Сакулина Т.С.1, Верба М.Л.1, Кашубина Т.В.2, Крупнова Н.А.1, Табырца С.Н.1, Иванов Г.И.1

КОМПЛЕКСНЫЕ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОПОРНОМ ПРОФИЛЕ 5-АР В ВОСТОЧНО-СИБИРСКОМ МОРЕ

УДК 551.462.32(-04):551.241(268+265)(470+571)

Скачать pdf

 1 - ФГУНПП «Севморгео»,

2 - ФГУП «ВСЕГЕИ»

 

  

Основная цель исследований по профилю 5-АР - создание современной модели глубинного геологического строения зоны сочленения поднятия Менделеева и Чукотской складчатой области. Профиль протяженностью 550 км является связующим звеном между профилем Арктика-2005 - на севере и сухопутным опорным профилем 2-ДВ - на юге. Выполнен широкий комплекс геолого-геофизических исследований, которые включали сейсморазведку методами отраженных и преломленных волн, дополненную геоакустическим профилированием; гравимагнитные наблюдения и геохимическое изучение донных грунтов. Построены сейсмогеологический и комплексный геолого-геофизический разрезы, отражающие положение основных границ раздела в разрезе земной коры. Подтверждены сделанные ранее выводы о том, что земная кора данного региона относится к континентальному типу и включает гранитно-метаморфический слой, сложенный образованиями, аналогичными древним, архей-протерозойским метаморфическим толщам Чукотского массива.

Ключевые слова: Восточно-Сибирское море. Чукотская складчатая область, сейсморазведка, ОГТ, ГСЗ, сейсмоакустическое профилирование, гравимагнитные исследования, комплексная интерпретация, земная кора, консолидированная кора, осадочный чехол.

 

The main goal of the studies on 5-AR profile was to develop a modern geological model of the deep structure in the zone of Mendeleyev uplift and Chukchi fold region joint. The profile has 550 km length and link the Arctic-2005 profile to the reference geological and geophysical section 2- DW. The complex of geophysical investigations (seismic wide-angle reflection/refraction profiling - WARRP, multichannel seismic - MCS, shallow seismic profiling, gravity/magnetic measurements and geochemical study of bottom sediments) was carried out along the profile. The seismogeological and complex geological-geophysical sections have been developed. On the basis of obtained data and according with the earlier researches it was showed that the region has continental crust, including granite-metamorphic layer, which consists of formations like ancient Archaean-Proterozoic metamorphic formations of Chukchi massif.

Key words: the East-Siberian sea, Chukchi fold region, seismic prospecting, multichannel seismic (MCS), wide-angle reflection/refraction profiling (WARRP), high-frequency profiling, magnetic and gravimetric researches, complex interpretation, earth crust, consolidated crust, sedimentary cover.

 


Акватории восточно-арктических морей являются наименее изученными регионами Российской Федерации. Отсутствие систематических сведений по этим регионам затрудняет разработку целостного представления об их геологической эволюции и обоснованного взгляда на перспективы обнаружения различных видов полезных ископаемых. Кроме того, сведения о геологическом строении этих акваторий в последние годы приобрели особое значение в связи с решением вопросов делимитации границ юридического континентального шельфа страны, что составляет содержание одного из актуальных аспектов внешней политики государства.

С учетом этих обстоятельств ФГУНПП Севморгео в 2008-2010 гг. по контракту с МПР РФ выполнило в Восточно-Сибирском море по опорному профилю 5-АР (м. Биллингса - поднятие Менделеева) (рис. 1) комплексные геолого-геофизические работы, главной целью которых было получение новых сведений о глубинном строении восточной части этой акватории и увязка геофизических материалов, полученных ранее на севере Чукотки по континентальному обрамлению данной акватории и по расположенным к северу глубоководным областям Арктического (Северного Ледовитого) океана.

Рисунок 1

Работы на опорном профиле 5-АР (м. Биллингса - поднятие Менделеева) выполнялись в рамках федеральной программы «Создание государственной сети опорных геолого-геофизических профилей и бурение глубоких и сверхглубоких скважин» и служили связующим звеном между наземным опорным профилем 2-ДВ (п-ов Кони - о. Врангеля), отработанным ФГУП СНИИГГиМС в соответствии с этой же программой (Сурков и др., 2008), и высокоширотным профилем ВГКШ-2005 (Арктика-2005), который был отработан ФГУП ВНИИОкеангеология в рамках многолетней отраслевой программы «ТрансАрктика» [Поселов и др., 2009].

Комплекс геофизических методов, реализованных на профиле 5-АР, включал сейсмические наблюдения МПВ-ГСЗ и MOB ОГТ, непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСАП), набортные гравиметрические и гидромагнитные измерения, а также геохимические исследования. Длина морской части профиля составила 560 км.

Кроме морских наблюдений в Восточно-Сибирском море были осуществлены сейсмические работы на севере Чукотки, предназначенные для перекрытия фрагмента сухопутного профиля 2-ДВ и обеспечения надежной увязки с ним. На отработанном с этой целью сухопутном отрезке профиля 5-АР (м. Биллингса - р. Паляваам) протяженностью 220 км были проведены работы МПВ-ГСЗ в наземном варианте и по технологии «суша-море» с перекрестной регистрацией морских и наземных возбуждений, при которых взрывы на суше записывались донными станциями на шельфе, а импульсы пневмоисточников регистрировались наземными станциями.

В проведении полевых работ, обработке и интерпретации полученных материалов кроме ФГУНПП Севморгео принимали участие ФГУП СНИИГГиМС, ТОИ ДВО РАН, ОАО МАГЭ, ФГУП ВСЕГЕИ, ООО СБНЭ-2.

 

Комплексные геолого-геофизические исследования

Сейсмические работы MOB ОГТ

Для возбуждения упругих колебаний использовались пневматические пушки Input/Output Sleeve guns, скомпонованные в четыре линии по две с каждого борта; общее количество источников - 37, суммарный объем - 4010 куб. дюйм (65,7 л). Прием сейсмических сигналов осуществлялся цифровой сейсмической косой SEAL Sentinel Solid, содержащей 648 каналов при длине активной части косы 8087,5 м. Расстояние между пунктами возбуждения составляло 50 м, расстояние между пунктами приема - 12,5 м, кратность наблюдений - 81.

Обработка выполнена с использованием пакета программ FOCUS 5.3 Paradigm Geophysical. Граф обработки включал следующие основные процедуры: описание геометрий, редактирование сейсмических записей, медианное сглаживание амплитудных выбросов, фильтрация в (f-k) области, предсказывающая деконволюция, полосовая фильтрация, интерактивный анализ вертикальных спектров скоростей (с шагом 2,5 км), кинематическая коррекция записей за наклон границ (DMO), суммирование по ОГТ, миграция Кирхгофа во временной области после суммирования. К мигрированному разрезу применялись процедуры, направленные на улучшение соотношения сигнал/шум и повышение вертикальной разрешенности сейсмической записи.

Рисунок 2

На разрезе MOB ОГТ (рис. 2а) отражающие границы в осадочном чехле уверенно прослеживаются в южной части профиля 5-АР на пикетах X = 10-110 км до времен 2,0 с (глубин 2,5 км) и в северной части профиля в интервале пикетов X = 400-571 км - до времен 9,5 с (глубин 17 км).

Граница Мохо прослеживается в южной и центральной части профиля 5-АР на пикетах Х= 10-340 км в диапазоне времен 9-12 с и имеет тенденцию к погружению (от 30 до 38 км). В консолидированной коре протяженные отражающие горизонты отсутствуют.

 

Сейсмические работы МПВ-ГСЗ

На морском профиле 5-АР работы выполнены по методике, традиционно применяемой на морских опорных профилях: по обращенной системе наблюдений с перемещающимся на судне источником и неподвижными приемными устройствами - донными станциями.

