Главные тектонические события истории Арктического океана по сейсмическим данным

Буценко, Виктор Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Главные тектонические события истории Арктического океана по сейсмическим данным
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Главные тектонические события истории Арктического океана по сейсмическим данным"

¿3

На правах рукописи

БУЦЕНКО Виктор Владимирович

ГЛАВНЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ ИСТОРИИ АРКТИЧЕСКОГО ОКЕАНА ПО СЕЙСМИЧЕСКИМ ДАННЫМ

Специальность - 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

1 2 ДЕК 2008

Санкт-Петербург 2008 г.

003457581

Работа выполнена в федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга (ФГУП ВНИИОкеангеология), Санкт-Петербург

Официальные оппоненты: Доктор физико-математических наук

Караев Назим Алигейдарович

Доктор геолого-минералогических наук

Шаров Николай Владимирович

Доктор геолого-минералогических наук

Верба Марк Леонидович

Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)

Защита состоится 26 декабря 2008 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 216.002.01 при федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга (ФГУП ВНИИОкеангеология), по адресу: 190121, Санкт-Петербург, Английский пр. д. 1, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП ВНИИОкеангеология

Автореферат разослан «18» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.г.-м.н.

(fe

Андреева И. А.

ВВЕДЕНИЕ

Арктический океан уникален в ряду глубоководных акваторий Мирового океана не только по своему полярному географическому положению. Его площадь значительно меньше площади других океанов планеты; он, как внутреннее море, со всех сторон окружен сушей, соединяясь с Мировым океаном только узкими проливами (Фрама и Беринговым). Арктический океан отличается от других океанов значительно меньшей средней глубиной (в -2.5 раза), наибольшей площадью прилегающего шельфа и участков глубоководной акватории с континентальной корой, а также значительно более мощным осадочным чехлом.

Учитывая, что Арктический океан является еще и самым молодым океаном планеты, главным тектоническим событием его истории традиционно считается начало спрединга, инициировавшее образование Евразийского суббассейна. При этом, в ходе последующего этапа развития региона продолжительностью более чем 50 млн. лет в геологической литературе не отмечено ни одного тектонического события, которому можно было бы придать региональную значимость, т.е. которое можно было бы интерпретировать в качестве доминирующего на определенной стадии эволюции океана.

Предлагаемая диссертационная работа является попыткой выделить главные тектонические события истории Арктического океана, произошедшие после раскрытия Евразийского суббассейна и определяющим образом повлиявшие на структуру осадочного чехла и современный морфологический облик арктической акватории.

Главным объектом исследований диссертации являлась сейсмическая конфигурация осадочного чехла в глубоководных арктических провинциях -в Амеразийском (Провинция центрально-арктических поднятий и Канадская котловина) и Евразийском суббассейнах (рис. 1).

Актуальность проблемы. Рассматривая многообразие существующих тектонических моделей Арктического океана от арктической геодинамической системы Ю.Е. Погребицкого до ультрамобилистской модели Л.А. Ло-увера, можно заметить, что их объединяет один общий принципиальный элемент - раскол арктической Лавразии и последующее развитие в кайнозое спредингового Евразийского суббассейна. Дискуссия продолжается лишь по менее принципиальным вопросам, касающимся датировки начала спрединга, положения полюсов раскрытия/вращения и т.д. Принципиальные же разногласия возникают, когда дело касается Амеразийского суббассейна. Если бы Амеразийский суббассейн представлял собой шельф с архипелагами в местах современных поднятий дна, то раскол арктической Лавразии не являлся бы проблемой для глобальной тектоники плит. В реальной же ситуации проблемы существуют, и большие.

Первая проблема. Для всех распавшихся суперконтинентов (Пангеи, Гон-дваны, Лавразии) характерна не только типичная для океанической коры билатеральная симметрия по уровню океанического дна относительно

Г-

Л -'к*.. "Оч ■■■/.-

30* те*

>\Ч %

V' -«:

: • -vk\V\W> "-а.

rcU

г ,

5вГ С

Г1

дГ

! $

-V

if ■ 1

«Г У

( ii-ii.

. л

.А Г

/ ¡¡к

I..................I...............................

70° 80" 90' 100* 110' МО*

J1»'

ф 2

1Ж 74" МО" ГО"

Основа - парта рельефа дна в масштабе 1: 2 500 ООО

Рис. 1. Карта главных морфоструктур Арктического бассейна: 1 - Провинция центрально-арктических поднятий; 2 - батиметрические террасы котловины Макарова

дивергентной оси (наблюдаемые нарушения симметрии являются локальными), но и элементы симметрии между раздвинувшимися континентами по гипсометрическому уровню поверхности литосферы. Примеры очевидны: Южная Америка и Африка, Северная Америка и Западная Европа представляют собой приподнятые над уровнем моря (в первом приближении одинаково) плечи атлантического океанического рифта. Элементы такой симметрии устанавливаются и для североатлантических блоков расколовшейся Лавра-зии. В то же время два плеча арктического океанического рифта - два крупнейших арктических мегаблока, соответствующих Баренцево-Карскому шельфу (арктической периферии Евразийской плиты) и Амеразийскому суббассейну (арктической периферии Северо-Американской плиты), полностью лишены элементов симметрии по уровню поверхности литосферы относительно полярной ветви Срединно-Атлантического хребта - хребта Гаккеля. Главный элемент этой асимметрии отображается на карте рельефа дна Арктического океана в том, что северо-американское плечо арктического океанического рифта - Амеразийский суббассейн - погружено в среднем на ~3 км относительно евразийского плеча - Баренцево-Карского шельфа. Этот факт плохо вписывается в классическую модель глобальной тектоники плит и требует своего объяснения.

Вторая проблема. Большинство известных тектонических моделей Аме-разийского суббассейна базируется на анализе аномального магнитного поля и сопоставлении геологических данных на континентальном обрамлении.

При обзоре существующих тектонических реконструкций суббассейна, раскрывающих механизмы разрастания его океанического дна на основе интерпретации линейных магнитных аномалий (ЛМА), отмечается их крайняя неустойчивость (хаотичное блуждание полюсов раскрытия/вращения на значительные расстояния, незакономерный разброс парных ЛМА при попытках их совмещения с осями раскрытия и т.п.). В итоге, ни одна из серии известных палеомагнитных реконструкций Амеразийского суббассейна полностью не удовлетворяет ни магнитометрическим данным на акватории, ни геологическим данным на береговом и островном обрамлении, что вынуждает их авторов признать определенную тупиковость ситуации. В то же время, сейсмические данные, собранные в глубоководных областях Амеразийского суббассейна, при разработке тектонических моделей практически никогда всерьез не учитывались. А ведь сейсмическая конфигурация осадочного чехла - это ретроспективная фотография следов главных тектонических событий, сформировавших геологическую структуру региона.

Таким образом, актуальность исследований обусловлена необходимостью разработки такой тектонической модели Арктического океана, которая, с одной стороны, в какой-то степени разрешала бы проблему его асимметрии относительно дивергентной оси, а, с другой стороны, основывалась бы прежде всего на сейсмической конфигурации осадочного чехла глубоководных провинций Арктического бассейна, согласуясь при этом с многообразием

других геофизических и геологических данных как на акватории, так и на континентальном обрамлении.

Цель работы - это попытка реконструировать главные тектонические события истории Арктического океана (после раскола арктической Лавразии) по региональным сейсмическим маркерам осадочного чехла в его глубоководных провинциях, попытка установить и аргументировать причинно-следственные связи между ними.

Достижение поставленной цели предполагало решение следующих задач:

- сейсмостратиграфическая интерпретация временных разрезов осадочного чехла Арктического океана, выделение основных несогласий и осадочных комплексов;

- сейсмофациальный анализ осадочных комплексов;

- выделение региональных сейсмических маркеров в осадочном чехле глубоководных провинций арктической акватории;

- корреляция региональных сейсмических маркеров осадочного чехла с наиболее вероятными тектоническими событиями в Арктическом океане и на его континентальном окружении;

- реконструкция изменений (на протяжении кайнозоя) обстановки осадко-накопления в провинциях Арктического океана по результатам сейсмофа-циального анализа осадочных комплексов;

- контроль установленных корреляционных связей (региональные сейсмические маркеры <-> тектонические события и обстановка осадконакопле-ния) по многообразию других геофизических и геологических данных как на акватории, так и на континентальном обрамлении, а также по кривой глобальных суперциклов эвстатических колебаний относительного уровня моря;

- выделение главных тектонических событий истории Арктического океана (после раскола арктической Лавразии) в качестве основных элементов тектонической модели;

- анализ карты эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса и согласование результатов анализа с тектонической моделью Арктического океана.

Оригинальные фактические материалы и методика исследований. Экспериментальной основой работы являлась цифровая база сейсмических данных Арктического бассейна, созданная во ВНИИОкеангеология и интегрировавшая материалы как всех российских сейсмических наблюдений за период с 1961 по 2005 г.г., так и опубликованных зарубежных (1991-2006гг.).

В качестве основного инструментария исследований была реализована методология сейсмостратиграфической интерпретации осадочного чехла, которая проводилась в соответствии с главными принципами сейсмической стратиграфии и базировалась на апробированной в многочисленных районах Мирового океана классификации типов сейсмостратиграфических несогла-

сий и сейсмофациальных единиц. Данная классификация определяет взаимосвязь между главными элементами сейсмической конфигурации осадочного чехла (несогласиями или перерывами в осадконакоплении) и наиболее вероятными тектоническим событиями, ставшими причиной их формирования, а также позволяет реконструировать обстановку седиментации и возможные палеоглубины моря (мелководье, шельф, склон, глубоководье) на момент накопления осадков по сейсмическим фациям осадочных комплексов.

Указанная методология позволила выделить региональные сейсмические маркеры осадочного чехла, т.е. такие элементы поля отраженных волн, которые, имея региональную распространенность, являются явными носителями информации о тектонических событиях, сформировавших геологическую структуру региона и его морфологический облик.

Палеотектоническая интерпретация региональных сейсмических маркеров осадочного чехла проводилась в первую очередь с соблюдением событийного принципа, который предполагает причинно-следственную связь главных тектонических событий в Арктическом океане с наиболее значительными перерывами в осадконакоплении, а также с рядом других синхронизированных с перерывами явлений, имевших место как в глубоководных провинциях арктической акватории, так и на ее континентальном обрамлении, и отразившихся, помимо сейсмических, в других геофизических и геологических данных.

Контроль установленных причинно-следственных связей осуществлялся по результатам глубоководного бурения на хребте Ломоносова, по JIMA в Евразийском суббассейне, по геологическим данным на континентальном обрамлении Арктического океана, а также по кривой эвстатических колебаний относительного уровня моря по модели Вейла.

Личный вклад автора. В качестве геофизика-интерпретатора и супер-вайзера автор принимал участие в полевых сейсмических работах на арктическом шельфе морей Лаптевых (1985-1986) и Баренцева (1991,1993,1995), а также в высокоширотных арктических экспедициях ARK-1998, Арктика-2000 и Арктика-2005. Автором выполнена цифровая обработка представленных в диссертации сейсмических данных MOB по линиям дрейфов российских ледовых станций в Арктическом океане и кинематическое моделирование по арктическим региональным профилям ГСЗ. Автор также выполнил сейсмост-ратиграфический анализ и палеотектоническую интерпретацию всех представленных в работе сейсмических разрезов.

Научная новизна работы состоит прежде всего в том, что основные выводы диссертации базируются в первую очередь на сейсмических данных, собранных в глубоководных провинциях арктической акватории (часть из них представлена впервые), в то время как все предшествовавшие тектонические реконструкции Арктического океана основывались на интерпретации аномального магнитного поля.

Впервые на сейсмических разрезах выделены региональные сейсмические маркеры осадочного чехла Арктического океана, которые сопоставлены

с материалами глубоководного бурения на хребте Ломоносова, с данными новейших исследований аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне, а также с материалами геологических исследований на континентальном обрамлении арктической акватории.

Впервые по региональным сейсмическим маркерам осадочного чехла реконструированы главные тектонические события истории Арктического океана, произошедшие после раскола арктической Лавразии и определяющим образом повлиявшие на структуру осадков и морфологический облик акватории.

Предложено и аргументировано с позиций кайнозойского тектогенеза объяснение асимметрии Арктического океана относительно хребта Гаккеля, в том числе структурной и батиметрической асимметрии Евразийского суббассейна.

Сделана попытка согласовать тектоническую модель истории Арктического океана с данными по сейсмичности Арктико-Азиатского сейсмического пояса.

Впервые предложены и обоснованы вероятностные геодинамические связи главных тектонических событий в Провинции центрально-арктических поднятий с изменениями режима спрединга в Евразийском суббассейне и тектонической обстановки в горной системе Черского.

Практическая значимость и реализация работы. Арктический океан является для России регионом особых научных, геополитических, оборонных и экономических интересов. Максимально протяженные, по сравнению с соседними и противолежащими приарктическими государствами, границы Российского сектора Арктического океана до настоящего времени не имеют юридического статуса.

В 1997 г. Россия ратифицировала «Конвенцию ООН по морскому праву 1982 г.», а затем подготовила Заявку по внешней границе своего континентального шельфа (ВГКШ) в Арктическом океане (ВНИИОкеангеология - ведущая организация по данной проблеме). В 2001 г. российская Заявка была передана на рассмотрение Комиссии ООН по границам континентального шельфа.

Особое внимание экспертов ООН было сконцентрировано на концепции российской Заявки, которая базируется на принадлежности частей крупнейших поднятий Амеразийского суббассейна (Ломоносова и Менделеева) к компонентам континентальной окраины северо-восточной Евразии. Эксперты ООН расценили такую трактовку как отражающую лишь одну из гипотез; по мнению экспертов, хребет Ломоносова и система поднятий Альфа-Менделеева могут интерпретироваться как геологические образования, на которые не распространяется юрисдикция прибрежных государств. При этом критика концепции России была основана не на экспериментальных данных, а прежде всего на том, что она не вписывается в популярную на западе ульт-рамобилистскую модель эволюции Амеразийского суббассейна.

Предложенная в диссертационной работе тектоническая модель Арктического океана под держивает концепцию ВГКШ России в Арктике и, являясь непротиворечивой к существующим экспериментальным данным, может служить ее научным обоснованием.

Апробация работы, отдельных ее разделов и положений осуществлялась на ряде конференций и совещаний, в том числе международных. Доклад «Сейсмический разрез между хребтами Гаккеля и Ломоносова в свете проблемы эволюции Евразийского суббассейна» был представлен на Ш-ей международной конференции по арктическим континентальным окраинам (ICAM III) в г. Селле (Германия), 1998; сообщение «Сейсмостратиграфический анализ осадочного чехла Амеразийского суббассейна» было сделано на международной геофизической конференции «300 лет горно-геологической службе России» в Санкт-Петербурге, 2000; сообщение о результатах глубинных сейсмических исследований в Амеразийском суббассейне было сделано на международном совещании по выбору пунктов глубоководного бурения в Арктическом океане (JEODI Workshop) в Копенгагене (Дания), 2003; доклад «Региональные особенности осадочного чехла Амеразийского суббассейна и возможности их палеотектонического истолкования» был представлен на международной конференции «Морфология и геологическая природа глубоководных акваторий и подводных понятий Арктического бассейна» в Санкт-Петербурге, 2003; доклад «Палеотектоническая интерпретация сейсмических данных в глубоководной Арктике» был представлен на IV-ой международной конференции по арктическим континентальным окраинам (ICAM IV) в Галифаксе (Канада), 2003; доклады о структуре земной коры в зоне сочленения поднятия Менделеева с восточно-арктическим шельфом были сделаны на съезде Американского Геофизического Союза (AGU 2006) в Сан-Диего (США), 2006 и на 33-ем Международном Геологическом Конгрессе (IGC33) в Осло (Норвегия), 2008.

Основные положения и выводы диссертации изложены в ряде рукописных научных отчетов и опубликованы в 30-ти научных трудах, в том числе в 3-х коллективных монографиях и в 7-ми реферируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 6 глав, введения и заключения общим объемом 207 стр., включая список литературы из 92-х наименований и 41 рисунок.

В 1-ой главе даны общие сведения об объекте исследований - Арктическом океане и его главных морфоструктурах, охарактеризован используемый экспериментальный сейсмический материал (MOB, МПВ, ГСЗ) и описана методология диссертационных исследований.

2-ая глава посвящена анализу карты эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса. Сделан вывод о том, что сейсмичность региона дает основание рассматривать Амеразийский суббассейн в качестве цельного литосферного мегаблока Северо-Американской плиты, в пределах которого на протяжении кайнозоя преобладал режим внутриплит-ной тектоники.

