Главенствующим событием в кайнозойской эволюции океана в Арктике является становление Норвежско-Гренландского и Евразийского спрединговых бассейнов, раскрывавшихся относительно разделяющей их Шпицбергенско-Северогренландской трансформы. Они представляли собой гигантскую взаимосвязанную геодинамическую систему: две раскрывающиеся впадины и связывающая их зона разломов с большой сдвиговой компонентой [Shipilov, 2008]. На этом же этапе отколовшийся от Баренцево-Карско-Лаптевской окраины линейный блок хребта Ломоносова в процессе спрединга мигрировал до нынешнего своего положения. В результате по существующим представлениям хребет Ломоносова является пограничной структурой [Шипилов и др., 1990], разделяющей два разновозрастных и различных по устройству бассейна - Евразийский и Амеразийский (рис. 1).

В начальную фазу формирования хребта Ломоносова рифтогенно-спрединговые процессы во впадинах Канадской и Макарова, входящих в Амеразийский бассейн, уже были последовательно завершены [Вержбицкий и др., 2011; Лобковский и др., 2010; Shipilov, 2008]. А зарождающийся осевой спрединговый центр хребта Гаккеля, как и в целом Евразийский бассейн, заняли практически ортогональную позицию по отношению к отмершему спрединговому центру Канадской впадины. Поэтому большинство исследователей считают, что никаких кардинально значимых тектоно-геодинамических событий в Амеразийском бассейне, в частности в Канадской впадине, на его кайнозойском послеспрединговом «пассивном» этапе эволюции не происходило, за исключением проявления обычных в таких случаях процессов погружения и гравитационно-оползневой тектоники. Однако появляется все больше главным образом геофизических данных, интерпретация которых позволяет говорить об активизации в кайнозое тектоно-геодинамических преобразований литосферы Амеразийского бассейна, протекавших на фоне спрединга в Евразийском бассейне.

В представленной работе по результатам интерпретации геофизических данных и геологических исследований рассмотрены кайнозойские трансформации литосферы ряда океанических областей арктического региона и обосновывается их геодинамическая природа.

Прежде всего следует заметить, что раскрытие и дальнейшее расширение Евразийского бассейна привели в действие механизм перемещения Центрально-Арктического геоблока хребтов и поднятий по двум протяженным и непараллельным зонам трансформных разломов - Шпицбергенско-Северогренландской и Хатангско-Ломоносовской [Лобковский и др., 2010; Шипилов и др., 2003; Shipilov, 2004]. Если по ним оценивать кинематику перемещения хребта Ломоносова, то можно видеть, что она была неодинакова. Опережающими темпами двигался фланг хребта, обращенный к Шпицбергенско-Северогренландской трансформе. Анализ палеотектонических реконструкций свидетельствует, что эта зона разломов была заложена, как минимум, в юрско-меловое время на этапе отрыва Новосибирско-Чукотско-Североаляскинского блока (микроплиты) от Северной Америки [Лобковский и др., 2010; Shipilov, 2008]. На этапе расхождения Гренландии и Баренцевоморского сегмента Евразийской плиты (поздний олигоцен–миоцен) Шпицбергенско-Северогренландская трансформа была разорвана в связи с образованием рифта Моллой [Shipilov, 2008]. Ее продолжение далее в Северном Ледовитом океане, Северогренландско-Канадская окраинно-континентальная трансформа, некоторыми исследователями увязывается со сдвигом Калтаг, прослеживаемого с Аляски [McWhae, 1986]. Судя по гравиметрическим картам [McAdoo et al., 2008], Северогренландско-Канадская трансформа также была фрагментирована на отрезки, маркирующие сдвиго-сбросовую границу между континентальной окраиной Северной Америки и структурами Амеразийского бассейна. Сейсморазведкой установлено [Dinkelman et al., 2008], что одному участку этой границы присуще сбросообразование (рис. 2), другому - формирование присдвиговых бассейнов по типу pull-apart. При этом характерной особенностью является то, что все отмеченные дислокации затрагивают как континентальную, так и океаническую стороны трансформы и связаны с временным отрезком поздний олигоцен-миоцен. Судя по концентрации вблизи и вдоль этой зоны разломов эпицентров землетрясений [Аветисов, 2009], она активна и по сей день и по существу определяет новейшую блоковую делимость литосферы в регионе. Рассматривая историю развития региона и роль этой зоны разломов в формировании океанических и континентальных геоструктур, ее можно отнести к одной из фундаментальных тектонических границ в Арктике трансформного типа, заложенной по простиранию ветви каледонид-элсмирид. В районе дельты Маккензи, как показывают результаты последних сейсмических работ [Dinkelman et al., 2008], эта зона разломов пересекает самый южный фланг (продолжение зоны растяжения) осевого палеоспредингового центра Канадской котловины.

Другая, Хатангско-Ломоносовская, окраинно-континентальная трансформа довольно отчетливо отражается как наиболее заметный линеамент в рельефе дна Лаптевоморской континентальной окраины [Головачев и Шипилов, 1986] и в структуре геофизических полей. Кроме того к ней приурочены и эпицентры некоторых землетрясений (рис. 1б). Следует подчеркнуть, что большинство структурно-тектонических элементов как со стороны Лаптевоморской континентальной окраины (ее рифты), так и со стороны Евразийского океанического бассейна (включая хребет Гаккеля) и поднятия Ломоносова завязаны на Хатангско-Ломоносовскую трансформную зону разломов [Shipilov, 2004]. В совокупности этот тектонический узел представляет собой уникального типа геодинамическую систему, отражающую характер непосредственного торцового сочленения и взаимодействия в кайнозое развивающегося океанического спредингового бассейна с континентальным окружением [Богданов и др., 1995; Шипилов и др., 2003; Shipilov, 2004].

Отрезок Хатангско-Ломоносовской трансформы, лежащий к западу от района ее сочленения с хребтом Гаккеля, на этапе раскрытия Евразийского бассейна был малоактивен, и по нему происходили разнонаправленные низкоамплитудные движения. А вот восточная, активная, часть трансформы играла в кайнозое важную роль. По ней происходило правостороннее перемещение отколовшегося сублинейного блока хребта Ломоносова в процессе открытия Евразийского бассейна. В результате эта трансформная зона определила прямолинейный характер границы (ее обруб) северо-восточной части Лаптевоморской окраины с впадиной Амундсена. Некоторые представления о кинематике этого процесса изложены в работе [Shipilov, 2004].

Следует заметить, что Хатангско-Ломоносовская трансформная зона весьма слабо изучена в активной своей части, где проявилась, по нашим представлениям, правосторонняя кинематика движений. Полученные в последнее время геофизические материалы по профилю МОВ ОГТ А7 [Казанин и др., 2010] длиной 832 км, проложенному от Новосибирского архипелага до хребта Ломоносова с пересечением его южного фланга по простиранию, дают основание для вывода о существовании такой зоны разломов. Ее трудно не заметить на разрезе (рис. 3), так как она (в нашей интерпретации) довольно отчетливо выражена и в структуре волнового поля, и в графиках интенсивности геофизических полей, и контрастными формами рельефа дна. На подходах к этому интервалу сейсмической записи и в его пределах наблюдаются деформированность, утонение и пережимы мощностей не только комплексов кайнозоя, но даже и верхов мезозойских отложений при том, что здесь отмечается их разбитость значительным количеством нарушений со смещением. Кроме того отражения, связанные здесь с границами фундамента и Мохо, прослеживаются фрагментарно и прерывисто, перескакивая с одного гипсометрического уровня на другой. Все это на фоне резкого подъема границы Мохо и соответствующего уменьшения мощности земной коры при переходе от континентальной окраины к хребту Ломоносова.

Приведенные характеристики дают основание для отнесения Хатангско-Ломоносовской трансформы к зонам разломов литосферного типа, а учитывая косое положение трансформы по отношению к хребту Ломоносова, представляется, что описанные выше деформации земной коры возникли в ходе транспрессии при правостороннем перемещении хребта в условиях возрастающего сжатия вдоль его длинной оси как со стороны Северо-Американской, так и Евразийской континентальных окраин. Это привело к дислокациям коробления, изгибам и изломам хребта [Shipilov, 2004]. Наши доводы получили подтверждение в результатах бурения здесь скважины, которая обнаружила значительный стратиграфический перерыв в разрезе отложений в диапазоне 44-18 млн лет [Backman et al., 2008], что обусловлено подъемом и выводом хребта на уровень моря или выше и его эрозией, после чего хребет стал относительно стабильно погружаться до современных отметок глубин. Это отражает смену режима сжатия позднеолигоцен-миоценовой релаксацией, характерной в целом для рассматриваемого региона.

Северо-восточное продолжение Хатангско-Ломоносовской трансформы, судя по батиметрии и структуре аномального гравитационного поля, теряется в котловине Подводников на подходе к хр. Менделеева, возможно, затрагивая и его, что не исключает участия трансформы в развитии бассейна Подводников на кайнозойском этапе. С режимом растяжения в этом бассейне, вероятно, можно соотнести проявления поздненеогенового платобазальтового вулканизма на архипелаге Де Лонга.

Представляется, что обособление и перемещение Амеразийского геоблока по описанным выше трансформам с вектором, направленным на юг в сторону ороклинального изгиба складчатых поясов Аляски, должно сопровождаться развитием деформаций сжатия в его краевом сегменте. В этой связи над границей континентальной и океанической коры на южной периферии Канадского бассейна сейсмическими работами [Dinkelman et al., 2008] закартирован пояс деформаций осадочного чехла, развитый над плоскостью детачмента (рис. 4). В складки практически пликативного типа собраны верхнемеловые-олигоценовые отложения. Ареал развития этих деформаций довольно отчетливо обозначен отрицательной гравитационной аномалией субширотного простирания. Заметим также, что к этому району подходит полоса эпицентров землетрясений Аляски, связанная с простирающимся сюда следом Алеутской зоны Беньофа.

Таким образом, представленные материалы и их интерпретация дают основание говорить, что на кайнозойском этапе определилась новая блоковая делимость литосферы океана в Арктическом регионе. Основополагающую роль в этом играли Шпицбергенско-Северогренландская (и ее Северогренландско-Канадский отрезок) и Хатангско-Ломоносовская зоны трансформных разломов. Перемещение по ним блока литосферы Амеразийского бассейна привело к формированию пояса складчатых деформаций на границе континентальной и океанической коры в южной части Канадской котловины на рубеже олигоцена-миоцена. Причина рассмотренных трансформаций, как нам представляется, лежит в глубинной геодинамике, обусловленной процессами перемещения подлитосферных мантийных масс конвективной ячейкой в сторону Алеутской зоны субдукции. Это вызывает соответствующий тянущий момент и ползучесть самой литосферы с сопровождающими ее эффектами растяжения в одних местах и сжатия в других в пределах одной и той же плиты.

В результате рассмотренных тектоно-геодинамических преобразований был сформирован своеобразный «тектонический мост», соединяющий Северо-Американский и Евразийский континенты, представленный Центрально-Арктической системой хребтов и поднятий. В геоисторическом плане эта композиция блоков и микроплит представляет собой сохранившийся фрагмент разрушенного в ходе геологической эволюции палеоконтинента Арктида.

Работа подготовлена в рамках выполнения проекта по государственному контракту Роснедра-РАН «Построение плитотектонических реконструкций и модели напряженного состояния литосферы Арктического региона в связи с проблемой расширения внешней границы континентального шельфа РФ» и при поддержке Программы № 9 ОНЗ РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аветисов Г.П. Сейсмологические исследования НИИГА-ВНИИОкеангеология в Арктике (история, достижения, перспективы) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2009. № 2. С. 27-41.

2. Богданов Н.А., Хаин В.Е., Шипилов Э.В. Система кайнозойских рифтов восточной Арктики и ее возможное значение // Доклады РАН. 1995. Т. 345. № 1. С. 84-86.

3. Вержбицкий Е.В., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Бяков А.Ф. Возраст хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова (Амеразийский бассейн) // Доклады РАН. 2011. Т. 441. № 3. С. 380-383.

4. Головачев Э.М., Шипилов Э.В. Линеаментные зоны моря Лаптевых // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 1986. № 8. С. 106-108.

5. Казанин Г.С., Шкарубо С.И., Павлов С.П. и др. В сб.: Материалы IV Международной рабочей встречи по делимитации шельфа в Арктике. Сессия 3. СПб.: ВСЕГЕИ, 2010. CDR-ресурс.

6. Лобковский Л.И., Гарагаш И.А., Кононов М.В., Вержбицкий В.Е., Котелкин В.Д. Тектоника деформируемых литосферных плит и геодинамическая эволюция Арктического региона в мезо-кайнозое. В кн.: Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. М.: Геос, 2010. В. 2. С. 8-40.

7. Шипилов Э.В., Юнов А.Ю., Свистунов Ю.И. Модель строения и образования асейсмичных поднятий дна океанов // Океанология. 1990. Т. 30. № 2. С. 415-418.

8. Шипилов Э.В., Шкарубо С.И., Богданов Н.А., Хаин В.Е. В кн.: Комплексные исследования природы Шпицбергена. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2003. В. 3. С. 41-58.

9. Backman J., Jakobsson M., Frank M., et al. Age model and core-seismic integration for the Cenozoic Arctic Coring Expedition sediments from the Lomonosov Ridge // Paleoceanography. 2008. V. 23. P. 3-18.

10. Dinkelman M.G., Kumar N., Helwig J., et al. Highlights of Petroleum and Crustal Framework of the Beaufort-Mackenzie Basin: Key Results from BeaufortSPAN East Phases I and II Surveys // Canad. Soc. Explor. Geophys. 2008. V. 33. № 9. P. 22-25.

11. McAdoo D.C., Farrell S.L., Laxon S.W., et al. Arctic Ocean gravity field derived from ICESat and ERS - 2 altimetry: Tectonic implications // J. Geophys. Res.. 2008. V. 113. P. 3-15.

12. McWhae J.R. Tectonic history of northern Alaska, Canadian Arctic, and Spitsbergen regions since Early Cretaceous // Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol. 1986. V. 70. № 4. P. 430-450.

13. Shipilov E.V. Teсtono-Geodynamiс Evolution of Arctic Continental Margins during Epochs of Young Ocean Formation // Geotectonics. 2004. V. 38. № 5. P. 343-365.

14. Shipilov E.V. Generations of spreading basins and stages of breakdown of Wegener’s Pangea in the geodynamic evolution of the Arctic Ocean // Geotectonics. 2008. V. 42. № 2. P. 105-124.

15. Sokolov S.D., Bondarenko G.E., Morozov O.L., et al. The South Anyui Suture, NE Arctic Russia: facts and problems to solve // Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 2002. V. 360. P. 209-224.