ArticlePDF Available

Вержбицкий Е.В., Лобковский Л.И., Бяков А.Ф., Кононов М.В. Генезис и возраст хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова (Амеразийский бассейн) // Океанология. 2013. Т. 53, № 1. С. 98 – 108.

Article

Вержбицкий Е.В., Лобковский Л.И., Бяков А.Ф., Кононов М.В. Генезис и возраст хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова (Амеразийский бассейн) // Океанология. 2013. Т. 53, № 1. С. 98 – 108.

Abstract

Результаты компьютерного моделирования батиметрических данных в районе хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова указывают на воздействие вещества Арктического плюма на структуры этих хребтов. Выполнена модельная оценка коэффициентов скорости термического погружения хребтов в астеносферу. Проведен сравнительный анализ этих коэффициентов с коэффициентами, рассчитанными для модели формирования Гренландско-Исландского и Исландско-Фарерского порогов, которые также образованы плюм-тектоническими процессами. Выявлено, что коэффициенты погружения в центральных частях хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова близки аналогичным параметрам, рассчитанным для Гренландско#Исландского и Исландско#Фарерского порогов. Это свидетельствует о термической природе погружения хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова, начиная с раннего миоцена, и существенном влиянии вещества Арктического плюма на генезис хребтов. Геологическое время образования хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова определено в очень широких пределах – конец мела-кайнозой. Для более точной оценки времени образования хребтов был применен геотермический метод, который высоко информативен относительно возраста структур и дает значительно более узкие временные границы по сравнению с геологическими данными. На основе определенного по данным теплового потока возраста хребта Альфа-Менделеева (97–79 млн. лет) и хребта Ломоносова (69–57 млн. лет) и анализа комплекса геолого-геофизических данных делается вывод о специфических особенностях их генезиса.
ОКЕАНОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 1, с. 1–11
1
ВВЕДЕНИЕ
Амеразийский бассейн (рис. 1) включает такие
крупные структурные элементы, как хребет Аль
фаМенделеева, хребет Ломоносова, котловины
Подводников и Макарова, Канадский бассейн, а
также шельфовые моря – ВосточноСибирское,
Чукотское, Бофорта, и системы поднятий – Чу
котское, Нортвинд, Кэп и др. Образование струк
тур Амеразийского бассейна тесно связано с про
цессом раскрытия Канадского бассейна и распада
в позднеюрское время континента Арктида [10], в
которую входил ряд структур Гиперборейской
платформы [19]. Геодинамической причиной
формирования Канадского бассейна явилось
длительное существование (190–120 млн. лет) на
севере Пацифики и в ЮжноАнюйском бассейне
субдукции, окаймлявшей континент Арктида.
Геодинамические процессы субдукции, действие
плюма и конвективные процессы в верхней ман
тии явились движущей силой, разъединившей
Аляскинский и Чукотский блоки, что в конечном
счете привело к коллизии Чукотки с Евразией и
становлению в аптское время ВерхояноЧукот
ского орогена [12].
По геологогеофизическим данным Канад
ский бассейн (южная часть) подстилается корой
спредингового (океанического) типа. В соответ
ствии с наиболее распространенным мнением,
рифтогенное раскрытие бассейна происходило в
течение раннейсредней юры, а начало спрединга
относится к поздней юре с максимальным рас
крытием в конце неокома. Окончание спрединга
произошло в конце аптаальбе в период заверше
ния формирования ВерхояноЧукотского ороге
на [17]. В Канадском бассейне выделены не четко
выраженные линейные магнитные аномалии
(М 25М 12, 154–127 млн. лет) [33]. В районе за
падного обрамления Канадского бассейна распо
лагаются система поднятий континентальной
природы – Чукотское, Нортвинд и Кэп. Начало
образования поднятий относят к ранней юре, к
начальному этапу рифтогенеза в Канадском бас
сейне [17].
В котловине Макарова также выделены слабо
выраженные линейные магнитные аномалии
С33С25 (79–63 млн. лет) [33].
Генезис структур Амеразийского бассейна во
многом связан с работой мезозойского Арктиче
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА
(АМЕРАЗИЙСКИЙ БАССЕЙН)
© 2013 г. , Л. И. Лобковский, А. Ф. Бяков, М. В. Кононов
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
email: mvkononov@yandex.ru
Поступила в редакцию 29.12.2011 г., после доработки 11.03.2012 г.
Результаты компьютерного моделирования батиметрических данных в районе хребтов АльфаМен
делеева и Ломоносова указывают на воздействие вещества Арктического плюма на структуры этих
хребтов. Выполнена модельная оценка коэффициентов скорости термического погружения хребтов
в астеносферу. Проведен сравнительный анализ этих коэффициентов с коэффициентами, рассчи
танными для модели формирования ГренландскоИсландского и ИсландскоФарерского порогов,
которые также образованы плюмтектоническими процессами. Выявлено, что коэффициенты по
гружения в центральных частях хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова близки аналогичным па
раметрам, рассчитанным для ГренландскоИсландского и ИсландскоФарерского порогов. Это
свидетельствует о термической природе погружения хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова, на
чиная с раннего миоцена, и существенном влиянии вещества Арктического плюма на генезис хреб
тов. Геологическое время образования хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова определено в
очень широких пределах – конец мелакайнозой. Для более точной оценки времени образования
хребтов был применен геотермический метод, который высоко информативен относительно воз
раста структур и дает значительно более узкие временные границы по сравнению с геологическими
данными. На основе определенного по данным теплового потока возраста хребта АльфаМенделе
ева (97–79 млн. лет) и хребта Ломоносова (69–57 млн. лет) и анализа комплекса геологогеофизи
ческих данных делается вывод о специфических особенностях их генезиса.
DOI:
10.7868/S0030157413010164
Е. В. Вержбицкий
УДК 551.465
МОРСКАЯ
ГЕОЛОГИЯ
2
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
ского суперплюма, проявляющегося в виде внут
риплитного базальтоидного магматизма (WPB),
который по магнитным, сейсмическим и грави
метрическим данным и по данным драгирования
выявлен на хребтах Ломоносова, АльфаМенде
леева, Нортвинд, в котловинах Подводников и
Макарова, на шельфе морей – ВосточноСибир
ского, Чукотского и Бофорта [17].
85°
50°30° в.д. 0°60° з.д.
70°
80°
90°
100°
110°
120°
130°
140°
150°
в.д.
з.д.
160°170° в.д. 180°170°150° з.д.
о. Гренландия
котловина Нансена
хребет Гаккеля
котловина Амундсена
котловина
Макарова
хребет Ломоносова
котловина
Подводников
хребет Менделеева
хребет Альфа
Канадский архипелаг
Канадский бассейн
поднятие
Кэп
Чукотское
поднятие
поднятие Нортвинд
море Бофорта
о. Врангеля
ВосточноСибирское
море
Новосибирские ова
Певек
72.5
56
67
54.4
48.6
58.6
56.7
49.6
57.3
M25
M20
M12
M15
60°
75°
50°30°
70°
80°
90°
100°
110°
120°
130°
140°
160°
M15
M20
M25
80°
70°
63
67
59
65
50
54
50 55.8
Чукотское
море
50
54
54
59
59
67
67
Рис. 1.
Карта основных структур и геотермической изученности Амеразийского бассейна.
