ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 456, № 6, с. 686-690
= ГЕОЛОГИЯ =
УДК 551.242.21(268)
НОВЫЕ ДАННЫЕ О СТРУКТУРЕ И ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОСТРОВА ВРАНГЕЛЯ (РОССИЙСКАЯ ВОСТОЧНАЯ АРКТИКА)
© 2014 г. В. Е. Вержбицкий, С. Д. Соколов, М. И. Тучкова, член-корреспондент РАН Л. И. Лобковский
Поступило 30.01.2014 г.
БО1: 10.7868/80869565214180248
Остров Врангеля расположен на границе Восточно-Сибирского и Чукотского морей и соответствует поднятой выше уровня моря части Врангелевско-Геральдской дуги (Врангелевской) (рис. 1). Последняя представляет собой протяженное линейное поднятие фундамента осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа, которое прослеживается от Восточно-Сибирского моря до м. Лисбурн на Аляске. Врангелевско-Геральдская дуга соответствует фронту поздних мезозоид (поздних киммерид) Новосибирско-Чукотской складчатой области.
Остров Врангеля имеет складчато-надвиговую структуру [1—3]. Деформации были связаны с коллизионными процессами в конце неокома и завершившимися в предаптское время [4]. В результате сформировались Новосибирско-Чукот-ская складчатая область и Южно-Анюйская суту-ра (ЮАС). Характер и последовательность коллизионных деформаций были детально изучены в ЮАС [4]. На первом этапе комплексы ЮАС были шарьированы в северном направлении на пассивную окраину Чукотского микроконтинента. На завершающих этапах произошли ретрошарьяжи южной вергентности и правосторонние сдвиговые деформации.
Геологические комплексы о. Врангеля представлены позднепротерозойскими-раннекем-брийскими (?) метаморфическими образованиями (врангелевский комплекс), карбонатными и тер-ригенными отложениями верхнего силура—триаса (рис. 2) и локально обнажающимися в северной части острова терригенными отложениями верхнего мела (?)—кайнозоя [1—3].
Все доверхнемеловые комплексы острова в различной степени вовлечены в интенсивные складча-то-надвиговые деформации преимущественно се-
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук, Москва Геологический институт Российской Академии наук, Москва
верной вергентности. Повсеместно развит кливаж южного падения [1—3, 5]. Складчато-надвиговый ансамбль нарушен диагональными разломами северо-западного простирания с правосдвиговой компонентой смещений. Согласно [3], амплитуда горизонтального смещения по отдельным надвигам до 3 км, а по правосторонним сдвигам 1 км. Таким образом, общий структурный план о. Врангеля хорошо коррелируется с коллизионными деформациями, установленными в ЮАС и на Чукотке.
Проведенные в 2006 г. мезоструктурные наблюдения в центральной и западной частях о. Врангеля (рис. 2) подтвердили, что позднеме-зозойская складчато-надвиговая структура северной вергентности была сформирована в условиях субмеридионального сжатия. В некоторых случаях были отмечены небольшая левосдвиговая или правосдвиговая компоненты, сопровождавшие надвиговые смещения. Во многих точках были также зафиксированы парагенезы более поздних (постколлизионных) деформаций.
Принципиально новым результатом мезострук-турных исследований (рис. 2) является установление различных структурных стилей в каменноугольных—триасовых (субширотное простирание компрессионных структур) и силурийских-нижнедевонских комплексах (субмеридиональное простирание). Этот факт и присутствие конгломератов в отложениях верхнего девона, нижнего карбона [1, 2] заставляют предполагать наличие между рассматриваемыми комплексами структурного несогласия.
Структурообразование в условиях субширотного сжатия в силурских-нижнедевонских отложениях (рис. 2б), вероятно, произошло в среднеде-вонске-позднедевонское время, что в общем соответствует элсмирской орогении, характерной для Арктической Аляски и Канадского Арктического архипелага [6, 7]. Отметим, что простирание позднедевонского(?)-юрского рифтового трога Ханна к северу от Геральдской зоны надвигов связывают с его заложением вдоль субмеридиональных компрессионных структур позднекаледон-
Рис. 1. Схема тектоники северо-востока России и Арктической Аляски. По [15] с изменениями и дополнениями. 1 — осадочные бассейны; 2 — Охотско-Чукотский вулкано-плутонический пояс (ОЧВП); 3 — гранитоиды; 4 — аккре-тированные офиолитовые и островодужные комплексы; 5 — границы Раучуанской синорогенной впадины; 6 — простирание складок; 7 — взбросы, надвиги; 8 — сбросы; 9 — сдвиги; 10 — предполагаемая южная граница микроплиты Арктическая Аляска—Чукотка; 11 — глубоководные котловины (а) и континентальный склон/подводные поднятия (б) Северного Ледовитого океана; 12 — положение сейсмического профиля, рис. 3а.
НОВЫЕ ДАННЫЕ О СТРУКТУРЕ
687
70° с.ш. ч 120°
75° ¿_ \
65е
140° 160° 180° 160° 140° 75°
/ / / I I I \ \ \
120° 70° v_/
1 2 3
4
170
180°
170°
9 а 6
10 Рис. За ^
11 12
ского (элсмирского) фундамента [6]. Недавно в российском секторе Чукотского моря к северу от фронтальных надвигов Врангелевской дуги был выделен Центрально-Чукотский рифтогенный прогиб сходной ориентировки и генезиса [8].
Таким образом, появились первые свидетельства проявления на о. Врангеля и прилегающих частях шельфа элсмирского орогенеза [8]. В этой интерпретации бимодальный раннекарбоновый магматизм [3, 9] может быть связан с постэлсмир-ским рифтогенезом.
В нескольких точках наблюдений были установлены субмеридиональные структуры сжатия, наложенные на раннемеловой генеральный склад-чато-надвиговый структурный план северной вер-гентности, однако найти геологические доказательства возраста этого этапа деформаций не удалось.
Сопоставление полученных на острове структурных данных с опубликованными сейсмиче-
скими материалами [5] указывает на проявление более позднего второстепенного этапа сжатия предположительно в конце позднего мела—палеоцене (рис. 3). Эпизод сопровождался интенсивным воздыманием, эрозией, пенепленизаци-ей и сопоставляется со временем формирования среднебрукского (MBU) углового несогласия Арктической Аляски и шельфа Чукотского моря [5, 10]. Это событие могло быть связано с предполагаемой в ряде работ конвергенцией СевероАмериканской и Евразиатской плит [10, 11]. Не исключено, что постнеокомский этап близши-ротного сжатия на о. Врангеля может отвечать именно структурообразованию в конце позднего мела, как это предполагают для Лаптевоморского региона [11].
Последний зафиксированный полевыми наблюдениями структурный парагенез на острове представлен сбросовыми и сдвиго-сбросовыми (преимущественно с правосдвиговой компонен-
688 ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
Рис. 2. Точки геолого-структурных наблюдений в пределах центрального (А) и западного (Б) районов исследований (трансектов). Основа — геологическая карта о. Врангеля [3] с упрощениями и дополнениями. Положение см. рис. 1. На стереограммах показаны основные результаты мезоструктурного анализа для отдельных точек наблюдений (английские буквы и арабские цифры).
Условные обозначения. К картам: 1—10 — отложения: 1 — четвертичные, 2 — триасовые, 3 — пермские, 4 — каменноугольные, 5 — нижнекаменноугольные, 6 — девонские—нижнекаменноугольные, 7 — девонские, 8 — верхнесилурийские—нижнедевонские, 9 — верхнепротерозойские, врангелевский комплекс, 10 — разрывные нарушения: а — надвиги, б — сбросы, сбросо-сдвиги, в — сдвиги. К стереограммам: 11 — генерализованное простирание структур сжатия, 12, 13 — горизонтальные проекции восстановленных осей напряжений (12 — сжатия, 13 — растяжения).
той) смещениями, наложенными на поверхности напластования, кливажа и мезомасштабных взбро-со-надвигов северной вергентности. Помимо этого были установлены многочисленные трещины отрыва (минеральные жилы) субширотного и северозападного—юго-восточного простираний, также наложенные на компрессионные структуры. Данные наблюдения свидетельствуют о смене в пост-неокомское время режима сжатия на растяжение, близкое к субмеридиональному — северо-восточному—юго-западному.
Исходя из опубликованных ранее сейсмических материалов по Врангелевской дуге (рис. 3), этот этап растяжения и правосторонней транстенсии
проявился уже после завершения среднебрукского сжатия и воздымания — в палеоцене—эоцене [5]. Мы сопоставляем данный этап деформации с раскрытием заложенного на позднемезозойском складчатом основании регионального Южно-Чукотского (Хоуп) рифтогенного прогиба, заполненного по большей части кайнозойскими отложениями и развивавшегося при существенном влиянии правосдвиговых смещений [5, 10, 12, 13].
Региональные эпизоды растяжения, связываемые с пермо-триасовым рифтингом [2, 14] и апт-альбским орогеническим коллапсом поздних ме-зозоид Чукотского п-ова [13], в районе Врангелев-
Рис. 3. Структурный стиль Врангелевско-Геральдской дуги. Сейсмический профиль (а) и его интерпретированный вариант (б) (по [5] с изменениями и дополнениями) в сопоставлении с основными восстановленными полями тектонических палеонапряжений: сводные стереограммы осей сжатия (в) и последующего растяжения (г) по данным массовых замеров зеркал скольжения в разновозрастных комплексах о. Врангеля (равноугольная проекция, нижняя полусфера), составлены по методике (http://www.geo.cornell.edu/geology/faculty/R"WA/programs.html).
Толстые сплошные черные линии на рис. б очерчивают основные поверхности угловых несогласий: pA(LCU) — пред-аптское (раннемеловое), MBU — среднебрукское (позднемеловое—кайнозойское). Черные пунктирные линии подчеркивают генерализованное поведение рефлекторов (структурные линии). Темно-серая заливка соответствует склад-чато-надвиговому фундаменту поздних мезозоид Врангелевского поднятия, умеренно-серая — предположительно апт—альбским слабо деформированным комплексам складчатого основания поднятия, светло-серая — постскладчатому осадочному чехлу. Серые сплошные линии соответствуют основным разломам (темно-серые — взбросо-надвиговой кинематики, светло-серые — сбросовой, пунктир — предполагаемые разломы), стрелки указывают на характер смещений. Положение сейсмопрофиля см. рис. 1.
ской дуги были, очевидно, в значительной мере затушеваны последующими соответственно ран-немеловыми и среднебрукскими компрессионными событиями.
Таким образом, в фанерозойской структуре (после
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.