CC BY
81
УДК 55:550.3 Д.А. Костин
ОАО АМИГЭ, Мурманск
ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ АНТРОПОГЕНА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ШЕЛЬФА БАРЕНЦЕВА МОРЯ
Формирование кайнозойского осадочного чехла в границах описываемой территории тесно связано, во-первых, с активным океанообразованием в границах Норвежско-Гренландского бассейна в палеогене и Евразийского - в неогене и антропогене [9]. Во-вторых, в течение четвертичного периода существенное влияние оказывали неоднократные оледенения обширных участков акватории. Эти обстоятельства привели к формированию значительного стратиграфического перерыва, включающего палеоген, неоген и эоплейстоцен, и сокращению средней мощности четвертичных отложений.
На протяжении палеогена в связи с пульсирующими восходящими тектоническими движениями описываемая территория, как и вся восточная часть баренцевского шельфа, являлась устойчивой областью сноса.
В конце миоцена произошла крупнейшая регрессия, по средиземноморским событиям именующаяся мессинским кризисом, когда уровень моря понизился примерно на -300 м относительно современного [2]. Одновременно активизировались тектонические движения на ЗападноАрктическом шельфе. Вероятно, в это время началось дробление единых Свальбардского и Грумантского поднятий, приведшее к формированию современных архипелагов, и воздымание Новой Земли. Оставаясь относительно приподнятой сушей, рассматриваемая территория подвергалась денудации, снос обломочного материала происходил в северном и южном направлениях по системе речных долин.
В плиоцене по системам активизированных тектонических нарушений началось формирование основных орографических форм региона - желобов Франц-Виктория, Альбанова, Седова, Святой Анны, возвышенностей Персея, Кленовой и др. Однако достоверно установленных морских отложений плиоценового возраста в регионе до сих пор не обнаружено. Это может быть связано с двумя обстоятельствами: их уничтожением последующими
денудационными процессами, сохранением обстановки сноса обломочного материала в условиях сохранения континентального режима. В южной части Баренцевского шельфа в настоящее время обнаружены и закартированы плиоценовые образования - колвинская и падимейская серии, хайпудырская и варандейская свиты, представленные в значительном объеме морскими отложениями [7]. Вполне вероятно, что в наиболее возвышенных частях описываемой территории в это время происходило формирование ограниченных по площади ледниковых массивов. В позднем плиоцене регион охватила, видимо, незначительная по масштабам трансгрессия - на северо-востоке арх. Земля Франца Иосифа (о. Гофмана) залегает маломощная сугробовская толща глинисто-алевритового состава с прослоями галечников, возраст которой датируется поздним плиоценом.
В эоплейстоцене продолжалось структурное оформление современных архипелагов и формирование основных морфоструктур в границах современной акватории. К югу от описываемой территории установлены бассейновые отложения в аллювиально-морских и прибрежно-морских фациях. Возможно, подобные обстановки осадконакопления были присущи и отдельным (скорее всего - южным) участкам описываемой территории, однако последующие процессы размыва уничтожили сформировавшиеся отложения. В течение эоплейстоцена происходило дальнейшее похолодание климата. В разрезах Печорской низменности выделены холодолюбивые палинокомплексы [7]. На арх. Шпицберген, ЗФИ и Новая Земля на фоне их обособления и воздымания происходило формирование устойчивых ледниковых массивов.
Неоплейстоценовый этап развития рассматриваемой территории начинается с обширной трансгрессии, охватившей и весь баренцевский шельф, связанной с общим погружением примерно на -200 м [7]. Отложения, сформировавшиеся в это время, сохранились от последующей денудации в южной части региона. Здесь они в существенном объеме представлены диамиктонами, формирование которых многими исследователями связывается с существовавшими суровыми климатическими условиями сезонно-замерзающих морей. В наиболее возвышенных частях сухопутного обрамления происходило дальнейшее формирование ледниковых массивов.
Во второй половине среднего неоплейстоцена, в условиях крупной регрессии, произошло значительное уменьшение морского бассейна и максимальное оледенение как сухопутного обрамления, так и шельфа, коррелируемое с днепровско-московским на Русской плите. Центрами оледенения являлись архипелаги и шельфовые возвышенности. Невозможно установить границы этого оледенения, так как на севере площади, вблизи арх. ЗФИ, его следы могли быть уничтожены более поздними экзарационными процессами. Однако, по материалам сейсмоакустического профилирования, в приосевой части желоба Святой Анны на современных глубинах моря более 400 м закартированы выраженные в рельефе гряды с «крапчатой» волновой картиной, частично перекрытые поздненеоплейстоценовыми осадками. Их возраст предполагается среднеплейстоценовым, а генезис - ледниковым. По материалам с сопредельной, более южной, площади средненеоплейстоценовое оледенение охватывало на акватории по крайней мере значительные по площади Адмиралтейский вал и Западно-Новоземельский желоб [4].
Последующая микулинская (бореальная, казанцевская для Западной Сибири) трансгрессия в начале позднего неоплейстоцена охватила не только акваториальную часть площади, но и, в значительной части, сухопутное обрамление. На Новой Земле в это время формировались морские отложения кумжинской свиты, которые в настоящее время наблюдены на высоте до +300 м [4, 9]. Вероятно, что подобные образования могли сохраниться и на ЗФИ. Морские отложения раннего неоплейстоцена закартированы на о-вах Земли Короля Карла и Западный Шпицберген, где они представлены
сублиторальными алевритами, песками и галечниками, содержащими раковины Macoma calcarea, Hiatella arctica, Mya truncata, Serripes groenlandicus и Mytilus edulis [7]. Климат в эту эпоху, по данным многочисленных исследователей, был не холоднее современного. Ледники на архипелагах значительно уменьшились в размерах вплоть до полной их деградации. На современном шельфе формировался плащ морских и ледово-морских отложений, в северной части рассматриваемой территории в значительной мере уничтоженный последующими экзарационными процессами. По материалам инженерно-геологического бурения в южной части исследованной территории отложения представлены неритмичным переслаиванием темно-серых глин и алевритовых песков, по всему разрезу наблюдается ракушечный детрит. По гранулометрическому составу отложения характеризуются смешанным спектром: содержание пелитовой фракции - 36,1%, алевритовой - 28,1%, песка - 35,3%, гравия - 0,5%.
Во время последующей ранневалдайской (зырянской в Западной Сибири) регрессии и заметного похолодания климата предполагается восстановление и формирование ледниковых массивов на архипелагах и наиболее возвышенных участках шельфа [1]. Одновременно в наиболее погруженных участках шельфа морское осадконакопление не прерывалось, однако в разрезе доминируют диамиктоны - показатель суровых климатических условий. С началом потепления и деградации ледников происходило формирование ледниковоморских отложений, сохранившихся в настоящее время в периферийных частях возвышенностей в южной части площади. По материалам
сейсмоакустического профилирования они формируют мощную (до 70 м) акустически «прозрачную» сеймопачку, с отсутствием каких либо
протяженных осей синфазности. Однако при анализе более высокочастотных материалов обнаруживается их близкая к регулярной горизонтальная
слоистость [3]. Следует отметить, что ранее подобные мощные акустически «прозрачные» толщи были закартированы на нескольких участках баренцевского шельфа. Их аналогичная характеристика в волновом поле предполагает близкий генезис и литологический состав. По материалам донного опробования отложения сложены темно-серыми пелитами алевритовыми темно-серого цвета. Характерной особенностью является
постоянное присутствие комочков черных относительно сухих пелитов гравийной размерности.
В течение молого-шекснинской (каргинской) трансгрессии было восстановлено и продолжено морское и ледово-морское осадконакопление на шельфе. Тем не менее, в пределах архипелагов ледниковые массивы не исчезали полностью и продолжали свое существование в связи с более холодным по сравнению с современным климатом [8]. Одновозрастная морская терраса широко распространена на материковой суше, ее наличие отмечено на Новой Земле на высоте +100-200 м [9], Земле Короля Карла и Западном Шпицбергене, где выделены комплексы фораминифер соответствующего возраста.
Последняя крупная регрессия, вероятно, в основном гляциоэвстатической природы, в позднем валдае (сартане) вновь осушила наиболее возвышенные участки современного шельфа на рассматриваемой территории. Различными исследователями понижение уровня моря устанавливается величиной от 1GG до 14G м [12]. В условиях значительного похолодания климата и относительного переувлажнения вновь началось формирование ледниковых массивов. В настоящее время существование фазы похолодания и ледниковых массивов в позднем валдае в границах баренцевского шельфа принято подавляющим большинством исследователей. Дискуссии же вызывает определение масштабов оледенения [1, 5, 1G, 11]. Установлено, что ледниковые массивы существовали на Шпицбергене и ЗФИ; геолого-съемочными работами здесь закартированы поздневалдайские ледниковые отложения, как на сухопутной части, так и прилегающем шельфе [6, 5]. На Новой Земле, по мнению ряда исследователей, поздневалдайское (сартанское) оледенение по масштабу было заметно меньше современного [6]. Однако, по результатам геолого-съемочных работ, одновозрастные ледниковые отложения были закартированы на баренцевском склоне о. Северный арх. Новая Земля и западном склоне Восточно-Новоземельского желоба на современных глубинах моря до 2GG м. Синхронные им ледниковоморские образования сформировали значительные по площади тела на шельфе вдоль западного и северного берегов Новой Земли [4].
По результатам сейсмоакустического профилирования на листах Т-37-43 в основном на южных склонах возвышенностей были закартированы выраженные в рельефе морского дна протяженные выпуклые с расчлененной кровлей тела с хаотической сейсмозаписью, интерпретированные как поздневалдайские моренные отложения (вероятнее всего - конечные морены). Действительно, трудно представить, в результате какого процесса морского осадконакоплении могут быть сформированы подобные формы с приуроченностью в основном к южным присводовым частям возвышенностей, и, к тому же формирующие неясновыраженный пояс, окаймляющий с юга ЗФИ? При использовании предположения об их ледниковом происхождении эти обстоятельства уже не вызывают удивления. Также ледниковые отложения закартированы в западной части территории, на склонах плато Виктория и возвышенности Персея. По материалам сейсмоакустического профилирования отложения представляют собой вытянутые вдоль склонов гряды высотой до 6G м с сильно расчлененным мезорельефом. В волновом поле характеризуются хаотической записью, обычно отсутствием сколько-нибудь протяженных осей синфазности. Во всех наблюденных случаях ледниковые отложения залегают на значительно денудированом мезозойском основании. Также два пояса морен были закартированы на баренцевском склоне о. Северный арх. Новая Земля. По материалам донного опробования, отложения сложены песчано-алеврит-пелитовыми переуплотненными полутвердыми миктитами темно-серого цвета с содержанием щебня, дресвы, гальки до 15% объемных.
Парагенетически и пространственно к ледниковым отложениям позднего валдая приурочены и ледниково-морские отложения, формирование которых наиболее интенсивно происходило на стадии дегляциации [13]. Они закартированы на склонах и подножьях возвышенностей, где формируют, по сейсмоакустическим материалам, акустически «прозрачную» сейсмопачку мощностью до 60-70 м. Отложения сглаживают неровности погребенного рельефа, на отдельных участках отчетливо наблюдается, что они перекрывают верхневалдайские ледниковые отложения. В приподошвенной части сейсмопачки довольно часто наблюдается протяженная ось синфазности, возможно, являющаяся границей раздела с погребенными морскими, ледово-морскими отложениями верхнего неоплейстоцена. По материалам донного опробования отложения представлены алевропелитами серого цвета, часто с примесью песка, редкими галькой и гравием, комочками относительно сухих пелитов. Отложения мягко - тугопластичные, на изломе часто крупинчатые.
Таким образом, имеются основания предположить существование в позднем валдае трех значительных по площади ледниковых массивов с центрами оледенения на архипелагах Шпицберген, ЗФИ и Новая Земля. Ответить на вопрос о возможном слиянии этих трех ледниковых массивов в настоящее время не представляется возможным. Однако, вероятнее всего, на участках желобов Франц Виктория и Седова морской бассейн не прерывал своего существования. Исходя из этого, можно сделать два предположения. Во-первых, ледники существовали автономно. Во-вторых, мощность слившихся ледниковых массивов, скорее всего, составляла сотни метров и в границах глубоководных желобов) лед не касался морского дна и, таким образом, ледник был шельфовым [2].
Так или иначе, в результате экзарационной деятельности поздневадайских ледников на акваториальной части площади в значительной мере были денудированы более древние четвертичные образования и формы рельефа (характерно практически полное отсутствие речных палеоврезов), сформирован своеобразный ледниковый тип рельефа, в значительной мере сохранившийся при последующей трансгрессии. Последнее обстоятельство может быть связано с очень быстрым повышением уровня моря, что отмечается рядом исследователей, в условиях «ледникового берега».
В ходе дегляциации ледников и послеледниковой трансгрессии в конце позднего валдая - начале голоцена на сопредельных с ледниковыми массивами участках происходило интенсивное ледниково-морское осадконакопление с образованием значительных по площади и мощности отложений. В это время, вероятно, значительной была роль айсбергов. По крайней мере, по материалам гидролокации бокового обзора, айсберговые борозды выпахивания устанавливаются на современных глубинах моря до 300 м.
В голоцене был сформирован прерывистый плащ современных осадков различного гранулометрического спектра, в большинстве случаев коррелирующегося с батиметрическим положением участка. Отмечается
постоянное присутствие грубообломочного материала - продукта ледового разноса. Максимально наблюденная мощность голоцена составляет 3, 1 м. Однако на значительной территории - в границах возвышенностей, крутых склонах, прибрежной зоне, его мощность составляет первые сантиметры. Для этих участков характерно формирование палимпсестовых и эдафогенных осадков.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Арктический шельф Евразии в позднечетвертичное время/А.А. Аксенов, Н.Н. Дунаев, А.С. Ионин и др. М., Наука, 1987. 278 с.
2. Баренцевская шельфовая плита / Под ред. И.С. Грамберга. Л., Недра, 1988. 263 с.
3. Гатауллин В.Н., Поляк Л.В. О присутствии ледниковых отложений в Центральной впадине Баренцева моря // Докл. АН СССР, Геология, 1990, т. 314, №6, с. 1463-1468.
4. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (новая серия). Лист S-38-40-Маточкин Шар. Объяснительная записка/Под ред. Б.Г. Лопатина. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 1999. 203 с.
5. Данилов И.Д. Палеогеография Арктического шельфа Евразии и прилегающих долин в позднем KZ.- В кн.: Возраст и генезис переуглублений на шельфах и история речных долин. М., Наука, 1984, с. 22-28.
6. Зархидзе В.С. Новейший этап развития Арктического шельфа.-В кн.: Геология и геоморфология шельфов и материковых склонов. М., Наука, 1985,с.58-65.
7. Зархидзе В.С., Мусатов Е.Е. Основные этапы развития Западной Арктики в позднем кайнозое._В кн.: Критерии прогноза минерального сырья в приповерхностных образованиях Западной Сибири и Урала. Тюмень, ЗапСибНИГНИ, 1989, с. 123-140.
8. Зубаков В.А. Глобальные климатические события плейстоцена. Л., Гидрометеоиздат, 1986. 288 с.
9. Красножен А.С., Барановская О.Ф., Зархидзе В.С., Малясова Е.С. Стратиграфия и основные этапы геологического развития архипелага Новая Земля в кайнозое.- В кн.: Кайнозой шельфа и островов Советской Арктики. Л., ПГО «Севморгеология», 1986, с. 2326.
10. Матишов Г.Г. Дно океана в ледниковый период.- М.: Наука, 1984.- 176 с.
11. Матишов Г.Г. Общая палеогеографическая ситуация и проблемы оледенения шельфа // Палеогеография и палеоэкология Баренцева и Белого морей в четвертичный период.- Апатиты, 1987а.- с. 84-94.
12. Суздальский О.В. Палеогеография арктических морей СССР в неогене и плейстоцене. Л., Наука, 1976. 111 с.
13. Тарасов Г.А. Особенности позднекайнозойского седиментогенеза в арктических морях Европы // Проблемы кайнозойской палеоэкологии и палеогеографии морей Северного Ледовитого океана.- М.: Наука, 1992.- с.18-21.
© Д.А. Костин, 2005
