GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences68868910.31857/S0016853X25030028DRZAQQArticlesСтатьиResearch ArticleThe Main Stages of the Fram Strait Formation in the Neogene: Analysis of Geological and Geophysical DataОсновные этапы тектонического развития пролива Фрама в Неогене по геологическим и геофизическим даннымZayonchekA. V.ЗайончекА. В.
Russian Federation
a_zayonchek@mail.ruSokolovS. Yu.СоколовС. Ю.
Russian Federation
a_zayonchek@mail.ruSolovievA. V.СоловьевА. В.
Russian Federation
a_zayonchek@mail.ruVasilievaE. G.ВасильеваЕ. Г.
Norway
a_zayonchek@mail.ruShkaruboS. I.ШкарубоС. И.
Russian Federation
a_zayonchek@mail.ruGeological Institute of Russian Academy of Sciences (GIN RAS)Геологический институт РАНGeological Institute of Russian Academy of Sciences (GIN RAS)Геологический институт РАН Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт (ВНИГНИ)All–Russian Research Geological Oil InstituteSEUS Geoservices ASSEUS Geoservices ASМорская Арктическая геологоразведочная экспедиция (АО «МАГЭ»)Marine Arctic Geological Expedition, JSC (MAGE)15062025329480508202505082025Copyright ©; 2025, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2025,2025Russian academy of scienceshttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/688689

The opening of the Fram Strait began in the Early Miocene (~19.5 Ma) as a result of movements of the North American and Eurasian lithospheric plates, which resulted in the formation of the narrowest segment of the strait, the Lena Trough. In the Miocene (~19.5–9.8 Ma), the opening of the central part of the Fram Strait led to formation of the central and northwestern parts of the Molloy Basin, which had an extended basement consisting of blocks of the West Spitsbergen fold-and-thrust belt. In the Late Miocene (~9.8 Ma), in the central part of the Fram Strait, a jump in the axis of its opening to the east occurred in the segments between the Molloy and Spitsbergen transform faults, and spreading began in the northernmost segment of the Knipovich Ridge. In the Late Miocene (~9.8 Ma), the deep-sea exchange of waters between the North Atlantic and the Arctic Ocean took place west of the Barents Sea continental “fragments” – the Hovgaard Ridge and Mount Hovgaard. In the Late Miocene (~6.7 Ma), the Molloy Basin began to open, which coincides with the beginning of the continuous subsidence of the Hovgaard Ridge, which was in subaerial conditions, and with a three-fold increase in the sedimentation rate in the central part of the Molloy Basin. In the Late Miocene‒Early Pleistocene (~9.8‒1.8 Ma), a warm current from the North Atlantic could have passed along the eastern continental margin of Greenland and, at the peak of its maximum intensity, ensured the existence of biological diversity in the conditions of the “polar desert” and “polar night” in the north‒northeast of Greenland and the shallow sea areas adjacent to the coast.

The modern direction of the cold and warm currents in the Fram Strait could have formed in the Early Pleistocene (~1.8 Ma) and be associated with the opening of the northernmost segment of the Knipovich Ridge.

Раскрытие пролива Фрама началось в раннем миоцене (~19.5 млн лет) в результате перемещений Северо-Американской и Евразийской литосферных плит, вследствие чего начал формироваться трог Лены, который является самым узким сегментом пролива. В миоцене (~19.5–9.8 млн лет) раскрытие центральной части пролива Фрама привело к образованию центральной и северо-западной частей котловины Моллой, имеющей растянутый фундамент, состоящий из блоков Западно-Шпицбергенского складчато-надвигового пояса. В позднем миоцене (~9.8 млн лет) в центральной части пролива Фрама произошел перескок оси его раскрытия в восточном направлении в сегментах между трансформными разломами Моллой и Шпицбергенский и начался спрединг в самом северном сегменте хр. Книповича.

