Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Тектонические условия формирования структур краевых зон северо-востока Сибирской платформы

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Тектонические условия формирования структур краевых зон северо-востока Сибирской платформы"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОФИЗИКИ И МИНЕРАЛОГИИ

На правах рукописи

ТИМИРШИН Константин Васильевич

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУР КРАЕВЫХ ЗОН СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

04.00.04 - геотектоника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1994

Работа выполнена в Якутском институте геологических наук СО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

К.И.Микуленко

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

П.М.Бондаренко

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.С.Старосельцев

Оппонирующая организация: Государственный комитет по геологии и недропользованию Республики Саха (Якутия) (Госгеолком РС(Я), г.Якутск)

Защита состоится 1 ¿•'Уги.г' 1994 г. в. -(и час.

на заседании специализированного совета Д002.50.03 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск-90, Университетский просп., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГиМ СО РАН.

Автореферат разослан 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета к.г.-м.н.

Е.М.Хабаров

ВВЕДЕНИЕ

Изучаемый район включает краевые зоны северо-востока Сибирской платформы ( Лепо-Анабарский прогиб, Анабаро-Хатангская седловина, северная часть Предверхоянского и восточная часть Ени-сей-Хатангского прогибов), прилегающие участки шельфа моря Лаптевых (включая острова Новосибирского архипелага) и складчатых областей Таймыра и Западного Верхоянья.

Эти районы давно привлекают внимание многих исследователей. Интерес к ним вызван рядом обстоятельств теоретического и практического значения.

Район исследований отличается специфичностью тектонической позиции. Во-первых, будучи сложенным разными по природе и возрасту тектоническими элементами ( докембрийская Сибирская платформа, мезозойские складчатые области Таймыра и Верхоянья, молодые позднемеловые и кайнозойские структуры Северпого Ледовитого океана) он может служить полигоном для изучения и экстраполяции наблюдае-мых здесь в настоящее время процессов на более древние эпохи и другие регионы.

Во-вторых, район располагается на стыке крупнейших блоков земной коры, поэтому сравнительное изучение строения и развития континентальных территорий и шельфа, выяснение структурных и па-леоструктурных связей складчатых областей Таймыра и Верхоянья -это проблема соотношений Атлантического и Тихоокеанского сегментов земной коры, Северо-Американской и Евразиатской литосферных плит. Выяснение сходства и различий условий формирования структур и полезных ископаемых в их пределах - одна их важных теоретических и практических проблем.

Район интересен и с практических позиций. Здесь имеются крупные запасы бурых и каменных углей, мирового уровня скопления битумов,высокие перспективы на нефть, газ, россыпи оловосодержащих минералов, золота, алмазов и ряда других полезных ископаемых. Однако потенциальные возможности ископаемых ресурсов оценены пока еще далеко не полно из-за слабой геологической изученности.

В связи с вышеизложенным актуальность исследований определяется необходимостью изучения пространственно-временных соотношений и условий формирования слагающих регион структур па разных этапах развития осадочного чехла, как основы для решения региональных

задач структурной геологии и выяснения тектонических условий формирования полезных ископаемых.

Цель работы. Анализ палеоструктурных и тектонофизических условий формирования дислокаций на разных этапах развития платформенного чехла.

Основные задачи исследований: 1. Изучение структурных и палеоструктурных соотношений тектонических элементов региона на разных временных срезах. 2. Выяснение пространственных и временных закономерностей проявления пликативных и разрывных структур. 3. Реконструкция полей тектонических напряжений. 4.Анализ эволюции тектонических условий формирования структур разных типов.

Защищаемые положения. 1.Условия формирования пликативных и дизъюнктивных структур определяются суммарным воздействием тектонических режимов, свойственных данному региону,и напряжений со стороны тектонически активных соседних участков; стиль, интенсивность и эпохи проявления "местных" и "соседних" тектонических режимов существенно менялись во времени и пространстве.

Процессы формирования крупных структур сопровождаются возникновением тектонических напряжений, при определенной интенсивности обуславливающих формирование "вторичных" (меньшего масштаба) дислокаций.

2. Сочетание указанных факторов определило принципиально различные тектопические условия образования пликативных и дизъюнктивных структур на разных этапах формирования осадочного чехла, обусловивших в итоге обособление структурных ярусов:

- С рифея до раннего мезозоя определяющую роль в формировании структур имели "местные" тектонические режимы. В рифее на большей части территории, а в среднем и позднем палеозое в отдельных районах проявился рифтогенный режим; в узких рифтовых зонах преобладающими были условия субгоризонтального растяжения и связанные с ними типы структур, а в примыкающих к ним участках и межрифтовых пространствах - условия вторичного субгоризонтального сжатия и соответствующие им дислокации.

- В течение венда-среднего палеозоя и позднего палеозоя-раннего мезозоя преобладали медленные вертикальные движения, определившие формирование обширных малоамплитудных впадин и поднятий.

- В формировании верхнепалеозойско-мезозойского яруса,наряду с вертикальными, важную роль играли и горизонтальные тектонические

движения, связанные с процессами,происходившими в соседних складчатых областях и начали проявляться, по крайней мере, со средней Юры; они имели место по всему обрамлению краевых депрессий, включая и шельф моря Лаптевых.

- Тектонические условия поздпемелового-кайнозойского этапа определяются положением региона в системе Северо-Американской и Евра-зиатской литосферных плит и процессами, происходящими в зоне их взаимодействия; структурный план, сформировавшийся в этот этап, имеет наложенный по отношению к предыдущему характер.

Фактический материал. Основой работы явились данные комплексного анализа геолого-геофизических материалов, данных бурения, изучения естественных обнажений по p.p. Лена, Оленек и Келимяр в тече-ние 1985-1993 г.г. Привлекались также опубликованные и фондовые материалы.

При структурных и палеоструктурных построениях нспользовапы геологические карты (м-ба 1:200000 и 1:1000000), материалы сейсморазведки (ГГП "Якутскгеофизика", "Енисейгеофизика", НПО "Сев-моргео"), данные бурения (ПГО "Лепанефтегазгеология", "Енисей-нефтегазгеоло-гия"), материалы гравитационной и магнитной съемок.

Изучение разрывов базировалось на анализе материалов сейсмо-, грави- и магниторазведки,а также изучении естественных обнажений. В условиях данной территории впервые для этих целей использованы ре-зультаты изучения следов древних землетрясений.

Реконструкция тектонических полей напряжений осуществлялась на материалах изучения трещин в естественных обнажениях и кернах скважин. Для районов Горного Таймыра и Новосибирских островов расчеты полей напряжений были выполнены нами по полевым материалам К.И.Микуленко. Всего было проанализировано около 50 тыс. трещин. Для установления возраста полей напряжений впервые использованы данные по кластическим дайкам. С этой целью было использовано 27 замеров параметров даек.

Научная повизна. При комплексном анализе геологических и геофизических материалов расширен круг традиционных приемов структурного и палеоструктурного исследований путем привлечения данных по палеосейсмичности, расчетов кромок грави- и магнитовоз-мущающих аномалий, использования модельного подхода, что позволило сделать ряд новых выводов:

-на основе комплексного изучепия структурных, палеоструктурных

и формационных данных доказывается,что формирование принципиально различных структурных планов и разных типов структур в пределах структурных ярусов обусловлено сочетанием тектонических режимов, свойственных данной территории, и наложенного воздействия напряжений со стороны смежных регионов;

- исходя из модельных представлений прогнозируются тектоно-физические обстановки и связанные с ними парагенезы структур на разных временных срезах (от рифея до кайнозоя) не только в пределах тектонически активных зон (блоков), но и на участках за их пределами - в межблоковых пространствах;

- основываясь на тектонофизических реконструкциях и прямых геологических наблюдениях доказывается более широкое распространение взбросо-надвиговых дислокаций; исходя из установленных закономерностей пространственного проявления покровно-надвиговых структур в соседних регионах и геологической интерпретации сей-сморазведочных данных впервые делается вывод о взбросо-надвиго-вой структуре шельфа моря Лаптевых под чехлом верхнемеловых-кайнозойских отложений;

- опираясь на результаты изучения уровней затухания разрывных нарушений по геофизическим данным и их сопоставления с уровнями проявления палеосейсмичности установлены этапы разрывообра-зования, не всегда совпадающих с известными эпохами структурооб-разования.

Практическая значимость и реализация исследований. В соответствии с предлагаемой моделью прогнозируются различные тектоно-физические обстановки в пределах краевых депрессий на разных этапах развития. Различные тектонофизические условия определяют образование определенных типов пликативных и дизъюнктивных структур, которые оказывают непосредственное влияние на формирование и размещение залежей полезных ископаемых,в том числе и углеводородов. Выявленные закономерности позволят более целенаправленно вести поиски стуктур разных типов в пределах структурных ярусов.

Материалы и основные выводы работы изложены в 5 тематических и договорных отчетах.

Апробаиия работы. Основные результаты работы докладывались на совещаниях по составлению "Геодинамической карты Якутии и сопредельных территорий" (Якутск,1988), на всесоюзных конференциях "Разломообразование в литосфере: тектонофизические аспекты" (Ир-

Зкутск,1991), "Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и практической геологии" (Москва,1992), "Блоковое строение-земной коры и нефтегазоносность" (С.-Петербург, 1994),на конференциях молодых ученых в Якутске ( 1988, 1992), Новосибирске (1988) и Иркутске (1989).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 113 страниц машинописного текста, содержит 76 рисунков, 10 таблиц. В списке литературы 129 наименований.

Работа выполнена в лаборатории тектоники нефтегазоносных бассейнов Якутского института геологических наук СО РАН под руководством д. г.-м. н. К. И. Микуленко, которому автор глубоко признателен за постановку задач и всестороннюю помощь на всех этапах работы.

Автор также благодарен Н.Н.Алексееву,М.Д.Булгаковой,B.C.Има-еву, В.А.Лабуркину, Ю.Х.Протопопову, А.Ф.Сафронову, В.С.Ситнико-ву за ряд ценных советов и критических замечаний, а Е.П.Дорошенко, Н.Д.Ивановой, Р.М.Рыбкину - за большую помощь в подготовке графики и оформлении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первая глава посвящена краткой литолого-стратиграфической характеристике разреза осадочного чехла и тектонической позиции краевых зон северо-востока Сибирской платформы.

Анализ распределения типов пород и их мощностей обнаруживает определенную закономерность как по разрезу,так и по площади. Для рифейских отложений характерна спорадичность распространения. Максимальные мощности их наблюдаются в прогибах авлакогенного (рифтогенного) типа, а наименьшие - в разделяющих прогибы поднятиях. Особенностью литологического состава рифейских толщ является присутствие большого количества вулканогенного материала, состав которого указывает на рифтогенную природу прогибов ( Докембрий...,1976; Поздний докембрий...,1982; Шпунт,1987).

Совершенно отличный тип образований характерен для венд-нижнего палеозоя. Они сложены исключительно карбонатными породами с небольшим количеством терригенных образований и распространены на всей территории рассматриваемого региона.

Среднепалеозойские породы рассматриваемой территории имеют

небольшое распространение. На западе региона они представлены сульфатно-галогенно-карбонатными образованиями,на востоке - карбонатными с прослоями базальтов (Структура и эволюция...,1985).

Верхнепалеозойско-мезозойские толщи сложены преимущественно терригенными отложениями и лишь западная часть региона характеризуется накоплением в позднем палеозое-раннем триасе вулка-ногенно-осадочных образований и внедрением пластовых тел габбро-долеритов.

В разделе о тектонической позиции региона приведен обзор существующих представлений. Подчеркнуто,что к настоящему моменту среди исследователей не существует единого мнения о природе и о структурных соотношениях краевых депрессий со складчатыми областями, со структурами шельфа моря Лаптевых и между структурными элементами в пределах самих краевых зон. Наряду с другими причинами, эта неоднозначность, по мнению диссертанта, связана еще и с разными принципами выделения исследуемых структур. Так, одними исследователями краевые депрессии обособляются по палеоструктур-ному (формационный состав, распространенность синхронных отложений) признаку ( Атласов,1962; 1964 и др.);в этом случае по сходству формаций Лено-Анабарский прогиб обоснованно включается в состав Предверхоянского краевого прогиба. Другие исследователи в качестве разделяющего признака используют возраст складчатости в соседних горно-складчатых сооружениях (Херасков, 1963; Шатский,1963; Тектоника Евразии,1966; Тектоника Якутии,1975 и др.). Поскольку среди этой группы исследователей нет единого мнения о возрасте завершающей фазы развития геосинклиналей или складчатости,краевые прогибы в одних случаях рассматриваются как единое целое, в других - разделяются на несколько обособленных прогибов. Более . однозначное районирование дается при использовании структурного принципа, без генетической нагрузки. Несмотря на некоторые различия, большинство исследователей выделяют здесь в близких границах Предверхоянский,Лено-Анабарский, Енисей-Хатанг-ский прогибы, Анабаро-Хатангскую седловину.

Во второй главе рассматривается современная структура краевых зон северо-востока Сибирской платформы и дизъюнктивные нарушения.

Структура краевых зон. Для анализа современной структуры краевых зоп в работе рассматриваются структурные карты по подош-

вам структурных ярусов. Последние выделяются по литолого-форма-ционным и структурным признакам. Структурные карты построены с учетом данных бурения, геологической съемки, сейсморазведки, а также материалов гравитационной и магнитной съемок.

Сравнительный анализ выполненных построений показывает, что на территории Ейисей-Хатангского прогиба наблюдается хорошее совпадение структурного плана по подошве рифейских,венд-нижнепалеозойских и верхнепалеозойско-мезозойских отложений.Здесь выделяются центральная зона поднятий, включающая Рассохинскйй и Ба-лахнинский мегавалы, и примыкающие к ним с юга и севера прогибы.

В пределах Анабаро-Хатангскон седловины и Лено-Анабарского прогиба соотношение структурных планов несколько иное. Центральным элементом здесь выступает Саппыйское поднятие субмеридионального простирания.Восточнее этого поднятия наблюдается в значительной мере унаследованность структурного плана венд-нижнепалеозойских отложений от рифейского.Западнее Саппыйского поднятия существенную роль в структуре подошвы венд-пижнепалеозойских образований играют новообразованные элементы.И, наконец, принципиально иной структурный план характерен для верхнепалеозойско-мезозойских отложений.По подошве этих отложений выделяются спокойный платформенный и складчатый северный борта.

Анализ имеющихся геолого-геофизических материалов ( в том числе и глубокого бурения) и специальные исследования в районе пос.Усть-Оленек достаточно надежно свидетельствуют о наличии нарушений типа взбросов или взбросо-надвигов и связанных с ними пликативных дислокаций на северном борту Лено-Анабарского прогиба в зоне так называемых Лено-Оленекских дислокаций. Однако эти материалы не указывают на возможность значительных латеральных перемещений. Исходя из этого, нами принимается модель структуры системы Лено-Оленекских дислокаций, предполагающая гребневидный характер их строения, обусловленный относительно небольшими взбросо-надвиговыми смещениями пород по пластичным толщам, в основном, перми.

Взбросо-падвиговые структуры па севере Предверхоянского прогиба имеют большее распространение и фиксируются на значительном удалении (до 100 км) от главного фронта покровно-надви-говых дислокаций, последовательно уменьшаясь в масштабах по мере движения в сторону платформы.

В Енисей-Хатангском прогибе также предполагается развитие взбросо-надвиговых структур. При этом,в отличие от более восточных районов рассматриваемого региона,здесь нижний уровень срывов приурочен к юрским отложениям.-

Верхнемеловой-кайнозойский ярус развит преимущественно в пределах шельфа моря Лаптевых.Структура этого яруса представляет собой чередование горстов и грабенов, ограниченных конседимента-ционными разломами.Такая структура особенно характерна для доне-огеновых отложений.Неоген-четвертичные образования залегают пла-щеобразно,образуя плитный чехол.

Разрывные нарушения выделены на основе комплексного изучения геологических, геофизических и ландшафтных методов.

В качестве характеризующих разрывы рассматривались такие параметры,как протяженность (длина), ориентировка их в пространстве. Для тектонических трещин изучались типы,плотность и ориентировка в пространстве. Для суждения о времени (этапах) проявления разрывов использовались данные о стратиграфических уровнях затухания нарушений,а также вперзь.е для данной территории сведения о периодах проявления древних землетрясений.

По характеру осложнения осадочного чехла разрывы подразделяются на три типа: 1) проникающие из фундамента и затухающие в различных горизонтах осадочного чехла, в свою очередь делящиеся на сквозные и затухающие; 2)"бескорневые" и 3)поверхностные, с неясной глубиной проникновения (све'рху) в чехол. Первый и второй типы разрывов выделены по геофизическим данным. Прямолинейные элементы ландшафта рассматриваются как возможные разрывные нарушения с неясной глубиной проникновения (сверху) в чехол.

Анализ распределения длин разрывов, их простираний и пространственного положения показывает резкое отличие выделенных типов нарушений. Так, разрывы 1-го и 3-го типов группируются в сопряженные подсистемы,распространены на всей территории,тогда как нарушения 2-го типа имеют в основном субширотное простирание и приурочены к северному борту Лено-Анабарского прогиба,протягиваясь вдоль зоны Лено-Оленекских складок.

Отмеченный характер распределения простираний дает основание предполагать различные этапы и разные тектонофизические условия формирования разрывов разных типов. Соизмеримое количество разрывов в каждой из сопряженных подсистем нарушений 1-го и 3-го

типов указывает на примерно одинаковую значимость напряжений разных ориентировок,что можно связывать с проявлениями в период их формирования напряжений, обусловленных преобладающей ролью субвертикальных тектонических движений.Образование "бескорневых" разрывов связывается с субгоризонтальными движениями, определивших формирование взбросо-надвиговых структур северного борта Лено-Анабарского прогиба.

На рассматриваемой территории намечается несколько уровней проявления палеосейсмичности, которые хорошо коррелируются с уровнями затухания разрывных нарушений, и можно выделить несколько эпох (этапов) разрывообразования: 4 эпохи в рифее, в начале венда; в начале кембрия,в среднем кембрии,2 эпохи в ранней перми, в поздней перми, в среднем триасе, в средней и поздней юре, 2 эпохи в раннем мелу. Один этап разрывообразования предполагается в конце раннего мела, с которым связаны "бескорневые" разрывы в Лено-Оленекской зоне складок. Несколько этапов по сейморазведочпым данным можно прогнозировать и в познемеловое-кайнозойское время, но из-за отсутствия синхронных отложений более точное определение этих эпох невозможно.

Малой формой разрывной тектоники является трещиноватость пород.В Енисей-Хатангском прогибе изучены трещины в породах юрс-ко-мелового возраста по данным бурения. Степень трещиноватости уменьшается вверх по разрезу,составляя 1.27 шт./п.м в отложениях нижней юры и 0.75 шт./п.м в породах нижнего мела.

В Лено-Анабарском и на севере Предверхоянского прогибов и их обрамлении трещиноватость изучалась в естественных обнажениях. Здесь проявляется четкая закономерная тендепция к уменьшению степени трещиноватости пород в пределах структурных ярусов вверх по разрезу независимо от их положения в современной структуре региона. Следующая закономерность связана с пространственным положением структурных элементов, в которых изучалась трещиноватость: степень трещиноватости намного выше в восточных районах, примыкающих к Верхояно-Колымской складчатой области.

Третья глава посвящена палеоструктурным условиям формирования краевых зон, представления о которых основаны, главным образом, на анализе схем мощностей. Привлекались при этом сведения о размывах и цикличности отложений и изучения палеосейсмичности.

В рифее на рассматриваемой территории происходило активное

развитие ряда крупных палеоструктур субмеридионального простирания: Котуйского, Уджинского, Хастахского и Западно-Верхоянского рифтогенных прогибов и разделяющих их поднятий: Анабаро-Нордвик-ского, Саппыйского и Оленекского.

На протяжении венд-среднепалеозойского этапа исследуемый регион развивался в ~платформенных условиях, характеризуясь спокойным тектоническим режимом. В это время развитие западного и восточного районов, границей между которыми служило Саппыйское поднятие,происходило по-разному. Восточная область характеризуется унаследованным развитием структур предыдущего этапа. Для западных районов имеется значительное несовпадение рифейского и венд-среднепалеозойского структурных планов, появление новообразованных структур.

В течение позднего палеозоя-мезозоя продолжается различное развитие западной и восточной частей региона. В пределах Енисей-Хатангского прогиба в позднем палеозое-триасе произошло образование грабен-горстовых структур с проявлениями магматизма, свидетельствующие о рифтогенном режиме. С ранней юры эта территория развивалась в спокойной тектонической обстановке. На востоке региона с позднего палеозоя до раннего мела господствовал спокойный тектонический режим с присущими ему медленными движениями.

В конце раннего мела в Верхояно-Колымской области произошли процессы складчатости,затронувшие краевые депрессии.В результате этих процессов образовались покровяо-надвиговые структуры, которые,наряду со складчатыми областями Верхоянья, развиты и в краевых депрессиях, постепенно уменьшаясь в масштабах проявления в сторону платформенных территорий. Анализ изменения интенсивности складчатости, сопоставление с другими регионами позволяют говорить о наличии покровно-надвиговых образований и в пределах шельфа моря Лаптевых под чехлом верхнемеловых-кайнозойских отложений.

Позднемеловая-кайнозойская история региона характеризовалась общим рифтогенным режимом, определелившим горсто-грабеновую структуру этого яруса. В то же время имеется много данных о проявлении сжимающих напряжений в этот период. По некоторым данным (Савостин,Драчев,1988), выделяется несколько этапов в кайнозойской истории, когда растяжение сменялось сжатием и наоборот. О наличии молодых сжимающих напряжений свидетельствует также факт

прямого отражения структур Лено-Оленекской системы взбросо-над-виговых дислокаций в рельефе. Последний, по мнению некоторых исследователей (Ким и Рейнин,1985 г.), имеет послесреднечетвертичный возраст. Следовательно, и взбросо-надвиговЫе структуры имеют этот возраст формирования или, по крайней мере,последний этап их активизации.

В четвертой главе приводятся результаты изучения тектонических полей напряжений. Тектонофизические исследования осуществлялись на основе обработки параметров около 50000 трещин, изученных в естественных обнажениях. Реконструкция полей напряжений проводилась по методам П.Н.Николаева, М.В.Гзовского, В.Н.Даниловича и В.Д.Парфенова. Для суждения о возрасте восстанавливаемых полей напряжений впервые используются результаты изучения кластических даек.

Анализ реконструкции полей тектонических напряжений позволяет отметить следующие закономерности:

1. Для районов Северного Верхоянья характерно надвиговсе поле напряжений с субширотпой осью сжатия. Влияние этого поля сказывается на прилегающих участках Предверхоянского прогиба,для которого также характерно субширотпое сжатие, по при этом угол наклона оси сжатия становится круче, определяя взбросовое поле напряжений. С этим полем связано образование падвиговых чешуй в прогибе, которые, кроме движения в субширотном направлении,испытали левосторонний поворот, о чем свидетельствует поле напряжений сдвигового типа с северо-запад-юго-восточной ориентировкой оси сжатия,фиксируемое в пределах прогиба.

Влияние тектонических движений в Верхоянье сказывается и па Оленекском поднятии,где в районе устья р.Юкээбил-Юрях установлены надвиги,связанные с субширотным горизонтальным сжатием.

2. Лено-Оленекская зона складок характеризуется взбросовым полем напряжений с юго-запад-северо-восточной ориентировкой оси сжатия. Это поле фиксируется и в пределах Хараулахского аптикли-нория,накладываясь на поле с субширотным сжатием. Влияние взбро-сового поля Лепо-Оленекской зоны отмечено в районе Келимярской антиклинали на приплатформенном крыле Лено-Анабарского прогиба.

3. В Лено-Анабарском прогибе основной тип полей тектонических напряжений сбросовый с субмеридиональной ориентировкой оси сжатия и субширотной - оси растяжения. При движении в сторону

11

Оленекского поднятия увеличивается роль сдвигового поля напряжений.

4. На Оленекском поднятии максимальное количество имеет сдвиговое поле напряжений с субширотным направлением оси сжатия. В сторону Лено-Анабарского прогиба значение сдвигового поля сокращается и начинают преобладать сбросовые напряжения,что, вероятно,связано с влиянием поля напряжений Лено-Анабарского прогиба.

5. На Восточном Таймыре развиты взбросо-надвиговые и сдвиговые поля напряжений. Ось сжатия взбросового поля имеет север-северо-запад-юг-юго-восточную ориентировку. Сдвиговые поля напряжений характеризуются запад-северо-запад-восток-юго-восточным и северо-восток-юго-западным простиранием осей сжатия. Выделяемые типы п(?лей напряжений определяются положением относительно развитых в данном районе тектонических чешуй: взбросовое поле характеризует фронтальные,а сдвиговое - краевые их части.

6. Отличительной осбенностью полей напряжений о-ва Котельный является наличие нескольких их типов и различная ориентировка осей главных нормальных напряжений в породах разного возраста.В девонских и'триасовых отложениях наблюдаются взбросо-надвиговые поля тектонических напряжений.При этом в девонских породах ось сжатия ориентирована в северо-восток-юго-западном направлениях, в триасовых - субширотно. Для меловых отложений характерно преимущественно сдвиговое поле напряжений с северо-запад-юго-восточной ориентировкой оси сжатия.В меньшем количестве встречается взбросо-надвиговый тип полей напряжений с северо-восток-юго-западным простиранием оси сжатия. Вероятно,такой разброс типов полей напряжений и ориентировок осей главных нормальных напряжений данного района связан с тем, что о-в Котельный находится в тектонически активной на современном этапе зоне, связанной с взаимодействием крупных литосферных плит: Северо-Американской и Евразиатской и поле напряжений еще не сформировалось - происходит его перестройка.

Реконструкция полей напряжений по кластическим дайкам в юр-ско-меловых отложениях Лено-Анабарского прогиба показывает полное несоответствие с полями напряжений,восстановленных по трещи-новатости во вмещающих дайки породах, и в то же время соответствует таковым Северного Верхоянья и Предверхоянского прогиба.

Это свидетельствует о длительном воздействии субширотного горизонтального сжатия со стороны Верхоянской складчатой области в течение юры-мела.

Проведенный тектонофизический анализ выявил широкое распространение в складчатом обрамлении краевых зон северо-востока Сибирской платформы взбросо-надвиговых полей напряжений.Наибольшие напряжения, вероятно, были со стороны Верхоянской складчатой области, т.к. поля напряжений,связанные с этой областью, фиксируются даже в пределах Олепекского поднятия. Это поле напряжений существовало на протяжении длительного времени, по крайней мере, со средней юры до позднего мела включительно.

Поле напряжений; связанное с формированием Лено-Оленекской зоны дислокаций, по нашим представлениям, имеет более молодой возраст. При этом напряжения,вероятно, имели небольшие значения, т.к. на небольшом удалении от этой зоны начинает преобладать поле напряжении сбросового типа, характерное для Лено-Анабарского прогиба.

Пятая глава посвящена анализу эволюции тектонических условий формирования структур краевых зон северо-востока Сибирской платформы.

Под тектоническими условиями нами понимаются тектонические режимы,палеоструктурные обстановки на рассматриваемом этапе развития, типы и интенсивность полей напряжений. Тектонические режимы - это совокупность геологических процессов,под воздействием которых возпикает и формируется тот или иной тектонический регион (Спижарский,1970). Ведущим из этих процессов являются тектонические движения,которые определяют общую направленность развития региона и типы пликативных и разрывных дислокаций.

Каждому тектопическому режиму соответствуют определенные типы тектонических полей напряжений. В настоящее время обычно рассматриваются только районы наиболее яркого проявления того или иного тектонического режима и практически не исследованными остаются прилегающие районы. В этой связи нами предпринята попытка прогнозирования типов полей напряжений и связанных с ними структур на основе модельных представлений.

Наиболее сложпые тектонические условия и большая .их дифференциация по латерали определяются рифтогенным режимом. Как известно,преобладающее влияние в зонах рифтов имеют напряжения го-

ризонтального растяжения, направленные вкрест их простирания (Флоренсов,1968; Логачев,1977; Милановский,1976;1983). Вследствие этого в рифтовых зонах развиваются блоковые структуры, разделенные разрывами типа сбросов,имеюших часто листрическую форму. Более сложным является вопрос о тектонических напряжениях и типах структур в зонах, примыкающих к собственно рифтовым зовам и меж-рифтовых областях. В соответствии с экспериментальными данными (Лучицкий,Бондаренко,1967) и материалами изучения современных рифтовых зон в океанах (Одиноков и др.,1990), в лаборатории тектоники нефтегазоносных бассейнов ЯИГН СО РАН под руководством К.И.Микуленко развиваются представления о проявлении в межрифто-вых зонах условий горизонтального сжатия. В случае одиночного рифта, в соответствии с развиваемыми представлениями, напряжения сжатия,обусловленные процессами рифтогенеза, по мере удаления от рифтовых зон постепенно затухают. Иное дело,когда имеется система параллельных или субпараллельных рифтовых зон.В этом случае можно ожидать воздействия на межрифтовые зоны напряжений с двух сторон и наложения противоположно направленных сил и формирования структур, связанных с субгоризонтальным сжатием: серии параллельных складок продольного изгиба, взбросо-надвигов, принадвиговых складок.При расположении рифтов под углом друг к другу, кроме вышеперечисленных структур, большую роль начинают играть сдвиги.

Тектонические условия плитной стадии более простые. На этом этапе преобладают преимущественно медленные вертикальные движения, которые определяют формирование,как правило, малоамплитудных относительно изометричных в плане структурных форм, таких, как сводовые поднятия, округлые впадины, брахиформные локальные поднятия. Среди разрывных нарушений преобладают сбросы, также сравнительно малоамплитудные.

Исходя из приведенных моделей,была прослежена эволюция тектонических условий краевых зон северо-востока Сибирской платформы, которая в обобщенном виде показана в таблице.

Как видно из табл., наиболее стабильными тектоническими условиями характеризуются Лено-Анабарский прогиб и Анабаро-Хатангская седловина. Здесь, как и в других районах рассматриваемого региона, в рифее имело место субгоризонтальное растяжение в рифтовых зонах и субгоризонтальное сжатие - в межрифтовых. С вендского времени господствующими в данном районе становятся вертикальные движе-

Таблица

Эволюция тектонофизических условий формирования структур краевых зон северо-востока Сибирской платформы и прилегающих __территорий_

Офютпра-фический интервал Продол-житель -носгь, млнлет Тектонический режим Этапы струк-туро-обра-зова-ния Преобладающие текгонофизические обстановки

ВпЕЕЙ-Ха-тангский прогаб (вост. часть) Лзж> Акаберский прогиб и Анабаро Хатангская седловина Шельф моря Лаптевых Север Пред- КрХОЯНОТЛТ) пргаибаи Северное Верхоянье

Кайнозой 63 Рифто-генный субгоризонтальное сжатие субгоризонтальное расганоэнж субгоризонтальное сжатие

Мезозой 183 Складчатое;*. субгоризонтальное сжатие

Плшный (сив- КЛГЕИЫЙ) субвертикальное сжатие и растяжение

Поздний палеозой 146

РнфТО-генный (на западе) субгори-эотвлыюе росгяжкЕ субвертикальное сжатие и растяжение

Средний палеозой 78 Складчатость субвертикальное сжатие и растяжение

Рифго-гснный субвертикальное сжатие и растяжение субгоризонтальное растяжение

Ранний палеозой 152 Птпгшый (шв-кшгаый) субвертикальное сжатие и растяжение

Венд 70

Рифей 930 Рифто-генный Склэд-чатосп. субгоризонтальное растяжение и сжатие

субгоризонтальное растяжение з рифтовых зонах и субгоризонтальное сжатие - в межрифтовьгх

ния, существовавшие вплоть до середины раннего мела и сменившиеся обстановкой субгоризонтального сжатия. Последнее связано с воздействием тангенциальных напржений со стороны складчатых обрамлений в конце мезозоя. Сжатие в кайнозое обусловлено процессами, происходящими на границе Северо-Американской й Евразиатской лито-сфсрных плит.

Остальные районы имеют более изменчивый, характер тектонических условий. Например,в северной части Предверхоянского прогиба и Северном Верхоянье, на шельфе моря Лаптевых в среднем палеозое господствующим тектоническим режимом был рифтогенный,предопределивший развитие процессов субгоризонтального растяжения в риф-товых зонах, а в прилегающих к ним территориям - условий субгоризонтального сжатия. Подобная картина наблюдается и в восточной части Енисей-Хатангского прогиба, но уже в позднепалеозойское время. В кайнозое субгоризонтальное растяжение существует на шельфе моря Лаптевых.

В конце рифея,среднего палеозоя и мезозоя вся рассматриваемая территория испытала складчатость. При этом для рифейского времени преобладающими,вероятно, были условия субгоризонтального растяжения и сжатия. Для среднепалеозойского этапа складчатости характерны преимущественно субвертикальные движения платформенного типа, предопределившие образование крупных положительных и отрицательных структур.

Складчатость в конце мезозоя имела принципиально иной тип. Господствующими в это время были условия субгоризоптального сжатия, которые являлись "отголоском" более крупномасштабных латеральных перемещений в складчатых областях. Эти условия определили формирование покровно-надвиговых дислокаций, наложившихся на структуры, образовавшиеся в предыдущие этапы.

Структуры сжатия кайнозойского времени, которые фиксируются в краевых депрессиях Сибирской платформы и прилегающих районах, имеют существенно меньшие масштабы по сравнению с позднемезозой-скими. Вероятно, это свидетельствует о том, что этапа складчатости, подобного рифейскому.среднепалеозойскому и поздпемезозойскому, еще не было и в настоящее время мы наблюдаем начальную стадию тектонического цикла.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целенаправленное изучение тектонических и тектонофизических условий формирования дислокаций краевых зон северо-востока Сибирской платформы и прилегающих территорий складчатых областей и моря Лаптевых на разных этапах их развития сделано впервые. При выполнении исследований по возможности максимально полно применялись геологические и геофизические данные и соответствующие методы их обработки. В комплексе с традиционными структурными и палеоструктурными наблюдениями и построениями впервые выполнены тектонофизические рекострукции и изучение палеосейсмич-пости. При прогнозе тектонических условий геологического прошлого, наряду с принятыми в этих случаях приемами, впервые использовался модельный подход.

Комплексное использование исходных данных, • применение усовершенствованных методических приемов позволили уточнить существующие и обосновать новые представления о строении региона и условиях формирования пликативных и разрывных структур в его пределах.

