ArticlePDF Available

Вержбицкий Е.В., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Бяков А.Ф. Возраст и генезис структур Амеразийского бассейна // Физика Земли. 2012. № 11. С. 3-14.

Authors:

Abstract

Выполнен сравнительный анализ рассчитанных параметров погружения в астеносферу спрединговых хребтов: Рейкьянес, Кольбейнсей, Азорского фрагмента Срединно-Атлантического хребта, а также асейсмичных хребтов Мирового океана: Восточно-Индийского, Мальдивского, Гавайско-Императорского и Луисвилль, образованных в результате работы мантийного плюма. Сделан вывод о близости геодинамических процессов формирования спрединговых хребтов Северной части Атлантического океана и асейсмичных океанических хребтов, генезис которых связан с действием горячих точек. Обоснованы на базе геолого-геофизических данных и компьютерного моделирования главные этапы развития Исландского региона. Рассмотрена кайнозойская тектоническая эволюция региона, рассчитаны и построены в системе горячих точек палеогеодинамические реконструкции Северной Атлантики на 60, 50 и 20 млн лет. Verzhbitskii E. V., Kononov M. V., Byakov A. F. Geodynamic processes that are involved in the generation of the Northern Mid-Atlantic Ridge //Journal of Volcanology and Seismology. – 2011. – Т. 5. – №. 4. – С. 241-267. Вержбицкий Е.В., Кононов М.В., Бяков А.Ф., Гринберг О.В. Геодинамика и плюм-тектоника Азоро-Гибралтарской зоны разломов (Северная Атлантика) // Океанология. 2011. Т. 51. № 5. С. 930-945. пдф Verzhbitsky E.V., Kononov M.V., Byakov A.F., Grinberg O.V. Geodynamics and plume tectonics of the Azore-Gibraltar fault zone (North Atlantic) //Oceanology. – 2011. – Т. 51. – №. 5. – С. 876-890. Построены карты основных структур и геолого#геофизической изученности Азоро-Гибралтарского и Исландского регионов. Проведен анализ геодинамических условий образования Азорского архипелага; отмечается, что поднятие Азорского плюма (как и Исландского плюма) может быть инициировано приповерхностными тектоническими процессами. Выполнено компьютерное моделирование коэффициентов скорости геодинамического погружения в астеносферу Азорского фрагмента Срединно-Атлантического хребта. По результатам моделирования эта скорость в ~1.5 раза больше средней скорости погружения срединно#океанических хребтов Мирового океана. Большая скорость погружения Азорского фрагмента хребта обусловлена влиянием на процесс погружения вещества плюма. На базе комплексного анализа распределения данных сейсмичности, теплового потока, материалов сейсмической томографии, а также выполненных численных расчетов впервые идентифицирована Европейская (северная) часть диффузной границы Евразиатской и Африканской плит, которая вместе с Африканской (южной) границей оконтуривает выделенную авторами Западно-Средиземноморскую плиту. Чехович В.Д., Сухов А.Н., Шеремет О.Г., Кононов М.В. Кайнозойская геодинамика Беринговоморского региона // Геотектоника. 2012. № 3. С. 47-69. пдф Chekhovich V.D., Sukhov A.N., Sheremet O.G., Kononov M.V. Cenozoic geodynamics of the Bering Sea region //Geotectonics. – 2012. – Т. 46. – №. 3. – С. 212-231. Вержбицкий Е.В., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Бяков А.Ф. Возраст и генезис структур Амеразийского бассейна // Физика Земли. 2012. № 11. С. 3-14. пдф Небольшое количество датированных образцов коренных пород и нечетко выраженные магнитные аномалии в Амеразийском бассейне не позволяют уверенно идентифицировать возраст большинства структур, что не дает возможность составить достоверное представление об эволюции этого обширного региона, характеризующегося большим углеводородным потенциалом. Поэтому геологическое время образования структур Амеразийского бассейна определено предположительно, либо в очень широких пределах (например, конец мела–кайнозой). Для более точной оценки времени образования структур Амеразийского бассейна был применен геотермический метод, который высоко информативен относительно возраста литосферы, ее мощности и эволюции структур бассейнов, а также дает значительно более узкие временные границы формирования структур по сравнению с геологическими данными. По данным теплового потока были выполнены численные расчеты возраста структур Амеразийского бассейна, время образования которых является главным параметром при расшифровке эволюции восточной части Арктического шельфа: котловина Подводников (97–79 млн. лет), котловина Макарова (75–61 млн. лет), хребет Альфа!Менделеева (97–79 млн. лет) и хребет Ломоносова (69–57 млн. лет). Рассчитанный по геотермическим данным возраст этих структур согласуется с возрастом, определенным по геологическим, геомагнитным, сейсмическим и радиометрическим данным. На основе определенного по данным теплового потока возраста структур и анализа комплекса геолого!геофизических данных делается вывод о генезисе и специфике процессов формирования в Амеразийском бассейне котловин Подводников и Макарова и хребтов Альфа-Менделеева и Ломоносова.
ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2012, № 11–12, с. 3–15
3
ВВЕДЕНИЕ
Раскрытие Канадского бассейна и распад в
позднеюрское время континента Арктида тесно
связаны с процессом образования структур Аме!
разийского бассейна (рис. 1). При замыкании бе!
реговых линий впадин с океанической корой
формируется огромный континентальный мас!
сив, названный Арктидой [Зоненшайн, Ната!
пов, 1987]. Этот древний континент включал
следующие крупные структуры континенталь!
ной природы: подводные поднятия Чукотское,
Нортвинд, Кэп, Таймырско!Североземельский
блок, блоки Чукотка и Аляска, Баренцево!Кар!
ской окраины, хребтов Альфа!Менделеева и Ло!
моносова, Новосибирских о!в, котловин Подвод!
ников и Макарова, а также шельфовых морей –
Лаптевых, Восточно!Сибирского, Чукотского,
Бофорта и других структур. Необходимо отме!
тить, что Н.С. Шатским [1935] на месте Канад!
ской котловины и Евразиатского шельфа к севе!
ру и востоку от складчатых структур Новосибир!
ских островов была выделена большая область,
получившая название Гиперборейской докем!
брийской платформы, структуры которой частич!
но вошли в континент Арктида.
Геодинамической причиной формирования
Канадского бассейна явилось длительное суще!
ствование (190–120 млн. лет) на севере Пацифи!
ки и в Южно!Анюйском бассейне субдукции,
окаймлявшей континент Арктида. Геодинамиче!
ские процессы субдукции явились движущей си!
лой, растащившей Аляскинский и Чукотский
блоки, что, в конечном счете, привело к коллизии
Чукотки с Евразией и становлению в аптское вре!
мя Верхояно!Чукотского орогена [Apel et al.,
2006; Лобковский и др., 2010].
По комплексу геолого!геофизических данных
Канадский бассейн (южная часть) подстилается
корой спредингового (океанического) типа. В со!
ответствии с наиболее распространенной моде!
лью, рифтогенное раскрытие бассейна происходи!
ло в течение ранней–средней юры. Начало спре!
динга относится к поздней юре, а максимальное
раскрытие бассейна – к рубежу апта и альба. Окон!
чание спрединга произошло в конце апта–альбе в
период завершения формирования Верхояно!Чу!
котского орогена [Grantz et al., 1998; Филатова,
Хаин, 2009].
В Канадском бассейне выделены нечетко вы!
раженные линейные магнитные аномалии
25–М 12, 154–127 млн. лет, верхняя юра–
нижний мел) [Taylor et al., 1981; Vogt et al., 1982].
В районе западного обрамления Канадского
бассейна располагается система поднятий конти!
нентальной природы – Чукотское, Нортвинд,
Кэп. Начало образования поднятий относят к
ранней юре, к начальному этапу рифтогенеза в
Канадском бассейне [Grantz et al., 1998].
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА
© 2012 г. Е. В. Вержбицкий, Л. И. Лобковский, М. В. Кононов, А. Ф. Бяков
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, г. Москва
Поступила в редакцию 19.12.2011 г.
Небольшое количество датированных образцов коренных пород и нечетко выраженные магнитные
аномалии в Амеразийском бассейне не позволяют уверенно идентифицировать возраст большин!
ства структур, что не дает возможность составить достоверное представление об эволюции этого об!
ширного региона, характеризующегося большим углеводородным потенциалом. Поэтому геологи!
ческое время образования структур Амеразийского бассейна определено предположительно, либо в
очень широких пределах (например, конец мела–кайнозой). Для более точной оценки времени об!
разования структур Амеразийского бассейна был применен геотермический метод, который высоко
информативен относительно возраста литосферы, ее мощности и эволюции структур бассейнов, а
также дает значительно более узкие временные границы формирования структур по сравнению с
геологическими данными. По данным теплового потока были выполнены численные расчеты воз!
раста структур Амеразийского бассейна, время образования которых является главным параметром
при расшифровке эволюции восточной части Арктического шельфа: котловина Подводников (97–
79 млн. лет), котловина Макарова (75–61 млн. лет), хребет Альфа!Менделеева (97–79 млн. лет) и
хребет Ломоносова (69–57 млн. лет). Рассчитанный по геотермическим данным возраст этих струк!
тур согласуется с возрастом, определенным по геологическим, геомагнитным, сейсмическим и ра!
диометрическим данным. На основе определенного по данным теплового потока возраста структур
и анализа комплекса геолого!геофизических данных делается вывод о генезисе и специфике про!
цессов формирования в Амеразийском бассейне котловин Подводников и Макарова и хребтов Аль!
фа!Менделеева и Ломоносова.
УДК 551.24
4
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
В апте–раннем альбе (115–110 млн. лет назад) к
Канадскому бассейну примыкала Евразийская
континентальная окраина, включающая фрагмент
литосферы будущих хребтов Ломоносова и Альфа!