Черные кружки: точки измерений теплового потока, мВт/м
2
, цифры в кружках: средние измеренные значения тепло
вого потока, мВт/м
2
, по [13, 27, 29]. Отрезки прямых: магнитные аномалии, цифры: номера аномалий, по [33]. Двой
ные стрелки указывают на аптальбское субширотное растяжение Евразиатской окраины, по [31]. Пунктирная линия
ограничивает центральный блок континента Арктида, фрагментированный процессами рифтогенеза и диффузного
спрединга на провинцию бассейнов и хребтов, по [12].
Хребет Гаккеля, котловины Амундсена и Нансена относятся к Евразийскому бассейну.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА 3
Хребты АльфаМенделеева и Ломоносова яв
ляются естественным структурным ограничени
ем системы котловин ПодводниковМакарова
(рис. 1). На базе анализа широкого ряда образцов
донных отложений в работе cделан вывод, что
осадочный комплекс хребтов АльфаМенделеев и
Ломоносова соответствует по возрастным харак
теристикам в основном палеозою и мезозою; ко
ренные же породы древнего фундамента структур
(радиометрическая датировка полевых шпатов)
имеет карельский возраст (1600–1850 млн. лет)
[11]. В настоящее время нет единства взглядов от
носительно генезиса хребта АльфаМенделеева.
В работе [2] высказана точка зрения, в соответ
ствии которой хребет АльфаМенделеева являет
ся базальтовым вулканическим плато. На основа
нии работы [24] хребет является вулканической
островной дугой над зоной субдукции. Некото
рые исследователи считают что, хребет является
следом горячей точки [25]. Существуют взгляды и
об океаническом генезисе этого хребта [9].
Имеется также разброс мнений относительно
строения коры хребтов Альфа–Менделеева и Ло
моносова – от утоненной континентальной ко
ры, тектонически переработанной континенталь
ной коры, до океанической коры. До настоящего
времени не до конца исследован вопрос о воздей
ствии мезозойского Арктического плюма на
структуры этих хребтов [17]. Существует также
известная гипотеза, что в аптераннем альбе
(115–110 млн. лет назад) к Канадскому бассейну
примыкала Евразийская континентальная окраи
на, включающая фрагмент литосферы будущих
хребтов Ломоносова и АльфаМенделеева. Образо
вание хребтов обусловлено поэтапным отделением
процессами рифтогенеза их структуры от Евразиат
ской окраины в конце мелакайнозое [20].
Следует также специально отметить, что гео
логическое время образования хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова определено в весьма
широких пределах – конец мелакайнозой. Это
не позволяет составить достоверное представле
ние об эволюции всего Амеразийского бассейна,
характеризующегося большим углеводородным
потенциалом. Учитывая вышесказанное, для
оценки времени образования хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова целесообразно приме
нить геотермический метод, который высоко ин
формативен относительно возраста литосферы и
дает значительно более узкие временные границы
формирования структур по сравнению с геологи
ческими материалами. Данные теплового потока,
в отличие от геологических, магнитных и сейсми
ческих данных, отражают время геодинамиче
ских процессов, протекающих на границе астено
сфералитосфера. Это значительно повышает
достоверность найденного по магнитным, сей
смическим и другим геологогеофизическим
данным возраста хребтов, что позволяет опти
мизировать расчет и построение плитотектони
ческих реконструкций эволюции Амеразийско
го бассейна.
В статье на основе анализа результатов ком
пьютерного моделирования батиметрических
данных делается вывод о внедрении вещества ме
зозойского Арктического плюма в литосферу
хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова. Вы
полнена модельная оценка коэффициентов ско
рости термического погружения структуры хреб
тов в астеносферу. Проведен сравнительный ана
лиз коэффициентов погружения хребтов с
коэффициентами погружения, рассчитанными
для модели формирования ГренландскоИсланд
ского и ИсландскоФарерского порогов, которые
также образованы плюмтектоническими про
цессами в районе Исландского плюма.
Результа
ты анализа
свидетельствуют о существенном вли
янии вещества плюма на генезис хребтов Ломо
носова и АльфаМенделеева. Рассчитан по
данным теплового потока возраст хребтов, кото
рый подтверждается комплексом геологогеофи
зических данных. Делается вывод о теплофизиче
ской и генетической связи хребтов Ломоносова и
АльфаМенделеева с БаренцевоКарской конти
нентальной окраиной, которая являлась частью
континента Арктида, включавшего обширный
Сибирский шельф.
Генезис х р ебто в Альф а Менделеева и Ломоносова
и его связь мезозойским Арктическим плюмом
Для выяснения вопроса о генезисе хребтов
АльфаМенделеева и Ломоносова необходимо
воспроизвести рельеф дна хребтов и морфологи
ческие особенности фундамента вдоль их прости
рания, а также рассчитать скорость термического
погружения фундамента различных частей хреб
тов. Методика подготовки данных и проведения
расчетов неоднократно использовалась авторами
для расшифровки термической эволюции как
спрединговых хребтов [3], так и для хребтов,
сформированных под воздействием мантийных
плюмов [7]. Используя базу цифровых батимет
рических данных ЕТОРО5, были построены
профили рельефа дна вдоль простирания хребтов
АльфаМенделеева и Ломоносова от Канадско
Гренландской до Сибирской континентальных
окраин (рис. 2а, 2б). На профилях для построения
рельефа фундамента были использованы опубли
кованные результаты сейсмических исследова
ний и плотностного моделирования структуры
коры хребтов: результаты отечественных работ
по проектам “Трансарктика 89–91”, “Трансарк
тика92”, “Арктика2000”, “Арктика2005”,
“Арктика2007” [16, 17, 20] и других зарубежных
исследований [21, 28], в том числе, в море Лин
кольна по проекту LORITA, а также трехмерного
плотностного моделирования земной коры [14].
4
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
В результате для 5 точек гребня хребта Альфа
Менделеева и 5 точек гребня хребта Ломоносова
оценена мощность осадочной толщи (таблица),
залегающей на акустическом фундаменте, обра
зованном, предположительно, складчатыми тол
щами мезозойского возраста [15] (см. рис. 2а, 2б).
После удаления осадочного чехла, по известной
методике [30] была введена поправка на изоста
1000
0
–1000
–2000
–3000
–4000
–5000
–6000
1
23
4
5
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 км
(а)
Хребет Альфа Хребет Менделеева
уровень моря
Высота/глубина, м
0
ЗВ
1000
0
–1000
–2000
–3000
–4000
–5000
–6000
1
23
4
5
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 км
(б)
Хребет Ломоносова
уровень моря
0
ЗВ
1.5
11
2
–600 –400 –200 200 400 600 км
(в)
уровень моря
1.0
0.5
0
–0.5
–1.0
–1.5
–2.0 2
1234
аб
Гренландско
Исландский порог
Остров
Исланлия ИсландскоФарерский
H
= 1.142 – 0.329
t
H
= 0.964 – 0.376
t
H
= 0.447 – 0.321
t
порог
0
–50 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50
Возраст коры, млн. лет
H
= 1.134 – 0.332
t
123
ЗВ
Рис. 2.
Рельеф дна и аппроксимация рельефа фундамента для хребтов АльфаМенделеева (а) и Ломоносова (б), Грен
ландскоИсландского и ИсландскоФарерского порогов (в) вдоль их простирания.
Для рис. 2а и 2б: В кружках
показано
положение точек для расчета коэффициента скорости термического погружения
фундамента. Координаты этих точек приведены в таблице.
