Основные этапы тектонического развития пролива Фрама в Неогене по геологическим и геофизическим данным

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Зайончек

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: a_zayonchek@mail.ru
Россия, д. 7, Пыжевский пер., 119017 Москва

С. Ю. Соколов

Геологический институт РАН

Email: a_zayonchek@mail.ru
Россия, д. 7, Пыжевский пер., 119017 Москва

А. В. Соловьев

Геологический институт РАН
Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт (ВНИГНИ)

Email: a_zayonchek@mail.ru
Россия, д. 7, Пыжевский пер., 119017 Москва; д. 36, Шоссе Энтузиастов, 105118 Москва

Е. Г. Васильева

SEUS Geoservices AS

Email: a_zayonchek@mail.ru
Норвегия, Hoffsjef Løvenskiolds vei 25B, 0382, Oslo

С. И. Шкарубо

Морская Арктическая геологоразведочная экспедиция (АО «МАГЭ»)

Email: a_zayonchek@mail.ru
Россия, д. 26, ул. Софьи Перовской, 183038 Мурманск

Список литературы

  1. Батурин Д.Г., Нечхаев С.А. Глубинное строение Шпицбергенского краевого плато северо-восточной части Гренландского моря // ДАН СССР. 1989. Т. 306. № 4. С. 925–930.
  2. Гусев Е.А., Шкарубо С.И. Аномальное строение хребта Книповича // Российский журнал Наук о Земле. Т.3. № 2. 2001. С. 145–161. doi: 10.2205/2001ES000056
  3. Зайончек 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/S0016853X23060085
  4. Казанин 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/S086956521502019X
  5. Кохан 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.
  6. Соколов С.Ю. Тектоническая эволюция хребта Книповича по данным аномального магнитного поля // ДАН. 2011. Т. 437. № 3. С. 378–383.
  7. 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.
  8. Шипилов Э.В. Базальтоидный магматизм и проблема газоносности Восточно-Баренцевского мегабассейна // Арктика: экология и экономика. 2018. Т. 30. № 2. С. 94‒106. doi: 10.25283/2223-4594-2018-2-94-106
  9. Amundsen 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-z
  10. Backman 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/10.1029/2007PA001476
  11. Balmino 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/s00190-011-0533-4
  12. Breivik 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)00131-8
  13. Crane 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:1012288309435
  14. Czuba 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.
  15. 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/ggaa527
  16. Dumais 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/10.1029/2022TC007302
  17. Ehlers 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.2015.12.002
  18. Engen 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.2008.01.002
  19. Gruetzner 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.2022.103876
  20. Harland W.B. The Geology of Svalbard – Ed. by W.B. Harland, (Geol. Soc. London, UK. 1998. Geol. Surv. Mem. Is.17), 521 p.
  21. 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: 10.1038/nature05924' target='_blank'>https://doi: 10.1038/nature05924
  22. Jakobsson 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/s41597-020-0520-9
  23. Faleide 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)00012-7
  24. Kjær 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-y
  25. Knies 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.2013.11.007
  26. Knies 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/10.1029/2007GC001824
  27. Knies 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.2008.12.002
  28. Krysiński 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−2013−0011
  29. Kvarven 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/s11001-014-9212-1
  30. Merkouriev 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/ggu142
  31. Myhre 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).
  32. 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: 10.1016/j.earscirev.2021.103609' target='_blank'>http://doi: 10.1016/j.earscirev.2021.103609
  33. Libak 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.2011.09.020
  34. Ogg 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.
  35. 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.2015.07.007
  36. Ritzmann 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.a4
  37. Vogt 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.
  38. 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сравнение результатов идентификаций осей линейных магнитных аномалий (ЛМА) в проливе Фрама (по данным [1, 3, 4, 6, 12, 14, 19, 24, 27, 33, 36]). (а) – Положение ЛМА (по [18]), основа – цифровая модель рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]); (б) – положение ЛМА (по [15]), основа – цифровая модель аномального магнитного поля (по [15]). Показано (рамка фиолетовым) теоретическое положение осей линейных магнитных аномалий. Обозначено: ХГ – хребет Гаккеля; ХК – хребет Книповича; ХМ – хребет Мона; ХМЛ – хребет Моллой; ТЛ – трог Лены; ХХ – хребет Ховгарда; ГХ – гора Ховгарда; ГРХ – Гренландский хребет; НХ – неовулканические хребты в рифтовой долине хр. Книповича; ПС – поднятие Святогор; ВМ – впадина Моллой; КБ – котловина Борея; ТРШ – трансформный разлом Шпицберген; ТРМ – трансформный разлом Моллой; РЗХ – разломная зона Хорсунд; 2А–24В – оси линейных магнитных аномалий; К – контур современной аэромагнитной съемки; И – локальные положительные аномалии аномального магнитного поля (АМП) над интрузивными объектами (максимальные значения АМП (160–1600 nT), 2А–24B – оси ЛМА). 1 – изобата 400 м; 2‒5 – положение: 2 – скважин бурения ODP 908 и ODP 909, 3 – современной оси спрединга по батиметрическим данным, 4 – глубинных сейсмических профилей, 5 – зоны перехода континент–океан по сейсмическим данным; 6–7 границы континент–океан: 6 – по [18], 7 – по [15, 16]; 8 – начало зоны перехода континент–океан со стороны континентальной окраины (по [18]); 9–10 – линии дрейфа и их номера; 11 – теоретическое положение хрон (наименование, возраст в млн лет) на линиях дрейфа

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Теоретическое положение осей линейных магнитных аномалий (по данным [1, 12, 14, 16, 19, 22, 24, 27, 33, 36]). (а) – Псеводотеневое представление цифровой модели рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]); (б) – аномальное магнитное поле (по [15], с изменениями), наложенное на псевдотеневое представление цифровой модели рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]). Обозначено: ЦБМ – центральная часть бассейна Моллой; ЗБМ – западная часть бассейна Моллой; СЗБМ – северо-западная часть котловины Моллой; ГКО – предполагаемое положение границы континент–океан; ХГ – хребет Гаккеля, ХК – хребет Книповича; ТЛ – трог Лены; ХХ – хребет Ховгарда; ГХ – гора Ховгарда; ГРХ – Гренландский хребет; ТРШ – трансформный разлом Шпицберген; ТРМ – трансформный разлом Моллой; РЗХ – разломная зона Хорсунд. Показано (арабские цифры в кружках) теоретическое положение осей линейных магнитных аномалий (хрон, млн лет): 2y – (2ny, ~1.8); 3A – (3An.2no, ~6.7); 5y – (5n.1ny, ~9.8); 5AD – (5ADno, ~14.6); 6 – (6no, ~19.5). 1 – положение скважин бурения ODP 908 и ODP 909; 2 – изобата, 400 м; 3‒5 – положение: 3 – сейсмических профилей МОВ ОГТ (AWI20020300, МАГЭ 88229), 4 – зоны перехода континент–океан по данным глубинной сейсмической разведки, 5 – предполагаемых разломов, картируемых по батиметрическим и магнитометрическим данным; 6 – направление и ширина раскрытия центральной части бассейна Моллой в период хрон (млн лет): C6no (~19.5) – C5n.1ny (~9.8)

Скачать (902KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Плитотектоническая реконструкция с возрастом ~9.8 млн лет (C5n.1ny). (а) – Псевдотеневое представление цифровой модели рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]); (б) – аномальное магнитное поле (по [15], с изменениями), наложенное на псевдотеневое представление цифровой модели рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]). Обозначено: ХХ – хребет Ховгарда, ГХ – гора Ховгарда, ТРШ – трансформный разлом Шпицберген, ТРМ – трансформный разлом Моллой, ГКО – граница континент–океан (по [18] с изменениями), теоретическое положение осей линейной магнитной аномалии 6 (6no, ~19.5 млн лет), теоретическое положение оси спрединга на хрон 5у (5n.1ny, ~9.8 млн лет). 1 – изобата, 400 м; 2 – положение предполагаемых разломов, картируемых по батиметрическим и магнитометрическим данным; 3 – отложения формации Кап-Копенгаген; 4–5 – предполагаемое положение и направление течений: 4 – теплого, 5 – холодного

Скачать (935KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Интерпретация временных сейсмических разрезов. Показаны кривые (линия): аномального магнитного поля (красным) (по [15], с изменениями); гравитационных аномалий в редукции Буге (пурпурным), извлеченных из матриц значений (по [11]). Положение профилей – см. на рис. 2. (а) – Сейсмический профиль AWI20020300 (по [19], c изменениями); (б) – сейсмический профиль МАГЭ88229. Обозначены сейсмические горизонты MB02–MB09 (по [19], c дополнениями): Р – рельеф дна рифтовой долины хр. Книповича извлечен из матрицы значений модели рельефа IBCAO v.4 [22]; ТЛМА – теоретическое положение осей линейных магнитных аномалий; ТВ – теоретический возраст океанической коры; Фк – положение акустического “континентального” фундамента; Фо – положение “океанического” фундамента; КО – контрастные отражения ниже поверхности акустического «континентального» фундамента.

Скачать (924KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сопоставление результатов интерпретации сейсмических данных по типу коры в центральной части пролива Фрама (AWI99200 и AWI99400 [14], AWI20020300 [19], AWI20020500 [17], c изменениями и дополнениями). В качестве основы использована цифровая модель рельефа IBCAO v.4 со снятым ледниковым покровом Гренландии (по [22]). Обозначено: ЦБМ – центральная часть бассейна Моллой; ЗБМ – западная часть бассейна Моллой; СЗБМ – северо-западная часть котловины Моллой; ГКО – предполагаемое положение границы континент–океан; ХХ – хребет Ховгарда; ГХ – гора Ховгарда; ТРШ – трансформный разлом Шпицберген; ТРМ – трансформный разлом Моллой; ГКО – граница континент–океан (по [18], с изменениями). Обозначено (арабские цифры в кружках) теоретическое положение осей линейных магнитных аномалий (млн лет): 2y – (2ny, ~1.8); 3A – (3An.2no, ~6.7); 5y – (5n.1ny, ~9.8); 5AD – (5ADno, ~14.6); 6 – (6no, ~19.5). 1 – положение скважин бурения ODP 908 и ODP 909 (по [19,24]); 2 – изобата, 400 м; 3 – предполагаемое положение разлома, с юга отделяющего северный сегмент хр. Книповича–бассейн Моллой; 3–5 – типы земной коры вдоль линий сейсмических профилей: 3 – зона перехода континент–океан, 4 – континентальная, 5 – океаническая; 6 – интенсивно растянутая кора Западно-Шпицбергенского складчатого пояса; 7 – предполагаемая интенсивно растянутая кора Западно-Шпицбергенского складчатого пояса; 8 – континентальный фрагмент хр. Ховгард

Скачать (904KB)
Метаданные

© Russian academy of sciences, 2025