Широко распространено мнение о присутствии в Восточной Арктике на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского в разрезе осадочного чехла промежуточного структурного этажа. Появление в отечественной геологической литературе термина «промежуточный структурный этаж» связано с изучением строения молодых платформ: Туранской и Западно-Сибирской. В этих регионах выделяемое структурное подразделение имеет вполне определенные характеристики: структурные и формационные, хронологические и минерагенические. Проанализированная авторами информация по так называемому промежуточному структурному этажу на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (магнитометрическая, сейсмическая, гравиметрическая и геологическая) показала, что он таковым не является. По всем показателям рассматриваемое структурное подразделение представляет собой складчатый фундамент, с которым нельзя связывать сколько-нибудь значительный углеводородный потенциал.

До настоящего времени широко распространено мнение о наличии в Восточной Арктике на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского так называемого промежуточного структурного этажа. Наиболее полно и последовательно такое представление отражено в статье М.К. Косько и др. [8]. В этой работе промежуточный структурный этаж рассматривается как нижний структурный этаж осадочного чехла, перекрытый верхним структурным этажом позднего мезозоя (мела) - кайнозоя. Таким образом, область распространения промежуточного структурного этажа определяется по площади развития верхнего структурного этажа осадочного чехла, что и показано на рис. 1, 2 из вышеуказанной работы [8]. Появление в геологии термина «промежуточный структурный этаж» связано с изучением строения молодых и древних платформ, где между их фундаментами и осадочным чехлом выделяется комплекс осадочных и вулканогенно-осадочных формаций, деформированность которых промежуточная между фундаментом и чехлом [2]. Особенно характерен промежуточный структурный этаж на молодых платформах (Туранская и Западно-Сибирская). Он формировался в заключительную стадию становления фундамента этих платформ в сравнительно узком временном интервале: от 70 млн. лет на Туранской платформе (отложения перми и триаса) до 100 млн. лет на Западно-Сибирской (верхний палеозой - триас). Отложения промежуточного структурного этажа распространены избирательно, выполняя грабенообразные прогибы фундамента и отсутствуя на его поднятиях. Степень дислоцированности этого этажа в одних зонах приближается к таковой в фундаменте, а в других к вышележащему чехлу.

Выделение промежуточного структурного этажа на Восточно-Арктическом шельфе проистекает из концепции Ю.Е. Погребицкого, выделившего Арктическую геодинамическую систему [4]. Согласно Ю.Е. Погребицкому, шельф Восточной Арктики представлен несколькими крупными плитами (Лаптевской, Восточно-Сибирской и Чукотской), в пределах которых под молодым (K-Kz осадочным чехлом) погребены древние осадочные чехлы. Они то и выделены в промежуточный структурный этаж.

Попытаемся проанализировать какие характеристики подтверждают или опровергают существование на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского промежуточного структурного этажа.

Ну прежде всего формальные признаки в сравнении с тектонотипом рассматриваемого подразделения оказываются в полном противоречии. Временной интервал формирования промежуточного структурного этажа на шельфах морей Лаптевых и Восточно-Сибирского оказывается минимум в 4-5 раз больше, чем на упомянутых молодых платформах. На о-вах Котельный, Бельковский и Столбовой к данному этажу относятся отложения от нижнего ордовика до нижней четверти нижнего мела (валанжина), накопление которых продолжалось около 350 млн.лет. Предположительно же его нижняя граница опускается до верхнего протерозоя включительно и тогда время формирования промежуточного структурного этажа будет составлять не менее миллиарда лет. Это первое несоответствие. Второе противоречие заключается в сплошном распространении на шельфах так называемого промежуточного структурного этажа, тогда как в указанных эталонных областях он развит не повсеместно. Но эти противоречия носят формальный характер и на них можно не заострять внимание.

На много важнее другие противоречия уже по существу. Рассмотрим последовательно магнитометрические, сейсмические, гравиметрические и геологические характеристики выделяемого промежуточного структурного этажа.

