RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES KARELIAN RESEARCH CENTRE INSTITUTE OF GEOLOGY KOLA SCIENCE CENTRE GEOLOGICAL INSTITUTE MINISTRY OF NATURAL RESOURCES OF THE RUSSIAN FEDERATION NORTHERN GPD SPA ON MARINE GEOLOGICAL EXPLORATION SEVMORGEO
LITHOSPHERIC STRUCTURE OF THE RUSSIAN BARENTS REGION
N. V. Sharov, F. P. Mitrofanov, M. L. Verba and K. Gillen
Petrozavodsk 2005
ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ÀÊÀÄÅÌÈÈ ÍÀÓÊ ÊÀÐÅËÜÑÊÈÉ ÍÀÓ×ÍÛÉ ÖÅÍÒÐ ÈÍÑÒÈÒÓÒ ÃÅÎËÎÃÈÈ ÊÎËÜÑÊÈÉ ÍÀÓ×ÍÛÉ ÖÅÍÒÐ ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÈÍÑÒÈÒÓÒ ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÏÐÈÐÎÄÍÛÕ ÐÅÑÓÐÑΠÐÔ ÑÅÂÅÐÍÎÅ ÃÔÓ ÍÏÏ ÏÎ ÌÎÐÑÊÈÌ ÃÅÎËÎÃÎÐÀÇÂÅÄÎ×ÍÛÌ ÐÀÁÎÒÀÌ «ÑÅÂÌÎÐÃÅλ
ÑÒÐÎÅÍÈÅ ËÈÒÎÑÔÅÐÛ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÁÀÐÅÍÖ-ÐÅÃÈÎÍÀ
Ïîä ðåäàêöèåé Í. Â. Øàðîâà, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâà, Ì. Ë. Âåðáû, Ê. Ãèëëåíà
Ïåòðîçàâîäñê 2005
ÓÄÊ 550.834: 551.242 Ñòðîåíèå ëèòîñôåðû ðîññèéñêîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà / Ïîä ðåä. Í. Â. Øàðîâà, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâà, Ì. Ë. Âåðáû, Ê. Ãèëëåíà. Ïåòðîçàâîäñê: Êàðåëüñêèé íàó÷íûé öåíòð ÐÀÍ, 2005, 256 ñ.: èë. 121, òàáë. 11. Áèáëèîãð. 418 íàçâ.
Àâòîðû: Í. Â. Øàðîâ, Ò. Á. Áàÿíîâà, À. Â. Áóëàòêèí, Â. Â. Áóöåíêî, Â. Â. Âåðáà, Ì. Ë. Âåðáà, Â. Ð. Âåòðèí, À. Í. Âèíîãðàäîâ, Ê. Ãèëëåí, Î. Ñ. Ãîëîâàòàÿ, Ô. Ô. Ãîðáàöåâè÷, Ä. Ì. Ãóáåðìàí, À. À. Æàìàëåòäèíîâ, Í. Ã. Çàìîæíÿÿ, Ý. Â. Èñàíèíà, Â. È. Êàçàíñêèé, Â. Ä. Êàìèíñêèé, Ñ. Ë. Êîñòþ÷åíêî, À. Â. Ëèïèëèí, Ê. Â. Ëîáàíîâ, Þ. È. Ìàòâååâ, Þ. Â. Ìåæåâîâ, Ì. Â. Ìèíö, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, À. Ô. Ìîðîçîâ, À. Ä. Ïàâëåíêèí, Â. À. Ïîñåëîâ, Þ. Â. Ðîñëîâ, Ò. Ñ. Ñàêóëèíà, Þ. Ï. Ñìèðíîâ, Â. Ì. Ñòóïàê, À. Ê. Ñóëåéìàíîâ, Þ. Í. ßêîâëåâ.  ìîíîãðàôèè ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ êîíòèíåíòàëüíîé ëèòîñôåðû ðîññèéñêîé ÷àñòè Ñåâåðíîé Åâðîïû. Íàèáîëåå äåòàëüíûå êîìïëåêñíûå ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, çàâåðåííûå ñâåðõãëóáîêèì áóðåíèåì, ïðîâåäåíû â ïîñëåäíèå ãîäû â Áàðåíöåâîì Åâðî-Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå. Ñòðîåíèå òèïîâûõ ñòðóêòóðíûõ áëîêîâ Áàëòèéñêîãî ùèòà è îáëàñòè åãî ñî÷ëåíåíèÿ ñ Áàðåíöåâîìîðñêèì øåëüôîì èçó÷åíû êîìïëåêñîì ñåéñìè÷åñêèõ ìåòîäîâ. Çàäà÷åé àâòîðñêîãî êîëëåêòèâà áûëî ïîêàçàòü ñâÿçü ñòðóêòóð êîíòèíåíòà è øåëüôà.  êíèãå äàíû ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè çåìíîé êîðû Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è åå îáðàìëåíèÿ. Íà îñíîâå àíàëèçà è îáîáùåíèÿ âñåé ñîâîêóïíîñòè èìåþùåéñÿ ñåéñìè÷åñêîé èíôîðìàöèè â Åâðî-Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå ñ ó÷åòîì îáøèðíûõ ìàòåðèàëîâ ïî ãåîëîãèè, ïåòðîôèçèêå, òåïëîâûì è ïîòåíöèàëüíûì ïîëÿì ðåãèîíà ïðåäëîæåíà èíòåãðàëüíàÿ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû ðàçíîòèïíûõ ìåãàáëîêîâ çåìíîé êîðû íà ñî÷ëåíåíèè Áàëòèéñêîãî ùèòà, Áàðåíöåâñêîé, Ðóññêîé è Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïëèò. Íà áàçå ñîâìåñòíîãî ìíîãîïëàíîâîãî àíàëèçà ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ ðàçðàáîòàíû íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñòðîåíèè è ýâîëþöèè ðåãèîíà. Ïðåäëàãàåìàÿ êîëëåêòèâíàÿ ìîíîãðàôèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ øèðîêîãî êðóãà ñïåöèàëèñòîâ, çàíèìàþùèõñÿ èçó÷åíèåì ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû, à òàêæå ñòóäåíòàì-ãåîëîãàì è ãåîôèçèêàì ñòàðøèõ êóðñîâ. Ðàáîòà ïîäãîòîâëåíà è èçäàíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Ñåâåðíîãî ÃÔÓ ÍÏÏ ïî ìîðñêèì ãåîëîãîðàçâåäî÷íûì ðàáîòàì «ÑÅÂÌÎÐÃÅλ ÌÏÐ ÐÔ.
Ðåöåíçåíòû: Â. À. Àäóøêèí, Þ. Ê. Ùóêèí Lithospheric structure of the Russian Barents region / N. V. Sharov, F. P. Mitrofanov, M. L. Verba and K. Gillen, (eds.). Petrozavodsk: Karelian Research Centre, RAS, 2005, 256 p.: 121 il., 11 tables. 418 references.
Authors: N. V. Sharov, T. B. Bayanova, A. V. Bulatkin, V. V. Butsenko, V. V. Verba, M. L. Verba, V. R. Vetrin, A. N. Vinogradov, K. Gillen, O. S. Golovataya, F. F. Gorbatsevich, D. M. Guberman, A. A. Zhamaletdinov, N. G. Zamozhnyaya, E. V. Isanina, V. I. Kazansky, V. D. Kaminsky, S. L. Kostyuchenko, V. A. Lipilin, K. V. Lobanov, Y. I. Matveyev, Y. V. Mezhevov, M. V. Mints, F. P. Mitrofanov, A. F. Morozov, A. D. Pavlenkin, V. A. Poselov, Y. V. Roslov, T. S. Sakulina, Y. P. Smirnov, V. M. Stupak, A. K. Suleimanov and Y. N. Yakovlev. The authors report the results of the study of the continental lithosphere in the Russian part of North Europe. The most detailed integrated geologo-geophysical studies, verified by superdeep drilling, have been conducted in the past few years in the Barents and Euro-Arctic region. The structure of the type structural blocks of the Baltic Shield and the zone of its contact with the Barents Sea shelf were studied by integrated seismic methods. The goal of the authors was to show that the continent and the shelf are structurally connected. Modern concepts of the deep structure of the earth crust in the Pechenga structure and its surroundings are presented. Based on analysis and generalization of available seismic information in the Euro-Arctic region and extensive data on the geology, petrophysics and thermal and potential fields of the region, an integrated seismogeological model of the lithosphere of crustal megablocks of different types at the contact of the Baltic Shield and the Barents, Russian and Timan-Pechora plates was proposed. New concepts of the structure and evolution of the region were developed by thorough combined analysis of geological and geophysical data. The joint monograph is meant for a wide range of specialists who study the deep structure of the lithosphere and senior geology and geophysics students. The preparing and publishing of the book were funded by the Northern GFU NPP on Marine Geological Exploration, SEVMORGEO MPR RF.
Reviewed: by V. A. Adushkin and Y. K. Shchukin
ISBN 5-9274-0168-6 © Êàðåëüñêèé íàó÷íûé öåíòð ÐÀÍ, 2005 © Èíñòèòóò ãåîëîãèè ÊÍÖ ÐÀÍ, 2005
ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ Ââåäåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Ãëàâà 1. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ×ÅÐÒÛ ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÑÒÐÎÅÍÈß ÅÂÐÎ-ÀÐÊÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÐÅÃÈÎÍÀ (À. Í. Âèíîãðàäîâ, Ì. Ë. Âåðáà, Â. Â. Âåðáà, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Ðàéîíèðîâàíèå àíîìàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ ïîëåé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Îáùèå ÷åðòû òåêòîíè÷åñêîãî ðàéîíèðîâàíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Áàëòèéñêèé (Ôåííîñêàíäèíàâñêèé) ùèò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. Ïå÷îðî-Ìåçåíñêàÿ ìàòåðèêîâàÿ ïëèòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. Áàðåíöåâñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Òèìàíî-Âàðàíãåðñêèé ïîÿñ äèñëîêàöèé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Íîâîçåìåëüñêèé ïîÿñ äèñëîêàöèé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16 17 19 23 27 30 32 34 36 37
ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÑÅÂÅÐÀ ÂÎÑÒÎ×ÍÎ-ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÉ ÏËÀÒÔÎÐÌÛ
40
Ãëàâà 2. ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ÂÎÑÒÎ×ÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÔÅÍÍÎÑÊÀÍÄÈÍÀÂÑÊÎÃÎ ÙÈÒÀ  ÏÎËÅ ÎÒÐÀÆÅÍÍÛÕ ÂÎËÍ (À. Ê. Ñóëåéìàíîâ, Í. Ã. Çàìîæíÿÿ, Â. Ì. Ñòóïàê, Ì. Â. Ìèíö, À. Ô. Ìîðîçîâ, À. Â. Ëèïèëèí) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Ðåãèîíàëüíàÿ ãåîëîãèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Îñîáåííîñòè ïîëåâîãî ýêñïåðèìåíòà è îáðàáîòêà äàííûõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Ðàçðåç ÌÎÃÒ ïî ïðîôèëþ 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Ðàçðåç ÌÎÃÒ ïî ãåîòðàâåðñó 1Å (650–1200 êì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. Ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40 41 43 47 48 52 53 58
Ãëàâà 3. ÃÅÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÂÎÑÒÎ×ÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÁÀËÒÈÉÑÊÎÃÎ ÙÈÒÀ (À. À. Æàìàëåòäèíîâ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü çåìíîé êîðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. «Íîðìàëüíûé» ãëóáèííûé ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Äèñêóññèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59 60 68 73 78
Ãëàâà 4. ÃËÓÁÈÍÍÛÅ ÌÎÄÅËÈ ÑÅÂÅÐÀ ÂÎÑÒÎ×ÍÎ-ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÉ ÏËÀÒÔÎÐÌÛ È ÏÐÈËÅÃÀÞÙÈÕ ÐÀÉÎÍΠ(Ñ. Ë. Êîñòþ÷åíêî) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1. Ìåçåíñêàÿ ñèíåêëèçà. Îñîáåííîñòè ñòðóêòóðû çåìíîé êîðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Òèìàíñêèé êðÿæ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Ïå÷îðñêèé áàññåéí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Ãåîäèíàìè÷åñêèå àñïåêòû ýâîëþöèè ñåâåðî-âîñòîêà Åâðîïåéñêîé ÷àñòè Ðîññèè . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80 82 87 89 93 94
ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ËÀÏËÀÍÄÑÊÎ-ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÃÎ ÐÅÃÈÎÍÀ
97
Ãëàâà 5. ÑÂÎÉÑÒÂÀ, ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ È ÑÎÑÒÎßÍÈÅ ÏÎÐÎÄ Â ÐÀÇÐÅÇÅ ÊÎËÜÑÊÎÉ ÑÂÅÐÕÃËÓÁÎÊÎÉ ÑÊÂÀÆÈÍÛ (Ô. Ô. Ãîðáàöåâè÷, Ä. Ì. Ãóáåðìàí, Î. Ñ. Ãîëîâàòàÿ, Þ. Ï. Ñìèðíîâ, Þ. Í. ßêîâëåâ) . . . 5.1. Êðàòêîå îïèñàíèå ðàçðåçà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Îïðåäåëåíèå ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Òåíçîìåòðèÿ îáðàçöîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Èçìåíåíèå óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä ïîä äàâëåíèåì . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü ðàçðåçà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. Àíàëèç ïðîñòðàíñòâåííûõ ïàðàìåòðîâ ñòðóêòóðíûõ òåë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1. Ïàëåîíàïðÿæåíèÿ è ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûå îñîáåííîñòè ðàçðåçà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Äèñêóññèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ãëàâà 6. ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ Â ËÀÏËÀÍÄÑÊÎ-ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÌ ÐÀÉÎÍÅ (Í. Â. Øàðîâ, Ý. Â. Èñàíèíà, Â. Ì. Ñòóïàê) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. Ñåéñìè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü ÌΠè ÌÎÃÒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌΠè ÃÑÇ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìåòîäîì ðàçâåäî÷íîé ñåéñìîëîãèè ÌÐÑ (ÌÎÂÇ) . . . . . . . . . . . . . . 6.4. Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. Ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97 97 108 111 114 117 119 120 124 128 131
5
Ãëàâà 7. ÎÁÚÅÌÍÀß ÌÎÄÅËÜ, ÃÅÎÄÈÍÀÌÈÊÀ È ÌÅÒÀËËÎÃÅÍÈß ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÃÎ ÐÓÄÍÎÃÎ ÐÀÉÎÍÀ (Â. È. Êàçàíñêèé, Ê. Â. Ëîáàíîâ, Ò. Á. Áàÿíîâà, Â. Ð. Âåòðèí, Ý. Â. Èñàíèíà) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1. Î ãåîëîãè÷åñêèõ ãðàíèöàõ ðàéîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Àëüòåðíàòèâíûå ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. Ãåîëîãè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ òðåõìåðíîé èíòåãðàëüíîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ðåãèîíà . . . . . . . 7.4. Êîððåëÿöèÿ è ôîðìàëèçàöèÿ ðàçðåçà ñêâàæèíû ÑÃ-3 è îïîðíûå ïðîôèëè íà ïîâåðõíîñòè . . . . . 7.5. Èíòåãðàëüíàÿ òðåõìåðíàÿ ãåîäèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü ðàéîíà äî ãëóáèíû 15 êì . . . . . . . . . . . . . . 7.6. Ìåòàëëîãåíè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà â òå÷åíèå êàðåëüñêîãî öèêëà . . . . . . . 7.7. Ïðîòåðîçîéñêèå ïðîöåññû ìàíòèéíî-êîðîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ôóíäàìåíòå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû 7.8. Ãëóáèííîå ñòðîåíèå ïåðåõîäíîé çîíû Áàëòèéñêèé ùèò – øåëüô Áàðåíöåâà ìîðÿ . . . . . . . . . . . 7.9. Îñíîâíûå âûâîäû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÀÐÊÒÈÊÈ Ãëàâà 8. ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÊÀÐÑÊÎ-ÁÀÐÅÍÖÅÂÎÌÎÐÑÊÎÉ ØÅËÜÔÎÂÎÉ ÏËÈÒÛ È ÀÐÊÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÎÁÅÐÅÆÜß ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÃÎ ÑÅÂÅÐÀ (ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèé íà îïîðíîì ïðîôèëå 2-ÀÐ) (Ì. Ë. Âåðáà, Þ. È. Ìàòâååâ, Þ. Â. Ðîñëîâ, Ò. Ñ. Ñàêóëèíà) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1. Õàðàêòåðèñòèêà êîðîâûõ ãðàíèö . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2. Õàðàêòåðèñòèêà ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûõ êîìïëåêñîâ ôóíäàìåíòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1. Êîëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êàðåëüñêàÿ ïðîâèíöèÿ (À. Í. Âèíîãðàäîâ, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ) . . . . . . . . 8.2.2. Áàðåíöåâîìîðñêàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ ïðîâèíöèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.3. Ôóíäàìåíò ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3. Ñòðîåíèå îñàäî÷íîãî ÷åõëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.1. Ðèôåéñêèå ïîêðîâíûå êîìïëåêñû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.2. Âåíä-êåìáðèéñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.3. Îðäîâèêñêî-ñðåäíåäåâîíñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.4. Âåðõíåäåâîíñêî-òðèàñîâûé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.5. Þðñêî-ìåëîâîé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.6. Êàéíîçîéñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ãëàâà 9. ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÃËÓÁÎÊÎÂÎÄÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÖÅÍÒÐÀËÜÍÎÉ ÀÐÊÒÈÊÈ (À. Ä. Ïàâëåíêèí, Â. Â. Áóöåíêî, Â. À. Ïîñåëîâ, Þ. Â. Ìåæåâîâ, À. Â. Áóëàòêèí, Â. Ä. Êàìèíñêèé) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ îá îáúåêòå èññëåäîâàíèé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2. Èñïîëüçóåìûé ìàòåðèàë è ìåòîäèêà åãî ïîëó÷åíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3. Ñêîðîñòíàÿ ñòðóêòóðà ëèòîñôåðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4. Ñòðóêòóðà îñàäî÷íîãî ÷åõëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.1. Åâðàçèéñêèé áàññåéí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.2. Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åêèé áëîê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.3. Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.5. Ôèçè÷åñêèå ìîäåëè ëèòîñôåðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6. Ìîðôîñòðóêòóðà Àðêòèêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.1. Ìîðôîñòðóêòóðà Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.2. Ãðàíèöà Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé è Åâðàçèéñêîé ëèòîñôåðíûõ ïëèò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.3. Ìîäåëü ñèììåòðèè ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì Àìåðàçèéñêîãî è Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíîâ 9.7. Ìîäåëü ýâîëþöèè Àðêòèêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.8. Îñíîâíûå âûâîäû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ãëàâà 10. ÝÂÎËÞÖÈß ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ È ÌÈÍÅÐÀÃÅÍÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÎÒÅÍÖÈÀË ÁÀÐÅÍÖ-ÐÅÃÈÎÍÀ (Ì. Ë. Âåðáà, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, À. Í. Âèíîãðàäîâ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1. Äîðèôåéñêèé ýòàï ýâîëþöèè Êîëüñêîé ðèôòîãåííî-êîëëèçèîííîé ñèñòåìû . . . . . . . . . . . . . . . 10.2. Ðèôåéñêèé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3. Âåíäñêî-êåìáðèéñêèé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4. Îðäîâèêñêî-ñðåäíåäåâîíñêèé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5. Ïîçäíåïàëåîçîéñêî-òðèàñîâûé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6. Þðñêî-ìåëîâîé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.7. Êàéíîçîéñêèé ýòàï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.8. Îáùèå ÷åðòû ýâîëþöèè ðåãèîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.9. Ôîðìèðîâàíèå óãëåâîäîðîäíîãî ïîòåíöèàëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.10. Ìèíåðàëüíî-ñûðüåâûå ðåñóðñû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ëèòåðàòóðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Çàêëþ÷åíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Êðàòêèå ñâåäåíèÿ îá àâòîðàõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
CONTENTS Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Chapter 1. THE MAIN CHARACTERISTICS OF THE GEOLOGICAL STRUCTURE OF THE EURO-ARCTIC REGION (À. N. Vinogradov, M. L. Verba, V. V. Verba and F. P. Mitrofanov) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. The extent of geological and geophysical study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Demarcation of physical anomaly fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. General characteristics of tectonic demarcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Baltic (Fennoscandian) Shield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. Pechora-Mezen continental plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. Barents shelf plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Timan-Varanger dislocation belt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Novaya Zemlya dislocation belt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16 17 19 23 27 30 32 34 36 37
LITHOSPHERE OF THE NORTHERN EAST EUROPEAN PLATFORM
40
Chapter 2. THE STRUCTURE OF THE EARTH CRUST IN THE EASTERN FENNOSCANDIAN SHIELD IN THE REFLECTED WAVE FIELD (A. K. Suleimanov, N. G. Zamozhnyaya, V. M. Stupak, M. V. Mints, A. F. Morozov and A. V. Lipilin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Regional geology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Characteristics of the field experiment and data processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. CDPM cross-section along profile 4Â . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Structural-geological interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. CDPM cross-section along geotraverse 1ÅÂ (650–1200 km) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. Structural-geological interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40 41 43 47 48 52 53 58
Chapter 3. GEOELECTRICAL MODEL OF THE EASTERN BALTIC SHIELD (A. A. Zhamaletdinov) . . . . . . . . . 3.1. Electrical conductivity of the earth crust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. «Normal» geoelectrical depth section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59 60 68 73 78
Chapter 4. DEPTH MODELS OF THE NORTHERN EAST EUROPEAN PLATFORM (S. L. Kostyuchenko) . . . . 4.1. Mezen syneclise. Structural characteristics of the earth crust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Timan ridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Pechîra basin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Evolution of northeastern European Russia: geodynamic aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80 82 87 89 93 94
STRUCTURE OF THE EARTH CRUST IN THE LAPLAND-PECHENGA REGION
97
Chapter 5. PROPERTIES, STRUCTURE AND STATE OF ROCKS IN THE KOLA SUPERDEEP DRILLHOLE SECTION (F. F. Gorbatsevich, D. M. Guberman, Î. S. Golovataya, Y. P. Smirnov and Y. N. Yakovlev) . . . . . . . 5.1. Brief description of the column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Determination of physical properties under laboratory conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Tensometry of samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Changes in the elastic properties of rocks at pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Velocity model of the column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. Analysis of the spatial parameters of structural bodies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1. Paleostresses and the structural-anisotropic characteristics of the column . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chapter 6. RESULTS OF SEISMIC STUDIES IN THE LAPLAND-PECHENGA REGION (N. V. Sharov, E. V. Isanina and V. M. Stupak) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. The extent of seismic study by RWM and CDPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Seismic RWM and DSS studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Seismic studies by the exploration seismic method (ECWM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. Seismotomographic studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. Deep seismic boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97 97 108 111 114 117 119 120 124 128 131
Chapter 7. THREE-DIMENSIONAL MODEL, GEODYNAMICS AND METALLOGENY OF THE PECHENGA ORE PROVINCE (V. I. Kazansky, K. V. Lobanov, T. B. Bayanova, V .R. Vetrin and E. V. Isanina) . . . . . . . . . . . 7
7.1. On the geological boundaries of the province . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Alternative models of the deep structure of the Pechenga structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. Geological restrictions of the three-dimensional integral geodynamic model of the region . . . . . . . . . 7.4. Correlation and formalization of the cross-section through drillhole SD-3 and reference profiles on the surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5. Integrated three-dimensional geodynamic model of the province to a depth of 15 km . . . . . . . . . . . 7.6. Metallogenic evolution of the Pechenga ore province during the Karelian cycle . . . . . . . . . . . . . . . . 7.7. Proterozoic mantle-crust interaction in the basement of the Pechenga structure . . . . . . . . . . . . . . . 7.8. Deep structure of the Baltic Shield-Barents Sea shelf transition zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9. Main conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . THE STRUCTURE OF THE EARTH CRUST IN THE RUSSIAN ARCTIC Chapter 8. LITHOSPHERE OF THE KARA-BARENTS SEA SHELF PLATE AND THE ARCTIC COAST OF NORTH EUROPE (based on the results of studies on reference profile 2-ÀÐ) (M. L. Verba, Y. I. Matveyev, Y. V. Roslov and Ò.S. Sakkulina) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1. Characteristics of crustal boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2. Characteristics of the structural-compositional complexes of the basement . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1. Kola-Lapland-Karelian province (À. N. Vinogradov and F. P. Mitrofanov) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.2. Barents Sea tectonic province . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.3. Basement of riftogenic troughs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3. Sedimentary cover structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.1. Riphean nappean complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.2. Vendian-Cambrian nappean complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.3. Ordovician-Middle Devonian nappean complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.4. Upper Devonian-Triassic nappean complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.5. Jurassic-Cretaceous nappean complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.6. Cenozoic nappean complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chapter 9. LITHOSPHERE OF THE DEEP-WATER PART OF THE CENTRAL ARCTIC (A. D. Pavlenkin, V .V. Butsenko, V. A. Poselov, Y. V. Mezhevov, A .V. Bulatkin and V. D. Kaminsky) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1. General information on the subject of study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2. Material used and methods employed to obtain it . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3. Velocity structure of the lithosphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4. Sedimentary cover structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.1. Eurasian basement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.2. Central Arctic block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4.3. Canadian basin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.5. Physical models of the lithosphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6. Morphostructure of the Arctic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.1. Morphostructure of the Arctic geodepression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.2. Boundary of the North American and Eurasian lithospheric plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6.3. Model of the symmetry of the morphostructural forms of the Amerasian and Barents-Kara basins . . 9.7. Model of Arctic evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.8. Main conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chapter 10. EVOLUTION OF THE EARTH CRUST AND THE MINERAGENIC POTENTIAL OF THE BARENTS REGION (M. L. Verba, F. P. Mitrofanov and À. N. Vinogradov) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1. Pre-Riphean stage in the evolution of the Kola riftogenic-collisional system . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2. Riphean stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3. Vendian-Cambrian stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4. Ordovician-Middle Devonian stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5. Late Paleozoic-Triassic stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6. Jurassic-Cretaceous stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.7. Cenozoic stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.8. General evolutionary characteristics of the region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.9. Formation of hydrocarbon potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.10. Mineral resources of the Russian Barents region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Brief information about the authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
ÂÂÅÄÅÍÈÅ Â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ îòìå÷àåòñÿ âîçðàñòàþùèé èíòåðåñ ê ãëóáèííîìó ñòðîåíèþ Çåìëè. Ìèðîâîå ñîîáùåñòâî ãëóáîêî ïîíèìàåò ñâîþ ïîëíóþ çàâèñèìîñòü îò íàëè÷èÿ ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ è ñîñòîÿíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû. Ñåãîäíÿ ñòàëî ÿñíî, ÷òî òîëüêî ôóíäàìåíòàëüíûå ãåîëîãè÷åñêèå çíàíèÿ ïîçâîëÿò óäîâëåòâîðèòü ïîòðåáíîñòè â ïðèðîäíûõ ðåñóðñàõ, íàéòè ïóòè ñìÿã÷åíèÿ âëèÿíèÿ ïðèðîäíûõ êàòàñòðîô è îñóùåñòâèòü ýôôåêòèâíûé ïðîãíîç ãëîáàëüíûõ èçìåíåíèé îêðóæàþùåé ñðåäû.  òå÷åíèå ïîñëåäíèõ òðèäöàòè ëåò â áûâøåì Ñîâåòñêîì Ñîþçå, à çàòåì â Ðîññèè âûïîëíÿëàñü áåñïðåöåäåíòíàÿ ïî øèðèíå îõâàòà ïðîáëåì è ìàñøòàáàì ïðîãðàììà èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû êîìïëåêñîì ðåãèîíàëüíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïî îïîðíûì ïðîôèëÿì è áóðåíèåì ãëóáîêèõ è ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí â íàèáîëåå âàæíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóðàõ. Áàðåíöåâñêèé Åâðî-Àðêòè÷åñêèé ðåãèîí (Áàðåíö-ðåãèîí) çàíèìàåò òó ÷àñòü Ñåâåðíîé Åâðîïû, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ çà Ïîëÿðíûì êðóãîì. Òàêèì îáðàçîì, ðåãèîí îõâàòûâàåò: ãóáåðíèè Íóðëàíä, Òðîìñå è Ôèííìàðê â Íîðâåãèè; Íîðáîòòåí â Øâåöèè; Ëàïëàíäèÿ â Ôèíëÿíäèè; Àðõàíãåëüñêóþ è Ìóðìàíñêóþ îáëàñòè; Íåíåöêèé àâòîíîìíûé îêðóã è Ðåñïóáëèêó Êàðåëèÿ â Ðîññèè. Ñ ãåîôèçè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ Áàðåíö-ðåãèîí ñîñòàâëÿåò åñòåñòâåííîå çâåíî ñâÿçè ìåæäó ñåâåðíûìè ðàéîíàìè Åâðîïû è Ðîññèè. Ïëîùàäü Áàðåíö-ðåãèîíà ñîñòàâëÿåò îêîëî 1,2 ìëí êì2, îí ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç íàèáîëåå áîãàòûõ ðåãèîíîâ Åâðîïû â îòíîøåíèè ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ ñ áîëüøèìè çàïàñàìè ëåñà, ðûáû, ìèíåðàëîâ, íåôòè è ãàçà. Ýòî ðåãèîí, ãäå ñòðàíû Åâðîïåéñêîãî ñîîáùåñòâà (ÅÑ) ãðàíè÷àò ñ Ðîññèåé. Ìèíèñòðàìè èíîñòðàííûõ äåë ñòðàí Ñåâåðíîé Åâðîïû 11 ÿíâàðÿ 1993 ã. ïîäïèñàíà Êèðêåíåññêàÿ äåêëàðàöèÿ è îáðàçîâàí Áàðåíöåâ Ñîâåò ïî êîîðäèíàöèè ìåæäóíàðîäíîãî ñîòðóäíè÷åñòâà â ðàìêàõ Áàðåíö-ïðîãðàììû.  Êèðêåíåññêîé äåêëàðàöèè ïîä÷åðêèâàåòñÿ çíà÷åíèå íàó÷íîãî ñîòðóäíè÷åñòâà â ðàáîòå ïî ðåøåíèþ îñîáûõ çàäà÷ ðåãèîíà. Òåñíûå ðàáî÷èå êîíòàêòû ãåîëîãîâ è ãåîôèçèêîâ ìíîãèõ îðãàíèçàöèé Ðîññèè, Ôèíëÿíäèè, Àíãëèè, ÑØÀ, Íîðâåãèè, Øâåöèè ñäåëàëè âîçìîæíûì ïîÿâëåíèå äàííîé êíèãè. Åâðî-Àðêòè÷åñêèé ðåãèîí âêëþ÷àåò Áàðåíöåâñêóþ ïëèòó, ñåâåð Áàëòèéñêîãî ùèòà è Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïëèòû, ñåâåðî-âîñòîê Ðóññêîé ïëèòû. Íà çàïàäå èññëåäóåìûé ðàéîí îãðàíè÷èâàåòñÿ àðõèïåëàãîì Ñâàëüáàðä, à íà âîñòîêå – àðõèïåëàãîì Íîâàÿ Çåìëÿ, íà ñåâåðå äîõîäèò äî øèðîòû àðõèïåëàãà Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà. Ñòðóêòóðà ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû äàâíî ïðèâëåêàåò âíèìàíèå îòå÷åñòâåííûõ è çàðóáåæíûõ èññëåäîâàòåëåé â ñâÿçè ñ ðåøåíèåì êàê ôóíäàìåíòàëüíûõ, òàê è ïðàêòè÷åñêèõ çàäà÷, òàêèõ, êàê òåêòîíèêà ïëèò è ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ ðåãèîíà, ïðîãíîçèðîâàíèå è ïîèñê ìèíåðàëüíûõ ðåñóðñîâ, íåôòÿíûõ è ãàçîâûõ ìåñòîðîæäåíèé. Íåñìîòðÿ íà äîâîëüíî áîëüøîé îáúåì êîìïëåêñíûõ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, âûïîëíåííûõ çäåñü çà ïîñëåäíèå òðè äåñÿòèëåòèÿ, ìíîãèå âîïðîñû ãëóáèííîé òåêòîíèêè è ãåîäèíàìèêè ðåãèîíà îñòàþòñÿ íåÿñíûìè. Îñîáåííî ýòî îòíîñèòñÿ ê ïåðåõîäíîé çîíå îò Áàëòèéñêîãî ùèòà ê âïàäèíå Áàðåíöåâà ìîðÿ, èìåþùåé ñëîæíîå è èçìåí÷èâîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû.  ðåãèîíå ïðîáóðåíà Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà äî ðåêîðäíîé ãëóáèíû 12 262 ì è îòðàáîòàíî áîëåå 450 òûñ. ïîã. êì ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëåé, èç êîòîðûõ îêîëî òðåòè ïðèõîäèòñÿ íà ðåãèîíàëüíûå èññëåäîâàíèÿ. Ïðè ïîìîùè ñåéñìè÷åñêîãî ìåòîäà ïðîâåäåíî êàðòèðîâàíèå ãëóáèííûõ ãîðèçîíòîâ, ñîñòàâëåíû äâóõ- è òðåõìåðíûå ìîäåëè ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð, ïðîñëåæåíû ãëóáèííûå ðàçëîìû. Äàííûå ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, êàê ïðàâèëî, ëåæàò â îñíîâå èíòåðïðåòàöèè äðóãèõ ãåîôèçè÷åñêèõ ìåòîäîâ.  ýòîì ðàéîíå ïðîâåäåíû êîìïëåêñíûå ãåîëîãè÷åñêèå, ãðàâèìåòðè÷åñêèå, ìàãíèòîìåòðè÷åñêèå, ãåîòåðìè÷åñêèå, ýëåêòðîìàãíèòíûå è ïåòðîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ. Ðåçóëüòàòû ïîäðîáíî ðàññìîòðåíû â ðÿäå ìîíîãðàôèé è ñòàòåé, îïóáëèêîâàíû â 1963–2004 ãã. Îñíîâíûå àâòîðû ýòèõ ðàáîò: Ñ. Â. Àïëîíîâ, Í. À. Áîãäàíîâ, Â. Â. Âåðáà, Ì. Ë. Âåðáà, Â. Í. Ãëàçíåâ, 9
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
È. Ñ. Ãðàìáåðã, Ä. Ì. Ãóáåðìàí, Ð. Ì. Äåìåíèöêàÿ, À. À. Æàìàëåòäèíîâ, Â. Ã. Çàãîðîäíûé, Ñ. Ì. Çâåðåâ, Å. Â. Êàðóñ, Å. À. Êîçëîâñêèé, Ñ. Ë. Êîñòþ÷åíêî, À. À. Êðåìåíåöêèé, Þ. È. Êóçíåöîâ, È. Â. Ëèòâèíåíêî, Ì. Â. Ìèíö, Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Ð. Ð. Ìóðçèí, Þ. Ï. Íåïðî÷íîâ, À. Ä. Ïàâëåíêèí, Í. È. Ïàâëåíêîâà, Ã. Ä. Ïàíàñåíêî, Þ. Å. Ïîãðåáèöêèé, Ë. Â. Ïîäãîðíûõ, Á. Â. Ñåíèí, Þ. Â. Òóëèíà, Â. Å. Õàèí, Í. Â. Øàðîâ, Ý. Â. Øèïèëîâ, Þ. Ê. Ùóêèí, À. Þ. Þíîâ. Ìíîãèå èç ïóáëèêàöèé ðàññìàòðèâàþò ãëóáèííîå ñòðîåíèå îòäåëüíûõ áëîêîâ, ðàçðåçîâ, à íå ðåãèîíà â öåëîì. Áàëòèéñêèé (Ôåííîñêàíäèíàâñêèé) ùèò – âåñüìà êîíñåðâàòèâíûé ñòðóêòóðíûé ýëåìåíò, ñîõðàíÿþùèé ñâîå ñòðîåíèå â òå÷åíèå ïîñëåäíèõ ïîëóòîðà ìèëëèàðäîâ ëåò. Ýòîò ðåãèîí ÿâëÿåòñÿ åñòåñòâåííûì ïîëèãîíîì äëÿ èññëåäîâàíèé ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêîãî êîìïëåêñà çåìíîé êîðû è ñëóæèò îáúåêòîì âñåñòîðîííåãî ìåæäóíàðîäíîãî èçó÷åíèÿ. Çäåñü ïðèìåíÿëñÿ âåñü êîìïëåêñ ñîâðåìåííûõ ãëóáèííûõ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, âêëþ÷àÿ áóðåíèå äâóõ ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí – íà Åâðîïåéñêîì Ñåâåðå Ðîññèè (Êîëüñêàÿ ñêâ. ÑÃ-3) è â Öåíòðàëüíîé Øâåöèè (ñêâ. Ãðàâáåðã). Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêèé ðàéîí êàê ôðàãìåíò ñåâåðíîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç êëþ÷åâûõ ðåãèîíîâ äëÿ ïîçíàíèÿ èñòîðèè ôîðìèðîâàíèÿ è ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû. Çäåñü â ïðåäåëàõ ñåâåðî-çàïàäà Êîëüñêîãî ï-îâà è ñìåæíûõ òåððèòîðèé Íîðâåãèè è Ôèíëÿíäèè ïðåäñòàâëåí ïî÷òè ïîëíûé íàáîð ðàííåäîêåìáðèéñêèõ êîìïëåêñîâ, êîòîðûå ñôîðìèðîâàëèñü â èíòåðâàëå 2,9–1,7 ìëðä ëåò, èñïûòàëè íåîäíîêðàòíîå âîçäåéñòâèå ìåòàìîðôè÷åñêèõ è ìàãìàòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è ïðåâðàòèëèñü â óíèêàëüíóþ ñèñòåìó òåêòîíè÷åñêèõ ñòðóêòóð. Íà ðàííèõ ýòàïàõ èçó÷åíèÿ ýòèõ ñòðóêòóð èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ áàçèðîâàëèñü íà ãåîñèíêëèíàëüíûõ êîíöåïöèÿõ, è ñòðóêòóðíûé àíñàìáëü òðàêòîâàëñÿ êàê êîìáèíàöèÿ ðàçíîâîçðàñòíûõ ñêëàä÷àòûõ ïîÿñîâ. Íà÷èíàÿ ñ 1980-õ ãã. íà ñìåíó ïðèøëè ïëåéòåêòîíè÷åñêèå ïîñòðîåíèÿ ñ âûäåëåíèåì øîâíûõ, ðèôòîãåííûõ, êîëëèçèîííûõ ñòðóêòóð. Ñåâåðíàÿ ãðàíèöà Áàëòèéñêîãî ùèòà îäíîâðåìåííî ÿâëÿåòñÿ ãðàíèöåé Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Âäîëü íåå ïðîòÿãèâàåòñÿ ïîëîñà òåððèãåííûõ ðèôåéñêèõ îòëîæåíèé, à çà íèìè ðàñïîëàãàþòñÿ ãàçîíîñíûå øåëüôîâûå îòëîæåíèÿ Áàðåíöåâà ìîðÿ, êîòîðûå ñåé÷àñ àêòèâíî îñâàèâàþòñÿ ðîññèéñêèìè è çàðóáåæíûìè êîìïàíèÿìè. Ñåâåðíàÿ è ñåâåðî-âîñòî÷íàÿ ÷àñòè ùèòà ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê Êàðåëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êîëüñêàÿ ïðîâèíöèÿ.  ïàëåîçîå îíà ñòàëà àðåíîé íîâûõ èíòåíñèâíûõ ýíäîãåííûõ ïðîöåññîâ. Ñ ïîñëåäíèìè ñâÿçàíî âíåäðåíèå íà Êîëüñêîì ï-îâå ãèãàíòñêèõ ùåëî÷íûõ ìàññèâîâ. Êàðåëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êîëüñêàÿ ïðîâèíöèÿ – îäíà èç âåäóùèõ ìåòàëëîãåíè÷åñêèõ ïðîâèíöèé íå òîëüêî Åâðîïû, íî è ìèðà.  íåé â ïðîñòðàíñòâåííîé áëèçîñòè íàõîäÿòñÿ àðõåéñêèå ìåñòîðîæäåíèÿ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ, ïðîòåðîçîéñêèå îñíîâíûå-óëüòðàîñíîâíûå è ùåëî÷íûåóëüòðàîñíîâíûå ìàññèâû ñ ìåñòîðîæäåíèÿìè íèêåëÿ, ìåäè, æåëåçà, òàíòàëà, íèîáèÿ è ôëîãîïèòà, à òàêæå äåâîíñêèå ìåñòîðîæäåíèÿ àïàòèòà è ðåäêèõ ìåòàëëîâ. Íà áàçå ýòèõ ìåñòîðîæäåíèé äåéñòâóþò êðóïíûå ãîðíîäîáûâàþùèå ïðåäïðèÿòèÿ. Ïå÷åíãñêèé ðóäíûé ðàéîí, ãäå ñîñðåäîòî÷åíû êðóïíûå ìåñòîðîæäåíèÿ ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä, ïðèîáðåë øèðîêóþ èçâåñòíîñòü â ñâÿçè ñ ïðîõîäêîé Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû. Êåðíîâûé ìàòåðèàë, îêîëîñêâàæèííîå ïðîñòðàíñòâî, Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà, à òàêæå åå îáðàìëåíèå áûëè ïîäâåðãíóòû êîìïëåêñíîìó ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîìó èçó÷åíèþ. Áàëòèéñêèé ùèò, îäèí èç ñàìûõ êðóïíûõ è äðåâíèõ êðàòîíîâ íà Çåìëå, ïîñëå äëèòåëüíîé è ñëîæíîé ýâîëþöèè â êîíöå ïðîòåðîçîÿ êîíñåðâèðóåòñÿ è íà ïðîòÿæåíèè âñåé ïîñëåäóþùåé ãåîëîãè÷åñêîé èñòîðèè ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ñíîñà. Áàðåíöåâñêèé øåëüô ÿâëÿåòñÿ îáëàñòüþ ïîñòîÿííîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ôàíåðîçîÿ; îöåíèâàåìàÿ ìîùíîñòü ÷åõëà ïðåâîñõîäèò 20 êì. Ñìåíà ñòèëÿ ðàçâèòèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà è íà÷àëî îñàäêîíàêîïëåíèÿ íà øåëüôå ñîâïàäàþò ïî âðåìåíè ÿâíî íå ñëó÷àéíî, â ñâÿçè ñ ÷åì âîçíèêàåò öåëåñîîáðàçíîñòü ñîâìåñòíîãî ðàññìîòðåíèÿ ðàçðåçîâ êîðû ÷åðåç Áàëòèéñêèé ùèò è øåëüô ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ îáùèõ ýòàïîâ ýâîëþöèè ýòèõ ãåîñòðóêòóð è íàõîæäåíèÿ èõ ãðàíèö. Ïîýòîìó îäíîé èç îñíîâíûõ çàäà÷, êîòîðóþ ñòàâèë ïåðåä ñîáîé àâòîðñêèé êîëëåêòèâ, áûëî ïîêàçàòü ïðîäîëæåíèå ñòðóêòóð êîíòèíåíòà â ïðåäåëàõ Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà. Ðåãèîíàëüíûå ðàáîòû íà ãåîòðàâåðñàõ â ïðåäåëàõ Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà Ðîññèè ïðîâîäèëèñü â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ òîëüêî íà þãå Áàðåíöåâà ìîðÿ. Íà òðåõ îòðàáîòàííûõ çäåñü ïðîôèëÿõ ÃÑÇ îáùåé ïðîòÿæåííîñòüþ îêîëî 1 500 êì ïðîñëåæåíû îñíîâíûå ãðàíèöû â çåìíîé êîðå è ïîâåðõíîñòü Ì. Ðåçóëüòàòîì ýòèõ ðàáîò, êîòîðûå âûïîëíÿëî ÍÏÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ» ïðè ó÷àñòèè àêàäåìè÷åñêèõ èíñòèòóòîâ, ÿâèëîñü ïîñòðîåíèå ïåðâîé îáîñíîâàííîé ìîäåëè 10
ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Áàðåíöåâñêîé ïëèòû è óñòàíîâëåíèå ôàêòà îòñóòñòâèÿ â ñòðóêòóðå êîðû ãëóáîêèõ ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ ñðåäíåãî, «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî» ñëîÿ êîðû. Êðîìå òîãî, âûÿâëåíà çíà÷èòåëüíàÿ ëàòåðàëüíàÿ íåîäíîðîäíîñòü ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ êðóïíûõ ïîäíÿòèé, òàêæå îáóñëîâëåííûõ ïðîÿâëåíèåì ïðîöåññîâ ðèôòîãåíåçà. Àðêòèêó íå ñëó÷àéíî íàçûâàþò êóõíåé ïîãîäû. Ýòî – ñîâåðøåííî èñêëþ÷èòåëüíûé ðåãèîí äëÿ áèîëîãè÷åñêèõ, îêåàíîëîãè÷åñêèõ, ýêîëîãè÷åñêèõ è, êîíå÷íî æå, ãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Èìåííî çäåñü ÷åëîâå÷åñòâî æäóò íîâûå îòêðûòèÿ â ïàëåîãåîëîãèè, ïàëåîîêåàíîëîãèè, ìîðñêîé áèîëîãèè. Ñåâåðíûé Ëåäîâèòûé îêåàí – åäèíñòâåííûé íà íàøåé ïëàíåòå îêåàí, ãëóáîêîâîäíûå âïàäèíû êîòîðîãî ïåðñïåêòèâíû äëÿ ïîèñêîâ è îòêðûòèÿ ìåñòîðîæäåíèé óãëåâîäîðîäîâ. ÑËÎ – åäèíñòâåííûé ðåãèîí, ãäå, êàê ïîêàçàíî ðîññèéñêèìè ó÷åíûìè â ïîñëåäíåå âðåìÿ, âîçìîæåí àáñîëþòíî ïðàâîâîé ïðèðîñò òåððèòîðèè Ðîññèè íà ïëîùàäü áîëåå 1 ìëí êì2. Ïðè÷åì ýòî – ïåðñïåêòèâíàÿ íà íåôòü è ãàç òåððèòîðèÿ.  1995–1998 ãã. ÃÍÏÏ «ÑÅÂÌÎÐÃÅλ ïðè ó÷àñòèè Ïîëÿðíîé ýêñïåäèöèè (ÃÏ ÏÌÃÐÝ), ÏÃÎ «Íåâñêãåîëîãèÿ», ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Èíñòèòóòà Ôèçèêè Çåìëè è Ìîðñêîé àðêòè÷åñêîé ãåîëîãè÷åñêîé ýêñïåäèöèè (ÎÀÎ ÌÀÃÝ) âûïîëíÿëî ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, âêëþ÷àþùèå ìåòîäû îòðàæåííûõ è ïðåëîìëÿþùèõ âîëí, à òàêæå ãðàâèìàãíèòíûå íàáëþäåíèÿ âäîëü îïîðíîãî ïðîôèëÿ ÀÐ-1 (ï-îâ Ðûáà÷èé – àðõ. Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà), ñîåäèíÿþùåãî ñâåðõãëóáîêóþ ñêâàæèíó ÑÃ-3 íà Êîëüñêîì ï-îâå ñî ñêâàæèíîé 1-Õåéñà íà Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà.  2000–2002 ãã. «ÑÅÂÌÎÐÃÅλ ïðîäîëæèëî ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå çîíäèðîâàíèÿ (ÃÑÇ) íà ñåâåðíîé ÷àñòè ÀÐ-1. Êðîìå òîãî, áûë îòðàáîòàí îïîðíûé ïðîôèëü ÀÐ-2 ñóáøèðîòíîãî ïðîñòèðàíèÿ: ñåâåðíàÿ ÷àñòü ï-îâà ßìàë – Íîâàÿ Çåìëÿ – öåíòðàëüíàÿ ÷àñòü Áàðåíöåâà ìîðÿ.  2003–2005 ãã. «ÑÅÂÌÎÐÃÅλ ïðîâîäèò ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà îïîðíîì ïðîôèëå ÀÐ-3 Êàëåâàëà – Êåìü – Áåëîå ìîðå – Êàíèí Íîñ – Ïå÷åðñêîå ìîðå – Êàðñêîå ìîðå. Ðàáîòû íà ãåîòðàâåðñàõ ïðîâîäèëèñü êîìïëåêñîì ìåòîäîâ, âêëþ÷àþùåì ñåéñìîðàçâåäêó ÌÏÂ-ÌΠñ òðåõêîìïîíåíòíûìè äîííûìè ñòàíöèÿìè ïî ãóñòîé ñèñòåìå íàáëþäåíèé, íåïðåðûâíîå ïðîôèëèðîâàíèå ØÃÑÏ â äàëüíåé è áëèæíåé çîíàõ, ïîïóòíûå ãðàâèìåòðè÷åñêèå è ìàãíèòîìåòðè÷åñêèå èçìåðåíèÿ íà áîðòó ñóäíà è ðàçíîâûñîòíûå àýðîãåîôèçè÷åñêèå èçìåðåíèÿ (ìàãíèòíûå è, â ýêñïåðèìåíòàëüíîì ïîðÿäêå, ãðàâèìåòðè÷åñêèå) íà áàçå ëåòàþùåé ãåîôèçè÷åñêîé ëàáîðàòîðèè. Ïðèíöèïèàëüíîé îñîáåííîñòüþ ïðîâåäåííûõ ðàáîò ÿâèëîñü îñâåùåíèå êîìïëåêñîì ìåòîäîâ ïåðåõîäíîé çîíû ñóøà-ìîðå è ïîëó÷åíèå â ýòîé çîíå êà÷åñòâåííîé ñåéñìè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ÷òî îêàçàëîñü âîçìîæíûì áëàãîäàðÿ ñèíõðîííîé ðåãèñòðàöèè íàçåìíûìè ñòàíöèÿìè âîçáóæäåíèé ïíåâìîñèãíàëîâ íà àêâàòîðèè, è ìîðñêèìè ñòàíöèÿìè – íàçåìíûõ ïðîìûøëåííûõ âçðûâîâ. Íà Êîëüñêîì ï-îâå è â Êàðåëèè â 1995–2000 ãã. ÓÃÃÏ «Ñïåöãåîôèçèêà» âûïîëíåíû âèáðîñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÃÒ ïî îïîðíîìó ãåîòðàâåðñó 1-ÅÂ. Îòðàáîòàíî 1 550 êì ïðîôèëÿ Êîëüñêàÿ ÑÃ-3 – Ïå÷åíãà – Ìóðìàíñê – Îëåíåãîðñê – Êàíäàëàêøà – Ëîóõè – Êåìü – Áåëîìîðñê – Ìåäâåæüåãîðñê – Ïåòðîçàâîäñê – Ëîäåéíîå Ïîëå – Òèõâèí. Ïîìèìî âèáðîñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ãåîòðàâåðñà 1-Å ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇÃÑÇ, ýëåêòðîðàçâåäî÷íûå (ÀÌÒÇ, ÌÒÇ), ãðàâèìåòðè÷åñêèå (âûñîêîòî÷íàÿ ãðàâèìåòðèÿ), àýðîãåîôèçè÷åñêèå è ãåîýëåêòðîõèìè÷åñêèå. Âûïîëíåíà êîìïëåêñíàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ïîëó÷åííûõ ïîëåâûõ ìàòåðèàëîâ è ïîñòðîåíà ñîãëàñîâàííàÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà â ñå÷åíèè ãåîòðàâåðñà 1-ÅÂ.  ïðåäëàãàåìîé ÷èòàòåëþ êîëëåêòèâíîé ìîíîãðàôèè ñîáðàíû, ïðîàíàëèçèðîâàíû è îáîáùåíû äàííûå ðåãèîíàëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà óðîâíå âîëíîâûõ ïîëåé è ïðîâåäåí ñîâìåñòíûé àíàëèç ñåéñìè÷åñêèõ è ãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ðåãèîíà. Çà îñíîâó âçÿòû ãåîôèçè÷åñêèå ìàòåðèàëû, ïîëó÷åííûå íà ãåîòðàâåðñàõ ÀÐ-1, ÀÐ-2 è 1-ÅÂ. Ïîñòðîåíà ãëóáèííàÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ðåãèîíà, êîòîðàÿ ñîãëàñóåòñÿ ñ îïîðíûìè ñåéñìè÷åñêèìè ðàçðåçàìè. Ïðîâåäåíî ýòàëîíèðîâàíèå ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö ñ ãåîëîãè÷åñêèì ðàçðåçîì Êîëüñêîé ñêâàæèíû ÑÃ-3. Íà áàçå ñîâìåñòíîãî ìíîãîïëàíîâîãî àíàëèçà ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ ðàçðàáîòàíû íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè è ýâîëþöèè ðåãèîíà.  ïðåäëàãàåìîé ÷èòàòåëþ êíèãå ïðåäïðèíÿòà ïîïûòêà ñèñòåìàòèçèðîâàòü ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé â Åâðî-Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå, äîïîëíèâ èõ íîâåéøèìè äàííûìè. Êíèãà íå ïðåòåíäóåò íà îäíîçíà÷íîå ïîíèìàíèå âñåõ àñïåêòîâ ìíîãîïëàíîâîé èíôîðìàöèè. Îíà ïîêàçûâàåò, ÷òî èíòåðïðåòàöèÿ ðåçóëüòàòîâ ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé òðåáóåò ïðîâåäåíèÿ íîâûõ ñïåöèàëüíûõ íàáëþäåíèé ïî ìåðå îñìûñëåíèÿ. 11
Ââåäåíèå
Àâòîðàìè ìîíîãðàôèè ÿâëÿþòñÿ âåäóùèå ñïåöèàëèñòû èç áîëåå ïîëóòîðà äåñÿòêîâ íàó÷íûõ è íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèõ îðãàíèçàöèé ãåîëîãè÷åñêîé ñëóæáû ñòðàíû è Ðîññèéñêîé Àêàäåìèè íàóê, äëèòåëüíîå âðåìÿ ïðèíèìàâøèå ó÷àñòèå â èññëåäîâàíèÿõ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà. Åñòåñòâåííî, ÷òî ïðè ïîäãîòîâêå ê èçäàíèþ îòäåëüíûõ ðàçäåëîâ, ïðåäëàãàåìûõ ðàçëè÷íûìè ñïåöèàëèñòàìè, «ñòîÿùèìè» çà÷àñòóþ íà ðàçíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ ïëàòôîðìàõ, íå óäàëîñü äîñòèãíóòü åäèíñòâà âçãëÿäîâ íà ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû. Ðåäêîëëåãèÿ ñî÷ëà ðàçóìíûì ñîõðàíèòü îòäåëüíûå, îáîñíîâàííûå ôàêòè÷åñêèìè ìàòåðèàëàìè ðàçíîãëàñèÿ, íå îáñóæäàÿ ïîçèöèé àâòîðîâ. Êíèãà îäíîâðåìåííî âûõîäèò íà ðóññêîì è àíãëèéñêîì ÿçûêàõ. Àíãëèéñêîå èçäàòåëüñòâî «The Geological Society London» ïðåäúÿâëÿåò îïðåäåëåííûå òðåáîâàíèÿ ê îôîðìëåíèþ ðèñóíêîâ, â ÷àñòíîñòè, óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ è ïîÿñíåíèÿ ê íèì äîëæíû áûòü âêëþ÷åíû â ðèñóíîê. Ïðè ïîäãîòîâêå èçäàíèÿ íà ðóññêîì ÿçûêå â îòäåëüíûõ ãëàâàõ ðèñóíêè ñîõðàíåíû â àíãëèéñêîì âàðèàíòå. Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû, èçëîæåííûå â êíèãå, ïîëó÷åíû â èòîãå çàâåðøåíèÿ ðàáîò ïî ãîñóäàðñòâåííîé Ïðîãðàììå èññëåäîâàíèé ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ òåððèòîðèè Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè – ñîçäàíèå îïîðíûõ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ ðàçðåçîâ âäîëü ðåãèîíàëüíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ïðîôèëåé (ãåîòðàâåðñîâ). Ðàáîòû âûïîëíÿëèñü Öåíòðîì ÃÅÎÍ, Ñïåöãåîôèçèêà, Ñåâìîðãåîëîãèÿ, ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Íåâñêãåîëîãèÿ è ôèíàíñèðîâàëèñü èç Ôåäåðàëüíîãî áþäæåòà Ðîññèè (Ìèíèñòåðñòâî ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ). Ïîëåâûå íàáëþäåíèÿ ó÷åíûìè Ðîññèéñêîé Àêàäåìèè íàóê ïðîâåäåíû â ðàìêàõ òåìû «Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ãåîäèíàìèêà Êàðåëüñêîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà» ïî ïðîãðàììå ôóíäàìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ 5 ÎÍÇ ÐÀÍ «Ãëóáèííîå ñòðîåíèå Çåìëè, ãåîäèíàìèêà, ìàãìàòèçì è âçàèìîäåéñòâèÿ ãåîñôåð». Àâòîðû áëàãîäàðíû îôèöèàëüíûì ðåöåíçåíòàì àêàäåìèêó Â. Â. Àäóøêèíó è äîêòîðó ãåîëîãî-ìèíåðàëîãè÷åñêèõ íàóê Þ. Ê. Ùóêèíó, ñäåëàâøèì ðÿä öåííûõ çàìå÷àíèé ïî ðóêîïèñè, êîòîðûå ó÷òåíû â îêîí÷àòåëüíîé åå ðåäàêöèè.
INTRODUCTION By now, voluminous seismic material that casts light on the deep structure of the Barents region has been accumulated. Based on analysis and generalizing of all available seismic information in the Euro-Arctic region with regard for extensive data on the geology, petrophysics and thermal and potential fields of the region, an integrated seismogeological model was proposed for the lithospheric segment located in the land-sea (continent-ocean) transition zone at the contact of different morphostructures of the continental earth crust – the Baltic Shield and the Barents and Timan-Pechora plates of the East European Platform. As observation and seismic data processing methods become more sophisticated, the geological interpretation of geophysical evidence is constantly changing. However, most scientists use a simple, conventional concept of the subhorizontal layering of the earth crust and the mantle; therefore, a good agreement between geological and seismological models has not yet been achieved. The inadequacy of primitive gradient-layered models of the crust was clearly shown in the late 1980s by deep drilling the results of which agreed with those of seismic studies by modern near-vertical CDP reflection and multi-wave three-component DSS methods. On the corrected cross-sections produced more recently the crystalline crust is clearly seen to be saturated with chaotically arranged, differently oriented reflecting elements, reflection-free isotropic zones and numerous velocity inclusions. Individual reflecting sites may form groups, marking fairly rare, long, inclined and subhorizontal boundaries. Drilling of the Kola, Krivoi Rog, Gravberg and other superdeep holes that pierced the upper portion of the crystalline crust has shown that the physical properties of rock massives do not become less differentiated with depth. In real cross-sections, rock density and elastic wave velocity were not shown to increase with depth. Contrary to this «generally accepted» view, which provides a logical basis for the gradient-layered concept, it was found that velocities can either increase or decrease with depth because of the occurrence of fluid-saturated fracturing zones, the manifestation of arc effects and other factors that locally change the stressed state of rock massives. In view of the above, the authors of the book attempted to show that the gradient-layered model of the crystalline crust should be replaced by a new, mosaic-block, fractal-structured model, which is in better agreement with available seismic and geological information. According to the paradigm proposed, the crystalline crust and the upper mantle have a heterogeneous structure, the differentiation of elastic wave velocity varying both vertically and laterally. It can be described as inequidimensional blocks in which folded patterns, fractures, dykes, veins and lenses form a highly ordered ensemble. Hence, the real seismogeological environment consists of three-dimensional heterogeneities and is discrete and hierarchically organized. Occurring locally in the upper portion of the crystalline crust are waveguides and high-velocity zones that correlate with geological boundaries and bodies. To study the three-dimensional heterogeneities of the crystalline crust, it is necessary to make up a rational field observation scheme and to use an up-to-date seismometric data processing and interpretation technology. The results of seismogeological studies in the Kola Drillhole area have led us to infer that the main seismic boundaries in the upper part of the crystalline crust are associated with changes in the elastic properties of the environment caused by a difference in rock composition (lithological-stratigraphic boundaries) and changes in the physical parameters of rocks, such as fragmentation, porosity and fracturing (tectonic boundaries). The Early Proterozoic rock complex is a highvelocity cross-bedded block which provides a seismic shield relative to the underlying Archean rock complex. The latter has a complex lenticular-blocky structure cut by steeply dipping and subvertical faults. Seismic boundaries in it are most commonly connected with tectonically weakened zones, anisotropy of petrophysical properties and fluid saturation zones. Studies on geotraverses ÅÂ-1, 1-ÀÐ and 2-ÀÐ have shown the importance of methods for seismic sounding of the lithosphere with reflected waves on subvertical beams. They are used to 13
Introduction
obtain detailed, structurally distinct cross-sections that agree with subsurface geology, which is important for the interpretation of the results. It is a great advantage in comparison with generalized smoothened cross-sections based on refracted wave data that are ambiguous and always difficult to interpret geologically. Geological interpretation of the materials obtained by the CDP and DSS methods provides the best understanding of deep structure because they emphasize various environmental characteristics. The CDP method is good for recording steeply dipping seismic reflections at depths of 10–15 km that belong to the lithological boundaries and fault zones traced by surface geology. CDP sections and geological survey data show that the upper storey of the crystalline crust is split up into small blocks. Multi-wave seismic DSS-ECWM data cast light on the velocity characteristics of individual earth crust blocks, deep faults and other lateral heterogeneities in the middle and lower crust and M surface topography. Based on data on the structure of M-discontinuity, new assumptions about the nature of its formation were made. It was found that M-discontinuity has a complex shape and that the depth of its occurrence correlates with the structure of the upper storey of the crust. As a rule, Ì-discontinuity subsides under uplifts and mountain structures. Depths to M-discontinuity are observed to be associated with the age of structures and modern hear flow. Analysis of relationship between heat flow and the thickness of the earth crust has shown that in the central part of the West Arctic shelf plate the correlation coefficient has negative values and the geostructures of the East European Platform exhibit a positive relationship. This difference is obviously due to a higher activity of the «hot» mantle within the shelf plate and a greater contribution to radiogenic heat generation flow in the consolidated crustal layer of the old platform. The contours of «hot» and «cold» mantle zones coincide with platform boundaries. Seismic tomographic data on the East European Platfom show that in the upper mantle between M-discontinuity and a depth of 130 m longitudinal wave velocity varies from 7.9 to 8.8 km/s. Various velocity heterogeneities with vertical sizes of 10–40 km and a lateral length of 50 to 500 km are identified and high-velocity (8.4–8.8 km/s) bodies are encountered. Velocity anomalies are as distinct at great depth as in upper velocity sections. At the Baltic Shield-Russian Plate boundary there is a subvertical low-velocity zone, which extends to a depth of 100 km. The data obtained suggests that deep and subsurface geodynamic processes are interrelated. Analysis of the seismic parameters of the bottom of the crust and upper mantle shows that there is a very active zone on this depth level which controls the tectonic events that form the main characteristics of modern relief and modern seismicity. Integrated interpretation of the data that characterize the main traits of the deep structure of the Barents region on different levels has thrown light on the structural pattern of the earth crust in the transition zone between the passive continental margin and the oceanic depression. The continental portions of the platform typically have an average crustal thickness of 40–50 km, the upper and lower storeys of the crust having measurable thickness. The plasticity level is at a depth of 20–25 km and usually corresponds to the lower crust surface. The heterogeneities of the upper crust are offset by the mantle in which above the compensation level is a layer with a velocity of about 8.0–8.2 km/s or two complementary layers with velocities of 8.0–8.1 and 8.4 km/s. In paleosutural and paleorift zones the substrate becomes more layered locally and lenses with velocities of 7.6 km/s or over 8.5 km/s are encountered. In the shelf, the consolidated crust is as thin as 15–25 km. The shelf differs in this trait from oceans, where the maximum thickness of the consolidated crust is not more than 10 km. Another characteristic of the shelf plate is a more important role of the lower («basaltic») layer in the consolidated crust column up to the almost complete disappearance of the upper crustal («granitic») layer. Available technical facilities and the application of marine and ground observation methods provided the formation of a system of hodographs of refracted and deep reflected waves which makes it possible to cast light on wave field structure over a wide range of distances and to study in detail the geological structure of the earth crust and the upper mantle in the transition zone between the Baltic Shield and the Barents Sea depression. At the Baltic Shield-Barents Plate contact the basement plunges in stepwise manner. The thickness of the sedimentary cover increases to 15–20 km and that of the crust decreases to 28–30 km. In the zone, where the sedimentary cover has a maximum thickness, a high-velocity (7.0 km/s) layer was revealed at the crystalline base of the plate. The lower crustal layer with a velocity of 7.0–7.4 km/s was recorded locally in 14
the Baltic Shield in rifting zones and was, therefore, interpreted as a crustal-mantle mixture generated in tectono-magmatic activation zones. New seismogeological evidence for the deep structure of the eastern Baltic Shield has corroborated the correctness of reconstruction of deep structure in which the bulk of the earth crust of the modern continent and the shelf seems to have been formed in Archean time and Proterozoic structural-formational complexes play a subordinate role. The structure of the large blocks of the earth crust produced in Proterozoic time has largely preserved up till now and was only modified in tectono-magmatic activation zones of limited size. Geological and geophysical interpretation of seismic data on the Barents region has revealed a lot of discrepancy in geohistorical models and paleoreconstructions, which shows once more that tectonics and geodynamics are now at the turning point: scientists are searching for a new paradigm which could make «plate-tectonic» and «vibrational» concepts fit a «multiple-purpose scheme». It should be emphasized that the geohistorical scenarios of evolution described in the book contribute to our knowledge of platform tectonics and, in spite of being alternative, are not mutually excluding in this respect. In one group of models, an emphasis is placed on the stability of the continental blocks of the lithosphere during billions of years, which does not prevent the permanent manifestation of high-amplitude intracontinental movements in aulacogens and «solitary depressions» without transformation of the continental crust into an oceanic crust. This group of models is based on conventional methods for interpretation of geological and geophysical data and agrees with the concepts of an important role of tectonics in the history of platforms which is being developed in the past few years. In the alternative model of the destructive-accretionary history of the crust in the Barents-Pechora basin a distinctive methodology for identification of an old, deeply buried oceanic-type spreading belt under a young plate cover has a special «self-value». If these bold geophysical reconstructions are supported by geochemical and petrological data, then a more advanced integrated geological and geophysical methodology of analysis of continental evolution could be developed. The authors of the book realize that the geodynamic reconstructions proposed are open to debate and that further studies are needed to verify disputable concepts.
ÃËÀÂÀ 1 ÎÑÍÎÂÍÛÅ ×ÅÐÒÛ ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÑÒÐÎÅÍÈß ÅÂÐÎ-ÀÐÊÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÐÅÃÈÎÍÀ Åâðî-Àðêòè÷åñêèé ðåãèîí (ÅÀÐ) îõâàòûâàåò ñìåæíûå òåððèòîðèè Áàðåíöåâîìîðñêîãî è Êàðñêîãî ñåêòîðîâ Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà (âêëþ÷àÿ îñòðîâíûå àðõèïåëàãè, ðàñïîëîæåííûå â èõ ïðåäåëàõ), è ñåâåðíûå îêðàèíû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé è Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëàòôîðì (ÂÅÏ è ÇÑÏ).  ñèëó èñòîðè÷åñêè îáóñëîâëåííûõ ðàçëè÷èé â ìåòîäîëîãèè èçó÷åíèÿ ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ êîíòèíåíòîâ è ìîðñêîãî äíà ïðàêòè÷åñêè äî êîíöà ÕÕ âåêà îïèñàíèå ñòðóêòóð è ðåêîíñòðóêöèÿ èñòîðèè ëèòîñôåðíûõ áëîêîâ â «îêåàíñêîé» è «ìàòåðèêîâîé» ÷àñòÿõ ÅÀÐ îñóùåñòâëÿëèñü ðàçäåëüíî, ðàçíûìè ãåîëîãè÷åñêèìè øêîëàìè è íà îñíîâå ðàçëè÷íûõ ïàêåòîâ èíôîðìàöèîííûõ ìàòåðèàëîâ: íà ìàòåðèêå äîìèíèðîâàëè ðåçóëüòàòû ïðÿìûõ íàáëþäåíèé òåêòîíè÷åñêèõ ñòðóêòóð íà ñîâðåìåííîì ýðîçèîííîì ñðåçå ñ äåòàëüíûì èññëåäîâàíèåì èõ âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà (ïåòðîãðàôèÿ, ëèòîëîãèÿ, ãåîõèìèÿ), òîãäà êàê â ìîðå îñíîâíûì èñòî÷íèêîì çíàíèé î ñòðîåíèè äíà ñëóæèëè ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ (ñåéñìîïðîôèëèðîâàíèå, ìàãíèòîìåòðèÿ, ãðàâèìåòðèÿ), âåðèôèöèðîâàííûå ðåäêîé ñåòüþ ïàðàìåòðè÷åñêîãî áóðåíèÿ. Ïðîâåäåíèå ðàáîò íà îïîðíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ïðîôèëÿõ ïðèçâàíî ñîêðàòèòü ðàçðûâ ìåæäó èçó÷åííîñòüþ ñóøè è øåëüôà (ðèñ. 1.1). Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêàÿ îêðàèíà Åâðàçèè îòíîñèòñÿ ê òèïó ïàññèâíûõ èëè àòëàíòè÷åñêèõ êîíòèíåíòàëüíûõ îêðàèí, â êîòîðûõ âíåøíÿÿ îáîëî÷êà ãåîèäà ïðåäñòàâëåíà íà áîëüøåé ÷àñòè ïëîùàäè çðåëîé ìàòåðèêîâîé êîðîé. Âìåñòå ñ òåì Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêèé øåëüô ïî ñâîåìó ñòðîåíèþ îòëè÷àåòñÿ îò òåêòîíîòèïà àòëàíòè÷åñêèõ îêðàèí ðÿäîì ñïåöèôè÷åñêèõ ÷åðò: îãðîìíîé ïëîùàäüþ; íàëè÷èåì ïåðåóãëóáëåííûõ îáëàñòåé, â êîòîðûõ ãëóáèíà ìîðÿ ïðåâûøàåò 500–600 ì, à ïîâåðõíîñòü Ì, íàïðîòèâ, âîçäûìàåòñÿ äî óðîâíÿ 28–30 êì; ðàçâèòèåì êîëëèçèîííûõ äèñëîêàöèé êàê íà ïåðèôåðèè øåëüôà, íà Çàïàäíîì Øïèöáåðãåíå, òàê è â öåíòðàëüíîé îáëàñòè – íà Íîâîé Çåìëå è Òèìàíå; ïðîÿâëåíèåì ñîâðåìåííîãî âóëêàíèçìà â ïðåäåëàõ êîëëèçèîííûõ ñòðóêòóð. Ñëîæèâøèåñÿ ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ïðåäñòàâëåíèÿ î ãåîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðå øåëüôà è åãî òåêòîíè÷åñêîì ðàéîíèðîâàíèè íåëüçÿ ñâåñòè ê åäèíîé ìîäåëè. Ïàðàëëåëüíî ðàçâèâàþòñÿ è ñîñóùåñòâóþò äâå àëüòåðíàòèâíûõ êîíöåïöèè. Ñîãëàñíî îäíîé èç íèõ, ïðåäëàãàåìîé øêîëîé àêàäåìèêà È. Ñ. Ãðàìáåðãà, ðàññìàòðèâàåìûé ðåãèîí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷àñòè åäèíîãî Àðêòè÷åñêîãî íåôòåãàçîíîñíîãî ñóáåðáàññåéíà. Ýòà êîíöåïöèÿ íàøëà îòðàæåíèå íà êàðòàõ ïåðñïåêòèâ íåôòåãàçîíîñíîñòè ÑÑÑÐ, èçäàííûõ â 1986–1987 ãã. Äðóãàÿ øêîëà, âîçãëàâëÿåìàÿ Í. À. Áîãäàíîâûì è àêàäåìèêîì Â. Å. Õàèíûì, äîìèíèðîâàëà â ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå ïðè ñîñòàâëåíèè òåêòîíè÷åñêèõ êàðò Àðêòè÷åñêèõ øåëüôîâ Ðîññèè. Ñîãëàñíî âçãëÿäàì ýòèõ èññëåäîâàòåëåé, ðàññìàòðèâàåìàÿ ÷àñòü Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà ïðèíàäëåæèò íà çàïàäå îêðàèíå Ñâàëüáàðäñêîé ïëèòû, à íà âîñòîêå – Êàðñêîé, êîòîðàÿ ñ þãà îãðàíè÷åíà Çàïàäíî-Ñèáèðñêèì áàññåéíîì. Ïåðâûå äâå õàðàêòåðèçóþòñÿ ãðåíâèëëüñêèì âîçðàñòîì ñòàáèëèçàöèè ôóíäàìåíòà, à ïîñëåäíèé – ãåòåðîãåííûì ñòðîåíèåì. Íîâîçåìåëüñêàÿ ãðÿäà ïðè ýòîì, õîòÿ è îáîñîáëÿåòñÿ êàê êèììåðèéñêèé ñêëàä÷àòûé ïîÿñ, â öåëîì íà 16
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
òåêòîíè÷åñêèõ ñõåìàõ â êà÷åñòâå ñàìîñòîÿòåëüíîé ãåîñòðóêòóðû íå âûäåëÿåòñÿ. Íàøà ïîçèöèÿ, êàê áóäåò âèäíî èç ïîñëåäóþùèõ ñòðàíèö, áëèæå ê ïåðâîé èç òî÷åê çðåíèÿ. 1.1. ÃÅÎËÎÃÎ-ÃÅÎÔÈÇÈ×ÅÑÊÀß ÈÇÓ×ÅÍÍÎÑÒÜ Â êîíöå 60-õ ãã. ÕÕ â. íà Áàðåíöåâî-Êàðñêîì øåëüôå áûëè íà÷àòû ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèå ðàáîòû ÍÈÈÃÀ, èòîãîì êîòîðûõ ñòàëî âûÿâëåíèå êðóïíûõ ïîòåíöèàëüíî íåôòåãàçîíîñíûõ ñåäèìåíòàöèîííûõ áàññåéíîâ.  íà÷àëå 70-õ ãã. ðåãèîíàëüíîå èçó÷åíèå øåëüôà è íåôòåãàçîïîèñêîâûå ðàáîòû áûëè ïðîäîëæåíû ÌÀÃÝ, ê êîòîðîé ÷åðåç 5 ëåò ïîäêëþ÷èëèñü ñïåöèàëèçèðîâàííûå ãîñóäàðñòâåííûå îðãàíèçàöèè, ñîçäàííûå â Ìóðìàíñêå – ÑÌÍÃ, ÀÌÍÃÐ, ÀÌÈÃÝ, à òàêæå Êîëüñêèé ôèëèàë ÀÍ ÑÑÑÐ. Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè íàêîïëåí îãðîìíûé îáúåì ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ, âêëþ÷àþùèé ðåçóëüòàòû ðåãèîíàëüíûõ è ïëîùàäíûõ ñåéñìîàêóñòè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé, äîííîãî îïðîáîâàíèÿ, ãðàâèìåòðè÷åñêèõ, ãèäðîìàãíèòíûõ è àýðîìàãíèòíûõ ñúåìîê, ïîèñêîâîãî è ïàðàìåòðè÷åñêîãî áóðåíèÿ (ðèñ. 1.1, 1.2).  1982–1992 ãã. ÌÀÃÝ âûïîëíèëà ãåîëîãè÷åñêóþ ñúåìêó (ÃÑØ) ì-áà 1 : 1 000 000 þãî-âîñòî÷íîé ÷àñòè øåëüôà, à ÀÌÈÃÝ èçó÷èëà ñòðîåíèå ÷åòâåðòè÷íîãî ïîêðîâà.  1992–2000 ãã. ïðîâåäåíî ñåéñìîàêóñòè÷åñêîå ïðîôèëèðîâàíèå ïî ðåäêîé ñåòè ïðîôèëåé (ðèñ. 1.2). Âñå ïîëó÷åííûå ìàòåðèàëû îòðàæåíû íà ëèñòàõ ãîñóäàðñòâåííûõ ãåîëîãè÷åñêèõ êàðò R-35-37-Ìóðìàíñê, S-38-40-Ìàòî÷êèí Øàð, S-36-37-Áàðåíöåâî ìîðå, R-38-40-Êîëãóåâ, Ò-37-40-Áàðåíöåâî ìîðå (ñåâåð), S-41-43-Êàðñêîå ìîðå. Ïàðàìåòðè÷åñêîå è ïîèñêîâî-ðàçâåäî÷íîå áóðåíèå  70-õ ãã. ÕÕ â. ÀÌÍÃÐÝ ïðîáóðåíû 3 ïàðàìåòðè÷åñêèõ ñêâàæèíû íà Çåìëå ÔðàíöàÈîñèôà (ÇÔÈ) ãëóáèíîé 3 204–3 256 ì, âñêðûâøèõ ïðîòåðîçîéñêèé ñêëàä÷àòûé ôóíäàìåíò íà ñåâåðíîé îêðàèíå øåëüôîâîé ïëèòû. Íà Êîëüñêîì ï-îâå ó ã. Çàïîëÿðíîãî â 1970–1980 ãã. â àðõåéñêî-ðàííåïðîòåðîçîéñêîì êðèñòàëëè÷åñêîì ôóíäàìåíòå áûëà ïðîáóðåíà Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà ÑÃ-3 ãëóáèíîé 12 262 ì. Ñåìü ïàðàìåòðè÷åñêèõ ñêâàæèí ïðîéäåíû íà î. Êîëãóåâ, íàèáîëåå ãëóáîêàÿ èç íèõ (4 740 ì) âñêðûëà îòëîæåíèÿ êåìáðèÿ.  îáðàìëåíèè Êàðñêîãî ìîðÿ â 1983–1984 ãã. íà î. Áåëûé (ñêâàæèíà «Áåëûé-1», ãëóáèíà çàáîÿ 3 497 ì) è íà ï-îâå ßìàë («Ìàëûãèíñêàÿ-1», 2 490 ì) áûë âñêðûò ðàçðåç ìåëîâûõ è êàéíîçîéñêèõ îòëîæåíèé. Ñêâàæèíà «Ñâåðäðóï-1» ãëóáèíîé 2 336 ì, ïðîéäåííàÿ â 1979–1980 ãã. íà îäíîèìåííîì î. â Êàðñêîì ìîðå, âñêðûëà ðàçðåç îò ÷åòâåðòè÷íûõ îòëîæåíèé äî ìåòàìîðôè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ âåðõíåãî ïðîòåðîçîÿ. Ïîèñêîâî-ðàçâåäî÷íîå áóðåíèå íà øåëüôå íà÷àòî ÀÌÍÃÐ â 1981 ã. Ïåðâàÿ ñêâàæèíà ãëóáèíîé 4 236 ì ïðîáóðåíà íà Äðåñâÿíñêîé ïëîùàäè â Ïå÷îðñêîé ãóáå â ìåçîçîéñêèõ è ïàëåîçîéñêèõ îòëîæåíèÿõ.  Áàðåíöåâîì è Ïå÷îðñêîì ìîðÿõ áóðåíèå äî ãëóáèíû 3000–4 524 ì âûïîëíåíî íà 19 ïëîùàäÿõ, â Êàðñêîì – íà Ëåíèíãðàäñêîé è Ðóñàíîâñêîé ïëîùàäÿõ (äî ãëóáèíû 2 550 ì).  Áàðåíöåâñêîì áàññåéíå áûë âñêðûò ðàçðåç ïëèòíîãî ÷åõëà îò ìåëà äî êàðáîíà, â Êàðñêîì ìîðå ñêâàæèíû äîøëè äî óðîâíÿ íèæíåãî ìåëà. Íà ïîäãîòîâëåííûõ ê ðàçâåäêå ñòðóêòóðàõ ïðîáóðåíî áîëåå 40 ñêâàæèí, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îòêðûòî 11 ìåñòîðîæäåíèé óãëåâîäîðîäîâ (ÓÂ): 5 â Áàðåíöåâîì ìîðå (Øòîêìàíñêîå ãàçîêîíäåíñàòíîå è ãàçîâûå: Ìóðìàíñêîå, Ëóäëîâñêîå, Ëåäîâîå, Ñåâåðî-Êèëüäèíñêîå), 4 â Ïå÷îðñêîì ìîðå (Ñåâåðî-Ãóëÿåâñêîå ãàçîêîíäåíñàòíîå è íåôòÿíûå: Ïðèðàçëîìíîå, Ìåäûíñêîå, Þæíî-Äîëãèíñêîå), 2 â Êàðñêîì ìîðå (Ëåíèíãðàäñêîå ãàçîâîå è Ðóñàíîâñêîå ãàçîêîíäåíñàòíîå) (ðèñ. 1.2). Ïî çàïàñàì ãàçà Øòîêìàíñêîå, Ëåíèíãðàäñêîå, Ðóñàíîâñêîå è Ëåäîâîå îòíîñÿòñÿ ê óíèêàëüíûì. Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ  àêâàòîðèè Áàðåíöåâà è Êàðñêîãî ìîðåé âûïîëíåí áîëüøîé îáúåì ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ìåòîäîì îòðàæåííûõ è ïðåëîìëåííûõ âîëí â ðàçëè÷íûõ ìîäèôèêàöèÿõ (ðèñ. 1.2).  1961 ã. â Áàðåíöåâîì ìîðå ïðîéäåí ïðîôèëü ÃÑÇ-62 äëèíîé 300 êì îò ï-îâà Ðûáà÷èé â ÑÑ íàïðàâëåíèè (Ëèòâèíåíêî, 1968). Ýòè ðàáîòû âïåðâûå ïîêàçàëè, ÷òî Áàðåíöåâñêèé øåëüô îáëàäàåò óòîíåííîé çåìíîé êîðîé êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà ñî çíà÷èòåëüíîé èçìåí÷èâîñòüþ ìîùíîñòè îòäåëüíûõ ñëîåâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü ãðàíèòíîãî.  1976 ã. ÀÍ ÑÑÑÐ è ÍÏÎ «Ñåâìîðãåî» ïðîéäåí ïðîôèëü ÃÑÇ-76 îò ï-îâà Ðûáà÷èé äî ÇÔÈ. Ñâîäíûé ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèé ðàçðåç âäîëü ãåîòðàâåðñà ïîäòâåðäèë äàííûå ÃÑÇ-76 î êîíòèíåíòàëüíîì òèïå êîðû íà øåëüôå, âûÿâèë 17
â íèçàõ êîðû ñëîé ñ ãðàíè÷íîé ñêîðîñòüþ 7,0 êì/ñ è óñòàíîâèë áîëüøóþ ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ÷åõëà (Ïàâëåíêîâà, 1986).  1995 ã. àíàëîãè÷íûå ðåçóëüòàòû äàëî çîíäèðîâàíèå âäîëü ïðîôèëÿ 1-ÀÐ-95, ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþùåãî ñ ïðîôèëåì ÃÑÇ-76.  1982 ã. ÌÀÃÝ è ÀÍ ÑÑÑÐ áûë îòðàáîòàí ïðîôèëü ÃÑÇ-82 äëèíîé 500 êì îò î. Êîëãóåâ â íàïðàâëåíèè î. Ìåäâåæèé. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî íà ñåâåðíîé îêðàèíå Ïå÷îðñêîé ïëèòû çåìíàÿ êîðà èìååò ìîùíîñòü 40 êì è áîëåå, à â Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå ìîùíîñòü íèæíåãî ýòàæà êîðû ïîíèæåíà, òîãäà êàê îñàäî÷íûé ÷åõîë äîñòèãàåò 20 êì.  1974–1983 ãã. â þæíîé è öåíòðàëüíîé ÷àñòÿõ Áàðåíöåâà ìîðÿ ÍÏÎ «Ñåâìîðãåî» è ÂÍÏÎ «Ñîþçìîðãåî» îòðàáîòàí ðÿä ïðîôèëåé ÌÏ ñ íåâçðûâíûìè èñòî÷íèêàìè âîçáóæäåíèÿ. Ñèãíàëû ïðèíèìàëèñü ãèäðîôîíàìè, à â êà÷åñòâå ðåãèñòðàòîðîâ èñïîëüçîâàëèñü îäíîêàíàëüíûå ñòàíöèè. Ðàññòîÿíèå ìåæäó îòäåëüíûìè çîíäèðîâàíèÿìè ñîñòàâëÿëî 10–40 êì, à ìåæäó âîçáóæäåíèÿìè 200–400 ì, äëèíà ãîäîãðàôîâ äî 100 êì.  ðåçóëüòàòå ðàáîò ïðîñëåæåíû ïðåëîìëÿþùèå ãðàíèöû â îñàäî÷íîì ÷åõëå è ïîâåðõíîñòü ôóíäàìåíòà äî ãëóáèí 8–10 êì. ÔÃÓÏ «Ñåâìîðíåôòåãåîôèçèêà» çà ïîñëåäíèå 20 ëåò îòðàáîòàëà íà Áàðåíöåâî-Êàðñêîì øåëüôå ñâûøå 350 òûñ. êì ñåéñìîðàçâåäî÷íûõ ïðîôèëåé è îêîëî 600 êì2 ñúåìêè 3D. Ðàáîòû ïðîâîäèëèñü ñïåöèàëèçèðîâàííûìè ñóäàìè, îñíàùåííûìè ñîâðåìåííûìè íàâèãàöèîííî-ãåîôèçè÷åñêèìè êîìïëåêñàìè. Âûÿâëåíû 178 ïåðñïåêòèâíûõ íà íåôòü è ãàç ñòðóêòóð, èç íèõ 34 ïîäãîòîâëåíû ê ãëóáîêîìó ïîèñêîâî-ðàçâåäî÷íîìó áóðåíèþ. Èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ ìåòîäîì îòðàæåííûõ âîëí â òåõíîëîãèè øèðîêîóãîëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ØÃÑÏ) âûïîëíåíî â 1991–1995 ãã. ÌÀÃÝ, ÏÌÃÐÝ, ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ. Ïî èòîãàì ðàáîò áûëè ïîñòðîåíû ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû, íà êîòîðûõ «áëèæíÿÿ» è «äàëüíÿÿ» çîíû îáúåäèíåíû â åäèíîå âîëíîâîå ïîëå. Îñàäî÷íûé ÷åõîë èçó÷åí äî ãëóáèíû 17 êì, îòñëåæåíû âàðèàöèè ìîùíîñòè çåìíîé êîðû íà øåëüôå, îïðåäåëåíà ñòðóêòóðà âåðõíåé ìàíòèè íà ãëóáèíàõ 30–45 êì.  1994–1995 ãã. â ñåâåðíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ÏÌÃÐÝ áûëî âûïîëíåíî 7 ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëåé ÌΠÎÃÒ è 18 çîíäèðîâàíèé ÊÌÏÂ. Ïðîôèëè ïðîøëè âêðåñò è âäîëü æåëîáîâ Ôðàíö-Âèêòîðèÿ è Ñâåòîé Àííû è ïåðåñåêëè ñòðóêòóðû þæíåå ÇÔÈ. Ãðàâèìåòðè÷åñêèå ðàáîòû  ïîëîñå ãåîòðàâåðñà 2-ÀÐ øèðèíîé 200 êì â 1981–1986 ãã. ÍÏÎ «Ñåâìîðãåî» âûïîëíåíà íàáîðòíàÿ ãðàâèìåòðè÷åñêàÿ ñúåìêà 2 êëàññà ïî ïðîãðàììå ÌÃÑ (Ìèðîâàÿ ãðàâèìåòðè÷åñêàÿ ñúåìêà). Ðàáîòû ïðîâîäèëèñü ïî ñåòè ïðîôèëåé ÷åðåç 10–20 êì ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó ïóíêòàìè íàáëþäåíèÿ 3–4 êì. Èçìåðåíèÿ âåëèñü ïðè ïîìîùè ãðàâèìåòðîâ ÃÌÍ-Ê, îøèáêà èçìåðåíèé íå ïðåâûøàëà 2 ìÃàë. Ïëàíîâàÿ ïðèâÿçêà îñóùåñòâëÿëàñü ïî ñïóòíèêîâûì íàâèãàöèîííûì ñèñòåìàì «Òðàíçèò» è «Öèêàäà», ÐÍÑ «Ìàðñ-75», ÐÃÑ «Ïîèñê» (ïîãðåøíîñòü ïðèâÿçêè îò 125 äî 400 ì). Ïî ðåçóëüòàòàì ñúåìêè íà áîëüøóþ ÷àñòü Áàðåíöåâà è Êàðñêîãî ìîðåé áûëè ñîñòàâëåíû ñâîäíûå ãðàâèìåòðè÷åñêèå êàðòû â ðåäóêöèÿõ Áóãå è «â ñâîáîäíîì âîçäóõå» ìáà 1 : 1000 000. Ìàãíèòîìåòðè÷åñêèå ðàáîòû Ïîëîñà â 200 ìèëü âäîëü ãåîòðàâåðñà 2-ÀÐ ïîêðûòà àýðîìàãíèòíîé ñúåìêîé ÍÈÈÃÀ è ÍÏÎ «Ñåâìîðãåî» â 1962–1976 ãã. â ì-áå 1 : 200 000 (Íîâàÿ Çåìëÿ), 1 : 500 000 è 1 : 1000 000 (ñåâåðíàÿ ÷àñòü àêâàòîðèè Áàðåíöåâà ìîðÿ). Äëÿ èçìåðåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ èñïîëüçîâàëèñü ôåððîçîíäîâûå àýðîìàãíèòîìåòðû ÀÌÌ-13 è ïðîòîííûå ìàãíèòîìåòðû ÏÏÌ, ÀÌÏ-7. Èçìåðåíèÿ â àêâàòîðèè ïðîâîäèëèñü íà ïîñòîÿííîé áàðîìåòðè÷åñêîé âûñîòå 300 ì ïðè ïîìîùè ñàìîëåòîâ Èë-14 è Ëè-2. Ðàññòîÿíèå ìåæäó ïðîôèëÿìè ñîñòàâëÿëî 5 è 10 êì. Äëÿ ïëàíîâîé ïðèâÿçêè èñïîëüçîâàëàñü ðàäèîãåîäåçè÷åñêàÿ ñèñòåìà «ÏÎÈÑÊ-Ñ» è «ÏÎÈÑÊ-Ä». Ïîãðåøíîñòè àýðîìàãíèòíîé ñúåìêè íå ïðåâûøàëè 11–14 íÒë, ïëàíîâîé ïðèâÿçêè – 500–800 ì. Ñúåìêà Íîâîé Çåìëè âûïîëíÿëàñü ñ «îáòåêàíèåì» ãåíåðàëüíûõ ôîðì ðåëüåôà, ôîòîïðèâÿçêîé è ðàäèîãåîäåçèåé. Ðåçóëüòàòû ñúåìîê áûëè îáîáùåíû è îòîáðàæåíû íà êàðòàõ àíîìàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ÑÑÑÐ ì-áà 1 : 2 500 000 è Ðîññèè ì-áà 1 : 5000 000.  1993–1998 ãã. Ñ ÷àñòü ïëîùàäè â Êàðñêîì ìîðå è íà ÇÔÈ ïîêðûòà âûñîêîòî÷íîé àýðîìàãíèòíîé ñúåìêîé ñ ïðèìåíåíèåì êâàíòîâûõ àýðîìàãíèòîìåòðîâ ÀÊÌ-1 ñî ñðåäíåêâàäðàòè÷íîé ïîãðåøíîñòüþ ñúåìêè 1–3 íÒë ïðè îøèáêàõ ïëàíîâîé ïðèâÿçêè ïî GPS â äåñÿòêè ìåòðîâ. Ïî ýòèì äàííûì ñîñòàâëåíà ñâîäíàÿ êàðòà àíîìàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ì-áà 1 : 1000 000. 18
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
Êîëüñêèé ï-îâ ïîêðûò àýðîìàãíèòíûìè ñúåìêàìè ì-áà 1 : 50 000–1 : 25 000 ñ ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèé â ïðåäåëàõ 2–5 íÒë, ïî èòîãàì êîòîðûõ èçäàíû ñâîäíûå êàðòû ì-áà 1 : 200 000.  òå÷åíèå ïîñëåäíèõ ëåò â Áàðåíöåâîì ìîðå ÌÀÃÝ âûïîëíÿëèñü ãèäðîìàãíèòíûå ïëîùàäíûå è ïðîôèëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîïóòíî ñ ãðàâèìåòðèåé è ñåéñìîàêóñòè÷åñêèì ïðîôèëèðîâàíèåì. Èñïîëüçîâàëèñü ìàãíèòîìåòðû ÀÏÌ-3 è «Ñåâåð» ñ ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèé íå âûøå 20 ãàìì. Êîìïëåêñíûå ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà îïîðíûõ ïðîôèëÿõ  1995–2000 ãã. ÃÍÏÏ «Ñåâìîðãåî» ñ ïðèìåíåíèåì íîâåéøèõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ è ñïîñîáîâ îáðàáîòêè äàííûõ áûë îòðàáîòàí þæíûé ó÷àñòîê ãåîòðàâåðñà 1-ÀÐ-95 äëèíîé 700 êì. Ðàáîòû ÃÑÇ ïðîâîäèëèñü ïî ïëîòíîé ñåòè íàáëþäåíèé: âçðûâíîé èíòåðâàë 250 ì, øàã ìåæäó ðåãèñòðèðóþùèìè ñòàíöèÿìè 5–10 êì â òðàíçèòíîé çîíå ñóøà-ìîðå (äî 150 êì îò áåðåãà) è 20 êì íà îñíîâíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ (íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ – 40 êì).  2000–2002 ãã. èññëåäîâàíèÿ áûëè âûïîëíåíû ÃÑÇ â ñåâåðíîé ÷àñòè ãåîòðàâåðñà, à òàêæå îòðàáîòàí ñóáøèðîòíûé îïîðíûé ïðîôèëü 2-ÀÐ. Ìàòåðèàëû ýòèõ èññëåäîâàíèé ïîñëóæèëè îñíîâíîé áàçîé ïðè ñîçäàíèè îáîáùåííîé ìîäåëè ãëóáèííîãî ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà, ïðåäñòàâëåííîé â íàñòîÿùåé ðàáîòå. Îïîðíûé ïðîôèëü 1-ÀÐ áûë îòðàáîòàí â êîíöå 1990-õ ãã., è åãî ðåçóëüòàòû îñâåùåíû â ðÿäå ïóáëèêàöèé (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998). Ñëåäóþùèé îïîðíûé ïðîôèëü 2-ÀÐ îñâåòèë ñòðîåíèå öåíòðàëüíîé îáëàñòè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîé êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû, âêëþ÷àÿ òðè åå ãëàâíûõ ñòðóêòóðû – Áàðåíöåâñêóþ øåëüôîâóþ ïëèòó, Þæíî-Êàðñêóþ ñèíåêëèçó ÇàïàäíîÑèáèðñêîé ïëèòû è ðàçäåëÿþùóþ èõ Íîâîçåìåëüñêóþ ãðÿäó.  2002–2004 ãã. ïðîâîäèëèñü ðàáîòû íà ïðîôèëå 3-ÀÐ (Áåëîå ìîðå – Ñåâåðíàÿ Çåìëÿ) (ðèñ. 1.2). 1.2. ÐÀÉÎÍÈÐÎÂÀÍÈÅ ÀÍÎÌÀËÜÍÛÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÎËÅÉ Ðàéîíèðîâàíèå ïîòåíöèàëüíûõ ïîëåé ñëóæèò îñíîâîé ïðè âûäåëåíèè òåêòîíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, êàê â ôóíäàìåíòå, òàê è â âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû. Ñ ýòîé öåëüþ áûëè ïðîàíàëèçèðîâàíû âñå èìåþùèåñÿ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ãðàâèìåòðè÷åñêèå êàðòû ì-áà 1 : 2 500 000, 1: 1000 000 îòå÷åñòâåííûõ è çàðóáåæíûõ èññëåäîâàòåëåé, à òàêæå ïàêåò êîìïüþòåðíûõ êàðò ðàçëè÷íûõ òðàíñôîðìàöèé àíîìàëèé ñèëû òÿæåñòè â ðåäóêöèè â ñâîáîäíîì âîçäóõå, ñîñòàâëåííûõ â ðåçóëüòàòå ñîâìåñòíûõ ðàáîò ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ ñ ôèðìîé ESSO Ex. Inc. (ÑØÀ) ïî òåìå «Ãåîëîãèÿ Ðîññèéñêèõ Àðêòè÷åñêèõ øåëüôîâûõ ìîðåé», 1996 ã. Áàçîâûìè ìàãíèòîìåòðè÷åñêèìè ìàòåðèàëàìè ïîñëóæèëè: êàðòà àíîìàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà, ì-áà 1: 2 500 000, 1987; Magnetisk anomalikart Norge ì-á 1 : 3000 000, 1997; à òàêæå íîâûå ìàòåðèàëû àýðîãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ïðîâåäåííûõ ÏÌÃÐÝ â 1993, 1998–2000 ãã. â ðàéîíå àðõèïåëàãà Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà è â ñåâåðíîé ÷àñòè Êàðñêîãî øåëüôà. Ðàéîíèðîâàíèå ïîòåíöèàëüíûõ ïîëåé ïðîâîäèëîñü ñ öåëüþ âûäåëåíèÿ îáëàñòåé è çîí ñî ñòàöèîíàðíûìè ñâîéñòâàìè ïðîñòðàíñòâåííîé ñòðóêòóðû ïîëÿ ïî àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûì ïàðàìåòðàì è ïî íàïðàâëåíèþ ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ àíîìàëüíîãî ïîëÿ. Àíîìàëüíîå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå Èçó÷åíèå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà (ðèñ. 1.3) ïîêàçàëî, ÷òî íàáëþäàåìûå àíîìàëèè â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ îòðàæàþò ñóììàðíûé ýôôåêò îò òðåõ îñíîâíûõ ãðàíèö ðàçäåëà â çåìíîé êîðå – ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à, ðåëüåôà ôóíäàìåíòà è ïëîòíîñòíûõ íåîäíîðîäíîñòåé â îñàäî÷íîì ñëîå. Ðàçäåëèòü ýòè ýôôåêòû â êàêîé-òî ìåðå ïîçâîëÿþò ðàçëè÷íûå òðàíñôîðìàöèè èñõîäíîãî àíîìàëüíîãî ïîëÿ – âûäåëåíèå ëîêàëüíûõ è ðåãèîíàëüíûõ àíîìàëèé, âû÷èñëåíèå ãîðèçîíòàëüíîãî è âåðòèêàëüíîãî ãðàäèåíòîâ è äðóãèå, êîòîðûå â ñîâîêóïíîñòè ïðèáëèæàþò íàñ ê óñòàíîâëåíèþ ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûõ ñâÿçåé îñíîâíûõ, óêàçàííûõ âûøå ãåîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ ñ òðàíñôîðìàíòàìè ïîëÿ. Êðîìå òîãî, âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü ïîêàçàëè ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ïðîñòðàíñòâåííîé ñòðóêòóðû ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ ïîëÿ ñèëû òÿæåñòè.  êîíå÷íîì ñ÷åòå, èìåííî ýòîò ïðèçíàê ïîëÿ îêàçàëñÿ íàèáîëåå èíôîðìàòèâíûì ïðè òåêòîíè÷åñêîì ðàéîíèðîâàíèè ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ è âûäåëåíèè â íåì îáëàñòåé ñ ðàçëè÷íîé èñòîðèåé ãåîäèíàìè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ.  èòîãå íà ðàññìàòðèâàåìîé ÷àñòè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà, îõâàòûâàþùåãî Áàðåíöåâñêèé è Êàðñêèé øåëüôû 19
