Структурная связь Чукотского бордерленда и шельфа Чукотского моря: геофизическое 3D-моделирование земной коры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Авторами составлена и рассчитана 3D-модель строения земной коры региона, охватывающего Чукотский бордерленд с прилегающими океаническими акваториями и Чукотско-Аляскинским шельфом. Особенностью строения земной коры региона является трехсторонняя обособленность Чукотского бордерленда и наличие переходной области на юге, связывающей бордерленд с Чукотско-Аляскинским шельфом. Прослежена связь между Чукотским бордерлендом и Врангелевским поднятием шельфа Чукотского моря через Северо-Чукотское поднятие, расположенное между Северо-Чукотским прогибом и прогибом Ханна. Отодвигание Чукотского бордерленда с поворотом по часовой стрелке началось с раннемелового времени, так как базальты, залегающие в низах разрезов осадочных толщ вдоль восточной и южной границ Чукотской котловины, имеют обратную намагниченность, т.е. их излияние происходило до начала мелового суперхрона, ~121 млн лет назад. Вблизи верхней границы неокома происходило масштабное сдвиговое перемещение блоков земной коры вдоль восточной границы Чукотского поднятия, имевшей до того надвиговый характер. Данные проведенного геофизического 3D-моделирования показывают, что Чукотский бордерленд и Чукотская котловина являются структурными элементами континентальной окраины, так как имеют тесную геологическую связь с континентальным шельфом Чукотского моря.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Л. Пискарев