Менделеева. Образование хребтов обусловлено
поэтапным отделением процессами рифтогенеза
их структуры от Евразиатской окраины в конце
мела–кайнозое.
Следует отметить, что существует разброс
взглядов относительно строения коры хребтов
Ломоносова и Альфа!Менделеева – от утонен!
ной континентальной коры, тектонически пере!
150
°
160
°
170
°
180
°
–170
°
–160
°
–150
°
–140
°
–130
°
–120
°
–110
°
–100
°
–90
°
–80
°
–70
°
–60
°
–50
°
–30
°
0
°
30
°
50
°
60
°
70
°
80
°
90
°
100
°
110
°
120
°
130
°
140
°
о. Врангеля
Чукотское
море
Певек
70
°
75
°
море
Восточно$Сибирское
море Бофорта
49.6
57.3
55.8
58.6
56.7
Чукотское
поднятие
поднятие Нортвинд
поднятие
Кэп
М12
М25
М20
М15
М15
М20
М25
80
°
Новосибирские о!ва
хребет Менделеева
Канадский бассейн
Канадский архипелаг
72.5
котловина
Подводников
хребет Альфа
Макарова
котловина
хребет Ломоносова
котловинаАмундсена
котловинаНансена
хребет Гаккеля
85
°
54.4
48.6
50
54
54
50
50
59
59
59
54
67 67
67
63 67
56
о. Гренландия
Рис. 1.
Карта основных структур и геотермической изученности Амеразийского басейна. Черные кружки: точки изме!
рений теплового потока, в мВт/м
2
, цифры в кружках: средние измеренные значения теплового потока, в мВт/м
2
, по
[Lachenbruch, Marshall, 1966; Любимова и др., 1976; Langseth et al., 1990]. Отрезки прямых: магнитные аномалии, циф!
ры – номера аномалий, по [Taylor et al., 1981]. Двойные стрелки указывают на апт!альбское субширотное растяжение
Евразиатской окраины, по [Miller, Verzhbitsky, 2009]. Пунктирная линия ограничивает центральный блок континента
Арктида, фрагментированный процессами рифтогенеза и диффузного спрединга на провинцию бассейнов и хребтов,
по [Лобковский и др., 2010]. (Хребет Гаккеля, Котловины Амундсена и Нансена – Евразийский бассейн).
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 5
работанной континентальной
коры, океаниче!
ской и до континентальной с фрагментами океа!
нической [Jokat, 2003; Lebedeva!Ivanova et al.,
2006; Шипилов, 2008 и др.].
Хребты Альфа!Менделеева и Ломоносова яв!
ляются естественным структурным ограничени!
ем системы котловин Подводников–Макарова.
На основе анализа сейсмических материалов, дно
котловины Подводников подстилается конти!
нентальной корой. Ее мощность сокращается в
северном направлении от ~20 км до ~10 км в кот!
ловине Макарова [Langinen et al., 2009]. В котло!
вине Макарова также выделены слабо выражен!
ные линейные магнитные аномалии С33–С28
(79–64 млн. лет) [Tailleur, Brosge, 1970 и др.] Одна!
ко, несмотря на то, что в котловине выделены
магнитные аномалии, было высказано предпо!
ложение, что дно этой котловины также подсти!
лается континентальной корой, которая была
отчленена от хребта Ломоносова [Филатова, Ха!
ин, 2009]. В соответствии с мнением авторов ра!
боты [Sweeney et al., 1982], выделенные анома!
лии не связаны с процессом спрединга, а отра!
жают субпараллельные структуры рифтогенного
растяжения утоненной континентальной коры.
Этот факт согласуется, в принципе, с результата!
ми сейсмических исследований, зафиксировав!
ших внедрение базитовых интрузий и силлов в
кору котловины Макарова [Лебедева!Иванова и
др., 2004].
Генезис структур Амеразийского бассейна во
многом связан с работой мезозойского Арктиче!
ского плюма, характеризующегося внутриплит!
ным базальтоидным магматизмом (WPB). Началь!
ный импульс возникновения Арктического плюма
вызван процессами растяжения и раскола в позд!
нем палеозое суперконтинента Пангея. В Аркти!
ческом бассейне в целом наблюдается широкое
распространение внутриплитного магматизма, ко!
торый по времени его проявления разделяется на
три этапа: конец перми ~250 млн. лет; ранний мел
~120 млн. лет; палеоцен–эоцен ~55 млн. лет.
В Западной Арктике внутриплитные базальты
найдены в северной и западной Гренландии, на
шельфе Баренцева и Карского морей, архипела!
гах Шпицберген, Новая Земля, Земля Франца!
Иосифа, о. Земля Александры. Базальты Земли
Франца!Иосифа обогащены некогерентными
эле!ментами, которые сходны по этими элемен!
там с трапами Декана и Сибири [Грачев, 2001]. В
Восточной Арктике внутриплитный магматизм
юрско!мелового возраста обнаружен на шельфах
Восточно!Сибирского, Чукотского морей, моря
Бофорта и в пределах Свердрупского бассейна.
По сейсмическим и гравиметрическим данным и
по данным драгирования внутриплитные базаль!
ты выявлены на хребтах Ломоносова, Альфа!
Менделеева, Нортвинд, в котловинах Подводни!
ков и Макарова и на других структурах [Писка!
рев, 2004; Филатова, Хаин, 2009; Соколов, 2009;
Шипилов, Карякин, 2010].
Следует специально отметить, что геологиче!
ское время образования ряда структур Амеразий!
ского бассейна дается предположительно, либо в
весьма широких пределах (например, конец ме!
ла–кайнозой). Незначительное количество дати!
рованных образцов коренных пород Амеразий!
ского бассейна и нечетко выраженные магнитные
аномалии в Канадском бассейне, а также и в кот!
ловине Макарова, не позволяют уверенно гово!
рить о достоверной оценке возраста большинства
структур региона. Это не дает возможности соста!
вить достоверное представление о генезисе и эво!
люции этого обширного региона, характеризую!
щегося большим углеводородным потенциалом.
Учитывая вышесказанное, для более точной
оценки времени образования структур Аме!
разийского бассейна кроме комплекса геолого!
геофизических данных целесообразно приме!
нить геотермический метод, который высоко
информативен относительно возраста литосфе!
ры, ее мощности и эволюции бассейна, а также
дает значительно более узкие временные грани!
цы формирования структур по сравнению с гео!
логическими данными. Величину глубинного
(на кровле фундамента) теплового потока можно
использовать для расчета времени образования
структур как континентального, так и океаниче!
ского генезиса. В последнем случае представляет!
ся возможность выполнить сравнительную оцен!
ку возраста литосферы, полученную по геомаг!
нитными и по геотермическим данным. Это
значительно увеличит достоверность найденно!
го возраста структур, что позволит оптимизиро!
вать построение плитотектонических рекон!
струкций эволюции Амеразийского бассейна.
Анализ распределения данных теплового потока
в Амеразийском бассейне даст возможность ар!
гументировано обосновать, совместно с другими
геолого!геофизическими данными, положение
внешней границы континентального шельфа
России.
В этой статье по данным теплового потока и
другим геолого!геофизическим данным выпол!
нены численные расчеты возраста таких структур
Амеразийского бассейна, как котловина Подвод!
ников, котловина Макарова, хребет Альфа!Мен!
делеева и хребет Ломоносова, время образования
которых является главным параметром при рас!
шифровке эволюции восточной части Арктическо!
го шельфа. Дается сравнение возраста полученного
по данным теплового потока структур и возрастa,
определенного по геологическим, геомагнитным и
сейсмическим данным, a также по результатам изо!
топной геохронологии образцов коренных пород.
На базе определенного по геотермическим данным
возраста и анализа комплекса геолого!геофизиче!
ских данных делается вывод о генезисе и специфике
6
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
процессов формирования в Амеразийском бассей!
не котловин Подводников и Макарова и хребтов
Альфа!Менделеева и Ломоносова.
СПЕЦИФИКА ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО
РАЗВИТИЯ И ВОЗРАСТ КОТЛОВИН
ПОДВОДНИКОВ И МАКАРОВА
Образование структур Амеразийского бассей!
на тесно связано с процессом распада палеокон!
тинента Арктида. Начало разрушения Арктиды
происходило со стороны Тихого и палео!Анюй!
ского океанов в юре–позднем мелу [Зоненшайн,
Натапов, 1987; Лобковский и др., 2010].
Существует также известное мнение [Taylоr
et al., 1981; Sweeney et al., 1982 и др.], что в Север!
ной Атлантике в соответствии с имеющимися
данными кинематики Евразиатской и Северо!
Американской литосферных плит в позднем ме!
лу–раннем палеогене раскрылись процессами
спрединга Лабрадорская котловина и море Баф!
фина. Дифференциальный полюс вращения плит
в это время находился на территории Гренландии.
Это привело к образованию левостороннего сдви!
гового разлома между о. Элсмир и Гренландией,
который простирался вплоть до Сибирской окра!
ины. Когда дифференциальный полюс вращения
плит переместился в восточную Сибирь, в цен!
тральной части разлома образовалась зона растя!
жения коры блока Евразиатской окраины, вклю!
чающего кору хребтов Альфа!Менделеева и Ло!
моносова. В результате рифтогенеза и спрединга в
районе зоны сформировалась котловина Макаро!
ва. Образование котловины вызвало отчленение
от вышеуказанного блока фрагмента коры хребта
Альфа!Менделеева. Остаточная же часть блока
сформировала хребет Ломоносова.
Таким образом, рассмотренная выше модель
постулирует образование котловины Макарова (и
сопряженной с ней котловиной Подводников), а
также хребтов Альфа!Менделеева и Ломоносова
вследствие пропагейтинга спредингового про!
цесса из Северной Атлантики в Амеразийский
бассейн.
Однако, имеется целый ряд других моделей
образования системы котловин Подводников!
Макарова: бассейн с корой океанического типа,
сформировавшейся одновременно с Канадской
котловиной и затем отшнурованной от этой кот!
ловины хребтом Альфа!Менделеева, структура
которого является следом горячей точки [Grantz
et al., 1990; Lawver et al., 2002]; задуговой бассейн
над зоной субдукции хребта Альфа!Менделеева
[Зоненшайн, Натапов, 1987; Herron et al., 1974];
бассейн рифтогенного происхождения в результа!
те растяжения Центрального фрагмента конти!
нента Арктида внутри провинции бассейнов и
хребтов континентального генезиса. Как видим,
эти модели связывают происхождение системы
котловин Подводников–Макарова с геодинами!
ческими процессами Центральной части Арктики.
Система котловин Подводников–Макарова
разделяет хребты Альфа!Менделеева и Ломоно!
сова, протягивается субмеридианально от
Евразийского шельфа до Канадского острова Эл!
смир (рис. 1). Глубина котловины Подводников
возрастает с юга на север от 2.5 до 3.4 км, достигая
в котловине Макарова 4 км. По данным сейсми!
ческих исследований мощность коры уменьшает!
ся в северном направлении от 18–22 км в котло!
вине Подводников до 8–12 км в котловине Мака!
рова. Как уже отмечалось выше, в котловине
Макарова выделены слабо выраженные линей!
ные магнитные аномалии. Однако существует
также мнение, что эти аномалии обусловлены не
спрединговыми процессами, а дизъюнктивной
тектоникой [Sweeney et al., 1982]. В котловине
Подводников спрединговые магнитные аномалии
отсутствуют. Следует также отметить, что сама си!
стема котловин Подводников–Макарова и маг!
нитные аномалии котловины Макарова располо!
жены, в целом, ортогонально простиранию Ка!
надского бассейна. Это свидетельствует о том, что
эти структуры формировались в разное время при
примерно ортогональных ориентировках полей
напряжений, что указывает на различный генезис
структур во времени и пространстве [Srivastava,
Roest, 1999; Пискарев, 2004; Лебедева!Иванова и
др., 2004;
Шипилов, 2008; Филатова, Хаин, 2009].
Мощность верхнего мезозойско!кайнозой!
ского слоя уплотненных осадков (~5.3 км/с) в кот!
ловине Подводников уменьшается в северном на!
правлении от 5.5 до 2.5 км и достигает в котловине
Макарова ~1 км (рис. 2). Ниже залегает осадочно!
вулканогенный сейсмокомплекс (5.0–5.5 км/с)
(консолидированный фундамент), включающий,
предположительно, внутриплитные базальты
(WPB). Мощность этого слоя в котловине Подвод!
ников составляет 7–4 км, в котловине Макарова –
1.5 км. Дальше расположен гранулит!базитовый
комплекс (6.9–7.3 км/с) мощностью 6–8 км в кот!
ловине Макарова и мощностью 10–15 км в котло!
вине Подводников (в которой над гранулит!бази!
товым слоем регистрируется еще маломощный
~1 км гранито!гнейсовый слой (5.9–6.3 км/с)).
Слой
коро!мантийной смеси (7.4–7.7 км/с) мощ!
ностью ~5 км залегает над поверхностью М (ско!
рость продольных волн 8.0 км/с). В котловине
Подводников поверхность М воздымается в север!
ном направлении. [Lebedeva!Ivanova et al., 2006;
Филатова, Хаин, 2009; Langinen et al., 2009]. В це!
лом, мощность коры в котловине Макарова при!
мерно в два раза меньше, чем в котловине Под!
водников.
Процесс осадконакопления вносит суще!
ственные искажения в глубинный тепловой по!
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 7
ток структур, поскольку на прогрев осаждающе!
гося холодного материала затрачивается энергия
глубинного тепла. Кроме того худшие, чем у
консолидированной коры тепло! и температуро!
проводности осадков приводят к экранирующе!
му теплоэффекту, сопровождающемуся ано!
мальным разогревом низов осадочной толщи,
уменьшая значение глубинного теплового пото!
ка. В связи с вышесказанным, для оценки глу!
бинного теплового потока в котловине Подвод!
ников необходимо ввести в фоновый тепловой
поток поправку на скорость осадконакопления и
контраст тепло! и температуропроводности оса!
дочных пород и пород основания. Для этого мы
использовали решение интегрального уравнения
Вольтерра второго рода для теплового потока,
проходящего через поверхность накапливающих!
ся осадков в течение времени
t
ольмшток, 1979].
Для введения вышеуказанной коррекции рас!
считывались теплофизические параметры
Р
и
S
:
(1)
где
λ
0
,
α
0
– коэффициенты теплопроводности и
температуропроводности осадочных пород;
λ
1
,
α
1
– коэффициенты теплопроводности и темпе!
ратуропроводности пород основания;
Н
– мощ!
ность осадочного слоя;
t
– возраст осадков. Пара!
метр
Р
характеризует изменение теплового пото!
ка в процессе осадконакопления, параметр
S
контрастность пород основания и верхнего слоя
осадков по теплофизическим свойствам.
Фоновое значение теплового потока котлови!
ны Подводников составляет 55 мВт/м
2
(рис. 1)
[Любимова и др., 1976]. При расчете параметров
P
и
S
использовались коэффициенты тепло! и тем!
пературопроводности принятых для соответству!
ющих осадочных горизонтов [Хуторской и др.,
2003]. Для слоя уплотненных осадков (сейсмиче!
ская скорость
V
p
> 3.7 км/с) котловины Подвод!
ников
λ
0
= 1.5
×
10
3
мВт/(м К),
α
0
= 3.5
×
10
–7
м
2
/с;
для осадочно!вулканогенного комплекса
λ
1
=
=2.5
×
10
3
мВт/(м К),
α
1
= 5
×
10
–7
м
2
/с. Подставляя
эти значения коэффициентов в соотношения (1),
при
Н
ср.
= 4000 м, получим:
Р
= 0.08,
S
= 0.72. Тогда
в соответствии с найденными на основании ре!
шения интегрального уравнения Вольтерра пара!
метрами
Р
и
S
, коэффициент коррекции фоново!
го теплового потока котловины
K
= 1.25. Средняя
величина генерации радиогенного тепла осадков
равна 1.4
×
10
–3
мВт/м
3
, а для слоя
Н
ср
= 4000 м она
примерно составит 5 мВт/м
2
. Умножая величину
фонового теплового потока 55 мВт/м
2
на коэф!
фициент коррекции 1.25, получим ~70 мВт/м
2
.
Вычитая из этого значения радиогенное тепло
осадочного слоя (5 мВт/м
2
) найдем, что глубин!
0
1
10
0
,,
2
H
PS
t
λ
α
==
λα
α
ный тепловой поток котловины Подводников
примерно составляет 65 мВт/м
2
.
По определенному выше значению глубинно!
го теплового потока можно рассчитать возраст
котловины Подводников, используя соотноше!
ние для геотермической модели формирования
континентальной литосферы [Вержбицкий, 2001]
(2)
где
q
– мВт/м
2
, тепловой поток;
t
– млн. лет, воз!
раст литосферы.
Подставляя в соотношение (2) значение глу!
бинного теплового потока 65 мВт/м
2
, получим, что
средний возраст рифтогенного раскрытия котло!
вины Подводников соответствует 88 млн. лет. Учи!
тывая, что погрешность определения возраста
структур по геотермическим данным
±
10%, вре!
менные границы раскрытия котловины составля!
ют соответственно 97–79 млн. лет.
Рассчитанное время рифтогенного раскрытия
котловины Подводников (97–79 млн. лет) хоро!
шо согласуется со временем начала формирова!
ния котловины Макарова в позднем мелу (~75–
65 млн. лет), определенным по сейсмическим и
геологическим данным [Franke et al., 2004; Шипи!
лов, 2008]. Время активного магматизма в апте–
альбе (120–105 млн. лет) и субширотного растяже!
ния континентальной Евразиатской окраины к югу
от котловины Подводников [Miller, Verzhbitsky,
(10.28ln)
t
qe t
−+
=
0
10
20
30
40
км
(а) (б) (в)
7.9
5.0
6.1
6.9
7.3
7.4
7.7
1.5 1.7
2.3
2.6
3.4
5.0
6.1
6.4
7.0
7.3
7.5
1.5 1.7
2.5
3.1
8.0
5.0
6.3
6.7
7.3
7.4
7.6
1.5 1.7
2.3
2.6
5.4
3.1
5.4
8.2
Рис. 2.
Усредненные сейсмические разрезы: (а) – си!
стема котловин Подводников–Макарова; (б) – хре!
бет Альфа!Менделеева; (в) – хребет Ломоносова.
Цифрами обозначены скорости
Р
– волн в слоях [Ле!
бедева!Иванова и др., 2004; Lebedeva!Ivanova et al.,
2006].
8
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
2009] позволяет отнести начальный импульс
растяжения дна этой котловины ко времени
~100 млн. лет (альб). Мы считаем, что процесс рас!
тяжения, начавшийся на континенте, стимулиро!
вал растяжение литосферы в котловине Подводни!
ков и продвигался в направлении котловины Мака!
рова (рис. 1). Это указывает на корректность
рассчитанного по данным теплового потока ин!
тервала времени 97–79 млн. лет формирования в
Арктическом регионе котловины Подводников.
Раньше уже говорилось, что в котловине Ма!
карова зафиксированы нечетко выраженные маг!
нитные аномалии С33–С28, датируемые возрас!
том 79–64 млн. лет [Tailleur, Brosge, 1970]. Кроме
того, существуют и многие другие оценки по
магнитным аномалиям времени раскрытия этой
котловины: 157.5–127.5 млн. лет [Гуревич, Мер!