1 –
рельеф дна;
2 –
современный рельеф фундамента;
3 –
рельеф фундамента 25 млн. лет назад;
4 –
современное положение фундамента по геофизическим данным (а) и по рас
чётам 25 млн. лет назад (б).
Для рис. 2в: В кружках
показано
положение точек для расчета коэффициента скорости термического погружения фун
дамента. Координаты этих точек приведены в таблице.
1 –
рельеф фундамента;
2 –
кривая аппроксимации рельефа
фундамента до 25 млн. лет;
3 –
кривая аппроксимации рельефа фундамента до 50 млн. лет.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА 5
тическое прогибание фундамента под воздей
ствием осадочной толщи. Профили фундамента
без осадочной толщи и с учетом изостатической
компенсации вдоль простирания хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова представлены на
рис. 2а, 2б. Эти профили свидетельствуют о нали
чии в центральной части хребтов обширного сво
дового поднятия фундамента, что может быть
обусловлено в данном районе существованием до
позднего мела активного мантийного плюма. В
пользу этого предположения также говорит тот
факт, что центры сводов обеих хребтов находятся
приблизительно на одной широте и палеорекон
струкции положения хребтов для позднего мела
выявляет их как единое целое. Выполненный ав
торами анализ геологогеофизических данных
свидетельствует о том, что внедрение Арктического
плюма в район БаренцевоКарского фрагмента
континентальной литосферы Арктиды произошло
в меловое время примерно 120–100 млн. лет назад.
Хребты АльфаМенделеева и Ломоносова образо
вались в результате разделения данного фрагмен
та на две части, как следствие обширного растя
жения разогретой плюмом литосферы. Это также
подтверждается субпараллельным взаимополо
жением хребтов.
Авторами сделана оценка коэффициентов, ха
рактеризующих скорости термического погруже
ния фундамента хребтов после окончания воз
действия плюма. Данные по скважине бурения [1]
свидетельствуют об относительно стабильном по
ложении хребтов АльфаМенделеева и Ломоно
сова вблизи уровня океана с позднего мела до
раннего миоцена и с последующим их интенсив
ным погружением в последние 25 млн. лет.
Согласно модели остывания литосферной
плиты, коэффициент скорости ее термического
погружения оценивается из соотношения [22, 32]:
(1)
В нашем случае
t
= 25 млн. лет;
Н
25
= 0 км –
глубина фундамента относительно уровня моря
25 млн. лет назад;
Н
– глубина фундамента отно
сительно уровня моря в настоящее время.
()
25
.
KH Ht
=−
Результаты расчетов коэффициента скорости термического погружения фундамента (
К
) для хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова, ГренландскоИсландского и ИсландскоФарерского порогов
№ точек Координаты Столб воды,
км Мощность
осадков, км
H
, км
H
25
, км
K
, км/млн.
лет
1/2
с. ш. долгота
Хребет АльфаМенделеева
182
°
15
94
°
0
з.д. 0.3 12.5 5.4 3.8 1.08
285
°
45
130
°
30
з.д. 2.0 1.5 2.9 1.3 0.58
384
°
25
157
°
50
з.д. 1.5 0.5 1.85 0 0.37
481
°
45
177
°
10
з.д. 2.0 1.0 2.6 1.0 0.52
575
°
15
179
°
05
з.д. 0.3 12.0 5.2 3.6 1.04
Хребет Ломоносова
183
°
40
72
°
20
з.д. 0.2 12.0 5.1 3.5 1.02
288
°
30
146
°
30
в.д. 1.5 1.3 2.3 0.7 0.46
387
°
0
139
°
0
в.д. 1.2 0.3 1.4 0 0.28
484
°
45
143
°
30
в.д. 2.0 0.5 2.35 0.7 0.47
578
°
40
136
°
30
в.д. 0.3 7.0 3.1 1.5 0.62
ГренландскоИсландский порог
165
°
30
24
°
00
з.д. 0.0 0.4 1.17* 0.33
266
°
25
30
°
20
з.д. 0.4 0.6 1.71* 0.33*
ИсландскоФарерский порог
164
°
15
11
°
45
з.д. 0.4 0.5 1.35* 0.37
262
°
50
7
°
50
з.д. 0.6 0.4 1.78* 0.32*
Примечание.
H
– глубина фундамента относительно уровня океана в настоящее время (км),
H
25
– глубина фундамента отно
сительно уровня океана 25 млн. лет назад (км),
K
– коэффициент скорости термического погружения фундамента за послед
ние 25 млн. лет (км/млн. лет
1/2
). * Для ГренландскоИсландского и ИсландскоФарерского порогов глубина фундамента
(столбец 6) рассчитывалась, соответственно, от западной и восточной окраин Исландского плато. Для точек № 2 расчет
К
(столбец 8) выполнен для коры возрастом до 50 млн. лет.
Положение точек, для которых рассчитаны коэффициенты скорости термического погружения фундамента также показано
на рис. 2а–2в.
6
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
Результаты расчетов приведены в таблице.
Профили на рис. 2а, 2б подобны субширотно
му батиметрическому разрезу через Гренландско
Исландский порог, о. Исландия, ИсландскоФа
рерский порог (Атлантический океан), которые
образовались при воздействии Исландского плю
ма [7]. Начало образования литосферы этих поро
гов относится к периоду рифтогенного раскола в
позднем палеоцене Гренландской и Евразийской
плит и началу спрединга в Северной Атлантике.
Пороги образовались также в условиях действия
плюма (при очень медленном спрединге
(
1 см/год)). В процессе раскрытия Атлантического
океана (примерно в течение 50–23 млн. лет) в райо
не Исландии смешанное вещество Исландского
плюма и астеносферы заполнило субширотный
разлом, простирающийся от о. Гренландия до Фа
рерских островов, сформировав структуру Грен
ландскоИсландского и ИсландскоФарерского
порогов. Следует также отметить, что кора этих
порогов и хребтов АльфаМенделеева и Ломоно
сова близка по составу и включает гранитный и
базитовый слои, ниже которых залегает комплекс
с переходными коромантийными параметрами.
Поэтому логично сравнить результаты расче
тов, выполненных выше для хребтов АльфаМен
делеева и Ломоносова, с моделью термического
погружения ГренландскоИсландского и Ис
ландскоФарерского порогов, которые также об
разовались плюмтектоническими процессами в
Атлантическом океане. Для ГренландскоИс
ландского и ИсландскоФарерского порогов так
же были выполнены расчеты коэффициента ско
рости термического погружения фундамента за
последние 25 и 50 млн. лет. Результаты расчетов
(точки № 1, 2) показаны на рис. 2в и приведены в
таблице.
Результаты расчетов показывают, что коэффи
циенты
K
, характеризующие скорость термиче
ского погружения фундамента в центральных ча
стях хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова
(точки № 3) близки аналогичным параметрам,
рассчитанным для ГренландскоИсландского и
ИсландскоФарерского порогов. Это не противо
речит гипотезе, согласно которой в постмиоцено
вое время хребты АльфаМенделеева и Ломоно
сова испытывают устойчивое погружение [1],
обусловленное термическим остыванием плюма.
Что касается участков хребтов вблизи континен
тальных окраин материков (точки № 1 и 5), где
коэффициент
K
в 2–3 раза выше, следует иметь в
виду, что расчеты коэффициентов скорости тер
мического погружения сделаны нами исходя из
предположения, что 25 млн. лет назад хребты на
всем протяжении находились вблизи уровня оке
ана (см. формулу выше). На самом деле такое
предположение может быть сделано только для
участков вблизи центральной части хребтов [1].
Для периферийных участков глубина фундамента
до начала погружения в раннем миоцене, вероят
но, была значительно ниже, чем для центральных
участков. Это может быть обусловлено удаленно
стью от центра головки мантийного плюма.
Для подтверждения этого предположения бы
ла выполнена оценка глубины фундамента в раз
ных частях хребтов 25 млн. лет назад. Оценка вы
полнена исходя из допущения, что коэффициент
скорости термического погружения за этот пери
од времени на всем протяжении хребтов был при
близительно одинаковым и равнялся среднему
значению между точками № 3 в центральной ча
сти обоих хребтов (
K
= 0.325 км/млн. лет
1/2
). В
таблице (столбец 7) приведены результаты расче
та (см. формулу выше). Результаты расчета пока
зывают, что глубина фундамента до начала погру
жения в раннем миоцене возрастала, как и в на
стоящее время, по мере удаления от центральных
частей хребтов.
Таким образом, выполненный выше анализ
позволяет сделать вывод о термической природе
погружения хребтов АльфаМенделеева и Ломо
носова, начиная с раннего миоцена, и о суще
ственном влиянии Арктического плюма на гене
зис этих хребтов.
Оценка времени образования хребтов Ломоносова
и АльфаМенделеева по данным теплового потока
Хребет АльфаМенделеева (рис. 1) большин
ство исследователей в настоящее время считают
единой тектонической структурой, несмотря на
то, что хребет Альфа отделен прогибом от хребта
Менделеева. Эти структуры характеризуются
близкой степенью расчлененности рельефа. Кро
ме того, драгированные на этих хребтах обломоч
ные породы сходны по составу и по возрасту [11].
Последние исследования свидетельствуют о том,
что хребет АльфаМенделеева характеризуется
тектонически преобразованной континенталь
ной корой, насыщенной мафитовыми интрузив
ными телами – проявлениями воздействия Арк
тического суперплюма [20]. На хребте Альфа дра
гирован базальтовый образец, возраст которого,
определенный Ar
40
/Ar
39
методом, – поздний кам
пан (82 млн. лет) [17]. По сейсмическим данным
возраст этого хребта определен как альбкампан
ский (100–82 млн. лет) [25]. В пределах хребта
Альфа геологической трубкой был поднят штуф
базальтов, радиологический возраст которых со
ставляет 83 млн. лет [11].
По основе спутниковых данных хребет Менде
леева практически не выделяется в магнитном
поле. Слабые магнитные аномалии хребта Альфа
направлены примерно перпендикулярно его про
стиранию. Базальты, поднятые с хребта, не явля
ются толеитами типа MORB. Все это не подтвер
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА 7
ждает спрединговую (океаническую) природу
хребта АльфаМенделеева [14, 17]. Мощность ко
ры хребта АльфаМенделеева достигает 32 км.
Верхняя часть осадочного чехла хребта Альфа
Менделеева включает слой не уплотненных осад
ков мощностью 3.5 км со скоростями продольных
волн (1.7–3.6 км/с) и слой уплотненных осадков
мощностью 4 км (5.0–5.4 км/с) [17]. Далее зале
гает сейсмический комплекс (консолидирован
ный фундамент), включающий гранитогнейсо
вый и гранулитбазитовый слои мощностью 4
(5.9–6.4 км/с) и 20 км (6.7–7.3 км/с), соответ
ственно. Ниже расположен 7 км коромантий
ный слой (7.4–7.8 км/с). Граница М характеризу
ется скоростями (7.9–8 км/с). Мощность ком
плекса со скоростями 5.9–6.4 и 6.7–7.3 км/с на
хребте Менделеева примерно в 1.5 меньше, чем на
хребте Альфа [17].
Как уже отмечалось выше, существует мнение,
основанное на геологических данных, что хребет
АльфаМенделеева сформировался как самосто
ятельная структура процессами рифтогенеза, от
делившись в конце мелакайнозое от восточного
склона структуры будущего хребта Ломоносова.
Учитывая эти довольно широкие временные гра
ницы, для выяснения более точного времени от
деления этого хребта от континентальной окраи
ны следует использовать имеющиеся измеренные
на нем значения теплового потока.
Процесс осадконакопления вносит суще
ственные искажения в глубинный тепловой по
ток структур, поскольку на прогрев осаждающе
гося холодного материала затрачивается энергия
глубинного тепла. Кроме того, худшие, чем у кон
солидированной коры тепло и температуропро
водности осадков приводят к экранирующему
теплоэффекту, сопровождающемуся аномальным
разогревом низов осадочной толщи, уменьшая
значение глубинного теплового потока. В связи с
вышесказанным, для оценки глубинного тепло
вого потока хребта АльфаМенделеева необходи
мо ввести в фоновый тепловой поток поправку на
скорость осадконакопления и контраст тепло и
температуропроводности осадочных пород и по
род основания. Для этого мы использовали реше
ние интегрального уравнения Вольтерра второго
рода для теплового потока, проходящего через
поверхность накапливающихся осадков в течение
времени
t
[8].
Для введения вышеуказанной коррекции рас
считывались теплофизические параметры
Р
и
S
:
где
λ
0
,
а
0
– коэффициенты теплопроводности и
температуропроводности осадочных пород;
λ
1
,
а
1
– коэффициенты теплопроводности и темпера
туропроводности пород основания;
Н
– мощность
0
1
0
,,
2
a
H
PS
a
at
λ
==
λ
осадочного слоя;
t
– возраст осадков. Параметр
Р
характеризует изменение теплового протока в про
цессе осадконакопления, параметр
S
– контраст
ность пород основания и верхнего слоя осадков по
теплофизическим свойствам.
При расчетах параметров
P
и
S
используются
коэффициенты тепло и температуропроводно
сти, принятые в геотермии для соответствующих
осадочных горизонтов [18].
На рис. 1 приведены измеренные на хребте
АльфаМенделеева значения теплового потока.
[13, 29]. В кружках дан средний тепловой поток (в
кружке 10–15 измеренных в одной точке значе
ний теплового потока). Фоновый тепловой поток
восточного склона хребта АльфаМенделеева со
ставляет
50 мВт/м
2
, западного склона
60 мВт/м
2
.
Несколько повышенное в районе хребта Альфа
среднее значение теплового потока 72.5 мВт/м
2
мо
жет быть обусловлено здесь разломной тектоникой
и внедрением интрузий. В целом, величина фоно
вого теплового потока на хребте АльфаМенделеева
равна 60 мВт/м
2
. Для слоя не уплотненных осадков
хребта коэффициенты теплопроводности и темпе
ратуропроводности составляют, соответственно
λ
0
= 1.3
×
10
3
мВт/м К,
а
0
= 3.0
×
10
–7
м
2
/с, а для ни
жележащего слоя уплотненных осадков
λ
1
= 1.5
×
×
10
3
мВт/м К,
а
1
= 3.5
×
10
–7
м
2
/с. Тогда на основе
решения интегрального уравнения Вольтерра [8],
для средней мощности неуплотненных осадков
хребта
Н
ср
= 3.5 км, теплофизические параметры
Р
= 0.07,
S
= 0. 94, а коэффициент коррекции фо
нового теплового потока равен
K
= 1.15. Умножая
значение фонового потока 60 мВт/м
2
на этот ко
эффициент, получим скорректированный тепло
вой поток равный 70 мВт/м
2
. Аналогично, для вы
шеуказанных коэффициентов теплопроводности
и температуропроводности уплотненных осадков
(для
Н
ср
= 4.0 км) и гранитогнейсового основа
ния (
λ
1
= 2.5
×
10
3
мВт/м К,
а
1
= 5
×
10
–7
м
2
/с) тепло
физические параметры
Р
= 0.038,
S
= 0.72, коэффи
циент коррекции составит 1.08, а скорректирован
ный тепловой поток 70 мВт/м
2
×
1.08 = 76 мВт/м
2
.