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

А. А. Киреев

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Г. И. Ованесян

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

В. А. Поселов

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

В. А. Савин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

О. Е. Смирнов

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

С. Н. Табырца

Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана им. акад. И.С. Грамберга; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: apiskarev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Арктический бассейн (геология и морфология). – Под ред. В.Д. Каминского – СПб: ВНИИОкеангеология, 2017. 291 с.
  2. Глебовский В. Ю., Зайончек А. В., Каминский В. Д., Мащенков С. П. Цифровые базы данных и карты потенциальных полей Северного Ледовитого океана // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология. — СПб: ВНИИОкеангеология, 2002. С. 134–141.
  3. Диденко А.Н., А.И. Ханчук. Смена геодинамических обстановок в зоне перехода Тихий океан – Евразия в конце раннего мела // ДАН. 2019. Т. 487. № 4. С. 405–408.
  4. Остров Врангеля: геологическое строение, минерагения, геоэкология. – Под ред. М.К. Косько, В.И. Ушакова – СПб, ВНИИОкеангеология, 2003. 137 с.
  5. Пискарев А.Л. Петрофизические модели земной коры Северного Ледовитого океана. ‒ Под ред. Ю.Е. Погребицкого. ‒ СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004. 134 c. (Тр.ВНИИГА.Т.203).
  6. Поселов В.А., Буценко В.В., Каминский В.Д., Сакулина Т.С. Поднятие Менделеева (Северный Ледовитый океан) как геологическое продолжение континентальной окраины Восточной Сибири // ДАН. 2012. Т. 443. № 2. С. 232‒235.
  7. Черных А. А., Яковенко И. В., Каминский В. Д., Глебовский В. Ю., Корнева М. С., Башев И. А. Тектоническая схема Амеразийского бассейна Северного Ледовитого океана // ДАН. Науки о Земле. 2023. T. 510. № 2. С 134‒141. doi: 10.31857/S2686739723600042
  8. Шипилов Э.В., Лобковский Л.И. О субмеридиональной зоне сдвига в структуре континентальной окраины Чукотского моря и механизме раскрытия Канадского океанического бассейна // ДАН. 2014. Т. 455. № 1. С. 67–71.
  9. Andersen O. B., Knudsen P. The DTU17 Global marine gravity field: First validation results. ‒ In: Fiducial Reference Measurements for Altimetry. ‒ Ed.by S.P. Mertikas, R. Pail (Springer. NY. USA. 2020), P. 83‒87. doi: 10.1007/1345_2019_65
  10. Arrigoni V. Origin and evolution of the Chukchi borderland. ‒ PhD Thesis (Texas A&M Univ. USA. 2008), 74 p.
  11. Bruvoll V., Kristoffersen Y., Coakley B.J., HopperJ.R., Planke S., Kandilarov A. The nature of the acoustic basement on Mendeleev and northwestern Alpha ridges, Arctic Ocean // Tectonophysics. 2012. Vol. 514-517. P. 123‒145.
  12. Childers V.A., McAdoo D.C., Brozena J.M., and Laxon S.W. New gravity data in the Arctic Ocean: Comparison of airborne and ERS gravity // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. No. B5. P. 8871– 8886.
  13. Embry A., Beauchamp B., Dewing K., Dixon J. Episodic tectonics in the Phanerozoic succession of the Canadian High Arctic and the “10-million year flood”. ‒ In: Circum-Arctic Structural Events: Tectonic Evolution of the Arctic Margins and Trans-Arctic Links with Adjacent Orogens. ‒ Ed.by K. Piepjohn, J.V. Strauss, L. Reinhardt, W.C. McClelland, (GSA Spec. Pap. 2018. Vol.541), P. 1–18.
  14. Geologic Structures of the Arctic Basin. ‒ Ed.by A. Piskarev, V. Poselov, V. Kaminsky, (Springer, NY. USA. 2019), 375 p.
  15. Grantz A., Patrick E., Hart P., Vicki E., Childers A. Geology and tectonic development of the Amerasia and Canada Basins, Arctic Ocean. ‒ (Geol. Soc., London, Mem. 2011. Vol. 35. P. 771‒799. doi: 10.1144/M35.50
  16. Grantz A., Clark L. D., Phillips R.L., Srivastava S.P., Blome C.D. 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. Vol. 110. Is.6. P. 801‒820.
  17. Grantz A., Hart P.E., Childers V.A. Tectonic History of the Amerasia Basin, Arctic Ocean. ‒ AGU Fall Meet. December 2007, T11E. 02G.
  18. Grantz A., Johnson G.L., Sweeney J.F.G., May S.D., Hart P.E. Geology of the Arctic continental margin of Alaska. ‒ In: The Arctic Ocean Region: Boulder, CO. ‒ Ed.by A. Grantz, L. Johnson, J.F. Sweeney, (GSA Spec Pap. 1990), P. 257‒288.
  19. Hegewald A. The Chukchi Region‒Arctic Ocean ‒ Tectonic and Sedimentary Evolution. ‒ PhD Diss. (Univ. Jena, Germany. 2012), 107 p.
  20. Houseknecht D. W. Colville foreland basin and Arctic Alaska prograded margin tectono-sedimentary elements, northern Alaska and southwestern Canada Basin. ‒ In: Sedimentary Successions of the Arctic Region and Their Hydrocarbon Prospectivity. ‒ Ed.by S.S. Drachev, H. Brekke, E. Henriksen, T. Moore, (Geol. Soc., London, Mem. 2018. Vol. 57), P. 1‒19. doi: 10.1144/M57-2018-65
  21. Ilhan I., Coakley B.J., Houseknecht D.W. Meso–Cenozoic evolution of the Chukchi Shelf and North Chukchi Basin, Arctic Ocean // Marin. Petrol. Geol. 2018. VoL. 95. P. 100‒109. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2018.04.014
  22. Kashubin S.N., Petrov O.V., Artemieva I.M. et al. Crustal structure of the Mendeleev Rise and the Chukchi Plateau (Arctic Ocean) along the Russian wide-angle and multichannel seismic reflection experiment “Arctic-2012” // J. Geodynam. 2018. Vol. 119. P. 107‒122.
  23. Mair J.A., Forsyth D.A. Crustal structures of the Canada Basin near Alaska, the Lomonosov Ridge and adjoining basins near the North Pole // Tectonophysics. 1982. Vol.89. P. 239‒253.
  24. Mayer Larry A., Andrew A. Armstrong. Icebreaker Healy cruise report. ‒ (Univ. of New Hampshire, September 20, 2008), 179 р.
  25. Mukasa S. B., Andronikov A., Brumley K., Mayer L.A., Armstrong A. Basalts from the Chukchi Borderland: 40Ar/39Ar аges and geochemistry of submarine intraplate lavas dredged from the western Arctic Ocean // JGR Solid Earth. Vol. 125. Is.7. July 2020. doi: 10.1029/2019JB017604
  26. O’Brien T. M., Miller E.L., Benowits J.P., Meisling K.E., Dumitru T.A. Dredge samples from the Chukchi borderland: implications for paleogeographic reconstruction and tectonic evolution of the Amerasia Basin of the Arctic // Am. J. Sci. (AJS). 2016. Vol. 316. P. 873‒924.
  27. Ogg J. Geomagnetic polarity time scale. ‒ In: Geologic Time Scale, (Elsevier. NY. USA. 2020), P.159‒192.
  28. Pease V., Drachev S., Stephenson R., Zhang X. Arctic lithosphere — A review // Tectonophysics. 2014. Vol. 628. P.1‒25.
  29. Rowley D.G., Lottes A., Ziegler A.M. North America-Greenland Eurasia relative motions: Implications for Circum-Arctic tectonic reconstructions // Am. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 1985. Vol. 69.
  30. Sweeney J.F., Weber J.R., Blasco S.M. Continental Ridges in the Arctic Ocean: LOREX constraints // Tectonophysics. 1982. Vol. 89. No. 1-3. P. 217‒237.
  31. Tchernychev M. Yu., Makris J. Fast calculations of gravity and magnetic anomalies based on 2D and 3D grid approach, (Proc. 66th SEG Meeting. Denver, 1996. Abstr.), P. 1136–1138.
  32. Vogt P.R., Taylor P.T., Kovacs L.C., Johnson G.L. The Canada Basin: Aeromagnetic constrains on structure and evolution // Tectonophysics. 1982. Vol. 89. P. 295‒336.
  33. Geosoft Oasis Montaj, www.geosoft.com/products/oasis-montaj, (Accessed 03.07.2018).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Батиметрическая карта Чукотского бордерленда и прилегающей части шельфа Чукотского моря сейсмические данные, использованные при 3D-моделировании (по данным [14])

Скачать (948KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Карты глубины поверхности Мохоровичича (а) и глубины поверхности фундамента (б), извлеченные из 3D-модели земной коры Чукотского бордерленда и Чукотской котловины, рассчитанной и построенной c использованием программного обеспечения Grav3D [31] и Oasis Montaj [33]

Скачать (650KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Разрез 3D-модели земной коры по профилю Чукотская котловина–Чукотское плато–хребет Нортвинд–Канадский бассейн. Положение профиля ‒ см. рис. 1. (а) ‒ графики наблюденных и рассчитанных аномалий гравитационного поля; (б) ‒ разрез модели земной коры. 1 – морская вода; 2 – осадочные породы Неогена; 3 – осадочные породы Палеогена; 4 – осадочные породы мелового возраста; 5 – верхняя кора; 6 – нижняя кора; 7 – мантия

Скачать (473KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Разрез 3D-модели земной коры по профилю Чукотская котловина–северный склон Северо-Чукотского бассейна‒Чукотское поднятие‒Канадский бассейн. Положение профиля ‒ см. рис. 1. (а) ‒ графики наблюденных и рассчитанных аномалий гравитационного поля; (б) ‒ разрез модели земной коры. 1 – морская вода; 2 – осадочные породы Неогена; 3 – осадочные породы Палеогена; 4 – осадочные породы мелового возраста; 5 – верхняя кора; 6 – нижняя кора; 7 – мантия

Скачать (495KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Разрез 3D-модели земной коры по профилю Северо-Чукотский бассейн – Северо-Чукотское поднятие – прогиб Ханна (бассейн Колвилл). Положение профиля ‒ см. рис. 1. (а) ‒ графики наблюденных и рассчитанных аномалий гравитационного поля; (б) ‒ разрез модели земной коры. 1 – морская вода; 2 – осадочные породы Неогена; 3 – осадочные породы Палеогена; 4 – осадочные породы мелового возраста; 5 – верхняя кора; 6 – нижняя кора; 7 – мантия

Скачать (456KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Вид на 3D-модель строения земной коры Чукотского бордерленда в направлении с юго-запада. Показано сочетание модели с профилем ГСЗ-МПВ «Арктика-2012» (по данным [22])

Скачать (391KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Пункты опробования и участки геологоразведочных работ на Чукотском поднятии и схематическая карта горных пород о. Врангеля, показывающие аналогию возраста и вещественного состава пород этих ареалов. 1 ‒ фронтальные линии надвигов; 2 – сдвиговые структуры; 3 – границы разнородных блоков земной коры; 4 – пункты опробования и возраст отобранных пород на хребте Нортвинд

Скачать (628KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Районирование земной коры Чукотского бордерленда, Чукотской котловины и части Чукотского шельфа по данным построения 3D-модели. Границы блоков наложены на карту гравитационных аномалий в редукции Фая (а) и карту магнитных аномалий (б). Блоки земной коры (арабские цифры в кружочках): 1 – Врангелевское поднятие; 2 – Чукотское поднятие; 3 ‒ Северо-Чукотское поднятие; 4 – Северо-Чукотский прогиб; 5 – Северо-восточный склон Северо-Чукотского прогиба; 6 – котловина Чукотская (Толля); 7 – поднятие Менделеева; 8 – котловина Менделеева; 9 – Канадский океанический бассейн; 10 – Канадский бассейн (растянутая континентальная кора); 11 – прогиб Ханна (бассейн Колвилл). 1 ‒ фронтальные линии надвигов; 2 – сдвиговые структуры; 3 – границы разнородных блоков земной коры

Скачать (756KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024