курьев, 2007]; 118–56 млн. лет [Weber, Sweeney,
1990]; 84–72 млн. лет [Rowley, Lottes, 1988]; 84–
49 млн. лет [Taylor et al., 1981]; 72–57 млн. лет
[Шрейдер, 2004]. Учитывая большой разброс
оценок по магнитным данным возраста и предпо!
ложение о диффузном (рассеянном) спрединге
формирования котловины Макарова [Филатова,
Хаин, 2009], мы выполнили сравнительный ана!
лиз магнитных полей в этой котловине и в Тир!
ренском море (Средиземноморский бассейн), ко!
торое характеризуется диффузным спредингом
[Verzhbitsky et al., 1992].
По современным представлениям, этапу ли!
нейного спрединга предшествует этап диффузно!
го (рассеянного) спрединга. Линейный спрединг
(районы срединно!океанических хребтов Миро!
вого океана) характеризуется протяженными ли!
нейными магнитными аномалиями (тысячи ки!
лометров), по которым в соответствии с инверси!
онной магнитной шкалой определяется скорость
раскрытия региона. Для диффузного же спредин!
га характерны непротяженные зоны растяжения,
над которыми наблюдаются нечеткие квазили!
нейные магнитные аномалии (сотни километ!
ров), часто не сохраняющие свою форму на сим!
метричных профилях (рис. 3). Эти аномалии не
могут быть уверенно идентифицированы с маг!
нитохронологической шкалой, что не позволяет
выполнить расчеты скорости спрединга и оценить
время формирования бассейна. Убедительным
примером развития диффузного спрединга явля!
ется магнитное поле Тирренского моря, в районе
подводных гор Вавилова и Марсили [Verzhbitsky
et al., 1992; Вержбицкий, 1996]. Следует упомя!
нуть, что формирование литосферы по типу диф!
фузного спрединга наблюдается в Афарской де!
прессии, краевых частях Красного моря, Аденско!
го залива и в других районах Мирового океана
[Казьмин, 1987]. Анализ магнитного поля в Тир!
ренском море и в котловине Макарова указывает
на аналогичный характер распределения полей.
Это свидетельствует о том, что формирование ли!
тосферы котловины Макарова происходило со!
гласно процессам диффузного спрединга [Фила!
това, Хаин, 2009]. В связи с вышесказанным, для
расчета возраста котловины Макарова следует ис!
пользовать имеющиеся здесь данные теплового
потока.
Величина фонового теплового потока котло!
вины Макарова равна 55 мВт/м
2
[Любимова и
др., 1976] (рис. 1). Мощность верхнего мезозой!
ско!кайнозойского слоя осадков (
V
p
< 3.7 км/с)
порядка 1 км. Залегающий ниже осадочно!вул!
каногенный сейсмокомплекс (консолидирован!
ный фундамент) котловины составляет 1.5 км.
Тогда в соответствии с соотношениями (1) для не!
уплотненных осадков на основании решения инте!
грального уравнения Вольтерра [Гольмшток, 1979]
для вышеуказанных коэффициентов
λ
0
,
α
0
и
λ
1
,
α
1
теплофизические параметры
Р
= 0.02 и
S
=
= 0.94; коэффициент коррекции фонового теп!
лового потока котловины Макарова составит
K
= 1.05, а глубинный тепловой поток будет ра!
вен 58 мВт/м
2
. В связи с малой мощностью слоя
осадков (~1 км), радиогенное тепло слоя при
расчетах не учитывалось.
Поскольку в котловине Макарова зарегистри!
рованы квазилинейные магнитные аномалии,
для расчета по полученному значению глубинно!
го теплового потока среднего времени образова!
км200100100200 0
нТ
1000
30
31
32
33
34
35
36
Рис. 3.
Магнитные аномалии в западной части котло!
вины Макарова над участком диффузного спрединга
[Taylor et al., 1981]. Цифры – номера профилей.
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 9
ния котловины Макарова следует применить со!
отношение для геотермической модели форми!
рования океанического дна [Parson, Sclater, 1977;
Carlson, Johnson, 1994]
(3)
где
q
– мВт/м
2
, тепловой поток;
λ
= 3.2
×
×
10
3
мВт/(м К) – коэффициент теплопроводно!
сти вещества литосферы;
Т
α
= 1350
°
С – темпера!
тура астеносферы;
α
= 8
×
10
–7
м
2
/с – коэффици!
ент температуропроводности вещества мантии;
t
– млн. лет, возраст литосферы.
Подставляя в соотношение (3) полученное вы!
ше значение глубинного теплового потока
58 мВт/м
2
,
определим среднее время образования
котловины Макарова равное 68 млн. лет, а с уче!
том погрешности определения теплового потока
(
±
10%) временные границы формирования кот!
ловины составят 75–61 млн. лет.
Рассчитанное по данным теплового потока
время образования котловины Макарова (75–
61) млн. лет согласуется со временем раскрытия
котловины примерно в конце позднего мела
(~75–60 млн. лет), определенным по сейсмиче!
ским [Franke et al., 2004] и геологическим дан!
ным [Шипилов, 2008], что указывает на коррект!
ность сделанной по геотермическим данным
оценки возраста котловины.
ОСОБЕННОСТИ ТЕКТОНИЧЕСКОГО
СТРОЕНИЯ И ВРЕМЯ ОБРАЗОВАНИЯ
ХРЕБТОВ АЛЬФА!МЕНДЕЛЕЕВА
И ЛОМОНОСОВА
Хребет Альфа!Менделеева (рис. 1) большин!
ство исследователей в настоящее время считают
единой тектонической структурой, несмотря на
то, что хребет Альфа отделен от хребта Менделее!
ва прогибом Содружества [Шипилов, 2008]. Эти
структуры характеризуются близкой степенью
расчлененности рельефа, обломочным материа!
лом сходным по составу и по возрасту [Кабаньков
и др., 2004; Bruvoll et al., 2010]. Однако, нет един!
ства взглядов относительно генезиса хребта Аль!
фа!Менделеева. Так, например, по комплексу
геолого!геофизических исследований этот хребет
считают структурой отделенной совместно с
хребтом Ломоносова в конце мела–кайнозое от
Баренцево!Карской континентальной окраины
[Филатова, Хаин, 2009]. В работе [Богданов, 2004]
высказана точка зрения, в соответствии которой
хребет Альфа!Менделеева является базальтовым
вулканическим плато. На основании работы
[Herron et al., 1974] хребет является вулканиче!
ской островной дугой над зоной субдукции. Не!
которые исследователи считают что, хребет явля!
ется следом горячей точки [Jokat, 2003]. Суще!
480 ,
T
qt
t
α
λ
==
πα
ствуют различные взгляды и об океаническом
генезисе этого хребта [Гуревич и др., 2003]. Име!
ется также разброс мнений относительно строе!
ния коры хребтов Альфа!Менделеева и Ломоно!
сова – от утоненной континентальной коры, тек!
тонически переработанной континентальной
коры – до океанической коры.
Последние исследования свидетельствуют о
том, что хребет Альфа!Менделеева характеризу!
ется тектонически преобразованной континен!
тальной корой, насыщенной базальтоидным маг!
матизмом [Шипилов, 2008]. На хребте Альфа дра!
гирован базальтовый образец внутриплитной
природы, возраст которого, определенный
Ar
40
/Ar
39
методом, поздний кампан (82 млн. лет)
[Jackson et al., 1985], а по сейсмическим данным
возраст этого хребта определен как альб!кампан!
ский (100–82 млн. лет) [Jokat, 2003; Jokat et al.,
2007]. В пределах хребта Альфа геологической
трубкой был поднят штуф базальтов, радиологи!
ческий возраст которых составляет 83 млн. лет
[Berichte zur Polarforschung, 1999; Кабаньков и др.,
2004]. На основании геохимических исследова!
ний этих образцов широкое распространение по!
лучило мнение, что хребет Альфа!Менделеева яв!
ляются частью Арктической крупной высокоши!
ротной провинции внутриплитного магматизма
(High Arctic Large Igneous Province (HALIP))
[Jokat et al., 2007].
Осадочный комплекс хребтов Альфа!Менде!
леев и Ломоносова соответствует по возрастным
характеристикам в основном палеозою и мезо!
зою. На базе анализа широкого ряда образцов
донных отложений в работе [Кабаньков и др.,
2004] cделан вывод, что коренные породы древне!
го фундамента структур (радиометрическая дати!
ровка полевых шпатов) имеет карельский возраст
(1600–1850 млн. лет).
Как уже говорилось выше, геологическое вре!
мя образования хребтов Альфа!Менделеева и
Ломоносова определено в весьма широких пре!
делах: конец мела–кайнозой. Это не позволяет
составить достоверное представление о генезисе
и эволюции всего Амеразийского бассейна, ха!
рактеризующегося большим углеводородным
потенциалом.
На основании спутниковых исследований хре!
бет Менделеева практически не выделяется в маг!
нитном поле. Слабые магнитные аномалии хреб!
та Альфа направлены примерно перпендикуляр!
но его простиранию; на хребте не найдены
толеиты типа MORB. Все это не подтверждает
спрединговую природу хребта Альфа!Менделеева
[Богданов, 2004; Пискарев, 2004].
Следует также отметить, что между Евразий!
ским шельфом и хребтом Альфа!Менделеева не
наблюдается гравитационной аномалии, которая
характерна для границ между океанической и
10
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
континентальной структурами. Это указывает на
принадлежность хребта Альфа!Менделеева к во!
сточной части Российского шельфа [Богданов,
2004]. В районе сочленения хребта Альфа!Менде!
леева с Сибирской шельфовой зоной не зареги!
стрировано существенного перепада глубин и
резкого изменения рельефа дна. Это свидетель!
ствует о том, что структура хребта также соедине!
на с Российским шельфом [Пискарев, 2004].
Мощность коры хребта Альфа!Менделеева до!
стигает 32 км (рис. 2). Верхняя часть осадочного
чехла хребта Альфа!Менделеева включает слой
не уплотненных осадков 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). Далее залегает сейсмический
комплекс (консолидированный фундамент),
включающий гранито!гнейсовый и гранулит!ба!
зитовый слои, соответственно: 4 км (5.9–6.4 км/с)
и 20 км (6.7–7.3 км/с). Ниже расположен коро!
мантийный слой 7 км (7.4–7.8 км/с). Граница М
характеризуется скоростями 7.9–8 км/с. Мощ!
ность комплекса со скоростями 5.9–6.4 км/с и
6.7–7.3 на хребте Менделеева примерно в
1.5 меньше, чем на хребте Альфа. Как уже отмеча!
лось выше, хребет Альфа!Менделеева отделился
от Евразии в конце мела–кайнозое [Филатова,
Хаин, 2009]. Учитывая эти довольно широкие вре!
менные границы, для выяснения более точного
времени отделения хребта от Евразийской конти!
нентальной окраины следует использовать имею!
щиеся измеренные на нем значения теплового
потока.
На рис. 1 приведены измеренные на хребте
Альфа!Менделеева значения теплового потока
[Любимова и др., 1976; Langseth et al., 1990]. В
кружках дан средний тепловой поток (в кружке
10–15 измеренных в одной точке значений тепло!
вого потока). Фоновый тепловой поток восточно!
го склона хребта Альфа!Менделеева составляет
~50 мВт/м
2
, западного склона – ~60 мВт/м
2
. Не!
сколько повышенное в районе хребта Альфа сред!
нее значение теплового потока 72.5 мВт/м
2
может
быть обусловлено здесь тектоническими и интру!
зивными процессами. В целом, величина фоново!
го теплового потока на хребте Альфа!Менделеева
примерно равна 60 мВт/м
2
. Для слоя неуплотнен!
ных осадков хребта коэффициенты теплопровод!
ности и температуропроводности составляют,
соответственно
λ
0
= 1.3
×
10
3
мВт/(м К),
α
0
= 3.0
×
×
10
–7
м
2
/с, а для нижележащего слоя уплотнен!
ных осадков
λ
1
= 1.5
×
10
3
мВт/(м К),
α
1
= 3.5
×
×
10
–7
м
2
/с. Тогда, в соответствии с решением
интегрального уравнения Вольтерра [Гольм!
шток, 1979] для средней мощности неуплотнен!
ных осадков хребта
Н
ср
= 3.5 км, теплофизиче!
ские параметры
Р
= 0.07,
S
= 0.94, а коэффициент
коррекции равен
K
= 1.15. Умножая значение фо!
нового теплового потока 60 мВт/м
2
на этот коэф!
фициент, получим скорректированный тепловой
поток равный 70 мВт/м
2
. Аналогично, для выше!
указанных 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),
α
1
= 5
×
10
–7
м
2
/с)
теплофизические параметры
Р
= 0.038,
S
= 0.72,
коэффициент коррекции
K
составит 1.08, а скор!
ректированный тепловой поток 70 мВт/м
2
×
×
1.08 = 76 мВт/м
2
. Вычитая из этой величины
суммарную радиогенную составляющую тепло!
вого потока вышеуказанных осадочных слоев
7500 м
×
1.4
×
10
–3
мВт/м
3
10 мВт/м
2
получим,
что глубинный тепловой поток хребта Альфа!
Менделеева равен 66 мВт/м
2
.
Поскольку кора хребта Альфа!Менделеева ха!
рактеризуется, в целом, континентальным строе!
нием, для расчета времени его образования сле!
дует применить геотермическое соотношение (2)
для континентального генезиса литосферы. Под!
ставив полученное значение глубинного теплово!
го потока (66 мВт/м
2
) в соотношение (2) получим,
что среднее время образования хребта равно
88 млн. лет (коньяк). Это согласуется с выводом,
сделанным на основе геологических материалов,
что хребет Альфа!Менделеева был отделен от
структуры хребта Ломоносова в конце мела–кай!
нозое [Филатова, Хаин, 2009].
Определенный по
геотермическим данным средний возраст форми!
рования хребта 88 млн. лет не превышает 10% от!
носительно радиологического возраста получен!
ных на нем коренных пород (82 и 83 млн. лет) и
среднего возраста 91 млн. лет найденного по сей!
смическим данным (100–82 млн. лет) [Jokat, 2003;
Jokat et al., 2007]. Это указывает на реальность вы!
полненной оценки по данным теплового потока
среднего возраста этого хребта. Учитывая по!
грешность определения возраста структур по дан!
ным теплового потока
±
10%, интервал времени
образования хребта Альфа!Менделеева составля!
ет 97–79 млн. лет, что хорошо согласуется с сей!
смическими данными.
Следует специально отметить, что независимо
определенное по данным теплового потока время
отчленения хребта Альфа!Менделеева от структу!
ры хребта Ломоносова 97–79 млн. лет практиче!
ски совпадает с интервалом времени формирова!
ния котловины Подводников (см. выше). Логич!
но считать, что котловина Подводников начала
формироваться процессами рифтогенеза именно
во время отделения структуры хребта Альфа!
Менделеева от хребта Ломоносова. Рассчитанное
же время рифтогенного раскрытия котловины
Подводников (97–79 млн. лет) согласуется с апт!
альбским временем активного магматизма и суб!
широтного растяжения континентальной Евра!
зиатской окраины к югу от этой котловины [Mill!
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 11
er, Verzhbitsky, 2009]. Кроме того, время заверше!
ния формирования структуры хребта согласуется
со временем начала разрыва континентальной
коры в котловине Подводников и временем рас!
крытия в позднем мелу процессами диффузного
спрединга котловины Макарова, установленным
по геологическим и сейсмическим данным. Все
это свидетельствует о корректности выполнен!
ной оценки времени (97–79 млн. лет) формиро!
вания хребта Альфа!Менделеева.
Можно рассчитать мощность литосферы хреб!
та Альфа!Менделеева, используя соотношение,
устанавливающее связь между возрастом и мощ!
ностью континентальной литосферы [Morgan,
Sass, 1984]
(4)
Подставляя в соотношение (4) определенный
выше по геотермическим данным средний возраст
хребта Альфа!Менделеева 87 млн. лет, получим,
что мощность его литосферы составляет ~93 км.
Полученное относительно небольшое значение
мощности хребта по сравнению с толщиной лито!
сферы зон перехода от континента к океану (в
среднем 150 км) свидетельствует о растяжении ли!
тосферы в процессе ее отрыва от фрагмента Барен!
цево!Карской окраины [Вержбицкий, 2001; 2002].
Северной границей Амеразийского бассейна
является хребет Ломоносова (рис. 1), который в
раннем кайнозое отделился от Баренцево!Кар!
ской континентальной окраины Евразии [Фила!
това, Хаин, 2009]. Данные бурения на хребте Ло!
моносова свидетельствуют об общности его раз!
вития с Баренцево!Карским шельфом. На это
указывает наличие цирконов в поднятых на хреб!
те коренных породах позднепермского времени,
источником которых могли быть сиениты Тай!
мырского п!ва [Богданов, Хаин, 1998; Grantz et al.,
2001; Шипилов, 2008; Филатова, Хаин, 2009].
Континентальное подножье хребта Ломоносо!
ва плавно сочленяется с Сибирской континен!
тальной окраиной без резких изменений характе!
ра рельефа и перепада глубин, что указывает на
принадлежность хребта Российскому шельфу
[Пискарев, 2004].
В центральном сегменте хребта Ломоносова
гранитный слой полностью отсутствует; конти!
нентальная кора Канадско!Гренландского сег!
мента хребта также включает область, верхняя ко!
ра которой имеет базитовый состав, что находит
отражение в магнитном поле. В целом, хребет Ло!
моносова слабо выражен в магнитном, а также и в
гравиметрическом полях [Богданов, 2004].
Сейсмический разрез хребта Ломоносова ана!
логичен сейсмическому разрезу хребта Альфа!
Менделеева [Филатова, Хаин, 2009; Bruvoll et al.,
2010]. Мощность коры хребта Ломоносова варьи!
рует в пределах 20–30 км (рис. 2). По данным сей!
10 .
l
Ht
=
смических исследований верхняя часть неуплот!
ненных осадков ~2 км со скоростью продольных
волн 1.7–3.6 км/с подстилается слоем 5–6 км
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 [Пискарев,
2004; Филатова, Хаин, 2009].
Как уже отмечалось выше, предполагается, что
хребет Ломоносова отделился процессами рифто!
генеза и спрединга от Евразиатского шельфа в
конце мела–раннем кайнозое. Для выяснения
более точного времени отделения хребта от кон!
тинентальной окраины можно использовать име!
ющиеся на нем данные теплового потока.
Фоновый тепловой поток на хребте Ломоносова
составляет 65 мВт/м
2
[Любимова и др., 1976]
(рис. 1). Для слоя неуплотненных осадков хребта
коэффициенты теплопроводности и температуро!
проводности составляют, соответственно
λ
0
= 1.3
×
×
10
3
мВт/(м К),
α
0
= 3.0
×
10
–7
м
2
/с, а для нижележа!
щего слоя уплотненных осадков
λ
1
= 1.5
×
×
10
3
мВт/(м К),
α
1
= 3.5
×
10
–7
м
2
/с. Тогда, в со!
ответствии с решением интегрального уравне!
ния Вольтерра [Гольмшток, 1979] для средней
мощности неуплотненных осадков хребта
Н
ср
=
= 2 км теплофизические параметры
Р
= 0.04,
S
=
= 0.94, а коэффициент коррекции равен
K
= 1.09.
Умножая значение фонового теплового потока
65 мВт/м
2
на этот коэффициент, получим скор!
ректированный тепловой поток примерно рав!
ный 70 мВт/м
2
. Аналогично, для вышеуказанных
коэффициентов теплопроводности и температу!