В 3-ей главе рассмотрена структура осадочного чехла и представлены результаты палеотектонической интерпретации региональных сейсмических маркеров осадочного чехла в Провинции центрально-арктических поднятий Амеразийского суббассейна в сравнении с данными глубоководного бурения на хребте Ломоносова и ЛМА в Евразийском суббассейне.

В 4-ой главе рассмотрена структура осадочного чехла Канадской котловины Амеразийского суббассейна. Основной целью главы было представление новых сейсмических данных, собранных непосредственно в глубоководной части Канадской котловины. Показано, что эти данные, совершенно не стыкуясь с ротационной моделью раскрытия котловины, в то же время не противоречат основным выводам диссертации по Провинции центрально-арктических поднятий. Соответственно, показана корректность экстраполяции последних на Канадскую котловину, а, следовательно, и на весь Амера-зийский суббассейн.

5-ая глава посвящена анализу структуры осадочного чехла Евразийского суббассейна в контексте поиска наиболее вероятного (с позиций согласованности с сейсмическими и магнитометрическими данными) объяснения его структурной и батиметрической асимметрии относительно хребта Гаккеля.

В 6-ой главе, суммирующей основные выводы работы, предложена вероятностная тектоническая модель Арктического океана, в рамках которой описан ряд главных тектонических событий его истории после раскола арктической Лавразии.

Выражение благодарности. Диссертационная работа выполнена в отделе морской сейсморазведки ВНИИОкеангеология. Автор выражает благодарность докторам геол.-мин. наук Поселову В.А., Павленкину А.Д., Аветисову Г.П., а также члену-корреспонденту РАН, доктору геол.-мин. наук, профессору Погребицкому Ю.Е. за ценные советы, консультации, критический анализ, экспертную оценку и поддержку во время работы над диссертацией.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Положение 1. Региональный перерыв в осадконакоплении в пределах Провинции центрально-арктических поднятий связан с олигоценовой реорганизацией океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновением в Арктический океан океанического рифта Норвежско-Гренландского бассейна; региональный перерыв идентифицируется с главным эрозионным событием в разрезе глубоководного бурения (на границе позднего палеогена и раннего неогена) и является репером кардинального изменения обстановки седиментации, а также свойств осадочных пород.

В осадочном чехле Провинции центрально-арктических поднятий выделяется высокоамплитудное угловое несогласие, прослеживаемое как в пределах каждой из батиметрических террас котловины Макарова (рис. 2), так и на окружающих поднятиях (хребте Ломоносова, системе поднятий Альфа-Менделеева, склоне шельфа Восточно-Сибирского моря) (рис. 2, 3). На ряде сечений Провинции данное несогласие прослеживается от поднятий в котловину непрерывно (рис. 3). Учитывая широкую распространенность, его можно трактовать в качестве регионального и считать главным (первым) сейсмическим маркером в осадочном чехле Провинции центрально-арктических поднятий.

Ключевой вопрос - возраст регионального несогласия и его вероятная связь с определенным региональным или эвстатическим тектоническим событием. Вопрос о возрасте регионального несогласия можно сформулировать и несколько иначе, а именно - с каким тектоническим событием может быть связан региональный перерыв в осадках Провинции центрально-арктических поднятий?

Ряд геологов и геофизиков придерживается точки зрения о связи регионального перерыва в седиментации Амеразийского суббассейна с начальной стадией раскрытия Евразийского.

Против вышеупомянутой точки зрения однозначно свидетельствуют сейсмические данные, представленные на рис. 4.

Хорошо видно, что:

(1) яркое несогласие в котловине Амундсена по всем сейсмострати-графическим признакам идентично региональному несогласию, установленному как в котловине Макарова, так и в пределах погруженных блоков хребта Ломоносова;

(2) региональное несогласие подстилается в котловине Амундсена достаточно мощным садочным комплексом.

Следовательно, региональный перерыв в осадконакоплении произошел намного позднее раскрытия Евразийского суббассейна, которое, если придерживаться плейт-тектонической модели эволюции, было последним в череде раскрытий котловин Арктического океана.

Рис. 2. Структура осадочного чехла в котловине Макарова и на склоне Восточно-Сибирского шельфа

Тра-91 (МОВ)

кот п. Макарова I

котл. Макарова II

котл. Макарова III

'"] яркий ЩРефл-

шельф Вост.- & - региональное несогласие

Сиб. моря (Вр ■ несогласие раскрытия Евразийского суббассейна 8 ¡8 5 § ^ §® " акУСГпический фундамент 8 К 8 £ й X Типы углового несогласия:

9-ОГТ) 1" подошвенное налегание 2 - кровельное прилегание

Расстояние в км 99.3 216.4 320.0 414.0 515.7

СП-28-87 (МОВ)

* АпЬф>А.МЕНД£Ле.ЕВА

1351.0

Сечение 2

котл Макарова I

¿'Кратность

•Кратность

Сейсмические фации под региональным несогласием:

хребет котловина подн. Лом. Макарова Альфа

Сечение 1

дрейф СП24

хр. Ломоносова

котл. Макарова I

Кратность

проф. 98550, АЯК98

хбебет Ломоносова,,;.-

проф. 98530-98540, АПК 98 „ „ поднятие Алйфа Щй

орейф СЛ28

к - региональное несогласие П - идентичные сейсмические фации

дрейф СП26 5.0 и

Сечение 3

хр. Ломоносова

проф. 91091, АЯК 91 ,

дрейф СП23

-4.0

котл. Макарова III

Сечение 4

Рис. 3. Структура осадочного чехла в Провинции центрально-арктических

поднятий

Рис. 4. Прослеживание регионального несогласия из Провинции центрально-арктических поднятий

в котловину Амундсена

Итак, региональный перерыв в осадконакоплении не был связан с началом спрединга в Евразийском суббассейне (~57 млн. лет назад по одним оценкам, ~54-53 млн. лет назад по другим). Какое же тектоническое событие, произошедшее в Арктическом океане существенно позднее палеоцена, могло его инициировать?

Широко известен и легко проверяется с помощью географической карты следующий факт - чтобы реконструктивно закрыть Евразийский суббассейн, необходимо предварительно сместить Гренландию на юг приблизительно на 200 км от ее современного положения. Американский геофизик Дж. Брозина, проанализировав в этом контексте новые данные аэрогеофизической съёмки США в западной части Евразийского суббассейна, пришел к выводу о связи начальной стадии раскрытия суббассейна со спредингом в Лабрадорском море. По его представлениям, ось раскрытия Евразийского суббассейна скачкообразно переориентировалась с Лабрадорского моря на Норвежско-Гренландский бассейн только в ходе последующего океанообразования. По модели Дж. Брозина, после завершения рифтинга в Лабрадорском море Гренландия начала перемещаться относительно Северо-Американского континента на север, чтобы в итоге столкнуться со Свальбардом и островом Элсмир, а также внедриться в новорожденный Евразийский суббассейн, открыв его для проникновения рифтовой системы Норвежско-Гренландского бассейна. Время данной коллизии Дж. Брозина привязал к 13-ой ЛМА (~33 млн. лет назад), проинтерпретировав изменения в ориентации этой наиболее интенсивной и надежно идентифицируемой линейной магнитной аномалии.

В подтверждение модели Дж. Брозина, современные расчеты полюсов вращения Евразийской и Северо-Американской плит по ЛМА 13, 6, 5 и 2а (~33-3.5 млн. лет) и по 20-ой ЛМА (~44-43 млн. лет) показывают, что последний несколько смещен на запад относительно группы более молодых полюсов. Таким образом подтверждается олигоценовая переориентация оси раскрытия Евразийского суббассейна: полюс вращения в рифтовой системе «Евразийский суббассейн - Лабрадорское море» очевидно должен располагаться несколько западнее полюса рифтовой системы «Евразийский суббассейн -Северная Атлантика».

Итак, в соответствии с моделью Дж. Брозина, в середине олигоцена произошел целый ряд важнейших для Арктики синхронных событий, а именно: завершилось движение Гренландии на север; Гренландия причленилась к Се-веро-Американской литосферной плите (закрылось Лабрадорское море); поднятие Моррис Джесуп откололось от плато Ермак; Гренландия внедрилась в новорожденный Евразийский суббассейн, открыв его для проникновения рифтовой системы Норвежско-Гренландского бассейна. С учетом вышесказанного логично предположить, что региональный перерыв в осадочном чехле Провинции центрально-арктических поднятий связан именно с названным рядом синхронных тектонических событий.

Для проверки этой гипотезы на сейсмические разрезы в котловине Амундсена было вынесено положение 13-ой ЛМА. После этого стало оче-

видно, что прослеживание там регионального несогласия прерывается над океаническим фундаментом, новообразовавшимся после 13-ой ЛМА. Таким образом, связь регионального перерыва в осадконакоплении с проникновением рифтовой системы Норвежско-Гренландского бассейна в молодой Евразийский суббассейн убедительно подтверждается сопоставлением структуры осадочного чехла суббассейна с конфигурацией аномального магнитного поля.

Следует отметить, что 13-ая ЛМА является знаковой не только для океа-нообразования в Евразийском суббассейне. Э.В. Шипилов отмечает, что в олигоцене произошла кардинальная реорганизация в кинематике плит и геометрии раскрытия самого северного бассейна Атлантики - Норвежско-Гренландского: начиная с палеоцена, ось спрединга протягивалась из Северной Атлантики к Исландии в виде хребта Рейкьянес; затем, по системе трансформных разломов Фареро-Исландского порога произошел перескок спре-динговой оси на восток, где начала раскрываться Норвежская впадина; ее спрединговый центр «работал» с 24-го по 13-ый хрон, т.е. с палеоцена до середины олигоцена. После этого генерирование океанической коры в Норвежской впадине прекратилось и возобновилось в позднем олигоцене уже в другом районе - в северной оконечности Атлантики, где в геометрии раскрытия произошли резко-контрастные изменения: спрединговая ось хребта Книпо-вича развернулась на 90° и проследовала вдоль Западно-Баренцевской окраины на север, внедрившись через трансформы в новообразовавшийся узкий коридор между Гренландией и Баренцевской окраиной (будущий пролив Фрама) для воссоединения с хребтом Гаккеля.

Таким образом, 13-ая ЛМА контролирует кардинальную реорганизацию океанообразования не только в Евразийском суббассейне, но и в северной оконечности Атлантики. Следовательно, можно констатировать, что региональный перерыв в осадконакоплении Провинции центрально-арктических поднятий с большой степенью вероятности был связан с олигоценовой реорганизацией океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика -Евразийский суббассейн и проникновением океанического рифта Норвежско-Гренландского бассейна в Арктический океан.

Итак: (1) региональный перерыв в осадконакоплении случился в олигоцене; (2) он разделяет осадки на два этажа, отложившихся, судя по изменению характеристик волнового поля, при кардинально различной обстановке седиментации (рис. 2); (3) он является главным сейсмическим маркером в осадочном чехле Провинции центрально-арктических поднятий. Как эти факты увязываются с данными глубоководного бурения?

В программе ЮБР, предварявшей международный проект глубоководного бурения АСЕХ, прогнозировалось, что в процессе бурения на хребте Ломоносова будет пройдено главное несогласие в осадочном чехле - верхнепалеоценовое, приуроченное к началу спрединга в Евразийском суббассейне. В ходе реализации проекта (2004 г.) в приполюсной части хребта Ломоносова

было пробурено 4 скважины, одна из которых достигла глубины 428 м, вскрыв через отложения кампанского возраста акустический фундамент.

Вопреки ожиданиям, анализ образцов керна показал, что главным «событием» в пробуренном разрезе хребта Ломоносова является вовсе не верхнепалеоценовый (рифтинговый) перерыв в осадконакоплении, а гораздо более значительный перерыв между средним эоценом и ранним миоценом. Руководитель проекта АСЕХ-2004 Я. Бэкман описывает разрез скважины следующим образом:

В пробуренном разрезе выделяются четыре литостратиграфических комплекса (1-4), причем верхний комплекс (1) разделяется на шесть литологиче-ских горизонтов (1/1-1/6) (рис. 5, 6). Доминантным литогенным материалом для всего пробуренного разреза являются мелкозернистые кремнисто-обломочные отложения (от глин до алевритистых илов в возрастном диапазоне от голоцена до позднего мела), что характеризует преобладающую обстановку осадконакопления как низкоэнергетическую. Исключением является зебра-полосатый интервал пород в основании литологического горизонта 1/5 (рис. 6); образцы керна в его пределах дают доказательства быстрых изменений в обстановке осадконакопления, а биостратиграфические данные позволяют оценить изменения в возрасте от 45 до 27 млн. лет (в интервале ~212-195 м). Данный факт свидетельствует о том, что значительная часть разреза в этом интервале была удалена эрозией, причем главный эрозионный перерыв привязывается к границе литологических горизонтов 1/5 и 1/6.

Далее Я. Бэкман сообщает, что возрастная оценка литологического горизонта 1/5 является проблематичной; определенно можно утверждать только то, что: (1) возраст литологического горизонта 1/5 не может быть старше, чем олигоцен и намного моложе, чем ранний миоцен; (2) олигоценовые осадки когда-то присутствовали в разрезе хребта Ломоносова. Кроме того, Я. Бэкман отмечает, что главные изменения свойств на кривых измерений керна также происходят в нижней части литологического горизонта 1/5, соответствующей зебра-полосатому интервалу пород (рис. 5, 6).

Таким образом, результаты бурения АСЕХ-2004 свидетельствуют о том, что главным событием в пробуренном разрезе хребта Ломоносова является длительный эрозионный перерыв между литологическими горизонтами 1/5 и 1/6 на рубеже позднего палеогена и раннего неогена, после которого произошли скачкообразные (качественные) изменения разнообразных свойств осадочных пород и обстановки седиментации.

Точки бурения АСЕХ-2004 были выбраны на профиле многоканального сейсмопрофилирования 91090, отработанного А\У1 в 1991 г. Полученная там же скоростная информация по нескольким зондированиям дает возможность осуществить прямую сейсмостратиграфическую интерпретацию временного разреза, достаточно точно привязав основные сейсмические рефлекторы к литологическим горизонтам разреза скважин (рис. 6).

Paleomag datum Dinocyst datum

Gale, microfossil datum Silicoflagellate datum

Возраст (млн.

28.6 m/m.y. - скорость осадконакопления (м/м^.лет)

Характеристики литостратиграфических горизонтов; Unit 1/1. Lithotogy: sllty clay, sllty mud, sandy mud; Age: Late Pleistocene -Unit 1/2. Lithology: silty clay; Age: Late Pleistocene Unit 1/3. Lithology: silty clay, silty mud; Age: Middle Miocene - Pleistocene Unit 1/4. Lithology: sllty clay; Age: Middle Miocene Unit 1/5. Lithotogy: "zebra stripes" silty clay; Age: Oligocene - Early Miocene Unit 1/6. Lithology: silty clay, clayey silt; Age: Middle Eocene Unit 2. Lithotogy: mud-bearing biosiliceous ooze; Age: Middle Eocene Unit 3. Lithotogy: clay, silty clay; Age: Late Paleocene - Early Eocene Unit 4. Lithology: clayey mud, silty clay, silty sand, sandstone, mudstone;

Age: Campanian

80 100 Граница между литосгратиграфическими горизонтами 1/5 и 1/4 в образце керна (граница возобновления

. 11 ni 1111111111111111111111

19.9 m/m.y.

13.7 m/m.y.

рифтинговое несогласие (фундамещп)

1э<Ме

Рис. 5. Комбинированная возрастная модель хребта Ломоносова по скважинам АСЕХ-2004

Кроме того, уже в ходе проекта АСЕХ-2004, непосредственно через устья пробуренных скважин был отработан профиль одноканального сейсмопро-филирования (профиль 48250420), на разрезе которого между поверхностью акустического фундамента и дном выделяется только один рефлектор (рис. 6). Данные одноканального профилирования, в отличие от многоканальных (разрез 91090), не позволяют проводить статистическое накопление отраженных сигналов. Поэтому на одноканальном разрезе, который представляет собой практически исходное волновое поле, слегка модифицированное широкополосной частотной фильтрацией, могли проявиться только самые сильные рефлекторы, сопоставимые по интенсивности с отражениями от дна или поверхности акустического фундамента. Таковым является рефлектор, трассирующийся на уровне 1.9 с и совпадающий с региональным несогласием на разрезе 91090.

После глубинного преобразования региональное несогласие довольно точно привязывается к границе между литологическими горизонтами 1/5 и 1/6 на глубине -200 м от поверхности океанического дна (рис. 6), т.е. к главному эрозионному событию в разрезе скважины на рубеже позднего палеогена и раннего неогена, после которого происходят скачкообразные изменения разнообразных свойств осадочных пород и обстановки седиментации.

