ГЕОТЕКТОНИКА, 2010, № 3, с. 3-29
УДК 551.242.51
КРАТОН АРКТИДА И НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ - МЕЗОЗОЙСКИЕ ОРОГЕННЫЕ ПОЯСА ЦИРКУМПОЛЯРНОГО РЕГИОНА
© 2010 г. Н. И. Филатова, |В. Е. Хаин|
Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., 7 Поступила в редакцию 18.05.2009 г.
Предпринята попытка охарактеризовать ансамбль тектонических структур Арктики, сформировавшихся к началу раскрытия океанических бассейнов Северного Ледовитого океана. Этот ансамбль включает эпигренвильский кратон Арктида (обломок Родинии) и периферию части докембрийских кратонов Лаврентия, Балтика и Сибирский. Кратоны спаяны орогеническими поясами (следами былых замкнувшихся океанов) четырех возрастов: конца позднего неопротерозоя (байкалиды), середины палеозоя (каледониды), рубежа перми—триаса (герциниды) и конца раннего мела (поздние киммериды). Арктида охватывает площадь от архипелага Свальбард на западе до Северо-Аляскин-ского региона на востоке. Нередко рассматривающиеся как самостоятельные докембрийские ми-никратоны — Свальбардский, Баренцевский, Карский и др. — являются составляющими этого кра-тона, распавшегося позднее на ряд блоков. Неопротерозойский орогенный пояс протягивается прерывистой полосой из Баренцево-Уральско-Новоземельского региона через п-ов Таймыр и шельф Восточно-Сибирского моря в пределы Северной Аляски, составляя дуговое обрамление Арктиды, отделяющее ее от кратонов Балтика и Сибирский. Каледонский орогенный пояс (в составе сканд-ского и элсмирского сегментов) с противоположной стороны обрамляет Арктиду, обособляя ее от кратона Лаврентия. Противоположная позиция байкальского и каледонского орогенных поясов по обрамлению Арктиды позволяет судить о времени оформления границ этого кратона при его отчле-нении от Родинии. Герцинский орогенный пояс в пределах Арктики включает разделенные сдвигом Новоземельский и Таймырский сегменты, составляющие окончание Уральских герцинид. Средне-меловой (позднекиммерийский) орогенный пояс (индикатор ответвления Пацифика) имеет дивергентное строение; его оформление происходило в обстановке раскрытия Канадского бассейна и аккреционно-коллизионных процессов по периферии Пацифика. Предпринятая типизация допозд-немезозойских структур (по ряду аспектов еще дискуссионная) позволяет реконструировать океанические бассейны, предшествовавшие формированию Северного Ледовитого океана.
ВВЕДЕНИЕ
Одним из актуальных научных направлений изучения Циркумполярного региона является выяснение строения и стадийности развития Северного Ледовитого океана. Однако решение этой проблемы должно предваряться расшифровкой ансамбля разновозрастных и гетерогенных тектонических структур, составлявших фундамент этого океана к началу его раскрытия, то есть к позднеюрскому интервалу, когда возник наиболее ранний Канадский океанический бассейн. Предыстория арктического океана охватывает несколько этапов формирования различной величины континентальных плит, подвергшихся затем деструкции, океаническому спредингу и последующей амальгамации континентальных блоков в новые континенты (суперконтиненты), включающие орогенные пояса различного возраста. Все эти структуры в ходе длительной, до-кембрийско-среднемезозойской, геологической истории претерпели сильную тектоническую на-рушенность, довершившуюся раскрытием бассейнов Северного Ледовитого океана, что привело к неоднозначности геолого-геодинамической
интерпретации докембрийско-среднемезозой-ских комплексов. Предметом длительной дискуссии являются масштабы распространения в Циркумполярном регионе докембрийской континентальной коры и степень ее обособленности от других древних кратонов. К разряду дискуссионных относятся и вопросы геохронологии различных орогенных поясов, а также изначальной площади их распространения, поскольку в современной структуре они сохранились фрагментарно.
Следует подчеркнуть неравномерность геолого-геофизической изученности Циркумполярного региона. Более полная информация имеется по территории Западной Арктики (здесь и далее современные координаты), где на шельфе Баренцева моря сосредоточена большая часть буровых скважин и сейсмических профилей. К тому же важные результаты получены на площади расположенных здесь обширных архипелагов — Свальбард, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля. Восточная Арктика в геолого-геофизическом отношении изучена гораздо слабее: скважины здесь единичны, сейсмические профили немногочисленны, равно как редки и острова в пределах шельфов восточно-арктических морей.
Тем не менее полученная в ее пределах информация весьма важна для создания единой синтезированной тектонической картины Циркумполярного региона.
Предпринятый нами синтез новейших геолого-геофизической, тектонической и магматической информации имел целью расшифровку строения ансамбля докембрийско-мезозойских тектонических структур Циркумполярной области, сформировавшихся перед раскрытием океанических бассейнов современного Северного Ледовитого океана, а также выяснение взаимосвязи этих структур и их роли в строении шельфов современных океанических бассейнов.
К главным аспектам этой проблемы относятся: аргументация выделения докембрийского кратона Арктида (Гиперборея) и выяснение масштабов ее распространения, выявление разновозрастных орогенных поясов, выяснение латеральной их протяженности и тектонической позиции в регионе.
НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЙ ЭПИГРЕНВИЛЬСКИЙ КРАТОН АРКТИДА (ГИПЕРБОРЕЯ)
Впервые предположение о наличии в арктическом регионе блока древней консолидированной коры было высказано Н.С. Шатским [45], который выделил здесь платформу Гиперборею. На Тектонической карте Арктики Ю.М. Пущаров-ским [27] в полярной области было изображено несколько массивов докембрийской платформы (включая Гиперборею) и показано широкое распространение этого типа коры на обрамлении Евразийского и Амеразийского бассейнов Северного Ледовитого океана, в том числе в хребтах Ломоносова, Альфа, Менделеева и Чукотском поднятии [28]. Много позже Л.П. Зоненшайном и Л.М. Натаповым [12] совокупность блоков до-кембрийской континентальной коры Центральной Арктики была названа кратоном Арктида, и этот термин в последние годы получил широкое распространение. Однако поныне ставится под сомнение реальность такого континента вообще, и на подавляющем большинстве реконструкций интервала докембрий—палеозой [65 и др.] он не фигурирует. Вместе с тем в ряде палеореконструк-ций выделяются многочисленные докембрий-ские микроплиты (миникратоны): Баренция, Свальбардская, Большеземельская, Карская [2, 12, 55, 82 и др.], хотя доказательства обособленности и самостоятельности развития этих микроплит именно в докембрии обычно не приводятся. Вызывает дискуссию и масштаб кратона Арктида. Первоначально [12] к нему была отнесена площадь, включающая Северо-Карский, Таймырский, Чукотско-Аляскинский и Элсмирский регионы, хотя подчеркивалось, что в современной структуре этот кратон представлен рядом блоков. В более поздних трактовках [17, 35, 36, 40]
к кратону Арктида, кроме выше упомянутой площади, был отнесен и Свальбардско-Баренцев -ский регион. Отдельный аспект проблемы кратона Арктида заключается в выяснении времени его обособления от эпигренвильского суперконтинента Родиния [39—41, 43].
Синтез геолого-геофизических данных показал, что деформированный и нарушенный палеозой-ско-кайнозойскими структурами неопротерозойский (эпигренвильский) кратон Арктида-Гипербо-рея занимает всю полярную область, включая шельфы, острова и хребты Баренцева моря и Амеразийского бассейна (рис. 1) и в виде блоков вскрываясь по их континентальному обрамлению: на архипелаге Новая Земля, п-ове Таймыр, Чукот-ско-Аляскинско-Бруксовской площади, на севере Канадского арктического архипелага. Эти возникшие в палеозое-мезозое блоки докембрийского кратона изначально представляли, видимо, континентальные окраины Арктиды — Свальбардскую, Баренцевскую, Карскую и т.д. Ограничениями Арктиды служат орогенные пояса (нередко сохранившиеся в фрагментарном виде) — байкальский, каледонский, герцинский, позднекиммерийский (см. рис. 1). Они отделяют Арктиду от палеократонов Балтика, Лаврентия, Сибирский, а отчасти и от структур Палеопацифика. Строение фундамента и чехла кратона Арктида наиболее полно выявляется в архипелаге Свальбард и в северной Канаде (рис. 2), фрагментарно — в архипелагах Новая Земля, Северная Земля и на п-ове Таймыр. На остальной площади шельфов Восточно-Сибирского, Чукотского морей, моря Бофорта, а также в Чукотско-Аляскинском регионе (см. рис. 1) вскрывается лишь чехол этого кратона. Часть шельфов Арктических морей (в том числе поднятие Чукотское-Норт-винд, хребты Альфа—Менделеева), а также хр. Ломоносова включены в Арктиду, поскольку по геофизическим данным там развита континентальная кора мощностью до 40 км [21, 37, 56, 59, 64, 84 и др.].
В архипелаге Свальбард (рис. 3) кратон Аркти-да включает два главных структурных этажа, разделенных резким структурным несогласием: ар-хейско-мезопротерозойский кристаллический фундамент и неопротерозойский—раннепалео-зойский чехол (см. рис. 2). Кристаллический фундамент образован фрагментами архейско-па-леопротерозойского суперконтинента Колумбия [38] и гренвильских (рубежа мезо-неопротерозоя) орогенных поясов. Шельфовый чехол кратона Колумбия представлен палео-мезопротерозой-скими осадочными породами — кварцитами, мраморами, сланцами, а также ортогнейсами, возраст протолита которых на п-ове Нью Фрисленд о. Шпицберген датирован 1750 млн. лет [55]. Здесь же обнаружены многочисленные дайки ме-тадолеритов с возрастом 1300 млн. лет, которые, возможно, были синхронны этапу формирования мезопротерозойского (гренвильского) океана. Фрагменты океанических и островодужных офи-олитов гренвильского пояса, датированных в ин-
тз^ОО^ гт 12
^ГЛб
*
а 13 а! 14 ттт 15 * • • 16 17 ин 18 19 * * 1 *
28
3
Рис. 1. Тектоническая схема Арктики
1—6 — докембрийские кратоны в составе герцинской Пангеи: 1 — Балтика, 2 — Сибирский, 3 — Лаврентия, 4 — Арктида, 5 — тектонические фрагменты докембрийского кратона в составе среднемелового орогенного пояса, 6 — внемасштаб-ные выходы гренвильског
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.