В качестве источника сейсмических колебаний использовался мощный пневмоизлучатель СИН-6 объемом 80 л с интервалом возбуждения 2 мин (в линейном масштабе - 250 м). Прием и регистрация колебаний осуществлялись многокомпонентными донными станцииями (разработки ФГУНПП Севморгео) двух типов: самовсплывающими и буйковыми с притапливаемым буем. Самовсплывающие сейсмостанции применялись на глубоководных участках профиля и на акватории с перемещающимися ледовыми полями.

Профиль отработан по плотной системе наблюдений: количество донных станций - 55; шаг между донными станциями - 10 км; расстояние между возбуждениями (сейсмическими трассами) - 250 м. Записи полезных волн зарегистрированы до удалений источник-приемник в среднем 200 км. На некоторых зондированиях максимальные удаления достигают 300-400 км; на зондированиях в северной части профиля удаления с полезной записью уменьшаются до 100-180 км. Отработанная система наблюдений обеспечила изучение земной коры на всю ее мощность.

На сухопутном участке использовались источники двух видов: взрывные (с общей массой зарядов 4-10 т) и вибрационные (мощностью 40 т). Расстояния между источниками изменялись от 15 до 70 км. Прием и регистрация сигналов осуществлялись с использованием четырехканальной аппаратуры «РОСА-А» и трехканальной - «Байкал-АС». Расстояние между каналами в той и другой аппаратуре составляло 300 м. Регистрация осуществлялась в 81 пункте, размещенных в среднем через 6 км. В южной части профиля на участке протяженностью 50 км серия регистраторов была расставлена непрерывно с шагом 300 м.

Кроме чисто морских и сухопутных наблюдений были отработаны системы перекрестных наблюдений: 1) возбуждение на море, регистрация на суше; 2) возбуждение на суше, регистрация на море. Такие системы обеспечили увязку сухопутных и морских наблюдений и построение непрерывного разреза через зону перехода «суша-море».

При построении глубинного скоростного разреза земной коры по материалам ГСЗ были использованы разные подходы.

Скоростной сейсмотомографический разрез, полученный по годографам первых вступлений, представляется в виде изолиний скоростей без выделения сейсмических границ. В целом характер распределения скоростей отражает основные особенности глубинного строения. Полученная скоростная модель использовалась в дальнейшем как начальное приближение для моделирования слоистой модели в программе SeisWide.

Лучевое моделирование волновых полей является распространенным и общепризнанным способом проверки сейсмических разрезов ГСЗ решением прямой задачи. Интерактивный подбор модели с сопоставлением теоретических годографов, рассчитанных для модели, и реально наблюденных сейсмических записей позволяет уточнить геометрию границ и скоростные характеристики модели. Для подбора модели использовался пакет программ SeisWide, в основе которого лежит алгоритм лучевого моделирования [Zelt and Ellis, 1988].

Глубинный скоростной разрез земной коры поданным ГСЗ совместно с сейсмическим разрезом по данным MOB ОГТ послужили основой для геологических построений по опорному профилю 5-АР и увязочному сухопутному участку (рис. 3).

Рисунок 3

В осадочном чехле значения скорости возрастают от 1,8 до 5,5 км/с. На участке профиля 380-560 км выделено 4 отражающих горизонта. На северном участке профиля, начиная с 460 км, на глубине около 5 км отмечается инверсия скорости.

Использование при моделировании годографов как рефрагированных/преломленных, так и отраженных волн позволило разделить консолидированную кору на три части с изменяющимися по простиранию профиля мощностями: нижняя кора с интервальными скоростями 6,5-6,8 км/с; средняя кора с интервальными скоростями 6,2-6,3 км/с; верхняя кора с интервальными скоростями 6,1-6,2 км/с. Общая мощность коры (глубина границы Мохо) меняется по профилю от 27 до 37 км.