ропроводности уплотненных осадков (для
Н
ср
=
= 5.5 км) и гранито!гнейсового основания
(
λ
1
=2.5
×
10
3
мВт/(м К),
α
1
= 5
×
10
–7
м
2
/с) тепло!
физические 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
. Вычитая из этой величины сум!
марную радиогенную составляющую теплового
потока вышеуказанных осадочных слоев 7500 м
×
×
1.4
×
10
–3
мВт/м
3
10 мВт/м
2
получим, что глу!
бинный тепловой поток хребта Ломоносова равен
70 мВт/м
2
.
Учитывая континентальное в целом строение
хребта Ломоносова, для расчета возраста его об!
разования следует применить соотношение (2).
Подставляя в соотношение (2) полученное значе!
ние глубинного теплового потока (70 мВт/м
2
) на!
ходим среднее время образования хребта равное
12
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
63 млн. лет (ранний палеоцен), а с учетом геотер!
мической точности исследований
±
10% 69–
57 млн. лет (маастрихт–палеоцен). Это соответ!
ствует мнению, высказанному на основе анализа
геологических данных, что хребет Ломоносова был
отделен в позднем мелу–раннем кайнозое от Ба!
ренцево!Карского шельфа, который принадлежал
континенту Арктида [Зоненшайн, Натапов, 1987].
Выполненная оценка согласуется также с опреде!
ленным по магнитным данным временем завер!
шения рифтогенеза и начала спрединга в котло!
вине Амундсена (Евразийский бассейн) [Кара!
сик, 1968; 1973; Kristofersen, 1990]. Начало спре!
динга в этой котловине относится ко времени
57 млн. лет (аномалия С25), когда произошел в
районе Баренцево!Карского шельфа разрыв кон!
тинентальной коры и начала формироваться
процессами спрединга океаническая кора. Это
соответствует времени завершения формирова!
ния хребта Ломоносова. Время существования
рифтогенеза в котловине Амундсена по геолого!
геофизическим данным составляет примерно
10 млн. лет. Это указывает на то, что время нача!
ла рифтогенного раскрытия котловины Амунд!
сена (~67 млн. лет) согласуется со временем на!
чала формирования хребта Ломоносова
(69 млн. лет назад), определенного по геотерми!
ческим данным.
Анализ результатов сейсмического зондирова!
ния относит отделение хребта Ломоносова от
Евразийской окраины ко времени 58 млн. лет
[Богданов, 2004]. По результатам других сейсми!
ческих исследований [Weber, Sweeney, 1990] сред!
нее время отделения хребта Ломоносова от
Евразийского шельфа датируется временем
61 млн. лет. Определенное по данным теплового
потока среднее время образования хребта Ломо!
носова 63 млн. лет не превышает эти значения бо!
лее чем на 10% и, следовательно, также согласует!
ся с оценкой времени, полученной по данным
сейсмостратиграфии.
Все вышесказанное свидетельствует о кор!
ректной оценке по геотермическим данным вре!
мени формирования (69–57 млн. лет) в Аме!
разийском бассейне хребта Ломоносова.
Подставляя в соотношение (4) определенный
по данным теплового потока возраст 63 млн. лет
образования хребта Ломоносова получим, что
мощность его литосферы составляет ~80 км.
Полученное относительно небольшое значе!
ние мощности литосферы хребта по сравнению с
толщиной литосферы зон перехода от континен!
та к океану (в среднем 150 км) указывает на утоне!
ние литосферы при ее отрыве от Баренцево!Кар!
ской окраины [Вержбицкий, 2001; 2002].
СПЕЦИФИКА ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУР
АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА
Как уже говорилось выше, в соответствии с ра!
ботами [Tayler et al., 1981; Sweeney et al., 1982 и др.]
образование структур котловин Подводников–
Макарова и хребта Альфа!Менделеева обусловле!
но пропагейтингом спрединга из Атлантического
океана: Лабрадорская котловина, море Баффина,
котловина Макарова; при раскрытии процессами
спрединга котловины Макарова хребет Альфа!
Менделеева был отчленен от Баренцево!Карской
палеоокраины.
По нашему мнению образование хребта Аль!
фа!Менделеева не связано с продвижением спре!
динга из Северной Атлантики, поскольку линей!
ные магнитные аномалии отсутствуют в Канад!
ской части котловины Макарова и в котловине
Подводников. Размер той части котловины Ма!
карова, где зафиксированы (слабо выраженные)
линейные магнитные аномалии, слишком мал,
чтобы отчленить целиком фрагмент структуры
хребта Альфа!Менделеева от фрагмента хребта
Ломоносова. В соответствии с выполненными
выше по геотермическим данным оценками об!
разование в конце мела хребта Альфа!Менделее!
ва обусловлено раскрытием процессами рифтоге!
неза котловины Подводников. Необходимо так!
же отметить, что батиметрические контуры этой
котловины (рис. 1) указывают на начало ее рас!
крытия не со стороны Атлантического океана, а
со стороны Евразиатской окраины (самая широ!
кая часть системы котловин Подводников–Ма!
карова) и дальнейшее продвижение раскрытия в
сторону Канадского архипелага. Следует напом!
нить, к югу от котловины Подводников в апт!
альбское время наблюдалось субширотное растя!
жение литосферы, сопровождающееся активным
магматизмом [Miller, Verzhbitsky, 2009].
Кроме того, полученная нами по данным теп!
лового потока оценка возраста системы котловин
Подводников–Макарова не согласуется с указан!
ной выше концепцией последовательного про!
движения спредингового процесса: Лабрадорская
котловина–море Баффина–котловина Макарова
[Taylor et al., 1981; Sweeney et al., 1982 и др.]. Рас!
крытие Лабрадорской котловины по магнитным
данным (аномалии 27–19) произошло в интерва!
ле времени 60–41 млн. лет, а моря Баффина (ано!
малии 24–21) – в интервале 53–47 млн. лет [Меж!
дународный…, 1990]. Раскрытие же по геотерми!
ческим данным котловины Подводников 97–
79 млн. лет и котловины Макарова 75–61 млн. лет
случилось, соответственно, на ~40 и 20 млн. лет
раньше. Это, как было показано выше, согласует!
ся, с оценками, выполненными по геолого!гео!
физическим данным, что указывает на обосно!
ванность определенного по данным теплового
потока времени раскрытия котловин Подводни!
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 13
ков и Макарова. По нашему мнению образова!
ние провинции бассейнов и хребтов, включаю!
щей хребет Альфа!Менделеева, котловины Под!
водников и Макарова, хребет Ломоносова,
обусловлено растяжением, рифтогенезом и пе!
ремещением всего этого континентального мас!
сива вместе с Канадским бассейном и Аляской
по крупнейшим сдвигам в направлении Палео!
пацифики в период со 120 до примерно 55 млн.
лет назад [Лобковский и др., 2010].
Средний возраст Баренцево!Карской пассив!
ной окраины составляет 310 млн. лет, а современ!
ный глубинный тепловой поток 50 мВт/м
2
[Вержбицкий, 2001; 2002]. Можно рассчитать,
используя соотношение (2), теоретический теп!
ловой поток хребтов Альфа!Менделеева и Ломо!
носова для среднего времени их отделения от Ба!
ренцево!Карского шельфа ~75 млн. лет назад,
т.е. для возраста Баренцево!Карской окраины
~235 млн. лет. Подставляя в соотношение (2)
возраст 235 млн. лет, найдем, что глубинный
тепловой поток составлял 53 мВт/м
2
, т.е. был
практически равен современному тепловому по!
току Баренцево!Карской окраины (50 мВт/м
2
).
Это указывает на первоначальную теплофизиче!
скую связь литосферы хребтов Альфа!Менделе!
ева и Ломоносова с Баренцево!Карской окраи!
ной, которая являлась частью континента Арк!
тида [Зоненшайн, Натапов, 1987].
Следует подчеркнуть, что южная часть хребтов
Альфа!Менделеева и Ломоносова, как отмеча!
лось выше, геоморфологически и структурно со!
единена с континентальным шельфом России.
Между шельфом и хребтом Альфа!Менделеева не
наблюдается гравитационной аномалии, которая
характерна для границ океанических и континен!
тальных структур. Все это указывает на принад!
лежность этих хребтов к восточной части Россий!
ского шельфа.
В целом, выполненный анализ геолого!геофи!
зических данных свидетельствуют о генетической
связи структуры хребтов Альфа!Менделеева и
Ломоносова с континентом Арктида и принад!
лежности структуры этих хребтов восточной ча!
сти Российского шельфа.
Данные теплового потока, в отличие от геоло!
гических, магнитных и сейсмических данных, от!
ражают время геодинамических процессов, про!
текающих на границе астеносфера–литосфера.
Определенный по данным теплового потока зна!
чительно более молодой возраст всех рассмотрен!
ных выше структур (в интервале ~100–60 млн.
лет) по сравнению с возрастом (протерозой) их
древнего фундамента отражает время рифтогене!
за и спрединга, нарушивших литосферу конти!
нента Арктида, составлявшего ранее единую тек!
тоническую структуру.
ВЫВОДЫ
1. Выполнена по данным теплового потока
оценка времени образования процессами рифто!
генеза котловины Подводников 97–79 млн. лет.
Рассчитанное время согласуется с апт!альбским
интервалом активного магматизма и субширот!
ного растяжения континентальной Евразиатской
окраины к югу от этой котловины, а также с нача!
лом формирования котловины Макарова в позд!
немеловое время, определенное по сейсмическим
и геологическим данным. Раскрытие котловины
Подводников происходило не со стороны Атлан!
тического океана, а со стороны Евразиатской
окраины и продвигалось в сторону Канадского
архипелага. Это соответствует геологическим и
батиметрическим данным.
2. Рассчитанное по геотермическим данным
время образования котловины Макарова (75–
61 млн. лет) совпадает со временем раскрытия
котловины в конце позднего мела, определенным
по сейсмическим и геологическим данным.
3. Выполненные по данным теплового потока
оценки времени образования котловин Подвод!
ников (97–79 млн. лет) и Макарова (75–
61 млн. лет) противоречат концепции последова!
тельного продвижения спредингового процесса
из северной Алантики: Лабрадорская котловина
(60 41 млн. лет)–море Баффина (53–47 млн.
лет)–котловина Макарова, поскольку средний
возраст котловин Подводников и Макарова,
определенный по данным теплового потока, за!
метно старше (на 40–20 млн. лет), чем возраст
котловин Северной Атлантики, найденный по
магнитным аномалиям. Рассчитанный по гео!
термическим данным возраст котловин Подвод!
ников и Макарова подтверждается геолого!гео!
физическими данными.
4. Рассчитаное по данным теплового потока
средний возраст 88 млн. лет (коньяк) образования
хребта Альфа!Менделеева хорошо совпадает с ра!
диологическими возрастами, полученных на
хребте образцов коренных пород 82 и 83 млн. лет.
Определенный интервал времени образования
хребта Альфа!Менделеева 97–79 млн. лет,
подтверждается сейсмическими данными (100–
82 млн. лет). Выполненная оценка начала –
97 млн. лет формирования хребта Альфа!Менде!
леева, (как и начала – 97 млн. лет формирования
котловины Подводников) согласуется с апт!альб!
ским временем активного магматизма и субши!
ротного растяжения континентальной Еврази!
атской окраины к юго!западу от хребта Альфа!
Менделеева. Полученная оценка завершения
формирования хребта (79 млн. лет) также
соотвествует позднемеловому времени разрыва
континентальной коры и начала раскрытия кот!
ловины Макарова процессами диффузного спре!
динга. Определенный по геотермическим дан!
14
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВЕРЖБИЦКИЙ и др.
ным средний возраст формирования хребта 88
млн. лет не превышает 10% относительно возрас!
та коренных пород (82 и 83 млн. лет) и среднего
возраста 91 млн. лет найденного по сейсмическим
данным. Все это указывает на корректность вы!
полненной оценки и
подтверждается
выводом,
сделанным на основе геологических материалов,
что хребет Альфа!Менделеева был отделен от
структуры хребта Ломоносова в конце мела–кай!
нозое.
5. Хребет Альфа!Менделеева образован не в ре!
зультате процессов линейного спрединга котлови!
ны Макарова, а вследствие рифтогенного раскры!
тия системы котловин Подводников–Макарова.
Об этом свидетельствует определенное независи!
мо по различным данным теплового потока близ!
кое время образования хребта и котловины Под!
водников – 97–79 млн. лет, которое подтверждает!
ся геолого!геофизическими данными.
6. Выполненная по геотермическим данным
оценка времени образования хребта Ломоносова
69–57 млн. лет (маастрихт–поздний палеоцен)
соответствует времени (поздний мел–ранний
кайнозой) отделения хребта от Баренцево!Кар!
ской окраины, найденного по геологическим ма!
териалам. Данная 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 Амунд!
сена (Евразийский бассейн), а также со временем
существования 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, найденное по ре!
зультатам сейсмических исследований (58 и
61 млн. лет) более чем на 10% и, следовательно,
также поддерживается сейсмическими данными.
Все это указывает на корректность выполненной
по геотермическим данным оценки времени фор!
мирования хребта Ломоносова.
7. 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
Богданов Н.А.
Тектоника Арктического океана // Гео!
тектоника. 2004. № 3. С. 17–30.
Богданов Н.А., Хаин В.Е.
Объяснительная записка к
тектонической карте морей Карского и Лаптевых и се!
вера Сибири. М.: Институт литосферы окраинных и
внутренних морей РАН.1998. 127 с.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим и возраст
океанической и континентальной литосферы (на при!
мере Ионического и Адриатического бассейнов Сре!
диземного моря) // Океанология. 2001. Т. 41. № 1.
С. 132–137.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим и тектоника
дна акваторий вдоль Альпийско!Гималайского пояса.
1996. М.: Наука. 131 с.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим, тектоника
дна и температурные условия генерации углеводоро!
дов восточной части Баренцева моря // Геотектоника.
2002. № 1. С. 86–96.
Вержбицкий Е.В.
Геотермический режим, тектоника
дна и температурные условия генерации углеводоро!
дов юго!западной части Карского моря // Океаноло!
гия. 2001. Т. 41. С. 595–599.
Гольмшток А.Я.
О влиянии осадконакопления на глу!
бинный тепловой поток // Океанология. 1979. Т. 19.
Вып. 6. С. 1133–1138.
Грачев А.Ф.
Новый взгляд на природу магматизма Зем!
ли Франца!Иосифа // Физика Земли. 2001. № 9.
С. 49–61.
Гуревич Н.И., Мащенков С.П., Бычкова О.Г.,
Абельская А.А.
Новые сведения об эволюции Амеро!
зийского бассейна. Северный Ледовитый океан, по
результатам предварительной идентификации маг!
нитных аномалий // Российский геофизический жур!
нал. 2003. № 31–32. С. 37–45.
Гуревич Н.И., Меркурьев С.А.
Связь эволюции котло!
вин Подводников и Макарова с эволюцией района
хребта Альфа // Российский геофизический журнал.
2007. № 48–49. С. 23–32.
Зоненшайн Л.П., Натапов Л.М.
Тектоническая история
Арктики. Актуальные проблемы тектоники. (Труды
ГИН АН СССР; Вып. 425). М.: Наука. 1987
.
С. 31–57.
Кабаньков В.Я., Андреева И.А., Иванов В.Н. и др.
О гео!
тектонической природе системы Центрально!Аркти!
ческих морфоструктур и геологическое значение дон!
ных осадков в ее определении. 2004. № 6. С. 33–48.
Казьмин В.Г.
Рифтовые структуры Восточной Африки –
раскол континента и зарождение океана. М.: Наука.
1987. 206 с.
Карасик А.М.
Линейные магнитные аномалии хребта
Гаккеля и происхождение Евразийского суббассейна в
Северном Ледовитом океане. Геофизические методы
исследования в Арктике. Л.: НИИГА. 1968. С. 9–19.
Карасик А.М.
Аномальное магнитное поле Евразий!
ского суббассейна Северного Ледовитого океана //
Докл. АН СССР. 1973. Т. 211. №.1. С. 213–217.
Лебедева$Иванова Н.Н., Лангинен А.Е., Заманский Ю.А.,
Сергеев М.Б.
Сейсмическая модель земной коры вдоль
геотраверса “Острова Де Лонга – котловина Макаро!
ва”. Геолого!геофизические характеристики литосфе!
ры Арктического региона. СПб.: Минприроды. ВНИИ
Океанология. 2004. Вып. 5. С. 125–140.
Лобковский Л.И., Гарагаш И.А., Кононов М.В., Верж$
бицкий В.Е., Котелкин В.Д.
Тектоника деформируемых
литосферных плит и геодинамическая эволюция Арк!
тического региона в мезо!кайнозое. Геология и гео!
экология континентальных окраин Евразиатских
окраин. (Вып. 2). 2010. М.: ГЕОС. С. 8–40.
Любимова Е.А., Никитина В.Н., Томара Г.А.
Теп л о вы е
поля внутренних и окраинных морей СССР. М.: Нау!
ка. 1976. 222 с.
Международный геолого!геофизический атлас Атлан!
тического океана / Ред. Удинцев Г.Б. МОК (ЮНЕСКО),
Мингео. СССР, АН СССР, ГУГК СССР. М. 1990. 158с.
ФИЗИКА ЗЕМЛИ № 11–12 2012
ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС СТРУКТУР АМЕРАЗИЙСКОГО БАССЕЙНА 15
Пискарев А.Л.
Петрофизические модели земной коры
Северного Ледовитого океана. НИИГА!ВНИИ Океан!
геология. Санкт!Петербург. 2004. 134 с.
Соколов С.Д.
Тектонические элементы Арктики по дан!
ным мелкомасштабных геофизических полей // Гео!
тектоника. 2009. № 1. С.23–38.
Филатова Н.И, Хаин В.Е.
Структуры центральной Арк!
тики и их связь с мезозойским Арктическим
плюмом // Геотектоника. 2009. № 6. С. 24–51.
Хуторской М.Д., Подгорных Л.В., Грамберг И.С.,
Леонов Ю.Г.
Термотомография Западно!Арктического
бассейна // Геотектоника. 2003. № 3. С. 79–96.
Шатский Н.С.
О тектонике Арктики // Геология и по!
лезные ископаемые севера СССР. Т. 1. Геология.
Л: изд!во Главсевморпути. 1935. С. 149–168.
Шипилов Э.В.
Генерация спрединговых впадин и ста!
дии распада вегенеровской Пангеи в геодинамической
эволюции Арктического океана // Геотектоника. 2008.
№ 2. С. 32–54.
Шипилов Э.В., Карякин Ю.В.
Мезозойский базальтоид!
ный магматизм Баренцевоморской континентальной
окраины: геодинамические обстановки раннего этапа
раскрытия Арктического океана (по результатам ис!
следований на архипелагах Земля Франца!Иосифа и
Шпицберген). Строение и развитие литосферы. / Гл.
ред. Леонов Ю.Г. 2010. М.: Paulsen. 640 с.
Шрейдер А.А.
Линейные магнитные аномалии Север!
ного Ледовитого океана // Океанология. 2004. Т. 44.
№ 5. С. 768–777.
Apel E.V., Burgman R., Steblov G., et al.
Independent active
microplate tectonics of northeast Asia from GPS velocities
and block modeling // Geophysical research letters. 2006.
V. 33. L11303, doi: 10.1029/2006GL026077.
Berichte zur Polarforschung. 1999. № 308. 159 p.
Bruvoll V., Kristoffersen Y., Coakley B.J., Hopper J.R.
Hemi!
pelagic deposits on the Mendeleev and northwestern Alpha
submarine Ridges in the Arctic Ocean: acoustic stratigra!
phy, depositional environment and an inter!ridge correla!
tion calibrated by the ACEX results // Mar Geophys Res.
2010. Springer. DOR 10. 1007/s11001!010!9094!9.
Carlson R.L., Johnson H.P.
On modeling the thermal evolu!
tion of the oceanic upper mantle: An assessment of the
cooling plate model // J. Geophys Res. 1994. V. 99. NB2.
P. 3201–3214.
Franke D., Hintz K., Reichert C.
Geology of the East Siberian
Sea, Russian Arctic, from seismic images: structures, evolu!
tion, and implications for the evolutions of the Arctic Ocean
Basin // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. P. 1029–2003.
Grantz A., Сlark D.L., Phillips R.L., et al.
Phanerozoic
stratigraphy of Northwind Ridge, magnetic anomalies in
the Canada Basin, and the geometry and timing of rifting in
the Amerasia basin, Arctic Ocean // GSA Bull. 1998.
V. 110. № 6. P. 801–820.
Grantz A., Pease V.L., Willard D.A., Phillips R.L., Clark D.L.
Bedrock cores from 89
°
North: implications for the geology
framework and tie to the Barents shelf // Geol. Soc. Am.
Bull. 2001. V. 113. № 10. P. 1271–1281.
Grantz A., May S.D., Taylor P.T., Lawver L.A.
Canada Ba!
sin. The Geology of North America. V. L. The Arctic Ocean
region. The Geological Society of America. 1990. P. 379–402.
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.
Jackson H.R., Mudie P.J., Blanco S.M.
Initial geological re!
port on CESAR – The Canadian expedition to study the
Alpha ridge, Arctic Ocean // Geol. Surv. Canada. 1985.
V. 84–22. 177 p.
Jokat W., O’Connor J., Muhe R.
Alpha!Mendeleev Ridge:
an ocean Cretaceous large igneous province / Abstract and
Proceedings. Soc. Norway. Oslo. 2007. P. 1O!O38.
Jokat W.
Seismic investigations along the western sector of
Alpha Ridge, Central Arctic Ocean // Geophys. J. Intern.
2003. V. 152. P. 185–201.
Kristofersen Y.
Eurasia Basin, in the Geology of North
America // The Arctic Ocean Region / Eds. Grantz A.,
L. Johnson, J.F. Sweencey, Geol. Soc. Am. Colo.: Boulder.
1990. V. L. P. 365–378.
Lachenbruch A.H., Marchal B.V.
Heat flow through the
Arctic Ocean floor, The Canada Basin!Alpha Rise bound!
ary // Journal of Geophysical Research. 1966. V. 71. № 4.
P. 1223–1248.
Langinen A.E., Lebedeva$Ivanova N.N., Gee D.G., Zaman$
sky Yu.Ya.
Correlations between the Lomonosov Ridge,
Marvin Spur and adjacent basins of the Arctic Ocean based
on seismic data // Tectonophysics. V. 472. 2009. P. 309–322.
Langseth M.G., Lachenbruch A.H., Marshall B.V.
Geother!
mal observations in Arctic region. The Arctic Ocean region.
The Geological Society of America. 1990. P. 133–152.
Lawver L.A., Grantz A., Gahagan L.M.
Plate kinematic evo!
lution of the present Arctic region since Ordovician // Geol.
Soc. Amer. Spec. Paper. 2002. V. 360. P. 333–358.
Lebedeva$Ivanova N.N., Zamansky Y.Y., Langinen A.E.,
Sorokin M.Y.
Seismic profiling across the Mendeleev Ridge
at 82
°
N: evidence of continental crust // Geophys. J. In!
tern. 2006. V. 165. P. 527–544.
Miller E.L., Verzhbitsky V.E.
Structural studies near Pevec,
Russia: implications for formations of the East Siberian
Shelf and Makarov Basin of the Arctic Ocean // Stephan
Mueller Spec. Publ. Ser., Stanford, USA. 2009. V
.
8. P. 1–19.
Morgan P., Sass J.H.
Thermal regime of the continental
lithosphere // J. Geodynamics. 1984. P. 143–166.
Parsons B., Sclater J.C.
An analysis of the variation of oce!
anic floor bathymetry and heat floor with age // J. Geophys.
Res. 1977. V. 82. № 5. P. 319–331.
Rowley D., Lotters A.
Plate kinematic reconstructions of the
North Atlantic and Arctic late Jurassic to present // Tec!
tonophysics. 1988. V. 155. P. 73–120.
Srivastava S.P., Roest W.R.
Extent of oceanic crust in the
Labrador Sea // Marine and Petroleum Geology. 1999.
№16. P. 6584.
Sweeney J.F., Weber J.R., Blasco S.M.
Continental Ridges
in the Arctic ocean – LOREX constraints // Tectonophys!
ics. 1982. V. 89. P. 217–238.
Tailleur I., Brosge W.
Tectonic history of northern Alaska.
Proceeding of the geological seminar on north slope Alaska.
Am. Ass. Petrol. Geol. Pacif. Sect. 1970. P. 1–19.
Taylor P., Kovacs L., Vogt P., Johnson G.
Detailed aeromag!
netic investigations of the Arctic Basin // J. Geophys. Res.
1981. V. 86. № 7. P. 6323–6333.
Verzhbitsky E.V., Schreider A.A., Stenshinsky C.B.
Rate of
diffusive spreading in the Tyrrhenian Sea // Int. Geology
Review. 1992. V. 34. № 86. P. 816–827.
Vogt P., Taylor P., Kovacs L., Johnson G.
The Canada basin:
aeromagnetic constraints on structure and evolution // Tec!
tonophysics. 1982. V. 89. P. 295–336.
Weber J.R., Sweeney J.F.
Ridges and basins in the centrals
Arctic Ocean. The Geology of North America. V. L. The
Arctic Ocean region. The Geological Society of America.
1990. P. 305–356.
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
The combined geological and geophysical analysis of the geomagnetic and geothermal fields of the Tyrrhenian sea indicated that it was formed as a result of diffuse spreading. The Manyagi, Vavilov and Marsili seamounts reflect the position of local centres of seafloor spreading. The rate of opening of the Tyrrhenian sea of ~4 cm/year, established from the geomagnetic and geothermal data, fits in well with the opening of the whole Tyrrhenian region during the early Tortonian, as indicated by geological data. The results obtained indicate the effectiveness of the combined analysis of the geomagnetic and geothermal fields when calculating the rate of seafloor spreading at various stages of rift formation. -P.Cooke
Article
Piston and gravity cores recovered from the Alpha Ridge contain late Cainozoic muds with variable amounts of sand- to pebble-size clastic material. Sixteen Cainozoic-Holocene lithostratigraphic units have been delimited on the basis of sediment texture, structure, colour, and detrital carbonate and authigenic ferromanganese content. -T.F.
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
This paper examines the mode of formation of the northern margins of the Labrador Sea. Observations of faulted and rotated crustal blocks across the northwest margin of Greenland had led to the suggestion that this region is underlain by extended continental crust. A detailed analysis of all geophysical data from this region, presented here, suggests, on the contrary, the possibility that it could have been formed by an excessively slow seafloor spreading process, and ridge axis propagation. This gave rise to rotated fault blocks at a time when spreading was mainly confined to the Greenland side prior to its shift to the west. Supporting evidence for such a reconfiguration of the spreading axis comes from gravity and magnetic observations of this and neighbouring regions. Modelling of magnetic anomalies in the area, based on the average rate of spreading for the entire Labrador Sea, shows that a gradual shift of the ridge axis to the west started after the formation of anomaly 32. Because the earliest seafloor spreading anomalies are highly attenuated in amplitudes, other models like extended and intruded continental crust are possible if one only considers the magnetic anomalies. However, an extended continental crustal model poses problems in accounting for other geophysical observations. Based on a slow spreading model it is shown that oceanic crust extends fairly close to the foot of the slope, with a narrow belt of extended continental crust along the west Greenland margin while a much wider zone of perhaps attenuated continental crust extends off Labrador. Breakup of the continental landmass occurred much closer to the west Greenland coast than to Labrador. The applicability of a slow spreading model to other passive margins, where similar geophysical observations have been reported, is discussed.
Article
Recent multidisciplinary geophysical measurements over the Lomonosov Ridge close to the North Pole support the widely held belief that it was formerly part of Eurasia. The known lithologies, ages, P-wave velocity structure and thickness of the crust along the outer Barents and Kara continental shelves are similar to permitted or measured values of these parameters newly acquired over the Lomonosov Ridge. Seismic, gravity and magnetic data in particular show that the ridge basement is most likely formed of early Mesozoic or older sedimentary or low-grade metasedimentary rocks over a crystalline core that is intermediate to basic in composition. Short-wavelength magnetic anomaly highs along the upper ridge flanks and crest may denote the presence of shallow igneous rocks. Because of the uncertain component of ice-rafted material, seafloor sediments recovered from the ridge by shallow sampling techniques cannot be clearly related to ridge basement lithology without further detailed analysis. The ridge is cut at the surface and at depth by normal faults that appear related to the development of the Makarov Basin. This and other data are consistent with the idea that the Makarov Basin was formed by continental stretching rather than simple seafloor spreading. Hence the flanking Alpha and Lomonosov ridges may originally have been part of the same continental block. It is suggested that in Late Cretaceous time this block was sheared from Eurasia along a trans-Arctic left-lateral offset that may have been associated with the opening of Baffin Bay. The continental block was later separated from Eurasia when the North Altantic rift extended into the Arctic region in the Early Tertiary. The data suggest that the Makarov Basin did not form before the onset of rifting in the Artic.
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.