Чтение онлайн

Тектоническая история Арктики в позднем докембрии и фанерозое – это по сути история собирания северной части Вегенеровской Пангеи (поздний докембрий – пермь) и затем ее распада (начиная с триаса и по настоящее время). К настоящему времени среди сторонников плитовой тектоники достигнут консенсус по поводу очередности позднедокембрийских и фанерозойских процессов ассамблирования палеоконтинентов, таких как – Балтика (древний остов Восточно-Европейской платформы – ВЕП), Лаврентия (древний остов Северной Америки), Сибирь (древний остов Сибирской платформы), Казахстанско-Киргизский континент и других крупных континентальных масс в Пангею и ее последующей дефрагментации. Однако в разработке деталей этого эволюционного процесса, особенно для Арктического сектора, который до сих пор остается относительно слабоизученным в связи с труднодоступностью и расположением больших площадей под водой, все еще остается много нерешенных, спорных или недостаточно обоснованных построений. Это касается расшифровки структуры и происхождения обрамлений древних кратонов (включая время и механизмы их формирования), компоновки вр'eменных композитных палеоконтинентов, траекторий дрейфа континентальных блоков и островодужных ансамблей, механизмов раскрытия, эволюции, а зачастую и самого существования, разделяющих палеоконтиненты океанических бассейнов и т. д. Все это во многом еще дискуссионные темы, особенно для наиболее ранних этапов предыстории Арктического сектора – позднедокембрийского и раннепалеозойского.

В последнее десятилетие получила широкое признание следующая принципиальная схема последовательности позднедокембрийско-фанерозойских геодинамических событий, которые привели к формированию северной части Пангеи, а затем к ее последующему распаду. В самых общих чертах в изложении автора настоящей статьи эта схема может быть представлена следующим образом. В середине позднего докембрия Балтика вместе с Лаврентией, Сибирью и другими континентальными блоками входила в состав единого реконструируемого на то время суперконтинента Родиния (Weil et al., 1998) или Палеопангея (Piper, 2000). Впоследствие (после рубежа ~1 млрд лет) суперконтинент распался, а Балтика, Лаврентия и Сибирь стали изолированными континентами (Meert, Powell, 2001). По мнению некоторых исследователей (например В.Н. Пучков и его единомышленники) в самом конце позднего докембрия Балтика своим уральским краем столкнулась с кадомским краем Гондваны (с образованием коллизионного Кадомского орогена), а несколько позднее (в конце кембрия – начале ордовика) опять отделилась от Гондваны (Пучков, 2000). В других работах (Gee, Pease, 2004; Kostyuchenko et al., 2006; Lorenz et al., 2008 и др.) полагается, что в позднем докембрии Тиманская окраина Балтики поэтапно наращивалась за счет причленения к ней разнородных блоков и террейнов, реликты которых в настоящее время слагают фундамент Печорского бассейна и прилегающих шельфовых областей Печорского и Баренцева морей (см. далее рис. 5). Позднее, в среднем палеозое (силур) Лаврентия столкнулась с Балтикой с образованием орогена Скандинавско-Гренландских каледонид (Higgns et al., 2004) и возникновением каледонского композитного континента Лавруссия (Laurussia) (Cocks, Torsvik, 2005). В позднем палеозое в результате столкновения Лавруссии и Сибирско-Казахстанско-Киргизского каледонского композитного континента закрылся Палеоуральский океан (уральский орогенез на восточном крае той части Лавруссии, которая некогда была Балтикой). Формирование Пангеи закончилось в конце палеозоя, когда континентальные массы приняли наиболее компактную конфигурацию, после чего начался этап дезинтеграции суперконтинента.

Многие положения изложенной схемы к настоящему времени вполне надежно обоснованы комплексом геолого-геофизических данных. Однако некоторые моменты, касающиеся эволюции западного сектора современной Арктики в позднем докембрии и в самом начале палеозоя, по существу, ничем не подкреплены.

По периферии современных океанических бассейнов Арктики располагаются разновеликие блоки коры континентального типа (рис. 1). Это такие блоки как – Баренция (Большеземельская часть Тимано-Печорского региона, архипелаги Новая Земля и Земля Франца Иосифа и прилегающие к ним части шельфа восточной части Баренцева моря), Шпицбергенский блок (архипелаг Свальбард и прилегающие к нему части шельфа западной части Баренцева моря), Карский блок (север Таймыра и архипелаг Северная Земля и прилегающие к ним части шельфа Карского моря), Чукотский бордерленд(?), Аляскинско-Чукотский блок – северная, к северу от хребта Брукса, часть Аляски, северная Чукотка, о. Врангеля и прилегающие к ним части шельфа Чукотского моря, Новосибирский блок (Новосибирские острова и прилегающие к ним шельфы Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых), а также небольшие блоки, расположенные к северу от Иннуитского складчатого пояса на самом севере Гренландии (Земля Пири и о-ва Элсмир и Аксель-Хайберг). Недавними геолого-геофизическими исследованиями (Кабаньков и др., 2004, Поселов и др., 2007 и ссылки в этих работах) было доказано, что кора хребтов Ломоносова, Альфа и Менделеева характеризуется мощностью и сейсмическими скоростями, позволяющими трактовать эти блоки как континентальные.

Рис. 1. Блоки древней допалеозойской континентальной коры в Арктике (оконтурены белыми пунктирными линиями). Надписи «Балтика», «Сибирь» и «Лаврентия» по краю рисунка маркируют примерное положение соответствующих древних палеоконтинентов в структуре современных континентов. В качестве основы использована батиметрическая карта http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/bathymetry/arctic/images/IBCAO_ver1map_letter.cdr

Комплексы, слагающие все эти блоки, до самого недавнего времени оставались чрезвычайно слабо и неравномерно изученными. Однако даже неполных и весьма разрозненных сведений академику Н.С. Шатскому было достаточно для того, чтобы еще в 30-х годах XX века предположить, что все эти перечисленные блоки являются фрагментами некогда единого древнего массива с корой континентального типа – Гипербореи. Позднее, уже на плитотектонической основе представления о древнем (додевонском) континенте, реликты которого сейчас рассеяны в Арктике, получили развитие в работах Л.П. Зоненшайна и его соавторов (Зоненшайн и др., 1987, 1990; Зоненшайн, Натапов, 1987). Эти исследователи провели первые палинспастические реконструкции континента, «закрыв» мезозойско-кайнозойские океанические бассейны (котловины Канадскую, Евразийскую, Подводников и Макарова), дали ему название – Арктида и полагали, что до среднего палеозоя он существовал как независимый изолированный крупный массив с континентальной корой (рис. 2). При этом авторы этих построений в Арктиду не включали Баренцию и Шпицбергенский блок. Л.П. Зоненшайн и его соавторы считали, что во второй половине девона Арктида столкнулась с Иннуитским краем Лаврентийской части Евроамерики (Лавруссии), с образованием Иннуитского складчатого пояса, и по Новоземельско-Североземельской сдвиговой зоне пришла в соприкосновение с Баренцево-Новоземельским краем Балтийской части Евроамерики (Лавруссии).

Рис. 2. Первые палеотектонические реконструкции Арктиды, из (Зоненшайн и др., 1990) с упрощениями. 1 – океаны; 2 – «континенты»; 3 – зоны спрединга; 4 – зоны субдукции; 5 – трансформные зоны; 6 – сутуры (шовные зоны).

Последнее десятилетие знаменовалось бурным ростом новых знаний по различным аспектам геологии Арктики и сопредельных регионов, что позволило предложить обновленные плитотектонические реконструкции ранней предистории Арктики с участием палеоконтинента Арктида – «ABC-концепция» (Arctida-Baltica collision) (Борисова и др., 2001, 2003; Кузнецов и др., 2005а, б; Kuznetsov et al., 2007 и др.), при этом в отличие от реконструкции Л.П. Зоненшайна с соавторами в новой реконструкции в палеоконтинент Арктида включены Баренция и Шпицбергенский блоки (рис. 1 и 3А). Ключевым моментом «АВС-концепции» является произошедшая на временном рубеже позднего докембрия и кембрия (или в самом начале кембрия) коллизия двух континентов – Балтики и Арктиды (рис. 1 и 3Б). В зоне столкновения континентов образовался коллизионный ороген Протоуралид-Тиманид, спаявший Балтику и Арктиду во вр'eменный композитный палеоконтинент Аркт-Европа. Реликты этого орогена в настоящее время являются частями фундамента региона, протягивающегося с юга на север от Печорского бассейна (включая западный склон Полярного и Приполярного Урала) до архипелага Свальбард, а с запада на восток от северной кромки Кольского п-ова и юго-западного ограничения Тимана до центральной части архипелага Новая Земля (рис. 4).