Магнитометрическая характеристика. Этот этаж в наиболее полном объеме выступает на о.Котельный, где была выполнена, как и на других о-вах Анжу, геологическая съемка м-ба 1:200 000. Материалы этой съемки сведены на листе S-53-55 Госеолкарты м-ба 1:1000 000, изданном в 1999 г. (авторы Д.А. Вольнов, М.К. Косько, Б.Г. Лопатин) [6]. Над всеми Новосибирскими островами (за исключение о-вов Де Лонга) и прилегающим шельфом выполнена аэромагнитная съемка м-ба 1:200 000. Материалы этой последней съемки оказались очень информативными. Они нашли отражение в указанном выше листе S-53-55 Госгеолкарты м-ба 1:1000 000 в виде вынесенных на геологическую карту многочисленных магнитных аномалий с указанием глубины залегания и величины намагниченности магнитовозмущающих тел. К сожалению, геологическое значение этой информации не нашло всестороннего истолкования, кроме как разделения магнитовозмущающих объектов на два класса: интрузий кислого и основного состава. Более того, на геологическом разрезе, пересекающем приповерхностную магнитную аномалию, обусловленную интрузией базитов, последняя выпала из этого разреза. Над самим о-вом Котельный располагается региональная интенсивная положительная магнитная аномалия, источник которой находится на глубине около 10 км. С запада, юга и востока от о. Котельный выделяется большое количество локальных магнитных аномалий. Для иллюстрации этого мы выбрали полигон Госгеолкарты м-ба 1:1000 000 между меридианами 135⁰-145⁰ в.д. и параллелями 73⁰-76⁰ с.ш. (рис. 3). На этой площади оказалось 27 магнитных аномалий, которые интерпретируются авторами листа как интрузии гранитоидного состава и 33 аномалии, обусловленные интрузиями основного состава. Площадь тел гранитоидов варьирует от 30-100 кв.км до 800-1000 кв.км, а глубина залегания от 1,0-1,2 км до 3-4- км. Интрузии основного состава по площади колеблются от 20-100 кв.км до 500-600 кв.км, глубина их залегания меняется от 0,5-0,8 км до 5-7 км. Надежность интерпретации первого класса магнитных аномалий, как гранитоидных интрузий, исключительно высока, поскольку отдельные из них на Ляховских островах располагаются над обнаженными и хорошо изученными оловоносными гранитоидами (рис. 3). При этом магнитные аномалии с о. Бол. Ляховский продолжаются на шельф в северном и северо-западном направлениях.

Из всего вышеизложенного следует, что многочисленные интрузии гранитоидов и базитов на шельфе и островах к востоку и западу от о. Котельный располагаются в промежуточном структурном этаже. Мощность последнего на о. Котельный не менее 9-10 км, а глубина залегания интрузивных комплексов не превышает 5-7 км, а в большей части составляет 1-5 км. Такая геологическая «конструкция» характерна для складчатого фундамента и не свойственна промежуточному структурному этажу. В последнем обычно встречаются вулканические покровы и отдельные тела малых интрузий.

Сейсмическая характеристика. На шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского имеется значительное количество сейсмических профилей МОВ ОГТ, выполненных различными отечественными и зарубежными организациями. Часть из них располагается в непосредственной близости от островов Столбовой, Бельковский, Котельный и Новая Сибирь. И на всех сейсмических профилях вокруг островов фиксируется акустический фундамент или осадочный чехол мощностью от первых сотен метров до 3-4 км, залегающий на акустическом фундаменте. В качестве иллюстрации этого положения на схеме тектонического районирования осадочного чехла, составленной в 1998 г., нанесены отрезки двух сейсмических профилей МАГЭ вблизи островов Столбовой и Бельковский (рис. 4). На профиле 86707-1 у о.Столбовой на поверхность дна выступает акустический фундамент (горст Столбовой), а юго-восточнее в Широстанском прогибе наблюдается осадочный чехол мощностью 1,0 - 1,5 км (рис. 5). Аналогичная картина видна и на профиле 86715 у о. Бельковский, где Восточно-Лаптевский горст представлен акустическим фундаментом, с редуцированным осадочным чехлом, тогда как в зоне сочленения Бельковско-Святоносского и Анисинского грабенообразных прогибов фиксируется осадочный чехол мощностью 3-4 км (рис. 6). Исключение составляют Анисинский и Новосибирский грабенообразные прогибы, в которых мощность осадочного чехла достигает в первом 5-6 км, а во втором 9-10 км. На о. Котельный самое яркое структурное несогласие установлено в основании пологозалегающей балыктахской свиты апт-альбского возраста, перекрывающей складчатый комплекс доапт-альбских образований [6]. Именно это несогласие и проявлено на сейсмических профилях в виде границы раздела акустического фундамента и осадочного чехла. Следовательно возраст осадочного чехла не древнее апт-альба, а весь комплекс складчатых доапт-альбских образований представлен в сейсмической записи акустическим фундаментом. Тем самым он не может рассматриваться в качестве промежуточного структурного этажа, в котором должны выделяться участки с регулярными отражениями, свойственными осадочному чехлу. Данное условие проистекает из самого определения термина «промежуточный структурный этаж».

Осадочный чехол Анисинского и Новосибирского прогибов также, скорее всего, не древнее апт-альба. На это указывает структурное соотношение меридионального Анисинского прогиба, расположенного между островами Бельковский и Котельный, и  наложенного на складчатую структуру северо-западного простирания этих островов (рис.3) . Складчатый комплекс данных островов оказывается в основании осадочного чехла Анисинского прогиба, что и определяет апт-альбский возраст последнего.

В выделяемом промежуточном структурном этаже встречаются лишь редкие фрагменты отражающих площадок разной природы. В одних случаях они действительно фиксируют участки расслоенных толщ, а в других представляют собой кратные отражения, иначе говоря, ложные. Но еще раз необходимо обратить внимание на полное отсутствие в так называемом промежуточном структурном этаже на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского регулярных сейсмических отражений, присущих осадочному чехлу.

И, наконец, последний довод сторонников промежуточного структурного этажа сводится к наличию в нем участков с достаточно низкими скоростями сейсмических волн. Такая картина наблюдается, в частности, на профиле BGR 94-19 [10] в западной части Восточно-Сибирского моря (рис. 4). На 75 километровом отрезке этого профиля северо-восточного простирания, пересекающем 156° меридиан в.д., под осадочным чехлом мощностью не более 2 км в акустическом фундаменте указаны скорости сейсмических волн 3,4 и 3,6 км/с (рис. 7). Сам осадочный чехол здесь характеризуется интервальными (пластовыми) скоростями 1,8-1,9 км/с в верхней половине разреза и 2,4-2,6 км/с в нижней. Какая скорость имеется в виду в акустическом фундаменте остается загадкой. Поскольку ниже поверхности акустического фундамента отсутствует четкая отражающая граница, приводимая скорость в фундаменте не может быть интервальной (пластовой).

Заключая все вышеизложенное по сейсмической характеристике выделяемого промежуточного структурного этажа следует признать, что он таковым не является. Это, скорее всего, складчатый фундамент, сложенный расслоенными осадочными образованиями.

Гравиметрическая характеристика. На части площади Новосибирских островов проведена гравиметрическая съемка м-ба 1:200 000, а полностью на островах и окружающем шельфе гравиметрическая съемка выполнена в масштабе 1:1000 000. Материалы гравиметрии не дают прямого ответа на конкретный вопрос о наличии или отсутствии промежуточного структурного этажа, но некоторый общий вывод из них сделать можно. Дело в том, что в трактовке распространения данного этажа на шельфе морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, изложенной в упомянутом выше листе S-53-55 Госгеолкарты м-ба 1:1000 000 [6], заложена вполне определенная концепция. Суть ее состоит в представлении о приуроченности позднемезозойской тектоно-магматической активизации к Котельническо-Ляховской гряде субмеридионального простирания (рис. 9). Она охватывает острова Бельковский, Котельный, Землю Бунге и Ляховские. Согласно авторам листа гряда разделяет Лаптевскую и Восточно-Сибирскую плиты, в которых собственно и развит промежуточный структурный этаж. В пределах самой же гряды отложения промежуточного структурного этажа подверглись тектоно-магматической активизации и находятся в складчатом состоянии, что хорошо выражено на геологическом разрезе листа S-53-55 (рис. 10). Но если это действительно так, то логично ожидать, что складчатая структура рассматриваемого комплекса в пределах гряды должна быть ориентирована согласно простиранию последней в субмеридиональном направлении. В действительности же этого нет. На всех островах, где выступает складчатый комплекс, простирание складок является устойчиво северо-западным (рис. 3). В поле силы тяжести [5] Котельническо-Ляховская гряда отчетливо выражена системой субмеридиональных положительных (острова-горсты) и отрицательных (разделяющие острова грабены) аномалий (рис. 8). Блоковая структура гряды наложена на структуру складчатого фундамента и сечет последнюю, что ярко выражено на островах Бельковский и Котельный. Из такого структурного соотношения нет никаких оснований допускать переход складчатого основания островов в состояние промежуточного структурного этажа на прилегающем шельфе. И когда мы видим на геологическом разрезе листа S-53-55 палеозойские и мезозойские (включая берриас-валанжин) толщи на шельфе в параплатформенном залегании на участках, куда простираются с островов складчатые структуры этих же отложений (рис. 3, 10) – это противоречит элементарным правилам структурной геологии. Вывод: гравиметрическая информация не дает основания для выделения на шельфе промежуточного структурного этажа.

Геологическая характеристика. В качестве одного из доводов в пользу промежуточного структурного этажа приводится «преобладающий германотипный характер складчатости»…с.115 [6] на островах Бельковский, Котельный, Столбовой, Малый Ляховский и северная часть Большого Ляховского. Но если обратиться к строению Чукотской и Верхояно-Колымской складчатых систем на материке, то и там доминирующим является германотипный характер складчатости. Только в сравнительно узких шовных зонах этих систем наблюдается альпинотипная складчатость. В Верхояно-Колымской системе в бассейне р. Яна еще в середине 50-х годов прошлого века геологами Дальстроя Л.А. Снятковым и Б.А. Снятковым были выделены обширные площади пологих дислокаций [9]. Германотипная складчатость характерна для осевой зоны и восточного крыла Верхоянского мегантиклинория (рис. 11). Однако вряд ли можно ставить вопрос о пересмотре складчатых комплексов поздних мезозоид Чукотки и Верхоянья и считать их промежуточным структурным этажом.

На о. Новая Сибирь под рыхлыми плиоцен-четвертичными отложениями  картировочными скважинами вскрыты складчатые юрские отложения [7]. Это кливажированные аргиллиты, алевролиты и песчаники с сульфидно-кварцевыми прожилками (пирит, халькопирит). В магнитном поле у о. Новая Сибирь фиксируются аномалии, идентичные таковым над оловоносными гранитоидами о. Бол. Ляховский. Шлиховые ореолы касситерита на о. Новая Сибирь подтверждают наличие  здесь в докайнозойском складчатом основании оловоносных гранитоидов [7]. В базальных слоях плиоцена, прекрывающих юрский складчатый комплекс, в шлиховых пробах обнаружены многочисленные зерна сфалерита и молибденита. Данная сульфидная минерализация на Чукотке обычно сопровождает оловянные и оловянно-вольфрамовые месторождения.

На о. Столбовой верхнеюрские и нижнемеловые (берриас-валанжин) отложения (рис. 12, 13) по степени литификации более характерны для складчатого фундамента, а не промежуточного структурного этажа [1]. Плотность слагающих эти отложения песчаников составляет 2,68 г/см³, а алевролитов и аргиллитов 2,7 г/см³, превышая тем самым плотность гранита. По ряду текстурных признаков эти отложения приближаются к турбидитам (рис. 14-19), что также противоречит их принадлежности к промежуточному структурному этажу.

Из всего вышеизложенного напрашивается вполне определенный вывод: геофизические и геологические характеристики рассматриваемого комплекса образований на Новосибирских островах и окружающем шельфе не дают оснований рассматривать его в качестве промежуточного структурного этажа в общепринятом понимании. Промежуточное положение этого комплекса состоит в том, что он располагается между кристаллической корой (верхней или нижней) и осадочным чехлом. Но это уже совсем другая история.

И, наконец, последнее. На первый взгляд может показаться, что вся эта полемика отдает элементами схоластики, если бы она не перетекала во вполне прагматическое русло. Как известно, в промежуточном структурном этаже молодых платформ заключены промышленные залежи углеводородов, а это уже очень серьезно. Мы полагаем, что на шельфе морей Лаптевых  и Восточно-Сибирского так называемый промежуточный структурный этаж обещает большое разочарование в смысле углеводородного потенциала [3]. Во всяком случае на о. Котельный в палеозойских отложениях битумы  представлены только антраксолитами. Это заключение Б.А. Клубова, единственного геолога-нефтяника, обследовавшего большинство арктических островов от Шпицбергена до Врангеля. На западном берегу о. Котельного в 1971 г. В.А. Виноградовым зафиксированы крутопадающие разломы, представленные зонами крупноглыбовых тектонических брекчий мощностью до 10-12 м. И в этих зонах нет проявлений жидких или вязких битумов. Судя по масштабу и характеру проявления разломов они уходят (вероятно) на большую глубину и являются зонами растяжения, в восточном крыле Анисинского грабенообразного прогиба. По существу такие зоны в нефтегазоносных провинциях характеризуют раскрытость недр и являются индикатором их углеводородного потенциала.

Список литературы

1. Виноградов В.А., Явшиц Г.П. Стратиграфия верхнеюрских и нижнемеловых отложений северной части о. Столбового. // Геология и полезные ископаемые Новосибирских островов и острова Врангеля. Л. Изд-во НИИГА. 1975. С. 38-42.

2. Геологический словарь. Том 2. М.: Недра. 1978. 456 с.

3. Геология и полезные ископаемые России. Т. 5. Кн. 1. Арктические моря. СПб.: ВСЕГЕИ. 2004. 468 с.

4. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 9. Моря Советской Арктики / Под ред. И.С. Грамберга, Ю.Е. Погребицкого. Л.: Недра. 1984. 280 с.

5. Глебовский В.Ю., Черных А.А., Каминский В.Д., Поселов В.А. Результаты структурно-тектонического районирования потенциальных полей Северного Ледовитого океана при составлении новой циркумполярной тектонической карты Арктики // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб., ВНИИОкеангеология, 2012. (Тр. ВНИИОкеангеология. Т. 223. Вып. 8.). C. 20-29.

6. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:1000 000. Лист S-53-55 (Новосибирские острова). Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ. 1999. 206 с. (авторы Д.А. Вольнов, М.К. Косько, Б.Г. Лопатин и др.).

7. Государственная геологическая карта СССР масштаба 1:200 000. Серия Новосибирские острова. Листы T-54-XXXIV, XXXV, XXXVI; T-56-XXXIII; S-54-IV, V, VI, X, XI, XII; S-55-I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII; S-56-III, VII. Объяснительная записка. М. 1986. 106 с. (авторы Г.В. Труфанов, К.Н. Белоусов, В.Ф. Непомилуев).

8. Косько М.К., Буценко В.В., Иванов В.Л., Кораго Е.А., Поселов В.А., Супруненко О.И. К тектонике Северного Ледовитого океана и его континентальной окраины // 60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане (под. ред. В.Л. Иванова). СПб.: ВНИИОкеангеология. 2008. С. 16-43.

9. Снятков Л.А., Снятков Б.А. Тектоника Верхояно-Чукотской складчатой области. Геологическое строение СССР. Т.3. тектоника. М. 1958. С. 203-223.

10. Franke D., Hinz K., Reichert Ch. Geology of the East Siberian Sea, Russian Arctic, from seismic images: structures, evolution, and implications for the evolution of the Arctic Ocean Basin // Journal of Geophysical Research. 2004. Vol. 109. B07106.

Vinogradov V.A., Goryachev Yu.V., Gusev E.A. Intermediate structural stage of East Russian Arctic shelf: myth or reality? // Geological-geophysical features of the lithosphere of the Arctic Region. St. Petersburg. 2012. (Transactions of VNIIOkeangeologia. V. 211. Issue 8). P.150-156 (in Russian).

There is a common opinion about the presence of intermediate structural stage in the Eastern Arctic, within the territory of Laptev and East-Siberian Seas. Term “intermediate structural stage”, which has appeared in Russian literature, is connected with the studying of young platforms: Turan and West-Siberian. Structural subdivision, defined in these regions has definite characteristics: structural and formational, chronological and minerogenic. All studied data, available for so called “intermediate structural stage” within Laptev and East-Siberian shelves (magnetic measurements, seismic data, gravimetric and geological information) showed that it is not true. Basing on all this material the described structural subdivision represents infolded basement, which can not be associated with some significant hydrocarbon resources.

Fig. 16, references - 10.

Ссылка на статью:

Виноградов B.A., Горячев Ю.В., Гусев Е.А. Промежуточный структурный этаж на шельфе Восточной Арктики - миф или реальность? // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб., ВНИИОкеангеология, 2012. (Тр. ВНИИОкеангеология. Т. 223. Вып. 8). С. 150-156.