ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 2, с. 32-54
УДК 551.242.2(268)
ГЕНЕРАЦИИ СПРЕДИНГОВЫХ ВПАДИН И СТАДИИ РАСПАДА ВЕГЕНЕРОВСКОЙ ПАНГЕИ В ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
АРКТИЧЕСКОГО ОКЕАНА
© 2008 г. Э. В. Шипилов
Мурманский морской и биологический институт Кольского научного центра РАН, 183010, г. Мурманск, ул. Владимирская, 17 Поступила в редакцию 14.05.2007 г.
Рассмотрена и проанализирована хронологическая последовательность формирования спрединго-вых впадин в контексте реконструкции стадий распада вегенеровской Пангеи и становления геодинамической системы Арктического океана. Проведенное изучение позволило обосновать выделение трех обособленных во времени и пространстве генераций спрединговых бассейнов - позднеюр-ско-раннемеловую, позднемеловую - раннекайнозойскую и кайнозойскую. Первая из них обусловлена образованием, развитием и отмиранием спредингового центра Канадской впадины Амеразийского бассейна. Вторая связана с созданием спрединговой ветви Лабрадор-Баффина-Макарова, прекратившей функционирование в эоцене. И, наконец, третья генерация определяется формированием взаимосвязанной спрединговой системы ультрамедленных срединно-океанических хребтов Мона, Книповича и Гаккеля, функционирующих до настоящего времени в Норвежско-Гренландском и Евразийском бассейнах.
Имеющиеся геолого-геофизические материалы и результаты их интерпретации показывают, что с образованием Канадской впадины Арктика выходит из-под геодинамического "влияния" Палеопа-цифики (спрединг, субдукция, образование задуговых бассейнов, коллизионные процессы и др.). С заложением же бассейна Макарова арктический регион вступает в режим океанообразования, свойственный Северной Атлантике (межконтинентальный рифтинг, медленный и ультрамедленный спрединг, отчленение континентальных сегментов - микроконтинентов, отмирание спрединговых центров первичных бассейнов, перескок спрединга и образование молодых спрединговых хребтов и центров и т.п.). При этом сохранялся достаточно устойчивый тренд общего непрерывного продвижения спрединговых систем к северу (как со стороны Пацифики, так и Атлантики).
Все изложенное указывает на то, что в генетическом отношении Арктический океан, а, точнее, Северный Ледовитый, по существу, является "гибридным" океаном или, другими словами, составным, гетерогенным в "архитектурном" отношении образованием. Он сформировался в результате пространственного сопряжения двух разновозрастных и разностилевых геодинамических систем - завершившей развитие в позднем мелу палеопацифической (представленной Канадской впадиной) и тут же пришедшей ей на смену североатлантической (выраженной бассейнами Макарова и Евразийским).
Асимметрия северной части Норвежско-Гренландского бассейна, в отличие от существующих воззрений, обосновывается двухэтапной историей развития этого сегмента Атлантики, обусловленной становлением первичного и вторичного центров спрединга. Вторичный спрединговый центр - хребет Книповича начал формироваться около рубежа олигоцена - миоцена. Он привел к отколу от Баренцевоморской окраины блока континентальной коры поднятия Ховгард.
Таким образом, распад литосферы вегенеровской Пангеи и ее лавразийских фрагментов, приведший к становлению молодых спрединговых впадин, осуществлялся стадийно и, практически, с диаметрально противоположных сторон.
В первую стадию, до позднего мела, ее разрушение осуществлялось со стороны Палеопацифики и было связано с образованием Канадской впадины Амеразийского бассейна (первая генерация океанообразования).
Во вторую стадию, с позднемелового времени, деструктивные импульсы начинались со стороны Северной Атлантики, что привело к отчленению Гренландии от Северной Америки и становлению спрединговой системы Лабрадор-Баффина-Макарова (вторая генерация океанообразования). В кайнозое сформировалась вторая спрединговая ветвь, проникшая в Арктику и приведшая к образованию Норвежско-Гренландского и Евразийского океанических бассейнов (третья генерация океанообразования), спрединговые центры которых функционируют до настоящего времени, но с исключительно низкой скоростью аккреции океанической коры.
Рис. 1. Положение Арктического океана в общей структуре Земли (вид с Северного полюса)
Белые линии - зоны спрединга, темные - зоны субдукции и сжатия. Хорошо видно, что конечные звенья системы СОХ Атлантики - хребты Мона, Книповича и особенно Гаккеля - находятся в заторе континентальных плит, а те, в свою очередь, окружены зонами субдукции и сжатия. Трапеция - рис. 2.
ВВЕДЕНИЕ
Главным процессом, определявшим направленность геологической эволюции в мезозое и кайнозое, являлся прогрессирующий распад литосферы вегенеровской Пангеи [13, 24-26] и ее лавразийских фрагментов, обусловивший проявление нескольких генераций молодого океанооб-разования [29]. В итоге это привело к развитию в Арктике системы1 глубоководных впадин со спрединговой структурой фундамента, обособ-
1 Следует отметить, что понятие геодинамической системы Северного Ледовитого океана было введено и обосновано около 30 лет назад Ю.Е. Погребицким [17]. Развиваемая им концепция формирования океана и Арктической геодепрессии базировалась на позициях гравитационной сегментации Земли, основанной на гравитационной дифференциации ее вещества. Она инициирует конвективные течения и тепловые потоки, которые, в свою очередь, воздействуют на структуру литосферы на фоне общего расширения планеты.
ленных на северный сегмент Атлантики, куда входит Норвежско-Гренландский бассейн, и Северный Ледовитый океан, объединяющий бассейны Канадский, Макарова и Евразийский (рис. 1, 2).
Возрастные параметры и динамика развития океанических бассейнов обычно характеризуются по результатам магнитной хронологии с учетом батиметрических особенностей дна [53, 55, 56, 71]. Однако их реконструкции могут быть существенно дополнены и в ряде случаев уточнены с использованием данных о строении континентальных окраин [1-3, 10, 22, 23, 25, 28, 32, 41, 44, 58, 60, 61, 70, 71 и др.].
В этой связи анализ различных геолого-геофизических материалов и реконструкция главных тектонических событий показывает, что в западной части арктической Евразии Баренцево-Карско-Лаптевоморский регион на протяжении
Аляска
Чукотка
1
Рис. 2. Основные элементы рельефа дна океана в Арктике (по данным рельефа Земли в регулярных точках с шагом 2.5 км, основа - Международная Батиметрическая Карта Арктического океана - 1ВСАО, 2001). Положение трапеции на рис. 1
Пунктир - изобата 1000 м.
Буквенные обозначения: СА - Северная Америка, ЕА - Евразия; шельф: Бш - Баренцевский, Лш - Лаптевский; котловины и соответствующие им впадины: К - Канадская, М - Макарова, А - Амундсена, Н - Нансена, Б - Бореальная, Гр - Гренландская, П - Поморский прогиб, Лф - Лофотенская, Нр - Норвежская, Ир - Ирмингерова, Лб - Лабрадорская, Бф - Баффина; срединно-океанические хребты: Р - Рейкьянес, Мо - Мона, Г - Гаккеля; хребты и поднятия: Л -Ломоносова, АМ - Альфа-Менделеева, ИФП - Исландско-Фарерское (на батиметрическом профиле внизу). Слева вверху - положение источника подсветки рельефа
мелового-кайнозойского времени испытывал неоднократную деструкцию литосферы. Но, трансформируясь, он, тем не менее, оставался континентальной окраиной (в тех или иных очертаниях) для вновь образуемых океанических бассейнов - Аме-разийского, Макарова, Евразийского, Норвежско-Гренландского [28-30, 32]. В области, включающей Новосибирско-Чукотско-Аляскинский регион и арктическую Канаду, раскол литосферы суперконтинента привел к образованию Канадского бассейна. Раскрытие этой спрединговой впадины сопровождалось коллизионными и конвергентными процессами, сформировавшими, в частности, один из главных тектонических швов региона -Южно-Анюйскую сутуру [2, 3, 10, 22, 23, 51], которая маркирует закрытие в позднеюрско-раннеме-
ловое время одноименного, или Анюй-Ангаю-чамского, по [3, 22], океана.
Таким образом, мезозойско-кайнозойская дивергенция плит привела к возникновению новых океанических бассейнов, микроплит (микроконтинентов) и зон перехода континент/океан и оформлению современных границ окраин пассивного типа в Арктике.
Надо сказать, что Арктический океан как самый молодой на Земле [5, 13, 18] обладает и самой меньшей площадью среди других, а в его составе Евразийский бассейн почти в два раза уступает в этом отношении более древнему Амеразийскому бассейну [4, 5, 9]. В этой связи на рис. 1 достаточно отчетливо иллюстрируется, что конечные спрединговые центры Арктической Атлантики-Книповича, Моллой и Гаккеля - в Евразийском
бассейне находятся как бы в "заторе" подавляющих по площади континентальных плит. И уже одно это дает основание говорить о непростой "судьбе" спрединга в Арктике, для которого свойственна нестабильность, ультрамедленная скорость, а нередко и отмирание спрединговых центров в мезозое и, особенно, в кайнозое.
Какова хронологическая очередность возникновения спрединговых впадин в Арктическом регионе, в какие звенья они выстраиваются во времени и пространстве, формируя общую геодинамическую систему Арктического океана? Наконец, какие, в этой связи, прослеживаются тенденции в распаде последней Пангеи, а затем и ее фрагментов и чем они обусловлены? Все это является немаловажным для понимания и воссоздания целостной картины эволюции Северной полярной области Земли.
В предлагаемой работе автор попытался дать ответы на эти и некоторые другие поднятые проблемы. На основе анализа различных геолого-геофизических данных в статье рассматриваются специфические особенности геодинамической эволюции и исторической последовательности формирования глубоководных бассейнов, определивших современную структуру и тектонический облик океанического пространства в Арктике (см. рис. 2). И в этой связи обосновываются стадии распада последней Пангеи, обусловленные, как представляется, различными геодинамическими стилями океанообразования, присущими Тихоокеанскому и Атлантическому сегментам Земли. Их взаимоотношения, в конечном счете, и привели, как будет показано ниже, к формированию сложной геодинамической системы Арктического океана.
В контексте излагаемых представлений о
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.