Рис. 3. Палеотектоническая реконструкция для венда (А) и кембрия (Б) по (Борисова и др., 2001, 2003; Кузнецов и др., 2005а, б, 2006; Кузнецов, 2009а, в; Kuznetsov et al., 2007), с добавлениями.

В результате геолого-геофизических исследований по программам Международного Полярного года (МПГ), а также некоторых специализированных арктических программ, предшествующих МПГ, произошел существенный прирост новых данных по разным аспектам строения всего Арктического региона и, в том числе, для распространенных в обозначенном регионе позднедокембрийских, палеозойских и раннемезозойских комплексов. Полученные новейшие данные, касающиеся структурных характеристик позднедокембрийских комплексов северо-восточного обрамления ВЕП (Кузнецов, 2008), обоснования возраста базальных уровней палеозойского разреза на Свальбарде (Кузнецов, 2009б, в; Кузнецов и др., 2009б), изучения изотопно-геохронологических и изотопно-геохимических характеристик детритных цирконов из некоторых кластогенных толщ позднего докембрия и нижнего палеозоя Свальбарда, Тимана и Полярного Урала (Кузнецов и др., 2009а, в, 2010), а также учет данных, полученных в самое последнее время по другим регионам Арктики отечественными (Метелкин и др., 2000; Кабаньков и др., 2004; Поселов и др., 2007; Кораго и др., 2009 и др.) и зарубежными исследователями (Miller et al., 2006, 2009; Lorenz et al., 2008; Nikoll et al., 2009; Pease, Scott; 2009; Amato et al., 2009 и др.), дают возможность развивать доказательную базу «ABC-концепции» на гораздо более высоком уровне.

Поскольку проблема Арктиды/Гипербореи является ключевой для понимания ранней предыстории Арктики, в настоящей статье собраны новейшие (появившиеся в самые последние годы и в том числе полученные в ходе работ по программам МПГ) данные по Западной Арктике и в меньшей степени по некоторым другим районам Арктики, послужившие основой разработки и обоснования «АВС-концепции», а также вытекающего из нее пересмотра общепринятого сценария самого раннего (начального) этапа собирания северной части Вегенеровской Пангеи.

В строении восточного (Уральского) и северо-восточного (Тимано-Печорско – Баренцевоморского) складчатого обрамления ВЕП принимают участие, в числе прочего, позднедокембрийско-среднекембрийские образования. На западном Урале они именуются протоуралидами (или иногда – доуралидами). Протоуралиды перекрыты позднекембрийско-позднепалеозойскими толщами преимущественно осадочных пород (уралидами) и выступают из-под них в виде протяженной цепи антиклинориев, в совокупности образующих Центрально-Уральское поднятие (рис. 4). По особенностям состава, строения и степени преобразования протоуралиды разделены на два типа – южные и северные протоуралиды. Протоуралиды южного типа представлены позднедокембрийскими толщами преимущественно осадочных пород, обнажающимися в ядре Башкирского поднятия и Кваркушского антиклинория (Маслов и др., 2002; Maslov, 2004 и ссылки в этих работах). В противоположность этому в строении протоуралид северного типа заметную (а в некоторых случаях весьма существенную) роль играют неравномерно метаморфизованные позднедокембрийские вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы, позднедокембрийско-среднекембрийские гранитоиды и (редко) офиолиты. Этими образованиями сложены Ляпинский антиклинорий, Хараматалоуское поднятие, Собское поднятие (включающее Енганэпэйский, Манитанырдский и Харбейский выступы), а также Оченырдское поднятие (Мизин, 1988; Белякова, Степаненко, 1991; Душин, 1997; Scarrow et al., 2001; Remizov, Pease, 2004; Кузнецов и др., 2005а, б; Kuznetsov et al., 2007).

Рис. 4. Некоторые тектонические элементы восточной и северо-восточной периферии ВЕП и западного сектора Российской Арктики и изотопные возраста (в млн. лет) вулканитов, гранитоидов и метаморфических пород (красные цифры), участвующих в строении комплексов протоуралид-тиманид (использованы данные: Кораго, Чухонин, 1984, 1988; Никифоров, Калеганов, 1991; Русин, 1996; Андреичев, Юдович, 1999; Андреичев, Ларионов, 2000; Андреичев, 2003; Кузенков и др., 2004; Шишкин и др., 2004; Соболева, 2004; Соболева и др., 2004, 2005; Кораго, Тимофеева, 2005; Удоратина и др., 2005; Андреичев, Литвиненко, 2007; Кузнецов, Удоратина, 2007; Gayer et al., 1966; Ohta, 1992; Manechki et al., 1997; Gee et al., 2000; Khain et al., 2003; Glodny et al., 2004; Korago et al., 2004; Beckholmen, Glondy, 2004; Remizov, Pease, 2004; Leech, Willingshofer, 2004; Johansson et al., 2004; Larionov et al., 2004; Larionov, Teben’kov 2004; Majka et al., 2007a,b, 2008; Samygin et al., 2007). Эб – Эбетинское поднятие, Б – Башкирское поднятие (Т – Тараташский выступ в пределах Башкирского поднятия), У – поднятие Уралтау, Кв – Кваркушский антиклинорий, Л – Ляпинский антиклинорий, ДЮ – район Дзеля-Ю Х – Хараматалоуское поднятие, Е – Енганэпэйский выступ, М – Манитанырдский выступ, Хар – Харбейский выступ, О – Оченырдское поднятие, К – Карский выступ, А – Амдерминский выступ, Фм – Финнмаркен.

В пределах северо-восточного (Тимано-Печорско – Баренцевоморского) складчатого обрамления ВЕП образования (комплексы и структуры), в целом одновозрастные комплексам протоуралид Уральского региона, называются тиманидами. Тиманиды и их возрастные аналоги выступают на дневную поверхность из-под комплексов фанерозойского чехла лишь в некоторых трудно доступных районах Тиманского хребта и п-ова Канин, о. Кильдин, п-ов Средний, Рыбачий и Варангер, хребта Пайхой (Югорский полуостров), на севере о. Вайгач, на островах архипелагов Новая Земля и Свальбард (рис. 4). В остальных местах региона они скрыты под мощным комплексом фанерозойских отложений и лишь в отдельных случаях вскрыты глубокими скважинами. По структурно-вещественному принципу тиманиды отчетливо разделяются на образования юго-западного и северо-восточного типа. Тиманиды юго-западного типа сложены позднедокембрийскими осадочными породами, обнажающимися на Тимане, на п-ове Канин, на острове Кильдин и на полуостровах Средний, Рыбачий и Варангер (Маслов и др., 2002). Кроме того, они участвуют в строении притиманской части фундамента Печорской плиты (Ижемский блок фундамента плиты), а также в строении акустического фундамента шельфа Баренцева моря, в той его части, которая прилегает к Кольскому полуострову и полуострову Канин. В противоположность им в строении тиманид северо-восточного типа участвуют наряду с позднедокембрийскими осадочными породами одновозрастные им образования вулканогенного и вулканогенно-осадочного состава. Комплексы тиманид северо-восточного типа неравномерно метаморфизованы и интрудированы позднедокембрийско-среднекембрийскими гранитоидами. Эти комплексы представлены в пределах нескольких структурных выступов, расположенных на хребте Пайхой (Тимонин и др., 2004), на севере о. Вайгач, в южных частях Южного и Северного островов Новой Земли (Кораго, Тимофеева, 2005, Korago et al., 2004 и ссылки в этих работах) и в выступах структурного основания Свальбарда (Кузнецов, 2009б, в и ссылки в этих работах). Кроме того, судя по данным бурения и геофизическим материалам, тиманиды северо-восточного типа участвуют в строении северо-восточной части фундамента Печорской плиты (Большеземельский мегаблок фундамента плиты) (Довжикова, 2007) и акустического фундамента шельфа Баренцева моря между архипелагами Свальбард и Новая Земля (Шаров и др., 2005). Граница между ареалами развития тиманид юго-западного и северо-восточного типа проводится по отчетливо выраженной в потенциальных полях Припечорско-Илыч-Чикшинской зоне разломов фундамента Печорской плиты, а также северо-западному и юго-восточному продолжению этой разломной зоны в пределы шельфа Баренцева моря и на Урал, соответственно (рис. 5).