Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Роль новейших вертикальных тектонических движений в формировании рельефа побережий Российской Арктики

ВАК РФ 25.00.25, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Роль новейших вертикальных тектонических движений в формировании рельефа побережий Российской Арктики"

На правах рукописи

Баранская Алиса Владиславовна

РОЛЬ НОВЕЙШИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ РЕЛЬЕФА ПОБЕРЕЖИЙ РОССИЙСКОЙ АРКТИКИ

Специальность 25.00.25 - геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 5 АПР 2015

Санкт-Петербург 2015

005567433

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет

Научный руководитель: БОЛЬШИЯНОВ Дмитрий Юрьевич

доктор географических наук, профессор кафедры геоморфологии Института наук о Земле СПбГУ

Официальные оппоненты: КОЛЬКА Василий Васильевич

кандидат геолого-минералогических наук, доцент, заведующий лабораторией геологии и минерагении кайнозойских отложений Геологического института Кольского научного центра Российской Академии Наук

БУЛАНОВ Сергей Анатольевич

доктор географических наук, ведуи(ий научный сотрудник Института географии Российской Академии Наук, лаборатория геоморфологии

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. академика И. С. Грамберга

(ВНИИОкеангеология, г. Санкт-Петербург)

Защита состоится /0 июня 2015 г. в А2. часов на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, физической географии и биогеографии, географии почв и геохимии ландшафтов (Д 212.232.64) в Санкт-Петербургском Государственном Университете по адресу: 199178, г. Санкт-Петербург, В.О., 10-я линия, д.ЗЗ, центр дистанционного обучения «Феникс».

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Горького Санкт-Петербургского Государственного Университета по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9.

E-mail: s.lesovaya@spbu.ru

Тел/факс: (812)323 -06-27 ,

Автореферат разослан » ^J) ^cf 2015 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор географических наук

чЯп

С.Н. Лесовая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Образ рельефа побережий Российского Севера многолик и контрастен: от высоких термоабразионных уступов с выходами мощных подземных льдов и скальных обрывов до низменных заболоченных террас. Тем не менее, в отличие от интенсивных и эффектных криогенных, береговых и иных процессов, один из главных факторов, определяющих основные черты рельефа, действует непрерывно в течение тысячелетий. Незаметные внешне тектонические движения земной коры влияют и на высотное положение территории, и на набор экзогенных процессов, которые меняют ее облик.

Наиболее актуальны для изучения именно новейшие (позднекайнозойские) движения, поскольку, во-первых, они привели к формированию современного рельефа, а, во-вторых, данные об их скоростях и распространении относительно доступны. В прибрежных районах один из главных источников информации о вертикальных перемещениях земной коры - изменения относительного уровня моря, как современные, так и древние, определенные по результатам датирования поднятых или затопленных береговых линий. Настоящая работа посвящена, главным образом, голоценовым движениям, поскольку в это время почти вся Российская Арктика была свободна от покровного оледенения, и, соответственно, все тектонические области находились в сходных палеогеографических условиях.

Сегодня, благодаря возросшему вниманию к Заполярью и развитию новых методов, в том числе геофизических, разработаны детальные тектонические схемы Северного Ледовитого океана и его побережий. Многочисленны и геолого-геоморфологические данные о голоценовых амплитудах и скоростях изменения относительного уровня моря и движений суши в отдельно взятых арктических районах. Тем не менее, не всегда новые результаты датирования береговых линий в разных регионах и рассчитанные голоценовые скорости вертикальных движений сопоставляются с основными тектоническими структурами. Между тем, такое сопоставление позволяет увидеть общую картину и выявить ключевые закономерности распределения темпов новейшего поднятия и опускания в пространстве и времени. Кроме того, с помощью морфоструктурного анализа участков в пределах разных тектонических областей можно ответить на не менее актуальный и спорный вопрос о дробности деления неотектонических структур и возможности проявления дифференцированных движений земной коры в разных, в том числе крупных, масштабах. Подобные исследования важны для понимания скоростей и особенностей рельефоформирующих процессов в прибрежных районах Арктики, где сосредоточена основная часть населенных пунктов и хозяйственной инфраструктуры российского Заполярья.

Цель паботы - выявление степени воздействия новейших тектонических движений на формирование рельефа побережий Российской Арктики в пределах разных тектонических и геодинамических провинций и оценка их скоростей.

Для ее достижения решались следующие задачи:

1 - реконструкция общей картины изменения относительного уровня моря в Российской Арктике в позднем плейстоцене-голоцене (по данным изучения древних береговых линий) и в настоящее время (по данным инструментальных измерений);

2 - уточнение динамики относительного изменения уровня моря в позднем плейстоцене-голоцене на ключевых участках;

3 - оценка механизмов и степени влияния вертикальных движений земной коры на рельеф и особенности залегания рыхлых отложений ключевых участков, располагающихся в разных тектонических и геодинамических условиях;

4 - выявление особенностей гляциоизостатических движений и их влияния на известные активные разрывные нарушения в областях развития позднеплейстоценового оледенения (на примере Балтийского щита).

В качестве основного объекта исследования выступает тектонический рельеф арктических побережий России. Предмет исследования - проявление в рельефе неотектонических структур, влияние на него новейших тектонических вертикальных движений, степень выраженности разрывных нарушений, разломов, сейсмотектонических проявлений и трещиноватости в современных неровностях земной поверхности.

Районы исследования

Изменения относительного уровня моря и связанные с ними новейшие тектонические движения рассматривались на побережье Российской Арктики от Баренцева моря до моря Лаптевых. Ключевые участки выбраны в разных геодинамических обстановках:

1. Балтийский щит (побережье Кандалакшского залива Белого моря и участок Мурманского побережья Баренцева моря)

2. Западно-Сибирская плита (северная часть побережья полуостровов Ямал и Гыдан)

3. Верхоянская складчатая область (побережье губы Буор-Хая к югу от пос. Тикси)

Защищаемые положения

1. На побережьях Российской Арктики в конце позднего плейстоцена -голоцене с наибольшими средними скоростями (4-8,5 мм/год) поднимались Балтийский щит, северная часть Верхоянской складчатой области (Хараулахский хребет), Земля Франца-Иосифа и Северная Земля. Шельфы Баренцева и Карского морей, напротив, интенсивно опускались (от -9 до -13 мм/год). Тектонические движения в западной части Российской Арктики были наиболее контрастными -разница между средними скоростями поднятия Балтийского щита и погружения соседней Баренцевоморской области превышала 21 мм/год.

2. Дифференцированные новейшие вертикальные движения земной коры проявляются в рельефе не только на уровне крупных тектонических областей (сотни километров), но и на уровне макроблоков (десятки километров) и небольших блоков (первые километры, сотни метров). На Балтийском щите разница средних скоростей поднятия макроблоков достигает 4-5 мм в год, небольших блоков - 1,5-2 мм/год.

3. Механизмы гляциоизостатической компенсации оказывали заметное влияние на дифференцированные вертикальные движения по разломам на Балтийском щите лишь 8-18 тысяч лет назад - главным образом, активизировались сбросы линии Карпинского и взбросы центральной части Кольского полуострова. Оживление смещений по разрывным нарушениям Онежско-Кандалакшского палеорифта, повышенная сейсмичность и распределение напряжений во второй половине голоцена (последние 7-8 тысяч лет) были обусловлены сугубо тектоническими процессами.