Вычитая из этой величины суммарную радиоген
ную составляющую теплового потока вышеуказан
ных осадочных слоев 7500 м
×
1.4
×
10
–3
мВт/м
3
10 мВт/м
2
получим, что глубинный (на кровле
фундамента) тепловой поток хребта АльфаМенде
леева равен 66 мВт/м
2
.
Поскольку кора хребта АльфаМенделеева ха
рактеризуется континентальным строением, для
расчета времени его образования следует приме
нить геотермическое соотношение для континен
тального генезиса литосферы [4]:
(2)
где –
q
– мВт/м
2
, тепловой поток;
t
– млн. лет,
возраст литосферы.
()
10.28ln
480 ,
t
qe t
−+
=
8
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
Подставив полученное значение глубинного
теплового потока (66 мВт/м
2
) в соотношение (2)
получим среднее время образования хребта рав
ное 88 млн. лет (коньяк). Это согласуется с выво
дом, сделанным на основе геологических матери
алов, что хребет АльфаМенделеева был отчленен
от структуры хребта Ломоносова в конце мела
кайнозое [10].
Рассчитанное по геотермическим данным
среднее время (88 млн. лет) образования хребта
АльфаМенделеева согласуется с возрастом полу
ченных на хребте образцов коренных пород 82 и
83 млн. лет [17]. Учитывая точность определения
возраста структур по данным теплового потока
±
10%, интервал времени образования хребта Аль
фаМенделеева составляет 97–79 млн. лет, что хо
рошо согласуется с сейсмическими данными
(100–82 млн. лет). Определенное время также со
гласуется с аптальбским временем активного
магматизма и субширотного растяжения конти
нентальной Евразиатской окраины к юговостоку
от хребта АльфаМенделеева [31], а также с началом
формирования котловины Макарова в конце позд
немелового времени (примерно 75–60 млн. лет на
зад), определенного по сейсмическим и геологиче
ским данным [20, 23]. Рассчитанный по геотерми
ческим данным средний возраст формирования
хребта 88 млн. лет не превышает 10% относитель
но радиологического возраста полученных на нем
коренных пород (82 и 83 млн. лет) и среднего воз
раста 91 млн. лет, определенного по сейсмиче
ским данным. Это указывает на корректность вы
полненной оценки по данным теплового потока
среднего возраста этого хребта.
Северной границей Амеразийского бассейна
является хребет Ломоносова (рис. 1), который в
позднем мелураннем кайнозое во время раскры
тия Евразиатского бассейна отделился от Баренце
воКарской континентальной окраины. Данные
бурения на хребте Ломоносова свидетельствуют об
общности его развития с БаренцевоКарским
шельфом. На это указывают драгированные на
хребте цирконсодержащие коренные породы
позднепермского возраста. Источником цирко
нов вероятно являлись сиениты Таймырского п
ва [17, 20].
В центральном части хребта Ломоносова име
ется фрагмент, где гранитный слой полностью от
сутствует. Континентальная кора КанадскоГрен
ландского сегмента хребта также включает об
ласть, верхняя кора которой имеет базитовый
состав, что находит отражение в магнитном поле.
В целом, хребет Ломоносова характеризуется
континентальным строением и слабо выражен в
магнитном и гравиметрическом полях [2, 14].
Сейсмический разрез хребта Ломоносова ана
логичен сейсмическому разрезу хребта Альфа
Менделеева. Мощность коры хребта Ломоносова
варьирует в пределах 20–30 км. По данным сей
смических исследований верхняя часть неуплот
ненных осадков (
2 км) со скоростью продоль
ных волн 1.7–3.6 км/с подстилается 5–6 км слоем
уплотненных осадков со скоростью 5.0–5.4 км/с
(предположительно, палеозой или (и) мезозой).
Ниже залегает гранитогнейсовый комплекс
(консолидированный фундамент) мощностью
10 км с сейсмической скоростью 6.0–6.4 км/с.
Базитовая часть коры (
12 км) характеризуется
сейсмическими скоростями 7.0–7.3 км/с. Далее
следует коромантийный комплекс с сейсмиче
ской скоростью 7.5 км/с, ниже которого проходит
граница М со скоростью 8.2 км/с [14, 17].
Как уже отмечалось выше, хребет Ломоносова
отделился процессами рифтогенеза и спрединга
от Евразиатского шельфа в конце мелараннем
кайнозое. Для выяснения более точного времени
отделения хребта от континентальной окраины
можно использовать имеющиеся на нем данные
теплового потока.
Фоновый тепловой поток на хребте Ломоносо
ва составляет 65 мВт/м
2
[13] (рис. 1). Для слоя не
уплотненных осадков хребта коэффициенты тепло
проводности и температуропроводности составля
ют
λ
0
= 1.3
×
10
3
мВт/м К,
а
0
= 3.0
×
10
–7
м
2
/с, соот
ветственно, а для нижележащего слоя уплотненных
осадков
λ
1
= 1.5
×
10
3
мВт/м К,
а
1
= 3.5
×
10
–7
м
2
/с.
Тогда, в соответствии с решением интегрального
уравнения Вольтерра [8], для средней мощности
неуплотненных осадков хребта
Н
ср
= 2 км тепло
физические параметры
Р
= 0.04,
S
= 0.94, а коэф
фициент коррекции равен
K
= 1.09. Умножая зна
чение фонового теплового потока 65 мВт/м
2
на
этот коэффициент, получим скорректированный
тепловой поток примерно равный 70 мВт/м
2
.
Аналогично, для вышеуказанных коэффициен
тов теплопроводности и температуропроводно
сти уплотненных осадков для
Н
ср
= 5.5 км и грани
тогнейсового основания (
λ
1
= 2.5
×
10
3
мВт/м К,
а
1
= 5
×
10
–7
м
2
/с) теплофизические параметры
Р
= 0.052,
S
= 0.72. В этом случае коэффициент
коррекции составит 1.11, а скорректированный
тепловой поток 70 мВт/м
2
×
1.11
80 мВт/м
2
. Вы
читая из этой величины суммарную радиогенную
составляющую теплового потока вышеуказанных
осадочных слоев 7500 м
×
1.4
×
10
–3
мВт/м
3
10 мВт/м
2
получим, что глубинный тепловой
поток хребта Ломоносова равен 70 мВт/м
2
.
Учитывая континентальное строение хребта
Ломоносова, для расчета возраста его образова
ния также следует применить соотношение (2).
Подставляя в соотношение полученное значение
глубинного теплового потока (70 мВт/м
2
), нахо
дим, что среднее время образования хребта равно
63 млн. лет назад (ранний палеоцен), а с учетом
геотермической точности исследований
±
10%
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА 9
69–57 млн. лет назад (поздний сенонпалеоцен).
Это соответствует мнению, высказанному на ос
нове анализа геологических данных, что хребет
Ломоносова был отделен в позднем мелураннем
кайнозое от БаренцевоКарского шельфа, кото
рый принадлежал к континенту Арктида [10].