 

Непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСАП) проводилось параллельно с наблюдениями ГСЗ. В качестве источника упругих колебаний использовались высоковольтные электроискровые источники «Соник 4МЗ» (1700 Дж); «Соник 4М» (4000 Дж) с интервалом излучения 10-12 с (соответственно в плане 20-25 м). В качестве приемной системы использовалась одноканальная сейсмическая пьезокоса, в качестве регистрирующей системы - сейсмостанции «Соник 6». Частота дискретизации сигналов составляла 5000 Гц (т.е. шаг дискретизации - 0,2 мс), длительность записи - 400 мс. Временной интервал регистрации корректировался в процессе работы (на участках значительных изменений глубин дна).

Обработка данных НСАП выполнена с использованием пакета программ FOCUS 5.3 Paradigm Geophysical. Граф обработки позволил повысить качество сейсмического разреза (уменьшена многофазность записи, частично ослаблены кратные волны). Однако невысокое качество первичных данных, связанное с технологией работ, повлияло на информативность и детальность разреза. Фрагмент разреза НСАП приведен на рис. 4.

Рисунок 4

Геохимические исследования были проведены в 56 точках на морском профиле 5-АР с помощью различных средств пробоотбора. На большинстве станций были получены пробы растворенного газа, проанализированные в лабораторных условиях на содержание газообразных углеводородов, инертных газов, водорода и других компонентов. Результаты исследований были использованы для выделения зон флюидопроводности различной глубинности, ассоциируемых с разломами глубинного и внутриформационного типов, и оценки нефтегазоперспективности по линии опорного профиля.

 

Геологические результаты

Переходя к изложению результатов работ, отметим, что геологическая информативность полученных данных неодинакова на разных частях профиля. Морская его часть осветила строение Геральдско-Врангелевского террейна и граничащих с ним рифтогенных мегапрогибов - Южно-Чукотского и Новосибирско-Северо-Чукотского, а наземная часть - Куульского антиклинория и, частично, Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, обрамляющего его с юга. Из числа перечисленных геоструктур наименее изученным оставался Геральдско-Врангелевский террейн, первые сведения о глубинном строении которого были получены с помощью профиля 5-АР. Геологическая интерпретация этих данных выполнялась с использованием построений К.С. Агеева, Г.И. Каменевой [Каменева и Ильченко, 1978], М.Е. Городинского [1999], М.К. Косько [Косько и др., 2003] и других геологов. Стратификация сейсмических и геоакустических разрезов прогибов (Южно-Чукотского и Новосибирско-Северо-Чукотского) выполнялась с учетом публикаций В.А. Виноградова [Виноградов и др., 1974], Э.В. Шипилова, В.Е. Хаина с соавторами [Хаин и Филатова, 2007], В.А. Поселова [Поселов и др., 2009] и результатов морского бурения на северо-востоке Чукотского моря [Dixon, 1995].

Глубинный разрез земной коры перечисленных геоструктур резко различен. В нем выделены осадочный слой и слои консолидированной коры, обособлен промежуточный супракрустальный комплекс и намечена граница раздела кора-мантия, но непрерывно по всей длине профиля прослежены только верхние комплексы осадочного чехла и нижний слой консолидированной коры. Все остальные структурно-вещественные комплексы земной коры прослеживаются пунктирно, отражая латеральную неоднородность тектонического устройства Восточно-Сибирского моря. Соответственно изменчива и общая мощность коры, которая, как упоминалось выше, варьирует в пределах от 27 до 37±1 км, причем глубина залегания подошвы коры под поднятиями определяется в среднем в 34-37 км, а под прогибами - 27-30 км. Кора Северо-Чукотского прогиба сокращается до 26-29 км. Сходные в принципиальном плане оценки мощности коры были получены A.Л. Пискаревым по гравиметрическим данным.

Подкоровый субстрат, судя по скоростным параметрам и плотности, соответствует породам ультраосновного состава.

Нижний, базитовый, слой земной коры прослежен под всеми изученными геоструктурами. Толщина слоя меняется от 8 км под прогибами до 15 км под поднятиями. Судя по величине интервальных скоростей (V=6,5-6,8 км/с), состав слоя должен определяться как гранулитовый. Однако отсутствие на границе М заметной акустической жесткости говорит о том, что по крайней мере в низах слоя породы сильно обеднены кремнекислотой по сравнению с гранулитами. Только под Южно-Чукотским мегапрогибом, где граница М совпадает с сильной сейсмической границей, можно говорить о резкой смене горных пород. Под Северо-Чукотским прогибом эта граница залегает выше, но в действительности она выражена столь же слабо, как и под Геральдско-Врангелевским террейном, где залегает много глубже (рис 3). Вопрос о природе нестабильного отражения границы М нуждается в дальнейшем исследовании.

Средний слой в разрезе Геральдско-Врангелевского террейна и Куульского антиклинория достигает мощности 10 км, сильно сокращаясь на их периферии. Состав пород, судя по интервальной скорости (V=6,2-6,3 км/с), соответствует кислым разностям гранулитов. Однако высокая плотность пород (D=2,77-2,88 г/см3) допускает развитие фемических разностей типа габброидов. Расхождения в этих оценках также требуют продолжения исследований.

Верхний слой консолидированной коры отличается наибольшей вариабильностью. Его нижняя граница довольно резкая, что отражает, очевидно, резкое изменение состава пород, а верхняя, напротив, чаще всего носит градиентный характер. Толщина этого слоя достигает максимальных значений под Геральдско-Врангелевским террейном - 8 км, а под рифтогенными прогибами слой неразличим в разрезе и, видимо, выклинивается. Состав пород слоя по значениям интервальных скоростей (V=6,1-6,2 км/с) и величине плотности D=2,73-2,78 г/см3) соответствует его названию - гранитно-метаморфический.

Супракрустальный (промежуточный) мегакомплекс выделен в разрезе Геральдско-Врангелевского террейна и, частично, Южно-Чукотского мегапрогиба (рис. 2б). Он характеризуется промежуточными значениями скорости (в среднем V=5,8-6,1 км/с) и плотности (D=2,65-2,68 г/см3), которые увеличиваются с глубиной. В пределах Геральдско-Врангелевского террейна в основании мегакомплекса пунктирно прослежена граница Ф0, а в кровле располагается слабо выраженная граница ФN. Мощность и стратиграфический состав мегакомплекса изменчивы по простиранию. По сопоставлению с геологическими данными по о-вам Врангеля и Геральда он сложен верхнерифейско-вендскими метаморфизованными до зеленосланцевой стадии сланцами, кварцитами и метавулканитами различного состава, местами сильно катаклазированными и милонитизированными, реже интрузивными породами [Городинский, 1999]. В приподнятой области Геральдско-Врангелевского террейна фиксируется достаточно мощная (до 3±0,5 км) однородная субгоризонтально залегающая толща, в которой вполне уверенно прослеживаются протяженные пакеты синфазных отражений. Эта стратифицированная толща интерпретируется как недислоцированный аналог врангелевской серии, описанной на одноименном острове и датированной интервалом средний-верхний рифей - ранний кембрий.

Разрез этого сейсмического мегакомплекса на южном борту Геральдско-Врангелевского террейна разделен на три квазисинхронных сейсмокомплекса (КССК), которые сопоставлены с громовской, инкалинской свитами и насхокской толщей, выделенными на о. Врангеля. Их сейсмические аналоги получили индексы соответственно R, V и €, а верхние их границы соответственно - Фгр, VL и €1L. Заметные в нижнем КССК многократно повторяющиеся рефлекторы интерпретируются как отражение флишоидного характера образований, свойственного громовской свите. Признаки закономерно ориентированных групп сейсмофаций и клиноформной структуры замечены в разрезе насхокской толщи, накопление которой связывается с обстановками континентального склона. Все три толщи рассматриваются как элементы единого ряда миогеосинклинальных образований, накопившихся в условиях континентального склона, проградирующего в сторону океанического прогиба. Мощность мегакомплекса в пределах этого Северо-Врангелевского трога, существование которого предполагалось ранее [Хаин и Филатова, 2007], достигает 5-6 км (рис. 2б). Прогиб играет важную роль в строении Геральдско-Врангелевского террейна, обособляя в его структуре Северо-Шелагское сводовое поднятие. Предполагается, что к югу от террейна в составе супракрустального комплекса присутствует еще одна, вероятно, раннерифейская толща, подстилающая громовскую свиту и названная минеевской. Мощность ее - порядка 3,0±0,5 км. Подошва этого сейсмокомплекса принята в качестве верхней границы распространения кристаллических пород фундамента (Ф0). На южном склоне Северо-Шелагского сводового поднятия в составе супракрустального мегакомплекса между слабо выраженными горизонтами €1 U и SL выделен КССК, датированный кембрием. В его кровле видны следы углового несогласия, разделяющего «настоящий» осадочный чехол от толщи с переходными свойствами и связываемого с позднебайкальскими движениями.

Осадочный слой залегает на поверхности различных слоев коры и сложен разнообразными типами горных пород, стратиграфический состав которых существенно меняется по простиранию профиля (рис. 2б). В разрезе Новосибирско-Северо-Чукотского мегапрогиба мощность слоя максимальна (10-18 км). В его разрезе выделены три толщи: палеозойская, мезозойская (без верхнего мела) и кайнозойская (от верхов мела до голоцена). В основании выделена толща, сопоставленная с франклинским комплексом силурийско-девонского возраста [Sherwood, 1998]. В отличие от разреза Аляски, в Северо-Чукотском прогибе кровля комплекса не обладает свойствами акустического фундамента, поскольку под ним в ряде мест прослеживается синфазность, интерпретируемая как седиментационная. В сводовой части Северо-Шелагского поднятия мощность данной толщи не превышает 1,4-1,6 км, и в ее разрезе различимы наклонные, полого падающие в южном направлении горизонты SL, D1U и D2U, сопоставленные соответственно с основанием силура, кровлей нижнего девона и кровлей верхнего девона, срезанные эрозионной поверхностью. Под ними предположительно выделены ордовикские отложения мощностью не более 1 км.

В пределах Южно-Чукотского мегапрогиба (ПК 90-105 км) палеозойская толща прослеживается в склоновых фациях и возрастает по мощности до 2,5-3,5 км. Этот переход от шельфовых фаций к склоновым подтверждается наземными наблюдениями, согласно которым органогенные известняки дремхедской свиты, присущие барьерным рифам, замещаются в южном направлении морскими фациями (аргиллитами, алевролитами и песчаниками с конгломератами в основании). Из этого следует, что характерные для разреза Геральдско-Врангелевского террейна шельфовые фациальные обстановки сменяются на прилегающих к нему с севера областях континентальными, которые в течение длительного времени, начиная с позднего рифея, обеспечивали питание Северо-Врангелевского прогиба терригенным материалом, транзитом минуя пространство, на месте которого позднее возник депоцентр в виде Северо-Чукотского прогиба.

Верхнепалеозойские отложения прослежены только в наиболее погруженной части Северо-Чукотского прогиба (ПК 430-560 км), где они ограничены рефлекторами CL в подошве и PU в кровле (соответственно низы карбона и верхи перми). Мощность около 3-4 км. За пределами прогиба отложения этого возраста не установлены. Вместо них в разрезе прослеживается отчетливая поверхность несогласия, местами с хорошо видным шероховатым рельефом (в разрезе о. Врангеля - преддремхедское несогласие). Невысокие скоростные свойства (не более 5,0-5,5 км/с на глубине 12-16 км) указывают на преобладание терригенных пород. Толща сопоставляется с нижнеэлсмирской серией шельфа Аляски [Sherwood, 1998].

Мезозойские отложения в Новосибирско-Северо-Чукотском мегапрогибе представлены непрерывным разрезом, хорошо коррелируемым с изученными разрезами восточных областей Чукотского моря. В них различаются отложения триаса, юры и мела. Снизу они ограничены нижнеэлсмирским несогласием (PU в верхах перми), а вверху нижнебрукским несогласием (BU в основании апта), разделяется на ряд КССК, из которых основные сопоставляются с подошвой юры (JL), кровлей средней юры (J2U) и кровлей верхней юры (J3U). Для всех мезозойских толщ характерно согласное залегание и преобладание субаквальных обстановок накопления однородных, главным образом, песчано-алевролитовых отложений. Общая их мощность в осевой зоне Новосибирско-Северо-Чукотского мегапрогиба достигает 7,5-8,0 км, из которых на долю триаса и юры приходится по 2,5-3,5 км, а нижнего мела - около 1,6-1,8 км. В сопоставлении с разрезами, описанными К. Шервудом и его американскими коллегами, данный КССК выступает как верхняя часть элсмирского мегакомплекса. Важно отметить своеобразное поведение слоев с клиноформной структурой: триасовые клиноформы наклонены к югу, а юрские падают в противоположном направлении. Это изменение направления сноса, по мнению В.Е. Хаина, отражает революционные события в зарождающемся Арктическом океаническом бассейне.

На северном склоне Геральдско-Врангелевского террейна разрез мезозоя сокращается до 250-350 м. В нем прослеживаются только верхнетриасовые отложения, которые с заметным несогласием и крупным перерывом перекрывают девонские отложения дремхедской свиты. На границе между этими крупными геоструктурами выявлен глубокий погребенный прогиб, выполненный триасовыми отложениями и являющийся шельфовым продолжением Колючинско-Мечигменского прогиба Чукотки (рис. 2б). Этот прогиб является весьма необычным тектоническим образованием: поданным Б.Г. Поляка он характеризуется высокой тектоно-термальной активностью, а по наблюдениям Т.М. Пчелиной, А.Н. Евдокимова и других обладает целым рядом общих черт с осадочными бассейнами котловины Подводников и Баренцево-Карского шельфа.

Верхний сейсмический мегакомплекс включает нижнемеловую (нижнебрукскую) и верхнемеловую-кайнозойскую (верхнебрукскую) толщи, которые традиционно рассматриваются как койлогенный чехол [Виноградов и др., 1974; Косько и др., 2003]. В основании брукской толщи прослеживается диахронное готтерив-барремское несогласие LCU, а в кровле верхнемелового КССК прослежено среднебрукское несогласие mBU, связываемое с подошвой третичных отложений. Это несогласие, в отличие от более древних, является эрозионным и сопровождается стратиграфическим перерывом, который обусловил налегание палеогеновых осадков на каолиновой коре выветривания, развитой по меловым эффузивам на о-ве Айон в Чаунской губе [Слободин и др., 1990].

Верхнебрукский КССК, венчающий осадочный чехол, представлен осадками голоцен-плейстоценового возраста и судя по невысоким значениям плотности (1,8-2,2 г/см3) и скорости (2,0-2,5 км/с) сложен песчано-глинистыми породами. Характерной особенностью этого КССК является наличие в его структуре современного Геральдского грабен-рифта, который впервые освещен сейсмическим и геоакустическим профилированием (рис. 4). Ранее предполагалась эрозионная природа этой структуры [Косько и др., 2003], но новые данные показали, что она возникла уже после плейстоценовой трансгрессии, когда данная область шельфа уже находилась под водой и субаэральная эрозия не могла принять участие в формировании этой формы рельефа. Подобные квазиэрозионные неотектонические структуры, внешне напоминающие фрагменты речных русел, неоднократно наблюдались П.В. Рекантом и другими геологами на арктических и охотоморском шельфах [Верба, 2006].

Итак, общей тенденцией, прослеживаемой в строении Восточно-Сибирского моря, выступает подъем поверхности М в северном направлении (от 35-38 км на юге до 26-36 км на севере) и сокращение мощности гранитного слоя (соответственно 12-16 км и 5-8 км). Можно предположить, что эти тенденции отражают прогрессирующую в северном направлении базификацию коры под влиянием спрединговых процессов в Северном Ледовитом океане. Мощность осадочного слоя в центральной части профиля меняется от нуля до 17±2 км на расстоянии всего около 100 км, что ставит рассматриваемый шельф в ряд самых необыкновенных по степени контрастности рельефа консолидированной коры.

 

Выводы

Проведенные на опорном профиле 5-АР комплексные геолого-геофизические работы обеспечили решение трех основных задач. Во-первых, они показали эффективность реализованного методико-технологического комплекса; во-вторых, они принесли первые надежные сведения о глубинном строении земной коры восточной части Восточно-Сибирского моря, включая ее осадочный слой и консолидированную кору, в-третьих, обеспечили решение прикладных задач, связанных с обоснованием внешней границы континентального шельфа Российской Федерации и уточнением прогнозных оценок нефтегазоносности недр. Профиль хорошо интегрировался в сеть отработанных ранее на шельфе геофизических профилей и увязал в единый геотрансект наземный профиль 2-ДВ и морской профиль Арктика-2005.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Верба М.Л. Современное билатеральное растяжение земной коры в Баренцево-Карском регионе и его роль при оценке перспектив нефтегазоносности // Нефтегазовая геология. Теория и практика , вып.2. - 2007.

2. Виноградов В.А., Гапоненко Г.И., Русаков Н.М., Шимараев В.Н. Тектоника Восточно-Арктического шельфа СССР. - Л.: Недра, 1974.

3. Городинский М.Е. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Лист Р-(60)-2 - о. Врангеля. Объяснительная записка. - СПб.: ВСЕГЕИ, 1999.

4. Каменева Г.И., Ильченко Л.Н. Новые данные о возрасте метаморфического комплекса о. Врангеля // Докл. АН СССР. - 1978. - Т. 227. - №2. - С. 431-435.

5. Косько М.К., Ганелин В.Г., Сесил М.П. и др. Стратифицированные комплексы. / Остров Врангеля: геологическое строение, минерагения, геоэкология / Под ред. М.К. Косько и В.И. Ушакова. - СПб.: ВНИИОкеангеология, 2003. - С. 21-46.

6. Поселов В.А., Каминский В.Д., Буценко В.В. и др. Структура земной коры глубоководных поднятий Центральной Арктики и зон их сочленения с Восточно-Сибирским шельфом / Геология полярных областей земли. / Матер. XLII Тектонического совещания. - Т. 2. - М.: Изд-во ГЕОС, 2009. - С. 132-134.

7. Слободин В.Я., Ким Б.И., Степанова Г.В., Коваленко Ф.Я. Расчленение разреза Айонской скважины по новым биостратиграфическим данным. / Стратиграфия и палеонтология Советской Арктики. - Л.: Севморгеология, 1990. - С. 42-58.

8. Хаин В.Е., Филатова Н.И. Основные этапы тектонического развития Восточной Арктики / Докл. РАН. - 2007. - Т. 415. - № 4. - С. 518-523.

9. Dixon J (edit.). Geological Atlas of the Beaufort-Mackenzie Area. Geological Survey of Canada Miscellaneous Report 59. - 1995.

10. Sherwood K.W. (edit.). Undiscovered Oil and Gas Resources, Alaska Federal Offshore (OCS Monograph MMS 98-0054). - 1998.

11. Zelt C.A., Ellis R.M. Practical and efficient ray tracing in two-dimensional media for rapid traveltime and amplitude forward modeling. // Canadian Journal of Exploration Geophysics, 1988. Vol. 24, P. 16-31.

 

 

Ссылка на статью: 

Сакулина Т.С., Верба М.Л., Кашубина Т.В., Крупнова Н.А., Табырца С.Н., Иванов Г.И. Комплексные геолого-геофизические исследования на опорном профиле 5-АР в Восточно-Сибирском море // Разведка и охрана недр. 2011. № 10. С. 17-23.






eXTReMe Tracker


Flag Counter

Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz