ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 460, № 2, с. 204-209
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.35:550.834.8(261)
ЗАПАДНО-ШПИЦБЕРГЕНСКАЯ КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ ОКРАИНА: ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ
© 2015 г. Г. С. Казанин, Г. А. Тарасов, Т. Я. Федухина, В. В. Шлыкова, академик РАН Г. Г. Матишов
Поступило 16.07.2014 г.
БО1: 10.7868/8086956521502019Х
Шпицбергенская континентальная окраина характеризуется сложным геологическим строением. На протяжении всей истории своего геологического развития регион претерпел неодно -кратные тектоно-магматические активизации [1—3], выразившиеся в складчатости, магматизме, рифтогенезе, осадконакоплении, эрозии [4—8], изменении климатических условий [9, 10]. Последствия этих глобальных процессов, сформировавших современный облик Шпицбергенской окраины, находят свое отражение в физических полях и материалах сейсморазведки МОВ ОГТ, позволяющих судить о глубинном строении региона, изучить строение осадочного чехла, восстанавливать историю развития и оценивать перспективы нефтегазоносности [11—13].
В основу нашей работы положены материалы профильных комплексных геофизических наблюдений МАГЭ, включающие 24-кратную сейсморазведку МОВ ОГТ, гидромагнитные измерения, надводную гравиразведку, сейсмоакустиче-ское профилирование, сейсморазведку МПВ, донный пробоотбор на отдельных участках. Всего отработано 109 профилей МОВ ОГТ общей длиной 16 462 км и 8 профилей КМПВ — 3440 км (рис. 1). В работе также использованы данные гравиметрических, магнитометрических съемок масштаба 1 : 1000000 на юге и востоке района, а южнее о-ов Короля Карла — комплексные исследования (МОВ ОГТ, гравиразведка, магниторазведка, донное опробование) масштаба 1 : 200000.
Комплексная интерпретация геофизических данных позволила выяснить общий тектонический план юго-западного сектора Шпицбергенской континентальной окраины.
Геологическое строение изученной территории отражено в физических полях, преж-
Морская арктическая геологоразведочная экспедиция, Мурманск
Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской Академии наук
де всего — в гравитационном поле. В юго-восточной части площади, охватывающей северо-западный фрагмент Западно-Арктической платформы, наблюдается спокойное положительное гравитационное поле, которое отражает такое же спокойное поведение границы Мохо. Она залегает здесь на глубинах 27—29 км (рис. 2а). Далее на запад начинается зона возмущенного гравитационного поля. Здесь интенсивность аномалий Буге (а 2.67 г/см3) в сторону океана возрастает до 160 мГл. Это закономерно, поскольку мощность коры уменьшается в сторону океана. Градиентная зона начинается сразу за внутренней (восточной) границей Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней и протягивается с юга на север до параллели 76° с.ш., далее она несколько отклоняется к западу и расходится на две ветви. Одна ветвь приближается к побережью Шпицбергена, пересекает внешнюю границу Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней и следует в пределах ступени Принца Карла. Вторая ветвь проходит в северо-западном направлении вдоль периокеанического прогиба. Между этими ветвями 40-километровая область относительного понижения интенсивности гравитационного поля. Анализ зависимости региональных аномалий гравитационного поля от глубины залегания мантии, полученных по данным МПВ (рис. 2б, в), показывает, что поверхность Мохо на рассматриваемой площади выглядит так, как показано на рис. 2г. В южной части района исследований под ступенью Кнёлегга—Хорнсунн граница Мохо круто поднимается с 27 до уровня 16 км и далее в сторону хребта под Поморским прогибом она остается практически на том же уровне. Исходя из этого, границу между океанической и переходной корами можно провести вдоль 16-го меридиана. Тем не менее на тектонической карте (рис. 3) она проведена на 80 км западнее, где заканчивается присутствие блоков континентального фундамента, опознаваемого сейсморазведкой по динамической выразительности отражений. Предполагается, что такое аномальное утонение коры в переходной зоне, фик-
Рис. 1. Схема расположения комплексных геолого-геофизических профилей МАГЭ. 1 — комплексные геофизические профили 1973—1987 гг., 2 — станции донного опробования, 3 — комплексные геофизические профили 2007—2013 гг.
сируемое мощной гравитационной аномалией (Хорнсуннский гравитационный максимум) можно объяснить мантийным плюмом. В [14] предложена обдукционная модель пассивных континентальных окраин, объясняющая гравитационные максимумы на краю континентов. Она заключается в следующем. С остыванием периферии мантийного купола (плюма) этот блок претерпел экло-гизацию и начал погружаться в мантию, причем низ погружался быстрее, чем верх. В образовавшиеся трещины отрыва интрудируются и протруди-руются новые порции базит-гипербазитового материала.
Влияние диапира ощущается и в веерообразном рисунке поперечных разломов. Локальное поднятие мантии вызвало некоторое растяжение и расколы коры. На южной периферии диапира разломы юго-западного простирания, в центральной области — близширотного, в северной
части поворачиваются в северо-западном направлении.
Второй мантийный диапир проходит чуть севернее, на широте зал. Хорнсунн. В плане он имеет значительно меньшие размеры, а в тектоническом отношении приурочен не к периокеаниче-скому прогибу.
Система глубинных долгоживущих разломов, являющихся западной границей Баренцевомор-ского шельфа, четко делит район на три геотектонических блока: Западно-Арктическую платформу (северо-западный фрагмент), Норвежско-Шпицбергенскую зону ступеней, зону периокеа-нических прогибов. Названные блоки выделены по кровле гетерогенного фундамента.
В Западно-Арктической платформе выделены следующие тектонические единицы: орогенная система Западного Шпицбергена, западная часть прогиба Зюйдкап, северо-западная часть поднятия Стаппен. Глубина залегания кристаллическо-
Зона
(а)
периокеанических ЮЗ прогибов
Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней
Западно-Арктическая
платформа СВ
10
20
30 км
81°
79°
77°
75°
(б)
7° 13° 19° 25° 31°
менее 0 60 150 более - 7 2
-1Ш2 3^14 (в)
10
20
30 км
40 -
30 •
20 -
- ' * * ^т^
10 -
- 1 1 1 1 |
50 100 150 200 250
10° 12° 14° 16° 18°
Щ"
78°20' с.ш.
77°40' 77°00'
76°20'
| 75°40'
■г
75°00'
8° в.д. 10° 12° - 1
14° 2
16°
18°
8
о
0
Рис. 2. Определение мощности земной коры по данным гравиразведки и сейсморазведки МПВ-ГСЗ. а — разрез по профилю МПВ-ГСЗ (1 — осадочный чехол, 2 — "гранито-гнейсовый" слой, 3 — "базальтовый" слой, 4 — верхняя мантия); б — схема региональной составляющей аномалий Буге (1 — профили МПВ МАГЭ, 2 — ГСЗ (СтЪа, 1991 г.); в — графики уравнений регрессии: 1 — линейной (к = —0.094Д? + 29.101), 2 — квадратичной (к = 0.0005Д^ — 0.1865Д? + + 31.424), 3 — кубической (к = 29.09е-0'0045А^); г — схема рельефа границы Мохо (1 — изогипсы границы Мохо, 2 — границы надпорядковых структур).
го фундамента по гравимагнитным данным изменяется от 5 до 10 км в восточном направлении.
Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней — область деструкции континентальной коры, ограниченная с запада и востока крупными региональными сбросами северо-северо-западного простирания (разломная зона Хорнсунн). В физических полях она выглядит как линейная зона положительных локальных аномалий шириной 15—20 км, вытянутых в северо-западном направлении. В пределах этой зоны многочисленные разрывные нарушения формируют систему грабенов и горстов, сегментированную сдвиговыми деформациями. В рамках рассматриваемой площади Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней разделена на две части: ступень Принца Карла на севере и ступень Кнёлегга—Хорнсунн на юге.
Мощность коры в границах ступени Принца Карла уменьшается в западном направлении с 25 до 20 км, при этом на долю нижней части (базито-вой) коры приходится 9—13 км. Выше залегает нижнепротерозойский (карельский или более древний) кристаллический фундамент. Кровля его зафиксирована на всех рядовых профилях, пересекающих ступень Принца Карла в крест про-
стиранию, на глубинах от 4 км на поднятых блоках до 13 км в прогибах.
Осадочный чехол представлен кайнозойскими и позднепалеозойско-мезозойскими отложениями. Кайнозойские комплексы отложений полностью заполняют глубоководный Норвежско-Гренландский океанический бассейн, переходную зону континент—океан, представленную пе-риокеаническими прогибами. Максимальная мощность кайнозоя 10—12 км. Сложный рисунок сейсмозаписи в складчато-блоковом сооружении был интерпретирован с привлечением трансфор-мант-гравитационного поля.
В результате интерпретации волнового поля временных разрезов выделено 15 региональных несогласий, характеризующих основные седи-ментационные этапы формирования осадочного чехла и ограничивающие крупные сейсмострати-графические комплексы (ССК) Ф0, Фк, Фок, 1(Р2), Б(Т3), R9, R8, R7a, R7, R6, R5, R5a, R4, R3, R2, R1. В пределах ССК выделены сейсмострати-графические подкомплексы (ССПК) и сейсмо-толщи. В строении позднепалеозойско-мезозой-ского осадочного чехла участвуют три комплекса:
8° в.д. ю° 12° 14° 16° 18°
78°20'
с.ш
77°40'
77°00'
75°40'
75°00'
76°20' :
1
^ 2
^ 3
|А1 4
А11 5 |А12"| 6 |А11| 7
Б12 9 В11а 10
В116 12
В112в 13 В1126 14 В112а 15
ЕЯ 16
19
20
Рис. 3. Схема тектонического районирования Западно-Шпицбергенской континентальной окраины. 1—3 границы: 1 — Западно-Арктической платформы, 2 — мегаблоков Западно-Арктической платформы, 3 — Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней; 4—7 — Западно-Арктическая платформа: 4 — Западно-Шпицбергенский ороген, 5 — Плато Шпицберген, 6 — горст западного побережья, 7 — Свальбардская плита; 8, 9 — Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней: 8 — ступень Принца Карла, 9 — ступень Кнёлегга-Хорнсунн; 10—16 — зона периокеанических прогибов: 10—12 — прогиб Атка (10 — Исфьордовская присклоновая ступень, 11 — Аткинская впадина, 12 — присклоновая ступень хребта Книповича); 13—16 — Поморский прогиб (13 — Западно-Медвежинская шельфовая ступень, 14 — подскло-новая ступень хребта Книповича, 15 — Поморский прогиб, 16 — Серкапская седловина); 17 — моноклиналь хребта Книпови
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.