Выполненная оценка согласуется также с
определенным по магнитным данным временем
завершения рифтогенеза и начала спрединга в
котловине Амундсена (Евразийский бассейн)
[26]. Начало спрединга в этой котловине относит
ся ко времени 57 млн. лет назад (аномалия С25),
когда в районе БаренцевоКарского шельфа про
изошел разрыв континентальной коры и процес
сами спрединга начала формироваться океаниче
ская кора. Это соответствует времени завершения
формирования хребта Ломоносова. Время суще
ствования рифтогенеза в котловине Амундсена
составляет по геологогеофизическим данным
примерно 10 млн. лет. Это указывает на то, что
время начала рифтогенного раскрытия котлови
ны Амундсена
67 млн. лет назад согласуется со
временем начала формирования хребта Ломоно
сова (69 млн. лет назад), определенного по геотер
мическим данным.
Анализ результатов сейсмического зондирова
ния относит отделение хребта Ломоносова от
Евразийской окраины ко времени 58 млн. лет на
зад [2]. По результатам других сейсмических ис
следований [34] среднее время отделения хребта
Ломоносова от Евразийского шельфа датируется
временем 61 млн. лет назад. Определенное по
данным теплового потока время образования
хребта Ломоносова 63 млн. лет назад не превыша
ет эти значения более чем на 10% и, следователь
но, согласуется с оценкой времени, полученной
по данным сейсмостратиграфии.
Средний возраст БаренцевоКарской пасcив
ной окраины составляет 310 млн. лет, а современ
ный глубинный тепловой поток
50 мВт/м
2
[5, 6].
Используя соотношение (1), можно рассчитать
теоретический тепловой поток хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова для среднего времени
их отделения от БаренцевоКарского шельфа
75 млн. лет назад, т.е. для времени
235 млн. лет
назад. Подставляя в соотношение (2) возраст
235 млн. лет, найдем, что глубинный тепловой по
ток составлял 53 мВт/м
2
, т.е. был практически ра
вен современному тепловому потоку Баренцево
Карской окраины (50 мВт/м
2
). Это позволяет сде
лать вывод о первоначальной теплофизической
связи литосферы хребтов АльфаМенделеева и
Ломоносова с БаренцевоКарской окраиной, ко
торая являлась частью континента Арктида [10].
Следует также отметить, что между Евразий
ским шельфом и хребтом АльфаМенделеева не
наблюдается гравитационной аномалии, которая
характерна для границ между океанической и
континентальной структурами [2]. Это указывает
на принадлежность хребта АльфаМенделеева к
восточной части Российского шельфа. В районе
сочленения хребта АльфаМенделеева с Сибир
ской шельфовой зоной не зарегистрировано су
щественного перепада глубин и резкого измене
ния рельефа дна, что свидетельствует о том, что
структура хребта соединена с Российским шель
фом. Континентальное подножье хребта Ломоно
сова также плавно сочленяется с Сибирской кон
тинентальной окраиной без резких изменений
характера рельефа и перепада глубин, что также
указывает на принадлежность хребта Российско
му шельфу [14].
Определенный по данным теплового потока
значительно более молодой возраст хребтов Менде
леева и Ломоносова (в интервале
100–60 млн. лет)
по сравнению с возрастом древнего фундамента
(протерозой) отражает время рифтогенеза и спре
динга, нарушивших литосферу континента Арк
тида, составлявшего ранее единую тектониче
скую структуру.
В целом, выполненный анализ геологогеофи
зических данных свидетельствуют о генетической
связи структуры хребтов АльфаМенделеева и
Ломоносова с континентом Арктида и о принад
лежности структуры этих хребтов восточной ча
сти Российского шельфа.
ВЫВОДЫ
1. Проведен детальный анализ батиметриче
ских данных вдоль простирания хребтов Альфа
Менделеева и Ломоносова. Выполнено числен
ное моделирование изостатического поднятия
фундамента хребтов вследствие снятия нагрузки
осадочного чехла. Сделаны компьютерные расче
ты коэффициентов скорости термического по
гружения в астеносферу хребтов АльфаМенделее
ва и Ломоносова, а также ГренландскоИсландско
го и ИсландскоФарерского порогов, образование
которых связано с работой горячей точки. Сравни
тельный анализ результатов выполненных расчетов
свидетельствует о существенном влиянии Аркти
ческого плюма на генезис хребтов АльфаМенде
леева и Ломоносова.
2. Рассчитаное по данным теплового потока
среднее время (88 млн. лет назад, сантон) образо
вания хребта АльфаМенделеева согласуется с ра
диологическим возрастом полученных на хребте
образцов коренных пород 82 и 83 млн. лет. Опре
деленный интервал времени образования хребта
АльфаМенделеева (97–79 млн. лет), хорошо со
гласуется с сейсмическими данными (100–
82 млн. лет). Выполненная оценка начала фор
мирования хребта АльфаМенделеева (97 млн.
лет) согласуется с аптальбским временем актив
ного магматизма и субширотного растяжения
10
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
континентальной Евразиатской окраины к юго
западу от хребта АльфаМенделеева, а также с
началом формирования котловины Макарова в
конце позднемелового времени, определенного
по сейсмическим и геологическим данным. Рас
считанный по геотермическим данным средний
возраст формирования хребта (88 млн. лет) не
превышает 10% относительно возраста коренных
пород (82 и 83 млн. лет) и согласуется с возрастом,
определенным по сейсмическим данным. Все это
указывает на корректность выполненной оценки
и
с
огласуется с выводом, сделанным на основе
геологических материалов, что хребет Альфа
Менделеева был отделен от структуры хребта Ло
моносова конце мелакайнозое.
3. Выполненная по геотермическим данным
оценка времени образования хребта Ломоносова
(69–57 млн. лет назад, маастрихт – поздний палео
цен) соответствует времени (поздний мел – ранний
кайнозой) отделения хребта от БаренцевоКарской
окраины, определенному по геологическим мате
риалам. Сделанная оценка согласуется также с
определенным по магнитным данным временем
(57 млн. лет) завершения формирования структу
ры хребта, когда произошел разрыв континенталь
ной коры и начался спрединг в котловине Амундсе
на (Евразийский бассейн), а также со временем су
ществования рифтогенеза (
10 млн. лет) в этой
котловине и началом ее рифтогенного раскрытия
(69 млн. лет назад). Рассчитанное по геотермиче
ским данным среднее время образования хребта
(63 млн. лет) не превышает время, определенное
по результатам сейсмических исследований (58 и
61 млн. лет), более, чем на 10% и, следовательно,
также подтверждается сейсмическими данными.
Все это указывает на корректность выполненной
по геотермическим данным оценки времени фор
мирования хребта Ломоносова.
4. Комплексный анализ геологогеофизиче
ских данных свидетельствуют о генетической
связи хребтов АльфаМенделеева и Ломоносова с
континентом Арктида и о принадлежности струк
туры этих хребтов восточной части Российского
шельфа, что подтверждается батиметрическими и
гравиметрическими данными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Артюшков Е.В., Поселов В.А.
Образование глубо
ководных скважин в российском секторе Аме
разийского бассейна в результате эклогитизации
нижней части континентальной коры // Докл.
РАН. 2010. Т. 431. № 5. С. 680–684.
2.
Богданов Н.А.
Тектоника Арктического океана //
Геотектоника. 2004. № 3. С. 17–30.
3.
Бяков А.Ф., Казьмин В.Г.
Пространственные вариа
ции скоростей погружения флангов СрединноАт
лантического хребта в Центральной Атлантике //
Океанология. 2002. Т. 42. № 3. С. 434–441.
4.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим и возраст
океанической и континентальной литосферы (на
пример Ионического и Адриатического бассейнов
Средиземного моря) // Океанология. 2001. Т. 41.
№ 1. С. 132–137.
5.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим, тектони
ка дна и температурные условия генерации углево
дородов восточной части Баренцева моря // Гео
тектоника. 2002. № 1. С. 86–96.
6.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим, тектони
ка дна и температурные условия генерации углево
дородов югозападной части Карского моря //
Океанология. 2001. Т. 41. С. 595–599.
7.
Вержбицкий Е.В., Кононов М.В., Бяков А.Ф. и др.
Ге 
незис литосферы Исландского региона (Северная
Атлантика) по геофизическим данным // Океано
логия. 2009. Т. 49. № 2. С. 248–261.
8.
Гольмшток А.Я.
О влиянии осадконакопления на
глубинный тепловой поток // Океанология. 1979.
Т. 19. Вып. 6. С.1133–1138.
9.
Гуревич Н.И., Мащенков С.П., Бычкова О.Г., Абель
ская А.А.
Новые сведения об эволюции Амерозий
ского бассейна. Северный Ледовитый океан, по
результатам предварительной идентификации маг
нитных аномалий // Российский геофизический
журн. 2003. № 31–32. С. 37–45.
10.
Зоненшайн Л.П., Натапов Л.М.
Тектоническая ис
тория Арктики / Актуальные проблемы тектоники.
М.: Наука, 1987. С. 31–57.
11.
Кабаньков В.Я., Андреева И.А., Иванов В.Н. и др.
О
геотектонической природе системы Центрально
Арктических морфоструктур и геологическое зна
чение донных осадков в ее определении // Геотек
тоника. 2004. № 6. С. 33–48.
12
. Лобковский Л.И., Гарагаш И.А., Кононов М.В.,
Вержбицкий В.Е., Котелкин В.Д.
Тек то ни ка д еф ор 
мируемых литосферных плит и геодинамическая
эволюция Арктического региона в мезокайнозое.
В сб. Геология и геоэкология континентальных
окраин Евразиатских окраин. Вып. 2. М.: ГЕОС,
2010. С. 8–40.
13.
Любимова Е.А., Никитина В.Н., Томара Г.А.
Теп л о
вые поля внутренних и окраинных морей СССР.
М.: Наука, 1976. 222 с.
14.
Пискарев А.Л.
Петрофизические модели земной
коры Северного Ледовитого океана. СПб.: НИИ
ГАВНИИОкеангеология, 2004. 134 с.
15.
Пискарев А.Л., Савин В.А.
Гравитационное модели
рование земной коры хребта Ломоносова // Каро
тажник. 2010. Вып. 9 (198). С. 41–54.
16.
Поселов В.А., Буценко В.В., Верба В.В. и др.
Подня
тия Амеразийского суббассейна в Северном Ледо
витом океане и их возможные аналоги в Атланти
ческом океане // 60 лет в Арктике, Антарктике и
Мировом океане / Ред. Иванов В.Л. СПб.: ВНИ
ИОкеанология, 2008. С. 275–288.
17.
Филатова Н.И, Хаин В.Е.
Структуры центральной
Арктики и их связь с мезозойским Арктическим
плюмом // Геотектоника. 2009. № 6. С. 24–51.
18.
Хуторской М.Д., Подгорных Л.В., Грамберг И.С., Лео
нов Ю.Г.
Термотомография ЗападноАрктического
бассейна // Геотектоника. 2003. № 3. С. 79–96.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 53 № 1 2013
ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ ХРЕБТОВ АЛЬФАМЕНДЕЛЕЕВА И ЛОМОНОСОВА 11
19.
Шатский Н.С.
О тектонике Арктики // Геология и
полезные ископаемые севера СССР. Т.1. Геология.
Л.: Издво Главсевморпути, 1935. С. 149–168.
20.
Шипилов Э.В.
Генерация спрединговых впадин и
стадии распада вегенеровской Пангеи в геодина
мической эволюции Арктического океана // Гео
тектоника. 2008. № 2. С. 32–54.
21.
Bruvoll V., Kristoffersen Y., Coakley B.J., Hopper J.R.
Hemipelagic deposits on the Mendeleev and north
western Alpha submarine Ridges in the Arctic Ocean:
acoustic stratigraphy, depositional environment and an
interridge correlation calibrated by the ACEX
results // Mar. Geophys. Res. 2010. Springer. DOR 10.
1007/s1100101090949.
22.
Carlson R.L., Johnson H.P.
On modeling the thermal
evolution of the oceanic upper mantle: An assessment
of the cooling plate model // J. Geophys Res. 1994.
V. 99. № B2. P. 3201–3214.
23.
Franke D., Hintz K., Reichert C.
Geology of the East Si
berian Sea, Russian Arctic, from seismic images: struc
tures, evolution, and implications for the evolutions of
the Arctic Ocean Basin // J. Geophys. Res. 2004.
V. 109. P. 1029–2003.
24.
Herron E.M., Dewey J.F., Pitman W.C.
Plate tectonic
model for the evolution of the Arctic // Geology. 1974.
V. 2. P. 337–380.
25.
Jokat W.
Seismic investigations along the western sec
tor of Alfa Ridge, Central Arctic Ocean // Geophys. J.
Intern. 2003. V. 152. P. 185–201.
26.
Kristofersen Y.
Eurasia Basin, in the Geology of North
America // The Arctic Ocean Region / Eds. Grantz A.
et al. Geol. Soc. Am. Colo.: Boulder, 1990. V. L.
P. 365–378.
27.
Lachenbruch A.H., Marchal B.V.
Heat flow through the
Arctic Ocean floor, The Canada BasinAlpha Rise
boundary // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. № 4.
P. 1223–1248.
28.
Langinen A.E., LebedevaIvanova N.N., Gee D.G., Za
mansky Yu.Ya.
Correlations between the Lomonosov
Ridge, Marvin Spur and adjacent basins of the Arctic
Ocean based on seismic data // Tectonophysics. 2009.
V. 472. P. 309–322.
29.
Langseth M.G., Lachenbruch A.H., Marshall B.V.
Geo
thermal observations in Arctic region // The Arctic
Ocean region / Eds. Grantz A. et al. Geol. Soc. Am.
Colo.: Boulder, 1990. V. L. P. 133–152.
30.
Le Douran S., Parsons B.
A note on the correction of
ocean floor depth for sediment loading // J. Geophys.
Res. 1982. V. 87. P. 4715–4722.
31.
Miller E.L., Verzhbitsky V.E.
Structural studies near Pe
vec, Russia: implications for formations of the East Si
berian Shelf and Makarov Basin of the Arctic Ocean //
Stephan Mueller Spec. Publ. Ser. Stanford, USA. 2009.
V. 8. P. 1–19.
32.
Parsons B., Sclater J.C.
An analysis of the variation of
oceanic floor bathymetry and heat floor with age //
J. Geophys. Res. 1977. V. 82. № 5. P. 319–331.
33.
Taylor P.T., Kovacs L.C., Vogt P.R. et al.
Detailed Aer
omagnetic Investigation of the Arctic Basin, 2 //
J. Geophys. Res. 1981. V. 86. № В7. P. 6323–6333.
34.
Weber J.R., Sweeney J.F.
Ridges and basins in the cen
trals Arctic Ocean // The Arctic Ocean region / Eds.
Grantz A. et al. Geol. Soc. Am. Colo.: Boulder, 1990.
V. L. P. 305–356.
Genesis and Age of AlphaMendeleev and Lomonosov Ridges (Amerasia Basin)
E. V. Verzhbitsky
, L. I. Lobkovsky, A. F. Byakov, M. V. Kononov
Results of computer modeling of bathymetric data in AlphaMendeleev and Lomonosov Ridges area indicate
to impact of Arctic plum substance on the Ridges structures. Model estimation of thermic velocity coeffi
cients of the Ridges subsidence in asthenosphere is carries out. Comparative analysis of these coefficients with
coefficients calculated for model of formation of GreenlandIceland and IcelandFaeroes Thresholds
formed also by plum tectonics processes is fulfill. The coefficients for central parts of AlphaMendeleev and
Lomonosov Ridges are analogous to the coefficients calculated for GreenlandIceland and IcelandFaeroes
Thresholds. It is shows on thermic subsidence of AlphaMendeleev and Lomonosov Ridges beginning with
early Miocene and on essential effects of Arctic plum at the Ridges genesis. Geological time formation of Al
phaMendeleev and Lomonosov Ridges is determinated by very wide limits – end of CretaceousCenozoic.
For more precise value of the Ridges age geothermal method was used which is high informant relative to age
of structures and gives more narrow age frames comparison with geological data. On base of determinated by
heat flow data of the age of AlphaMendeleev Ridge (97–79 Ma) and Lomonosov Ridge (69–57 Ma) and
analysis of geologicalgeophysical data conclusion was made about specific peculiarity of their genesis.
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
The plate cooling model for the thermal evolution of the oceanic upper mantle has been widely accepted to explain observed variations of depth to oceanic basement and conductive heat flow with the age of the seafloor. Several estimates of "best fitting' plate model parameters, derived from depth, heat flow, and age data, have been proposed, but the viability of the plate model itself has not been rigorously evaluated. Published mean depths and depths to basement at Deep Sea Drilling Project/Ocean Drilling Program (DSDP/ODP) drilling sites have been used to test the plate cooling model based on two criteria: first, viable plate models must have coefficients that are consistent with the slope of the corresponding root t line because the half-space (or root t) subsidence of young seafloor is implicit in the plate model. Second, any viable physical model must fit the data with an acceptable degree of systematic misfit; large systematic misfits indicate that the model cannot explain the observations. -from Authors
Article
Twenty heat-flow measurements were made from drifting ice in a 100-km equi- dimensional region on the boundary between the Alpha rise and the Canada basin in the central Arctic Ocean. The heat flow in the basin is uniform (1.41 ñ 4% cal/cmsec) over a distance of at least 75 km from the boundary. On the flank of the rise, six consecutive meas- urements confirm a decrease in heat flow to a minimum of 0.77 in a distance of less than 25 km. The anomaly cannot be explained in terms of superficial effects relating to water circulation, sedimentary processes, or topography. Uniformity of heat flow in the basin and the rapid change on the rise preclude credible explanations in terms of source distributions, mantle convection, phase change, or recent tectonic movements. The anomaly can be ex- plained in terms of relatively low-conductivity rock extending to a depth of 10 or 20 km, either locally under the low heat-flow zone o.r generally under the entire rise. In the latter case, a projection would extend 50 or more kilometers under the adjacent basin at depth. In either case, low heat flow would occur only at the periphery of the rise. It is unlikely that conductivity contrasts in the crust and upper mantle would ever cause an appreciable surface heat-flow anomaly whose width exceeds 100 km. This is less than the spacing of most heat-flow stations, which therefore yield little information on the subject. Empirical formulas based on water content underestimate sediment conductivity by 10 to 20% on the rise and 5 to 10% in the basin.
Article
The measured physical properties of sediments recovered in a number of deep-sea drill holes in the North Atlantic have been used to derive expressions for the correction to basement depths required to account for loading by sediments. The average density and porosity over a given thickness of sediment show an approximate linear dependence on sediment thickness. This behavior can be explained as primarily the result of compaction. If the compaction of the sediments is neglected in correcting basement depths for sediment loading, errors of a few hundred meters in the corrected depths can be made. A sediment loading correction based on the observed variation of density with depth can give corrected depths to better than 100 m, with remaining uncertainties due to variablity in sediment properties and rebound effects on the measured densities. A relation between sediment thickness and vertical travel time was obtained from sonic velocity measurements on samples from drill holes, sonobuoy wide-angle reflection experiments, and direct correlation of seismic reflectors with downhole lithology. The sediment loading correction can then be expressed directly in terms of the vertical travel time measured along seismic reflection profiles. The loading correction obtained here for the North Atlantic may not be applicable in areas with different sedimentary enviroments. When direct measurements of physical properties in drill holes are not available in such areas, it is shown that it is preferable to assume a compaction curve for the appropriate lithology rather than to use observed seismic velocities together with a velocity-density relationship.
Article
sented by Vogt et al. (1979a), while the data from the last two years are described in this paper. These daa (1977-1978) ver a swath from the noah slope of Alaska toe noah geographic pole. Flight lines were spaced between 10 and 24 . The east-west oriented aeromagnetic profiles across the Canada Ba- sin and the BeaufoSea suggest that Alaska was moving away from the Queen Elizabeth Islands of the Canadian Arctic from 153 m.y.B.P. (anomaly M-25 time) to 127 m.y.B.P. (M-12), at an opening rate of 2.6 cm/yr. An extinct spreading center is defined by a positive free-air gravity anomaly, with the relic spreading axis generally paralleling the i50øW meridian. We are unable to recognize a coherent pattern  ..u ... uv, the Alpha Ridge; therefore its origin remains unceain. A series of seafloor spreading type anomalies have been tentatively identified in the Fletcher (Makarov) Basin. Spreading began in the Upper Cretaous (anomaly 34; 80 m.y.B.P.) and mntued until mid-Ene (anomaly 21; 53 m.y.B.P.); total opeffing rate was about 1.7 cm/yr. During the opening of the Fletcher Basin, rift- ing began in Baffin Bay and the Noegian and Labrador seas and the Eurasian Basin. Our results sug- gest a tectonic couplingtween these areas at this time, with the Nares Strait acting as a transfore fault and seing as a coector with the Baffin Bay/Labrador Sea spreading centers.
Article
Following a search of critical literature on the geology and geophysics of the Arctic, we have constructed a model for the post-Permian evolution of the Arctic Ocean that follows the tenets of plate tectonics. We consider the history of the Arctic as the study of two separate basins, the Cenozoic Eurasian Basin and the Mesozoic-Cenozoic Amerasian Basin, and we have utilized the detailed pattern of opening of the North Atlantic worked out by Pitman and Talwani (1972) to determine the relative positions of Eurasia and North America during the past 81 m.y. We propose that the Amerasian Basin as we now know it opened by sea-floor spreading during the Jurassic magnetic quiet period, 180 to 150 m.y. ago. We reject the interpretation of the Alpha-Mendeleyev Ridge complex as an early Cenozoic spreading center and show that this feature is better interpreted as a fossil subduction zone-incipient island arc. The Eurasian Basin is an extension of the North Atlantic, which has opened by sea-floor spreading during the past 63 m.y. Prior to 63 m.y., the Lomonosov Ridge formed the seaward edge of the Eurasian continental margin.