В позднем миоцене (~9.8 млн лет) глубоководный обмен водами Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана осуществлялся западнее баренцевоморских континентальных осколков – хребет Ховгард и гора Ховгард. В позднем миоцене (~6.7 млн лет) началось раскрытие впадины Моллой, что совпадает по времени с началом непрерывного опускания хр. Ховгард, находившегося в субаэральных условиях, и с 3-х кратным увеличением скорости осадконакопления в центральной части бассейна Моллой. В позднем миоцене–раннем плейстоцене (~9.8–1.8 млн лет) теплое течение из Северной Атлантики могло проходить вдоль восточной континентальной окраины Гренландии и на пике своей максимальной интенсивности обеспечивать существование биологического разнообразия в условиях полярной пустыни и полярной ночи на самом север‒северо-востоке о. Гренландия и прилегающих к побережью мелководных участках моря. Современное направление холодного и теплого течений в проливе Фрама могло сформироваться в раннем плейстоцене (~1.8 млн лет) и быть связанным с раскрытием самого северного сегмента хребта Книповича.

Eurasian Basinspreadinggeodynamicsanomalous magnetic fieldtheoretical axes of linear magnetic anomaliesseismic stratigraphy of sedimentary coverFram StraitKnipovich RidgeMolloy BasinBarents Sea continental marginNorth AtlanticArctic Oceandirections of ocean currentsЕвразийский бассейнспрединггеодинамикааномальное магнитное полетеоретические оси линейных магнитных аномалийсейсмостратиграфия осадочного чехлапролив Фрамахребет Книповичавпадина МоллойБаренцевоморская континентальная окраинаСеверная АтлантикаСеверный Ледовитый океаннаправления океанских теченийРоссийский научный фондRussian Science Foundation22–27–00578Батурин Д.Г., Нечхаев С.А. Глубинное строение Шпицбергенского краевого плато северо-восточной части Гренландского моря // ДАН СССР. 1989. Т. 306. № 4. С. 925–930.Гусев Е.А., Шкарубо С.И. Аномальное строение хребта Книповича // Российский журнал Наук о Земле. Т.3. № 2. 2001. С. 145–161. Doi: 10.2205/2001ES000056Зайончек А.В., Соколов С.Ю., Соловьев А.В. Эволюция Евразийского бассейна в дочетвертичное время: результаты интерпретации сейсмического профиля ARC1407A // Геотектоника. 2023. № 6. С 3–42. Doi: 10.31857/S0016853X23060085Казанин Г.С., Тарасов Г.А., Федухина Т.Я., Шлыкова В.В., Матишов Г.Г. Западно-Шпицбергенская континентальная окраина: геологическое строение, нефтегазоносность // ДАН. 2015. Т. 460. №2. С 3–42. Doi: 10.7868/S086956521502019XКохан А.В., Дубинин Е.П., Грохольский А.Л., Абрамова А.С. Кинематика и особенности морфоструктурной сегментации хребта Книповича // Океанология. 2012. Т. 52. № 5. С. 744–756.Соколов С.Ю. Тектоническая эволюция хребта Книповича по данным аномального магнитного поля // ДАН. 2011. Т. 437. № 3. С. 378–383.Пейве А.А., Чамов Н.П. Основные черты тектоники хребта Книповича (Северная Атлантика) и история его развития на неотектоническом этапе // Геотектоника. 2008. № 1. С. 38–57.Шипилов Э.В. Базальтоидный магматизм и проблема газоносности Восточно-Баренцевского мегабассейна // Арктика: экология и экономика. 2018. Т. 30. № 2. С. 94‒106. Doi: 10.25283/2223-4594-2018-2-94-106Amundsen I.M.H., Blinova M., Hjelstuen B.O., Mjelde R., Haflidason H. The Cenozoic western Svalbard margin: sediment geometry and sedimentary processes in an area of ultraslow oceanic spreading // Marin. Geophys. Res. 2011. Vol. 32. N 4. P. 441–453. Doi: 10.1007/s11001-011-9127-zBackman J., Jakobsson M., Frank M., Sangiorgi F., Brinkhuis H., Stickley C., O’Regan M., Lovlie R., Palike H, Spofforth D., Gattacecca J., Moran K., King J., Heil C. Age model and core-seismic integration for the Cenozoic ACEX sediments from the Lomonosov Ridge // Paleoceanography. 