Арктика: строение и тектоника

Кратко характеризуя современную структуру в целом Северной полярной области Земли, следует заметить, что арктические континентальные окраины Евразии, Америки и Гренландии занимают такие позиции, что своими внешними флексурно-сбросовыми (местами сбросо-сдвиговыми) границами довольно отчетливо очерчивают сферический треугольник, площадь которого занята океаническими бассейнами - Амеразийским и Евразийским, разделенными хребтами Ломоносова и Менделеева-Альфа (рис. 1). Одна сторона этого "арктического треугольника" принадлежит к западной части Евразиатско-Арктической континентальной окраины (Баренцево-Карской или Западно-Арктической). Вторая сторона относится преимущественно к восточной части рассматриваемой окраины (Восточно-Сибирско-Чукотской или Восточно-Арктической) и частично Северо-Аляскинской (Чукотско-Бофортской) окраине. Третья сторона соответствует в основном окраине Канадского Арктического архипелага (Свердрупский бассейн) и частично Гренландской (море Линкольна).

В вершинах треугольника (или в непосредственной близости) локализованы бассейны или межевые тектонические зоны, разделяющие перечисленные выше континентальные окраины (или их части). Таким образом, в вершинах треугольника лежат: Норвежско-Гренландский бассейн с районом сложного трансформного взаимодействия, через Шпицбергенско-Северогренландский разлом, срединно-океанических хребтов Книповича и Гаккеля; специфически организованная структура Лаптевско-Новосибирской области трансформного взаимодействия со срединно-океаническим хребтом Гаккеля; и, наконец, в третьем, "амеразийском" углу расположен рифтовый бассейн дельты Маккензи.

Организация и дифференциация структуры земной коры Евроазиатско-Арктической окраины таковы, что западный фланг (баренцево-карский) взаимодействует с относительно молодыми (кайнозойскими) океаническими спрединговыми бассейнами – Норвежско-Гренландским и Евразийским, восточный (восточносибирско-чукотский) – с позднемезозойским – Амеразийским. Лаптевоморский регион в структуре окраины является особой пограничной (межевой) областью, разделяющей различные части этой окраины.

Такая дифференциация окраины подчеркивается различными характеристиками морфологии рельефа дна (рис. 2) и поверхности фундамента (рис. 3), а также глубинного строения земной коры. Существенны различия и в распределении стратиграфических комплексов.

При тектоническом районировании (тектоника – строительство) в качестве основного критерия обычно принято учитывать возраст главной складчатости, заканчивающей геосинклинальное развитие данной территории.

На основании этого на территории бывшего СССР выделяют, во-первых: древние платформы и дорифейские (в основном эпикарельские складчатые области)….. Он занимают большую часть территории… Это Восточно-Европейская и Сибирская, занимающая большую часть суши бывшего СССР, платформы Баренцева и Восточно-Сибирского морей.

В пределах Восточно-Сибирской платформы выделяют три структуры первого (наиболее крупного) порядка: Балтийский и Украинский щиты, … Русская плита. Щиты сложены мощной толщей кристаллических пород архейско-протерозойского возраста. Эти же породы слагают и фундамент плиты. С фундаментом связаны наиболее древние элементы чехла ¾ протоплатформенный чехол, образовавшийся в среднем протерозое. Рельеф фундамента плиты очень расчленен (амплитуды до 10 км). Серию грабенов-авлакогенов в фундаменте выполняют осадочные комплексы рифея. К началу палеозоя, в венде, произошло выравнивание чехольчатыми толщами рельефа фундамента. Основной этап формирования чехла платформы ¾ фанерозой (рис. 4).

С древнейшими породами фундамента связаны месторождения руд железных (Оленегорское) медно-никелевых, олова и молибдена (Кольский полуостров), слюд (Балтийский щит). В породах Балтийского щита залегают и хибинские апатиты, возраст которых палеозойский …

Платформа Баренцева моря (выделяют на Сибирской платформе) находится в северо-восточной части одноименного моря между Новой Землей и Шпицбергеном, в ее состав входят острова Земли Франца-Иосифа, северо-восточная часть Шпицбергена. На западе она, вероятно, граничит с каледонитами Шпицбергена, а на юге ¾ с байкалидами ¾ продолжением структур Тимано-Печорской области. Н.С. Шацкий полагал, что платформенная структура ¾ осколок Восточно-Европейской, отделеннойот последней авлакогеном Тиманского кряжа и его северо-западным продолжением. В строении платформенного чехла принимают участие в основном верхнепалеозойские и мезозойские породы.

Анализ сейсмических материалов позволил установить закономерность регионального изменения стратиграфического диапазона осадочного чехла вдоль окраины. С запада на восток от Баренцева до Чукотского моря постепенно возрастает в разрезе доля кайнозойских отложений: от нуля, десятков и первых сотен метров в Баренцевом и Карском морях до первых километров в морях Лаптевых и Чукотском. Аналогичные тенденции наблюдаются в поведении верхнемеловых отложений. Мощность же мезозойских (триас, юра, нижний мел) и части верхнепалеозойских (пермских) комплексов в том же направлении, наоборот, уменьшается, порой до полного исчезновения. Отмеченное свидетельствует о различных стилях тектонической эволюции западной и восточной частей окраины, неразрывно связанных с историей развития океанических бассейнов Арктики.

Проведенное изучение окраинно-континентальной специфики распределения мощностей земной коры и осадочного чехла и их взаимоотношения, морфологических особенностей рельефа поверхности фундамента и дна, закономерностей изменения стратиграфических комплексов чехла вдоль окраины, характера ее геодинамической сопряженности с океаническими бассейнами позволяет говорить о наличии в ее структуре крупных платформенных областей - Западно-Арктической и Восточно-Арктической. По положению они являются окраинно-континентальными, а по внутреннему строению, истории и динамике развития относятся к типу подвижных платформ (мета-платформ) (Милановский, 1987; Gabrielsen et al., 1991; Осадочный чехол..., 1993).

В пределах Арктического пояса окраинно-континентальных платформ Евразии, как ни где в другом месте земного шара, получили развитие многочисленные бассейны, различные по размерам и амплитуде прогибания, в которых сосредоточен колоссальный суммарный объем осадочных образований (рис. 3), включающих отложения в общей сложности всего фанерозоя.

Вдоль северного побережья Норвегии и соседних берегов России, в районе Баренцева моря, протягивается широчайший в мире шельф; ширина его достигает 700 миль. Глубина большей части шельфа приблизительно 200 м, местами превышает 550 м. С севера шельф ограничивается двумя большими группами островов, включающими Шпицберген, принадлежащий Норвегии, и Землю Франца-Иосифа (Советский Союз). На дне Баренцева моря обнаружены многочисленные троги [1] . Море это тщательно исследовано русскими геологами, в частности Кленовой [1940, 1960]. Донные осадки представлены главным образом илом, но так же как и в других глубоководных частях ледниковых побережий, встречаются многочисленные участки каменистого дна.

В Карском море, у восточных берегов Новой Земли, находится глубокий трог, идущий вдоль всего островного побережья. В восточной части Карского моря шельф претерпевает значительные изменения. За исключением некоторых глубоких трогов у берегов ряда островов, покрытых в настоящее время льдом и расположенных к северо-востоку от архипелага Новая Земля (100° в. д.), шельф сибирского и аляскинского побережий очень плоский, а глубина его погружения не превышает 60 м. Наиболее мелководные части шельфа приурочены к устьям больших рек Северной Сибири. Шельф становится значительно уже к востоку от островов Северной Земли (95° в. д.) * и вновь расширяется почти до 300 миль вдоль побережья северовосточной Сибири; в Чукотском море он вновь сужается почти до 50 миль (у берегов Аляски), сохраняя, однако, на всем протяжении плоский характер, за исключением того места, где западнее м. Барроу (Аляска) в шельф врезана подводная долина Барроу.

В других районах севернее Берингова пролива плоский характер поверхности шельфа соответствует таковому Берингова моря к югу от пролива. Согласно эхолотным промерам в обоих указанных районах дно шельфа, по-видимому, в общем столь же плоское, как и у других промеренных шельфов подобного типа. Вместе с тем в пределах данного района на шельфе местами были обнаружены небольшие холмы, высотой до 2—3,5 л(, локализованные близ берега на глубине 30 м [Rex, 1955]; на более значительных глубинах такие холмы были встречены вдоль бортов подводных долин, пересекающих шельф [Carsola, 1954с].

Среди осадков на дне Чукотского моря [Carsola, 1954a] преобладает ил, поступающий, по-видимому, в основном с водами р. Маккензи. Наряду с илом в большом количестве встречаются песок и гравий, переносимые дрейфующими льдами. В результате такого смешения образуются бимодальные ** (bimodal) осадки, характерные для всех высокоширотных шельфов как гляциальных, так и негляпиальных областей. Бурая окраска осадков в Чукотском море наводит на мысль об окислительных условиях осадконакопления. Разложенный органический материал содержится в количестве 1,5—2% в донных осадках этого моря, видимо, сходных с описанными Бёггильдом [Boggild, 1916] в северо-восточной части побережья Сибири.

В восточной части моря Бофорта обнаружено несколько глубоких трогов, и далее к востоку все ледниковое побережье сопровождается островами и трогами, такими же как и у берегов прочих областей оледенений. Насколько известно, глубина проходов между островами не превышает таковые у берегов Норвегии и Ньюфаундленда. Гудзонов залив, очевидно, очень близок к такому типу глубоких впадин. Имеется мало данных об осадках этих заливов, так же как и о неправильных очертаниях внешнего края шельфов.

Существуют, однако, указания о том, что на дне Гудзонова залива наряду с отложениями тонкозернистого осадочного материала есть выходы скальных пород.

Колоссальный объем новой геолого-географической информации, полученной за последние 10-15 лет по Евразиатско-Арктической континентальной окраине и другим регионам Арктики дает основание говорить о том, что намечается существенная переоценка сложившихся традиционных, а порой и инерционных представлений о строении и развитии северной полярной области Земли. Накопленные данные требуют системного осмысления и анализа в связи с очевидной необходимостью разработки на современном уровне знаний фундаментальных научных проблем геологического строения, тектонической эволюции подводных окраин, динамики формирования их фа-нерозойских осадочных бассейнов и, как следствие, дальнейшего наращивания и совершенствования базы для поисков и комплексного освоения минерально-сырьевых ресурсов арктических морей.

Подход к решению этих проблем должен базироваться на новых структурно-геологических и тектонических моделях, построенных по иерархическому принципу и обоснованных современными фактами геологии и геофизики. Именно такие модели могли бы дать системно-целостную картину строения и развития земной коры континентальной окраины на разных уровнях организации ее структуры.

Очевидно, в отсутствие изложенного преждевременно полагать, что структурная и геодинамическая классификации как в целом Еяразнатско-Арктической континентальной окраины, так и отдельных ее частей и, в частности бассейнов, являются завершенными.

Список литературы

Геологический словарь. В 2-х т. Гл. ред.: акад. Паффенгольц К.Н. (ответственный редактор) М. «Недра» 1973 стр. 268 т. 2

Геология методы реконструкции прошлого Земли геологическая история Земли под. ред. чл.-корр. АН СССР В.Е. Хаина М. «Просвещение» 1979 стр. 251 - 253

Шепард Ф.П. Морская геология. Ленинград: Издательство «Недра» Ленинградское отделение, 1969. стр. 219 - 220

ШипиловЭ.В., Тарасов Г.А. Региональная геология нефтегазоносных осадочных бассейнов Западно-Арктического шельфа Росссии. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1988. стр. 5-6, 8 – 13

[1] В отечественной литературе используется термин «желоб». Участие ледников в образовании желобов арктического шельфа весьма проблематично – прим ред. (см. список литературы п. № __)