è ðàçäåëÿþùóþ èõ Íîâîçåìåëüñêóþ ãðÿäó, áûëè îáîñîáëåíû ñåìü îáëàñòåé, îòëè÷àþùèõñÿ ïðåîáëàäàþùèì íàïðàâëåíèåì ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ ñòðóêòóðû àíîìàëüíîãî ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ (ÀÃÏ), êîòîðûå â ñâîþ î÷åðåäü ðàçäåëèëèñü íà ðÿä ðàéîíîâ è çîí ñ ðàçëè÷íûì óðîâíåì ÀÃÏ. Öåíòðàëüíóþ ÷àñòü ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà çàíèìàåò îáøèðíàÿ Áàðåíöåâî-Êàðñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, êîòîðàÿ ïðîñòèðàåòñÿ ïî÷òè îò øèðîòû 70° äî êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà.  ïðåäåëàõ ýòîé îáøèðíîé îáëàñòè íàáëþäàþòñÿ ëèíåéíûå ñòðóêòóðû ÀÃÏ ðàçëè÷íîé îðèåíòèðîâêè, íî ñðåäè íèõ ëåãêî çàìåòèòü ïðåîáëàäàþùèå ñòðóêòóðû ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ. Ýòà îáëàñòü õàðàêòåðèçóåòñÿ â öåëîì ñðàâíèòåëüíî íèçêèìè çíà÷åíèÿìè ãîðèçîíòàëüíûõ ãðàäèåíòîâ àíîìàëèé, êîòîðûå, êàê ïðàâèëî, íå ïðåâûøàþò 0,5 ìãë/êì. Òàêîå ïîâåäåíèå ôóíêöèè ãîðèçîíòàëüíîãî ãðàäèåíòà ÀÃÏ ìîæåò áûòü èñòîëêîâàíî êàê ñâèäåòåëüñòâî îäíîðîäíîñòè ñòðîåíèÿ ñàìîé âåðõíåé (þðñêî-ìåëîâîé) ÷àñòè îñàäî÷íîãî ðàçðåçà íà âñåì ïðîñòðàíñòâå Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà. È òîëüêî â êðàåâîé, âîñòî÷íîé ÷àñòè äàííîé îáëàñòè ïî ìåðå âîçäûìàíèÿ ïîâåðõíîñòè ñêëàä÷àòîãî ôóíäàìåíòà è ñîîòâåòñòâåííî ñîêðàùåíèÿ ìîùíîñòè îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé ïëèòíîãî êîìïëåêñà, çíà÷åíèÿ ãîðèçîíòàëüíîãî ãðàäèåíòà àíîìàëèé ÀÃÏ ïîâûøàþòñÿ è äîñòèãàþò 0,75 ìãë/êì. Ïðè âñåé îäíîòèïíîñòè ÀÃÏ ýòîé àíîìàëüíîé îáëàñòè, åå ãëóáèííîå ñòðîåíèå íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ îäíîðîäíûì. Ýòî íàãëÿäíî âûðàæàåòñÿ â òîì, ÷òî íà þãå îáëàñòè, ãäå ôóíäàìåíò ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíàõ 18–20 êì, çîíàì ãëóáîêîãî åãî ïîëîæåíèÿ ñîîòâåòñòâóþò ïîëîæèòåëüíûå àíîìàëèè â ñâîáîäíîì âîçäóõå èíòåíñèâíîñòüþ äî 20 ìãë, à íà ñåâåðî-âîñòîêå òàêèì æå âïàäèíàì îòâå÷àþò ìèíèìóìû äî 30 ìãë. Îòìå÷åííûå îñîáåííîñòè ñîîòíîøåíèÿ ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð è õàðàêòåðà àíîìàëèé ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê îòðàæåíèå ãëóáèííûõ ðàçëè÷èé ñòðóêòóðû êîðû ýòèõ ïðîãèáîâ, êîòîðûå, íåñìîòðÿ íà âíåøíåå ñõîäñòâî ñôîðìèðîâàâøèõ èõ ïðîöåññîâ ðèôòîãåíåçà, îáíàðóæèâàþò ðàçëè÷íóþ ñòåïåíü ðèôòîãåííîé äåñòðóêöèè êîðû.  þãî-çàïàäíîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ îáîñîáëÿåòñÿ âòîðàÿ êðóïíàÿ îáëàñòü ÀÃÏ – Íîðäêàïñêàÿ, êîòîðàÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ óñòîé÷èâûì ñåâåðî-âîñòî÷íûì íàïðàâëåíèåì ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ ñòðóêòóðû ÀÃÏ. Ýòà îñîáåííîñòü àíîìàëèé äàííîé îáëàñòè ñâÿçûâàåòñÿ ñ êóìóëÿòèâíûì ýôôåêòîì äâóõ ýïîõ ðåãìàãåíåçà, â çíà÷èòåëüíîé ìåðå íàñëåäóþùèõ äðóã äðóãà – ïîçäíåïàëåîçîéñêîãî è ìåçîçîéñêîãî. Õàðàêòåðíîé ÷åðòîé ÀÃÏ Íîðäêàïñêîé îáëàñòè, îòëè÷àþùåé åå îò âñåõ îñòàëüíûõ îáëàñòåé ðåãèîíà, ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå ñåðèè ëîêàëüíûõ îòðèöàòåëüíûõ àíîìàëèé, îáóñëîâëåííûõ ñîëÿíûìè äèàïèðàìè. Îäèí èç ðàéîíîâ ðàçâèòèÿ äèàïèðîâ, ðàñïîëîæåííûé â ðîññèéñêîì ñåêòîðå ìîðÿ è èññëåäîâàííûé íàìè ðàíåå (Âåðáà, 1984), ñâÿçàí, ñóäÿ ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì, ñ ïîÿâëåíèåì â ðàçðåçå ãàëîãåííîé òîëùè ïåðìñêîãî âîçðàñòà. Ê ñåâåðó îò ðàññìîòðåííîé îáëàñòè ÀÃÏ ðàñïîëàãàåòñÿ Ñâàëüáàðäñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ êîòîðîé ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå ÿñíî âûðàæåííîé äîìèíàíòû â ðàñïðåäåëåíèè ðàçíîîðèåíòèðîâàííûõ àíîìàëèé. Íà ñåâåðî-çàïàäå îáëàñòè ïðåîáëàäàþò àíîìàëèè ñåâåðî-çàïàäíîé îðèåíòàöèè, âîñòî÷íàÿ åå ÷àñòü õàðàêòåðèçóåòñÿ ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íûìè ïðîñòèðàíèÿìè, à íà þãå áîëåå çàìåòíû àíîìàëèè ñåâåðî-âîñòî÷íîãî íàïðàâëåíèÿ. Íàáëþäàåìûå íà áîëüøåé ÷àñòè îáëàñòè êîíòðàñòíûå àíîìàëèè ïîëîæèòåëüíîãî è îòðèöàòåëüíîãî çíàêîâ îòðàæàþò äëèòåëüíóþ èñòîðèþ ôîðìèðîâàíèÿ ñëîæíîé òåêòîíè÷åñêîé ñòðóêòóðû ýòîé îáëàñòè.  åå ïðåäåëàõ èññëåäîâàòåëè ðàçëè÷àþò äèñëîêàöèè áàéêàëüñêîãî, êàëåäîíñêîãî è àëüïèéñêîãî òåêòîíè÷åñêèõ öèêëîâ, ïðè÷åì ïðîñòèðàíèå âîçíèêàþùèõ ïðè ýòîì ïëîòíîñòíûõ íåîäíîðîäíîñòåé ëèøü èíîãäà íàñëåäóåò îðèåíòàöèþ ðàíåå ñóùåñòâîâàâøèõ. Íà ïðîòèâîïîëîæíîé îêðàèíå ðåãèîíà âûäåëÿåòñÿ Ïå÷îðñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, êîòîðîé â öåëîì ïðèñóùè àíàëîãè÷íûå ÷åðòû, ñ òåì îòëè÷èåì, ÷òî äîìèíèðóþùåå íà âñåé ïëîùàäè ýòîé îáëàñòè ïðîñòèðàíèå àíîìàëèé çäåñü óñòàíàâëèâàåòñÿ áåç òðóäà. Èì ÿâëÿåòñÿ ñåâåðî-çàïàäíîå, îáóñëîâëåííîå ïðîÿâëåíèåì áàéêàëüñêîãî òåêòîãåíåçà. Âñå ïîñëåäóþùèå òåêòîíè÷åñêèå äâèæåíèÿ íå ïðèâåëè â ïðåäåëàõ ýòîé îáëàñòè ê ïîÿâëåíèþ íåîäíîðîäíîñòåé, êîòîðûå ìîãëè áû ñðàâíèòüñÿ ïî èíòåíñèâíîñòè ñ àíîìàëèÿìè, ñîçäàâàåìûìè áàéêàëüñêèìè ñòðóêòóðàìè. ×åðåäîâàíèå êîíòðàñòíûõ ëèíåéíûõ àíîìàëèé êàê ïîëîæèòåëüíûõ, òàê è îòðèöàòåëüíûõ óñèëèâàåò ñõîäñòâî ýòîé îáëàñòè ñ ðàññìîòðåííîé âûøå Ñâàëüáàðäñêîé îáëàñòüþ, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ îäíîòèïíîñòüþ èõ òåêòîíè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ïàëåîçîÿ è çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ìåçîçîÿ. Íà âîñòîêå Ïå÷îðñêàÿ îáëàñòü ñîñåäñòâóåò, îòäåëÿÿñü óçêîé ïîëîñîé Íîâîçåìåëüñêèõ àíîìàëèé, ñ Þæíî-Êàðñêîé àíîìàëüíîé îáëàñòüþ. Íàðÿäó ñ ñåâåðî-çàïàäíûìè íàïðàâëåíèÿìè ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ ÀÃÏ â íåé îò÷åòëèâî ïðîÿâëÿþòñÿ ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íûå, êîòîðûå â 20
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
ñîâîêóïíîñòè ñîçäàþò õàðàêòåðíûé ðåøåò÷àòûé ðèñóíîê àíîìàëèé, îòðàæàþùèõ ðåçóëüòàòû äâóõ îñíîâíûõ òåêòîíè÷åñêèõ ñîáûòèé, èìåâøèõ ìåñòî â ôàíåðîçîéñêîé èñòîðèè ýòîãî øåëüôà. Îäíî èç íèõ – ñåâåðî-çàïàäíîå – ñâÿçûâàåòñÿ âïðî÷åì óñëîâíî, ñ áàéêàëüñêèì òåêòîãåíåçîì, à âòîðîå – áåç áîëüøèõ ñîìíåíèé – ñ êèììåðèéñêèì ãåîäèíàìè÷åñêèì öèêëîì.  îòëè÷èå îò Ïå÷îðñêîé, ãäå áàéêàëüñêèå ñòðóêòóðû ïðîÿâèëèñü èíòåíñèâíûìè àíîìàëèÿìè, íà Êàðñêîì øåëüôå îíè âûçûâàþò ìåíåå êîíòðàñòíûå ñòðóêòóðû àíîìàëüíîãî ïîëÿ, ÷òî ñâÿçûâàåòñÿ ñ äâóìÿ ôàêòîðàìè – áîëåå ãëóáîêèì çàëåãàíèåì è ìåíåå æåñòêèì ãåîäèíàìè÷åñêèì ðåæèìîì. Íà âîñòîêå Þæíî-Êàðñêîé îáëàñòè îò÷åòëèâî îáîñîáëÿåòñÿ ñèñòåìà óçêèõ, ëèíåéíûõ çîí ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîé îðèåíòèðîâêè, êîòîðûå ìàðêèðóþò ñîáîé ïîëîñó ðåãèîíàëüíûõ äèçúþíêòèâíûõ íàðóøåíèé, ïðîñëåæèâàåìûõ îò áåðåãîâ ï-îâà ßìàë äî î-âîâ Óøàêîâà è Øìèäòà. Íà ñåâåðå è âîñòîêå Þæíî-Êàðñêàÿ ñèíåêëèçà ãðàíè÷èò ñ çîíàìè ðàçâèòèÿ ñóáøèðîòíûõ äåôîðìàöèé, õîðîøî âûðàæåííûõ â ëèíåéíûõ ñòðóêòóðàõ ÀÃÏ. Ñåâåðî-Êàðñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, îõâàòûâàþùàÿ âñå ïðîñòðàíñòâî øåëüôà ê ñåâåðó îò Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà, õàðàêòåðèçóåòñÿ âåñüìà ïåñòðîé êàðòèíîé ðàñïðåäåëåíèÿ àíîìàëèé. Íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ, â òîì ÷èñëå íà óïîìÿíóòîé çîíå ñî÷ëåíåíèÿ ñ Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçîé, ìîæíî âèäåòü ñèñòåìû ëèíåéíîé «îðãàíèçîâàííîñòè» àíîìàëèé, íî çà ïðåäåëàìè òàêèõ çîí çàêîíîìåðíàÿ îðèåíòàöèÿ àíîìàëèé îòñóòñòâóåò.  ãåîäèíàìè÷åñêîì îòíîøåíèè ýòà îáëàñòü âîñïðèíèìàåòñÿ êàê ÿäðî äðåâíåé ïëàòôîðìåííîé ñòðóêòóðû, îêðóæåííîé áîëåå ìîëîäûìè ãåîäèíàìè÷åñêèìè ñèñòåìàìè. Íàáëþäàåìûå â åå ïðåäåëàõ ëîêàëüíûå ìèíèìóìû ïîëÿ ñèëû òÿæåñòè âåëè÷èíîé äî –30 ìãë âûçâàíû ãëóáîêèì ïîãðóæåíèåì ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà, ïåðåêðûòîãî ïîêðîâíûìè êîìïëåêñàìè ìîùíîñòüþ äî 14–16 êì, à òàêèå æå ëîêàëüíûå àíîìàëèè ïîëîæèòåëüíîãî çíàêà âåëè÷èíîé äî +30 ìãë îòðàæàþò âûñòóïû ôóíäàìåíòà, íà êîòîðûõ ìîùíîñòü ïîêðîâíûé îáðàçîâàíèé íå ïðåâûøàåò 2 êì. Îäèí èç òàêèõ âûñòóïîâ ðàñïîëàãàåòñÿ â ðàéîíå î-âîâ Âèçå – Óøàêîâà. Ïîñëåäíÿÿ ïî ñ÷åòó Ñåâåðîçåìåëüñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü çàíèìàåò âîñòî÷íóþ ÷àñòü Êàðñêîãî ìîðÿ, ïðèëåãàþùóþ ê îäíîèìåííîìó àðõèïåëàãó. Ýòîé îáëàñòè ñâîéñòâåííû óçêèå àíîìàëüíûå çîíû, èçîãíóòûå â ïëàíå. Èõ ïðîñòèðàíèå ìåíÿåòñÿ îò âîñòîê-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî äî ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî, îòðàæàÿ ñïåöèôèêó ïðîÿâëåíèÿ ðàííåìåçîçîéñêîãî (òðèàñîâîãî) òåêòîãåíåçà. Ãðàíèöà êîíòèíåíòàëüíîé è îêåàíè÷åñêîé êîðû â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå îáû÷íî ïðîÿâëÿåòñÿ â âèäå ñèñòåìû èçîëèðîâàííûõ ëîêàëüíûõ ìàêñèìóìîâ Äg, îêàéìëÿþùèõ Áàðåíöåâî-Êàðñêóþ êîíòèíåíòàëüíóþ îêðàèíó íà âñåì åå ïðîòÿæåíèè. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿåò ðàéîí ñåâåðíîé îêðàèíû ÇÔÈ, ãäå ìåæäó ìåðèäèàíàìè 50° è 60° â.ä. íà ãëóáèíàõ 3000–3 500 ì íàáëþäàåòñÿ ëîêàëüíûé ìèíèìóì ïîëÿ ñèëû òÿæåñòè âåëè÷èíîé äî –40 ìãë. Ïðèóðî÷åííîñòü ýòîé âûðàçèòåëüíîé îòðèöàòåëüíîé àíîìàëèè ê ïåðèîêåàíè÷åñêîìó ïðîãèáó, âûïîëíåííîìó ìîëîäûì (êàéíîçîéñêèì) êîìïëåêñîì îñàäî÷íûõ ïîðîä ìîùíîñòüþ äî 6 êì è ãåîòåêòîíè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ ýòîãî ïðîãèáà â çîíå ïðåäñïðåäèíãîâîãî ðèôòîãåíåçà (ñòàäèè áðåéê-àï), ïîçâîëÿåò ñâÿçûâàòü ïîÿâëåíèå ýòîé àíîìàëèè ñ ñèíðèôòîâûì ãàëîãåíåçîì, âåñüìà õàðàêòåðíûì äëÿ ïåðèôåðè÷åñêèõ îáëàñòåé ïðàêòè÷åñêè âñåõ ñîâðåìåííûõ îêåàíè÷åñêèõ áàññåéíîâ. Àíîìàëüíîå ìàãíèòíîå ïîëå Ìàãíèòíîå ïîëå Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà (ðèñ. 1.4) îòëè÷àåòñÿ åùå áîëåå âûñîêîé ñòåïåíüþ èçìåí÷èâîñòè àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê è îðèåíòàöèè ëèíåéíûõ ýëåìåíòîâ, ÷åì ýòî áûëî îòìå÷åíî âûøå äëÿ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ. Ýòà îñîáåííîñòü íàáëþäàåìîãî ÀÌÏ îáóñëîâëåíà íåîäíîêðàòíûì ïðîÿâëåíèåì ìàãìàòèçìà, ðàçíîîáðàçèåì óñëîâèé çàëåãàíèÿ ìàãíèòîàêòèâíûõ òåë è çíà÷èòåëüíûìè êîëåáàíèÿìè çíà÷åíèé ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ïîðîä ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà, ÷òî â ñîâîêóïíîñòè ïðèâåëî ê ôîðìèðîâàíèþ ñëîæíîãî â ãåîìàãíèòíîì îòíîøåíèè ðàçðåçà çåìíîé êîðû. Ïî ñî÷åòàíèþ ïðèçíàêîâ â ïðåäåëàõ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà îáîñîáëÿþòñÿ íåñêîëüêî çîí è îáëàñòåé ÀÌÏ, îáëàäàþùèõ îòíîñèòåëüíî ñòàöèîíàðíûìè ÷àñòîòíî-àìïëèòóäíûìè ñâîéñòâàìè. Íà ñàìîì þãå ðåãèîíà âûäåëåíà Êîëüñêàÿ àíîìàëüíàÿ çîíà, õàðàêòåðèçóåìàÿ íàáîðîì âûñîêîèíòåíñèâíûõ ëèíåéíûõ è àðåàëüíûõ àíîìàëèé ïîëîæèòåëüíîãî è îòðèöàòåëüíîãî çíàêîâ, êîòîðûå îòâå÷àþò êðóïíûì ñòðóêòóðàì ìåòàìîðôè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ñåâåðíåå ïîáåðåæüÿ Êîëüñêîãî ï-îâà íà øåëüôå ðàñïîëàãàåòñÿ óçêàÿ ëèíåéíàÿ Êîëüñêî-Êàíèíñêàÿ çîíà, êîòîðàÿ ïðîòÿãèâàåòñÿ îò ï-îâà Ðûáà÷èé äî ï-îâà Êàíèí è õàðàêòåðèçóåòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî îòðèöàòåëüíûìè çíà÷åíèÿìè ∆Òα. Íà ñóøå îíà ñîâïàäàåò ñ Òèìàíî21
Êàíèíñêîé ïîëîñîé ñêëàä÷àòûõ áàéêàëüñêèõ ñîîðóæåíèé, ñ êîòîðîé ñâÿçàí ãëóáîêèé ìèíèìóì ÀÌÏ àìïëèòóäîé äî 200 íÒë. Ñåâåðíûé êðàé ýòîãî ðåãèîíàëüíîãî ìèíèìóìà ∆Ò îñëîæíåí óçêèìè ëîêàëüíûìè èíòåíñèâíûìè ïîëîæèòåëüíûìè àíîìàëèÿìè èíòåíñèâíîñòüþ äî 500 íÒë, êîòîðûå òðàññèðóþòñÿ êàê íàçåìíûìè, òàê è ìîðñêèìè ðàáîòàìè.  ãåîëîãè÷åñêîì îòíîøåíèè ýòèì ëîêàëüíûì àíîìàëèÿì îòâå÷àþò äîëåðèòîâûå äàéêè äåâîíñêîãî âîçðàñòà, êîíòðîëèðóåìûå ðàçëîìàìè ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ, è ñîïóòñòâóþùèå èì çîíû ïèððîòèíîâîé è ìàãíåòèòîâîé ìèíåðàëèçàöèè (Îëîâÿíèøíèêîâ, 1998). Áîëüøóþ ÷àñòü Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà îõâàòûâàåò îáøèðíàÿ Áàðåíöåâñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, äëÿ êîòîðîé ñâîéñòâåííû â öåëîì íèçêèå çíà÷åíèÿ ÀÌÏ îò –100 äî 100 íÒë. Ýòà îáëàñòü çàíèìàåò ïðîñòðàíñòâî îò Êîëüñêî-Êàíèíñêîé çîíû íà þãå äî êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà íà ñåâåðå.  ýòîé îáëàñòè ñðåäè àíîìàëüíûõ çîí ðàçëè÷íîé îðèåíòàöèè ïðåîáëàäàþò àíîìàëèè ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ, êîòîðûå îòðàæàþò êðóïíåéøóþ òåêòîíè÷åñêóþ ñòðóêòóðó øåëüôà – Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêèé ìåãàïðîãèá. Êðîìå ýòèõ àíîìàëèé, íàèáîëåå îò÷åòëèâî ïðîÿâëÿþùèõñÿ íà ïåðèôåðèè ìåãàïðîãèáà, íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ïëîùàäè ýòîé àíîìàëüíîé îáëàñòè íàáëþäàþòñÿ ñëàáîèíòåíñèâíûå, íèçêîãðàäèåíòíûå àíîìàëèè ñåâåðî-çàïàäíîãî è ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ, îòðàæàþùèå íàëè÷èå èñòî÷íèêîâ ìàãíèòíûõ àíîìàëèé íà áîëüøîé ãëóáèíå. Íà ñàìîì ñåâåðå øåëüôà, â çàïàäíîé ÷àñòè àðõèïåëàãà Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà âûäåëÿåòñÿ çîíà âûñîêîèíòåíñèâíûõ, ìàãíèòíûõ àíîìàëèé ñåâåðî-çàïàäíîãî è ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèé. Îáùèå ÷åðòû ýòîé ñóïåðïîçèöèîííîé çîíû èìåþò îïðåäåëåííîå ñõîäñòâî ñ ÀÌÏ íàä êðàåâûìè âóëêàíè÷åñêèìè ïëàòî Âîðèíã è Âåñòáàêêåí, îáðàçîâàíèå êîòîðûõ èññëåäîâàòåëè ñâÿçûâàþò ñ ðàííèì ýòàïîì ðàñêðûòèÿ Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêîãî ãëóáîêîâîäíîãî áàññåéíà. Íåïîñðåäñòâåííî íà îñòðîâàõ àðõèïåëàãà è â èõ îêðåñòíîñòÿõ íà øåëüôå íàáëþäàþòñÿ ëîêàëüíûå èçîìåòðè÷åñêèå è óçêèå ëèíåéíûå àíîìàëèè, â áîëüøèíñòâå ñâîåì ñâÿçàííûå ñ òåëàìè äîëåðèòîâ è âóëêàíè÷åñêèõ ïîðîä è òîëüêî äëÿ âîñòî÷íîé ÷àñòè àðõèïåëàãà ÇÔÈ õàðàêòåðíû ñëàáîèíòåíñèâíûå, íèçêîãðàäèåíòíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè, ïîäîáíûå àíîìàëèÿì áîëüøåé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîé îáëàñòè. Íà ýòîì ïðèìåðå õîðîøî âèäíî, ÷òî â ìàãíèòíîì ïîëå îò÷åòëèâî ïðîÿâèëàñü ãåòåðîãåííîñòü ñòðóêòóðû îêðàèííîãî ïëàòî Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà. Îñîáîå ìåñòî â ðàññìàòðèâàåìîé àíîìàëüíîé îáëàñòè çàíèìàåò çîíà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêèõ ïîäíÿòèé, ãäå áîëåå ÿðêî ïðîÿâèëèñü èíòåíñèâíûå àíîìàëèè ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ, à àíîìàëèè ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íûõ ïðîñòèðàíèé èãðàþò ìåíåå çàìåòíóþ ðîëü. Ïî âíåøíåìó îáëèêó ÀÌÏ ýòîé çîíû ìàëî îòëè÷àþòñÿ îò ïîëÿ íàä øåëüôîì Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ.  ýòèõ ñòðóêòóðàõ ìîæíî ëåãêî ïðîñëåäèòü çîíû íàðóøåíèÿ ñòðóêòóðû ÀÌÏ, îðèåíòèðîâàííûå â ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, êîòîðûå êàê áû ñðåçàþò õàðàêòåðíûå äëÿ Ïå÷îðñêîãî øåëüôà èíòåíñèâíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè ñåâåðî-çàïàäíîé îðèåíòàöèè. Ïîñëåäíèå â îáîèõ ñëó÷àÿõ ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ äåâîíñêèìè àâëàêîãåíàìè – Äåíèñîâñêèì íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå è Äåìèäîâñêèì íà Öåíòðàëüíîé áàíêå Áàðåíöåâà ìîðÿ. Ïî ìåðå òðàññèðîâàíèÿ ýòèõ àíîìàëèé â ìîðèñòóþ ÷àñòü øåëüôà èõ àìïëèòóäà ïîñòåïåííî ïàäàåò, è òîëüêî â ðàéîíå Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêèõ ïîäíÿòèé èíòåíñèâíîñòü ìàãíèòíûõ àíîìàëèé ñíîâà âîññòàíàâëèâàåòñÿ. Íàáëþäàåìàÿ êàðòèíà ÀÌÏ, ïî íàøåìó ìíåíèþ, íàãëÿäíî èëëþñòðèðóåò ïðîöåññ äåñòðóêöèè çåìíîé êîðû, ñâÿçàííûé ñ îáðàçîâàíèåì ïîçäíåïàëåîçîéñêîé ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà. Ïðè åãî çàëîæåíèè áîëüøóþ ðîëü ñûãðàëè äâèæåíèÿ ïî ñåðèè ðàçëîìîâ ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî íàïðàâëåíèÿ, ïî êîòîðûì ïðîèçîøëî îáðóøåíèå áîðòîâ ìåãàïðîãèáà è îáîñîáëåíèå Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ â âèäå èçîëèðîâàííîãî áëîêà êîðû áàéêàëüñêîé ñòàáèëèçàöèè (òåððåéíà), ìàãíèòíîå ïîëå, íàä êîòîðûì íà ôîíå ñëåäîâ ìîëîäîãî íàëîæåííîãî ðèôòîãåííîãî ïðîöåññà ñîõðàíÿåò ÷åðòû áîëåå äðåâíèõ Ïå÷îðñêèõ ñòðóêòóð (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1988). Íà çàïàäíîì ïîáåðåæüå Áàðåíöåâà ìîðÿ, ïî äàííûì íîðâåæñêèõ èññëåäîâàòåëåé, óâåðåííî îêîíòóðèâàåòñÿ Øïèöáåðãåíñêî-Íîðäêàïñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü, ãäå ïîâñåìåñòíî êàðòèðóþòñÿ èíòåíñèâíûå ëîêàëüíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè, îáóñëîâëåííûå íàëè÷èåì èíòðóçèé äàéêîâîãî òèïà, è ïëîùàäíûå àíîìàëèè, ïîäîáíûå óïîìÿíóòûì àíîìàëèÿì çàïàäíîé ÷àñòè ÇÔÈ. Ïî âñåé âèäèìîñòè, îíè îòðàæàþò àêòèâíîñòü ñàìîãî ìîëîäîãî ýòàïà ìàãìàòèçìà, ñèíõðîííîãî ñ îáðàçîâàíèåì ãëóáîêîâîäíîãî Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêîãî áàññåéíà è âûçâàííîé ýòèì äåñòðóêöèåé çàïàäíîé îêðàèíû Áàðåíöåâî-Êàðñêîé êîíòèíåíòàëüíîé ïëèòû. Íà âîñòîêå Áàðåíöåâà ìîðÿ â êà÷åñòâå ñàìîñòîÿòåëüíîé Àäìèðàëòåéñêîé àíîìàëüíîé çîíû âûäåëÿåòñÿ óçêàÿ ëèíåéíàÿ ïîëîñà îòðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé ∆Òa, îðèåíòèðîâàííàÿ â ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè âäîëü Íîâîé Çåìëè îò 73° ñ. ø. äî 79° ñ. ø. è ïðîñòðàíñòâåííî ñîîòâåòñòâóþùàÿ Àäìèðàëòåéñêîìó âàëó. Êàê è Êîëüñêî-Êàíèíñêàÿ àíîìàëüíàÿ îáëàñòü 22
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
îòðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé ÀÌÏ, ýòà çîíà îòâå÷àåò ïîäíÿòèþ â ðåëüåôå ôóíäàìåíòà, ñëîæåííîãî íåìàãíèòíûìè ðèôåéñêèìè îáðàçîâàíèÿìè. Ïàðàëëåëüíî Àäìèðàëòåéñêîìó âàëó â ïðåäåëàõ Íîâîé Çåìëè âûäåëÿåòñÿ åùå îäíà ëèíåéíàÿ çîíà îòðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé ÀÌÏ, ïðîÿâëåííàÿ ìåíåå êîíòðàñòíî è ñîîòâåòñòâóþùàÿ Ñåâåðî-Íîâîçåìåëüñêîìó àíòèêëèíîðèþ (Êîðàãî è äð., 1992). Ìàãíèòíîå ïîëå Þæíî-Êàðñêîé àíîìàëüíîé îáëàñòè íåñåò â ñåáå, ñ îäíîé ñòîðîíû, õàðàêòåðíûå ÷åðòû Ïå÷îðñêîé ïëèòû (íà çàïàäå), à ñ äðóãîé ñòîðîíû (ïî ìåðå ïðîäâèæåíèÿ íà âîñòîê), ñòàíîâèòñÿ íåîòëè÷èìî îò ïîëÿ Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû. Êàê è â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå, ìàãíèòíûå àíîìàëèè ñîçäàþò çäåñü ðåøåò÷àòóþ ñòðóêòóðó ÀÌÏ, â êîòîðîé ìîæíî ðàçëè÷èòü àíîìàëèè äâóõ äîìèíèðóþùèõ íàïðàâëåíèé: ñåâåðî-çàïàäíîãî è ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîãî.  ðàéîíå óñòüÿ Åíèñåÿ, â ñòðóêòóðå ÀÌÏ êàðòèðóþòñÿ äâå îñíîâíûå çîíû íàðóøåíèÿ ñòðóêòóðû ïîëÿ ñóáìåðèäèîíàëüíîãî ïðîñòèðàíèÿ. Îíè «ñðåçàþò» øèðîòíûå àíîìàëèè ï-îâà Òàéìûð è äàëåå íà çàïàä çà íèìè Òàéìûðñêèå íàïðàâëåíèÿ â àíîìàëèÿõ íå íàáëþäàþòñÿ.  ðåçóëüòàòå ñîïîñòàâëåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ è àýðîìàãíèòíûõ ðàáîò, â ïåðâûå æå ãîäû ñèñòåìàòè÷åñêîãî èçó÷åíèÿ Êàðñêîãî øåëüôà áûëî çàìå÷åíî îáðàòíîå ñîîòíîøåíèå ìàãíèòíûõ àíîìàëèé è ñòðóêòóð îñàäî÷íîãî ÷åõëà: íàä âàëàìè è ïîäíÿòèÿìè îáû÷íî íàáëþäàþòñÿ îòðèöàòåëüíûå çíà÷åíèÿ, à ïðîãèáàì îòâå÷àþò ïîëîæèòåëüíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè. Ýòî ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ñâèäåòåëüñòâî ðèôòîãåííîé ïðèðîäû ïðîãèáîâ è ïðèñóòñòâèÿ ìàãìàòè÷åñêèõ îáðàçîâàíèé â ñîñòàâå ñèíðèôòîâûõ êîìïëåêñîâ. Íà âîñòîêå Êàðñêîãî øåëüôà â ðàéîíå î-âîâ àðõèïåëàãà Ñåâåðíàÿ Çåìëÿ âûäåëÿåòñÿ ñèñòåìà óçêèõ ïàðàëëåëüíûõ äðóã äðóãó ëèíåéíûõ àíîìàëüíûõ çîí ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé ∆Ò, îðèåíòèðîâàííûõ â ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, ôîðìèðóþùèìè Ñåâåðî-Çåìåëüñêóþ îáëàñòü ÀÌÏ. Ñîãëàñíî ðàñ÷åòàì ïàðàìåòðîâ íàìàãíè÷åííûõ òåë, èñòî÷íèêè ýòèõ àíîìàëèé, à èìåííî ñàìîé çàïàäíîé èç íèõ, çàëåãàþò î÷åíü ãëóáîêî â èíòåðâàëå ãëóáèí 9–10 êì. Âîïðîñ îá èõ ãåîëîãè÷åñêîé ïðèðîäå îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Íà ñåâåðå Êàðñêîãî øåëüôà, þãî-âîñòî÷íåå î-âîâ Âèçå è Óøàêîâà âûäåëÿåòñÿ ïëîùàäíàÿ èíòåíñèâíàÿ àíîìàëèÿ, áåç ÷åòêî âûðàæåííûõ ïðîñòèðàíèé. Íà çàïàäå îíà ãðàíè÷èò ñ òèïè÷íûì ñëàáîàíîìàëüíûì ïîëåì Áàðåíöåâñêîé îáëàñòè, íà âîñòîêå ñ ëèíåéíûìè àíîìàëèÿìè Ñåâåðî-Çåìåëüñêîé îáëàñòè, íà þãå îíà ñîñåäñòâóåò ñ Ñåâåðíûì ïîðîãîì, óçêîé ëèíåéíîé ñòðóêòóðîé â ðåëüåôå ôóíäàìåíòà. Ñõîäíûå àíîìàëèè íàáëþäàþòñÿ è íà ñàìîì ñåâåðíîì îêîí÷àíèè î. Íîâàÿ Çåìëÿ. Îïèðàÿñü íà ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå î ñòðîåíèè ðàçðåçà ýòîãî ðàéîíà, ìîæíî ñäåëàòü ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî öåíòðàëüíàÿ ÷àñòü ñåâåðà Êàðñêîãî øåëüôà ÿâëÿåòñÿ áëîêîì äðåâíèõ ïëàòôîðìåííûõ îáðàçîâàíèé, íå èñïûòàâøèì âëèÿíèé ìîëîäûõ ïðîöåññîâ äåñòðóêöèè êîðû. Ðàññìîòðåíèå âîïðîñà î ãåîëîãè÷åñêîé ïðèðîäå àíîìàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ çàïàäíîãî ñåêòîðà Àðêòèêè íå áûëî áû ðàñêðûòî ïîëíî, åñëè íå ïûòàòüñÿ õîòÿ áû ïðèáëèæåííî ðåøèòü çàäà÷ó – óñòàíîâèòü, ñ êàêèìè òåêòîíîìàãìàòè÷åñêèìè öèêëàìè ñâÿçàíî íàñûùåíèå ðàçðåçà ìàãíèòíûìè îáðàçîâàíèÿìè. Ïî äàííûì ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé çàïàäíîé ÷àñòè Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà óñòàíîâëåíî íåñêîëüêî ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ óðîâíåé ìàãìàòèçìà, áëèçêîãî ïî ñîñòàâó áàçèòîâûì òðàïïîâûì ôîðìàöèÿì, êîòîðûå ìîãóò áûòü èñòî÷íèêàìè ìàãíèòíûõ àíîìàëèé. Ñàìûé äðåâíèé îòíîñèòñÿ ê ðèôåþ, åãî ñâÿçûâàþò ñ ñîîòâåòñòâóþùèì ýòàïîì êîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà. Ìàãìàòè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ ýòîãî âîçðàñòà ïðèóðî÷åíû ê ñóáïàðàëëåëüíûì ñèñòåìàì ðàçëîìîâ ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ. Âòîðîé ñòðàòèãðàôè÷åñêèé óðîâåíü áàçèòîâîãî ìàãìàòèçìà óâÿçûâàåòñÿ ñ ðàçâèòèåì ñðåäíå-ïîçäíåïàëåîçîéñêèõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð â çàïàäíîé ÷àñòè Àðêòèêè. Ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì óñòàíîâëåíî, ÷òî èõ ðàçìåùåíèå êîíòðîëèðóþò ðàçëîìû ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ âáëèçè Êîëüñêîãî ï-îâà è îáíîâëåííûå ðàçëîìû ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå. Ýòè ìàãìàòè÷åñêèå òåëà âñêðûòû ñêâàæèíàìè Íèæíÿÿ Ïåøà-1, Ñåäóÿõèíñêàÿ, Íàðüÿí-Ìàðñêàÿ ïëîùàäè, Êîëãóåâñêàÿ-202 è äðóãèìè, ñóäÿ ïî õàðàêòåðó ìàãíèòíîãî ïîëÿ Ïå÷îðñêîãî øåëüôà, îíè èìåþò áîëüøîå ïëîùàäíîå ðàñïðîñòðàíåíèå. 1.3. ÎÁÙÈÅ ×ÅÐÒÛ ÒÅÊÒÎÍÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÐÀÉÎÍÈÐÎÂÀÍÈß Ïðåäñòàâëåíèÿ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà, èçëàãàåìûå â äàííîé êíèãå, áàçèðóþòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, íà ðåçóëüòàòàõ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, âûïîëíåííûõ ïî ìåòîäèêå ÊÌÏÂ-ÃÑÇ â ðàçëè÷íûõ ðàéîíàõ øåëüôà è åãî îáðàìëåíèÿ: (Ëèòâèíåíêî, 1968; 23
Ïàâëåíêîâà, 1986; Òóëèíà è äð., 1988; Ãåîòðàíñåêò.., 1993; Myhre, Eldholm, 1988; Jackson et al., 1990; Luosto et al., 1990, Mitrofanov et al., 1998; Sakoulina et al., 2000 è äð.). Ýòè ðàáîòû îõâàòûâàþò â îñíîâíîì çàïàäíóþ ÷àñòü ðåãèîíà, òîãäà êàê âîñòî÷íàÿ – Êàðñêèé øåëüô – îñâåùåíà åäèíè÷íûìè ïðîôèëÿìè ÊÌÏÂ. Äàííûå ñåéñìîïðîôèëèðîâàíèÿ äîïîëíÿþòñÿ àíàëèçîì âîëíîâûõ ïîëåé çåìëåòðÿñåíèé è èõ ãåîëîãè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèåé (Ïàíàñåíêî è äð., 1987; Àâåòèñîâ, 1996; Mitchell et al., 1990; Bungum, Lindholm, 1997; Kremenetskaya et al., 2002 è äð.). Äðóãèì äîïîëíèòåëüíûì èñòî÷íèêîì ñâåäåíèé î ãëóáèííîé ñòðóêòóðå ðåãèîíà ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòû ãðàâèìåòðè÷åñêèõ, ìàãíèòîìåòðè÷åñêèõ è ãåîòåðìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, à òàêæå ïîñòðîåííûå íà èõ îñíîâå êîìïëåêñíûå ìîäåëè ëèòîñôåðû Ôåííîñêàíäèè è Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà (Kukkonen, 1993; Galitchanina et al., 1995; Ãëàçíåâ, 2003). Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå ðåãèîíà îòîáðàæåíî íà ñåðèè êàðò ðàçëè÷íîãî ì-áà (Geological map Northern Fennoscandia, 1987; Geologisk kart der Norge.., 1996; Maps of tectonics.., 1996; Òåêòîíè÷åñêàÿ êàðòà Áàðåíöåâà ìîðÿ è ñåâåðíîé ÷àñòè Åâðîïåéñêîé Ðîññèè, 1996; Ãåîëîãè÷åñêàÿ êàðòà Êîëüñêîãî ðåãèîíà, 2002; Ïðîãíîçíî-ìèíåðàãåíè÷åñêàÿ êàðòà ÑÇ Ðîññèè è Ôåííîñêàíäèè, 2003 è äð.). Îäíîé èç ïåðâûõ ïîïûòîê ñèíòåçà íà åäèíîé ìåòîäîëîãè÷åñêîé îñíîâå íàêîïëåííûõ çíàíèé î ñòðîåíèè «ìîðÿ» è «ñóøè» íà þãî-çàïàäíîé îêðàèíå Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà ñòàëà äâóõòîìíàÿ ñâîäêà (Ñåéñìîëîãè÷åñêàÿ.., 1998), â êîòîðîé ïðåäïðèíÿòà ïîïûòêà íàìåòèòü îñíîâíûå ÷åðòû ñîâìåñòíîé ýâîëþöèè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà, Áàëòèéñêîãî ùèòà è Ïå÷îðî-Ìåçåíñêîé ïëèòû ÂÅÏ â òå÷åíèå ïî÷òè 3 ìëðä ëåò.  ñâîèõ ãåîäèíàìè÷åñêèõ ïîñòðîåíèÿõ àâòîðû êíèãè îïèðàëèñü, â äóõå âðåìåíè, íà áàçîâûå ïðèíöèïû ïëåéò-òåêòîíèêè, õîòÿ ôàêòîãðàôè÷åñêèé ìàòåðèàë âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ïëîõî óêëàäûâàëñÿ â åå «ïðîêðóñòîâî ëîæå» è äàë îñíîâàíèå äëÿ âûâîäà î âåäóùåé ðîëè â ôîðìèðîâàíèè ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðû ïëàòôîðìåííûõ îáëàñòåé ðèôòîãåíåçà è âåðòèêàëüíûõ êîëåáàòåëüíûõ äâèæåíèé çåìíîé êîðû.  ïîñëåäóþùèå ãîäû áûñòðîå íàêîïëåíèå ãåîõðîíîëîãè÷åñêèõ è ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ íàðÿäó ñ êîìïëåêñíîé ïåðåèíòåðïðåòàöèåé ãåîëîãî-ãåîãðàôè÷åñêîé èíôîðìàöèè è ðåçóëüòàòîâ ãëóáîêîãî áóðåíèÿ ïîçâîëèëè äîïîëíèòü è ðàçâèòü ýòó êîíöåïöèþ, ïîñòðîèâ íà åå ïðèíöèïàõ åäèíóþ, èåðàðõè÷åñêè îðãàíèçîâàííóþ ìîäåëü ãåîäèíàìèêè è òåêòîíè÷åñêîãî ñòðóêòóðèðîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíî-øåëüôîâûõ ñåãìåíòîâ çåìíîé êîðû, ó÷èòûâàþùóþ îñîáåííîñòè ïðîÿâëåíèÿ äåôîðìàöèîííûõ ïðîöåññîâ â íàïðÿæåííûõ ñôåðè÷åñêèõ îáîëî÷êàõ. Òåððèòîðèÿ ÅÀÐ èçáðàíà â êà÷åñòâå òåêòîíîòèïè÷åñêîãî îáúåêòà äëÿ íîâîé ìîäåëè íå ñëó÷àéíî. Îñàäî÷íûå áàññåéíû Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîé è Ïå÷îðî-Ìåçåíñêîé ïëèò ñîäåðæàò óíèêàëüíûå ïî îáúåìàì ñåäèìåíòàöèîííûå äåïî-öåíòðû, âìåùàþùèå ãèãàíòñêèå ìåñòîðîæäåíèÿ óãëåâîäîðîäíîãî ñûðüÿ, à â êðèñòàëëè÷åñêîì öîêîëå, âñêðûòîì íà Áàëòèéñêîì ùèòå, ëîêàëèçîâàíû êðóïíûå ðåñóðñû ìèíåðàëüíîãî ñûðüÿ (â òîì ÷èñëå ïðîìûøëåííûå ìåñòîðîæäåíèÿ öâåòíûõ è ÷åðíûõ ìåòàëëîâ, ïëàòèíîèäîâ, ðåäêèõ ýëåìåíòîâ) (Ðîññèéñêàÿ Àðêòèêà, 2002). Âî âòîðîé ïîëîâèíå ÕÕ â. íà ïëàíîìåðíîå è öåëåíàïðàâëåííîå èññëåäîâàíèå è îöåíêó ðóäíîãî è íåôòåãàçîâîãî ïîòåíöèàëà ðåãèîíà áûëè çàòðà÷åíû ìëðä äîëëàðîâ, áëàãîäàðÿ ÷åìó ãåîëîãè÷åñêàÿ è ãåîôèçè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü òåððèòîðèè ïî äåòàëüíîñòè è ãëóáèííîñòè ïðåâçîøëà âñå îñòàëüíûå ïðîâèíöèè Àðêòè÷åñêîãî ñåãìåíòà Çåìëè.  ìàòåðèêîâîé ÷àñòè ñåâåðíîé îêðàèíû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû (ÂÅÏ) ðàçëè÷àþòñÿ äâå êîíòðàñòíûõ ïî âûñîòå ñòîÿíèÿ ôóíäàìåíòà ìîðôîñòðóêòóðû – Áàëòèéñêèé ùèò è Ïå÷îðî-Ìåçåíñêàÿ ïåðèêðàòîííàÿ îáëàñòü ñ ìîùíûì ïëèòíûì ÷åõëîì. Òåððèòîðèÿ ùèòà íà ïðîòÿæåíèè ïîñëåäíèõ 900 ìëí ëåò áûëà îáëàñòüþ óñòîé÷èâîãî âîçäûìàíèÿ, òîãäà êàê â Ïå÷îðî-Ìåçåíñêîì ðåãèîíå íà ýòîì îòðåçêå ãåîëîãè÷åñêîé èñòîðèè äîìèíèðîâàë ðåæèì ïîãðóæåíèÿ, îáåñïå÷èâøèé ôîðìèðîâàíèå ôàíåðîçîéñêîãî îñàäî÷íîãî ïîêðîâà ìîùíîñòüþ â íåñêîëüêî êì. Àíàëîãè÷íûé ðåæèì ãîñïîäñòâîâàë íà ïðîòÿæåíèè ôàíåðîçîÿ è íà òåððèòîðèè Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà. Ðàçëè÷èÿ â íàïðàâëåííîñòè ýïåéðîãåíè÷åñêèõ êîëåáàíèé ìåæäó øåëüôîì è ìàòåðèêîì íàìåòèëèñü ëèøü â êîíöå êàéíîçîÿ, êîãäà âñÿ òåððèòîðèÿ Ïå÷îðî-Ìåçåíñêîé ðàâíèíû áûëà ïðèïîäíÿòà, êàê è Áàëòèéñêèé ùèò, âûøå óðîâíÿ ìîðÿ.  øåëüôîâîé îáëàñòè ïîçäíåêàéíîçîéñêèå ïîäíÿòèÿ ïðîÿâèëèñü ëèøü ëîêàëüíî è êðàòêîâðåìåííî, ïîýòîìó áîëüøàÿ ÷àñòü ïîâåðõíîñòè ÂÅÏ îñòàëàñü â ýòîì ñåêòîðå ïåðåêðûòîé ýïèêîíòèíåíòàëüíûì ìîðñêèì áàññåéíîì. Âàæíî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ãðàíèöà «ñóøà-ìîðå» èìååò â ýòîì ñåêòîðå òîëüêî ëàíäøàôòíîå çíà÷åíèå, à ãëóáèííûå ãåîëîãè÷åñêèå ñòðóêòóðû ïðîñëåæèâàþòñÿ ñêâîçü «ãåîãðàôè÷åñêèé ðàçäåë» áåç ïåðåðûâà. Òàêîå æå ñîîòíîøåíèå ìåæäó ãëóáèííîé ñòðóêòóðîé «ìàòåðèêîâîé» è «ìîðñêîé» îêðàèíû Âîñòî÷íî-Ñèáèðñêîé ïëàòôîðìû (ÂÑÏ) èìååò ìåñòî íà 24
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
ãðàíèöå ìåæäó Êàðñêèì ìîðåì è ßìàëî-Îáñêîé íèçìåííîñòüþ. Äî ïðîâåäåíèÿ ãëóáèííîãî ñåéñìîïðîôèëèðîâàíèÿ íà Áàðåíöåâî-Êàðñêîì øåëüôå áûëî ïðèíÿòî ïðîòèâîïîñòàâëÿòü «øåëüôîâûå» è «ìàòåðèêîâûå» ó÷àñòêè ÂÅÏ è ÂÑÏ, èñõîäÿ èç ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî îíè èìåþò ðàçíîâîçðàñòíûé ôóíäàìåíò, áîëåå äðåâíèé íà ìàòåðèêå.  ñâåòå ñîâðåìåííûõ äàííûõ ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ñòðàòèãðàôè÷åñêèé îáúåì ïëèòíîãî ÷åõëà â Áàðåíöåâî-Êàðñêîì ìåãàïðîãèáå è â ïðåäåëàõ Ïå÷îðî-Ìåçåíñêîé íèçìåííîñòè èäåíòè÷åí. Åäèíñòâåííûì ñóùåñòâåííûì «ìàêðîñòðóêòóðíûì» îòëè÷èåì äâóõ ìîðôîñòðóêòóð ÿâëÿåòñÿ, ïî ñóòè, ëèøü íàëè÷èå âîäíîãî ïîêðîâà òîëùèíîé äî 700 ì â øåëüôîâîé ìîðôîñòðóêòóðå. Çàìåòèì â ñâÿçè ñ ýòèì, ÷òî òðàäèöèîííî ïðèìåíÿåìûå òåðìèíû «ùèò», «ïëèòà» è «øåëüô» â ïðèìåíåíèè ê ñåâåðíûì îêðàèíàì ÂÅÏ è ÂÑÏ îòðàæàþò, ïî ñóùåñòâó, ôîðìàëèçîâàííóþ ñèñòåìàòèêó ãëàâíûõ ìîðôîñòðóêòóð ïî âåùåñòâåííîìó ñîñòàâó è ñòðóêòóðå âíåøíåãî ñëîÿ ãåîèäà: – â ëèòîñôåðíûõ áëîêàõ «ùèòîâîãî» òèïà ïîâåðõíîñòü ãåîèäà ïðåäñòàâëåíà ïðåèìóùåñòâåííî êðèñòàëëè÷åñêèìè ïîðîäàìè «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî» ñëîÿ çåìíîé êîðû; – â ìàòåðèêîâûõ «ïëèòàõ» íà ïîâåðõíîñòè ãåîèäà ðàçìåùàåòñÿ ñòðàòèôèöèðîâàííûé îñàäî÷íûé ïîêðîâ (ñòðàòèñôåðíûé ýòàæ), ïåðåêðûâàþùèé êðèñòàëëè÷åñêèé öîêîëü; – â øåëüôîâûõ «ïëèòàõ» ïîâåðõ ñòðàòèñôåðíîãî ýòàæà ðàçâèò ìàëîìîùíûé ãèäðîñôåðíûé ïîêðîâ. Ðåîëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà êðèñòàëëè÷åñêîãî, ñòðàòèñôåðíîãî è ãèäðîñôåðíîãî ýòàæåé êîíòðàñòíî ðàçëè÷àþòñÿ, ÷òî ñîçäàåò ïðåäïîñûëêè äëÿ ïðèíöèïèàëüíî ðàçëè÷íîãî ðàñïðåäåëåíèÿ è äèíàìèêè ïîëåé íàïðÿæåíèé âî âíåøíåé îáîëî÷êå ïëàíåòû. Êðèñòàëëè÷åñêèé öîêîëü èìååò ìàêñèìàëüíûå ïðî÷íîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè è ñïîñîáåí «ðàáîòàòü» êàê ìîíîëèòíàÿ îáîëî÷êà ñôåðè÷åñêîãî èëè àðî÷íîãî òèïà. Íàïðÿæåíèÿ âíóòðè òàêîé îáîëî÷êè íå êîððåëèðóþòñÿ ñ ëèòîñòàòè÷åñêîé íàãðóçêîé, ñîçäàâàåìîé âåñîì âûøåëåæàùèõ ñëîåâ ñòðàòèñôåðíîãî èëè ãèäðîñôåðíîãî ýòàæåé. Ýòîò ôåíîìåí äàâíî ïîäìå÷åí â ïåòðîëîãèè ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïîðîä: ïîêàçàíèÿ ìèíåðàëüíûõ ãåîáàðîìåòðîâ â êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîäàõ ïðàêòè÷åñêè âñåãäà îêàçûâàþòñÿ áîëåå âûñîêèìè, ÷åì ðàñ÷åòíûå îöåíêè ëèòîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ, ïîëó÷àåìûå ïóòåì ðåêîíñòðóêöèè ìîùíîñòè ðàçðåçîâ. Ñòðàòèñôåðíûé ýòàæ ðåîëîãè÷åñêè íåîäíîðîäåí, ñîäåðæèò ïëàñòè÷íûå è «êîìïåòåíòíûå» ñëîè, è â íåì ãîðàçäî èíòåíñèâíåå ïðîÿâëåíà òðåùèíîâàòîñòü, îáóñëàâëèâàþùàÿ ðàçäåëåíèå ñòðàòèñôåðû íà èåðàðõè÷åñêè ïîñòðîåííûå àíñàìáëè áëîêîâ ñ ôðàêòàëüíûìè ñâîéñòâàìè. Ïîëÿ íàïðÿæåíèé è äèñëîêàöèè â ýòîé íåîäíîðîäíîé ñðåäå êîíòðîëèðóþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî âåðòèêàëüíîé êîìïîíåíòîé ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, íî ëîêàëüíî ïðîÿâëÿþòñÿ àðî÷íûå è êîíñîëüíûå ñòðóêòóðû, â êîòîðûõ ëàòåðàëüíûå íàïðÿæåíèÿ ìîãóò ïðåâîñõîäèòü âåëè÷èíó âåðòèêàëüíîé íàãðóçêè. Ãèäðîñôåðíûé ýòàæ âî âñåõ ñëó÷àÿõ ðàáîòàåò êàê «âåñîâàÿ ïðèãðóçêà» äëÿ ïîäñòèëàþùèõ îáîëî÷åê. Öåëîñòíîñòü è íåïðåðûâíîñòü äâóõ íèæíèõ ýòàæåé íàðóøàåòñÿ ëèíåéíûìè çîíàìè äèñëîêàöèé, ñðåäè êîòîðûõ ìîæíî ðàçëè÷àòü äâà êîíòðàñòíûõ òèïà: à) ðèôòîãåííûå âïàäèíû (àâëàêîãåíû, ãðàáåíû, ðèôòû) ñ äîìèíèðóþùèì ðåæèìîì óñêîðåííîãî ïîãðóæåíèÿ êîíñîëèäèðîâàííîãî ôóíäàìåíòà; á) çîíû ñìÿòèÿ (êðÿæè, ãðÿäû, íàäâèãè) ñ ïðåîáëàäàíèåì ðåæèìà ñêó÷èâàíèÿ è âîçäûìàíèÿ ëèíåéíî-âûòÿíóòûõ ñåãìåíòîâ îáîèõ ýòàæåé òâåðäîé îáîëî÷êè.  ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóðàõ ìîùíîñòü ñòðàòèñôåðíîãî ýòàæà ñóùåñòâåííî âîçðàñòàåò, òîãäà êàê ìîùíîñòü êðèñòàëëè÷åñêîãî öîêîëÿ ñîêðàùàåòñÿ.  çîíàõ ñìÿòèÿ ìîùíîñòü çåìíîé êîðû óâåëè÷èâàåòñÿ ïî îòíîøåíèþ ê ïðèëåãàþùèì îñàäî÷íûì áàññåéíàì çà ñ÷åò óòîëùåíèÿ êîíñîëèäèðîâàííîãî ñëîÿ êîðû. Âî âçáðîñî-íàäâèãîâûõ çîíàõ äèñëîêàöèé, ðàçäåëÿþùèõ îáøèðíûå îñàäî÷íûå áàññåéíû ñèíêëèíîðíîãî ñòðîåíèÿ, íà ýðîçèîííûé ñðåç âûâîäÿòñÿ âñå ãîðèçîíòû ñòðàòèñôåðû ÂÅÏ. Ýòî ïîçâîëÿåò â åñòåñòâåííûõ ðàçðåçàõ èçó÷àòü õàðàêòåðèñòèêè ïîðîäíûõ êîìïëåêñîâ, ñëàãàþùèõ ïëàòôîðìåííûé ïîêðîâ â íåäîñòóïíûõ äëÿ ïðÿìîãî íàáëþäåíèÿ îñåâûõ çîíàõ ãëóáîêèõ ïðîãèáîâ. Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç èñòîðèè ñòàíîâëåíèÿ è ñîâðåìåííîãî ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû â òðåõ òèïàõ ìîðôîñòðóêòóð îòêðûâàåò âîçìîæíîñòè äëÿ ðåêîíñòðóêöèè ãåîäèíàìè÷åñêèõ ðåæèìîâ ñòðóêòóðèðîâàíèÿ ëèòîñôåðíûõ áëîêîâ êîíòèíåíòà îò ñîâðåìåííîñòè äî ñàìûõ ðàííèõ ýòàïîâ ôîðìèðîâàíèÿ äðåâíåãî êðèñòàëëè÷åñêîãî öîêîëÿ. Íà øåëüôå ñ ó÷åòîì ãåíåçèñà è âîçðàñòà êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ è äðóãèõ îñîáåííîñòåé ñòðîåíèÿ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû, â êà÷åñòâå ñàìîñòîÿòåëüíûõ òåêòîíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ âûäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèå ìåãàñòðóêòóðû (ðèñ. 1.5). 25
Ðèñ. 1.5. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1988)
26
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
(1) Êîëüñêî-Êàíèíñêàÿ ìîíîêëèçà, âêëþ÷àþùàÿ ïðèáðåæíûé øåëüô Êîëüñêîãî ï-îâà ñ àðõåéñêî-ïðîòåðîçîéñêèì «êðèñòàëëè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì» è ïîëîñîé ñêëàä÷àòî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà ãðåíâèëüñêîãî (ðèôåéñêîãî) âîçðàñòà êîíñîëèäàöèè; â ñîâîêóïíîñòè ýòîò äîêåìáðèéñêèé êîìïëåêñ îáðàçóåò ñåâåðíûé ñêëîí Áàëòèéñêîé ìåãààíòåêëèçû ñî çðåëîé ìíîãîÿðóñíîé êîíòèíåíòàëüíîé êîðîé ìîùíîñòüþ áîëåå 40 êì. (2) Ôèííìàðêåíñêàÿ ìîíîêëèçà, âêëþ÷àþùàÿ ïðèáðåæíûé øåëüô Ñåâåðíîé Íîðâåãèè ñ íåìåòàìîðôèçîâàííûì òåððèãåííûì ñêëàä÷àòûì îñíîâàíèåì êàëåäîíñêîãî âîçðàñòà è îòíîñèòåëüíî óòîíåííîé òðåõñëîéíîé êîðîé êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà. (3) «Ïëàòôîðìà Áàðåíöèÿ», çàíèìàþùàÿ âåñü ñåâåðíûé ñåêòîð øåëüôà îò àðõèïåëàãà Øïèöáåðãåí è î. Ìåäâåæèé íà çàïàäå äî ÇÔÈ, î. Ñåâåðíîãî Íîâîé Çåìëè è ÷àñòè Ñåâåðî-Êàðñêîé ïëèòû, ê ñåâåðó îò Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà; ìîçàè÷íî-áëîêîâûé ôóíäàìåíò ïðåäñòàâëåí êàê ïåðâûì, òàê è âòîðûì òèïàìè êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ, à ïëèòíûé ÷åõîë íà÷èíàåòñÿ íåäåôîðìèðîâàííûìè âåíäñêî-ïàëåîçîéñêèìè îòëîæåíèÿìè; ìíîãîÿðóñíàÿ çåìíàÿ êîðà çðåëîãî òèïà ñ ìîùíîñòüþ 36–40 êì îñëîæíåíà ìåãàâàëàìè íà ïîâåðõíîñòè Ì, âûçûâàþùèìè ëîêàëüíîå óòîíåíèå êîðû äî 28–30 êì çà ñ÷åò ðåäóöèðîâàíèÿ ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ñëîÿ.  ïðåäåëàõ ïëàòôîðìû â êà÷åñòâå ñòðóêòóðíûõ ïîäçîí âûäåëÿþòñÿ: (3à) Ñâàëüáàðäñêàÿ è (3á) Íîâîçåìåëüñêàÿ àíòåêëèçû, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé âíóòðèïëàòôîðìåííûå çîíû ñìÿòèÿ è íàäâèãîîáðàçîâàíèÿ, ñôîðìèðîâàâøèåñÿ íà êàëåäîíñêîì ýòàïå òåêòîãåíåçà áåç ðàçðûâîâ ñïëîøíîñòè êîðû è àêòèâèçàöèè ìàíòèéíîãî ìàãìàòèçìà è ïîòîìó ñîõðàíèâøèå òîò æå òèï îñíîâàíèÿ è êîðû, ÷òî è íå çàòðîíóòûå äèñëîêàöèÿìè ñèíåêëèçû ïëàòôîðìû Áàðåíöèÿ. (4) Ïå÷îðñêàÿ ñèíåêëèçà (þãî-âîñòî÷íàÿ ÷àñòü Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà è ïðèëåãàþùàÿ ê íåé Ïå÷îðñêàÿ íèçìåííîñòü), ñ ãðåíâèëüñêî-áàéêàëüñêèì ñêëàä÷àòî-ìåòàìîðôè÷åñêèì îñíîâàíèåì è ìîùíîé çðåëîé êîðîé êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà. (5) Òèìàíî-Êàíèíñêèé ñêëàä÷àòûé ïîÿñ è åãî ïîäâîäíîå ïðîäîëæåíèå íà þæíîé îêðàèíå Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé ïîëèöèêëè÷åñêóþ ñòðóêòóðó, ïðîøåäøóþ â ðèôåå ÷åðåç ñòàäèþ àâëàêîãåíà ñ àðõåéñêèì êðèñòàëëè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì è çàòåì êîíñîëèäèðîâàííîãî â áàéêàëüñêîì öèêëå òåêòîãåíåçà.  ñîâðåìåííîì ñîñòîÿíèè ìîæåò áûòü âêëþ÷åí â ðÿä âíóòðèïëàòôîðìåííûõ àíòåêëèç ñî ñêëàä÷àòî-ìåòàìîðôîãåííûì ôóíäàìåíòîì è çðåëîé êîðîé êîíòèíåòàëüíîãî òèïà, êàê è Íîâîçåìåëüñêèé êðÿæ (ïî ñóùåñòâó, èõ îòëè÷èå ñîñòîèò â èíòåñèâíîñòè ìàíòèéíîãî ìàãìàòèçìà íà äîêîìïðåññèîííîé ñòàäèè ïîãðóæåíèÿ – â àâëàêîãåíå îíà áûëà ñóùåñòâåííî âûøå). Çà ïðåäåëàìè ïåðå÷èñëåííûõ ñòðóêòóð ðàñïîëàãàþòñÿ îáøèðíûå îáëàñòè ñ óòîíåííîé äâóñëîéíîé áåçãðàíèòíîé êîðîé, â êîòîðîé ïëèòíûé ÷åõîë çàëåãàåò, êàê ïðåäïîëàãàåòñÿ ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì, íà ìàãìàòîãåííûõ áàçèòîâûõ êîìïëåêñàõ îñíîâàíèÿ, âîçíèêøèõ ïðè ìàêñèìàëüíîì ñïðåäèíãå ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ â óñëîâèÿõ ðàñòÿæåíèÿ âåðõíåãî ýòàæà êîðû. Òðàäèöèîííî ïîäîáíûå ñòðóêòóðû èíòåðïðåòèðóþòñÿ êàê «îêåàíè÷åñêèå» ñ íîâîîáðàçîâàííîé íåçðåëîé êîðîé.  ñòàáèëüíûõ áëîêàõ êîðà ñîõðàíÿåò ìíîãîÿðóñíóþ ñòðóêòóðó íà ïðîòÿæåíèè âñåõ ýòàïîâ ýâîëþöèè ïðîâèíöèè, à â ñïðåäèíãîâûõ çîíàõ ðèôòîãåííîé ñåòè èäåò íå ñòîëüêî íîâîîáðàçîâàíèå êîðû, êàê ýòî ïðîèñõîäèò â ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèõ õðåáòàõ, ñêîëüêî îáìåí ìåñòàìè ïî âåðòèêàëè ðàçîãðåòîãî âåùåñòâà àñòåíîñôåðû ñ õîëîäíûì ïåðåóïëîòíåííûì âåùåñòâîì ñòðàòèñôåðû. Ëàòåðàëüíîå ðàñïîëîæåíèå áëîêîâ ñ îäíîòèïíûì ñòðîåíèåì ïîä÷èíÿåòñÿ îïðåäåëåííîé ñèììåòðèè (ðèñ. 1.6). Äðåâíèå, ëîïèéñêî-êàðåëüñêèå áëîêè ñîñòàâëÿþò ïðîòèâîëåæàùèå Ñ è ÞÇ îêðàèíû øåëüôà. Ñòðóêòóðû, ñëîæåííûå äèñëîöèðîâàííûìè ðèôåéñêèìè è ðàííåïàëåîçîéñêèìè êîìïëåêñàìè, ðàçâèòû áëèæå ê îñè Êàðñêî-Áàðåíöåâñêîé ìåãàïðîâèíöèè â åå Þ è ÑÇ ñåêòîðàõ. Ìåçîêàéíîçîéñêèå äåôîðìàöèè ëîêàëèçîâàíû íà çàïàäíîé è âîñòî÷íîé îêðàèíàõ ïëèòû, à öåíòðàëüíîå ïîëîæåíèå â ñòðóêòóðå ôóíäàìåíòà çàíèìàåò ðèôòîãåííûé ïîçäíåïàëåîçîéñêèé Áàðåíöåâî-Ñåâåðî-Êàðñêèé ìåãàïðîãèá. 1.4. ÁÀËÒÈÉÑÊÈÉ (ÔÅÍÍÎÑÊÀÍÄÈÍÀÂÑÊÈÉ) ÙÈÒ Áàëòèéñêèé, èëè â ôèíñêîé òåðìèíîëîãèè Ôåííîñêàíäèíàâñêèé, êðèñòàëëè÷åñêèé ùèò (ÁÙ) ñîñòàâëÿåò þãî-çàïàäíóþ ÷àñòü ÅÀÐ è ÿâëÿåòñÿ ñàìûì êðóïíûì âûñòóïîì äðåâíåãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà ÂÅÏ. Ñòðîåíèå ùèòà âî âòîðîé ïîëîâèíå ÕÕ â. áûëî õîðîøî èçó÷åíî âñåìè ñîâðåìåííûìè ìåòîäàìè íàóê î Çåìëå, âêëþ÷àÿ ñâåðõãëóáîêîå áóðåíèå, ïîýòîìó 27
Ðèñ. 1.6. Ïðèíöèïèàëüíàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ ñõåìà Áàðåíö-ðåãèîíà è ïðèëåãàþùèõ òåððèòîðèé. Ñîñòàâèë À. Í. Âèíîãðàäîâ
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
îí ïðåâðàòèëñÿ â ñâîåãî ðîäà ïîëèãîí äëÿ ðàçðàáîòêè è ïðîâåðêè ìîäåëåé äîêåìáðèéñêîé ãåîäèíàìèêè. Ýòî íàïðàâëåíèå ãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé áûëî äîìèíèðóþùèì â òàêèõ êðóïíûõ ìåæäóíàðîäíûõ ïðîãðàììàõ êàê ÌÏÃÊ (IGCP), Ëèòîñôåðà (Lithosphere), ÈÍÒÀÑ (INTAS), Åâðîïðîáà (Europrobe), Åâðîáðèäæ (Eurobridge) è äð. Íà ñåâåðå è ñåâåðî-âîñòîêå ãðàíèöà ìåæäó ÁÙ è Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòîé ïðîâîäèòñÿ ïî ñèñòåìå ðàçëîìîâ Êàðïèíñêîãî-Ñîêîëîâà. Ïîâåðõíîñòü êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà çäåñü ñòóïåí÷àòî ïîãðóæàåòñÿ íà ñåâåðî-âîñòîê. Íà ñåâåðî-çàïàäå ñòðóêòóðà ùèòà ïåðåêðûòà àëëîõòîíàìè ñêàíäèíàâñêèõ êàëåäîíèä. Ñ þãî-çàïàäà ùèò îãðàíè÷åí ñèñòåìîé ðàçëîìîâ çîíû Çîðãåíôðàé-Òîðíêâèñòà ïîëüñêî-ãåðìàíñêîãî ôðîíòà êàëåäîíèä, à íà þãå è þãî-âîñòîêå ïîâåðõíîñòü êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà ïîëîãî ïîãðóæàåòñÿ ïîä âåíäñêî-ôàíåðîçîéñêèé îñàäî÷íûé ÷åõîë Ðóññêîé ïëèòû.  äîêåìáðèéñêîé èñòîðèè ÁÙ âûäåëÿåòñÿ íåñêîëüêî ýòàïîâ êîðîîáðàçóþùèõ ïðîöåññîâ: ïàëåîàðõåéñêèé (ñààìñêèé, äî 3 200–3 100 ìëí ëåò), ìåçî-íåîàðõåéñêèé (ëîïèéñêèé, 3 100– 2 550 ìëí ëåò), ïàëåîïðîòåðîçîéñêèé (êàðåëüñêèé, 2 550–1 900 ìëí ëåò), ðàííåïðîòåðîçîéñêèé (ñâåêîôåííñêèé, 2 100–1 550 ìëí ëåò), ïîçäíåïðîòåðîçîéñêèé (ãîòñêèé, äàëüñëàíäñêèé, 1 750–900 ìëí ëåò). Âîçðàñòíûå ðàìêè ýòàïîâ â ðàçíûõ ïðîâèíöèÿõ ùèòà ÷àñòè÷íî ïåðåêðûâàþòñÿ, íî ïîçäíèå ðóáåæè ýòàïîâ ñîîòâåòñòâóþò âðåìåíè çàâåðøåíèÿ ãëàâíûõ êîðîîáðàçóþùèõ ýíäîãåííûõ ïðîöåññîâ è ôîðìèðîâàíèÿ çðåëîé êîíòèíåíòàëüíîé êîðû. Ñàìàÿ âîñòî÷íàÿ, Êîëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êàðåëüñêàÿ ïðîâèíöèÿ ÁÙ, èìååò íàèáîëåå äðåâíèé âîçðàñò ôîðìèðîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû.  ñîâðåìåííûõ ñðåçàõ åå âåðõíåé, ñðåäíåé è ìåñòàìè íèæíåé (êàòàçîíû) ÷àñòåé èçîòîïíûìè äàòèðîâêàìè óñòàíàâëèâàþòñÿ äâå âîçðàñòíûå ãåíåðàöèè ãåîëîãè÷åñêèõ ôîðìàöèé: – ïîçäíåàðõåéñêàÿ (ëîïèéñêàÿ), âêëþ÷àþùàÿ òîíàëèò-òðîíäüåìèò-ãíåéñîâûå, ìèãìàòèòãíåéñîâûå, ãðàíóëèò-ãíåéñîâûå è êàëèåâîãðàíèòíûå êîìïëåêñû êðèñòàëëè÷åñêèõ äîìåíîâ è çåëåíîêàìåííûõ ïîÿñîâ; – êàðåëüñêàÿ è ñâåêîôåííñêàÿ ãðóïïû ìåòàìîðôèçîâàííûõ âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûõ òîëù ñ ïðîðûâàþùèìè èõ áàçèò-óëüòðàáàçèòîâûìè (â òîì ÷èñëå àíîðòîçèòîâûìè) è ãðàíèòîèäíûìè èíòðóçèâíûìè êîìïëåêñàìè. Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ Êîëüñêîé è Ëàïëàíäñêîé ñóáïðîâèíöèé ÿâëÿåòñÿ ïîëèõðîííîå ïðîÿâëåíèå â èõ ïðåäåëàõ ùåëî÷íûõ ìàãìàòèçìà è êàðáîíàòèòîâ – â àðõåå, ðàííåì ïðîòåðîçîå è ïàëåîçîå (Áàÿíîâà, 2004). Âòîðàÿ îñîáåííîñòü ñóáïðîâèíöèé – íàëè÷èå â èõ îñåâîé çîíå äîëãîæèâóùåé ïðîòîðèôòîâîé ñòðóêòóðû Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãà, ïðîøåäøåé âñå ôàçû ðàçâèòèÿ – îò çàëîæåíèÿ äî îòìèðàíèÿ â èíòåðâàëå 2,5–1,7 ìëðä ëåò. Ñèíõðîííûå ñ ïàëåîðèôòîì ïðîöåññû ïðåîáðàçîâàíèÿ ãëóáèííûõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêîãî öîêîëÿ âûÿâëÿþòñÿ ïðè èçó÷åíèè ãèïîêñåíîëèòîâ àðõåéñêèõ ãðàíóëèòîâ, âûíåñåííûõ íà ñîâðåìåííûé ñðåç ïàëåîçîéñêèìè òðóáêàìè âçðûâà â þæíîì îáðàìëåíèè ïàëåîðèôòà: ìîäåëüíûå íåîäèìîâûå âîçðàñòà ãðàíóëèòîâ 2 940–2 390 ìëí ëåò, à â ïîäâåðãíóâøèõñÿ ãðàíèòèçàöèè è ìåòàñîìîòàçó ðàçíîâèäíîñòÿõ «ìåòàãðàíóëèòîâ» öèðêîíû äàòèðîâàíû U-Pb ìåòîäîì â 2 750, 2 400, 1 800– 1 700 ìëí ëåò (Âåòðèí, Êàëèíêèí, 1992).  Êàðåëüñêîé ñóáïðîâèíöèè, â Âîäëîçåðñêîì ðàéîíå, îáíàðóæåíî ïàëåîàðõåéñêîå «ÿäðî» («íóêëåóñ») êîíòèíåíòàëüíîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà, â êîòîðîì âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå êîìïëåêñû (âêëþ÷àþùèå êîìàòèòîâûå ëàâû) è òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâûå ïëóòîíè÷åñêèå àññîöèàöèè èìåþò âîçðàñò äðåâíåå 3 400 ìëí ëåò (Ëîáà÷-Æó÷åíêî è äð., 2000). Ñâåêîôåííñêàÿ ïðîâèíöèÿ, çàíèìàþùàÿ öåíòðàëüíóþ ÷àñòü ïëîùàäè Áàëòèéñêîãî ùèòà, ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà Þãî-Çàïàäíóþ (Òðàíññêàíäèíàâñêèé ïîÿñ ãðàíèò-ïîðôèðîâ, çîíû Áåðãñëàãåí, Òàìïåðå, Îðèÿðâè, Âûáîðãñêèå ðàïàêèâè-ãðàíèòû), Öåíòðàëüíîñâåêîôåííñêóþ (Áîòíè÷åñêèé áàññåéí ñîâìåñòíî ñ áàòîëèòàìè ñâåêîôåííñêèõ ãðàíèòîèäîâ) è Ñåâåðî-Âîñòî÷íóþ (çîíû Êèðóíà, Øåëëåôòåî, Ïþõÿñàëìè è Ðààõå-Ëàäîãà) ñóáïðîâèíöèè, ÷àñòî íå èìåþùèå ìåæäó ñîáîþ ÷åòêèõ ãðàíèö, íî ðàçëè÷àþùèåñÿ ñîñòàâîì ïîðîäíûõ êîìïëåêñîâ, èõ âîçðàñòîì è ãëóáèííûì ñòðîåíèåì. Îò Äàëüñëàíäñêîé ïðîâèíöèè íà çàïàäå è þãî-çàïàäå Ñâåêîôåííñêàÿ ïðîâèíöèÿ îòäåëåíà çîíîé ñóáìåðèäèàëüíûõ ðàçëîìîâ è íàäâèãîâ Ïðîòîãèíå, à òàêæå Òðàíññêàíäèíàâñêèì ïîÿñîì ãðàíèò-ïîðôèðîâ ñ âîçðàñòîì 1 780–1 600 ìëí ëåò (Gaal, Gorbatschev, 1987). Ñ ñåâåðî-çàïàäà íà ñôåêîôåííèäû íàäâèíóòû êàëåäîíñêèå ïîêðîâû, à íà âîñòî÷íîé îêðàèíå ïðîâèíöèè îòëîæåíèÿ êàëåâèÿ, êîòîðûå çàâåðøàþò ðàçðåç ñâåêîôåííèä, ïåðåêðûâàþòñÿ ìîëàññîèäàìè, ïðîðâàííûìè ãðàíèòàìè ñ âîçðàñòîì 1 750 ìëí ëåò. 29
 ïðåäåëàõ Öåíòðàëüíî-Ñâåêîôåííñêîé ñóáïðîâèíöèè òîëùè ìåòàãðàóâàêêîâ, ìåòàïåëèòîâ è âóëêàíèòîâ îñíîâíîãî ñîñòàâà îáùåé ìîùíîñòüþ äî 10 êì çàëåãàþò íà ñîâðåìåííîì ýðîçèîííîì ñðåçå â âèäå îñëîæíåííûõ ñêëàä÷àòîñòüþ ðàçðîçíåííûõ ôðàãìåíòîâ ìåæäó òåðìàëüíûìè êóïîëàìè è áàòîëèòàìè ãðàíèòîèäîâ. Ðàçëè÷àþò ìàíòèéíî-êîðîâûå ðàííåñâåêîôåííñêèå èíòðóçèè ãàááðî-äèîðèòîâ, òîíàëèòîâ, ãðàíîäèîðèòîâ è ãðàíèòîâ ñ âîçðàñòîì 1 900–1 870 ìëí ëåò è ïîçäíåñâåêîôåííñêèå ãðàíèòû, ìèãìàòèòû è ïåãìàòèòû êîðîâîãî, àíàòåêòè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, âîçðàñò êîòîðûõ îêîëî 1 830 ìëí ëåò (Gaal, Gorbatschev, 1987; Huhma et al., 1990).  îñíîâàíèè ñóáïðîâèíöèè ìåñòàìè ñîõðàíèëèñü ðåëèêòû àðõåéñêèõ ãðàíóëèòîâ, èíòåíñèâíî ãðàíèòèçèðîâàíûõ â ðàííåì ïðîòåðîçîå.  ïðåäåëàõ Þãî-çàïàäíîé ñóáïðîâèíöèè ðàçâèòû äâà îñíîâíûõ òèïà ñòðóêòóð: îñàäî÷íîâóëêàíîãåííûå çîíû ñ áèìîäàëüíûìè âóëêàíè÷åñêèìè ñåðèÿìè âîçðàñòîì 1 970–1 880 ìëí ëåò, è îáëàñòè ðàçâèòèÿ òîíàëèòîâûõ ãíåéñîâ è ãðàíèòîèäîâ ñ âîçðàñòîì 1 960–1 900 ìëí ëåò. Ê íàðóøåíèÿì ñåâåðî-çàïàäíîãî íàïðàâëåíèÿ ïðèóðî÷åíû áàçèò-óëüòðàáàçèòîâûå èíòðóçèè ðóäíîãî ïîÿñà Êþëüìÿêîñêè, êîòîðûå ñîäåðæàò ìåñòîðîæäåíèÿ Cu-Ni ñóëüôèäíûõ ðóä (Papunen, Gorbunov, 1985). Ñåâåðî-âîñòî÷íàÿ ñóáïðîâèíöèÿ èìååò ñëîæíîå çîíàëüíîå ñòðîåíèå. Îñåâàÿ çîíà ñëîæåíà ïðåèìóùåñòâåííî âûñîêîìåòàìîðôèçîâàííûìè òåððèãåííûìè îñàäêàìè è âóëêàíèòàìè óëüòðàîñíîâíîãî, ñðåäíåãî è êèñëîãî ñîñòàâîâ ÿòóëèÿ, êàëåâèÿ è âåïñèÿ, ïðîðâàííûìè äàéêàìè äîëåðèòîâ è èíòðóçèÿìè ãàááðî, ñèåíèòîâ è áàçèò-óëüòðàáàçèòîâ. Ñ ïîñëåäíèìè ñâÿçàíû Cu-Ni ìåñòîðîæäåíèÿ ðóäíîãî ïîÿñà Êîòàëàõòè â Ôèíëÿíäèè (Ðàðunen, Gorbunov, 1985). Èíòðóçèè áàçèò-óëüòðàáàçèòîâ ïðîðûâàþòñÿ ãðàíèòàìè Åðè, èìåþùèìè âîçðàñò 1 870 ìëí ëåò. Ñïåöèôè÷åñêîé îñîáåííîñòüþ âîñòî÷íîé êðàåâîé çîíû ñóáïðîâèíöèè ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå îòäåëüíûõ ôðàãìåíòîâ îáäóêöèîííîãî êîìïëåêñà îôèîëèòîâ â ðàéîíàõ Îóòîêóìïó è Êàéààíè (Éîðìóà), ïðåäñòàâëåííûõ ìåëàíæèðîâàííûìè ñåðïåíòèíèòàìè è ãàááðî ñ âîçðàñòîì 1 977– 1 960 ìëí ëåò, ïàðàëëåëüíûìè äàéêàìè è øàðîâûìè ëàâàìè òîëåèòîâûõ áàçàëüòîâ (Vogel et al., 1998). Ïðèñóòñòâèå îôèîëèòîâ ñâèäåòåëüñòâóåò î ñóùåñòâîâàíèè â Öåíòðàëüíîé Ôèíëÿíäèè êîðû îêåàíè÷åñêîãî òèïà, êîòîðàÿ â ïîñëåäóþùåì áûëà èíòåíñèâíî ãðàíèòèçèðîâàíà. Ñ çàïàäà ñóáïðîâèíöèÿ îãðàíè÷åíà çîíîé Øåëåôòåî, â êîòîðîé ñêîíöåíòðèðîâàíà îñíîâíàÿ ìàññà äèôôåðåíöèðîâàííûõ âóëêàííî-ïëóòîíè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ, ñ êîòîðûìè ñâÿçàíî ïîëèìåòàëëè÷åñêîå, çîëîòî-ñåðåáðÿíîå è ìåäíîå îðóäåíåíèå, â òîì ÷èñëå ãëàâíûé ðóäíûé ðàéîí Øâåöèè – Áóëèäåí. Ýòà çîíà ðàññìàòðèâàåòñÿ â áîëüøèíñòâå ðàáîò êàê îðîãåí êîðäèëüåðñêîãî òèïà (Gaal, Gorbachev, 1987; Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998), îäíàêî ðÿä èññëåäîâàòåëåé èíòåðïðåòèðóþò åå êàê ðèôòîãåííóþ ñèñòåìó, çàëîæåííóþ íà êîíòèíåíòàëüíîì øåëüôå (Ùåãëîâ è äð., 1993). Äàëüñëàíäñêàÿ ïðîâèíöèÿ îõâàòûâàåò þãî-çàïàäíûå ðàéîíû ùèòà è ñëîæåíà ïðåèìóùåñòâåííî ãîòñêèìè ïîðîäàìè ñ âîçðàñòîì 1 750–1 500 ìëí ëåò, â ïîñëåäóþùåì ïåðåðàáîòàííûìè âî âðåìÿ ñâåêî-íîðâåæñêî-ãðåíâèëëüñêîé (1 250–900 ìëí ëåò) è êàëåäîíñêîé (600–400 ìëí ëåò) îðîãåíèé (Gorbatschev, Bogdanova, 1993). Äðåâíåéøèå àðõåéñêèå îáðàçîâàíèÿ ïðåäñòàâëåíû êîìïëåêñîì ãíåéñîâ, êîòîðûå ïåðåêðûâàþòñÿ âóëêàíèòàìè îñíîâíîãî è êèñëîãî ñîñòàâîâ, êâàðöèòàìè è êîíãëîìåðàòàìè ôîðìàöèé Îìîëü è Ñòóðà-Ëå-Ìàðñòðàíä ïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà. Áîëåå ìîëîäûìè ÿâëÿþòñÿ ðàííå- è ñðåäíåðèôåéñêèå îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû Êèïïåáî, Äàëüñëàíä (Þæíàÿ Øâåöèÿ) è Òåëåìàðê (Þæíàÿ Íîðâåãèÿ), ñëàãàþùèå ôðàãìåíòû ñóáïëàòôîðìåííûõ ñòðóêòóð. Ïîðîäû äàëüñëàäñêîé ôîðìàöèè ïðîðâàíû ãðàíèòàìè ñ âîçðàñòîì 1 010 (Áîõóñ) è 1000–900 ìëí ëåò (Òåëåìàðê). Êàëåäîíñêàÿ ïðîâèíöèÿ íà ñåâåðî-çàïàäíîé îêðàèíå ÁÙ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðóïíûé ôðàãìåíò Áðèòàíñêî-Íîðâåæñêîé ñèñòåìû êàëåäîíèä.  åå ïðåäåëàõ ðàçâèòû àëëîõòîííûå ïîêðîâû, ïåðåêðûâàþùèå àâòîõòîííóþ ñåðèþ ðàííåãî ïàëåîçîÿ, êîòîðàÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, ñ óãëîâûì íåñîãëàñèåì çàëåãàåò íà ïåíåïëåíèçèðîâàííîé ïîâåðõíîñòè äîêåìáðèéñêèõ ïîðîä, ïðîñëåæèâàåìûõ â âèäå òåêòîíè÷åñêèõ îêîí âïëîòü äî ñåâåðî-çàïàäíîãî ïîáåðåæüÿ Íîðâåãèè. 1.5. ÏÅ×ÎÐÎ-ÌÅÇÅÍÑÊÀß ÌÀÒÅÐÈÊÎÂÀß ÏËÈÒÀ Íà ñåâåðíîé îêðàèíå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû (Ðóññêîé ïëèòû) îñíîâíûì ñòðóêòóðíûì ìîòèâîì ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå èåðàðõè÷åñêè ñîïîä÷èíåííîé ñèñòåìû îáøèðíûõ èçîìåòðè÷íûõ íåäèñëîöèðîâàííûõ ñèíåêëèç è ðàçäåëÿþùèõ èõ ëèíåéíûõ ïîäíÿòèé òèïà âàëîâ ñ ïîâûøåííîé èíòåíñèâíîñòüþ äèñëîêàöèé. Ñòðóêòóðàìè ïåðâîãî ïîðÿäêà (ëèíåéíûå ðàçìåðû 30
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
400–600 õ 600–1000 êì) ñðåäè ñèíåêëèç ÿâëÿþòñÿ Áàëòèéñêàÿ, Ìîñêîâñêàÿ, Ìåçåíñêàÿ, Òèìàíî-Ïå÷îðñêàÿ (ëèøü äâå ïîñëåäíèõ ïîïàäàþò â ïðåäåëû îïèñûâàåìîãî â êíèãå ñåêòîðà ÅâðîÀðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà), à ñðåäè âàëîâ – Òèìàíî-Êàíèíñêèé è Ïàéõîé-Íîâîçåìåëüñêèé ïîÿñà äèñëîêàöèé ïðîòÿæåííîñòüþ äî 1000 êì. Ãëóáèíà çàëåãàíèÿ ôóíäàìåíòà â îñåâûõ ÷àñòÿõ ñèíåêëèç êîëåáëåòñÿ îò 2,5 äî 4,5 êì.  êàæäîé èç ãëàâíûõ ñèíåêëèç âûäåëÿåòñÿ îò 6 äî 10 âïàäèí âòîðîãî ïîðÿäêà, â êîòîðûõ ôóíäàìåíò ïîãðóæåí íà 1–2 êì ãëóáæå, è ðàçäåëÿþùèõ èõ «óâàëîâ» ñ ïðèïîäíÿòûì (îòíîñèòåëüíî ñðåäíåãî óðîâíÿ) íà 1–1,5 êì ôóíäàìåíòîì. Òàê, â Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçå ðàçëè÷àþò Îíåæñêóþ, Ñðåäíåäâèíñêóþ, Òîåìñêóþ, Ëåøóêîíñêóþ, Ïèíåæñêóþ, Ïåøñêî-Ñàôîíîâñêóþ è Âû÷åãîäñêóþ âïàäèíû ðàçìåðîì 50–90 õ 150–450 êì, à ê ïîäíÿòèÿì âòîðîãî ïîðÿäêà ìîæíî îòíåñòè Âàãñêîå, Àðõàíãåëüñêîå, Çîëîòèöêîå, Ìåçåíñêî-Âàøêèíñêîå.  Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå îò çàïàäíîé îêðàèíû, ïðèëåãàþùåé ê Òèìàíî-Êàíèíñêîìó âàëó, íà âîñòîê ñìåíÿþò äðóã äðóãà ñòðóêòóðû âòîðîãî ïîðÿäêà: Èæìà-Ïå÷îðñêàÿ âïàäèíà – Ïå÷îðîÊîæâèíñêèé âàë – Äåíèñîâñêàÿ âïàäèíà – Êîëâèíñêèé âàë – Õîðåéâåðñêàÿ âïàäèíà. Äëÿ ðÿäà ïðîãèáîâ âòîðîãî ïîðÿäêà åñòü îñíîâàíèÿ ïðåäïîëàãàòü ðèôòîãåííóþ ïðèðîäó.  ÷àñòíîñòè, èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Òîåìñêîãî, Ëåøóêîíñêîãî, Óñòü-Ìåçåíñêîãî è Ñàôîíîâñêîãî ïðîãèáîâ ïîêàçàëî, ÷òî âäîëü èõ îñåé ïðîòÿãèâàþòñÿ íà 60–100 êì ïîãðåáåííûå ãðàáåíû øèðèíîé îò 15 äî 40 êì, â êîòîðûõ àìïëèòóäà ïîãðóæåíèÿ ðèôåéñêèõ îòëîæåíèé îòíîñèòåëüíî ïëå÷ òðîãîâ äîñòèãàåò 2 êì (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998). Ýòè ïàëåîòðîãè âõîäÿò â åäèíóþ ñåòü ðèôòîâ è àâëàêîãåíîâ, ìàðêèðóþùèõ ðèôåéñêî-âåíäñêèé ýòàï èíòåíñèâíîé äåñòðóêöèè ÂÅÏ (ðèñ. 1.7), ïðè ýòîì â àâëàêîãåíàõ ìîùíîñòü òåððèãåííî-êàðáîíàòíûõ îòëîæåíèé ðèôåÿ ìîãëà ïðåâûøàòü 8–10 êì.  ýòîì îòíîøåíèè ðèôåéñêèå àâëàêîãåíû ÂÅÏ ñîïîñòàâèìû, â îïðåäåëåííîé ìåðå, ñî ñâåðõãëóáîêèìè ðèôòîãåííûìè âïàäèíàìè Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà.  Áàëòèéñêîé è Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçàõ ôóíäàìåíò ïðåäñòàâëåí ðàííåäîêåìáðèéñêèìè ìåòàìîðôè÷åñêèìè êîìïëåêñàìè, ïëàâíî ïîãðóæàþùèìèñÿ ïîä îñàäî÷íûé ÷åõîë ñî ñòîðîíû ÁÙ. Ôóíäàìåíò Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû âñêðûò áóðåíèåì â ðÿäå ïóíêòîâ – Õîðåéâåðñêîé âïàäèíå, Ïðåäóðàëüñêîì ïðîãèáå, â ïðåäåëàõ Êîëâèíñêîãî ìåãàâàëà, â Èæìà-Ïå÷îðñêîé âïàäèíå è âáëèçè Ñðåäíåãî Òèìàíà.  Èæìà-Ïå÷îðñêîé âïàäèíå áóðåíèåì óñòàíîâëåíî ïðèñóòñòâèå ìåòàìîðôè÷åñêèõ ñëàíöåâ, àíàëîãè÷íûõ òèìàíñêèì.  îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ èõ ïðîðûâàþò ãðàíèòîèäíûå èíòðóçèè ãðåíâèëüñêîãî öèêëà. Äàëåå ê âîñòîêó ñîñòàâ êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ ñòàíîâèòñÿ áîëåå ðàçíîîáðàçíûì. Íà Êîëâèíñêîì âàëó ïîä ñèëóðèéñêèìè îòëîæåíèÿìè âñêðûòû êâàðöåâûå ïîðôèðû è àëüáèòîôèðû, âîçðàñò êîòîðûõ íà îñíîâàíèè ïåòðîãðàôè÷åñêîãî ñõîäñòâà ïðåäïîëàãàåòñÿ ðèôåéâåíäñêèì. Åùå âîñòî÷íåå, íà Áàãàíñêîé ïëîùàäè, âíîâü ïîÿâëÿþòñÿ õëîðèòî-ñåðèöèòîâûå ñëàíöû è ïåñ÷àíèêè, àíàëîãè÷íûå òèìàíñêèì. Íà âîñòî÷íîé ïåðèôåðèè ñèíåêëèçû, íà Ïîëþäîâîì Êàìíå Ñåâåðíîãî Óðàëà, â îñíîâàíèè ðàçðåçà ëåæàò ìîùíûå òîëùè ïåñ÷àíûõ, ñëàíöåâûõ è êàðáîíàòíûõ ïîðîä ðèôåÿ, ñìÿòûå â ïðîñòûå, êîðîá÷àòûå, ðåæå ëèíåéíûå ñêëàäêè, îñëîæíåííûå ñáðîñàìè è âçáðîñàìè. Ñ êðîâëåé ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà ñâÿçàí ñåéñìè÷åñêèé ãîðèçîíò Ê1, âûäåëÿåìûé ïðè ÊÌÏ è ÃÑÇ ïî ãðàíè÷íîé ñêîðîñòè 6,5 êì/ñ. Íà ïëîùàäè ñòðóêòóð âòîðîãî ïîðÿäêà â îñàäî÷íîì ÷åõëå êàðòèðóþòñÿ áîëåå ìåëêèå ãðàáåíû è ãîðñòû III è IV ïîðÿäêà, ÷òî ïðèäàåò âñåìó òåêòîíè÷åñêîìó àíñàìáëþ ñåâåðíîé îêðàèíû ÂÅÏ òèïè÷íûå ÷åðòû ñèñòåì ñ ìíîãîóðîâíåâîé èåðàðõèåé ñàìîïîäîáíûõ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ. Òàê, íàïðèìåð, Çîëîòèöêîå ïîäíÿòèå, ê êîòîðîìó ïðèóðî÷åíà àëìàçîíîñíàÿ êèìáåðëèòîâàÿ ïðîâèíöèÿ, ðàñ÷ëåíåíî ñåòüþ ñîïðÿæåííûõ ãîðñòîâ è ãðàáåíîâ ñ àìïëèòóäîé âåðòèêàëüíûõ ñìåùåíèé 0,5–1 êì (Çîëîòèöêèé, ×óáàëüñêèé, Êóëîéñêèé, Íåññêèé ãîðñòû, Êåðåöêèé, Ïàäóíñêèé, Åëäîìñêèé, Óñòü-Ìåçåíñêèé ãðàáåíû). Ïëèòíûé ÷åõîë â ñèíåêëèçàõ ÂÅÏ ôîðìèðîâàëñÿ íà ïðîòÿæåíèè áîëåå 1 ìëðä ëåò – îò ðèôåÿ äî êâàðòåðà – â óñëîâèÿõ ìåëêîâîäíîãî ìîðÿ è ïðèáðåæíûõ íèçìåííûõ ðàâíèí. Íà ôîíå ñòîëü äëèòåëüíîãî äîìèíèðîâàíèÿ òåíäåíöèè ê ïîãðóæåíèþ äðåâíåãî ôóíäàìåíòà è çàõîðîíåíèþ åãî ïîä ïîêðîâîì ðèôåéñêî-ôàíåðîçîéñêèõ îñàäêîâ îòìå÷àëèñü êðàòêîâðåìåííûå è îòíîñèòåëüíî ëîêàëüíûå âîñõîäÿùèå äâèæåíèÿ, îáóñëîâèâøèå ïåðåðûâû â îñàäêîíàêîïëåíèè. Ñ èõ ó÷åòîì â ïëèòíîì ÷åõëå âûäåëÿþòñÿ ïÿòü ñòðóêòóðíî-ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ÿðóñîâ: ãðåíâèëüñêèé (ðèôåéñêèå è íèæíåâåíäñêèå îòëîæåíèÿ â ïåðâîé ãåíåðàöèè àâëàêîãåíîâ, 600–1 000 ì); áàéêàëüñêèé (ïîçäíåâåíäñêèå è íèæíåêåìáðèéñêèå îòëîæåíèÿ – âàëäàéñêàÿ è áàëòèéñêàÿ ñåðèè çàïàäíîãî ñêëîíà ÂÅÏ è Ìîñêîâñêîé ñèíåêëèçû, 100–500 ì); êàëåäîíñêèé (êåìáðèéñêîðàííåäåâîíñêèé, îò ïåðâûõ ñîòåí ìåòðîâ íà âàëàõ äî 2–3 êì âî âïàäèíàõ); ãåðöèíñêèé (ïîçäíåäåâîíñêî-ðàííåòðèàñîâûé, 1–3 êì) è àëüïèéñêèé (þðñêî-íåîãåíîâûé, äî 1 êì). 31
Ðèñ. 1.7. Ñõåìà ðàçìåùåíèÿ ðèôåéñêî-âåíäñêèõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð íà òåððèòîðèè ÂÅÏ (Ìèëàíîâñêèé, 1983)
1.6. ÁÀÐÅÍÖÅÂÑÊÀß ØÅËÜÔÎÂÀß ÏËÈÒÀ Áàðåíöåâñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà îõâàòûâàåò îáøèðíóþ ïëîùàäü ìåæäó êîíòèíåíòàëüíûì ñêëîíîì è ïîáåðåæüåì Ñåâåðíîé Åâðîïû è Çàïàäíîé Ñèáèðè (ðèñ. 1.8). Ïðàêòè÷åñêè ïîâñåìåñòíî â îñíîâàíèè îñàäî÷íîãî ôàíåðîçîéñêîãî ÷åõëà óñòàíîâëåí äîêåìáðèéñêèé ôóíäàìåíò, ïðåäñòàâëåííûé äèñëîöèðîâàííûìè ìåòàìîðôè÷åñêèìè êîìïëåêñàìè è ïëóòîíè÷åñêèìè ïîðîäàìè (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1988; Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998; Áîãäàíîâ, 2004). Êàê è íà òåððèòîðèè ÂÅÏ, äîìèíèðóþùèìè ïî ïëîùàäè ñòðóêòóðàìè ïåðâîãî ïîðÿäêà ÿâëÿþòñÿ ïîëîãèå ñèíåêëèçû («ìèêðîïëèòû») – Íîðâåæñêàÿ, Áàðåíöèÿ, Êàðñêàÿ – ñ óìåðåííîé ìîùíîñòüþ ìåçîçîéñêîãî îñàäî÷íîãî ÷åõëà (4–6 êì). Îíè ðàçäåëåíû ìåæäó ñîáîé âàëîîáðàçíûìè çîíàìè äèñëîêàöèé, êðóïíåéøèìè èç êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ Íîâîçåìåëüñêàÿ è Êàíèíñêî-Ôèííìàðêñêàÿ ãðÿäû. Øåëüôîâàÿ ÷àñòü Áàðåíöèè îñëîæíåíà ñâîäîâûìè ïîäíÿòèÿìè, íàèáîëåå êðóïíûìè èç êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ: Ñâàëüáàðäñêîå, Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîå, Àäìèðàëòåéñêîå è Ïåðñåéñêîå. Âåðõíèå ãîðèçîíòû îòäåëüíûõ ïîäíÿòèé ïîäíÿòû íàä óðîâíåì ìîðÿ è îáðàçóþò àðõèïåëàãè îñòðîâîâ – Øïèöáåðãåí, Çåìëÿ Ôðàíöà-Èîñèôà, Âèêòîðèè.  Êàðñêîì ìîðå ìåæäó Þæíîé è Ñåâåðíîé 32
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
- Archean Early Proterozoic
Ðèñ. 1.8. Òåêòîíè÷åñêîå ðàéîíèðîâàíèå êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ Áàðåíöåâñêîé øåëüôîâîé ïëèòû (Verba, Sakoulina, 2001)
33
âïàäèíàìè ðàñïîëîæåí Ñåâåðî-Ñèáèðñêèé ïîðîã. Âäîëü ãðàíèöû Áàðåíöèè ñ Áàëòèéñêèì ùèòîì ðàñïîëîæåíà àñèììåòðè÷íàÿ ïåðåõîäíàÿ ñòðóêòóðà – Êîëüñêî-Êàíèíñêàÿ ìîíîêëèçà. Àíàëîãè÷íàÿ Ôèííìàðêåíñêàÿ ìîíîêëèçà îòäåëÿåò êàëåäîíñêèé ñêëàä÷àòûé ïîÿñ Ñåâåðíîé Íîðâåãèè îò Íîðâåæñêîé ñèíåêëèçû. Ñïåöèôè÷åñêîé îñîáåííîñòüþ ÁØÏ ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ãëóáîêèõ ðèôòîãåííûõ òðîãîâ èëè äåïîöåíòðîâ, âûïîëíåííûõ ìîùíûìè îñàäî÷íûìè òîëùàìè ôàíåðîçîÿ è èìåþùèìè ðåäóöèðîâàííóþ ìîùíîñòü êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû çà ñ÷åò ñîêðàùåíèÿ ìîùíîñòè èëè ïîëíîãî èñ÷åçíîâåíèÿ èç ðàçðåçà ãðàíèòíîãî ñëîÿ (Þäàõèí è äð., 2003). Òåêòîíîòèïîì ýòîãî êëàññà ñòðóêòóð ìîæåò ñëóæèòü Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêèé ìåãàïðîãèá ñ ìàêñèìàëüíûìè èç èçâåñòíûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìàñøòàáàìè ïðîãèáàíèÿ äíà – 24 êì, óòîíåíèÿ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû – 5 êì è ïîäúåìà ãðàíèöû Ì ïîä îñüþ ïðîãèáà – 30 êì. Îãðîìíàÿ ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî êîìïëåêñà äàëà îñíîâàíèÿ íàçûâàòü ýòè ñòðóêòóðû «ìèîãåîñèíêëèíàëÿìè» (Àðòþøêîâ, Áåýð, 1996), à îòñóòñòâèå ãðàíèòíîãî ñëîÿ áûëî èñïîëüçîâàíî êàê àðãóìåíò äëÿ âûäåëåíèÿ íîâîãî êëàññà òåêòîíè÷åñêèõ ñòðóêòóð – «ïåëàãîãåííûõ âïàäèí», ïðåäñòàâëÿþùèõ ñîáîé çàõîðîíåííûå îñòàòêè îêåàíè÷åñêèõ äåïðåññèé (Ìàëîâèöêèé, Ñåíèí, 1988; Àïëîíîâ, Óñòðèöêèé, 1991). Äåòàëüíûå ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â êîíöå ïðîøëîãî âåêà âûÿâèëè âåäóùóþ ðîëü â ñòðóêòóðå ìåãàïðîãèáîâ êðóòîïàäàþùèõ ñáðîñîâ, àìïëèòóäà êîòîðûõ â ïðèáîðòîâîé ÷àñòè äîñòèãàåò 3–4 êì. Âûïîëíÿþùèå âïàäèíó ôîðìàöèè ñëàáî äåôîðìèðîâàíû è íå íåñóò ñëåäîâ ðàñòÿæåíèÿ, ïîïåðå÷íîãî ê îñè âïàäèíû.  èñòîðèè âïàäèí âûäåëÿåòñÿ íåñêîëüêî ýïèçîäîâ óñêîðåííîãî ïðîãèáàíèÿ, ñîïðîâîæäàþùèõñÿ âñïûøêàìè âóëêàíèçìà òðàïïîâîãî òèïà (Êîìàðíèöêèé, Øèïèëîâ, 1991). Âñÿ ñîâîêóïíîñòü íîâûõ ìàòåðèàëîâ ñâèäåòåëüñòâóåò â ïîëüçó ðèôòîãåííîé ïðèðîäû ñâåðõãëóáîêèõ âïàäèí, ïîýòîìó â ïîñëåäíèå ãîäû áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé îòíîñÿò èõ ê êëàññó ðèôòîâûõ ñòðóêòóð (Âåðáà, 1996; Ãðàìáåðã, 1997; Âåðáà Â.Â., Âåðáà Ì.Ë. 2002; Áîãäàíîâ, 2004). Òàêèì îáðàçîì, â öåëîì ÁØÏ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáëàñòü äëèòåëüíî óñòîé÷èâîãî ïîãðóæåíèÿ äîêåìáðèéñêîãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà. Áîëåå 500 ìëí ïîâåðõíîñòü çåìíîé êîðû íàõîäèëàñü â ýòîé îáëàñòè íèæå óðîâíÿ ìîðÿ, ïðè ýòîì â ëîêàëüíûõ è êîðîòêîæèâóùèõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóðàõ òåìï ïîãðóæåíèÿ ïåðèîäè÷åñêè ìíîãîêðàòíî óñêîðÿëñÿ, ÷òî ñîïðîâîæäàëîñü âîçáóæäåíèåì ïðîöåññîâ ïëàâëåíèÿ â êîðå è ñóùåñòâåííûì èçìåíåíèåì åå ãëóáèííîé ñòðóêòóðû. Îáùèé ðèñóíîê ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð â ìàêðîïðîñòðàíñòâå ÁØÏ èìååò ñëîæíóþ ñåò÷àòóþ êîíôèãóðàöèþ, ïðè ýòîì â ïîñëåïåðìêîå âðåìÿ äîìèíèðîâàëè ñóáìåðèäèîíàëüíûå ïðîãèáû (Áîãäàíîâ, 2004), à â äåâîíå âåäóùóþ ðîëü èãðàë ñóáøèðîòíûé ïîÿñ àâëàêîãåíîâ, ïðîòÿíóâøèéñÿ îò Øèöáåðãåíà äî óñòüÿ Ïå÷îðû ñóáïàðàëëåëüíî êàëåäîíñêîé êîëëèçèîííîé îáëàñòè òèìàíèä (Âåðáà, 1996, 1999). Ìåíåå èíòåíñèâíî è ëîêàëüíî ïðîÿâëåíû àðåàëû âîñõîäÿùèõ äâèæåíèé, ñîïðîâîæäàþùèõñÿ ìåñòàìè ñêëàä÷àòî-íàäâèãîâûìè äèñëîêàöèÿìè è ïîäúåìîì âåðõîâ ðàçðåçà íàä óðîâíåì ãèäðîñôåðû. 1.7. ÒÈÌÀÍÎ-ÂÀÐÀÍÃÅÐÑÊÈÉ ÏÎßÑ ÄÈÑËÎÊÀÖÈÉ Òèìàíî-Âàðàíãåðñêèé ïîÿñ äèñëîêàöèé ïðåäñòàâëåí â ìàòåðèêîâîé ÷àñòè ðåãèîíà ñêëàä÷àòî-íàäâèãîâûìè êîìïëåêñàìè Òèìàíñêîãî êðÿæà è ï-îâà Êàíèí, ðàçäåëÿþùèõ Ïå÷îðñêóþ è Ìåçåíñêóþ ñèíåêëèçû è êîððåëèðóåìûå ñ íèìè äèñëîöèðîâàííûìè êîìïëåêñàìè ï-îâà Âàðàíãåð è Ðûáà÷èé, çàíèìàþùèå ïîãðàíè÷íîå ïîëîæåíèå ìåæäó àðõåéñêèìè áëîêàìè ñåâåðíîé îêðàèíû ÁÙ è Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèíàëüþ øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöèè.  ïðîìåæóòêå ìåæäó ýòèìè ðàéîíàìè â àêâàòîðèè þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ ïî ñåéñìè÷åñêèì è ìàãíèòîìåòðè÷åñêèì äàííûì ïðîñëåæèâàåòñÿ ïîäâîäíîå ïðîäîëæåíèå ðèôåéñêî-âåíäñêîãî ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííîãî êîìïëåêñà, ñîåäèíÿþùåãî ñåâåðî-çàïàäíóþ è þãî-âîñòî÷íóþ âåòâè ïîÿñà äèñëîêàöèé (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998).  ïðåäåëàõ Òèìàíî-Êàíèíñêîé ãðÿäû â ñîñòàâå ñêëàä÷àòîãî êîìïëåêñà ïðåäñòàâëåíû âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå òåððèãåííûå òîëùè, îáúåäèíÿåìûå â òðè ñåðèè – ìèêóëêèíñêóþ, òàðõàíîâñêóþ è òàáóåâñêóþ, îáùåé ìîùíîñòüþ îêîëî 10 êì (Îëîâÿíèøíèêîâ, 1998). Ïåðâûå äâå îòíîñÿòñÿ ê ñðåäíåìó-âåðõíåìó ðèôåþ, òðåòüÿ – ê âåðõíåìó ðèôåþ-íèæíåìó âåíäó. Ìèêóëêèíñêàÿ ñåðèÿ (äî 1000 ì) ñëîæåíà êðèñòàëëè÷åñêèìè ñëàíöàìè è ïàðàãíåéñàìè. Îíà çàâåðøàåòñÿ ãîðèçîíòîì ñêàðíèðîâàííûõ èçâåñòíÿêîâ è ìåðãåëåé. Òàðõàíîâñêàÿ ñåðèÿ (äî 4 500 ì) îáúåäèíÿåò òðè òîëùè: êâàðöèòî-ñëàíöåâóþ (400 ì), ñëàíöåâóþ (äî 2 500 ì) è ñëàíöåâî-êâàðöèòîâóþ (äî 2000 ì).  âåðõàõ ðàçðåçà ê ìåòàïñàììèòàì äîáàâëÿþòñÿ áèîòèò-ñåðèöèòîâûå ñëàíöû, à òàêæå òåìíî-ñåðûå è ÷åðíûå èçâåñòíÿêè è ìåðãåëè. Òàáóåâñêàÿ ñåðèÿ (äî 4000 ì) 34
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
çàëåãàåò ñ ðàçìûâîì íà ïîðîäàõ âåðõíåé òîëùè òàðõàíîâñêîé ñåðèè è ïðåäñòàâëåíà òðåìÿ ñâèòàìè (ñíèçó ââåðõ): ñâèòîé ðó÷üÿ Áîëâàíñêîãî, ÿíåéñêîé è ãíèëüñêîé.  ñîñòàâå ñåðèè âûäåëÿþòñÿ íåñêîëüêî ìàêðîðèòìîâ ïñàììèòîâ è ñëàíöåâ, çàâåðøàþùèõñÿ êàðáîíàòíî-òåððèãåííûìè ïà÷êàìè. Êîìïëåêñ äåôîðìèðîâàí â ïðîöåññå ãðåíâèëüñêîãî òåêòîãåíåçà íà ðóáåæå 900–950 Ìà ñ îáðàçîâàíèåì àñèììåòðè÷íûõ ëèíåéíî-âûòÿíóòûõ ñêëàäîê ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ, ìåñòàìè çàïðîêèíóòûõ. Âûøåëåæàùèå âåðõíåðèôåéñêèå-âåíäñêèå òîëùè, ðàçâèòûå â ðàéîíå ìûñîâ Ëóäîâàòûõ, ñîñòàâëÿþò îñíîâàíèå ïëàòôîðìåííîãî ÷åõëà è ñëàãàþò îòíîñèòåëüíî ïîëîãèå áðàõèìîðôíûå ñêëàäêè, ñëàáî íàðóøåííûå ñáðîñàìè.  áëîêàõ, ñëîæåííûõ ðèôåéñêèìè ñëàíöàìè, âûÿâëåíû òåëà ìàãìàòè÷åñêèõ ïîðîä ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà, âíåäðèâøèõñÿ â äèñëîöèðîâàííûé êîìïëåêñ çíà÷èòåëüíî ïîçäíåå ãëàâíîé ôàçû êîëëèçèîííûõ äåôîðìàöèé: âîçðàñò ñèåíèòîâ 455–572 ìëí ëåò, ãðàíèòîâ – 560–600 ìëí ëåò, ãàááðî-äèàáàçîâ – 620–640 ìëí ëåò. Ñêëàä÷àòûå ñòðóêòóðû îñíîâàíèÿ ïîâñåìåñòíî íàðóøåíû äèçúþíêòèâàìè, íåîäíîêðàòíî ïîäíîâëÿþùèìèñÿ â áîëåå ïîçäíèå ýïîõè òåêòîãåíåçà. Íàðóøåíèÿ ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà îáðàçóþò áëèçêèå ïî ïðîñòèðàíèþ ñèñòåìû ìåãàòðåùèíîâàòîñòè: íàèáîëåå äðåâíèå èìåþò ÑÑÇ èëè ñóáìåðèäèîíàëüíóþ îðèåíòàöèþ, à áîëåå ìîëîäûå (ïîçäíåáàéêàëüñêèå è êàëåäîíñêèå) – ñåâåðîçàïàäíóþ. Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ äèñëîöèðîâàííûõ êîìïëåêñîâ ÿâëÿåòñÿ èíòåíñèâíîå ðàçâèòèå ñëàíöåâàòîñòè, êëèâàæà è áëàñòè÷åñêèõ ñòðóêòóð òèïà «ñíåæíîãî êîìà», îäíîçíà÷íî ñâèäåòåëüñòâóþùèõ î ïîâñåìåñòíîì ïðîÿâëåíèè íàäâèãîâûõ ñìåùåíèé, îðèåíòèðîâàííûõ â þãîçàïàäíîì íàïðàâëåíèè è ñåêóùèõ ïëèêàòèâíûå ñòðóêòóðû. Òàêóþ æå îðèåíòèðîâêó èìåþò ôàöèàëüíûå çîíû ðåãèîíàëüíîãî ìåòàìîðôèçìà, âàðüèðóþùåãî îò ñåðèöèò-õëîðèòîâîé äî ýïèäîò-àìôèáîëèòîâîé ñóáôàöèè ñ óñèëåíèåì â ó÷àñòêàõ ìàêñèìàëüíîãî ðàçâèòèÿ ñòðóêòóð ñêîëüæåíèÿ (Ìèòðîôàíîâ è äð., 1999). Ìàñøòàáû ëàòåðàëüíîãî òðàíñïîðòà ìàññ îöåíèâàþòñÿ ëèøü ïðèáëèçèòåëüíî, íî ñóììàðíî îíè ñîñòàâëÿþò íå ìåíåå íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ êì.  ïðåäåëàõ Òèìàíà ãðåíâèëüñêèé àëëîõòîí íàäâèíóò íà êàðåëèäû, çàëåãàþùèå â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîä ñêëàä÷àòûìè ïàêåòàìè íà ãëóáèíå 10–12 êì (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998). Ñåâåðî-çàïàäíîå ïðîäîëæåíèå ñêëàä÷àòîãî ïîÿñà â àêâàòîðèè äîõîäèò äî Þæíî-Áàðåíöåâñêîé çîíû ðàçëîìîâ, ïðîòÿíóâøåéñÿ îò óñòüÿ ð. Âàðçèíû íà Êîëüñêîì ï-îâå äî Ãóñèíîé áàíêè. Äàëåå ê çàïàäó îò ýòîé ëèíèè äèñëîöèðîâàííûå êîìïëåêñû ïðîñëåæèâàþòñÿ ëèøü â óçêîé ïîëîñå âäîëü ïîáåðåæüÿ Êîëüñêîãî ï-îâà. Äðóãàÿ âåòâü, ñîâïàäàþùàÿ ñ Êîðãèíñêèì âàëîì, ïðîñëåæèâàåòñÿ ê ñåâåðó îò ï-îâà Êàíèí ïî çíàêîïåðåìåííûì ìàãíèòíûì è ãðàâèòàöèîííûì àíîìàëèÿì, îðèåíòàöèÿ êîòîðûõ ïëàâíî ìåíÿåòñÿ îò ñåâåðî-çàïàäíîé íà ìåðèäèîíàëüíóþ. Ýòî ñëóæèò ñâèäåòåëüñòâîì òîãî, ÷òî Òèìàíñêàÿ ñèñòåìà äèñëîêàöèé íå çàòóõàåò â ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè, à ðàçâîðà÷èâàåòñÿ ê ñåâåðó è ñåâåðî-âîñòîêó, â ñòîðîíó çîíû áàéêàëèä Íîâîé Çåìëè. Ó ïîñëåäíèõ íà çàïàäíîé îêîíå÷íîñòè òàêæå îáíàðóæèâàåòñÿ òåíäåíöèÿ ê ðàçâîðîòó â çàïàä-þãî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè.  ñîñòàâå ãðåíâèëüñêîãî êîìïëåêñà íà Êîëüñêîì ó÷àñòêå ïîÿñà ïðåîáëàäàþò ìîùíûå ñðåäíå-âåðõíåðèôåéñêèå òîëùè ñ öèêëè÷íîé ñòðóêòóðîé ðàçðåçîâ è ìíîãîîáðàçèåì ëèòîôàöèàëüíûõ òèïîâ îñàäêîâ (Lyubtsov et al., 2000). Íà ï-îâå Ðûáà÷üåì ñðåäíå-âåðõíåðèôåéñêàÿ ãðóïïà ïðåäñòàâëåíà äâóìÿ ëèòîôàöèàëüíûìè òèïàìè îòëîæåíèé. Íèçû ðàçðåçà ñëîæåíû ýéíîâñêîé ñåðèåé ìîùíîñòüþ áîëåå 3 êì òóðáèäèòîâîé ôîðìàöèè, îáðàçîâàííîé â ðàìêàõ îäíîãî òðàíñãðåññèâíî-ðåãðåññèâíîãî öèêëà.  íèæíèõ ñâèòàõ – ìîòîâñêîé (350 ì) è ëîíñêîé (700 ì) – ïðåîáëàäàþò ïîëèìèêòîâûå êîíãëîìåðàòî-áðåê÷èè, êîíãëîìåðàòû è ãðóáîçåðíèñòûå ãðàóâàêêîâûå ïåñ÷àíèêè, âûøå ïî ðàçðåçó â ïåðåâàëüíîé ñâèòå (2000 ì) äîìèíèðóþò ìåëêî- è òîíêîçåðíèòûå ñåðî-öâåòíûå ïåñ÷àíèêè, ê âåðõàì ðàçðåçà â íèõ âîçðàñòàåò êîëè÷åñòâî ïðîñëîåâ ãðàâåëèòîâ è êîíãëîìåðàòîâ. Âåðõè ðàçðåçà ðèôåÿ ñëîæåíû áàðãîóòíîé ñåðèåé, ñîñòîÿùåé èç ÷åòûðåõ ñâèò: ìàéñêîé (250 ì – âàëóííûå êîíãëîìåðàòû, ãðàâåëèòû è êîñîñëîèñòûå ïåñ÷àíèêè ñ ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ), çóáîâñêîé (500 ì – ôëèøîèäíàÿ òîëùà ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ è ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ), öûïíàâîëîêñêîé (260 ì – òóðáèäèòîâàÿ ôîðìàöèÿ ïåñ÷àíèêîâ è ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ) è ñêàðáååâñêîé (500 ì – ñåðûå ïîëèìèêòîâûå ïåñ÷àíèêè ñ ëèíçàìè ãðàâåëèòîâ â íèçàõ òîùè, àëåâðîëèòû, ãëèíèñòûå ñëàíöû, ìðàìîðèçîâàííûå èçâåñòíÿêè). Îíè ñôîðìèðîâàííû, âåðîÿòíî, â ôàöèÿõ ïðèáðåæíîãî ìåëêîâîäüÿ ñèíõðîííî ñ òóðáèäèòîâûì êîìïëåêñîì öûïíàâîëîêñêîé ñâèòû. Çàëåãàíèå ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà õàðàêòåðèçóåòñÿ ñî÷åòàíèåì øèðîêèõ ìîíîêëèíàëåé, ïàäàþùèõ íà ñåâåðî-âîñòîê ïîä óãëàìè 15–30°, è óçêèõ ëèíåéíûõ çîí íàïðÿæåííîé ñêëàä÷àòîñòè ñ çàïðîêèäûâàíèåì ñëîåâ â þãî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè. 35
 Ôèííìàðêåíå, íà ï-îâå Âàðàíãåð íà ýòó îòíîñèòåëüíî ïðîñòóþ ñòðóêòóðó íàêëàäûâàþòñÿ èíòåíñèâíûå ñêëàä÷àòûå äåôîðìàöèè ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ, ñâÿçàííûå ñ ðàçâèòèåì êàëåäîíñêèõ íàäâèãîâ. Ñ íàèáîëåå äðåâíèìè ðàçëîìàìè àññîöèèðóþò èíòðóçèâíûå îáðàçîâàíèÿ, ïðåäñòàâëåííûå òðåùèííûìè èíòðóçèÿìè ãðàíèòîâ è íåôåëèíîâûõ ñèåíèòîâ (ìàññèâ Ñòåðíåé) è äàéêàìè äîëåðèòîâ, âíåäðèâøèõñÿ â èíòåðâàëå îò 504 äî 375 Ìà íàçàä (Êàòàëîã.., 2002). Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ â ñî÷åòàíèè ñ ìàòåðèàëàìè ïëîùàäíûõ ñúåìîê ïîòåíöèàëüíûõ ïîëåé ïîçâîëÿþò ïðåäïîëàãàòü çíà÷èòåëüíîå ãîðèçîíòàëüíîå ñìåùåíèå ïî ïîãðàíè÷íîìó ðàçëîìó Êîìàãåëüâ-Òðîëëôüîðä, âñëåäñòâèå ÷åãî ïðèâåäåíû â ñîïðèêîñíîâåíèå òàêèå ÷àñòè ðèôåéñêîãî ðàçðåçà, êîòîðûå ïåðâîíà÷àëüíî ôîðìèðîâàëèñü íà áîëüøîì óäàëåíèè äðóã îò äðóãà (Verba, Sakoulina, 2001). Âñëåäñòâèå ñìåùåíèé òèïà strike-slip âîçíèêëè ïîëîãèå ëèíåéíî-âûòÿíóòûå ñêëàäêè ñ óãëàìè íàêëîíà äî 15–30° è ñåâåðî-âîñòî÷íûì, îðòîãîíàëüíûì ïî îòíîøåíèþ ê ëèíèè ñäâèãà (Roberts et al., 1997; Lyubtsov et al., 2000). Íà ñåâåðîçàïàäíîé îêðàèíå Ôèííìàðêåíà àíàëîãè÷íîå ïðàâîñòîðîííåå ãîðèçîíòàëüíîå ñìåùåíèå îòìå÷åíî íà çàïàäíîì ôëàíãå ëèíåàìåíòà Êîìàãåëüâ-Òðîëëôüîðä (Gayer, 1989). Îñîáåííîñòè ñîñòàâà äåôîðìàöèè è ìåòàìîðôèçìà ïîðîä ãðåíâèëüñêîãî êîìïëåêñà â ïðåäåëàõ óçêîãî ïîÿñà, ïðîòÿíóâøåãîñÿ ïî÷òè íà 900 êì îò Ïîëÿðíîãî Óðàëà äî Ñåâåðíîé Íîðâåãèè, äàþò îñíîâàíèå èíòåðïðåòèðîâàòü ýòó ñòðóêòóðó êàê ðèôåéñêî-âåíäñêèé àâëàêîãåí, èñïûòàâøèé èíâåðñèþ, òàíãåíöèàëüíîå ñæàòèå è íàäâèãàíèå â ñòîðîíó ïàññèâíûõ áëîêîâ Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû è Áàëòèéñêîãî ùèòà (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998; Ìèòðîôàíîâ è äð., 1999). 1.8. ÍÎÂÎÇÅÌÅËÜÑÊÈÉ ÏÎßÑ ÄÈÑËÎÊÀÖÈÉ Íîâîçåìåëüñêàÿ ãðÿäà, ñëîæåííàÿ äèñëîöèðîâàííûìè ïàëåîçîéñêèìè è áîëåå äðåâíèìè êîìïëåêñàìè, îáû÷íî ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê âîñòî÷íîå îáðàìëåíèå Áàðåíöåâñêîé ïëèòû.  ñîîòâåòñòâèè ñ òàêîé òðàêòîâêîé îíà ìîãëà áû ñ÷èòàòüñÿ âûõîäîì íà ïîâåðõíîñòü ñêëàä÷àòîãî îñíîâàíèÿ ïëèòû, îäíàêî èìåþùèåñÿ ãåîôèçè÷åñêèå äàííûå íå âûÿâèëè ïðèñóòñòâèÿ äèñëîöèðîâàííûõ «íîâîçåìåëüñêèõ» êîìïëåêñîâ â ðàçðåçå ïðèëåãàþùåé ê àðõèïåëàãó ïîëîñû øåëüôà. Íàïðîòèâ, ýòè äàííûå, â ñîâîêóïíîñòè ñ ðåçóëüòàòàìè íàçåìíûõ èññëåäîâàíèé (Êîðàãî è äð., 1992), ïîêàçûâàþò, ÷òî çàïàäíîé ãðàíèöåé ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé ñëåäóåò ñ÷èòàòü ãëàâíûé Íîâîçåìåëüñêèé íàäâèã, òðàññèðóåìûé ïî÷òè ïàðàëëåëüíî ïîáåðåæüþ àðõèïåëàãà. Ê çàïàäó îò ëèíèè ýòîãî ðåãèîíàëüíîãî òåêòîíè÷åñêîãî øâà èíòåíñèâíîñòü ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé â àâòîõòîíå áûñòðî ñíèæàåòñÿ. Ôóíäàìåíòîì ïëèòû â ýòîé êðàåâîé çîíå àðõèïåëàãà âûñòóïàåò äîïàëåîçîéñêèé ñêëàä÷àòûé êîìïëåêñ. Íå ïðîñëåæèâàþòñÿ ñêëàä÷àòûå ñòðóêòóðû Íîâîé Çåìëè è â ïðèëåãàþùåé ñ âîñòîêà ïîëîñå Êàðñêîãî øåëüôà.  ðàçðåçå î. Ñåâåðíîãî â ðàéîíå ãóáû Ñåâ. Ñóëüìåíåâîé èçâåñòíû âûõîäû íà ïîâåðõíîñòü íèæíåðèôåéñêèõ ìåòàîñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé, ïðåäñòàâëåííûõ ïðåèìóùåñòâåííî ìðàìîðàìè è êðèñòàëëè÷åñêèìè êâàðöåâî-ñëþäèñòûìè ñëàíöàìè, êâàðöèòàìè, ãíåéñàìè è àìôèáîëèòàìè, âèäèìàÿ ìîùíîñòü êîòîðûõ îöåíèâàåòñÿ â 1500 ì. K-Ar-äàòèðîâêè äàëè äâå ãðóïïû çíà÷åíèé: ìàêñèìàëüíûå – 1 550 ± 80 è 1 490 ± 100 Ìà – èíòåðïðåòèðóþòñÿ êàê âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ îñàäî÷íîé òîëùè, à ìèíèìàëüíûå – 584 ± 27 è 645 ± 53 Ìà – îòðàæàþò âëèÿíèå íàëîæåííîé áàéêàëüñêîé àêòèâèçàöèè.  ôîðìàöèîííîì îòíîøåíèè ýòà òîëùà ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ ïðîòîïëàòôîðìåííûìè îáðàçîâàíèÿìè, êîòîðûå â áàéêàëüñêóþ ýïîõó áûëè ìåòàìîðôèçîâàíû è ëîêàëüíî äåôîðìèðîâàíû. Èñõîäÿ èç ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ, ïðèñóòñòâèå ýòîé òîëùè ìîæíî îæèäàòü è íà ïðèëåãàþùåì øåëüôå, â ÷àñòíîñòè, íà ïëîùàäè Àäìèðàëòåéñêîãî ïîäíÿòèÿ. Íà Þæíîì î. ôóíäàìåíòîì ïàëåîçîéñêèõ îñàäî÷íûõ òîëù Íîâîé Çåìëè ñëóæàò ñðåäíåâåðõíåðèôåéñêèå àâëàêîãåííûå îáðàçîâàíèÿ.  ðàéîíå Ðóññêîé Ãàâàíè îíè ïðåäñòàâëåíû òóðáèäèòîâûìè ïåñ÷àíèêàìè ìàêîâñêîé ñâèòû (1 300 ì) è ôèëëèòàìè ëîìîíîñîâñêîé òîëùè (1 450– 2 500 ì), à â ðàéîíå ãóáû Ñàõàíèíà – äâóìÿ òîëùàìè, â íèæíåé èç êîòîðûõ ïðåîáëàäàþò ðàçëè÷íûå ñëàíöû ñ ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ, ïåñ÷àíèêîâ è ïîëèìèêòîâûõ ãðàâåëèòîâ, à â âåðõíåé – òóôîãåííûå ïåñ÷àíèêè, ñ ïîä÷èíåííûìè ñëîÿìè äîëîìèòîâ, àëåâðîëèòîâ, òóôîâ, òóôôèòîâ è ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ. Îáùàÿ ìîùíîñòü ýòèõ òîëù íå ìåíåå 6 êì. Îíè ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ õîéäûøèðñêîé è ëàïòîïàéñêîé ñâèòàìè Ïîëÿðíîãî Óðàëà è ñ ñðåäíå-âåðõíåðèôåéñêèìè ñåðèÿìè ëóìôüîðä è ìåð÷èñîíáåé Øïèöáåðãåíà (Òèìîíèí, 1998). Êîìïëåêñ îñíîâàíèÿ ñìÿò â ëèíåéíûå ñêëàäêè çàïàä-ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ. Õàðàêòåðíî ïîñòåïåííîå èçìåíåíèå ïðîñòèðàíèÿ ñêëàäîê îò ñåâåðî-çàïàäíîãî íà Ïàé-Õîå äî ñóáøèðîòíîãî íà Þæíîì î. Íîâîé Çåìëè. Òàêîå æå ïðîñòèðàíèå ñòðóêòóð áàéêàëüñêîãî êîìïëåêñà ïðîñëåæèâàåòñÿ ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì è íà Ãóñèíîçåìåëüñêîì ó÷àñòêå øåëüôà, ïðèëåãàþùåì ê Íîâîé Çåìëå ñ çàïàäà. 36
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
Èíòåíñèâíî äåôîðìèðîâàííûå êîìïëåêñû Íîâîçåìåëüñêîé ãðÿäû îáû÷íî ðàññìàòðèâàþò â êà÷åñòâå âûñòóïà ñêëàä÷àòîãî ôóíäàìåíòà ÁØÏ, îäíàêî, îõàðàêòåðèçîâàííûå âûøå îñîáåííîñòè åå ñòðîåíèÿ, âîçðàñò è ëàòåðàëüíîå ðàñïðîñòðàíåíèå äåôîðìàöèé ïîêàçûâàþò, ÷òî ýòîò òåêòîíè÷åñêèé ìåãàáëîê ÿâëÿåòñÿ íå îáðàìëåíèåì ïëèòû, à åå îñëîæíåíèåì òèïà èíòðàêðàòîííîé çîíû ñæàòèÿ. Çàïàäíóþ ãðàíèöó ýòîãî òåêòîíè÷åñêîãî ýëåìåíòà ÁØÏ îáû÷íî ïðîâîäÿò ïî ãëàâíîìó Íîâîçåìåëüñêîìó ðàçëîìó, íî íà òåõ ó÷àñòêàõ, ãäå ñêëàä÷àòîñòü â êàëåäîíñêîì ýòàæå ïðîÿâèëàñü ñëàáî (íàïðèìåð, â Êàðìàêóëüñêîì ñèíêëèíîðèè) èëè òàì, ãäå íàäâèãè ïî ãëàâíîìó ðàçëîìó îòñóòñòâóþò, ãðàíèöà ìåæäó ïàëåîçîéñêèì êîìïëåêñîì ïëèòíîãî ÷åõëà øåëüôà è íîâîçåìåëüñêèì êîìïëåêñîì ïðîâîäèòñÿ óñëîâíî. Íà âîñòî÷íîé îêðàèíå ìåãàáëîêà ñòåïåíü äåôîðìèðîâàííîñòè ïàëåîçîéñêèõ òîëù èçìåíÿåòñÿ ïî ëàòåðàëè ïîñòåïåííî, áåç ðåçêîé ãðàíèöû íà ïåðåõîäå îò îñòðîâíîé ãðÿäû ê øåëüôîâîé îáëàñòè. Îòìå÷åííûå îñîáåííîñòè ëàòåðàëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ íîâîçåìåëüñêèõ äèñëîêàöèé ïîçâîëÿþò ðàññìàòðèâàòü Áàðåíöåâîìîðñêèé è Êàðñêèé îñàäî÷íûå áàññåéíû â ñîîòâåòñòâèè ñ êîíöåïòóàëüíîé ñõåìîé, ïðåäëîæåííîé È. Ñ. Ãðàìáåðãîì (1988), â êà÷åñòâå ñîñòàâíûõ ýëåìåíòîâ åäèíîãî Îáñêî-Áàðåíöåâñêîãî îñàäî÷íîãî ìåãàáàññåéíà (ÎÁÎÌ).
