островов Де-Лонга (архипелаг Новосибирские острова): новые геохронологические данные // ДАН. 2014. Т. 457. № 3. С. 315-322.

7. Верниковский В.А., Метелкин Д.В., Толмачева Т.Ю., Малышев Н.А., Петров О.В., Соболев Н.Н., Матушкин Н.Ю. К проблеме палеотектонических реконструкций в Арктике и тектонического единства террейна Новосибирских островов: новые палеомагнитные и палеонтологические данные // Докл. РАН. 2013. Т. 451. № 4. С. 423-429.

8. Шипилов Э.В., Верниковский В.А. Строение области сочленения Свальбардской и Карской плит и геодинамические обстановки ее формирования // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 1. С. 75-92.

9. Поселов В.А., Аветисов Г.П., Буценко В.В., Жолондз С.М., Каминский В.Д., Павлов С.П. Хребет Ломоносова как естественное продолжение материковой окраины Евразии в Арктический бассейн // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 12. С. 1662-1680.

10. Рекант П.В., Гусев Е.А. Сейсмогеологическая модель строения осадочного чехла прилаптевоморской части хребта Ломоносова и прилегающих глубоководных котловин Амундсена и Подводников // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 11. С. 1497-1512.

11. Kuzmichev A.B. Where does the South Anyui suture go in the New Siberian islands and Laptev Sea?: Implications for the Amerasia basin origin // Tectonophysics. 2009. V. 463. P. 86-108.

12. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республика Саха (Якутия). М.: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. 571 с.

13. Верниковский В.А., Добрецов Н.Л., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Кулаков И.Ю. Проблемы тектоники и тектонической эволюции Арктики // Геология и геофизика. 2013а. Т. 54. № 8. С. 1083-1107.

14. Данукалова М.К., Кузьмичев А.Б., Коровников И.В. Кембрий острова Беннетта (Новосибирские острова) // Стратиграфия и геологическая корреляция. 2014. Т. 22. № 4. С. 347-369.