Положение 2. К концу палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) доминировала мелководная обстановка осадконакопления при высокой продуктивности и низкой солености поверхностных вод.

В котловине Макарова и в пределах погруженных блоков окружающих поднятий (т.е. в пределах как отрицательных, так и положительных морфост-руктур Провинции) сейсмические фации под региональным несогласием отображаются на сейсмических записях одинаково - в виде набора непрерывных высокоамплитудных рефлекторов (второй региональный сейсмический маркер) (рис. 3, врезка).

Ключевой вопрос - в чем причина идентичности сейсмических фаций под региональным несогласием в пределах как отрицательных, так и положительных морфоструктур Провинции центрально-арктических поднятий?

Анализируя данные сейсмофации, можно констатировать, что по своим характеристикам (рис. 3) они близки к фациям морских мелководных обломочных осадков, описанным в классификации сейсмофациальных единиц как сформированные прибойными явлениями.

Для проверки этой сейсмофациальной реконструкции вновь обратимся к данным бурения АСЕХ-2004, учитывая, что региональное несогласие привязывается к главной эрозионной границе между литологическими горизонтами 1/5 и 1/6 пробуренного разреза (рис. 6).

По результатам анализа отобранного в скважине керна Я. Бэкман реконструирует обстановку осадконакопления на хребте Ломоносова следующим образом (рис. 5):

Плейстоцен-миоценовый интервал разреза (горизонты 1/1-1/4) характеризуется низким содержанием полного органического углерода (TOC). По мнению Я. Бэкмана, низкая продуктивность поверхностных вод в этом интервале могла быть вызвана ледовым покрытием океана. Монотипность водорослевых ансамблей в горизонте 1/5 (олигоцен - ранний миоцен) в комплексе с явными континентально-пресноводными и/или солоновато-водными компонентами водорослей уверенно свидетельствует об ограниченно морских, эстуа-риевых условиях осадконакопления в этом интервале.

Биокремнистые осадки интервала разреза скважины, состоящего из горизонта 1/6 и комплекса 2, указывают на продуктивные водные условия (с высоким содержанием TOC) на протяжении раннего-среднего эоцена. Для большей части этого интервала установлено значительное количество сохраненных морских и/или пресноводных водорослей, причем, если для комплекса 2, в котором доминируют диатомеи, характерны высокопродуктивные поверхностные воды и неритовые условия осадконакопления, то в горизонте 1/6 доминируют эбриидеи, явно указывающие на прибрежные условия осадконакопления с умеренной продуктивностью поверхностных вод (рис. 5).

В нижней части комплекса 2 (~49 млн. лет назад по возрастной модели скважин, рис. 5) обнаружена экстремально высокая концентрация остатков пресноводного папоротника Azolla - беспрецедентная для других эоценовых разрезов. Более или менее обоснованное объяснение этому событию Я. Бэк-ман не дает. Примечательно, что, судя по кривой эвстатических колебаний по модели Вейла, в это время (-49 млн. лет назад) произошло резкое понижение относительного уровня моря. Совпадение эвстатического минимума с событием Azolla позволяет автору диссертации трактовать последнее как кратковременный эпизод континентальных (озерных?) условий осадконакопления на хребте Ломоносова в начале среднего эоцена.

Доминирование гетеротрофных динофлагеллат в комплексе 3, некоторые из которых были приспособлены к пресноводным условиям, и сопутствующее изобилие диатомей и силикофлагеллат свидетельствуют об эвтрофных (богатых питательными веществами) условиях в среднем эоцене, а низкое разнообразие водорослевых ансамблей может означать сокращение солености поверхностных вод в этом интервале. Совершенно отличный ансамбль агглютинированных фораминифер был обнаружен в комплексе 4 (~420-428 м, кампан); господство одной формы агглютинированных фораминифер при недостатке других разновидностей позволяет интерпретировать здесь условия осадконакопления как прибрежные.

Из вышеприведенной реконструкции обстановки осадконакопления принципиально важным является следующее: условия осадконакопления на хребте Ломоносова изменялись от продельтовых и прибрежных в позднем мелу к неритовым в палеоцене-эоцене (с кратковременным эпизодом континентальной обстановки в начале среднего эоцена), а затем опять к прибрежным (по эбриидеям) в горизонте 1/6 (рис. 5). Таким образом, исходя из установленной привязки сейсмических фаций под региональным несогласием к

литологическому горизонту 1/6, можно констатировать, что данные бурения на хребте Ломоносова подтверждают вывод сейсмофациального анализа о мелководной природе этих сейсмофаций и их формировании прибойными явлениями.

Следует отметить, что тезис о мелководной природе сейсмических фаций под региональным несогласием был высказан автором диссертации задолго до публикации результатов АСЕХ-2004 - высказан только на основании сейсмостратиграфического и сейсмофациального анализа временных разрезов.

Но, как уже отмечалось выше, сейсмические фации под региональным несогласием на хребте Ломоносова идентичны таковым в котловине Макарова и на поднятиях Альфа-Менделеева, т.е. они идентичны в пределах как отрицательных, так и положительных морфоструктур Провинции центрально-арктических поднятий.

Следует ли из этого, что мелководные условия осадконакопления доминировали в конце палеогена на большей части Провинции?

Считая верным принцип сейсмической стратиграфии, устанавливающий прямую зависимость типа песчано-глинистых сейсмических фаций от глубины моря (мелководье, шельф, склон, глубоководье) на момент их накопления, это действительно так - сейсмические фации под региональным несогласием формировались в одинаковых условиях мелкого моря как в котловине Макарова, так и в пределах погруженных блоков окружающих поднятий, чем и вызвана их идентичность.

Итак, мелководные условия осадконакопления доминировали в конце палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий. Следовательно, на континентальном окружении Провинции - на большей части шельфов, обстановка седиментации в этот период должна была приблизиться к континентальной (озерной, лагунной), а поднятия (острова) должны были подвергаться субаэральной эрозии. Имеются ли какие-либо свидетельства последнего?

По данным Б.И. Кима, стратиграфический интервал между поздним оли-гоценом и ранним миоценом на континентальном и островном обрамлении Амеразийского суббассейна характеризуется региональным формированием кор химического выветривания. Коры выветривания в этом стратиграфическом интервале зафиксированы в Лаптевоморском бассейне с мощностью до 8м (в частности, на острове Большевик, на мысе Святой Нос); в ВосточноСибирском бассейне, где кора выветривания с мощностью до 20 м развита на денудационной поверхности выравнивания (например, на острове Врангеля); в Чукотском бассейне, где позднеолигоценовая-раннемиоценовая кора выветривания зафиксирована с мощностью до 40 м (например, на мысе Шмидта). На обобщенной стратиграфической колонке бассейна Бофорт-Маккензи выделен сейсмический маркер позднеолигоценового возраста, который также контролируется корой выветривания с мощностью до 40 м. На Канадских

Арктических островах (например, на острове Банкс) устанавливается четкий размыв между олигоценовой и миоценовой частями осадочного разреза.

Итак, стратиграфический интервал между поздним олигоценом и ранним миоценом контролируется мощной корой химического выветривания (до 40м), которая повсеместно фиксируется на континентальном и островном обрамлении Амеразийского суббассейна. В этот же период произошло величайшее глобальное понижение уровня моря в истории Земли, и именно в этот период, учитывая установленную датировку регионального перерыва, формировались подстилающие региональное несогласие сейсмические фации.

Таким образом, геологические данные на континентальном окружении Амеразийского суббассейна подтверждают факт доминирования в конце палеогена мелководной обстановки осадконакопления на большей части Провинции центрально-арктических поднятий.

Еще одним веским подтверждением справедливости сделанного вывода является характер сейсмической записи MOB вдоль дрейфа ледовой станции «Север-90» в абиссальной части котловины Макарова (рис. 7). Как хорошо видно на разрезе, региональное несогласие, обладая чертами пенеплена, эро-зионно срезает слои нижнего этажа осадков. В условиях глубоководной равнины процессы эрозии поверхности осадконакопления происходить не могут в принципе. Они возможны только в условиях мелкого моря в периоды тек-тоно-эвстатических минимумов. Разрез (рис. 7) также иллюстрирует изменение обстановки седиментации после формирования регионального несогласия. В то время как нижний этаж осадков выглядит, как дислоцированный троговый комплекс, выравнивающий рельеф акустического фундамента, для верхнего этажа характерно спокойное горизонтальное залегание относительно высокочастотных рефлекторов.

Положение 3. По комплексу геолого-геофизических признаков погружение блоков Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) до океанических глубин началось в конце раннего миоцена на фоне снижения продуктивности и похолодания поверхностных вод.

Поскольку в конце палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий доминировала мелководная обстановка осадконакопления, то процессы погружения до океанических глубин блоков Провинции, в том числе и котловины Макарова, начались после формирования регионального несогласия или после олигоценового перерыва в седиментации, т.е. в неогене. Как известно, продолжительность неогенового периода составляет более 20млн. лет. Попытаемся более точно оценить время старта процессов погружения блоков Провинции.

Как видно на рис. 2, в котловине Макарова выделяются многочисленные вулканические постройки, достигающие донной поверхности или даже прорывающие ее, что может указывать на синфазность проявлений вулканизма с

(•о

сз

500 X ОЫзпсе т кт

региональное несогласие;

1 - эрозионный срез осадочных слоев.

подстилающих региональное несогласие;

2 - акустический фундамент

МЩ;

ЙЙР 1

ёШт

рч > < ?

1 - V • % §| .....«я»-

юв

-!—Збоо -—ЗВ00 «КЮ

-\~-ma

4400 - *—Авбо

Рис. 7. Иллюстрация эрозионного среза нижнего этажа осадков в котловине Макарова

процессом неогенового погружения котловины по системе уступов, соответствующих глубинным разломам земной коры. Поэтому можно предположить, что неогеновое погружение котловины Макарова происходило на фоне эпизода региональной активизации вулканизма. Соответственно, на время старта процесса погружения котловины Макарова (как и других блоков Провинции) могут косвенно указывать данные по мел-кайнозойскому магматизму на периферии Арктического океана. Такие данные приведены в работе В.В. Вербы. И хотя в качестве региональных в работе выделены проявления магматизма в раннемеловое время (с апогеем в апте-альбе), все же этап активизации эффузивного магматизма отмечается и в кайнозое - с началом 22 млн. лет назад.

Что могло инициировать погружение блоков Провинции центрально-арктических поднятий? Причина неизвестна, но несомненно одно - погружение стало следствием какого-то достаточно глобального геодинамического процесса, который мог проявиться и в ряде других, предшествовавших или синхронных погружению событиях в пределах геодинамической системы Арктики.

Выполненный В.Ю. Глебовским детальный анализ уточненного аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне позволил реконструировать этапность его раскрытия - приблизительно 33 млн. лет назад (13-ая JIMA) ось раскрытия Евразийского суббассейна переориентировалась с Лабрадорского моря на Норвежско-Гренландский бассейн, после чего скорость спрединга в Евразийском суббассейне уменьшилась почти в три раза, оставаясь минимальной до 6-ой ЛМА (~20 млн. лет назад), а затем вновь возросла приблизительно в 1.5 раза.

Существуют ли какие-либо дополнительные признаки, которые бы могли подтвердить реальность выделенных В.Ю. Глебовским этапов океанообразо-вания Евразийского суббассейна? Установленная по карте эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса (рис. 8) единая межплитная граница между Евразийской и Северо-Американской плитами, протягивающаяся от пролива Фрама до Охотского моря, и положение полюса относительного вращения плит в бассейне реки Яны, дают возможность для нижеследующих логических построений:

Если верен постулат жесткости литосферных плит, то наиболее существенные изменения в дивергентном режиме Евразийского суббассейна должны были как-то повлиять на процессы конвергентного взаимодействия Евразийской и Северо-Американской плит южнее полюса относительного вращения, т.е. в горной системе Черского (рис. 8).

К сожалению, автору не удалось найти в геологической литературе четких указаний на этапность кайнозойской тектонической активизации горной системы Черского. Имеющиеся скудные сведения, которые можно было бы хоть как-то связать с такой этапностью, сводятся к следующим: (1) по данным B.C. Имаева в кайнозойских предгорных и межгорных впадинах зоны Черского установлены складчатые дислокации и разрывные нарушения типа

"¿г - полюсь! относительного вращения Северо-Американской и Евразийской литосфэрных плит и номера ЯМА. по которым они вычислены (Глебовский и др.. 2004)

ГАШП© - зона Гренландской -Арктическо-Канадской пограничной сейсмичности

- Момская система кайнозойских впадин

ЛМП - Лаптевская микроплита ОП - Охстгоморская плита

Магнитуды землетрясений из банка сейсмологических данных (Аветисов и др, 2001):

О 4 0-4,2

О 4,3-4.5

О 4.8-4,9

О 5,0-5,9

О 6<°-6''1

Рис. 8. Карта эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса

надвигов и взбросов, время формирования которых оценивается начиная от верхнего эоцена; (2) ряд исследователей новейшей тектоники Восточной Якутии (например, З.Ф. Бороденкова) указывают на сохранность в современном рельефе системы Черского реликтов регионально развитой палеогеновой поверхности выравнивания и трактуют историю развития рельефа зоны Черского, как результат неотектонических вертикальных перемещений по разломам, раздробившим палеогеновый пенеплен.

Таким образом, если рассматривать Арктику и Северо-Восток Евразии в рамках единой геодинамической системы, то следы эоценовых складчатых деформаций во впадинах горной системы Черского можно предположительно связать с первым этапом раскрытия Евразийского суббассейна (~57/53-33 млн. лет назад), реликты палеогенового пенеплена в пределах зоны Черского - со вторым этапом - этапом затухания спрединга в интервале ~33-20 млн. лет назад, а неотектоническую активизацию горообразования Черского - с третьим этапом - этапом роста скорости спрединга, начавшимся в Евразийском суббассейне ~20 млн. лет назад. Другими словами, неотектонические вертикальные движения в пределах горной системы Черского, раздробившие региональный палеогеновый пенеплен, можно предположительно связать с активизацией спрединга в Евразийском суббассейне после периода его «застоя».

Следовательно, можно допустить некоторую синхронность событий в рамках единой геодинамической системы Арктики и северо-восточной Евразии - так как региональный перерыв в осадконакоплении Провинции начался одновременно с первым кардинальным изменением режима новообразования коры в Евразийском суббассейне (затуханием спрединга) и региональной пе-непленизацией горной системы Черского, то погружение блоков Провинции могло начаться синхронно с неотектонической активизацией горообразования в зоне Черского и со вторым изменением режима спрединга - увеличением скорости разрастания океанического дна в Евразийском суббассейне ~20 млн. лет назад.

Итак, по косвенным признакам мы имеем две вероятные датировки старта процессов погружения блоков Провинции центрально-арктических поднятий: ~22 млн. лет назад - по проявлениям эффузивного магматизма на континентальном обрамлении Арктического океана и ~20 млн. лет назад - по 6-ой ЛМА, контролирующей активизацию спрединга в Евразийском суббассейне после периода его «застоя».

Существует также третья, возможно приоритетная датировка - по данным бурения на хребте Ломоносова. Главным событием на возрастной модели скважин АСЕХ-2004 является длительный эрозионный перерыв, после которого произошли скачкообразные изменения различных свойств осадочных пород и кардинальные изменения условий осадконакопления. В соответствии с этой моделью, седиментация на хребте Ломоносова возобновилось (после перерыва) ~18 млн. лет назад (рис. 5) на фоне снижения продуктивности и

похолодания поверхностных вод. Время возобновления осадконакопления контролируется четкой границей изменения цвета пород на образце керна. Очевидно, что по времени прекращения эрозии приподнятых блоков хребта Ломоносова (~18млн. лет назад) можно датировать начало процессов его погружения.

Итак, мы имеем уже три вероятные датировки старта процессов погружения блоков Провинции центрально-арктических поднятий - 22, 20 и 18 млн. лет назад. Полученные по различным косвенным признакам, они, тем не менее, сходятся на одной более общей датировке - конец раннего миоцена.

Положение 4. Анализ сейсмических данных позволяет установить наиболее вероятную причину асимметрии Евразийского суббассейна - в то время как котловина Нансена развивалась в соответствии с классической моделью спрединга на периферии Евразийской плиты, на океа-нообразование и осадочное заполнение котловины Амундсена наложи-лись тектонические процессы и события, происходившие на протяжении кайнозоя в прилегающей Провинции центрально-арктических поднятий (в том числе неогеновое погружение одноименного мегаблока СевероАмериканской плиты).