Анализ выполненных структурных и палеоструктурпых построений позволил установить, что тектонические условия формирования структур зависят не только от "местных" тектонических режимов. Наряду с "местными" тектоническими режимами, необходимо учитывать воздействие соседних активных регионов, которое является существенным, а' в ряде случаев и определяющим.

Исходя из модельных представлений обосновала возможность и зыполенно прогнозирование тектонофизических' условий формирования структур не только в тектонически активных блоках, как обычно делается, но и на примыкающих участках,как результат возникновения "вторичных" напряжений при силовом воздействии наиболее активных блоков.

Применение тектопофизических реконструкций в совокупности с другими геологическими данными позволило-выявить значительно более широкое, чем принято считать, проявление покровно-надвиговых структур и дало возможность впервые сделать вывод о надвиговой структуре шельфа моря Лаптевых под чехлом • верхнемеловых-кайнозойских отложений, уточнить эпохи надвигообразования.

Изучение следов древних землетрясений в совокупности & данными об уровнях затухания разрывов по геофизическим материалам позво-

17

лило выделить эпохи разрывообразования, не всегда совпадающие с известными этапами структурообразования.

Использование .результатов впервые проведенного специального изучения кластических даек для .определения возраста древних полей тектонических напряжений позволило установить, что субширотные субгоризонтальные напряжения со стрроны Верхоянской складчатой области существовали, по-крайней мере, со средней юры. Считалось; что подобные воздействия проявлялись лишь со второй половины раннего мела и в последующие эпохи.

Полученные данные позволяют по-новому подходить к оценке перспектив полезных ископаемых рассматриваемой территории. Установленное различие тектонических режимов и тектонофизических об-становок формирования дислокаций, трактовка структуры моря Лаптевых как надвиговой предполагает не только раздельную оценку перспектив на полезные ископаемые разных структурных этажей и тектонических элементов краевых депрессий, но и, что не менее важно, различную методику проведения поисково-разведочных работ.

Проведенные исследования высветили также ряд нерешенных вопросов, в первую очередь методических приемов структурного и па-леоструктурнрго анализа, которые требуют дальнейшего изучения, в том числе и экспериментальных исследований. Прежде всего, крайне слабо разработаны вопросы прогноза типов тектонофизических об-становок в различных тектонических режимах и связанных с ними па-рагенезов структур. Особенно это касается районов, прилегающих к тектонически активным зонам. Для рифтового режима это относится, например, к территориям, примыкающих к собственно рифтам и меж-рифтовым пространствам. Развиваемые, в работе представления по этому вопросу безусловно требуют дальнейших исследований.

Вследствие слабой геолого-геофизической изученности исследуемого региона и особенно морских территорий являются недостаточно разработанными вопросы региональной геологии. Невыяснеными остаются структурные соотношения Таймырской и Верхоянской складчатых областей, неоднозначно трактуется продолжение и строение платформенных участков под надвиговыми образованиями.

Одним из важных является вопрос о структуре шельфа моря Лаптевых. Проведение целенаправленных геолого-геофизических работ, исходя из возможности широкого развития покровно-надвиговых дислокаций, возможно, поможет внести ясность в этот вопрос.

Список основных работ, опубликованных по теме:

1. Микуленко К.И.,Блинова Л.С.,Лабуркин В.А., Тимиршин К.В. Влияние литологического состава пород на их трещиноватость (на примере нефтегазоносных отложенифй Сибири) // Литология нетегазо-носных и угленосных отложений Якутии. - Якутск: изд. ЯНЦ СО РАН, 1990. - С.27-35.

2. Этапы и условия формирования разрывов краевых зон севера Сибирской платформы //Тектонофизические аспекты разломообразо-вания в литосфере:Тез.докл.Всесоюз.совещ.- Иркутск,1990.- С.43-44.

3. Геодинамическая карта Якутии и сопредельных территорий, (мб 1:1500000)/Гл.редактор Парфенов Л.М. - Якутск,1990.

4. Микуленко К.И., Лабуркин В.А., Протопопов Ю.Х., Ситников B.C., Тимиршин К.В. Структурные особенности пограничных районов Сибирской платформы и складчатых областей // Механизм структуро-образования в литосфере и сейсмичность: Тез. докд. III Всесоюзн. симпозиума. - М.,1992. - С.49-51.

5. Тимиршин К.В. Перспективы пефтегазоносности краевых зон северо-востока Сибирской платформы с тектонических позиций //Физико-технические исследования и перспективы экономического развития Республики Саха (Якутия): Тез. докл. науч.-практ.конф.мол. ученых. - Якутск,1992. - С.35-36.

6. Микуленко К.И., Тимиршин К.В..Ситников B.C. Блоки как основа тектонического и нефтегеологического районирования // Тез. докл.совещ. - С.-П.,1994. - С. 19-21.

7. Ситников В.С.,Микуленко К.И.,Тимиршин К.В. Блоковая тектоника нефтегазоносных территорий Западной Якутии //Там же. - С. 70-72.

8. Тимиршин К.В. Нефтегазоносные резервуары краевых зон северо-востока Сибирской платформы // Проблемы поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа в Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. - С. 64-73.