научная статья по теме СОВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА И ЭТАПЫ ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОСТРОВА ВРАНГЕЛЯ (РОССИЙСКАЯ ВОСТОЧНАЯ АРКТИКА) Геология

Текст научной статьи на тему «СОВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА И ЭТАПЫ ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОСТРОВА ВРАНГЕЛЯ (РОССИЙСКАЯ ВОСТОЧНАЯ АРКТИКА)»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2015, № 3, с. 3-35

УДК 551.242.21(268)

СОВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА И ЭТАПЫ ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОСТРОВА ВРАНГЕЛЯ (РОССИЙСКАЯ ВОСТОЧНАЯ АРКТИКА)

© 2015 г. В. Е. Вержбицкий1, С. Д. Соколов2, М. И. Тучкова2

1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997, Москва, Нахимовский проспект, 36

e-mail: torsek1@mail.ru 2Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 25.03.2013 г.

Современная структура острова Врангеля сформировалась в два основных этапа деформаций, проявившихся в мезокайнозое. В посттриасовое время произошло становление генерального складча-то-надвигового структурного плана острова, характеризующегося северной вергентностью и осложненного правосторонними сдвигами северо-западного простирания. Мезоструктурные данные указывают на субмеридиональную ориентировку регионального сжатия. Этот этап деформаций был связан с орогенией в Новосибирско-Чукотской складчатой системе, произошедшей в конце неокома, в предаптское время. Следующий этап характеризовался субмеридиональным и ССЗ— ЮЮВ растяжением, устанавливаемым по наложению на складчато-надвиговую структуру мезо-структур сбросовой, правосдвиго-сбросовой и раздвиговой кинематики. Сопоставление полученных структурных данных с опубликованными сейсмическими данными позволяет предполагать проявление здесь и более позднего этапа сжатия в конце позднего мела—палеоцене, который сопоставляется с среднебрукским угловым несогласием Арктической Аляски и Северо-Чукотского прогиба. Соответственно, кайнозойский, начиная с палеоцена—эоцена, возраст основного этапа растяжения и правосторонней транстенсии, по всей видимости, отвечает раскрытию Южно-Чукотского (Хоуп) рифтогенного прогиба, расположенного непосредственно южнее Врангелевско-Геральд-ской дуги (поднятия). Важным результатом является обнаружение различных структурных планов силурийско-нижнедевонских отложений и верхнедевонских (?)-триасовых отложений, что свидетельствует о деформациях, связанных с элсмирской орогенией в среднем—позднем девоне.

Ключевые слова: остров Врангеля, Врангелевско-Геральдская дуга, Новосибирско-Чукотская складчатая система, структурные данные, позднемезозойские деформации, элсмирская орогения, постколлизионное растяжение, Восточная Арктика.

Б01: 10.7868/80016853X15030066

ВВЕДЕНИЕ

Остров Врангеля расположен на границе Восточно-Сибирского и Чукотского морей российской Арктики и соответствует поднятой выше уровня моря части Врангелевской (Врангелевско-Геральдской) дуги. Последняя представляет собой протяженное (порядка 800—1000 км) линейное поднятие фундамента осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа, прослеживаемое от восточной части Восточно-Сибирского моря до мыса Лисбурн на Аляске. При отсутствии морских глубоких скважин, данные по геологическому строению острова Врангеля и Северной Чукотки являются фактически единственным прямым источником информации по структуре и стратиграфии прилегающих частей арктического шельфа Восточно-Сибирского и Чукотского мо-

рей. Врангелевско-Геральдская дуга представляет собой фронтальную часть поздних мезозоид Но-восибирско-Чукотско-Бруксовской складчатой системы, возникшей в раннем мелу в результате коллизии Евразиатской и Северо-Американской плит [17, 30, 52, 53 и др.]. Понимание стратиграфии и этапности деформаций геологических комплексов острова могут пролить свет на тектоническую эволюцию Восточной Арктики, начиная с позднего докембрия, включая проблему механизма и возраста формирования Амеразийского бассейна Северного Ледовитого океана.

В современной структуре шельфа Врангелев-ское поднятие разделяет два осадочных бассейна. На юге это Южно-Чукотский прогиб, заложенный, по всей видимости, на позднемезозойском складчато-надвиговом основании. На севере это

крупнейший Северо-Чукотский бассейн, возраст фундамента которого предполагается франклин-ским, сформированным во время элсмирской орогении (средний девон) [3, 5, 19, 29, 30, 33, 36, 37 и др.]. Возраст и природа фундамента и, соответственно, стратиграфический диапазон отложений этих обширных осадочных бассейнов в российском секторе Чукотского моря остаются дискуссионными [2-6, 19, 30, 31, 36, 37, 43, 54-57 и др.]. Решение этих вопросов во многом зависит от понимания современной структуры и тектонической эволюции геологических комплексов острова Врангеля. Учитывая предполагаемые перспективы нефтегазоносности осадочного чехла шельфа Восточно-Сибирского и Чукотского морей [2, 3, 5, 6, 8, 10, 19, 22, 24, 29, 30, 33, 36, 37, 50, 54-57], решение вопросов тектонического строения острова Врангеля связано не только с фундаментальными, но и очевидными прикладными аспектами геологии Российской Арктики.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ

Геологические комплексы представлены метаморфическими образованиями позднедокем-брийского (?) возраста, интенсивно деформированными осадочными отложениями верхнего силура-триаса и локально обнажающимися в северной части острова постскладчатыми отложениями верхнего мела (?)-кайнозоя (рис. 1) [4, 7, 12, 13, 17, 27, 41].

Наиболее древние породы известны как вранге-левский комплекс [17, 41] и соответствуют метамор-физованной части свиты Берри [27] и громовской свите [13]. Комплекс сложен интенсивно деформированными метавулканическими и метаосадоч-ными (терригенными, реже карбонатными) породами. Мощность комплекса оценивается в 2 км. Комплекс вмещает интрузии основного и кислого составов, деформированные совместно с вмещающими породами.

Возраст врангелевского комплекса предполагается позднепротерозойским, возможно поздне-протерозойским-раннекембрийским. Палеонтологическими методами его возраст определен по среднерифейским микрофитолитам и раннекем-брийским микрофитолитам и водорослям [13, 17], обнаруженным в линзах метаморфизованных известняков на южных склонах горы Мамонтовой. и-РЬ методом определен возраст цирконов из интрузивных базитов (699 ± 1 млн лет) и гранитоидов (609 + 10/—7, 633 + 21/—12, 677 + 163/-86 млн лет) [17], что соответствует неопротерозою (криоге-ний-эдиакарий), или позднему рифею-венду в традиционных российских шкалах. Из вышеска-

занного ясно, что возраст деформаций и метаморфизма врангелевского комплекса могут варьировать в широком диапазоне. Например, на схемах В.Г. Ганелина [7], метаморфический комплекс показан как нижний—средний девон.

Верхнесилурийские-нижнедевонские отложения [17, 41] (рис. 2) представлены двумя фациально различными толщами: терригенной и существенно карбонатной. Они развиты преимущественно в северной части острова и пространственно разобщены с породами врангелевского комплекса. Мощность обычно не превышает 400—500 м, а на северо-западе острова, в районе горы Дрем-Хед достигает 700 м [15].

Силур-девонская толща согласно перекрывается девонскими отложениями, представленными песчаниками и сланцами с подчиненным количеством конгломератов и известняков общей мощностью 1.5—2 км. Примечательно, что на контакте с врангелевским комплексом девонская толща залегает с резким угловым несогласием и размывом. Девонские отложения перекрываются с размывом, но без видимого углового несогласия нижнекаменноугольной толщей мощностью до 350 м, сложенной терригенными и карбонатными породами, содержащими эва-пориты [17]. В основании этой толщи есть конгломераты и гравелиты, содержащие обломки подстилающих пород. Важно отметить, что в разрезе нижнекаменноугольной толщи присутствуют эффузивы кислого и основного состава [17, 20].

Нижнекаменноугольные отложения согласно, либо с размывом и стратиграфическим несогласием, перекрываются каменноугольной толщей, представленной известняками с подчиненным количеством алевритовых и глинистых пород. При этом в северной части острова Врангеля развиты мелководные известняки с биогермами, а в южной — более глубоководные глинисто-карбонатные отложения. Мощность оценивается от 300-400 до 1400-1500 м [17].

Существенно карбонатная каменноугольная толща согласно перекрывается сланцами перми мощностью 800-1250 м [17]. Триасовые отложения (преимущественно турбидиты) представлены аргиллитами, сланцами, алевролитами и песчаниками, переслаивающимися в различных соотношениях. Толща фаунистически охарактеризована как верхний триас-карний и норий. Общая мощность превышает 2 км [17].

Юрские и большая часть меловых отложений на острове Врангеля не установлены. Верхнемеловые (?)-кайнозойские отложения, обнажающиеся на севере острова, представлены морскими

м

и о н и

о м к

£

70°120° в.д.

120° 70° с.ш.

ЙШШШ /

Ь Т 1 ± Г ^ Ь Г «( 1 'л^А***' 2

5

8 а б

9 Рис. 15 \ +

Рис. 1. Схема тектоники Северо-Востока России и Арктической Аляски, по [47] с изменениями и дополнениями

1 — осадочные бассейны; 2 — Охотско-Чукотский вулкано-плутонический пояс (ОЧВП); 3 — гранитоиды; 4 — аккретированные офиолитовые и островодужные комплексы; 5— границы Раучуанской синорогенной впадины; 6 — простирание складок; 7—взбросы и надвиги; ¿"—сбросы; 9 — предполагаемая южная граница микроплиты Арктическая Аляска—Чукотка; 10 — глубоководные котловины (а) и континентальный склон/подводные поднятия (б) Северного Ледовитого океана; 11 — положение сейсмического профиля, рис. 15

О О и та

и

и Я

О

н £

$

я Е

н

и §

я

Я Л

и

о §

я

щ

и

§

к я я

и прибрежно-морскими алеврито-глинистыми и песчано-гравийно-галечными отложениями [17].

СТРУКТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Все доверхнемеловые-кайнозойские комплексы острова в различной степени вовлечены в интенсивные компрессионные деформации. В целом генеральный структурный план острова Врангеля соответствует складчато-надвиговому стилю северной вергентности [4, 17, 27, 41]. Обратные, южные, падения взбросо-надвигов и осевых поверхностей складок встречаются значительно реже. Согласно результатам картировочных и геолого-структурных работ предшественников [17, 41], амплитуда горизонтального смещения по отдельным надвигам может достигать 3 км. Складчато-надви-говый ансамбль нарушен многочисленными диагональными разломами северо-западного простирания, по которым устанавливаются правосдвиго-вые смещения с амплитудой достигающей 1 км [17]. Повсеместно развит

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»