В настоящее время спрединговая природа Евразийского суббассейна у большинства исследователей не вызывает сомнений. Как известно, океанические спрединговые бассейны характеризуются билатеральной симметрией относительно оси спрединга, выраженной в структуре аномального магнитного поля. Однако, при анализе структуры осадочного чехла Евразийского суббассейна обращает на себя внимание полное отсутствие какой-либо симметрии; скорее суббассейну свойственна асимметричность сейсмической конфигурации отложений (в равнинной части котловины Нансена наблюдается слабое восстание рефлекторов в сторону хребта Гаккеля; структура отложений котловины Амундсена характеризуется падением рефлекторов к хребту Гаккеля; рис. 9), которая дополняется батиметрической асимметрией (котловина Амундсена в среднем на ~350 м глубже котловины Нансена). Общую асимметричность картины подчеркивает еще одна важная деталь. Со стороны Баренцево-Карского шельфа отчетливо выделяются структуры сноса в котловину Нансена, что соответствует классической картине транзитных зон «континент - спрединговый океан». В то же время, в котловине Амундсена структуры сноса со стороны хребта Ломоносова не обнаруживаются.

В чем причина такой противоречивости в строении Евразийского суббассейна (симметричной конфигурации ЛМА относительно оси спрединга противоречит асимметрия всего перечисленного выше)? Классическая теория океанообразования на это ответа не дает.

Причина асимметрии структуры чехла.

В недавно опубликованной работе В. Йоката предпринята попытка объяснить асимметрию Евразийского суббассейна в рамках теории глобальной тектоники плит на основе анализа данных экспедиции АЯК-2001 (рис. 9).

2-1/?А,- мяж - ЛМА

ф - комплекс высокознергетической обстановки

осадконакопления Ей- региональное несотасие Ш - фундамент

-го* -з?"

в 2(5?

4......'.".Л 'ЧК

■А'-ГЧ ■

ССР 1««1

о-'

ПЧШ :»«>:

40' 5СГ 6СГ 70* 8СГ 90* 'ОТ 1*0'

Зйгй ¿ЖИ МОЙ ".ЧЙ ЧЙЮ ({.--Л. (3»1Г»1 1*11£> (ЛЧЛ» СОР

1.0 20 3.0-,£•4.0-5.06.0'

■ -^ш.

котловина Нансена

50 кгт-2000 СОРБ

хребет

• Ч;." .* к

131-

ш Ш

50 ют гесосогз Гаккеля

котловина Амундсена

991'

ш згаш

бМЬЮШш • ' ; шёш

т да ^ЗЭДИЩ

1 о 20 зо2

х 1С

ШЕ 200103

чо

Рис. 9. Структура осадочного чехла котловин Амундсена и Нансена Евразийского суббассейна

По мнению В. Йоката, в то время как основным источником сноса для котловины Нансена был гигантский Баренцево-Карский шельф с доминировавшим направлением транспортировки осадков ортогонально континентальному склону, в случае котловины Амундсена поставщиком осадков, транспортировавшихся также ортогонально простиранию котловины, мог быть только хребет Ломоносова, субаэральная эрозия которого (по модели В. Йоката) прекратилась 50 млн. лет назад. Следуя этой модели, хребет Ломоносова не мог обеспечить достаточного количества терригенного материала для погружения океанической коры котловины Амундсена до современного уровня. Поэтому, по логике В. Йоката, доминирующими источниками терригенного материала для заполнения котловины Амундсена мог быть только шельф моря Лаптевых. Соответственно, заметное падение ряда осадочных слоев в котловине Амундсена в сторону хребта Гаккеля, не наблюдаемое в котловине Нансена, объясняется преобладающим направлением транспортировки терригенного материала вдоль простирания котловины (в противоположность ортогональной простиранию транспортировке в котловине Нансена).

В качестве критики вышеприведенного объяснения структурной асимметрии чехла в котловинах Евразийского суббассейна можно отметить следующее: (1) как показывает карта мощности осадков Евразийского суббассейна, мощность отложений в котловине Амундсена практически не сокращается от прилаптевоморской к приполюсной части котловины, что было бы неизбежным в случае доминирующего сноса осадков с шельфа моря Лаптевых; (2) как было установлено бурением АСЕХ-2004 на хребте Ломоносова, эрозия хребта отнюдь не закончилась 50 млн. лет назад, а продолжалась до миоцена; (3) поставщиком терригенного материала в котловину Амундсена мог быть не только и не столько хребет Ломоносова, сколько вся Провинция центрально-арктических поднятий, которая сопоставима по размерам с Ба-ренцево-Карским шельфом.

Исходя из вышесказанного, наклон большинства осадочных слоев котловины Амундсена от хребта Ломоносова к хребту Гаккеля свидетельствует, по мнению автора диссертации, именно о доминирующей роли Провинции центрально-арктических поднятий в качестве поставщика осадков и, соответственно, о преобладающем направлении транспортировки терригенного материала ортогонально простиранию котловины.

Почему в таком случае не наблюдаются структуры сноса осадков со стороны хребта Ломоносова в котловину Амундсена?

С точки зрения автора диссертации, здесь прежде всего следует обратить внимание на то, что специфика структуры осадочного чехла котловины Амундсена, контрастирующая ее с котловиной Нансена, отнюдь не ограничивается только наклонами осадочных слоев. Как видно на рис. 9, эта специфика в первую очередь подчеркивается отчетливой структурированностью отложений котловины на три комплекса; причем совпадение областей выклинивания комплексов: нижнего - с 13-ой ЛМА и среднего - с 6-ой ЛМА,

свидетельствует о том, что эта структурированность привязана к главным тектоническим событиям в Провинции центрально-арктических поднятий -региональному перерыву в осадконакоплении и неогеновому погружению блоков Провинции. На рис. 9 также можно видеть, что осадочный комплекс, отложившийся в котловине Амундсена в промежутке между двумя этими событиями (помечен двусторонней стрелкой), ярко выделяется на разрезе по своим сейсмофациальным характеристикам - он характеризуется сейсмической прозрачностью, что косвенно указывает на изменение обстановки осад-конакопления с низкоэнергетической на высокоэнергетическую на нижней границе комплекса (региональное несогласие) и с высокоэнергетической на низкоэнергетическую на верхней (несогласие погружения). В Провинции центрально-арктических поднятий в этот период происходила мелководная эрозия положительных форм рельефа регионального несогласия и осадочное заполнение отрицательных, а в Евразийском суббассейне - затухание спре-динга.

В котловине Нансена также можно выделить границы, привязанные к 13-ой и 6-ой ЛМА (рис. 9). Но залегающий между ними осадочный комплекс полностью лишен как отличительных структурных признаков, так и сейсмо-фациальных особенностей, выделяющих комплекс из общего фона разреза. То же самое можно сказать и о других осадочных комплексах котловины Нансена. Следовательно, главные тектонические события в Провинции центрально-арктических поднятий, не оказав заметного влияния на развитие котловины Нансена, определяющим образом повлияли на режим терригенно-го заполнения котловины Амундсена.

Причина батиметрической асимметрии.

Батиметрическая асимметрия Евразийского суббассейна традиционно объясняется существенно меньшим объемом осадочного материала, накопленным в котловине Амундсена. При этом отмечается еще один не вписывающийся в классические представления факт - по теории океанообразова-ния, более высокий вес осадочного слоя в котловине Нансена (за счет почти вдвое большей мощности по сравнению с котловиной Амундсена) должен был бы погрузить океаническую кору котловины Нансена на более глубокий уровень относительно котловины Амундсена. Однако данные экспедиции А11К-2001 показывают, что в обеих котловинах поверхность фундамента находится приблизительно на одном уровне ~5-7 км (рис. 9). Исследуя это противоречие, В. Йокат сопоставил топографию поверхности фундамента обеих котловин с известной теоретической зависимостью глубины погружения океанического фундамента от его возраста (кривая Б. Парсонса). В результате им было установлено, что тренд топографии поверхности фундамента в котловине Нансена хорошо согласуется с теоретической кривой погружения, а в котловине Амундсена - имеет существенные отклонения. В. Йокат полагает, что причиной этого может быть более медленная скорость спрединга в котловине Амундсена.

Автором диссертации предложено альтернативное объяснение одинаковых уровней океанического фундамента в котловинах Евразийского суббассейна, заключающееся в том, что процесс неогенового погружения блоков Провинции центрально-арктических поднятий затронул зону перехода континент-океан в котловине Амундсена и способствовал дополнительному погружению ее коры (дополнительно к воздействию веса осадков).

Вопрос о ширине транзитной зоны континент-океан в котловине Амундсена на данный момент остается открытым. Многие геологи полагают, что эта зона соответствует отрицательной гравитационной аномалии, трассируемой субпараллельно склону хребта Ломоносова. Если это так, то транзитная зона континент-океан занимает от трети до местами половины равнинной части котловины Амундсена. Следовательно, процесс неогенового погружения блоков Провинции центрально-арктических поднятий, повлияв на зону перехода от континента (хребта Ломоносова) к океанической части котловины Амундсена, мог затронуть весьма значительную часть котловины.

Итак, анализ сейсмических данных дает основание автору диссертации предложить следующее объяснение асимметрии Евразийского суббассейна:

Развитие котловины Нансена вписывается в рамки классической модели океанообразования, на что указывают как минимум два факта: (1) топография поверхности океанического фундамента котловины Нансена соответствует теоретической кривой погружения новообразованной коры по мере накопления осадков; (2) осадочное заполнение котловины Нансена шло по пути формирования проградационных призм в результате доминирующего сноса осадков с классической пассивной окраины - Баренцево-Карского шельфа - континентальной окраины Евразийской литосфер ной плиты.

В противоположность котловине Нансена, эволюция котловины Амундсена не совсем вписывается в теоретическую модель глобальной тектоники плит вследствие того, что на ее развитие и осадочное заполнение наложились (через транзитную зону континент-океан) тектонические процессы и события, происходившие на протяжении кайнозоя в прилегающей Провинции центрально-арктических поднятий, и прежде всего - неогеновое погружение Провинции. Кроме того, доминирующим поставщиком осадков для котловины Амундсена была не классическая пассивная окраина, а погрузившаяся в неогене Провинция центрально-арктических поднятий - периферийный ме-габлок Северо-Американской литосферной плиты. Последний тезис может объяснить как отсутствие структур сноса осадков со стороны хребта Ломоносова в котловину Амундсена, так и меньшую (по сравнению с Нансена) мощность осадочного чехла в котловине.

Положение 5. Наступивший приблизительно через 20-25 млн. лет после раскола арктической Лавразии региональный перерыв в седиментации Амеразийского палеобассейна завершился в конце позднего миоцена; его завершение было инициировано проседанием Амеразийского палеобассейна вследствие накопления деформаций растяжения в одно-

именном литосферном мегаблоке Северо-Американской плиты; вероятными геодинамическими синхронами регионального перерыва являются затухание спрединга в Евразийском суббассейне и пенепленизация горной системы Черского.

В конце мезозоя режим конвергенции Лавразии сменился режимом дивергенции, а в начале кайнозоя произошел раскол арктической Лавразии. Раскол прошел по оси хребта Гаккеля с полюсом относительного вращения плит, расположенным южнее побережья моря Лаптевых. Ось раскола стала осью палеосимметрии (по уровню поверхности литосферы) между двумя крупнейшими арктическими мегаблоками - Баренцево-Карским палеобас-сейном (арктической периферией Евразийской плиты) и Амеразийским па-леобассейном (арктической периферией Северо-Американской плиты). Другими словами, после раскола арктической Лавразии плечи арктического океанического рифта находились приблизительно на одном гипсометрическом уровне.

Переходя к изложению последующего этапа истории Арктического океана, вспомним основные выводы диссертационной работы:

1. Карта эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса дает основание рассматривать Амеразийский суббассейн в качестве цельного (на протяжении кайнозоя) литосферного мегаблока СевероАмериканской плиты, в пределах которого на протяжении кайнозоя преобладал режим внутриплитной тектоники (рис. 8).

2. Региональный перерыв в осадконакоплении в пределах Провинции центрально-арктических поднятий связан с олигоценовой реорганизацией океа-нообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновением в Арктический океан океанического рифта Норвежско-Гренландского бассейна.

3. Региональный перерыв идентифицируется с главным эрозионным событием (на границе позднего палеогена - раннего неогена) в разрезе глубоководного бурения и является репером кардинального изменения обстановки седиментации, а также свойств осадочных пород.

4. К концу палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) доминировала мелководная обстановка осадконакопления.

5. Погружение блоков Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) до океанических глубин началось в конце раннего миоцена.

6. В рамках единой геодинамической системы Арктики и Северо-Востока Евразии можно допустить синхронность между главными тектоническими событиями в Провинции центрально-арктических поднятий, сменой режимов раскрытия Евразийского суббассейна и этапов кайнозойского тектогенеза в зоне Черского (рис. 8).

7. Сейсмические данные в глубоководной Канадской котловине, не стыкуясь с ротационной моделью ее раскрытия, в то же время не противоречат модели неогенового погружения котловины.

8. В то время как котловина Нансена развивалась в соответствии с классической моделью спрединга на периферии Евразийской плиты, на океанообразо-вание и осадочное заполнение котловины Амундсена наложились тектонические процессы и события, происходившие на протяжении кайнозоя в прилегающей Провинции центрально-арктических поднятий (в том числе неогеновое погружение одноименного литосферного мегаблока СевероАмериканской плиты).

Таким образом, основные выводы диссертационной работы позволяют реконструировать некий тектонический процесс, который через ~35 млн. лет после раскола арктической Лавразии стал изменять морфологический облик Арктического океана, дав толчок к разбалансировке плеч арктического океанического рифта относительно дивергентной оси - к погружению североамериканского плеча (Амеразийского палеобассейна) относительно евразийского плеча (Баренцево-Карского палеобассейна). При этом неогеновое погружение блоков Амеразийского палеобассейна в какой-то степени затронуло и прилегающую к нему океаническую котловину Амундсена.

В качестве основных элементов предлагаемой тектонической модели, можно выделить следующий ряд главных тектонических событий истории Арктического океана, а также соответствующие им геодинамические синхроны (в рамках единой геодинамической системы):

1. ~57-53 млн. лет назад - раскол арктической Лавразии на Евразийскую и Северо-Американскую плиты и начало спрединга в рифтовой системе Евразийский суббассейн - Лабрадорское море; плечи арктического океанического рифта - крупнейшие арктические мегаблоки расколовшейся Лавразии - Ба-ренцево-Карский палеобассейн (арктическая периферия Евразийской плиты) и Амеразийский палеобассейн (арктическая периферия СевероАмериканской плиты) - характеризуются близким гипсометрическим уровнем поверхности литосферы (рис. 10а).

2. ~33 млн. лет назад - реорганизация океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновение рифта Норвежско-Гренландского бассейна в Арктический океан; причленение Гренландии к Северо-Американской плите; затухание спрединга в Евразийском суббассейне до сверхмедленного; начало регионального перерыва в осадконако-плении Амеразийского палеобассейна с эрозией его приподнятых блоков при доминировании мелководной обстановки; пенепленизация в горной системе Черского (рис. 106).

"53 млн. лет назад (ось раскрытия - 24-ая ЛМА)

а).

с=п> - векторы раздвига, воздействующие на разные части Северо-Американской плиты <£^^>-зона взаимодействия между выступами Евразийской и Северо-Американской плит - зона ГАКПС и^^- - направление к полюсу относительного вращения плит - парные ЛМА - контур современного Амеразийского суббассейна

Рис. 10 а,б. Тектоническая модель Арктического океана

33 млн. лет назад (ось раскрытия - 13-ая ЛМА)

с=> - векторы раздвиеа, воздействующие на разные части Северо-Американской плиты - зона взаимодействия между выступами Евразийской и Северо-Американской плит ^ - эрозионные поверхности # - векторы погружения блоков Амеразийского суббассейна

- зона САКПС ии^- - направление к полюсу относительного вращения плит

- парные ЛМА - контур современного Амеразийского суббассейна

Рис. 10 в,г. Тектоническая модель Арктического океана

процессов разрушения первоначальной симметрии плеч арктического океанического рифта по уровню поверхности литосферы относительно оси раскола, приведших в итоге к кардинальному изменению морфологического облика Арктического океана (рис. Юг); активизация горообразования, раздробившая региональный палеогеновый пенеплен в пределах горной системы Черского.

Что могло инициировать неогеновое погружение блоков Амеразийского палеобассейна? Причина неизвестна, но несомненно одно - погружение стало следствием какого-то достаточно глобального геодинамического процесса, затронувшего весь Арктический океан и его континентальное обрамление.

