В данном – четвертом томе Трудов Международного Полярного Года (МПГ 2007/2008) отражены результаты исследований, выполненных в России, в рамках направления "Геологическая история и литосфера полярных районов".
Содержание:
Ю. Г. Леонов - Введение: о работах по направлению "Строение и история развития литосферы" 1
Г.Л. Лейченков, Ю.Б. Гусева, В.В. Гандюхин, К. Голь, С.В. Иванов, А.В. Голынский, А.Ю. Казанков - Тектоническое развитие земной коры и формирование осадочного чехла в антарктической части Индийского океана (море Содружества, море Дейвиса, плато Кергелен) 4
С.В. Попов, Г.Л. Лейченков, В.Н. Масолов, В.М. Котляков, М.Ю. Москалевский - Мощность ледникового покрова и подлёдный рельеф Восточной Антарктиды (результаты исследований по проекту МПГ) 13
А.А. Лайба, Д.М. Воробьев, Н.А. Гонжуров, Е.В. Михальский - Рифейский вулкано-плутонический комплекс в горах Принс-Чарльз (Восточная Антарктида): геологическое строение и геодинамическая обстановка формирования 15
Г.Б. Удинцев, А.Ф. Береснев, Н.А. Куренцова, А.В. Кольцова, Л.Г. Доморацкая, Г.В. Шенке, Н. Отт, М. Кёниг, В. Иокат, В.Г. Бахмутов, В.Д. Соловьев, С.П. Левашов, Н.А. Якимчук, И.Н. Корчагин - Пролив Дрейка и море Скоша – океанские ворота Западной Антарктики 21
Г.Э. Грикуров, Г.Л. Лейченков, Е.В. Михальский - Тектоническая эволюция Антарктики в свете современного состояния геодинамических идей - Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов 28
А.В. Зайончек, Х. Брекке, С.Ю. Соколов, А.О. Мазарович, К.О. Добролюбова, В.Н. Ефимов, А.С. Абрамова, Ю.А. Зарайская, А.В. Кохан, Е.А. Мороз, А.А. Пейве, Н.П. Чамов, К.П. Ямпольский - Строение зоны перехода континент-океан северо-западного обрамления Баренцева моря (по данным 24–26-го рейсов НИС "Академик Николай Страхов", 2006–2009 гг.) 35
Ю.Г. Леонов, М.Д. Хуторской - Желоб Орла (Стурё) – элемент новейшей геодинамики внешней зоны Баренцевоморского шельфа 45
А.В. Соболев, Н.М. Сущевская - Роль мантийных неоднородностей в образовании кайнозойского магматизма хребта Книповича и архипелага Шпицберген 50
О.В. Петров, А.Ф. Морозов, А.А. Лайба, С.П. Шокальский, Е.А. Гусев, М.И. Розинов, С.А. Сергеев, Н.Н. Соболев, Т.Н. Корень, С.Г. Сколотнев, В.А. Дымов, И.В. Бильская - Архейские граниты на Северном полюсе 54
С.Д. Соколов, М.И. Тучкова, Г.Е Бондаренко - Тектоническая модель Южно-Анюйской сутуры и ее роль в формировании структур Восточной Арктики 56
А.Б. Кузьмичев, М.К. Данукалова - Осадочные бассейны палеозоя и мезозоя на шельфе моря Лаптевых: результаты полевых работ Геологического института РАН на Новосибирских островах в 2007–2008 годах 64
Л.П.Имаева, В.С. Имаев, Б.М. Козьмин, К.Д. Маккей, К. Фуджита - Сейсмотектоника шельфа моря Лаптевых и северного сегмента Верхоянской складчатой системы 67
А.С Балуев, Н.Б. Кузнецов, Д.С. Зыков - Новые данные по строению литосферы и истории формирования Западно-Арктического шельфа (моря Белое и Баренцево) 70
А.И. Слабунов, Н.В. Шаров, Э.В. Исанина, Н.А. Крупнова, Ю.В. Рослов, Н.И. Щипцова - Сейсмотомографическая модель земной коры по профилю ГСЗ – ОГТ "Суша-Море" Калевала-Кемь-горло Белого моря 81
Э.В. Шипилов, Ю.В. Карякин - Мезозойский базальтоидный магматизм Баренцевоморской континентальной окраины: геодинамические обстановки раннего этапа раскрытия Арктического океана (по результатам исследований на архипелагах Земля Франца-Иосифа и Шпицберген) 86
В.А. Захаров, М.А. Рогов, Н.Ю. Брагин - Мезозой российской Арктики: стратиграфия, биогеография, палеогеография, палеоклимат 92
А.Б. Герман, Г.Н. Александрова, А.Б. Кузьмичев - Фитостратиграфические и палеоклиматические исследования неморского мела Новосибирских островов (острова Котельный и Новая Сибирь) 109
Ю.А. Лаврушин - Динамика позднечетвертичных океанских событий Западной Арктики и их отражение в природной среде Европейской России 115
А.А. Величко, С.А. Васильев, Ю.Н. Грибченко, Е.И. Куренкова - Палеогеография эпохи инициального освоения человеком Арктики и субарктики 124
М.А. Левитан, И.А. Рощина, В.Ю. Русаков, К.В. Сыромятников, Р. Шпильхаген - Четвертичная история седиментации на подводном хребте Ломоносова (Северный Ледовитый океан) 134
В.Я. Евзеров, В.В. Колька, О.П. Корсакова, С.Б. Николаева - Реконструкция палеоэкологических обстановок позднего плейстоцена – голоцена в Кольском регионе 140
А.Э. Басилян, П.А. Никольский, Ф.Е. Максимов, В.Ю. Кузнецов - Возраст следов покровного оледенения Новосибирских о-вов по данным 230Th/U-датирования раковин моллюсков 144
М.Е. Былинская, Л.А. Головина, Э.П. Радионова - Стратиграфия верхнеплейстоцен-голоценовых донных отложений полярного сектора Атлантики, севера Баренцева моря и Северного полюса 146
Н.Б. Кузнецов - Позднедокембрийско-раннепалеозойская предыстория Западной Арктики (региональногеологический и палеотектонический аспекты) 149
М.Д. Хуторской, Ю.Г. Леонов, Л.В. Подгорных, А.В. Ермаков, В.Р. Ахмедзянов - Геотермия арктического бассейна – проблемы и решения 163
В.А. Поселов, В.Д. Каминский, В.Л. Иванов, Г.П. Аветисов, В.В. Буценко, А.И. Трухалев, В.К. Паламарчук, С.М. Жолондз - Строение и эволюция земной коры области сочленения поднятий Амеразийского суббассейна с Восточно-Арктическим шельфом - Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов 171
Примечания 181
Строение и история развития литосферы
(Главный редактор тома – Ю.Г. Леонов)
(Редакционная коллегия – В.Л. Иванов, В.Г. Каминский, Ю.А. Лаврушин, Г.Л. Лейченков, С.Д. Соколов)
Ю. Г. Леонов
Введение: о работах по направлению "Строение и история развития литосферы"
В данном – четвертом томе Трудов Международного Полярного Года (МПГ 2007/2008) отражены результаты исследований, выполненных в России, в рамках направления "Геологическая история и литосфера полярных районов".
Исследования велись по проектам, включенным в международную программу МПГ 2007/08, и по проектам национальным. С формальной точки зрения эти две группы проектов имеют разный статус, но по существу особых различий между ними нет: в том и другом случае работы проведены на ключевых объектах, по проблемам, представляющим интерес для решения региональных и общих проблем геологии и геофизики Арктики, а в плане финансирования – в соответствии с выделенными в той или иной организации средствами. По рассматриваемому направлению, силами организаций Российской академии наук (РАН) и Министерства природных ресурсов (МПР РФ), а точнее – входящего в его состав Федерального Агентства по недропользованию (Роснедра), было реализовано около 30 проектов. Некоторые проекты выполнялись смешанными коллективами и частично с международным участием. Из общего числа проектов 6–7 проектов относится к Антарктике, остальные – к Арктике.
Стратегическое руководство исследованиями и мероприятиями Полярного года осуществлял Национальный Оргкомитет по участию Российской Федерации в подготовке и проведении мероприятий в рамках Международного полярного года под руководством двух сопредседателей А.И. Бедрицкого – Руководителя Росгидромета и А.Н. Чилингарова – специального представителя Президента РФ по международному сотрудничеству в Арктике и Антарктике. Оперативная координационная работа выполнялась специально созданным Межведомственным научно-координационным Комитетом (МНКК), успешная деятельность которого была обеспечена Председателем Комитета И.Е. Фроловым (директором Арктического и Антарктического научно-исследовательского института), заместителем Председателя А.И. Даниловым и ученым секретарем В.Г. Дмитриевым.
Полярные исследования 2007–2008 годов в значительной части проводились под флагом МПГ 2007/08. Но не все. Здесь необходимо подчеркнуть, что кроме них были и другие – плановые работы различных организаций, формально не включенные в программы МПГ 2007/08. В данной книге, имеющей определенную направленность, они, как правило, не рассматриваются, хотя их итоги не менее важны. Вообще же результаты и достижения МПГ 2007/08, сколь бы примечательны они не были, невозможно обособить от большого и многообразного комплекса исследований, постоянно ведущихся в полярных областях. Проблемы, задачи Полярного года в большинстве своем возникли не вдруг и не на пустом месте, и по истечении Полярного года исследования не заканчиваются. Это – хоть и важный и яркий, но все-таки лишь этап в изучении полярных областей.
Что касается "года" – то это понятие в данном случае условное: на самом деле он продолжался два календарных года 2007 и 2008, а если к этому прибавить время на подготовительные мероприятия и завершающую обработку материалов, то этот срок еще увеличивается.
Знакомясь с результатами геологических и геофизических работ Полярного года, изложенными в данной книге, следует, в частности, иметь в виду, что в годы, предшествовавшие МПГ 2007/08 в России было опубликовано много работ – статей, монографий, сборников, карт, в том числе и таких, в которых подводятся итоги (не обязательно окончательные) по тем или иным направлениям и проблемам изучения Арктики и Антарктики по состоянию примерно на начало – отчасти середину первого десятилетия текущего века. Перечислить даже самые значительные из них невозможно. Но ряд работ обращает на себя особое внимание. К их числу относятся, например, подготовленные большими авторскими коллективами публикации, в которых заключена огромная информация: серия тектонических карт для краевых арктических (и дальневосточных) морей, составленных под руководством Н.А. Богданова и В.Е. Хаина, монументальные сборники – "Российская Арктика" (СПб, 2002 г.), посвященный 80-летнему юбилею И.С. Грамберга, и "60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане" (СПб, 2008), посвященный 60-летию ВНИИОкеангеология.
Новые данные, полученные по проектам МПГ 2007/08, пополняют имеющуюся информацию, по ряду направлений существенно. И, что весьма важно, благодаря Полярному году удалось, с одной стороны, завершить и подвести итоги по некоторым темам и направлениям, материал по которым накапливался годами, с другой – инициировать некоторые новые важные исследования.
Данная книга дает довольно полное представление о выполненных работах и полученных результатах. Вместе с тем, написана она, если можно так сказать, "по свежим следам", и поэтому кое-что из представленных в ней материалов подлежит дальнейшей обработке и обдумыванию.
Содержание книги говорит само за себя, так что комментарии могут быть сведены к минимуму.
Материал сгруппирован в нескольких разделах; прежде всего, выделены разделы (части) по Антарктике и Арктике.
В Антарктиде выполнены сухопутные и морские исследования.
На материке изучались проблемы докембрийской геологии, были обобщены (с составлением карты) данные по подледному рельефу. Кроме того, в процессе работы по международному проекту "TEMPORE", ориентированному на составление новой тектонической карты Антарктиды (в паре с аналогичной картой для Арктики), был обобщен огромный материал и предложен синтез тектонической истории Антарктиды на уровне её современной изученности и в свете современного состояния геодинамических идей (статья: Г.Э. Грикуров и др.).
В антарктических водах проведены два цикла морских экспедиций. Один из них – экспедиции института ВНИИОкеангеология и Полярной морской геолого-разведочной экспедиции (ПМГРЭ) с участием Института Вегенера (Германия) на двух научно-исследовательских судах – "Александр Карпинский" и "Polarstern" в антарктической части Индийского океана (море Содружества, море Дейвиса, плато Кергелен). Второй цикл – экспедиции Института геохимии и аналитической химии им В.Н.Вернадского (ГЕОХИ РАН) на судне "Академик Петров" в море Скоша и в Тасмано-Антарктическом проходе. Полученные данные изложены в статьях Г.Л. Лейченкова и др. и Г.Б. Удинцева и др.
В Арктике тематика работ отличалась большим разнообразием. Из морских работ следует упомянуть цикл экспедиций Геологического института (ГИН РАН) совместно с Норвежским нефтяным Директоратом и при участии сотрудников Института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского (ГЕОХИ РАН) на научно-исследовательском судне "Академик Н.Страхов". Исследования имели комплексный характер и велись по линии нескольких проектов МПГ 2007/08. Район экспедиций располагался в северной части шельфа Баренцева моря с детальными работами на трех полигонах: в водах к юго-западу от архипелага Земля Франца Иосифа (полигон "ЗФИ"), непосредственно к востоку от о. Северо-Восточная Земля архипелага Шпицберген (полигон "желоб Орла-Стурё"), в треугольнике между архипелагом Шпицберген, о. Медвежий и хр. Книпповича (в "устье" Медвежинского желоба). Интересы лежали в области изучения малоисследованных проблем геодинамики области перехода от континента к океану с акцентом на изучении верхних горизонтов чехла, рельефа морского дна, особенностей магматизма и геотермического режима. Изучение этих элементов дополнялось выборочными исследованиями на островной суше (Шпицберген и Земля Франца Иосифа) и в Северной Атлантике (хр. Книпповича и область континентального склона).
Материалы указанных экспедиций изложены в нескольких статьях в разделе 2 "Геология и геофизика морского дна, морские экспедиции в Арктике". В этом же разделе помещена статья (О.В. Петров и др.) с описанием гранитов из донных осадков в подножье хр. Ломоносова, имеющая отношение к проблеме тектонической природы хребта.
В нескольких районах Арктики проведены (в основном, как продолжение или завершение работ прежних лет) наземные геологические и геофизические исследования. Их результаты представлены в статьях раздела 3 "Геологическое строение районов и тектонических элементов Арктики". Исследования направлены на решение крупных задач регионального характера. Но, помимо этого, полученные данные во многих случаях дают ценный материал для выводов и создания моделей более общего порядка. В большей или меньшей степени они могут быть использованы, и используются авторами, для контроля за построениями, относящимися к внутренним частям Арктического бассейна.
Сказанное относится ко многим работам по шельфовому и материковому обрамлению восточной половины Арктического бассейна, в особенности Канадской котловины, существующие схемы геологического строения которой почти все малоубедительны. Это придает особое значение работам, выполненным в группе Новосибирских о-вов (в течение МПГ 2007/08 на островах Столбовой и Бельковский) (статья: А.Б.Кузьмичев, М.К.Данукалова), материал которых использован для тестирования существующих моделей раскрытия бассейна, и на о. Врангеля, играющем важную роль в палеотектонических реконструкциях мелового Южно-Анюйского океана – одного из ключевых элементов Восточной Арктики (статья: С.Д. Соколов и др.).
К этой же категории работ, дающих материал для обсуждения дискуссионных проблем геологии Арктики, относятся: уточнение модели современной геодинамики Северного Верхоянья и моря Лаптевых – района, играющего ключевую роль в вопросе продолжения на континенте спредингового хребта Гаккеля (статья: Л.П. Имаева и др.); разработка уточненной схемы корреляции каледонских структур Атлантического сектора Арктики (проект А.М. Тебенькова); существенные уточнения, касающиеся петрохимии и хронологии формирования мезозойских магматических комплексов о-вов ЗФИ и их положения в геодинамической истории Баренцевоморской области (статья: Э.В. Шипилов, Ю.В. Карякин).
Проблемы тектоники и строения земной коры материковой части и шельфа Западной Арктики, решались в проектах, посвященных изучению района Белого и южной части Баренцева морей. Для этого района, во-первых, составлена новая тектоническая карта, акцент в которой сделан на рифейских и палеозойских рифтах – важном структурообразующем элементе коры (статья: А.С. Балуев и др), во-вторых, создана сейсмогеологическая модель литосферы по профилю ГСЗ-ОГТ, проходящему по суше и акватории Белого моря (статья: А.И.Слабунов и др.).
В плане обобщающих исследований особое место принадлежит разработке панарктических (или циркумарктических) стратиграфических схем. В течение МПГ 2007/08 силами сотрудников нескольких институтов РАН, организаций агентства Роснедра, МГУ и ряда других госуниверситетов, был выполнен очередной, если и не завершающий, то позволяющий расставит многие точки над "i" этап исследований для мезозоя. Район полевых работ охватывал полярные и приполярные территории Евразии от Шпицбергена до Новосибирских островов. Но основе полученных материалов созданы новые реконструкции палеогеографической, гидрологической и климатической ситуации на территории Арктики (статья: В.А. Захаров и др.). Одновременно сделаны серьезные шаги по увязке реперных элементов арктических (бореальных) и южных (тетических) стратиграфических схем. В частности, впервые за более чем столетний период усилий специалистов Западной Европы и Северной Америки осуществлена прямая бореально-тетическая корреляция пограничных между юрой и мелом слоев Арктики и Западной Европы.
Заметное место в отмеченных работах занимало изучение изменений климата в геологическом прошлом. Смысл такого рода работ для изучения закономерностей изменений климата, а также их влияния на окружающую среду, очевиден. Экскурсы в геологическое прошлое позволяют реконструировать не только краткосрочные (высокочастотные) флуктуации, но и долгосрочные тренды климатических изменений, помогают понять механизмы влияния климата и его изменений на биосферу, включая и человека в ранние периоды его существования. При этом Арктика с её контрастами дает в этом отношении особо интересный материал.
Кроме указанных работ, было выполнено целенаправленное исследование климата середины мелового периода по ископаемым флорам с островов Котельный и Новая Сибирь в архипелаге Новосибирских островов с применением специальных методик. Оно показало (статья: А.Б. Герман и др. в разделе 4), что в Арктике в это время существовал влажный, умеренно-теплый климат с теплыми летними температурами и мягкими зимами, благоприятный для теплолюбивых растений и некоторых групп животных, включая, например, крупных динозавров.