2008. Vol. 23. P. 1–15. Doi: https://doi.org/10.1029/2007PA001476Balmino G., Vales N., Bonvalot S. and Briais A. Spherical harmonic modeling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies // J. Geodes. July 2012. Vol. 86. No. 7. P. 499‒520. Doi: https://doi.org/10.1007/s00190-011-0533-4Breivik A., Mjelde R., Grogan P., Shimamura H., Murai Y., Nishimura Y. Crustal structure and transform margin development south of Svalbard based on ocean bottom seismometer data // Tectonophysics. 2003. Vol. 369. P. 37–70. Doi: https://doi.org/10.1016/S0040-1951(03)00131-8Crane K., Doss S., Vogt P., Sundvor E., Cherkashov I.P., Devorah J. The role of the Spitsbergen shear zone in determining morphology, sedimentation and evolution of the Knipovich Ridge // Marin. Geophys. Res. 2001. Vol. 22. P. 153–205. Doi:10.1023/A:1012288309435Czuba W., Ritzmann O., Nishimura Y., Grad M., Mjelde R., Guterch A., Jokat W. Crustal structure of the continent–ocean transition zone along two deep seismic transects in north−western Spitsbergen // Polish Polar Res. 2004. Vol. 25. No. 3-4. P. 205–221.Dumais M.-A., Gernigon L., Olesen O., Johansen S.E., Bronner M. New interpretation of the spreading evolution of the Knipovich Ridge derived from aeromagnetic data // Geophys. J. Int. 2021. Vol. 224. P. 1422–1428. Doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggaa527Dumais M.-A., Gernigon L., Olesen O., Lim A., Johansen S.E., Brönner M. Crustal and thermal heterogeneities across the Fram Strait and the Svalbard margin // Tectonics. 2022. Vol. 41. e2022TC007302. P. 1‒29. Doi: https://doi.org/10.1029/2022TC007302Ehlers B., Jokat W. Subsidence and crustal roughness of ultra-slow spreading ridges in the northern North Atlantic and the Arctic Ocean // Geophys. J. Int. 2009. Vol. 177. No.2. P. 451–462. Doi:10.1016/j.tecto.2015.12.002Engen Ø., Faleide J.I., Dyreng T.K. Opening of the Fram Strait gateway: A review of plate tectonic constraints // Tectonophysics. 2008. Vol. 450. P. 51–69. Doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.01.002Gruetzner J., Matthiessen J., Geissler W.H., Gebhardt A.C., Schreck M. A revised core-seismic integration in the Molloy Basin (ODP Site 909): Implications for the history of ice rafting and ocean circulation in the Atlantic‒Arctic gateway // Global and Planet. Change. 2022. Vol. 215. Article № 103876. Doi: 10.1016/j.gloplacha.2022.103876Harland W.B. The Geology of Svalbard – Ed. by W.B. Harland, (Geol. Soc. London, UK. 1998. Geol. Surv. Mem. Is.17), 521 p.Jakobsson M., Backman J., Rudels B., Nycander J., Frank M., Mayer L., Jokat W., Sangiorgi F., O’Regan M., Brinkhuis H., King J., Moran K. The early Miocene onset of a ventilated circulation regime in the Arctic Ocean // Nature. 2007. Vol. 447. P.986‒990. Doi: https://doi:10.1038/nature05924Jakobsson M., Mayer L.A., Bringensparr C. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean. Version 4.0 // Scientific Data. 2020. Vol. 176. No. 7. Doi: https://doi.org/10.1038/s41597-020-0520-9Faleide J.I., Solheim A., Fiedler A., Hjelstuen B.O., Andersen E. S., Vanneste K. Late Cenozoic evolution of the western Barents Sea‒Svalbard continental margin // Global Planet. Change. 1996. Vol. 12. P. 53–74. Doi:10.1016/0921-8181(95)00012-7Kjær K.H., Pedersen M.W., De Sanctis B., De Cahsan B., Korneliussen T. S., Michelsen C.S., Sand K.K., Jelavić S., Ruter A.H., Schmidt A.M.A., Kjeldsen K.K., Tesakov A.S., Snowball Ian, Gosse J.C., Alsos I.G., Wang Y., Dockter C., Rasmussen M., Jørgensen M.E., Skadhauge B., Prohaska A., Kristensen J.Å., Bjerager M., Allentoft M.E., Coissac E., PhyloNorway Consortium, Rouillard A., Simakova A., Fernandez-Guerra A., Bowler C., Macias-Fauria M., Vinner L., Welch J.J., Hidy A.J., Sikora M., Collins M.J., Durbin R., Larsen N.K., Willerslev E. A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA // Nature. 2022. Vol. 612. P. 283–296. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05453-yKnies J., Mattingsdal R., Fabian K., Grøsfjeld K., Baranwal S., Husum K., De Schepper S., Vogt C., Andersen N., Matthiessen J., Andreassen K., Jokat W., Nam S.-I., Gaina C. Effect of early Pliocene uplift on late Pliocene cooling in the Arctic–Atlantic gateway // Earth Planet. Sci. Lett. 2014. Vol. 387. P.132–144. Doi: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.11.007Knies J., Gaina, C. Middle Miocene ice sheet expansion in the Arctic: views from the Barents Sea // Geochem. Geophys. Geosyst. (G3). 2008. Vol. 9. Is. 2. Q02015. Doi: https://doi.org/10.1029/2007GC001824Knies J., Matthiessen J., Vogt C., Laberg J.S., Hjelstuen B.O., Smelror M., Larsen E., Andreassen K., Eidvin T., Vorren T.O. The Plio-Pleistocene glaciation of the Barents Sea–Svalbard region: a new model based on revised chronostratigraphy // Quaternary Sci. Rev. 2009. Vol. 28. No. 9. P. 812–829. Doi: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2008.12.002Krysiński L., Grad M., Mjelde R., Czuba W. and Guterch A. Seismic and density structure of the lithosphere−asthenosphere system along transect Knipovich Ridge−Spitsbergen−Barents Sea – geological and petrophysical implications // Polish Polar Res. 2013. Vol. 34. № 2. P. 111–138. Doi: 10.2478/popore−2013−0011Kvarven T., Hjelstuen B.O. Mjelde R. Tectonic and sedimentary processes along the ultraslow Knipovich spreading ridge // Marin. Geophys Res. 2014. Vol. 35. P. 89–103. Doi: https://doi.org/10.1007/s11001-014-9212-1Merkouriev S., DeMets C. High-resolution Quaternary and Neogene reconstructions of Eurasia‒North America plate motion // Geophys. J. Int. 2014. Vol. 198. P. 366–384. Doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggu142Myhre A.M., Thiede J., Firth J.V., Johnson G.L., Ruddiman W.F. Ocean Drilling Program. – In: Proceedings ODP, (College Station. Texas A&M Univ., USA. 1995. Initial Rep. No. 151).Lasabuda A.P.E., Johansen N.S., Laberg J.S., Faleide J.I., Senger K., Rydningen T.A., Hanssen A. Cenozoic uplift and erosion of the Norwegian Barents Shelf – A review // Earth-Sci. Rev. 2021. Vol. 217. P.1‒35. Doi: http://doi:10.1016/j.earscirev.2021.103609Libak A., Eide C. H., Mjelde R., Keers H., Flüh E.R. From pull-apart basins to ultraslow spreading: Results from the western Barents Sea Margin // Tectonophysics. 2012. Vol. 514–517. P. 44–61. Doi: https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.09.020Ogg J. Geomagnetic polarity time scale. – In: The Geologic Time Scale‒2020. – Ed.by F.M. Gradstein, J.G. Ogg, M.D. Schmitz, G.M. Ogg, (Elsevier Sci. Oxford. UK. 2020. Ch.5), P. 159‒192.Polteau S., Hendriks B.W., Planke S., Ganerod M., Corfu F., Faleide J.I., Midtkandal I., Svensen H.S., Myklebust R. The Early Morgan Cretaceous Barents Sea sill complex: Distribution,40Ar/39Ar geochronology, and implications for carbon gas formation // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2016. Vol. 441. P. 83–95. Doi: https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2015.07.007Ritzmann O., Jokat W., Mjelde R., Shimamura H. Crustal structure between the Knipovich Ridge and the Van Mijenfjorden (Svalbard) // Marin. Geophys. Res. 2002. Vol. 23. P. 379–401. Doi: https://doi.org/10.1023/B:MARI.0000018168.89762.a4Vogt P.R. Geophysical and geochemical signatures and plate tectonics. –In: The Nordic Seas. – Ed.by B.G. Hurdle (Springer, NY. USA. 1986), P. 413–662.Vogt P.R., Taylor P.T., Kovacs L.C., Johnson G.L. Detailed aeromagnetic investigation of the Arctic Basin // J. Geophys. Res. 1979. Vol. 84 (B3). P. 1071–1089.