В качестве рабочей гипотезы можно рассмотреть следующий механизм неогенового погружения Амеразийского палеобассейна, отталкиваясь от следующего тезиса, - в пределах амеразийского литосферного мегаблока Севе-ро-Американской плиты на протяжении кайнозоя преобладал режим внутри-плитной тектоники.

К концу палеогена, после закрытия Лабрадорского моря, Гренландия стала частью Северо-Американской плиты. После этого, как видно на рис. 106,в, арктические выступы раздвигающихся Евразийской (Западный Шпицберген + плато Ермак) и Северо-Американской (северная часть Гренландии) плит оставались в сближенном положении, практически примыкая друг к другу на протяжении олигоцена - раннего миоцена, т.е. от 13-ой до 6-ой ЛМА. Причем вектор смещения одного выступа относительно другого был направлен вдоль линии их соприкосновения и совпадал с линеаментом Гренландской -Арктическо-Канадской пограничной сейсмичности (зоны ГАКПС) (рис. 8, рис. 106,в), а само смещение, судя по «застою» спрединга в Евразийском суббассейне с 13-ой по 6-ую ЛМА, было очень медленным. В пользу транс-прессионного контакта между выступами Евразийской и СевероАмериканской плит в этот период свидетельствуют и данные геологических исследований на острове Западный Шпицберген.

Можно допустить, что вследствие транспрессионного взаимодействия между выступами плит в процессе их сверхмедленного относительного скольжения и возникающего из-за этого торможения части СевероАмериканской плиты к югу от зоны ГАКПС (состоящей из Гренландии, Се-веро-Американского континента и Канадских арктических островов), в Аме-разийском палеобассейне (в литосферном мегаблоке Северо-Американской плиты севернее зоны ГАКПС) могла накапливаться (на протяжении олигоцена - раннего миоцена) энергия деформаций растяжения (рис. 106,в), что в условиях левостороннего вращения Северо-Американской плиты представляется весьма вероятным. В частности, по данным Г.П. Аветисова, главной особенностью практически всех решений фокальных механизмов землетрясений вдоль северного обрамления Канадских Арктических островов (рис. 8) является преобладающая роль сдвиговых движений при выдержанности азимута растяжения ортогонально континентальному склону.

Итак, в конце раннего миоцена (~20 млн. лет назад) накопившаяся энергия деформаций растяжения могла, достигнув критического уровня, начать реализовываться посредством тектонических сбросов, т.е. путем поблочного проседания частей Амеразийского палеобассейна (рис. 10в). На возможность именно такого механизма указывает ступенчатое погружение батиметрических террас котловины Макарова по мере удаления от склона восточносибирского шельфа (рис. 2).

На вероятность преобладания динамики растяжения в Амеразийском па-леобассейне указывают и результаты обработки данных ГСЗ по профилю «Трансарктика 1989-91» - субмеридиональному сечению Провинции центрально-арктических поднятий, проходящему от массива Де-Лонга через котловину Макарова к подножию хребта Ломоносова в районе полюса. Соответствующая скоростная модель коры представлена на рис. 11а. На основе этой модели был рассчитан тренд, описывающий региональные закономерности в распределении скоростей - рост скорости с глубиной от осадочного чехла до мантии и сокращение мощности коры от массива Де-Лонга к котловине Макарова. Модель локальных скоростных аномалий (рис. 116) была получена после вычета регионального тренда из скоростной модели коры.

Особенностью поля локальных аномалий скоростного разреза Провинции центрально-арктических поднятий является его отчетливая сегментация на континентальные блоки (зоны положительных скоростных аномалий), ограниченные в мористых частях наклонными зонами понижения скоростей, быстро выполаживающимися с глубиной и достигающими субгоризонтальной зоны локального понижения скоростей в верхней мантии (рис. 116). Выявленная гетерогенная структура Провинции центрально-арктических поднятий полностью соответствует геодинамической модели зон регионального растяжения Ю.М. Пущаровского - в коре под воздействием растяжения образуются глубинные сбросы, быстро выполаживающиеся с глубиной и достигающие мантийного волновода.

В заключение следует добавить, что растяжение Амеразийского мегабло-ка могло быть спровоцировано и более глобальным (чем предложенный) процессом, например - наступлением цикла глобального расширения Земли.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многолетние исследования автора в области сейсмической стратиграфии глубоководных осадочных бассейнов Арктики позволили реконструировать главные тектонические события в истории Арктического океана по региональным сейсмическим маркерам осадочного чехла, установить и аргументировать причинно-следственные связи между ними, чтобы в итоге предложить тектоническую модель, в какой-то степени разрешающую проблему асимметрии Арктического океана относительно его дивергентной оси - проблему вертикальной разбалансировки континентальных плеч арктического океанического рифта. Предложенная тектоническая модель Арктического бассейна

| | | | | 1 | ——— '.I Расстояние в км

-25 -21 -1.7 -1.3 -0.7 -0.01 0.3 1.2 1.5 1.7 1.9 км/с

- оси наклонных зон отрицательных локальных скоростных аномалий (сбросы растяжения)

- ось субгоризонтальной зоны отрицательных локальных скоростных аномалий (зона разуплотнения мантии - мантийный волновод?)

100' 110• 120' 130' 140' »- пункты взрыва на профиле ГСЗ "Трансарктика 1989-91"

I I I ЯШМ—и .1 г ва Расстояние в км

1.9-2.4 2.7-2.9 3.2-3.4 4.0-4.6 5.0-5.4 6.0-6.4 6.6-7.2 7.8-8.2 >8.5 км/с

шельф Восточно- прогиб

а;.

котл.

котл. хр.

Рис. 11. Модель коры (а) и поле локальных скоростных аномалий (б) субмеридионального сечения Провинции ЦАП

является непротиворечивой к существующим сейсмическим, геофизическим и геологическим данным, полученным непосредственно в его глубоководной части. Она согласуется с сейсмической конфигурацией осадочного чехла Арктического океана, с картой сейсмичности Арктико-Азиатского сейсмического пояса, с результатами новейших исследований аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне, с материалами глубоководного бурения на хребте Ломоносова, а также с геологическими данными на континентальном окружении.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ (В реферируемых журналах, рекомендованных ВАК, - 7 статей)

Монографии:

1. Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология/ Гл. ред. Д.А.Додин и В.С.Сурков /С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 2002, 960с. Раздел: Структура и границы континентальной и океанической литосферы Арктического бассейна, с. 121-133 (соавторы: В.А.Поселов, И.С.Грамберг, Р.Р.Мурзин, В.Д.Каминский, М.Ю.Сорокин).

2. Исследования литосферы в работах Петербургских геофизиков (Развитие идей академика Г.А.Гамбурцева), СПб, изд. ВИРГ-Рудгеофизика, 2003, 224с. Раздел: О геологической природе геоструктур Центрально-арктического региона, с. 161-169 (соавтор В.А.Поселов).

3. Строение литосферы российской части Баренц-региона. Петрозаводск, Карельский научный центр РАН, 2005, 318 с. Раздел: Литосфера глубоководной части центральной Арктики, с. 217-254 (соавторы: А.Д.Павленкин, В.А.Поселов, Ю.В.Межевов, А.В.Булаткин, В.Д.Каминский).

Журнальные статьи, материалы конференций и совещаний:

4. Особенности структуры юго-восточного Усть-Ленского рифтогенного прогиба в море Лаптевых // Геолого-геофизические исследования в Мировом Океане, Ленинград, 1987, с. 65-71 (соавторы: В.А.Виноградов, Г.П.Аветисов, Ю.Б.Гусева).

5. Глубинное строение зоны сочленения Балтийского щита и Баренцевской плиты // Геофизика, №2, 1995, с. 55-61 (соавторы: В.А.Поселов, А.ДЛавленкин, Л.А.Дараган-Сущова).

6. Технология комбинирования наземной и морской сейсморазведки // Геофизика, №4, 1995, с. 46-49 (соавтор В.А.Поселов)

7. Структура литосферы по геотраверсам ГСЗ в Арктике // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып.1, часть 1, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 1996, с. 145-155 (соавторы: А.Д.Павленкин, В.А.Поселов)

8. Структура литосферы пассивных окраин в переходных зонах «континент-шельф-океан» в Арктике по данным глубинной сейсмометрии // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 1,

часть 2, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 1996, с. 156-171 (соавторы: В.А.Поселов, А.Д.Павленкин).

9. Источники терригенного материала Баренцево-Карского осадочного бассейна// Отечественная геология, №10, 1997, с. 44-46 (соавторы: А.Д.Пав-ленкин, Л.А.Дараган-Сущова, Ю.И.Дараган-Сущов).

10. Астеносфера, изостазия и конвекция по данным глубинных сейсмических исследований // Бюл. моек, о-ва испытателей природы. Отд. геол., вып. 6, т. 72, 1997, с. 47-51 (соавтор А.Д.Павленкин).

11. Альтернатива спрединговой природе Евразийского бассейна по сейсмическим данным (на примере геотрансекта хребет Гаккеля - хребет Ломоносова // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 2, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 1998, с.177-183 (соавторы: В.А.Поселов, А.Д.Павленкин).

12. Seismic profile between the Gakkel and Lomonosov ridges and its bearing on the nature of the Eurasia Basin // IH-d International Conference on Arctic Margins (ICAMIII), Celle (Germany), 1998, p. 149 (joint authors: V.A.Poselov, G.Grikurov, A.D.Pavlenkin).

13. Structure of the Arctic lithosphere from deep seismic sounding data // Ш-d International Conference on Arctic Margins (ICAMIII), Celle (Germany), 1998, p. 146 (joint authors: A.Pavlenkin, Yu.Pogrebitsky, V.Poselov).

14. Переходные зоны континент-океан пассивных окраин // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 2, С-Пб, ВНИИОкеангеология, 1998, с. 79-88 (соавторы: А.Д.Павленкин, В.А.Поселов).

15. ARCTIC'98: The Expedition ARK-XIV/la of RV "Polarstern" in 1998 / Edited by W.Jokat / Reports on Polar Research, №308, AWI, Germany, 1999, p. 4-18.

16. Глобальная модель тектоносферы и геодинамика // Докл. РАН, т. 364, №3, 1999, с. 360-362 (соавторы: А.Д.Павленкин, В.А.Поселов).

17. Структура и эволюция Арктической литосферы //Геологическое строение и геоморфология Северного Ледовитого океана в связи с проблемой внешней границы континентального шельфа Российской Федерации в Арктическом бассейне, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 2000, с. 94-108 (соавторы: В.А.Поселов, А.Д.Павленкин, Ю.Е.Погребицкий).

18. Сейсмостратиграфический анализ осадочного чехла Амеразийского бассейна // Тез. межд. конф. «300 лет горно-геологической службе России», С-Пб, ВИРГ-Рудгеофизика, 2000, с.324-325 (соавторы: ВА.Поселов, А.Д.Павленкин, Л.Г.Поселова).

19. Scientific drilling in the Arctic Ocean and the site survey challenge: Tectonic, paleoceanographic and climatic evolution of the Polar Basin / Y. Kristoffersen, N. Mikkelsen eds. / JEODI Workshop, Copenhagen, Denmark, 2003, 83 p.

20. Геофизическая изученность основных геоструктур СЛО и обоснованность существующих геологических гипотез // Тез. межд. конф. «Морфология и геологическая природа глубоководных акваторий и подводных понятий

Арктического бассейна», С-Пб, Изд. ВНИИОкеангеология, 2003, с. 3-4 (соавторы: В.Д.Каминский, В.А.Поселов, А.ДПавленкин).

21. Методические особенности организации и проведения геолого-геофизических исследований с дрейфующего льда высокоширотной Арктики // Исследования литосферы в работах Петербургских геофизиков, СПб, ВИРГ-Рудгеофизика - ВНИИОкеангеология, 2003, с. 57-67 (соавторы: М.Ю.Сорокин, Ю.Я.Заманский, Н.Н.Иванова, А.Е.Лангинен)

22. Региональные особенности осадочного чехла Амеразийского бассейна и возможности их палеотектонического истолкования // Тез. межд. конф. «Морфология и геологическая природа глубоководных акваторий и подводных понятий Арктического бассейна: спорные научные проблемы в контексте Статьи 76 Конвенции ООН по морскому праву», С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 2003, с. 27 (соавтор В.А.Поселов).

23. Региональные особенности сейсмической конфигурации осадочного чехла глубоководного Арктического бассейна и возможности их палеотектони-ческой интерпретации // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 5, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 2004, с.141-159 (соавтор В.А.Поселов).

24. Строение литосферы и модель эволюции Арктического бассейна в свете проблемы внешней границы континентального шельфа России в СЛО. М.: Недра, Разведка и охрана недр, №6, 2005, с. 14-23 (соавторы: В.А.По-селов, В.Д.Каминский, А.В.Липилин).

25. Geophysical and Geological Study of the Transition Zone Between the Mendeleev Rise and the Adjacent Siberian Shelf: Preliminary Results // AGU, 86(52), Abs. #T12C-06, 2005, San Francisco Goint authors: V.D.Kaminsky, V.A.Poselov, V.Y.Glebovsky, A.V.Zayonchek).

26. Preliminary Results of Geophysical and Geological Investigations in the Transition Zone between the Mendeleev Rise and adjacent Siberian Shelf // AGU 2006, P14A-04,2006, San Deigo (joint authors: V.A.Poselov, V.Y.Glebovsky).

27. Regional paleotectonic interpretation of seismic data from the deep-water central Arctic // Proceedings of the Fourth International conference on Arctic margins (ICAMIV) / R.A. Scott and D.K. Thurston eds. / OCS study MMS 2006003, U.S. Dep. of the Interior, 2006, p. 125-131 (co-author V.A.Poselov).

28. Геолого-геофизические исследования на поднятии Менделеева // Известия Челябинского научного центра Уро РАН, №3(33), 2006, с. 52-57 (соавтор В.А.Поселов).

29. Сейсмостратиграфическая датировка главных тектонических событий в Арктическом океане // Геофизический вестник, №11,2006, с. 8-16.

30. Глубинное строение континентальной окраины района поднятия Менделеева по результатам геолого-геофизических исследований на опорном профиле «Арктика-2005» // Модели земной коры и верхней мантии, С-Пб, изд. ВСЕГЕИ, 2007, с. 163-167 (соавторы: В.А.Поселов, В.Д.Каминский, Г.П.Аветисов, И.А.Андреева, А.Д.Павленкин).

Подписано к печати 08.10.2008 г. Усл. печ. л. 2,4. Уч.-изд. л. 2,8. Формат 60x90/16. Тираж 150 экз. Заказ № 16.

Отпечатано в секторе оперативного тиражирования

ФГУП «ВНИИОкеангеология» 190121, Санкт-Петербург, Английский проспект, 1

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Буценко, Виктор Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ.

1.3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава 2. АРКТИКО-АЗИАТСКИЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПОЯС.

Глава 3. СТРУКТУРА ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

РЕГИОНАЛЬНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ. ПРОВИНЦИЯ ЦЕНТРАЛЬНО-АРКТИЧЕСКИХ ПОДНЯТИЙ АМЕРАЗИЙСКОГО СУББАССЕЙНА.

3.1. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПЕРВОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО МАРКЕРА.

3.2. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ВТОРОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО МАРКЕРА.

Глава 4. СТРУКТУРА ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА КАНАДСКОЙ

КОТЛОВИНЫ АМЕРАЗИЙСКОГО СУББАССЕЙНА.

Глава 5. СТРУКТУРА ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ЕВРАЗИЙСКОГО

СУББАССЕЙНА.

Глава 6. ИСТОРИЯ АРКТИЧЕСКОГО ОКЕАНА. ТЕКТОНИЧЕСКАЯ

МОДЕЛЬ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Главные тектонические события истории Арктического океана по сейсмическим данным"

Арктический океан уникален в ряду глубоководных акваторий Мирового океана не только по своему полярному географическому положению. Его площадь значительно меньше площади других океанов планеты; он, как внутреннее море, со всех сторон окружен сушей, соединяясь с Мировым океаном только узкими проливами - проливом Фрама на западе (с Атлантическим океаном) и Беринговым проливом на востоке (с Тихим океаном). Арктический океан отличается от других океанов значительно меньшей средней глубиной (в ~2.5 раза), наибольшей площадью прилегающего шельфа и участков глубоководной акватории с континентальной корой, а также значительно более мощным осадочным чехлом.

Предлагаемая диссертационная работа является попыткой выделить главные тектонические события в истории Арктического океана, произошедшие после раскрытия Евразийского суббассейна и определяющим образом повлиявшие на структуру осадочного чехла и современный морфологический облик арктической акватории.

В качестве экспериментальной основы в работе использовалась цифровая база сейсмических данных Арктического бассейна, созданная во ВНИИОкеангеология и интегрировавшая материалы как всех российских сейсмических наблюдений за период с 1961 по 2005 г., так и опубликованных зарубежных (1991-2006 г.г.).

Главным объектом исследований в диссертационной работе являлась сейсмическая конфигурация осадочного чехла в глубоководных арктических провинциях - в Амеразийском (Провинция центрально-арктических поднятий и Канадская котловина) и Евразийском суббассейнах (Рис. 1). Анализ сейсмической конфигурации осадков в провинциях Арктического океана позволил выделить региональные сейсмические маркеры и предложить их палеотектоническую трактовку.

В отличие от кандидатской диссертации автора, главной задачей которой было изучение сейсмической стратиграфии осадочного чехла Провинции центрально-арктических поднятий на основе сопоставления сейсмической конфигурации осадков с кривой эвстатических колебаний относительного уровня моря, в представленной работе палеотектоническая интерпретация региональных сейсмических маркеров проводилась в первую очередь с соблюдением событийного принципа, предполагающего причинно-следственную связь между главными тектоническими событиями в Арктическом бассейне и наиболее яркими элементами поля отраженных волн на сейсмических разрезах. Использование эвстатической кривой ограничивалось лишь контрольной функцией, повышающей вероятность тех или иных палеотектонических трактовок.

Независимая проверка и дополнительное обоснование предложенных в диссертационной работе тектонических реконструкций осуществлялись путем сопоставления результатов сейсмостратиграфического анализа осадочного чехла с материалами глубоководного бурения на хребте Ломоносова, с данными новейших исследований аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне, с данными по сейсмичности Арктико-Азиатского сейсмического пояса, а также с материалами геологических исследований на континентальном обрамлении Арктического океана.

--160°

130° 74° 140° 70° 150°

Основа - карта рельефа дна в масштабе 1: 2 500 ООО

Рис. 1. Карта главных морфоструктур Арктического бассейна:

1 - Провинция центрально-арктических поднятий; 2 - батиметрические террасы котловины Макарова

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Рассматривая многообразие существующих тектонических моделей Арктического океана от Арктической геодинамической системы (или Арктической геодепрессии) Ю.Е. Погребицкого (1976) до ультрамобилистской модели Л.А. Лоувера (2002), можно заметить, что их объединяет один общий принципиальный элемент - раскол арктической Лавразии и последующее развитие в кайнозое спредингового Евразийского суббассейна. Дискуссия продолжается лишь по менее принципиальным вопросам, касающимся датировки начала спрединга (25-ая, 24-ая или другая, более поздняя магнитохрона), скорости спрединга, положения полюсов раскрытия или относительного вращения, возможных продолжений дивергентной зоны хребта Гаккеля после ее морфологического замыкания у склона шельфа моря Лаптевых.

Принципиальные же разногласия возникают, когда дело касается Амеразийского суббассейна.

Если бы Амеразийский суббассейн представлял собой шельф с архипелагами в местах современных поднятий дна, то раскол арктической Лавразии не являлся бы проблемой для глобальной тектоники плит. В реальной же ситуации проблемы существуют, и большие.

Первая проблема. Для всех распавшихся суперконтинентов (Пангеи, Гондваны, Лавразии) характерна не только типичная для океанической коры билатеральная симметрия по уровню океанического дна относительно дивергентной оси (наблюдаемые нарушения симметрии являются локальными), но и элементы симметрии между раздвинувшимися континентами по гипсометрическому уровню поверхности литосферы. Примеры очевидны: Южная Америка и Африка, Северная Америка и Западная Европа представляют собой приподнятые над уровнем моря (в первом приближении одинаково) плечи атлантического океанического рифта. Элементы такой симметрии г устанавливаются и для североатлантических блоков расколовшейся Лавразии. В то же время два плеча арктического продолжения океанического рифта - два крупнейших арктических мегаблока, соответствующих Баренцево-Карскому шельфу (арктической периферии Евразийской литосферной плиты) и Амеразийскому суббассейну (арктической периферии Северо-Американской литосферной плиты), полностью лишены элементов симметрии по уровню поверхности литосферы относительно полярной ветви Срединно-Атлантического хребта - хребта Гаккеля. Главный элемент этой асимметрии отображается на карте рельефа дна Арктического океана в том, что североамериканское плечо арктического океанического рифта - Амеразийский суббассейн - погружено в среднем на ~3 км относительно евразийского плеча -Баренцево-Карского шельфа. Этот факт плохо вписывается в классическую модель глобальной тектоники плит и, поэтому, требует своего объяснения.

Вторая проблема. Большинство известных тектонических моделей Амеразийского суббассейна базируется прежде всего на анализе аномального магнитного поля и сопоставлении геологических данных на континентальном обрамлении.

В то же время, сейсмические данные, собранные в глубоководных областях Амеразийского суббассейна, при разработке тектонических моделей л у о> практически никогда всерьез не учитывались. Использование сейсмических данных ограничивалось, как правило, лишь анализом сейсмических разрезов на периферии суббассейна — на прилегающих шельфах. А ведь сейсмическая конфигурация осадочного чехла - это ретроспективная фотография следов главных тектонических событий, сформировавших геологическую структуру региона.

Таким образом, актуальность исследований обусловлена необходимостью разработки согласованной тектонической модели Арктического океана, т.е. такой модели, которая, с одной стороны, в какой-то степени разрешала бы проблему его асимметрии относительно дивергентной оси, а, с другой стороны, основывалась бы прежде всего на сейсмической конфигурации осадочного чехла глубоководных провинций Арктического бассейна, согласуясь при этом с многообразием других геофизических и геологических данных как на акватории, так и на континентальном обрамлении.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

ДОСТИЖЕНИЕ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ ПРЕДПОЛАГАЛО РЕШЕНИЕ СЛЕДУЮЩИХ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ:

1. Сейсмостратиграфическая интерпретация временных разрезов осадочного чехла Арктического океана, выделение основных несогласий и осадочных комплексов.

2. Сейсмофациальный анализ осадочных комплексов.

3. Выделение региональных сейсмических маркеров в осадочном чехле глубоководных провинций арктической акватории.

4. Корреляция региональных сейсмических маркеров осадочного чехла с наиболее вероятными тектоническими событиями в Арктическом океане и на его континентальном окружении.

5. Реконструкция изменений (на протяжении кайнозоя) обстановки осадконакопления в провинциях Арктического океана по результатам сейсмофациального анализа осадочных комплексов.

6. Контроль установленных корреляционных связей (региональные сейсмические маркеры тектонические события и обстановка осадконакопления) по многообразию других геофизических и геологических данных как на акватории, так и на континентальном обрамлении, а также по кривой глобальных суперциклов эвстатических колебаний относительного уровня моря.

7. Выделение главных тектонических событий истории Арктического океана (после раскола арктической Лавразии) в качестве основных элементов согласованной тектонической модели.

8. Анализ карты эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса и согласование результатов анализа с тектонической моделью Арктического океана.

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ФАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Основу анализируемых в диссертационной работе экспериментальных данных составляли сейсмические материалы MOB (метод отраженных волн), собранные в разные годы долговременными дрейфующими ледовыми станциями «Северный Полюс». Кроме того, для анализа привлекались данные

V О

MOB площадной сейсмической съемки и базовых наблюдений, полученные в сезонных экспедициях «Север», данные глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ) экспедиций «Трансарктика 1989-91» и АРКТИКА-2005, редкие материалы МОВ-ОГТ (метод многоканального статистического накопления волн, отраженных от общей точки границы) на обрамляющих континентальных склонах, а также опубликованные материалы многоканального сейсмического профилирования и широкоугольных сейсмических зондирований высокоширотных экспедиций R/V "Polarstern" (Германия, 1991-2001), "Oden" (Норвегия, 2001), "Polar Star" (США, 1992-1993) и "Healy" (США, 2006).

В качестве основного инструментария исследований в диссертационной работе была реализована методология сейсмостратиграфической интерпретации осадочного чехла, которая проводилась в соответствии с главными принципами сейсмической стратиграфии и базировалась на апробированной в многочисленных районах Мирового океана классификации типов сейсмостратиграфических несогласий и сейсмофациальных единиц.

Данная классификация определяет взаимосвязь между главными элементами сейсмической конфигурации осадочного чехла (несогласиями или перерывами в осадконакоплении) и наиболее вероятными тектоническим событиями, ставшими причиной их формирования, а также позволяет реконструировать обстановку седиментации и возможные палеоглубины моря (мелководье, шельф, склон, глубоководье) на момент накопления осадков по сейсмическим фациям осадочных комплексов.

Реализация указанной методологии позволила выделить (среди наиболее ярких элементов сейсмической конфигурации отложений в глубоководных провинциях арктической акватории) региональные сейсмические маркеры осадочного чехла, т.е. такие элементы поля отраженных волн, которые, имея региональную распространенность, являются явными носителями информации

• t vi о тектонических событиях, сформировавших геологическую структуру региона и его морфологический облик.

Контроль установленных причинно-следственных связей осуществлялся по результатам глубоководного бурения на хребте Ломоносова, по аномальному магнитному полю в Евразийском суббассейне, по геологическим данным на континентальном и островном обрамлении Арктического океана, а также по кривой глобальных суперциклов эвстатических колебаний относительного уровня моря по модели Вейла.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА.

В качестве геофизика-интерпретатора и супервайзера автор принимал участие в полевых сейсмических работах на арктическом шельфе морей Лаптевых (1985-1986 г.г.) и Баренцева (1991, 1993, 1995 г.г.), а также в высокоширотных арктических экспедициях ARK-1998, АРКТИКА-2000 и АРКТИКА-2005.

Автором выполнена цифровая обработка (средствами системы РгоМАХ 2D) представленных в диссертации сейсмических данных MOB по линиям дрейфов российских долговременных ледовых станций в Арктическом океане и кинематическое моделирование по арктическим региональным профилям глубинной сейсмометрии (ГСЗ).

Автор также выполнил сейсмостратиграфический анализ и палеотектоническую интерпретацию всех представленных в работе сейсмических разрезов.

Таким образом, личный вклад автора диссертационной работы состоял из участия в каждом шаге научного эксперимента - от получения полевых данных, их последующей обработки и интерпретации, до геологической трактовки результатов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Научная новизна работы состоит прежде всего в том, что основные выводы диссертации базируются в первую очередь на сейсмических данных, собранных в глубоководных провинциях арктической акватории (часть из них представлена впервые), в то время как все предшествовавшие тектонические реконструкции Арктического океана основывались исключительно на интерпретации геопотенциальных полей (прежде всего аномального магнитного поля); привлечение сейсмических и геологических данных было ограничено информацией с континентального обрамления.

2. Среди наиболее ярких элементов поля отраженных волн на сейсмических разрезах впервые выделены (посредством сейсмостратиграфического анализа) региональные сейсмические маркеры осадочного чехла Арктического океана.

3. Региональные сейсмические маркеры осадочного чехла сопоставлены с материалами глубоководного бурения на хребте Ломоносова, с данными новейших исследований аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне, а также с материалами геологических исследований на континентальном обрамлении арктической акватории.

4. Впервые по региональным сейсмическим маркерам осадочного чехла (с учетом результатов их согласования с геолого-геофизическими данными, указанными в п.З) реконструированы главные тектонические события истории Арктического океана (как основные элементы тектонической модели), произошедшие после раскола арктической Лавразии и определяющим образом повлиявшие на структуру осадков и морфологический облик акватории.

5. Предложено и аргументировано с позиций кайнозойского тектогенеза объяснение асимметрии Арктического океана относительно хребта Гаккеля, в том числе структурной и батиметрической асимметрии Евразийского суббассейна.

6. Сделана попытка согласовать тектоническую модель истории Арктического океана с данными по сейсмичности Арктико-Азиатского сейсмического пояса.

7. Впервые предложены и обоснованы вероятностные геодинамические связи главных тектонических событий в Провинции центрально-арктических поднятий с изменениями режима спрединга в Евразийском суббассейне и тектонической обстановки в горной системе Черского.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Региональный перерыв в осадконакоплении в пределах Провинции центрально-арктических поднятий связан с олигоценовой реорганизацией океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновением в Арктический океан океанического рифта Норвежско-Гренландского бассейна; региональный перерыв идентифицируется с главным эрозионным событием в разрезе глубоководного бурения (на границе позднего палеогена и раннего неогена) и является репером кардинального изменения обстановки седиментации, а также свойств осадочных пород.

2. К концу палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) доминировала мелководная обстановка осадконакопления при высокой продуктивности и низкой солености поверхностных вод.

3. По комплексу геолого-геофизических признаков погружение блоков Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) до океанических глубин началось в конце раннего миоцена на фоне снижения продуктивности и похолодания поверхностных вод.

4. Анализ сейсмических данных позволяет установить наиболее вероятную причину асимметрии Евразийского суббассейна - в то время как котловина Нансена развивалась в соответствии с классической моделью спрединга на периферии Евразийской плиты, на океанообразование и осадочное заполнение котловины Амундсена наложились тектонические процессы и события, происходившие на протяжении кайнозоя в прилегающей Провинции центрально-арктических поднятий (в том числе неогеновое погружение одноименного мегаблока Северо-Американской плиты).

5. Наступивший приблизительно через 20-25 млн. лет после раскола арктической Лавразии региональный перерыв в седиментации Амеразийского палеобассейна завершился в конце позднего миоцена; его завершение было инициировано проседанием Амеразийского палеобассейна вследствие накопления деформаций растяжения в одноименном литосферном мегаблоке Северо-Американской плиты; вероятными геодинамическими синхронами регионального перерыва являются затухание спрединга в Евразийском суббассейне и пенепленизация горной системы Черского.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ.

Арктический океан является для России регионом особых научных, геополитических, оборонных и экономических интересов. Максимально протяженные, по сравнению с соседними и противолежащими приарктическими государствами, границы Российского сектора Арктического океана до настоящего времени не имеют юридического статуса.

В 1997 г. Российская Федерация ратифицировала «Конвенцию ООН по морскому праву 1982 г.», а затем подготовила Представление (Заявку) по внешней границе континентального шельфа (ВГКШ) России в Арктическом океане (ВНИИОкеангеология - ведущая организация по данной проблеме). В 2001 г. российская Заявка была передана на рассмотрение Комиссии ООН по границам континентального шельфа.

В результате работы экспертов Комиссии был составлен целый ряд замечаний и рекомендаций относительно российской Заявки, невыполнение которых ставит под угрозу международное признание ВГКШ России в Арктике. Особое внимание экспертов было уделено анализу геолого-геофизических данных, на основе которых были получены сведения о региональных особенностях структуры и эволюции литосферы Арктического океана и, в конечном счете, разработана концепция российской Заявки, которая базируется на принадлежности частей крупнейших поднятий Амеразийского суббассейна (хребта Ломоносова и поднятия Менделеева) к компонентам континентальной окраины северо-восточной Евразии.

Эксперты ООН расценили российскую трактовку, как отражающую лишь одну из гипотез, которые к настоящему времени предложены для объяснения происхождения, природы и возраста Амеразийского суббассейна и основных поднятий его дна. По мнению экспертов, хребет Ломоносова может рассматриваться в качестве структурно изолированного от прилегающего шельфа микроконтинента, а система поднятий Альфа-Менделеева - как океаническое плато (например, Исландского типа), т.е. они могут интерпретироваться как геологические образования, на которые не распространяется юрисдикция прибрежных государств по положениям статей Конвенции ООН по морскому праву. При этом критика концепции России была основана, по большому счету, не на альтернативных экспериментальных данных, а прежде всего на том, что она не вписывается в популярную на западе ультрамобилистскую модель эволюции Амеразийского суббассейна.

Предложенная в диссертационной работе тектоническая модель Арктического океана поддерживает концепцию ВГКШ России в Арктике и, являясь непротиворечивой к существующим экспериментальным данным, может служить ее научным обоснованием.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Апробация работы, отдельных ее разделов и положений осуществлялась на ряде конференций и совещаний, в том числе международных.

Доклад «Сейсмический разрез между хребтами Гаккеля и Ломоносова в свете проблемы эволюции Евразийского суббассейна» был представлен на III-ей международной конференции по арктическим континентальным окраинам (ICAM III) в г. Селле (Германия), 1998; сообщение «Сейсмостратиграфический анализ осадочного чехла Амеразийского суббассейна» было сделано на международной геофизической конференции «300 лет горно-геологической службе России» в Санкт-Петербурге, 2000; сообщение о результатах глубинных сейсмических исследований в Амеразийском суббассейне было сделано на международном совещании по выбору пунктов глубоководного бурения в Арктическом океане (JEODI Workshop) в Копенгагене (Дания), 2003; доклад

4 г

Региональные особенности осадочного чехла Амеразийского суббассейна и возможности их палеотектонического истолкования» был представлен на международной конференции «Морфология и геологическая природа глубоководных акваторий и подводных понятий Арктического бассейна: спорные научные проблемы в контексте Статьи 76 Конвенции ООН по морскому праву» в Санкт-Петербурге, 2003; доклад «Палеотектоническая интерпретация сейсмических данных в глубоководной Арктике» был представлен на IV-ой международной конференции по арктическим континентальным окраинам (1СAM IV) в Галифаксе (Канада), 2003; сообщение о результатах геолого-геофизических исследований в зоне сочленения поднятия Менделеева с прилегающим шельфом было сделано на съезде Американского Геофизического Союза (AGU 2006 Fall Meeting) в Сан-Диего (США), 2006; доклад «Геолого-геофизическая модель земной коры в зоне сочленения поднятия Менделеева с шельфом морей Восточно-Сибирского и Чукотского» был представлен на 33-тьем международном геологическом конгрессе (33rd ЮС) в Осло (Норвегия), 2008.

ВЫРАЖЕНИЕ БЛАГОДАРНОСТИ.

Диссертационная работа выполнена в отделе морской сейсморазведки ВНИИОкеангеология. Автор выражает глубокую благодарность докторам геол.-мин. наук Поселову В.А., Павленкину А.Д., Аветисову Г.П., а также члену-корреспонденту РАН, доктору геол.-мин. наук, профессору Погребицкому Ю.Е. за ценные советы, консультации, критический анализ, экспертную оценку и поддержку во время работы над диссертацией.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Буценко, Виктор Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главной целью диссертационной работы была попытка реконструировать главные тектонические события истории Арктического океана по региональным сейсмическим маркерам осадочного чехла в его глубоководных провинциях, попытка установить и аргументировать причинно-следственные связи между ними, чтобы в итоге предложить тектоническую модель, в какой-то степени разрешающую проблему асимметрии Арктического океана относительно его дивергентной оси - проблему вертикальной разбалансировки континентальных плеч арктического океанического рифта.

Другими словами, посредством анализа сейсмических данных, собранных в глубоководных провинциях Арктического океана, была предпринята попытка ответить на вопрос - почему северо-американское плечо арктического океанического рифта, соответствующее Амеразийскому суббассейну (периферия Северо-Американской литосферной плиты), погружено в среднем на ~3 км относительно евразийского плеча, соответствующего Баренцево-Карскому шельфу (периферии Евразийской литосферной плиты)?

Обоснованность постановки данного вопроса была показана в ходе анализа карты сейсмичности изучаемого региона:

Карта эпицентров сильных землетрясений Арктико-Азиатского сейсмического пояса, устанавливая единую межплитную границу между Евразийской и Северо-Американской литосферными плитами от пролива Фрама до Охотского моря (растяжение в дивергентной зоне хребта Гаккеля; смешанное поле тектонических напряжений на побережье моря Лаптевых и в бассейне реки Яны; скольжение с левым сдвигом, вызванное северо-восточным сжатием, в пределах горной системы Черского), относит Амеразийский суббассейн к гигантской Северо-Американской плите в качестве ее периферийного мегаблока.

Сейсмическая пассивность зоны сочленения мегаблока Амеразийского суббассейна с частью Северо-Американской плиты, географически соответствующей северо-востоку Евразии, указывает на статичный характер данного сочленения в процессе раскрытия Евразийского суббассейна, т.е. в кайнозое. В то же время, фокусировка очагов сильных землетрясений вдоль всего протяжения противолежащей зоны Гренландской - Арктическо-Канадской пограничной сейсмичности - зоны сочленения как поднятий (Ломоносова, Альфа), так и котловин (Макарова, Канадская) Амеразийского суббассейна с периферией Северо-Американского континента -свидетельствует о том, что Амеразийский суббассейн испытывает подвижку как объединенная надпорядковая геоструктура или цельный литосферный мегаблок гигантской Северо-Американской плиты. Данное обстоятельство позволяет рассматривать внутриплитные тектонические процессы как доминирующие на протяжении кайнозоя в глубинной тектонике Амеразийского суббассейна.

В качестве основного инструментария диссертационных исследований применялась методика сейсмостратиграфического анализа записей отраженных волн, зарегистрированных на российских дрейфующих станциях «Северный Полюс» и в сезонных экспедициях «Север», а также в международных высокоширотных арктических экспедициях - методика анализа огромного массива сейсмической информации, собранного в базе сейсмических данных ВНИИОкеангеология по Арктическому бассейну.

Сейсмостратиграфический анализ осадочного чехла в одной из крупнейших глубоководных провинций Арктического океана - Провинции центрально-арктических поднятий - позволил выделить два принципиально важных региональных сейсмических маркера - региональное несогласие и идентичные в пределах положительных и отрицательных морфоструктур Провинции сейсмические фации.

Палеотектоническая интерпретация выделенных региональных сейсмических маркеров осадочного чехла проводилась в первую очередь с соблюдением событийного принципа, который предполагает причинно-следственную связь главных тектонических событий в Арктическом океане с наиболее значительными перерывами в осадконакоплении, а также с рядом других синхронизированных с перерывами явлений, имевших место как в глубоководных провинциях Арктического бассейна, так и на континентальном обрамлении арктической акватории и отразившихся, помимо сейсмических, в других геофизических, а также в геологических данных.

В результате интерпретации первого сейсмического маркера с привлечением данных по аномальному магнитному полю в Евразийском суббассейне и материалов глубоководного бурения на хребте Ломоносова было установлено, что региональный перерыв в седиментации в пределах Провинции центрально-арктических поднятий с большой степенью вероятности был связан с олигоценовой реорганизацией океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновением рифта Норвежско-Гренландского бассейна в Арктический океан. Кроме того было установлено, что региональный перерыв идентифицируется с главным эрозионным событием (на рубеже позднего палеогена - раннего неогена) в разрезе глубоководного бурения и является репером кардинального изменения обстановки осадконакопления, а также свойств осадочных пород.

Интерпретация второго сейсмического маркера с привлечением данных глубоководного бурения, а также геологических материалов на континентальном окружении Арктического океана позволила констатировать, что к концу палеогена на большей части Провинции центрально-арктических поднятий (включая котловину Макарова) с большой вероятностью доминировала мелководная обстановка осадконакопления при высокой продуктивности и низкой солености поверхностных вод. и*

По комплексу геолого-геофизических признаков удалось стратиграфически привязать старт процессов погружения блоков Провинции до океанических глубин - скорее всего они начались в конце раннего миоцена на фоне снижения продуктивности и похолодания поверхностных вод.

Анализ сейсмических данных, собранных в глубоководной части Канадской котловины, а также их сопоставление с сейсмическими материалами на прилегающем шельфе Аляски, позволил сделать вывод о том, что эти данные, совершенно не стыкуясь с ротационной моделью раскрытия котловины, в то же время не противоречат модели ее неогенового погружения.

Сейсмостратиграфическая интерпретация осадочного чехла в котловинах Евразийского суббассейна с привлечением данных по конфигурации линейных магнитных аномалий позволила установить вероятную причину его структурной и батиметрической асимметрии:

Были обнаружены свидетельства того, что, в то время как котловина Нансена развивалась в соответствии с классической моделью спрединга на периферии Евразийской плиты, на океанообразование и осадочное заполнение котловины Амундсена наложились тектонические процессы и события, происходившие на протяжении кайнозоя в прилегающей Провинции центрально-арктических поднятий (в том числе неогеновое погружение одноименного мегаблока Северо-Американской плиты).

Выполненная палеотектоническая интерпретация региональных сейсмических маркеров осадочного чехла позволила предложить вероятностную тектоническую модель.

В качестве ее основных элементов был выделен следующий ряд главных тектонических событий истории Арктического океана после раскола арктической Лавразии, а также соответствующие им геодинамические синхроны:

1. -57-53 млн. лет назад - раскол арктической Лавразии на Евразийскую и Северо-Американскую литосферные плиты и начало спрединга в рифтовой системе Евразийский суббассейн - Лабрадорское море; плечи арктического океанического рифта - крупнейшие арктические мегаблоки расколовшейся Лавразии - Баренцево-Карский и Амеразийский палеобассейны -характеризуются близким гипсометрическим уровнем поверхности литосферы.

2. ~33 млн. лет назад - реорганизация океанообразования в рифтовой системе Северная Атлантика - Евразийский суббассейн и проникновение атлантического океанического рифта в Арктический океан; причленение Гренландии к Северо-Американской литосферной плите (закрытие Лабрадорского моря); затухание спрединга в Евразийском суббассейне до сверхмедленного; начало регионального перерыва в осадконакоплении Амеразийского палеобассейна с эрозией его приподнятых блоков при доминировании мелководной обстановки и высокой продуктивности поверхностных вод; пенепленизация в горной системе Черского.

3. ~20 млн. лет назад - активизация спрединга в Евразийском суббассейне (в пределах морфологической зоны хребта Гаккеля) после периода его «застоя»; прекращение эрозии приподнятых блоков Амеразийского палеобассейна и начало процессов погружения палеобассейна до современных глубин; кардинальное изменение обстановки осадконакопления в условиях снижения продуктивности и похолодания поверхностных вод; старт процессов вертикальной разбалансировки континентальных плеч арктического океанического рифта по уровню поверхности литосферы относительно дивергентной оси, приведших в итоге к формированию Амеразийского суббассейна уже в качестве глубоководной провинции; активизация горообразования, раздробившая региональный палеогеновый пенеплен в пределах горной системы Черского.

В качестве наиболее вероятной причины погружения Амеразийского палеобассейна предложен механизм проседания его блоков вследствие регионального растяжения:

Вследствие транспрессионного взаимодействия (на протяжении олигоцена - раннего миоцена) выступов Евразийской и Северо-Американской литосферных плит (западная часть Шпицбергена + плато Ермак и северная часть Гренландии соответственно) в процессе их сверхмедленного скольжения относительно друг друга и возникающего из-за этого торможения части Северо-Американской плиты к югу от зоны Гренландской - Арктическо-Канадской пограничной сейсмичности (состоящей из Гренландии, СевероАмериканского континента и Канадских арктических островов), в Амеразийском палеобассейне (в литосферном мегаблоке Северо-Американской плиты севернее зоны ГАКПС) в условиях левостороннего разворота СевероАмериканской плиты и с учетом постулата ее жесткости могла накапливаться энергия деформаций растяжения.

В качестве гипотезы было также сделано допущение, что растяжение литосферного мегаблока Амеразийского палеобассейна могло быть спровоцировано и более глобальным (чем предложенный) процессом, например, - циклом глобального расширения Земли.

Как следствие, в конце позднего миоцена (~20 млн. лет назад) накопившаяся энергия деформаций растяжения могла, достигнув критического уровня, начать реализовываться посредством тектонических сбросов, т.е. путем поблочного проседания Амеразийского палеобассейна. Под воздействием этих процессов могла произойти вертикальная разбалансировка континентальных плеч арктического океанического рифта относительно оси спрединга, что, в конечном итоге, привело к формированию Амеразийского суббассейна уже в качестве глубоководной провинции и придало морфологическому облику Арктического океана современный вид.

Предложенная тектоническая модель кайнозойской истории Арктического бассейна является непротиворечивой к существующим сейсмическим, геофизическим и геологическим данным, полученным непосредственно в его глубоководной части. Она согласуется с сейсмической конфигурацией осадочного чехла глубоководных провинций Арктического океана, с картой современной сейсмичности Арктико-Азиатского сейсмического пояса, с результатами новейших исследований аномального магнитного поля в Евразийском суббассейне, с материалами глубоководного бурения на хребте Ломоносова, а также с геологическими данными на континентальном окружении.

ПЕРСПЕКТИВЫ

По мнению автора, представленная в работе тектоническая модель Арктического океана в сочетании с применением методологии сейсмостратиграфического анализа осадочного чехла имеет перспективы в плане геологической интерпретации комплексов отложений в неизученных бурением глубоководных провинциях арктической акватории.

Наиболее эффективным направлением исследований представляется поиск сейсмостратиграфических маркеров в поле отраженных волн, их привязка к главным тектоническим событиям предложенной модели, реконструкция обстановки седиментации и последующая вероятностная оценка геологического возраста и седиментационных характеристик осадочных комплексов.

Возможности для проведения сейсмостратиграфической интерпретации предоставляет огромный объем сейсмической информации (накопленный в базе данных ВНИИОкеангеология по Арктическому бассейну) после обработки современными программными средствами типа ProMax 2D, которые позволяют трансформировать данные относительно примитивных систем дрейфовых наблюдений MOB в высококачественные временные сейсмические разрезы.

Не исключено, что полученные на основе вышеуказанной методологии дополнительные геологические характеристики осадочных комплексов позволят несколько сузить вероятностный коридор оценок углеводородного потенциала глубоководных провинций Арктического океана, перспективность которых до настоящего времени определялась только по мощности осадочного чехла (по ныне существующим прогнозам нефтегазоносность российского сектора высокоширотной Арктики оценивается с очень широким разбросом -от 4.9 до 9.8 млрд. тонн условного топлива).

Исходя из предложенной в диссертационной работе тектонической модели Арктического океана, а именно из предполагаемых геодинамических

1П синхронов главных тектонических событий его истории (синхронов на континентальном окружении океана), можно умозрительно наметить перспективные направления геологических исследований в материковой части Арктико-Азиатского сейсмического пояса.

На взгляд автора, представляется интересным в рамках возможных в будущем геологических экспедиций на северо-восток Якутии попытаться более целенаправленно провести поисковые геологические работы по обнаружению свидетельств этапности орогенеза в зоне Черского, а именно:

- следов складчатых и сдвиговых деформаций (вызванных северо-восточным сжатием со скольжением), маркированных верхнепалеоценовыми -эоценовыми и средне-позднемиоценовыми породами в межгорных и предгорных впадинах горной системы Черского, т.е. маркированных породами с возрастом, соответствующим предполагаемым по тектонической модели этапам активизации горообразования в зоне Черского.

- свидетельств эрозии олигоценовых - раннемиоценовых пород, которые могли бы подтвердить предполагаемую пенепленизацию горной системы Черского в соответствующем стратиграфическом интервале.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Буценко, Виктор Владимирович, Санкт-Петербург

1. Исследования литосферы в работах Петербургских геофизиков (Развитие идей академика Г.А. Гамбурцева), СПб, изд. ВИРГ-Рудгеофизика, 2003, 224с. Раздел: О геологической природе геоструктур Центрально-арктического региона, с. 161-169 (соавтор В.А. Поселов).

2. Журнальные статьи, материалы конференций и совещаний:

3. Особенности структуры юго-восточного Усть-Ленского рифтогенного прогиба в море Лаптевых // Геолого-геофизические исследования в Мировом Океане, Ленинград, 1987, с. 65-71 (соавторы: В.А. Виноградов, Г.П. Аветисов, Ю.Б. Гусева).

4. Глубинное строение зоны сочленения Балтийского щита и Баренцевской плиты // Геофизика, №2, 1995, с. 55-61 (соавторы: В.А. Поселов, А.Д. Павленкин, Л.А. Дараган-Сущова).

5. Технология комбинирования наземной и морской сейсморазведки // Геофизика, №4, 1995, с. 46-49 (соавтор В.А. Поселов)

6. Структура литосферы по геотраверсам ГСЗ в Арктике // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып.1, часть 1, С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 1996, с. 145-155 (соавторы: А.Д. Павленкин, В.А. Поселов)

7. Источники терригенного материала Баренцево-Карского осадочного бассейна // Отечественная геология, №10, 1997, с. 44-46 (соавторы: А.Д. Павленкин, JI.A. Дараган-Сущова, Ю.И. Дараган-Сущов).

8. Астеносфера, изостазия и конвекция по данным глубинных сейсмических исследований // Бюл. моек, о-ва испытателей природы. Отд. геол., вып. 6, т. 72, 1997, с. 47-51 (соавтор А.Д. Павленкин).

9. Structure of the Arctic lithosphere from deep seismic sounding data // Ill-d International Conference on Arctic Margins (ICAM III), Celle (Germany), 12-16

10. Oct. 1998 (abstracts), p. 146 (joint authors: A. Pavlenkin, Yu. Pogrebitsky, V. Poselov).

11. Переходные зоны континент-океан пассивных окраин // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 2, СПб, изд. ВНИИОкеангеология, 1998, с. 79-88 (соавторы: А.Д. Павленкин, В.А. Поселов).

12. ARCTIC'98: The Expedition ARK-XIV/la of RV "Polarstern" in 1998 / Edited by W. Jokat / Reports on Polar Research, №308, AWI, Germany, 1999, p. 4-18.

13. Глобальная модель тектоносферы и геодинамика // Докл. РАН, т. 364, №3, 1999, с. 360-362 (соавторы: А.Д. Павленкин, В.А. Поселов).

14. Scientific drilling in the Arctic Ocean and the site survey challenge: Tectonic, paleoceanographic and climatic evolution of the Polar Basin. JEODI Workshop, Copenhagen, Denmark, January 13-14, GEUS, 2003, 83 p. (Y. Kristoffersen, N. Mikkelsen eds.).

15. Строение литосферы и модель эволюции Арктического бассейна в свете проблемы внешней границы континентального шельфа России в СЛО // М.: Недра, Разведка и охрана недр, №6, 2005, с. 14-23 (соавторы: В.А. Поселов, В.Д. Каминский, A.B. Липилин).

16. Geophysical and Geological Study of the Transition Zone Between the Mendeleev Rise and the Adjacent Siberian Shelf: Preliminary Results // American Geophysical Union, 86(52), 2005 Fall Meet. Suppl., Abstract #T12C-06, 2005,

17. San Francisco (joint authors: V.D. Kaminsky, V.A. Poselov, V.Y. Glebovsky,1. A.V. Zayonchek).

18. Геолого-геофизические исследования на поднятии Менделеева // Известия Челябинского научного центра Уро РАН, №3(33), 2006, с. 52-57 (соавтор1. B.А. Поселов).

19. Сейсмостратиграфическая датировка главных тектонических событий в Арктическом океане // Геофизический вестник, №11, 2006, с. 8-16.

20. Аветисов Г.П. Сейсмотектоника Арктической Канады // Физика Земли,1995, №5, с. 8-20.

21. Аветисов Г.П. Сейсмоактивные зоны Арктики. СПб, ВНИИОкеангеология,1996, с. 104-166.

22. Аветисов Г.П. Еще раз о землетрясениях моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 3, ВНИИОкеангеология, СПб, 2000, с. 104-114.

23. Аветисов Г.П., Винник A.A., Копылова A.B. Улучшенный сейсмологический банк данных по Арктике // «Геофизика», С-Пб, №23-24, 2001, с. 42-48.

24. Богданов H.A. Тектоника глубоководных впадин окраинных морей. М.: Недра, 1988.

25. Бороденкова З.Ф., Гриненко О.В. Основные черты новейшей тектоники Восточной и Южной Якутии // Сейсмическое районирование Якутии и сопредельных территорий, ЯФ СО АН СССР, 1975, с. 64-77.

26. Буценко В.В., Поселов В.А. Геолого-геофизические исследования на поднятии Менделеева // Известия Челябинского научного центра Уро РАН, №3(33), 2006, с. 52-57.

27. Верба M.JI., Верба В.В. Структуры растяжения земной коры в Арктической геодепрессии // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология / Гл. ред. Д.А. Додин и B.C. Сурков / С-Пб, изд. ВНИИОкеангеология, 2002, с. 93-106.

28. Верба ВВ., Ким Б.К, Волк В.Э. Строение земной коры Арктического региона по геофизическим данным // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 2, ВНИИОкеангеология, СПб, 1998, с. 2-27.

29. Грамберг И.С., Погребицкий Ю.Е. Геодинамическая система, глубинное строение и структурная эволюция Северного Ледовитого океана. М., Наука, 1993, с. 146-158.

30. Гуревич Н.И., Глебовский В.Ю. Краткий обзор тектонических концепций образования Амеразийского суббассейна // Российский геофизический журнал, №33-34, 2004, с. 38-51.

31. Гуревич H.H., Меркурьев С.А. Геоисторический анализ аномального магнитного поля хребта Альфа, Северный Ледовитый океан // Российский геофизический журнал, №37-38, 2005, с. 50-61.

32. Гусев Г.С., Петров А.Ф., Фрадкин Г.С. и др. Структура и эволюция земной коры Якутии. М.: Наука, 1985, 248 с.

33. Зоненшайн Л.П., Савостин Л.А. Введение в геодинамику. М.: Недра, 1979, 311 с.

34. Имаев B.C., Козъмин Б.М., Парфенов JJ.M. Неотектоника и сейсмичность хребта Черского. ДАН СССР, т. 299, №1, 1988, с. 182-185.

35. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козъмин Б.М. Активные разломы и сейсмотектоника Северо-Восточной Якутии // ЯНЦ СО АН СССР, 1990, с. 18-70.

36. Нмаев B.C., Имаева Л.П., Козъмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: Геос, 2000, с. 183-198.

37. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козъмин Б.М. Динамика сейсмотектонических процессов в зоне сочленения Евроазиатской, Северо-Американской и Охотоморской плит (Северо-Восток Азии) // Отечественная геология, №6, 2003, с. 69-74.

38. Казаков О.В., Васильева Е.В. Геологическое строение глубоководных впадин Средиземного моря. М.: Недра, 1992, с. 33-42.

39. Кокс А., Харт Р. Тектоника плит / М.: Мир, 1989.

40. Ландер A.B. Современное тектоническое развитие активного пояса северо-востока Евразии // Современная динамика литосферы континентов. М.: ИЗК СО АН СССР, 1988, с. 33-34.

41. Лившиц Ю.Я. Тектоника центральной части Западного Шпицбергена // Материалы по геологии Шпицбергена, НИИГА, 1965, с. 55-69.

42. Маловицкий Я.П. и др. Земная кора и история развития Средиземного моря. М.: Наука, 1982.

43. Непрочное Ю.П. Геофизика океанского дна // М.: Наука, т. 1, 1979, 470 с.

44. Одесский И.А. Ротационно-пульсационный режим Земли источник геосферных процессов. Изд. СПбГПУ, 2005, с. 31-41.

45. Павленкин А.Д., Межевов Ю.В. Формы поверхности литосферы и их связь с глобальной геодинамикой // Разведка и охрана недр, №6, 2005, с. 86-93.

46. Пискарев А.Л. Глубинная морская геофизика. М., Недра, 1991, с.175-188.

47. Пискарев А.Л. Строение фундамента Евразийского бассейна и центральных хребтов Северного Ледовитого океана \\ Геотектоника, 2004, № 6, с. 49-66.

48. Погребицкий Ю.Е. Геодинамическая система Северного Ледовитого океана и ее структурная эволюция // Сов. Геология, №12, 1976, с. 3-22.

49. Погребицкий Ю.Е. Основные черты геологического развития геодинамической системы Северного Ледовитого океана // Геолого-геофизические характеристики литосферы арктического региона, ВНИИОкеангеология, вып. 2, СПб, 1998, с. 9-11.

50. Погребицкий Ю.Е., Горячев Ю.В., Трухалев А.И. Тектоническое районирование Центрально-Арктического бассейна // Разведка и охрана недр, №6, 2005, с. 24-27.

51. Пущаровский Ю. М. Парадигмы в геологии // Природа, 1995, №1, с. 35-42.

52. Савостин Л.А., Драчев С. С. Кайнозойское сжатие в районе Новосибирских островов и его связи с раскрытием Евразийского бассейна // Океанология, т. 27, вып. 5, 1988, с. 775-782.

53. Устрицкий В.И. Арктическая геодинамическая система: реальность или миф? // Геолого-геофизические характеристики литосферы арктического региона, ВНИИОкеангеология, вып. 2, СПб, 1998, с. 170-175.

54. Устрицкий В. И. К истории формирования современной структуры моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона, вып. 3, ВНИИОкеангеология, СПб, 2000, с. 68-81.

55. Шерифф Р.Е., Грегори А.П., Вейл П.Р., Митчем P.M. мл. и др. Сейсмическая стратиграфия /под. ред. Ч. Пейтона / М: Мир, т. 1, 1982, с. 108-325.

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

57. Шипилов Э.В., Матишов Г.Г., Хасанкаев В.Б. Амеразийская генерация океанообразования в Арктике и ее влияние на эволюцию Баренцевоморской континентальной окраины // ДАН, т. 391, № 1, 2003, с. 85-88.

58. Allen Р.А. & Allen J.R. Basin analysis principles and applications, Blackwell Sci. Publ., 1990, 451 p.

59. Backman J., Moran K. et al. Arctic Coring Expedition. Palaeoceanographic and Tectonic evolution of the central Arctic Ocean. ECORD Newsletter #3, October 2004, 4 p. (www.ecord.org).

60. Backman J., Moran K., Mclnroy D.B., Mayer L.A. Sites M0001-M0004. Expedition 302 Scientists, Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, Volume 302, 2006, p. 1-115. (www.ecord.org/exp/acex/vol302/EXP REPT/ CHAPTERS/302 104 .PDF).

61. Blodgett R.B., Rohr D.M., Boucat A.J. Paleozoic links among Alaskan accreted terranes and Siberia based on megafossils // GSA Special Paper 360, 2002, p.273-290.

62. Brozena J.M., Childers V.A., et ah New aerogeophysical study of the Eurasian Basin and Lomonosov Ridge: Implications for basin development // Geology. V. 31. №9, 2003, p. 825-828.

63. Chapman M.B., Solomon S.C. North American-Eurasian plate boundary in Northern Asia // Journ. Geophys., Rec., 1976, v. 81, №5, p. 921-930.

64. Cook D., Fujita K., McMullen C.A. Present day plate interactions in northern Asia: North American, Eurasian and Okhotsk plates // Journ. of Geodynamics, 1986, №6, p. 33-51.

65. Dixon J. (editor). Geological Atlas of the Beaufort-Mackenzie area // Geological Survey of Canada. 1995.

66. Dumoulin J.A., Harris A.G. et ah Lithostratigraphic, conodont and other faunal links between lower Paleozoic strata in northern and central Alaska and northeast Russia // GSA Special Paper 360, 2002, p. 291-312.

67. Embry A.F. Crockerland the northwest source area for the Sverdrup Basin, Canadian Arctic Island - Arctic Geology and Petroleum /Vorren T.O., Bergsager E., Stamnes O.A. et al. (Eds)/ Special Publication 2, 1992. Elsevier. Amsterdam, p. 205-216.

68. Enachescu M.E. Structural setting and validation of direct hydrocarbon indicators for Amauligak oil field, Canadian Beaufort Sea // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 1990. V.74. №1, p. 41-59.

69. Forsyth D.A., Asudeh J., Green A.J., Jackson H.R. Crustal structure of the Northern Alpha Ridge beneath the Arctic Ocean, Nature, v. 332, № 6077, 1986, p. 349-352.

70. Fujita K., Cambray F. W., Velbel M.A. Tectonics of the Laptev Sea and Moma rift systems, northeastern USSR // Marine Geology, 1990, Vol. 93, p. 95-118.

71. Grachev A.F. Geodynamics of transitional zone from the Moma rift to the Gakkel ridge in Continental margin Geology // Amer. Assoc. Petrol, geol. Mem. 33, Tulsa, OK, 1982, p. 103-113.

72. Grantz, A., Mann, D.M., and May, S.D. Multichannel seismic reflection data collected by the U.S. Geological Survey in the Beaufort and Chukchi Seas in 1977 for which profiles and stack tapes are available, U.S.G.S. Open-File Report 86-206, 1982, 3 p.

73. Grantz, A., et al. Cruise to the Chukchi Borderland, Arctic Ocean, Eos, Transactions, American Geophysical Union, v. 74(22), 1993, p. 249-254.

74. Grantz, A., et al. Phanerozoic stratigraphy of Northwind Ridge, magnetic anomalies in the Canada Basin, and the geometry and timing of rifting in the Amerasian Basin, Arctic Ocean, Geol. Soc. Am. Bull., 110, 1998, p. 801-820.

75. Hinz K., Block M. et al. Deformation of continental lithosphere on the Laptev Sea shelf, Russian Arctic (abst.) // ICAM III, Celle (Germany), 1998, 85 p.

76. Hjelle A. Geology of Svalbard. Polarhandbok no. 7, Oslo, 1993, p. 12-32.

77. Jackson, H.R., Oakey, G.N. Sedimentary thickness map of the Arctic Ocean, Plate 5 in Grantz, A., Johnson, L., and Sweeney, J.F. (Eds.), The Arctic Ocean Region, The Geology of North America DNAG, 1990, v. L.

78. Jakobsson M., Floden T. Expedition 302 geophysics: integrating past data with new results. In Backman J., Moran K., Mclnroy D.B., Mayer L.A., and the

79. Expedition 302 Scientists, Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, Volume 302, 2006, p. 1-21. (www.ecord.org/exp/acex/vol302/EXPREPT/ CHAPTERS/302 102 .PDF).

80. Jokat W., Weigelt E., Kristoffersen Y., Rasmus sen T., Schone T. New insights into evolution of the Lomonosov Ridge and the Eurasian Basin // Geophys. J. Int., №122, 1995, p. 378-392.

81. Jokat W. Seismic investigations along the western sector of Alpha Ridge, Central Arctic Ocean // Geophys. J. Int., №152, 2003, p. 185-201.

82. Jokat W., Micksch U. Sedimentary structure of the Nansen and Amundsen basins, Arctic Ocean // Geophysical research letters, Volume 31, 2004, p. 1-4.

83. Klemperer S.L., Miller E.L., Grantz A., Scholl D.W. Crustal Structure of the Bering and Chukchi shelves: Deep seismic reflection profiles across the North American continent between Alaska and Russia // GSA Special Paper 360, 2002, p. 1-24.

84. Kogan M.G., King R. W. et al. Gllosion of Eurasian and North American Plates in Eastern Siberia: Evidence from Continuous and realet GPS. Fall meeting AGU, 1998, 218 p.

85. Kovach L.C., Glebovsky V.Yu., Sorokin M.Yu., Maschenkov S.P., Brozena J.M. New evidence for sea-floor spreading in the Makarov Basin // AGU 1999 Fall Meeting, 1999, v. 80, 46 p.

86. Lowver L.A., Muller R.D. Iceland hotspot track // Geology, v. 4, 1994, p. 311314.

87. Lane L.S. Canada Basin, Arctic ocean: Evidence against a rotational origin. Tectonics, v. 16, No. 3, 1997, p. 367-387.

88. Lawver L.A., Grantz A., Gahagan L.M. Plate Kinematic Evolution of the present Arctic Region since the Ordovician // GSA Special Paper 360, 2002, p. 333-358.

89. Mackey KG., Fujita K, Ruff L.J. Crustal thickness of northeast Russia. Tectonophysics, 284, 1998, p.283-297.

90. May, S.D., Grantz, A. Sediment Thickness in the Southern Canada Basin, Marine Geology, v. 93, 1990, p. 331-347.

91. Mayer, L., Jacobs on, M. and Armstrong, A. The Compilation and Analysis of Data Relevant to a U.S. Claim Under U. N. Law of the Sea Article 76, University of New Hampshire, 2002.

92. Parsons B. & Sclater J.G. An analysis of the variation of ocean floor bathymetry and the heat flow with age, J. Geophys. Res., 82(5), 1977, p. 803-827.

93. Pitman W.C., Talwani M. Sea-floor spreading in the North Atlantic // GSA Bull., 1972, Vol. 83, N3, p. 619-646.

94. Seismic reflection and refraction data acquired in Canada Basin, Northwind Ridge and Northwind Basin, Arctic Ocean in 1988, 1992 and 1993. U.S. Geological Survey // Open-File Report 2004-1243, http://pubs.us2s.sov/of/2004/ 1243/tables.html

95. Sheridan R.E., Grow A.G., KlitgordK.D. Geophysical data // Sheridan, R.E., and Grow, J.A., (Eds.). Continental Margin, U.S. Geological Society of America. The Geology of North America, 1988. V. 1-2, p. 177-187.

96. Scientific drilling in the Arctic Ocean and the site survey challenge: Tectonic, paleoceanographic and climatic evolution of the Polar Basin / Kristoffersen, Y. and Mikkelsen, N. (Eds.) / GEUS Special publication, November, 2004, p. 2-85.

97. Taylor P.T., Kovacs L.C., Vogt P.R., Johnson G.L. Detailed Aeromagnetic Investigation of the Arctic Basin, 2 // Journ. of Geophysical Research, 1981, v. 86, № B7, p. 6323-6333.

98. Vail P.R., Mitchum R.M.,Jr., Thompson S. Global cycles of relative changes of sea level // Payton C.E. (Ed.). Seismic Stratigraphy applications to hydrocarbon exploration. The American Association of Petroleum Geologists Memoir 26, 1977, p. 83-97.

99. Vogt, P.R., Taylor, P.T., Kovacs, L.C. & Johnson, G.I. The Canada Basin: aeromagnetic constraints on structure and evolution, Tectonophysics, 89, 1982, p. 295-336.

Информация о работе

Буценко, Виктор Владимирович
доктора геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 2008
ВАК 25.00.10

Диссертация

Главные тектонические события истории Арктического океана по сейсмическим данным - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы