Гусев Е.А.1,3, Шарин В.В.2,3, Дымов В.А.2, Качурина Н.В.2, Арсланов Х.А.3

НОВЫЕ ДАННЫЕ О СТРОЕНИИ ВЕРХНИХ ГОРИЗОНТОВ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА СЕВЕРА КАРСКОГО ШЕЛЬФА

Скачать *pdf

УДК 550.834:551.332(268.52)

1 - Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов мирового океана им. академика И.С. Грамберга, Санкт-Петербург

2 - Полярная Морская Геологоразведочная экспедиция, г. Ломоносов

3 - Санкт-Петербургский Государственный университет

 

 

В результате проведения геологосъемочных работ получены новые сведения о строении верхних горизонтов осадочного чехла севера Карского шельфа. На сейсмоакустических профилях идентифицированы основные поверхности несогласий, в структуре верхнего сейсмокомплекса выделяются осадки позднего неоплейстоцена - голоцена. Радиоуглеродные датировки подтверждают широкое распространение в регионе каргинских отложений (МИС 3), а также голоценовых морских и озерно-болотных отложений.

Ключевые слова: Карское море, сейсмоакустические исследования, осадочный чехол, радиоуглеродное датирование

 


ВВЕДЕНИЕ

Север Карского шельфа до недавнего времени оставался слабо изучен геолого-геофизическими методами из-за тяжелых ледовых условий этого района. В 1980-х годах здесь было проведено сейсмическое и сейсмоакустическое профилирование Морской арктической геологоразведочной экспедицией (МАГЭ). В 1993 г. в районе пролива Вилькицкого получен профиль PARASOUND, выполненный с борта ледокола Polarstern [9]. В 2001 году с борта гидрографического судна «Гидролог» были отработаны сейсмоакустические профили и донный пробоотбор [3; 11]. В 2007 г. в районе были выполнено эхолотное профилирование и донный проботобор с борта научно-экспедиционного судна «Академик Федоров» [1]. В это же время были проведены комплексные геофизические исследования вдоль регионального геотрансекта 4-АР, связавшего север и юг Карского шельфа [8]. В 2007-2009 гг. трестом «Севморнефтегеофизика» были выполнены площадные сейсмические работы МОВ ОГТ, сопровождавшиеся гравимагнитными наблюдениями [6].

Рисунок 1

Наконец, в 2008-2009 г.г. Полярной Морской Геологоразведочной экспедицией в рамках листов T-45-48 выполнена геологическая съемка масштаба 1:1 000 000. Работы выполнялись с борта судна «Фритьоф Нансен», принадлежащего Полярному научно-исследовательскому институту морского рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО). В отличие от предыдущих исследований, регулярными наблюдениями была покрыта значительная площадь шельфа. Проведено изучение разрезов четвертичных отложений на островах Карского моря и полуострове Таймыр. Было отработано около 7155 пог. км сейсмоакустических профилей с помощью спаркера (Рис. 1), а также выполнен донный пробоотбор с помощью дночерпателя и грунтовой трубки на 464 геологических станциях. Полученные сейсмоакустические данные были проинтерпретированы с выделением сейсмокомплексов осадочного чехла. Пробы донных осадков были исследованы литолого-минералогическим, микрофаунистическим, палинологическим и другими методами. Кроме того, получены радиоуглеродные датировки по раковинам морских моллюсков, отобранных из колонок донных осадков, а также из отложений поднятых морских террас островов Карского моря и Таймырского полуострова.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Позднекайнозойские осадки на большей части севера Карского моря залегают на размытой кровле мезозойских отложений. По всей видимости, в состав мезозойского комплекса входят в основном меловые породы. Кровля мезозойского сейсмокомплекса сильно размыта, и кайнозойские осадки залегают резко несогласно. Внутреннее строение верхнекайнозойского сейсмокомплекса по данным низкочастотного сейсмоакустического профилирования характеризуется резкой изменчивостью, определяемой палеогеографическим положением.

Предыдущими исследователями [11] весь позднекайнозойский сейсмокомплекс был отнесен к позднему плейстоцену - голоцену. Причем, по высокочастотным сейсмоакустическим данным  он был подразделен на нижнюю (зырянскую?) морену, перекрывающую коренные породы, каргинские морские осадки, верхнюю (сартанскую) морену и голоценовые алевриты и илы [3; 11]. Такая схема расчленения справедлива для района пролива Вилькицкого, где мощности верхнего сейсмокомплекса составляет не более 20 м. Западнее, на севере Карского шельфа, мощность позднекайнозойских осадков увеличивается до 60-70 м. В этой области в желобе Воронина на глубинах более 150 м морское осадконакопление не прерывалось в течение всего позднего неоплейстоцена. Поэтому области распространения ледниковых отложений на севере Карского моря ограничены поднятиями и банками. На глубинах свыше 150 м в тех частях шельфа, которые не выходили из-под уровня моря во время позднеплейстоценовых регрессий, ледниковые и перигляциальные отложения замещаются ледниково- и ледово-морскими осадками. Это соответствует современным оценкам распространения неоплейстоценовых ледниковых щитов на всем Баренцево-Карском шельфе [4].

Рисунок 2

Во впадинах желоба Воронина и сопряженных с ним понижениях рельефа осадки верхнего сейсмокомплекса характеризуется увеличенной мощностью и иногда имеют сейсмически прозрачный облик.

Сейсмоакустически прозрачные толщи, в основном истолковываемые как ледниковые отложения, часто в пределах нескольких километров профиля являются и рельефообразующими и выполняющими различные понижения. Это говорит о том, что сейсмоакустическая прозрачность есть лишь отражение физических свойств среды, это не обязательно характеристика только лишь ледниковых образований. Очевидно и морские осадки, нарушенные оползневыми процессами, также будут характеризоваться отсутствием слоистой сейсмоакустической записи и могут иметь акустически прозрачный облик. Другой возможной причиной сейсмоакустической прозрачности и неупорядоченности записи могут быть диагенетические изменения, происходящие в морских осадках [5].

Переходя к обобщению результатов радиоуглеродного датирования образцов, отобранных из донных осадков Карского моря, а также из разрезов морских и континентальных отложений на островной и материковой суше, следует отметить хорошую изученность сухопутной части региона различными методами датирования. Кроме радиоуглеродного, по Северной Земле и Таймыру выполнялось изучение органики и вмещающих ее отложений методами оптико-стимулированной люминесценции и электронно-парамагнитного резонанса [2; 10]. При этом на суше выявлены отложения всех отделов четвертичной системы, которые имеют геохронометрические метки. По-видимому, в составе позднекайнозойского сейсмокомплекса на шельфе, кроме поздненеоплейстоценовых, могут присутствовать и отложения нижнего и среднего звеньев неоплейстоцена. Кроме того, обычным для всего Баренцево-Карского шельфа является предположение о наличии плиоцен-эоплейстоценовых отложений, выполняющих врезы в коренных породах [7]. Выделение этих более древних отложений по геофизическим данным встречает определенные трудности, связанные с возможным воздействием экзогенных процессов, нарушавших сплошное распространение и изменявших первичное залегание позднекайнозойских отложений. Таким образом, они могут быть достоверно выявлены только буровыми работами.

Вместе с тем, в колонках осадков, отобранных с борта НЭС «Академик Федоров» в проливе Шокальского и в желобе Воронина [1], в заведомо голоценовых морских илах встречены комплексы переотложенных спор и пыльцы поздне-эоценового возраста. Это говорит о том, что в исследованном районе в четвертичный период были эродированы палеогеновые породы.

Таблица 1. Результаты определения абсолютного возраста радиоуглеродным методом. 

№ п/п

№ образца

№ лаб

Материал

Радиоуглеродный возраст

Календарный возраст

1

524-1

ЛУ-6435

торф

4140 ±140

4650 ±170

2

131-7

ЛУ-6434

раст. остатки

13320 ±600

16090 ±940

3

410-3

ЛУ-6436

раст. остатки

30280

35490

4

264

ЛУ-6439

раковины

28960 ±1080

33650 ±1380

5

204-1

ЛУ-6443

раковины

31250 ±840

36460 ±810

6

205-к

ЛУ-6444

раковины

9590 ±100

10940 ±170

7

Ф-106-к

ЛУ-6438

раковины

7800 ±120

8670 ±180

8

145-3

ЛУ-6446

раковины

29260 ±480

34370 ±610

9

247

ЛУ-6447

раковины

25190 ±710

29970 ±670

10

07-203

ЛУ-6448

раковины

1260 ±80

1190 ±90

11

512

ЛУ-6440

раковины

26100 ±300

30830 ±200

12

262-1

ЛУ-3441

раковины

20850 ±200

24820 ±300

13

514

ЛУ-6442

раковины

39300

43400

14

501-3

ЛУ-6437

раковины

35250 ±1550

40240 ±1500

15

159-4

ЛУ-6449

раковины

28080 ±400

32610 ±730

16

507

ЛУ-6450

раковины

27400 ±400

31960 ±570

 Примечание: значения календарного возраста приведены на основании калибровочной программы “CalPal” 2006 г., www.calpal.de

 

Проведенное нами радиоуглеродное датирование органических остатков  характеризует лишь поздненеоплейстоцен-голоценовые отложения (табл. 1). Полученные запредельные радиоуглеродные датировки могут относиться к морским отложениям казанцевского горизонта. Датировки, охватившие возрастной интервал, соответствующий морской изотопной стадии 3 (МИС 3), в региональных схемах известный как каргинский, получены в основном по раковинам морских моллюсков из отложений поднятых морских террас в прибрежной части Таймырского полуострова (Рис. 1). Кроме того, даты 20-35 тыс. лет получены по морским осадкам, обнажающимся на островах Самойловича, Норд, Бианки. Датировка 25190 ±710  получена по раковинам моллюсков из керна грунтовой трубки, отобранной на акватории, неподалеку от о-ва Воронина.

Единственная сартанская датировка (МИС 2) получена по растительным остаткам из разреза, расположенного в глубине Таймырского полуострова, в долине реки Ленинградской. Голоценовыми датировками охарактеризованы морские террасы Таймыра, а также морские осадки, поднятые грунтовой трубкой к юго-западу от островов Сергея Кирова. Кроме того, по торфу из района залива Бирули получена датировка 4140 ±140. Все радиоуглеродные датировки были откалиброваны, получены календарные значения возраста.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате проведенных геологосъемочных работ получены новые сведения о строении верхних горизонтов осадочного чехла севера Карского шельфа. На сейсмоакустических профилях идентифицированы основные поверхности несогласий, прослеживающиеся в допозднекайнозойских породах, а также верхнее региональное несогласие, соответствующее эродированной кровле коренных пород, перекрытых рыхлым четвертичным чехлом. В структуре верхнего сейсмокомплекса выделяются осадки позднего неоплейстоцена – голоцена. Радиоуглеродные датировки подтверждают широкое распространение в регионе каргинских отложений (МИС 3), а также голоценовых морских и озерно-болотных отложений. В результате проведения работ на основе полученных данных подготовлен лист Государственной геологической карты РФ масштаба 1:1 000 000 Т-45-48 третьего поколения.

Авторы благодарят экипаж НИС «Фритьоф Нансен» за обеспечение работ, П.И. Криницкого и Ю.В. Горемыкина (ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга) за производство сейсмоакустических исследований.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Ашик И.М., Соколов В.Т. Основные итоги и предварительные результаты экспедиции «Арктика-2007» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. № 3(80). C. 72-85.

2. Большиянов Д.Ю. Пассивное оледенение Арктики и Антарктиды. СПб: ААНИИ, 2006. 296 с.

3. Гайнанов В.Г., Поляк Л.B., Гатауллин В.Н., Зверев А.С. Сейсмоакустические исследования следов покровных оледенений в Карском море // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2005. № 1. С. 38-44.

4. Гусев Е.А., Костин Д.А., Рекант П.В. Проблема генезиса четвертичных образований Баренцево-Карского шельфа (по материалам Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000) // Отечественная геология. 2012. № 2. С. 84-89.

5. Крапивнер Р.Б. Происхождение диамиктонов Баренцевоморского шельфа // Литология и полезные ископаемые. 2009, № 2, с. 133-148.

6. Мартиросян В.Н., Васильева Е.А., Устрицкий В.И., Супруненко О.И., Винокуров И.Ю. Север Карского моря - высокоперспективная на нефть область Арктического шельфа России // Геология нефти и газа. 2011. № 6. С. 59-69.

7. Мусатов Е.Е. Структура кайнозойского чехла и неотектоника Баренцево-Карского шельфа по сейсмоакустическим данным // Российский журнал наук о Земле. Том 1. № 2. 1998. С. 157-183.

8. Супруненко О.И., Устрицкий В.И., Зуйкова О.Н., Павлов С.П., Рослов Ю.В., Винокуров И.Ю. Геолого-геофизическое районирование севера Баренцево-Карского шельфа по данным сейсморазведки // Геология нефти и газа. 2009. № 4. С. 17-25.

9. Damm E., Niessen F., Nörgaard N. et al. Geological investigations // The expedition ARCTIC’93 Leg ARK-IX/4 of RV “Polarstern” 1993. Berichte zur Polarforschung. 1994. Vol. 149. P. 111-154.

10. Möller P., Lubinski D.J., Ingolfsson O. et al. Erratum to: Severnaya Zemlya, Arctic Russia: a nucleation area for Kara Sea ice sheets during the Middle to Late Quaternary // Quaternary Science Reviews, Vol. 26. 2007. P. 1149-1191.

11. Polyak L., Niessen F., Gataullin V., Gainanov V. The eastern extent of the Barents-Kara ice sheet during the Last Glacial Maximum based on seismic-reflection data from the eastern Kara Sea // Polar Research. 2008. Vol. 27. P. 162-174.


Gusev Е.А., Sharin V.V., Dymov V.A., Kachurina N.V., Arslanov Kh.A.
New data on the upper horizons of the sedimentary cover of the northern part of the Kara sea shelf


The new data about the structure of the uppermost horizons of sediment cover of the northern part of the Kara sea are obtained during geological survey of this area in 2008 and 2009. The main unconformities are determined and the sediments of the Late Pleistocene — Holocene age aree subdivided on the seismoacoustic profiles. The radiocarbon dating confirms a widespread role of the Kargino deposits (MIS 3) and also of the Holocene marine and lacustrine deposits in this area. Key words: Kara Sea, seismoacoustic studies, sedimentary cover, radiocarbon dating.

Keywords: Kara Sea, seismoacoustic studies, sedimentary cover, radiocarbon dating

 

 

Ссылка на статью:

Гусев Е.А., Шарин В.В., Дымов В.А., Качурина Н.В., Арсланов Х.А. Новые данные о строении верхних горизонтов осадочного чехла северной части Карского шельфа // Разведка и охрана недр. 2012. № 8. С. 87-90.

 





eXTReMe Tracker


Flag Counter

Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz