В.Д. Чехович1

Особенности глубинного строения Арктической Аляски и прилегающего шельфа Чукотского и Берингова морей

Скачать *pdf

1 Геологический институт (ГИН) РАН, Москва, Россия

 

Главными структурами Арктической Аляски являются юрско-среднемеловой ороген хребта Брукса и верхнемеловой бассейн Колвилл, заполненный терригенными отложениями [Grantz et al., 1994; Lawver et al., 2002]. Поверхностным продолжением структур хребта Брукса на западе является ориентированная почти под прямым углом к нему надвиговая зона холмов Лисберн и ее продолжение на шельфе - поднятие Геральда [Moore et al., 2002; Grantz et al., 1987a; 1987b]. Современный синтез тектонического строения этой области дан в работе Н.И Филатовой и В.Е. Хаина [2007].

Исследование глубинного строения Аляски по проекту Транс-Аляскинского пересечения [Trans-Alaska Crustal Transect (TACT)] началось в 1995 и завершилось в 2007 г. [Fuis et al., 1997; 2008; Wissinger & Levander, 1997]. Важные результаты получены при морских сейсмических исследованиях по профилю через шельф Берингова и Чукотского морей [Klemperer et al., 2002; Wolf et al., 2002]. Наземные сейсмические исследования показали, что, как и в других случаях, супракрустальные срывы (detachment) во фронтальной зоне складчато-надвигового пояса хребта Брукса сопровождаются внутрикоровыми и нижнекоровыми срывами во внутренней зоне со срывом основания (basal detschment), располагающейся несколько выше поверхности Мохо.

Супракрустальные структуры хребта Брукса подстилаются крупномасштабной дуплекс-структурой, которая перекрывает тектонический клин коры и мантии [Fuis et al., 1997]. Согласно интерпретации сейсмических данных, Северо-Аляскинская плита расщепляется в области нижней коры и мантии относительно более жестким индентором плиты Северного Склона, в результате чего верхняя и нижняя кора Северо-Аляскинской плиты оказывается поднятой и деформированной, образуя дуплекс над индентором [Fuis et al., 1997; 2008]. Верхняя часть этого дуплекса выходит на поверхность в тектоническом окне Дунерак [Wallace et al., 1997], которое было сформировано в палеогене. Сейсмические отражения в нижней коре и мантии показывают, что две мантии с различными сейсмическими скоростями перекрывают друг друга, формируя образ континентальной субдукции, сходный с установленным в Альпах [Fuis et al., 1997; Wissinger et al., 1997].

Мощность земной коры хребта Брукса составляет 50 км [Fuis et al., 1997; 2008], тогда как в более южных районах континентальной Аляски она не превышает 35 км [Veenstra et al., 2006].Формирование мощной земной коры хребта Брукса рассматривается в рамках двух моделей - раннепалеогенового андерплейтинга океанических плит Тихого океана и «орогенического перемещения» (orogenic float [Oldow et al., 1990]). Последняя модель считается предпочтительнее [Fuis et al., 2008]. Однако по направлению на запад высоты хребта Брукса снижаются и уменьшаются мощности земной коры [Dumitru et al., 1995]. Холмы Лисберн одноименного полуострова северной Аляски также сложены пакетом тектонических пластин с характерными дуплекс-структурами. Этот ансамбль характеризуется восточной вергентностью структур и продолжается на шельфе Чукотского моря в виде поднятия Геральда [Grantz et al., 1987b; Moore et al., 2002]. Известны результаты исследования глубинного строения шельфа Берингова и Чукотского морей по двум субпараллельным непрерывным профилям (3750 км) от южного края Беринговоморского шельфа до поднятия Барроу на востоке Чукотского моря [Klemperer et al., 2002; Wolf et al., 2002].

Поднятие Геральда сформировано в позднемеловое - палеоценовое время [Wolf et al., 2002], с юга оно ограничено разломом, по которому к нему примыкает палеогеновый осадочный бассейн Хоуп. Мощность земной коры поднятия Геральда (32 км) и ее

строение не позволяют проводить аналогий со строением коры хребта Брукса. Однако многочисленные свидетельства о разновозрастных этапах растяжения земной коры в районе Берингова пролива [Amato et al., 2002; 2003; Dumitru et al., 1995; Miller & Hudson, 1991; Miller et al., 2002] наталкивают на возможность проявления аналогичного процесса в районе поднятия Геральда, результатом которого было уменьшение мощности коры [Wolf et al., 2002]. Это объяснение, вполне вероятно справедливое, не может быть применено также и к резкому изменению простирания структур хребта Брукса на п-ове Лисберн и поднятии Геральда на шельфе.

Учитывая имеющиеся сейсмические данные о существовании плиты Северного Склона как индентора, взаимодействие которого с плитой Северной Аляски привело к формированию корней гор хребта Брукса, можно представить, что форма западного края этого индентора могла привести к упомянутым различиям в строении и мощности земной коры поднятия Геральда. Это предположение подтверждается многочисленными меридионально ориентированными разломами, подходящими с севера к поднятию Геральда, и аналогичной ориентировкой длительно развивавшегося трога Ханна. Кроме этого, непосредственно к поднятию Геральда в 50 км от побережья п-ова Лисберн подходит узкая (35-40 км) также меридионально ориентированная протяженная (250 км) полоса интенсивной положительной магнитной аномалии, которая интерпретируется как возможная магматическая дуга [Sherwood et al., 2002]. Эти осложняющие структуры в западной части плиты-индентора и его предположительно выгнутый в северном направлении фронт могли привести к тем последствиям, которые отражены в изменении направления надвиговой зоны и ином (по сравнению с хребтом Брукса) глубинном строении п-ова Лисберн и поднятия Геральда.

Программа ОНЗ РАН № 14, проект РФФИ № 08-05-00748, грант Научные школы: НШ-651.2008.5.

Литература

1. Филатова Н.И., Хаин В.Е. Тектоника Восточной Арктики // Геотектоника. 2007. 3. С. 3-29.

2. Amato J.M., Miller E.L., Hannula K.A. Orthogonal flow direction in extending continental crust: An example from the Kigluaik gneiss dome, Seward Peninsula, Alaska // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Land-masses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 133-146.

3. Amato J.M., Miller E.L., Wright J.M., Mcintosh W.C.D. Dike swarms on Seward Peninsula, Alaska, and their implication for the kinematics of Cretaceous extension in the Bering Strait region // Canad. J. Earth Sci. 2003. 40. P. 865-886.

4. Dumitru T.A., Miller E.L., O’Sullivan P.B. et al. Cretaceous to Recent extension in the Bering Strait region, Alaska // Tectonics. 1995. V. 14, 3. P. 549-558.

5. Fuis G.S., Murphy J.M., Lutter W.J. et al. Deep seismic structure and tectonics of northern Alaska: Crustal-scale duplexing with deformation extending into the upper mantle // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 20.873-20.896.

6. Fuis G.S., Moore Т.Е., Plafker G. et al. Trans-Alaska Crustal Transect and continental evolution involving subduction underplating and synchronous foreland trusting // Geology. 2008. V. 36, 3. P. 267-270.

7. Grantz A., May S.D. Regional Geology and Petroleum Potential of United States Beaufort and Northeasternmost Chukchi Seas // Geology and Resourse Potential of the Continental Margin of Western North America and Adjasent ocean Basins - Beaufort Sea to Baja California / D.W. Scholl, A. Grantz (Ed.). 1987. USA Geol Survey, Menlo Park, California. P. 17-36.

8. Grantz A., May S.D. Regional Geology and Petroleum Potential of the Unided States Chukchi Shelfs North of Point Hope. // Geology and Resourse Potential of the Continental Margin of Western North America and Adjasent ocean Basins - Beaufort Sea to Baja California / D.W. Scholl, A. Grantz (Ed.). 1987. USA Geol Survey, Menlo Park, California. P. 37-58.

9. Grantz A., May S.D., Hart P.E. Geology of the Arctic continental margin of Alaska // The Geology of North America. V. G-l: The Geology of Alaska. 1994. P. 17-48.

10. Klemperer S.L., Miller E.L., Grantz A., Scoll D.W. Crustal structure of the Bering and Chukchi shelves: Deep seismic reflection profiles across the North American continent between Alaska and Russia // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002, P. 1-24.

11. Lawver L.A., Grantz A., Gahagan L.M. Plate kinematic evolution of the present Arctic region since the Ordovician // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. of America. Sp. Paper 360. 2002. P. 333-358.

12. Miller E.L., Hudson T.L. Mid-Cretaceous extensional fragmentation of a Jurassic-Early Cretaceous compressional orogen, Alaska // Tectonics. 1991. V. 10. P. 781-796.

13. Miller E.L., Ireland T.R., Klemperer S.L. et al. Constraint on the age of formation of seismicalli reflective middle and lower crust beneath the Bering Shelf: SHRIMP zircon dating of xenolith from Saint Lawrence Island. // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 195-208.

14. Moore Т.Е., Dumitru T.A., Adams K.E. et al. Origin of Lisburne Hills-Herald Arch structural belt: Stratigraphic, structural, and fission-track evidence from the Cape Lisburne area, Northwestern Alaska // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 77-110.

15. Oldow J.S., Bally A.W., Ave Lalleman H.G. Transpression, orogenic float and lithospheric balance // Geology. 1990. V. 18. P. 991-994.

16. Sherwood K.W., Jonson P.P., Craig J.D. et al. Structure and stratigraphy of the Hanna Trough, U.S. Chukchi Shelf, Alaska // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea- Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 39-75.

17. Veenstra E., Christensen D.H., Abers G.A., Ferris A. Crustal thickness variation in South-Central Alaska // Geology. 2006. V. 34. P. 781-784.

18. Wallace W.K., Moore Т.Е., Plafker G. Multistory duplexes with forward dipping roofs, north central Brooks Range, Alaska // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 20773-20796.

19. Wirth K.R., Grandy J., Kelley K., Sadofsky S. Evolution of crust and mantle beneath the Bering Sea region: Evidence from xenolits and late Cenozoic basalts // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 167-193.

20. Wissinger E.S., Levander A. Seismic images of crustal duplexing and continental subduction in the Brooks Range // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 20847-20871.

21. Wolf L.V., McCaleb R.C., Stone D.B., Brocher T.M., Fujita K., Klemperer S.L. Crustal structure across Bering Strait, Alaska: Onshore recording of a marine seismic survey // Tectonic Evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea - Arctic Margin and Adjacent Landmasses. Geol. Soc. Amer. Sp. Paper 360. 2002. P. 28-38.

    

 

Ссылка на статью:

Чехович В.Д. Особенности глубинного строения Арктической Аляски и прилегающего шельфа Чукотского и Берингова морей. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. Том 2, 2009, с. 291-295.

 



вернуться на главную


eXTReMe Tracker

 
Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz