Позднепермско-триасовая предыстория.

В рассматриваемый отрезок времени завершаются основные процессы аккреции литосферы региона и практически мгновенно (в геологическом масштабе времени) происходит скачок к началу распада только что созданной вегенеровской Пангеи, предваряющий дальнейшее стадийное нарастание ее деструкции вплоть до образования океанических бассейнов в позднем мезозое и кайнозое. В целом же для арктической окраины Евразии этот этап знаменует повсеместный переход от карбонатной седиментации к терригенной и смену стабилизированного режима развития - подвижным.

Имеющиеся данные показывают, что к северу от Баренцево-Карской окраины существовал протяженный Южно-Анюйский океанический бассейн. Он располагался между окраинами Сибири и Северной Америки, в состав которой в это время входили блоки Новосибирско-Чукотского региона и Арктической Аляски. Апикальной частью этого океанического бассейна на континентальной окраине являлся Восточно-Баренцевский мегабассейн [Шипилов, 2003]. В этом бассейне, окруженном шельфовой карбонатной платформой с рифовыми постройками, стартовые (подготовленные) глубины для позднепермско - раннетриасового осадконакопления, судя по закартированным сейсморазведкой проградационным склоновым клиноформным комплексам, налегающим на размытую поверхность позднепалеозойских карбонатов, варьировали от 1,0-1,5 до, возможно, 3,0-3,5 км. По стратиграфическому уровню и тектонической позиции указанные клиноформные тела сопоставимы с комплексами бокового наращивания Верхоянской пассивной окраины Сибирского кратона. В южной части эскарпа Нортвинд, оконтуривающего хребет с востока, на границе с Канадской котловиной, по результатам донно-каменного опробования, среди триасовых отложений выявлены дистальные турбидиты внешнего шельфа и бассейновые образования. В депоцентре Восточно-Баренцевского мегабассейна образования триаса составляют основной объём мезозойских отложений, достигая 7-8 км, а вместе с верхнепермскими - около 11-12 км.

Тыловая часть Баренцево-Карской окраины была охвачена проявлениями базальтоидного магматизма. На восточной бортовой зоне Восточно-Баренцевского мегабассейна установлены прослои и горизонты и вулканогенного материала, представленного туфопесчаниками, туфоалевролитами, туффитами, и туфами среднего-основного состава. В обнажениях пород запада Новой Земли и в разрезе морской скважины Адмиралтейская они залегают в терригенных отложениях верхней перми - нижнего триаса. Аналогичные слои пирокластов в индских образованиях развиты на востоке Таймыра и прилегающем шельфе моря Лаптевых. Синхронный трапповый магматизм имел место в пределах Печорской плиты и Коротаихинской впадины, а также в районах Таймыра, Енисей-Хатангского прогиба. На о-ве Диксон главная масса траппов представлена долеритами и габбро-долеритами в виде силлов и базальтовых покровов раннего триаса. Основные эффузивы трапповой формации вскрыты Тюменской сверхглубокой скважиной.

Различные геолого-геофизические материалы позволяют сделать вывод, что основной объем базальтоидного магматизма приходился на позднюю пермь - ранний триас, хотя редкие затухающие фазы тектономагматической активизаций проявлялись и далее в триасе.

Таким образом, становится очевидным, что в поздней перми - триасе Баренцево-Карская окраина на севере развивалась под влиянием Южно-Анюйского океана. А вот ее южная, тыловая, область эволюционировала в едином тектоно-геодинамическом режиме с Северной Евразией. Об этом свидетельствуют и масштабы эпиконтинентального рифтинга и сопутствующий базальтоидный магматизм, указывающие на то, что рассматриваемый регион располагался в поле влияния Сибирского суперплюма, растекавшегося под литосферой и создававшего локальные апофизы проникавшие в земную кору на разном расстоянии от его гипоцентра.

За этим последовал переход к юрско-меловой (Амеразийской) генерации молодого океанообразования в Арктике. Но в конце триаса - начале юры этому предшествовали геодинамические события [Богданов и др., 1997], являющиеся, по существу, последней и локальной в регионе конструктивной фазой, приведшей к становлению Пайхойско-Новоземельской складчато-надвиговой системы.

Юрско-меловой этап. Юрско-меловое время определяет формирование наиболее обширного океанического бассейна Арктики - Канадского. Разломная зона, по которой произошел откол композиции блоков Новосибирско-Чукотского и Арктической Аляски от Северной Америки и в дальнейшем трансформированной в осевой спрединговый центр, располагалась субпараллельно условному осевому центру Южно-Анюйского океана. Раскрытие Канадского бассейна носило полицикличный характер и сопровождалось широким проявлением ареала юрско-мелового базальтоидного магматизма на континентальных окраинах. В этой связи в эволюции становления бассейна можно выделить несколько фаз, основываясь на полевых наблюдениях (2006-2008 гг.) и лабораторных определениях возраста и состава магматических комплексов архипелагов Земля Франца-Иосифа (ЗФИ), Шпицберген [Карякин и Шипилов, 2008; Шипилов и Карякин, 2008] и опубликованных данных по юрско-меловому магматизму Арктики [Шипилов, 2004].

Первая фаза обусловлена началом действия нового плюма повлекшим первоначальный раскол литосферы, внедрение и излияние первых порций базальтоидного магматизма и процессы континентального рифтинга в Арктике («неудачная» попытка раскрытия Канадского бассейна). По нашим определениям [Карякин и Шипилов, 2008] наиболее древняя датировка возраста платобазальтов - 189,1+11,4 млн. лет обнаруживается на о-ве Гукера (арх. ЗФИ). Видимо именно это событие было причиной развития линейной зоны Северно-Чукотского бассейна с накоплением юрско-меловых отложений значительной мощности.

Реконструкции показывают, что зона раскола упиралась в Баренцевскую палеоокраину с еще входящими в ее состав блоками будущих хребтов Альфа и Ломоносова [Шипилов, 2004; 2008]. В этой связи следует заметить, что геофизические данные указывают на присутствие магматических тел в западной ча­сти хребта Ломоносова и на хребте Альфа.

Вторая фаза, в течение аалена-бата-титона, знаменуется последовавшим образованием расширенных полуграбенов и грабенов, субпараллельных первоначальному расколу, формировавшихся на окраинах Восточно-Сибирского и Чукотского морей и арктической окраины Аляски, блоки которых еще находились в соприкосновении с Северной Америкой. Одновременно закладывалась зона будущей Свердрупско-Новосибирской трансформы. В течение этого отрезка времени образовался весьма обширный ареал базальтоидного магматизма, объединяющий области Свердрупского бассейна (Канадский Арктический архипелаг), о-ва Де-Лонга, архипелаги Шпицберген, Земля Франца-Иосифа и прилегающие к ним районы Баренцевоморской окраины. Своеобразным центром магматической активности в этом ареале являлся район ЗФИ. Большинство датировок абсолютного возраста базальтов (силлов и покровов) этой фазы магматизма (включая архипелаги Де-Лонга и Шпицберген, Баренцевскую окраину, Свердрупский бассейн) дают значения около 150 млн. лет. На о-ве Земля Александры, арх. ЗФИ - 156,5±7,5 млн. лет [Карякин и Шипилов, 2008]. С этими событиями связывается не только проявление базальтоидного магматизма в Баренцевском регионе, но и морская трансгрессия с севера, углубление его бассейнов и накопление депрессивной черносланцевой фации киммеридж-волжского глинистого комплекса.

Третья фаза. Различные геолого-геофизические данные позволяют говорить, что в раннемеловую эпоху (около 140 млн. лет) стартует основная фаза раскрытия Канадского бассейна, продолжавшаяся с готерива до альба-сеномана. Рифтинг перерастает в спрединг с аккрецией меловой океанической коры. Сопутствующий базальтоидный магматизм концентрируется на вновь образовавшихся континентальных окраинах окружающих раскрывающийся Канадский бассейн. Новосибирско-Чукотско-Аляскинский блок начал удаляться от Канадского Арктического архипелага, скользя вдоль Свердрупско-Новосибирской трансформы. В пределах Баренцевоморского региона переход к открытию Канадского бассейна ознаменовался сменой глинистых сланцев («баженитов») грубозернистыми регрессивными «вельдскими» фациями раннего мела. Формирующийся срединно-океанический спрединговый центр воздействовал на Баренцево-Карскую окраину через отмеченную трансформу, вдоль которой сосредотачиваются проявления базальтоидного магматизма, фиксирующие фазы наиболее активного развития Канадского океанического бассейна. Абсолютные датировки базальтов для этой фазы развития в пределах окраин Арктики дают значения в интервале 139-123 млн. лет. Наши определения возраста базальтовой дайки на о-ве Хейса указывают на 125,2±5,5 млн. лет [Карякин и Шипилов, 2008]. Результаты выполненных нами исследований [Simonov et al., 2008] свидетельствуют о том, что для базальтов о-ва Хейса генерация первичных расплавов происходила в более глубинных условиях (около 110 км и 1600°С), чем первичных расплавов базальтов о-ва Земли Александры (глубины 75-100 км при температурах 1450-1550 °С). Это свидетельствует о проникновении деструктивных расколов на данной фазе развития на более глубинные уровни, чем на этапе первоначального раскола литосферы в преддверии образования Канадского бассейна, что хорошо вписывается в рассматриваемые геодинамические реконструкции. Вместе с тем происходит закрытие Анюй-Ангаючамского океана с образованием Южно-Анюйской офиолитовой сутуры.

В это время на Баренцевской палеоокраине реактивировалась сеть диагональных разломов и нарушений северо-восточного и северо-западного простираний контролирующих с одной стороны проявления базальтоидного магматизма, а с другой - ориентировки трендов большинства развивающихся структур региона, которые хорошо просматриваются в рельефе дна моря и аномальном магнитном поле.

Активный базальтоидный магматизм, судя по определениям абсолютного возраста, продолжался на континентальных окраинах Арктики и в интервале от 110 до 100 млн. лет, после чего спрединговый центр Канадского бассейна теряет способность генерировать океаническую кору и в диапазоне 95-80 млн. лет окончательно прекращает свою деятельность. Заключительные всплески магматической активности зафиксированы на одном из эскарпов хребта Альфа, базальты которого датируются 82±1 млн. лет по Ar/Ar. Однако не исключено, что этот магматизм связан с зарождением бассейна Макарова.

Изложенное позволяет заключить, что рассматриваемый этап и его геодинамические преобразования связываются с всплыванием Баренцевско-Амеразийского суперплюма, а затем разделением его на ряд функционирующих апофиз. Следствием этого сценария развития является образование обширного ареала юрско-мелового магматизма или «большой магматической провинции» (LIP). А после раскола литосферы и дезинтеграции рассматриваемой области на блоковые структуры, проявления магматизма (благодаря апофизам суперплюма) в пределах образовавшихся окраин сопровождали раскрытие и наращивание спрединговой океанической коры Канадского бассейна.

Кайнозойский этап. Раскрытию кайнозойских спрединговых бассейнов Арктики и Северо-Восточной Атлантики также предшествовало событие плюмового магматизма, тренды крестообразного ареала которого (с размахом не менее 2000 км и сопоставимого по размерам с Баренцевско-Амеразийским) имели субширотные и субмеридиональные простирания, предопределив направления развития спрединга. Этот магматизм достигал северной оконечности Гренландии. Основная фаза его проявления по абсолютным датировкам оценивается в 61-64 млн. лет. Центром Северо-Атлантической магматической провинции являлся протоисландский мантийный плюм. Выделяется и ряд более молодых и коротко живущих эпизодов магматизма (например, провинция Вестбаккен, а также и позднекайнозойских - северная часть Шпицбергена, о-ва Де-Лонга), отмечаемых в различных районах континентальных окраин Арктики, непосредственно прилегающих к океаническим бассейнам.

Таким образом, все рассмотренные этапы геодинамического становления Арктики и ее континентальных окраин в той или иной степени были обусловлены соответствующими разновозрастными плюмовыми событиями. На позднепермско-триасовом этапе это был Сибирский плюм, на юрско-меловом - Баренцевско- Амеразийский, на кайнозойском - протоисландский. В этой связи описанные выше проявления базальтоидного магматизма на континентальных окраинах можно охарактеризовать как индикационные признаки деструкции, а затем и распада континентальной литосферы вегенеровской Пангеи в Арктике [Шипилов, 2004; 2005; 2008; Шипилов и Карякин, 2008]. И если первый из этапов тектономагматической активности (относительно кратковременный) не привел к полному разрыву континентальной литосферы, то последующие два привели к молодому океанообразованию в Арктике. Выделенные этапы тектономагматической активизации нашли вполне очевидное отражение в тектоно-геодинамических преобразованиях, палеофациальных условиях осадконакопления окраин и составе продуктов магматической деятельности. Особо показателен в этом отношении юрско-меловой отрезок времени, когда была сформирована обширная провинция юрско-мелового плюмового и платобазальтового магматизма. Характерно, что проявления магматизма в пределах окраин в позднем мезозое и кайнозое, и в дальнейшем, уже после каждого очередного раскола континентальной литосферы и дезинтеграции ее на блоковые структуры и микроконтиненты, сопровождали раскрытие и наращивание спрединговой океанической коры.

Работа подготовлена в рамках выполнения проектов по Программам фундаментальных исследований ОНЗ РАН №14 «История формирования бассейна Северного Ледовитого океана и режим современных природных процессов Арктики (по программе Международного полярного года 2007-2008 гг.)» и Президиума РАН № 16.

Список литературы

1. Богданов Н.А., Хаин В.Е., Шипилов Э.В. Раннемезозойская геодинамика Баренцево-Карского региона // ДАН. 1997. Т. 357. №4. С. 511-515.

2. Карякин Ю.В., Шипилов Э.В. Геохимическая характеристика и ⁴⁰Ar/³⁹Ar возраст магматических пород архипелага Земля Франца-Иосифа // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. Т. 1. М.: ГЕОС. 2008. С. 389-393.

3. Шипилов Э.В. Пермско-триасовая интерференция тектоно-геодинамических режимов в эволюции арктической периферии Северной Евразии // ДАН, 2003, Т. 393, № 3.

4. Шипилов Э. В. К тектоно-геодинамической эволюции континентальных окраин Арктики в эпохи молодого океанообразования // Геотектоника. 2004. № 5. С. 26-52.

5. Шипилов Э.В. Генерации, стадии и специфика геодинамической эволюции молодого океанообразования в Арктике // ДАН. 2005. Т. 402. № 3. С. 375-379.

6. Шипилов Э.В., Карякин Ю.В. Юрско-меловой базальтоидный магматизм Баренцево-Карской континентальной окраины: геологические и геофизические свидетельства и геодинамические обстановки проявления // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. Т. 2. М.: ГЕОС. 2008. С. 475-481.

7. Шипилов Э.В. Генерации спрединговых впадин и стадии распада вегенеровской Пангеи в геодинамической эволюции Арктического океана // Геотектоника. 2008. № 2. С. 32-54.

8. Simonov V.A., Karyakin Yu.V., Kovyazin S.V., Shipilov E.V. Physico-chemical parameters of plateau basalt magmatism of the Archipelago Franz Joseph Land (data on melt inclusions) // Lithosphere Petrology and origin of diamond: Abstracts of International Symposium Dedicated to the 100th birthday of Academician V.S. Sobolev. Novosibirsk : Publishing House of SB Branch, 2008. P. 211.

Ссылка на статью:

Шипилов Э.В. Суперплюмовые события в истории становления Арктического океана. Материалы Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Д.Г. Панова (8-11 июня 2009 г ., г. Ростов-на-Дону). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2009, с. 356-359.