ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 1, с. 38-57
УДК 552.3(263)
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ТЕКТОНИКИ ХРЕБТА КНИПОВИЧА (СЕВЕРНАЯ АТЛАНТИКА) И ИСТОРИЯ ЕГО РАЗВИТИЯ НА НЕОТЕКТОНИЧЕСКОМ ЭТАПЕ
© 2008 г. А. А. Пейве, Н. П. Чамов
Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., 7 Поступила в редакцию 14.05.2007 г.
В работе рассматриваются результаты геолого-геофизических исследований, в первую очередь, данные по строению верхних горизонтов осадочной толщи северной части хребта Книповича (Норвежско-Гренландский бассейн), полученные в ходе 24-го рейса НИС "Академик Николай Страхов". В результате комплексного анализа полученных данных показано, что современная кинематика севера хребта Книповича определяется правосдвиговыми движениями по разломной зоне Моллой (315°). На данную систему напряжений накладывается система, связанная с рифтингом и широтным раскрытием рифтовых структур собственно хребта Книповича. Таким образом, в районе сочетаются структуры, образованные под воздействием двух систем напряжений.
По времени формирования можно выделить несколько этапов тектонических движений. Первый этап (ранее 500 тыс. лет) связан с формированием преимущественно сбросов, которые запечатаны выделяемыми нами нижней и верхней осадочными толщами. Второй этап (ранее 120-100 тыс. лет) характеризуется развитием сбросов и взбросов, которые нарушают нижнюю толщу и запечатаны верхней. Как в молодых, так и в более древних структурах отмечаются пики тектонической активности, разделенные промежуточными этапами в 50-60 тыс. лет. Поле напряжений, обусловленное региональным правым сдвигом, реализуется в появлении многочисленных косых структур (сбросов и сбросо-сдвигов) северо-восточного простирания, расчленяющих на сегменты различного размера структуры рифтовой долины и ее бортов. Их простирание 20-30° соответствует системе вторичных антитетических левых сдвигов. Систему впадин, расположенную в 40 км к западу от оси рифтовой долины, можно рассматривать как палеорифтовую зону, сочленявшуюся в районе 78°07' с.ш. и 5°20' з.д. с разломом северо-западного простирания, по которому проходил основной правый сдвиг. Существовавшее на этом этапе поле напряжений полностью соответствовало современному. Перемещение оси рифтовой долины к востоку в современное положение произошло около 2 млн. лет назад (если исходить из скорости спрединга около 0.7 см/год).
Полученные данные существенно уточняют имеющиеся представления о процессах, происходящих на начальной стадии раскола континентов с образованием океанических структур. Рассмотренный неотектонический этап характеризуется сочетанием различных полей напряжений, приводящих к формированию сложного комплекса тектонических структур, в том числе и за пределами современной зоны растяжения, приуроченной к оси рифтовой долины хребта Книповича. Как показали исследования, тектонические деформации имели место в ходе всего рассматриваемого неотектонического этапа и проявлялись в виде дискретных, повторяющихся событий.
ВВЕДЕНИЕ
Геологическое строение океанского дна, а также его металлогения во многом контролируются характером и интенсивностью тектонических и магматических процессов, происходящих в осевых частях срединно-океанических хребтов. К числу достижений океанской геологии последних лет относится установление факта сложного строения океанской литосферы, меняющегося от места к месту. Для выявления общих закономерностей формирования океанской литосферы необходимы регионально-геологические исследования океанского дна, дающие основу для развития представлений о реальных тектонических, магматических, металлогенических процессах в
океанах. Океанское дно с геологической точки зрения имеет сложную иерархически построенную систему поперечной и продольной зональности. Изучение различных переходных зон как между крупными мегаструктурами типа океан-океан, континент-океан, а также и между различными структурными провинциями и мегапровин-циями океанского дна представляется наиболее перспективным направлением для постановки региональных исследований, которые могут обеспечить дальнейший прогресс в развитии фундаментальных основ океанской тектоники и геодинамики.
Несмотря на то, что по геолого-геофизическим исследованиям Северная Атлантика является относительно хорошо изученным регионом
Мирового океана, до сих пор остаются неясными основные ключевые вопросы, касающиеся происхождения этой наиболее молодой по времени раскрытия провинции Атлантики.
Основные тектонические события, определившие строение этой области, относятся к неотектоническому этапу развития океанов. Согласно работе Ю.М. Пущаровского с соавторами [3], начало неотектонической эпохи отвечает позднему эоцену-раннему олигоцену (34 млн. лет) и продолжается до настоящего времени. Выделяются 3 этапа усиления тектонической активности [3]: около 23 млн. лет, 10 млн. лет и поздний плиоцен-квартер (1.5-2.5 млн. лет). В настоящей работе мы рассмотрим последний этап неотектонического развития северной части хребта Книповича.
В 2006 году Геологический институт РАН в рамках программ: № 17 президиума РАН "Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология" (проекты - "Сравнительное изучение эволюции и современной структуры континентальных окраин Восточной Атлантики и Арктики", руководитель - академик Ю.Г. Леонов и "Геология, геодинамика и металлогения Центральной, Южной и Северо-Восточной Атлантики", руководитель - академик Ю.М. Пущаровский); совместной российско-норвежской - "Позднемезозойская-кайнозойская тектоно-магматическая эволюция баренцевомор-ского шельфа и континентального склона как ключ к палеогеодинамическим реконструкциям в Северном Ледовитом океане" Международного полярного года, а также некоторых других программ была проведена геолого-геофизическая экспедиция 24-го рейса НИС "Академик Николай Страхов" в арктическом секторе Северной Атлантики. Район работ охватывал, наряду с другими структурами, хребет Книповича, включая его западный фланг, вплоть до котловины Борей. Основной задачей данного исследования было изучение особенностей строения рельефа дна, осадочного чехла, коренных пород и геофизических полей этого района.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА
Норвежско-Гренландский бассейн, в северовосточной части которого расположен хребет Книповича, имеет сложное строение и характеризуется изометричными магнитными аномалиями, диффузным внедрением магмы, дроблением ранее существовавшей коры из-за значительного сдвигового смещения и косого спрединга. Северная часть хребта Книповича расположена в непосредственной близости от острова Шпицберген, который представляет собой западную окраину Евразийского континента. Он относится к структурам с небольшой скоростью спрединга. Поскольку магнитное поле данного района имеет
мозаичный характер, скорости спрединга оцениваются весьма условно. По расчетам К. Крейн [9], 0.7 см/год к северо-западу и 0.1 см/год к юго-востоку от оси хребта. В настоящее время общая протяженность хребта Книповича составляет около 550 км; на севере он смыкается с разлом-ной зоной Моллой, а на юге переходит в хребет Мона (рис. 1). Это единая крупная структура, не расчлененная трансформными разломами. Хребет имеет субмеридиональное простирание и характеризуется хорошо выраженной в рельефе рифтовой долиной и современной сейсмичностью. Его природа до настоящего времени вызывает много вопросов. С одной стороны, здесь имеются явные признаки рифтогенного океанического вулканизма, с другой - его структурный рисунок и геофизические поля не соответствуют таковым типичных и хорошо изученных средин-но-океанических хребтов [1]. Мало известно о составе пород, структуре и неотектонической активности его северного и западного флангов. Отсутствие линейных магнитных аномалий наряду со сложной комплексной тектоникой и неопределенностью типа земной коры в данном регионе делает его детальное изучение еще более актуальным.
В рифтовой долине наблюдаются многочисленные поднятия, некоторые из которых представляют собой действующие подводные вулканы с лавовыми потоками, зафиксированные со-нарной съемкой [8, 13]. Поперечный профиль рифтовой долины У-образный; крутизна западного и восточного бортов меняется по простиранию рифтовой долины. Борта рифтовой долины осложнены террасовидными уступами. Особенность хребта Книповича - многочисленные косые разломы, рассекающие рифтовую долину и ее борта. Сегментация хребта сходна с континентальной рифтовой, где мощность коры очень велика [8]. Для хребта Книповича угол между направлением спрединга и нормали к простиранию хребта составляет 35° (на севере) и 49° (на юге). Основное простирание оси рифта севернее 75°50' с.ш. - 2°, а южнее - 347° [13]. Имеет место косая ориентировка сдвиговой зоны по отношению к начальной ориентировке спрединга (хребет Мона). Направление растяжения в северной части хребта Мона около 330°, а в хребте Книповича - 267-287°.
Начало образования рассматриваемых структур относится к позднему мелу, когда около 80 млн. лет назад произошло образование правосторонней континентальной сдвиговой зоны (Па-леошпицбергенский разлом) между Свальбардом и Гренландией. На севере эта разломная зона переходила в образовывающиеся океанические структуры Арктики, а на юге - в структуры Норвежско-Гренландского бассейна. Относительное движение между Шпицбергеном и Гренландией
1 - 2 2
Рис. 1. Схема основных структур Норвежско-Гренландского бассейна
1 - положение оси Срединно-Атлантического хребта; 2 - Палеошпицбергенский разлом; 3 - район работ
имело северо-западную ориентировку. Движения по этой долгоживущей сдвиговой зоне сопровождались чередованиями этапов сжатия и растяжения. Собственно спрединг в Норвежском море с образованием океанической коры начался около 65-57 млн. лет (хребет Мона) [4, 15, 16]. Растяжение, связанное с этой зоной, в дальнейшем привело к формированию хребта Книповича с продвижением его в северном направлении от хребта Мона [10, 14, 15, 17]. Изменение направления спрединга в Лабрадорском море к западу от Гренландии привело к кратковременному сжатию в
палеоцене (59-56 млн. лет) с формированием
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.