ГЕОТЕКТОНИКА, 2014, № 2, с. 61-74
УДК 551.242.2:550.834.8(268.52)
СТРОЕНИЕ СЕВЕРО-КАРСКОГО ШЕЛЬФА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СЕЙСМОСТРАТИГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
© 2014 г. Л. А. Дараган-Сущова1, О. В. Петров1, Ю. И. Дараган-Сущов2, М. А. Васильев3
1Всероссийский геологический институт им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ), 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., д. 74 2Всероссийский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга (ВНИИОкеангеология), 190121, Санкт-Петербург, Английский пр., д. 1 3 Санкт-Петербургский государственный университет, геологический факультет, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7-9 Поступила в редакцию 25.03.2013 г.
На базе обширного сейсмического материала выполнено расчленение разреза осадочного чехла Се-веро-Карского шельфа, и проведена сейсмическая корреляция. Подтверждена доминирующая роль верхнерифейско-среднепалеозойских толщ. В верхнем рифее — венде на месте шельфа существовала серия относительно глубоководных бассейнов, в которых накопилось до 7—9 км преимущественно флишоидных терригенных толщ. В кембрии, в результате байкальской активизации на юго-востоке Северной Земли и, возможно Таймыре, изолированные бассейны объединились в единый более широкий и мелкий бассейн. После предордовикского перерыва на шельфе с ордовика и до конца девона формируется обширный седиментационный бассейн с регрессивным строением разреза. В бассейне накапливались мелководно-морские и прибрежно-морские карбонатные и карбо-натно-терригенные толщи, которые к девону сменились континентальными, реже прибрежно-мор-скими, пестроцветными и красноцветными терригенными отложениями. Мощность ордовикско-девонского чехла достигает 6 км. В результате герцинских событий на Северном Таймыре, Северной Земле и юге Карского моря, на севере Карского шельфа с середины карбона произошло общее блоковое воздымание и глубокий размыв ордовикско-девонских комплексов. Пермско-триасовых рифтов на Северо-Карском шельфе не было. В это время шельф был областью преимущественного размыва. Мощность плитного этажа среднего карбона — мела очень незначительна и плавно увеличивается в сторону Баренцевоморских прогибов. Прогибы Св. Анны и Воронина — новообразованные, возникшие в связи с раскрытием Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана. Дается критический анализ террейновой концепции. Результаты исследований свидетельствуют о наличии крупного эпигренвильского континентального блока, частью которого являлся Северо-Карский регион. Коллизия северного континента с палео-Сибирской платформой в позднем палеозое привела к образованию герцинской складчатой дуги к югу от Северо-Карского шельфа, а на самом шельфе произошла инверсия, и на месте бассейна образовался орогенный свод. Подчеркиваются индивидуальные черты геологического строения Северо-Карского шельфа, отличные от Баренцевоморских прогибов и Южно-Карской синеклизы. Отличительные особенности Северо-Карского шельфа: древний до верх-нерифейский фундамент, система верхнерифейско-вендских относительно глубоководных прогибов и впадин, инверсия тектонического режима в герцинское время с глубоким размывом наиболее приподнятой части свода, значительные блоковые движения.
Ключевые слова: Северо-Карский шельф, осадочный чехол, сейсмостратиграфия, континентальный блок.
Б01: 10.7868/80016853X14020027
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы на севере Карского шельфа выполнен большой объем сейсмических работ организациями "Севморгео" (г. Санкт-Петербург), "Севморнефтегеофизика" (СМНГ, г. Мурманск), МАГЭ (г. Мурманск) [4—6, 11, 16], что позволило получить новую сеть современных сейсмических профилей (рис. 1). Эти исследования в совокупности с уже имеющимися здесь ре-
гиональными профилями, дают возможность строить структурные и палеоструктурные карты по различным отражающим горизонтам осадочного чехла. Несмотря на значительный прогресс в сейсмической изученности акватории северной части Карского моря, который казалось должен минимизировать число точек зрения на геологическое строение Северо-Карского шельфа, до настоящего времени количество концепций не
м
и о н
и
я
о м к
£ ю
сл ю
75°
ЕЗ 1
32
Рис. 1. Схема сейсмической изученности Северо-Карского шельфа. (На мелкомасштабной врезке показан район исследования).
1 — региональные профили, выполненные в 1987—1995 гг.; 2 — региональные профили, выполненные в 2002—2011 гг.; 3 — площадь исследования; ленные в статье примеры волновых полей по сейсмическим профилям (1), (2)
5
53
я £
в
о $
тз
представ-
уменьшается. Нет единого мнения ни по одному вопросу геологии региона: стратиграфическому объему осадочного чехла, топонимики и контуров выделяемых прогибов и поднятий, истории геологического развития, тектонических или геодинамических режимов формирования структурных этажей и региона в целом, взаимоотношению Северо-Карского региона с Восточно-Баренцев-ским мегапрогибом.
Как и предполагалось ранее [8], определенно установлено, что с востока на запад, т.е. от Северной Земли к Земле Франца Иосифа (ЗФИ), выделяются: Восточно-Карский прогиб, в котором накопилось до 14—16 км осадочных пород, Центрально-Карская гряда или зона поднятий с сокращенной мощностью чехла и Западно-Карская впадина, открытая в сторону Восточно-Ба-ренцевского мегапрогиба [12, 16]. Детали сочленения и форма крупных структур Северо-Кар-ского шельфа описываются по-разному. Объем и полнота разреза осадочного чехла прогибов у разных авторов варьируют: от преимущественного верхнепалеозойско-мезозойского [6], либо сред-не-позднепалеозойского [8], до преобладания в разрезе чехла ордовикско-девонских терригенно-карбонатных пород и эвапоритов, сохранившихся в наиболее глубоких впадинах фундамента [16], или, по мнению А.В. Виноградова (устное сообщение) рифей-палеозойских, а по нашим данным, верхнерифейских—среднепалеозойских пород [11].
Ряд исследователей считает Северо-Карский осадочный бассейн частью Баренцевской шель-фовой плиты [2], либо обширного Обско-Барен-цевского мегабассейна, включая север ЗападноСибирской плиты и Енисей-Хатангский прогиб [5]. Под мезозойско-кайнозойским чехлом мега-бассейна выделена система рифтогенных прогибов, по которым произошел раскол и раздвиг континентальной коры, и накопились мощные синрифтовые толщи, преимущественно пермско-триасового возраста, на молодом новообразованном базальтовом основании [4, 24]. По Аплонову С.В., напротив, прогибы Северо-Карского шельфа трактуются как остаточные океанические бассейны, разделяющие террейны и микроконтиненты [1].
Другие исследователи считают Северо-Кар-ский шельф самостоятельной структурой, которая является либо фрагментом древней докем-брийской Северо-Азиатской платформы [9, 21], либо независимым микроконтинентом (микроплитой), который был пространственно изолирован от соседних континентов еще в начале палеозоя [19]. Анализ геологического строения сухопутного и островного обрамления в совокупности с данными геофизических полей позволяет распространять структуры основания Северной Земли и Северо-Таймырской области на значительную
часть Северо-Карского шельфа и рассматривать эту область как единую плиту (Северо-Карскую) с докембрийским фундаментом. Глубокометамор-физованные, ультрабазитовые и гранитизирован-ные породы Северного Таймыра рассматривают в зависимости от модели либо как выступы древних архей-раннепротерозойских пород или крупные интрузивные массивы [3, 13], либо как островодуж-ные или офиолитовые ассоциации, которые трактуются как результат последовательных взаимодействий сначала островной дуги с блоком континентальной коры в верхнем рифее, а затем, в герцинское время, столкновением Карской плиты с Сибирью [7].
Задача настоящей работы заключается в сей-смостратиграфическом анализе обширного сейсмического материала, его интерпретации с привлечением данных по геологии материкового обрамления и архипелагам. Целью работы являются обсуждение результатов исследований и попытка аргументированной минимизации вариантов существующих представлений о геологическом строении Северо-Карского шельфа.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Для изучения строения осадочного чехла Се-веро-Карского шельфа использовались профили МОВ ОГТ с хорошим качеством сейсмической записи, позволяющей достаточно уверенно выделять отражающие горизонты (ОГ), расчленять разрез и проводить сейсмостратиграфическую корреляцию. В последние годы на севере Карского шельфа выполнен большой объем сейсмических работ [4—6, 11, 16], что позволило получить новую сеть современных сейсмических профилей (см. рис. 1). Для региональной увязки привлекались опорные профили 3, 4 — АР, отработанные ФГУНПП "Севморгео" (г. Санкт-Петербург) в 2003—2007 гг. Это наиболее современные трансрегиональные сейсмические профили с комплексом геофизических исследований ГСЗ, МОГТ, НСП, длиной косы 4500—6000 м, кратностью 90— 120 и длиной записи 8—12 с. Для присеверозе-мельской акватории Северо-Карского шельфа использованы немногочисленные профили мурманской арктической геофизической экспедиции (МАГЭ), отработанные в 1987—88 гг. с длиной косы 2.4 км и кратностью перекрытия наблюдений 24. Все сейсмические данные в формате SEGY интерпретировались по единой методике в программном пакете "The Kingdom Suite". Выделенные ОГ привязаны к опорным стратиграфическим разрезам Земли Франца Иосифа, Новой Земли, Северной Земли и Северного Таймыра.
Волновые поля. По результатам привязки ОГ и сейсмокомплексов к стратиграфическим разрезам сопредельной суши принята индексация ОГ впервые предложенная и обоснованная А.В. Ви-
ноградовым, которая расширена и уточнена (в основном за счет верхней части разреза) по результатам интерпретации профилей АР-3, 4.
Для характеристики волновых полей сейсмо-стратиграфических комплексов (ССК) СевероКарского шельфа наиболее информативен профиль 4-АР (пример 1 на рис. 1), который пересекает все основные структуры региона и, кроме того, имеет более качественное волновое поле, в связи с улучшенной методикой полевых работ, по сравнению с профилем 3-АР. По характеру волнового поля профиля в пределах Северо-Карского шельфа можно выделить 2 совершенно
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.