4. В пределах молодых платформенных равнин с мощным рыхлым чехлом (север Западно-Сибирской плиты) разрывные нарушения фундамента в неотектоническое время проявились на поверхности в виде линеаментной сети; в результате дифференцированного поднятия блоков размером от 9-10 км в толще новейших отложений образовались тектонические деформации.

5. Мезо- и макрорельеф побережья моря Лаптевых в районе пос. Тикси в обстановке современного растяжения обусловлен преимущественно тектоническим поднятием возвышенных блоков в сочетании с относительно стабильным состоянием цокольных днищ локальных грабенов. Морфология и история развития таких грабенов на суше сходна со строением и развитием молодой рифтовой системы моря Лаптевых.

Научная новизна работы

В работе использованы собственные новые данные о поднятых береговых линиях в разных частях Российской Арктики: Кольский полуостров, Ямал, побережье моря Лаптевых; в том числе, определение их возраста. Результаты радиоуглеродного датирования береговых линий севера Карелии впервые подтверждены с помощью метода космогенных радионуклидов. В сочетании с литературными данными они вошли в составленный и проанализированный массив данных о скоростях новейших вертикальных движений и изменениях относительного уровня моря от Баренцева моря на западе до Новосибирских островов на востоке.

Впервые составлена морфоструктурная карта с указанием средних скоростей изменения относительного уровня моря полуострова Киндо (Кандалакшский залив) за голоцен, а также морфоструктурные карты Карельского берега Белого моря со скоростями относительного поднятия блоков. Впервые проанализирована возможность проявления дифференцированных тектонических движений в блоках разного размера как в областях скальных пород, так и в пределах плит с многокилометровым рыхлым чехлом. Впервые с помощью численного моделирования выявлены изменения движений по конкретным разрывным нарушениям (борта Кандалакшского грабена, разлом Карпинского) в результате приложения и снятия нагрузки предполагаемого покровного ледника.

Практическая значимость работы

Работа расширяет представления о тектоническом рельефе побережий Российской Арктики и особенностях его развития в новейшее время. Полученные результаты полезны для решения ряда фундаментальных и практических задач.

Стратегическое развитие северных регионов России предполагает значительное расширение хозяйственной деятельности в прибрежных арктических областях. Материалы работы могут быть использованы при прогнозе сейсмической опасности (в том числе долговременном, требующемся, в частности, при строительстве атомных станций или выборе мест захоронения ядерных и опасных химических отходов) и инженерно-геологическом районировании, а также при добыче полезных ископаемых и оценке месторождений: к примеру, выявление новейшего поднятия куполовидных антиклинальных структур с помощью морфоструктурного анализа позволяет наметить возможные ловушки углеводородов, а линеаментный анализ - недорогой метод определения расположения разрывных нарушений под мощным чехлом рыхлых отложений, позволяющий обеспечить безопасность бурения и добычи нефти и газа.

Еще одна важнейшая теоретическая и практическая задача - выявление изменений уровня моря и их разделение с тектоническими движениями побережий. В практическом смысле решение этой задачи позволяет оценить величину локальных колебаний уровня в долгосрочной перспективе, что важно при стратегическом планировании развития инфраструктуры в береговой зоне.

Теоретические результаты и данные натурных наблюдений автора используются при обучении студентов-геоморфологов на полевой практике 2 курса кафедры геоморфологии и палеогеографии МГУ имени М.В. Ломоносова.

Фактическая основа работы и личный вклад автора

Диссертация основана на личных полевых наблюдениях автора в ходе полевых сезонов 2007 - 2014 г. на территории Карелии, Мурманской и Архангельской областей (экспедиции и полевые практики географического факультета МГУ), полуострова Ямал (экспедиции «Ямал-Арктика-2012, 2013»), Северо-Сибирской низменности и севера Хараулахского хребта (экспедиция «Лена-2011»). Фактические материалы по всем ключевым участкам собраны, обработаны и проанализированы непосредственно автором. Подготовка образцов для датирования поднятых береговых линий методом космогенных радионуклидов (10Ве) проводилась при участии автора в Вестфальском Университете (г. Мюнстер, Германия). Работа по созданию и анализу результатов численной модели гляциоизостатического поднятия Балтийского щита проводилась автором в рамках стажировки DAAD в Университете имени Г. В. Лейбница (Ганновер, Германия) в 2012-2013 гг.

Апробация работы

Достоверность проведенного исследования подтверждается содержащимся в работе обширным фактическим материалом, собранным в ходе семилетних полевых работ в разных районах Арктики.

Результаты докладывались на научной конференции «Природа шельфа и архипелагов Европейской Арктики» (Мурманск, 2008), конференции по итогам Международного полярного года - 2012 (IPY-2012) в г. Монреаль (Канада), Международном Молодежном научном форуме «Ломоносов-2012» (Москва),

международной конференции «Геоморфология и четвертичная палеогеография полярных регионов» и российско-немецком симпозиуме «Леопольдина» (Санкт-Петербург, 2012), десятой международной конференции по мерзлотоведению (TICOP) (Салехард, 2012), конференции «Управление Арктическими территориями на базе научных знаний» (Салехард, 2012), конференции Европейского Общества Наук о Земле, EGU (Вена, Австрия, 2013), международном симпозиуме Arctic Science Summit Week (г. Краков, Польша, 2013), научной конференции «Морская биология, геология, океанология - междисциплинарные исследования на морских стационарах», посвященной 75-летию Беломорской биологической станции им. H.A. Перцова (Москва, 2013), конференции «Морские исследования и образование» (Москва, 2014), V Международной Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (Санкт-Петербург, 2015).

Кроме того, материалы автора вошли в научные отчеты экспедиции «Лена-2011», «Ямал-Арктика-2012», «Ямал-Арктика-2013», в отчеты по проектам РФФИ №11-05-01044, 08-0500932 и НИР № 01201154424 «Геоэкологическая безопасность Российской Арктики», а также в отчеты по ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» за 2009-2013 гг. (ГК 14.740.11.0295 от 17 сентября 2010 г. и ГК П516 от 14 мая 2010 г.)

Структура работы

Работа состоит из трех глав, введения, заключения и списка литературы общим объемом 236 страниц, проиллюстрирована 113 рисунками и фотографиями, содержит 7 внутритекстовых таблиц и 2 приложения. Список литературы включает 297 названий, в том числе 112 на иностранных языках.

Благодарности

Автор искренне благодарен своему научному руководителю, д.г.н., профессору Д.Ю. Большиянову за руководство, поддержку и внимание; благодарит своего учителя к.г.н. Ф.А. Романенко за неоценимую помощь и участие; профессора Университета имени Г.В. Лейбница (г. Ганновер) А. Хампель и профессора Университета г. Мюнстер Р. Хетцеля за руководство численным моделированием гляциоизостатических процессов и датированием методом космогенных нуклидов.

Автор признателен начальнику экспедиций «Ямал-Арктика», руководителю научной группы «Арктик-Регион» В.А. Оношко; коллективу кафедры геоморфологии Института Наук о Земле СПбГУ и заведующему кафедрой А.И. Жирову; коллективу НИЛ геоэкологии Севера МГУ имени М.В. Ломоносова, В.И. Соломатину и С.А. Огородову; Т.Ю. Репкиной, Н.Е. Зарецкой, Н.Г. Беловой и Д.В. Назарову за плодотворные обсуждения; А.О. Романову; сотрудникам отдела географии полярных стран ААНИИ и лично С.Р. Веркуличу и A.C. Макарову. Автор благодарит своих товарищей по полевым работам, однокурсников, друзей и близких, помогавших и поддерживавших в подготовке диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. Методика изучения новейших вертикальных тектонических движений и строения дизъюнктивной сети

Скорости голоценовых вертикальных тектонических движений оценивались, главным образом, по собственным и литературным данным датирования поднятых и затопленных береговых линий. При оценке учитывалось то, что их высота отражает амплитуду колебаний относительного уровня моря, состоящих из самого тектонического поднятия или опускания и изменения эвстатического (абсолютного) уровня моря. Кроме того, использовались литературные данные о современных движениях, основанные на инструментальных измерениях: повторных нивелировках, наблюдениях на уровнемерных постах и др. Собранные данные о скоростях новейших движений наносились на карту в программном пакете ArcGIS и затем статистически анализировались. Все использованные для расчетов радиоуглеродные даты были откалиброваны в программе OxCal.

Методика полевых работ заключалась в проведении геолого-геоморфологических описаний и замеров, геоморфологическом картографировании и профилировании с использованием GPS и нивелирования. Затем, для анализа связи новейших тектонических движений со структурными особенностями территории проводилось линеаментное и морфоструктурное картографирование с использованием крупно- и среднемасштабных топографических, батиметрических и навигационных карт, спутниковых изображений, данных геодезической и геофизической съемки. Анализ направлений линеаментов и трещиноватости проводился традиционными структурно-геологическими и статистическими методами. Влияние гляциоизостатических движений исследовалось с помощью численного моделирования приложения и снятия ледниковой нагрузки на литосферу Балтийского щита методом конечных элементов (коммерческий программный продукт ABAQUS Standard).

ГЛАВА 2. Оценка колебаний уровня моря и вертикальных движений земной коры на побережьях Российской Арктики

Для оценки интенсивности новейших вертикальных тектонических движений в Российской Арктики были обобщены литературные и собственные полевые данные об их скоростях, как современных (повторные нивелировки и уровнемерные наблюдения), так и древних (датирование береговых линий возрастом от 17 тыс. лет назад и моложе). Они наносились на схему основных неотектонических структур Российской Арктики (рис. 1), составленную по картам новейшей тектоники и тектоническим схемам (Карта новейшей тектоники России..., 1995, Тектоническая..., 1996, 1998, 2011, Берниковский и др., 2013).

60° N

ТИПЫ НОВЕИШИХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ

В ПРЕДЕЛАХ ДРЕВНИХ ПЛАТФОРМ в пределах щитов и массивов:

В ПРЕДЕЛАХ МОЛОДЫХ ПЛАТФОРМ И СКЛАДЧАТЫХ СООРУЖЕНИЙ в пределах плит:

Балтийский щит | Анабарский щит

Массив Земли Франца-Иосифа

в пределах плит: | Русская плита I I Свальбардская плита

в пределах платформ: 1 1 Сибирская платформа

В ПРЕДЕЛАХ МОЛОДЫХ ПЛАТФОРМ И СКЛАДЧАТЫХ СООРУЖЕНИЙ; ЧАСТИЧНО В ПРЕДЕЛАХ ДРЕВНИХ ПЛАТФОРМ

Новосибирская область

Тимано-Печорская плита

Баренцевоморская область

Карская плита

Западно-Сибирская плита: 1 I Ямало-Гыданский блок

Блок шельфа Карского моря

I I Лаптевоморская шельфовая область

в пределах молодых складчатых сооружений и краевых прогибов

Урало-Новоземельская складчатая область

Таймыро-Североземельская область: ^^Н Таймырский блок

Североземельский блок

I 1 Верхоянская складчатая область

ОКЕАНИЧЕСКИЕ I Континентальные склоны и океанические котловины

Места датирования позднеплейстоценовых и голоценовых поднятых или затопленных береговых линий

Места измерения современной скорости изменения относительного уровня моря (уровнемерные посты) и вертикальных движений земной коры (повторные нивелировки и др.)

Ключевые участки исследования: 1 - Карельское побережье Белого моря (Балтийский щит); 2- Мурманское побережье Баренцева моря в районе Дальних Зеленцов (Балтийский щит)

3 - север полуостровов Ямал, Явай и Мамонта (Западно-Сибирская плита);

4 - северная часть Хараулахского хребта в районе пос. Тикси (Верхоянская складчатая область)

Рис. 1. Новейшие тектонические структуры побережий Российской Арктики и расположение точек определения скоростей изменения относительного уровня моря в голоцене

Чтобы оценить величину именно тектонических вертикальных движений без влияния эвстатической составляющей, из высот древних береговых линий вычиталось положение абсолютного уровня Мирового Океана в момент их формирования, согласно обобщенной среднемировой кривой для голоцена (Fairbanks, 1989, Bard et al., 1990, Fleming et al., 1998, Johnson and Lambeck, 1999). Из полученных амплитуд и времени тектонического поднятия или опускания вычислялись скорости для каждой точки. Благодаря их последующему осреднению по тектоническим областям и крупным блокам за все время с 17 тыс. лет назад, гипотетически возможные наложенные отклонения эвстатического уровня моря в Арктике от общемирового, даже если они и наблюдались, должны составлять одно и то же значение. Поэтому возможно сравнение средних скоростей вертикальных тектонических движений в разных районах Арктики (рис. 2).

Скорость вертикальных движений, мм/год

65°N

данные отсутствуют | -12,9--11,0 [ -10,9--5,0 -4,9 - -2,0 -1.9-0,0

0,1 -0.5

Г~1 0,6-1,0

[ I 2,1 -3,0 i I 3,1 -4,0

4,1 -5,0 5,1 -6,0 6,1-7,0 7.1 -8,0 8,1 -8.5

Рис. 2. Карта средних скоростей вертикальных движений земной коры за последние 17 тыс. лет

Главная особенность, бросающаяся в глаза, - преобладающее поднятие всех областей суши. Вертикальные движения положительного знака были также характерны для западной части дна моря Лаптевых (1,5 мм/год) и юга Карского моря (0,6 мм/год). Глубоководные части шельфов, напротив, испытывали погружение. Наиболее интенсивно опускалась Баренцевоморская область (-12,9 мм/год), менее

активно - Карская (-9,2 мм/год) и медленнее всего - Лаптевоморская (-0,4 мм/год в центральной части и -3,8 мм/год в восточной части).

В среднем, быстрее остальных структур поднимались Балтийский щит (до 8,4 мм/год, причем максимальные скорости характерны для Карельского блока), массив Земли Франца-Иосифа (4,3 мм/год), архипелаг Северная Земля (4,1 мм/год), Новосибирская область (3,9 мм/год) и Верхоянская область в районе Хараулахского хребта (3 мм/год).

Ямало-Гыданская область Западно-Сибирской плиты, восточная часть Русской плиты и Таймырская складчатая область обладают похожими невысокими скоростями новейшего поднятия (1,5-2,5 мм/год), однако, судя по изменению скоростей во времени, механизмы их разные: движения Русской плиты связаны с динамикой Балтийского щита, в то время как вертикальные перемещения Западно-Сибирской плиты развиваются независимо. Наиболее стабильны в голоцене, в среднем, были Тимано-Печорская плита, мелководный шельф Ямало-Гыданской области и район дельты Яны.

В целом, вертикальные движения в западной части Российской Арктики отличались контрастностью по сравнению с восточной. К примеру, разница средних скоростей вертикальных движений земной коры между соседними Балтийским щитом и Баренцевоморской областью, граничащими по системе разломов, называемой линией Карпинского, превышает 21 мм/год.

ГЛАВА 3. Новейшие вертикальные тектонические движения на участках побережья Российской Арктики с разной геодинамической обстановкой 3.1. Кристаллические щиты древних платформ (Балтийский щит)

3.1.1 Вертикальные движения земной коры и морфоструктурные особенности

Движения земной коры на Карельском берегу Белого моря в голоцене определяются наложением целого ряда факторов. Первый - присутствие постоянных восходящих вертикальных тектонических движений в течение времени, гораздо более длительного, чем неотектонический этап, в результате которых на поверхность вышли глубинные породы архея и протерозоя. Второй - механизм унаследованного рифтинга. Новейшие тектонические движения дна и берегов Кандалакшского залива во многом предопределены активизацией серии грабенов, заложившихся в позднем рифее, - Онежско-Канадалакшского рифта (Балуев и др., 2009). На эту неоднозначную картину накладываются гляциоизостатические процессы, вызванные плейстоценовыми оледенениями Фенноскандии. Под весом льда литосфера прогибалась, а затем, после разгрузки, происходило компенсационное поднятие. В результате сочетания перечисленных механизмов активизировались древние разломы и ослабленные зоны, и закладывались новые, менялись рельеф и система напряжений.

Для выявления особенностей новейших тектонических движений в пределах Балтийского щита мы провели линеаментный и морфоструктурный анализ Карельского побережья Белого моря от пос. Лесозаводского до о.Оленьего (Рис. 3).

Лесозаводский

Ругозерско'-Кузокоцю

Хетоламбинский

Керетский^рхипелаг.

^^Чкаловский

Соностровской

ГЭнгозерский^

Юлений

Калгалакшинский

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ЛИНЕАМЕНТЫ ———— линеаменты 1 порядка

32°0'0"Е

главные разломы, выделенные по геологическим данным

главные разломы, выделенные по геоморфологическим данным

направление оси максимального главного нормального напряжения о1, восстановленное по замерам трещиноватости

33°0'0"Е

34°0'0"Е

35°0'0"Е

значительно поднятые:

БЛОКОВЫЕ МОРФОСТРУКТУРЫ:

слабо поднятые

Ругозерско-Кузокоцкий

(средняя скорость относительного поднятия

за голоцен 6,5-7,5 мм/год)

Соностровской Лесозаводский

(средняя скорость относительного поднятия за голоцен 5-6,5 мм/год)

Олений отстающие в поднятии:

Хетоламбинский Чкаловский

Энгозерский

(средняя скорость относительного поднятия за голоцен 3.5-4.5 мм/год)

Керетский архипелаг

Калгалакшинский

Дно Кандалакшского залива

места датирования древних береговых линий (Колька и др., 2005, 2013, Романенко, Шилова. 2012, собственные данные)

места обнаружения сейсмодислокаций и "каменных хаосов"

границы крупномасштабной морфоструктурной схемы полуострова Киндо (рис. 5)

Рис. 3. Морфоструктурная схема участка Карельского побережья Белого моря

Два главных направления линеаментов - северо-западное, параллельное бортам Онежско-Кандалакшского рифта, характерное лишь для протяженных главных

12

разломов, и преобладающее восточное и юго-восточное, присущее более мелким секущим и оперяющим их нарушениям. Своеобразие Карельского берега заключается в том, что, по мере приближения к кутовой части Кандалакшского залива, линеаменты всех масштабов, от крупных разломов до трещиноватости в породах, «поворачивают» к северу, и угол между их сериями уменьшается, свидетельствуя об изменении напряжений ближе к вершине активизированной системы грабенов.

Каждый из выделенных (рис. 3) макроблоков обладает своим рисунком линеаментной сети и особенностями тектонической структуры. Изменения направлений линеаментов, а также оси максимального главного нормального напряжения аь определенной по анализу сопряженных серий трещин скалывания, происходят по обе стороны от крупнейших разрывных нарушений. Примером может служить разлом губы Ругозерской, отделяющий Лесозаводский блок от Ругозерско-Кузокоцкого, а также разломы губы Чупы, отделяющие Хетоламбинский блок от Чкаловского и блока островов Керетского архипелага. Именно по Чупинским разрывным нарушениям направление оси О], как и линеаментов 1 порядка, меняется наиболее резко (рис. 3), что говорит о существенной разнице в строении и развитии блоков по обе стороны от губы. Такие различия подтверждают существующие предположения (Пржиягловский и др., 2007) о том, что лишь южная часть Кандалакшского залива от меридиана Порьей губы (расположенной на другом берегу залива против выхода из губы Чупы) и восточнее наследует сегмент рифтовой системы рифейского заложения, в отличие от северозападной, оформившейся окончательно как грабеновая структура лишь в кайнозое.

Разрывные нарушения были активны в голоценовое время, о чем свидетельствуют многочисленные послеледниковые сейсмо дислокации: обвалы на Сонострове, сейсмоущелья в бухте Биофильтров и сейсморов на о. Кокоиха. Последний, по данным радиоуглеродного датирования органического материала ниже и выше сейсмоколлювия, образовался при историческом землетрясении 1542 года, упоминание о котором содержится в летописях и хрониках (Мараханов, Романенко, 2014).

Разделенные главными разломами и крупными линеаментами макроблоки характеризуются и разными скоростями голоценового поднятия. Ругозерско-Кузокоцкий блок испытал самые быстрые восходящие движения, выраженные как в гипсометрических уровнях рельефа (гора Ругозерская с отметкой 99,7 м возвышается над окружающей равниной со средними высотами до 20-30 м), так и в свежих текгогенных формах: отвесных уступах, ущельях, ступенчатых склонах. Голоценовые береговые линии здесь находятся на десятки метров выше, чем одновозрастные им на других блоках побережья (рис. 4А). Скорости воздымания за голоцен составляли от 5 до 9 мм/год. Также подняты Соностровской блок, блок о. Оленьего и Лесозаводский (от 3,5 до 9 мм/год). Блок островов Керетского архипелага отстает в поднятии, как и Энгозерский. В начале голоцена, около 10 тыс. лет назад, его скорость составляла 3 мм/год, в то время, как Ругозерско-Кузокоцкий блок поднимался со скоростью 8-9 мм/год (рис. 4Б).

Таким образом, подтверждено наличие дифференцированных движений макроблоков (размером в десятки километров), с разницей в скоростях, достигающей 5-6 мм/год.

А) Высота береговых линий (Карельское и Терское побережье Белого моря)

возраст изоляции, тыс. лет назад Б) Скорости относительного поднятия (Карельское и Терское побережье Белого моря) 10

1 • П-ов Кимдо

(Ругозерско-Кузокоцкий блок)

2 - Кандалакша

3- пос Песозаводский

4 • Умба

5 - Энгозеро

П-ов Киндо (Ругозерско-Кузокоцкий блок)

♦ — Кандалакша

—•— пос Лесозаводский

--•— Умба

—•— Энгозеро

время поднятия над уровнем моря, тыс, лет назад

В) Скорости относительного поднятия п-ва Киндо (Ругозерско-Кузокоцкий бпок)

!1 И

ч4

время поднятия над уровнем моря. тыс. лет назад

©

Г) График перемещения береговой линии Баренцева и Белого морей в голоцене

абсолютные погрешности измерения возраста изоляции от моря и средней скорости поднятия точки, в которых средняя скорость поднятия отклоняется от линии тренда на величину, превышающую погрешность точки, для которых тенденция изменения средней скорости поднятия не совпадает с региональной

125 100 75 50 25

максимально высокое и минимально низкое положение береговой линии (по Б И Кошечкину, 1979)

8 7 6 5

время, тыс лет назад

Рис. 4. Скорости относительного поднятия Ругозерско-Кузокоцкого блока и их сравнение с соседними районами (Колька и др., 2005,2012, Колька, Корсакова, 2010) и колебаниями уровня Баренцева и Белого моря в голоцене (Кошечкин, 1979)

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ А И ц д.

Блоковые морфоструктуры незначительно отстающие в поднятии (Уотн. 6.6 мм/год за 2100 пет)

в наибольшей степени опережающие общее поднятие отстающие в поднятии

значительно опережающие общее поднятие НМ значительно отстающие в поднятии (V отн 5.2 мм/гад за 770 пет)

(Уотн 9,2 мм/год за 9,4 тыс пет)

опережающие общее поднятие

в наибольшей степени отстающие в поднятии

___ __„, _ линеаменты. подтвержденные полевыми геологическими, геоморфо-

быстро поднимающиеся (Vom« 8,4 мм/год за 3300 лет) - логическими и геофизическими наблюдениями (достоверные)

поднимающиеся (Vom« 8.5 мм/год за 7700 лет) ------ линеаменты на морском дне (предполагаемые)

со средними темпами поднятия (Vom« 7.5 мм/год за 6700 лет) «д места определения скорости относительного поднятия побережья

Рис. 5. Морфоструктурная карта полуострова Киндо (Ругозерско-Кузокоцкий блок). Указанные для некоторых блоков средние скорости вертикального перемещения береговых линий (с момента изоляции от моря) соответствуют темпам относительного поднятия суши и включают, помимо вертикальных движений земной коры,

составляющую колебаний абсолютного уровня моря Полученный график отражает сумму взаимодействия двух факторов: колебаний абсолютного (эвстатического) уровня моря и тектонических движений берега. Исходя их этого, необходимо определить, чем вызвано появление экстремумов: наложением на общее воздымание трансгрессий и регрессий моря, или дифференцированными тектоническими движениями, при которых некоторые блоки

Для того, чтобы выявить, возможны ли дифференцированные вертикальные движения в еще более крупных масштабах, мы детально проанализировали скорости голоценового относительного поднятия полуострова Киндо (Ругозерско-Кузокоцкий блок), рассчитанные по данным 14С датирования донных осадков поднятых озер (Романенко, Шилова, 2012) и 10Ве датирования эрратических блоков (рис. 4В).

Поскольку считается, что Балтийский щит испытывает общее, постепенно затухающее воздымание, вызванное как тектоническим поднятием, так и механизмами гляциоизостатической компенсации, можно предположить, что, в случае отсутствия дифференцированных блоковых движений, график скорости должен выглядеть, как прямая с уклоном, соответствующим замедлению. В нашем же случае он выглядит, как кривая с многочисленными экстремумами. Линия тренда указывает на общее замедление тектонического поднятия, в соответствии с общей тенденцией для всего Балтийского щита. Были выделены те максимумы и минимумы, которые отклоняются от тренда на величину, превышающую абсолютную погрешность скорости, вычисленную из известных погрешностей определения возраста изоляции и высоты. Они обозначены буквами А - в на рис. 4В и на крупномасштабной морфоструктурной карте полуострова Киндо (рис. 5).

могут обладать большими или меньшими скоростями по сравнению с окружающими. Для того чтобы выявить именно такие точки, исключив влияние абсолютных колебаний уровня моря, кривая для полуострова Киндо и района Беломорской Биологической Станции МГУ (ББС) (рис. 4В) сравнивалась с данными по соседним районам (Энгозеро, Лесозаводский, Кандалакша, Умба, рис. 4Б), а также с кривыми колебания уровня моря в голоцене по Б.И. Кошечкину (рис. 4Г).

Выявлено три точки, для которых тенденция изменений средней скорости поднятия не совпадает с соседними районами. Одна из них - локальный микрограбен Ершовских озер (в), изолировавшийся около 800 лет назад. Ему соответствует минимум скорости, в то время как около 1000 лет назад в районе Энгозера наблюдался, напротив, максимум. Грабен, отстающий в поднятии, хорошо выражен в рельефе; заметно, что сравнительно недавно он был морским проливом.

Блоки, в пределах которых расположены точки Е и А, напротив, поднимаются быстрее других, несмотря на то, что время выхода озера Е (Круглого) из-под влияния моря соответствует минимуму, к примеру, в районе Умбы (рис. 4 Б,В), а возраст озера Верхнего (А) - трансгрессии Фолас. Кроме того, озеро Верхнее изолировалось практически одновременно с оз. Водопроводным (точка В, рис. 4В), а разница в скоростях их вертикальных движений превышает 1,5 мм/год. Причина в том, что озеро Верхнее (А) находится в пределах наиболее поднятого блока западной вершины горы Ругозерской, а озеро Водопроводное (В) - в небольшом грабене между двумя высшими точками массива (рис. 5).

Таким образом, в пределах Ругозерско-Кузокоцкого макроблока, и даже относительного небольшого (10 км в длину) полуострова Киндо, существует ряд микроблоков, движения которых в течение голоцена протекали с разными скоростями. Несмотря на то, что размеры таких небольших блоков на порядок меньше мощности земной коры и, тем более, литосферы Балтийского щита, они обособлены друг от друга и обладают собственными дифференцированными темпами поднятия, различающимися на величину до 1,5 мм в год.

3.1.2 Моделирование движений по разрывным нарушениям, вызванных гляциоизостатическим послеледниковым поднятием

Для того, чтобы выявить, чем вызвана новейшая активизация дифференцированных движений по разрывным нарушениям Балтийского щита -гляциоизостатическими или сугубо тектоническими процессами, - было проведено численное моделирование реакции крупнейших известных разломов на применение и снятие нагрузки, равной весу последнего покровного ледника.

Трехмерная модель литосферы Балтийского щита с упругим основанием размерами 2500 на 2000 км разделялась на эластичную верхнюю кору, вязкоэластичную нижнюю кору и вязкоэластичную мантийную литосферу. Верхняя кора была рассечена разломами, имитирующими сброс линии Карпинского, отделяющий Балтийский щит от Баренцевоморской области (1), два взброса в центральной части Кольского полуострова (2,3), сбросо-сдвиги, ограничивающие Кандалакшский грабен (часть Онежско-Канадалкшского рифта) с северо-востока (4) и

юго-запада (5), и некоторые другие разрывные нарушения (Рис. 6а). К поверхности модели, начиная с 30 тыс. лет назад, применялась нагрузка, равная весу ледника с максимальной мощностью 2500 км в центральной части (согласно Зуепёвеп й а1., 2004). 18 тыс. лет назад «ледник» начинал отступать по контурам, соответствующим границам стадий по 5уеи¿теэт а!., 2004, до полного исчезновения 11,5 тыс. лет назад, после чего поверхность модели была свободна от ледниковой нагрузки до настоящего времени.

Относительное вертикальное перемещение (висячее крыло/лежачее крыло)

а)

Разлом 1 (Линия Карпинского)

20 15

10 5 0 Время, тыс. лет назад

^^^^^^^ Время, тыс. лет назад

Рис. 6. Графики вертикальных движений висячих крыльев наклонно падающих разломов по отношению к лежачим во время действия и снятия ледниковой нагрузки: (а) схема поверхности модели с номерами разломов; (б-е)- графики вертикальных движений по разломам в местах, обозначенных на карте звездочкой. Время применения ледниковой нагрузки показано черными многоугольниками; вертикальные линии соответствуют стадиям продвижения и отступания ледника.

В целом, все разломы быстро реагируют на применение и последующее снятие нагрузки (Рис. 6 а-г). Следует учитывать, что приведенные графики показывают

30 25 20 15 10 5 о Время, тыс. лет назад

исключительно гляциоизостатическую компоненту перемещений по разломам. Из-за невозможности включить в модель локальные тектонические напряжения благодаря значительным размерам территории, охваченной моделью, в реальности движения, показанные на Рис. 6, будут накладываться на обычные значения вертикального перемещения висячего крыла относительно лежачего (отрицательные для сбросов и положительные для взбросов и надвигов). Относительные перемещения по плоскости сместителя, вызванные гляциоизостатической компенсацией, достигают максимума 20-18 тыс. лет назад для большей части разломов, затем, в промежутке от 10 до 6 тыс. лет назад все разрывные нарушения возвращаются в свое первоначальное состояние.

По восточной части разлома 3 и по разлому 2 после дегляциации происходит движение висячего крыла вверх, то есть эти взбросы в наибольшей степени активизировались благодаря гляциоизостатическим процессам. Максимальное перемещение в +4,2 м зафиксировано для взброса 2. В целом, взбросы наиболее чутко реагируют на приложение и снятие ледниковой нагрузки, поскольку из-за своего относительно пологого падения они более подвержены изменениям горизонтальных напряжений в литосфере, вызванным сжатием верхней части коры при прогибе и ее растяжением при компенсационном поднятии. Однако, оживляются после отступания ледника 18 тыс. лет назад и сбросы линии Карпинского (разлом 1): опускание висячего крыла в это время, накладываясь на обычные сбросовые движения, должно было увеличивать их скорость. Тем не менее, перемещения прекращаются после 10 тыс. лет назад, в то время как, на самом деле, линия Карпинского до сих пор характеризуется повышенной сейсмичностью.

Движения по бортам Кандалакшского грабена, напротив, согласно результатам моделирования, не претерпели значительных изменений под влиянием гляциоизостатических процессов: висячее крыло северо-восточного разлома 4 после ухода ледника опускается всего на -1 м, а юго-западный борт и вовсе испытывает замедление скольжения в восточной и центральной частях. Поскольку в реальности голоценовые дифференцированные движения на флангах Онежско-Канадалакшского рифта, как было показано в разделе З.1.1., были и остаются интенсивными, можно сделать вывод о том, что их активизация связана не с гляциоизостатическими механизмами, а с тектоническими процессами раскрытия этой древней возрожденной структуры, обусловленными местным полем напряжений.

Таким образом, механизмы гляциоизостатической компенсации могли оказывать значительное влияние на движение по разломам Балтийского щита лишь с 18 до 10-6 тыс. лет назад; при этом, главным образом, активизировались взбросы центральной части Кольского полуострова и частично сбросы линии Карпинского. Активность разрывных нарушений Онежско-Кандалакшского палеорифта, повышенная сейсмичность и распределение напряжений в середине-конце голоцена (начиная с 7-8 тысяч лет назад), были обусловлены иными, сугубо тектоническими процессами. Это позволяет сделать вывод о том, что гляциоизостатические процессы оказывали влияние на новейшие дифференцированные движения и активизацию разломов, однако не являлись главной их причиной.

3.2. Молодые платформы (Север Западно-Сибирской плиты)

Северная часть Западно-Сибирской плиты характеризуется сравнительно невысокими темпами новейшего поднятия: от 1,5 до 2,5 мм/год (рис. 2). Фундамент здесь перекрыт чехлом рыхлых отложений мощностью до 5-8 км, что затрудняет анализ морфоструктурных особенностей. Тем не менее, новейшие тектонические движения проявились как в рельефе, так и в деформациях рыхлых отложений.

К примеру, в обрыве низкой 5-метровой террасы в восточной части о. Белого (точка 1, рис. 7) вскрывается двучленное строение рыхлой толщи: верхний горизонт представлен эоловыми песками, а нижний - лайдовыми и лагунными сизыми суглинками и глинами с прослоями торфа. Изотопный состав ледяных жил, секущих всю толщу, соответствует скорее голоценовым, чем позднеплейстоценовым зимним температурам: 6180 от -16,7 до -19%о (Вагашкауа е1 а1., 2013). Граница между морскими и эоловыми отложениями располагается здесь на высоте 1,4 - 1,7 м над уровнем моря, свидетельствуя об относительном новейшем поднятии острова.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ — главные линеаменты

_ разломы фундамента, выделенные по геофизическим данным

(Боровский и др., 2000, Шкарубо и др., 2002, Нагайцева и др., 2000)

области новейших куполовидных поднятий

место описания деформаций рыхлых отложений

.2 точки описания разреза рыхлых отложений, о. Белый: восточный берег (1), западный берег (2)

д] расположение схемы линеаментов (полуостров Мамонта) на —' мелкомасштабной карте

Рис. 7. Схема линеаментов и новейших поднятий полуострова Мамонта

В то же время, в западной части о. Белого (точка 2, рис. 7) подошва тех же эоловых песков залегает ниже уровня моря и не вскрыта. Поскольку следов эрозионной деятельности на границе двух толщ обнаружено не было, можно предположить, что восточная часть острова в голоцене поднималась более интенсивно, чем западная. Так дифференцированные вертикальные движения земной коры проявляются в пределах небольшого (около 50 км в диаметре) острова на считающейся стабильной Западно-Сибирской плите.

В северной части полуострова Мамонта (рис. 7) сеть глубинных разрывных нарушений читается в рельефе в виде серий элементарных линеаментов (спрямленных участков оврагов, русел рек, цепочек озер и др.), соответствующих трещинам, расходящимся вверх от крупнейших разломов фундамента. После первичного выделения элементарных линеаментов был выполнен анализ их распределения. По В.И. Макарову и Б.В. Сенину (Космическая информация..., 1983), при наличии разломов, не доходящих до поверхности, в толще рыхлых отложений над разрывным нарушением образуется конус рассеяния механических деформаций. В результате на поверхности видны полосы параллельных друг другу линеаментов, чаще встречающихся ближе к области, непосредственно под которой располагается разлом. Согласно этому принципу, были выделены линеаменты 1 порядка, соответствующие предполагаемым нарушениям фундамента, а среди них - главные линеаменты, показанные на Рис. 7. При сравнении с разломами, выделенными по глубинным геофизическим данным на государственных геологических картах (Боровский и др., 2000, Шкарубо и др., 2002, Нагайцева и др., 2000) видно, что многие из них практически совпадают с главными линеаментами. Результат с отклонением до 5-6 км можно считать довольно точным, принимая во внимание масштаб геологических карт (1:1000000), возможный наклон разломов и глубокое (более 2 км) залегание фундамента.

Полуостров Мамонта находится в переходной зоне от Западно-Сибирской плиты к Таймырской складчатой области. Преобладают северо-западные (300-310°), северо-восточные (45-50°) и субширотные (85-90°) линеаменты. Некоторые из них пересекают Енисейский залив и продолжаются на его восточном берегу. Однако, в целом, ориентировка линеаментов близка к разрывным нарушениям Ямало-Тазовской мегасинеклизы под рыхлым чехлом полуострова Гыдан, что свидетельствует об общности ее развития с полуостровом Мамонта, а также о том, что по Енисейскому заливу проходит граница неотектонических областей, по обе стороны от которой новейший морфоструктурный план различен.

Рыхлый чехол, скрывающий неровности фундамента, не позволяет выделить относительно поднятые и опущенные блоки; тем не менее, по строению эрозионной сети возможно оконтуривание новейших куполообразных поднятий, характерных для региона. Одна из подобных структур сечется береговым уступом на участке от устья реки Монгочеяхи до реки Омулевой (рис. 7, 9). В разрезе видна полого деформированная регрессивная последовательность морских плейстоценовых песков, алевритов и глин. Слои образуют своеобразную антиклиналь с ядром более

глубоководных глин в центре, соответствующем середине куполообразной структуры (рис. 8).

Механизм и движущие силы, определившие формирование антиклинали в изначально горизонтально залегающих морских четвертичных отложениях, остаются спорными. Несмотря на присутствие в 50 км к востоку похожей Лескинской толщи, смятой в крутопадающие мелкие складки, считающиеся ледниковыми деформациями (Каплянская и др., 1986), происхождение пологой антиклинали с размахом крыльев в 10 км, вскрытой на участке от устья Монгочеяхи до Омулевой, объяснить напорным действием льда трудно. Возможно, под ней находится поднимающийся блок фундамента; не исключена и вероятность влияния солянокупольной тектоники. Тем не менее, при любом механизме поднятия очевидно наличие вертикальных движений, приведших к появлению деформаций рыхлой толщи новейших отложений на участке длиной всего в 10 км.

Таким образом, даже в пределах молодых платформенных равнин с мощным рыхлым чехлом разрывные нарушения фундамента были активны в неотектоническое время, проявляясь на поверхности в виде линеаментной сети; в результате дифференцированного поднятия блоков размером от 9-10 км в толще новейших отложений образовались тектонические деформации.

3.3. Складчатые области (побережье губы Буор-Хая, море Лаптевых, в районе

пос. Тикси)

Для исследования особенностей новейших вертикальных тектонических движений в складчатых областях был выбран участок на побережье губы Буор-Хая, в районе озера Севастьян-Кюеле к югу от пос. Тикси (рис. 10). Рельеф здесь образован сочетанием низких кряжей с крутыми склонами и острыми гранями и ровных цокольных равнинных участков в плоских днищах локальных грабенов, практически не заполненных рыхлыми отложениями. Легко поддающиеся разрушению аргиллиты, алевролиты и песчаники карбона и перми интенсивно кливажированы, поэтому для формирования наблюдаемого контрастного рельефа необходимы были высокие темпы новейшего поднятия. По-видимому, они были максимальными в начале неотектонического этапа, в неогене и снизились к голоцену до средних скоростей около 3 мм/год (рис.2). На склонах сопок повсеместны горизонтальные площадки денудационных террас, для которых не исключается абразионное происхождение (Большиянов и др., 2013), однако определение их генезиса и возраста затруднено отсутствием рыхлого материала, пригодного для датирования. На поверхности таких террас до высоты 150 м встречается хорошо окатанная галька. Кроме того, по данным анализа колонки донных отложений озера Севастьян, 2,1-1,5 тыс. лет назад оно было связано с морем, о чем свидетельствует появление в это время солоноватоводных диатомовых водорослей. Вероятно, уровень моря располагался в то время на 9-10 м выше современного, и вода штормовых заплесков и нагонов могла достигать озера. Для того, чтобы оно поднялось после этого до современной высоты в 12 м, скорость тектонического поднятия, с учетом роста абсолютного уровня моря, должна была составить около 5 мм/год.

континентальный комплекс

комплекс неясного генезиса

морской комплекс

суглинок с включениями ледогрунта (1А) суглинок оторфованный (1В)

песок плохо отмытый с растительным детритом деформированный (2)

суглинок оскольчатый сизый тяжелый с подземными льдами (3)

переслаивающиеся пески, алевриты и глины

со значительным количеством древесины и щелочного детрита (4)

5 4 3 2 1

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 глины, реже алевриты параллельнослоистые; волнист оспой стые. с прослоями щепок и древесных остатков

пески параллельнослоистые; со слоистостью восходящей ряби; волнистослоистые, с прослоями щепок и древесных остатков

: алевриты с неявной слоистостью сильнольдистые оскольчатые

Ш лед

<< места отбора древесины

ф избы

Рис. 8. Разрез, вскрывающийся в уступе террасы от реки Монгочеяха (Сосновая) до реки Омулевая по линии АВ

мыс Лескина

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

линеаменты. соответствующие разломам или зонам повышенной трещиноватости

области новейших куполовидных поднятий

место профиля по линии АВ

Рис. 9. А) Положение разреза АВ на схеме, Б) положение разреза АВ на снимке Landsat ЕТМ Mosaic с нанесенными областями

поднятия и линеаментами - разрывными нарушениями фундамента

море q

Лаптевых № б л^одбтй

Столовая

г. Лелькина

П.ст. Тикси

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Блоки

1. Плоские

Днища грабенообразных понижений (до 30 м над у.м ■■ Плоские равнины, до 70 м над у.м. ■■ Плоские равнины, 40-100 м над у.м.

2. Округловершинные

Слабо поднятые (до 100 м над у.м.) ОТ Средне поднятые (до 200 м над ум.) fgB Значительно поднятые (до 300 м над у.м.)

3. Значительно расчлененные

Слабо поднятые (до 100 м над у.м.)

В Средне поднятые (до 200 м над у.м.)

Значительно поднятые (до 300 м над у.м.)

Разломы и линеаменты

_ Подтвержденные геологическими данными.

разделяющие разные геологические формации

--- Прочие разломы, подтвержденные

геологическими данными

- Линеаменты, разделяющие области

с разнонаправленным залеганием пород

- Амплитудные линеаменты

(разделяющие блоки разной высоты) - Прочие линеаменты

- Линии простирания пластов аргиллитов

Границы угленосной залежи Coro (палеоген) А Грабен оз. Севастьян В Современный грабен Coro С Грабен полярной станции Тикси в150 Высшие точки обнаружения окатанной гальки и их абсолютные отметки

Рис. 10. Морфоструктурная схема побережья мопя Лаптевых в районе оз. Севастьян-Кюеле

Преобладающие направления линеаментов - северо-восточные и северные. Первые из них, преимущественно, - сдвиги и сбросы. Вторые соответствуют разрывным нарушениям разной кинематики: прямолинейные линеаменты - сбросам, ограничивающим грабены, а изогнутые - более древним взбросам и надвигам. Наиболее крупный из них - Севастьяновский шарьяж, расположенный на востоке территории, по которому глубоководные отложения карбона надвинуты на прибрежные и мелководные пермские породы. При его формировании аллохтон был раздроблен на мелкие тектонические пластины, зачастую повернутые относительно друг друга, поэтому линеаменты, соответствующие взбросам, чаще всего, разделяют области с разнонаправленным залеганием пород. Они слабо выражены в рельефе, в отличие от молодых сбросов, которые разделяют блоки разной высоты и могут, таким образом, считаться амплитудными линеаментами. О новейшей активизации свидетельствует и изменение формы грабена Coro: в результате движений по разрывным нарушениям в его пределах угленосная залежь, накопившаяся в днище в палеогене, была перемещена так, что ее восточная часть оказалась на современном склоне горы Сого-Таса.

Форма и субмеридиональное направление локальных грабенов на суше (грабен озера Севастьян, полярной станции Тикси) близки к морфологии и ориентировке более крупных региональных структур - рифтов на шельфе моря Лаптевых, активизировавшихся на неотектоническом этапе (Drachev et al., 2003). Они протягиваются с северо-запада на юго-восток, поворачивая в районе губы Буор-Хая до 350-0°, и ограничены сбросами, по которым происходят новейшие вертикальные движения. История чередования обстановок сжатия и растяжения в районе озера Севастьян, выявленная по данным анализа линеаментной сети и напряжений, сформировавших основные системы трещин, повторяет особенности развития всей Лаптевоморской континентальной окраины.

Таким образом, мезо- и макрорельеф побережья моря Лаптевых в районе пос. Тикси обусловлен преимущественно тектоническим поднятием возвышенных блоков в сочетании с относительно стабильным состоянием цокольных днищ локальных грабенов. Морфология и история развития таких грабенов на суше сходна со строением и развитием молодой рифтовой системы моря Лаптевых.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Выявленная картина распределения скоростей новейших вертикальных тектонических движений на побережьях Белого, Баренцева, Карского моря и моря Лаптевых показала, что наиболее контрастна в неотектоническом отношении западная часть Арктики: здесь располагаются и Балтийский щит с самым быстрым воздыманием до 8,4 мм/год, и соседняя с ним Баренцевоморская область с опусканием до 13 мм/год. В целом, все области суши, западная часть Лаптевоморского шельфа и мелководный Карский шельф испытали в голоцене поднятие, а глубоководные шельфовые области - опускание.

Мощности четвертичных отложений и рельеф ряда областей говорят о том, что темпы голоценового поднятия каждой области не всегда соответствуют скоростям в

течение всего неотисгонического этапа. В частности, Таймырская и Гыданская область обладали близкими скоростями вертикальных движений в голоцене. Однако, судя по рельефу и мощности новейших отложений, полуостров Гыдан, начиная с неогена, был стабилен или даже опускался, а воздымание началось незадолго до голоцена, в то время как Таймыр с его более контрастным рельефом и обнаженными скальными породами неравномерно поднимался в течение всего неотектонического времени. Аналогично, в Верхоянской складчатой области в районе Хараулахского хребта для формирования изрезанных кряжей с полным отсутствием рыхлого чехла поднятие должно было превышать средние скорости в 3 мм/год, характерные для голоцена.

Кроме того, значительную роль в формировании новейшего структурного плана всех тектонических областей сыграли локальные дифференцированные движения. На активно поднимающемся Балтийском щите разница в скоростях воздымания макроблоков размером в десятки километров достигала 5-6 мм/год, а микроблоков размером в первые километры - 1,5 мм/год; на севере Западно-Сибирской плиты, перекрытой мощным рыхлым чехлом, дифференцированные движения глубинных структур от 10 км в поперечнике проявились в деформациях новейших отложений, а в Верхоянской складчатой области, на побережье губы Буор-Хая в районе озера Севастьян и пос. Тикси рельеф был сформирован в результате воздымания возвышенных блоков в сочетании с замедленным поднятием локальных грабенов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК:

1. Баранская A.B., Большиянов Д.Ю., Кучанов Ю.И., Томашунас В.М. Новые данные о дислокациях в четвертичных отложениях полуостровов Ямал и Гыдан и связанных с ними новейших тектонических движениях по результатам экспедиции «Ямал-Арктика-2012» // Проблемы Арктики и Антарктики, № 4(98). 2013. С. 91-102

2. Большиянов Д.Ю., Савельева Л. А., Пестрякова Л. А., Вахрамеева П.С., Баранская A.B. Методика извлечения палеогеографической информации из донных отложений арктического озера Севастьян-Кюеле // Известия РГО. Т.145. Вып. 2.2013. С. 49-65

3. Günther, F., Overduin, P. P., Yakshina, I. A., Opel, T., Baranskaya, A. V. and Grigoriev, M. N. Observing Muostakh disappear permafrost thaw subsidence and erosion of a ground-ice-rich island in response to arctic summer warming and sea ice reduction // The Cryosphere, 9, №1. 2015. pp. 151-178 . doi: 10.5194/tc-9-151 -2015.

Прочие публикации:

4. Романенко Ф.А., Репкина Т.Ю., Баранская A.B. Жизнь тектонического рельефа Керетского архипелага в голоцене // Морская биология, геология, океанология -междисциплинарные исследования на морских стационарах, Товарищество научных изданий КМК Москва. 2013. С. 270-274

5. Baranskaya A., Bolshiyanov D., Onoshko V., Kuchanov Ju. Permafrost and ground ice composition in connection with coastal morphology for key areas of the Yamal and Gydan Peninsula // The Arctic Science Summit Week 2013 - abstract. Ref.№: C_2585. Krakow. 2013

6. Baranskaya A. The latest tectonic movements in the transitional extension settings on the coasts of Buor Kaya Bay, Laptev Sea // Geophysical Research Abstracts. Vol. 15, EGU2013-8254. 2013. EGU General Assembly 2013

7. Baranskaya A., Romanenko F. Lineament structure analysis of the Karelsky coast (White Sea) for the understanding of the neotectonic processes // Geophysical Research Abstracts. Vol. 15, EGU2013-7524. 2013. EGU General Assembly 2013

8. Баранская A.B., Романенко Ф.А. Анализ структуры линеаментов Карельского берега Белого моря для определения особенностей неотектонического развития // Материалы III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского, 11-15 февраля 2013 г., Санкт-Петербург, ВСЕГЕИ. 2013. С. 12-16

9. Baranskaya A., Bolshiyanov D. The latest tectonic movements in key areas on the coasts and islands of the Laptev sea // "Geomorphology and Palaeogeography of Polar Regions": Proceedings of the Joint Conference "Geomorphology and Palaeogeography of Polar Regions", Symposium "Leopoldina" and the INQUA Peribaltic Working group Workshop. Saint-Petersburg, SPSU, 9-12 September 2012. SPb., 2012. Pp 342-345

10. Баранская A.B. Влияние новейших тектонических движений на криогенные процессы на территории Российской Арктики // Десятая Международная конференция по мерзлотоведению (Т1СОР):Ресурсы и риски регионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире. Том 5: Расширенные тезисы на русском языке. - Тюмень, Россия: Печатник. 2012. С. 24-25.

11. Baranskaya A. Geomorphologic Evidence of Recent Tectonic Movements in the Russian Arctic. Materials of the IPY 2012 International Conference. Abstract 468. Montreal, 2012.

12. Makarov A.S., Bolshiyanov D.Yu., Baranskaya A. Evidences of high sea-level standing in the Russian Arctic during the Holocene. APEX Fifth International Conference and Workshop: Quaternary Glacial and Climate Extremes. Longyearbyen, 2011. P. 51-52

13. Баранская A.B. Тектонические движения на островах и побережьях Российской Арктики в голоцене // Исследования молодых географов: Сборник статей победителей секции «География» XV Международной молодежной научной конференции "Ломоносов" / Отв. ред. А.Н. Иванов. - М.: МАКС Пресс, 2008. С.121-125

14. Баранская А.В., Гаранкина Е.В., Романенко Ф.А. Особенности палеогеографии северного побережья Кольского полуострова в позднем плейстоцене и голоцене // Природа шельфа и архипелагов Российской Арктики. Вып.8. М.: ГЕОС, 2008. С. 42-50.

Подписано в печать 25.03.2015 г. Формат 60x84 1/16. Заказ № 12. Тираж 200 экз.

Ротапршгт ГНЦ РФ ААНИИ. 199397, Санкт-Петербург, ул. Беринга, д. 38.