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À â å ò è ñ î â à . Ï . Ñåéñìîàêòèâíûå çîíû Àðêòèêè. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 1996, 179 ñ. À ï ë î í î â Ñ .  . , Ó ñ ò ð è ö ê è é  . È . Îñòàòî÷íûå îêåàíè÷åñêèå áàññåéíû // ÄÀÍ. 1991. Ò. 316, ¹ 2. Ñ. 425–428. À ð ò þ ø ê î â Å .  . , Á å ý ð Ì . À . Ãåîäèíàìè÷åñêèå óñëîâèÿ îáðàçîâàíèÿ íåôòåãàçîíîñíûõ áàññåéíîâ // Ãåîëîãèÿ è ðàçâåäêà. 1996. ¹ 6. Ñ. 3–13. Á à ð å í ö å â ñ ê à ÿ ø å ë ü ô î â à ÿ ï ë è ò à / È. Ñ. Ãðàìáåðã (ðåä.). Ë.: Íåäðà, 1988. 263 ñ. Á à ò è å â à È . Ä . , Á å ë ü ê î â È .  . ,  å ò ð è í  . Ð . è ä ð . Ãðàíèòîèäíûå ôîðìàöèè äîêåìáðèÿ ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1978. 264 ñ. Á à ÿ í î â à Ò . Á . Âîçðàñò ðåïåðíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ Êîëüñêîãî ðåãèîíà è äëèòåëüíîñòü ïðîöåññîâ ìàãìàòèçìà. ÑÏá.: Íàóêà, 2004. 174 ñ. Á î ã ä à í î â Í . À . Òåêòîíèêà Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà // Ãåîòåêòîíèêà. 2004. ¹ 3. Ñ. 13–30.  å ð á à  .  . Íåôòåãàçîíîñíîñòü Ìèðîâîãî îêåàíà. Ë.: ÏÃÎ «Ñåâìîðãåîëîîãèÿ», 1984. Ñ. 34–39.  å ð á à Ì . Ë . Ñðåäíåïàëåîçîéñêèå ðèôòîãåííûå ñòðóêòóðû Áàðåíöåâñêîé ïëèòû. // Ïîèñêè, ðàçâåäêà è äîáû÷à íåôòè è ãàçà â Òèìàíî-Ïå÷îðñêîì áàññåéíå è Áàðåíöåâîì ìîðå / Äîêë. II Ìåæäóíàð. êîíô. ÑÏá., 24–28 èþíÿ 1996. Ò. 1. ÑÏá.: ÂÍÈÃÐÈ, 1996. Ñ. 89–96.  å ð á à Ì . Ë . Êîíöåïöèÿ ðèôòîãåíåçà ïðè ïîèñêàõ íåôòè íà Áàðåíöåâîì ìîðå // 25 ëåò íà àðêòè÷åñêîì øåëüôå Ðîññèè. Ìóðìàíñê–ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 1999. Ñ. 11–18.  å ð á à  .  . ,  å ð á à Ì . Ë . Ñòðóêòóðû ðàñòÿæåíèÿ çåìíîé êîðû â Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå / Ðîññèéñêàÿ Àðêòèêà: ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ, ìèíåðàãåíèÿ, ãåîýêîëîãèÿ / Ä. À. Äîäèí è Â. Ñ. Ñóðêîâ (ðåä.). ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. Ñ. 93–108.  å ò ð è í  . Ð . , Ê à ë è í ê è í Ì . Ì . Ðåêîíñòðóêöèÿ ïðîöåññîâ âíóòðèêîðîâîãî è êîðîâî-ìàíòèéíîãî ìàãìàòèçìà (ïî ðåçóëüòàòàì èçó÷åíèÿ ãëóáèííûõ âêëþ÷åíèé). Àïàòèòû: ÊÍÖ ÐÀÍ, 1992. 103 ñ. à å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ê à ð ò à Êîëüñêîãî ðåãèîíà ì-áà 1 : 500 000 // Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ (ðåä.). Àïàòèòû: èçä. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. à å î ò ð à í ñ å ê ò Å â ð î - 3 / Àâò.: À. Â. ×åêóíîâ, Â. È. Ñòàðîñòåíêî, Ñ. Ñ. Êðàñîâñêèé è äð. // Ãåîôèçè÷åñêèé æóðíàë. 1993. Ò. 15, ¹ 2. Ñ. 3–32. à ë à ç í å â  . Í . Êîìïëåêñíûå ãåîôèçè÷åñêèå ìîäåëè ëèòîñôåðû Ôåííîñêàíäèè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2003. 254 ñ. à ð à ì á å ð ã È . Ñ . Áàðåíöåâîìîðñêèé ïåðìñêî-òðèàñîâûé ïàëåîðèôò è åãî çíà÷åíèå äëÿ ïðîáëåìû íåôòåãàçîíîñíîñòè Áàðåíöåâî-Êàðñêîé ïëèòû // ÄÀÍ. 1997. Ò. 332, ¹ 6. Ñ. 789–791. Ê à ò à ë î ã ã å î õ ð î í î ë î ã è ÷ å ñ ê è õ ä à í í û õ ïî ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà / Ò. Á. Áàÿíîâà, Â. È. Ïîæèëåíêî, Â. Ô. Ñìîëüêèí è äð. // Ïðèëîæåíèå ¹3 ê ìîíîãðàôèè «Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè» / Ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. 53 ñ. Ê î ì à ð í è ö ê è é  . Ì . , Ø è ï è ë î â Ý .  . Íîâûå ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå î ìàãìàòèçìå Áàðåíöåâà ìîðÿ // ÄÀÍ. 1991. Ò. 320, ¹ 5. Ñ. 1203–1206. Ê î ð à ã î Å . À . , Ê î â à ë å â à à . Í . , È ë ü è í  . Ô . , Ï à â ë î â à Ë . à . Òåêòîíèêà è ìåòàëëîãåíèÿ ðàííèõ êèììåðèä Íîâîé Çåìëè. ÑÏá.: Íåäðà, 1992. 196 ñ. 37
Ë è ò â è í å í ê î È .  . Îñîáåííîñòè ãëóáèííîãî ðàçðåçà çåìíîé êîðû ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà è þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ // Ãåîëîãèÿ è ãëóáèííîå ñòðîåíèå âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1968. Ñ. 90–96. Ë î á à ÷ - Æ ó ÷ å í ê î Ñ . Á . , × å ê ó ë à å â  . Ï . , À ð å ñ ò î â à Í . À . è ä ð . Àðõåéñêèå òåððåéíû Êàðåëèè, èõ ãåîëîãè÷åñêîå è èçîòîïíî-ãåîõèìè÷åñêîå îáîñíîâàíèå // Ãåîòåêòîíèêà. 2000. ¹ 6. Ñ. 26–42. Ì à ë î â è ö ê è é ß . Ï . , Ñ å í è í Á .  . Ïåëàãîãåííûå âïàäèíû íà ñîâðåìåííûõ è äðåâíèõ êîíòèíåíòàëüíûõ îêðàèíàõ // Ãåîòåêòîíèêà. 1988. ¹ 1. Ñ. 11–24. Ì è ë à í î â ñ ê è é Å . Å . Ðèôòîãåíåç â èñòîðèè çåìëè (ðèôòîãåíåç íà äðåâíèõ ïëàòôîðìàõ). Ì.: Íåäðà, 1983. 280 ñ. Ì è ò ð î ô à í î â Ô . Ï . , Ï ð å ä î â ñ ê è é À . À . è ä ð . Âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå îñàäî÷íûå òîëùè Êèëüäèíñêî-Áåëîìîðñêî-Ìåçåíñêîé ïëîùàäè êàê îáúåêò ïðîãíîçèðîâàíèÿ ýíåðãîíîñèòåëåé. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1999. 71 ñ. Î ë î â ÿ í è ø í è ê î â  . à . Âåðõíèé äîêåìáðèé Òèììàíà è ïîëóîñòðîâà Êàíèí. Åêàòåðåíáóðã: èçä. ÓðÎ ÐÀÍ, 1998. 164 ñ. Ï à â ë å í ê î â à Í . È . Ñîïîñòàâëåíèå ðàçíûõ âàðèàíòîâ ðàçðåçîâ ïî ïðîôèëþ ÃÑÇ â Áàðåíöåâîì ìîðå // Èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è ïðèëåãàþùèõ àêâàòîðèé ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Àïàòèòû: èçä. ÊÔÀÍ ÑÑÑÐ, 1986. Ñ. 91–100. Ï à í à ñ å í ê î à . Ä . , Ê ð å ì å í å ö ê à ÿ Å . Î . , À ð à í î â è ÷ Ç . È . Çåìëåòðÿñåíèÿ Øïèöáåðãåíà. Ì.: èçä. ÌÃÊ ÀÍ ÑÑÑÐ, 1987. 83 ñ. Ï ð î ã í î ç í î - ì è í å ð à ã å í è ÷ å ñ ê à ÿ ê à ð ò à Ñåâåðî-Çàïàäà Ðîññèè è Ôåííîñêàíäèè / The Pronosis-Mineragenetic Map of the Northwest Russia and Fennoscandia. Ì-á 1 : 2 500 000 // Êîðîâêèí Â. À., Òóðûëåâà Ë. Â. (ãë. ðåä). ÑÏá.: èçä. ÂÑÅÃÅÈ, 2003. Ð î ñ ñ è é ñ ê à ÿ À ð ê ò è ê à : ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ, ìèíåðàãåíèÿ, ãåîýêîëîãèÿ / Ä. À. Äîäèí, Â. Ñ. Ñóðêîâ (ðåä.). ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. 960 ñ. Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí / Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Í. Â. Øàðîâ (ðåä.). Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. ×. 1 237 ñ. ×. II 205 ñ. Ò å ê ò î í è ÷ å ñ ê à ÿ ê à ð ò à Á à ð å í ö å â à ì î ð ÿ è ñåâåðà Åâðîïåéñêîé ÷àñòè Ðîññèè. Ì-á 1 : 2 500 000 // Í. À. Áîãäàíîâ, Â. Å Õàèí (ðåä.). Ì.: èçä. È-òà ëèòîñôåðû ÐÀÍ, 1996. Ò è ì î í è í Í . È . Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà: èñòîðèÿ ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ â ôàíåðîçîå. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 1998, 240 ñ. Ò ó ë è í à Þ .  . , Ø å ì å ë å â à È . Á . , Ñ î ê î ë î â Ñ . Á . è ä ð . Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ ïî äàííûì ÃÑÇ // Ãåîôèçè÷åñêèå ïîëÿ Àòëàíòè÷åñêîãî îêåàíà. Ì.: ÂÈÍÈÒÈ, 1988. Ñ. 34–51. Ù å ã ë î â À . Ä . , Ì î ñ ê à ë å â à  . Í . , Ì à ð ê î â ñ ê è é Á . À . è ä ð . Ìàãìàòèçì è ìåòàëëîãåíèÿ ðèôòîãåííûõ ñèñòåì âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. ÑÏá.: Íåäðà, 1993. 244 ñ. Þ ä à õ è í Ô . Í . , Ù ó ê è í Þ . Ê . , Ì à ê à ð î â  . È . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñîâðåìåííûå ãåîäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû â ëèòîñôåðå Âîñòî÷íî-åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Åêàòåðèíáóðã: èçä. ÓðÎ ÐÀÍ, 2003. 299 ñ. B u n g u m H . , L i n d h o l m C . Seismo- and neotectonics in Finnmark, Kola peninsula and the southern Barents Sea. Part 2: Seismological analysis and seismotectonics // Tectonophysics. 1997. V. 270. Í 1–2. P. 1–22. F o r s b e r g R . KMS, Danmark, chairirman of AGP.Open file: http: \ 164.214.259 \ Grand Gagp\index htm. 2003. G a a l G . , G o r b a t c h e v R . An outline of the Precambrian evolution of the Baltic Shield // Precambrian Res., 1987. V. 35. P. 15–52. G a l i t c h a n i n a L . D . , G l a z n e v V . N . e t a l . Surface density characteristics of the Baltic Shield and adjacent territories // Norges Geol. Unders. 1995. Special. Publ. V. 7. P. 349–354. G a y e r R . A . (Ed.). The Caledonide Geology of Scandinavia. London. 1989. 312 p. G e o l o g i c a l m a p o f t h e N o r t h e r n F e n n o s c a n d i a , 1 : 1 000 000. Helsinki. 1987. G e o l o g i s k k a r t der Norge, berggrunuskart Kirkenes. 1 : 1 250 000 // A. Siedlecka, O. Nordgulen (Eds.). Norg. Geol. under., 1996. G o r b a t s c h e v R . , B o g d a n o v a S . Frontiers in the Baltic Shield // Precambrian Res. 1993. V. 64. P. 3–21. H u h m a H . , C l i f t R . A . , P e r t u n e n V . , S a k k o M . Sm-Nd and Pb isotopic study of mafic rocks associated with early Proterozoic continental rifting: the Perapohia shist belt in the Northern Finland // Contib. Mineral. Petrol. 1990. V. 104. P. 369–379. J a c k s o n H . R . , F a l e i d e J . I . , E l d h o l m O . Crustal structure of the sheared south-western Barents Sea continental margin // Mar. Geol. 1990. V. 93. N 1–4. P. 119–146. K r e m e n e t s k a y a E . , B a r a n o v S . , A s m i n g V . , R i n g d a l F . Monitoring the seismicity of the Spitsbergen Archipelago // Semiannual Technical Summary, 1 July 31 December 2001, NORSAR Sci. Rep. 2002. Í 1. Kjeller, Norway. 2002. P. 86–96. 38
Ãëàâà 1. Îñíîâíûå ÷åðòû ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà
K u k k o n e n I . T . Heat production map of northern and central part of Fennoscandian Shield based on geochemical surveys of heat producing elements // Tectonophysics. 1993. V. 225, N 1–2. P. 3–14. L u o s t o U . , T i i r a T . , K o r h o n e n H . e t a l . Crustal and upper mantle structure along DSS Baltic profile in SE Finland // Gephys. J. Int., 1990. V. 101, N 1. P. 89–110. L y u b t s o v V . V . , P r e d o v s k y A . A . e t a l . Neoprototerozoic sedimentary rock successions of the Barents and White Sea Coasts of the Kola Peninsula, Northwest Russia // Norges Geol. Unders. Rep. 99.138. Trondheim. 2000. 84 p. M a p s o f t e c t o n i c a n d o i l and gas bearing of continental margins of the Northern Eurasia. Scale 1 : 5 000 000 // Eds. A. P. Simonov, Ya. P. Malovitsky, K. A Dolgunov, V.N. Martirosyan Moscow: Souzmorgeo, 1996. M i t c h e l l D . J . , B u n g u m Y . , C h a n W . W . and Mitchell P. B. Seismicity and present-day tectonics of the Svalbard region // Geophys. J. Int., 1990. V. 102. P. 139–149. M i t r o f a n o v F . P . , S h a r o v N . V . e t a l . Crustal structure of the Baltic shield along the Pechenga-Kostomuksha-Lovisa geotraverse // Int. Geol. Rev., 1998. V. 40, N 11. P. 990–997. M y h r e A . V . , E l d h o l m O . The Western Svalbard margin (74–80 °N) // Varine and Petroleum Geology. 1988. V. 5. P. 134–156. P a p u n e n H . , G o r b u n o v G . I . (Eds.). Nickel-Copper deposits of the Baltic Shield and Scandinavian Caledonides // Bull. Geol. Surv. Finland. 1985. N 333. 94 p. R o b e r t s D . , O l e s e n O . , K a r p u z R . Seismo- and neotectonics in Finnmark, Kola peninsula and the southern Barents Sea. Part 1: Geological and neotectonics framework // Tectonophysics. 1997. V. 270, N 1–2. P. 1–14. S a k o u l i n a T . S . , T e l e g i n A . N . , T i c h o n o v a I . M . e t a l . The results of deep seismic investigations on geotraverse in the Barents Sea from Kola Peninsula to Franz Joseph Land // Tectonophysics. 2000. V. 329. P. 319–331. V e r b a M . L . & S a k o u l i n a T . S . The reconstruction of the Early Paleozoic structure of the Barents Sea sedimentary basin inferred from geophysical surveys along Profile I-AR // Polarforschung 69, v. II, 1999 (erschienen 2001). P. 85–94. V e r h o e f J . , R o e s t W . R . , M a c n a b R . e t a l . Magnetic Anomalies of the Arctic and North Atlantic Oceans and Adjacent Land Areas. Geological Survey of Canada. Open File. 3 125 a. 1996. V o g e l D . C . , V u o l l o J . I . , A l a p i e t i T . T . , J a m e s R . S . Tectonic, stratigraphic and geochemical comparison between igneous events in the Canadian and Fennoscandian Shield // Precambrian Res. 1998. V. 92. P. 89–116.
ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÑÅÂÅÐÀ ÂÎÑÒÎ×ÍÎ-ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÉ ÏËÀÒÔÎÐÌÛ
ÃËÀÂÀ 2 ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ÂÎÑÒÎ×ÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÔÅÍÍÎÑÊÀÍÄÈÍÀÂÑÊÎÃÎ ÙÈÒÀ  ÏÎËÅ ÎÒÐÀÆÅÍÍÛÕ ÂÎËÍ Íîâûì âêëàäîì â èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ñòàëè ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, îñíîâàííûå íà ðåãèñòðàöèè áëèçâåðòèêàëüíûõ îòðàæåíèé â ìîäèôèêàöèè ÎÃÒ. Îñíîâû ýòîãî íàïðàâëåíèÿ, ïîëó÷èâøåãî øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïðè ãëóáèííûõ èññëåäîâàíèÿõ çåìíîé êîðû, áûëè çàëîæåíû â íåôòÿíîé è ðóäíîé ñåéñìîðàçâåäêå. Êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê â èçó÷åíèè ñòðîåíèÿ êàê âåðõíèõ, òàê è ãëóáèííûõ ÷àñòåé çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè ìåòîäîì ÎÃÒ ïðîèçîøåë â ïîñëåäíèå äâà äåñÿòèëåòèÿ â ñâÿçè ñ âíåäðåíèåì ìîùíûõ âèáðàòîðîâ è òåëåìåòðè÷åñêèõ ñèñòåì ðåãèñòðàöèè. Ïðèíöèïèàëüíî íîâûì ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå êîìáèíèðîâàííûõ òåõíîëîãèé ÎÃÒ è ÃÑÇ ñ èñïîëüçîâàíèåì âîëí ðàçíîãî êëàññà, ïîëó÷èâøèõ ïðàêòè÷åñêîå ðàçâèòèå â íàñòîÿùåå âðåìÿ (Âðåìåííûå ðåêîìåíäàöèè.., 2001). Ñ 1995 ã. íà òåððèòîðèè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû îñóùåñòâëÿåòñÿ êðóïíåéøèé ðîññèéñêèé ïðîåêò ïî èçó÷åíèþ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè ìåòîäîì îòðàæåííûõ âîëí ÌÎÃÒ (Ôåäåðàëüíàÿ.., 1994).  ñîîòâåòñòâèè ñ ïðîãðàììîé ãëóáèííûõ èññëåäîâàíèé â âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà ãåîôèçè÷åñêèì ïðåäïðèÿòèåì «Ñïåöãåîôèçèêà» âûïîëíåíû ðàáîòû ïî ãåîòðàâåðñó 1-E è åãî ðàññå÷êå 4Â. Èññëåäîâàíèÿ ïî ïðîôèëþ 4 ñîñòàâèëè òàêæå âêëàä â ðåàëèçàöèþ ïðîåêòà ÑÂÅÊÀËÀÏÊÎ ìåæäóíàðîäíîé ïðîãðàììû ÅÂÐÎÏÐÎÁÀ (ðèñ. 2.1). Òåððèòîðèÿ Êàðåëèè ïåðåñå÷åíà ÷àñòüþ ãåîòðàâåðñà 1-Å è ïðîôèëåì (ðàññå÷êîé) 4Â, îáùåé ïðîòÿæåííîñòüþ 1 070 êì. Äàííûå, ïîëó÷åííûå ïî íîâîé òåõíîëîãèè, îáëàäàþùåé âûñîêîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ, âûÿâèëè ñóùåñòâåííî áîëåå ñëîæíîå è, â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè, èíîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû, ÷åì ïðåäïîëàãàëîñü ðàíåå. Âûïîëíåííûå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÃÒ ïîêàçàëè, ÷òî â êîðå ïîâñåìåñòíî íàáëþäàþòñÿ ïîëîãèå è îòíîñèòåëüíî êðóòî ïîãðóæàþùèåñÿ ãðàíèöû, à òàêæå äðóãèå îáúåêòû ðàçíîîáðàçíîãî îáëèêà. Ñóáãîðèçîíòàëüíûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû ðåãèîíàëüíîé ïðîòÿæåííîñòè, êîòîðûå âûäåëÿþòñÿ íà ñåéñìè÷åñêèõ ðàçðåçàõ ÌÎÃÒ â ðàçëè÷íûõ ÷àñòÿõ çåìíîé êîðû, ñâÿçàíû ñ êîíêðåòíûìè ãåîëîãè÷åñêèìè îáúåêòàìè. Ïðèíöèïèàëüíî âàæíî, ÷òî, â îòëè÷èå îò ãðàíèö, âûäåëÿåìûõ íà ðàçðåçàõ ÃÑÇ-ÌÎÂÇ, ìíîãèå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû íà ðàçðåçàõ ÌÎÃÒ äîñòèãàþò óðîâíÿ äíåâíîé ïîâåðõíîñòè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ðàçäåë Ìîõî â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ èìååò ñëîæíûé õàðàêòåð è âêëþ÷àåò ñåðèþ îòäåëüíûõ ïîâåðõíîñòåé, ñîâìåñòíî îáðàçóþùèõ çîíó ìîùíîñòüþ 4–5 êì. Íîâûå äàííûå, ïîëó÷åííûå âäîëü ãåîòðàâåðñà 1-Å è ðàññå÷êè 4 â ïðåäåëàõ Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà, è èõ ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ïîçâîëÿþò çíà÷èòåëüíî ïåðåñìîòðåòü ðàíåå ñîçäàííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè è ýâîëþöèè êîðû íà òåððèòîðèè Êàðåëèè. 40
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
Ðèñ. 2.1. Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëåé ÌÎÃÒ â ñåâåðíîé ÷àñòè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû íà òåððèòîðèè Ðîññèè
2.1. ÐÅÃÈÎÍÀËÜÍÀß ÃÅÎËÎÃÈß Â ïðåäåëàõ èññëåäîâàííîé òåððèòîðèè, ðàñïîëîæåííîé â þãî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà (ðèñ. 2.2), íåîàðõåéñêîé ëèòîñôåðîé îáðàçîâàíû Êàðåëüñêèé êðàòîí è Áåëîìîðñêàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ ïðîâèíöèÿ, ðàçäåëåííûå Ñåâåðî- è Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèì ïàëåîïðîòåðîçîéñêèìè îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûìè ïîÿñàìè – çâåíüÿìè Öèðêóì-Êàðåëüñêîãî ïîÿñà (Ìèíö è äð., 1996). Ñ þãà è þãî-çàïàäà Êàðåëüñêèé êðàòîí îõâà÷åí âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè êîìïëåêñàìè ïîðîä, ôîðìèðóþùèìè ñòðóêòóðû ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî Ñâåêîôåííñêîãî àêêðåöè îííîãî îðîãåíà.  ðàçðåçàõ çåëåíîêàìåííûõ ïîÿñîâ Êàðåëüñêîãî êðàòîíà (Êàðåëüñêîé ãðàíèò-çåëåíîêàìåííîé îáëàñòè, ÃÇÎ) ó÷àñòâóþò àññîöèàöèè ïîðîä, ñôîðìèðîâàííûå â îáñòàíîâêàõ îêåàíè÷åñêèõ ïëàòî, îñòðîâíûõ äóã, çàäóãîâûõ è ïðåääóãîâûõ áàññåéíîâ è ïàññèâíûõ îêðàèí.  ñîñòàâå ãðàíèòî-ãíåéñîâîãî êîìïëåêñà ïðåîáëàäàþò ïîðîäû òîíàëèò-òðîíäüåìèò-ãðàíîäèîðèòîâîé ñåðèè, ìåíåå ðàñïðîñòðàíåíû áîëåå ìîëîäûå ãðàíèòû. Áåëîìîðñêàÿ òåêòîíè ÷åñêàÿ ïðîâèíöèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ôðàãìåíò íåîàðõåéñêîãî ñóïåðêîíòèíåíòà, îãðàíè÷åííîãî ïàëåîïðîòåðîçîéñêèìè îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûìè ïîÿñàìè òèïà ñóòóðíûõ çîí: Ïå÷åíãàÈìàíäðà-Âàðçóãñêèì ñ ñåâåðà, Ñåâåðî-Êàðåëüñêèì è Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèì ñ þãà è þãî-çàïàäà è Êàðàñéîêñêèì – íà ñåâåðî-çàïàäå. Òåêòîíè÷åñêèå ïîêðîâû Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè îáðàçîâàíû âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ãíåéñàìè è àìôèáîëèòàìè áåëîìîðñêîé ñåðèè, à òàêæå ãðàíèòçåëåíîêàìåííûìè àññîöèàöèÿìè, êîòîðûå ðàññìàòðèâàëèñü â êà÷åñòâå «ôóíäàìåíòà» áåëîìîðèä.  ïðîòèâîïîëîæíîñòü Êàðåëüñêîìó êðàòîíó, â ïðåäåëàõ Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè øèðîêî 41
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
â
Ðèñ. 2.2. Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå è òåêòîíè÷åñêîå ðàéîíèðîâàíèå þãî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà è ðàçìåùåíèå ãåîòðàâåðñà 1-Å è ðàññå÷êè 4Â: à) Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå: 1 – ðèôåé-ôàíåðîçîéñêèé îñàäî÷íûé ÷åõîë Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû; 2–4 – ïàëåîïðîòåðîçîé: 2 – èíòðóçèâíûå è âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû Ñâåêîôåííñêîé àêòèâíîé îêðàèíû, 3 – îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå è èíòðóçèâíûå êîìïëåêñû Ñâåêîôåííñêîãî àêêðåöèîííîãî îðîãåíà, 4 – âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå ïîÿñà (ñóòóðû è äåôîðìèðîâàííûå ðèôòîãåííûå áàññåéíû); 5–7 – íåîàðõåé-ïàëåîïðîòåðîçîé Áåëîìîðñêîé òåêòîíè÷åñêîé ïðîâèíöèè: 5 – áåëîìîðñêàÿ ñåðèÿ (õåòàëàìáèíñêèé è ÷óïèíñêèé ãíåéñî-àìôèáîëèòîâûå êîìïëåêñû), 6 – Íèæíåáåëîìîðñêàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ ïëàñòèíà, ãðàíèòî-ãíåéñû, 7 – Êîâäîçåðñêèé òåêòîíè÷åñêèé ïîêðîâ, ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûé êîìïëåêñ; 8–12 – íåîàðõåé Êàðåëüñêîãî êðàòîíà: 8 – çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà, 9–12 – ãðàíèòî-ãíåéñîâûå êîìïëåêñû â ñîñòàâå: 9 – Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêîãî ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâîãî ïîÿñà, 10 – Öåíòðàëüíî-Êàðåëüñêîãî ïîäíÿòèÿ, 11 – Çàïàäíî-Ôèíëÿíäñêîãî áëîêà, 12 – Âîäëîçåðñêîãî áëîêà; 13 – ãëàâíûå òåêòîíè÷åñêèå íàðóøåíèÿ âçáðîñî-íàäâèãîâîãî òèïà: óñòàíîâëåííûå (à), ïðåäïîëàãàåìûå (á) è íåóñòàíîâëåííîãî òèïà (â); 14 – ñåéñìîïðîôèëè. á) Ãëàâíûå òåêòîíè÷åñêèå ïîäðàçäåëåíèÿ íåîàðõåéñêîãî âîçðàñòà: ãðàíèòî-ãíåéñîâûå êîìïëåêñû âûäåëåíû ñåðûì òîíîì, çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà – âåðòèêàëüíîé øòðèõîâêîé; çâåçäî÷êîé îáîçíà÷åíû Èðèíîãîðñêèå îôèîëèòû; â) Ãëàâíûå òåêòîíè÷åñêèå ïîäðàçäåëåíèÿ ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà (âûäåëåíû ñåðûì òîíîì). Çâåçäî÷êîé îáîçíà÷åíû îôèîëèòû Éîðìóà
ðàñïðîñòðàíåíû ïðîÿâëåíèÿ ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî ãðàíèòîèäíîãî ìàãìàòèçìà, îõâàòèâøåãî èíòåðâàë îò 2,45 ìëðä ëåò (ìèêðîêëèíîâûå ãðàíèòû) äî 1,8–1,65 ìëðä ëåò (ñëþäîíîñíûå ïåãìàòèòû) (Âîëîäè÷åâ, 1987). Êàðåëüñêàÿ ÃÇÎ ïåðåñå÷åíà ñåðèåé ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ îñàäî÷íî-â âóëêàíîãåííûõ ïîÿñîâ, ïðîòÿãèâàþùèõñÿ ÷åðåç åå öåíòðàëüíóþ è âîñòî÷íóþ ÷àñòè â ñåâåðî-ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè ïîä îñòðûì óãëîì ê ñóáìåðèäèîíàëüíîìó ïðîñòèðàíèþ íåîàðõåéñêèõ çåëåíîêàìåííûõ ïîÿñîâ. Îáû÷íî ïðèíèìàåòñÿ, ÷òî êðàòîíèçèðîâàííàÿ ê êîíöó íåîàðõåÿ Êàðåëüñêàÿ ÃÇÎ áûëà ïåðåêðûòà ïàëåîïðîòåðîçîéñêèì îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûì «ïðîòî÷åõëîì», ñîõðàíèâøèìñÿ â ïðåäåëàõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð. Ñðåäè íèõ, â ïåðâîì 42
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
ïðèáëèæåíèè, âûäåëÿþòñÿ ñèíêëèíàëè äâóõ òèïîâ: áðàõèôîðìíûå ñòðóêòóðû îò íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ äî 300 êì â ïîïåðå÷íèêå (Øîìáîçåðñêàÿ, Ëåõòèíñêàÿ, Ñåãîçåðñêàÿ, Îíåæñêàÿ) è óçêèå ëèíåéíûå ñòðóêòóðû ïðîòÿæåííîñòüþ äî 200 êì ïðè øèðèíå 2–10 êì. Äëÿ ïåðâîãî òèïà õàðàêòåðíû ïîëîãèå è ñóáãîðèçîíòàëüíûå çàëåãàíèÿ, â ñòðóêòóðàõ âòîðîãî òèïà ïîðîäû çàëåãàþò ïîä óãëàìè 60–80°, äîñòàòî÷íî îáû÷íû âåðòèêàëüíîå è îïðîêèíóòîå çàëåãàíèÿ. ×àñòîå îòñóòñòâèå îäíîãî èç êðûëüåâ ïðåâðàùàåò èõ â ìîíîêëèíàëè (Ãåîëîãèÿ.., 1987).  ïðåäëàãàåìîé ñòàòüå ïðèâåäåíû îñíîâíûå ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ðàííåäîêåìáðèéñêîé êîðû Êàðåëüñêîãî êðàòîíà è Áåëîìîðñêîé îáëàñòè íà áàçå íîâûõ ñåéñìîðàçâåäî÷íûõ äàííûõ ÎÃÒ ïî ïðîôèëÿì 1-E è 4Â. 2.2. ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÏÎËÅÂÎÃÎ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀ È ÎÁÐÀÁÎÒÊÀ ÄÀÍÍÛÕ Îñíîâíûå ïàðàìåòðû ïîëåâîãî ýêñïåðèìåíòà ïðèâåäåíû â òàáë. Òàáëèöà 2.1. Ïàðàìåòðû ïîëåâûõ ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé Íàèìåíîâàíèå Ðåãèñòðàöèÿ Äëèòåëüíîñòü çàïèñè, s Ñèñòåìà íàáëþäåíèé Äëèíà ðàññòàíîâêè, m Øàã ÏÏ, m Øàã ÏÂ, m Ñåéñìîïðèåìíèêè Âèáðàòîðû Ãðàíè÷íûå ÷àñòîòû, Hz Äëèòåëüíîñòü ñâèïà, s Âåðòèêàëüíîå ñóììèðîâàíèå âèáðîâîçäåéñòâèé
Ïðîôèëü 4 Ïðîôèëü 1-E òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè 200-êàíàëüíàÿ 500-êàíàëüíàÿ I/O–2 + SN–388 I/O-2 25 25 âñòðå÷íî-ôëàíãîâàÿ ñèììåòðè÷íàÿ 10 000 18 000 50 50 100 100 GS-20DX GS-20DX ÑÂ-10–180 ÑÂ-20–150 12–60 12–60 20 20 8 8
Îñíîâíûå ïàðàìåòðû âîçáóæäåíèÿ è ðåãèñòðàöèè, îáåñïå÷èâàþùèå ýôôåêòèâíóþ ðàáîòó âèáðîñåéñìè÷åñêîãî êîìïëåêñà è ïîäàâëåíèå ïîìåõ â ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ, õàðàêòåðíûõ äëÿ þãî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà, áûëè îïðåäåëåíû â ðåçóëüòàòå îïûòíûõ èññëåäîâàíèé. Îñîáåííîñòè ðåãèñòðèðóåìîãî âîëíîâîãî ïîëÿ îïðåäåëÿëèñü êàê ïîâåðõíîñòíûìè, òàê è ãëóáèííûìè ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèìè óñëîâèÿìè. Òèïè÷íûå ïîëåâûå ñåéñìîãðàììû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 2.3, 2.4. Íàáëþäàåìîå âîëíîâîå ïîëå ÷ðåçâû÷àéíî ðàçíîîáðàçíî êàê ïî ôîðìå, òàê è ïî äèíàìè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì. Ê îñîáåííîñòÿì âîëíîâîãî ïîëÿ ñëåäóåò îòíåñòè îãðàíè÷åííóþ ïðîòÿæåííîñòü îñåé ñèíôàçíîñòè íàèáîëåå äèíàìè÷åñêè âûðàæåííûõ âîëí (ïðîäîëüíîãî òèïà) è èõ èíòåðôåðåíöèîííûé õàðàêòåð. Ñïåêòðàëüíûé àíàëèç êîððåëîãðàìì â ðàçëè÷íûõ âðåìåííûõ èíòåðâàëàõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè âûáðàííûõ ïàðàìåòðàõ âîçáóæäåíèÿ íå íàáëþäàåòñÿ ðåçêîãî ïîãëîùåíèÿ âûñîêî÷àñòîòíûõ ñîñòàâëÿþùèõ, è ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòîòà ñïåêòðà çàïèñè ñ ãëóáèíîé ïîíèæàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî è íàõîäèòñÿ â ïîëîñå ãåíåðèðóåìîãî ñâèï-ñèãíàëà (ðèñ. 2.4). Êîððåëÿöèîííûå ãàðìîíèêè íå ïðåâûøàþò óðîâíÿ 10–15 äÁ. Îáðàáîòêà ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ íà ÝÂÌ ïðîâîäèëàñü ñ ó÷åòîì ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé ñëîæíîïîñòðîåííîé ñðåäû, ê êîòîðûì â ïåðâóþ î÷åðåäü îòíîñèòñÿ: – ñëîæíàÿ ãåîìåòðèÿ îòðàæàþùèõ ãðàíèö; – íåîäíîðîäíîñòü ïîëåâûõ ñåéñìîãðàìì ïî ÷àñòîòíîìó ñîñòàâó è èíòåíñèâíîñòè, ñâÿçàííàÿ ñ èçìåí÷èâîñòüþ ïîâåðõíîñòíûõ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèé; – âûñîêèå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòåé â èçó÷àåìîé ñðåäå. Ãðàô îáðàáîòêè äàííûõ ÌÎÃÒ âêëþ÷àë ñëåäóþùèå ïðîöåäóðû: – èíñòàëëÿöèÿ ãåîìåòðèè ïðîôèëÿ, ââîä äàííûõ î êîîðäèíàòàõ è âûñîòàõ òî÷åê ïðîôèëÿ; – ñîðòèðîâêà òðàññ äëÿ ñóììèðîâàíèÿ ïî ÎÃÒ ñ ó÷åòîì èñòèííîãî ïîëîæåíèÿ ãëóáèííûõ òî÷åê â ïëàíå (áèíèðîâàíèå) â ñâÿçè ñ êðèâîëèíåéíîñòüþ ïðîôèëÿ; – âîññòàíîâëåíèå àìïëèòóä è íîðìàëèçàöèÿ òðàññ; – âûáîð ïðîöåäóð ðåãóëèðîâêè àìïëèòóä äëÿ ñîõðàíåíèÿ ìàêñèìàëüíîé äèíàìè÷åñêîé âûðàçèòåëüíîñòè çàïèñè; – ðåæåêöèÿ ïîìåõ; – äåêîíâîëþöèÿ èñõîäíûõ è ñóììàðíûõ òðàññ; 43
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 2.3. Ïðèìåð ïîëåâîé ñåéñìîãðàììû ÑÃ-ÎÃÒ ïî ïðîôèëþ 1-ÅÂ 44
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
w = 3.1–7.0 s
w = 7.0–11.0 s
w = 9.0–15.0 s
Ðèñ. 2.4. Êîððåëîãðàììà è åå ÷àñòîòíûé ñïåêòð (ÏÐ 4Â) 45
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
– îïðåäåëåíèå ñêîðîñòè îïòèìàëüíîãî ñóììèðîâàíèÿ ïî ÎÃÒ; – DÌÎ – ïðåîáðàçîâàíèå ñåéñìîãðàìì ÎÃÒ; – âûïîëíåíèå èíòåðàêòèâíîé àâòîìàòè÷åñêîé êîððåêöèè ñòàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê äëÿ êàæäîãî ýòàïà êîððåëÿöèè êèíåìàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê; – óòî÷íåíèå ñêîðîñòåé ñóììèðîâàíèÿ ïîñëå DÌÎ; – ïîëîñîâàÿ ôèëüòðàöèÿ; – ìèãðàöèÿ âðåìåííîãî ðàçðåçà (ïîññòýêìèãðàöèÿ); – ïåðåñ÷åò âðåìåííîãî ðàçðåçà â ëèíåéíûé ìàñøòàá ãëóáèí; – ïàðàìåòðèçàöèÿ ðàçðåçà (A, F, V - ðàçðåçû). Áîëüøîå âíèìàíèå ïðè îáðàáîòêå óäåëÿëîñü ïðîáëåìå êîððåêöèè ñòàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê, òî÷íîñòü ðàñ÷åòà êîòîðûõ öåëèêîì îïðåäåëÿåò ñòàòèñòè÷åñêèé ýôôåêò ÎÃÒ. Ïðîôèëè 4 è 1E ïåðåñåêàþò îáëàñòè, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ ðàçëè÷íûì ñòðîåíèåì Â×Ð.  èññëåäóåìîì ðàéîíå âåðõíÿÿ ÷àñòü ðàçðåçà ñëîæåíà ìåòàìîðôè÷åñêèìè è èçâåðæåííûìè ïîðîäàìè äîêåìáðèÿ, íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ñèëüíî èçìåíåííûìè è ïåðåêðûòûìè îñàäî÷íûì ïîêðîâîì ïåðåìåííîé ìîùíîñòè è ñêîðîñòè.  îòëè÷èå îò íåôòÿíûõ ðåãèîíîâ, ãäå îñíîâíîé âêëàä â ñòàòè÷åñêóþ êîìïîíåíòó âíîñèò ñàìàÿ íèçêîñêîðîñòíàÿ òîëùà Â×Ð-ÇÌÑ, â èññëåäóåìîì ðàéîíå ñïåöèôè÷åñêîé îñîáåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ íåîäíîðîäíîñòü âñåé ïåðåêðûâàþùåé òîëùè ïîðîä, ñêîðîñòíûå è ñòðóêòóðíûå ïàðàìåòðû êîòîðîé ïðàêòè÷åñêè íå êîððåëèðîâàíû ñ ïàðàìåòðàìè Â×Ð. Äëÿ êîìïåíñàöèè ñòàòè÷åñêèõ èñêàæåíèé îñåé ñèíôàçíîñòè íåîáõîäèìû äîïîëíèòåëüíûå äàííûå î ñòðîåíèè âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà. Òàêèå äàííûå ïîëó÷àþò ïî ìàòåðèàëàì ñïåöèàëüíûõ çîíäèðîâàíèé ÌÏÂ. Òàêæå èñïîëüçîâàíû ñåéñìîãðàììû ÎÃÒ, ïåðâûå âñòóïëåíèÿ êîòîðûõ îáðàáîòàíû ïî ñïåöèàëüíûì ïðîãðàììàì, ÷òî ïîçâîëÿåò ñòðîèòü ñêîðîñòíûå ðàçðåçû äî ãëóáèíû îêîëî 500 ì. Äëÿ îñëàáëåíèÿ âîëí-ïîìåõ, ôîðìèðóåìûõ Â×Ð, à òàêæå ïîâûøåíèÿ ðàçðåøåííîñòè ïîëÿ îòðàæåííûõ âîëí, èñïîëüçóþòñÿ îäíîìåðíûå è ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûå ôèëüòðû, ïðè ýòîì ïàðàìåòðû ôèëüòðîâ ðàññ÷èòûâàþòñÿ ñ ó÷åòîì âíåñåíèÿ ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûõ èñêàæåíèé â êèíåìàòèêó è äèíàìèêó ïîëåçíûõ ñèãíàëîâ. Âàæíîé çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ ïîäáîð ñêîðîñòåé äëÿ ïîñòðîåíèÿ ñåéñìè÷åñêîãî ðàçðåçà ÎÃÒ è ïðîâåäåíèå ïðîöåäóðû ìèãðàöèè. Íåïðåðûâíûé àíàëèç ñêîðîñòåé ïî ïðîôèëþ âêëþ÷àë ïîëó÷åíèå âåðòèêàëüíûõ ñïåêòðîâ ñêîðîñòåé è ñêàíèðîâàíèå ñ øàãîì 300 ì/ñ. Íàèáîëüøèå âàðèàöèè ñêîðîñòè íàáëþäàþòñÿ â ñàìîé âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà â èíòåðâàëå äî 1,0 ñ, ãäå ïðîäîëüíûå ñêîðîñòè çàêëþ÷åíû â èíòåðâàëå îò 5,5 äî 6,1 êì/ñ. Äëÿ èíòåðâàëà 1,0–5,0 ñ îáû÷íî õàðàêòåðåí íèçêèé ãðàäèåíò íàðàñòàíèÿ ñêîðîñòè ñ ãëóáèíîé îò 6,1 äî 6,4 êì/ñ.  íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà (> 8 ñ) èçìåíåíèå ðàñ÷åòíûõ ñêîðîñòåé îò 7,0 äî 8,5 êì/ñ ëèøü íåçíà÷èòåëüíî âëèÿåò íà ðèñóíîê âîëíîâîãî ïîëÿ, âåðòèêàëüíûå ñïåêòðû ñêîðîñòåé â äèàïàçîíå 7,0–13,0 ñ èìåþò «ðàñïëûâ÷àòûé» àìïëèòóäíûé ìàêñèìóì (ðèñ. 2.5). ×åòêàÿ ñêîðîñòíàÿ ãðàíèöà ìåæäó êîðîé è ìàíòèåé îòñóòñòâóåò íà çíà÷èòåëüíûõ èíòåðâàëàõ.
Ðèñ. 2.5. Ïðèìåð ñêîðîñòíîãî àíàëèçà (ÏÐ 4Â, ÏÊ 68): à) âåðòèêàëüíûé ñïåêòð ñêîðîñòåé; á) ïåðåáîð Vconst ñ øàãîì 300 ì/ñåê 46
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
Ìèãðàöèÿ áûëà ïðîâåäåíà ñ èñïîëüçîâàíèåì íàèáîëåå òèïè÷íîãî âàðèàíòà èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ñ ãëóáèíîé, ÷òî ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü ìèãðèðîâàííûå ðàçðåçû ÎÃÒ ñ äèíàìè÷åñêè âûðàæåííîé ñòðóêòóðîé îòðàæàþùèõ ãðàíèö âî âñåì èññëåäîâàííîì âðåìåííîì èíòåðâàëå (ðèñ. 2.6, 2.7).
Ðèñ. 2.6. Ðàññå÷êà 4Â: À – ðàçðåç ÌÎÃÒ; Á – ðàçðåç ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè
Ðèñ. 2.7. Ðàçðåç ÌÎÃÒ ïî ïðîôèëþ 1-ÅÂ
2.3. ÐÀÇÐÅÇ ÌÎÃÒ ÏÎ ÏÐÎÔÈËÞ 4 Äåòàëüíàÿ êàðòèíà ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé (ðèñ. 2.6) õàðàêòåðèçóåò êîðó è âåðõíþþ ìàíòèþ íåïîñðåäñòâåííî îò çåìíîé ïîâåðõíîñòè äî ãëóáèíû, ïðåâûøàþùåé 60 êì (áîëåå 20 ñ). Ïëîòíîñòü îòðàæåíèé âàðüèðóåò â øèðîêèõ ïðåäåëàõ. Çàêîíîìåðíîãî èçìåíåíèÿ îòðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè ïðè ïåðåõîäå îò âåðõíåé ê ñðåäíåé êîðå íå íàáëþäàåòñÿ. Íèæíÿÿ êîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ èíòåíñèâíûìè ñóáïàðàëëåëüíûìè îòðàæåíèÿìè ïðîòÿæåííîñòüþ äî 3–5 êì, íåçíà÷èòåëüíî ïîãðóæàþùèìèñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè. Âåðõíÿÿ ãðàíèöà îáëàñòè íèæíåêîðîâûõ îòðàæåíèé ó çàïàäíîãî êîíöà ïðîôèëÿ ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíå 47
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
îêîëî 15 êì è ïîãðóæàåòñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè. Ñîãëàñíî äàííûì ÃÑÇ, ãðàíè÷íàÿ ñêîðîñòü ïðîäîëüíûõ âîëí (Vp) â íèæíåé êîðå âîçðàñòàåò îò ~ 6,7 êì/ñ â âåðõíåé ÷àñòè äî 8,0 êì/ñ îêîëî ðàçäåëà Ìîõî (Áåðçèí, Ïàâëåíêîâà, 2001). Ñóáãîðèçîíòàëüíûé ðàçäåë Ìîõî íà ãëóáèíå 39 êì, ôèêñèðóåìûé ðåçêèì ñíèæåíèåì ÷èñëà è ïðîòÿæåííîñòè îòðàæåíèé, íåçíà÷èòåëüíî ïîãðóæàåòñÿ ê âîñòî÷íîìó êîíöó ïðîôèëÿ, äîñòèãàÿ ãëóáèíû 40 êì. Íà ó÷àñòêàõ, ãäå íèæíÿÿ êîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ ñíèæåíèåì ïëîòíîñòè ñåéñìè÷åñêèõ ïëîùàäîê, ðàçäåë Ìîõî ïî÷òè íå ðàçëè÷èì. Äëÿ ìàíòèéíîãî óðîâíÿ õàðàêòåðíû îòíîñèòåëüíî ðåäêèå ìàëîïðîòÿæåííûå îòðàæåíèÿ, ïðåèìóùåñòâåííî ãðóïïèðóþùèåñÿ â ïðåäåëàõ ñóáãîðèçîíòàëüíîé çîíû íà ãëóáèíå 20–22 ñ (Ãëóáèííîå.., 2004). Ñ óòîíåíèåì íèæíåé êîðû ñâÿçàíî âîçðàñòàíèå ÷èñëà è ïðîòÿæåííîñòè îòðàæåíèé â ïðèëåãàþùåé ÷àñòè ìàíòèè. Ñëàáî ïðîÿâëåííûé ðèñóíîê îòðàæåíèé ïîçâîëÿåò òðàññèðîâàòü â ìàíòèþ êîðîâûå ñòðóêòóðû (ðèñ. 2.6).  ñðåäíåé è âåðõíåé ÷àñòÿõ êîðû îòðàæåíèÿ îò÷åòëèâî ñãðóïïèðîâàíû, ôèêñèðóÿ ñ íåêîòîðûìè ïåðåðûâàìè ïîëîãî-íàêëîííûå ñòðóêòóðíûå äîìåíû ïðîòÿæåííîñòüþ îò 10 äî 100 êì ïðè ìîùíîñòè îò 1 äî ~ 4 êì.  öåíòðàëüíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ, â èíòåðâàëå 150–85 êì, â ïðîìåæóòêàõ ìåæäó ïëàâíî èçãèáàþùèìèñÿ ëèíåéíûìè äîìåíàìè çàêëþ÷åíû ïðîçðà÷íûå èëè ïîëóïðîçðà÷íûå îáëàñòè îâàëüíîé è ëèíçîâèäíîé ôîðìû ïðîòÿæåííîñòüþ îò 10 äî 30 êì ïðè ìîùíîñòè 1,5–3,0 êì, êîòîðûå çàïîëíåíû õàîòè÷åñêè îðèåíòèðîâàííûìè èëè ÷àñòè÷íî óïîðÿäî÷åííûìè êîðîòêèìè îòðàæåíèÿìè.  çàïàäíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ (270–210 êì) àíàëîãè÷íûå îáëàñòè ðàçìåùåíû â íèæíåé ÷àñòè êîðû íà ãëóáèíå îò 20 äî 36 êì, ãäå îäíà èç ïîäîáíûõ îáëàñòåé íåïîñðåäñòâåííî ïðîäîëæàåòñÿ â àêóñòè÷åñêè ïðîçðà÷íóþ âåðõíþþ ìàíòèþ.  âîñòî÷íîé è çàïàäíîé ÷àñòÿõ ïðîôèëÿ îáëàñòè êîðû ðàçäåëåíû çîíîé ïðîòÿæåííûõ èíòåíñèâíûõ îòðàæåíèé, êîòîðàÿ òðàññèðóåòñÿ ñ íåáîëüøèì ïåðåðûâîì îò äíåâíîé ïîâåðõíîñòè (èíòåðâàë 120–110 êì) äî ãëóáèíû 20–23 êì. Åå âîñòî÷íîå ïðîäîëæåíèå íàõîäèòñÿ çà ïðåäåëàìè ïðîôèëÿ. Ñåéñìè÷åñêèé îáðàç êîðû íàä ýòîé çîíîé (èíòåðâàë 110–0 êì) îáðàçîâàí ïëàâíî èçãèáàþùèìèñÿ ïàêåòàìè îòðàæåíèé ïðè íåçíà÷èòåëüíîì ó÷àñòèè çàêëþ÷åííûõ ìåæäó íèìè ïîëóïðîçðà÷íûõ îáëàñòåé. Ðàçðåç ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè. Ðàçðåç êîðû îò äíåâíîé ïîâåðõíîñòè äî ãëóáèíû 15 êì (ðèñ. 2.8) äåìîíñòðèðóåò ñî÷åòàíèå îâàëüíûõ èëè ëèíçîâèäíûõ îáëàñòåé, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ íèçêèìè çíà÷åíèÿìè æåñòêîñòè, è îòíîñèòåëüíî ìàëîìîùíûõ ïîëîñ ñ ïîâûøåííûìè è âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè. Ïîëîñû ïîâûøåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè, êàê ïðàâèëî, îòâå÷àþò ÷åòêî âûðàæåííûì ïàêåòàì îòðàæåíèé. Íàïðîòèâ, îáëàñòè íèçêîé æåñòêîñòè îáû÷íî ñâÿçàíû ñ ó÷àñòêàìè ïîâûøåííîé ïðîçðà÷íîñòè, õîòÿ îòäåëüíûå õîðîøî âûðàæåííûå ïàêåòû îòðàæåíèé çàêëþ÷åíû òàêæå è âíóòðè ïîäîáíûõ îáëàñòåé. Îòìå÷åííîé âûøå çîíå ïðîòÿæåííûõ èíòåíñèâíûõ îòðàæåíèé îòâå÷àåò ïîëîñà ïîðîä âûñîêîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè. Áëèçïîâåðõíîñòíûå îáúåêòû, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ ïîâûøåííîé æåñòêîñòüþ, ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ çàêàðòèðîâàííûìè òåëàìè àìôèáîëèòîâ è áàçàëüòîâ, à òàêæå ñ ëîêàëüíûìè àíîìàëèÿìè ìàãíèòíîãî è ãðàâèòàöèîííîãî ïîëåé.  ñâîþ î÷åðåäü, îáëàñòè ïîíèæåííîé æåñòêîñòè êîððåëèðóþòñÿ ñ ïîëÿìè ãðàíèòîèäîâ, ãðàíèòî-ãíåéñîâ è ìèãìàòèòîâ. 2.3.1. Ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ Âçàèìîñâÿçè ìåæäó îñîáåííîñòÿìè êàðòèíû ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé, ðàñïðåäåëåíèåì àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè è ãåîëîãè÷åñêèìè îáúåêòàìè íà äíåâíîé ïîâåðõíîñòè, ïîçâîëÿþùèå òðàññèðîâàòü ãðàíèöû êîìïëåêñîâ, âûäåëåííûõ íà ðåãèîíàëüíîì óðîâíå ìåòîäàìè ãåîëîãè÷åñêîãî êàðòèðîâàíèÿ, íà çíà÷èòåëüíóþ ãëóáèíó – âïëîòü äî Ìîõî, áûëè ïîëîæåíû â îñíîâó ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ êîðû (ðèñ. 2.9). Ãëàâíàÿ îñîáåííîñòü èññëåäîâàííîãî ðàçðåçà êîðû ñîñòîèò â òîì, ÷òî îí äåìîíñòðèðóåò îò÷åòëèâóþ ðàññëîåííîñòü êîðû êàê ïî óðîâíþ «ïðîçðà÷íîñòè-îòðàæàòåëüíîñòè», òàê è ïî õàðàêòåðó ñòðóêòóðíîãî ðèñóíêà (ðèñ. 2.6). Áîëüøèíñòâî ñëîåâ, íåñêîëüêî âàðüèðóÿ ïî ìîùíîñòè, ïîñòåïåííî ïîãðóæàåòñÿ ê âîñòî÷íîìó êîíöó ïðîôèëÿ. Èíòåíñèâíî îòðàæàþùàÿ íèæíÿÿ êîðà çíà÷èòåëüíî óòîíÿåòñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, ïðèáëèçèòåëüíî îò 20 äî 5 êì. Ïåðåêðûâàþùàÿ íèæíþþ êîðó òåêòîíè÷åñêàÿ ïëàñòèíà ìîùíîñòüþ ~ 6 êì ó çàïàäíîãî êîíöà ïðîôèëÿ â èíòåðâàëå ìåæäó ïèêåòàìè 185 è 115 êì îáðàçóåò ðàçäóâ ìîùíîñòè äî 10 êì. Àêóñòè÷åñêè ïðîçðà÷íûå îâàëüíûå îáëàñòè, ñâÿçàííûå ñ ýòèì èíòåðâàëîì, âåðîÿòíî, ôèêñèðóþò ðàçìåùåíèå êðóïíûõ èíòðóçèâíûõ òåë. Ýòà ïëàñòèíà ïîëíîñòüþ âûêëèíèâàåòñÿ ìåæäó 20-ì è 30-ì êì ïðîôèëÿ. Ðàçìåùåíèå àíàëîãè÷íûõ ïðîçðà÷íûõ îáëàñòåé â íèæíåé ÷àñòè êîðû òàêæå ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì ìîùíîñòè íèæíåêîðîâîé ïëàñòèíû. 48
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
Ðèñ. 2.8. Óâåëè÷åííîå èçîáðàæåíèå ôðàãìåíòà ñåéñìè÷åñêîãî ðàçðåçà ïî ïðîôèëþ 4Â, äåìîíñòðèðóþùåãî îñîáåííîñòè êàðòèíû ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé (à) è ðàñïðåäåëåíèÿ ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè (á) â îáëàñòè ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâîé ñòðóêòóðû ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííîãî è íåîàðõåéñêîãî ãðàíèò-ãíåéñîâîãî êîìïëåêñîâ
Íåïîñðåäñòâåííàÿ ñâÿçü ñ ìàíòèåé (èíòåðâàë 210–230 êì) ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî ýòè èíòðóçèâíûå òåëà îáðàçîâàíû ðàñïëàâàìè ìàíòèéíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, êîòîðûå âíåäðèëèñü â êîíöå èëè ïîñëå çàâåðøåíèÿ ïàëåîïðîòåðîçîéñêîé êîëëèçèè, âåðîÿòíî, â ñâÿçè ñ ïðîöåññàìè ïîçäíåêîëëèçèîííîãî èëè àíîðîãåííîãî ìàãìàòèçìà. Ó÷èòûâàÿ çíà÷èòåëüíûå ãëóáèíû ðàçìåùåíèÿ, ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî îíè îáðàçîâàíû ïîðîäàìè ýíäåðáèò-÷àðíîêèòîâîãî òèïà. Ïîäîøâà ðàñïîëîæåííîé âûøå â ðàçðåçå ïëàñòèíîîáðàçíîé îáëàñòè êîðû, ïåðåñåêàåìîé äíåâíîé ïîâåðõíîñòüþ ìåæäó 225-ì êì è çàïàäíûì êîíöîì ïðîôèëÿ, ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíå 14 êì. Íåñêîëüêî óìåíüøàÿñü â ìîùíîñòè, ïëàñòèíà ïîãðóæàåòñÿ ê âîñòî÷íîìó êîíöó ïðîôèëÿ, ãäå çàëåãàåò â èíòåðâàëå ãëóáèí îò 26 äî 37 êì. Íà äíåâíîé ïîâåðõíîñòè ýòà ïëàñòèíà ïðåäñòàâëåíà îäíîðîäíûìè ëåéêîêðàòîâûìè ñðåäíå-êðóïíîçåðíèñòûìè ïëàãèîãíåéñàìè (âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè òðîíäüåìèòî-ãíåéñàìè). Òàêèì îáðàçîì, êîðà â ïðåäåëàõ îõàðàêòåðèçîâàííîé ÷àñòè ðàçðåçà îáðàçîâàíà ñî÷åòàíèåì òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí, êîòîðûå, ïîñòåïåííî âûïîëàæèâàÿñü, ïîãðóæàþòñÿ â âîñòî÷íîì 49
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
êì
Ò, ñåê
Ðèñ. 2.9. Ìîäåëü ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ðàííåäîêåìáðèéñêîé êîðû âäîëü ðàññå÷êè 4Â: À – ãåîëîãè÷åñêàÿ êàðòà, Á – ãåîëîãè÷åñêèé ðàçðåç. 1 – ïëóòîíû, ïðåäïîëîæèòåëüíî, ïîñòïàëåîïðîòåðîçîéñêèå; 2–3 – ÏÀËÅÎÏÐÎÒÅÐÎÇÎÉ: 2 – óëüòðàìàôèòû, 3 – îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû; 4–11 – ÍÅÎÀÐÕÅÉ-ÏÀËÅÎÏÐÎÒÅÐÎÇÎÉ: 4 – ãðàíîñèåíèòû, 5 – ãðàíèòû (íà êàðòå), 6–11 – Áåëîìîðñêèé êîìïëåêñ: 6 – âûñîêîãëèíîçåìèñòûå ãíåéñû (×óïèíñêèé ïîêðîâ), 7–8 – áèîòèò-àìôèáîëîâûå ãíåéñû, ïîä÷èíåííî àìôèáîëèòû (7) è àìôèáîëèòû (8) (Õåòàëàìáèíñêèé ïîêðîâ), 9 – áèîòèòîâûå ãíåéñû, ãðàíèòî-ãíåéñû, ãðàíèòû (Íèæíåáåëîìîðñêàÿ ïëàñòèíà), 10–11 – òîëüêî íà ðàçðåçå: 10 – ïîðîäû ïîíèæåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè, ïðåäïîëîæèòåëüíî, ãíåéñû èëè êèñëûå ãðàíóëèòû, 11 – ïîðîäû ïîâûøåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè, ïðåäïîëîæèòåëüíî, àìôèáîëèòû èëè ìàôèòîâûå ãðàíóëèòû; 12–13 – Êîâäîçåðñêàÿ ïëàñòèíà: 12 – îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû íåîàðõåéñêîãî è ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà íåðàçäåëåííûå, 13 – ãðàíèòî-ãíåéñû è ìèãìàòèòû; 14–17 – ÍÅÎÀÐÕÅÉ, ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûå êîìïëåêñû: 14 – çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà (ñëàíöû, ãíåéñû, àìôèáîëèòû), 15–17 – ãðàíèòî-ãíåéñû è ìèãìàòèòû: îáðàçóþùèå òåêòîíè÷åñêîå ïåðåñëàèâàíèå ñ ïàëåîïðîòåðîçîéñêèì îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûì êîìïëåêñîì (Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèé ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâûé ïîÿñ) (15), ïðèíàäëåæàùèå òåêòîíè÷åñêèì ïëàñòèíàì: Öåíòðàëüíî-Êàðåëüñêîé (16) è Çàïàäíî-Êàðåëüñêîé è Êóõìî-Ñóîìóññàëìè (íà ðàçðåçå) (17); 18 – íèæíÿÿ êîðà, ïðåäïîëîæèòåëüíî, ãðàíóëèòû (òîëüêî íà ðàçðåçå); 19 – âåðõíÿÿ ìàíòèÿ (òîëüêî íà ðàçðåçå); 20–25 – ðàçëîìû: 20 – ñäâèãî-íàäâèãè (íà êàðòå), 21–25 – íà ðàçðåçå: 21–23 – ñäâèãî-íàäâèãè: ãëàâíûå (21), âòîðîñòåïåííûå è ïðåäïîëàãàåìûå (22), ìåæäó îòäåëüíûìè òåêòîíè÷åñêèìè ïëàñòèíàìè (23); 24 – ñáðîñû, 25 – ýêñòðàïîëèðîâàííûå íàä ïîâåðõíîñòüþ ðåëüåôà; 26 – ëèòîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû, 27–28 – ðàçäåë Ìîõî: âûðàæåííûé îò÷åòëèâî (27), äèôôóçíûé (28); 29 – îðèåíòèðîâêà ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé â ìàíòèè; 30 – òðàññà ñåéñìîïðîôèëÿ
íàïðàâëåíèè. Âåðõíÿÿ ïëàñòèíà îáðàçîâàíà íåîàðõåéñêèìè ïîðîäàìè Çàïàäíî-Êàðåëüñêîãî ãðàíèò-çåëåíîêàìåííîãî êîìïëåêñà. Íèæå çàëåãàþùàÿ ïëàñòèíà, ïî-âèäèìîìó, òàêæå îáðàçîâàíà ïîðîäàìè ãðàíèò-çåëåíîêàìåííîãî êîìïëåêñà è äîñòèãàåò äíåâíîé ïîâåðõíîñòè íà òåððèòîðèè Ôèíëÿíäèè íåïîñðåäñòâåííî ê çàïàäó îò çåëåíîêàìåííîãî ïîÿñà Êóõìî-Ñóîìóññàëìè. ×åòêî âûäåëåííàÿ íàêëîííàÿ ïëàñòèíà, ôèêñèðóåìàÿ îòìå÷åííîé âûøå çîíîé ïðîòÿæåííûõ èíòåíñèâíûõ îòðàæåíèé, îáðàçîâàíà ïîðîäàìè ïîâûøåííîé è âûñîêîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè. Îíà îòäåëÿåò Áåëîìîðñêóþ ïðîâèíöèþ îò Êàðåëüñêîãî êðàòîíà è ñîñòîèò èç ñåðèè 50
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
ñòðóêòóðíî-îäíîðîäíûõ äîìåíîâ ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ 5–6 êì. Íà âåðõíåêîðîâîì óðîâíå, íà÷èíàÿ ñ ãëóáèíû 15 êì, ñòðóêòóðíûå äîìåíû ðàçäåëÿþòñÿ, îáðàçóÿ âååð èç 3–4 ñàìîñòîÿòåëüíûõ ïëàñòèí, ðàñêðûâàþùèéñÿ â çàïàäíîì íàïðàâëåíèè. Âåðõíÿÿ ïëàñòèíà ìîùíîñòüþ îêîëî 2 êì, ñìÿòàÿ â ïîëîãóþ àíòèôîðìíóþ ñêëàäêó, ïåðåñå÷åíà äíåâíîé ïîâåðõíîñòüþ, åå ãðàíèöû ñîâïàäàþò ñ ãðàíèöàìè ïàëåîïðîòåðîçîéñêîé Øîìáîçåðñêîé ñòðóêòóðû. Ýòà ïëàñòèíà îáðàçîâàíà ïîðîäàìè ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííîãî êîìïëåêñà. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ðàñïîëîæåííûå ãëóáæå, âååðîîáðàçíî ðàñõîäÿùèåñÿ òåêòîíè÷åñêèå ïëàñòèíû, àíàëîãè÷íûå ïî ñåéñìè÷åñêîìó ðèñóíêó è ïåòðîôèçè÷åñêèì ïàðàìåòðàì, îáðàçîâàíû ïîðîäàìè òîãî æå òèïà. Ïîëåâûå íàáëþäåíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò î ïðåîáëàäàíèè ïîëîãèõ çàëåãàíèé ñëàíöåâ è ìåòàáàçàëüòîâ â öåíòðàëüíîé ÷àñòè Øîìáîçåðñêîé ñòðóêòóðû è ïîãðóæåíèè ïîä ïîëîãèìè è óìåðåííûìè óãëàìè â ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè â åå âîñòî÷íîì êðûëå. Çàïàäíîå îãðàíè÷åíèå ñòðóêòóðû ñâÿçàíî ñ ïîãðóæåíèåì â çàïàäíîì íàïðàâëåíèè. Äàëåå ê çàïàäó òåêòîíè÷åñêèé àíñàìáëü, îáðàçîâàííûé ÷åðåäóþùèìèñÿ ïëàñòèíàìè íåîàðõåéñêèõ è ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä, îáðàçóåò ñèíôîðìíóþ ñòðóêòóðó, îñü êîòîðîé ïåðåñå÷åíà îêîëî 205 êì ïðîôèëÿ. Êàëëèâîÿðâñêàÿ ñòðóêòóðà îòâå÷àåò îäíîé èç òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí ýòîãî àíñàìáëÿ. Ïåðåñëàèâàþùèåñÿ ñëàíöû, êâàðöèòîâèäíûå ïåñ÷àíèêè è áàçàëüòû â åå ïðåäåëàõ çàëåãàþò âåðòèêàëüíî èëè ïîä êðóòûìè óãëàìè ïàäàþò íà çàïàä. (Êàæóùååñÿ ñóáãîðèçîíòàëüíûì çàëåãàíèå Êàëëèâîÿðâñêîé òåêòîíè÷åñêîé ïëàñòèíû íà ðèñ. 2.9 îïðåäåëÿåòñÿ íàïðàâëåíèåì ïðîôèëÿ, êîòîðûé ïðè ïåðåñå÷åíèè ýòîé ñòðóêòóðû ðàçâåðíóëñÿ ïàðàëëåëüíî åå ïðîñòèðàíèþ). Àíñàìáëü, îáðàçîâàííûé ÷åðåäóþùèìèñÿ òåêòîíè÷åñêèìè ïëàñòèíàìè íåîàðõåéñêèõ è ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä, â öåëîì ìû íàçâàëè Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèì ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâûì ïîÿñîì (ÂÊ×ÍÏ). Íåîàðõåéñêèé ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûé êîìïëåêñ, ôðàãìåíòû êîòîðîãî ðàçìåùåíû ìåæäó ïàëåîïðîòåðîçîéñêèìè îáðàçîâàíèÿìè, îáû÷íî ðàññìàòðèâàåòñÿ ïîä íàçâàíèåì «Öåíòðàëüíî-Êàðåëüñêîãî». Îâàëüíàÿ è ëèíçîâèäíàÿ ôîðìà ýòèõ ôðàãìåíòîâ è èõ «âíåäðåíèå» â ëèíåéíûå ïàëåîïðîòåðîçîéñêèå ñòðóêòóðû óêàçûâàþò íà ÷àñòè÷íîå ïëàâëåíèå è ïåðåìåùåíèå ïîðîä ãðàíèòîèäíîãî ñîñòàâà, ñîïðîâîæäàâøååñÿ äåôîðìàöèåé ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ îáðàçîâàíèé. Ïîðîäû, ïðèíàäëåæàùèå îäíîìó èç ôðàãìåíòîâ ýòîãî êîìïëåêñà, îáíàæåíû ê çàïàäó îò Êàëëèâîÿâðñêîãî ïîÿñà. Ãíåéñîâèäíîñòü è ïîëîñ÷àòîñòü ìèãìàòèòîâ êðóòî ïîãðóæàåòñÿ ê þãîçàïàäó â ñîãëàñèè ñ îðèåíòèðîâêîé ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ ïîÿñîâ, ÷òî â öåëîì ñîãëàñóåòñÿ ñ îñîáåííîñòÿìè êàðòèíû ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé.  èíòåðâàëå 225–205 ì îáíàæåíû êðóïíîè ñðåäíåçåðíèñòûå áèîòèòîâûå è àìôèáîë-áèîòèòîâûå ãíåéñû ñ ëèíçàìè ìåëêîçåðíèñòûõ áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ è àìôèáîëèòîâ.  èíòåðâàëå ìåæäó 80 è 60 êì ïðîôèëÿ íà ãëóáèíå îò 3 äî 14 êì îò÷åòëèâî íàáëþäàåòñÿ àñèììåòðè÷íàÿ àíòèôîðìíàÿ ñêëàäêà, íåïîñðåäñòâåííî ïðèëåãàþùàÿ ê âåðõíåé ãðàíèöå òåêòîíè÷åñêîãî àíñàìáëÿ Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêîãî ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâîãî ïîÿñà (ðèñ. 2.9, 2.10). Ñêëàäêà îáðàçîâàíà ïîðîäàìè ïîâûøåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè, ïîäîáíî ïîðîäàì ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííîãî êîìïëåêñà. Øàðíèð ñêëàäêè âîçäûìàåòñÿ â þæíîì íàïðàâëåíèè, äîñòèãàÿ óðîâíÿ ýðîçèîííîãî ñðåçà. Î÷åâèäíî, ÷òî ðàñïîëîæåííàÿ íåïîñðåäñòâåííî ê þãî-âîñòîêó Ëåõòèíñêàÿ ñòðóêòóðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïåðåñå÷åíèå äíåâíîé ïîâåðõíîñòüþ èìåííî ýòîé ñêëàäêè. Òåì ñàìûì ïîäòâåðæäàåòñÿ ðàíåå âûäâèíóòîå ïðåäïîëîæåíèå Â. È. Ðîáîíåíà, Ê. Î. Êðàòöà, Â. À. Ïåðåâîç÷èêîâîé îá àíòèôîðìíîì ñòðîåíèè ýòîé ñòðóêòóðû (Òåêòîíèêà.., 1974). Ìîðôîëîãèÿ ïîêðîâíî-ñêëàä÷àòîé ñòðóêòóðû â öåëîì ñâèäåòåëüñòâóåò î åå ôîðìèðîâàíèè â ïðîöåññå íàäâèãîîáðàçîâàíèÿ, ñîïðîâîæäàâøåãîñÿ ôîðìèðîâàíèåì ñòðóêòóðíûõ äóïëåêñîâ – ïîñëåäîâàòåëüíûì «íàáåãàíèåì» è ñêó÷èâàíèåì ïåðåìåùàâøèõñÿ òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí è èõ äåôîðìàöèåé ñ îáðàçîâàíèåì àíòèôîðìíûõ ñêëàäîê. Âåðõíÿÿ ÷àñòü êîðû â âîñòî÷íîé ÷àñòè ïðîôèëÿ (95–0 êì) ïðèíàäëåæèò Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè. Îáðàçóþùèå åå ãåîëîãè÷åñêèå êîìïëåêñû íàäâèíóòû íà Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèé ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâûé ïîÿñ. Âìåñòå ñ òåì ìîðôîëîãèÿ ñêëàä÷àòûõ ñòðóêòóð ñâèäåòåëüñòâóåò î ïîñëåäóþùåì ïðîñåäàíèè êîðû Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè, ñîïðîâîæäàâøåìñÿ ïðåîáðàçîâàíèåì íàäâèãîâ â íîðìàëüíûå ñáðîñû. Àíàëèç êàðòèíû îòðàæåíèé è ðàçðåçà ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè ïîçâîëÿåò âûäåëèòü â ðàçðåçå Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè íåñêîëüêî òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí. Ñàìàÿ âåðõíÿÿ ïëàñòèíà, íàçâàííàÿ ïðè ãåîëîãè÷åñêîì êàðòèðîâàíèè Êîâäîçåðñêîé (Ìèëëåð, 2002), îáðàçîâàíà ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûì êîìïëåêñîì, âêëþ÷àþùèì Òèêøåîçåðñêèé, Êåðåòñêèé, Õèçîâààðñêèé çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà è òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâûå ãíåéñû. Ïîìèìî íåîàðõåéñêèõ ïîðîä, íåêîòîðûå èç íàçâàííûõ ïîÿñîâ âêëþ÷àþò êèñëûå âóëêàíèòû (îòëîæåíèÿ ïèðîêëàñòè÷åñêèõ ïîòîêîâ, âêëþ÷àÿ èãíèìáðèòû), äàòèðîâàííûå íà÷àëîì ðàííåãî 51
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 2.10. Ìîäåëü ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ðàííåäîêåìáðèéñêîé êîðû âäîëü ãåîòðàâåðñà 1-Å (èíòåðâàë 650–1 350 êì): À – ãåîëîãè÷åñêàÿ êàðòà, Á – ãåîëîãè÷åñêèé ðàçðåç. 1 – íåîïðîòåðîçîé-ôàíåðîçîéñêèé îñàäî÷íûé ÷åõîë Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû; 2–8 – ÏÀËÅÎÏÐÎÒÅÐÎÇÎÉ: 2 – âûïîëíåíèå ïîñòîðîãåííûõ âïàäèí (òîëüêî íà êàðòå); 3–4 – ãàááðî-àíîðòîçèò-ðàïàêèâèãðàíèòíûå ïëóòîíû: 3 – ãðàíèòîèäû, 4 – ìàôèòû; 5 – ãîìîãåíèçèðîâàííàÿ êîðà – â òåðìèíàõ «íèçêàÿ èíòåíñèâíîñòü è ïðåèìóùåñòâåííî íåîò÷åòëèâàÿ îðèåíòèðîâàííîñòü îòðàæåíèé»; 6 – Êîâäîçåðñêàÿ ïëàñòèíà: êèñëûå ìåòàâóëêàíèòû è ìåòàèãíèìáðèòû (íà ðàçðåçå); 7–9 – êîìïëåêñû ïîðîä Îíåæñêîé ñòðóêòóðû (íà êàðòå): 7 – òóôôèòû; 8 – óãëèñòî-òåððèãåííûå îñàäêè, âìåùàþùèå ñèëëû äèàáàçîâ, 9 – êàðáîíàòíûå îñàäêè; 10–12 – ÍÅÎÀÐÕÅÉ: 10–11 – ãðàíèòîèäû (íà êàðòå): 10 – ãðàíèòî-ãíåéñû ìèêðîêëèí-ïëàãèîêëàçîâûå, 11 – äèîðèòû; 12 – ãðàíèòî-ãíåéñû è ìèãìàòèòû, ïðèíàäëåæàùèå Âîäëîçåðñêîé òåêòîíè÷åñêîé ïëàñòèíå; 13 – íèæíÿÿ êîðà, ïðåäïîëîæèòåëüíî, ãðàíóëèòû è ïîðîäû îêåàíè÷åñêîé êîðû (òîëüêî íà ðàçðåçå); 14 – íåðàâíîìåðíî-îòðàæàþùàÿ âåðõíÿÿ ìàíòèÿ, êîðî-ìàíòèéíàÿ ñìåñü (òîëüêî íà ðàçðåçå)
ïðîòåðîçîÿ. Èõ ñîîòíîøåíèÿ ñ íåîàðõåéñêèìè ïîðîäàìè òðåáóþò äàëüíåéøåãî èçó÷åíèÿ. Êîâäîçåðñêàÿ ïëàñòèíà ïîäñòèëàåòñÿ Õåòàëàìáèíñêîé ïëàñòèíîé, îáðàçîâàííîé áèîòèò-àìôèáîëîâûìè ãíåéñàìè è àìôèáîëèòàìè. Ìîùíîñòè ïëàñòèí â ñå÷åíèè ïðîôèëåì 4 äîñòèãàþò, ñîîòâåòñòâåííî, 3 è 1,5–2,0 êì. Íèæå çàëåãàþùàÿ ïëàñòèíà ìîùíîñòüþ 4–6 êì, êîòîðóþ ìîæíî íàçâàòü Íèæíåáåëîìîðñêîé, îáðàçîâàíà íà óðîâíå ýðîçèîííîãî ñðåçà áèîòèòîâûìè ãíåéñàìè, ãðàíèòî-ãíåéñàìè è ãðàíèòàìè. Ãëóáæå çàëåãàþùèå êîìïëåêñû, íå äîñòèãàþùèå äíåâíîé ïîâåðõíîñòè, îáðàçîâàíû ïîðîäàìè ïîíèæåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè – ïðåäïîëîæèòåëüíî, ãíåéñàìè, è ïîðîäàìè ïîâûøåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè – ïðåäïîëîæèòåëüíî, àìôèáîëèòàìè. Èíòåíñèâíûå îòðàæåíèÿ, áîëåå õàðàêòåðíûå äëÿ ïîðîä ïîâûøåííîé æåñòêîñòè, îïðåäåëÿþò òàêæå èõ ñõîäñòâî ñ íèæíåêîðîâûì (ïðåäïîëîæèòåëüíî, ãðàíóëèòîâûì) êîìïëåêñîì. 2.4. ÐÀÇÐÅÇ ÌÎÃÒ ÏÎ ÃÅÎÒÐÀÂÅÐÑÓ 1-Å (650–1200 ÊÌ) Îñíîâàíèå êîðû (ðàçäåë Ìîõî) ÷åòêî ôèêñèðóåòñÿ íà ãëóáèíå 40 êì â ñåâåðíîì, 41– 43 êì â öåíòðàëüíîì è 45–47 êì â þæíîì ó÷àñòêå ïðîôèëÿ (ðèñ. 2.7). Ïëàâíî èçãèáàþùàÿñÿ êðîâëÿ íèæíåé êîðû ïðîñëåæèâàåòñÿ â èíòåðâàëå ãëóáèí 20–30 êì.  îòëè÷èå îò ïðîôèëÿ 4Â, 52
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
ðàçäåë Ìîõî õàðàêòåðèçóåòñÿ ãîðàçäî áîëåå ñóùåñòâåííûìè âàðèàöèÿìè, êàê ïî ãëóáèíå, òàê è ïî ñòðîåíèþ. Íà ñåâåðíîì ó÷àñòêå, â èíòåðâàëå 750–830 êì, îí ïðåäñòàâëåí ÷åòêî ïðîñëåæèâàåìîé ãîðèçîíòàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ íà ãëóáèíå 40 êì, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ äàííûìè ïî ïðîôèëþ 4Â, ñ êîòîðûì ãåîòðàâåðñ ïåðåñåêàåòñÿ â ðàéîíå ïèêåòîâ 700–708 êì (ïèêåòû 12–20 êì ïî ïðîôèëþ 4Â, ñîîòâåòñòâåííî).  èíòåðâàëå 980–1 070 êì ãðàíèöà Ìîõî èìååò «çóá÷àòîå» íà÷åðòàíèå è òî ÷åòêî ïðîñëåæèâàåòñÿ, òî ðàçìûâàåòñÿ.  èíòåðâàëå 1 230–1 300 êì è äàëåå íà ïðîäîëæåíèè ïðîôèëÿ â þæíîì íàïðàâëåíèè ðàçäåë Ìîõî ÷åòêî ïðîñëåæèâàåòñÿ íà ãëóáèíå îêîëî 45 êì, õîòÿ è íå äîñòèãàÿ âûñîêîãî óðîâíÿ ðåçêîñòè, õàðàêòåðíîãî äëÿ ñåâåðíîãî ó÷àñòêà ïðîôèëÿ.  èíòåðâàëå 1 200–1 230 êì äëÿ Ìîõî õàðàêòåðíî òàêæå «çóá÷àòîå» íà÷åðòàíèå, îäíàêî, ïî ñðàâíåíèþ ñ ñåâåðíûì ó÷àñòêîì ïðîôèëÿ, ýòà îáëàñòü – áîëåå ðåçêàÿ è êîìïàêòíàÿ (ðèñ. 2.7). Ñòðóêòóðíûé ðèñóíîê êàðòèíû îòðàæåíèé â íèæíåé êîðå â èíòåðâàëàõ, îòâå÷àþùèõ «çóá÷àòîìó» íà÷åðòàíèþ ðàçäåëà Ìîõî, â ñîãëàñèè ñ êîíôèãóðàöèåé ýòîãî ðàçäåëà óêàçûâàåò íà ïîãðóæåíèå â ìàíòèþ ôðàãìåíòîâ íèæíåé êîðû. Èíòåíñèâíî îòðàæàþùàÿ íèæíÿÿ êîðà ñ ïåðåðûâàìè â èíòåðâàëàõ 650–750 è 1 060– 1 175 êì ïðîñëåæèâàåòñÿ âäîëü áîëüøåé ÷àñòè ðàçðåçà. Êàê è ïî ïðîôèëþ 4Â, ðàçäåë Ìîõî ðàçîðâàí èëè ïëîõî ðàçëè÷èì íà ó÷àñòêàõ, ãäå íèæíÿÿ êîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîâûøåííîé ïðîçðà÷íîñòüþ. Íàèáîëåå êðóïíàÿ îáëàñòü êîðû ýòîãî òèïà ðàñïîëîæåíà â èíòåðâàëå 1 070–1 200 êì íåïîñðåäñòâåííî íàä íàïðàâëåííûìè íàâñòðå÷ó äðóã äðóãó çîíàìè ïîãðóæåíèÿ â ìàíòèþ ïëàñòèí íèæíåé êîðû. Ïðèìå÷àòåëüíîé îñîáåííîñòüþ êîðû â ïðåäåëàõ ýòîãî èíòåðâàëà ÿâëÿåòñÿ åå ãîìîãåíèçàöèÿ â òåðìèíàõ «àêóñòè÷åñêàÿ ïðîçðà÷íîñòü» è «íèçêàÿ èíòåíñèâíîñòü» è ïðåèìóùåñòâåííî íåîò÷åòëèâàÿ «îðèåíòèðîâàííîñòü îòðàæåíèé». Âåðõíÿÿ ãðàíèöà «ãîìîãåíèçèðîâàííîé» îáëàñòè êîðû, çàìåñòèâøåé è îáúåäèíèâøåé ïëàñòèíû, ñëàãàþùèå íèæíèé è ñðåäíèé óðîâíè êîðû, ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíå 15–20 êì, íèæíÿÿ ãðàíèöà, òî÷íåå çîíà ïëàâíîãî ïåðåõîäà â ìàíòèþ íåîò÷åòëèâî ïðîñëåæèâàåòñÿ íà ãëóáèíå îêîëî 55 êì. Ïîäñòèëàþùàÿ ýòó îáëàñòü ÷àñòü ìàíòèè îòëè÷àåòñÿ íàëè÷èåì íåðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûõ, ÷àñòüþ äîâîëüíî èíòåíñèâíûõ îòðàæåíèé.  öåëîì â ïðåäåëàõ ðàññìàòðèâàåìîãî èíòåðâàëà ñåéñìè÷åñêèé îáðàç ñðåäû â ïðåäåëàõ êîðû è ïðèëåãàþùåé ÷àñòè ìàíòèè õàðàêòåðèçóåòñÿ ñõîäñòâîì è îäíîðîäíîñòüþ, ÷òî óêàçûâàåò, â ñâîþ î÷åðåäü, íà îòñóòñòâèå ðåçêèõ èçìåíåíèé ñîñòàâà ãîðíûõ ïîðîä. Ýòè îñîáåííîñòè íå ÿâëÿþòñÿ ñâèäåòåëüñòâîì îäíîòèïíîñòè ñîñòàâà ïîðîä, êîòîðûé ìîæåò ïîñòåïåííî è íàïðàâëåííî èëè íåçàêîíîìåðíî èçìåíÿòüñÿ â ïðåäåëàõ îòìå÷åííîãî èíòåðâàëà ãëóáèí. Âòîðîé êðóïíûé ðàçðûâ Ìîõî â èíòåðâàëå 650–750 êì ïî ïðîôèëþ 1-Å íå ñâÿçàí ñ îáëàñòüþ ïîãðóæåíèÿ íèæíåé êîðû â ìàíòèþ (ðèñ. 2.7). Îäíàêî ïðèçíàêè ïîäîáíîãî ðàçðûâà áûëè îòìå÷åíû âûøå ïðè õàðàêòåðèñòèêå âîñòî÷íîãî îêîí÷àíèÿ ïðîôèëÿ 4 â îáëàñòè åãî ïåðåñå÷åíèÿ ñ ãåîòðàâåðñîì 1-ÅÂ. Òàì òàêæå áûëî îòìå÷åíî ïðèáëèæåíèå êîðîâûõ «ñëîåâ» ê Ìîõî, ðåçêîå óòîíåíèå íèæíåêîðîâîãî «ñëîÿ» è ïîÿâëåíèå îòðàæåíèé â ïðèëåãàþùåé ÷àñòè ìàíòèè. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ïðàêòè÷åñêè ïîâñåìåñòíî îáëàñòè ðàçðûâîâ Ìîõî è íèæíåêîðîâîãî «ñëîÿ» â òîé èëè èíîé ñòåïåíè ñîïðîâîæäàþòñÿ ðîñòîì ÷èñëà îòðàæåíèé â ïðèëåãàþùåé ÷àñòè ìàíòèè. Êàê è íà ïðîôèëå 4Â, ðèñóíîê îòðàæåíèé ïîçâîëÿåò òðàññèðîâàòü â ìàíòèþ ôðàãìåíòû êîðî-ìàíòèéíîãî ðàçäåëà (Ìîõî) è ãðàíèöû ýëåìåíòîâ ðàññëîåííîñòè êîðû. Ñîãëàñîâàííîñòü ñåéñìè÷åñêèõ îáðàçîâ, îòìå÷åííàÿ íàáëþäåíèÿìè ïî íåçàâèñèìî îòðàáîòàííûì ïðîôèëÿì, ÿâëÿåòñÿ âàæíûì ñâèäåòåëüñòâîì òîãî, ÷òî ìû èìååì äåëî ñ ðåàëüíûì ïðèðîäíûì ÿâëåíèåì, à íå ñ ýôôåêòàìè, òàê èëè èíà÷å ñâÿçàííûìè ñ òåõíîëîãè÷åñêèìè óñëîâèÿìè ñåéñìè÷åñêîãî ýêñïåðèìåíòà. Ðàñïðåäåëåíèå îòðàæåíèé â ñðåäíåé è âåðíåé ÷àñòÿõ êîðû ïîäîáíî êàðòèíå, íàáëþäàåìîé âäîëü ïðîôèëÿ 4Â. Ãðàíèöû ïîäîáíûõ äîìåíîâ ðèñóþò ïëàâíî èçîãíóòûå ëèíèè, ôèêñèðóÿ ñëîæíûå îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ êîðû. Âàæíîé îñîáåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ïðîòÿæåííûõ (äî ïåðâûõ ñîòåí êì) ñòðóêòóðíûõ äîìåíîâ ìîùíîñòüþ îò 1–2 äî 5–6 êì, îáðàçîâàííûõ çîíàìè èíòåíñèâíûõ ïàðàëëåëüíûõ îòðàæåíèé, êîòîðûå â îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ãðóïïèðóþòñÿ â ïàêåòû åùå áîëåå çíà÷èòåëüíîé ìîùíîñòè (ðèñ. 2.6, 2.7). 2.4.1. Ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ Íèæíåêîðîâûé «ñëîé» â òåõ ÷àñòÿõ ïðîôèëÿ, ãäå îí ôèêñèðóåòñÿ, õàðàêòåðèçóåòñÿ ìîùíîñòüþ, èçìåíÿþùåéñÿ îò 15 äî 30 êì.  èíòåðâàëàõ 980–1 070 êì è 1 200–1 230 êì ñòðóêòóðíûé ðèñóíîê ñâèäåòåëüñòâóåò îá èçãèáàíèè è íàêëîííîì ïîãðóæåíèè îòäåëüíûõ òîíêî ðàññëîåííûõ ïëàñòèíîîáðàçíûõ ôðàãìåíòîâ êîðû â ìàíòèþ, ãäå ýòè ôðàãìåíòû äîñòèãàþò 53
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ãëóáèíû 52–55 êì.  îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ óäàåòñÿ ïðîñëåäèòü îòðàæåíèÿ, ôèêñèðóþùèå îòìå÷åííîå ïîãðóæåíèå ïëàñòèí íèæíåé êîðû â ìàíòèþ, è èõ äåçèíòåãðàöèþ è «ðàñòâîðåíèå» äî ãëóáèíû îêîëî 60 êì (ðèñ. 2.7, 2.10). Ïðè ýòîì, â ñåâåðíîì ó÷àñòêå ïðîôèëÿ íèæíÿÿ êîðà ïîãðóæàåòñÿ â íàïðàâëåíèè þæíîì, òîãäà êàê â þæíîì êîíöå – â ïðîòèâîïîëîæíîì, ñåâåðíîì, íàïðàâëåíèè. Îñîáåííîñòè íèæíåé ãðàíèöû êîðû (ðàçäåëà Ìîõî) óêàçûâàþò íà çíà÷èòåëüíûå ëàòåðàëüíûå ïåðåìåùåíèÿ âäîëü ýòîãî ðàçäåëà, ñîïðîâîæäàâøèåñÿ äåôîðìàöèÿìè íèæíåêîðîâûõ è ìàíòèéíûõ ïîðîä è ïîãðóæåíèåì (ñóáäóêöèåé) ðàññëàèâàþùåéñÿ êîðîâîé ïëàñòèíû.  èíòåðâàëå 750–850 êì ãåîòðàâåðñà 1-Å íèæíåêîðîâàÿ ïëàñòèíà âêëþ÷àåò ïëàñòèíîîáðàçíîå «ïðîçðà÷íîå» òåëî ìîùíîñòüþ 3–4 êì. Ñîïîñòàâëåíèå ñ ðàçðåçîì ïî ïðîôèëþ 4 ïîçâîëÿåò ïðåäïîëàãàòü, ÷òî åãî ìîæíî ñîïîñòàâèòü ñ òåêòîíè÷åñêîé ïëàñòèíîé, îáðàçîâàííîé ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûì êîìïëåêñîì Êóõìî-Ñóîìóññàëìè, íåïîñðåäñòâåííî ïåðåêðûâàþùåé íèæíþþ êîðó âäîëü ïðîôèëÿ 4 è ïîñòåïåííî âûêëèíèâàþùåéñÿ ê âîñòî÷íîìó êîíöó ýòîãî ïðîôèëÿ (ðèñ. 2.9 è 2.10).  ñåâåðíîé è öåíòðàëüíîé ÷àñòÿõ ðàññìàòðèâàåìîãî ôðàãìåíòà ãåîòðàâåðñà íèæíÿÿ êîðà ïåðåêðûòà ñóùåñòâåííî ïðîçðà÷íîé êîðîâîé ïëàñòèíîé, îò÷åòëèâî îãðàíè÷åííîé è ñâåðõó, è ñíèçó. Ñåéñìè÷åñêèé îáðàç ýòîé ïëàñòèíû è ïîëîæåíèå â ðàçðåçå êîðû ïîçâîëÿþò óâåðåííî ñîïîñòàâèòü åå ñ êîðîâîé ïëàñòèíîé, îáðàçîâàííîé ïîðîäàìè ÇàïàäíîÊàðåëüñêîãî ãðàíèò-çåëåíîêàìåííîãî êîìïëåêñà, âûäåëåííîé íà ðàçðåçå âäîëü ïðîôèëÿ 4Â. Åå ñòðîåíèå õàðàêòåðèçóåòñÿ ÷åðåäîâàíèåì ó÷àñòêîâ âûäåðæàííîé ìîùíîñòè, ïîðÿäêà 7–8 êì, è ðàçäóâàìè, ãäå ìîùíîñòü äîñòèãàåò 10–12 êì. Íèæíÿÿ ãðàíèöà ïëàñòèíû ïîëîãî ñðåçàåò ýëåìåíòû ðàññëîåííîñòè íèæíåé êîðû, ÷òî óêàçûâàåò íà òåêòîíè÷åñêóþ ïðèðîäó ýòîé ãðàíèöû.  èíòåðâàëå 930–1 300 êì â âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà êîðû âûäåëÿåòñÿ åùå îäíà ïëàñòèíà, ìîùíîñòüþ 15–20 êì, ïîñòåïåííî âûêëèíèâàþùàÿñÿ ê þæíîìó êîíöó ïðîôèëÿ. Ýòà ïëàñòèíà ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ Âîäëîçåðñêèì ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûì êîìïëåêñîì, îáðàçîâàííûì íàèáîëåå äðåâíèìè íà Áàëòèéñêîì ùèòå ãðàíèòî-ãíåéñîâûìè è îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûìè àññîöèàöèÿìè. Ïðèìå÷àòåëüíîé îñîáåííîñòüþ ýòîé ïëàñòèíû ÿâëÿåòñÿ ðàçìåùåíèå â ñðåäíåé ÷àñòè åå ðàçðåçà ÷åòêî î÷åð÷åííîé çîíû èíòåíñèâíûõ îòðàæåíèé, îáðàçîâàííîé ïîðîäàìè ïîâûøåííîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè. Ñ íåêîòîðûìè îñëîæíåíèÿìè ýòà çîíà ïðîñëåæèâàåòñÿ â èíòåðâàëå 975–1 250 êì, äîñòèãàÿ ïðîòÿæåííîñòè 200 êì. Îíà óâåðåííî ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ Ìàíüãèíñêèì çåëåíîêàìåííûì ïîÿñîì Öåíòðàëüíî-Êàðåëüñêîé çîíû, ïðîòÿãèâàþùèìñÿ â ñóáìåðèäèîíàëüíîì íàïðàâëåíèè âäîëü çàïàäíîé ãðàíèöû ïàëåîïðîòåðîçîéñêîé Îíåæñêîé ñòðóêòóðû íà ïðîòÿæåíèè 100 êì è êðóòî ïîãðóæàþùèìñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè. Þæíîå ïðîäîëæåíèå ýòîãî ïîÿñà ïåðåêðûòî îñàäî÷íûì ÷åõëîì Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Ñòðîåíèå âåðõíåãî óðîâíÿ êîðû õàðàêòåðèçóåòñÿ íàèáîëüøåé ñëîæíîñòüþ.  ñåâåðíîé ÷àñòè ãåîòðàâåðñà 1-Å (ïèêåòû 650–780 êì) ðàçðåç ïåðåñåêàåò ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûå êîìïëåêñû Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè.  ñîãëàñèè ñ äàííûìè ïî ïðîôèëþ 4Â, íà ðàçðåçå óäàåòñÿ âûäåëèòü îáðàçîâàíèÿ, ïðèíàäëåæàùèå Êîâäîçåðñêîé, Õåòàëàìáèíñêîé è Íèæíåáåëîìîðñêîé ïëàñòèíàì, à òàêæå ïîäñòèëàþùèì êîìïëåêñàì ïîðîä, íå äîñòèãàþùèì óðîâíÿ äíåâíîé ïîâåðõíîñòè. Ñîïîñòàâëÿÿ îñîáåííîñòè çàëåãàíèÿ ïàêåòà ïëàñòèí è èõ ìîðôîëîãèè íà îáîèõ ïðîôèëÿõ, ìû ïðèõîäèì ê çàêëþ÷åíèþ î ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè òåêòîíè÷åñêîãî òðàíñïîðòà (â ñîâðåìåííûõ êîîðäèíàòàõ) â ïåðèîä íàäâèãîîáðàçîâàíèÿ (ðèñ. 2.11). Îñîáûé èíòåðåñ âûçûâàåò ñòðóêòóðà âåðõíåé ÷àñòè êîðû, ïðèíàäëåæàùåé Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêîìó ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâîìó ïîÿñó, â èíòåðâàëå 800–940 êì âäîëü ãåîòðàâåðñà 1-ÅÂ. Âûðàçèòåëüíûé ðèñóíîê ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé è ðàçðåçà ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè äåìîíñòðèðóþò îò÷åòëèâóþ êàðòèíó, ïîçâîëÿÿ èäåíòèôèöèðîâàòü îòäåëüíûå ÷åøóè, îáðàçîâàííûå ïîðîäàìè ïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íîãî è íåîàðõåéñêîãî ãðàíèòî-ãíåéñîâîãî êîìïëåêñîâ. Âçàèìíîå ïîñëåäîâàòåëüíîå ïåðåêðûòèå îòäåëüíûõ ÷åøóé è ïàêåòîâ, îáðàçîâàííûõ ïîðîäàìè îáîèõ êîìïëåêñîâ, ñâèäåòåëüñòâóåò îá èõ ðàçìåùåíèè â ïðîöåññå òåêòîíè÷åñêèõ ïåðåìåùåíèé â þæíîì íàïðàâëåíèè (â ñîâðåìåííûõ êîîðäèíàòàõ). Ñòðîåíèå âåðõíåé ÷àñòè êîðû â þæíîé ÷àñòè ðàññìàòðèâàåìîãî ôðàãìåíòà ãåîòðàâåðñà õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîêðîâíî-íàäâèãîâûì ñòðîåíèåì âñòðå÷íîé âåðãåíòíîñòè. Ñîâìåùåíèå îáîèõ íàïðàâëåíèé òåêòîíè÷åñêîãî òðàíñïîðòà çàôèêñèðîâàíî â ðàéîíå ïèêåòîâ 940–945 êì, ãäå ïðîôèëü ïåðåñåêàåò äâå ñáëèæåííûõ ïîëîñû áàçàëüòîâûõ ëàâ.  ïðîìåæóòêå ìåæäó íèìè îáíàæåíû ãðàíèòîèäû è ìèãìàòèòû íåîàðõåéñêîãî âîçðàñòà. Àíàëèç êàðòèíû ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé è ðàçðåçà ýôôåêòèâíîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè óêàçûâàþò íà ðàçìåùåíèå îáîèõ 54
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
Ðèñ. 2.11. Îáúåìíàÿ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü Öåíòðàëüíîé Êàðåëèè, ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâå èíòåðïðåòàöèè ìàòåðèàëîâ ÌÎÃÒ ïî ïðîôèëÿì 1-Å è 4 (ñîñòàâèë Ì. Â. Ìèíö, 2002 ã.): 1 – èíòðóçèâíûå è óëüòðàìåòàãåííûå òåëà ïîñòïàëåîïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà; 2 – ïàëåîïðîòåðîçîéñêèå îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû ñóòóðíûõ çîí è äåôîðìèðîâàííûõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ; 3 – ïàëåîïðîòåðîçîéñêèé-íåîàðõåéñêèé ãíåéñî-àìôèáîëèòîâûé êîìïëåêñ Áåëîìîðñêîãî ïîÿñà; 4–6 – íåîàðõåéñêàÿ ãðàíèò-çåëåíîêàìåííàÿ îáëàñòü Êàðåëüñêîãî êðàòîíà: 4 – çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà, 5 – ãðàíèòîèäû, ó÷àñòâóþùèå â ñòðîåíèè ôðàãìåíòà Êàðåëüñêîãî êðàòîíà, íàäâèíóòîãî íà Áåëîìîðñêèé ïîÿñ; 6 – ãðàíèòî-ãíåéñîâûå è ãðàíèò-ìèãìàòèòîâûå êîìïëåêñû; 7 – íèæíÿÿ êîðà, ïðåäïîëîæèòåëüíî îáðàçîâàííàÿ ãðàíóëèòàìè; 8 – ìàíòèÿ; 9 – ëèíèè òåêòîíè÷åñêèõ íàðóøåíèé, ïðîâåäåííûå óâåðåííî (à) è ïðåäïîëîæèòåëüíî (á)
ïîëîñ â îáëàñòè àíòèêëèíàëüíîãî ïåðåãèáà òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí, ïåðåìåùàâøèõñÿ íàâñòðå÷ó äðóã äðóãó. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî óâåëè÷åíèå ìîùíîñòè âåðõíåé êîðû, íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàííîå ñî ñêó÷èâàíèåì òåêòîíè÷åñêèõ ÷åøóé, ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàåò ñ îáëàñòüþ óòîëùåíèÿ íèæíåé êîðû è ïîãðóæåíèÿ åå ôðàãìåíòîâ â ìàíòèþ (ðèñ. 2.7, 2.10). Õàðàêòåð è ïîëîæåíèå ãðàíèöû ìåæäó Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêèì ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâûì ïîÿñîì è ïàêåòîì òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè íåñêîëüêî îòëè÷àþòñÿ îò íàáëþäàåìûõ íà ïðîôèëå 4Â.  ÷àñòíîñòè, â ñóáìåðèäèîíàëüíîì ñå÷åíèè îáëàñòü â îñíîâàíèè ïàêåòà ïëàñòèí, ïðèíàäëåæàùèõ Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè, âûãëÿäèò ïðîçðà÷íîé, ÷òî óêàçûâàåò íà ïðîÿâëåíèå íàëîæåííûõ ïðîöåññîâ, ðåçóëüòàòîì êîòîðûõ ñòàëî èçìåíåíèå è âûðàâíèâàíèå ñîñòàâà ïîðîä, ñëàãàþùèõ ýòè ïëàñòèíû. Ñîïîñòàâëåíèå îñîáåííîñòåé çàëåãàíèÿ ïîãðàíè÷íîé çîíû íà îáîèõ ïðîôèëÿõ óêàçûâàåò íà þãî-çàïàäíîå íàïðàâëåíèå òåêòîíè÷åñêîãî òðàíñïîðòà (â ñîâðåìåííûõ êîîðäèíàòàõ) â ïåðèîä íàäâèãîîáðàçîâàíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, áîëåå ðàííåå (íåîàðõåéñêîå?) òåêòîíè÷åñêîå ñîáûòèå, ðåçóëüòàòîì êîòîðîãî ñòàëî ôîðìèðîâàíèå ïîêðîâíî-íàäâèãîâîé ñòðóêòóðû Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèè, è áîëåå ïîçäíåå (ïàëåîïðîòåðîçîéñêîå) ñîáûòèå, îïðåäåëèâøåå ôîðìèðîâàíèå Âîñòî÷íî-Êàðåëüñêîãî ÷åøóé÷àòî-íàäâèãîâîãî ïîÿñà, ïðîòåêàëè â ñóùåñòâåííî ðàçëè÷íûõ ïîëÿõ íàïðÿæåíèé. Íà÷èíàÿ ñ 960 êì è âïëîòü äî 1 120 êì ïðîôèëü ïåðåñåêàåò ïàëåîïðîòåðîçîéñêóþ Îíåæñêóþ ñòðóêòóðó, êîòîðàÿ òðàäèöèîííî èíòåðïðåòèðóåòñÿ â êà÷åñòâå ìóëüäû èëè ðèôòîãåííîé âïàäèíû, âûïîëíåííîé êîìïëåêñîì îñàäî÷íûõ è âóëêàíè÷åñêèõ ïîðîä. Íà ðàçðåçå ÌÎÃÒ îò÷åòëèâî ôèêñèðóåòñÿ êîìïëåêñ ïîðîä Îíåæñêîé ñòðóêòóðû, ïîäîøâà êîòîðîé ïî ìåðå óäàëåíèÿ 55
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
îò êðàåâîé ÷àñòè äîñòèãàåò ãëóáèíû ïîðÿäêà 3 êì. Äëÿ îáëàñòè êîðû, íåïîñðåäñòâåííî çàëåãàþùåé ïîä âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûì êîìïëåêñîì, õàðàêòåðíî äåëåíèå íà áëîêè ëèíçîâèäíîãî ñå÷åíèÿ, âîçäûìàþùèåñÿ â íàïðàâëåíèè ñåâåðíîãî êîíöà ïðîôèëÿ. Îáùèé ñòðóêòóðíûé ðèñóíîê ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü èõ â êà÷åñòâå ñå÷åíèé òåêòîíè÷åñêèõ ïëàñòèí, íàäâèãàâøèõñÿ ê ñåâåðó èëè, íàïðîòèâ, ïîãðóæàâøèõñÿ ê þãó.  öåëîì îñîáåííîñòè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ïîçâîëÿþò ïðåäïîëàãàòü, ÷òî Îíåæñêàÿ «âïàäèíà» â äåéñòâèòåëüíîñòè îáðàçîâàíà ñèñòåìîé òåêòîíè÷åñêèõ ïîêðîâîâ, ïåðåìåùàâøèõñÿ â ñåâåðî-ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè. Åäèíè÷íûå ïîêðîâû îáðàçóþò ñâîåîáðàçíûå «ÿçûêè» èëè «ëîïàñòè» ñèíôîðìíîãî ñòðîåíèÿ, ðàçäåëåííûå óçêèìè ãðåáíåâèäíûìè àíòèêëèíàëÿìè, âäîëü îñè êîòîðûõ ïðîòÿãèâàþòñÿ ñäâèãîâûå íàðóøåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, èìååòñÿ äîñòàòî÷íî îñíîâàíèé äëÿ èíòåðïðåòàöèè Îíåæñêîé ñòðóêòóðû â êà÷åñòâå ôðàãìåíòà (ýðîçèîííîãî îñòàíöà) êðóïíîãî òåêòîíè÷åñêîãî ïîêðîâà, ïåðåìåñòèâøåãî íà íåîàðõåéñêèé Êàðåëüñêèé êðàòîí ñôîðìèðîâàííûå â ïàëåîïðîòåðîçîå îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå êîìïëåêñû îñëîæíåííîé ðèôòîãåíåçîì ïàññèâíîé îêðàèíû. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêîãî ýêñïåðèìåíòà ñâèäåòåëüñòâóþò î ñóùåñòâîâàíèè â ïðåäåëàõ èññëåäîâàííîãî ðåãèîíà äâóõ íèæíåêîðîâûõ ôðàãìåíòîâ. Ïåðâûé èç íèõ, íàáëþäàåìûé âäîëü ðàññå÷êè 4 è áîëüøåé ÷àñòè ãåîòðàâåðñà 1-ÅÂ, îáðàçóåò îñíîâàíèå êîðû Êàðåëüñêîãî êðàòîíà. Âòîðîé, ïåðåñå÷åííûé þæíûì îòðåçêîì ãåîòðàâåðñà 1-ÅÂ, ïîäñòèëàåò êîðó Ñâåêîôåííñêîãî îðîãåíà. Ïðèâåäåííûå âûøå ðåçóëüòàòû ïîçâîëÿþò ñäåëàòü îñíîâíûå âûâîäû: 1. Ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ äàííûõ, ïîëó÷åííûõ â ðåçóëüòàòå ñåéñìîðàçâåäî÷íûõ èññëåäîâàíèé âäîëü ãåîòðàâåðñà 1-Å è ïî ðàññå÷êå 4Â, ïåðåñåêàþùèõ Êàðåëüñêóþ ãðàíèò-çåëåíîêàìåííóþ îáëàñòü, Áåëîìîðñêèé ïîÿñ, ðÿä ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûõ ïîÿñîâ è ñòðóêòóðó Ñâåêîôåííñêîãî àêêðåöèîííîãî îðîãåíà Â×ÁÙ, ñîâìåñòíî ñ ðåçóëüòàòàìè ãåîëîãè÷åñêîãî êàðòèðîâàíèÿ, ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ðàííåäîêåìáðèéñêàÿ êîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ íàêëîííîé ñòðóêòóðíîé ðàññëîåííîñòüþ. Îíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñî÷åòàíèå ïîêðîâíî-íàäâèãîâûõ è íàäâèãî-ïîääâèãîâûõ ñòðóêòóðíûõ àíñàìáëåé, â òîé èëè èíîé ñòåïåíè äåôîðìèðîâàííûõ ïðè ïîäíÿòèè (âñïëûâàíèè) ãðàíèòî-ãíåéñîâûõ êóïîëîâ. 2. Ôîðìèðîâàíèå íàêëîííî-çàëåãàþùèõ ñòðóêòóðíûõ àíñàìáëåé ïðîèñõîäèëî êàê â ïàëåîïðîòåðîçîå, òàê è â íåîàðõåå. 3. Ìîäåëü ñòðîåíèÿ ðàííåäîêåìáðèéñêîé êîðû, îõàðàêòåðèçîâàííàÿ âûøå, ñóùåñòâåííî ìåíÿåò ñôîðìèðîâàííûå ðàíåå ïðåäñòàâëåíèÿ î êîðå Â×ÁÙ êàê ñî÷åòàíèè áëîêîâ ñ ñóáâåðòèêàëüíûìè áîêîâûìè îãðàíè÷åíèÿìè è èíäèâèäóàëèçèðîâàííûì õàðàêòåðîì âíóòðåííåé ðàññëîåííîñòè. Âïîëíå î÷åâèäíî, ÷òî ðàçìåùåíèå ïîëîãî-íàêëîííûõ ãðàíèö íà äíåâíîé ïîâåðõíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ óðîâíåì ýðîçèîííîãî ñðåçà è, ñëåäîâàòåëüíî, ýòè ãðàíèöû íå ìîãóò áûòü ïðèíÿòû â êà÷åñòâå ãðàíèö êàêèõ áû òî íè áûëî «òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ» â òðàäèöèîííîì ïîíèìàíèè. 4. Äåòàëüíûé ðèñóíîê ñòðóêòóðíûõ ëèíèé â íèæíåé êîðå ñâèäåòåëüñòâóåò î òåêòîíè÷åñêîé ïðèðîäå ðàçäåëà Ìîõî, êîòîðûé, ïî-âèäèìîìó, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìîùíóþ çîíó òåêòîíè÷åñêîãî òå÷åíèÿ è ïåðåìåùåíèÿ êðóïíûõ ïëàñòèí êîðû, ñîïðîâîæäàâøåãîñÿ ïîãðóæåíèåì îòäåëüíûõ ôðàãìåíòîâ íèæíåé êîðû â ìàíòèþ. 5. Ïðåäñòàâëåíèå îá îáúåìíîé ñòðóêòóðå ñðåäû ïîëó÷åíî íà ó÷àñòêå ïåðåñå÷åíèÿ 4 è 1-Å ïóòåì ñòåðåîìåòðè÷åñêîãî ïðåäñòàâëåíèÿ ðàçðåçîâ (ðèñ. 2.11). Íàáëþäàåìàÿ èñêëþ÷èòåëüíàÿ òîæäåñòâåííîñòü ìèãðèðîâàííûõ ðàçðåçîâ ÌÎÃÒ íà äâóõ ïðîôèëÿõ â çîíå èõ ïåðåñå÷åíèÿ ñâèäåòåëüñòâóåò î âûñîêîé íàäåæíîñòè èñõîäíûõ äàííûõ è äîñòîâåðíîñòè îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ. Íà ïðèâåäåííîì ðèñóíêå ÷åòêî ïðîñëåæèâàåòñÿ íàäâèãîâàÿ çîíà, à òàêæå óâåðåííî âûäåëåíà ñóáâåðòèêàëüíàÿ çîíà, ðàçðûâàþùàÿ íàäâèã. Íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè êîðû ìîãóò è äîëæíû áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè ñîâåðøåíñòâîâàíèè ðåãèîíàëüíûõ ìîäåëåé ãåîäèíàìè÷åñêîé è ìèíåðàãåíè÷åñêîé ýâîëþöèè. Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ äëÿ ïåðåîöåíêè ìèíåðàãåíè÷åñêèõ ïåðñïåêòèâ ðàññìàòðèâàåìîé òåððèòîðèè. Ïðè ýòîì íàèáîëüøåå âíèìàíèå äîëæíî áûòü óäåëåíî îáðàçîâàíèÿì âåðõíåé êîðû, íåïîñðåäñòâåííî ïðèìûêàþùèì ê ïîâåðõíîñòè ãåîëîãè÷åñêèõ íàáëþäåíèé. Ýòî ñàìàÿ ñëîæíàÿ è ðàçíîîáðàçíàÿ ÷àñòü çåìíîé êîðû. Çäåñü ñêîíöåíòðèðîâàí îñíîâíîé èíòåðåñ ïîèñêîâî-ðàçâåäî÷íîé ãåîëîãèè. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ìåòîäè÷åñêèå ïàðàìåòðû ðåãèîíàëüíûõ èññëåäîâàíèé ïðàêòè÷åñêè íå óñòóïàþò àíàëîãè÷íûì ïàðàìåòðàì íåôòåãàçîâîé ñåéñìîðàçâåäêè (øàã íàáëþäåíèé, êðàòíîñòü, ÷àñòîòíûé äèàïàçîí è äð.). Òàêæå 56
Ãëàâà 2. Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà
àäåêâàòíû ñèñòåìû êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêè äàííûõ.  äîïîëíåíèå ê ñòàíäàðòíûì ñðåäñòâàì àíàëèçà ìàòåðèàëîâ ñëîæíîïîñòðîåííûõ ñðåä âíåäðåíû ñïåöèàëüíûå ìåòîäèêè îáðàáîòêè, îðèåíòèðîâàííûå íà ðóäíóþ ñåéñìîðàçâåäêó. Íà ðèñ. 2.12 ïðèâåäåíû ïðèìåðû ñïåöîáðàáîòêè ÌÄÑ íà ó÷àñòêàõ èçâåñòíûõ ðóäíûõ ðàéîíîâ (Ñòóïàê, Áåðçèí, 2004).
Ðèñ. 2.12. Ôðàãìåíòû ãëóáèííûõ ðàçðåçîâ ÌÄÑ ïî ïðîôèëÿì 4 (à) è 1-E (á) íà ó÷àñòêàõ èçâåñòíûõ ðóäíûõ ðàéîíîâ è ïðåäïîëàãàåìûõ íîâûõ ìåñòîðîæäåíèé ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ
57
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ Á å ð ç è í Ð . à . , Ï à â ë å í ê î â à Í . È . Ñîïîñòàâëåíèå äàííûõ ìåòîäîâ îòðàæåííûõ è ïðåëîìëåííûõ âîëí ïî ïðîôèëþ Êåìü – Óõòà // Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà: Ïðîôèëü Êåìü – Êàëåâàëà. Ïåòðîçàâîäñê: ÊÍÖ ÐÀÍ, 2001. Ñ. 64–77.  î ë î ä è ÷ å â Î . È . Ìåòàìîðôèçì // Ãåîëîãèÿ Êàðåëèè. Ë.: Íàóêà, 1987. Ñ. 152–175.  ð å ì å í í û å ð å ê î ì å í ä à ö è è ïî òåõíîëîãèè ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ìåòîäîì êîìáèíèðîâàííîé ñåéñìîðàçâåäêè íà îïîðíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ïðîôèëÿõ. Ì.; ÑÏá.: èçä-âî ÂÑÅÃÅÈ, 2001. 56 ñ. à å î ë î ã è ÿ Ê à ð å ë è è . Ë.: Íàóêà, 1987. 231 ñ. à ë ó á è í í î å ñ ò ð î å í è å è ñåéñìè÷íîñòü Êàðåëüñêîãî ðåãèîíà è åãî îáðàìëåíèÿ / Ïîä ðåä. Í. Â. Øàðîâà. Ïåòðîçàâîäñê: ÊÍÖ ÐÀÍ, 2004. 353 ñ. Ì è ë ë å ð Þ .  . Òåêòîíèêà îáëàñòè ñî÷ëåíåíèÿ Áåëîìîðñêîãî ïîäâèæíîãî ïîÿñà è Êàðåëüñêîãî êðàòîíà // Ãåîòåêòîíèêà. 2002. ¹ 4. Ñ. 14–25. Ì è í ö Ì .  . , à ë à ç í å â  . Í . , Ê î í è ë î â À . Í . è ä ð . Ðàííèé äîêåìáðèé ñåâåðî-âîñòîêà Áàëòèéñêîãî ùèòà: ïàëåîãåîäèíàìèêà, ñòðîåíèå è ýâîëþöèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû. Ì.: Íàó÷íûé ìèð, 1996. 287 ñ. Ñ ò ó ï à ê  . Ì . , Á å ð ç è í Ð . à . , Ç à ì î æ í ÿ ÿ Í . à . , Ñ ó ë å é ì à í î â À . Ê . Íîâûå ãåîôèçè÷åñêèå äàííûå î ãëóáèííîì ñòðîåíèè Êàðåëèè // Ïëàòèíà Ðîññèè. Ò. V. Ïðîáëåìû ðàçâèòèÿ, îöåíêè, âîñïðîèçâîäñòâà è êîìïëåêñíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ìèíåðàëüíî-ñûðüåâîé áàçû ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ. Ì.: ÎÎÎ «Ãåîèíôîðììàðê», 2004. Ñ. 344–350. Ò å ê ò î í è ê à â î ñ ò î ÷ í î é ÷ à ñ ò è Áàëòèéñêîãî ùèòà / Â. À. Ïåðåâîç÷èêîâà (îòâ. ðåä.). Ë.: Íåäðà, 1974. 288 ñ. Ô å ä å ð à ë ü í à ÿ Ï ð î ã ð à ì ì à ðàçâèòèÿ ìèíåðàëüíî-ñûðüåâîé áàçû Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè íà 1994–2000 ãã. / Ïîñòàíîâëåíèå Ïðàâèòåëüñòâà Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè ¹ 876 îò 30.07.1994. 25 ñ.
ÃËÀÂÀ 3 ÃÅÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÂÎÑÒÎ×ÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÁÀËÒÈÉÑÊÎÃÎ ÙÈÒÀ Ãåîýëåêòðèêà, êàê è äðóãèå ìåòîäû ãåîôèçèêè, îáðåòàåò ñìûñë è ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå ïðè óñëîâèè òåñíîé ñâÿçè ñ ãåîëîãèåé. Ïðåäìåòîì èññëåäîâàíèé â ãåîýëåêòðèêå ÿâëÿþòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîëÿ è óñëîâèÿ èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ â Çåìëå. Íî îêîí÷àòåëüíûì ðåçóëüòàòîì ãåîýëåêòðè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÿâëÿåòñÿ ãåîëîãè÷åñêîå èñòîëêîâàíèå äàííûõ â òåñíîé ñâÿçè ñ ñîñòàâîì, ñòðîåíèåì è èñòîðèåé ðàçâèòèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåãèîíîâ, îáëàñòåé è îáîëî÷åê Çåìëè. Ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðèðîäå è õàðàêòåðå ãëóáèííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Çåìëè îïðåäåëÿþòñÿ ñî÷åòàíèåì äâóõ ïóòåé ïîçíàíèÿ. Ñ îäíîé ñòîðîíû, ýòî òåîðåòè÷åñêèå ïîñòðîåíèÿ, âûòåêàþùèå èç êîìïëåêñà àïðèîðíûõ äàííûõ, èìåþùèõñÿ â ðàñïîðÿæåíèè èññëåäîâàòåëÿ, ñ äðóãîé ñòîðîíû – ýòî ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ñ ïðèìåíåíèåì ãëóáèííûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé.  ïåðâîé ÷àñòè íàñòîÿùåé ãëàâû ðàññìîòðåíû ïðèðîäà è ïðîñòðàíñòâåííîå ðàñïðîñòðàíåíèå êîðîâûõ àíîìàëèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè íà òåððèòîðèè Âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è îòäåëüíûå ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ èõ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ. Âòîðàÿ ÷àñòü ãëàâû ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå «íîðìàëüíîé» ìîäåëè ãëóáèííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè. Âïåðâûå ýòà ïðîáëåìà áûëà ïîäíÿòà Ë. Ë. Âàíüÿíîì è Ñ. Ý. Õüåëòîì â ðàìêàõ Ïðîåêòà ¹ 13 Ðîññèéñêî-Ôèíëÿíäñêîãî ñîòðóäíè÷åñòâà (Geoelectric models.., 1989). Ïîä «íîðìàëüíîé» ïîíèìàåòñÿ ìîäåëü, îòðàæàþùàÿ ñðåäíåå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ñ ãëóáèíîé, ñâîáîäíîå îò âëèÿíèÿ êîðîâûõ àíîìàëèé.  òå÷åíèå ïîñëåäíèõ 25 ëåò áûë ïðåäëîæåí ðÿä òàêèõ ìîäåëåé (Krasnobayeva et al., 1981; Jones, 1982; Rasmussen et al., 1985; Êîâòóí, Øåéíêìàí, 1993; Korja, 1993; Âàíüÿí, 1997). Ïðè ñîïîñòàâëåíèè ìîäåëåé ïî ïàðàìåòðó êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ îáíàðóæèâàåòñÿ ðàçáðîñ ìåæäó íèìè äî äâóõ ïîðÿäêîâ è áîëåå íà îäíèõ è òåõ æå ïåðèîäàõ. Ïîñëå ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è, ðàñõîæäåíèÿ â çíà÷åíèÿõ óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñëîåâ íà îäíèõ è òåõ æå ãëóáèíàõ äîñòèãàþò òðåõ è áîëåå ïîðÿäêîâ. Òàêèå ñåðüåçíûå ðàçëè÷èÿ ñòàâÿò ïîä âîïðîñ ñàìó èäåþ î âîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ åäèíîé äëÿ Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà ìîäåëè «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà. Áîëåå óñòîé÷èâûå ðåçóëüòàòû äàþò çîíäèðîâàíèÿ ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè.  íàñòîÿùåé ãëàâå ñ ýòîé öåëüþ ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû çîíäèðîâàíèé ñ ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêèì (ÌÃÄ) ãåíåðàòîðîì «Õèáèíû» è ñ àíòåííîé ñâåðõíèçêî÷àñòîòíîãî (ÑÍ×) èçëó÷åíèÿ «Çåâñ». Ðàáî÷èå ðàçíîñû ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì äîñòèãàëè 700–1000 êì. Ïðèâåäåíû òàêæå ðåçóëüòàòû ÷àñòîòíûõ çîíäèðîâàíèé â Ôèíëÿíäèè è íà Êîëüñêîì ï-îâå ñ ðàçíîñàìè äî 100 êì. Äëÿ èçó÷åíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû èñïîëüçîâàëèñü çîíäèðîâàíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå ñ ðàçíîñàìè äî 100 êì ìåæäó ïèòàþùèìè è ïðèåìíûìè çàçåìëåíèÿìè. Ðåçóëüòàòû çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå ïåðåñ÷èòûâàëèñü â ÷àñòîòíóþ îáëàñòü ïóòåì ïîñëåäîâàòåëüíîãî ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è ÂÝÇ è çàòåì ïðÿìîé çàäà÷è ×Ç äëÿ ïîëó÷åííîãî ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà. Íà îñíîâå îáîáùåííîé «íîðìàëüíîé» êðèâîé êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 0,05 Ãö äî 106 Ãö ðåøåíà îáðàòíàÿ çàäà÷à è ïîñòðîåí «íîðìàëüíûé» ãåîýëåêòðè÷åñêèé 59
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ðàçðåç îò äíåâíîé ïîâåðõíîñòè è äî ãëóáèíû 100–150 êì.  çàêëþ÷åíèå ðàçäåëà ðàññìîòðåíû ðåçóëüòàòû ýëåêòðè÷åñêîãî êàðîòàæà ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí ÑÃ-3 è Ãðàâáåðã è ïðîâåäåíà äèñêóññèÿ î ïðèðîäå ãåîýëåêòðè÷åñêèõ ãðàíèö â çåìíîé êîðå, ãëàâíûì îáðàçîì, â ñâÿçè ñ îáíàðóæåííûì ïðîìåæóòî÷íûì ïðîâîäÿùèì ñëîåì äèëàòàíòíî-äèôôóçèîííîé ïðèðîäû (ñëîé ÄÄ) â èíòåðâàëå ãëóáèí 3–10 êì. 3.1. ÝËÅÊÒÐÎÏÐÎÂÎÄÍÎÑÒÜ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü òâåðäîé êðèñòàëëè÷åñêîé îáîëî÷êè Çåìëè, ëèòîñôåðû, îïðåäåëÿåòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, äâóìÿ ôàêòîðàìè – ñ îäíîé ñòîðîíû, èçìåíåíèåì íà ãëóáèíó âëàæíîñòè âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà è òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ãîðíûõ ïîðîä è, ñ äðóãîé ñòîðîíû, ãîðèçîíòàëüíîé íåîäíîðîäíîñòüþ, îáóñëîâëåííîé âëèÿíèåì òàê íàçûâàåìûõ «êîðîâûõ» àíîìàëèé ïðîâîäèìîñòè. Êîðîâûå àíîìàëèè îêàçûâàþò ñèëüíîå âëèÿíèå íà ðåçóëüòàòû ãëóáèííûõ çîíäèðîâàíèé è ïðè ôîðìàëüíîé (îäíîìåðíîé) èíòåðïðåòàöèè ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ â âèäå ôèêòèâíûõ ïðîìåæóòî÷íûõ ïðîâîäÿùèõ ñëîåâ íà ãëóáèíàõ îò åäèíèö äî äåñÿòêîâ êì. Èññëåäîâàíèÿ íà ùèòàõ äàþò âîçìîæíîñòü íàèáîëåå äåòàëüíî èçó÷èòü èõ ñòðîåíèå è ãåîëîãè÷åñêóþ ïîçèöèþ, à òàêæå îöåíèòü èõ çíà÷åíèå ïðè ïðîãíîçèðîâàíèè ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ (Zhamaletdinov, Semenov, 1985). Âåäóùèì ôàêòîðîì, îïðåäåëÿþùèì ïðèðîäó êîðîâûõ àíîìàëèé ïðîâîäèìîñòè, ÿâëÿþòñÿ ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèå ïîðîäû. Ïîñëåäíèå ñîñòàâëÿþò îñîáûé êëàññ åñòåñòâåííûõ îáðàçîâàíèé, âûñîêàÿ ïðîâîäèìîñòü êîòîðûõ îáóñëîâëåíà ïðèñóòñòâèåì â íèõ ìèíåðàëîâ è ìèíåðàëüíûõ àññîöèàöèé ñ âûñîêîé ïîëóïðîâîäíèêîâîé (ýëåêòðîííîé) ïðîâîäèìîñòüþ, ïðèáëèæàþùåéñÿ èíîãäà ê ìåòàëëè÷åñêîé. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè ïðåäñòàâèòåëÿìè èõ ÿâëÿþòñÿ ãðàôèòèñòûå è ïèðèò-ïèððîòèíèñòûå ãíåéñû è ñëàíöû. Ïðåîáëàäàþùèì ðàçâèòèåì ýëåêòðîííîïðîâîäÿùèå ïîðîäû ïîëüçóþòñÿ â ïðîòåðîçîéñêèõ è âåðõíåàðõåéñêèõ êîìïëåêñàõ, ïðåòåðïåâøèõ èíòåíñèâíûå òåêòîíè÷åñêèå äâèæåíèÿ. Íàèìåíüøåå ðàçâèòèå èëè ïîëíîå îòñóòñòâèå èõ óñòàíîâëåíî â ïðåäåëàõ âûõîäîâ äðåâíåéøåãî íèæíåàðõåéñêîãî ïðîòîôóíäàìåíòà (íàïðèìåð, ñðåäè ãðàíèòîâ-òîíàëèòîâ Ìóðìàíñêîãî áëîêà) è â ïðåäåëàõ íàèáîëåå ìîëîäûõ, ñëàáî ìåòàìîðôèçîâàííûõ ïîðîä ðèôåéñêîãî âîçðàñòà, ñôîðìèðîâàííûõ â óñëîâèÿõ ñóáïëàòôîðìåííîãî ðåæèìà.  êà÷åñòâå èëëþñòðàöèè îïèñàííûì ÿâëåíèÿì íà ðèñ. 3.1, á ïðèâåäåíà ñõåìà ðàçìåùåíèÿ ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèõ ïîðîä âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ïî äàííûì (Zhamaletdinov, 1980; Zhamaletdinov, Semenov, 1985; Æàìàëåòäèíîâ, 1990; Æàìàëåòäèíîâ, Êîâòóí, 1993). Íà êàðòå-âðåçêå (ðèñ. 3.1, à) äàíà îáçîðíàÿ ñõåìà êîðîâûõ àíîìàëèé äëÿ òåððèòîðèè Ôåííîñêàíäèíàâñêîãî ùèòà, ïîñòðîåííàÿ ñ ó÷åòîì äàííûõ (Pajunpaa, 1984; Rasmussen et al., 1985; Korja, 1993). Øòðèõîâêîé ïîêàçàíû îáëàñòè ðåãèîíàëüíîãî ïîíèæåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ, óñòàíîâëåííûå ïî äàííûì íàçåìíîé è àýðîýëåêòðîðàçâåäêè è ãëóáèííûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé ñ åñòåñòâåííûìè è êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè. Æèðíûìè ëèíèÿìè ïîêàçàíû îñåâûå, íàèáîëåå ïðîâîäÿùèå ó÷àñòêè àíîìàëüíûõ çîí. Çîíû è ïîëîñû ïðîâîäèìîñòè èìåþò áåñêîíå÷íî óñëîæíÿþùååñÿ ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ îáúåìîâ èññëåäîâàíèé ñòðîåíèå.  ýòîì îòíîøåíèè îíè îáëàäàþò õàðàêòåðíûìè ïðèçíàêàìè ôðàêòàëüíûõ ñòðóêòóð è ìîãóò áûòü ïðåäñòàâëåíû â âèäå ñèñòåìû ïåðêîëÿöèîííûõ êëàñòåðîâ, ïî àíàëîãèè ñî ñòðóêòóðàìè, îïèñàííûìè äëÿ ïåðâè÷íî-îñàäî÷íûõ è âóëêàíîãåííûõ ïîðîä æåëåçîðóäíûõ ôîðìàöèé (Ãîðÿèíîâ, 1995). Íà ðèñ. 3.1, á âûäåëåíî 9 íàèáîëåå êðóïíûõ êîðîâûõ àíîìàëèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè, îáîçíà÷åííûõ öèôðàìè â êðóæêàõ. Íèæå äàíî èõ êðàòêîå îïèñàíèå ñ îòäåëüíûìè ïðèìåðàìè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò è ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Àíîìàëèè ïðîâîäèìîñòè Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîãî è Ëàïëàíäñêîãî áëîêîâ. Øèðîêàÿ ðàñïðîñòðàíåííîñòü ïðîâîäÿùèõ ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûõ ïîðîä â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå áûëà èçâåñòíà åùå â 30-å ãîäû ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ ïî ðåçóëüòàòàì ðàáîò Ôèíñêî-Êàíàäñêîé êîìïàíèè, ïðîâîäèâøåé çäåñü ïîèñêè ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä.  ïîñëåäóþùèå ãîäû â ýòîì ðàéîíå áûë âûïîëíåí øèðîêèé êîìïëåêñ íàçåìíûõ è àýðîýëåêòðîðàçâåäî÷íûõ ðàáîò, à òàêæå ãëóáèííûõ èññëåäîâàíèé ìåòîäàìè ÂÝÇ ñ ðàçíîñàìè À äî 20 êì, òåëëóðè÷åñêèõ òîêîâ (ÒÒ) è ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêîãî çîíäèðîâàíèÿ è ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÌÒÇ è ÌÒÏ) (Âàñèí è äð., 1981). Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîçâîëèëè ñîñòàâèòü äåòàëüíûå ñõåìû ñòðîåíèÿ ðàéîíà. 60
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ðèñ. 3.1. Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ êîðîâûõ àíîìàëèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè íà òåððèòîðèè Áàëòèéñêîãî ùèòà (à) è â åãî âîñòî÷íîé ÷àñòè (á): 1 – îñè ëèíåéíûõ çîí ïðîâîäèìîñòè, 5 = 1000 Ñì è áîëåå; 2–4 – øèðîêèå îáëàñòè ïîâûøåííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè çåìíîé êîðû: 2 – ïðîäîëüíàÿ ïðîâîäèìîñòü S > 1000 Ñì, 3 – S = 100–1000 Ñì; 4 – S = 10–100 Ñì; 5 – îáëàñòè àíîìàëüíî âûñîêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ âåðõíåé, 10-êèëîìåòðîâîé òîëùè çåìíîé êîðû (S < 0,2 Ñì); 6 – íîìåðà íàèáîëåå êðóïíûõ êîðîâûõ àíîìàëèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè (1 – Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêàÿ, 2 – Èìàíäðà-Âàðçóãñêàÿ, 3 – Îíåæñêàÿ, 4 – Ëàäîæñêàÿ, 5 – Ëþáèìñêàÿ, 6 – Êóëäèíî-Ëèåïàéñêàÿ, 7 – Âàëìèåðî-Ëîêíîâñêàÿ, 8 – ×óäñêàÿ, 9 – Èëüìåíñêàÿ); 7 – ãðàíèöà Áàëòèéñêîãî ùèòà; 8 – èçîëèíèè ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â Ñì
Îáùèé ïëàí ñòðîåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû õîðîøî ïîä÷åðêèâàåòñÿ çîíàìè íèçêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïîðîä. Íàèáîëåå ìîùíàÿ è ïðîòÿæåííàÿ èç íèõ ïðèóðî÷åíà ê ÷åòâåðòîìó òóôîãåííî-îñàäî÷íîìó ãîðèçîíòó ñåâåðíîãî êðûëà.  åå ñîñòàâ âõîäÿò âûñîêîóãëåðîäèñòûå ôèëëèòû è ñëàíöû, ïðîíèçûâàåìûå áîëüøèì ÷èñëîì óëüòðàîñíîâíûõ èíòðóçèé, êàê ïðàâèëî, íèêåëåíîñíûõ. Ïîýòîìó 4-é ãîðèçîíò ïîëó÷èë íàçâàíèå ïðîäóêòèâíîé òîëùè. Ôèëëèòîâèäíûå ñëàíöû ÷åòâåðòîãî ãîðèçîíòà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ïðîñëåæèâàþòñÿ íà ðîññèéñêîé òåððèòîðèè áîëåå ÷åì íà 80 êì îò Êó÷èí òóíäðû äî ãðàíèöû ñ Íîðâåãèåé. Äàëåå íà òåððèòîðèè Íîðâåãèè ýòà òîëùà ïðîñëåæåíà ñ ïîìîùüþ ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû» åùå íà 20 êì â âèäå òîíêîãî âûêëèíèâàþùåãîñÿ ñëîÿ (Zhamaletdinov et al., 1995). Èíòåãðàëüíàÿ ïðîäîëüíàÿ ïðîâîäèìîñòü ïðîäóêòèâíîé òîëùè â åå öåíòðàëüíîé ÷àñòè äîñòèãàåò 2–3 òûñ. Ñì. Þæíóþ ÷àñòü Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ñëàãàþò âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå ãîðèçîíòû Ïîðüèòàøñêîé çîíû. Çäåñü, òàê æå è â ïðåäåëàõ ñåâåðíîé çîíû Ïå÷åíãè, øèðîêî ðàçâèòû ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûå ôèëëèòîâèäíûå ñëàíöû è òóôôèòû, ïåðåñëàèâàþùèåñÿ ñ ìåëêèìè òåëàìè îñíîâíûõ-óëüòðàîñíîâíûõ ïîðîä. Îäíàêî ïðîìûøëåííûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä çäåñü íå âñòðå÷åíî. Ïîýòîìó þæíàÿ çîíà Ïå÷åíãè ñ÷èòàåòñÿ ìàëî ïåðñïåêòèâíîé íà ïîèñêè ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ. Èíòåãðàëüíàÿ ïðîäîëüíàÿ ïðîâîäèìîñòü Ïîðüèòàøñêîé çîíû ñîïîñòàâèìà ñ ïðîäóêòèâíîé è ñîñòàâëÿåò 2–3 òûñ. Ñì. 61
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Âàæíóþ èíôîðìàöèþ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè ïðîâîäÿùèõ çîí ïîçâîëÿþò ïîëó÷èòü ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà «Õèáèíû» ñ ÌÃÄ-ãåíåðàòîðîì ìîùíîñòüþ 40 ÌÂò. Ïèòàþùèé êàáåëü «Õèáèíû» ðàñïîëîæåí íà ïåðåøåéêå ìåæäó ïîëóîñòðîâàìè Ñðåäíèé è Êîëüñêèé è çàâîäíåí â ïðîòèâîïîëîæíûå ìîðñêèå çàëèâû (ðèñ. 3.2, à). Áëàãîäàðÿ ýòîìó â ñòðóêòóðå èñòî÷íèêà ïðèñóòñòâóþò äâå ñîñòàâëÿþùèå – ïîëå ãîðèçîíòàëüíîãî çàçåìëåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëÿ è ïîëå âåðòèêàëüíîãî ìàãíèòíîãî äèïîëÿ, ñîçäàâàåìîãî òîêîâûìè âèõðÿìè â ìîðå. Çàçåìëåííûé ýëåêòðè÷åñêèé äèïîëü â íèçêî÷àñòîòíîé îáëàñòè ñîçäàåò ãàëüâàíè÷åñêèå òîêè, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â âåðõíåé òîëùå çåìíîé êîðû è êîíöåíòðèðóþùèåñÿ â ëèíåéíûõ ïðîâîäíèêàõ.
Ðèñ. 3.2. Ãëóáèííàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ñòðóêòóðû Èìàíäðà-Âàðçóãà ïî ðåçóëüòàòàì çîíäèðîâàíèé ñ ÌÃÄèñòî÷íèêîì «Õèáèíû»: à – ïîëîæåíèå ïðîôèëÿ íàáëþäåíèé CD íà ñõåìå ïðîâîäÿùèõ çîí; á – ãðàôèêè ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû» íàä ñòðóêòóðîé Èìàíäðà-Âàðçóãà è ãåîëîãî-ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç. Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ: 1 – ãðàíèòî-ãíåéñû ëåáÿæèíñêîé ñåðèè; 2 – âóëêàíèòû ñòðåëüíèíñêîé ñåðèè; 3 – ýôôóçèâû âàðçóãñêîé ñåðèè; 4 – ñëàíöû è âóëêàíèòû òîìèíãñêîé ñåðèè; 5 – ãàááðî-íîðèòû Ôåäîðîâîé òóíäðû; 6 – ïîëîæåíèå òîêîïðîâîäÿùåãî êàíàëà
Ðåçóëüòàòû ÌÃÄ-ýêñïåðèìåíòà «Õèáèíû» ïîêàçàëè, ÷òî â Ïîðüèòàøñêîé è ïðîäóêòèâíîé çîíàõ Ïå÷åíãè ïîä äåéñòâèåì ïîëÿ ÌÃÄ-èñòî÷íèêà ôîðìèðóþòñÿ äâå íåçàâèñèìûå òîêîâûå ñèñòåìû. Òîê ñèëîé äî 40 À ïðîòåêàåò â íèõ â íàïðàâëåíèè ñ âîñòîêà íà çàïàä (Æàìàëåòäèíîâ, 1990; Zhamaletdinov et al., 1995). Ðåçóëüòàòû ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïî ïðîãðàììå «Ìàãíèò» ïîêàçûâàþò, ÷òî ýòè çîíû îáðàçóþò ìîíîêëèíàëüíîãî òèïà ïðîâîäÿùèå ïëàñòèíû, ïîãðóæàþùèåñÿ íà þã è ýëåêòðè÷åñêè íå ñâÿçàííûå ìåæäó ñîáîé. Çîíû èìåþò þæíîå ïàäåíèå è ïîñòåïåííîå âûïîëàæèâàþòñÿ ñ ãëóáèíîé. Ïðîòÿæåííîñòü çîí íà ãëóáèíó ñîñòàâëÿåò 1–2 êì íà ôëàíãàõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è äîñòèãàåò 5 êì â åå ÿäåðíîé ÷àñòè. Ïîðüèòàøñêàÿ çîíà ñîðâàíà ñèñòåìîé ðàçëîìîâ. Ñ þãà ê íåé ïðèìûêàþò áîëåå äðåâíèå, âåðõíå-àðõåéñêèå ïîðîäû Àëëàðå÷åíñêî-Õèõíàÿðâèíñêîé çîíû è Ãðàíóëèòîâîãî ïîÿñà ñ øèðîêî ðàçâèòûìè â íèõ ïîëîñîâûìè çîíàìè âûñîêîé è ïîâûøåííîé ïðîâîäèìîñòè. Ïî ìåðå ïðîäâèæåíèÿ íà þã âîçðàñòàåò ñòåïåíü ìåòàìîðôè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîðîä îò çåëåíîñëàíöåâîé äî àìôèáîëèòîâîé è çàòåì ãðàíóëèòîâîé ôàöèé. Ñîîòâåòñòâåííî èçìåíÿåòñÿ õàðàêòåð 62
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
óãëåðîäèñòîãî âåùåñòâà.  ïîðîäàõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû óãëåðîä íàõîäèòñÿ â òîíêîäèñïåðñíîé ôîðìå, â âèäå óãëèñòîãî âåùåñòâà. Óäåëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå òàêèõ ïîðîä îáû÷íî íå îïóñêàåòñÿ íèæå åäèíèö è äåñÿòûõ äîëåé Îì·ì.  ïîðîäàõ Ëàïëàíäñêîãî ïîÿñà óãëåðîäèñòîå âåùåñòâî ìåòàìîðôèçîâàíî äî ñòàäèè êðèñòàëëè÷åñêîãî ãðàôèòà. Ðàçìåðû êðèñòàëëîâ ãðàôèòà äîñòèãàþò 2–3 ìì. Èõ îðèåíòèðîâêà ïîä÷èíÿåòñÿ îáùåé ñëàíöåâàòîñòè ïîðîä. Óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ãðàôèòîâûõ áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ îïóñêàåòñÿ äî 10–4–10–5 Îì·ì. Ìåæäó âûäåëåíèÿìè ãðàôèòà è ñóëüôèäíûìè ìèíåðàëàìè (áîëüøåé ÷àñòüþ çåðíàìè ïèððîòèíà) íàáëþäàåòñÿ èäåàëüíàÿ ñâÿçü.  ìàñøòàáàõ ýëåêòðîðàçâåäî÷íûõ ðàáîò ñèñòåìû òàêèõ ïðîñëîåâ ïðîÿâëÿþòñÿ êàê åäèíûé, íåîäíîðîäíî àíèçîòðîïíûé ïðîâîäíèê. Ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ ñëó÷àÿõ (ïðè ñîäåðæàíèè 2–3% è áîëåå) óãëåðîäèñòîå âåùåñòâî îáåñïå÷èâàåò âûñîêóþ ïðîâîäèìîñòü âìåùàþùåé ïîðîäå ïî ñèñòåìå ñâÿçíûõ êàíàëîâ. Ñóëüôèäíàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ, çà èñêëþ÷åíèåì ìàññèâíûõ ðóä, îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ïðîâîäèìîñòü ïîðîä ëèøü â ïðèñóòñòâèè ãðàôèòà. Âàæíûì äîïîëíèòåëüíûì ôàêòîðîì, ñïîñîáñòâóþùèì ïîâûøåíèþ ïðîâîäèìîñòè ïîðîä, ÿâëÿåòñÿ èõ òåêòîíè÷åñêàÿ ïåðåðàáîòêà. Äèçúþíêòèâíûå äèñëîêàöèè ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûõ ïîðîä, êàê ïðàâèëî, ñîïðîâîæäàþòñÿ îáðàçîâàíèåì ñâÿçíûõ ñèñòåì ïðîâîäíèêîâ çà ñ÷åò ÷åøóèðîâàíèÿ, êëèâàæà è ìåòàñîìàòîçà ñ ïîÿâëåíèåì âòîðè÷íûõ çîí ïðîâîäèìîñòè ñåêóùåãî ïîëîæåíèÿ. Íà ðèñ. 3.3, à è 3.3, á ïðèâåäåí ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ïî ïðîôèëþ, ïåðåñåêàþùåìó àíîìàëèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Ïå÷åíãñêîãî, Àëëàðå÷åíñêîãî è Ëàïëàíäñêîãî áëîêîâ. Ðàçðåç ïîñòðîåí ïóòåì ÷èñëåííîãî äâóìåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ÌÒÇ. Çîíäèðîâàíèÿ ÌÒÇ âûïîëíÿëèñü
Ðèñ. 3.3. Ðåçóëüòàòû äâóìåðíîãî ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ÌÒÇ ïî ïðîôèëþ ÀÂ, ïåðåñåêàþùåìó Ïå÷åíãñêèé, Àëëàðå÷åíñêèé è Ëàïëàíäñêèé áëîêè: à – ïîëîæåíèå ëèíèè À íà ñõåìå ïðîâîäÿùèõ çîí; á – äâóìåðíàÿ ìîäåëü; 1–4 – øêàëà çíà÷åíèé óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ íà ìîäåëè; 5 – ïîëîæåíèå òî÷åê ÌÒÇ; â – ýêñïåðèìåíòàëüíûå è òåîðåòè÷åñêèå êðèâûå ÌÒÇ â òî÷êàõ 1–4 63
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ñ èñïîëüçîâàíèåì ñòàíöèé ÖÀÈÑ. Îáðàáîòêà ïðîâîäèëàñü ïî ïðîãðàììå Â. Þ. Ñåìåíîâà (Àñìèíã è äð., 1992). Äëÿ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ èñïîëüçîâàíà ïðîãðàììà È. Ë. Âàðäàíÿíö (1979). Èñõîäíàÿ ìîäåëü (ðèñ. 3.3, á) ïîäîáðàíà ñ ó÷åòîì óïîìÿíóòûõ âûøå ðåçóëüòàòîâ ÌÃÄçîíäèðîâàíèÿ. Ñîïîñòàâëåíèå òåîðåòè÷åñêèõ êðèâûõ ÌÒÇ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè (ðèñ. 3.3, â) ïîêàçûâàåò óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîãëàñèå èõ ìåæäó ñîáîé. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ÌÒÇ âûïîëíÿëèñü íà ðàçíûõ ó÷àñòêàõ, íå ñîâïàäàþùèõ òî÷íî ñ ïîëîæåíèåì ïðîôèëÿ ÀÂ. Ïîýòîìó ïîëíîãî ñîâïàäåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è òåîðåòè÷åñêèõ êðèâûõ íå íàáëþäàåòñÿ. Òåì íå ìåíåå, ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü ãëàâíûå îñîáåííîñòè ìàêñèìàëüíûõ è ìèíèìàëüíûõ êðèâûõ ÌÒÇ è ïîëó÷èòü êà÷åñòâåííîå ïðåäñòàâëåíèå î ñòðîåíèè êîðîâîé àíîìàëèè ïðîâîäèìîñòè â äîêåìáðèéñêîì êðèñòàëëè÷åñêîì ôóíäàìåíòå. Èç íàèáîëåå ãëàâíûõ ÷åðò ñëåäóåò îòìåòèòü îãðàíè÷åííóþ ðàñïðîñòðàíåííîñòü íà ãëóáèíó (äî 10–15 êì) âñåãî êîìïëåêñà ñóïðàêðóñòàëüíûõ ïîðîä ñ ðàçâèòûìè â íèõ ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèìè ïîðîäàìè è çàêîíîìåðíîå óâåëè÷åíèå ñðåäíåãî óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñëàãàþùèõ èõ ïîðîä â íàïðàâëåíèè ñ ñåâåðà íà þã â ñâÿçè ñ áûñòðûì ñîêðàùåíèåì îáúåìíîãî ñîäåðæàíèÿ â ïîðîäàõ óãëåðîäèñòîãî âåùåñòâà. Ïðè ýòîì ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî óäåëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ñîáñòâåííî ìèíåðàëüíûõ àññîöèàöèé óãëåðîäà, íàîáîðîò, óìåíüøàåòñÿ ñ ñåâåðà íà þã îò åäèíèö è äåñÿòûõ äîëåé Îì·ì â Ïå÷åíãñêèõ ïîðîäàõ, äî 10–4 – 10–5 Îì·ì â ïîðîäàõ Ëàïëàíäñêîãî ïîÿñà, ìåòàìîðôèçîâàííûõ â áîëåå ãëóáîêîé, ãðàíóëèòîâîé ôàöèè. Àíîìàëèÿ ïðîâîäèìîñòè ñòðóêòóðû Èìàíäðà-Âàðçóãà. Èìàíäðà-Âàðçóãñêàÿ çîíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðèôòîãåííóþ ñòðóêòóðó, ñëîæåííóþ íèæíåïðîòåðîçîéñêèìè îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûìè òîëùàìè, ñõîäíûìè ïî ñîñòàâó è ñòðîåíèþ ñ ïå÷åíãñêèìè îáðàçîâàíèÿìè. Îíà ïðîòÿãèâàåòñÿ â ñóáøèðîòíîì íàïðàâëåíèè ïî÷òè íà 350 êì (ðèñ. 3.2, à).  åå ñîñòàâå âûäåëÿåòñÿ äî 10–12 îñàäî÷íî-ýôôóçèâíûõ òîëù, ÷àñòü èç êîòîðûõ ñîäåðæàò â ñâîåì ñîñòàâå âûñîêîóãëåðîäèñòûå ôèëëèòîâèäíûå ïîðîäû (÷åðíûå ñëàíöû), îáîãàùåííûå ïèðèò-ïèððîòèíîâîé ìèíåðàëèçàöèåé. Íàèáîëåå øèðîêî îíè ðàçâèòû â ðàçðåçå òîìèíãñêîé ñåðèè, çàíèìàþùåé ÿäåðíóþ ÷àñòü ñòðóêòóðû. Íà ðèñ. 3.2, á ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Ïðèõèáèíñêîé ÷àñòè Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé ñòðóêòóðíîé çîíû íà ïðîôèëå CD, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 3.2, à. Èçìåðåíèÿ âûïîëíåíû â ïîëå èñòî÷íèêà «Õèáèíû», ïîêàçàííîãî ñòðåëêàìè â âåðõíåé ÷àñòè ðèñóíêà (Æàìàëåòäèíîâ, 1990).  öåíòðàëüíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ, íàä îáðàçîâàíèÿìè Òîìèíãñêîé ñåðèè îòìå÷àåòñÿ àíîìàëüíîå ïîâåäåíèå ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ êîìïîíåíò ïîëÿ. Ïåðåõîä ÷åðåç íîëü âåðòèêàëüíîé êîìïîíåíòû ìàãíèòíîãî ïîëÿ è îòðèöàòåëüíûé ìèíèìóì ãîðèçîíòàëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ óêàçûâàþò íà ïðîòåêàíèå â ãðàôèòèñòûõ ñëàíöàõ Òîìèíãñêîé ñåðèè àíîìàëüíîãî òîêà â íàïðàâëåíèè ñ çàïàäà íà âîñòîê. Íà ðèñ. 3.2, à òîíêèìè øòðèõîâûìè ëèíèÿìè ñî ñòðåëêàìè ïîêàçàíî íàïðàâëåíèå ãàëüâàíè÷åñêèõ òîêîâ ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû». Ìîæíî âèäåòü, ÷òî â ïîðîäàõ Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé è Ïå÷åíãñêîé çîí òîêè ïðîòåêàþò â ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ. Ýòî ÿâëÿåòñÿ âàæíûì äîêàçàòåëüñòâîì èõ ãàëüâàíè÷åñêîé ïðèðîäû, îáóñëîâëåííîé ïðîòåêàíèåì êîíäóêòèâíûõ òîêîâ â çåìíîé êîðå. Ñèëà ãàëüâàíè÷åñêîãî òîêà, ïðîòåêàþùåãî â ïîðîäàõ Ïå÷åíãñêîé çîíû, ðàñïîëîæåííîé áëèæå ê èñòî÷íèêó, ñîñòàâëÿåò 40 À, â ñòðóêòóðå Èìàíäðà-Âàðçóãà – 12,5 À. Ýòè çíà÷åíèÿ ñîñòàâëÿþò äåñÿòûå äîëè ïðîöåíòà îò ïîëíîé ñèëû òîêà ÌÃÄ-ãåíåðàòîðà, äîñòèãàþùåé 20 òûñ. àìïåð. Òåì íå ìåíåå, ýêñïåðèìåíòàëüíûé ôàêò îáíàðóæåíèÿ ãàëüâàíè÷åñêèõ òîêîâ â ïðîâîäÿùèõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóðàõ èìååò çíà÷åíèå äëÿ ïîíèìàíèÿ ìîäåëè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè çåìíîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà. Îí ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä, ÷òî â âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû, íåñìîòðÿ íà îòñóòñòâèå îñàäî÷íûõ îòëîæåíèé è âûñîêîå ñîïðîòèâëåíèå âûõîäÿùèõ ê äíåâíîé ïîâåðõíîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä, ñóùåñòâóþò ïóòè äëÿ ïðîñà÷èâàíèÿ ñâåðõíèçêî÷àñòîòíîãî, ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííîãî òîêà â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè íà ðàññòîÿíèÿ â ñîòíè êèëîìåòðîâ. Ïî ðåçóëüòàòàì êîëè÷åñòâåííîé èíòåðïðåòàöèè ãðàôèêîâ ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 3.2, à, óñòàíàâëèâàåòñÿ ïðîòÿæåííîñòü ïðîâîäÿùåé çîíû íà ãëóáèíó. Îíà îöåíèâàåòñÿ âåëè÷èíîé ïîðÿäêà 10 êì. Ýòà îöåíêà õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ÌÃÄ-ñèãíàëîâ ìåòîäîì ýëåêòðîìàãíèòíîé ìèãðàöèè (Zhdanov, Frenkel, 1983) è ñ ðåçóëüòàòàìè ìàãíèòîâàðèàöèîííîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ íà çàïàäíîì ôëàíãå ñòðóêòóðû (Æàìàëåòäèíîâ è äð., 1973). Çàîíåæñêàÿ àíîìàëèÿ. Çàîíåæñêàÿ àíîìàëèÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè (3 íà ðèñ. 3.1, á) ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàåò ñ Îíåæñêîé ñòðóêòóðîé, îõâàòûâàþùåé ïëîùàäü 120 × 130 êì. 64
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ìîùíîñòü ñòðóêòóðû îöåíèâàåòñÿ â 1,5–2 êì. Àíîìàëüíàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ñâÿçûâàåòñÿ ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì (ÎÂ) øóíãèòîíîñíûõ ïîðîä (ØÏ), êîòîðîå â íàó÷íîé ëèòåðàòóðå òðàäèöèîííî íàçûâàþò øóíãèòîâûì âåùåñòâîì (ØÂ). Øóíãèòîíîñíûå ïîðîäû Îíåæñêîé ñòðóêòóðû âñòðå÷àþòñÿ â ëþäèêîâèéñêîì è êàëåâèéñêîì íàäãîðèçîíòàõ íèæíåãî ïðîòåðîçîÿ (Õåéñêàíåí, 1996). Íàèáîëåå ïðîâîäÿùèå èç ØÏ ïðèóðî÷åíû ê Çàîíåæñêîé ñâèòå. Ñðåäè íèõ ðàçëè÷àþò øóíãèòû (45 ÷ 80% ØÂ) è ìàêñîâèòû (20 ÷ 45% ØÂ) (Ôèëèïïîâ, 2002). Óäåëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå Ø ñîñòàâëÿåò 10–4–10–5 Îì·ì. Ìàêñîâèòû è øóíãèòû (äî 25–75%) õàðàêòåðèçóþòñÿ ñîïðîòèâëåíèåì îò äåñÿòûõ äîëåé äî åäèíèö Îì·ì. Ñîïðîòèâëåíèå ìàëîóãëåðîäèñòûõ ØÏ äîñòèãàåò 1000–2000 Îì·ì.  ñâÿçè ñ ïîèñêîâûìè èíòåðåñàìè íà øóíãèòîâîå ñûðüå Îíåæñêàÿ ñòðóêòóðà õîðîøî ðàçáóðåíà.  íàèáîëåå ãëóáîêèõ ñèíêëèíàëÿõ ìîùíîñòü ïðîâîäÿùèõ øóíãèòîâûõ ïîðîä äîñòèãàåò 600 ì ïðè ñðåäíåì óäåëüíîì ñîïðîòèâëåíèè ïîðÿäêà 0,5 Îì·ì. Ãëóáèííàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü Çàîíåæñêîé àíîìàëèè èçó÷åíà ìåòîäàìè ÌÒÇ è ÌÂÏ (Rokityansky, 1985). Ñîãëàñíî ýòèì äàííûì îíà ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå èçîìåòðè÷íîãî ïðîâîäÿùåãî òåëà â ôîðìå áëþäöà äèàìåòðîì 80 êì. Íàä àíîìàëèåé çàôèêñèðîâàíà òðåõñëîéíàÿ êðèâàÿ ÌÒÇ òèïà «Í», ñ êîîðäèíàòàìè ìèíèìóìà 2·10–2 Îì·ì íà ïåðèîäå 80 ñ. Ôîðìàëüíàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ýòîé êðèâîé äàåò îöåíêó ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè àíîìàëèè, ðàâíóþ 15 òûñ. Ñì.  òî æå âðåìÿ ðåçóëüòàòû ìàãíèòîâàðèàöèîííîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ óêàçûâàþò íà îòñóòñòâèå àíîìàëüíîñòè â ïîâåäåíèè âåðòèêàëüíîé êîìïîíåíòû ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðè ïåðåñå÷åíèè Îíåæñêîé ñòðóêòóðû. Ýòî óêàçûâàåò íà ñòàòè÷åñêóþ ïðèðîäó îïèñàííîé âûøå àíîìàëèè ÌÒÇ. Ñ ó÷åòîì îòìå÷åííûõ îñîáåííîñòåé ðåàëüíàÿ âåëè÷èíà èíòåãðàëüíîé ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè Çàîíåæñêîé àíîìàëèè îöåíèâàåòñÿ âåëè÷èíîé ïîðÿäêà 1 òûñ. Ñì. (Rokityansky, 1985). Ëàäîæñêàÿ àíîìàëèÿ. Ëàäîæñêàÿ àíîìàëèÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè âïåðâûå áûëà îáíàðóæåíà Í. Â. Ëàçàðåâîé (1967) ïðè ïðîâåäåíèè ÌÒÇ ïî ïðîôèëþ Ëàõäåíïîõüÿ – Ñîðòàâàëà ïðîòÿæåííîñòüþ 150 êì. Åþ áûëè óñòàíîâëåíû çäåñü íåîáû÷íî íèçêèå çíà÷åíèÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ è íåçàêîíîìåðíîå ïîâåäåíèå êðèâûõ. Ïîçäíåå â ýòîì ðàéîíå áûëè âûïîëíåíû ìàãíèòîâàðèàöèîííûå èññëåäîâàíèÿ (Rokityansky, 1985). Ïî ðåçóëüòàòàì ÌÂÏ áûë ñäåëàí âûâîä î ñóùåñòâîâàíèè â ýòîì ðàéîíå àíîìàëèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè íà ãëóáèíå 10 êì ñ ïàðàìåòðîì íàïîëíåíèÿ G = 109 Îì–1·ì. Ñîïîñòàâëåíèå ñ ãåîëîãè÷åñêèìè äàííûìè è ñ ðåçóëüòàòàìè íàçåìíîé ýëåêòðîðàçâåäêè ïîêàçàëî ñâÿçü Ëàäîæñêîé àíîìàëèè ñ ïðèïîâåðõíîñòíûìè îáúåêòàìè. Îíà ïðèóðî÷åíà ê ñèñòåìå äîëãîæèâóùèõ ðàçëîìîâ, ïðîõîäÿùèõ â îáëàñòè ñî÷ëåíåíèÿ äâóõ êðóïíûõ òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ – Êàðåëüñêîãî è Ñâåêîôåííñêîãî. Äàëåå íà ñåâåðî-çàïàä Ëàäîæñêàÿ àíîìàëèÿ, ñ îòäåëüíûìè ïåðåðûâàìè, ïåðåñåêàåò ïðàêòè÷åñêè âåñü Áàëòèéñêèé ùèò è âûõîäèò ê Áîòíè÷åñêîìó çàëèâó (ðèñ. 3.1, à). Ïðîñòðàíñòâåííî Ëàäîæñêî-Áîòíè÷åñêàÿ çîíà ïîâûøåííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè (ËÁÇ) ïðèóðî÷åíà ê öâåòíîìó ïîÿñó Ôèíëÿíäèè, èçâåñòíîìó ïðîìûøëåííûìè ìåñòîðîæäåíèÿìè ìåäíûõ, íèêåëåâûõ è ïîëèìåòàëëè÷åñêèõ ðóä. Íà Ðîññèéñêîé òåððèòîðèè â ïðåäåëàõ ËÁÇ èìåþòñÿ ìåñòîðîæäåíèÿ îëîâà è êîë÷åäàíà. Âñå ýòî îïðåäåëÿåò áîëüøîé èíòåðåñ ê èçó÷åíèþ åå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ. Íàèáîëåå îáøèðíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå èññëåäîâàíèÿ íàä ËÁÇ âûïîëíåíû ãðóïïîé À. À. Êîâòóí (1989) ñ ïðèìåíåíèåì ìåòîäîâ ÌÒ-ÀÌÒ-çîíäèðîâàíèÿ. Ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàì ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â ïðåäåëàõ ËÁÇ îáíàðóæåíî òðè öåíòðà ïðîâîäèìîñòè íà ãëóáèíàõ 5–10 êì. Âîçìîæíî, ÷òî ýòà îöåíêà è îïðåäåëÿåò ïðîòÿæåííîñòü ËÁÇ íà ãëóáèíó. Èíòåãðàëüíàÿ ïðîäîëüíàÿ ïðîâîäèìîñòü åå ïî äàííûì ÌÒÇ ñîñòàâëÿåò 1,5–2 òûñ. Ñì. Ïàðàìåòð íàïîëíåíèÿ G, îïðåäåëÿåìûé ïî äàííûì ÌÂÏ, ñîñòàâëÿåò 2·108 Ñì·ì. Àíîìàëèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Þæíîãî îáðàìëåíèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. Êîðîâûå àíîìàëèè þæíîãî îáðàìëåíèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà îáîçíà÷åíû öèôðàìè 1–9 íà ðèñ. 3.1, á. Îíè îáíàðóæèâàþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîä îñàäî÷íûì ÷åõëîì è, ïî àíàëîãèè ñ îïèñàííûìè âûøå àíîìàëèÿìè, èìåþò ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùóþ ïðèðîäó.  êà÷åñòâå ïðèìåðà íà ðèñ. 3.4, à ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû äâóìåðíîãî ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ Âàëìèåðî-Ëîêíîâñêîé àíîìàëèè (Êîâòóí, Øåéíêìàí, 1993). Îíà ðàñïîëîæåíà â çîíå ñî÷ëåíåíèÿ þæíîãî ñêëîíà Áàëòèéñêîãî ùèòà ñ Ëàòâèéñêîé ñåäëîâèíîé. Îñü ïðîâîäÿùåé çîíû ïðîõîäèò íåìíîãî þæíåå ÂàëìèåðîËîêíîâñêîãî âàëà è ñîïóòñòâóþùåé åìó ïðîòÿæåííîé Ïñêîâñêîé çîíû ðàçëîìà, èìåþùåé ïî÷òè øèðîòíîå ïðîñòèðàíèå. Íà îñíîâàíèè êàðòû ðåëüåôà ôóíäàìåíòà è äàííûõ ÌÒÇ â ýòîì ðàéîíå áûë ïîñòðîåí âåðòèêàëüíûé ðàçðåç îñàäî÷íîãî ÷åõëà ïî ïðîôèëþ, ïåðåñåêàþùåìó îñåâóþ ÷àñòü çîíû (ðèñ. 3.4, á).  ñèëó øèðîêîãî äèàïàçîíà ýêâèâàëåíòíîñòè íå óäàëîñü îòäåëüíî îïðåäåëèòü ìîùíîñòü 65
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 3.4. Ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç Âàëìèåðî-Ëîêíîâñêîé àíîìàëèè ïî ïðîôèëþ EF (à) è ïîëîæåíèå ïðîôèëÿ EF íà ïëàíå àíîìàëèé ïðîâîäèìîñòè þæíîãî îáðàìëåíèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà (á): Îáîçíà÷åíèÿ óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ: ρ1 – ïîðîäû îñàäî÷íîãî ÷åõëà; ρ2 – êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò; ρ3 – âåðõíÿÿ ÷àñòü êîðîâîé àíîìàëèè; ρ4 – íèæíÿÿ ÷àñòü êîðîâîé àíîìàëèè
ïðîâîäíèêà hk è åãî ñîïðîòèâëåíèå pk. Ïîýòîìó ïðè ìîäåëèðîâàíèè èñïîëüçîâàëàñü îöåíêà ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè âåðõíåé ÷àñòè ïðîâîäíèêà, ðàâíàÿ 700 Ñì. Ïðè ìîäåëèðîâàíèè ìåíÿëè ïîëîæåíèå ýïèöåíòðà ïðîâîäÿùåé îáëàñòè, ñìåùàÿ åãî îòíîñèòåëüíî ëèíèè ñáðîñà íà þã. ×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî ïðîòÿæåííîñòü àíîìàëèè íà ãëóáèíó íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 15 êì, à ñîïðîòèâëåíèå ïîðîä â íèæíåé ÷àñòè àíîìàëüíîé çîíû óìåíüøàåòñÿ äî 13 Îì·ì. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïàðàìåòðîâ êîðîâûõ àíîìàëèé ïðîâîäèìîñòè âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è åãî þæíîãî îáðàìëåíèÿ äàíà â òàáë. 3.1. Òàáëèöà 3.1. Ïàðàìåòðû êîðîâûõ àíîìàëèé ïðîâîäèìîñòè âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è åãî þæíîãî îáðàìëåíèÿ Àíîìàëèÿ ¹ 1 2 3 4 5 6 7 8 9
66
Íàçâàíèå Ïå÷åíãñêàÿ ÈìàíäðàÂàðçóãñêàÿ Çàîíåæñêàÿ Ëàäîæñêàÿ Ëþáèìñêàÿ ÊóëäèãîËèåïàéñêàÿ ÂàëìèåðîËîêíîâñêàÿ ×óäñêàÿ Èëüìåíñêàÿ
Ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû, êì Ãëóá. Ãëóá. Âåðõí. Íèæí. Øèðèíà Äëèíà D L
Ïðîâîäèìîñòü
hɜ.ɤ .
hɧ.ɤ .
S, Ñì·ì-1 (ïî ÌÒÇ)
G, Ñì·ì (ïî ÌÂÏ)
Óä. Ýë. Ñîïðîò. ρ, Îì·ì
2–20 êì
80
0
5–15
(5–7)·103
–
0,1–1
2–50 êì 120 160 40–60
350 130 1000 240
0 0 0 2
10 1–2 5–10 15
(3–5)·103 103 2·103–104 5·103
7·107 – 109 109
1–5 1–10 1–10 0,8
140–200
160–200
2
15
(0,7–1)·103
3·108
–
70 60 100
160–200 250–300 80–100
1 1 2
15 8–15 8–15
(0,5–1)·103 (2–4)·103 5·103
4·107 (4–6)·108 9·108
13 – –
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ïîðÿäêîâûå íîìåðà àíîìàëèé â òàáëèöå ñîîòâåòñòâóþò íîìåðàì â êðóæêàõ, îáîçíà÷åííûì íà ðèñ. 3.1, á. Ïàðàìåòðû àíîìàëèé 1–2 ïðèâåäåíû ïî äàííûì (Æàìàëåòäèíîâ è äð., 1973; Æàìàëåòäèíîâ, 1990); àíîìàëèé 3–4 – ïî äàííûì (Rokitynsky, 1985); àíîìàëèé 5–9 – ïî äàííûì (Êîâòóí, Øåéíêìàí, 1993).  çàêëþ÷åíèå íàñòîÿùåãî ðàçäåëà íà ðèñ. 3.5, à ïðèâåäåí ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèé ðàçðåç ïî ðåçóëüòàòàì ãëóáèííûõ ãåîýëåêòðè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà ïðîôèëå GH «Áåëîå ìîðå – Óìáîçåðî – Êîíòîçåðî – Áàðåíöåâî ìîðå», ïðîòÿæåííîñòüþ 300 êì. Ïîëîæåíèå ïðîôèëÿ ïîêàçàíî íà ñõåìå-âðåçêå (ðèñ. 3.5, á). Ñåâåðíàÿ ÷àñòü ïðîôèëÿ (ó÷àñòîê «Áåëîå ìîðå – Óìáîçåðî») èçó÷åíà çîíäèðîâàíèÿìè â ïîëå ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû». Þæíàÿ ÷àñòü ïðîôèëÿ èññëåäîâàíà êîìïëåêñîì ìåòîäîâ, âêëþ÷àþùèõ çîíäèðîâàíèÿ ñ ÑÍ×-àíòåííîé «Çåâñ», ÀÌÒÇ, ÂÝÇ è àýðîýëåêòðîðàçâåäêó (Ëþáàâèí è äð., 1999). Ãðàôèê óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ âåðõíåé òîëùè çåìíîé êîðû âäîëü ïðîôèëÿ GH ïðèâåäåí íà ðèñ. 3.1, â.
Ðèñ. 3.5. Ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ïî ïðîôèëþ GH «Áåëîå ìîðå – Óìáîçåðî – Êîíòîçåðî – Áàðåíöåâî ìîðå» (à), ïîëîæåíèå ïðîôèëÿ (á) è ãðàôèê óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êîðû, îñðåäíåííûé äî ãëóáèíû 10 êì Öèôðàìè îáîçíà÷åíû ãåîëîãè÷åñêèå êîìïëåêñû: 1 – óìáèíñêèå ãðàíóëèòû; 2 – Ïîðüåãóáñêî-Óìáèíñêàÿ çîíà íàäâèãà; 3 – ñóïðàêðóñòàëüíûå îáðàçîâàíèÿ; 4 – êèñëîãóáñêèå ãíåéñû-óëüòðàáëàñòîìèëîíèòû; 5 – Èíãîçåðñêèé áëîê; 6 – òîìèíãñêàÿ ñëàíöåâàÿ ñåðèÿ; 7 – öåíòðàëüíàÿ çîíà Èìàíäðà-Âàðçóãè; 8 – Öåíòðàëüíî-Êîëüñêèé áëîê; 9 – Êîíòîçåðñêàÿ êàëüäåðà ïðîñåäàíèÿ; 10 – çîíà Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ; 11 – Ìóðìàíñêèé áëîê
 ñåâåðíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ GH âûñîêèì ñîïðîòèâëåíèåì (105 Îì·ì è âûøå) âûäåëÿåòñÿ Ìóðìàíñêèé áëîê. Íà åãî þæíîé ãðàíèöå íåáîëüøèì ïîíèæåíèåì ñîïðîòèâëåíèÿ (104 Îì·ì è ìåíüøå) îòìå÷àåòñÿ ñòðóêòóðíàÿ çîíà Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ, ïåðñïåêòèâíàÿ íà ðåäêîçåìåëüíîå îðóäåíåíèå. Âäîëü ýòîé çîíû ïðîõîäèò ãðàíèöà ìåæäó Ìóðìàíñêèì è Öåíòðàëüíî-Êîëüñêèì áëîêàìè. Ïî ãåîëîãè÷åñêèì äàííûì ýòà ãðàíèöà èìååò ïîëîãîå ïîãðóæåíèå íà þã (Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Îäíàêî ðåçóëüòàòû ÌÃÄ-çîíäèðîâàíèé óêàçûâàþò íà îòñóòñòâèå ïðîâîäÿùèõ ïîðîä òèïà Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ ïîä ãðàíèòî-ãíåéñàìè Ìóðìàíñêîãî áëîêà. Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî øîâíàÿ çîíà Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ èìååò íà ãëóáèíå þæíîå ïàäåíèå, à ñàìè ãðàíèòî-ãíåéñû Ìóðìàíñêîãî áëîêà ÿâëÿþòñÿ íå íàäâèãîì, à ÿâëÿþòñÿ îñíîâàíèåì (ïðîòîôóíäàìåíòîì) äëÿ çàëåãàþùèõ íà åãî ïîâåðõíîñòè ãíåéñîâ Öåíòðàëüíî-Êîëüñêîãî áëîêà. Îòìå÷åííûå äâå òðàêòîâêè ïîâåäåíèÿ íà ãëóáèíó ãðàíèöû Ìóðìàíñêîãî áëîêà äàíû íà ðèñ. 3.5, á.  15 êì þæíåå çîíû Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ âûäåëÿåòñÿ ðåçêàÿ àíîìàëèÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè íàä Êîíòîçåðñêîé êîëüöåâîé ñòðóêòóðîé ïðîñåäàíèÿ (êàëüäåðîé), âûïîëíåííîé îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè. Ãëóáæå 1 êì îñàäêè ñìåíÿþòñÿ ùåëî÷íûìè ïîðîäàìè è íåôåëèíîâûìè ñèåíèòàìè 67
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
(Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Àíàëîãè÷íûå àíîìàëèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè îòìå÷àëèñü íàìè ðàíåå íàä Êîâäîðñêîé è Ñåáëü-ÿâðñêîé ùåëî÷íûìè èíòðóçèÿìè, ãäå èõ ïðèðîäà ñâÿçàíà ñ ïîðîäàìè ìàãíåòèòîâîãî ñîñòàâà (øòîêàìè). Ýòî ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä î öåëåñîîáðàçíîñòè áîëåå äåòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ïðèðîäû è ñòðóêòóðû ãëóáèííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Êîíòîçåðñêîé ñòðóêòóðû. Èíòåðåñ ñâÿçàí ñ ïåðñïåêòèâîé îáíàðóæåíèÿ çäåñü ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ, àíàëîãè÷íûõ íàéäåííûì â òîëùå Êîâäîðñêîé è Ñåáëü-ÿâðñêîé ùåëî÷íûõ èíòðóçèé.  þæíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ ðåçêîé àíîìàëèåé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè îòìå÷àåòñÿ ñòðóêòóðà Èìàíäðà-Âàðçóãà. Ãëóáèííîå ñòðîåíèå àíîìàëèè îïèñàíî íåñêîëüêèìè ðàçäåëàìè âûøå. Îòìåòèì, ÷òî þæíîå ïàäåíèå ñòðóêòóðû, ïîä ãðàíèòû Èíãîçåðñêîãî áëîêà, ïîëó÷åíî ïî äàííûì ÌÃÄ-çîíäèðîâàíèÿ (ðèñ. 3.1, à). Ýòîò âûâîä íàõîäèòñÿ â ïðîòèâîðå÷èè ñ ãåîëîãè÷åñêèìè äàííûìè è ñ ðåçóëüòàòàìè êàðòèðîâî÷íîãî áóðåíèÿ, óêàçûâàþùèì íà ñåâåðíîå ïàäåíèå çîíû. Îòìå÷åííîå ïðîòèâîðå÷èå îáúÿñíÿåòñÿ ïîäâåðíóòûì ïàäåíèåì ïîðîä. Àíàëîãè÷íîå ÿâëåíèå, ïîâèäèìîìó, íàáëþäàåòñÿ â çîíå Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ, à òàêæå â þæíîì îáðàìëåíèè Ïå÷åíãè, â êîíòàêòîâîé çîíå Øóîíèÿðâèíñêîãî ãðàíèòîèäíîãî êóïîëà.  êðàéíåé þæíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ GH èíòåðåñíûì îáúåêòîì, òðåáóþùèì äîïîëíèòåëüíîãî èçó÷åíèÿ, ÿâëÿåòñÿ Ïîðüåãóáñêî-Óìáèíñêàÿ çîíà ïðîòåðîçîéñêîãî íàäâèãà, ïîëîãî ïîãðóæàþùàÿñÿ íà þã, ñîãëàñíî ýëåêòðîðàçâåäî÷íûì äàííûì (çîíà 2 íà ðèñ. 3.1, à). Íà ïîâåðõíîñòè îíà òðàññèðóåòñÿ ïî äàííûì àýðîýëåêòðîðàçâåäêè íà ïðîòÿæåíèè ñâûøå 200 êì â âèäå ñóáøèðîòíîé äóãîîáðàçíîé ïîëîñû, ñîñòîÿùåé èç ñåðèè êóëèñîâèäíûõ ñáëèæåííûõ çîí ïðîâîäèìîñòè (Ëþáàâèí è äð., 1999). Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïðèðîäà íàäâèãà îáóñëîâëåíà ïðîÿâëåíèåì ïàëåîðèôòà Òàíàýëâ-Êîëâèöà è ñâÿçàííîãî ñ íèì îòíîñèòåëüíî óçêîãî ëèíåéíîãî áàññåéíà ñ îêåàíè÷åñêîé êîðîé (Áàëàãàíñêèé è äð., 1998). Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî çàêðûòèå ýòîãî áàññåéíà çàâåðøèëîñü êîëëèçèåé 1,9–2 ìëðä ëåò íàçàä è ñîïðîâîæäàëîñü ñæàòèåì â íàïðàâëåíèè íà ñåâåðî-ñåâåðî-âîñòîê. 3.2. «ÍÎÐÌÀËÜÍÛÉ» ÃËÓÁÈÍÍÛÉ ÃÅÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÀÇÐÅÇ Ïðè èññëåäîâàíèè ãëóáèííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî âûñîêîå óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ãîðíûõ ïîðîä è îòñóòñòâèå îñàäî÷íûõ îòëîæåíèé ÿâëÿþòñÿ áëàãîïðèÿòíûìè ôàêòîðàìè, óâåëè÷èâàþùèìè ãëóáèííîñòü ýëåêòðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé. Îäíàêî íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî ïðè ýòîì îäíîâðåìåííî óâåëè÷èâàåòñÿ ðàäèóñ áîêîâîãî âëèÿíèÿ êîðîâûõ ïðîâîäíèêîâ, ïëàòôîðìåííûõ îòëîæåíèé è îêðàèííûõ ìîðåé, à òàêæå ñòàòè÷åñêèõ èñêàæåíèé, âûçûâàåìûõ ïðåæäå âñåãî èçìåíåíèÿìè ñîïðîòèâëåíèÿ è ìîùíîñòè ìîðåííûõ îòëîæåíèé â ðàéîíàõ ðàñïîëîæåíèÿ èçìåðèòåëüíûõ è ïèòàþùèõ ëèíèé. Ïðè ïðîâåäåíèè çîíäèðîâàíèé ñ çàçåìëåííûìè êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè âûñîêîå ñîïðîòèâëåíèå ïîðîä ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó ðàñøèðåíèþ çîíû îäíîâðåìåííîãî âîçäåéñòâèÿ ãàëüâàíè÷åñêîé è èíäóêöèîííîé ìîä è ê ñîêðàùåíèþ ÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà âîëíîâîé çîíû. Ïðè ïðîâåäåíèè ÌÒ-ÀÌÒ-çîíäèðîâàíèé â óñëîâèÿõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ùèòîâ ðåçêî âîçðàñòàþò òðåáîâàíèÿ ê ó÷åòó ñòðóêòóðû ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, ñîçäàâàåìîãî èñòî÷íèêàìè èîíîñôåðíî-ìàãíèòîñôåðíîãî è ãðîçîâîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.  íàñòîÿùåì ðàçäåëå ðàññìîòðåíû, ãëàâíûì îáðàçîì, ðåçóëüòàòû çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè. Ñòàâèëàñü çàäà÷à ïîñòðîåíèÿ «íîðìàëüíîé» ìîäåëè ãëóáèííîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ïóíêòû çîíäèðîâàíèé âûáèðàëèñü â ïðåäåëàõ îòíîñèòåëüíî îäíîðîäíûõ, ïëîõî ïðîâîäÿùèõ áëîêîâ, íà óäàëåíèè îò èçâåñòíûõ êîðîâûõ ïðîâîäíèêîâ, ðàññìîòðåííûõ â ïðåäûäóùåì ðàçäåëå (ðèñ. 3.1). Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ ïóíêòîâ è òðàññ çîíäèðîâàíèÿ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 3.6. Îñíîâíûì ìåòîäîì èññëåäîâàíèÿ ÿâèëîñü çîíäèðîâàíèå â ïîëå ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû» ìîùíîñòüþ 40 ÌÂò (òðàññû I è II íà ðèñ. 3.6) (Velikhov et al., 1986). Ìàêñèìàëüíàÿ ãëóáèíà çîíäèðîâàíèÿ ïðè ýòîì äîñòèãàëà 50–100 êì íà ðàçíîñàõ 500–600 êì. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû äî ãëóáèí 10–15 êì èñïîëüçîâàëèñü ÷àñòîòíûå çîíäèðîâàíèÿ ñ àâòîìîáèëüíûì ãåíåðàòîðîì ÝÐÑ-67 ìîùíîñòüþ 29 êÂò (ïîëèãîíû 2 è 3 íà ðèñ. 3.6), (Øåâöîâ, 2001; Zhamaletdinov et al., 2002) è ñ ÑÍ×-àíòåííîé «Çåâñ» (òðàññà III íà ðèñ. 3.6), (Velikhov et al., 1998). Ñàìàÿ âåðõíÿÿ ÷àñòü ðàçðåçà èññëåäîâàëàñü ñ ïîìîùüþ çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå ÂÝÇ ñ ðàçíîñàìè À äî 16 êì. ×àñòü çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå âûïîëíåíà ñ ðàññòîÿíèÿìè ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì äî 100 êì (ïîëèãîí 1 íà ðèñ. 3.6). Îáùàÿ ïëîùàäü, îõâà÷åííàÿ çîíäèðîâàíèÿìè ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè, îõâàòûâàåò îêîëî 0,5 ìëí êì2. Ýòî ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü, ÷òî èñïîëüçîâàííûé ìàòåðèàë ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ïðåäñòàâèòåëüíûì äëÿ ñóæäåíèÿ î ñðåäíèõ ãåîýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. 68
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ãëóáèííûõ çîíäèðîâàíèé ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 3.7 â âèäå êðèâûõ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ, ïîëó÷åííûõ ðàçíûìè ìåòîäàìè. Òàì æå âåðòèêàëüíûìè øòðèõàìè ïîêàçàíû ñðåäíèå âåëè÷èíû ðàçáðîñà íàáëþäåííûõ êðèâûõ. Ðåçóëüòàòû çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè ñîïîñòàâëåíû ñ ìèíèìàëüíûìè (ðèñ. 3.7, à) è ñ ìàêñèìàëüíûìè (ðèñ. 3.7, á) êðèâûìè ρÒ ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé. Íà ðèñ. 3.7, â ïðèâåäåíû ãðàôèêè ôàçû êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ. Äëÿ çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè ôàçîâûå êðèâûå ïîëó÷åíû òåîðåòè÷åñêè, íà îñíîâå àìïëèòóäíûõ êðèâûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì èíòåãðàëüíûõ ñîîòíîøåíèé Ï. Âàéäåëüòà (Áåðäè÷åâñêèé, Äìèòðèåâ, 1992). Äëÿ ÌÒ äèàïàçîíà ôàçîâûå êðèâûå ïîëó÷åíû ïî äàííûì ýêñïåðèìåíòà BEAR (Korja, 1998), ïó- Ðèñ. 3.6. Ïîëîæåíèå ïóíêòîâ è òðàññ ýëåêòðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé íà òåððèòîðèè Áàëòèéñêîãî ùèòà òåì îñðåäíåíèÿ ìàêñèìàëüíûõ ôàÐèìñêèìè öèôðàìè â êðóæêàõ îáîçíà÷åíû òðàññû ãëóáèííûõ çîíäèðîâàíèé: I çîâûõ äèàãðàìì. è II – çîíäèðîâàíèÿ â ïîëå ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû», III – òî æå â ïîëå ÑÍ×Àíàëèç ñâîäíîé «íîðìàëü- àíòåííû «Çåâñ». Àðàáñêèìè öèôðàìè â êðóæêàõ îáîçíà÷åíû ïîëèãîíû ýëåêòíîé» êðèâîé íà÷íåì ñ ëåâîé, âûñî- ðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé: 2 – Êîâäîðñêèé, 3 – Öåíòðàëüíî-Ôèíëÿíäñêèé. Òðåóãîëüíèêî÷àñòîòíîé âåòâè, ïîëó÷åííîé ïó- 1êè––Ìóðìàíñêèé, ïóíêòû ÌÒ-çîíäèðîâàíèé íà ñåòè BEAR è èõ íîìåðà òåì ïåðåñ÷åòà â ÷àñòîòíóþ îáëàñòü ðåçóëüòàòîâ ýëåêòðè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå. Îíà ïîêàçàíà â âèäå çàøòðèõîâàííîé ïîëîñû 1 íà ðèñ. 3.7 â äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 106 äî 103 Ãö. Íàèáîëåå ãëóáèííûå çîíäèðîâàíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå âûïîëíåíû íà òåððèòîðèè Ìóðìàíñêîãî áëîêà (ó÷àñòîê 1 íà ðèñ. 3.6).  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà èñïîëüçîâàëàñü çàçåìëåííàÿ ëèíèÿ «Çåâñ» äëèíîé 60 êì.  íåå ïîäàâàëñÿ ðàçíîïîëÿðíûé òîê îò âíåøíåãî ãåíåðàòîðà ÝÐÑ-67 ìîùíîñòüþ 29 êÂò ñ ïåðèîäîì 8 ñ. Ðàáî÷èå ðàçíîñû äîñòèãàëè 100 êì (Zhamaletdinov et at., 2002). Ýòè äàííûå ïðîàíàëèçèðîâàíû ñîâìåñòíî ñ íàøèìè ðåçóëüòàòàìè ïî Êàðåëî-Êîëüñêîìó ðåãèîíó è Ôèíëÿíäèè, ñ ðåçóëüòàòàìè ñèììåòðè÷íûõ ÂÝÇ, âûïîëíÿâøèõñÿ íà Ìóðìàíñêîì áëîêå ñ ðàçíîñàìè À äî 16 êì À. Â. ßêîâëåâûì è À. Ñ. Ñåìåíîâûì (Ñåìåíîâ, 1978) è ñ äàííûìè Á. Í. Êëàáóêîâà (1996) ïî Êàðåëèè. Ïðîàíàëèçèðîâàíî ñâûøå 100 êðèâûõ çîíäèðîâàíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå. Îíè âñå óêëàäûâàþòñÿ â äîâîëüíî óçêóþ ïîëîñó, â ïðåäåëàõ êîòîðîé çíà÷åíèÿ ρk èçìåíÿþòñÿ îò (1 ÷ 5)·103 Îì·ì íà ðàçíîñàõ â ïåðâûå äåñÿòêè ìåòðîâ äî (1 ÷ 5)·104 Îì·ì íà ðàçíîñàõ 10–20 êì. Ñâîäíàÿ äèàãðàììà ρk çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå áûëà ïåðåâåäåíà â ÷àñòîòíóþ îáëàñòü. Äëÿ ýòîãî íà ïåðâîì ýòàïå áûëà ðåøåíà îáðàòíàÿ çàäà÷à è ïîñòðîåí îáîáùåííûé ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç. Çàòåì äëÿ íåãî áûëà ðåøåíà ïðÿìàÿ çàäà÷à ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ. Ïîëó÷åííàÿ âîëíîâàÿ êðèâàÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ çàíèìàåò êðàéíþþ ëåâóþ, âûñîêî÷àñòîòíóþ âåòâü «íîðìàëüíîé» êðèâîé (êðèâàÿ 1 íà ðèñ. 3.7). Ñðåäíþþ ÷àñòü «íîðìàëüíîé» êðèâîé íà ðèñ. 3.7 çàíèìàþò ðåçóëüòàòû ÷àñòîòíûõ çîíäèðîâàíèé (×Ç) ñ èñïîëüçîâàíèåì ãåíåðàòîðíîé ñòàíöèè ÝÐÑ-67 ìîùíîñòüþ 29 êÂò â ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå îò 1 äî 103 Ãö. Îñíîâíîé îáúåì çîíäèðîâàíèé âûïîëíåí íà Áåëîìîðñêîì áëîêå (ó÷àñòîê 2 íà ðèñ. 3.6) è íà Öåíòðàëüíî-Ôèíëÿíäñêîì ãðàíèòîèäíîì ìàññèâå (ó÷àñòîê 3 íà ðèñ. 3.6). Çîíäèðîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ïî ìíîãîëó÷åâîé ñõåìå ñ ðàçíîñàìè äî 50–100 êì ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì. Ðåçóëüòàòû ×Ç ïðåäñòàâëåíû â âèäå îáîáùåííûõ êðèâûõ ýôôåêòèâíîãî êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ (êðèâûå 2 è 3 íà ðèñ. 3.7). Êðèâûå ýôôåêòèâíîãî 69
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ñîïðîòèâëåíèÿ ðàññ÷èòàíû ñ ó÷åòîì íîðìàëüíîãî ïîëÿ çàçåìëåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëÿ. Îíè îòâå÷àþò óñëîâèÿì âîëíîâîé çîíû, ò. å. èçìåðåíèÿì ïðè èñòî÷íèêå, óäàëåííîì íà «áåñêîíå÷íîñòü», â ïðåäåëàõ äàííîãî ÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà îò 1000 äî 10–20 Ãö.  äèàïàçîíå ÷àñòîò îò 30 äî 166 Ãö ïîêàçàíû ðåçóëüòàòû ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ â ïîëå àíòåííû ñâåðõíèçêî÷àñòîòíîãî èçëó÷åíèÿ «Çåâñ» (ïóíêòèðíàÿ êðèâàÿ 4 íà ðèñ. 3.7). Êðèâàÿ 4 ïîëó÷åíà ïóòåì îáîáùåíèÿ çîíäèðîâàíèé, âûïîëíåííûõ âäîëü òðàññû III íà ðèñ. 3.7, â äèàïàçîíå ðàçíîñîâ ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì îò 178 äî 920 êì. Íîðìèðîâêà âûïîëíåíà ïî âõîäíîìó èìïåäàíñó, ÷òî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü çíà÷åíèÿ ρω ñâîáîäíûìè îò âëèÿíèÿ òîêîâ ñìåùåíèÿ è ïðîâîäÿùåé èîíîñôåðû (Velikhov et at., 1998).  òî æå âðåìÿ áîëüøèå ðàçíîñû è âûñîêî÷àñòîòíûé äèàïàçîí èçìåðåíèé îáåñïå÷èâàþò ñîáëþäåíèå óñëîâèé âîëíîâîé çîíû. ×àñòîòíûé äèàïàçîí îò 0,05 Ãö äî 2 Ãö ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 3.7 ðåçóëüòàòàìè îáðàáîòêè äàííûõ ÌÃÄ-çîíäèðîâàíèÿ ñ èñòî÷íèêîì «Õèáèíû» ïî òðàññàì I è II (ðèñ. 3.6). Ðàñ÷åò çíà÷åíèé êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ âûïîëíåí ïî ïîëíîìó ýëåêòðè÷åñêîìó ïîëþ ñ ó÷åòîì ñïåêòðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê òîêà. Âëèÿíèå ìîðÿ íà ïàðàìåòðû èçëó÷àþùåãî êîíòóðà «Õèáèíû» ó÷èòûâàëîñü ñ ïîìîùüþ ôèçè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ (Æàìàëåòäèíîâ, 1990). Äàííûå ÌÃÄ-çîíäèðîâàíèÿ çàâåðøàþò «íîðìàëüíóþ» êðèâóþ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ â ïîëå êîíòðîëèðóåìûõ èñòî÷íèêîâ. Îíè ôèêñèðóþò åå íèñõîäÿùóþ íèçêî÷àñòîòíóþ âåòâü ïîñëå äîâîëüíî ïðîòÿæåííîé âîñõîäÿùåé âûñîêî÷àñòîòíîé «íîðìàëüíîé» êðèâîé, îñëîæíÿåìîé ïåðåãèáîì â äèàïàçîíå ÷àñòîò 102–103 Ãö. Íåçàïîëíåííûì ïîêà îñòàåòñÿ äèàïàçîí ÷àñòîò îò 10–20 Ãö äî 1–2 Ãö.  íàñòîÿùåå âðåìÿ â ýòîì äèàïàçîíå ÷àñòîò âûïîëíÿþòñÿ òåíçîðíûå ÷àñòîòíûå çîíäèðîâàíèÿ ñ ïðîìûøëåííûìè ËÝÏ ïðè ïîääåðæêå ÐÔÔÈ. Ïåðâûå ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñ ðàçíîñàìè äî 240 êì ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì ïîäòâåðæäàþò âûñîêèå çíà÷åíèÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ íà «íîðìàëüíîé» êðèâîé â ýòîì äèàïàçîíå ÷àñòîò, äîñòèãàþùèå çíà÷åíèé 105 Îì·ì (Æàìàëåòäèíîâ è äð., 2003).  çàêëþ÷åíèå îáçîðà «íîðìàëüíîé» êðèâîé íà ðèñ. 3.7 îòìåòèì, ÷òî çîíäèðîâàíèÿ âûïîëíÿëèñü ïðè ðàçíîé ïîëÿðèçàöèè ïåðâè÷íîãî ïîëÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì óñòàíîâîê ðàçíîé ãåîìåòðèè è ïðè ðàçíîé îðèåíòèðîâêå òðàññ çîíäèðîâàíèÿ îòíîñèòåëüíî ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð. Òåì íå ìåíåå, íàáëþäàåòñÿ õîðîøåå ñîãëàñèå êðèâûõ ρω âî âñåì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå – îò 5·10–2 äî 106 Ãö. Ýòîò ðåçóëüòàò äîñòèãíóò, ãëàâíûì îáðàçîì, áëàãîäàðÿ âûáîðó ïóíêòîâ Òàáëèöà 3.2. Çíà÷åíèÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîçîíäèðîâàíèÿ â ïðåäåëàõ äîñòàòî÷íî îäíîðîäòèâëåíèÿ ρ ω è ðàçáðîñà δ lg ρω «íîðíûõ ïëîõîïðîâîäÿùèõ áëîêîâ äðåâíåãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà. ìàëüíîé» êðèâîé ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè äëÿ âîñÍàèáîëåå âåðîÿòíûé õîä «íîðìàëüíîé» òî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà êðèâîé êàæóùåãîñÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äëÿ òåððèòîðèè Áàëòèéñêîãî ùèòà â ïîT , ñ0,5 ρ ω , êÎì ⋅ì δ lg ρω f, Ãö ëå êîíòðîëèðóåìûõ èñòî÷íèêîâ ïðåäñòàâëåí íèæå â òàáëè÷íîì âèäå.  òàáëèöå äàíû çíà÷å106 10-3 1,6 0,5 5 -3 íèÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ρω è äèàïàçîí 1,4 0,45 2,5⋅10 2⋅10 4 -3 ðàçáðîñà çíà÷åíèé δ Igρω. 2 0,4 6,25⋅10 4⋅10 4 0,4 Ïî äàííûì òàáë. 3.2, ìîæíî îòìåòèòü, 2⋅104 7⋅10-3 104 10-2 7 0,35 ÷òî ðàçáðîñ çíà÷åíèé êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëå13 0,35 4,4⋅103 1,5⋅10-2 íèÿ δ Igρω äîñòèãàåò íàèáîëüøèõ çíà÷åíèé 18 0,35 2,5⋅103 2⋅10-2 0,4 ÷ 0,5 ïîðÿäêà íà èíòåðâàëàõ ìèíèìóìîâ 3 -2 24 0,4 1,1⋅10 3⋅10 ρ , ñâÿçûâàåìûõ ñ ïðîìåæóòî÷íûìè ïðîâîäÿ2 -2 ω 27 0,5 4⋅10 5⋅10 ùèìè ñëîÿìè. 26 0,5 2⋅102 7⋅10-2 Îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò çàäà÷à 102 10-1 29 0,45 44 0,15 37 0,4 ýêñòðàïîëÿöèè ïîëó÷åííîé «íîðìàëüíîé» êðè25 0,2 45 0,35 âîé êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ â îáëàñòü 11 0,3 60 0,3 äëèííûõ ïåðèîäîâ. Ñ ýòîé öåëüþ íà ðèñ. 3.7 4 0,5 80 0,3 2 0,7 85 0,3 ïðèâåäåíû äàííûå ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ çîí1 1 80 0,35 äèðîâàíèé, âûïîëíåííûõ íà òåððèòîðèè Áåëî0,44 1,5 50 0,35 ìîðñêîãî áëîêà (êðèâûå Ê49, Z49 è B49), 0,25 2 33 0,4 0,11 3 18 0,4 à òàêæå íà òåððèòîðèè Öåíòðàëüíî-Ôèíëÿíä0,04 5 9 0,45 ñêîãî ãðàíèòîèäíîãî ìàññèâà (êðèâàÿ B28) 0,02 7 5,5 0,5 è â ïðåäåëàõ Êàðåëüñêîãî ìåãàáëîêà (êðèâûå 0,01 10 3,3 0,5 70
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
B47 è B48). Êðèâûå Z49 è K49 ïðèâåäåíû ïî îïóáëèêîâàííûì äàííûì (Âàíüÿí è äð., 1988) è (Êîâòóí, 1989) ñîîòâåòñòâåííî. Êðèâûå ÌÒÇ â òî÷êàõ B28, B47, B48 è B49 ïðèâåäåíû ïî ðåçóëüòàòàì îáðàáîòêè äàííûõ ýêñïåðèìåíòà BEAR ïî ïðîãðàììàì È. Ì. Âàðåíöîâà è Ì. Þ. Ñìèðíîâà (Korja et at., 1998). Äàííûå â òî÷êå Z49 îáðàáàòûâàëèñü ïî ïðîãðàììå Â. Í. Àñòàïåíêî. Êðîìå òîãî, áîëüøàÿ ÷àñòü äàííûõ ÌÒÇ îáðàáàòûâàëàñü íàìè ïî ïðîãðàììå Â. Þ. Ñåìåíîâà. Ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ÌÒÇ ðàçíûìè ïðîãðàììàìè ñîâïàäàþò ìåæäó ñîáîé â ïðåäåëàõ óêàçàííûõ ðàçáðîñîâ. Èç ðàññìîòðåíèÿ êðèâûõ ÌÒÇ íà ðèñóíêå 3.7, à, á ìîæíî âèäåòü, ÷òî ñ «íîðìàëüíîé» êðèâîé, ïîëó÷åííîé ïî äàííûì çîíäèðîâàíèé â ïîëå êîíòðîëèðóåìûõ èñòî÷íèêîâ, áîëåå èëè ìåíåå óäîâëåòâîðèòåëüíî ñîãëàñóþòñÿ ëèøü ëåâûå âûñîêî÷àñòîòíûå âåòâè ìèíèìàëüíûõ êðèâûõ ÌÒÇ â òî÷êàõ Â47 è Â48, èçìåðåííûõ â ïðåäåëàõ Êàðåëüñêîãî ìåãàáëîêà (ðèñ. 3.6). Ìàêñèìàëüíûå êðèâûå ÌÒÇ â òî÷êàõ B47 è B48 ñîãëàñóþòñÿ ñ «íîðìàëüíîé» êðèâîé òîëüêî â êðàéíèõ ëåâûõ âûñîêî÷àñòîòíûõ âåòâÿõ. Äàëåå, ñ ïîíèæåíèåì ïåðèîäà âàðèàöèé îíè ðåçêî îòêëîíÿþòñÿ â ñòîðîíó áîëåå âûñîêèõ çíà÷åíèé êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ (ðèñ. 3.7, á). Ýòî ñîâåðøåííî íå ñîãëàñóåòñÿ ñ «íîðìàëüíîé» êðèâîé, äàííûå ÌÒÇ â òî÷êàõ K49, B49 è Z49. Ïóíêòû ÌÒÇ ðàñïîëîæåíû â ïðåäåëàõ Áåëîìîðñêîãî áëîêà (ó÷àñòîê 2 íà ðèñ. 3.6), ãäå íàìè âûïîëíåí íàèáîëüøèé îáúåì çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè.  òî æå âðåìÿ êðèâûå ÌÒÇ â ýòîì ðàéîíå, íåñìîòðÿ íà ïðèìåíåíèå ðàçíûõ òèïîâ èçìåðèòåëüíûõ ñòàíöèé è ðàçíûõ ìåòîäîâ îáðàáîòêè, óäîâëåòâîðèòåëüíî ñîãëàñóþòñÿ ìåæäó ñîáîé (ðèñ. 3.7, á). Ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî Áåëîìîðñêèé áëîê, õàðàêòåðèçóÿñü âíóòðåííåé îäíîðîäíîñòüþ ñòðîåíèÿ, îêàçàëñÿ ïîäâåðæåííûì ñèëüíîìó ýôôåêòó îáòåêàíèÿ â íèçêî÷àñòîòíîì ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêîì ïîëå. Íî ïðè ýòîì îñòàåòñÿ íåÿñíûì âîïðîñ, ïî÷åìó ýòîò ýôôåêò ïðàêòè÷åñêè íå ïðîÿâèëñÿ ïðè ãëóáèííûõ çîíäèðîâàíèÿõ â ïîëå êîíòðîëèðóåìûõ èñòî÷íèêîâ, íàïðèìåð, ïðè çîíäèðîâàíèÿõ â ïîëå ÌÃÄ-èñòî÷íèêà «Õèáèíû», êîãäà èçëó÷àòåëü íàõîäèëñÿ â 250 êì ñåâåðíåå Áåëîìîðñêîãî áëîêà. Íèæå îñòàíîâèìñÿ íà ðåøåíèè îáðàòíîé çàäà÷è ïî ðåçóëüòàòàì çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè. Èñïîëüçîâàëàñü îáîáùåííàÿ «íîðìàëüíàÿ» êðèâàÿ, ïîêàçàííàÿ íà ðèñ. 3.8, à ñ ó÷åòîì ðàçáðîñîâ, ïðèâåäåííûõ â òàáë. 3.2. Ðåøåíèå ïðîâîäèëîñü ìåòîäîì ýôôåêòèâíîé ëèíåàðèçàöèè (Øåâöîâ, 2001). Ðåçóëüòàò ðåøåíèÿ ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 3.8, á â âèäå ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà. Íà íåì ïàðàìè ïîêàçàíû äîâåðèòåëüíûå èíòåðâàëû, îïðåäåëÿåìûå ðàçáðîñîì èñõîäíûõ äàííûõ.
Ðèñ. 3.8. «Íîðìàëüíûé» ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ëèòîñôåðû âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà: à – èñõîäíàÿ êðèâàÿ êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ; á – ðåçóëüòàò ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è ìåòîäîì ýôôåêòèâíîé ëèíåàðèçàöèè (Øåâöîâ, 2001) 71
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ïîëó÷åííûé «íîðìàëüíûé» ðàçðåç èìååò âèä ïÿòèñëîéíîé ìîäåëè «KHK» ñ òðåìÿ ïðîâîäÿùèìè ñëîÿìè. Ñîïðîòèâëåíèå âåðõíåãî ñëîÿ ñîñòàâëÿåò â ñðåäíåì 103 Îì·ì, à åãî ìîùíîñòü – 20–30 ì. Ïðèðîäà åãî ñâÿçàíà ñ ìîðåíîé. Äàëåå íàáëþäàåòñÿ ïëîõîïðîâîäÿùèé ñëîé ñîïðîòèâëåíèåì 105 Îì·ì, ñâÿçûâàåìûé ñ êðèñòàëëè÷åñêèì îñíîâàíèåì.  èíòåðâàëå ãëóáèí 3–8 êì âûäåëÿåòñÿ ïðîìåæóòî÷íàÿ ïðîâîäÿùàÿ îáëàñòü, ãäå ñîïðîòèâëåíèå ïîíèæàåòñÿ ñ 105 Îì·ì äî 2·104 Îì·ì. Ýòîò ïðîâîäÿùèé ñëîé âûäåëåí âïåðâûå. Îí îò÷åòëèâî ôèêñèðóåòñÿ íà îáîèõ ïîëèãîíàõ ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ – íà Áåëîìîðñêîì áëîêå è â Öåíòðàëüíîé Ôèíëÿíäèè (êðèâûå 2 è 3 íà ðèñ. 3.7). Ïðè÷åì îáíàðóæèâàåòñÿ îí òîëüêî â óñëîâèÿõ âîëíîâîé çîíû, íà äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ðàçíîñàõ (50–100 êì), ãäå îñíîâíóþ ðîëü â âîçáóæäåíèè âòîðè÷íûõ òîêîâ èãðàåò òàê íàçûâàåìàÿ ïîëîèäàëüíàÿ (èíäóêöèîííàÿ) ìîäà, ÷óâñòâèòåëüíàÿ ê èçìåíåíèÿì íà ãëóáèíå ëèøü ïðîäîëüíîé (ñóáãîðèçîíòàëüíîé) ïðîâîäèìîñòè ãîðíûõ ïîðîä (Âàíüÿí, 1997). Îáíàðóæåííûé ñëîé èìååò êðàéíå íåîäíîðîäíîå ñòðîåíèå, ñî çíà÷èòåëüíûìè ðàçáðîñàìè ïî ìîùíîñòè è ïî âåëè÷èíå óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Ñîïðîòèâëåíèå ñëîÿ èçìåíÿåòñÿ â èíòåðâàëå îò 3·103 äî 3·104 Îì·ì. Âåëè÷èíà ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè ñëîÿ ïðè ýòîì èçìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ îò 0,3 äî 1 Ñì. Ïðèðîäà îòìå÷åííûõ ðàçáðîñîâ îáúÿñíÿåòñÿ íå ñòîëüêî çà ñ÷åò íåîäíîçíà÷íîñòè ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è, ñêîëüêî çà ñ÷åò ðåçêîé ãîðèçîíòàëüíîé íåîäíîðîäíîñòè ïàðàìåòðîâ ñàìîãî ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ. Äîïîëíèòåëüíûå ñâåäåíèÿ ïî âîïðîñó î ïðèðîäå îáíàðóæåííîãî ñëîÿ äàåò àíàëèç ðåçóëüòàòîâ çîíäèðîâàíèé, âûïîëíåííûõ íà ìàëûõ óäàëåíèÿõ îò èñòî÷íèêà (20–25 êì) (Zhamaletdinov et at., 2002). Íà ýòèõ ðàçíîñàõ âîëíîâàÿ ìîäà ñóùåñòâåííî îñëàáëåíà. Ïîýòîìó îñíîâíóþ ðîëü èãðàåò ãàëüâàíè÷åñêàÿ ìîäà, ÷óâñòâèòåëüíàÿ ê âåðòèêàëüíûì òîêîïðîâîäÿùèì êàíàëàì, ïðåäñòàâëåííûì ðàçëîìàìè è òðåùèíàìè. Èõ âëèÿíèå ïðèâîäèò ê íåçàêîíîìåðíîìó âèäó êðèâûõ ×Ç, íå ñîãëàñóþùèõñÿ ñ òåîðåòè÷åñêèìè îöåíêàìè äëÿ íîðìàëüíîãî ïîëÿ èñòî÷íèêà.  óñëîâèÿõ Öåíòðàëüíî-Ôèíëÿíäñêîãî ìàññèâà íàáëþäàåòñÿ ÿâíàÿ àçèìóòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü ïàðàìåòðîâ ïîëÿ â áëèæíåé çîíå, îáóñëîâëåííàÿ ðåãèîíàëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé àíèçîòðîïèåé. Ïðèðîäà àíèçîòðîïèè ñâÿçàíà ñ ñèñòåìîé ñóáâåðòèêàëüíûõ òðåùèí (ðàçëîìîâ), îðèåíòèðîâàííûõ â Ñ-Ç íàïðàâëåíèè, ïàðàëëåëüíî Ëàäîæñêî-Áîòíè÷åñêîé çîíå.  ïðåäåëàõ Áåëîìîðñêîãî áëîêà íàðóøåíèÿ êðèâûõ ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ íà ìàëûõ ðàçíîñàõ íîñÿò ñëó÷àéíûé õàðàêòåð. Íî ïðè ýòîì íàáëþäàåòñÿ ñðåäíèé èíòåðâàë ÷åðåäîâàíèÿ íàðóøåíèé ïîëÿ 10–20 êì, îáóñëîâëåííûé õàðàêòåðíîé ðàçìåðíîñòüþ òåêòîíè÷åñêîé òðåùèíîâàòîñòè êîðû. Ïðè ïåðåõîäå îò ñðåäíèõ ðàçíîñîâ (20–25 êì) ê áîëüøèì (50–100 êì) ïðîèñõîäèò íå òîëüêî ïåðåõîä îò áëèæíåé ñòàäèè ê âîëíîâîé, íî è ñìåíà òèïà íîñèòåëåé ïðîâîäèìîñòè â ñâÿçè ñ óâåëè÷åíèåì ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ ïîëÿ. Íà ñðåäíèõ ðàçíîñàõ îñíîâíûìè íîñèòåëÿìè ïðîâîäèìîñòè ÿâëÿþòñÿ ñóáâåðòèêàëüíûå ðàçëîìû. Íà áîëüøèõ ðàçíîñàõ – òå æå ðàçëîìû, íî ïðèîáðåòøèå óæå ãîðèçîíòàëüíóþ ñîñòàâëÿþùóþ, ò. å. ïîëîãèå èëè íàêëîííûå. Òàêèì îáðàçîì, ìû íàáëþäàåì ÿâëåíèå áèôóðêàöèè ïîëÿ, ïî îáðàçíîìó âûðàæåíèþ Ì. Í. Áåðäè÷åâñêîãî (1968). Ðåçóëüòàòû ÷àñòîòíûõ çîíäèðîâàíèé, ïîëó÷åííûå íà äâóõ ïîëèãîíàõ, ðàñïîëîæåííûõ â ðàçíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ (2 è 3 íà ðèñ. 3.6), äàþò îäèíàêîâóþ êàðòèíó è óäîâëåòâîðèòåëüíî ñîãëàñóþòñÿ ìåæäó ñîáîé ïî àìïëèòóäíûì õàðàêòåðèñòèêàì (êðèâûå 2 è 3 íà ðèñ. 3.7). Ýòî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî îòìå÷åííàÿ ïðîâîäÿùàÿ îáëàñòü (ñëîé) â èíòåðâàëå ãëóáèí îò 2–3 äî 7–10 êì îòðàæàåò îáùèå ÷åðòû íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ çåìíîé êîðû. Îíà èìååò òåêòîíè÷åñêóþ ïðèðîäó è, ïî-âèäèìîìó, äîëæíà ïðîÿâëÿòüñÿ ïîâñåìåñòíî, âíå çàâèñèìîñòè îò èçìåíåíèé ñîñòàâà è ñòðîåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà. Ïðèðîäà ïîíèæåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ñâÿçàíà ñ ïðîíèêíîâåíèåì íà ãëóáèíó ôëþèäîâ ìåòåîðíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Ìû ïîëàãàåì, ÷òî ïðîìåæóòî÷íûé ïðîâîäÿùèé ñëîé èìååò äèëàòàíòíî-äèôôóçèîííóþ ïðèðîäó, è ïðèìåíÿåì ê íåìó ïîíÿòèå «ñëîé ÄÄ». Ýòî ïîíÿòèå èìååò ñóãóáî óñëîâíûé õàðàêòåð, ïîñêîëüêó âûÿâëåííàÿ îáëàñòü íå ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà êàê ïðîâîäÿùèé ñëîé â îáû÷íîì, ãåîìåòðè÷åñêîì ïîíèìàíèè. Ýòî çàìå÷àíèå òåì áîëåå íåîáõîäèìî ñäåëàòü, ïîñêîëüêó âûÿâëåííûé «ñëîé ÄÄ» íå ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå äàæå ïðè áîëüøèõ ðàçíîñàõ, äî 100 êì è áîëåå. «Ñëîé ÄÄ» ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü ñîâìåñòíî ñ âåðõíèì ïëîõîïðîâîäÿùèì ñëîåì. Âìåñòå îíè îòðàæàþò îáùèå ÷åðòû ïåðåõîäà îò ñóáâåðòèêàëüíûõ ðàçëîìîâ ê âûïîëàæèâàþùèìñÿ ñóáãîðèçîíòàëüíûì òðåùèíàì â ïðåäåëàõ âåðõíåé 10-êèëîìåòðîâîé òîëùè çåìíîé êîðû. Ïîäðîáíåå ýòè âîïðîñû áóäóò ðàññìîòðåíû íèæå, â ðàçäåëå «äèñêóññèÿ», ïîñâÿùåííîì àíàëèçó ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ â ñîïîñòàâëåíèè ñ äàííûìè ñâåðõãëóáîêîãî áóðåíèÿ. 72
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ïðîäîëæàÿ ðàññìîòðåíèå «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà íà ðèñ. 3.8, á, ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ãëóáæå 10 êì íàáëþäàåòñÿ ñíîâà ðîñò óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïîðîä äî 2·105 Îì·ì. Ìîùíîñòü ïëîõîïðîâîäÿùåé ÷àñòè ëèòîñôåðû îöåíèâàåòñÿ â 60–80 êì. Ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà ïîïåðå÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 1010 Îì·ì2. Íèæå íàáëþäàåòñÿ ýêñïîíåíöèàëüíîå ñíèæåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ. Ýêñòðàïîëèðóÿ ïîëó÷åííûé ðàçðåç, ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïîíèæåíèå óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äî çíà÷åíèÿ 100 Îì·ì, íåîáõîäèìîãî äëÿ ïîÿâëåíèÿ çîíû ÷àñòè÷íîãî ïëàâëåíèÿ â àñòåíîñôåðå (Âàíüÿí, 1997), ìîæåò íàáëþäàòüñÿ íà ãëóáèíå 250–300 êì. Òàêèì îáðàçîì, îáùàÿ ìîäåëü ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå ïëîõîïðîâîäÿùåé òîëùè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä, ëèòîñôåðû, ãëóáèííûå ïàðàìåòðû êîòîðîé îïðåäåëÿþòñÿ ñâîéñòâàìè «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà.  âåðõíåì ñëîå ëèòîñôåðû â âèäå ðèôòîãåííûõ èëè ïîêðîâíûõ ñòðóêòóð çàëåãàþò êîðîâûå àíîìàëèè ïðîâîäèìîñòè, ñëîæåííûå ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèìè ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûìè ïîðîäàìè. Èõ ïðîòÿæåííîñòü íà ãëóáèíó îãðàíè÷èâàåòñÿ âåðõíèìè 10–15 êì. Ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèå ïîðîäû èìåþò ïëàíåòàðíûé ìàñøòàá ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Îáëàñòü èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ìîæåò áûòü óñëîâíî âûäåëåíà êàê íåîäíîðîäíûé, ìîçàè÷íûé «ñëîé SC» èëè èíà÷å «ñëîé Ñåìåíîâà» â ÷åñòü åãî ïåðâîîòêðûâàòåëÿ, ïðîôåññîðà À. Ñ. Ñåìåíîâà. «Íîðìàëüíûé» ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ðàíåå òðàêòîâàëñÿ òðåõìåðíîé ìîäåëüþ òèïà «Ê» (Æàìàëåòäèíîâ, 1990). Íîâûå ðåçóëüòàòû, îïèñàííûå â íàñòîÿùåì ðàçäåëå, ïîçâîëÿþò óòî÷íèòü ýòó ìîäåëü.  âåðõíåé ÷àñòè «íîðìàëüíîãî» ðàçðåçà, â èíòåðâàëå ãëóáèí îò 2–3 äî 7–10 êì âûäåëÿåòñÿ íåîäíîðîäíàÿ ïðîìåæóòî÷íàÿ ïðîâîäÿùàÿ îáëàñòü äèëàòàíòíî-äèôôóçèîííîé ïðèðîäû, «ñëîé ÄÄ». Ïðèðîäà îáíàðóæåííîãî «ñëîÿ ÄÄ» ñâÿçàíà ñ ìåòåîðíûìè âîäàìè, ïðîíèêàþùèìè íà ãëóáèíó âäîëü âûïîëàæèâàþùèõñÿ ñ ãëóáèíîé ðàçëîìîâ. 3.3. ÄÈÑÊÓÑÑÈß Ïðîáëåìà òàê íàçûâàåìûõ ïðîìåæóòî÷íûõ ïðîâîäÿùèõ ñëîåâ, îáíàðóæèâàåìûõ â âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû, äèñêóòèðóåòñÿ â íàó÷íîé ëèòåðàòóðå íà÷èíàÿ ñ ñåðåäèíû 40-õ ãîäîâ (Êðàåâ è äð., 1947). Ñïèñîê îïóáëèêîâàííîé ëèòåðàòóðû ïî ýòîìó âîïðîñó ÷ðåçâû÷àéíî øèðîê.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïðèðîäà êîðîâûõ ñëîåâ ìîæåò áûòü îáúÿñíåíà áîêîâûì âëèÿíèåì ýëåêòðîííî-ïðîâîäÿùèõ ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûõ ïîðîä (Zhamaletdinov, Semenov, 1985). Íî â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ êîðîâûå ñëîè èìåþò ÿâíî ðåãèîíàëüíûé õàðàêòåð è íå ìîãóò áûòü ñâÿçàíû ñ ïðèñóòñòâèåì ãðàôèòèñòûõ ïîðîä. Îòìåòèì ëèøü ÷àñòü ïóáëèêàöèé, ñîäåðæàùèõ ñâåäåíèÿ î òàêèõ ñëîÿõ (Êîâòóí, 1989; Àñòàïåíêî, Ôàéíáåðã, 1999). Ãëàâíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ñëîåâ â ïðèâåäåííûõ ïóáëèêàöèÿõ ÿâëÿþòñÿ – çàëåãàíèå íà ãëóáèíå 10 êì è áîëåå, íàëè÷èå ïåðåêðûâàþùåé òîëùè ïëîõîïðîâîäÿùèõ ïîðîä è óìåðåííûå çíà÷åíèÿ ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìîñòè 10–50 Ñì. Âûÿâëåííûé íàìè è îïèñàííûé â ïðåäûäóùèõ ðàçäåëàõ ïðîâîäÿùèé «ñëîé ÄÄ» íàõîäèòñÿ â ñàìîé âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà, â äèàïàçîíå ãëóáèí 3–10 êì. Ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç íà ýòèõ ãëóáèíàõ èçó÷åí Êîëüñêîé ÑÃ-3 è ÷àñòè÷íî ñêâàæèíîé Ãðàâáåðã (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998).  ñâÿçè ñ ýòèì ïðåäñòàâëÿåò ïåðâîî÷åðåäíîé èíòåðåñ ñîïîñòàâèòü ïàðàìåòðû «ñëîÿ ÄÄ» ñ äàííûìè êàðîòàæà óïîìÿíóòûõ ñêâàæèí. Òàêîå ñîïîñòàâëåíèå âûïîëíåíî íà ðèñ. 3.9. Íà äèàãðàììå ïðèâåäåí «íîðìàëüíûé» ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ïî ðåçóëüòàòàì ÷àñòîòíûõ çîíäèðîâàíèé â âîëíîâîé çîíå (êðèâàÿ ρ×Ç) è ðàçðåç ïî äàííûì çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå (êðèâàÿ ρÂÝÇ). Ðåçóëüòàòû êàðîòàæà äàíû íà ðèñ. 3.9 â âèäå çíà÷åíèé ïðîäîëüíîãî è ïîïåðå÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ïîñ÷èòàííûõ ñ øàãîì 360 ì. Ïðè ýòîì èç ðàçðåçà ÑÃ-3 èçúÿòà âåðõíÿÿ ÷àñòü, ñëîæåííàÿ àíîìàëüíî ïðîâîäÿùèìè âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè Ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà, à íà èõ ìåñòî ïðèñòðîåí ðàçðåç ñêâàæèíû Ãðàâáåðã, ñëîæåííûé ãðàíèòîãíåéñîâûìè ïîðîäàìè, òèïè÷íûìè äëÿ íîðìàëüíîãî ðàçðåçà. Ìîæíî çàìåòèòü óäîâëåòâîðèòåëüíóþ ïðååìñòâåííîñòü ðàçðåçà ñêâàæèíû Ãðàâáåðã ñ ãåîýëåêòðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè àðõåéñêîãî ðàçðåçà ÑÃ-3. Íàèáîëåå âàæíûì ñëåäñòâèåì, âûòåêàþùèì èç ðàññìîòðåíèÿ ðèñ. 3.9, ÿâëÿåòñÿ âûâîä î ñîâïàäåíèè ìèíèìóìà íà êðèâîé ρ×Ç, ñâÿçûâàåìîãî ñî «ñëîåì ÄÄ», ñ ïîíèæåíèåì ïðîäîëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρl â ÑÃ-3 â äèàïàçîíå ãëóáèí 7–10 êì. Ïîïåðå÷íàÿ êðèâàÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ρn ñîâïàäàåò ñ êðèâîé çîíäèðîâàíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå ρÂÝÇ. 73
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 3.9. Ðåçóëüòàòû ãëóáèííîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî çîíäèðîâàíèÿ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó è â âîëíîâîé çîíå â ñîïîñòàâëåíèè ñ äàííûìè ýëåêòðîêàðîòàæà ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí Ãðàâáåðã (èíòåðâàë ãëóáèí 0–6 êì) è Êîëüñêàÿ ÑÃ-3 (èíòåðâàë ãëóáèí 6,8–11,3 êì) Îáîçíà÷åíèÿ êðèâûõ: ρ×Ç – «íîðìàëüíûé» ðàçðåç ïî äàííûì ÷àñòîòíûõ çîíäèðîâàíèé â âîëíîâîé çîíå; ρÂÝÇ – òî æå ïî äàííûì çîíäèðîâàíèé íà ïîñòîÿííîì òîêå; ρl – ïðîäîëüíîå è ρn – ïîïåðå÷íîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ïî äàííûì áîêîâîãî êàðîòàæà â ñêâàæèíàõ Ãðàâáåðã è Êîëüñêàÿ ÑÃ-3. 1 – ãðàíèòî-ãíåéñû ðàçðåçà ñêâàæèíû Ãðàâáåðã; 2 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû àðõåéñêîãî ðàçðåçà ÑÃ-3
Ðàñõîæäåíèÿ ìåæäó êðèâûìè ρn è ρl îáúÿñíÿþòñÿ âûñîêîé àíèçîòðîïèåé ïîðîä àðõåéñêîãî ðàçðåçà ÑÃ-3. Ïðè áîëüøîì øàãå îñðåäíåíèÿ òîíêèå ïðîâîäÿùèå ñëîè ñîçäàþò ýôôåêòû øèðîêèõ ñëîåâ ñ íèçêèìè çíà÷åíèÿìè ïðîäîëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρl.  òî æå âðåìÿ íà âåëè÷èíó ïîïåðå÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρn òîíêèå ïðîâîäÿùèå ñëîè ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿþò. Ðàñõîæäåíèÿ ìåæäó ðåçóëüòàòàìè çîíäèðîâàíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå (ρÂÝÇ) è íà ïåðåìåííîì òîêå â âîëíîâîé çîíå (ρ×Ç) îáúÿñíÿþòñÿ ðàçíîé ïðèðîäîé èñïîëüçóåìûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé. Ïðè çîíäèðîâàíèè íà ïîñòîÿííîì òîêå ñèëîâûå ëèíèè ïîëÿ èìåþò ïðåèìóùåñòâåííî îðòîãîíàëüíîå ê äíåâíîé ïîâåðõíîñòè íàïðàâëåíèå (ðàáîòàåò òîðîèäàëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ìîäà). Ïîýòîìó ðåçóëüòàòû ÂÝÇ íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíû ê èçìåíåíèÿì ïîïåðå÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ è ñîîòâåòñòâåííî êðèâàÿ ρÂÝÇ íà ðèñ. 3.9 êîíôîðìíà ñ êðèâîé ρn. Ïðè ÷àñòîòíîì çîíäèðîâàíèè â âîëíîâîé çîíå ïîëå èìååò âèä ïëîñêîé âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ âåðòèêàëüíî âíèç. Ñèëîâûå ëèíèè èìåþò ïðåèìóùåñòâåííî ïðîäîëüíîå ê äíåâíîé ïîâåðõíîñòè íàïðàâëåíèå (ðàáîòàåò 74
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
ïîëîèäàëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ìîäà). Ïîýòîìó îñíîâíûì èíôîðìàòèâíûì ïàðàìåòðîì ÿâëÿåòñÿ ïðîäîëüíîå ñîïðîòèâëåíèå. Ïî ýòîé ïðè÷èíå êðèâàÿ ρ×Ç íà ðèñ. 3.9 êîíôîðìíà ñ êðèâîé ïðîäîëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρl íà êàðîòàæíîé äèàãðàììå. Ïðèðîäà îïèñàííûõ âûøå ðàñõîæäåíèé ìåæäó ðàçðåçàìè ρ×Ç è ρÂÝÇ âî ìíîãîì àíàëîãè÷íà ïðîòèâîðå÷èÿì, íàáëþäàåìûì ìåæäó ðåçóëüòàòàìè ÃÑÇ è ÌÎÃÒ. Ìåòîä ÃÑÇ îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè ïðåëîìëåííûõ âîëí. Óïðóãèå êîëåáàíèÿ â ìåòîäå ÃÑÇ ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò èçáèðàòåëüíîå ñêîëüæåíèå ãîëîâíûõ âîëí âäîëü ñóáãîðèçîíòàëüíûõ òðåùèí ñ ïîñëåäóþùèì ïðåëîìëåíèåì èõ è âûõîäîì íà äíåâíóþ ïîâåðõíîñòü. Ïî ýòèì äàííûì ìíîãèìè èññëåäîâàòåëÿìè îòìå÷àþòñÿ âîëíîâîäû â âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû íà ãëóáèíàõ 10–20 êì (Pavlenkova, 1979). Ìåòîä ÎÃÒ îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè îòðàæåííûõ âîëí, ðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ ïîä îñòðûìè óãëàìè ê ñóáãîðèçîíòàëüíûì ãðàíèöàì ðàçäåëà. Ââèäó ñëàáîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè òàêèå «òîíêîñëîèñòûå» òðåùèíîâàòûå ñóáãîðèçîíòàëüíûå ãðàíèöû ðàçäåëà îñòàþòñÿ íåçàìå÷åííûìè â ìåòîäå ÎÃÒ. Íî â òî æå âðåìÿ ìåòîäîì ÎÃÒ óâåðåííî ôèêñèðóþòñÿ íàêëîííûå ãðàíèöû, ñâÿçàííûå íå òîëüêî ñ ãåîëîãè÷åñêèìè îáúåêòàìè, íî òàêæå ñ ðàçëîìàìè è òðåùèíàìè, äàæå ïðè íåáîëüøîé èõ àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòè. Áëàãîäàðÿ ïðèìåíåíèþ ìåòîäà ÎÃÒ âïåðâûå ñòàëà îò÷åòëèâî âèäíà êàðòèíà òðåùèíîâàòîñòè è ðàññëîåííîñòè êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà, ïðîÿâëÿþùàÿñÿ â âèäå ëèñòðè÷åñêèõ ðàçëîìîâ, âûïîëàæèâàþùèõñÿ ñ ãëóáèíîé. Êàðòèíà òàêîé ðàññëîåííîñòè íàáëþäàåòñÿ äî ãëóáèíû 10–15 êì. Äàëåå íà ãëóáèíó íàáëþäàåòñÿ ìîíîòîííàÿ êàðòèíà, ñâèäåòåëüñòâóþùàÿ î âûñîêîé êîìïàêòíîñòè âåùåñòâà ñðåäíåé è íèæíåé êîðû. Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ñîïîñòàâèòü ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ÑÃ-3 ñ äðóãèìè ãåîôèçè÷åñêèìè äàííûìè. Ñ ýòîé öåëüþ íà ðèñ. 3.10 ïðèâåäåíû äèàãðàììû ρn è ρl âäîëü âñåãî ðàçðåçà, èçó÷åííîãî áîêîâûì êàðîòàæåì, îò äíåâíîé ïîâåðõíîñòè è äî ãëóáèíû 10,8 êì. Ìîæíî âèäåòü, ÷òî ïîðîäû Ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà îòëè÷àþòñÿ ñóùåñòâåííî áîëåå íèçêèìè çíà÷åíèÿìè ñîïðîòèâëåíèÿ â ñðàâíåíèè ñ àðõåéñêèì êîìïëåêñîì è ìåíüøèì ìåõàíè÷åñêèì èçíîñîì ñòâîëà ñêâàæèíû.  ïðåäåëàõ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ðåçêî âîçðàñòàåò ïîãîííûé îáúåì ñòâîëà ÑÃ-3, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î áîëüøåé òðåùèíîâàòîñòè ðàçðåçà. Íà òîì æå ðèñóíêå ïðèâåäåíà êðèâàÿ îòíîøåíèÿ He3/He4. Íèçêèå çíà÷åíèÿ ýòîãî ïîêàçàòåëÿ â âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòÿõ ðàçðåçà ñîîòâåòñòâóþò ñðåäíèì êîðîâûì âåëè÷èíàì.  èíòåðâàëå ãëóáèí 3–10 êì íàáëþäàåòñÿ ïîâûøåíèå ìàíòèéíîé ñîñòàâëÿþùåé èçîòîïíîãî îòíîøåíèÿ. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåêòîíè÷åñêèìè ôàêòîðàìè (Êðåìåíåöêèé è äð., 1998), ïåðåíîñîì ìàíòèéíîãî ãåëèÿ âäîëü íàêëîííûõ òðåùèí. Íà îáëàñòü ïîâûøåííîé òðåùèíîâàòîñòè ÑÃ-3 ïðèõîäèòñÿ òàêæå ìàêñèìóì ãåîòåðìè÷åñêîãî ãðàäèåíòà è ïîâûøåíèå òåïëîâîãî ïîòîêà. Âñå ýòî óêàçûâàåò íà âàæíóþ ðîëü íàêëîííîé òðåùèíîâàòîñòè, ñ êîòîðîé ìû ñâÿçûâàåì ïðèðîäó ïðîìåæóòî÷íîãî ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ äèëàòàíòíî-äèôôóçèîííîé ïðèðîäû. Íèæå, íà ðèñ. 3.11 ïðèâåäåíà ãåîäèíàìè÷åñêàÿ è ãåîòåðìè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà.  ëåâîé ÷àñòè ðèñóíêà (ðèñ. 3.11, à) äàí «íîðìàëüíûé» ðàçðåç (êðèâàÿ 1) è åãî ñëîèñòàÿ àïïðîêñèìàöèÿ (êðèâàÿ 2). Ïðàâåå, íà ðèñ. 3.11, á ïðèâåäåíà êîëîíêà ñòðóêòóðíî-ãåîäèíàìè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè «íîðìàëüíîãî» ðàçðåçà. Èíòåðïðåòàöèÿ âûïîëíåíà ñ ó÷åòîì è íà îñíîâàíèè ñòðóêòóðíî-ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Â. Í. Íèêîëàåâñêîãî (1996) íà ðèñ. 3.11, â, ã. Âåðõíþþ ÷àñòü ðàçðåçà íà êîëîíêå 3.11, á çàíèìàåò îáëàñòü ïîíèæåííîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (1), êîòîðàÿ âêëþ÷àåò îñàäî÷íûå ìîðåííûå îòëîæåíèÿ ìîùíîñòüþ 20–30 ì è âåðõíþþ, äåçèíòåãðèðîâàííóþ è îáâîäíåííóþ ÷àñòü êðèñòàëëè÷åñêîãî îñíîâàíèÿ ñðåäíåé ìîùíîñòè 100 ì. Íèæå çàëåãàåò ñëîé âûñîêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (2) ñ ðàçâèòûìè â íåì ñóáâåðòèêàëüíûìè ðàçëîìàìè è òðåùèíàìè, çàïîëíåííûìè âîäíûìè ðàñòâîðàìè (ôëþèäàìè). Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü åãî îöåíèâàåòñÿ â 2–3 êì. Íèæå, â èíòåðâàëå ãëóáèí 3–10 êì âûäåëÿåòñÿ ïðîìåæóòî÷íàÿ ïðîâîäÿùàÿ îáëàñòü (3), ãäå ñîïðîòèâëåíèå ïîíèæàåòñÿ ñ 2·105 Îì·ì äî ïîðÿäêà 2·104 Îì·ì. Ýòîò ïðîâîäÿùèé ñëîé âûäåëåí âïåðâûå. Ïðèðîäà ïðîìåæóòî÷íîãî ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ 3 îáúÿñíÿåòñÿ íàìè â ðàìêàõ äèëàòàíòíî-äèôôóçèîííîé òåîðèè çà ñ÷åò ïîñòóïëåíèÿ ñ ïîâåðõíîñòè ôëþèäîâ ìåòåîðíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ âäîëü ñóáâåðòèêàëüíûõ çîí ðàçëîìîâ, âûïîëàæèâàþùèõñÿ ñ ãëóáèíîé. Òåîðèÿ äèëàòàíñèîííîé òðåùèíîâàòîñòè ïîäðîáíî ðàññìîòðåíà â ðàáîòàõ Â. Í. Íèêîëàåâñêîãî (1996) â ñâÿçè ñ ïðîáëåìîé èñòîëêîâàíèÿ ïðèðîäû ãåîôèçè÷åñêèõ ãðàíèö, â òîì ÷èñëå ïðîâîäÿùèõ ñëîåâ â çåìíîé êîðå è âåðõíåé ìàíòèè. Ñîãëàñíî ýòîé òåîðèè ìåõàíèçì äèëàòàíñèè îïðåäåëÿåòñÿ êàê íåîáðàòèìîå óâåëè÷åíèå îáúåìà ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ àãðåãàòîâ ïðè 75
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 3.10. Ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç ÑÃ-3 ïî äàííûì áîêîâîãî êàðîòàæà â ñîïîñòàâëåíèè ñ ãåîòåðìè÷åñêèìè, èçîòîïíûìè äàííûìè è ðåçóëüòàòàìè îáñëåäîâàíèÿ áóðîâîãî ïðîñòðàíñòâà: ρl – êîëîíêà ïðîäîëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñ îêíîì ñêîëüæåíèÿ 360 ì; ρn – òî æå, ïîïåðå÷íîå ñîïðîòèâëåíèå; V – îáúåì ñòâîëà ÑÃ-3 ñ øàãîì 250 ì; He3/He4 – ðàñïðåäåëåíèå èçîòîïíîãî ñîîòíîøåíèÿ ïî ðàçðåçó ÑÃ-3; Q – ïëîòíîñòü òåïëîâîãî ïîòîêà; G – ãåîòåðìè÷åñêèé ãðàäèåíò
ñäâèãå. Óñëîâèÿ ñäâèãà íà ãëóáèíå îáúÿñíÿþòñÿ îäíîâðåìåííûì äåéñòâèåì ëèòîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ è êàñàòåëüíîãî (òàíãåíöèàëüíîãî) íàïðÿæåíèÿ. Ïðè ýòîì íà ãëóáèíå ïîÿâëÿþòñÿ óñëîâèÿ äëÿ ñäâèãîâûõ ÿâëåíèé, êîòîðûå îáúÿñíÿþòñÿ áîëåå áûñòðûì óâåëè÷åíèåì ãîðèçîíòàëüíîé êîìïîíåíòû ãîðíîãî äàâëåíèÿ â ñðàâíåíèè ñ ëèòîñòàòè÷åñêîé, âåðòèêàëüíîé êîìïîíåíòîé. Óñëîâèÿ ñäâèãà ïðèâîäÿò ê ðàçðóøåíèþ ïîðîä íà ãëóáèíå. Ãðàíèöà ðàçðóøåíèÿ ïîêàçàíà íà ôàçîâîé äèàãðàììå ðèñ. 3.11, á. Åþ îïðåäåëÿþòñÿ ÐÒ óñëîâèÿ çîíû äèëàòàíñèè: 0,2ÃÏà ≤ ð ≤ 0,5ÃÏà, 200 °Ñ ≤ Ò ≤ 400 °Ñ.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèìè óñëîâèÿìè çîíà äèëàòàíñèè, èëè èíà÷å çîíà âûïîëàæèâàíèÿ ðàçëîìîâ çàíèìàåò íà êîëîíêå Â. Í. Íèêîëàåâñêîãî (ðèñ. 3.11, ã) äèàïàçîí ãëóáèí 5–17 êì. Íà íàøåé êîëîíêå, êàê óæå îòìå÷àëîñü, çîíà äèëàòàíñèè çàíèìàåò äèàïàçîí ãëóáèí îò 2–3 äî 10 êì, ò. å. ðàñïîëàãàåòñÿ ñóùåñòâåííî âûøå ïî ðàçðåçó (ðèñ. 3.11, á). Íèæå çîíû äèëàòàíñèè, â äèàïàçîíå ãëóáèí îò 17 äî 40 êì íà êîëîíêå Â. Í. Íèêîëàåâñêîãî (ðèñ. 3.11, ã) ðàñïîëàãàåòñÿ îáëàñòü ìåëêîé òðåùèíîâàòîñòè è ïñåâäîïëàñòè÷íîñòè. Ýòà îáëàñòü, îïðåäåëÿåìàÿ åùå êàê çîíà ïîëóõðóïêîãî ñîñòîÿíèÿ çåìíîé êîðû, îãðàíè÷èâàåòñÿ ñíèçó ðàçäåëîì Ìîõî. Íèæå ãðàíèöû Ìîõî ðàñïîëàãàåòñÿ îáëàñòü «èñòèííî ïëàñòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ» ãðàíèòîãíåéñîâûõ ïîðîä, îïðåäåëÿåìàÿ ñëåäóþùèìè òåðìîäèíàìè÷åñêèìè óñëîâèÿìè: ð ≥ 1 ÃÏà, Ò ≥ 600 °Ñ. Ïðè îïðåäåëåíèè ýòîé ãðàíèöû ïðèíÿòà çà îñíîâó ýêñòðàïîëÿöèÿ òåìïåðàòóðíîé êðèâîé ÑÃ-3 â òî÷êó 580 °Ñ íà ãëóáèíå 40 êì (êðèâàÿ 2 íà ðèñ. 3.11, â) (Êðåìåíåöêèé è äð., 1998). 76
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ðèñ. 3.11. Ãåîäèíàìè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ïàðàìåòðîâ «íîðìàëüíîãî» ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà: à – «íîðìàëüíûé» ãëóáèííûé ãåîýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç; 1 – ãðàäèåíòíàÿ ìîäåëü ïî ðåçóëüòàòàì ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è (ðèñ. 3.8); 2 – òî æå, ñëîèñòàÿ ìîäåëü. á – ñòðóêòóðíî-ãåîäèíàìè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà íà ðèñ. 3.11, à ñ ó÷åòîì äàííûõ (Íèêîëàåâñêèé, 1996). 1 – îáâîäíåííàÿ ìîðåíà è âåðõíÿÿ äåçèíòåãðèðîâàííàÿ ÷àñòü êðèñòàëëè÷åñêîãî îñíîâàíèÿ; 2 – âåðõíÿÿ õðóïêàÿ ÷àñòü ëèòîñôåðû ñ ñóáâåðòèêàëüíûìè ðàçëîìàìè; 3 – òî æå ñ íàêëîííûìè è ñóáãîðèçîíòàëüíûìè òðåùèíàìè; 4 – ñðåäíÿÿ ïñåâäîïëàñòè÷íàÿ ÷àñòü ëèòîñôåðû; 4 – íèæíÿÿ ïëàñòè÷íàÿ ëèòîñôåðà. â – òåìïåðàòóðíûå êðèâûå ÑÃ-3 íà ôàçîâîé ïëîñêîñòè çîí äèëàòàíñèè è ïëàñòè÷íîñòè. 1 – çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû îò ãëóáèíû â ÑÃ-3 èçìåðåííàÿ; 2 – ëèíåéíàÿ ýêñòðàïîëÿöèÿ êðèâîé 1 ïî äàííûì (Êðåìåíåöêèé è äð., 1998); 3 – ýêñòðàïîëÿöèÿ êðèâîé 1 ñ ó÷åòîì äàííûõ ýëåêòðîìàãíèòíîãî çîíäèðîâàíèÿ (Æàìàëåòäèíîâ, 1990); 4 – ýêñòðàïîëÿöèÿ êðèâîé 1 ñ ó÷åòîì äàííûõ (Valle, 1951). ã – ñòðóêòóðíî-ãåîäèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü (Íèêîëàåâñêèé, 1996) (óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî íà êîëîíêå á)
Îäíàêî àíàëèç îïèñàííûõ âûøå ðåçóëüòàòîâ ãëóáèííûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ çîíäèðîâàíèé ïîêàçûâàåò, ÷òî òåìïåðàòóðà íà ãëóáèíå 40 êì íå ìîæåò ïðåâûøàòü 400 °Ñ (Æàìàëåòäèíîâ, 1990). Ýòîò âûâîä îñíîâàí íà ñîïîñòàâëåíèè «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà ñ ðåçóëüòàòàìè ëàáîðàòîðíûõ èññëåäîâàíèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè îáðàçöîâ ñóõèõ ãîðíûõ ïîðîä ïðè âûñîêèõ ÐÒ ïàðàìåòðàõ (êðèâàÿ 3 íà ðèñ. 3.11, à). Íàèëó÷øåå ñîâïàäåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ çîíäèðîâàíèÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ëàáîðàòîðíûõ èññëåäîâàíèé íàáëþäàåòñÿ â òîì ñëó÷àå, åñëè òåìïåðàòóðíûé õîä êðèâîé ÑÃ-3 ïðîýêñòðàïîëèðîâàòü íà ãëóáèíó êðèâîé 3 íà ðèñ. 3.11, â. Âåðõíÿÿ êðîìêà çîíû ïëàñòè÷íîñòè â ýòîì ñëó÷àå îïóñêàåòñÿ íà ãëóáèíó ïîðÿäêà 80 êì. Ýòî ñîîòâåòñòâóåò îáëàñòè ýêñïîíåíöèàëüíîãî ñíèæåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ äî 104 Îì·ì è íèæå íà êðèâîé (1) íà ðèñ. 3.11, à. Òàêèì îáðàçîì, ðåçóëüòàòû àíàëèçà «íîðìàëüíîãî» ãåîýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðåçà âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ïî äàííûì çîíäèðîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè â ñîïîñòàâëåíèè ñ äàííûìè Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ïîêàçûâàþò èõ õîðîøåå ñîãëàñèå ñ îñíîâíûìè ïîëîæåíèÿìè òåîðèè äèëàòàíñèîííîé òðåùèíîâàòîñòè Â. Í. Íèêîëàåâñêîãî. Íàðÿäó ñ ýòèì èìåþòñÿ ðàçëè÷èÿ ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëüíûìè è òåîðåòè÷åñêèìè äàííûìè â îöåíêàõ ãëóáèí ïðîÿâëåíèÿ çîíû äèëàòàíñèè è çîíû ïëàñòè÷íîñòè. Ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì ãëóáèííûõ çîíäèðîâàíèé çîíà äèëàòàíñèè ðàñïîëàãàåòñÿ íåñêîëüêî âûøå òåîðåòè÷åñêèõ îöåíîê, à çîíà ïëàñòè÷íîñòè – íèæå. Âîçìîæíî, áîëåå âûñîêîå ïîëîæåíèå çîíû äèëàòàíñèè îáóñëîâëåíî âëèÿíèåì ëóííî-ñîëíå÷íûõ íàïðÿæåíèé. Âî âñÿêîì ñëó÷àå, ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ïîëîæåíèå çîíû äèëàòàíñèè (ñëîÿ ÄÄ) ñîâïàäàåò ñ ãëóáèíîé ðàçâèòèÿ ìàêñèìàëüíûõ âàðèàöèé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè çåìíîé êîðû ïîä äåéñòâèåì ëóííî-ñîëíå÷íûõ ïðèëèâíûõ íàïðÿæåíèé (Æàìàëåòäèíîâ è äð., 2000). Ýòî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî èìåííî ëóííî-ñîëíå÷íûå ñóòî÷íûå ïðèëèâû îáåñïå÷èâàþò ýíåðãåòè÷åñêèé ðåñóðñ, íåîáõîäèìûé äëÿ íèñõîäÿùåãî äâèæåíèÿ ôëþèäîâ âäîëü òåêòîíè÷åñêèõ çîí íàâñòðå÷ó ëèòîñòàòè÷åñêîìó äàâëåíèþ, îòæèìàþùåìó âëàãó ê äíåâíîé ïîâåðõíîñòè. 77
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðàçðåøåíèå ïðèðîäû îòìå÷åííûõ ðàçëè÷èé èìååò çíà÷åíèå äëÿ ôóíäàìåíòàëüíûõ çàäà÷ Ôèçèêè Çåìëè è ïîòðåáóåò ïðîâåäåíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò.  ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé ïîääåðæêó îêàçàëè ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé ôîíä Ä. Ñîðîñà (ãðàíòû RLZ 000 è RLZ-300), ôîíä ÈÍÒÀÑ (ïðîåêò ¹ 1192) è ôîíä ÐÔÔÈ (ãðàíòû 96–05–64387 è 02–05–64708). Àâòîð ãëóáîêî áëàãîäàðåí ñâîèì êîëëåãàì À. Ä. Òîêàðåâó, À. Í. Øåâöîâó è Ò. Ã. Êîðîòêîâîé çà ïîìîùü è ó÷àñòèå â ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò è â îáðàáîòêå äàííûõ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À ñ ì è í ã  . Ý . , Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . , Ñ å ì å í î â  . Þ . , Ò î ê à ð å â À . Ä . Îïûò îáðàáîòêè ÌÒÇ íà Áàëòèéñêîì ùèòå // Ôèçèêà Çåìëè. 1992. ¹ 4. Ñ. 102–106. À ñ ò à ï å í ê î  . Í . , Ô à é í á å ð ã Ý . Á . Ïðèðîäà êîðîâîé àíîìàëèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè Áåëîðóññêîé àíòåêëèçû // Ôèçèêà Çåìëè. 1999. ¹ 5. Ñ. 54–60. Á à ë à ã à í ñ ê è é  .  . , à ë à ç í å â  . Í . , Î ñ è ï å í ê î Ë . à . Ðàííåïðîòåðîçîéñêàÿ ýâîëþöèÿ ñåâåðî-âîñòîêà Áàëòèéñêîãî ùèòà: òåððåéíîâûé àíàëèç // Ãåîòåêòîíèêà. 1998. ¹ 2. Ñ. 16–28. Á å ð ä è ÷ å â ñ ê è é Ì . Í . Ýëåêòðè÷åñêàÿ ðàçâåäêà ìåòîäîì ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ. Ì., 1968. 319 ñ. Á å ð ä è ÷ å â ñ ê è é Ì . Í . , Ä ì è ò ð è å â  . È . Ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêîå çîíäèðîâàíèå ãîðèçîíòàëüíî îäíîðîäíûõ ñðåä. Ì.: «Íåäðà», 1992. Ñ. 162–193.  à í ü ÿ í Ë . Ë . Ýëåêòðîìàãíèòíûå çîíäèðîâàíèÿ. Ì.: Íàó÷íûé ìèð, 1997. 218 ñ.  à í ü ÿ í Ë . Ë . , Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . , Ê à ì å í ñ ê è é À . À . Âîïðîñû îáðàáîòêè ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ äàííûõ íà Êîëüñêîì ïîëóîñòðîâå è èõ ñîâìåñòíîãî àíàëèçà ñ ðåçóëüòàòàìè çîíäèðîâàíèé // Ãåîìàãíèòíûå èññëåäîâàíèÿ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1988. ¹ 31. Ñ. 5–14.  à ð ä à í ÿ í ö È . Ë . Ðàñ÷åòû ìåòîäîì ñåòîê ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ ïîëåé íàä äâóìåðíî-íåîäíîðîäíûìè ñðåäàìè. ×. 1, 2 // Âîïðîñû ãåîôèçèêè. 1978. Âûï. 27. Ñ. 36–40; 1979. Âûï. 28. Ñ. 40–50.  à ñ è í Í . Ä . Í î â è ö ê è é à . Ï . , Ñ ó â î ð î â Å . À . Ðåçóëüòàòû ðàáîò ìåòîäàìè ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÌÒÏ) è òåëëóðè÷åñêèõ òîêîâ (ÌÒÒ) â ñåâåðî-çàïàäíîé ÷àñòè Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà // Ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà Áàëòèéñêîì ùèòå. Ë.: Òðóäû ËÃÈ, 1981. Ò. 39. Ñ. 102–107. à î ð ÿ è í î â Ï . Ì . Íåëèíåéíàÿ òåêòîíèêà. Àïàòèòû: ÊÍÖ ÐÀÍ, 1995. 44 ñ. Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . , È â à í î â À . Ï . , Ê ð ó ë ü Ý . Ë . , Ï î ð à é - Ê î ø è ö À . Ì . Ïåðâûé îïûò ÷àñòîòíîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî çîíäèðîâàíèÿ íà Êîëüñêîì ïîëóîñòðîâå // Ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà Êîëüñêîì ïîëóîñòðîâå. Àïàòèòû: Èçä. ÊÔÀÍ ÑÑÑÐ, 1973. Ñ. 14–21. Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . Ìîäåëü ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ëèòîñôåðû ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèé ñ êîíòðîëèðóåìûìè èñòî÷íèêàìè ïîëÿ (Áàëòèéñêèé ùèò, Ðóññêàÿ ïëàòôîðìà). Ë.: Íàóêà., 1990. 159 ñ. Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . , Ê î â ò ó í À . À . Ñõåìà ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ïàðàìåòðû íîðìàëüíîãî ðàçðåçà // Ñòðîåíèå ëèòîñôåðû Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ì.: ÌÃÊ ÐÀÍ, 1993. Ñ. 86–88. Æàìàëåòäèíîâ À. À., Ìèòðîôàíîâ Ô. Ï., Òîêàðåâ À. Ä., Øåâöîâ À . Í . Âëèÿíèå ëóííî-ñîëíå÷íûõ ïðèëèâíûõ äåôîðìàöèé íà ýëåêòðîïðîâîäíîñòü è ôëþèäíûé ðåæèì çåìíîé êîðû // ÄÀÍ. 2000. Ò. 270, ¹ 2. Ñ. 185–190. Æàìàëåòäèíîâ À. À., Íåâðåòäèíîâ Þ. Ì., Òîêàðåâ À. Ä., Øåâöîâ À . Í . Òåíçîðíîå ÷àñòîòíîå çîíäèðîâàíèå ñ ïðîìûøëåííûìè ËÝÏ ñèñòåìû Êîëýíåðãî // Ì.: ÌÀÊÑ Ïðåññ, 2003. Ïåðâàÿ Âñåðîññ. Øêîëà-ñåìèíàð ïî ýëåêòðîìàãíèòíûì çîíäèðîâàíèÿì Çåìëè. Ñ. 59. Ê ë à á ó ê î â Á . Í . Ôîíîâàÿ è àíîìàëüíàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü çåìíîé êîðû Êàðåëèè // Ôèçèêà Çåìëè. 1996. ¹ 4. Ñ. 72–77. Ê î â ò ó í À . À . , Ì î è ñ å å â Î . Í . , Ó ñ ï å í ñ ê è é Í . È . Ïðîâîäÿùèå çîíû â çåìíîé êîðå íà Áàëòèéñêîì ùèòå ïî äàííûì ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé â äèàïàçîíå 1–100 Ãö // Âîïðîñû ãåîôèçèêè. Ë., 1986. Âûï. 31. Ñ. 3–17. Ê î â ò ó í À . À . Ñòðîåíèå êîðû è âåðõíåé ìàíòèè íà ñåâåðî-çàïàäå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû ïî äàííûì ìàãíèòîòåëëóðè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé. Ë.: Èçä. ËÃÓ, 1989. 284 ñ. Ê î â ò ó í À . À . , Ø å é í ê ì à í À . Ë . Þæíîå îáðàìëåíèå Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ñòðîåíèå ëèòîñôåðû Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ì.: ÌÃÊ ÐÀÍ, 1993. Ñ. 71–76. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèÿ (ìîíîãðàôèÿ ïîä ðåä. Â. Ï. Îðëîâà è Í. Ï. Ëàâåðîâà) // Ì.: ÌÔ «ÒÅÕÍÎÍÅÔÒÅÃÀÇ», 1998. 260 ñ. Ê ð å ì å í å ö ê è é À . À . , È ê î ð ñ ê è é Ñ .  . , Ê à ì å í ñ ê è é È . Ë . , Ñ à ç î í î â À . Ì . Ãåîõèìèÿ ãëóáèííûõ çîí äîêåìáðèéñêîé êîðû // Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ (íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèé). Ì.: ÌÔ «ÒÅÕÍÎÍÅÔÒÅÃÀÇ», 1998. 260 ñ. Ë à ç à ð å â à Í .  . Íåêîòîðûå îñîáåííîñòè ïîâåäåíèÿ åñòåñòâåííîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ íà þæíîì ñêëîíå Áàëòèéñêîãî ùèòà // Âîïð. ðàçâ. ãåîôèç. Ë.: Íåäðà, 1967. Ñ. 25–30. 78
Ãëàâà 3. Ãåîýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà
Ë þ á à â è í Ë . Ì . , Æ à ì à ë å ò ä è í î â À . À . , Ï î æ è ë å í ê î  . È . Ñòðîåíèå þãî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà ïî ðåçóëüòàòàì àýðî- è íàçåìíîé ýëåêòðîðàçâåäêè // Ãåîôèçèêà. 1999. ¹ 3. Ñ. 53–62. Í è ê î ë à å â ñ ê è é  . Í . Êàòàêëàñòè÷åñêîå ðàçðóøåíèå ïîðîä çåìíîé êîðû è àíîìàëèè ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé // Èçâåñòèÿ ÐÀÍ. Ôèçèêà Çåìëè. 1996. ¹ 4. Ñ. 41–50. Ï î æ è ë å í ê î  . È . , à à â ð è ë å í ê î Á .  . , Æ è ð î â Ä .  . , Æ à á è í Ñ .  . Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè // Àïàòèòû: ÌÏÐ ÐÔ, 2002. 359 ñ. Ñ å ì å í î â À . Ñ . Ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðåç êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä äðåâíèõ èòîâ // Âîïðîñû ãåîôèçèêè. Ë.: Èçä. Ëåíèíãð. óí-òà, 1978. Âûï. 27. Ñ. 108–113. Ø å â ö î â À . Í . Ìåòîä ÷àñòîòíîãî çîíäèðîâàíèÿ ïðè èçó÷åíèè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè âåðõíåé ÷àñòè çåìíîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà // Àâòîðåô. äèñ. …êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê. ÑÏáÃÓ, 2001. 21 ñ. Ô è ë è ï ï î â Ì . Ì . Øóíãèòîíîñíûå ïîðîäû Îíåæñêîé ñòðóêòóðû. Ïåòðîçàâîäñê, 2002. 280 ñ. Õ å é ñ ê à í å í Ê . È . Ðàííåïðîòåðîçîéñêèå ñåäèìåíòàöèîííûå áàññåéíû Áàëòèéñêîãî ùèòà: Àâòîðåô. äèñ. …äîêò. ãåîë.-ìèíåð. íàóê. ÑÏá., 1996. 54 ñ. C e r m a k V . , L a s t o v i c k o v a M . Temperature profiles in the Earth of Importance to Deep Electrical Conductivity Models // Pageoph. 1987. V. 125. P. 255–284. G e o e l e c t r i c m o d e l s of the Baltic shield (Ed. by S. E. Hjelt and L. L. Vanyan). Finland, Oulu University, 1989. Report N 16. 249 p. J o n e s A . G . Observations of the electrical asthenosphere beneath Scandinavia // Tectonophysics. 1982. N 90. P. 37–55. K o r j a T . Electrical conductivity distribution of the lithosphere in the central Fennoscandian Shield // Precambrian Research. 1993. N 64. P. 85–108. K o r j a T . a n d t h e B E A R W o r k i n g G r o u p . BEAR, Baltic Electromagnetic Array Research // EUROPROBE News. 1998. N 12. P. 4–5. K r a s n o b a y e v a A . G . , D y a k o n o v B . P . , A s t a f y e v P . F . e t a l . Structure of a north-east part of the Baltic Shield on magnetotelluric data // Izvestiya Acad. of Sci. of USSR. Physics of the Solid Earth. 1981. N 6. P. 65–73. P a j u n p a a K . Magnetometer array studies in Finland – determination of single station transfer functions // J. Geophys. 1984. V. 55. P. 153–160. P a v l e n k o v a N . I . Generalized geophysical model and dynamic properties of the continental crust // Tectonophysics. 1979. V. 59, N 1/4. P. 381–390. R a s m u s s e n T . , Z h a n g P . , P e d e r s e n L . Preliminary results from magnetotelluric measurements along Fennolora profile // The Development of the Deep Geoelectric Model of the Baltic Shield, Oulu Dep. of Geoph. Univ. of Oulu. 1985. Report 8. P. 307–327. R o k i t y a n s k y I . I . Geoelectromagnetic studies of the Baltic and Ukrainian Shields: review of some results // The Development of the Deep Geoelectric Model of the Baltic Shield. Oulu Dep. îf Geoph. Univ. of Oulu. 1985. Report 8. Ð. 110–150. V a l l e P . E . Sull’aumento di temperature nel mantello della terra per compressions adiabatica // Ann. Geofis. 1951. V. 5, N 4. P. 475–478. V e l i k h o v Y e . P . , Z h a m a l e t d i n o v A . A . , B e l ’ k o v I . V . e t a l . Electromagnetic Studies on the Kola Peninsula and in Northern Finland by Means of a Powerfull Controlled Source // Journal of Geodynamics. 1986. N 5. P. 237–256. V e l i k h o v Y e . P . , Z h a m a l e t d i n o v A . A . , S h e v t s o v A . N . e t a l . Deep Electromagnetic Studies with the Use of Powerful ELF Installations // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 1998. V. 34, N 8. P. 615–632. Z h a m a l e t d i n o v A . A . Electron- conducting structures of the North-West of the Kola peninsula and their influence on results of the deep soundings of the Earth Crust // Geod. geophys. Veroff. 1980. V. 111, N 47. Ð. 207–223. Z h a m a l e t d i n o v A . A . , S e m e n o v A . S . Electronically conducting rocks of the crystalline basement and their significance for deep electric soundings // The Development of the Deep Geoelectric Model of the Baltic Shield. Oulu. Dep. of Geoph. 1985. Report 8. Ð. 17–36. Z h a m a l e t d i n o v A . A . , R o n n i n g J . S . , L i l e O . B . e t a l . Geoelectrical investigation with the «Khibiny» source in the Petchenga – Pasvik area. // Geologu of the eastern Finmark – western Kola Peninsula region, (Ed.: Roberts D. & Nordgulen O.). Geolodical Survey of Norvay, Special publication. Trondheim. 1995. N 7. P. 339–348. Z h a m a l e t d i n o v A . A . , S h e v t s o v A . A . , T o k a r e v A . D . , K o r j a T . Frequency electromagnetic sounding of the Earth crust on the territory of the Central Finland granitoid complex // Izvestija of Russian Academy of sciences, Physics of the solid earth. 2002. N 11. P. 54–68. Z h a m a l e t d i n o v A . A . , S e m e n o v V . Y u . , S h e v t s o v A . A . e t a l . Geoelectrical structure of the Baltic shield and its vicinity through the lithosphere and mantle // Acta Geophys. Polonica. 2002. V. 50, N 4. P. 583–606. Z h d a n o v M . S . , F r e n k e l M . A . The solution of the inverse problems on the basis of the analitical continuation of the transient electromagnetic field in the reverse time // J. Geomagn. and Geoelec. 1983. V. 35. P. 747–765.
ÃËÀÂÀ 4 ÃËÓÁÈÍÍÛÅ ÌÎÄÅËÈ ÑÅÂÅÐÀ ÂÎÑÒÎ×ÍÎ-ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÉ ÏËÀÒÔÎÐÌÛ È ÏÐÈËÅÃÀÞÙÈÕ ÐÀÉÎÍΠÎñíîâíûìè ñòðóêòóðíî-òåêòîíè÷åñêèìè ýëåìåíòàìè ñåâåðî-âîñòî÷íîé îêðàèíû Âîñòî÷íîåâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû è ïðèëåãàþùèõ ê íåé òåððèòîðèé â ïðåäåëàõ êîíòèíåíòàëüíîé ÷àñòè Ðîññèè ÿâëÿþòñÿ Ìåçåíñêèé îñàäî÷íûé áàññåéí (ñèíåêëèçà), Òèìàíñêèé êðÿæ è Ïå÷îðñêèé îñàäî÷íûé áàññåéí (ïëèòà) (ðèñ. 4.1). Ñîâðåìåííàÿ ñòåïåíü ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîé èçó÷åííîñòè ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêîâ ðåãèîíà ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àåòñÿ (ðèñ. 4.2). Äëÿ Ìåçåíñêîãî áàññåéíà è Òèìàíñêîãî êðÿæà îíà â öåëîì îòâå÷àåò íà÷àëüíîé ñòàäèè ðåãèîíàëüíîãî ýòàïà èññëåäîâàíèé. Âûïîëíåííûå â ïðåäûäóùèå ãîäû îáúåìû áóðåíèÿ, ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ÊÌÏ è ÌΠè èíòåðïðåòàöèÿ ïîòåíöèàëüíûõ ïîëåé ïîçâîëèëè ñôîðìèðîâàòü êîíöåïòóàëüíûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñòðóêòóðå ÷åõëà è ôóíäàìåíòà. Íî, êàê îêàçàëîñü âïîñëåäñòâèè, ãåîôèçè÷åñêèå äàííûå íóæäàëèñü â çíà÷èòåëüíûõ äîïîëíåíèÿõ è óòî÷íåíèÿõ. Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà ïîêðûòà ñåòüþ ìàëîãëóáèííûõ ïðîôèëåé ÎÃÒ (äî 2–3-õ ñ, äâîéíîå âðåìÿ), îðèåíòèðîâàííûõ íà ðåøåíèå íåôòåãàçîïîèñêîâûõ çàäà÷ è îñâåùàþùèõ ñòðîåíèå ÷åõëà äî ãëóáèíû 3–5 êì. Ãëóáèíà çàëåãàíèÿ ôóíäàìåíòà, ïðåèìóùåñòâåííî â çàïàäíûõ è öåíòðàëüíûõ ðàéîíàõ áàññåéíà, îöåíåíà ïî ðåçóëüòàòàì ðàáîò ÊÌÏÂ. Ãëóáèííûå èññëåäîâàíèÿ ÎÃÒ âûïîëíÿëèñü ñ êîíöà 1980 ãã. íà îòäåëüíûõ ðåãèîíàëüíûõ ïðîôèëÿõ (15-PC, 19-PC, 22-ÐÑ, 27-ÐÑ), êîòîðûå òîëüêî íà îãðàíè÷åííûõ ó÷àñòêàõ èìåëè äëèíó çàïèñè, ïðåâûøàþùóþ 10 ñ. Îñíîâíûå îáúåìû ïðåäûäóùèõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò, ïðåèìóùåñòâåííî ìåòîäàìè ÊÌÏÂ, ÌΠè ÎÃÒ, áûëè âûïîëíåíû «Çàïàäíûì ãåîôèçè÷åñêèì òðåñòîì» (ÇÃÒ) è ÏÃÎ «Ïå÷îðàãåîôèçèêà» (íûíå Ñåâåðãåîôèçèêà). Çíà÷èòåëüíóþ ðîëü â ðàñøèðåíèè çíàíèé î ðåãèîíàëüíîì óñòðîéñòâå íåäð ñûãðàëè ãëóáèííûå ìàòåðèàëû ÃÑÇ-ÌÎÂÇ (ãëóáèííîå ñåéñìè÷åñêîå çîíäèðîâàíèå è ìåòîä îáìåííûõ âîëí çåìëåòðÿñåíèé), ïîëó÷åííûå ÔÃÓÏ Öåíòð ÃÅÎÍ èì. Â. Â. Ôåäûíñêîãî (ðàíåå ÑÐÃÝ ÍÏÎ «Íåôòåãåîôèçèêà») â ïåðèîä ñ 1971 ïî 1985 ãã.  ïðîöåññå ýòèõ èññëåäîâàíèé èñïîëüçîâàëèñü øåñòèêàíàëüíûå ñåéñìîìåòðû ñ àíàëîãîâîé çàïèñüþ, êîòîðûå ðàçìåùàëèñü ÷åðåç 8–12 êì è âûïîëíÿëè ðåãèñòðàöèþ òðåõ êîìïîíåíò ñìåùåíèÿ ïî÷âû.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ ñåéñìè÷åñêèõ ñèãíàëîâ ïðèìåíÿëèñü âçðûâû îò 2 äî 5 ò, ðàñïðåäåëåííûå âäîëü ïðîôèëåé íà ðàññòîÿíèè îò 30 äî 60 êì äðóã îò äðóãà. Íà îòäåëüíûõ ïðîôèëÿõ èñïîëüçîâàëèñü ìèðíûå âçðûâû ïîâûøåííîé ìîùíîñòè. Îäíîâðåìåííî îñóùåñòâëÿëàñü çàïèñü îáìåííûõ âîëí îò äàëåêèõ çåìëåòðÿñåíèé. Ðåàëèçîâàííàÿ ñèñòåìà íàáëþäåíèé, ðåãèñòðàöèÿ è ñîâìåñòíàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ðåôðàãèðîâàííûõ (ïðåëîìëåííûõ), øèðîêîóãîëüíûõ îòðàæåííûõ è îáìåííûõ âîëí, à òàêæå êîíòðîëü ïîñòðîåíèé ðåøåíèåì ïðÿìîé çàäà÷è ñåéñìîðàçâåäêè îáåñïå÷èëè âûñîêóþ íàäåæíîñòü ãåîëîãè÷åñêèõ ðåçóëüòàòîâ. Ãëóáèííûå ìàòåðèàëû ëåãëè â îñíîâó ðåãèîíàëüíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ è ñòðóêòóðíî-òåêòîíè÷åñêèõ ïîñòðîåíèé (ðàçðåçîâ, êàðò), îñâåùàþùèõ ïðèíöèïèàëüíûå çàêîíîìåðíîñòè ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû, Òèìàíñêîãî êðÿæà è Ïå÷îðñêîé ïëèòû (Áåðåçîâñêèé è äð., 1992; Òåêòîíè÷åñêàÿ.., 1996; Àïëîíîâ, 1998; Êîñòþ÷åíêî, 1998; Øàðîâ, Öûáóëÿ, 1998; Êîñòþ÷åíêî è äð., 2000; Ñòðóêòóðà.., 2001; Ìàëûøåâ, 2002; Þäàõèí è äð., 2003; Øàðîâ, 2004). 80
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Êà÷åñòâåííî íîâûé ýòàï èññëåäîâàíèé ñâÿçàí ñ âíåäðåíèåì ñîâðåìåííîãî ìåòîäà ÎÃÒ ñ äëèíîé çàïèñè äî 20–25 ñ (äâîéíîå âðåìÿ), îáåñïå÷èâàþùåé èçó÷åíèå âñåãî ðàçðåçà êîðû âïëîòü äî ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à.  1999–2002 ãã. ÔÃÓÏ «Ñïåöãåîôèçèêà» ïî çàêàçó àëüÿíñà ÷àñòíûõ êîìïàíèé è Ìèíèñòåðñòâà ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ Ðîññèè (ÌÏÐ ÐÔ) âûïîëíèëà ãëóáèííîå ñåéñìè÷åñêîå ïðîôèëèðîâàíèå ýòèì ìåòîäîì ïî ñåðèè ïðîôèëåé, ïåðåñåêàþùèõ çàïàäíóþ, öåíòðàëüíóþ è âîñòî÷íóþ ÷àñòè Ìåçåíñêîãî áàññåéíà è Òèìàíñêèé êðÿæ. Îáùèé îáúåì ðàáîò ñîñòàâèë îêîëî 1 500 ïîã. êì. ÌÏÐ ÐÔ ôèíàíñèðîâàëî òîëüêî îäèí ïðîôèëü, ðàñïîëîæåííûé â ñåâåðî-çàïàäíîé ÷àñòè ðåãèîíà (ðèñ. 4.2).  ðàáîòàõ èñïîëüçîâàëèñü ñåéñìè÷åñêàÿ ñòàíöèÿ I/O-2 è Sercel (SN-388). Äëèíà ãîäîãðàôà ñîñòàâëÿëà 10 050 ì. Ãðóïïû èç 12 ñåéñìîïðèåìíèêîâ ðàñïîëàãàëèñü êàæäûå 44 ì. ×åòûðå-ïÿòü äåñÿòèòîííûõ âèáðàòîðîâ íà áàçå 50 ì îáåñïå÷èâàëè ñåéñìè÷åñêîå âîçáóæäåíèå. Êðàòíîñòü íàáëþäåíèé 50. Îáðàáîòêà ìàòåðèàëîâ âûïîëíÿëàñü íà ñòàíäàðòíûõ ïàêåòàõ ULTRA-SPARC-2 è PROMAX. Êðîìå òîãî, ïðèìåíÿëàñü ñïåöèàëüíàÿ îáðàáîòêà ïî ìåòîäó ÌÄÑ (ìåòîä äèôôåðåíöèàëüíîãî ñóììèðîâàíèÿ). Âûñîêàÿ ðàçðåøèòåëüíàÿ ñïîñîáíîñòü ýòèõ ðàáîò îáåñïå÷èëà ïîëó÷åíèå ïðèíöèïèàëüíûõ äàííûõ î ñòðóêòóðå ÷åõëà è ãëóáèíå çàëåãàíèÿ ôóíäàìåíòà â Ìåçåíñêîì áàññåéíå è ðàñïîçíàâàíèå òîíêèõ ñòðóêòóðíûõ íåîäíîðîäíîñòåé â çåìíîé êîðå èññëåäîâàííûõ ñòðóêòóð. Íà ðàííèõ ñòàäèÿõ èçó÷åíèÿ ðåãèîíà è â äîïîëíåíèå ê ðåäêîé áàçå ôàêòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ïî äàííûì ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé øèðîêîå ðàçâèòèå ïîëó÷èëè ãðàâèìåòðè÷åñêèé è ìàãíèòîìåòðè÷åñêèé ìåòîäû. Ãîñóäàðñòâåííûå ãðàâèòàöèîííûå è ìàãíèòíûå êàðòû ì-áà
Ðèñ. 4.1. Ñòðóêòóðíî-òåêòîíè÷åñêîå ðàéîíèðîâàíèå ñåâåðî-âîñòîêà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû è ïðèëåãàþùèõ òåððèòîðèé. Îñíîâíûå çîíû ðàçëîìîâ (òîëñòûå ëèíèè): WTF – ÇàïàäíîÒèìàíñêàÿ, CTF – Öåíòðàëüíî-Òèìàíñêàÿ, PFZ – Ïðèïå÷îðñêàÿ. Ðèôòû Ìåçåíñêîé ðèôòîâîé ñèñòåìû (óòîëùåííûå îòðåçêè ïîêàçûâàþò ðàñïîëîæåíèå îòäåëüíûõ ãðàáåíîâ): I–I – Îíåæñêî-Äâèíñêèé, II–II – Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêèé, III–III – Ñàôîíîâñêèé. Îáíàæåíèÿ ðèôåéñêèõ êîìïëåêñîâ Òèìàíñêîãî êðÿæà (ó÷àñòêè òåìíî-ñåðîãî öâåòà): 1 – Êàíèí, 2 – Ñåâåðíûé Òèìàí, 3 – ×åòëàññêèé êàìåíü, 4 – Âûìñêèé, 5 – Î÷ïàðìà, 6 – Äæåæèìïàðìà.  ïðåäåëàõ Ïå÷îðñêîé ïëèòû ïðîíóìåðîâàíû: 7 – Ãðÿäà ×åðíûøåâà, 8 – Ãðÿäà ×åðíîâà 81
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.2. Ñõåìà èçó÷åííîñòè Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû, Òèìàíñêîãî êðÿæà è Ïå÷îðñêîé ïëèòû ðåãèîíàëüíûìè ñåéñìè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè. Ïðîôèëè ÃÑÇ-ÌÎÂÇ, âûïîëíåííûå ÔÃÓÏ ÖÐÃÃÈ ÃÅÎÍ â 1971–1985 ãã. (òîëñòûå ëèíèè): 1 – Áåëîå ìîðå – Âîðêóòà, 2 – Ìóðìàíñê – Êûçûë, 3 – Äâèíñêàÿ ãóáà – ð. Ìåçåíü, 4 – ð. Âàãà – Áåëîå ìîðå, 5 – Êèíåøìà – Âîðêóòà, 6 – ×åøñêàÿ ãóáà – Ïàé-Õîé. Äâîéíîé ëèíèåé ïîêàçàíû ïðîôèëè ÃÑÇ, îòðàáîòàííûå Ëåíèíãðàäñêèì ãîðíûì èíñòèòóòîì è ÏÃÎ «Ñåâçàïãåîëîãèÿ». Òîíêèå ëèíèè – ïðîôèëè ÊÌÏÂ, âûïîëíåííûå ÇÃÒ è ÏÃÎ «Ïå÷îðàãåîôèçèêà». Êðóïíûé ïóíêòèð – ïðîôèëü ÎÃÒ, îòðàáîòàííûé ÔÃÓÏ «Ñïåöãåîôèçèêà», 1999–2000 ãã. Ìåëêèé ïóíêòèð – ïðåäûäóùèå ðàáîòû ÌÎÂ. Îñòàëüíûå îáîçíà÷åíèÿ ñì. ðèñ. 4.1
1 : 2 500 000, 1 : 1 000 000, 1 : 200 000 ïîçâîëÿþò îñóùåñòâëÿòü ðàéîíèðîâàíèå òåððèòîðèè è âûïîëíÿòü ïðîôèëüíîå è ïëîùàäíîå (òðåõìåðíîå) ìîäåëèðîâàíèå ñðåäû (Ãàôàðîâ, 1963; Äåäååâ, Çàïîðîæöåâà, 1985; Áåðåçîâñêèé è äð., 1992; Êîñòþ÷åíêî, Ðîìàíþê, 1997; Ismail-Zadeh et al., 1997; Àïëîíîâ, 1998; Kostyuchenko et al., 1999). 4.1. ÌÅÇÅÍÑÊÀß ÑÈÍÅÊËÈÇÀ. ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ Ìåçåíñêàÿ ñèíåêëèçà çàíèìàåò ñåâåðíóþ ÷àñòü Ðóññêîé ïëèòû è îòíîñèòñÿ ê êàòåãîðèè ïåðèêðàòîííûõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Ðàñïîëàãàåòñÿ îíà ìåæäó Áàëòèéñêèì ùèòîì íà çàïàäå, Òèìàíñêèì êðÿæåì íà âîñòîêå è Âîëãî-Óðàëüñêîé àíòåêëèçîé íà þãî-âîñòîêå.  ñåâåðíîì íàïðàâëåíèè ñèíåêëèçà ïðîäîëæàåòñÿ â ïðèáðåæíûå ðàéîíû Áàðåíöåâà ìîðÿ, à ê þãî-çàïàäó – áåç ðåçêî âûðàæåííîé ãðàíèöû – ñî÷ëåíÿåòñÿ ñ Ìîñêîâñêîé (ðèñ. 4.1). Ïîñêîëüêó îñíîâíûå ãåîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè çåìíîé êîðû ñèíåêëèçû äîñòàòî÷íî ïîëíî áûëè ïðèâåäåíû â áîëåå ðàííèõ ïóáëèêàöèÿõ (Áåðåçîâñêèé è äð., 1992; Êîñòþ÷åíêî, 1995, 1998), íèæå îñíîâíîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ íîâûì äàííûì, ñóùåñòâåííî óòî÷íèâøèì îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ è ýâîëþöèè ðåãèîíà.  ðåãèîíàëüíîì ïëàíå ñåäèìåíòàöèîííûå êîìïëåêñû Ìåçåíñêîãî áàññåéíà ìîãóò áûòü ïîäðàçäåëåíû íà íèæíþþ äîêàìåííîóãîëüíóþ ïðåèìóùåñòâåííî òåððèãåííóþ ãåíåòè÷åñêè íåîäíîðîäíóþ òîëùó, ñôîðìèðîâàâøóþñÿ â ìåëêîâîäíî-ìîðñêèõ è êîíòèíåíòàëüíûõ óñëîâèÿõ, 82
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
êàìåííîóãîëüíî-ðàííåïåðìñêèå êàðáîíàòíî-ýâàïîðèòîâûå ìåëêîâîäíî-ìîðñêèå è ëàãóííûå îòëîæåíèÿ è âåðõíåïåðìñêî-êàéíîçîéñêèå òåððèãåííûå ìåëêîâîäíî-ìîðñêèå è êîíòèíåíòàëüíûå íàêîïëåíèÿ. Ãåîäèíàìè÷åñêèå îáñòàíîâêè îáðàçîâàíèÿ íèæíåé òîëùè ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà ýòàï ðèôåéñêîãî ðèôòîãåíåçà, ðèôåé-âåíäñêîãî ïîñòðèôòîâîãî ïîãðóæåíèÿ è ïîñëåäóþùåãî ýïèïëàòôîðìåííîãî íàêîïëåíèÿ. Ñèñòåìà ðèôåéñêèõ êîíòèíåíòàëüíûõ ðèôòîâ, íàìå÷àâøàÿñÿ ðàíåå ïî äàííûì ÊÌÏ è èíòåðïðåòàöèè ãðàâèòàöèîííîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé, ïîëó÷èëà ïîäòâåðæäåíèå â ðåçóëüòàòàõ ðàáîò ÃÑÇ-ÌÎÂÇ Öåíòðà ÃÅÎÍ. Ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû, ñîñòàâëåííûå ïîä ðóêîâîäñòâîì À. Â. Åãîðêèíà, ïîêàçûâàþò íà íàëè÷èå ãëóáîêèõ (äî 4,0–4,5 êì) ãðàáåíîâ íà ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà è îòðàæàþò óòîíåíèå çåìíîé êîðû â îáëàñòè ðèôòîãåíåçà äî 36–32 êì è ìåíåå.  ñðåäíåé ÷àñòè êîðû óñòàíîâëåíà âíóòðèêîðîâàÿ ìàãìàòè÷åñêàÿ êàìåðà, à â ïîäêîðîâûõ ãîðèçîíòàõ ìàíòèè íàìå÷åíû ðåëèêòû «ïàëåîðèôòîâûõ ïîäóøåê» (Êîñòþ÷åíêî, 1995, 1998; Kostyuchenko et al., 1999). Ñóùåñòâåííûå äîïîëíåíèÿ äëÿ ðàñøèôðîâêè îñîáåííîñòåé ñòðîåíèÿ ðèôòîâ ïðèâíåñëè ìàòåðèàëû ãëóáèííîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ ÎÃÒ, ïîëó÷åííûå ÔÃÓÏ «Ñïåöãåîôèçèêà» â 1999–2002 ãã. Âûñîêîðàçðåøàþùèìè ñåéñìè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè ñ èñïîëüçîâàíèåì áëèçâåðòèêàëüíûõ îòðàæåííûõ âîëí ïîêàçàíî, ÷òî ðèôòîâûå ãðàáåíû èìåþò ãëóáèíó äî 7–10 êì è ïî áîðòàì îãðàíè÷åíû íàêëîííûìè ðàçëîìàìè (Ñàïîæíèêîâ è äð., 2003). Ñîâìåñòíûé àíàëèç ïðåäûäóùèõ è ñîâðåìåííûõ ñåéñìè÷åñêèõ, áóðîâûõ è ãðàâèìàãíèòíûõ äàííûõ ïîçâîëÿåò âûäåëèòü Îíåæñêî-Äâèíñêèé, Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêèé è Ñàôîíîâñêèé ðèôòû, îáðàçóþùèå Ìåçåíñêóþ ðèôòîâóþ ñèñòåìó (ðèñ. 4.1). Øèðèíà íàèáîëåå êðóïíîé ðèôòîâîé äîëèíû öåíòðàëüíîãî Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà äîñòèãàåò 150 êì ïðè äëèíå áîëåå 300 êì.  åå ïðåäåëàõ ðàçâèòû îòäåëüíûå ïîëóãðàáåíû øèðèíîé îò ïåðâûõ äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ êèëîìåòðîâ è ãëóáèíîé äî 10 êì (ðèñ. 4.3). Îáîñîáëÿþòñÿ Ïèíåæñêèé, Êóëîéñêèé, Êèìæåíñêèé, Óñòü-Ìåçåíñêèé, Êàðïîãîðñêèé è Ñðåäíå-Ïèíåæñêèé ïîëóãðàáåíû (ïðîíóìåðîâàíû öèôðàìè îò 1 äî 6 íà ðèñ. 4.3). Ðàñïîëîæåííûé çàïàäíåå Îíåæñêî-Äâèíñêèé ðèôò ïðåäñòàâëåí Ñðåäíå-Äâèíñêèì ãðàáåíîì (7 íà ðèñ. 4.3) è Îíåæñêèì ãðàáåíîì íà òåððèòîðèè îäíîèìåííîãî ï-îâà. Ñàôîíîâñêèé ðèôò îáðàçóåò öåïî÷êà ëîêàëüíûõ âïàäèí ãëóáèíîé äî 4,5–5 êì, óõîäÿùèõ íà þãå ïîä íàäâèãîâîå ñîîðóæåíèå Òèìàíñêîãî êðÿæà (Òåêòîíè÷åñêàÿ.., 1996; Koñòþ÷åíêî, 1998).  Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîì ðèôòå íà òåððèòîðèè ìåæäó 42 è 45° â. ä. è ê ñåâåðó îò øèðîòû 64° ðàçëîìû, îãðàíè÷èâàþùèå ãðàáåíû íà ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà, èìåþò ïàäåíèå ê þãî-çàïàäó.  þæíîé ÷àñòè ðèôòà íàáëþäàåòñÿ âñòðå÷íîå ïàäåíèå ðàçëîìîâ êàê ñ âîñòîêà íà çàïàä, òàê è ñ çàïàäà íà âîñòîê. Çàïàäíûé áîðò ÑðåäíåÄâèíñêîãî ãðàáåíà îãðàíè÷èâàåò ñáðîñ ñ ïàäåíèåì ê âîñòîêó. Ìàòåðèàëû áóðåíèÿ ñêâàæèí Óñòü-Íÿôòà-1 è Ñðåäíå-Íÿôòèíñêàÿ-21 â êîìïëåêñå ñ äàííûìè ÎÃÒ ïîçâîëÿþò ðàñøèôðîâàòü ñòðîåíèå ðèôòîâûõ íàêîïëåíèé â Óñòü-Ìåçåíñêîì ãðàáåíå è, ïî àíàëîãèè, â ñîñåäíèõ ãðàáåíîâûõ ñòðóêòóðàõ. Ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêîå ðàñ÷ëåíåíèå îòëîæåíèé â ïîëóãðàáåíàõ âûïîëíåíî Ð. Á. Ñàïîæíèêîâûì (2003), (ðèñ. 4.4, à). Ñîñòàâëåííàÿ ïî ðåçóëüòàòàì îáñóæäåíèÿ ñ íèì ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýâîëþöèè Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà ïîêàçàíà íà ðèñ. 4.4, b. Ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ðèôòîâûå ñòðóêòóðû âûïîëíåíû ðèôåéñêèìè ìåëêîâîäíî-ìîðñêèìè òåððèãåííûìè îòëîæåíèÿìè. Âûäåëÿåòñÿ íåñêîëüêî ñåäèìåíòàöèîííûõ ïà÷åê.  îñíîâàíèè êàæäîé ïà÷êè ðàñïîçíàþòñÿ ñåéñìîôàöèè ïðèëåãàíèÿ, ìàðêèðóþùèå àêòèâíóþ ñòàäèþ ãðàáåíîîáðàçîâàíèÿ, ñîïðîâîæäàåìóþ ðàçëîìíîé òåêòîíèêîé, à â âåðõíåé ÷àñòè ðàñïîëàãàþòñÿ ïàðàëëåëüíûå ñåéñìîôàöèè, ñâèäåòåëüñòâóþùèå î ïëîùàäíîì ìîðñêîì îñàäêîíàêîïëåíèè.  Êóëîéñêîì è Ïèíåæñêîì ãðàáåíåàõ ïðèñóòñòâóþò ÷åòûðå ïà÷êè (A, B, C è D), â Êèìæåíñêîì – òðè (B, C è D), à â Óñòü-Ìåçåíñêîì òîëüêî äâå âåðõíèõ (C è D) (ðèñ. 4.4, à). Ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, çàëîæåíèå ãðàáåíîâ Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîé ðèôòîâîé äîëèíû ïðîèñõîäèëî ïîñòóïàòåëüíî ñ çàïàäà íà âîñòîê è áûëî âûçâàíî ðàñòÿæåíèåì êðàÿ ïëàòôîðìû â ñóáøèðîòíîì (âîñòîê-ñåâåðî-âîñòî÷íîì) íàïðàâëåíèè. Íåîäíîêðàòíûå ýòàïû ãðàáåíîîáðàçîâàíèÿ ñìåíÿëèñü áîëåå ñïîêîéíûìè ïåðèîäàìè ïëîùàäíîãî ñåäèìåíòîãåíåçà.  ïðåäâåíäñêîå âðåìÿ ïðîèçîøëà ðåãèîíàëüíàÿ ýðîçèÿ, âûçâàííàÿ îáùèì ïîäúåìîì òåððèòîðèè, âèäèìî, â ðåçóëüòàòå îáùåãî ñæàòèÿ êîðû. Êàê ñëåäñòâèå, íå èñêëþ÷åíà èíâåðñèÿ äâèæåíèé ïî íàêëîííûì ñáðîñàì (ðèñ. 4.4, b). Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà èëëþñòðèðóåò êîìáèíèðîâàííûé ãëóáèííûé ðàçðåç, ñîñòàâëåííûé ïî ìàòåðèàëàì ÃÑÇ (ÃÅÎÍ, 1985 ã.) è ðàñïîëîæåííîãî ðÿäîì ïðîôèëÿ ÎÃÒ (Ñïåöãåîôèçèêà, 2000 ã.) (ðèñ. 4.5). Ïîä ãðàáåíàìè ôóíäàìåíòà íàáëþäàåòñÿ 83
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.3. Ñòðóêòóðà ôóíäàìåíòà Ìåçåíñêîé ðèôòîâîé ñèñòåìû (êì). Ñïëîøíûå èçîãèïñû – óâåðåííûå, ïóíêòèðíûå – ïðåäïîëàãàåìûå. Òîëñòûå ëèíèè – ðàçëîìû. Öèôðàìè îáîçíà÷åíû îòäåëüíûå ãðàáåíû: 1 – Ïèíåæñêèé, 2 – Êóëîéñêèé, 3 – Êèìæåíñêèé, 4 – Óñòü-Ìåçåíñêèé, 5 – Êàðïîãîðñêèé, 6 – Ñðåäíå-Ïèíåæñêèé, 7 – Ñðåäíå-Äâèíñêèé, 8 – Ñàôîíîâñêèé ðèôò
ïîäúåì ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à àìïëèòóäîé äî 5 êì è áîëåå. Êîíñîëèäèðîâàííàÿ êîðà óòîíåíà äî 27–30 êì. Îáëàñòü ãðàáåíîîáðàçîâàíèÿ îãðàíè÷åíà ñèñòåìîé âñòðå÷íûõ íàêëîííûõ (ëèñòðè÷åñêèõ?) ãëóáèííûõ ðàçëîìîâ, èìåþùèõ çàïàäíûé è âîñòî÷íûé óãëû ïàäåíèÿ.  ñðåäíåé ÷àñòè êîðû â èíòåðâàëå ãëóáèí îò 10–12 êì äî 17–18 êì, â çîíå ðèôòà ñêîðîñòè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí óâåëè÷åíû äî 6,7 êì/ñ, ÷òî ìîæåò áûòü âûçâàíî ìàãìàòè÷åñêèìè ñêîïëåíèÿìè îñíîâíîãî ñîñòàâà. Ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, ýòè îáðàçîâàíèÿ ìàðêèðóþò ìàãìàòè÷åñêóþ ïàëåîêàìåðó, ðàíåå óñòàíîâëåííóþ íà ðàçðåçå ïî ïðîôèëþ ÃÑÇ ã. Ìóðìàíñê – ã. Êûçûë è ïðèâíîñÿùóþ äî 50% ýôôåêòà â Ìåçåíñêèé ãðàâèòàöèîííûé ìàêñèìóì (Êîñòþ÷åíêî, Ðîìàíþê, 1997; Kostyuchenko et al., 1999). Ïðîöåññû ðèôòîãåíåçà íàõîäÿò ñâîå îòðàæåíèå â ãèïñîìåòðèè ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à, êîòîðàÿ ìàðêèðóåò ðàçäåë ìåæäó êîðîé è ìàíòèåé. Ãëóáèíà çàëåãàíèÿ ãðàíèöû ïîä Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçîé â öåëîì èçìåíÿåòñÿ îò 32 äî 44 êì, ïðè ýòîì, ïîä ðèôòîâûìè äîëèíàìè îíà çàëåãàåò âûøå 36 êì (ðèñ. 4.6). Àìïëèòóäà ïîäúåìà ãðàíèöû Ìîõîðîâè÷è÷à â ñðåäíåì ñîñòàâëÿåò 6–7 êì, äîñòèãàÿ 10 êì è áîëåå ïîä ñåâåðíîé ÷àñòüþ Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà. Êàê 84
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.4. Ôðàãìåíò èíòåðïðåòàöèîííîãî ðàçðåçà ïî ëèíèè ÎÃÒ (à) è ñõåìà ýâîëþöèè Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà (b). Ñîñòàâëåíû ñîâìåñòíî ñ Ð. Á. Ñàïîæíèêîâûì: Èíäåêñû A, B, C è D ïîêàçûâàþò ñåéñìîïà÷êè ïðåäïîëîæèòåëüíî îäíîãî âîçðàñòà. Íóìåðàöèÿ ãðàáåíîâ ñîîòâåòñòâóåò ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 4.3. MP1–3 è NP2 – ïîäðàçäåëåíèÿ ðèôåÿ, NP3 – âåíä. Îñòàëüíûå îáúÿñíåíèÿ â òåêñòå
85
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.5. Êîìáèíèðîâàííûé ðàçðåç çåìíîé êîðû Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîãî ðèôòà ïî ëèíèè ïðîôèëÿ Äâèíñêàÿ ãóáà – ð. Ìåçåíü (3 íà ðèñ. 4.2) ïî äàííûì ÃÑÇ è ÎÃÒ. Óòîëùåííûå ëèíèè íà ðàçðåçå îòâå÷àþò ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà è Ìîõîðîâè÷è÷à, à òàêæå ãðàíèöàì â êîðå, ïîñòðîåííûì ïî ðåçóëüòàòàì èíòåðïðåòàöèè P è S-âîëí. Òîíêèå ëèíèè ïîêàçûâàþò ãðàíèöû, ïîñòðîåííûå ïî îäíîìó òèïó âîëí. Ïóíêòèð – ãðàíèöû ïî ðåçóëüòàòàì ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Öèôðû – ñêîðîñòè â êì/ñ: Ð-âîëí (÷èñëèòåëü) è S-âîëí (çíàìåíàòåëü)
Ðèñ. 4.6. Ñõåìà ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à (êì). Ñïëîøíûå ëèíèè – óâåðåííûå, ïóíêòèðíûå – ïðåäïîëàãàåìûå 86
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.7. Ðàñïðåäåëåíèå ñêîðîñòåé Ð-âîëí â êðîâëå âåðõíåé ìàíòèè: MB – Ìåçåíñêèé áàññåéí, T – Òèìàíñêèé êðÿæ, PB – Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà. Îáëàñòè ñ ðàçëè÷íûìè ñêîðîñòíûìè ïàðàìåòðàìè (êì/ñ): 7,8–8,0 – êðóïíûå òî÷êè, 8,1–8,3 – ìåëêèå òî÷êè, 8,4 – òåìíûå ó÷àñòêè. Òåìíûå ïîëîñû – ðàéîí àíèçîòðîïèè ñêîðîñòåé: 8,4 êì/ñ – âäîëü ïîëîñ, 8,1–8,3 êì/ñ – ïîïåðåê
óæå îòìå÷àëîñü ðàíåå, â ïîäêîðîâûõ ãîðèçîíòàõ ìàíòèè ïðèñóòñòâóþò ó÷àñòêè óâåëè÷åííûõ äî 8,4 êì/ñ ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ âîëí, êîòîðûå ìîãóò îòðàæàòü ðåñòèòû ìàãìàòè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ «ðèôòîâûõ ïîäóøåê» (ðèñ. 4.7). 4.2. ÒÈÌÀÍÑÊÈÉ ÊÐßÆ Òèìàíñêèé êðÿæ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðóïíîå ñòðóêòóðíîå ïîäíÿòèå ìåæäó Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçîé è Ïå÷îðñêèì îñàäî÷íûì áàññåéíîì. Ïðîòÿãèâàåòñÿ îí â ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè îò Ïîëþäîâà êðÿæà íà ãðàíèöå Ñðåäíåãî è Ñåâåðíîãî Óðàëà äî ï-îâà Êàíèí â Áàðåíöåâîì ìîðå (ðèñ. 4.1). Îò Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû ñîîòâåòñòâåííî è Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû êðÿæ îòäåëÿåòñÿ çîíîé ãëóáèííîãî ðàçëîìà, òðàññèðóåìîãî ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì ñ êîíòèíåíòà â àêâàòîðèþ Áàðåíöåâà ìîðÿ äî Ìóðìàíñêîãî ïîáåðåæüÿ Êîëüñêîãî ï-îâà. Çäåñü åãî ïðîäîëæåíèå óñòàíàâëèâàåòñÿ íà ñóøå ìåæäó ï-àìè Ñðåäíèé è Ðûáà÷èé è äàëåå íà ï-îâå Âàðàíãåð â Íîðâåãèè (Äåäååâ è äð., 1974; Siedlecka, 1975). Èñòîðèÿ èçó÷åíèÿ Òèìàíñêîãî êðÿæà ïðîäîëæàåòñÿ óæå áîëåå 150 ëåò, ñ òîãî ìîìåíòà, êîãäà ïî çàäàíèþ Ðîññèéñêîé Àêàäåìèè íàóê â 1837 ã. À. Ã. Øðåíê îñóùåñòâèë ïåðâûå èññëåäîâàíèÿ Ñåâåðíîãî Òèìàíà ñ îïèñàíèåì îðîãðàôèè, ãèäðîãðàôèè è íà÷àëüíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñâåäåíèé. Íî äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè äàæå îñíîâíûå ïðåäñòàâëåíèÿ î òåêòîíè÷åñêîì ñòðîåíèè è ïðîèñõîæäåíèè Òèìàíñêîãî êðÿæà îñòàþòñÿ ïðåäìåòîì øèðîêèõ ñïîðîâ è äèñêóññèé. Îäíà èç íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûõ òî÷åê çðåíèÿ, âûñêàçàííàÿ âïåðâûå Í. Ñ. Øàòñêèì, ïîääåðæàííàÿ Ð. À. Ãàôàðîâûì (1963), Â. Ñ. Æóðàâëåâûì (1972), Â. Â. Äåäååâûì, 87
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
È. Â. Çàïîðîæöåâîé (1985), ïîëó÷èâøàÿ äîïîëíèòåëüíîå îáîñíîâàíèå â ìîíîãðàôè÷åñêèõ ðàáîòàõ Â. Ã. Ãåöåíà (1975, 1987), ïîäðàçóìåâàåò ãåîñèíêëèíàëüíûé (ìèîãåîñèíêëèíàëüíûé) ðåæèì ðàçâèòèÿ ñòðóêòóðû â ðèôåéñêîå âðåìÿ. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè ïîä ÷åõîëüíûìè îòëîæåíèÿìè Áîëüøåçåìåëüñêîé òóíäðû è íà ñåâåðå Óðàëà ðàñïîëàãàþòñÿ ýâãåîñèíêëèíàëüíûå êîìïëåêñû. Áàéêàëüñêèé òåêòîãåíåç íà âñåé ýòîé òåððèòîðèè è ïîñëåäóþùåå ïëîùàäíîå îñàäêîíàêîïëåíèå ïðåäîïðåäåëèëè âûäåëåíèå åäèíîé Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïðîâèíöèè â ðàíãå ìîëîäîé ïëàòôîðìû, ãäå îáíàæåíèÿ ðèôåéñêèõ ïîðîä Òèìàíñêîãî êðÿæà ðàññìàòðèâàþòñÿ â êà÷åñòâå âûñòóïîâ ôóíäàìåíòà. Äðóãàÿ êîíöåïöèÿ, âûäâèíóòàÿ Ï. Å. Îôôìàíîì, îòñòàèâàåò ðèôåéñêèé ïëàòôîðìåííûé ðåæèì â îêðóæàþùèõ Ìîñêîâñêîé è Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçàõ è ñóùåñòâîâàíèå íà èõ ñòûêå «àíòåòè÷åñêîãî» âàëà. Ïîñëåäóþùàÿ èäåÿ Í. Ñ. Øàòñêîãî (1946) îá àâëàêîãåííîì ãåíåçèñå Òèìàíñêîé ñòðóêòóðû íà äîðèôåéñêîì öîêîëå áûëà ïîääåðæàíà À. À. Áîãäàíîâûì è Â. Å. Õàèíûì (1968). Çàëîæåíèå óçêîé âíóòðèêðàòîííîé ãåîñèíêëèíàëè íà äîðèôåéñêîì îñíîâàíèè ïðåäïîëàãàëè Ç. È. Öçþ (1964) è Â. À. Ðàçíèöûí (1968).  ïîñëåäíèå ãîäû äîìèíèðóåò ãåîäèíàìè÷åñêàÿ êîíöåïöèÿ ýâîëþöèè Òèìàíñêîãî êðÿæà è ðàñïîëîæåííûõ ê âîñòîêó îò íåãî ñòðóêòóð, ïåðåêðûòûõ îñàäêàìè Ïå÷îðñêîãî áàññåéíà. Ýòà ãèïîòåçà ïîäðàçóìåâàåò íàêîïëåíèå ðèôåéñêèõ òîëù â óñëîâèÿõ êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû, èõ äåôîðìàöèþ è êîíñîëèäàöèþ ñ ôîðìèðîâàíèåì ñêëàä÷àòî-íàäâèãîâîãî ñîîðóæåíèÿ Êàíèíî-Òèìàíñêîé ãðÿäû â ïîçäíåì ðèôåå-âåíäå â ðåçóëüòàòå êîëëèçèè ðàííåäîêåìáðèéñêèõ áëîêîâ (òåððåéíîâ) ê îñòîâó ìàòåðèêà (Ãåöåí, 1991; Êîñòþ÷åíêî, 1994; Îëîâÿíèøíèêîâ è äð., 1996; Olovyanishnikov et al., 1997; Îëîâÿíèøíèêîâ, 1998). Òèìàíñêèé êðÿæ ñëàãàþò ïðåèìóùåñòâåííî òåððèãåííûå îòëîæåíèÿ ðèôåéñêîãî âîçðàñòà (Ãåöåí, 1987; Îëîâÿíèøíèêîâ, 1998). Îíè íàêàïëèâàëèñü â óñëîâèÿõ êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà, ïåðåõîäÿùåãî ê ñåâåðî-âîñòîêó â ìîðñêîé áàññåéí (Olovyanishnikov et al., 1997; Roberts & Siedlecka, 1999).  ñîâðåìåííîì ñîñòîÿíèè ïîðîäû äèñëîöèðîâàíû, ñëàáîìåòàìîðôèçîâàíû (äî çåëåíîñëàíöåâîé ôàöèè òîëüêî â ïðåäåëàõ ï-îâà Êàíèí äîñòèãàþò àìôèáîëèòîâîé ôàöèè) è èíòðóäèðîâàíû ãàááðî-äèàáàçîâûìè òåëàìè è ãðàíèòîèäàìè. Ðåãèîíàëüíóþ ñòðóêòóðó êðÿæà îïðåäåëÿþò Çàïàäíî-Òèìàíñêèé è Öåíòðàëüíî-Òèìàíñêèé ðàçëîìû (ðèñ. 4.1). Çàïàäíî-Òèìàíñêèé ðàçëîì áîëüøèíñòâîì èññëåäîâàòåëåé ðàññìàòðèâàåòñÿ â êà÷åñòâå òåêòîíè÷åñêîé ãðàíèöû Òèìàíñêîãî êðÿæà è Ìåçåíñêîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà. Ïî äàííûì èíòåðïðåòàöèè ðåãèîíàëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëåé 22-PC è 27-PC, ïî ýòîìó ðàçëîìó êðÿæ íàäâèíóò íà âîñòî÷íóþ îêðàèíó áàññåéíà. Ãîðèçîíòàëüíàÿ àìïëèòóäà ñìåùåíèÿ îöåíèâàåòñÿ îêîëî 20–25 êì (Îëîâÿíèøíèêîâ è äð., 1996; Îëîâÿíèøíèêîâ, 1998) è ìîæåò äîñòèãàòü 40–50 êì (Òèìîíèí, 1998). Öåíòðàëüíî-Òèìàíñêèé ðàçëîì òðàññèðóåòñÿ âäîëü öåíòðàëüíîé ÷àñòè ñòðóêòóðû è ðàçäåëÿåò â ðàçëè÷íîé ñòåïåíè äèñëîöèðîâàííûå è ìåòàìîðôèçîâàííûå êîìïëåêñû äîêåìáðèÿ. Ìåíåå èçìåíåííûå ïîðîäû ê çàïàäó îò ðàçëîìà Í. À. Ìàëûøåâ (2002) ðàññìàòðèâàåò â êà÷åñòâå ïåðèêðàòîííûõ îòëîæåíèé, ïðèíàäëåæàùèõ Ìåçåíñêîìó îñàäî÷íîìó áàññåéíó.  ýòîì ñëó÷àå ãðàíèöó êðÿæà ïðåäëàãàåòñÿ ïðîâîäèòü ïî çîíå Öåíòðàëüíî-Òèìàíñêîãî ðàçëîìà. Äëÿ íåãî òàêæå óñòàíîâëåíà íàäâèãîâàÿ ïðèðîäà ñ ïåðåìåùåíèåì ñ âîñòîêà íà çàïàä (ðèñ. 4.8). Îáà ðàçëîìà ñëèâàþòñÿ â îäíó òåêòîíè÷åñêóþ çîíó ê þãó îò Äæåæèìïàðìû (ðèñ. 4.1). Ãëóáèííîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Òèìàíñêîãî êðÿæà îñâåùàåò ðàçðåç, ïîñòðîåííûé ïîä ðóêîâîäñòâîì À. Â. Åãîðêèíà â 1999–2000 ãã. ïî ðåçóëüòàòàì ïåðåèíòåðïðåòàöèè ðàíåå ïîëó÷åííûõ äàííûõ ÃÑÇ-ÌÎÂÇ âäîëü ïðîôèëÿ Áåëîå ìîðå – Âîðêóòà (ðèñ. 4.9, à). Êàê ñëåäóåò èç ðàçðåçà, ìîùíîñòü ðèôåéñêèõ ñëàáîìåòàìîðôèçîâàííûõ ïîðîä êðÿæà äîñòèãàåò 8–10 êì. Ñåéñìè÷åñêèå ñêîðîñòè ïðîäîëüíûõ âîëí (Ð), áëèçêèå 6,0 êì/ñ, è ñêîðîñòè ïîïåðå÷íûõ âîëí (S) â èíòåðâàëå îò 3,5 êì/ñ äî 3,65 êì/ñ, îòðàæàþò èõ ðàçâèòèå íå òîëüêî â ïðåäåëàõ òðàäèöèîííûõ ãðàíèö êðÿæà, íî è íà ðàññòîÿíèè äî 500–600 êì ê âîñòîêó ïîä îñàäî÷íûì ÷åõëîì Ïå÷îðñêîãî áàññåéíà. Äëÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà, ïîäñòèëàþùåãî ðèôåéñêèå îáðàçîâàíèÿ, ñâîéñòâåííû ñêîðîñòè Ð-âîëí îò 6,15 êì/ñ äî 6,35 êì/ñ è S-âîëí – îò 3,65 êì/ñ äî 3,8 êì/ñ. Ïîäîáíûå óïðóãèå ïàðàìåòðû îòâå÷àþò êèñëûì êðèñòàëëè÷åñêèì ïîðîäàì è êîìïëåêñàì àìôèáîëèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà (Christensen & Mooney, 1995; Nikolas & Mooney, 1995; Musacchio et al., 1997). Çàïàäíî-Òèìàíñêèé è âûäåëåííûå ê âîñòîêó îò íåãî ðàçëîìû èìåþò âîñòî÷íîå ïàäåíèå è ïðîíèêàþò íà ãëóáèíó äî 25 êì, ðàññåêàÿ âåðõíþþ è ñðåäíþþ êîðó.  ñðåäíåé ÷àñòè êîðû ãîðíûå êîìïëåêñû õàðàêòåðèçóþòñÿ ñêîðîñòüþ Ð-âîëí 6,37 êì/ñ è Sâîëí 3,84 êì/ñ, â òî âðåìÿ êàê äëÿ íèæíåé êîðû ñîîòâåòñòâóþùèå óïðóãèå ïàðàìåòðû ðàâíû 88
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ðèñ. 4.8. Ñòðóêòóðà Öåíòðàëüíî-Òèìàíñêîãî ðàçëîìà íà ñåéñìè÷åñêîì ðàçðåçå ÎÃÒ ïî ïðîôèëþ 22-ÐÑ (à), (Ìàëûøåâ, 2002) è èíòåðïðåòàöèîííûé ðàçðåç âäîëü ïðîôèëÿ ÎÃÒ 27-ÐÑ (b), (Îëîâÿíèøíèêîâ, 1988) ñ äîïîëíåíèÿìè
6,73 êì/ñ è 3,96 êì/ñ. Ñòðóêòóðíûé ðèñóíîê ðàçðåçà è ñêîðîñòíûå ïàðàìåòðû êîíñîëèäèðîâàííîé ÷àñòè êîðû âäîëü ïðîôèëÿ Áåëîå ìîðå – Âîðêóòà ïîêàçûâàþò, ÷òî åå íèæíèé ôðàãìåíò, ðàñïîëàãàþùèéñÿ ïîä Òèìàíñêèì ñîîðóæåíèåì, ñêîðåå îòíîñèòñÿ ê ó÷àñòêó êîðû Âîñòî÷íî-åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû (ðèñ. 4.9, à è b). 4.3. ÏÅ×ÎÐÑÊÈÉ ÁÀÑÑÅÉÍ Ïå÷îðñêèé îñàäî÷íûé áàññåéí (ïëèòà) íà çàïàäå îãðàíè÷åí Òèìàíñêèì êðÿæåì, íà âîñòîêå è ñåâåðî-âîñòîêå ñêëàä÷àòûìè ñîîðóæåíèÿìè Óðàëà è Ïàé-Õîÿ ñîîòâåòñòâåííî (ðèñ. 4.1).  ñåâåðíîì íàïðàâëåíèè Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà ïðîäîëæàåòñÿ ïîä âîäû Áàðåíöåâà ìîðÿ, çàíèìàÿ, ïî-âèäèìîìó, âñþ åãî þæíóþ øåëüôîâóþ àêâàòîðèþ ìåæäó ï-îì Êàíèí è î. Þæíûé Íîâîé Çåìëè. Âîçðàñò êîíñîëèäàöèè äî÷åõîëüíîãî ñóáñòðàòà ïëèòû, êàê îòìå÷àëîñü âûøå, áîëüøèíñòâîì èññëåäîâàòåëåé ïðèíèìàåòñÿ ðèôåé-ðàííåêåìáðèéñêèì, ïðè ýòîì â îáëàñòè Áîëüøåçåìåëüñêîé è Ìàëîçåìåëüñêîé òóíäð äîïóñêàåòñÿ ïðèñóòñòâèå êðóïíûõ äîðèôåéñêèõ ñðåäèííûõ ìàññèâîâ èëè òåððåéíîâ (Ãåöåí, 1987, 1988, 1991; Áåðëÿíä, 1989). Ñîâðåìåííûå îïðåäåëåíèÿ âîçðàñòà ìàãìàòè÷åñêèõ ïîðîä èç ñêâàæèí ïî öèðêîíàì ñâèäåòåëüñòâóþò î ïîçäíåâåíäñêîì ñòàíîâëåíèè ôóíäàìåíòà (Gee et al., 2000). Äî÷åõîëüíàÿ ïîâåðõíîñòü çàëåãàåò íà îòìåòêàõ îò 89
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
2,0–2,5 êì íà ãðàíèöå ñ Òèìàíñêèì êðÿæåì äî 10–12 êì â âîñòî÷íûõ êðàåâûõ ïðîãèáàõ ïåðåä Óðàëî-Ïàéõîéñêîé ñêëàä÷àòîé îáëàñòüþ (ðèñ. 4.10). Íà çàïàäå òåððèòîðèè îáîñîáëÿåòñÿ Èæìà-Ïå÷îðñêàÿ ñòóïåíü, êîòîðàÿ ñëóæèò ïåðåõîäíîé ìîðôîñòðóêòóðîé ìåæäó Òèìàíñêèì êðÿæåì è ðàñïîëîæåííûìè ê âîñòîêó îò íåå Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêîé è Âåðõíåïå÷îðñêîé äåïðåññèÿìè (Êîñòþ÷åíêî, 1994). Øèðèíà ñòóïåíè äîñòèãàåò 150–180 êì.  åå ïðåäåëàõ äîìèíèðóþò ãëóáèíû â èíòåðâàëå îò 2,5 äî 3,5 êì. Ïî âîñòî÷íîìó êðàþ ïðîñëåæèâàþòñÿ ëîêàëüíûå âàëîîáðàçíûå ïîäíÿòèÿ äî îòìåòîê 3,0 êì è ìåíåå, êîòîðûå ìîãëè îáðàçîâàòüñÿ â ðåçóëüòàòå ñóáãîðèçîíòàëüíûõ òåêòîíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêàÿ ìåãàâïàäèíà çàíèìàåò ñåâåðíóþ ÷àñòü Ïå÷îðñêîé ïëèòû.  þæíîì íàïðàâëåíèè îíà ñìûêàåòñÿ ñ Áîëüøåñûíèíñêèì ïîãðóæåíèåì ôóíäàìåíòà äî 10 êì ïåðåä íàäâèãîâûì ñîîðóæåíèåì Óðàëà.  öåíòðàëüíîé îáëàñòè âïàäèíû çíà÷åíèÿ ãëóáèí çàêëþ÷åíû â èíòåðâàëå îò 4,2 êì äî 6,0 êì, ìàðêèðóÿ àïèêàëüíóþ ÷àñòü Áîëüøåçåìåëüñêîãî ñâîäà. Âäîëü çàïàäíîãî êðàÿ îáîñîáëÿåòñÿ ñèñòåìà óçêèõ (øèðèíîé 30–40 êì) âûòÿíóòûõ â ñåâåðî-çàïàäíîì íàïðàâëåíèè (äî 100 êì) ïðîãèáîâ ãëóáèíîé äî 6–7,5 êì. Ïî çàïàäíîìó èõ ñêëîíó, ïðèìûêàþùåìó ê ÈæìàÏå÷îðñêîé ñòóïåíè, ðàçâèòû óñòóïû ðåëüåôà àìïëèòóäîé äî 1–1,5 êì, ñâÿçàííûå ñ
Ðèñ. 4.10. Ñõåìà ãëóáèí äî ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà â Ïå÷îðñêîì áàññåéíå (êì). Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ ñì. íà ðèñ. 4.1 è 4.6 90
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
çîíîé Ïðèïå÷îðñêîãî ðàçëîìà. Íà ñåâåðå ìåãàâïàäèíû ïî äàííûì ÃÑÇ íà ïðîôèëå ×åøñêàÿ Ãóáà – Ïàé-Õîé (ÃÅÎÍ, 1985 ã.) ðàñïîëàãàåòñÿ ïðîòÿãèâàþùèéñÿ â ñóáøèðîòíîì íàïðàâëåíèè ïðîãèá ñ îòìåòêàìè äî 8,0 êì è áîëåå, êîòîðûé çíà÷èòåëüíî ñîêðàùàåò îáëàñòü Áîëüøåçåìåëüñêîãî ñâîäà, âî âñÿêîì ñëó÷àå, â ñòàâøèõ óæå òðàäèöèîííûìè êîíòóðàõ (Äåäååâ è äð., 1988; Ìàëûøåâ, 2002). Ñ ñåâåðî-âîñòîêà è þãî-âîñòîêà ìåãàâïàäèíó îãðàíè÷èâàþò ýøåëîíèðîâàííûå êóëèñîîáðàçíî ïîäñòàâëÿþùèå äðóã äðóãà âûñòóïû ãðÿäû ×åðíîâà è ×åðíûøåâà ñîîòâåòñòâåííî. Ïåðåä ñêëàä÷àòûìè ñîîðóæåíèÿìè Óðàëà è Ïàé-Õîÿ îáîñîáëÿåòñÿ ðÿä âïàäèí ñ íàèáîëüøåé ãëóáèíîé çàëåãàíèÿ ôóíäàìåíòà (ñ ñåâåðà íà þã): Êîðîòàèõèíñêàÿ (äî 12 êì è áîëåå), Êîñüþ-Ðîãîâñêàÿ (8–10 êì), Áîëüøåñûíèíñêàÿ (äî 10 êì) è Âåðõíåïå÷îðñêàÿ (äî 9 êì).  óñëîâèÿõ îãðàíè÷åííûõ áóðîâûõ äàííûõ è íåîäíîçíà÷íîé èíòåðïðåòàöèè ïîòåíöèàëüíûõ ïîëåé äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåùåñòâåííûõ íåîäíîðîäíîñòåé ôóíäàìåíòà, êîððåñïîíäèðóþùèõñÿ ñ òåêòîíè÷åñêèì ðàéîíèðîâàíèåì, ñîñòàâëåíà ñõåìà ðàñïðåäåëåíèÿ â åãî êðîâëå ñêîðîñòåé ðåôðàãèðîâàííûõ (ïðåëîìëåííûõ) Ð-âîëí (Êîñòþ÷åíêî, 1994) (ðèñ. 4.11).  åå îñíîâå ëåæàò ìàòåðèàëû ÊÌÏ è ÃÑÇ è ðåçóëüòàòû ðàéîíèðîâàíèÿ è êîëè÷åñòâåííîé èíòåðïðåòàöèè
Ðèñ. 4.11. Ðàñïðåäåëåíèå ñêîðîñòåé Ð-âîëí â êðîâëå ôóíäàìåíòà Ïå÷îðñêîãî áàññåéíà (êì/ñ): 5,8 – êðóïíûå òî÷êè; 5,9–6,0 – ñðåäíèå òî÷êè; 6,0–6,1 – ñóáãîðèçîíòàëüíûé øòðèõ, 6,2–6,3 – ìåëêèå òî÷êè; 6,4–6,6 – çàòåìíåííûå ó÷àñòêè. À – Òèìàíñêèé êðÿæ, B – Èæìà-Ïå÷îðñêàÿ ñòóïåíü, Ñ – Õîðåéâåðñêèé äîìåí, D – Ïðåäóðàëüñêèé ïðîãèá 91
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ãðàâèòàöèîííîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé (äâóìåðíîå ñåéñìîïëîòíîñòíîå è òðåõìåðíîå ìàãíèòîìåòðè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå).  çàïàäíîé ÷àñòè ðåãèîíà, îõâàòûâàþùåé Òèìàíñêèé êðÿæ è Èæìà-Ïå÷îðñêóþ ñòóïåíü, ãîñïîäñòâóþò çíà÷åíèÿ ñêîðîñòåé, ðàâíûå 5,9–6,0 êì/ñ, à íà ëîêàëüíûõ ó÷àñòêàõ – 5,8 êì/ñ. Äëÿ ýòîé æå îáëàñòè õàðàêòåðíû îòíîñèòåëüíî ïîíèæåííûå ïëîòíîñòè ïîðîä ôóíäàìåíòà (2,71–2,78 ã/ñì3).  àíîìàëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå ýòà òåððèòîðèÿ îò÷åòëèâî ïðîÿâëÿåòñÿ ñãëàæåííûì îòðèöàòåëüíûì ôîíîì, ñâèäåòåëüñòâóþùèì î ïðåèìóùåñòâåííî íåìàãíèòíûõ èëè ñëàáîìàãíèòíûõ ñâîéñòâàõ îñíîâíîé ìàññû ïîðîä. Ïî ýòèì ïðèçíàêàì ðàñïîçíàåòñÿ ðàçâèòèå â ôóíäàìåíòå ðèôåéñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ ñëàíöåâ íèçøèõ ñòåïåíåé ìåòàìîðôèçìà, àíàëîãè÷íûõ øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûì â ïðåäåëàõ Òèìàíñêîãî êðÿæà. Ñ âîñòîêà «ñëàíöåâàÿ» îáëàñòü îãðàíè÷åíà ëèíåéíîé (ïðîòÿæåííîñòüþ áîëåå 400 êì ïðè øèðèíå 50–100 êì) çîíîé êîíòðàñòíûõ è ïîâûøåííûõ âåëè÷èí ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, ñîâïàäàþùåé ñ ïîëîæåíèåì Ïðèïå÷îðñêîãî ðàçëîìà.  þæíîé åå ÷àñòè ïðåîáëàäàþò ñêîðîñòè 6,4 êì/ñ è áîëåå, à íà ñåâåðå ïðîèñõîäèò ÷åðåäîâàíèå ëîêàëüíûõ ïîëåé ñî çíà÷åíèÿìè îò 5,8 êì/ñ äî 6,4 êì/ñ. Ïëîòíîñòíûå îïðåäåëåíèÿ âàðüèðóþò â èíòåðâàëå 2,82–2,88 ã/ñì3. Çîíó ñîïðîâîæäàþò èíòåíñèâíûå ïîëîæèòåëüíûå àíîìàëèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âñå ýòè îñîáåííîñòè õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ äàííûìè áóðåíèÿ, ïî êîòîðûì â ðàññìàòðèâàåìîì ðàéîíå ðàñïðîñòðàíåíû ãàááðî-äèàáàçîâûå è ãðàíèòîèäíûå àññîöèàöèè ìàãìàòè÷åñêèõ îáðàçîâàíèé, îòâå÷àþùèå òûëîâîé ÷àðêàþ-ïàëüþñêîé è ôðîíòàëüíîé ïðèïå÷îðñêî-èëû÷-÷èêøèíñêîé çîíàì ðèôåéñêîé ïàëåîîñòðîâîäóæíîé ñòðóêòóðû (Áåëÿêîâà, Ñòåïàíåíêî, 1991). Äëÿ òåððèòîðèè Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêîé ìåãàâïàäèíû ñêîðîñòè â êðîâëå ôóíäàìåíòà ñîñòàâëÿþò 6,2–6,3 êì/ñ, à ïëîòíîñòè èçìåíÿþòñÿ îò 2,82 äî 2,9 ã/ñì3, èíîãäà äîñòèãàþò 2,95 ã/ñì3. Ïîäîáíûå ïàðàìåòðû õàðàêòåðíû äëÿ ìåòàìîðôè÷åñêèõ è êðèñòàëëè÷åñêèõ òîëù ñðåäíèõ è âûñîêèõ ñòåïåíåé ìåòàìîðôèçìà, èíòðóäèðîâàííûõ ðàçíîîáðàçíûìè ìàãìàòè÷åñêèìè òåëàìè. ×åðåäóþùèåñÿ ïîëîæèòåëüíûå è îòðèöàòåëüíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè ïîä÷åðêèâàþò ïåòðîãðàôè÷åñêîå ðàçíîîáðàçèå ãîðíûõ ïîðîä, ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, ñëàãàþùèõ äîðèôåéñêèé êðèñòàëëè÷åñêèé ìàññèâ (áëîê) êîðû. Âäîëü âîñòî÷íîé ïåðèôåðèè Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêîé äåïðåññèè è âî âïàäèíàõ Ïðåäóðàëüñêî-Ïàéõîéñêîãî êðàåâîãî ïðîãèáà ñêîðîñòè 6,4 êì/ñ è áîëåå è ïëîòíîñòè 2,96–3,1 ã/ñì3 ïîçâîëÿþò ïðîãíîçèðîâàòü ðàçâèòèå ïîðîä îñíîâíîãî ñîñòàâà. Ïî ãëóáèíå çàëåãàíèÿ ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà íåñêîëüêî îáëàñòåé, ïîä÷åðêèâàþùèõ òåêòîíè÷åñêóþ äåëèìîñòü êîðû (ðèñ. 4.6): Èæìà-Ïå÷îðñêóþ (36–39 êì), Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêóþ (40–44 êì, ïîä çîíîé çàïàäíûõ ëèíåéíûõ ïðîãèáîâ ôóíäàìåíòà äî 46 êì), Ìîðåþñêî-Êîðîòàèõèíñêóþ (34–38 êì) è Ïðåäóðàëüñêî-Ïàéõîéñêóþ (42–48 êì). Ðàñïðåäåëåíèå ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ â êðîâëå ìàíòèè â îñíîâíîé ñâîåé ìàññå íå ïîä÷èíÿåòñÿ ñòðóêòóðíîé äåëèìîñòè âûøåëåæàùåé ÷àñòè ëèòîñôåðû. Òîëüêî íèçêîñêîðîñòíûå ïàðàìåòðû, ðàâíûå 8,0 êì/ñ, îáíàðóæèâàþò ïðîñòðàíñòâåííóþ ñâÿçü ñ ïîëîæåíèåì Ïðèïå÷îðñêîãî ðàçëîìà (ðèñ. 4.7). Ïðèíöèïèàëüíûå ÷åðòû ñòðóêòóðû êîðû áàññåéíà îñâåùàåò ðàçðåç ïî ïðîôèëþ Áåëîå ìîðå – ã. Âîðêóòà (ðèñ. 4.9, à è b). Ïîä ðèôåéñêèìè îáðàçîâàíèÿìè, ñëàãàþùèìè ôóíäàìåíò Òèìàíñêîãî êðÿæà è Èæìà-Ïå÷îðñêîé ñòóïåíè, íàõîäèòñÿ êðèñòàëëè÷åñêàÿ êîðà ìîùíîñòüþ îêîëî 20 êì.  åå âåðõíåé ÷àñòè ñêîðîñòè Ð-âîëí âàðüèðóþò îò 6,15 êì/ñ äî 6,35 êì/ñ, à Sâîëí – îò 3,75 êì/ñ äî 3,8 êì/ñ.  íèæíåé ÷àñòè àíàëîãè÷íûå ïàðàìåòðû ñîñòàâëÿþò 6,37–6,53 êì/ñ è 3,84–3,95 êì/ñ ñîîòâåòñòâåííî. Ýòîò ó÷àñòîê êîðû ñ çàïàäíîé ñòîðîíû (ïî ëèíèè ïðîôèëÿ) ïîäñòèëàåòñÿ ôðàãìåíòîì íèæíåé êîðû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, à ñ âîñòîêà, â îáëàñòè, ïðèëåãàþùåé ê Ïðèïå÷îðñêîìó ðàçëîìó, – êîìïëåêñîì âûñîêîñêîðîñòíûõ ïîðîä (6,7–7,0 êì/ñ è 4,1–4,3 êì/ñ ñîîòâåòñòâåííî), ïî ñâîèì óïðóãèì ñâîéñòâàì, áëèçêèì íèæíåé êîðå Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêîé ìåãàâïàäèíû. Äàííîå îáñòîÿòåëüñòâî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î òåêòîíè÷åñêîì âçàèìîîòíîøåíèè ìåæäó ïåðå÷èñëåííûìè ýëåìåíòàìè.  ïðåäåëàõ ìåãàâïàäèíû êîðà èìååò êîíòèíåíòàëüíûé òèï ñòðîåíèÿ ïî êëàññèôèêàöèè Í. È. Ïàâëåíêîâîé (Pavlenkova, 1996) è Â. Ìóíè è äð. (Mooney et al., 1998). Êîðà Ïðåäóðàëüñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ðåçêî îòëè÷àåòñÿ ïîâûøåííûìè ñêîðîñòíûìè ïàðàìåòðàìè ïî âñåìó ïî÷òè ñîðîêàêèëîìåòðîâîìó âåðòèêàëüíîìó ðàçðåçó: îò 6,5–6,6 êì/ñ â êðîâëå ôóíäàìåíòà äî 7,25 êì/ñ íàä ïîâåðõíîñòüþ Ìîõîðîâè÷è÷à. Ñòðîåíèå åå òðåáóåò äîïîëíèòåëüíîãî èçó÷åíèÿ.  êà÷åñòâå ïðåäâàðèòåëüíîé âåðñèè ìîæíî ðàññìàòðèâàòü ïðåäïîëîæåíèå î ôîðìèðîâàíèè äî÷åõîëüíîãî ñóáñòðàòà â ðåçóëüòàòå ìíîãîêðàòíîãî òåêòîíè÷åñêîãî óìíîæåíèÿ ôðàãìåíòîâ êîðû îêåàíè÷åñêîãî òèïà (Êîñòþ÷åíêî, 1994). 92
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
4.4. ÃÅÎÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÑÏÅÊÒÛ ÝÂÎËÞÖÈÈ ÑÅÂÅÐÎ-ÂÎÑÒÎÊÀ ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÐÎÑÑÈÈ Êîìïëåêñíûé õàðàêòåð ãëóáèííûõ ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ, ïîëó÷åííûõ äëÿ Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû, Òèìàíñêîãî êðÿæà è Ïå÷îðñêîé ïëèòû, è ñîïîñòàâèìîñòü îñíîâíûõ òåêòîíè÷åñêèõ ñîáûòèé, îòâåòñòâåííûõ çà ôîðìèðîâàíèå èõ êîðû, ëåæàò â îñíîâå ãåîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû ýâîëþöèè ñåâåðî-âîñòîêà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû è ïðèëåãàþùèõ ê íåé òåððèòîðèé. Êîíòèíåíòàëüíûé ðèôòîãåíåç, ïîëó÷èâøèé ðàçâèòèå â ðèôåéñêîå âðåìÿ íà ñåâåðî-âîñòî÷íîì îêîí÷àíèè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, ïðåäøåñòâîâàë ôîðìèðîâàíèþ Ìåçåíñêîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà.  ðåçóëüòàòå ðàñòÿæåíèÿ êîðû, ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, â ñóáøèðîòíîì íàïðàâëåíèè ïðîèçîøëî åå óòîíåíèå, ïðîíèêíîâåíèå â ñðåäíþþ ÷àñòü êîðû ìàãìàòè÷åñêèõ ïîðîä îñíîâíîãî ñîñòàâà è çàëîæåíèå ãðàáåíîâ, îãðàíè÷åííûõ, êàê ïðàâèëî, ñ îäíîé ñòîðîíû íàêëîííûìè ñáðîñàìè. Ìàòåðèàëû ÃÑÇ-ÌÎÂÇ è ãëóáèííûõ íàáëþäåíèé ÎÃÒ ïîêàçûâàþò, ÷òî ïëîñêîñòè ýòèõ ñáðîñîâ â ñðåäíåé è íèæíåé ÷àñòè êîðû ñîåäèíÿþòñÿ â çîíó ãëàâíîãî äåòà÷ìåíòà. Ãðàáåíîîáðàçîâàíèå ðàñïðîñòðàíÿëîñü ïîñòåïåííî íà âñå áîëüøóþ òåððèòîðèþ è èìåëî ïóëüñàöèîííûé õàðàêòåð, ñìåíÿÿñü êðàòêîâðåìåííûìè ïåðèîäàìè áîëåå ñïîêîéíîãî ïëîùàäíîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ.  ïðåäåëàõ öåíòðàëüíîé íàèáîëåå øèðîêîé Ëåøóêîíî-Ïèíåæñêîé ðèôòîâîé äîëèíû ïåðâîíà÷àëüíî çàëîæèëèñü Êóëîéñêèé è Ïèíåæñêèé ãðàáåíû.  ïîñëåäóþùåå âðåìÿ ïîëó÷èëè ðàçâèòèå ðàñïîëîæåííûå âîñòî÷íåå Êèìæåíñêèé è, íàêîíåö, Óñòü-Ìåçåíñêèé ãðàáåíû, ìàðêèðóþùèå ãåíåðàëüíîå íàïðàâëåíèå îõâàòà òåððèòîðèè ðàñòÿãèâàþùèìè íàïðÿæåíèÿìè. Ïî îñíîâíûì õàðàêòåðèñòèêàì ñòðîåíèå Ìåçåíñêîé ñèñòåìû ðèôòîâ ïîäîáíî ìíîãèì õîðîøî èçó÷åííûì êîíòèíåíòàëüíûì ðèôòàì: Ðèî-Ãðàíäå, Çàïàäíî- è Öåíòðàëüíî-Àôðèêàíñêîìó, Ïðîâèíöèè Õðåáòîâ è Áàññåéíîâ (Baldridge et al., 1995; Keller et al., 1995; Parsons, 1995). Ïîñêîëüêó ìíîãèå äåòàëè ñòðîåíèÿ êîðû íå ìîãóò áûòü óñòàíîâëåíû èëè áûëè çàòóøåâàíû ïîñëåäóþùèìè ïðåîáðàçîâàíèÿìè, ìåõàíèçì ðèôòîãåíåçà íå ìîæåò áûòü òî÷íî îïðåäåëåí. Ñêîðåå âñåãî, èìåëè ìåñòî ðàçëè÷íûå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ìîäåëÿìè «÷èñòîãî ñäâèãà» (McKenzie, 1978) è «ïðîñòîãî ñäâèãà» (Wernicke, 1985). Ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå èìååò ñìåíà ðàñòÿãèâàþùèõ íàïðÿæåíèé ðåãèîíàëüíûì ñæàòèåì â âåðõíåì âåíäå, âûçâàâøèì îáðàòíîå ïåðåìåùåíèå è ïîäúåì ÷àñòè ðèôòîâûõ íàêîïëåíèé â ëåæà÷åì êðûëå ïî ãðàáåíîîáðàçóþùèì ðàçëîìàì è èõ ïîñëåäóþùóþ ýðîçèþ (ñì. ðèñ. 4.4, b). Èíòåíñèâíîå ïî àìïëèòóäå ðàñòÿæåíèå êîðû â ðèôåéñêîå âðåìÿ ïðîèñõîäèëî íà ïåðèôåðèéíîé ÷àñòè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Êàê ñëåäóåò èç ãåîëîãè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè ñåéñìè÷åñêîãî ðàçðåçà ïî ïðîôèëþ Áåëîå ìîðå – Âîðêóòà (ðèñ. 4.9, b), â ïðåäåëàõ òåððèòîðèè, çàíèìàåìîé Òèìàíñêèì êðÿæåì è Èæìà-Ïå÷îðñêîé ñòóïåíüþ, ïîä äèñëîöèðîâàííûìè ðèôåéñêèìè îòëîæåíèÿìè ñîõðàíèëñÿ ôðàãìåíò òîíêîé êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû, ïîäîáíûé êîðå ýïèêîíòèíåíòàëüíîãî îêðàèííîãî ìîðÿ (ìîùíîñòü îêîëî 20 êì, ñêîðîñòè Ð-âîëí – îò 6,15 êì/ñ â êðîâëå äî 6,53 êì/ñ â ïîäîøâå è S-âîëí – îò 3,75 êì/ñ äî 3,95 êì/ñ ñîîòâåòñòâåííî). Ýòè äàííûå äîïîëíÿþò ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèå óñëîâèÿ äëÿ ýòîãî ðàéîíà, âîññòàíîâëåííûå ïî ãåîëîãè÷åñêèì ìàòåðèàëàì: íàëè÷èå îáñòàíîâîê êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà íà þãî-çàïàäå è ìîðñêèõ íà ñåâåðî-âîñòîêå (Olovyanishnikov et al., 1997; Roberts & Siedlecka, 1999) è îñòðîâíîé äóãè â îáëàñòè ñîâðåìåííîãî ïîëîæåíèÿ Ïðèïå÷îðñêîãî ðàçëîìà íà âîñòî÷íîé ãðàíèöå Èæìà-Ïå÷îðñêîé ñòóïåíè (Áåëÿêîâà, Ñòåïàíåíêî, 1991). Òåêòîíè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ îêðàèííûõ ìîðåé íà êðàþ êîíòèíåíòàëüíîé ïëèòû ñâÿçàíà ñ ðèôòîãåíåçîì è ïîñëåäóþùèì çà íèì ñïðåäèíãîì öåíòðàëüíîãî òèïà (Áîãäàíîâ, 2000). Ïðèçíàêîâ âòîðîé ñòàäèè, ïðèâîäÿùåé ê ðàçðûâó êîðû êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà è ïîÿâëåíèþ ôðàãìåíòîâ îêåàíè÷åñêîé êîðû, â èññëåäóåìîì ðåãèîíå íå óñòàíîâëåíî. Òåì íå ìåíåå, ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü, ÷òî ìàñøòàáû ðàñòÿæåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé äîðèôåéñêîé êîðû ïî ïåðèôåðèè ïëàòôîðìû ïðåâîñõîäèëè ðèôòîîáðàçóþùèå íàïðÿæåíèÿ â îáëàñòè ñîâðåìåííîé Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû. Îðîãåíè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîÿâèâøèåñÿ â ïîçäíåì âåíäå (Gee et al., 2000), ñîïðîâîæäàëèñü âíåäðåíèåì ìàãìàòè÷åñêèõ òåë è ïðèâåëè ê äèñëîêàöèè ðèôåéñêèõ îñàäêîâ è ôîðìèðîâàíèþ â èõ òîëùå íàäâèãîâûõ ñòðóêòóð (ðèñ. 4.8). Ðèôåéñêèå êîìïëåêñû è ôðàãìåíòû êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû îêðàèííîìîðñêîãî çàäóãîâîãî áàññåéíà áûëè íàäâèíóòû íà êðàé Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîãî êðàòîíà (ðèñ. 4.9, b). Ñ ýòèìè ñîáûòèÿìè ìû ñâÿçûâàåì âîçíèêíîâåíèå âäîëü âíåøíåãî áîðòà Èæìà-Ïå÷îðñêîé ñòóïåíè ëèíåéíûõ ïîäíÿòèé. Îäíîâðåìåííî â îáëàñòè ìåçåíñêîãî ðèôòîãåíåçà, â ìåíüøåì ìàñøòàáå, íî âñå æå ïðîÿâèëèñü çàìåòíûå ïðèçíàêè ñæàòèÿ. Ïðè÷èíîé ðåãèîíàëüíûõ íàïðÿæåíèé ñæàòèÿ, àêòèâíî âîçäåéñòâîâàâøèõ íà êîðó îêðàèííîãî ìîðÿ è ðàñïðîñòðàíèâøèõñÿ äàëåå ê çàïàäó íà 93
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
ïðèëåãàþùèå ó÷àñòêè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, áûëà êîëëèçèÿ Äåíèñîâñêî-Õîðåéâåðñêîãî áëîêà êîíòèíåíòàëüíîé êîðû (Õîðåéâåðñêîãî ìèêðîêîíòèíåíòà èëè òåððåéíà) ñ Ïðèïå÷îðñêîé (÷àðêàþ-ïàëüþñêîé è ïðèïå÷îðñêî-èëû÷-÷èêøèíñêîé) îñòðîâíîé äóãîé (Êîñòþ÷åíêî, 1994). Ïîìèìî ñóáãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåìåùåíèé, ðåàëèçîâàííûõ â íàäâèãîâûõ ñòðóêòóðàõ âåðõíåé è ñðåäíåé êîðû, â çîíå êîëëèçèè ïðîèçîøëî ïîãðóæåíèå ÷àñòè îñòðîâíîé äóãè ïîä âîñòî÷íûé ó÷àñòîê «ñîðâàííîé» êîðû îêðàèííîãî ìîðÿ.  ðåçóëüòàòå ñôîðìèðîâàëîñü ëèíåéíîå óòîëùåíèå çåìíîé êîðû ìîùíîñòüþ äî 46 êì (ðèñ. 4.6 è 4.9). Àññèìèëÿöèÿ îòäåëüíûõ ôðàãìåíòîâ îñòðîâíîé äóãè, ïðîíèêøèõ â âåðõíþþ ìàíòèþ, îáúÿñíÿåò ïîÿâëåíèå ïîä îáëàñòüþ êîëëèçèè àíîìàëüíî íèçêèõ ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ âîëí íèæå ãðàíèöû Ìîõîðîâè÷è÷à äî âåëè÷èí 7,8 êì/ñ (ðèñ. 4.7). Àâòîð âûðàæàåò áëàãîäàðíîñòü ãåîëîãàì è ãåîôèçèêàì, ó÷àñòâîâàâøèì â ïîëó÷åíèè ôàêòè÷åñêèõ äàííûõ, ïðèíèìàâøèì ó÷àñòèå â äèñêóññèÿõ è îêàçàâøèì ïîìîùü â ïîäãîòîâêå äàííîé ðàáîòû.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À ï ë î í î â Ñ .  . Ãåîäèíàìèêà Ïå÷îðî-Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà: ïîïûòêà êîìïëåêñíîãî ãåîôèçè÷åñêîãî àíàëèçà // Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí. ×. 2. Îòâ. ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ è Í. Â. Øàðîâ. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. Ñ. 82–108. Á å ë ÿ ê î â à Ë . Ò . , Ñ ò å ï à í å í ê î  . È . Ìàãìàòèçì è ãåîäèíàìèêà áàéêàëèä ôóíäàìåíòà Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû // Èçâ. ÀÍ. Ñåð. Ãåîë., 1991. ¹ 12. Ñ. 106–117. Á å ð å ç î â ñ ê è é  . Ç . , à ó á à é ä ó ë ë è í Ì . à . , Å ã î ð ê è í À .  . è ä ð . Êîìïëåêñèðîâàíèå ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ ïðè èçó÷åíèè ëèòîñôåðû þãî-âîñòî÷íîãî Áåëîìîðüÿ è Ìåçåíñêîé âïàäèíû // Ëèòîñôåðà Öåíòðàëüíîé è Âîñòî÷íîé Åâðîïû: Ìåòîäèêà è ðåçóëüòàòû êîìïëåêñíîé èíòåðïðåòàöèè. Êèåâ: Íàóêîâà äóìêà, 1992. Ñ. 182–192. Á å ð ë ÿ í ä Í . Ò . Òèìàíî-Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà // Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå è ìèíåðàãåíèÿ ÑÑÑÐ. Ë.: Íåäðà, 1989. Ò. 1, êí. 1. Ñ. 45–46. Á î ã ä à í î â À . À . , Õ à è í  . Å . Àññèíòñêàÿ (áàéêàëüñêàÿ) ýðà òåêòîãåíåçà è åå çíà÷åíèå â èñòîðèè Çåìëè â ñâåòå íîâûõ äàííûõ: Âìåñòî ïîñëåñëîâèÿ // Àññèíòñêàÿ òåêòîíèêà â ãåîëîãè÷åñêîì ëèêå Çåìëè. Ì., 1968. Ñ. 207–241. Á î ã ä à í î â Í . À . Î òåêòîíè÷åñêîé ýâîëþöèè îêðàèííûõ ìîðåé // Ïðîáëåìû ãëîáàëüíîé ãåîäèíàìèêè. Ìàòåðèàëû òåêòîíè÷åñêîãî ñåìèíàðà ÎÃÃÃÃÍ ÐÀÍ, 1998–1999 ãã. Îòâ. ðåä. àêàä. Ä. Â. Ðóíäêâèñò. Ì.: ÃÅÎÑ, 2000. Ñ. 159–169. à à ô à ð î â Ð . À . Ñòðîåíèå äîêåìáðèéñêîãî ôóíäàìåíòà ñåâåðà Ðóññêîé ïëàòôîðìû. Òð. ÃÈÍ ÀÍ ÑÑÑÐ, 1963. Âûï. 85. 203 ñ. à å ö å í  . à . Ñòðîåíèå ôóíäàìåíòà Ñåâåðíîãî Òèìàíà è ïîëóîñòðîâà Êàíèí. Ë.: Íàóêà, 1975. 142 ñ. à å ö å í  . à . Òåêòîíèêà Òèìàíà. Ë.: Íàóêà, 1987. 172 ñ. à å ö å í  . à . Ïàëåîòåêòîíèêà ñåâåðî-âîñòîêà Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû â ïîçäíåì ïðîòåðîçîå. Òåêòîíèêà ñåâåðî-âîñòîêà Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Ñûêòûâêàð: Òð. Èà Êîìè ÍÖ Óðî ÀÍ ÑÑÑÐ, 1988. Âûï. 68. Ñ. 32–46. à å ö å í  . à . Ãåîäèíàìè÷åñêàÿ ðåêîíñòðóêöèÿ ðàçâèòèÿ ñåâåðî-âîñòîêà Åâðîïåéñêîé ÷àñòè ÑÑÑÐ äëÿ ïîçäíåïðîòåðîçîéñêîãî ýòàïà. Ãåîòåêòîíèêà. 1991. ¹ 5. Ñ. 26–36. Ä å ä å å â  . À . , Æ ó ð à â ë å â  . Ñ . , Ç à ï î ë ü í î â À . Ê . Òèìàíñêàÿ è Ïå÷îðñêàÿ ñêëàä÷àòûå ñèñòåìû // Ñòðóêòóðà ôóíäàìåíòà ïëàòôîðìåííûõ îáëàñòåé ÑÑÑÐ. Ë., 1974. Ñ. 82–89. Ä å ä å å â  . À . , Ç à ï î ð î æ ö å â à È .  . Çåìíàÿ êîðà åâðîïåéñêîãî ñåâåðî-âîñòîêà ÑÑÑÐ. Ë.: Íàóêà, 1985. 96 ñ. Ä å ä å å â  . À . , Ì à ë û ø å â Í . À . , Þ ä è í  .  . Òåêòîíèêà ïëàòôîðìåííîãî ÷åõëà Ïå÷îðñêîé ïëèòû // Òåêòîíèêà ïëàòôîðìåííûõ îáëàñòåé. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, Ñèá. îòä., 1988. Ñ. 137–150. Æ ó ð à â ë å â  . Ñ . Ñðàâíèòåëüíàÿ òåêòîíèêà Ïå÷îðñêîé, Ïðèêàñïèéñêîé è Ñåâåðîìîðñêîé ýêçîãîíàëüíûõ âïàäèí Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Òð. ÃÈÍ ÀÍ ÑÑÑÐ. 1972. Âûï. 232. 364 ñ. Ê î ñ ò þ ÷ å í ê î Ñ . Ë . Ñòðóêòóðà è òåêòîíè÷åñêàÿ ìîäåëü çåìíîé êîðû Òèìàíî-Ïå÷îðñêîãî áàññåéíà ïî ðåçóëüòàòàì êîìïëåêñíîãî ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîãî èçó÷åíèÿ. Òåêòîíèêà è ìàãìàòèçì Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû / Ìàòåð. Ìåæäóíàð. ñîâåù. «Âíóòðèïëèòíàÿ òåêòîíèêà è ãåîäèíàìèêà îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ». Îïàëèõà, 12–15 ìàÿ 1993 ã. Ì.: Ôîíä «Íàóêà Ðîññèè» Ãåî-èíâýêñ, 1994. Ñ. 121–133. 94
Ãëàâà 4. Ãëóáèííûå ìîäåëè ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
Ê î ñ ò þ ÷ å í ê î Ñ . Ë . Ñòðóêòóðà è òåêòîíè÷åñêàÿ ìîäåëü çåìíîé êîðû Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû ïî ðåçóëüòàòàì êîìïëåêñíîãî ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîãî èçó÷åíèÿ // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 1995. ¹ 5. Ñ. 2–7. Ê î ñ ò þ ÷ å í ê î Ñ . Ë . , Ð î ì à í þ ê Ò .  . Ïðèðîäà ìåçåíñêîãî ãðàâèòàöèîííîãî ìàêñèìóìà // Ôèçèêà Çåìëè. 1997. ¹ 12. Ñ. 3–22. Ê î ñ ò þ ÷ å í ê î Ñ . Ë . Ñòðóêòóðà è îñíîâíûå ÷åðòû òåêòîíèêè êîíòèíåíòàëüíîãî îáðàìëåíèÿ Áàðåíöåâà ìîðÿ, Ìåçåíñêàÿ ñèíåêëèçà // Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí. ×. 2. Îòâ. ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ è Í. Â. Øàðîâ. 1998. Ñ. 109–129. Ê î ñ ò þ ÷ å í ê î Ñ . Ë . , Å ã î ð ê è í À .  . , Ñ î ë î ä è ë î â Ë . Í . Îñîáåííîñòè ñòðóêòóðû è ôèçè÷åñêèõ ïîëåé çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè îòäåëüíûõ ðåãèîíîâ Åâðàçèè // Íîâåéøàÿ òåêòîíèêà, ãåîäèíàìèêà è ñåéñìè÷íîñòü Ñåâåðíîé Åâðàçèè. Îòâ. ðåä. À. Ô. Ãðà÷åâ. Ì.: «Ïðîáåë», 2000. Ñ. 291–308. Ì à ë û ø å â Í . À . Òåêòîíèêà, ýâîëþöèÿ è íåôòåãàçîíîñíîñòü îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ åâðîïåéñêîãî ñåâåðà Ðîññèè. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 2002. 270 ñ. Î ë î â ÿ í è ø í è ê î â  . à . , Á ó ø ó å â À . Ñ . , Ä î õ ñ à í ü ÿ í ö Ý . Ï . Ñòðîåíèå çîíû ñî÷ëåíåíèÿ Ðóññêîé è Ïå÷îðñêîé ïëèò ïî ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì // ÄÀÍ. 1996. Ò. 351, ¹ 1. Ñ. 88–92. Î ë î â ÿ í è ø í è ê î â  . à . Âåðõíèé äîêåìáðèé Òèìàíà è ïîëóîñòðîâà Êàíèí. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 1998. 164 ñ. Ð à ç í è ö û í  . À . Òåêòîíèêà Ñðåäíåãî Òèìàíà. Ì.: Íàóêà, 1968. 121 ñ. Ñ à ï î æ í è ê î â Ð . Á . , × å í á î ð è ñ î â à Ð . Ç . , Á å ð ç è í Ð . à . è ä ð . Ýôôåêòèâíîñòü ñåéñìîðàçâåäêè ÌÎÃÒ ïðè èçó÷åíèè ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Ìåçåíñêîé ñèíåêëèçû // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 2003. ¹ 5. Ñ. 32–35. Ñ ò ð ó ê ò ó ð à ç å ì í î é ê î ð û è âåðõíåé ìàíòèè òåððèòîðèè Ðîññèè â êàðòàõ è ñõåìàõ. Îòâ. ðåä. Ë. Í. Ñîëîäèëîâ, Ñ. Ë. Êîñòþ÷åíêî, À. Ô. Ìîðîçîâ, Í. Í. ßñþëåâè÷ // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 2001. ¹ 2, âêëàäêà. Ò å ê ò î í è ÷ å ñ ê à ÿ ê à ð ò à Áàðåíöåâà ìîðÿ è ñåâåðíîé ÷àñòè åâðîïåéñêîé Ðîññèè. Ì-á 1 : 2 500 000. Áîãäàíîâ Í. À., Õàèí Â. Å., Áîãàòñêèé Â. È., Êîñòþ÷åíêî Ñ. Ë., Ñåíèí Á. Â., Øèïèëîâ Ý. Â., Ñîáîëåâ Ñ. Ô. Ì., 1996. 2 ë. Ò è ì î í è í Í . È . Ïå÷îðñêàÿ ïëèòà: èñòîðèÿ ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ â ôàíåðîçîå. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 1998. 240 ñ. Ö ç þ Ç . È . Îñíîâíûå ÷åðòû òåêòîíè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïðîâèíöèè // Ãåîëîãèÿ íåôòè è ãàçà ñåâåðî-âîñòîêà åâðîïåéñêîé ÷àñòè ÑÑÑÐ. Ì.: Íàóêà, 1964. Ñ. 3–25. Ø à ð î â Í .  . , Ö û á ó ë ÿ Ë . À . Îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ ìàíòèè Ñåâåðíîé Åâðîïû // Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí. ×. 1. Îòâ. ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Í. Â. Øàðîâ. Àïàòèòû: ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. Ñ. 59–70. Ø à ð î â Í .  . Ïîâåðõíîñòü Ìîõîðîâè÷è÷à è òåïëîâîé ïîòîê // Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñåéñìè÷íîñòü Êàðåëüñêîãî ðåãèîíà è åãî îáðàìëåíèÿ. Îòâ. ðåä. Í. Â. Øàðîâ. Ïåòðîçàâîäñê: ÊÍÖ ÐÀÍ, 2004. Ñ. 86–87. Ø à ò ñ ê è é Í . Ñ . Îñíîâíûå ÷åðòû ñòðîåíèÿ è ðàçâèòèÿ Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Ñðàâíèòåëüíàÿ òåêòîíèêà äðåâíèõ ïëàòôîðì // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Ñåð. Ãåîë. 1946. ¹ 1. Ñ. 15–25. Þ ä à õ è í Ô . Í . , Ù ó ê è í Þ . Ê . , Ì à ê à ð î â  . È . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñîâðåìåííûå ãåîäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû â ëèòîñôåðå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 2003. 300 ñ. B a l d r i d g e W . S . , K e l l e r G . R . , H a a k V . e t a l . The Rio Grande Rift / Olsen K. H. Continental Rifts: Evolution, Structure, Tectonics. Elsevier. 1995. P. 233–275. C h r i s t e n s e n N . I . & M o o n e y W . D . Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view. J. // Geophys. Res. 1995. V. 100 (7). P. 9761–9788. G e e D . , B e l i a k o v a L . , P e a s e V . e t a l . Vendian granites in the Neoproterozoic basement beneath the Pechora Basin: new Pb-Pb evaporation ages // Polarforshung. 2000. V. 68. P. 161–170. I s m a i l - Z a d e h A . T . , K o s t y u c h e n k o S . L . , N a i m a r k B . M . The Timan-Pechora Basin (northeastern European Russia): tectonic subsidence analysis and a model of formation mechanism // Tectonophysics. 1997. V. 283. Ð. 205–218. K e l l e r G . R . , W e n d l a n d t R . F . & B o t t M . H . West and Central African rift system // Olsen K. H. Contonental Rifts: Evolution, Structure, Tectonics. Elsevier. 1995. P. 437–449. K o s t y u c h e n k o S . L . , E g o r k i n A . Y . , S o l o d i l o v L . N . Structure and genetic mechanisms of the Precambrian rifs of the East-European Platform in Russia by integrated study of seismic, gravity, and magnetic data // Tectonophysics. 1999. V. 313. P. 9–28. M c K e n z i e D . P . Some remarks on the development of sedimentary basins. Earth Planet // Sci. Lett. 1987. V. 40. P. 25–32. M o o n e y W . D . , L a s k e G . & M a s t e r s T . G . CRUST 5.1: A global crustal model at 5° × 5° // Journal of Geophysical Research. 1998. V. 103 (B 1). P. 727–747. 95
Ëèòîñôåðà ñåâåðà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû
M u s a c c h i o G . , M o o n e y W . D . , L u e t g e r t J . H . & C h r i s t e n s e n N . I . Composition of the crust in the Grenville and Appalachian Provinces of North America inferred from Vp/Vs ratios // Journal of Geophysical Research. 1997. V. 102 (B 7). P. 15225–15241. N i k o l a s I . C h . & M o o n e y W . D . Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view // Journal of Geophysical Research. 1995. V. 100 (B 7). P. 9761–9788. O l o v y a n i s h n i k o v V . G . , S i e d l e c k a A . & R o b e r t s D . Aspects of the geology of the Timans, Russia, and linkages with Varanger Peninsula, NE Norway // NGU-BULL. 1997. V. 433. P. 28–29. P a r s o n s T . The Basin and Range Province // Olsen K. H. Contonental Rifts: Evolution, Structure, Tectonics. Elsevier. 1995. P. 277–324. P a v l e n k o v a N . I . Crust and Upper Mantle Structure in Northern Eurasia from Seismic Data // R. Dmowska and B. Saltzman. Advances in Geophysics. 1996. V. 37. P. 1–133. R o b e r t s D . & S i e d l e c k a A . Baikalian / Cadomian deformation and metamorphism along the northern margin of Baltica, Northwest Russia and Northeast Norway // Proceedings of the International Meeting on Cadomian Orogens, Badajoz, Spain, 26 September – 3 October. 1999. P. 223–228. S i e d l e c k a A . Late Precambrian stratigraphy and structure of the north-eastern margin of the Fennoscandian Shield (East Finmark-Timan Region) // Norges Geologiske Undersokelse. 1975. V. 316. P. 313–348. W e r n i c k e B . Uniform-sense normal simple shear of the continental lithosphere. Can. J. // Earth Sci. 1985. V. 22. P. 108–125.
ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ËÀÏËÀÍÄÑÊÎ-ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÃÎ ÐÅÃÈÎÍÀ
ÃËÀÂÀ 5 ÑÂÎÉÑÒÂÀ, ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ È ÑÎÑÒÎßÍÈÅ ÏÎÐÎÄ Â ÐÀÇÐÅÇÅ ÊÎËÜÑÊÎÉ ÑÂÅÐÕÃËÓÁÎÊÎÉ ÑÊÂÀÆÈÍÛ Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â ïîñëåäíåå âðåìÿ ïî ðàçðåçàì Êîëüñêîé (ÑÃ-3) è äðóãèõ ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí, â òîì ÷èñëå è ïî ìåæäóíàðîäíûì ïðîåêòàì (IGCP-408 UNESCO, INTAS 01-0314) ïîçâîëÿþò ïðåäñòàâèòü ðåàëüíóþ ìîäåëü èçìåíåíèé ñâîéñòâ, ñòðóêòóðû è ñîñòîÿíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä îò ïîâåðõíîñòè äî ãëóáèíû 12 êì è áîëåå.  ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ïîäðîáíî èçó÷åíû ãåîëîãè÷åñêèå, ãåîôèçè÷åñêèå è ïåòðîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè îáúåêòîâ ðàçíîãî èåðàðõè÷åñêîãî óðîâíÿ – ìèíåðàëîâ, ïîðîäíûõ ðàçíîâèäíîñòåé, ãåîëîãè÷åñêèõ òåë, òîëù, ñâèò, êîìïëåêñîâ, ôîðìàöèé è äð. (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984, 1998; Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991; Ñâåðõãëóáîêèå ñêâàæèíû.., 1995). Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ïîëó÷åí ñðàâíèòåëüíî áîëüøîé îáúåì äàííûõ ïî âñåìó ðàçðåçó, âñêðûòîìó ÑÃ-3. Îïðåäåëåíèÿ âûïîëíÿëèñü íà îáðàçöàõ êåðíà, èçâëå÷åííîãî èç ñêâàæèíû, è íà îáðàçöàõ-àíàëîãàõ, îòîáðàííûõ èç ñâèò è òîëù, ïåðåñå÷åííûõ ñêâàæèíîé è âûõîäÿùèõ íà çåìíóþ ïîâåðõíîñòü. Âûïîëíåí ñòðóêòóðíî-òåêñòóðíûé àíàëèç ïîðîä, âñêðûòûõ ïî ðàçðåçó. Èçó÷åí õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ ñêâàæèíû è óñòîé÷èâîñòü åå êîíòóðà â çàâèñèìîñòè îò óïðóãî-ñòðóêòóðíûõ è ïðî÷íîñòíûõ ñâîéñòâ ïîðîä íà ðàçëè÷íûõ ãëóáèíàõ. Âûïîëíåíà îöåíêà ïàðàìåòðîâ ïàëåî- è ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé â ðàçðåçå äî ãëóáèíû 12 262 ì. Ïîëó÷åííûå äàííûå ïîçâîëÿþò îñóùåñòâèòü ïðîãíîç ñâîéñòâ è ñîñòîÿíèÿ ïîðîä â öåëîì äëÿ âåðõíåé è ñðåäíåé ÷àñòåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû. Íèæå ïðèâåäåíû îáîáùåííûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé, âêëþ÷àþùèå êàê íîâûå, òàê è íàèáîëåå çíà÷èìûå äàííûå, ïîëó÷åííûå ðàíåå. 5.1. ÊÐÀÒÊÎÅ ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÐÀÇÐÅÇÀ Êîëüñêàÿ ÑÃ-3 ïðîéäåíà â ñåâåðíîì êðûëå Ïå÷åíãñêîé ãåîñèíêëèíàëè, êîòîðàÿ ñëîæåíà ðèòìè÷íî ïåðåñëàèâàþùèìèñÿ âóëêàíîãåííûìè è òóôîãåííî-îñàäî÷íûìè òîëùàìè, ïðîñòèðàþùèìèñÿ íà ÑÇ 300–310° è ïàäàþùèìè íà ÞÇ ïîä óãëàìè 30–50° (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984). Åå ãåîãðàôè÷åñêîå ïîëîæåíèå ïðèâåäåíî íà ðèñ. 5.1. Ãåîëîãè÷åñêèé ðàçðåç ñêâàæèíû ÑÃ-3, äîñòèãøèé îïåðåæàþùèì ñòâîëîì îòìåòêè 12 262 ì, ïðåäñòàâëåí äâóìÿ êîìïëåêñàìè: ïðîòåðîçîéñêèì è àðõåéñêèì.  ðàçðåçå ñêâàæèíû âûäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèå ôàöèè è ñóáôàöèè ìåòàìîðôèçìà: 1. Ïðåíèò-ïóìïåëëèòîâàÿ ôàöèÿ (0–1 400 ì). 2. Ôàöèÿ çåëåíûõ ñëàíöåâ (1 400–4 900 ì): à) ýïèäîò-õëîðèòîâàÿ ñóáôàöèÿ (1 400–3 200 ì), á) áèîòèò-àêòèíîëèòîâàÿ ñóáôàöèÿ (3 200–4 900 ì). 3. Ýïèäîò-àìôèáîëèòîâàÿ ôàöèÿ (4 900–6 000 ì). 4. Àìôèáîëèòîâàÿ ôàöèÿ (6 000–12 000 ì è ãëóáæå). Íèæå ýòîé ãëóáèíû ïîðîäû ìåòàìîðôèçîâàíû äî àìôèáîëèòîâîé ôàöèè. 97
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 5.1. Ãåîãðàôè÷åñêîå ïîëîæåíèå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû
Èçîòîïíîå äàòèðîâàíèå ïîðîä Ïå÷åíãè èç ðàçðåçà ÑÃ-3 áûëî âûïîëíåíî êàëèé-àðãîíîâûì è ðóáèäèé-ñòðîíöèåâûì ìåòîäàìè. Áèîòèòû, èçâëå÷åííûå èç ðàçíûõ ãëóáèí, èìåþò âîçðàñò îò 1 600 äî 3 130 ìëí ëåò, ïëàãèîêëàçû – îò 920 äî 2 100 ìëí, ìèêðîêëèíû è àìôèáîëû – 460–1 960 ìëí ëåò. Ñîãëàñíî K-Ar è Rb-Sr äàííûì, ïðîãðåññèâíûé çîíàëüíûé ìåòàìîðôèçì Ïå÷åíãè è ðåãðåññèâíûé ìåòàìîðôèçì çàëåãàþùèõ íèæå àðõåéñêèõ ïîðîä èìåþò âîçðàñò 2,1–1,7 ìëðä. Àðõåéñêèå ïîðîäû â ðàçíûå ãîäû áûëè äàòèðîâàíû óðàí-ñâèíöîâûì, ðóáèäèéñòðîíöèåâûì è ñàìàðèé-íåîäèìîâûì ìåòîäàìè (Áàÿíîâà è äð., 2002). Ïðè U-Pb-äàòèðîâàíèè ïî öèðêîíàì ê íàèáîëåå äðåâíèì îáðàçîâàíèÿì â ðàçðåçå ÑÃ-3 îòíåñåíû ïîðîäû àìôèáîëèò-òîíàëèò-ïëàãèîêëàçîâîãî êîìïëåêñà, âõîäÿùèå â ñîñòàâ 10-àðõåéñêîé òîëùè, âîçðàñò êîòîðûõ ñîñòàâëÿåò 2 832+6/–4 è 2 832+6/– 5 ìëí ëåò. Ýòîò âîçðàñò âîñïðèíèìàåòñÿ êàê âðåìÿ ìàãìàòè÷åñêîé êðèñòàëëèçàöèè òîíàëèòîâ (Chen et al., 1994). Âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ ïåãìàòèòîâ â ãíåéñîâûõ òîëùàõ ñîñòàâëÿåò 2 740+10/– 9 ìëí ëåò. Íàèáîëåå ïîçäíåå âðåìÿ èìåþò æèëüíûå òåëà ïîðôèðîâèäíûõ ãðàíèòîâ (1 765±2 ìëí ëåò). Öèðêîíû èç áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ, èçâëå÷åííûõ èç ðàçíûõ ãëóáèí, ïîêàçàëè ðàçíûé âîçðàñò, îêîëî 2 821, 2 740 è 1 765 ìëí ëåò. Ýòî ïîäòâåðæäàåò ìíîãîñòàäèéíóþ èñòîðèþ ôîðìèðîâàíèÿ ãíåéñîâ (Chen et al., 1994). Ìîäåëüíûé âîçðàñò ïëàãèîãðàíèòîèäîâ èç àìôèáîëèò-òîíàëèò-ïëàãèîãðàíèòíîãî êîìïëåêñà ñîñòàâëÿåò 2 918–2 948 ìëí ëåò (Áàÿíîâà è äð., 2002). Ïîäàâëÿþùåå ÷èñëî òèïîâ ìèíåðàëèçàöèè, èçâåñòíûõ íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè, òàêæå çàôèêñèðîâàíî è â êåðíå ÑÃ-3. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ðóäîñîäåðæàùèìè ÿâëÿþòñÿ íå òîëüêî ïðîòåðîçîéñêèå, íî è àðõåéñêèå ïîðîäû. Àðõåéñêèé ðàçðåç ñîäåðæèò ìíîãî ãíåéñîâûõ òåë, ñâÿçàííûõ ñ æåëåçíîé ìèíåðàëèçàöèåé.  îðòîàìôèáîëèòàõ èìååòñÿ òèòàíîìàãíåòèòîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ, ïðîÿâëåíèÿ ìåäíî-íèêåëåâîé, ìåòàëëîâ ïëàòèíîâîé ãðóïïû è ïèðèòîâîé ìèíåðàëèçàöèè. Âñòðå÷àåòñÿ ïîëèìåòàëëüíàÿ, ðåäêîìåòàëëüíàÿ çîëîòîðóäíàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998). Ïîëó÷åííûå äàííûå äîïîëíÿþò ìåòàëëîãåíè÷åñêóþ õàðàêòåðèñòèêó Ïå÷åíãñêîãî áëîêà è ñóùåñòâåííî ðàñøèðÿþò ïåðñïåêòèâû äëÿ ïîèñêà ðóä. Ïðîòåðîçîéñêèé êîìïëåêñ (0–6 842 ì) ñëîæåí âóëêàíîãåííûìè è îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè â ñîîòíîøåíèè 3 : 1. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåíû ìåòàáàçàëüòû è èõ òóôû, ìåíåå – ìåòààíäåçèòû è ìåòàòðàõèàíäåçèòû è ìåòàïèêðèòû, ðèñ. 5.2. Ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû ïðåäñòàâëåíû ôèëëèòàìè, àëåâðîëèòàìè, êàðáîíàòíûìè ïîðîäàìè, ïåñ÷àíèêàìè, ãðàâåëèòàìè, êîíãëîìåðàòàìè. 98
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Ðèñ. 5.2. Ïðîòåðîçîéñêàÿ ÷àñòü ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû: Ñâèòà Ìàòåðò 1–3: 1 – ìåòàáàçàëüòû ïðåíèò-ïóìïåëèèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà, 2 – ïèðîêñåíîâûå è ïèêðèòîâûå ìåòàïîðôèðèòû, 3 – òóôû îñíîâíîãî ñîñòàâà; Æäàíîâñêàÿ ñâèòà 4–8: 4 – òóôîãåííî-îñàäî÷íûå ïîðîäû, 5 – ìåòàôèëëèòû, ìåòààëåâðîëèòû, 6 – àëåâðîëèòû óãëåðîäèñòûå, 7 – ìåòàïåñ÷àíèêè, 8 – ìåòàïåñ÷àíèêè ãðàâåëèòèñòûå è ãðàâåëèòû; Çàïîëÿðíèíñêàÿ ñâèòà 9–10: 9 – ìåòàáàçàëüòû çåëåíîñëàíöåâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà, 10 – òóôîáðåê÷èè, òóôîëàâû è ëàâîáðåê÷èè îñíîâíîãî ñîñòàâà; Ëó÷ëîìïîëüñêàÿ ñâèòà 11–12: 11 – êàðáîíàòíûå ïîðîäû, 12 – òîíêîå ïåðåñëàèâàíèå àðêîçîâûõ ìåòàïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ, ôèëëèòîâ; Ïèðòòèÿðâèíñêàÿ ñâèòà 13–15: 13 – ìåòàáàçàëüòû ýïèäîò-àìôèáîëîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà, 14 – àíäåçèòîâûå ìåòàïîðôèðèòû, 15 – èçìåíåííûå òóôîëàâû, ïîëîñ÷àòûå è ïÿòíèñòûå; Êóâåðíåðèíéîêñêàÿ ñâèòà 16–17: 16 – ìåòàìîðôèçîâàííûå êàðáîíàòíûå ïîðîäû, 17 – êâàðöèòî-ïåñ÷àíèêè; Ìàÿðâèíñêàÿ ñâèòà 18–20: 18 – ïëàãèîêëàç-àìôèáîëîâûå ñëàíöû àìôèáîëèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà, 19 – ìåëàíîêðàòîâûå ïëàãèîêëàç-àìôèáîëîâûå ïîðîäû àìôèáîëèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà, 20 – áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûå ñëàíöû àìôèáîëèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà; Òåëåâèíñêàÿ ñâèòà 21 – ìåòàìîðôèçîâàííûå ãðàâåëèòèñòûå ïåñ÷àíèêè; Àðõåéñêèé êîìïëåêñ 22 – ãíåéñû àðõåéñêîãî îñíîâàíèÿ. Èíòðóçèâíûå ïîðîäû: 23 – ñåðïåíòèíèçèðîâàííûå ïåðèäîòèòû, 24 – ãàááðî-äèàáàçû, 25 – ãàááðî-äèàáàçû ýññåêñèòîâûå, 26 – àíäåçèòîâûå ìåòàïîðôèðèòû; ðóäíàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ: 27 – ìàãíåòèò; 28 – îðóäåíåíèå; òåêòîíè÷åñêèå ïðîöåññû: 29 – áëàñòîìèëîíèòû, 30 – áëàñòîêàòàêëàçèòû, 31 – òåêòîíè÷åñêàÿ áðåê÷èÿ, 32 – ðàçðûâíûå íàðóøåíèÿ 99
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Íà ïðîòÿæåíèè âñåãî êîìïëåêñà âñòðå÷àþòñÿ ïëàñòîâûå èíòðóçèè ãàááðî, óëüòðàîñíîâíûõ ïîðîä, äàöèòîâûõ ïîðôèðèòîâ. Ïå÷åíãñêèé êîìïëåêñ ðàçäåëåí íà Ìàòåðòèíñêóþ (9–1 059 ì), Æäàíîâñêóþ (1 059–2 805 ì), Çàïîëÿðíèíñêóþ (2 805–4 673 ì), Ëó÷ëîìïîëüñêóþ (4 673–4 844 ì), Ïèðòòèÿðâèíñêóþ (4 844–5 642 ì), Êóâåðíåðèíéîêñêóþ (5 642–5 717 ì), Ìàÿðâèíñêóþ (5 717–6 835 ì) è Òåëåâèíñêóþ (6 835–6 842 ì) ñâèòû.  ñðàâíèòåëüíî îäíîðîäíîì è êâàçèèçîòðîïíîì áëîêå ïîðîä äî ãëóáèíû 4 430 ì ïðîÿâëåíèÿ äèñëîêàöèîííîãî ìåòàìîðôèçìà ïðåäñòàâëåíû îòíîñèòåëüíî òîíêèìè øâàìè, âíóòðåííåå ñòðîåíèå êîòîðûõ îïðåäåëÿåòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî ñîñòàâîì âìåùàþùèõ ïîðîä. Ìíîãèå ïîðîäû, íåñìîòðÿ íà íàëîæåííûé ìåòàìîðôèçì îò ïðåíèò-ïóìïåëëèèòîâîé äî çåëåíîñëàíöåâîé ôàöèè, ñîõðàíÿþò ñâîþ ïåðâîíà÷àëüíóþ ñòðóêòóðó, òîãäà êàê â òåêòîíè÷åñêèõ øâàõ ïîðîäû îáëàäàþò ðåçêîé ñëàíöåâàòîñòüþ ñ îò÷åòëèâî âûðàæåííûìè çåðêàëàìè ñêîëüæåíèÿ. Èññëåäîâàíèÿ Â. È. Êàçàíñêîãî (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984, 1998; Êàçàíñêèé è äð., 1985) ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî çîíû ðàññëàíöåâàíèÿ ñîãëàñíîãî òèïà èãðàþò âàæíóþ ðîëü â ñòðóêòóðå Êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà. Îíè âîçíèêëè â ïðîöåññå íàäâèãîâ ñèíõðîííî ñ ïðîãðåññèâíûì ìåòàìîðôèçìîì.  âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà ýòè çîíû ñîñðåäîòî÷åíû â Æäàíîâñêîé ñâèòå è ðàçâèâàþòñÿ íà êîíòàêòàõ ïîðîä ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà. Ñèñòåìíûé àíàëèç òåêòîíîôèçè÷åñêîé èíôîðìàöèè íèæíåïðîòåðîçîéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ÑÃ-3 ïîäòâåðäèë íàëè÷èå â ðàçðåçå íàäâèãîâûõ ñòðóêòóð, îáóñëîâèâøèõ ÷åðåäîâàíèå çîí ñæàòèÿ è ðàñòÿæåíèÿ. Çîíû ðàñòÿæåíèÿ ïðèóðî÷åíû ïðåèìóùåñòâåííî ê òóôîãåííî-îñàäî÷íûì ïîðîäàì, ðàñïîëàãàÿñü â òîëùàõ, îáëàäàþùèõ áîëåå íèçêèìè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, à òàêæå ê êîíòàêòàì êðóïíûõ êîìïëåêñîâ, ñâèò è òîëù, ðåæå ïà÷åê, îòëè÷àþùèõñÿ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè. Ê òàêèì òîëùàì îòíîñÿòñÿ Æäàíîâñêàÿ, Ëó÷ëîìïîëüñêàÿ, Êóâåðíåðèíéîêñêàÿ, Òåëåâèíñêàÿ ñâèòû. Îäíàêî çîíû ðàñòÿæåíèÿ ìîãóò âñòðå÷àòüñÿ è âíóòðè áîëåå ìåëêèõ òåë, ñëàãàþùèõ ýòè òîëùè. Çîíû ðàñòÿæåíèÿ ñîïðîâîæäàþòñÿ ïîâûøåííûìè òðåùèíîâàòîñòüþ è ïðîíèöàåìîñòüþ, òåïëî- è ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ, ãàçî- è âîäîïðèòîêàìè, âûñîêîé êàâåðíîçíîñòüþ ñòâîëà ñêâàæèíû. Ýòè èíòåðâàëû òàêæå îòëè÷àþòñÿ ïîíèæåíèåì ïðî÷íîñòè è ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí â ïîðîäàõ. Çîíû ñæàòèÿ è êâàçèïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ñâÿçàíû ñ âóëêàíîãåííûìè ñâèòàìè è êðóïíûìè âóëêàíîãåííûìè ïîêðîâàìè èëè èíòðóçèâíûìè ïîðîäàìè. Îíè ïðèóðî÷åíû ê âóëêàíîãåííûì ñâèòàì-ïëàñòèíàì: Ìàòåðòèíñêîé, Çàïîëÿðíèíñêîé, Ïèððòèÿðâèíñêîé è Ìàÿðâèíñêîé. Çîíàì ñæàòèÿ îòâå÷àþò íèçêèå òðåùèíîâàòîñòü è ïðîíèöàåìîñòü, òåïëî- è ýëåêòðîïðîâîäíîñòü, ãàçî- è âîäîïðèòîêè è íèçêàÿ êàâåðíîçíîñòü. Çîíû ñæàòèÿ ìîæíî îòëè÷èòü ïî îòíîñèòåëüíî âûñîêèì ñêîðîñòÿì ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ ñåéñìè÷åñêèõ âîëí, âûñîêîé ïðî÷íîñòè ïîðîä.  ýòèõ çîíàõ ïðåîáëàäàþò Â-òåêòîíèòû ñ òåêñòóðîé ñèììåòðèè 4•m.  Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå, ñëîæåííîé ÷åðåäîâàíèåì ðàçëè÷íûõ ñâèò, ãðàíèöû ãåîëîãè÷åñêèõ òåë ÷àñòî ñîïðîâîæäàëèñü ñäâèãàìè, ñìÿòèåì êîíòàêòíûõ ñëîåâ, ñðûâàìè ðàçëè÷íîãî ðàçìåðà. Ñóùåñòâåííàÿ ðàçíèöà â çàëåãàíèè ñâèäåòåëüñòâóåò è î ìàñøòàáå íàäâèãà. Íàïðèìåð, êðîâëÿ Æäàíîâñêîé ñâèòû ñäâèíóòà îòíîñèòåëüíî åå ïîäîøâû â ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè ñ àìïëèòóäîé îêîëî 2 êì. Î íàäâèãîâîì õàðàêòåðå ñìåùåíèÿ âèñÿ÷åãî áîêà ïîêàçûâàåò è ðàñïðåäåëåíèå òðåùèíîâàòîñòè â âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå ÑÃ-3 (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984). Íàèáîëåå ÷åòêî ãåîëîãî-ìèíåðàëîãè÷åñêèå ïðèçíàêè ñòðóêòóðíîé àíèçîòðîïèè ïîðîä ïðîÿâëåíû â áëîêå, ëåæàùåì ãëóáæå 4 430 ì. Íèæå ýòîé îòìåòêè âñå ïîðîäû ðàññëàíöîâàíû, ïðåîáëàäàþò îðèåíòèðîâàííûå òåêñòóðû ñ çàêîíîìåðíîé îðèåíòàöèåé ìåòàìîðôè÷åñêèõ ìèíåðàëîâ è ñîîòâåòñòâóþùåé èì âûñîêîé àíèçîòðîïèåé â çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîé ñâèòû (4 673–4 844 ì). Ýòè ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî â âèñÿ÷åì áîêó ñìåñòèòåëÿ Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà ïîðîäû çàëåãàþò êðó÷å (îò 45 äî 55° ê îñè êåðíà), îäíàêî â ëåæà÷åì áîêó, â èíòåðâàëå 4 673– 6 835 ì, èõ çàëåãàíèå ïîëîæå (îò 70–65° äî 75° ê îñè êåðíà).  çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà âëèÿíèå ëèòîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ îòõîäèò íà âòîðîé ïëàí, âñå äåôîðìèðîâàííûå ïîðîäû àíèçîòðîïíû: ïðåîáëàäàþò òåêñòóðû ñëîèñòî-ñëàíöåâûå, êðèñòàëëîñëàíöåâûå ñèëüíîàíèçîòðîïíûå; êàòàêëàñòè÷åñêèå (áëàñòîêàòàêëàñòè÷åñêèå è áëàñòîìèëîíèòîâûå) – âòîðè÷íî-àíèçîòðîïíûå èëè èçîòðîïíûå. Ïîäîáíàÿ îðèåíòèðîâêà ïîðîä èç çîíû Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà ñîïðîâîæäàåòñÿ ïðîÿâëåíèåì âûñîêîé àíèçîòðîïèè óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä, ñëàãàþùèõ çîíó ðàçëîìà.  çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà øèðîêî ðàñïðîñòðàíåíû S-òåêòîíèòû è R-òåêòîíèòû íà òåêòîíèçèðîâàííûõ ó÷àñòêàõ. S-òåêòîíèòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîðîäû, â êîòîðûõ îïòè÷åñêèå îñè êâàðöà ïàðàëëåëüíû. Òàêîå ðàñïîëîæåíèå îñåé ñâèäåòåëüñòâóåò î ñóùåñòâîâàíèè óñëîâèé 100
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
òðàíñëÿöèîííîãî ñêîëüæåíèÿ. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî óêàçàííûé ðàçëîì ñîâïàäàåò ñ íàêëîííîé ñåéñìè÷åñêîé ãðàíèöåé, èíòåðïðåòèðóåìîé ðàíåå êàê êîíòàêò ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ. Íèæå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà ñòåïåíü ðàññëàíöåâàíèÿ ïîðîä óìåíüøàåòñÿ, íî íà÷èíàÿ ñ îòìåòêè 6 230 ì ñòåïåíü ìåòàìîðôèçìà (àìôèáîëèòîâàÿ ôàöèÿ) è ðàññëàíöåâàíèå ïîðîä óâåëè÷èâàþòñÿ. Áîëåå òîãî, â ãíåéñàõ îòìå÷àþòñÿ òå æå ðèñóíêè ìèêðîñòðóêòóðíûõ äèàãðàìì, ÷òî è â âûøåðàñïîëîæåííûõ òîëùàõ. Ïî êâàðöó íàáëþäàþòñÿ R-òåêòîíèòû ñ ãîðèçîíòàëüíî ðàñïîëîæåííîé îñüþ Â, à ïî ñëþäàì îòìå÷åíû S-òåêòîíèòû ñ îäíèì ìàêñèìóìîì, ïåðïåíäèêóëÿðíûì ñëàíöåâàòîñòè. Àíàëîãè÷íûå äèàãðàììû íàáëþäàþòñÿ â ïðîèçâîäíûõ äèñëîêàöèîííîãî ìåòàìîðôèçìà èç ïîäîøâû Ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà. Âñêðûòàÿ ÷àñòü àðõåéñêîãî êîìïëåêñà (6 842–12 262 êì) ñëîæåíà áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûìè è áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûìè ãíåéñàìè ñ âûñîêîêàëüöèåâûìè ìèíåðàëàìè (ÂÊÌ), ãíåéñàìè ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (ÂÃÌ), àìôèáîëèòàìè è ìåòàóëüòðàáàçèòàìè, ïåãìàòèòàìè è ãðàíèòàìè (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991).  âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå àðõåéñêîãî êîìïëåêñà âûäåëåíî 10 òîëù, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ ðàçëè÷íûì ñîñòàâîì è ñî÷åòàíèåì ñëàãàþùèõ èõ ïîðîä, õàðàêòåðîì ðåãèîíàëüíîãî è äèñëîêàöèîííîãî ìåòàìîðôèçìà, ãðàíèòèçàöèè, ýëåìåíòàìè ïëèêàòèâíîé è äèçúþíêòèâíîé òåêòîíèêè, ðèñ. 5.3. ×åðåäîâàíèå ïîðîä â ðàíãå òîëù îòëè÷àåò ÷åòêàÿ ðèòìè÷íîñòü, íèæíèé ýëåìåíò êîòîðîé ñëîæåí âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè ñ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì êàëüöèÿ, à âåðõíèé îáîãàùåí îòíîñèòåëüíî âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991). Àðõåéñêèé êîìïëåêñ ïðåäñòàâëåí I òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ (6 842–7 622 ì), II òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÊÌ, àìôèáîëèòîâ è òåíåâûõ ìèãìàòèòîâ (7 622–9 456 ì), III òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ (9 456–9 562 ì), IV òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÊÌ, àìôèáîëèòîâ è òåíåâûõ ìèãìàòèòîâ (9 562– 10 144 ì), V òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ (10 144–10 278 ì), VI òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÊÌ, àìôèáîëèòîâ è òåíåâûõ ìèãìàòèòîâ (10 278–10 448 ì), VII òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ (10 448–10 601 ì), VIII òîëùåé àìôèáîëîâûõ ãíåéñîâ, àìôèáîëèòîâ è òåíåâûõ ìèãìàòèòîâ (10 601–11 411 ì), IX òîëùåé ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ (11 411–11 708 ì), X òîëùåé áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûõ ãíåéñîâ ñ ÂÊÌ è âêðàïëåííîñòüþ ìàãíåòèòà (11 708–12 262 ì). Çàëåãàíèå ðàííåïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä, ñëàãàþùèõ Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó, õàðàêòåðèçóåòñÿ ïðîñòèðàíèåì íà ñåâåðî-çàïàä 300–310° è ïàäåíèåì íà þãî-çàïàä ïîä óãëàìè 30–50°.  öåëîì ïîðîäû Êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà çàëåãàþò íà àðõåéñêîì îñíîâàíèè ñ óãëîâûì è ñòðóêòóðíûì íåñîãëàñèåì. Àäåêâàòíàÿ îðèåíòèðîâêà ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ ïîðîä îáúÿñíÿåò ñîõðàíåíèå àçèìóòàëüíîãî íàïðàâëåíèÿ ñêâàæèíû ïðè ïåðåõîäå èç ïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä â àðõåéñêèå â èíòåðâàëå 6 740–7 540 ì. Ñðåäè ïîðîä ñ âòîðè÷íûìè ñòðóêòóðàìè è òåêñòóðàìè çäåñü ïðåîáëàäàþò áëàñòîêàòàêëàçèòû è áëàñòîìèëîíèòû. Ìèêðîñòðóêòóðíîå èçó÷åíèå îáðàçöîâ áëàñòîìèëîíèòîâ è áëàñòîêàòàêëàçèòîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî îíè îáëàäàþò ÷åòêîé è åäèíîîáðàçíîé îðèåíòèðîâêîé ìèíåðàëîâ è ïî ôîðìå, è ïî âíóòðåííåìó ñòðîåíèþ. Òàê, îïòè÷åñêèå îñè (ÎÎ) êâàðöåâûõ ìèíåðàëîâ ðàñïîëàãàþòñÿ ïî òèïó R-òåêòîíèòà è S-òåêòîíèòà «ñïëþùèâàíèÿ» ñ ãîðèçîíòàëüíîé îñüþ âðàùåíèÿ, à ëèñòî÷êè õëîðèòà, áèîòèòà, ìóñêîâèòà – ïðåèìóùåñòâåííî âäîëü ñëàíöåâàòîñòè ïî òèïó S-òåêòîíèòà ñ îäíèì ìàêñèìóìîì, ïåðïåíäèêóëÿðíûì ê ñëàíöåâàòîñòè.  ëåïèäîãðàíîáëàñòè÷åñêèõ àãðåãàòàõ, îòâå÷àþùèõ ïëîñêîñòÿì ïðåèìóùåñòâåííîãî ñêîëüæåíèÿ, ÎÎ òàëüêîâûõ ÷åøóåê îáðàçóþò îò÷åòëèâûé ìàêñèìóì, ïåðïåíäèêóëÿðíûé ê ñëàíöåâàòîñòè, à ÎÎ êàëüöèòîâûõ çåðåí ðàñïîëàãàþòñÿ áåñïîðÿäî÷íî.  êðóïíîçåðíèñòûõ êàëüöèòîâûõ ëèíçàõ íàìå÷àåòñÿ òåíäåíöèÿ ê ïîÿñêîâîìó ðàñïîëîæåíèþ ÎÎ êàðáîíàòíûõ çåðåí, è ìèêðîñòðóêòóðíàÿ äèàãðàììà èìååò âèä, ïåðåõîäíûé îò R-òåêòîíèòà ê S-òåêòîíèòó.  àðõåéñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïîðîäàõ, ñëàãàþùèõ ïåðâóþ òîëùó (Òàëüèíñêóþ ñâèòó ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ), â èíòåðâàëå 6 842–7 622 ì íàáëþäàþòñÿ òå æå óçîðû ìèêðîñòðóêòóðíûõ äèàãðàìì ïî êâàðöó (R-òåêòîíèòû ñ ãîðèçîíòàëüíî ðàñïîëîæåííîé îñüþ Â) è ñëþäàì (S-òåêòîíèòû ñ îäíèì ìàêñèìóìîì, ïåðïåíäèêóëÿðíûì ñëàíöåâàòîñòè), êàê è â êðèñòàëëîñëàíöàõ èç ïîäîøâû Êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà, ïîäâåðãøèõñÿ äèñëîêàöèîííîìó ìåòàìîðôèçìó. Ýòè îñîáåííîñòè ïîäòâåðæäàþò âûâîäû ãðóïïû èññëåäîâàòåëåé (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984; Êàçàíñêèé è äð., 1985) î òåêòîíè÷åñêîì ïðîèñõîæäåíèè ñëàíöåâàòîñòè â ãíåéñàõ ñ ÂÃÌ, çàëåãàíèå êîòîðîé ñîâïàäàåò ñ îðèåíòèðîâêîé ðåëèêòîâîé ñëîèñòîñòè.  öåëîì â àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ïî ñòðóêòóðíûì è òåêñòóðíûì ïðèçíàêàì, íà îñíîâå ÷åòêî âûðàæåííûõ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ – ïîëîñ÷àòîñòè, ñëàíöåâàòîñòè è ëèíåéíîñòè âûäåëÿþòñÿ òðè òèïà îñíîâíûõ òåêñòóð, ðèñ. 5.4. Òèï à ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîðîäó ñ ÷åòêî 101
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 5.3. Àðõåéñêàÿ ÷àñòü ðàçðåçà ÑÃ-3. Êàðåëüñêèé êîìïëåêñ: 1 – êîñîñëîèñòûå ìåòàïåñ÷àíèêè ñ ïðîñëîÿìè êîíãëîìåðàòîâ, 2 – ìåòàìîðôèçîâàííàÿ êîðà âûâåòðèâàíèÿ: Êîëüñêî-áåëîìîðñêèé êîìïëåêñ: 3 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (ÂÃÌ), 4 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû ñ âûñîêîêàëüöèåâûìè ìèíåðàëàìè (ÂÊÌ), 5 – àìôèáîë-ìàãíåòèò-êâàðöåâûå ñëàíöû (æåëåçèñòûå êâàðöèòû), ýïèäîò-ìàãíåòèò-áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûå ñëàíöû è îäíîèìåííûå ãíåéñû, 7 – ìåòàêîíãëîìåðàòû; ïàðààìôèáîëèòû: 8 – ýïèäîòáèîòèò-ðîãîâîîáìàíêîâûå, 9 – êëèíîïèðîêñåí-ðîãîâîîáìàíêîâûå (ýïèäîòñîäåðæàùèå), 10 – ãðàíàò-ðîãîâîîáìàíêîâûå, 11 – êóììèíãòîíèò-ðîãîâîîáìàíêîâûå; îðòîàìôèáîëèòû âûñîêîòèòàíîæåëåçèñòûõ äîëåðèòîâ è ïèêðèòîâ: 12 – àïîäèàáàçîâûå (ðîãîâîîáìàíêîâûå, áëàñòîìèíäàëåêàìåííûå), 13 – àïîãàááðîâûå (ñôåí- è äèîïñèäñîäåðæàùèå ðîãîâîîáìàíêîâûå, èëüìåíèò-ìàãíåòèò-ðîãîâîîáìàíêîâûå, ãðàíàò-êëèíîïèðîêñåí-ðîãîâîîáìàíêîâûå), óëüòðàìàôèòîâûå (áèîòèò-àêòèíîëèòàíòîôèëëèòîâûå è òàëüê-áèîòèò-àêòèíîëèòàíòîôèëèòîâûå, ñëàíöåâàòûå), 15 – ñèí- è ïîçäíåñêëàä÷àòûå ïëàãèîìèãìàòèòû, ãðàíèòû è ïåãìàòîèäû; ïîñòñêëàä÷àòûå ïîðôèðîâèäíûå ãðàíèòû è ïåãìàòèòû; 16 – ìàãíåòèò, 17 – õëîðèòèçàöèÿ; 18 – êîíòàêòû ñëîåâ, òåë; 19 – ãðàíèöû ñâèò (òîëù); 20 – ìèëîíèòèçàöèÿ, êàòàêëàç, áðåê÷èðîâàíèå; 21 – òåêòîíè÷åñêèå: à) ðàçëîìû, á) øâû; 22 – áîðîçäû ñêîëüæåíèÿ; 23 – ó÷àñòêè ñ îðèåíòèðîâêîé êîíòàêòîâ ñëîèñòîñòè ïåðïåíäèêóëÿðíî îñè êåðíà; 24 – íîìåðà ñòâîëîâ ÑÃ-3
102
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
âûäåëÿåìîé ïëîñêîñòüþ ñëîèñòîñòè (ñëàíöåâàòîñòè, ïîëîñ÷àòîñòè). Íàèáîëåå ÷àñòî òàêàÿ òåêñòóðà ñâîéñòâåííà ãíåéñàì, íåêîòîðûì ñëàíöàì. Òèï b õàðàêòåðèçóåòñÿ íàëè÷èåì ÷åòêî âûðàæåííîé ëèíåéíîñòè, ïðàêòè÷åñêè áåç íàëè÷èÿ ïðèçíàêîâ ñëàíöåâàòîñòè. Êàê ïðàâèëî, òàêàÿ òåêñòóðà íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àåòñÿ â ñóùåñòâåííî ðîãîâîîáìàíêîâûõ àìôèáîëèòàõ. Òèï c ÿâëÿåò ñîáîé êîìáèíàöèþ òèïîâ à è b.  ïîðîäàõ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû òèï c ïðåäñòàâëåí íàèáîëåå ÷àñòî â ìåçîêðàòîâûõ àìôèáîëèòàõ, êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöàõ (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991).  òàêèõ òåêñòóðèðîâàííûõ ïîðîäàõ ïðåîáëàäàåò óïðóãàÿ àíèçîòðîïèÿ âûñîêîé ñòåïåíè, ïðåèìóùåñòâåííî îðòîðîìáè÷åñêîé ñèììåòðèè. Îðòîðîìáè÷åñêàÿ ñèììåòðèÿ â îñíîâíîì ìîæåò âîçíèêàòü êàê ðåçóëüòàò ñîâìåñòíîãî äåéñòâèÿ ãðàâèòàöèîííûõ è òåêòîíè÷åñêèõ ñèë. Íà ýòî, â ÷àñòíîñòè, óêàçûâàåò âçàèìíàÿ ïåðïåíäèêóëÿðíîñòü ýëåìåíòîâ óïðóãîé ñèììåòðèè â îáðàçöàõ ïîðîä, èçó÷åííûõ ìåòîäîì àêóñòîïîëÿðèñêîïèè (Ãîðáàöåâè÷, 1995). Èòàê, àíàëèç òåêñòóðíî-ñòðóêòóðíûõ îñîáåííîñòåé ïîðîä, êàê è ïàðàìåòðû àíèçîòðîïèè êåðíà, óêàçûâàåò íà ñóùåñòâîâàíèå â ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîì ðàçðåçå ÑÃ-3 äâóõ ôèçè÷åñêèõ áëîêîâ.  âåðõíåì áëîêå äî ãëóáèíû 4 430 ì â îñíîâíîì ïðåîáëàäàþò èçîòðîïíûå è ñëàáîàíèçîòðîïíûå ïîðîäû.  íèæíåì áëîêå ñ óâåëè÷åíèåì ãëóáèíû ïî ñêâàæèíå ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå èíòåíñèâíîñòè äåôîðìàöèé, ñòåïåíè ïåðåêðèñòàëëèçàöèè è àíèçîòðîïèè ïîðîä. Êðèñòàëëè÷åñêè-ñëàíöåâàòûå òåêñòóðû õàðàêòåðíû ãëóáîêî äåôîðìèðîâàííûì è ìåòàìîðôèçîâàííûì îñàäî÷íûì, âóëêàíîãåííûì, à òàêæå èçâåðæåííûì ïîðîäàì, ïîäâåðãøèìñÿ äèñëîêàöèîííîìó ìåòàìîðôèçìó ïîä âîçäåéñòâèåì ëèòîñòàòè÷åñêîãî è íåðàâíîñòîðîííåãî äàâëå- Ðèñ. 5.4. Îñíîâíûå ñòðóêòóðíî-òåêñíèÿ (ñòðåññà). Èìåííî ïðè ïåðåñå÷åíèè çîíû Ëó÷ëîìïîëü- òóðíûå òèïû ïîðîä àðõåéñêîé ÷àñòè ñêîãî ðàçëîìà â èíòåðâàëå 4 563–4 884 ì ïðîèñõîäèò ðåç- ðàçðåçà (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997): à – ñëàíöåâàòûå ãíåéñû, ãðàíèòû, ñëàíöû áåç êîå èñêðèâëåíèå ñêâàæèíû îò 4°25′ äî 7°20′. ÿâíî âûðàæåííîé ëèíåéíîñòè (îñè X è Y ëåæàò Ñðàâíèòåëüíî áîëüøîé îáúåì èíôîðìàöèè äàåò â ïëîñêîñòè ñëàíöåâàòîñòè, ñëîèñòîñòè, ïîëîñàíàëèç ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ è ìîùíîñòè ñëîåâ ÷àòîñòè, îñü Z ïåðïåíäèêóëÿðíà åé); b – àìôèïîðîä, âûïîëíåííûé èíñòðóìåíòàëüíûìè ìåòîäàìè â ïðå- áîëèòû ñ ÿâíî âûðàæåííîé ëèíåéíîñòüþ (îñü Y ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ëèíåéíîñòè, îñè X äåëàõ ïðîòåðîçîéñêîé è àðõåéñêîé ÷àñòåé ðàçðåçà ÑÃ-3. è Z ïåðïåíäèêóëÿðíû åé); c – àìôèáîëèòû, Ðåçóëüòàòû ìàññîâûõ çàìåðîâ âåëè÷èí óãëà ñëîèñòîñòè ãíåéñû, ñëàíöû ñ ÿâíî âûðàæåííîé ñëàíöåâà(ñëàíöåâàòîñòè, êðèñòàëëèçàöèîííîé ñëàíöåâàòîñòè) ïî- òîñòüþ è ëèíåéíîñòüþ (îñè X è Y ëåæàò â ïëîñêîñòè ñëàíöåâàòîñòè, ñëîèñòîñòè, ïîëîñ÷àòîñðîä ïî îòíîøåíèþ ê îñè ñêâàæèíû ïðåäñòàâëåíû íà òè, îñü Z ïåðïåíäèêóëÿðíà åé, îñü Y ñîâïàäàðèñ. 5.5. Íà ýòîì ðèñóíêå òàêæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èç- åò ñ íàïðàâëåíèåì ëèíåéíîñòè, îñè X è Z ïåðìåðåíèé åäèíè÷íûõ çíà÷åíèé óãëîâ ñëàíöåâàòîñòè, ñëîèñ- ïåíäèêóëÿðíû åé) òîñòè, ïîëîñ÷àòîñòè γ. Óãîë γ îïðåäåëåí ìåæäó ïëîñêîñòÿìè ïåðå÷èñëåííûõ ýëåìåíòîâ è îñüþ êåðíà. Íà ðèñóíêå òàêæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ýòèõ ýëåìåíòîâ, èçìåðåííûå ìàññîâûì ïîðÿäêîì (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ) â ïðåäåëàõ êàæäîé èç ñâèò è òîëù. Ñîãëàñíî ïîëó÷åííûì äàííûì, â ïðåäåëàõ âñåãî ðàçðåçà ìîæíî âûäåëèòü òðè áîëüøèõ èíòåðâàëà, â êîòîðûõ âûäåðæèâàþòñÿ âåëè÷èíû óãëà γ. Ïåðâûé èç íèõ íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ äî ~ 4,0 êì.  ýòîì èíòåðâàëå âåëè÷èíà ïðåîáëàäàþùåãî óãëà γ ñîñòàâëÿåò 40–50°. Íà ãëóáèíàõ ~ 1,1 è ~ 2,0 êì äèàïàçîí èçìåíåíèÿ óãëà γ çíà÷èòåëüíî øèðå è ñîñòàâëÿåò îò 10 äî 50° è îò 4 äî 70° ñîîòâåòñòâåííî. Íèæå ãëóáèíû 4,4 êì è äî 7 êì ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà óãëà γ ñòàíîâèòñÿ ðàâíîé 70°. Çàòåì íà ó÷àñòêå 7,0–8,4 êì íàáëþäàåòñÿ ñðàâíèòåëüíî ïëàâíîå ñíèæåíèå óãëà γ äî âåëè÷èí 40–50°. Ïîñëåäíèå çíà÷åíèÿ γ òàêæå õàðàêòåðíû äëÿ ó÷àñòêà 8,4–11,5 êì. 103
Ãëóáèíà, ì
Ïîðîäà
Ñåðèÿ Ñâèòà, òîëùà
Ãðóïïà
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 5.5. Ðàñïðåäåëåíèå ýëåìåíòîâ çàëåãàíèÿ ïîðîä â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé: 1 – àâãèòîâûå äèàáàçû ñ ïðîñëîÿìè ïèðîêñåíîâûõ è ïèêðèòîâûõ ïîðôèðèòîâ; 2 – ôèëëèòû, àëåâðîëèòû ñ ïðîñëîÿìè òóôîâ; 3 – ðèòìè÷íîñëîèñòûå ïåñ÷àíèêè ñ ïîä÷èíåííûìè àëåâðîëèòàìè è ôèëëèòàìè; 4 – àêòèíîëèòèçèðîâàííûå ìåòàáàçàëüòû; 5 – äîëîìèòû, àðêîçîâûå ïåñ÷àíèêè; 6 – ñåðèöèòîâûå ñëàíöû; 7 – ìåòàáàçàëüòû; 8 – äîëîìèòû, ïîëèìèêòîâûå ïåñ÷àíèêè; 9 – âåðëèòû; 10 – ìåòàïîðôèðèòû, ñëàíöû ïî íèì; 11 – ìåòàïåñ÷àíèêè; 12 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè; 13 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû ñ àìôèáîëîì, ýïèäîòîì, ñôåíîì; 14 – ìàãíåòèò-àìôèáîëîâûå ñëàíöû; 15 – ãàááðî-äèàáàçû; 16 – áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûå è ñôåí-áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûå ãíåéñû, ñëàíöû. mt – Ìàòåðòèíñêàÿ, gd – Æäàíîâñêàÿ, zp – Çàïîëÿðíèíñêàÿ, lz – Ëó÷ëîìïîëüñêàÿ, pr – Ïèðòòèÿðâèíñêàÿ, kw – Êóâåðíåðèíéîêñêàÿ, ma – Ìàÿðâèíñêàÿ, tlw – Òåëåâèíñêàÿ ñâèòû. I–X – òîëùè àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà. Ðåçóëüòàòû ìàññîâûõ èçìåðåíèé ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ýëåìåíòîâ çàëåãàíèÿ (ñëîèñòîñòè, ñëàíöåâàòîñòè, ïîëîñ÷àòîñòè) îòîáðàæåíû ñïëîøíîé ëèíèåé. Åäèíè÷íûå çíà÷åíèÿ óãëîâ α – ìåæäó ïëîñêîñòüþ óïðóãîé àíèçîòðîïèè ïîðîä è îñüþ ñêâàæèíû è γ – ñëàíöåâàòîñòè (ñëîèñòîñòè, ïîëîñ÷àòîñòè) ïî îòíîøåíèþ ê òîé æå îñè îòîáðàæåíû òî÷êàìè, òðåóãîëüíèêàìè è äð. 1 – ñõåìà îòñ÷åòà óãëîâ α è γ; 2 – ìåòàáàçàëüòû; 3 – àìôèáîëèòû, ïåðèäîòèòû, ñëàíöû; 4 – ãíåéñû, ãðàíèòû, ìèãìàòèòû; 5 – ôèëëèòû, òóôû; 6 – ïåñ÷àíèêè, àëåâðîëèòû; 7 – ìåòàïîðôèðèòû 104
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Íà ðèñ. 5.5 òàêæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèé óãëà α, êîòîðûé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ïëîñêîñòè óïðóãîé àíèçîòðîïèè â îáðàçöå êåðíà (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997). Îïðåäåëåíèå ýòîãî óãëà âûïîëíåíî ìåòîäîì àêóñòîïîëÿðèñêîïèè (Ãîðáàöåâè÷, 1995). Àíàëèçèðóÿ â öåëîì ðàññåÿíèå åäèíè÷íûõ çíà÷åíèé óãëà α, ìîæíî îòìåòèòü èõ ÿâíîå íåñîâïàäåíèå ñî çíà÷åíèÿìè óãëà γ. Êàê ïðàâèëî, çíà÷åíèÿ óãëà α íèæå, ÷åì ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ óãëà γ. Ïîñêîëüêó óãîë α îòðàæàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ïëîñêîñòè óïðóãîé àíèçîòðîïèè, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ýòè ïëîñêîñòè çàíèìàþò â ñðåäíåì áîëåå ñóáâåðòèêàëüíóþ îðèåíòàöèþ, ÷åì ïëîñêîñòè ñëîèñòîñòè, ñëàíöåâàòîñòè, ëèíåéíîñòè. Îòêëîíåíèå ïëîñêîñòåé óïðóãîé ñèììåòðèè â ñòîðîíó ïîëîæåíèé, áîëåå áëèçêèõ âåðòèêàëüíûì, ñêîðåå âñåãî, ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè è äëèòåëüíîì äåéñòâèè çíà÷èòåëüíûõ ñóáãîðèçîíòàëüíûõ òåêòîíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. Ýòî ïðèâåëî ê ïåðåîðèåíòèðîâêå êðèñòàëëîóïðóãèõ íàïðàâëåíèé â ñîîòâåòñòâèè ñ âåêòîðîì äåéñòâèÿ ãëàâíîé êîìïîíåíòû ïàëåîíàïðÿæåíèé â êàæäîì ìèíåðàëüíîì çåðíå. Ïîäîáíîå ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ óïðóãîé ñèììåòðèè òàêæå ìîæåò áûòü âûçâàíî âëèÿíèåì ñèñòåì ñóáâåðòèêàëüíûõ ìèêðîòðåùèí. Íà ãëóáèíàõ 1,2–1,3, 1,8–2,1, 4,4–4,7 êì íàáëþäàåòñÿ âåñüìà èíòåðåñíîå ÿâëåíèå – óãîë α ïðàêòè÷åñêè ïðîõîäèò âåñü ñïåêòð âîçìîæíûõ çíà÷åíèé â ïðåäåëàõ îò 0–90°. Òàêîé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ïëîñêîñòè óïðóãîé àíèçîòðîïèè ïîðîä ìîæåò îïðåäåëåííî îçíà÷àòü, ÷òî íà ýòèõ ãëóáèíàõ èìåëî ìåñòî ñäâèãîâîå íàïðÿæåíèå ñ âîçìîæíûì ñìåùåíèåì îäíèõ ïëàñòîâ, ïà÷åê ïîðîä îòíîñèòåëüíî äðóãèõ. Íàïðèìåð, â èíòåðâàëàõ ãëóáèí 1,2–1,3, 1,8–2,1 êì ðàçíîîáðàçèå çíà÷åíèé óãëîâ α îáúÿñíÿåòñÿ áîëåå ïîçäíèìè ñîáûòèÿìè – äåçèíòåãðàöèåé ïîðîä è ðàçîðèåíòèðîâêîé èõ ôðàãìåíòîâ â ðåçóëüòàòå òåêòîíè÷åñêèõ ïîäâèæåê ñ ïîñëåäóþùèì âíåäðåíèåì ðóäíûõ ìàññ. Ýòè ëîêàëüíûå ñîáûòèÿ íå ïîâëèÿëè íà àíèçîòðîïèþ âñåãî ñòðóêòóðíîãî áëîêà, ïîñêîëüêó îðèåíòèðîâêà óãëà α ñîõðàíÿåòñÿ è äî è ïîñëå ýòèõ èíòåðâàëîâ (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 2000). Èíîå íàáëþäàåòñÿ â èíòåðâàëå ãëóáèí 4,4–4,7 êì. Äî ãëóáèíû 4,4 êì íàáëþäàþòñÿ îäíè âåëè÷èíû óãëîâ α, γ, à ïîñëå Í = 4,7 êì ýòîò óãîë âîçðàñòàåò ïðèìåðíî â äâà ðàçà. Òàê êàê ïîðîäû íà ãëóáèíàõ 4,4–4,7 êì íàõîäÿòñÿ â çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî èçìåíåíèå ñðåäíèõ óãëîâ α, γ äî è ïîñëå íåãî îáúÿñíÿåòñÿ ñìåùåíèåì âûøåëåæàùåãî áëîêà ïîðîä îòíîñèòåëüíî íèæåëåæàùåãî. Ñõåìà äâèæåíèÿ áëîêîâ (ïëàñòîâ, ïà÷åê) ïîðîä íà ãëóáèíå 7,5–7,6 êì ñîâïàäàåò ñî ñõåìîé, îïèñàííîé äëÿ èíòåðâàëîâ ãëóáèí 1,2–1,3, 1,8–2,1 êì. Ïîñòåïåííîå èçìåíåíèå ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ýëåìåíòîâ ñèììåòðèè óïðóãîé àíèçîòðîïèè è òåêñòóðíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîðîä èç èíòåðâàëà ãëóáèí 4,7–7,6 êì ìîæíî îáúÿñíèòü âëèÿíèåì êîíñåäèìåíòàöèîííîãî ïðîãèáàíèÿ â ïåðèîä íàêîïëåíèÿ äàííîé òîëùè. Ðåçêàÿ ñìåíà ïîêàçàòåëåé àíèçîòðîïèè â èíòåðâàëå 4,4–4,7 êì ìîæåò áûòü îáúÿñíåíà êàê ãðàíèöà ìåæäó ðàçíûìè ñòðóêòóðíûìè ýòàæàìè, à ðàçíîîáðàçèå â îðèåíòèðîâêàõ ýëåìåíòîâ ñèììåòðèè àíèçîòðîïèè è òåêñòóð ìîæåò ÿâëÿòüñÿ ñëåäñòâèåì ïðîöåññîâ, ñâÿçàííûõ ñ âîçíèêíîâåíèåì Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé óãëîâ α è γ óñòàíîâëåíî äâà äèíàìè÷åñêèõ òèïà ïîðîä. Ïåðâûé èç íèõ ôèêñèðóåò çîíû äðîáëåíèÿ ëèáî ãðàíèöû ðàçäåëà ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé áåç ñìåùåíèÿ (èëè ñî ñìåùåíèåì) âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòè áëîêà (Í = 1,2–1,3, 1,8–2,1, 4,4–4,7, 7,5–7,6 êì). Âòîðîé òèï ïðåäñòàâëÿåò ñëó÷àè íàêîïëåíèÿ ïîðîä â ñòàáèëüíûõ ïëàòôîðìåííûõ óñëîâèÿõ, ëèáî ñ êîíñåäèìåíòàöèîííûì ïðîãèáàíèåì. Ïîìèìî ñòðóêòóðíûõ îïðåäåëåíèé óãëîâ ïàäåíèÿ ýëåìåíòîâ, íàìè âûïîëíåí àíàëèç ðàñïðåäåëåíèÿ òîëùèíû ñëîåâ ïîðîä, çàëåãàþùèõ ïî ðàçðåçó ñêâàæèíû. Ïðè ýòîì ñòðîåíèå ïðîòåðîçîéñêîé ÷àñòè ìàññèâà îòíîñèòåëüíî íåñëîæíî è â öåëîì îòðàæàåòñÿ êîëîíêîé, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 5.5. Ðåçóëüòàòû ñòàòèñòè÷åñêîé îöåíêè ÷åðåäîâàíèÿ ïîðîä, ñ ó÷åòîì ìîùíîñòåé èõ ñëîåâ íà ïðèìåðå âåðõíèõ ÷åòûðåõ òîëù àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ÑÃ-3 ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.6 è â òàáë. 5.1. Òàáëèöà 5.1. Îòíîñèòåëüíîå ñîäåðæàíèå ÷èñëà ñëîåâ ïîðîä ïî òîëùàì I, II, III, IV (%) è â öåëîì äëÿ èíòåðâàëà 6 842–10 144 ì Òîëùà I II III IV Îáùåå äëÿ 4-õ òîëù
Ãðàíèòû 6 5 25 11 7
Ãíåéñû 65 54 50 22 56
Ìèãìàòèòû
Ïåãìàòèòû 12
17 45 13
12 3
Àìôèáîëèòû 17 24 25 22 21
105
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 5.6. Ðàñïðåäåëåíèå ìîùíîñòåé ñëîåâ ãíåéñîâ (a), àìôèáîëèòîâ (b), ãðàíèòîâ (c), ìèãìàòèòîâ (d), ïåãìàòèòîâ (e), îáîáùàþùàÿ ãèñòîãðàììà ïî òèïàì ïîðîä (f), çàëåãàþùèõ â Àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ÑÃ-3 â ïðåäåëàõ I–IV òîëù Ïî âåðòèêàëüíîé îñè îòëîæåíû ÷àñòîòà (îò åäèíèöû) ïîïàäàíèÿ ìîùíîñòè ñëîÿ ïîðîäû â èíòåðâàë âûäåëåííîé òîëùèíû, ïî ãîðèçîíòàëè – èíòåðâàëû òîëùèíû ñëîåâ
Ïåðâàÿ òîëùà ãëèíîçåìèñòûõ ãíåéñîâ è êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ (èíòåðâàë 6 842 – 7 622 ì), ïîäñòèëàþùèõ îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûé êîìïëåêñ, îòëè÷àåòñÿ øèðîêèì ðàçíîîáðàçèåì ñëàãàþùèõ åå ïîðîä, áîëåå âûñîêîé ñîõðàííîñòüþ ïåðâè÷íûõ ñòðóêòóð (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991). Àíàëèç ÷åðåäîâàíèÿ îñíîâíûõ òèïîâ ïîðîä ïîêàçûâàåò, ÷òî áîëüøóþ ÷àñòü (65%) îò îáùåãî ÷èñëà âûäåëåííûõ ñëîåâ (òàáë. 5.1) ñîñòàâëÿþò ãíåéñû. Ïðè ýòîì ìîùíîñòü ïëàñòîâ èçìåíÿåòñÿ îò 1 äî 65 ì. Íàèáîëüøåå ÷èñëî ïëàñòîâ (23%) èìåþò ìîùíîñòü äî 5 ì, 19% ïðåäñòàâëåíû ïëàñòàìè ìîùíîñòüþ îò 10 äî 15 ì, ðåæå ïëàñòû ãíåéñîâ (16%) èìåþò ìîùíîñòü 5–10 ì. ×èñëî ïëàñòîâ àìôèáîëèòîâ ñîñòàâëÿåò 17% îò îáùåãî ÷èñëà âñåõ âûäåëåííûõ. Îñíîâíàÿ ìîùíîñòü ïëàñòîâ äî 5 ì è 10–15 ì, ïðè ýòîì íà êàæäûé äèàïàçîí ïðèõî106
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
äèòñÿ ïî 37%.  äàííîé òîëùå òàêæå ïðèñóòñòâóþò ïåãìàòèòû (12%). Ìîùíîñòü èõ ïëàñòîâ íåçíà÷èòåëüíà, ãëàâíûì îáðàçîì, äî 5 ì (68%). Èíòåðâàëû 5–10 ì è 20–25 ì ïðåäñòàâëåíû â 16% îò îáùåãî ÷èñëà ñëîåâ ïåãìàòèòîâ.  òîëùå èìåþòñÿ ïëàñòû ãðàíèòîâ (3 ñëîÿ èëè 6%). Âòîðàÿ ãíåéñîâàÿ òîëùà (7 622–9 456 ì) õàðàêòåðèçóåòñÿ ðèòìè÷íî ïåðåñëàèâàþùèìèñÿ ýïèäîò-áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûìè è ýïèäîò-áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûìè ãíåéñàìè, àìôèáîëèòàìè, æåëåçèñòûìè êâàðöèòàìè. Êîíãëîìåðàòû è ãðàâåëèòû â âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà ïðåäñòàâëÿþò äðåâíþþ êîðó âûâåòðèâàíèÿ (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991).  ýòîé òîëùå îòìå÷àåòñÿ ïðåîáëàäàíèå ãíåéñîâ (54%). Èõ ìîùíîñòè ðàçíîîáðàçíû è èçìåíÿþòñÿ îò 0,1 äî 70 ì. Îäíàêî 68% ñëîåâ èìåþò ìîùíîñòü äî 15 ì. Ïî÷òè ÷åòâåðòü ñëîåâ âòîðîé òîëùè (24%) ñîñòàâëÿþò àìôèáîëèòû. Ìîùíîñòü èõ ñëîåâ èçìåíÿåòñÿ îò 0,1 äî 30 ì, ïðè÷åì áîëüøèíñòâî ñëîåâ (78%) èìåþò òîëùèíó äî 15 ì. Ñåìíàäöàòü ïðîöåíòîâ îò îáùåãî ÷èñëà ñëîåâ ïðåäñòàâëåíû. Èõ ìîùíîñòü ìèãìàòèòîâ (17% îò îáùåãî îáúåìà) äîñòèãàåò 45 ì, êðîìå òîãî, âûäåëåí åäèíè÷íûé ñëîé ìîùíîñòüþ 136 ì. Ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî ñëîåâ ïðèõîäÿòñÿ íà èíòåðâàëû äî 15 ì (75%). Îòíîñèòåëüíîå ÷èñëî ñëîåâ ãðàíèòîâ ñîñòàâëÿåò 5%. Ïðè ýòîì ìîùíîñòè äî 5 ì ïðåîáëàäàþò. Òðåòüÿ òîëùà ãëèíîçåìèñòûõ ãíåéñîâ è êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ (9 456–9 562 ì) ñëîæåíà â îñíîâíîì äâóñëþäÿíûìè ïëàãèîêëàçîâûìè ãíåéñàìè ñ àìôèáîëîì è âêðàïëåííîñòüþ ñóëüôèäîâ, êîòîðûå ïåðåñëàèâàþòñÿ ñ òåìè æå ãíåéñàìè, ñ ñèëëèìàíèòîì è ãðàíàòîì, áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûìè ãíåéñàìè, ýïèäîò-áèîòèò-ðîãîîáìàíêîâûìè àìôèáîëèòàìè è îäíîèìåííûìè ãíåéñàìè. Çäåñü âûäåëåíî 8 ñëîåâ.  èõ ÷èñëå ãíåéñîâ – 4 ñëîÿ, àìôèáîëèòîâ – 2, ãðàíèòîâ – 2. Ñëîè ãíåéñîâ èìåþò òîëùèíó îò åäèíèö äî 30–35 ì. Ìîùíîñòü ñëîåâ àìôèáîëèòîâ ñîñòàâëÿåò 10–15, 25–30 ì, à ãðàíèòîâ – 5–10, 10–15 ì. ×åòâåðòàÿ ãíåéñîâàÿ òîëùà (9 562–10 144 ì) ñëîæåíà ãðóáî è ðèòìè÷íî ïåðåñëàèâàþùèìèñÿ ýïèäîò-áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûìè, áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûìè, áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûìè, ýïèäîò-áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûìè ãíåéñàìè è àìôèáîëèòàìè ñ ïðîñëîÿìè æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ, ìàãíåòèò-ýïèäîò-áèîòèò-àìôèáîë-ïëàãèîêëàçîâûõ ñëàíöåâ, êâàðöèòîâ. Êîëè÷åñòâî ñëîåâ â äàííîé òîëùå íåçíà÷èòåëüíî – 9. Èç íèõ ãíåéñû ñîñòàâëÿþò 2 ñëîÿ, àìôèáîëèòû – 2, ãðàíèòû – 1, ìèãìàòèòû – 4 ñëîÿ.  öåëîì äëÿ âñåõ 4-õ òîëù ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ïëàñòîâ ãíåéñîâ ñîñòàâëÿåò 16 ì (ðèñ. 5.6, à). Èç ãèñòîãðàììû ñëåäóåò, ÷òî íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ïëàñòîâ ãíåéñîâ èìåþò ñðåäíþþ ìîùíîñòü îêîëî 2 ì – 24%, 7 ì – 20% è 12 ì – 21%. Ñ óâåëè÷åíèåì ìîùíîñòè ïëàñòîâ íàáëþäàåòñÿ ïîñòåïåííîå óìåíüøåíèå èõ êîëè÷åñòâà â äàííîì èíòåðâàëå. Íà àìôèáîëèòû ïðèõîäèòñÿ 36% îò îáùåãî êîëè÷åñòâà ïëàñòîâ. Èõ ìîùíîñòü èçìåíÿåòñÿ îò 0,1 äî 30 ì è îò 55–65 ì (ðèñ. 5.6, b). Ïðè ýòîì ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü àìôèáîëèòîâ ~ 12 ì. Êîëè÷åñòâî ïëàñòîâ ãðàíèòîâ íåçíà÷èòåëüíî, âñåãî 9% (ðèñ. 5.6, ñ). Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ïëàñòîâ ãðàíèòîâ ñîñòàâëÿåò 10 ì. Ïëàñòû ìèãìàòèòîâ â îáùåì îáúåìå ñîñòàâëÿþò 18% ñ èçìåíåíèåì ìîùíîñòè ïëàñòîâ îò 0,1 ì äî 60 ì (ðèñ. 5.6, d). Âûäåëÿåòñÿ åäèíñòâåííûé ïëàñò ìîùíîñòüþ 135 ì. Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ïëàñòîâ ìèãìàòèòîâ ñîñòàâëÿåò 21 ì. Ïåãìàòèòû ïðèñóòñòâóþò ëèøü â ïåðâîé òîëùå è ñîñòàâëÿþò âñåãî 3% (ðèñ. 5.6, e). Îáîáùàÿ âûøåïðèâåäåííûå ðåçóëüòàòû ïî âñåì ÷åòûðåì òîëùàì ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî âñå ÷åòûðå òîëùè Àðõåéñêîé ÷àñòè ÑÃ-3 íà 56% ñëîæåíû ãíåéñàìè, ñ ìîùíîñòüþ ïëàñòîâ îò 0,1 äî 70 ì (ðèñ. 6, f). Èõ ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ïðèáëèæàåòñÿ ê 16 ì. Íà 21% àðõåéñêàÿ ÷àñòü Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (I–IV òîëùè) ñëîæåíà àìôèáîëèòàìè. Ñðåäíÿÿ òîëùèíà ñëîåâ àìôèáîëèòîâ ñîñòàâëÿåò 12 ì. Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ìèãìàòèòîâ (13% îò îáùåãî îáúåìà) äîñòèãàåò 21 ì. Îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ ñëîåâ ãðàíèòîâ íåçíà÷èòåëüíà – âñåãî 7%, ïðè ñðåäíåé ìîùíîñòè ~ 9 ì. Ïåãìàòèòû ïðèñóòñòâóþò ëèøü â ïåðâîé òîëùå, èõ îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ òàêæå ìàëà (3%). Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ñëîåâ ïåãìàòèòîâ ñîñòàâëÿåò 6 ì. Ãíåéñû, ìèãìàòèòû è àìôèáîëèòû èìåþò ñõîæåå ðàñïðåäåëåíèå ÷èñëà ñëîåâ ïî ìîùíîñòÿì. Ñòàòèñòè÷åñêè ñðåäíèå âåëè÷èíû òîëùèí âñåõ ñëîåâ ñîñòàâëÿþò 2 è 12 ì. Âåðîÿòíåå âñåãî, ýòî ñâÿçàíî ñ ìåõàíèçìîì îáðàçîâàíèÿ ïîðîä, ò. å. ñ ðèòìè÷íîñòüþ ïåðèîäîâ íàêîïëåíèÿ îñàäêîâ è âóëêàíè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ, à òàêæå ñ òåìè ýòàïàìè ìåòàìîðôèçìà, êîòîðûå ïðîøëè ïîðîäû.  öåëîì äàííûé àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî ãåîäèíàìè÷åñêàÿ èñòîðèÿ àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû îòðàæàåò ÷àñòûå ñìåíû ýòàïîâ îáðàçîâàíèÿ ïîðîä ðàçëè÷íûõ ïî ñâîåé ãåîëîãè÷åñêîé ïðèðîäå. Èíòåíñèâíîå ÷åðåäîâàíèå ïîðîä, ñ ðàçëè÷íûìè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, äîëæíî ïðèâîäèòü ê êðàéíå íåðàâíîìåðíîìó ðàñïðåäåëåíèþ íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ýòèõ ïîðîä ïî ðàçðåçó ñêâàæèíû. 107
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Êàê ñëåäóåò èç âûøåïðèâåäåííûõ äàííûõ, ðàçðåç ÑÃ-3 ïðåäñòàâëåí î÷åíü øèðîêèì ñïåêòðîì ïîðîä – îò óëüòðàîñíîâíîãî äî êèñëîãî ñîñòàâîâ, ðàçíîé ñòåïåíè ïåðåðàáîòêè, ìåòàìîðôèçîâàííîñòè, ñòðóêòóðíûõ è òåêñòóðíûõ îñîáåííîñòåé. Ýòî óêàçûâàåò íà âîçìîæíûå øèðîêèå âàðèàöèè ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñëàãàþùèõ ïîðîä. Ìàññîâûì îïðåäåëåíèÿì ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïîðîä ïðåäøåñòâîâàëè ñïåöèàëèçèðîâàííàÿ äîêóìåíòàöèÿ êåðíà, ñîïîñòàâëåíèå òåêñòóð è ñòðóêòóð ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïîðîä ñ èõ ìèíåðàëüíûìè àññîöèàöèÿìè, ñîñòàâëåíèå õàðàêòåðèñòèêè ñòðîåíèÿ ïîðîä è ñëîåâ, îïèñàíèå èõ ïðîãðåññèâíîãî è äèñëîêàöèîííîãî ìåòàìîðôèçìà. Ýòè âèäû ìåòàìîðôèçìà îáóñëîâëèâàþò àíèçîòðîïèþ ïîðîä òîé èëè èíîé ñòåïåíè â èññëåäóåìîì ðàçðåçå. 5.2. ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÑÂÎÉÑÒ  ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÛÕ ÓÑËÎÂÈßÕ Îïðåäåëåíèå ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ãîðíûõ ïîðîä âûïîëíåíî ïî âñåìó ðàçðåçó, âñêðûòîìó ñêâàæèíîé. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî îïðåäåëåíèÿì ïëîòíîñòè ïîðîä, êàê õàðàêòåðèñòèêå, òåñíî ñâÿçàííîé ñ âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì è ñîäåðæàíèåì ðóäíûõ êîìïîíåíò. Ïîñêîëüêó ðåçóëüòàòû ïîäðîáíûõ èññëåäîâàíèé ïëîòíîñòè ïðîòåðîçîéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà áûëè èçâåñòíû ðàíåå (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984), â ïîñëåäíåå âðåìÿ îñíîâíîå âíèìàíèå áûëî óäåëåíî èçó÷åíèþ ðàñïðåäåëåíèÿ ýòîé õàðàêòåðèñòèêè â ïîðîäàõ àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà. Äëÿ âñêðûòîé ÷àñòè àðõåéñêîãî êîìïëåêñà â öåëîì ñðåäíåâçâåøåííîå çíà÷åíèå ïëîòíîñòè ðàâíî 2,79 ã/ñì3. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ïîðîäû îáëàäàþò ìàëîé ïîðèñòîñòüþ (äî 3,2%), èõ ïëîòíîñòü îáóñëîâëåíà â îñíîâíîì âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì. Îáùèå ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèé ïëîòíîñòè ïðåäñòàâëåíû íà ãðàôèêå, ðèñ. 5.7, à. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîâîêóïíîñòü åäèíè÷íûõ îïðåäåëåíèé ïëîòíîñòè îáðàçöîâ êåðíà îò ïîâåðõíîñòè äî ãëóáèíû 12,06 êì. Ïî ýòèì äàííûì ïîäñ÷èòàíû ñðåäíåèíòåðâàëüíûå çíà÷åíèÿ ρu äëÿ êàæäîãî èíòåðâàëà Í = 0,5 êì. Âû÷èñëåíû ïàðàìåòðû ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè ïëîòíîñòè ρc îò ãëóáèíû Í, êì (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997): ρc = 3,0 – 0,027 Í, ã/ñì3 . (1) Óêàçàííàÿ çàâèñèìîñòü â ïðåäåëàõ íåêîòîðîãî äîâåðèòåëüíîãî èíòåðâàëà äåéñòâèòåëüíà â äèàïàçîíå ãëóáèíû 0–12 êì. Èç ãðàôèêà (ðèñ. 5.7, à) ñëåäóåò, ÷òî â âåðõíåé ïðîòåðîçîéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà (Í < 6 842 ì) ðàññåÿíèå òî÷åê îòíîñèòåëüíî ñðåäíåèíòåðâàëüíûõ çíà÷åíèé ρu ñðàâíèòåëüíî íåâåëèêî.  ïðåäåëàõ èíòåðâàëîâ 3,0–3,6, 3,9–4,35, 5,20–5,50 êì, ñóäÿ ïî îòíîñèòåëüíî íåèçìåííûì âåëè÷èíàì ρ, çàëåãàþò ïëîòíûå îäíîðîäíûå ïîðîäû.  àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçáðîñ çíà÷åíèé ïëîòíîñòè ïîðîä, çàëåãàþùèõ â èíòåðâàëàõ, áëèçêèõ ïî ãëóáèíàì, ñóùåñòâåííî âûøå. Ëåéêîêðàòîâûå (ãíåéñû, ãðàíèòû, ìèãìàòèòû) è ìåëàíîêðàòîâûå (àìôèáîëèòû, ñëàíöû, ìåòàãàááðî) ïîðîäû ÷åòêî ðàçäåëÿþòñÿ ïî âåëè÷èíàì ρ. Ïðè÷åì ýòî ðàçëè÷èå â ñðåäíåì ïðîãðåññèðóåò ñ ãëóáèíîé. Åñëè ñóäèòü ïî âåëè÷èíàì ïëîòíîñòè ρ â àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà, ÷àñòîòà ÷åðåäîâàíèÿ èíòåðâàëîâ çàëåãàíèÿ ïîðîä ðàçíîãî âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà çíà÷èòåëüíî âûøå ÷åì â ïðîòåðîçîéñêîé. Ýòîò âûâîä ïîäòâåðæäàåòñÿ äåòàëüíûì ãåîëîãè÷åñêèì ðàçðåçîì ïî ñêâàæèíå (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998). Åäèíè÷íûå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè íå âûõîäÿò çà ïðåäåëû, õàðàêòåðíûå äëÿ èçìåíåííûõ, ìåòàìîðôèçîâàííûõ, à òàêæå ýôôóçèâíûõ è èíòðóçèâíûõ ïîðîä (Ñïðàâî÷íèê.., 1975). Ñîâîêóïíîñòü åäèíè÷íûõ îïðåäåëåíèé ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ âîëí Vp, èçìåðåííûõ â êåðíå, íàõîäÿùåìñÿ â âîçäóøíî-ñóõîì ñîñòîÿíèè, ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 5.7, b. Èçìåðåíèÿ îñóùåñòâëÿëèñü â íàïðàâëåíèè îñè êåðíà. Ðàçáðîñ åäèíè÷íûõ çíà÷åíèé ïîêàçûâàåò íà åùå áîëåå ñóùåñòâåííóþ çàâèñèìîñòü Vp îò ãëóáèíû, ÷åì òà, êîòîðàÿ îòìå÷åíà äëÿ ïëîòíîñòè (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 1997).  áîëüøåé ñòåïåíè îíà õàðàêòåðíà äëÿ ëåéêîêðàòîâûõ ðàçíîâèäíîñòåé ïîðîä. Ðàññåÿíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ òî÷åê íà ðèñ. 5.7, b ìîæíî îãðàíè÷èòü äâóìÿ ïðÿìûìè, ðàñõîäÿùèìèñÿ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ãëóáèíû. Åñëè âáëèçè çåìíîé ïîâåðõíîñòè âåëè÷èíû Vp íàõîäÿòñÿ â ïðåäåëàõ 6,2–6,75 êì/ñ, òî äëÿ èçâëå÷åííûõ ñ ãëóáèíû 12 êì ðàññåÿíèå âåëè÷èí Vp ñîñòàâëÿåò îò 0,6 êì/ñ äî 6,75 êì/ñ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè àíàëîãè ìåòàìîðôèçîâàííûõ ïîðîä çà èñêëþ÷åíèåì íåñâÿçíûõ ãðóíòîâ ñ âåëè÷èíàìè Vp ≈ 0,6 êì/ñ ïðàêòè÷åñêè íåèçâåñòíû. Êàê ïîêàçàëè íàøè íàáëþäåíèÿ è ðàñ÷åòû, îñíîâíîå ñíèæåíèå âåëè÷èí Vp â ïîðîäàõ, èçâëåêàåìûõ ñ áîëüøîé ãëóáèíû, ïðîèñõîäèò âñëåäñòâèå ÿâëåíèÿ äåçèíòåãðàöèè èëè òåêòîíî-êåññîííîãî ýôôåêòà (Ãîðáàöåâè÷, Ìåäâåäåâ, 1986; Ãîðÿèíîâ è äð., 1992). Ïðèðîäà ýòîãî ÿâëåíèÿ ñîñòîèò â ñëåäóþùåì. Íà ñðàâíèòåëüíî áîëüøèõ ãëóáèíàõ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèå ïîðîäû íàõîäÿòñÿ 108
Ãëóáèíà, ì
Ïîðîäà
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Ðèñ. 5.7. Ðàñïðåäåëåíèå âåëè÷èí ïëîòíîñòè ρ è ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé Vp â êåðíå ïî ðàçðåçó Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997). Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ ê ãåîëîãè÷åñêîé êîëîíêå ñì. ðèñ. 5.5 à – ðàñïðåäåëåíèå çíà÷åíèé ïëîòíîñòè ρ ïî ðàçðåçó: 1 – åäèíè÷íûå çíà÷åíèÿ, èçìåðåííûå íà îòäåëüíûõ îáðàçöàõ êåðíà; 2 – ñðåäíåèíòåðâàëüíûå çíà÷åíèÿ; 3 – ëèíåéíàÿ òåíäåíöèÿ èçìåíåíèÿ ρ ñ ãëóáèíîé; b – ðàññåÿíèå åäèíè÷íûõ çíà÷åíèé ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé Vp, èçìåðåííûõ íà îáðàçöàõ êåðíà â âîçäóøíî-ñóõîì ñîñòîÿíèè. 1 – îáðàçöû ãíåéñî-ãðàíèòíîãî ñîñòàâà; 2 – àìôèáîëñîäåðæàùèå îáðàçöû; 3 – ãðàíè÷íàÿ ëèíèÿ íàèìåíüøèõ çíà÷åíèé Vp; 4 – ãðàíè÷íàÿ ëèíèÿ íàèáîëüøèõ çíà÷åíèé Vp
â èçîñòàòè÷åñêîì ñîñòîÿíèè ïîä âîçäåéñòâèåì çíà÷èòåëüíîãî è áëèçêîãî ê ãèäðîñòàòè÷åñêîìó ãåîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ (Äæåãåð, 1975). Êîíòàêòû ìåæäó ìèíåðàëüíûìè çåðíàìè â ðåçóëüòàòå ïðîöåññîâ äèôôóçèè, ðåîëîãèè, ðåëàêñàöèè, ïðîäîëæàâøèõñÿ ìëí ëåò, ñäåëàëèñü ñïëîøíûìè è ïðî÷íûìè. Ïðè îñâîáîæäåíèè ïîðîäû îò ãåîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ (íàïðèìåð, ïðè âûáóðèâàíèè è èçâëå÷åíèè êåðíà íà ïîâåðõíîñòü) ïðîèñõîäèò ðàñøèðåíèå êàæäîãî ìèíåðàëüíîãî çåðíà â ñîîòâåòñòâèè ñ åãî êîíñòàíòàìè óïðóãîñòè (Gorbatsevich, 2003). Äåôîðìàöèè, âîçíèêøèå â êàæäîì àíèçîòðîïíîì ìèíåðàëüíîì çåðíå, ïðèâåëè ê ðàçðûâó ïåðâîíà÷àëüíî ïðî÷íûõ ìåæçåðåííûõ êîíòàêòîâ, ïîÿâëåíèþ ìàññû î÷åíü òîíêèõ ìèêðîòðåùèí, ïðîòÿæåííîñòü êîòîðûõ ñðàâíèìà ñ ðàçìåðàìè çåðíà (Walsh, 1965).  ïðîöåññå çàìåðîâ ñêîðîñòè Vð â ñóõîì îáðàçöå óïðóãèå ñìåùåíèÿ îãèáàþò ýòè òðåùèíû. Ïðè ýòîì ïóòü óïðóãîé âîëíû ñóùåñòâåííî óäëèíÿåòñÿ, à ðåãèñòðèðóåìàÿ âåëè÷èíà Vð ïàäàåò. Íî òàê êàê, ïî îöåíêå (Gorbatsevich, 1996), òîëùèíà ìèêðîòðåùèí ñîñòàâëÿåò åäèíèöû è äîëè ìèêðîíà, èõ îáùèé îáúåì î÷åíü íåçíà÷èòåëüíî âëèÿåò, êàê ñëåäóåò èç ðèñ. 5.7, à, íà âåëè÷èíû ïëîòíîñòè îáðàçöîâ ïîðîä, èçâëåêàåìûõ èç áîëüøèõ ãëóáèí. Ñîîòâåòñòâåííî è ýôôåêòèâíàÿ îòêðûòàÿ ïîðèñòîñòü ïîðîä, çàëåãàþùèõ íà ãëóáèíàõ îò 7 äî 12 êì, âûðàñòàåò ëèøü íà âåëè÷èíó îêîëî 2–3% (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997).  ðàáîòå (Ãîðáàöåâè÷, Ìåäâåäåâ, 1986) âûïîëíåí àíàëèç íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé íà êîíòàêòàõ ìèíåðàëüíûõ çåðåí ïîëèìèíåðàëüíîé ïîðîäû, ïåðâîíà÷àëüíî ñôîðìèðîâàâøåéñÿ èëè äëèòåëüíîå âðåìÿ íàõîäèâøåéñÿ â ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè ïîä äåéñòâèåì ñæèìàþùèõ 109
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
íàïðÿæåíèé, à çàòåì ðàçãðóæåííîé. Äëÿ øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûõ â ðàçðåçå ÑÃ-3 ïîðîäîîáðàçóþùèõ ìèíåðàëîâ, òàêèõ, êàê êâàðö, ïëàãèîêëàç, ìèêðîêëèí, áèîòèò, àìôèáîë, ïîëó÷åíû ðàñ÷åòíûå ãëóáèíû Íð. Èçâëå÷åíèå ïîðîä ñ òàêèõ ãëóáèí ïðèâîäèò ê ðàçðûâó êîíòàêòîâ ìèíåðàëüíûõ çåðåí. Íàïðèìåð, äëÿ êîíòàêòîâ îòäåëüíûõ ãðàíåé çåðåí ïåðå÷èñëåííûõ ìèíåðàëîâ ãëóáèíà Íð íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 1,2–20 êì. Ïåðâûìè ðàçðóøàþòñÿ êîíòàêòû íà ãðàíèöàõ çåðåí ñëþä, ìèêðîêëèíà, ïëàãèîêëàçîâ. Êàê ïî òåîðåòè÷åñêèì îöåíêàì, òàê è ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì, ðèñ. 5.7 b, ïîëó÷åíî, ÷òî ïðè äîñòèæåíèè ñêâàæèíîé ãëóáèí, ïðåâûøàþùèõ 13 êì, íåêîòîðûå ëåéêîêðàòîâûå ðàçíîâèäíîñòè ïîðîä ìîãóò áûòü èçâëå÷åíû òîëüêî â âèäå øëàìà. Âëèÿíèå ãðàäèåíòà òåìïåðàòóð, ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ âåùåñòâ, ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ â áóðîâîì ðàñòâîðå, ìåõàíè÷åñêèõ óäàðîâ áóðîâîãî ñíàðÿäà (Àáäðàõèìîâ è äð., 1992) òàêæå ñíèæàåò ðåàëüíî íàáëþäàåìóþ âåëè÷èíó Íð. Äëÿ ïðàâèëüíîé èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íåîáõîäèìî, ïîìèìî äðóãèõ ïàðàìåòðîâ, ó÷èòûâàòü óðîâåíü àíèçîòðîïèè è òèï óïðóãîé ñèììåòðèè êðèñòàëëè÷åñêîãî ìàññèâà. Ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèé, ïîëó÷åííûå íà áîëüøîì ÷èñëå îáðàçöîâ êåðíà ÑÃ-3, ïîêàçàëè âûñîêèé óðîâåíü óïðóãîé àíèçîòðîïèè. Íà ðèñ. 5.8 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ
Ðèñ. 5.8. Ðàñïðåäåëåíèå åäèíè÷íûõ çíà÷åíèé ïîêàçàòåëÿ B, êîýôôèöèåíòîâ ε1133 è AP óïðóãîé àíèçîòðîïèè îáðàçöîâ ïîðîä ïî ðàçðåçó ÑÃ-3 (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 2002): à – ïîêàçàòåëü Â: 1 – ìåòàäèàáàçû, ïåðèäîòèòû; 2 – àìôèáîëèòû, ñëàíöû; 3 – ãíåéñû, ãðàíèòû, ìèãìàòèòû; 4 – ôèëëèòû, òóôû; 5 – ìåòàïåñ÷àíèêè, ìåòààëåâðîëèòû; 6 – ïîðôèðèòû; 7 – ñðåäíèé èíòåðâàëüíûé ïîïåðå÷íûé ðàçìåð ñêâàæèíû; b – êîýôôèöèåíò ε1133. 1 – ñëàíöû; 2 – àìôèáîëèòû; 3 – áèîòèòîâûå ãíåéñû, ãðàíèòû; 4 – ôèëëèòû; 5 – îãèáàþùàÿ íàèáîëüøåãî ðàçìåðà Ð êàâåðí; 6 – ãðàíè÷íàÿ ëèíèÿ ε1133 = 0,05. Äàííûå (à, b) ïîëó÷åíû ïðè èçìåðåíèÿõ íà îáðàçöàõ â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ: c – êîýôôèöèåíò ÀP è ïîêàçàòåëü B, (ïðèâåäåí â %). Äàííûå (b, c) îïðåäåëåíû ïðè óñëîâèÿõ in situ 110
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
óïðóãî-àíèçîòðîïíûõ õàðàêòåðèñòèê íà îáðàçöàõ êåðíà ÑÃ-3 â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ (ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå). Ïîêàçàòåëè àíèçîòðîïèè  (ðèñ. 5.8, à) è ε1133 (ðèñ. 5.8, b) ïîëó÷åíû ïðè ïîìîùè ìåòîäà àêóñòîïîëÿðèñêîïèè (Ãîðáàöåâè÷, 1995).  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ìåòîäîì, íà âñåõ òðåõ ïàðàõ ãðàíåé îáðàçöà îïðåäåëÿëè ïîëîæåíèå ïðîåêöèé ýëåìåíòîâ óïðóãîé ñèììåòðèè. Çàòåì òàêæå íà âñåõ ïàðàõ ãðàíåé îáðàçöà îïðåäåëÿëè âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ, à â ñîîòâåòñòâèè ñ âûÿâëåííûìè ïðîåêöèÿìè ýëåìåíòîâ ñèììåòðèè, – âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñäâèãîâûõ êîëåáàíèé. Ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé âåëè÷èí ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé ðàññ÷èòûâàëè ïîêàçàòåëü Â, à ïî âåëè÷èíàì ïðîäîëüíûõ – êîýôôèöèåíò ε1133 (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 2000). Ïàðàìåòðû óïðóãîé àíèçîòðîïèè êåðíà  è ε1133 ïîçâîëÿþò ðàçäåëèòü ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèé ðàçðåç Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû íà äâå ÷àñòè.  âåðõíåé ÷àñòè äî ãëóáèíû 4,43 êì â îñíîâíîì ïðåîáëàäàþò èçîòðîïíûå è ñëàáîàíèçîòðîïíûå ïîðîäû. Íèæå 4,43 êì äîëÿ ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ ïîðîä îðòîðîìáè÷åñêîé ñèììåòðèè ñ ïðîÿâëåíèåì ëèíåéíîé àêóñòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè ïîãëîùåíèÿ (ËÀÀÏ) ñîñòàâëÿåò îêîëî 90% (Ãîðáàöåâè÷, 1990). Íàëè÷èå òàêîé ãðàíèöû îòìå÷åíî ïðè âûïîëíåíèè âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ íà ïîïåðå÷íûõ âîëíàõ (Digranes et al., 1996). Íèæå ýòîé ãðàíèöû âåêòîð ïîëÿðèçàöèè ïîïåðå÷íûõ âîëí ïðèîáðåòàåò îò÷åòëèâîå íàïðàâëåíèå. Ðåçêàÿ ðàçíèöà â ñòåïåíè àíèçîòðîïèè ïîðîä íà ýòîé ãðàíèöå ìîæåò áûòü ïðè÷èíîé, ñîâìåñòíî ñ âëèÿíèåì ñêîðîñòíûõ ãðàäèåíòîâ è òåìïåðàòóðû, âîçíèêíîâåíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé, ðåãèñòðèðóåìûõ íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè (Áóðòíûé è äð., 1991, Smithson et al., 2000). Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî äàííàÿ ãëóáèííàÿ îòìåòêà ñîâïàäàåò ñ íàêëîííîé ñåéñìè÷åñêîé ãðàíèöåé, èíòåðïðåòèðóåìîé ðàíåå êàê êîíòàêò ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ (Êàçàíñêèé è äð., 1986). Ïî íàøåìó ìíåíèþ, ãðàíèöà íà ãëóáèíå 4,43 êì ÿâëÿåòñÿ òåêòîíè÷åñêîé, íåñêîëüêî íåñîâïàäàþùåé ñ ëèòîëîãè÷åñêîé ãðàíèöåé òðåòüåé âóëêàíîãåííîé è òðåòüåé òóôîãåííî-îñàäî÷íîé ñâèò. Îíà ÿâëÿåòñÿ ãðàíèöåé, ðàçäåëÿþùåé ïðàêòè÷åñêè èçîòðîïíûå ïîðîäû îò ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ, ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ ïðîÿâëåíèÿ ýôôåêòà ËÀÀÏ. Õàðàêòåðèñòèêè àíèçîòðîïèè – ïîêàçàòåëü  è êîýôôèöèåíò ε1133 – îáíàðóæèâàþò ÿâíóþ êîððåëÿöèþ ñ âåëè÷èíîé ðàçìåðà Ð (äèàìåòðà) êàâåðí â ñêâàæèíå. Îñíîâíûå èíòåðâàëû çàëåãàíèÿ ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ ïîðîä è, ñîîòâåòñòâåííî, çîíû êàâåðíîîáðàçîâàíèÿ íàõîäÿòñÿ íà ãëóáèíàõ 1,75–1,95, 4,43–4,95, 5,75–7,0 è 7,4–8,65 êì. Ïîñëåäíèé èíòåðâàë âêëþ÷àåò ïîðîäû ñ íàèáîëüøåé àíèçîòðîïèåé, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ îòìå÷åíà íàèáîëüøàÿ êàâåðíîçíîñòü. Íèæå 8,65 êì äî ãëóáèíû 12 êì àíèçîòðîïèÿ ïîðîä, êàê è êàâåðíîçíîñòü ñòâîëà, ñíèæàþòñÿ. Äàííûå ïî Êîëüñêîé è Óðàëüñêîé ñâåðõãëóáîêèì ñêâàæèíàì (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 1993; Ãîðáàöåâè÷, 1995) ïîêàçûâàþò, ÷òî çîíû ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè ñâÿçàíû ñ ïðîñëîÿìè ïîðîä íèçêîé ïðî÷íîñòè, à òàêæå â áîëüøåé ñòåïåíè íå ñ íåîäíîðîäíîñòüþ ïîëÿ ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé, à ñ ñóùåñòâåííîé àíèçîòðîïèåé óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä. 5.2.1. Òåíçîìåòðèÿ îáðàçöîâ Ñ öåëüþ âûÿâëåíèÿ çàêîíîìåðíîñòåé èçìåíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé, ìîäóëÿ Þíãà è êîýôôèöèåíòà Ïóàññîíà îò îäíîîñíîé íàãðóçêè, íàìè âûïîëíåíû èñïûòàíèÿ îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ èç êåðíà ÑÃ-3. Äëÿ èñïûòàíèé áûëè îòîáðàíû òðè ãðóïïû îáðàçöîâ: áèîòèòîâûå ãíåéñû, ìèãìàòèòû ïëàãèîãðàíèòîâ è àìôèáîëèòû. Äèàïàçîí îòáîðà îáðàçöîâ ïî ãëóáèíå ñîñòàâèë 7,9–9,9 êì. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ãðàôèêîâ äåôîðìàöèé îáðàçöîâ ïðè íàãðóçêå áûë ïðèìåíåí ìåòîä òåíçîìåòðè÷åñêèõ èñïûòàíèé (Ëîãèíîâ, 1970). Íàãðóæåíèå îáðàçöîâ ïðîèçâîäèëè ïîýòàïíî, ðàçãðóæàÿ îáðàçåö ïîñëå êàæäîãî öèêëà íàãðóçêè. Ïðåäåëüíàÿ íàãðóçêà â êàæäîì ïîñëåäóþùåì öèêëå áûëà áîëüøå, ÷åì â ïðåäûäóùåì. Îáðàçåö ðàçðóøàëñÿ íà 5–6 öèêëå èñïûòàíèé. Âî âðåìÿ èñïûòàíèé íà äâóõêîîðäèíàòíûõ ñàìîïèñöàõ ïîëó÷àëè ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ïðîäîëüíûõ (ò. å. â íàïðàâëåíèè ïðèëîæåíèÿ ñèëû) è ïîïåðå÷íûõ (â íàïðàâëåíèè ïî íîðìàëè ê ñèëå) äåôîðìàöèé îò íàãðóçêè. Ìåòîäèêà èñïûòàíèé è îáðàáîòêè ãðàôèêîâ äåôîðìàöèé îïèñàíû â ðàáîòå (Ãîðáàöåâè÷, 1987). Ïðèìåð äåôîðìàöèîííûõ êðèâûõ àìôèáîëèòà ñëàíöåâîãî (îáð. 31 918) ïðèâåäåí íà ðèñ. 5.9. Äëÿ ýòîãî îáðàçöà, êàê è äëÿ îñòàëüíûõ ïðîòåñòèðîâàííûõ îáðàçöîâ, õàðàêòåðíà íåëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü äåôîðìàöèé îò îäíîîñíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïðè÷åì â öèêëàõ ïðîäîëüíûõ äåôîðìàöèé íàáëþäàåòñÿ ñðàâíèòåëüíî ìàëûé óðîâåíü îñòàòî÷íûõ äåôîðìàöèé, à õàðàêòåð äåôîðìèðîâàíèÿ ñîõðàíÿåòñÿ êàê äëÿ ïåðâûõ, òàê è ïîñëåäóþùèõ öèêëîâ. Íåóïðóãèå äåôîðìàöèè ïðîÿâëÿþòñÿ ëèøü ïðè äîñòèæåíèè ïðåäåëà, ðàâíîãî 0,93–0,98 îò ðàçðóøàþùåé íàãðóçêè. 111
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Íåñêîëüêî èíîé õàðàêòåð äåôîðìèðîâàíèÿ çàðåãèñòðèðîâàí äëÿ ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé. Ïîìèìî íåëèíåéíîñòè, ïîñëåäóþùèå öèêëû íàãðóçêè ñîïðîâîæäàþòñÿ îáðàçîâàíèåì çíà÷èòåëüíûõ îñòàòî÷íûõ äåôîðìàöèé.  öèêëàõ íàãðóçêè-ðàçãðóçêè çíà÷èòåëüíàÿ ðàáîòà òðàòèòñÿ íà ðàñøèðåíèå èìåþùèõñÿ è îáðàçîâàíèå íîâûõ ìèêðîòðåùèí ñ ïëîñêîñòÿìè, ïàðàëëåëüíûìè ñâîáîäíûì ïîâåðõíîñòÿì îáðàçöà. Ãðàôèêè äåôîðìèðîâàíèÿ îáðàçöîâ, ðèñ. 5.9, èñïîëüçîâàëèñü äëÿ îïðåäåëåíèé çàâèñèìîñòåé ìîäóëÿ óïðóãîñòè è êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé îò íàãðóçêè (Ãîðáàöåâè÷, Èëü÷åíêî, 1999). Íàèáîëåå õàðàêòåðíûå ïðèìåðû ýòèõ çàâèñèìîñòåé äëÿ îáðàçöîâ ïîðîä, îòîáðàííûõ ñ ãëóáèí 7,9–9,9 êì, ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.10. Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ïîçâîëÿþò âûäåëèòü îñîáåííîñòè äåôîðìèðîâàíèÿ ãëóáèííûõ ïîðîä. Ìîäóëü ïðîäîëüíûõ äåôîðìàöèé (â íàïðàâëåíèè ïðèëîæåíèÿ íàãðóçêè) Åñ äâóõ îáðàçöîâ (¹ 31 435, 33 411) áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ âîçðàñòàåò ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíî äî äîñòèæåíèÿ íàïðÿæåíèÿ, ðàâíîãî σr, (ðèñ. 5.10, à). Çàòåì âåëè÷èíà ìîäóëÿ ñòàáèëèçèðóåòñÿ è îñòàåòñÿ ïðèìåðíî îäèíàêîâîé ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷åíèè íàãðóçêè. Ó äðóãîé ïàðû îáðàçöîâ (¹ 28 734, 28 796) âåëè÷èíà Åñ âîçðàñòàåò, ïîêà Ðèñ. 5.9. Ãðàôèêè ïðîäîëüíûõ (à) è ïîïåðå÷íûõ (b) äåôîðìàöèé îáðàçöà ¹ 31 918 àìôèíàïðÿæåíèå íå äîñòèãíåò ïðåäåëà σu, ïðè êîòîðîì áîëèòà ñëàíöåâàòîãî (Ãîðáàöåâè÷, Èëü÷åíêî, íà÷èíàåòñÿ ðàçðóøåíèå îáðàçöà.  ïðîöåññå íàãðóç1999): êè ìîäóëü óïðóãîñòè âîçðàñòàåò â 2,2–6,1 ðàçà Íà ãðàôèêå ïðîäîëüíûõ äåôîðìàöèé íà÷àëî êàæäîãî îò íà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ. Êîýôôèöèåíò ïîïåðå÷íûõ ïîñëåäóþùåãî öèêëà, ÷òîáû èçáåæàòü íàëîæåíèÿ ëèäåôîðìàöèé νñ ïðè óâåëè÷åíèè íàãðóçêè âîçðàñòàíèé, ñäâèíóòî åò î÷åíü áûñòðî, ïðåâûøàÿ ïðåäåëüíóþ âåëè÷èíó νñ = 0,5 äëÿ ñïëîøíîãî òâåðäîãî òåëà. Äåôîðìèðîâàíèå ìèãìàòèòîâ ïëàãèîãðàíèòîâ, ðèñ. 5.10, b, õàðàêòåðèçóåòñÿ ëèíåéíûì âîçðàñòàíèåì ìîäóëÿ Åñ îò íà÷àëüíîé íàãðóçêè ïðàêòè÷åñêè äî ïðåäåëà σu. Îò íà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ âåëè÷èíà Åñ âîçðàñòàåò â 4,7–9,6 ðàçà. Àíàëîãè÷íî áèîòèòîâûì ãíåéñàì, ñ ðîñòîì íàãðóçêè íàáëþäàåòñÿ áûñòðûé ðîñò êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé.  êîíöå äèàïàçîíà íàãðóæåíèé îí ïðåâûøàåò âåëè÷èíó νñ = 0,5. Íåñêîëüêî èíîé, ÷åì ó áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ, ìèãìàòèòîâ, õàðàêòåð äåôîðìèðîâàíèÿ ó ãëóáèííûõ àìôèáîëèòîâ, ðèñ. 5.10, ñ. Îò íà÷àëüíîé, äî íàãðóçêè σr ìîäóëü Åñ âîçðàñòàåò â 2,5–2,9 ðàçà (îáð. ¹ 31 255, 31 918). Ìîäóëü äåôîðìàöèé îáðàçöà ¹ 36 583 â îáëàñòè ñðåäíèõ íàãðóçîê ïîíèæàåò ñâîþ âåëè÷èíó, à â îáëàñòè âûñîêèõ – îíà âîññòàíàâëèâàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè äî ïåðâîíà÷àëüíûõ çíà÷åíèé. Îäíàêî õàðàêòåð èçìåíåíèÿ âåëè÷èí êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé äëÿ âñåõ òðåõ îáðàçöîâ îäèíàêîâ – îíè óâåëè÷èâàþòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî ðîñòó íàãðóçêè. Îáëàñòü ïðîïîðöèîíàëüíîãî ðîñòà âåëè÷èíû ìîäóëÿ äåôîðìàöèé ñ óâåëè÷åíèåì íàãðóçêè σ ìîæíî àïïðîêñèìèðîâàòü ôîðìóëîé (2) Åñ = à + bσ. Êîýôôèöèåíò ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé âîçðàñòàåò ïðèáëèçèòåëüíî ëèíåéíî ñ ðîñòîì σ è ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíîìåðíîñòè, âûðàæåííîé ôîðìóëîé νñ = ñ + dσ. (3) Âåëè÷èíà Åñ â ïðîöåññå íàãðóæåíèÿ èçìåíÿåòñÿ î÷åíü çíà÷èòåëüíî. Ýòè èçìåíåíèÿ, êàê è òåíäåíöèÿ ñíèæåíèÿ âåëè÷èí Vp ñ ãëóáèíîé, ðèñ. 5.7, b, îáúÿñíÿåòñÿ äåçèíòåãðàöèåé, ðàçóïëîòíåíèåì ãëóáèííûõ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïðè èõ èçâëå÷åíèè íà çåìíóþ ïîâåðõíîñòü è ðàçãðóçêå îò ãåîñòàòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ñ îáðàçîâàíèåì ìàññû ìèêðîòðåùèí â òåëå îáðàçöà (Ãîðáàöåâè÷, Ìåäâåäåâ, 1986). 112
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Ðèñ. 5.10. Çàâèñèìîñòè ìîäóëÿ óïðóãîñòè (Åc) è êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåνc) îò íàãðóçêè äëÿ ãëóáèííûõ îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ èç êåðíà ôîðìàöèé (ν ÑÃ-3: à – áèîòèòîâûå ãíåéñû, b – ìèãìàòèòû ïëàãèîãðàíèòîâ, ñ – àìôèáîëèòû. Íà ïîëå ãðàôèêîâ ïðèâåäåíû íîìåðà êóñêîâ êåðíà, èç êîòîðûõ áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû äëÿ èñïûòàíèé
113
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
 öåëîì äëÿ áîëüøèíñòâà îáðàçöîâ ãëóáèííûõ ïîðîä îáùèìè çàêîíîìåðíîñòÿìè äåôîðìèðîâàíèÿ ìîæíî ñ÷èòàòü çàâèñèìîñòü, âûðàæåííóþ ôîðìóëîé (2) – äëÿ ìîäóëÿ ïðîäîëüíûõ äåôîðìàöèé, à äëÿ êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé – ôîðìóëîé (3). Êàê èçâåñòíî (Áåçóõîâ, 1968), ìîäóëü óïðóãîñòè ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäíîé íàïðÿæåíèÿ ïî äåôîðìàöèè. Ïóòåì ðàçäåëåíèÿ ïåðåìåííûõ è èíòåãðèðîâàíèÿ èç (2) ìîæíî ïîëó÷èòü çàâèñèìîñòü äåôîðìàöèè ε îò íàïðÿæåíèÿ σ äëÿ íåëèíåéíî äåôîðìèðóþùèõñÿ ñðåä:
1 b İ = ln[1 + ı] . b a
(4)
Íåëèíåéíîñòü äåôîðìèðîâàíèÿ ïîðîäû è ðîñò êîýôôèöèåíòà ïîïåðå÷íûõ äåôîðìàöèé ïðè óâåëè÷åíèè íàãðóçêè îáóñëîâëèâàåò ñëåäóþùóþ çàâèñèìîñòü ãîðèçîíòàëüíîé êîìïîíåíòû íàïðÿæåíèé σq îò âåñà âûøåëåæàùèõ ïîðîä (Gorbatsevich, 1996):
ıq =
1 − c − 1 − c − 4d(c + dı z )ı z 2d
,
(5)
ãäå c, d – êîýôôèöèåíòû èç óðàâíåíèÿ (3), σz = Σρi·Hi – ñóììà ïðîèçâåäåíèé ñðåäíåé ïëîòíîñòè êàæäîãî ñëîÿ âûøåëåæàùèõ ïîðîä è òîëùèíû ñëîÿ äî ãëóáèíû ðàññìàòðèâàåìîé òî÷êè ìàññèâà. Óðàâíåíèå (5) ñëåäóåò ïðèìåíÿòü âìåñòî óðàâíåíèÿ À. Í. Äèííèêà (1925) ïðè ðàñ÷åòå âåëè÷èíû ãîðèçîíòàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé σq ïîëÿ íàïðÿæåíèé, îáóñëîâëåííîãî âåñîì âûøåëåæàùèõ ïîðîä. Óðàâíåíèå (5) èìååò åùå è òî ñëåäñòâèå, ÷òî â íåëèíåéíî äåôîðìèðóþùåìñÿ ìàññèâå íà îïðåäåëåííîé ãëóáèíå íàñòóïàåò êâàçèãèäðîñòàòè÷åñêîå ñîñòîÿíèå ïîðîä, ïðè êîòîðîì ãîðèçîíòàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîëÿ íàïðÿæåíèé áëèçêà èëè ðàâíà âåðòèêàëüíîé. Òàêîå ðàñïðåäåëåíèå íàñòóïèò íà ãëóáèíå Hq = (1–2c)/(2dΣρi) (Ãîðáàöåâè÷, Èëü÷åíêî, 1999).  ðàáîòå (Ãîðáàöåâè÷, 1987) âûïîëíåíà îöåíêà ãëóáèíû Íq, ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò ïåðåõîä ê êâàçèãèäðîñòàòè÷åñêîìó íàïðÿæåííîìó ñîñòîÿíèþ (áåç ó÷åòà òåêòîíè÷åñêèõ ñèë) â ìàññèâàõ, ñëîæåííûõ ðàçëè÷íûìè òèïàìè ïîðîä. Íàïðèìåð, äëÿ ôèëëèòîâ Íq ≈ 25,4 êì. Äëÿ áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ îíà ñîñòàâëÿåò îêîëî 8 êì. Äëÿ àìôèáîëèòîâ ýòà âåëè÷èíà áëèçêà ê 6 êì. Ñóùåñòâåííî áîëåå íèçêèå çíà÷åíèÿ îòìå÷àþòñÿ ó ãëóáèííûõ áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ (Íq ≈ 2,5 êì) è ó ìèãìàòèòîâ ïëàãèîãðàíèòîâ (Íq ≈ 4,5 êì). Îöåíêà îòíîøåíèÿ ãîðèçîíòàëüíîé êîìïîíåíòû ïîëÿ íàïðÿæåíèé ê âåðòèêàëüíîé (Ãîðáàöåâè÷, Èëü÷åíêî, 1999) â ðàçðåçå ÑÃ-3 ïîêàçàëà, ÷òî íà ãëóáèíàõ 6–10,5 êì ýòî îòíîøåíèå áëèçêî ê ãèäðîñòàòè÷åñêîìó. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò ãèïîòåçó øâåéöàðñêîãî ãåîëîãà À. Ãåéìà (Äæåãåð, 1975) î ïåðåõîäå ê ãèäðîñòàòè÷åñêîìó ðàñïðåäåëåíèþ ãåîñòàòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé íà áîëüøèõ ãëóáèíàõ. Êàê èçâåñòíî, ìèêðîòðåùèíû íà ãðàíèöàõ çåðåí ìèíåðàëîâ, ïî ñïàéíîñòè âíóòðè çåðåí, ïðèñóòñòâóþò ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîäàõ. Êðîìå íèõ, â ìàññèâàõ èìåþòñÿ ìåëêî- è êðóïíîìàñøòàáíûå íåîäíîðîäíîñòè, òðåùèíû. Êàæäûé èç ýòèõ îáúåêòîâ âîçäåéñòâóåò êàê ñîñòàâëÿþùàÿ â ôîðìèðîâàíèè ñóììàðíîé íåëèíåéíîñòè äåôîðìèðîâàíèÿ ìàññèâîâ ïðè èçìåíåíèè èõ íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ. Ïîýòîìó îòêëîíåíèÿ îò çàêîíà Ãóêà ÿâëÿþòñÿ íå èñêëþ÷åíèåì, à ïðàâèëîì äëÿ íåîäíîðîäíûõ, ãåòåðîãåííûõ, òðåùèíîâàòûõ ñðåä (ãîðíûõ ïîðîä). Ñîîòâåòñòâåííî ïåðåõîä ê êâàçèãèäðîñòàòè÷åñêîìó íàïðÿæåííîìó ñîñòîÿíèþ â ìàññèâàõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñòàíîâèòñÿ íåèçáåæíûì. Ïî íàøåìó ìíåíèþ, ãëóáèíà ýòîãî ïåðåõîäà ìîæåò áûòü çàðåãèñòðèðîâàíà ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè. 5.2.2. Èçìåíåíèå óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä ïîä äàâëåíèåì Ñëåäóþùèé ýòàï èçó÷åíèÿ óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä ïðîâîäèëè íà óñòàíîâêàõ, ïîçâîëÿþùèõ ñîçäàâàòü ÐÒ-óñëîâèÿ, àäåêâàòíûå äàâëåíèþ è òåìïåðàòóðå, ïðè êîòîðûõ îáðàçåö íàõîäèëñÿ â ìàññèâå. Ïðè ýòîì â ðåæèìå ïîâûøåíèÿ äàâëåíèÿ (òåìïåðàòóðû) ðåãèñòðèðîâàëèñü âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ (Vp) è ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé (Vs), ïëîòíîñòè (ρ). ×àñòü îáðàçöîâ (¹ 17 775 S, 18 679 S, 31 115, 35 400, 36 058, 38 098 S, 43 560, 43 726), èçâëå÷åííûõ èç ãëóáèí 4 673–11 383 ì, áûëà èñïûòàíà íà óñòàíîâêå âûñîêèõ äàâëåíèé è òåìïåðàòóð ïðîô. Õ. Êåðíîì â óíèâåðñèòåòå ã. Êèëü, Ãåðìàíèÿ (Kern et al., 1997). Íà ýòîé óñòàíîâêå îáðàçöû ïîäâåðãàëèñü âñåñòîðîííåìó äàâëåíèþ äî 600 ÌÏà è íàãðåâàíèþ äî òåìïåðàòóðû 600 °Ñ. Ïðè÷åì ýòè îïðåäåëåíèÿ âûïîëíÿëèñü ïî íàïðàâëåíèÿì, ñîãëàñîâàííûì ñî ñëàíöåâàòîñòüþ (ñëîèñòîñòüþ) è ëèíåéíîñòüþ òåêñòóðû îáðàçöà â ñèñòåìå, îïðåäåëÿåìîé êâàçèìàòðèöåé (Ãîðáàöåâè÷, 1995): 114
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
V11 V12 V13 Vij = V21 V22 V23 .
(6)
V31 V32 V33 Äðóãàÿ ÷àñòü îáðàçöîâ (¹ 2 679 ð, 11 373, 20 289, 31 136, 43 731), äèàïàçîí ãëóáèí 926,8–11364,2 ì, ïîäâåðãàëàñü íàãðóçêå íà óñòàíîâêå ïðîô. Í. Õðèñòåíñåíà, â óíèâåðñèòåòå øòàòà Âèñêîíñèí, ÑØÀ. Óñòàíîâêà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èçìåðåíèÿ âåëè÷èí ñêîðîñòè ïðè ïîâûøàþùåìñÿ âñåñòîðîííåì äàâëåíèè äî 1000 ÌÏà (Christensen, 1985). Ïðèìåðû çàâèñèìîñòè âåëè÷èí ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ êîëåáàíèé îò äàâëåíèÿ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.11. Çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ âîëí ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû äëÿ 8 îáðàçöîâ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.12. Ðèñ. 5.11 ïîçâîëÿåò çàìåòèòü, ÷òî çíà÷èòåëüíûé ðîñò âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîëåáàíèé â îáðàçöàõ íàáëþäàåòñÿ äî çíà÷åíèÿ âñåñòîðîííåãî äàâëåíèÿ, ðàâíîãî ïðèìåðíî 150–200 ÌÏà. Çàòåì ñ ðîñòîì äàâëåíèÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè óâåëè÷èâàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî è ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíî. Àíàëîãè÷íûå òåíäåíöèè èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé ïîêàçàëè âñå äðóãèå ïðîòåñòèðîâàííûå îáðàçöû. Õàðàêòåð ðîñòà âåëè÷èí ñêîðîñòè óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â ïðåäåëàõ ïîâûøåíèÿ äàâëåíèÿ äî 150–200 ÌÏà çàêðûâàþòñÿ òðåùèíû, âîçíèêøèå â êåðíå â ïåðèîä åãî âûáóðèâàíèÿ è èçâëå÷åíèÿ íà ïîâåðõíîñòü. Ïðè áîëåå âûñîêîì óðîâíå äàâëåíèÿ îïðåäåëÿþùåå çíà÷åíèå íà äåôîðìàöèè îáðàçöà îêàçûâàåò âëèÿíèå êðèñòàëëè÷åñêàÿ îñíîâà ïîðîäû (Kern et al., 2001). a
b
Ðèñ. 5.11. Èçìåíåíèå âåëè÷èí ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé â òðåõ âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ íàïðàâëåíèÿõ, èçìåðåííûå íà êóáè÷åñêèõ îáðàçöàõ ¹ 36 058 (a) è 31 136 (b) â çàâèñèìîñòè îò âñåñòîðîííåãî äàâëåíèÿ
a
b
Ðèñ. 5.12. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí îò òåìïåðàòóðû (ïðè 600 ÌÏà) äëÿ 8 îáðàçöîâ ÑÃ-3 115
Àp, %
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Pressure, MPa Ðèñ. 5.13. Çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà àíèçîòðîïèè ÀÐ îò äàâëåíèÿ äëÿ 13 îáðàçöîâ, îòîáðàííûõ èç äèàïàçîíà ãëóáèí 926,8–11 718 ì
Íàãðåâ îáðàçöîâ, ðèñ. 5.12, ïîêàçàë, ÷òî ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû äî 600° âåëè÷èíà Vp è Vs, êàê ïðàâèëî, ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ, íî íåçíà÷èòåëüíî, â ïðåäåëàõ 0,5–5%, ðèñ. 5.13. Ñàìîé êîíñåðâàòèâíîé õàðàêòåðèñòèêîé ÿâëÿåòñÿ ïëîòíîñòü ïîðîäû. Ïðè èçìåíåíèè äàâëåíèÿ äî 600 ÌÏà îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü âîçðàñòàåò íà 0,9–1,7%. Óïðóãàÿ (ñêîðîñòíàÿ) àíèçîòðîïèÿ èãðàåò ñóùåñòâåííóþ ðîëü ïðè âîññîçäàíèè óñëîâèé ôîðìèðîâàíèÿ ìàññèâîâ ïîðîä, îïðåäåëåíèè ïàðàìåòðîâ ñîâðåìåííûõ è ïàëåîíàïðÿæåíèé, ïîëîæåíèè ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö ãåîôèçè÷åñêèìè ìåòîäàìè è äðóãîì. Ïîýòîìó îñîáîå âíèìàíèå áûëî óäåëåíî îöåíêå âåëè÷èí êîýôôèöèåíòà óïðóãîé àíèçîòðîïèè ïî ïðîäîëüíûì âîëíàì (Ap) è ïîêàçàòåëÿ àíèçîòðîïèè ïî ïîïåðå÷íûì âîëíàì B äëÿ ÐÒ-óñëîâèé çàëåãàíèÿ ïîðîä (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 2000, 2002). Íà ðèñ. 5.13 ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà Àð îò äàâëåíèÿ äëÿ 13 îáðàçöîâ (ãëóáèíà îòáîðà 926,8–11 718 ì), à â òàáë. 5.2 äàíû ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ Àð è ïîêàçàòåëÿ  äëÿ ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèé è óñëîâèé, îïðåäåëåííûõ äëÿ ãëóáèíû èõ îòáîðà (in situ). Íà ðèñ. 5.8, ñ êîýôôèöèåíò Àð è ïîêàçàòåëü Â, îïðåäåëåííûå äëÿ óñëîâèé in situ, äàíû â òî÷êàõ òåõ ãëóáèí, ãäå áûëè îòîáðàíû îáðàçöû. Ïðèâåäåííûå õàðàêòåðèñòèêè ðàññ÷èòàíû ïî äàííûì, ïîëó÷åííûì íà óñòàíîâêàõ âûñîêîãî äàâëåíèÿ. Òàáëèöà 5.2. Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè óïðóãîé àíèçîòðîïèè îáðàçöîâ ÑÃ-3, îïðåäåëåííûå â ëàáîðàòîðíûõ è in situ óñëîâèÿõ Íîìåð îáðàçöà
Ãëóáèíà îòáîðà H, ì
2 679 11 373 17 775 S 18 679 S 20 289 31 115 31 136 35 400 36 058 38 098 S 43 560 43 731 43 726
926,8 2 965,4 4 673 5 056 6 320 8 718 8 731,5 9 438 9 571,4 10 238,5 11 353,5 11 364,2 11 383
Êîýôôèöèåíò AP, %, ïðè äàâëåíèè 0,1 ÌÏà in situ 2,0 1,5 2,6 1,3 41,8 10,2 63,7 1,4 44,0 9,2 – 8,8 49,4 7,7 38,6 16,6 61,0 18,3 59,6 11,3 35,8 1,6 31,7 2,4 21,6 1,6
Ïîêàçàòåëü Â, %, ïðè äàâëåíèè 0,1 ÌÏà 0 5,1 36,1 12,5 4,2 – 14,4 30,6 33,8 29,5 14,5 15,6 22,2
in situ – – 1,3 4,8 18,5 10,6 11,3 38,6 37,7 25,1 1,7 – 2,8
Ï ð è ì å ÷ à í è å .  òàáë. æèðíûì øðèôòîì âûäåëåíû âûñîêèå çíà÷åíèÿ õàðàêòåðèñòèê óïðóãîé àíèçîòðîïèè AP è Â, èçìåðåííûå â îáðàçöàõ ïðè óñëîâèÿõ, àäåêâàòíûõ ìåñòó èõ îòáîðà â ìàññèâå.
116
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Êàê ñëåäóåò èç äàííûõ ðèñ. 5.13 è òàáë. 5.2, ïðèëîæåíèå äàâëåíèÿ ê îáðàçöàì ðàçëè÷íûì îáðàçîì îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ïàðàìåòðû èõ óïðóãîé àíèçîòðîïèè. Èìåþòñÿ ïîðîäû, ñîõðàíÿþùèå çíà÷èòåëüíóþ àíèçîòðîïèþ ïðè âûñîêèõ ÐÒ-óñëîâèÿõ. Íåêîòîðûå îáðàçöû ïîêàçàëè, ÷òî èõ àíèçîòðîïèÿ ïðè íàãðóæåíèè ñíèæàåòñÿ áîëåå ÷åì â äåñÿòü ðàç.  ñðåäíåì, ïî ìåðå ðîñòà äàâëåíèÿ, â îñîáåííîñòè íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå íàãðóæåíèÿ (äî 100 ÌÏà), íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåííîå ñíèæåíèå êîýôôèöèåíòà àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿåìîãî ïî ïðîäîëüíûì âîëíàì. Èçìåíåíèå ïîêàçàòåëÿ àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿåìîãî ïî ïîïåðå÷íûì âîëíàì, ïðîèñõîäèò â áîëåå óçêîì äèàïàçîíå. Âàæíûì ðåçóëüòàòîì ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèå âûñîêîé àíèçîòðîïèè ïîðîä, çàëåãàþùèõ â äèàïàçîíå ãëóáèí îò 6,3 äî 10,2 êì (òàáë. 5.2, ðèñ. 5.8, ñ), ïóòåì ìîäåëèðîâàíèÿ óñëîâèé in situ. Âûñîêàÿ ñòåïåíü àíèçîòðîïèè íà ýòèõ ãëóáèíàõ îáóñëîâëåíà îðèåíòèðîâàííûì ðàñïîëîæåíèåì âûòÿíóòûõ çåðåí ìèíåðàëîâ, ñëàãàþùèõ ïîðîäû (Kern et al., 2001). Ïî äèàïàçîíó ãëóáèí ýòè îáðàçöû ïðåäñòàâëÿþò ïîðîäû çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè âñêðûòîãî ðàçðåçà ÑÃ-3.  ýòèõ ïîðîäàõ êîýôôèöèåíò ÀÐ ñîñòàâëÿåò îò ~ 8 äî 18%, à ïîêàçàòåëü  èçìåíÿåòñÿ îò ~11 äî 38%. Ñõîäíûå ðåçóëüòàòû ïîëó÷åíû ïðè èñïûòàíèÿõ øàðîîáðàçíûõ îáðàçöîâ àìôèáîëèòîâ, èçãîòîâëåííûõ èç êåðíà ÑÃ-3, èçâëå÷åííîãî èç ãëóáèí 8 868–11 379 ì (Nikitin et al., 2001). Ïðèëîæåíèå äàâëåíèÿ íà îáðàçåö îñóùåñòâëÿëîñü äî 400 ÌÏà. Ïîëó÷åíî, ÷òî êîýôôèöèåíò ïî ïðîäîëüíûì âîëíàì ê = (Vpmax – Vpmin)/Vmean (Birch, 1961) äëÿ ýòèõ îáðàçöîâ èçìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ 7–19%. Ïî äàííûì ðàáîòû (Lokajicek et al., 2000) îñíîâíîé ðîñò âåëè÷èíû Vp ïðîèñõîäèò â äèàïàçîíå îò íà÷àëüíîãî äàâëåíèÿ äî 100–200 ÌÏà. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ïðîñòðàíñòâåííîå ðàñïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ óïðóãîé ñèììåòðèè ïîðîäû â öåëîì íå èçìåíÿåòñÿ â ïðîöåññå âñåñòîðîííåãî íàãðóæåíèÿ. Ðàíåå â ðàéîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà ïðè èçìåðåíèÿõ ìåòîäîì âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ íà ïîïåðå÷íûõ âîëíàõ áûëà çàðåãèñòðèðîâàíà ñêîðîñòíàÿ àíèçîòðîïèÿ äî 10% (Digranes et al., 1996). Ïîëó÷åííûå ìåòîäîì ñîçäàíèÿ ÐÒ-óñëîâèé íà îáðàçöàõ è èçìåðåííûå â ìàññèâå õàðàêòåðèñòèêè àíèçîòðîïèè ïîðîä î÷åíü çíà÷èòåëüíû è ñóùåñòâåííî ïðåâûøàþò òó âåëè÷èíó, ïðè êîòîðîé ýòî ñâîéñòâî ìîæíî íå ïðèíèìàòü â ðàñ÷åò. Èçâåñòíî, ÷òî â òâåðäûõ ñðåäàõ, îáëàäàþùèõ ñòîëü âûñîêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè àíèçîòðîïèè, â íåêîòîðûõ íàïðàâëåíèÿõ íàáëþäàåòñÿ ðàñùåïëåíèå ëó÷åé êàê ïðîäîëüíûõ, òàê è ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé (Ïåòðàøåíü, 1980). Ýòè îñîáåííîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ âîëí â âûñîêîàíèçîòðîïíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîäàõ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò. 5.3. ÑÊÎÐÎÑÒÍÀß ÌÎÄÅËÜ ÐÀÇÐÅÇÀ Èññëåäîâàíèÿ èçìåíåíèé âåëè÷èí ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ Vp- è ïîïåðå÷íûõ Vs-âîëí ìåòîäàìè àêóñòè÷åñêîãî êàðîòàæà (ÀÊ) è âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÂÑÏ) â ïðîòåðîçîéñêîé è àðõåéñêîé ÷àñòÿõ ðàçðåçà ÑÃ-3 ïðîèçâîäèëèñü ìíîãîêðàòíî (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984; Ëèòîñôåðà.., 1987; Ëèçèíñêèé, Ëàíåâ, 1991). Ìåòîä ÀÊ ÿâëÿåòñÿ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè áîëåå äåòàëüíûì, ÷åì ìåòîä ÂÑÏ. Äëÿ ñêâàæèí, ïðîéäåííûõ áåç îñëîæíåíèé, áåç êàâåðí, ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ìåòîäà ÀÊ ñîñòàâëÿåò åäèíèöû ìåòðîâ, à ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèé âåëè÷èí ñêîðîñòè – ïîðÿäêà 0,01 êì/ñ. Ìåòîä ÂÑÏ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ìåíåå äåòàëüíûå ðåçóëüòàòû. Åãî ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ïðèìåíèòåëüíî ê óñëîâèÿì ÑÃ-3 ñîñòàâëÿåò äåñÿòêè ìåòðîâ, à ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ – 0,1 êì/ñ. Ñîïîñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ îáåèõ ìåòîäîâ âîçìîæíî íà îñíîâå òðàíñôîðìàöèè áîëåå äåòàëüíûõ äàííûõ ÀÊ ê äàííûì ÂÑÏ. Ïðè ïðîâåäåíèè ÂÑÏ áûëè ñîáëþäåíû äâà óñëîâèÿ. Ïðîôèëü, ïî êîòîðîìó ðàñïîëàãàëèñü èñòî÷íèêè, áûë ïðîâåäåí ïî âîññòàíèþ ïîðîä. Èñòî÷íèêè ðàñïîëàãàëèñü êàê ìîæíî áëèæå ê óñòüþ ñêâàæèíû. Âûáîð ìåñòîïîëîæåíèÿ ïóíêòîâ âçðûâà (ÏÂ) íå áûë ñâîáîäåí èç-çà íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ åñòåñòâåííûõ âîäîåìîâ. Íàèáîëåå áëèçêèé Ï íàõîäèëñÿ íà ðàññòîÿíèè 0,15 êì. Ïðè åãî èñïîëüçîâàíèè ïîëó÷åí ãðàôèê èçìåíåíèé Vp è Vs îò óñòüÿ äî ãëóáèíû 5 êì. Ñ èñïîëüçîâàíèåì Ï íà ðàññòîÿíèè 0,7 êì ïîëó÷åíà ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü ÂÑÏ ïî âñåìó ðàçðåçó ÑÃ-3. Ñâîäíûé âåðòèêàëüíûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç ïî ñêâàæèíå ÑÃ-3 (ðèñ. 5.14) ñîñòàâëåí íà îñíîâå äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäàìè ÀÊ, ÂÑÏ è èçìåðåíèé íà îáðàçöàõ ïðè ñîîòâåòñòâóþùèõ ÐÒ-óñëîâèÿõ. Äëÿ èíòåðâàëà ãëóáèí 7,2–11,5 êì ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè Vp è Vs, 117
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ïîëó÷åííûå ðàñ÷åòíûì ìåòîäîì (ÐÌ) (Àðõåéñêèé êîìïëåêñ.., 1991). Ñóòü ìåòîäà ÐÌ çàêëþ÷àåòñÿ â îïðåäåëåíèè âåëè÷èí Vp è Vs ïî êîíêðåòíîìó ìèíåðàëüíîìó ñîñòàâó îáðàçöà. Ðàñ÷åò ïðîèçâîäèëñÿ áåç ó÷åòà ìèêðîòðåùèí, ïî ôîðìóëå (Áåëèêîâ è äð., 1970): (7) lnV = ΣµilnVi , ãäå V – ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû â îáðàçöå ïîðîäû, µi – óäåëüíûé îáúåì ìèíåðàëà, Vi – ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû â äàííîì ìèíåðàëå. Äàííûå ðèñ. 5.14 ïîçâîëÿþò çàêëþ÷èòü, ÷òî âñå òðè ìåòîäà äàþò âåñüìà ñõîäíûå ðåçóëüòàòû. Ïî ðåçóëüòàòàì ðàñ÷åòîâ (ÐÌ), ãðóïïà ïîðîä, îáúåäèíÿþùàÿ ëåéêîêðàòîâûå ðàçíîâèäíîñòè (òåíåâûå ìèãìàòèòû, ãíåéñî-ãðàíèòû, áèîòèòîâûå è äâóñëþäÿíûå ãíåéñû, ïåãìàòèòû è äð.), èìååò çíà÷èìî îòëè÷íûå âåëè÷èíû Vp îò ãðóïïû àìôèáîë-ïèðîêñåíñîäåðæàùèõ ïîðîä (àìôèáîëèòû, ìåòàãàááðî, àìôèáîëîâûå ñëàíöû è äð.). Ìåòàäèàáàçàì, àìôèáîëñîäåðæàùèì ïîðîäàì ñâîéñòâåííû áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ ðàñ÷åòíûõ Vp ≈ 6,7 êì/ñ, à ïîðîäàì ãíåéñî-ãðàíèòíîãî êîìïëåêñà – áîëåå íèçêèå, Vp ≈ 6,15 êì/ñ. Åäèíè÷íûå è ñðåäíèå çíà÷åíèÿ Vp ïîðîä ãíåéñî-ãðàíèòíîãî êîìïëåêñà áëèçêè âåëè÷èíàì, çàðåãèñòðèðîâàííûì ìåòîäàìè ÂÑÏ è ÀÊ. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî îñíîâíîé îáúåì ïîðîä àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ñëàãàþò ãðàíèòîèäû, ïëàãèîãíåéñû è ìèãìàòèòû. Àìôèáîëèòû, àìôèáîëîâûå ñëàíöû è ìåòàãàááðî ñîñòàâëÿþò â îáùåì îáúåìå 30%.  öåëîì ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé â ïîðîäàõ àðõåéñêîÐèñ. 5.14. Âåðòèêàëüíûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç ãî êîìïëåêñà, âñêðûòûõ ïî ðàçðåçó ÑÃ-3, îïðåäåëåíâäîëü ñòâîëà ÑÃ-3 (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997). íûõ òðåìÿ ìåòîäàìè, ñîñòàâëÿåò Vp = 6,2 êì, ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ïîïåðå÷íûõ, Vs = 3,6 êì. 1 – ìåòîä âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÂÑÏ); 2 – ìåòîä àêóñòè÷åñêîãî êàðîòàæà Ïåðâàÿ ïî ãëóáèíå ñêîðîñòíàÿ ãðàíèöà îòìå÷àåòñÿ (ÀÊ); 3 – ðàñ÷åòíûé ìåòîä (ÐÌ), ïðèìåíåííûé äëÿ íà ãëóáèíå ≈ 1,1 êì. Ïî òî÷êàì ðåçêîãî èçìåíåíèÿ ïîðîä ãíåéñî-ãðàíèòíîãî ñîñòàâà; 4 – ðàñ÷åòíûé ìåòîä äëÿ àìôèáîëñîäåðæàùèõ ïîðîä; 5 – ðàñ÷åòâåëè÷èí Vp è Vs âûäåëÿåòñÿ èíòåðâàë 1,7–2,1 êì íûé ìåòîä, äîâåðèòåëüíûå ïðåäåëû ñðåäíèõ ïî èíñ ïðîÿâëåíèåì ìåäíîíèêåëåâîãî îðóäåíåíèÿ. Ó÷àñòåðâàëàì òîê ðàçðåçà 2,7–4,6 êì ñ íàèáîëåå ñòàáèëüíûì âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì ïîðîä îòëè÷àåòñÿ âûñîêîé ñêîðîñòíîé îäíîðîäíîñòüþ (Vp ≈ 6,7 êì, Vs ≈ 3,8 êì). Âåðòèêàëüíûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç ïîçâîëÿåò âûäåëèòü ãðàíèöó ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ (6 842 ì). Íà ãëóáèíå 9 456–9 562 ì îòìå÷àåòñÿ ïðîñëîé (òîëùèíà 106 ì) íèçêîñêîðîñòíûõ ïîðîä. Òàêîé æå ïðîñëîé çàðåãèñòðèðîâàí íà ãëóáèíå 10,144–10,6 êì.  îñòàëüíûõ ÷àñòÿõ ðàçðåçà ñêîðîñòíîé ãðàäèåíò ñðàâíèòåëüíî ìàë, ëèáî èçìåíåíèÿ Vp è Vs ïðîèñõîäÿò íåñèíõðîííî. Ïðè èçìåðåíèÿõ Vs íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåííî ìåíüøèé ðàçáðîñ äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäàìè ÂÑÏ, ÀÊ è ÐÌ. Ðàñ÷åòíûé ìåòîä (ÐÌ) îïðåäåëåíèÿ Vp è Vs ïî ìèíåðàëüíîìó ñîñòàâó ïîðîä ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü, ïî êðàéíåé ìåðå, äî ãëóáèí ~ 15 êì, ðåçóëüòàòû, áëèçêèå ðåàëüíî ïðèñóùèì ìàññèâàì. Çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí, ðàññ÷èòàííûå ïî ìèíåðàëüíîìó ñîñòàâó, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò. Îäíàêî ýòî ìîæåò áûòü ñäåëàíî òîëüêî â îòíîøåíèè çàâåäîìî èçîòðîïíûõ èëè ñëàáîàíèçîòðîïíûõ ìàññèâîâ, òàê êàê ðàñ÷åòíûé ìåòîä ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ëèøü ñðåäíèå âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ âîëí â ïîðîäå. 118
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Êàê ñëåäóåò èç àíàëèçà âåðòèêàëüíîãî ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà ÑÃ-3, ðèñ. 5.14, âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ âîëí Vp â áîëüøåé ñòåïåíè ÷óâñòâèòåëüíû ê èçìåíåíèÿì âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà ïîðîä, ÷åì ïîïåðå÷íûå Vs. Ñîîòâåòñòâåííî ñêîðîñòè Vp ìîãóò áûòü áîëåå ïîëåçíû äëÿ âûäåëåíèÿ ãðàíèö ïîðîä ñ ðàçíûì âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì. Ýòî ñâîéñòâî ïðîäîëüíûõ âîëí îòíîñèòñÿ è ê âûäåëåíèþ ðàçëîìíûõ íàðóøåíèé, ãðàíèö çîí ðàçóïëîòíåíèÿ, çàïîëíåííûõ, íàïðèìåð, ôëþèäàìè (Ãóáåðìàí è äð., 2000; Smithson et al., 2000). Âìåñòå ñ òåì èñïîëüçîâàíèå ïîïåðå÷íûõ âîëí, â îñîáåííîñòè ïîëÿðèçàöèîííîãî ìåòîäà ÂÑÏ, âåñüìà ýôôåêòèâíî äëÿ âûäåëåíèÿ ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ ó÷àñòêîâ èññëåäóåìîãî ìàññèâà (Digranes et al., 1996). 5.4. ÀÍÀËÈÇ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÅÍÍÛÕ ÏÀÐÀÌÅÒÐΠÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÕ ÒÅË Êàê ïîêàçàíî â ðàáîòàõ (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997; Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998), ïî àçèìóòó îòêëîíåíèÿ ñêâàæèíû îò âåðòèêàëè ìîæíî ñóäèòü î ïðîñòðàíñòâåííîì ïîëîæåíèè ïëîñêîñòè óïðóãîé àíèçîòðîïèè ãåîëîãè÷åñêîãî òåëà.  ñâîþ î÷åðåäü, ïîëîæåíèå ýòîé ïëîñêîñòè îïðåäåëÿåò ïàðàìåòðû îòêëîíåíèÿ ñêâàæèí îò âåðòèêàëè. Íà ðèñ. 5.9 ïðèâåäåíû âûíåñåííûå íà ãîðèçîíòàëüíûé ïëàí òðàåêòîðèè ÷åòûðåõ ñòâîëîâ Êîëüñêîé ñêâàæèíû ÑÃ-3, ïðîéäåííûõ â ðàçíîå âðåìÿ, äîñòèãøèå ðàçëè÷íûõ ïðåäåëüíûõ ãëóáèí. Àíàëèçèðóÿ òðàåêòîðèè ñòâîëîâ ÑÃ-3, ðèñ. 5.15, è èñïîëüçóÿ ïðèâåäåííîå ïðàâèëî,
Ðèñ. 5.15. Òðàåêòîðèè ñòâîëîâ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû â ïðîåêöèè íà ãîðèçîíòàëüíóþ ïëîñêîñòü: 1 – òîëùà áèîòèò-ïëàãèîêëàçîâûõ ãíåéñîâ ñ âûñîêîêàëüöèåâûìè ìèíåðàëàìè (ÂÊÌ); 2 – òîëùà áèîòèòïëàãèîêëàçîâûõ ãíåéñîâ ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (ÂÃÌ); 3 – òåëåâèíñêàÿ ñâèòà; 4 – ìàÿðâèíñêàÿ ñâèòà; 5 – êóâåðíåðèíéîêñêàÿ ñâèòà; 6 – ïèðòòèÿðâèíñêàÿ ñâèòà; 7 – ëó÷ëîìïîëüñêàÿ ñâèòà; 8 – çàïàëÿðíèíñêàÿ ñâèòà; 9 – æäàíîâñêàÿ ñâèòà; 10 – ìàòåðòñêàÿ ñâèòà; 11 – çîíà òðåùèíîâàòîñòè è êàòàêëàçà Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà; 12 – çîíà îáðàçîâàíèÿ áëàñòîìèëîíèòîâ; 13 – àíäåçèò-äàöèòîâûå ïîðôèðèòû; 14 – ãëóáèíà êîíòàêòîâ îïîðíîé òîëùè; 15 – àçèìóò ïàäåíèÿ îïîðíûõ òîëù èëè ìàðêèðóþùèõ ïëàñòîâ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ; 16 – íàïðàâëåíèå è óãîë ïàäåíèÿ òîëù; 17 – ãëóáèíà îòäåëüíûõ òî÷åê ñòâîëîâ; 18 (I–IV) – íîìåðà ñòâîëîâ ÑÃ-3 â õðîíîëîãè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè (ïðîåêöèÿ ñòâîëà IV â èíòåðâàëå 105 000–11 882 ì íà ðèñ. íå ïîêàçàíà) 119
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ìîæíî ïðèéòè ê âûâîäó, ÷òî íà ðàçëè÷íûõ ãëóáèíàõ, â ïðåäåëàõ ðàçëè÷íûõ ñâèò è òîëù, ïëîñêîñòü óïðóãîé àíèçîòðîïèè ïîðîä çàíèìàåò ðàçíîå ïîëîæåíèå.  ïðåäåëàõ âñåãî ðàçðåçà âûäåëÿåòñÿ ðÿä èíòåðâàëîâ (ýòàæåé), ðàçëè÷àþùèõñÿ ïàðàìåòðàìè ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ïëîñêîñòè àíèçîòðîïèè (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998).  äàííîì ñëó÷àå ïîä òåðìèíîì ýòàæ ïîíèìàåòñÿ èíòåðâàë ãëóáèí, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî íåïðåðûâíî âûäåðæèâàþòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî îäèíàêîâûå çíà÷åíèÿ àçèìóòà ïðîñòèðàíèÿ, óãëà ïàäåíèÿ ïëîñêîñòè àíèçîòðîïèè, ïàðàìåòðîâ àíèçîòðîïèè. Òðàåêòîðèè ñòâîëîâ, ðèñ. 5.15, ïîçâîëÿþò çàìåòèòü, ÷òî òî÷êè ïîâîðîòà ýòèõ ïëîñêîñòåé ïðàêòè÷åñêè âûäåðæèâàþòñÿ âíå çàâèñèìîñòè îò íîìåðà ñòâîëà è âðåìåíè åãî ïðîõîäêè. Íàïðèìåð, â ïðåäåëàõ ãëóáèí 1,4–4,8 êì àçèìóò íîðìàëè ê ïëîñêîñòè àíèçîòðîïèè ïðèìåðíî ðàâåí Ñ 28° îò ìàãíèòíîãî ìåðèäèàíà. Çàòåì, â èíòåðâàëå 4,8–6,2 êì ñòâîë ñêâàæèíû ïðàêòè÷åñêè èäåò â íàïðàâëåíèè ìàãíèòíîãî ìåðèäèàíà.  ïðåäåëàõ ãëóáèí 6,2–7,6 êì åãî îòêëîíåíèå ñîñòàâëÿåò Ñ 37°.  ñëåäóþùåì èíòåðâàëå 7,6–8,6 êì ïðåîáëàäàåò àçèìóò îòêëîíåíèÿ ñòâîëà I, ðàâíûé ÑÇ 350°. Ïðè÷åì ïðàêòè÷åñêè íà òîì æå èíòåðâàëå ñòâîë III èìååò àíàëîãè÷íûé àçèìóò. Íà ãëóáèíàõ 8,4–8,8 êì ñòâîëû I è III ñîâåðøàþò ïîâîðîò è èäóò â íàïðàâëåíèè ÑÇ 310°.  òî÷êå 10,5 êì ñòâîëû I è II ïîâîðà÷èâàþò ïðàêòè÷åñêè íà îäíîé è òîé æå ãëóáèíå è ïàðàëëåëüíî ïðîäîëæàþòñÿ äî ãëóáèíû 11,1 êì ñ àçèìóòîì ÞÇ 210°. Ïîñëåäíèé îòðåçîê ñòâîëîâ I, II, III íà ãëóáèíàõ, áîëüøèõ 11,1 êì, ïðîõîäèò â íàïðàâëåíèè Þ 120°. Ñòâîë IV, íà÷èíàþùèéñÿ íà ãëóáèíå 9,54 êì è çàêàí÷èâàþùèéñÿ íà 11,88 êì, ïîâòîðÿåò òðàåêòîðèþ ñòâîëà III. Òàêèì îáðàçîì, ïî èçìåíåíèþ àçèìóòà íàêëîíà ñêâàæèíû, îáóñëîâëåííîãî ñòåïåíüþ óïðóãîé àíèçîòðîïèè, â ïðåäåëàõ âñåãî ðàçðåçà ÑÃ-3 âûäåëÿþòñÿ 10 ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé (Ãîðáàöåâè÷, Ñìèðíîâ, 2000). Ñîãëàñíî äàííûì ðèñ. 5.8, â ïðåäåëàõ 1 ýòàæà (0–1,06 êì) ïðåîáëàäàþò ïðàêòè÷åñêè èçîòðîïíûå ïîðîäû. Ïåðâûé è âòîðîé ýòàæè ðàçäåëåíû òåêòîíèçèðîâàííîé çîíîé (Í = 1,06–1,3 êì), ïðåäñòàâëåííîé áëàñòîìèëîíèòàìè è ñëàíöåâàòûìè áëàñòîêàòàêëàçèòàìè, õàðàêòåðèçóþùèìèñÿ ïðîÿâëåíèåì ñëàáîé àíèçîòðîïèåé ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Ê êðîâëå Æäàíîâñêîé ïðîäóêòèâíîé ñâèòû ïðèìûêàåò âåðõíÿÿ ìåäíî-íèêåëåâàÿ îðóäåíåëàÿ çîíà (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984). Âòîðîé ýòàæ (1,3–1,7 êì) òàêæå ñëîæåí ïî÷òè èçîòðîïíûìè ïîðîäàìè (Âñð = 0,04). Òðåòèé ýòàæ (1,7–2,1 êì) ïðåäñòàâëåí ñëîåì, âêëþ÷àþùèì ñèëüíî àíèçîòðîïíûå ïîðîäû è ìåäíî-íèêåëåâîå îðóäåíåíèå.  ïðåäåëàõ ýòîãî ñëîÿ ïàðàìåòð àíèçîòðîïèè Âñð = 0,13. Ñîâîêóïíîñòü äàííûõ ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü, ÷òî â ïðåäåëàõ ñëîÿ ïðîèñõîäèëè ìîùíûå òåêòîíè÷åñêèå ïîäâèæêè. Çíà÷èòåëüíûå âàðèàöèè óïðóãèõ è óïðóãî-àíèçîòðîïíûõ ñâîéñòâ âûçâàëè â ïðåäåëàõ 3 ýòàæà îáðàçîâàíèå çíà÷èòåëüíûõ êàâåðí â ñòâîëå ñêâàæèíû.  ïðåäåëàõ 4 ýòàæà (2,1–4,4 êì) ðàñïîëàãàåòñÿ ñàìûé îäíîðîäíûé, èçîòðîïíûé è ñòàáèëüíûé áëîê âî âñåì ðàçðåçå ÑÃ-3. Ýòî ïîäòâåðæäàåò âåëè÷èíà ïàðàìåòðà Âñð = 0,06. Ñòâîë ñêâàæèíû îòëè÷àåò ñàìàÿ íèçêàÿ êàâåðíîçíîñòü. Îïðåäåëåííûé ïî íàïðàâëåíèþ îòêëîíåíèÿ ñêâàæèíû îò âåðòèêàëè àçèìóò äåéñòâèÿ ãëàâíîé êîìïîíåíòû ïîëÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé â ïðåäåëàõ 4 ýòàæà ñîñòàâëÿåò Ñ 28°. Ãðàíèöà 4 è 5 ýòàæåé ïðîõîäèò ïî Ëó÷ëîìïîëüñêîìó ðàçëîìó. Ïî íàøèì äàííûì, îñíîâíûå òåêòîíè÷åñêèå ïîäâèæêè ïðîèñõîäèëè â èíòåðâàëå 4,4–4,7 êì. 5 ýòàæ (4,4–6,2 êì), â îòëè÷èå îò âûøåëåæàùèõ, õàðàêòåðèçóåòñÿ ñóùåñòâåííî áîëüøèì ïàðàìåòðîì óïðóãîé àíèçîòðîïèè (Âñð = 0,18). Ñ íà÷àëà ýòîãî ýòàæà â ñêâàæèíå çíà÷èòåëüíî âîçðàñòàåò êàâåðíîçíîñòü. Íà îñíîâå ìèêðîñòðóêòóðíûõ äàííûõ è ÐÒ-òåñòèðîâàíèÿ îáðàçöîâ â ðàáîòå (Kern, Popp, 2000) ïîêàçàíî, ÷òî â íèæíåïðîòåðîçîéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ÑÃ-3 àíèçîòðîïèÿ ïîðîä îáóñëîâëåíà îðèåíòèðîâàííûì ðàñïîëîæåíèåì çåðåí ñëþä è ðîãîâîé îáìàíêè. Íà 6 ýòàæå (6,2–7,6 êì) çàëåãàþò áîëåå àíèçîòðîïíûå ïîðîäû ÷åì íà ïÿòîì (Âñð = 0,22). Ãðàíèöà 6 è 7 ýòàæåé (7,6 êì) ñîâïàäàåò ñ êîíòàêòîì I è II òîëùè àðõåéñêîãî êîìïëåêñà. Èìåííî ê ýòîé ãðàíèöå ïðèóðî÷åí âíóòðèôîðìàöèîííûé òåêòîíè÷åñêèé êîíòàêò. 7 ýòàæ (7,6–8,6 êì) îòëè÷àåò ñàìàÿ âûñîêàÿ àíèçîòðîïèÿ ñëàãàþùèõ ïîðîä (Âñð = 0,31) è î÷åíü øèðîêèå âàðèàöèè ïîêàçàòåëÿ àíèçîòðîïèè. Âûñîêàÿ óïðóãàÿ àíèçîòðîïèÿ ïîðîä ñîïðîâîæäàåòñÿ î÷åíü âûñîêîé êàâåðíîçíîñòüþ ñòâîëà. Íà íåêîòîðûõ åãî ó÷àñòêàõ êàâåðíû äîñòèãàþò ðàçìåðîâ áîëåå ÷åì 0,7 ì.  ïðåäåëàõ 8 ýòàæà óïðóãàÿ àíèçîòðîïèÿ ïîðîä (Âñð = 0,28), â ñðåäíåì, íåñêîëüêî íèæå, ÷åì íà ïðåäûäóùåì ýòàæå. Íà 9 ýòàæå (10,15–11,1 êì), ñóäÿ ïî äàííûì îãðàíè÷åííîãî ÷èñëà èçìåðåíèé, çàëåãàþò ìåíåå àíèçîòðîïíûå ïîðîäû (Âñð = 0,2) ÷åì íà 8. 120
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Ìîùíîñòü 10 ýòàæà íå îïðåäåëåíà, òàê êàê áóðåíèå ñêâàæèíû ïî ñòâîëó III îñòàíîâëåíî íà îòìåòêå 12,262 êì. Àíèçîòðîïèÿ ïîðîä íåñêîëüêî íèæå, ÷åì íà ïðåäûäóùåì ýòàæå. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî àçèìóòû ïëîñêîñòè àíèçîòðîïèè 8 è 10 ýòàæåé ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâû (Ñ 35–40î), îäíàêî èõ àçèìóòû óãëîâ ïàäåíèÿ ïðîòèâîïîëîæíû.  îòëè÷èå îò âñåõ ïðåäûäóùèõ ýòàæåé, â ïðåäåëàõ 9 è 10 ýòàæåé ñòâîë ñêâàæèíû îòêëîíÿåòñÿ îò âåðòèêàëè â þæíóþ ïîëóñôåðó óãëîâ. Ýòî ñâÿçàíî ñ âûõîäîì âñåõ ÷åòûðåõ ñòâîëîâ ÑÃ-3 èç çàìêîâîé ÷àñòè ñêëàäêè â åå ñåâåðî-çàïàäíîå êðûëî, ïðè ýòîì ÷åòêî ïðîÿâëÿåòñÿ ñòðåìëåíèå âñåõ ñòâîëîâ ê íàïðàâëåíèþ, ñîîòâåòñòâóþùåìó íîðìàëè ê ïðîñòèðàíèþ è ïàäåíèþ êðèñòàëëèçàöèîííîé ñëàíöåâàòîñòè è ñîãëàñíî ñ íåé ðàñïîëîæåííîé ïëîñêîñòüþ àíèçîòðîïèè. Ñâîäíûå õàðàêòåðèñòèêè èíòåðâàëîâ (ýòàæåé) ñ ðàçëè÷àþùèìèñÿ ïàðàìåòðàìè èõ ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ è ïîêàçàòåëÿ àíèçîòðîïèè ïðèâåäåíû â òàáë. 5.3. Îòìåòèì, ÷òî ãðàíèöû ýòàæåé 1,2–1,3, 1,8–2,1, 4,4, 10,15 êì âûäåëÿþòñÿ è íà ñêîðîñòíîì ðàçðåçå, ðèñ. 5.14. Òàáëèöà 5.3. Õàðàêòåðèñòèêè ïàëåîãåîäèíàìè÷åñêèõ ýòàæåé è óñðåäíåííûå ïàðàìåòðû óïðóãîé àíèçîòðîïèè â ðàçðåçå ÑÃ-3 (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998) Íîìåð ýòàæà 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Èíòåðâàë, êì 0,0–1,2 1,2–1,7 1,7–2,1 2,1–4,4 4,4–6,2 6,2–7,6 7,6–8,6 8,6–10,15 10,15–11,1 > 11,1
Ìîùíîñòü, êì 1,2 0,5 0,3 2,3 1,8 1,4 1,0 1,55 0,95 > 1,16
Àçèìóò ïðîñòèðàíèÿ ïëîñêîñòè Óãîë ïàäåíèÿ ïëîñêîñòè àíèçîòðîïèè αñð, ãðàä. àíèçîòðîïèè θ, ãðàä. – – ÞÂ 118 ÞÇ 40 – ÞÇ 0–90 ÞÂ 118 ÞÇ 40 Â 90 ÞÇ 60–70 ÞÂ 127 ÞÇ 50–60 ÑÂ 80 ÞÂ 50 ÑÂ 40 ÞÂ 40 ÞÂ 120 ÑÂ 40 ÑÂ 35 ÑÇ 40
Ïàðàìåòð àíèçîòðîïèè Âcp 0,05 0,04 0,13 0,06 0,18 0,22 0,31 0,28 0,2 0,19
5.4.1. Ïàëåîíàïðÿæåíèÿ è ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûå îñîáåííîñòè ðàçðåçà Àíàëèç îòêëîíåíèé ñòâîëîâ ÑÃ-3, ðèñ. 5.16, è åãî ðåçóëüòàòû, òàáë. 5.3, ïîçâîëÿþò ñäåëàòü îáîñíîâàííûé âûâîä î òîì, ÷òî àçèìóò òðàåêòîðèè îòêëîíåíèÿ ñêâàæèíû îò âåðòèêàëè θ è âåëè÷èíà óãëà α ÿâëÿþòñÿ ïàðàìåòðàìè, íà îñíîâå êîòîðûõ ìîæíî îïðåäåëèòü ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ óïðóãîé àíèçîòðîïèè â ìàññèâå. Ýòè ïàðàìåòðû òàêæå ÿâëÿþòñÿ èñõîäíûìè äëÿ ïîñòðîåíèé ïðîñòðàíñòâåííûõ îðèåíòèðîâîê êîìïîíåíò ïàëåîíàïðÿæåíèé, ïîñêîëüêó àíèçîòðîïèÿ ïîðîä ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì äåéñòâèÿ ëèòîñòàòè÷åñêèõ è òåêòîíè÷åñêèõ ñèë, äåéñòâóþùèõ ïðîäîëæèòåëüíîå ãåîëîãè÷åñêîå âðåìÿ. Ïîñòðîåííàÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì, íà ðèñ. 5.16 ïðåäñòàâëåíà ìîäåëü íàïðàâëåííîñòè ýëåìåíòîâ àíèçîòðîïèè è îðèåíòèðîâîê ïàëåîíàïðÿæåíèé â ðàçðåçå Êîëüñêîé ÑÃ-3. Íà ðèñ. 5.16, b òîëùèíà ñòðåëîê, îòðàæàþùèõ îðèåíòàöèþ äåéñòâèÿ ãëàâíîé êîìïîíåíòû ïàëåîíàïðÿæåíèé, ïðîïîðöèîíàëüíà Âñð ò. å. óñðåäíåííîé âåëè÷èíå ýòîé êîìïîíåíòû. Ñîãëàñíî ìîäåëè óãîë íàêëîíà ïàäåíèÿ ýëåìåíòîâ àíèçîòðîïèè (ïàëåîíàïðÿæåíèé) ïîðîä â îòäåëüíûõ âûäåëåííûõ ýòàæàõ (òàáë. 5.3, ðèñ. 5.16) íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 40–65°. Ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé äèàïàçîí óãëîâ ïàäåíèÿ ìîæåò áûòü îáúÿñíåí, ïî êðàéíåé ìåðå, äî ãëóáèíû 8,6 êì, çà ñ÷åò îäèíàêîâîãî ìåõàíèçìà ïîãðóæåíèÿ è íàêëîíà ñâèò è òîëù ïðè îáðàçîâàíèè Ïå÷åíãñêîé ñèíêëèíàëè. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà íàïðàâëåííîñòè äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé óêàçûâàþò íà íåîäíîêðàòíîå èçìåíåíèå âåêòîðîâ äåéñòâèÿ ñèë â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ ïðîòåðîçîéñêèõ è àðõåéñêèõ ïîðîä. Ñóäÿ ïî ïàðàìåòðàì óïðóãîé àíèçîòðîïèè, ïðîòåðîçîéñêàÿ ÷àñòü ðàçðåçà ÑÃ-3, çà èñêëþ÷åíèåì ðóäíîãî èíòåðâàëà 1,7–1,9 êì (Ãîðáàöåâè÷ è äð., 2000), ôîðìèðîâàëàñü ïðè ñðàâíèòåëüíî ñïîêîéíîì ïàëåîòåêòîíè÷åñêîì ðåæèìå è ñëàáûõ ãîðèçîíòàëüíûõ ñèëàõ. Çàìåòíàÿ àíèçîòðîïèÿ, çàðåãèñòðèðîâàííàÿ â ïðåäåëàõ 5 ýòàæà, îáðàçîâàíà íàïðàâëåíèåì äåéñòâèÿ ïàëåîñèë â ìåðèäèîíàëüíîì íàïðàâëåíèè.  ïðåäåëàõ 6 ýòàæà íàïðàâëåíèå äåéñòâèÿ ýòèõ ñèë ïîâåðíóòî, ïî ñðàâíåíèþ ñ âûøåëåæàùèì, íà 37° ê âîñòîêó. Ñàìàÿ çíà÷èòåëüíàÿ àíèçîòðîïèÿ è ñîîòâåòñòâåííî ñàìûå áîëüøèå ïàëåîíàïðÿæåíèÿ äåéñòâîâàëè â íàïðàâëåíèè Þ 170°. Èõ íàïðàâëåíèå áûëî îòëè÷íî îò íàïðàâëåíèÿ ïàëåîñèë 6 ýòàæà íà 47°. Íàïðàâëåíèå ïàëåîñèë 8 ýòàæà îòëè÷íî îò íàïðàâëåíèÿ 7 ýòàæà íà 40°. Î÷åíü ðåçêîå îòëè÷èå 121
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 5.16. Ìîäåëü ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ýëåìåíòîâ àíèçîòðîïèè (à) è ïàëåîíàïðÿæåíèé (b) â ìàññèâå ïî ðàçðåçó ñòâîëà II (ìàêñèìàëüíàÿ ãëóáèíà 12 066 ì) (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998) Ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ àíèçîòðîïèè â êàæäîì ñòðóêòóðíîì ýòàæå (à) îòðàæåíî øòðèõîâêîé íà ñòîðîíàõ ïîëóöèëèíäðà â ãîðèçîíòàëüíîì è âåðòèêàëüíîì åãî ðàçðåçàõ. Òîëùèíà ñòðåëêè, ïîêàçûâàþùåé íàïðàâëåíèå äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé (b), îòðàæàåò èõ îòíîñèòåëüíóþ âåëè÷èíó
íàïðàâëåíèÿ äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé íàáëþäàåòñÿ íà 9 ýòàæå. Îíè äåéñòâîâàëè ïðàêòè÷åñêè ïîä ïðÿìûì óãëîì ê íàïðàâëåíèþ ýòèõ ñèë íà 7 è 8 ýòàæàõ. Íàïðàâëåííîñòü ïàëåîñèë â ïðåäåëàõ 10 ýòàæà áëèçêà ê íàïðàâëåíèÿì äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé íà 7 è 8 ýòàæàõ. Èçìåí÷èâîñòü íàïðàâëåíèé, ðèñ. 5.16, b, îò ýòàæà ê ýòàæó ÿâëÿåòñÿ òàêæå ñâèäåòåëüñòâîì â ïîëüçó èìåííî ïàëåîíàïðÿæåíèé, òàê êàê ïîëå ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé â ýòîì ðåãèîíå èìååò ñåâåðî-çàïàäíóþ, þãî-âîñòî÷íóþ íàïðàâëåííîñòü (Zoback, 1990). Ïîëó÷åííûå ïîýòàæíûå õàðàêòåðèñòèêè äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé ïî óíèêàëüíîìó ðàçðåçó ÑÃ-3, ñîâìåñòíî ñ ãåîõðîíîëîãè÷åñêèìè äàííûìè, ïî íàøåìó ìíåíèþ, ïðåäñòàâëÿþò îïðåäåëåííûé èíòåðåñ íå òîëüêî äëÿ ðåêîíñòðóêöèè ðåãèîíàëüíîé ïàëåîãåîäèíàìèêè, íî è äëÿ àíàëèçà ïàëåîòåêòîíèêè äðåâíèõ êîíòèíåíòîâ. Íà îñíîâå âñåé ñîâîêóïíîé êîëè÷åñòâåííîé èíôîðìàöèè, âêëþ÷àþùåé ïåòðîôèçè÷åñêèå äàííûå, ïîëó÷åííûå â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ è ïðè ìîäåëèðîâàíèè óñëîâèé in situ, ðåçóëüòàòû ãåîëîãè÷åñêèõ, ãåîôèçè÷åñêèõ, ãåîõðîíîëîãè÷åñêèõ è ãåîòåõíîëîãè÷åñêèõ îïðåäåëåíèé, íàìè ðàçðàáîòàíà îáúåìíàÿ ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíàÿ ìîäåëü ìàññèâà â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ðèñ. 5.17). Ïðåäñòàâëåííàÿ ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíàÿ ìîäåëü îòðàæàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå òðàåêòîðèé ñòâîëîâ I (ïðåäåëüíàÿ ãëóáèíà 11 660 ì), II (12 060 ì), III (12 262 ì) è IV (10 500 ì). Ïîêàçàíî ïîëîæåíèå (àçèìóòû è óãëû ïàäåíèÿ) îòäåëüíûõ ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé è ãðàíèö, ðàçäåëÿþùèõ ýòàæè. 122
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
–1 –2
–3 4
5
6
7
8
9
10
Ðèñ. 5.17. Îáúåìíàÿ ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíàÿ ìîäåëü ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé (Ãîðáàöåâè÷, Ñìèðíîâ, 2000): 1–10 – íîìåðà ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé
123
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Àíàëèç ïîëîæåíèÿ ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûõ ýòàæåé ïîçâîëÿåò çàìåòèòü, ÷òî èõ ãðàíèöû, êàê ïðàâèëî, íå ñîâïàäàþò ñ ãðàíèöàìè ñâèò è òîëù â ïðåäåëàõ ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ. Îíè, ñêîðåå âñåãî, îïðåäåëÿþòñÿ ýëåìåíòàìè çàëåãàíèÿ ïîâåðõíîñòåé àíèçîòðîïíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð. Íà ãëóáèíàõ ~ 4,4 è ~ 10,2 êì ïî âåðòèêàëè îò óñòüÿ ñêâàæèíû ïðîèñõîäèò ñóùåñòâåííàÿ ñìåíà ïàëåîòåêòîíè÷åñêèõ ðåæèìîâ ñ èçìåíåíèåì íàïðàâëåííîñòè ïàëåîñèë è äåôîðìàöèé. Ñìåíà ïàëåîòåêòîíè÷åñêîãî ðåæèìà íà ãëóáèíå ~ 4,4 êì ñâÿçàíà ñ ïðîöåññàìè îáðàçîâàíèÿ Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà. Ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâå ïðîñòðàíñòâåííî ðàçíåñåííûõ ñòâîëîâ, ãðàíèöà ìåæäó 8 è 9 ýòàæàìè, êàê è áîëåå ãëóáîêàÿ, ìåæäó 9 è 10 ýòàæàìè, âêëþ÷àåò òîëùè ïîðîä, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ çàôèêñèðîâàíû ñóùåñòâåííî èíûå õàðàêòåðèñòèêè ïàäåíèÿ è ïðîñòèðàíèÿ, ÷åì íà âûøåëåæàùèõ ýòàæàõ. Òàêèì îáðàçîì, íà÷èíàÿ ñ 9 ýòàæà (ãëóáèíà ~ 10,2 êì) ïàðàìåòðû ïàëåîãåîäèíàìè÷åñêîãî ðåæèìà, ñôîðìèðîâàâøèå ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîðîä, ñóùåñòâåííî îòëè÷àëèñü îò òåõ, êîòîðûå äåéñòâîâàëè â òîëùàõ è ñâèòàõ âûøåëåæàùåãî ìàññèâà. Îáîáùàÿ ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû, ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ãëóáîêèå è ñâåðõãëóáîêèå ñêâàæèíû, ïðîéäåííûå â êðèñòàëëè÷åñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ ìàññèâàõ, ìîãóò ñëóæèòü åäèíñòâåííûì èíñòðóìåíòîì, ïðèãîäíûì äëÿ ñâåðêè èíôîðìàöèè, ïîëó÷àåìîé ñ ïîâåðõíîñòè ðàçëè÷íûìè ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè, òàêèìè êàê ÌÎÂ, ÌÎÂÇ, ÎÃÒ, ÌÏÂ, ÃÑÇ è äðóãèìè. Âûïîëíåííîå ðàíåå À. Ì. Åïèíàòüåâîé (1989) ñðàâíåíèå ñåéñìè÷åñêèõ ðàçðåçîâ, ïîëó÷åííûõ äëÿ ìàññèâà ÑÃ-3 ìåòîäàìè ÃÑÇ, ÌÎÂÇ ñ ðåçóëüòàòàìè ÂÑÏ è ÀÊ, ïîêàçàëî èõ ñóùåñòâåííîå îòëè÷èå, ïî êðàéíåé ìåðå, äëÿ ãëóáèí ñâûøå 4,5 êì. Ïîýòîìó ê òåì çàäà÷àì äëÿ ãëóáèííîé ãåîôèçèêè, êîòîðûå âûäâèíóëà À. Ì. Åïèíàòüåâà, ñëåäóåò äîáàâèòü ðàçðàáîòêó ñïîñîáîâ èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò â ñòðóêòóðíî-ñëîæíûõ, óïðóãîàíèçîòðîïíûõ ìàññèâàõ. Ïðè ýòîì ñïîñîá îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò äîëæåí âêëþ÷àòü ó÷åò õàðàêòåðèñòèê óïðóãîé (ñêîðîñòíîé) àíèçîòðîïèè âñåõ ìàññèâîâ, ïî êîòîðûì ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ àíàëèçèðóåìûå âîëíû. Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå òåîðèè è ïðàêòèêè ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ïðîâîäèìûõ ïðè çîíäèðîâàíèè ñ çåìíîé ïîâåðõíîñòè, íå ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü òàêèå ïàðàìåòðû àíèçîòðîïèè, êàê òèï óïðóãîé ñèììåòðèè, ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå åå ýëåìåíòîâ. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî íàó÷íûå ïðîãðàììû áóðåíèÿ ãëóáîêèõ è ñâåðõãëóáîêèõ îïîðíûõ ñêâàæèí, â òîì ÷èñëå íåîáõîäèìû äëÿ ðàçðàáîòêè àëãîðèòìîâ îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé (ÌÎÂ, ÃÑÇ, ÂÑÏ è äðóãèõ) â ñòðóêòóðíî-ñëîæíûõ àíèçîòðîïíûõ ìàññèâàõ. 5.5. ÄÈÑÊÓÑÑÈß Êîìïëåêñ èññëåäîâàíèé ãåîëîãè÷åñêèõ, ñòðóêòóðíûõ, òåêñòóðíûõ îñîáåííîñòåé ðàçðåçà ÑÃ-3, ïåòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ îáðàçöîâ ïîðîä â ëàáîðàòîðíûõ è ÐÒ-óñëîâèÿõ ìàññèâà, ðåçóëüòàòû ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò, äàííûå àíàëèçà òåõíèêî-òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ñòâîëîâ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü áîëüøîé îáúåì íîâîé íàó÷íîé èíôîðìàöèè î ñàìûõ âîñòðåáîâàííûõ ÷åëîâåêîì âåðõíåé è ñðåäíåé ÷àñòÿõ çåìíîé êîðû. Ïî íàøåìó ìíåíèþ, îñíîâíûìè ðåçóëüòàòàìè âûïîëíåííûõ èññëåäîâàíèé ÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå. Ãåîëîãèÿ, ñòðóêòóðà è òåêñòóðà. Ñêâàæèíà (îñíîâíîé è íåñêîëüêî ïàðàëëåëüíûõ ñòâîëîâ) ïåðåñåêàåò âåñü ðÿä íèæíåïðîòåðîçîéñêèõ îáðàçîâàíèé Ïå÷åíãñêîé ôîðìàöèè (0–6 842 ì) è çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü (6 842–12 262 ì) àðõåéñêîãî ãðàíèòî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî êîìïëåêñà îñíîâàíèÿ (ãíåéñû, àìôèáîëèòû, ìèãìàòèòû è ãðàíèòîèäû).  åå ðàçðåçå âûäåëåíû ïîðîäû îò ïðåíèò-ïóìïåëëèòîâîé (0–1 400 ì) äî àìôèáîëèòîâîé ôàöèè ìåòàìîðôèçìà (6000–12 262 ì). Âîçðàñò âñêðûòûõ ïîðîä èçìåíÿåòñÿ îò 1 600 äî 3 130 ìëí ëåò. Ïîäàâëÿþùåå ÷èñëî òèïîâ ìèíåðàëèçàöèè, èçâåñòíûõ íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè, çàôèêñèðîâàíî è â êåðíå ÑÃ-3. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ðóäîñîäåðæàùèìè ÿâëÿþòñÿ íå òîëüêî ïðîòåðîçîéñêèå, íî è àðõåéñêèå ïîðîäû. Àðõåéñêèé ðàçðåç ñîäåðæèò ìíîãî ãíåéñîâûõ òåë, ñâÿçàííûõ ñ æåëåçíîé ìèíåðàëèçàöèåé. Àíàëèç òåêñòóðíî-ñòðóêòóðíûõ îñîáåííîñòåé ïîðîä, êàê è ïàðàìåòðû àíèçîòðîïèè êåðíà, óêàçûâàåò íà ñóùåñòâîâàíèå â ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîì ðàçðåçå ÑÃ-3 äâóõ áëîêîâ.  âåðõíåì áëîêå äî ãëóáèíû 4 430 ì â îñíîâíîì ïðåîáëàäàþò èçîòðîïíûå è ñëàáîàíèçîòðîïíûå ïîðîäû.  ïðåäåëàõ áëîêà îòìå÷àþòñÿ çîíû ðàñòÿæåíèÿ, ïðèóðî÷åííûå ïðåèìóùåñòâåííî ê òóôîãåííîîñàäî÷íûì ïîðîäàì (Æäàíîâñêàÿ, Ëó÷ëîìïîëüñêàÿ, Êóâåðíåðèíéîêñêàÿ, Òåëåâèíñêàÿ ñâèòû). Çîíû ðàñòÿæåíèÿ ñîïðîâîæäàþòñÿ ïîâûøåííûìè òðåùèíîâàòîñòüþ, ïðîíèöàåìîñòüþ, òåïëîè ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ, ãàçî- è âîäîïðèòîêàìè. Çîíû ñæàòèÿ è êâàçèïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè (Ìàòåðòèíñêàÿ, Çàïîëÿðíèíñêàÿ, Ïèððòèÿðâèíñêàÿ è Ìàÿðâèíñêàÿ ñâèòû) ñâÿçàíû 124
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
ñ âóëêàíîãåííûìè èëè èíòðóçèâíûìè ïîðîäàìè. Çîíàì ñæàòèÿ îòâå÷àåò íèçêàÿ òðåùèíîâàòîñòü. Äëÿ ýòîé ÷àñòè ðàçðåçà óñòàíîâëåíî äâà äèíàìè÷åñêèõ òèïà ïîðîä. Ïåðâûé èç íèõ ôèêñèðóåò çîíû äðîáëåíèÿ ëèáî ãðàíèöû ðàçäåëà ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé áåç ñìåùåíèÿ (èëè ñî ñìåùåíèåì) âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé áëîêà (Í = 1,2–1,3, 1,8–2,1, 4,4–4,7 êì). Âòîðîé òèï ïðåäñòàâëÿåò ñëó÷àè íàêîïëåíèÿ ïîðîä â ñòàáèëüíûõ ïëàòôîðìåííûõ óñëîâèÿõ, ëèáî ñ êîíñåäèìåíòàöèîííûì ïðîãèáàíèåì.  áëîêå, ëåæàùåì íèæå 4 430 ì, ñ óâåëè÷åíèåì ãëóáèíû ïðîèñõîäèò âîçðàñòàíèå èíòåíñèâíîñòè äåôîðìàöèé, ñòåïåíè ïåðåêðèñòàëëèçàöèè è àíèçîòðîïèè ïîðîä. Íàáëþäàþòñÿ êðèñòàëëè÷åñêè-ñëàíöåâàòûå òåêñòóðû, êîòîðûå õàðàêòåðíû ãëóáîêî äåôîðìèðîâàííûì è ìåòàìîðôèçîâàííûì îñàäî÷íûì, âóëêàíîãåííûì, à òàêæå èçâåðæåííûì ïîðîäàì, ïîäâåðãøèìñÿ äèñëîêàöèîííîìó ìåòàìîðôèçìó ïîä âîçäåéñòâèåì íåðàâíîñòîðîííåãî äàâëåíèÿ (ñòðåññà).  öåëîì â ÷àñòè ðàçðåçà íèæå 4 430 ì ïî ñòðóêòóðíûì è òåêñòóðíûì ïðèçíàêàì, íà îñíîâå ÿâíî âûðàæåííûõ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ – ïîëîñ÷àòîñòè, ñëàíöåâàòîñòè è ëèíåéíîñòè – âûäåëÿåòñÿ òðè òèïà îñíîâíûõ òåêñòóð.  ïîðîäàõ ÑÃ-3 íàèáîëåå ÷àñòî ïðåäñòàâëåíû ïîðîäû ñ ÷åòêî âûðàæåííîé ñëàíöåâàòîñòüþ (ïîëîñ÷àòîñòüþ) è ëèíåéíîñòüþ.  òàêèõ òåêñòóðèðîâàííûõ ïîðîäàõ ïðåîáëàäàåò óïðóãàÿ àíèçîòðîïèÿ âûñîêîé ñòåïåíè, ïðåèìóùåñòâåííî îðòîðîìáè÷åñêîé ñèììåòðèè. Îðòîðîìáè÷åñêàÿ ñèììåòðèÿ â îñíîâíîì ìîæåò âîçíèêàòü êàê ðåçóëüòàò ñîâìåñòíîãî äåéñòâèÿ ãðàâèòàöèîííûõ è òåêòîíè÷åñêèõ ñèë. ×åòûðå òîëùè àðõåéñêîé ÷àñòè ÑÃ-3 (6 842–10 144 ì) íà 56% ñëîæåíû ãíåéñàìè, ñ ìîùíîñòüþ ïëàñòîâ îò 0,1 äî 70 ì. Èõ ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ïðèáëèæàåòñÿ ê 16 ì. Íà 21% ýòà ÷àñòü ÑÃ-3 ñëîæåíà àìôèáîëèòàìè. Ñðåäíÿÿ òîëùèíà ñëîåâ àìôèáîëèòîâ ñîñòàâëÿåò 12 ì. Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü ìèãìàòèòîâ (13% îáúåìà) äîñòèãàåò 21 ì. Îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ ñëîåâ ãðàíèòîâ 7%, ïðè ñðåäíåé ìîùíîñòè ~ 9 ì. Ãíåéñû, ìèãìàòèòû è àìôèáîëèòû èìåþò ñõîæåå ðàñïðåäåëåíèå ÷èñëà ñëîåâ ïî ìîùíîñòÿì. Âåðîÿòíåå âñåãî, ýòî ñâÿçàííî ñ ìåõàíèçìîì îáðàçîâàíèÿ ýòèõ ïîðîä, ò. å. ñ ðèòìè÷íîñòüþ ïåðèîäîâ íàêîïëåíèÿ îñàäêîâ è âóëêàíè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ, à òàêæå ñ òåìè ýòàïàìè ìåòàìîðôèçìà, êîòîðûå ïðîøëè äàííûå ïîðîäû. Âûïîëíåííûé àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî ãåîäèíàìè÷åñêàÿ èñòîðèÿ àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû îòðàæàåò ÷àñòûå ñìåíû ýòàïîâ îáðàçîâàíèÿ ïîðîä ðàçëè÷íûõ ïî ñâîåé ãåîëîãè÷åñêîé ïðèðîäå. Êàê ñëåäóåò èç âûøåïðèâåäåííûõ äàííûõ, ðàçðåç ÑÃ-3 ïðåäñòàâëåí î÷åíü øèðîêèì ñïåêòðîì ïîðîä – îò óëüòðàîñíîâíîãî äî êèñëîãî ñîñòàâîâ, ðàçíîé ñòåïåíüþ ïåðåðàáîòêè, ìåòàìîðôèçîâàííîñòè, ñòðóêòóðíûõ è òåêñòóðíûõ îñîáåííîñòåé. Ñëàãàþùèå ðàçðåç ïîðîäû îáëàäàþò ñóùåñòâåííûìè âàðèàöèÿìè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Ëàáîðàòîðíûå èçìåðåíèÿ. Ñîãëàñíî îïðåäåëåíèÿì ïëîòíîñòè, îäíîðîäíûå, ïëîòíûå ïîðîäû ïî ðàçðåçó ÑÃ-3 çàëåãàþò â èíòåðâàëàõ 3,0–3,6, 3,9–4,35 êì. Ñðåäíèå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè îáðàçöîâ ïðîÿâëÿþò òåíäåíöèþ ñíèæåíèÿ ñ ðîñòîì ãëóáèíû. Ýòî ñíèæåíèå ìîæåò áûòü ñâÿçàíî êàê ñ ëèòîëîãèåé, òàê è ñ ïðîÿâëåíèåì ðàçóïëîòíåíèÿ, äåçèíòåãðàöèè êåðíà ïðè åãî èçâëå÷åíèè íà çåìíóþ ïîâåðõíîñòü. Âñòðå÷àþòñÿ òèïû ïîðîä, â êîòîðûõ âëèÿíèå äåçèíòåãðàöèè ïðàêòè÷åñêè íå ïðîÿâëÿåòñÿ (ìåòàãàááðî, ìåòàïîðôèðèòû). Âìåñòå ñ òåì ïëîòíîñòü ÿâëÿåòñÿ ñàìîé êîíñåðâàòèâíîé õàðàêòåðèñòèêîé ïîðîä, íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàííîé ñ ìèíåðàëüíûì åå ñîñòàâîì. Ïðè èçìåíåíèè äàâëåíèÿ äî 600 ÌÏà îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü âîçðàñòàåò ëèøü íà 0,9–1,7%. Ýôôåêò äåçèíòåãðàöèè ïîðîä ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé àíîìàëüíî íèçêèõ çíà÷åíèé ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ êîëåáàíèé, îïðåäåëåííûõ â çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè îáðàçöîâ êåðíà. Ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèå ïîðîäû ðàçóïëîòíÿþòñÿ è äåçèíòåãðèðóþòñÿ â ïðîöåññå èõ èçâëå÷åíèÿ ñ ãëóáèí, ïðåâûøàþùèõ 4–5 êì. Äåçèíòåãðàöèÿ ñòàâèò ïðèíöèïèàëüíîå îãðàíè÷åíèå íà èçâëå÷åíèå ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñ áîëüøèõ ãëóáèí â ñâÿçíîì âèäå. Íàïðèìåð, èçâëå÷åíèå (áåç ñîçäàíèÿ ñïåöèàëüíûõ ñíàðÿäîâ, ïîçâîëÿþùèõ ñîõðàíÿòü óñëîâèÿ in situ ïðè èçâëå÷åíèè îáðàçöà íà ïîâåðõíîñòü) ëåéêîêðàòîâûõ ðàçíîâèäíîñòåé (ãíåéñîâ, ãðàíèòîâ, ìèãìàòèòîâ) ñ ãëóáèí, ïðåâûøàþùèõ 13 êì, áóäåò âîçìîæíî òîëüêî â âèäå øëàìà. Âàæíûì ïðàêòè÷åñêèì ñëåäñòâèåì ýôôåêòà äåçèíòåãðàöèè ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ áåçëþäíûõ òåõíîëîãèé èçâëå÷åíèÿ íåêîòîðûõ ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ, îòêðûòèÿ ïîäçåìíûõ ïîëîñòåé íà íåäîñòóïíûõ äëÿ íåïîñðåäñòâåííîãî ïðåáûâàíèÿ ÷åëîâåêà ãëóáèíàõ. Äðóãîå ðàíåå íåèçâåñòíîå ÿâëåíèå – ýôôåêò ëèíåéíîé àêóñòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè ïîãëîùåíèÿ (ËÀÀÏ) – î÷åíü øèðîêî ïðîÿâëåíî ïðàêòè÷åñêè íà âñåõ ãëóáèííûõ îáðàçöàõ êåðíà ÑÃ-3. Îñíîâíîé ïðè÷èíîé ýòîãî ýôôåêòà, íàðÿäó ñ îðèåíòèðîâàííûì ðàñïîëîæåíèåì óäëèíåííûõ 125
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
çåðåí ìèíåðàëîâ, ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ðàçâèòîé ñèñòåìû ìèêðîòðåùèí, âîçíèêàþùèõ ïðè îñâîáîæäåíèè îáðàçöà îò ëèòîñòàòè÷åñêèõ è òåêòîíè÷åñêèõ ñèë. Ýôôåêò ËÀÀÏ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ìàññèâîâ ïîðîä. Õàðàêòåðèñòèêè àíèçîòðîïèè – ïîêàçàòåëü  è êîýôôèöèåíòû ÀÐ, ε1133 – îáíàðóæèâàþò ÿâíóþ êîððåëÿöèþ ñ âåëè÷èíîé ðàçìåðà (äèàìåòðà) êàâåðí â ñêâàæèíå. Îñíîâíûå èíòåðâàëû çàëåãàíèÿ ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ ïîðîä è ñîîòâåòñòâåííî çîíû êàâåðíîîáðàçîâàíèÿ íàõîäÿòñÿ íà ãëóáèíàõ 1,75–1,95, 4,43–4,95, 5,75–7,0 è 7,4–8,65 êì. Ïîñëåäíèé èíòåðâàë âêëþ÷àåò ïîðîäû ñ íàèáîëüøåé àíèçîòðîïèåé, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ îòìå÷åíà íàèáîëüøàÿ êàâåðíîçíîñòü. Íèæå, äî ãëóáèíû 12 êì, àíèçîòðîïèÿ ïîðîä, êàê è êàâåðíîçíîñòü ñòâîëà, ñíèæàåòñÿ. Íàáëþäåíèÿ çà ôîðìîé è îáúåìîì êàâåðí â îòìå÷åííûõ èíòåðâàëàõ ïîêàçàëè èõ íåïðåðûâíûé ðîñò äî ðàçìåðà áîëüøèõ ïîäçåìíûõ êàìåð. Ìàêñèìàëüíûé ðîñò êàâåðí ïðîèñõîäèò âäîëü îñåâîé ÷àñòè ðàçëîìîâ, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ êîíòàêòîì ïîðîä ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ àíèçîòðîïèè. Îáðàçöû ãëóáèííûõ ïîðîä, òàêèõ êàê áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ, ìèãìàòèòîâ ïëàãèîãðàíèòîâ, àìôèáîëèòîâ, äåôîðìèðóþòñÿ íåëèíåéíî êàê ïî ïðîäîëüíûì (â íàïðàâëåíèè ïðèëîæåíèÿ íàãðóçêè), òàê è ïî ïîïåðå÷íûì äåôîðìàöèÿì. Ýòî â îñíîâíîì îáúÿñíÿåòñÿ âëèÿíèåì áîëüøîãî ÷èñëà ìèêðîòðåùèí, îáðàçóþùèõñÿ ïðè âûáóðèâàíèè è èçâëå÷åíèè êåðíà íà çåìíóþ ïîâåðõíîñòü. Êàê èçâåñòíî, ìèêðîòðåùèíû íà ãðàíèöàõ çåðåí ìèíåðàëîâ ïî ñïàéíîñòè âíóòðè çåðåí ïðèñóòñòâóþò ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîäàõ. Êðîìå íèõ, â ìàññèâàõ èìåþòñÿ ìåëêî- è êðóïíîìàñøòàáíûå íåîäíîðîäíîñòè, òðåùèíû. Êàæäûé èç ýòèõ îáúåêòîâ âîçäåéñòâóåò êàê ñîñòàâëÿþùàÿ â ôîðìèðîâàíèè ñóììàðíîé íåëèíåéíîñòè äåôîðìèðîâàíèÿ ìàññèâîâ ïðè èçìåíåíèè èõ íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ. Ïîýòîìó îòêëîíåíèÿ îò çàêîíà Ãóêà ÿâëÿþòñÿ íå èñêëþ÷åíèåì, à ïðàâèëîì äëÿ íåîäíîðîäíûõ, ãåòåðîãåííûõ, òðåùèíîâàòûõ ñðåä (ãîðíûõ ïîðîä). Ñîîòâåòñòâåííî ïåðåõîä ê êâàçèãèäðîñòàòè÷åñêîìó íàïðÿæåííîìó ñîñòîÿíèþ â ìàññèâàõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñòàíîâèòñÿ íåèçáåæíûì. Îöåíêà îòíîøåíèÿ ãîðèçîíòàëüíîé êîìïîíåíòû ïîëÿ ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé ê âåðòèêàëüíîé â ðàçðåçå ÑÃ-3 ïîêàçàëà, ÷òî íà ãëóáèíàõ 6–10,5 êì ýòî îòíîøåíèå áëèæå ê ãèäðîñòàòè÷åñêîìó, ÷åì òî, êîòîðîå ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíî ïî ãèïîòåçå À. Í. Äèííèêà. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò ãèïîòåçó øâåéöàðñêîãî ãåîëîãà À. Ãåéìà î ïåðåõîäå ê ãèäðîñòàòè÷åñêîìó ðàñïðåäåëåíèþ ãåîñòàòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé íà áîëüøèõ ãëóáèíàõ. Ìîäåëèðîâàíèå óñëîâèé in situ. Íàãðóæåíèå ãëóáèííûõ îáðàçöîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè èçìåíÿåò èõ ñâîéñòâà. Ïðèëîæåíèå äàâëåíèÿ äî 600–1 000 ÌÏà âûçûâàåò ðîñò âåëè÷èí ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí â 2 è áîëåå ðàç. Ñàìûé çíà÷èòåëüíûé, íàáëþäàåìûé íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå íàãðóæåíèÿ (äî 150–200 ÌÏà), ðîñò âåëè÷èí Vp è Vs îáóñëîâëåí çàêðûòèåì â îñíîâíîì îòêðûòûõ ìèêðîòðåùèí. Íàãðåâ îáðàçöîâ ïîêàçàë, ÷òî ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû äî 600° âåëè÷èíû Vp è Vs, êàê ïðàâèëî, ñíèæàþòñÿ, íî íåçíà÷èòåëüíî, â ïðåäåëàõ 0,5–5%. Ïðèëîæåíèå äàâëåíèÿ ê îáðàçöàì ðàçëè÷íûì îáðàçîì îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ïàðàìåòðû èõ óïðóãîé àíèçîòðîïèè. Èìåþòñÿ ïîðîäû, ñîõðàíÿþùèå âûñîêóþ àíèçîòðîïèþ ïðè âûñîêèõ ÐÒ-óñëîâèÿõ. Íåêîòîðûå îáðàçöû ïîêàçàëè, ÷òî èõ àíèçîòðîïèÿ ïðè íàãðóæåíèè ñíèæàåòñÿ áîëåå ÷åì â äåñÿòü ðàç.  ñðåäíåì, ïî ìåðå ðîñòà äàâëåíèÿ, â îñîáåííîñòè íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå íàãðóæåíèÿ (äî 100 ÌÏà), íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåííîå ñíèæåíèå êîýôôèöèåíòà àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿåìîãî ïî ïðîäîëüíûì âîëíàì. Èçìåíåíèå ïîêàçàòåëÿ àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿåìîãî ïî ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïîïåðå÷íûõ âîëí, ïðîèñõîäèò â áîëåå óçêîì äèàïàçîíå. Ïàðàìåòðû óïðóãîé àíèçîòðîïèè, èçìåðåííûå íà îáðàçöàõ, êàê â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ, òàê è ÐÒ-óñëîâèÿõ, àäåêâàòíûõ ìåñòó èõ íàõîæäåíèÿ â ìàññèâå, ïîçâîëÿþò ðàçäåëèòü ðàçðåç Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû íà äâå ÷àñòè.  âåðõíåé ÷àñòè äî ãëóáèíû 4,43 êì â îñíîâíîì ïðåîáëàäàþò èçîòðîïíûå è ñëàáîàíèçîòðîïíûå ïîðîäû. Íèæå 4,43 êì çàëåãàþò ñèëüíîàíèçîòðîïíûå ïîðîäû ïðåèìóùåñòâåííî îðòîðîìáè÷åñêîé ñèììåòðèè, ñ ïðîÿâëåíèåì ýôôåêòà ËÀÀÏ. Ðåçêàÿ ðàçíèöà â ñòåïåíè àíèçîòðîïèè ïîðîä íà ýòîé ãðàíèöå ìîæåò áûòü ïðè÷èíîé, ñîâìåñòíî ñ âëèÿíèåì ñêîðîñòíûõ ãðàäèåíòîâ è òåìïåðàòóðû, âîçíèêíîâåíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ îòðàæåíèé. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî äàííàÿ ãëóáèííàÿ îòìåòêà ñîâïàäàåò ñ íàêëîííîé ñåéñìè÷åñêîé ãðàíèöåé, èíòåðïðåòèðóåìîé ðàíåå êàê êîíòàêò ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ. Ïî íàøåìó ìíåíèþ, ãðàíèöà íà ãëóáèíå 4,43 êì ÿâëÿåòñÿ òåêòîíè÷åñêîé, íåñêîëüêî íåñîâïàäàþùåé ñ ëèòîëîãè÷åñêîé ãðàíèöåé òðåòüåé âóëêàíîãåííîé è òðåòüåé òóôîãåííî-îñàäî÷íîé ñâèò. Î÷åíü âàæíûì ðåçóëüòàòîì èññëåäîâàíèé ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèå ïóòåì ìîäåëèðîâàíèÿ óñëîâèé in situ âûñîêîé àíèçîòðîïèè ïîðîä, çàëåãàþùèõ â äèàïàçîíå ãëóáèí îò 6,3 äî 10,2 êì. Ïî äèàïàçîíó ãëóáèí ýòè îáðàçöû ïðåäñòàâëÿþò ïîðîäû áîëüøåé ÷àñòè âñêðûòîãî ðàçðåçà 126
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
ÑÃ-3.  ýòèõ ïîðîäàõ êîýôôèöèåíò ÀÐ ñîñòàâëÿåò îò ~ 8 äî 18%, à ïîêàçàòåëü  èçìåíÿåòñÿ îò ~ 11 äî 38%. Õàðàêòåðèñòèêè àíèçîòðîïèè ïîðîä î÷åíü çíà÷èòåëüíû è ñóùåñòâåííî ïðåâûøàþò òó âåëè÷èíó, ïðè êîòîðîé ýòî ñâîéñòâî ìîæíî íå ïðèíèìàòü â ðàñ÷åò. Óñðåäíåííûå (áåç ó÷åòà àíèçîòðîïèè) âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé â ïîðîäàõ ïðè âûñîêèõ äàâëåíèÿõ (200–400 ÌÏà), â îñíîâíîì îïðåäåëÿþòñÿ èõ ìèíåðàëüíûì (âåùåñòâåííûì) ñîñòàâîì. Ñêîðîñòíîé ðàçðåç.  öåëîì ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé â ïîðîäàõ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà, âñêðûòûõ ïî ðàçðåçó ÑÃ-3, îïðåäåëåííûõ ìåòîäàìè ÀÊ, ÂÑÏ è ÐÌ, ñîñòàâëÿåò Vp = 6,2 êì, ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ïîïåðå÷íûõ, Vs = 3,6 êì. Ïåðâàÿ ïî ãëóáèíå ñêîðîñòíàÿ ãðàíèöà îòìå÷àåòñÿ íà ãëóáèíå ≈ 1,1 êì. Ïî òî÷êàì ðåçêîãî èçìåíåíèÿ âåëè÷èí Vp è Vs âûäåëÿåòñÿ èíòåðâàë 1,7–2,1 êì ñ ïðîÿâëåíèåì ìåäíîíèêåëåâîãî îðóäåíåíèÿ. Ó÷àñòîê ðàçðåçà 2,7–4,6 êì ñ íàèáîëåå ñòàáèëüíûì âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì ïîðîä îòëè÷àåòñÿ âûñîêîé ñêîðîñòíîé îäíîðîäíîñòüþ (Vp ≈ 6,7 êì, Vs ≈ 3,8 êì). Âåðòèêàëüíûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç ïîçâîëÿåò âûäåëèòü ãðàíèöó ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ (6 842 ì). Íà ãëóáèíå ≈ 9,5 êì îòìå÷àåòñÿ ïðîñëîé (òîëùèíà ≈ 150 ì) íèçêîñêîðîñòíûõ ïîðîä. Òàêîé æå ïðîñëîé çàðåãèñòðèðîâàí íà ãëóáèíå 10,2–10,7 êì.  îñòàëüíûõ ÷àñòÿõ ðàçðåçà ñêîðîñòíîé ãðàäèåíò ñðàâíèòåëüíî ìàë, ëèáî èçìåíåíèÿ Vp è Vs ïðîèñõîäÿò íåñèíõðîííî. Ïî ïîëó÷åííîìó ñêîðîñòíîìó ðàçðåçó ìîæíî ñóäèòü, ÷òî ðàçíèöà â äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäàìè ÂÑÏ, ÀÊ è ÐÌ, íåâåëèêà. Ðàñ÷åòíûé ìåòîä (ÐÌ) îïðåäåëåíèÿ Vp è Vs ïî ìèíåðàëüíîìó ñîñòàâó ïîðîä ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü, ïî êðàéíåé ìåðå, äî ãëóáèí ~ 15 êì, ðåçóëüòàòû, áëèçêèå ðåàëüíî ïðèñóùèì ìàññèâó.  öåëîì çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí, ðàññ÷èòàííûå ïî ìèíåðàëüíîìó ñîñòàâó, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò. Îäíàêî ýòî ìîæåò áûòü ñäåëàíî òîëüêî â îòíîøåíèè çàâåäîìî èçîòðîïíûõ èëè ñëàáîàíèçîòðîïíûõ ìàññèâîâ, òàê êàê ðàñ÷åòíûé ìåòîä ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ëèøü ñðåäíèå âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ âîëí â ïîðîäå. Êàê ñëåäóåò èç àíàëèçà âåðòèêàëüíîãî ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà ÑÃ-3, âåëè÷èíû ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ âîëí â áîëüøåé ñòåïåíè ÷óâñòâèòåëüíû ê èçìåíåíèÿì âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà ïîðîä, ÷åì ïîïåðå÷íûå. Ñîîòâåòñòâåííî ñêîðîñòè Vp ìîãóò áûòü áîëåå ïîëåçíû äëÿ âûäåëåíèÿ ãðàíèö ïîðîä ñ ðàçíûì âåùåñòâåííûì ñîñòàâîì. Ýòî ñâîéñòâî ïðîäîëüíûõ âîëí îòíîñèòñÿ è ê âûäåëåíèþ ðàçëîìíûõ íàðóøåíèé, ãðàíèö çîí ðàçóïëîòíåíèÿ, çàïîëíåííûõ, íàïðèìåð, ôëþèäàìè. Âìåñòå ñ òåì èñïîëüçîâàíèå ïîïåðå÷íûõ âîëí, â îñîáåííîñòè ïîëÿðèçàöèîííîãî ìåòîäà ÂÑÏ, âåñüìà ýôôåêòèâíî äëÿ âûäåëåíèÿ ñèëüíîàíèçîòðîïíûõ ó÷àñòêîâ èññëåäóåìîãî ìàññèâà. Ñòðóêòóðà è íàïðÿæåíèÿ â ìàññèâå. Ïîëó÷åííûå íàìè äàííûå ïîçâîëÿþò ðàçäåëèòü ðàçðåç ÑÃ-3 íà 10 àíèçîòðîïíî-ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé, ðàçëè÷àþùèõñÿ ïðîñòðàíñòâåííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè èõ çàëåãàíèÿ, àçèìóòîì ïðîñòèðàíèÿ è ïàäåíèÿ ïëîñêîñòè óïðóãîé àíèçîòðîïèè, åå óñðåäíåííîé âåëè÷èíîé. Àíàëèç ïîëîæåíèÿ ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûõ ýòàæåé ïîçâîëÿåò çàìåòèòü, ÷òî èõ ãðàíèöû, êàê ïðàâèëî, íå ñîâïàäàþò ñ ãðàíèöàìè ñâèò è òîëù, âûäåëåííûõ â ïðåäåëàõ ïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ. Âìåñòå ñ ýòèì ãðàíèöû ýòàæåé 1,2–1,3, 1,7–2,1, 4,4, 10,15 êì âûäåëÿþòñÿ íà ñêîðîñòíîì ðàçðåçå, ïîëó÷åííîì ìåòîäàìè ÂÑÏ è ÀÊ. Íà ãëóáèíàõ ~ 4,4 è ~ 10,2 êì ïðîèñõîäèò ñóùåñòâåííàÿ ñìåíà ïàëåîòåêòîíè÷åñêèõ ðåæèìîâ ñ èçìåíåíèåì íàïðàâëåííîñòè ïàëåîñèë è äåôîðìàöèé. Ñìåíà ïàëåîòåêòîíè÷åñêîãî ðåæèìà íà ãëóáèíå ~ 4,4 êì ñâÿçàíà ñ ïðîöåññàìè îáðàçîâàíèÿ Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà. Ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâå ïðîñòðàíñòâåííî ðàçíåñåííûõ ñòâîëîâ ãðàíèöà ìåæäó 8 è 9 ýòàæàìè, êàê è áîëåå ãëóáîêàÿ, ìåæäó 9 è 10 ýòàæàìè, âêëþ÷àåò òîëùè ïîðîä, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ çàôèêñèðîâàíû ñóùåñòâåííî èíûå õàðàêòåðèñòèêè ïàäåíèÿ è ïðîñòèðàíèÿ, ÷åì íà âûøåëåæàùèõ ýòàæàõ. Òàêèì îáðàçîì, íà÷èíàÿ ñ 9 ýòàæà (ãëóáèíà ≈ 10,2 êì) ïàðàìåòðû ïàëåîãåîäèíàìè÷åñêîãî ðåæèìà, ñôîðìèðîâàâøèå ñòðóêòóðíî-àíèçîòðîïíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîðîä, ñóùåñòâåííî îòëè÷àëèñü îò òåõ, êîòîðûå äåéñòâîâàëè â òîëùàõ è ñâèòàõ âûøåëåæàùåãî ìàññèâà. Àíàëèç àçèìóòàëüíîé íàïðàâëåííîñòè äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé óêàçûâàåò íà íåîäíîêðàòíîå èçìåíåíèå âåêòîðîâ äåéñòâèÿ ñèë â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ ïðîòåðîçîéñêèõ è àðõåéñêèõ ïîðîä. Ïðîòåðîçîéñêàÿ ÷àñòü ðàçðåçà ÑÃ-3, çà èñêëþ÷åíèåì ðóäíîãî èíòåðâàëà 1,7– 1,9 êì, ôîðìèðîâàëàñü ïðè ñðàâíèòåëüíî ñïîêîéíîì òåêòîíè÷åñêîì ðåæèìå è ñëàáûõ ãîðèçîíòàëüíûõ ñèëàõ. Çàìåòíàÿ àíèçîòðîïèÿ, çàðåãèñòðèðîâàííàÿ â ïðåäåëàõ 5 ýòàæà, îáðàçîâàíà äåéñòâèåì ïàëåîñèë â ìåðèäèîíàëüíîì íàïðàâëåíèè.  ïðåäåëàõ 6 ýòàæà íàïðàâëåíèå äåéñòâèÿ ïîâåðíóòî ïî ñðàâíåíèþ ñ âûøåëåæàùèì íà 37° ê âîñòîêó. Çíà÷èòåëüíàÿ àíèçîòðîïèÿ 127
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
è ñîîòâåòñòâåííî ñàìûå áîëüøèå ïàëåîíàïðÿæåíèÿ äåéñòâîâàëè â íàïðàâëåíèè Þ 170°. Èõ íàïðàâëåíèå áûëî îòëè÷íî îò íàïðàâëåíèÿ ïàëåîñèë 6 ýòàæà íà 47°. Íàïðàâëåíèå ïàëåîñèë 8 ýòàæà îòëè÷íî îò íàïðàâëåíèÿ 7 ýòàæà íà 40°. Î÷åíü ðåçêîå îòëè÷èå íàïðàâëåíèÿ äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé íàáëþäàåòñÿ íà 9 ýòàæå. Îíè äåéñòâîâàëè ïðàêòè÷åñêè ïîä ïðÿìûì óãëîì ê íàïðàâëåíèþ ýòèõ ñèë íà 7 è 8 ýòàæàõ. Íàïðàâëåííîñòü ïàëåîñèë â ïðåäåëàõ 10 ýòàæà áëèçêà ê íàïðàâëåíèÿì äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé íà 7 è 8 ýòàæàõ. Èçìåí÷èâîñòü ýòèõ íàïðàâëåíèé îò ýòàæà ê ýòàæó ÿâëÿåòñÿ òàêæå ñâèäåòåëüñòâîì â ïîëüçó òîãî, ÷òî ðåãèñòðèðóåìóþ àíèçîòðîïèþ ïîðîä ñôîðìèðîâàëè èìåííî ïàëåîíàïðÿæåíèÿ, òàê êàê ãëàâíàÿ êîìïîíåíòà ïîëÿ ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé â ýòîì ðåãèîíå èìååò ñåâåðî-çàïàäíóþ – þãî-âîñòî÷íóþ íàïðàâëåííîñòü.  öåëîì äàííûå ïî Êîëüñêîé è Óðàëüñêîé ñâåðõãëóáîêèì ñêâàæèíàì ïîêàçûâàþò, ÷òî çîíû ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè ñâÿçàíû ñ ïðîñëîÿìè ïîðîä íèçêîé ïðî÷íîñòè, à òàêæå íå ñ íåîäíîðîäíîñòüþ ïîëÿ ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé, à ñ ñóùåñòâåííîé àíèçîòðîïèåé óïðóãî-ïðî÷íîñòíûõ ñâîéñòâ ïîðîä. Ïîëó÷åííûå ïîýòàæíûå õàðàêòåðèñòèêè äåéñòâèÿ ïàëåîíàïðÿæåíèé ïî óíèêàëüíîìó ðàçðåçó ÑÃ-3, ñîâìåñòíî ñ ãåîõðîíîëîãè÷åñêèìè äàííûìè, ïî íàøåìó ìíåíèþ, ïðåäñòàâëÿþò îïðåäåëåííûé èíòåðåñ íå òîëüêî äëÿ ðåêîíñòðóêöèè ðåãèîíàëüíîé ïàëåîãåîäèíàìèêè, íî è äëÿ àíàëèçà ïàëåîòåêòîíèêè äðåâíèõ êîíòèíåíòîâ. Êàê ïðàâèëî, íà âñåõ ðàçðåçàõ ãëóáîêèõ è ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí, ïðîâåäåííûõ â êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîäàõ, íàáëþäàåòñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå, äëÿ íèæíèõ ãîðèçîíòîâ, ÿâíîå ðàñõîæäåíèå ìåæäó ðåçóëüòàòàìè èíòåðïðåòàöèè ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò è âñêðûòûì ãåîëîãè÷åñêèì ðàçðåçîì. Äëÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîîòâåòñòâèå ìåæäó ãåîôèçèêîé è ãåîëîãèåé ðàçðåçà ïîëó÷åíî ëèøü äî ãëóáèíû 4,5 êì. Ïðè÷èíà òàêîãî ðàñõîæäåíèÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïðè èíòåðïðåòàöèè ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò íå áûëà ó÷òåíà ðåàëüíàÿ àíèçîòðîïèÿ ïîðîä, êîòîðàÿ, êàê îêàçàëîñü, íèæå 4,5 êì, âåñüìà çíà÷èòåëüíà.  èòîãå ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ãëóáîêèå è ñâåðõãëóáîêèå ñêâàæèíû, ïðîéäåííûå â êðèñòàëëè÷åñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ ìàññèâàõ, ÿâëÿþòñÿ åäèíñòâåííûì èíñòðóìåíòîì, ïðèãîäíûì äëÿ ïðîâåðêè èíôîðìàöèè, ïîëó÷àåìîé ñ ïîâåðõíîñòè ðàçëè÷íûìè ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè, òàêèìè êàê ÌÎÂ, ÌÎÂÇ, ÎÃÒ, ÌÏÂ, ÃÑÇ è äðóãèìè. Ïîëó÷åííûå íàìè äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ñïîñîá îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò äîëæåí âêëþ÷àòü ó÷åò õàðàêòåðèñòèê óïðóãîé (ñêîðîñòíîé) àíèçîòðîïèè çàëåãàþùèõ ïîðîä â àíàëèçèðóåìîì áëîêå (ðàçðåçå) çåìíîé êîðû. Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå òåîðèè è ïðàêòèêè ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ïðîâîäèìûõ ïðè çîíäèðîâàíèè ñ çåìíîé ïîâåðõíîñòè, ïîêà íå ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü òàêèå âàæíûå ïàðàìåòðû àíèçîòðîïèè, êàê òèï óïðóãîé ñèììåòðèè, ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå åå ýëåìåíòîâ. Òàêèì îáðàçîì, íàó÷íûå ïðîãðàììû áóðåíèÿ ãëóáîêèõ è ñâåðõãëóáîêèõ îïîðíûõ ñêâàæèí, â òîì ÷èñëå íåîáõîäèìû äëÿ ðàçðàáîòêè àëãîðèòìîâ îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé (ÌÎÂ, ÃÑÇ, ÂÑÏ è äð.) â ñòðóêòóðíî-ñëîæíûõ àíèçîòðîïíûõ ìàññèâàõ. Çà ñîäåéñòâèå è ïîìîùü ïðè ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé, îáñóæäåíèè ðåçóëüòàòîâ àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâó, Â. Ð. Âåòðèíó, À. Ê. ßêîâëåâîé, È. À. Ïàíèíîé, Í. Í. Òåñîâñêîé. Àâòîðû ïðèçíàòåëüíû ïðîôåññîðàì Õ. Êåðíó, Ñ. Ñìèòñîíó, Í. Õðèñòåíñåíó, äîêòîðàì Ò. Ïîïïó, Å. Àé çà ïëîäîòâîðíîå ñîòðóäíè÷åñòâî, áåç êîòîðîãî áûëî áû íåâîçìîæíî ïîëó÷èòü ðÿä âàæíûõ ðåçóëüòàòîâ, ïðèâåäåííûõ çäåñü. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïî òåìàòèêå ïðîåêòîâ ¹ 94–05–16034-à, 97–05–64167-à, 98–05–79034-ê, 99–05–79096-ê, 00–05–64057-à, 03–05–64169-à, ïîääåðæàííûõ Ðîññèéñêèì ôîíäîì ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé, Ìåæäóíàðîäíîãî ïðîåêòà ïî ãåîëîãè÷åñêîé êîððåëÿöèè (IGCP-408 UNESCO), Ïðîåêòà ÈÍÒÀÑ ¹ 01–0314.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À á ä ð à õ è ì î â Ì . Ç . , Ò ð à ñ ê è í  . Þ . , Ï å ð ö î â Í .  . Èññëåäîâàíèå ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí ìåòîäàìè ôèçèêî-õèìè÷åñêîé ìåõàíèêè // Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ãåîäèíàìèêà êðèñòàëëè÷åñêèõ ùèòîâ Åâðîïåéñêîé ÷àñòè ÑÑÑÐ. Àïàòèòû: Èçä-âî ÊÍÖ ÀÍ ÑÑÑÐ, 1992. Ñ. 128–135. À ð õ å é ñ ê è é ê î ì ï ë å ê ñ â ðàçðåçå ÑÃ-3. Àïàòèòû: Èçä-âî ÊÍÖ ÀÍ ÑÑÑÐ, 1991. 186 ñ. 128
Ãëàâà 5. Ñâîéñòâà, ñòðóêòóðà è ñîñòîÿíèå ïîðîä â ðàçðåçå ÑÃ-3
Á à ÿ í î â à Ò . Á . , Ï î æ è ë å í ê î  . È . , Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . è ä ð . Êàòàëîã ãåîõðîíîëîãè÷åñêèõ äàííûõ ïî ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. 53 ñ. Á å ç ó õ î â Í . È . Îñíîâû òåîðèè óïðóãîñòè, ïëàñòè÷íîñòè è ïîëçó÷åñòè. Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1968. 512 ñ. Á å ë è ê î â Á . Ï . , À ë å ê ñ à í ä ð î â Ê . Ñ . , Ð û æ î â à Ò .  . Óïðóãèå ñâîéñòâà ïîðîäîîáðàçóþùèõ ìèíåðàëîâ è ãîðíûõ ïîðîä. Ì.: Íàóêà, 1970. 274 ñ. Á ó ð ò í û é Ï . À . , à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , È â à í î â à . À . è ä ð . Î ïðèðîäå ñóáãîðèçîíòàëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö â âåðõíåé ÷àñòè êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ïðîáëåìû êîìïëåêñíîé èíòåðïðåòàöèè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ. Ë.: Íàóêà, 1991. Ñ. 122–130. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , Ì å ä â å ä å â Ð .  . Ìåõàíèçì ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïðè èõ ðàçãðóçêå îò íàïðÿæåíèé / Ðóäíûå ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà Êîëüñêîì ïîëóîñòðîâå. Àïàòèòû: Èçä-âî Êîëüñêîãî ôèëèàëà ÀÍ ÑÑÑÐ, 1986. Ñ. 83–89. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . Ïðîÿâëåíèÿ íåëèíåéíîñòè äåôîðìèðîâàíèÿ êðåïêèõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Èíæåíåðíàÿ ãåîëîãèÿ. 1987. ¹ 4. Ñ. 33–45. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . Àíèçîòðîïèÿ ïîãëîùåíèÿ ñäâèãîâûõ êîëåáàíèé â ãîðíûõ ïîðîäàõ // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Ñåð. Ôèçèêà Çåìëè. 1990. ¹ 5. Ñ. 70–79. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , Ê î ç ë î â ñ ê à ÿ Î .  . , Ð î ç à å â À . Å . , Ø à ì ð à é à . È . Èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîðîä ðàçðåçà Óðàëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Èçâ. ÐÀÍ. Ãåîýêîëîãèÿ. Èíæåíåðíàÿ ãåîëîãèÿ. Ãèäðîãåîëîãèÿ. Ãåîêðèîëîãèÿ. 1993. ¹ 5. C. 66–74. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . Àêóñòîïîëÿðèñêîïèÿ ãîðíûõ ïîðîä. Àïàòèòû: Èçä-âî ÊÍÖ ÐÀÍ, 1995. 204 ñ. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , Ì å ä â å ä å â Ð .  . , Ñ ì è ð í î â Þ . Ï . Óïðóãî-àíèçîòðîïíûå ñâîéñòâà êåðíà ïî ðàçðåçó Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3) // Èçâ. ÐÀÍ. Ñåð. Ôèçèêà Çåìëè. 1997. ¹ 4. Ñ. 3–12 à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , È ë ü ÷ å í ê î  . Ë . Îöåíêà ïàðàìåòðîâ äåôîðìèðîâàíèÿ ïîðîä è ïîëÿ ñîâðåìåííûõ íàïðÿæåíèé ïî ðàçðåçó Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3) // Ðîññèéñêèé ãåîôèçè÷åñêèé æóðíàë. 1999. ¹ 13–14. Ñ. 61–71. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , È ë ü ÷ å í ê î  . Ë . , à î ë î â à ò à ÿ Î . Ñ . è ä ð . Óïðóãàÿ àíèçîòðîïèÿ íåêîòîðûõ ïîðîä ïî ðàçðåçó Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû, îïðåäåëåííàÿ â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ è óñëîâèÿõ, ñìîäåëèðîâàííûõ in situ / Ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî âåùåñòâà è ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû äî ãëóáèíû 12 261 ì (ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Ô. Ô. Ãîðáàöåâè÷). Àïàòèòû: Èçä. Ïîëèãðàô, 2000. Ñ. 139–143. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , È ë ü ÷ å í ê î  . Ë . , Ñ ì è ð í î â Þ . Ï . Ãåîäèíàìè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà â èíòåðâàëå 1,7–1,9 êì Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Ãåîýêîëîãèÿ. Èíæåíåðíàÿ ãåîëîãèÿ. Ãèäðîãåîëîãèÿ. Ãåîêðèîëîãèÿ. 2000. ¹ 1. Ñ. 70–77. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , Ñ ì è ð í î â Þ . Ï . Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ: îáúåìíàÿ ìîäåëü óïðóãîé àíèçîòðîïèè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä âåðõíåé è ñðåäíåé êîðû / Ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî âåùåñòâà è ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû äî ãëóáèíû 12 261 ì (ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Ô. Ô. Ãîðáàöåâè÷). Àïàòèòû: Èçä. Ïîëèãðàô, 2000. Ñ. 144–148. à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . , È ë ü ÷ å í ê î  . Ë . , à î ë î â à ò à ÿ Î . Ñ . è ä ð . Óïðóãèå ñâîéñòâà íåêîòîðûõ îáðàçöîâ ïîðîä ïî ðàçðåçó Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû, îïðåäåëåííûå ïðè àòìîñôåðíûõ óñëîâèÿõ è óñëîâèÿõ in situ // Ôèçèêà Çåìëè. 2002. ¹ 7. Ñ. 46–55. à î ð ÿ è í î â Ï . Ì . , Ä à â è ä å í ê î È .  . , à î ð á à ö å â è ÷ Ô . Ô . è ä ð . Òåîðåòè÷åñêèå è ýêñïåðèìåíòàëüíûå îñíîâû òåêòîíî-êåññîííîãî ýôôåêòà (ÿâëåíèÿ äåçèíòåãðàöèè), ãåîäèíàìè÷åñêèå ñëåäñòâèÿ / Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ãåîäèíàìèêà êðèñòàëëè÷åñêèõ ùèòîâ Åâðîïåéñêîé ÷àñòè ÑÑÑÐ. Àïàòèòû: Èçä-âî ÊÍÖ ÀÍ ÑÑÑÐ, 1992. Ñ. 136–144. à ó á å ð ì à í Ä . Ì . , Ø ó ë ü ö å Ê . Ñ . , Ê þ ì ï å ë ü à . - É . è êîëëåêòèâ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé. Ìåõàíè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå ïîðîäà-ôëþèä: ïåðâûå ðåçóëüòàòû ìîíèòîðèíãà óðîâíÿ ôëþèäà íà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíå / Ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî âåùåñòâà è ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû äî ãëóáèíû 12 261 ì (ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ, Ô. Ô. Ãîðáàöåâè÷). Àïàòèòû: Èçä. Ïîëèãðàô, 2000. Ñ. 93–97. Ä æ å ã å ð × . Ìåõàíèêà ãîðíûõ ïîðîä è èíæåíåðíûå ñîîðóæåíèÿ. Ì: ÌÈÐ, 1975. 255 ñ. Ä è í í è ê À . Í . Î äàâëåíèè ãîðíûõ ïîðîä è ðàñ÷åò êðåïè êðóãëîé øàõòû // Èíæåíåðíûé ðàáîòíèê. 1925. ¹ 7. Ñ.1–12. Å ï è í à ò ü å â à À . Ì . Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà è åå âëèÿíèå íà ñåéñìè÷åñêèé ìåòîä èññëåäîâàíèé // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Ñåð. Ôèçèêà Çåìëè. 1989. ¹ 5. Ñ. 35–46. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Á î ð î í è õ è í  . À .  à í þ ø è í  . À . è ä ð . Ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó äåôîðìàöèÿìè, ìåòàìîðôèçìîì è ïåòðîôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ïîðîä â Ïå÷åíãñêîì ðóäíîì ðàéîíå / Âíóòðåííåå ñòðîåíèå ðóäîíîñíûõ äîêåìáðèéñêèõ ðàçëîìîâ. Ì.: Íàóêà, 1985. Ñ. 6–47. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ê ð å ì å í å ö ê è é À . À . , Ê ó ç í å ö î â Þ . È . , Ë à í å â  . Ñ . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà ïî ìàòåðèàëàì ñâåðõãëóáîêîãî áóðåíèÿ / Ãëóáèííûå óñëîâèÿ ýíäîãåííîãî ðóäîîáðàçîâàíèÿ. Ì.: Íàóêà, 1986. Ñ. 219–234. 129
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Èññëåäîâàíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû ñ ïîìîùüþ áóðåíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû / Îòâ. ðåä. Å. À. Êîçëîâñêèé. Ì.: Íåäðà, 1984. 490 ñ. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèé / Ãë. ðåä. Â. Ï. Îðëîâ, Í. Ï. Ëàâåðîâ. Ì.: ÌÔ «Òåõíîíåôòåãàç», 1998. 260 ñ. Ë è ç è í ñ ê è é Ì . Ä . , Ë à í å â  . Ñ . Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç ó÷àñòêà áóðåíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû / Ïðîáëåìû êîìïëåêñíîé èíòåðïðåòàöèè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ. Ë.: Íàóêà, 1991. Ñ. 130–147. Ë è ò î ñ ô å ð à Ö å í ò ð à ë ü í î é è Âîñòî÷íîé Åâðîïû: Ãåîòðàâåðñû I, II, V / Îòâ. ðåä. Â. Á. Ñîëëîãóá, À. Â. ×åêóíîâ, È. Â. Ëèòâèíåíêî è äð. Êèåâ: Íàóêîâà äóìêà, 1987. 186 ñ. Ë î ã è í î â  . Í . Ýëåêòðè÷åñêèå èçìåðåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ âåëè÷èí. Ì.: Ýíåðãèÿ, 1970. 80 ñ. Ï å ò ð à ø å í ü à . È . Ðàñïðîñòðàíåíèå âîëí â àíèçîòðîïíûõ óïðóãèõ ñðåäàõ. Ë.: Íàóêà, 1980. 280 ñ. Ñ â å ð õ ã ë ó á î ê è å ñ ê â à æ è í û Ðîññèè è ñîïðåäåëüíûõ ðåãèîíîâ / Ðåä. Ý. Á. Íàëèâêèíà, Á. Í. Õàõàåâ. ÑÏá.: Èçä-âî ÂÑÅÃÅÈ, 1995. 247 ñ. Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû ñåâåðíîé Åâðîïû. Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêèé ðàéîí / Ðåä. Í. Â. Øàðîâ. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1997. 226 ñ. Ñ ï ð à â î ÷ í è ê ( ê à ä à ñ ò ð ) ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ãîðíûõ ïîðîä. Ì.: Íåäðà, 1975. 279 c. Birch F. The velocity of compressional waves in rocks to 10 kilobars, part 2 // Journal of Geophysical Research. 1961. N 66. Ð. 2199–2224. C h e n Y . D . , K r o g h T . E . , V e t r i n V . R . e t a l . Precise zircon geochronology on archean rocks sampled by the word’s deepest continental borehole SD-3 Superdeep well, Kola Peninsula, Russia // Abstr. Eight Inter. Conf. on Geochronology, Cosmochronology, Isotope Geology. Berkly. California. June 5–11. 1994. P.56. C h r i s t e n s e n N . I . Measurements of dynamic properties of rock at elevated temperatures and pressures. In: Measurement of rock properties at elevated pressures and temperatures // ASTM STR 869, H. J. Pincus and E. R. Hoskins, Eds. American Society for Testing and Materials. Philadelphia, 1985. Ð. 93–107. D i g r a n e s P . , K r i s t o f f e r s e n Y . a n d K a r a j e v N . An analysis of shear waves observed in VSP data from the superdeep well at Kola, Russia // Geophys. J. Int. 1996. V. 126. P. 545–554. G o r b a t s e v i c h F . F . Non-linearity of Strain in Hard Crystalline Rocks // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. 1996. V. 33, N 1. Ð. 83–91. G o r b a t s e v i c h F . F . Decompaction mechanism of deep crystalline rocks under stress relief. Tectonophysics. 2003. V. 370. Issues 1–4. Ð. 121–128. K e r n H . , L i u B . a n d P o p p T . Relationship between anisotropy of P- and S-wave velocities and anisotropy of attenuation in serpentinite and amphibolite. // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. Ð. 3051–3065. K e r n H . a n d P o p p T . P- and S-wave velocities and velocity anisotropy of core samples from the Kola SD-3 superdeep and their surface analogues at PT conditions / The results of the study of the deep substance and physical processes in the Kola superdeep borehole section down to a depth of 12 261 m. Eds F. P. Mitrofanov and F. F. Gorbatsevich. Apatity: Poligraph, 2000. Ð. 117–121. K e r n H . , P o p p T . , G o r b a t s e v i c h F . , Z h a r i k o v A . e t a l . Pressure and temperature dependence of Vp and Vs in rocks from the superdeep well and from surface analogues at Kola and the nature of velocity anisotropy // Tectonophysics. 2001. V. 338. P. 113–134. L o k a j i c e k T . , P r o z Z . , K l i m a K . e t a l . P-wave elastic anisotropy and texture of amphibolites from the Kola superdeep borehole KSDB-3 / The results of the study of the deep substance and physical processes in the Kola superdeep borehole section down to a depth of 12 261 m. Eds F. P. Mitrofanov and F. F. Gorbatsevich. Apatity: Polygraph. 2000. P. 122–125. N i k i t i n A . N . , I v a n k i n a T . I . , U l l e m e y e r K . e t a l . Texture controlled elastic anisotropy of amphibolites from the Kola superdeep borehole SG-3 at high pressure // Fisika Zemli. 2001. N 1. Ð. 41–49. S m i t h s o n S . B . , W e n z e l F . , G a n c h i n Y . V . a n d M o r o z o v I . B. Seismic results at Kola and KTB deep scientific boreholes: velocities, reflections, fluids, and crustal composition // Tectonophysics. 2000. V. 329. P. 301–317. W a l s h J . B . The effect of cracks on the compressibility of rocks // J.G.R. 1965. V. 70, N 2. P. 380–391. Z o b a c k M . D . The role of continental scientific drilling in the studies of the earthquakes, crustal deformation, and lithospheric dynamics / Super-deep continental drilling and deep geophysical sounding. Eds K.Fuchs et al. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. 1990. P. 70–89.
ÃËÀÂÀ 6 ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ Â ËÀÏËÀÍÄÑÊÎ-ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÌ ÐÀÉÎÍÅ Â ñâÿçè ñ çàëîæåíèåì è ïðîõîäêîé â ïðåäåëàõ Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3) áûëè ïðîâåäåíû â áîëüøîì îáúåìå ñåéñìîðàçâåäî÷íûå ðàáîòû, à òàêæå ðåãèîíàëüíûå ïðîôèëüíûå è ïëîùàäíûå ñåéñìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ. Ýòè èññëåäîâàíèÿ îïèðàëèñü íà ìàòåðèàëû ïî ñìåæíûì òåððèòîðèÿì Ðîññèè, Ôèíëÿíäèè è Íîðâåãèè è âêëþ÷àëè îáøèðíûé êîìïëåêñ ìåòîäîâ. Îíè ïðåäñòàâëåíû äàííûìè íèçêî÷àñòîòíûõ ìíîãîâîëíîâûõ ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé (ÃÑÇ), êîòîðûå äàþò íàäåæíûå ñâåäåíèÿ î ñêîðîñòíîé õàðàêòåðèñòèêå ñðåäû è ðåëüåôå ïîâåðõíîñòè Ì è äîïîëíåíû äàííûìè ìåòîäà ðàçâåäî÷íîé ñåéñìîëîãèè (ÌÐÑ), ïîçâîëÿþùèìè äåòàëüíî èññëåäîâàòü áëîêîâóþ ñòðóêòóðó çåìíîé êîðû è âûäåëèòü çîíû ðàçëîìîâ ñ êðóòûìè óãëàìè íàêëîíà. Ñëîæíûå ñòðóêòóðû âåðõíåé ÷àñòè êîðû èçó÷åíû ìåòîäàìè îáùåé ãëóáèííîé òî÷êè (ÎÃÒ), âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÂÑÏ) è àêóñòè÷åñêîãî êàðîòàæà (ÀÊ). Êðîìå òîãî, ïðîâåäåíû êîìïëåêñíûå ïðîôèëüíîïëîùàäíûå ðàáîòû íà ñóøå è â ìîðå è ðåàëèçîâàíû âîçìîæíîñòè ñåéñìè÷åñêîé òîìîãðàôèè (ÑÒ). Ðåçóëüòàòû è àíàëèç ýòèõ íàáëþäåíèé ïîäðîáíî ðàññìîòðåíû â ëèòåðàòóðå (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü.., 1997, 1998). Ìû ëèøü êðàòêî îñòàíîâèìñÿ íà èõ îñîáåííîñòÿõ. 6.1. ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÀß ÈÇÓ×ÅÍÍÎÑÒÜ ÌÎÂ È ÌÎÃÒ Â èñòîðèè ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé Êîëüñêîãî ï-îâà ìåòîäîì îòðàæåííûõ âîëí ìîæíî âûäåëèòü òðè ýòàïà, ñîîòâåòñòâóþùèõ òåõíè÷åñêèì è ìåòîäè÷åñêèì âîçìîæíîñòÿì äàííîãî âðåìåíè.  ïåðèîä ñ 1958 ïî 1975 ãã. ïðîâîäèëèñü ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìåòîäîì îòðàæåííûõ âîëí (ÌÎÂ) ïî ñèñòåìå âçàèìîóâÿçàííûõ ãîäîãðàôîâ ñ 1–3-õêðàòíûìè ïåðåêðûòèÿìè. Îñíîâíîé îáúåì ðàáîò ýòîãî ýòàïà áûë ñîñðåäîòî÷åí â ðàéîíå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è åå îáðàìëåíèÿ.  êà÷åñòâå ðåãèñòðèðóþùèõ ñèñòåì èñïîëüçîâàëèñü àíàëîãîâûå îñöèëëîãðàôè÷åñêèå ñòàíöèè è ïåðâûå îáðàçöû ñòàíöèé ñ ìàãíèòíîé çàïèñüþ.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ âîçáóæäåíèÿ ïðèìåíÿëèñü ïîâåðõíîñòíûå âçðûâû. Öåëüþ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ÌΠïåðâîãî ýòàïà ÿâëÿëîñü êàê ðåãèîíàëüíîå èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Êîëüñêîãî ìåãàáëîêà, òàê è áîëåå äåòàëüíîå èçó÷åíèå ñîáñòâåííî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîäðîáíî èçëîæåíû â ïóáëèêàöèÿõ (Ëèòâèíåíêî, 1963, 1975, 1984; Ëèòâèíåíêî, Ëåíèíà, 1968), à òàêæå â ôîíäîâûõ ìàòåðèàëàõ Ëåíèíãðàäñêîãî ãîðíîãî èíñòèòóòà (ËÃÈ), Çàïàäíîãî ãåîôèçè÷åñêîãî òðåñòà (ÇÃÒ), Ñåâåðî-Çàïàäíîãî ãåîëîãè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ (ÑÇÒÃÓ). Îñíîâíûå îòâåòñòâåííûå èñïîëíèòåëè ðàáîò: È. Â. Ëèòâèíåíêî, Ñ. À. Àíêóäèíîâ, Ì. Å. Ìåëàìóä, Ì. Ä. Ëèçèíñêèé. Íà âòîðîì ýòàïå, ñ 1975 ïî 1986 ãã., ñåéñìîðàçâåäêà ÌΠïðèìåíÿëàñü â ìåíüøèõ îáúåìàõ, íî ñ áîëåå äåòàëüíûìè çàäà÷àìè: èçó÷åíèå ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ îòäåëüíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ îáúåêòîâ è ðóäíûõ ðàéîíîâ (Õèáèíñêîãî ìàññèâà, Îëåíåãîðñêîãî, Ìîí÷åãîðñêîãî ðóäíûõ ðàéîíîâ, ìàññèâà Ãðåìÿõà-Âûðìåñ è ò. ä.). Íà ýòîì ýòàïå ðàáîò ÷àñòî ïðèìåíÿëèñü 131
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ïðîñòðàíñòâåííûå ñèñòåìû íàáëþäåíèé ÌÎÂ, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé çàìêíóòûå ñèñòåìû ïðîäîëüíûõ è íåïðîäîëüíûõ ïðîôèëåé, îòðàáîòàííûõ èç îäíîãî èëè äâóõ îáùèõ ïóíêòîâ âçðûâà. Ïîëó÷åííûå òàêèì îáðàçîì ïîâåðõíîñòíûå ãîäîãðàôû îòðàæåííûõ âîëí ïîçâîëÿëè ïðîèçâîäèòü îòáðàêîâêó «áîêîâûõ» îòðàæåíèé, âïîñëåäñòâèè èñêëþ÷àåìûõ èç ðàçðåçà ïî îñíîâíîìó ïðîäîëüíîìó ïðîôèëþ ÌÎÂ.  ýòî æå âðåìÿ â êîìïëåêñå ñ íàçåìíûìè ðàáîòàìè ÌΠáûëî íà÷àòî ïðèìåíåíèå âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ (ÂÑÏ), ñíà÷àëà â Z-ìîäèôèêàöèè (ÂÑÏ-Z), à â äàëüíåéøåì è â ïîëÿðèçàöèîííîé ìîäèôèêàöèè (ÂÑÏ-ÏÌ). Íà äàííîì ýòàïå ðàáîò èñïîëüçîâàëèñü áîëåå ñîâðåìåííûå (ïî ñðàâíåíèþ ñ ïåðâûì ýòàïîì) ñåéñìè÷åñêèå ñòàíöèè ñ ìàãíèòíîé çàïèñüþ. Èñòî÷íèêîì êîëåáàíèé ïî-ïðåæíåìó ÿâëÿëèñü ïîâåðõíîñòíûå âçðûâû, à êðàòíîñòü íàáëþäåíèé íå ïðåâûøàëà 2–4. Ðàáîòû ÌΠýòîãî ýòàïà ïðîâîäèëèñü ñèëàìè òåððèòîðèàëüíîé ãåîëîãè÷åñêîé îðãàíèçàöèè (ÏÃÎ «Ñåâçàïãåîëîãèÿ») ïîä ìåòîäè÷åñêèì ðóêîâîäñòâîì îòäåëà ñåéñìîðàçâåäêè ÂÈÐÃ. Ðåçóëüòàòû ðàáîò èçëîæåíû â ìíîãî÷èñëåííûõ ïóáëèêàöèÿõ (Ïðîíÿãèí, Ïîëÿêîâà, 1985, 1988) è ôîíäîâûõ îò÷åòàõ. Íàèáîëåå ïðîãðåññèâíûì ìîìåíòîì ýòîãî ýòàïà ðàáîò íåîáõîäèìî ñ÷èòàòü ïîïûòêè êîìïëåêñèðîâàíèÿ íàçåìíûõ (ÌÎÂ) è ñêâàæèííûõ (ÂÑÏ) ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé â ïðåäåëàõ äåòàëüíûõ ó÷àñòêîâ ðàáîò. Îñíîâíûå îòâåòñòâåííûå èñïîëíèòåëè: Ê. À. Êàëüíèí, Â. À. Ïîëÿêîâà, Í. È. Ïðîíÿãèí, À. Â. Ðîëëåð, À. Ë. Ðîíèí.  1982–1983 ãã. âïåðâûå íà Êîëüñêîì ï-îâå ïðè èçó÷åíèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû áûë îïðîáîâàí ìåòîä ìíîãîêðàòíûõ ïåðåêðûòèé ñ èñïîëüçîâàíèåì öèôðîâîé ðåãèñòðèðóþùåé àïïàðàòóðû ÑÑÖ-4.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ âîçáóæäåíèÿ êîëåáàíèé èñïîëüçîâàíû ëèíèè äåòîíèðóþùåãî øíóðà (ËÄØ). Îäíàêî èç-çà ïîâûøåííîãî óðîâíÿ ïîâåðõíîñòíûõ ïîìåõ ïîëó÷åí ìàòåðèàë íåóäîâëåòâîðèòåëüíîãî êà÷åñòâà, ÷òî, â îïðåäåëåííîé ìåðå, çàòîðìîçèëî ïðîöåññ áîëåå øèðîêîãî âíåäðåíèÿ ñîâðåìåííîé ìåòîäèêè ìíîãîêðàòíûõ ïåðåêðûòèé ñ èñïîëüçîâàíèåì èíòåðôåðåíöèîííûõ ñèñòåì âîçáóæäåíèÿ è ïðèåìà êîëåáàíèé â ðàáîòàõ ÌΠíà Êîëüñêîì ï-îâå. Íà÷èíàÿ ñ 1985 ã. ñåéñìè÷åñêèå ðàáîòû ïî èçó÷åíèþ ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ òåððèòîðèè Êîëüñêîãî ï-îâà ìåòîäîì îòðàæåííûõ âîëí â ìîäèôèêàöèè ÎÃÒ (îáùåé ãëóáèííîé òî÷êè) ïðîäîëæåíû äâóìÿ îðãàíèçàöèÿìè: ÏÃÎ «Ñåâçàïãåîëîãèÿ» è âíîâü îðãàíèçîâàííîé íà Êîëüñêîì ï-îâå ïàðòèåé 104 Îïûòíî-Ìåòîäè÷åñêîé ãåîôèçè÷åñêîé ýêñïåäèöèè (ÎÌÃÝ) ÍÏÎ «Ðóäãåîôèçèêà».  1985 ã. ïàðòèÿ 104 âïåðâûå íà Êîëüñêîì ï-îâå íà÷àëà ïðîôèëüíûå ðàáîòû ÌÎÃÒ ñ ïðèìåíåíèåì íåâçðûâíûõ èñòî÷íèêîâ óïðóãèõ êîëåáàíèé è 48-êàíàëüíîé ðåãèñòðèðóþùåé àïïàðàòóðû «Ïðîãðåññ-3». Ïî ðåçóëüòàòàì ïåðâûõ âèáðîñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò íà ïðîôèëå ÌÎÃÒ Ïðèðå÷íûé-Íèêåëü ÏÐ 02 (ðèñ. 6.1), áûëà ïîñòðîåíà ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü òåððèòîðèè è ñäåëàí ðÿä íåòðàäèöèîííûõ âûâîäîâ, â ÷àñòíîñòè, î òîì, ÷òî ñêâîçíàÿ êîíòðàñòíàÿ ñåéñìè÷åñêàÿ çîíà ìîæåò îáúåäèíÿòü îáà ðóäíûõ ðàéîíà (Ïå÷åíãñêèé – â ïðîòåðîçîéñêîé âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íîé òîëùå è Àëëàðå÷åíñêèé – â àðõåéñêîì îáðàìëåíèè). Ýòî äàëî âîçìîæíîñòü ñäåëàòü ïðåäïîëîæåíèå î âåðîÿòíîì íàëè÷èè åäèíîé ìàãìî-ðóäîïîäâîäÿùåé çîíû. Ïðè òàêîì âàðèàíòå èíòåðïðåòàöèè äâà èçâåñòíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ìåñòîðîæäåíèÿ Àëëàðå÷åíñêîãî ðàéîíà ìîãóò áûòü ðàññìîòðåíû êàê ôðàãìåíòû âåðõíåé ÷àñòè ïîãðåáåííîé ðóäîíîñíîé ñèñòåìû.  1986–1987 ãã. âèáðîñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÃÒ Ñåâåðíîãî ôèëèàëà ÃÏ ÝÃÃÈ â Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîì ðàéîíå áûëè ïðîäîëæåíû â ñåâåðíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ Ïðèðå÷íûéÍèêåëü (02) è ïî ïðîôèëþ Íèêåëü-Çàïîëÿðíûé (01) â íàïðàâëåíèè ïðîñòèðàíèÿ ïðîäóêòèâíîé æäàíîâñêîé òîëùè, à òàêæå ïî äâóì ïðîôèëÿì À è Á â ðàéîíå ÑÃ-3 (ðèñ. 6.1). Îáúåì âèáðîñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ÌÎÃÒ, âûïîëíåííûõ â 1985–1987 ãã. â Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîì ðàéîíå, ñîñòàâèë îêîëî 80 êì.  ñàìîì íà÷àëå ðàáîò, â 1985–1987 ãã., â Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîì ðàéîíå ìåòîäèêà áûëà íàïðàâëåíà ïðåæäå âñåãî íà îöåíêó ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ òåõíîëîãèè ìíîãîêðàòíûõ ïåðåêðûòèé ñ âèáðàöèîííûìè èñòî÷íèêàìè êîëåáàíèé äëÿ èçó÷åíèÿ ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûõ êîìïëåêñîâ äîêåìáðèÿ. Èç-çà íåäîñòàòî÷íîé êàíàëüíîñòè ñåéñìîñòàíöèè «Ïðîãðåññ-3» (48 êàíàëîâ) è íåîáõîäèìîñòè äîñòèæåíèÿ êðàòíîñòè 24, áåç ïîòåðè äåòàëüíîñòè âðåìåííûõ ðàçðåçîâ è íàïðàâëåííîñòè ñèñòåìû äëÿ ðàçíûõ óãëîâ ïàäåíèÿ ãðàíèö, áûëà èñïîëüçîâàíà âñòðå÷íàÿ ôëàíãîâàÿ ñèñòåìà íàáëþäåíèé, ñ øàãîì ìåæäó ïóíêòàìè ïðèåìà – 25 ì, ìåæäó ïóíêòàìè âîçáóæäåíèÿ – 50 ì. Òàêèì îáðàçîì, áàçà íàáëþäåíèé ñîñòàâëÿëà 1 175 ì, êðàòíîñòü – 24, âûíîñ èñòî÷íèêîâ – 300 ì, ãðóïïèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ – 3 íà áàçå 25 ì, ãðóïïèðîâàíèå ñåéñìîïðèåìíèêîâ – 11 íà áàçå 25 ì; cåéñìîïðèåìíèêè – ÑÂ-20Ï. Ïîëîñà ÷àñòîò âîçáóæäàåìîãî âèáðàöèîííîãî 132
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Ðèñ. 6.1. Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ ïðîôèëåé ÌÎÃÒ â Çàïàäíî-Êîëüñêîì ðàéîíå: 1 – äèîðèòû-ïëàãèîãðàíèòû; 2–3 – ìåòàâóëêàíèòû è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû þæíî-ïå÷åíãñêîé (2) è ïå÷åíãñêîé (3) ñåðèé; 4 – ïðîäóêòèâíûé êîìïëåêñ Ïå÷åíãè; 5–6 – Ëàïëàíäñêèé ãðàíóëèòîâûé ïîÿñ: ãðàíóëèòû êèñëûå (5), ýíäåðáèòû (6); 7 – êâàðöåâûå äèîðèòû; 8 – ãðàíèòîèäû; 9 – ãàááðî-àíîðòîçèòû; 10 – ãíåéñû, àìôèáîëèòû, òîíàëèòû, òðîíäüåìèòû; 11 – ñëàíöû, êâàðöèòû, êîíãëîìåðàòû, áàçàëüòû, àíäåçèòû, äàöèòû, òóôû; 12 – ëèíèè è îáîçíà÷åíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëåé ÌÎÃÒ
133
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ñèãíàëà ñîñòàâëÿëà 22–78 Ãö, äëèòåëüíîñòü ðàçâåðòêè – 9 ñ, äëèòåëüíîñòü âèáðîãðàììû – (12–14) ñ, êîëè÷åñòâî íàêàïëèâàåìûõ âîçäåéñòâèé – (6–12), øàã äèñêðåòèçàöèè ñèãíàëà ïî âðåìåíè – 2 ìñ, ôèëüòðàöèÿ íà âõîäå – 14 Ãö, ðåæåêòîðíûé ôèëüòð âêëþ÷åí ïîñòîÿííî.  ïðîöåññå ïðîâåäåíèÿ îïûòíî-ìåòîäè÷åñêèõ ðàáîò ïàðàìåòðû âàðüèðîâàëè: óâåëè÷èâàëîñü êîëè÷åñòâî âîçäåéñòâèé äî 16–18, äëèòåëüíîñòü ðàçâåðòêè îïîðíîãî ñèãíàëà – äî 12 ñ, ïîëîñà ÷àñòîò – 22–60, 22–90 Ãö, êðàòíîñòü ïðîñëåæèâàíèÿ – äî 48; íî â îñíîâíîì ïàðàìåòðû ñîîòâåòñòâîâàëè ïðèâåäåííûì âûøå. Êðîìå âèáðîñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÃÏ ÝÃÃÈ, ñ 1987 ïî 1990 ãã. Öåíòðàëüíî-Êîëüñêàÿ ïîèñêîâî-ñúåìî÷íàÿ ýêñïåäèöèÿ ÏÃÎ «Ñåâçàïãåîëîãèÿ» (íûíå ÀÎÎÒ ÖÊÝ) â ðàìêàõ îáøèðíîé ïðîãðàììû ïî ãåîëîãè÷åñêîìó äîèçó÷åíèþ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ì-áà 1 : 50 000 âûïîëíèëà ïðîôèëüíûå ðàáîòû ÌÎÃÒ ñ ïîâåðõíîñòíûìè âçðûâàìè ïî íåñêîëüêèì ðàäèàëüíûì (ïî îòíîøåíèþ ê Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå) ïðîôèëÿì ÌÎÃÒ (ÑÏ-300, 400, 401, 402, 500, 600, 700), îáùèì îáúåìîì îêîëî 100 êì. Ýòè ðàáîòû ÌÎÃÒ âûïîëíÿëèñü ñ èñïîëüçîâàíèåì íàêëàäíûõ òî÷å÷íûõ çàðÿäîâ âçðûâ÷àòûõ âåùåñòâ áåç ãðóïïèðîâàíèÿ âîçäåéñòâèé. Ðåãèñòðàöèÿ êîëåáàíèé ïðîèçâîäèëàñü ñ èñïîëüçîâàíèåì öèôðîâîé ñåéñìîñòàíöèè «Ïðîãðåññ-2». Øàã ìåæäó ïóíêòàìè ïðèåìà ñîñòàâëÿë 30 ì, øàã ìåæäó ïóíêòàìè âîçáóæäåíèÿ – 60 ì, âûíîñ – 600 ì, äëèíà áàçû íàáëþäåíèé – 1 410 ì. Ñèñòåìà íàáëþäåíèé äëÿ äîñòèæåíèÿ êðàòíîñòè íàêàïëèâàíèÿ, ðàâíîé 24 ì, áûëà ôëàíãîâîé âñòðå÷íîé. Ãðóïïèðîâàíèå ÑÏ òî÷å÷íîå, íà ïëàòôîðìàõ, ïî 7 øòóê íà êàíàë. Òèï ñåéñìîïðèåìíèêîâ ÑÂ-20.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ êîëåáàíèé èñïîëüçîâàëèñü îäèíî÷íûå çàðÿäû òðîòèëà èëè ñêàëüíîãî àììîíèòà, ìîùíîñòüþ 5–10 êã, çàêëàäûâàåìûõ â óãëóáëåíèå, ïðåäâàðèòåëüíî ïîäãîòîâëåííîå íàêëàäíûì çàðÿäîì âåñîì äî 1 êã. Ðåãèñòðàöèÿ âåëàñü íà ïðåäâàðèòåëüíîì óñèëåíèè (ÏÓ) – 3, ïðè äèñêðåòèçàöèè ñèãíàëà âî âðåìåíè 2 ìñ. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ ôèëüòðàöèÿ íà âõîäå (ÔÂ×) – 10 Ãö. Ïðè íàëè÷èè ïðîìûøëåííûõ ïîìåõ ïðèìåíÿëàñü ðåæåêòîðíàÿ ôèëüòðàöèÿ. Äëèòåëüíîñòü çàïèñè (ðåãèñòðàöèè) íå ïðåâûøàëà 3 ñ èççà ðåçêîãî çàòóõàíèÿ ñèãíàëà âî âðåìåíè.  1992 ã. ìåæäóíàðîäíûì êîëëåêòèâîì èññëåäîâàòåëåé (ÑØÀ, Âåëèêîáðèòàíèÿ, Íîðâåãèÿ, Ðîññèÿ) áûë ïðîéäåí íàèáîëåå ïðèíöèïèàëüíûé ïðîôèëü ÌÎÃÒ – (KOLA-SD) ñ âûõîäîì íà Êîëüñêóþ ñâåðõãëóáîêóþ ñêâàæèíó ÑÃ-3 (Project, 1994). Ïðîòÿæåííîñòü ïðîôèëÿ îêîëî 40 êì (ðèñ. 6.1). Ýòè ðàáîòû ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé êîìïëåêñíûå ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà ïîâåðõíîñòè è â ñêâàæèíå ÑÃ-3 ñ ïðèìåíåíèåì â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ êîëåáàíèé ìîùíûõ çàðóáåæíûõ âèáðàòîðîâ MERZ, à òàêæå ðåãèñòðàöèè óäàëåííûõ ïðîìûøëåííûõ âçðûâîâ. Ðàáîòû ïðîâîäèëèñü áîëüøèì êîëëåêòèâîì ó÷åíûõ èç íåñêîëüêèõ çàðóáåæíûõ óíèâåðñèòåòîâ, Ãåîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà Êîëüñêîãî íàó÷íîãî öåíòðà, ÂÈÐÃà, Èíñòèòóòà Ôèçèêè Çåìëè ÐÀÍ. Ðàáîòû âûïîëíåíû ïî ïðîåêòó ÃÏ ÝÃÃÈ ñ ó÷àñòèåì åãî ñïåöèàëèñòîâ è çàâåðøåíû â 1994 ã. Ìåòîäèêà èññëåäîâàíèé ÌÎÃÒ íà âèáðîñåéñìè÷åñêîì ïðîôèëå KOLA-SD, âûïîëíåííûõ â ðàìêàõ ìåæäóíàðîäíîãî ýêñïåðèìåíòà, áûëà ïðåäëîæåíà èíîñòðàííûìè ïàðòíåðàìè è èñõîäèëà èç âîçìîæíîñòåé èñïîëüçóåìûõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ. Òàê, ïðè ïðîèçâîäñòâå ðàáîò áûëè çàäåéñòâîâàíû òðè 96-êàíàëüíûå ñåéñìè÷åñêèå ñòàíöèè MDS-10, ïðåäîñòàâëåííûå àìåðèêàíñêèì (Âàéîìèíã) è øîòëàíäñêèì (Ãëàçãî) óíèâåðñèòåòàìè, à òàêæå ñâåðõìíîãîæèëüíûé (240 æèë) ñïåöèàëüíûé ñåéñìè÷åñêèé êàáåëü (Smythe et al., 1994; Ganchin et al., 1998). Ñèñòåìà íàáëþäåíèé áûëà ôëàíãîâîé, ïðè ïîëîæåíèè âèáðàòîðîâ íà ìåíüøèõ ïèêåòàõ ïðîôèëÿ ïî îòíîøåíèþ ê áàçå íàáëþäåíèé (ðèñ. 6.2). Áàçà ïðèåìà ñîñòîÿëà èç 90 òðåõêîìïîíåíòíûõ óñòàíîâîê, ðàñïîëîæåííûõ ÷åðåç 50 ì, ò. å. äëèíà ñîñòàâëÿëà 4 450 ì. Âûíîñ èñòî÷íèêîâ êîëåáàíèé áûë ïåðåìåííûì, åãî âåëè÷èíà êîëåáàëàñü îò 0 äî 2 900 ì, íî â îñíîâíîì îí ìåíÿëñÿ â ïðåäåëàõ 1 500–300 ì. Øàã ìåæäó Ï ïî ïðîôèëþ ñîñòàâëÿë 50–100 ì. Ãðóïïèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ êîëåáàíèé è âåðòèêàëüíûõ ñåéñìîïðèåìíèêîâ ëèíåéíîå íà áàçå 50 ì. Êîëè÷åñòâî âèáðàòîðîâ â ãðóïïå 3–4, ãðóïïèðîâàíèå âåðòèêàëüíûõ ñåéñìîïðèåìíèêîâ (òèïà ÑÂ-10) – ïî 12 íà êàíàë. Ãîðèçîíòàëüíûå (X è Y) ñåéñìîïðèåìíèêè íå ãðóïïèðîâàëèñü ââèäó íåâîçìîæíîñòè óñòàíîâêè òàêèõ ãðóïï íà ãðóíò èç-çà âûñîòû ñíåæíîãî ïîêðîâà. Èòîãîâàÿ êðàòíîñòü ïåðåêðûòèé ñîñòàâèëà 15–30. Äîïîëíèòåëüíî íà ïðîôèëå ïðîâîäèëèñü ñåéñìîëîãè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ ñ ïîìîùüþ àâòîíîìíûõ ðåãèñòðèðóþùèõ ñèñòåì REF-TEC. Êîëè÷åñòâî òàêèõ ñèñòåì, îäíîâðåìåííî âûñòàâëÿåìûõ ïî ïðîôèëþ, äîñòèãàëî 20–25, ñ øàãîì ìåæäó íèìè 100 ì. Êîëè÷åñòâî âîçäåéñòâèé íà ïóíêòàõ âîçáóæäåíèé ñîñòàâëÿëî 8–10, íî ïîëåâîå íàêàïëèâàíèå ñèãíàëîâ íå ïðîèçâîäèëîñü. Êàæäîå âîçäåéñòâèå ðåãèñòðèðîâàëîñü îòäåëüíî íà ìàãíèòíûé íîñèòåëü ñ öåëüþ ïîñëåäóþùåé êîìïüþòåðíîé âèçóàëèçàöèè, ÷àñòîòíîãî àíàëèçà è ðàçáðàêîâêè. Ïîëîñà ÷àñòîò îïîðíîãî ñèãíàëà (ïðè åãî ðàçâåðòêå ââåðõ) íàõîäèëàñü â äèàïàçîíå 134
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Ðèñ. 6.2. Ñõåìû ïîëåâûõ íàáëþäåíèé íà ïðîôèëÿõ âèáðîñåéñìîðàçâåäêè (à) è íà ìåæäóíàðîäíîì ãåîòðàâåðñå KOLA-SD
10–60 Ãö. Äëèòåëüíîñòü ðàçâåðòêè ñâèï-ñèãíàëà ñîñòàâëÿëà 24 ñ, äëèòåëüíîñòü âèáðîãðàììû – 39 ñ, øàã äèñêðåòèçàöèè ñèãíàëà ïî âðåìåíè – 4 ìñ. Îïòèìèçàöèÿ ïîëåâîé ìåòîäèêè ïîçâîëèëà ïîëó÷èòü ñåéñìîãðàììû âûñîêîãî êà÷åñòâà, õîðîøî îñâåùàþùèå ãëóáèíû äî 15–20 êì (ðèñ. 6.3), îäíàêî, â áîëåå ãëóáîêîé ÷àñòè ðàçðåçà è íà óðîâíå ãðàíèöû Ì îòíîøåíèå ñèãíàë/ïîìåõà áûëî íåäîñòàòî÷íûì, è âîïðîñ î ñòðîåíèè ýòîé ÷àñòè êîðû ïîêà îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Îäíèì èç íàèáîëåå âàæíûõ îáúåêòîâ âèáðîñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÌÎÃÒ â ÇàïàäíîÊîëüñêîì ðàéîíå ÿâëÿåòñÿ ïîÿñ ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòîâ, ðàáîòû íà êîòîðîì áûëè âûïîëíåíû ÃÏ ÝÃÃÈ â 1990–1994 ãã. Ðàíüøå ãëóáèííîå èçó÷åíèå ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòîâ ïðåäïðèíèìàëîñü äâàæäû: â 1961–1963 ãã. – ïî ïðîôèëþ Ð-1 (Ëèòâèíåíêî, 1984) è â 1983–1986 ãã. – íà òåððèòîðèè Ôèíëÿíäèè è Íîðâåãèè, ïî ëèíèè ìåæäóíàðîäíîãî ãåîòðàâåðñà POLAR (Luosto et al., 1989). Ìåòîäèêà ÃÑÇ, ïðèìåíÿâøàÿñÿ íà ýòèõ ïðîôèëÿõ, áûëà íàöåëåíà íà èçó÷åíèå çåìíîé êîðû íà ãëóáèíàõ 10–50 êì, ïîýòîìó äåòàëè âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ ïîÿñà ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòîâ, åãî ôîðìà è ãëóáèíà ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïî äàííûì ÃÑÇ áûëè îöåíåíû íåïîëíî è íåîäíîçíà÷íî. Âèáðîñåéñìè÷åñêèìè ïðîôèëÿìè ÌÎÃÒ (ÏÐ 10 è 11), îáùàÿ ïðîòÿæåííîñòü êîòîðûõ ñîñòàâèëà 330 êì, ïîÿñ ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòîâ áûë ïåðåñå÷åí â äâóõ íàïðàâëåíèÿõ (ðèñ. 6.1). Ñóáìåðèäèîíàëüíûé ïðîôèëü 10, êðîìå ïîÿñà ãðàíóëèòîâ, ïåðåñåê âñå îñíîâíûå ñòðóêòóðíîòåêòîíè÷åñêèå ýëåìåíòû ê ñåâåðó îò íåãî (áëîê Èíàðè, Öåíòðàëüíóþ Àíîìàëüíóþ çîíó, Âåøüÿóðñêóþ çîíó, Ìîõòüîçåðñêèé ðàçëîì, çàïàäíîå çàìûêàíèå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû). Ñîçäàíèå óâÿçàííûõ îðòîãîíàëüíî ãëóáèííûõ ñå÷åíèé ïîÿñà ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòîâ è åãî îáðàìëåíèÿ ïîçâîëèëî ñäåëàòü ðÿä ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ âûâîäîâ î åãî ãëóáèííîì ñòðîåíèè (Ìèíö., 1996). Ìåòîäèêà ïîëåâûõ íàáëþäåíèé áûëà íåñêîëüêî èçìåíåíà, òàê êàê ðàáîòû íîñèëè ðåãèîíàëüíûé õàðàêòåð.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì íà ïðîôèëÿõ 10 è 11 ïîëîñà ÷àñòîò îïîðíîãî ñèãíàëà áûëà ñìåùåíà â îáëàñòü áîëåå íèçêèõ ÷àñòîò (20–62 Ãö), äèñêðåòèçàöèÿ ñèãíàëà – 4 ìñ, ôèëüòð íà âõîäå – 14 Ãö, êîëè÷åñòâî âîçäåéñòâèé – 12, äëèòåëüíîñòü ðàçâåðòêè – 9 ñ, äëèòåëüíîñòü âèáðîãðàììû – 15 ñ. Ñèñòåìà íàáëþäåíèé – öåíòðàëüíàÿ ñèììåòðè÷íàÿ, âûíîñ èñòî÷íèêà – 600 ì, äëèíà áàçû ïðèåìà íà êàæäîì ôëàíãå – 1 150 ì, øàã ìåæäó ÏÏ – 50 ì, øàã 135
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà 0.0
0.0
1.0
1.0
2.0
2.0
3.0
3.0
4.0
4.0
t. s
sp 900
sp 2600
sp 3800
sp 7300
sp 28000
t. s
Ðèñ. 6.3. Õàðàêòåð ïåðâè÷íûõ ñåéñìîãðàìì íà ïðîôèëå KOLA-SD
ìåæäó Ï – 50 ì. Ãðóïïèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ – 3 íà áàçå 50 ì. Ãðóïïèðîâàíèå ïðèåìíèêîâ – 11 íà áàçå 50 ì.  ñåâåðíîé ÷àñòè ïðîôèëÿ 10 ìåòîäèêà ðàáîò áûëà èçìåíåíà ñ öåëüþ óñèëåíèÿ íàïðàâëåííîñòè ñèñòåìû íàáëþäåíèé è óâåëè÷åíèÿ ãëóáèííîñòè, òàê êàê ïîÿâèëàñü òåõíè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ àìåðèêàíñêîãî ìíîãîæèëüíîãî êàáåëÿ (168 æèë) è áîëåå íèçêî÷àñòîòíûõ ñåéñìîïðèåìíèêîâ (10 Ãö).  ñâÿçè ñ ýòèì, â ýòîé ÷àñòè ïðîôèëÿ 10 âñòðå÷íàÿ ñèñòåìà íàáëþäåíèé áûëà çàìåíåíà ôëàíãîâîé, ÷òî ïîçâîëèëî óâåëè÷èòü áàçó ïðèåìà äî 2 350 ì, íàïðàâëåííàÿ êðàòíîñòü ñîñòàâèëà 24, ñïåêòð âîçáóæäàåìîãî ñèãíàëà áûë áîëåå ðàñøèðåí â ñòîðîíó íèçêèõ ÷àñòîò (14–62 Ãö), ÷èñëî âîçäåéñòâèé óâåëè÷åíî äî 16. Äëèòåëüíîñòü ðàçâåðòêè ñèãíàëà ñîñòàâèëà 16 ñ, äëèòåëüíîñòü âèáðîãðàììû – 26 ñ. Îñòàëüíûå ïàðàìåòðû ðàáîò îñòàëèñü íåèçìåííûìè. Òàêèì îáðàçîì, ðàáîòàìè ÃÏ ÝÃÃÈ, ïðîâåäåííûìè â 1985–1994 ãã. (îòâåòñòâåííûå èñïîëíèòåëè ðàáîò: È. Ñ. Áàðòåíåâ, Â. À. Ïîëÿêîâà, Þ. À. Ðèñïîëîæåíñêèé), áûëà äîêàçàíà ýôôåêòèâíîñòü íåâçðûâíîé ñåéñìîðàçâåäêè ÌÎÃÒ ïðè èçó÷åíèè äîêåìáðèéñêèõ ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûõ êîìïëåêñîâ è ðåêîìåíäîâàíî åå ïðèìåíåíèå â ïðàêòè÷åñêèõ öåëÿõ äëÿ ñîçäàíèÿ ãëóáèííîãî êàðêàñà ïðè ïðîèçâîäñòâå ìåëêîìàñøòàáíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñúåìîê, à òàêæå äëÿ çàïîëíåíèÿ èíôîðìàöèîííîãî ïðîáåëà ìåæäó äåòàëüíî èçó÷åííîé ïîâåðõíîñòüþ è ðåçóëüòàòàìè èññëåäîâàíèÿ çåìíîé êîðû ìåòîäîì ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé.  1995 ã. çíà÷èòåëüíûå îáúåìû ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ÌÎÃÒ íà Êîëüñêîì ï-îâå âûïîëíåíû ñèëàìè ÓÃÃÏ «Ñïåöãåîôèçèêà» (Áåðçèí è äð., 2000), â ðàìêàõ ðåãèîíàëüíîé ïðîãðàììû ïî ñîçäàíèþ êàðêàñíîé ñåòè ãåîòðàâåðñîâ äëÿ âñåé òåððèòîðèè Ðîññèè. Òàê, â 1995 ã. ïî ëèíèè ãåîòðàâåðñà I-Å (Áàðåíöåâî ìîðå – Ëîäåéíîå Ïîëå – ×åðíîå ìîðå) íà÷àòû ïðîôèëüíûå âèáðîñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÃÒ.  ñåâåðíîé ñâîåé ÷àñòè ïðîôèëü ïîëíîñòüþ ïåðåñåê Ìóðìàíñêóþ îáëàñòü, à íà òåððèòîðèè Êîëüñêîãî ï-îâà åãî äëèíà ñîñòàâèëà ñâûøå 500 êì. Ïðîôèëü ïðîøåë îò ïîáåðåæüÿ Áàðåíöåâà ìîðÿ (Ëèèíàõàìàðè) ÷åðåç Êîëüñêóþ ñâåðõãëóáîêóþ ñêâàæèíó ÑÃ-3 äî Ìóðìàíñêà è äàëåå íà þã – Êàíäàëàêøà – Êåìü. Ìåòîäèêà âèáðîñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ïî ëèíèè ãåîòðàâåðñà â ñåâåðíîé åãî ÷àñòè, êîòîðàÿ ïðîõîäèò ïî òåððèòîðèè Êîëüñêîãî ï-îâà, áûëà ïîäîáíà ìåòîäèêå ÌÎÃÒ-ØÃÑÏ, ïðèìåíÿâøåéñÿ íà ïðîôèëå KOLA-SD. Áàçà ïðèåìà – 4 750 ì, êðàòíîñòü ïðîñëåæèâàíèÿ – 48, øàã ìåæäó Ï è ÏÏ – 50 ì, ñèñòåìà íàáëþäåíèé – ôëàíãîâàÿ, ãðóïïèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ è ïðèåìíèêîâ – ëèíåéíîå. Êîëè÷åñòâî èñòî÷íèêîâ â ãðóïïå 4–5, ïðèåìíèêîâ – 22 íà áàçå 44 ì. Ïàðàìåòðû âîçáóæäåíèÿ: ïîëîñà ÷àñòîò ñèãíàëà ðàçâåðòêè (ÑÂÈÏ) – 14–48 Ãö, ïðè äëèòåëüíîñòè – 136
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
10 ñ, êîëè÷åñòâî íàêàïëèâàåìûõ âîçäåéñòâèé – 6, äëèíà âèáðîãðàììû – 30 ñ, ôèëüòðàöèÿ íà âõîäå ñåéñìîñòàíöèè – 10 Ãö, øàã äèñêðåòèçàöèè ñèãíàëà – 4 ìñ. Àïïàðàòóðà: ñåéñìîñòàíöèÿ «Ïðîãðåññ-96», ýëåêòðîãèäðàâëè÷åñêèå âèáðàòîðû ÑÂ-5-150, ñåéñìîïðèåìíèêè ÑÂ-10Ö. Ðàâíîìåðíîñòü è êðàòíîñòü ñèñòåìû íàáëþäåíèé äîñòèãàëà 50. Ìàòåðèàëû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà ãåîòðàâåðñå 1-Å áûëè îáúåäèíåíû ñ ìàòåðèàëàìè ðàíåå ïðîâåäåííûõ ñåéñìîðàçâåäî÷íûõ ðàáîò â Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîì ðàéîíå íà ëàïëàíäñêèõ ãðàíóëèòàõ.  ðåçóëüòàòå ïåðåîáðàáîòêè âñåõ äàííûõ ïî åäèíîé ìåòîäîëîãèè íà ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ ïîñòðîåíû ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Çàïàäíî-Êîëüñêîãî ðåãèîíà. Ñîñòàâíîé ðåãèîíàëüíûé ïðîôèëü 10 ïðîõîäèò âäîëü ãîñóäàðñòâåííîé ãðàíèöû (ðèñ. 6.1), ïðîôèëü 11 îðèåíòèðîâàí åìó ïîïåðå÷íî, è ïðîôèëü KOLA-SD ñ ñîïðÿæåííûìè åìó ïðîôèëÿìè 02, 01 è 1-Å îõâàòûâàåò Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó, åå þæíûå êðûëüÿ è ñåâåðíîå îáðàìëåíèå, âïëîòü äî ïîáåðåæüÿ Áàðåíöåâà ìîðÿ. Íà óêàçàííûõ ñå÷åíèÿõ â ðåçóëüòàòå îáðàáîòêè ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ïî ìåòîäèêå ÌÎÃÒ-ÌÄÑ (Ñåäûõ, Ñòóïàê, 2002) âûäåëåíû ñóáãîðèçîíòàëüíûå è íàêëîííûå ïàêåòû ÷åòêèõ, äîñòàòî÷íî óâåðåííî êîððåëèðóþùèõñÿ äèíàìè÷åñêè âûðàæåííûõ îòðàæåíèé, ó÷àñòêàìè îñëîæíåííûå çîíàìè ïîòåðü êîððåëÿöèè èëè ñòûêîâêîé îòðåçêîâ ñ ðàçíîé ãåîìåòðèåé âîëíîâûõ ïîëåé (ðèñ. 6.4).  ïðèíÿòîì äëÿ ìîäåëüíûõ ïîñòðîåíèé ì-áå öåëåñîîáðàçíî ïðîâîäèòü ãðóïïîâóþ êîððåëÿöèþ îòðàæàþùèõ ýëåìåíòîâ, âûäåëÿÿ ãëàâíûå îòðàæàòåëè (ãîðèçîíòû). Ðåäóêöèÿ â äàííîì ñëó÷àå îïðàâäàíà è óäîáíà, òàê êàê èç ìíîæåñòâà çà÷àñòóþ øòðèõïîäîáíûõ îòðàæåíèé ïîçâîëÿåò âûáðàòü íàèáîëåå ïðîòÿæåííûå è óñòîé÷èâûå, äîñòîâåðíî âûÿâëÿþùèå ñòðóêòóðíûå îñîáåííîñòè ðàçðåçîâ.
Ðèñ. 6.4. Ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû ÌÎÃÒ ÷åðåç Çàïàäíî-Êîëüñêèé ðåãèîí
6.2. ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß ÌÎÂ È ÃÑÇ Ðàéîí áóðåíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû îòíîñèòñÿ ê ÷èñëó áîëåå èçó÷åííûõ ñåéñìè÷åñêèì ìåòîäîì. È õîòÿ âûñîêàÿ ñòåïåíü èññëåäîâàíèé ñâÿçàíà íå òîëüêî ñ áóðåíèåì ÑÃ-3, íî èìåííî ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ÿâèëîñü îäíèì èç âàæíûõ ìîòèâîâ âûáîðà ìåñòà çàëîæåíèÿ ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû íà Áàëòèéñêîì ùèòå. Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå íà÷àòû çà 7 ëåò äî áóðåíèÿ ÑÃ-3 ïîä ðóêîâîäñòâîì ïðîôåññîðà Ëåíèíãðàäñêîãî ãîðíîãî èíñòèòóòà È. Â. Ëèòâèíåíêî. Äâóìÿ ãîäàìè ðàíüøå îí âïåðâûå â ìèðå óñïåøíî ïðèìåíèë ìåòîä ÃÑÇ äëÿ èçó÷åíèÿ çåìíîé êîðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà â Ñåâåðíîé Êàðåëèè, è ýòîò îïûò ïîçâîëèë îáðàòèòüñÿ ê èçó÷åíèþ âàæíåéøåãî â îòíîøåíèè íèêåëåíîñíîñòè Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. Çàäà÷è, êîòîðûå ñòàâèëèñü ïåðåä 137
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
èññëåäîâàòåëÿìè ñâûøå 30 ëåò òîìó íàçàä, àêòóàëüíû è ïîíûíå. Ýòî íå òîëüêî îáùåãåîôèçè÷åñêèå ïðîáëåìû ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ùèòà, íî è ñâÿçü ãåîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð, èçó÷åííûõ âáëèçè ïîâåðõíîñòè Çåìëè, ñ åå ãëóáèííûì ñòðîåíèåì. Îò ÃÑÇ È. Â. Ëèòâèíåíêî ïåðåøåë ê áîëåå äåòàëüíûì èññëåäîâàíèÿì, êîòîðûå ñòèìóëèðîâàëèñü ïîèñêàìè ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä. Êðèñòàëëè÷åñêèé ùèò – íåòðàäèöèîííûé îáúåêò ïðèìåíåíèÿ ñåéñìîðàçâåäêè, êîòîðàÿ ðàçâèëàñü êàê ìåòîä èññëåäîâàíèÿ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ ïðè ïîèñêàõ íåôòè è ãàçà. Ïîýòîìó ïðè èçó÷åíèè ùèòà ïðèøëîñü ïðàêòè÷åñêè íà êàæäîì ýòàïå èññëåäîâàíèé ðåøàòü âåñü êîìïëåêñ òåõíèêî-ìåòîäè÷åñêèõ çàäà÷.  ðåçóëüòàòå Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêèé ðàéîí â òå÷åíèå äâóõ äåñÿòèëåòèé îñòàâàëñÿ îäíèì èç âàæíåéøèõ ïîëèãîíîâ, íà êîòîðîì ðàçâèâàëñÿ ñåéñìè÷åñêèé ìåòîä èçó÷åíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà. Ïîñëåäîâàòåëüíîå óêðóïíåíèå ìàñøòàáà ïî ìåðå íàêîïëåíèÿ îïûòà èññëåäîâàíèé ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî â ðàéîíå âûïîëíåíû (ðèñ. 6.5) ðàçíîìàñøòàáíûå ñåéñìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ: ÃÑÇ (3 ïðîôèëÿ); ÌΠñ ðåãèîíàëüíûìè (äî 800 ïîã. êì) è äåòàëüíûìè (150 ïîã. êì) çàäà÷àìè; ÂÑÏ (ñâûøå 50 ñêâàæèí ãëóáèíîé äî 2 êì). Äàííûå ÃÑÇ õàðàêòåðèçóþò îáùóþ ñòðóêòóðó çåìíîé êîðû â ðàéîíå ÑÃ-3. Ïî ðåçóëüòàòàì ðåãèîíàëüíûõ íàáëþäåíèé ÌΠèçó÷åíî ãëóáèííîå ñòðîåíèå Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîãî ðàéîíà, à ïî äåòàëüíûì èññëåäîâàíèÿì ÌΠè ÂÑÏ – ñòðóêòóðà îòäåëüíûõ ó÷àñòêîâ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ, ïåðñïåêòèâíûõ íà ïîèñêè ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä. Íîâûé èìïóëüñ ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïîëó÷èëè â ðåçóëüòàòå áóðåíèÿ â ýòîì ðàéîíå ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû. Ýòî áûëè íàáëþäåíèÿ ÌΠïî ïðîôèëþ ÷åðåç óñòüå ñêâàæèíû
Ðèñ. 6.5. Ñåéñìè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü Ïå÷åíãñêîÀëëàðå÷åíñêîãî ðàéîíà ìåòîäàìè ÎÃÒ è ÌÎÂ: 1 – ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè ÃÑÇ è ÌÎÂÇ (1 – Ïå÷åíãà – Ëîâíî, 2 – Ïå÷åíãà – Êîâäîð –Êîñòîìóêøà, 3 – Íèêåëü – Óìáîçåðî – Ðó÷üè, 4 – Íèêåëü – Óìáîçåðî); 2, 4 – ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè ÌÎÂ; 3 – ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè ÎÃÒ; 5 – ìåñòîïîëîæåíèå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3); 6 – ó÷àñòêè äåòàëüíûõ ðàáîò ÌÎÂ; 7 – ãåîëîãè÷åñêèå êîíòóðû 138
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
ÑÃ-3, ñïåöèàëüíî ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ èçó÷åíèÿ åå ðàçðåçà, è ÂÑÏ â ñòâîëå ÑÃ-3, êîòîðîå íàðàùèâàëîñü ïî ìåðå ïðîõîäêè è äîâåäåíî äî çàáîÿ (12 êì). Äîñòèãíóòàÿ ãëóáèíà ÂÑÏ áåñïðåöåäåíòíà íå òîëüêî äëÿ ýêçîòè÷åñêèõ óñëîâèé êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà, íî è äëÿ òðàäèöèîííûõ ðàéîíîâ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Âûïîëíåíèå ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â ñòâîëå ÑÃ-3 òðåáîâàëî îò èñïîëíèòåëåé ðåøåíèÿ íå òîëüêî òåõíèêî-ìåòîäè÷åñêèõ çàäà÷, êàê ïðè íàçåìíûõ íàáëþäåíèÿõ, íî è çàäà÷ òåõíîëîãè÷åñêèõ, ñâÿçàííûõ ñ èñêëþ÷èòåëüíîé ãëóáèíîé ïîãðóæåíèÿ ñêâàæèííîãî ïðèáîðà. Óñèëèÿ èññëåäîâàòåëåé áûëè âîçíàãðàæäåíû. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç ÷åðåç ñêâàæèíó èçó÷åí ñ âûñîêîé íàäåæíîñòüþ. Ðàçðåç, âêëþ÷àþùèé ñòâîë ÑÃ-3 è ãåîëîãè÷åñêèé ïðîôèëü íà äíåâíîé ïîâåðõíîñòè, ïðåäñòàâëÿåò, ïî îáðàçíîìó âûðàæåíèþ È. Â. Ëèòâèíåíêî, «çîëîòîé òðåóãîëüíèê», ïîòîìó ÷òî îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòè äëÿ èçó÷åíèÿ ðàçëè÷íîé ïðèðîäû ñåéñìè÷åñêèõ ðàçäåëîâ â çåìíîé êîðå. Äàííûå ÂÑÏ ïî ñòâîëó ÑÃ-3 î ñêîðîñòè óïðóãèõ âîëí â åñòåñòâåííîì çàëåãàíèè è î ñåéñìè÷åñêîì âîëíîâîì ïîëå íà ãëóáèíå íåâîçìîæíî ïåðåîöåíèòü. Ðåçóëüòàòû ðàçíîîáðàçíûõ ïî çàäà÷àì è ìàñøòàáàì ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîì ðàéîíå ïóáëèêîâàëèñü ïî ìåðå èõ âûïîëíåíèÿ â ñåðèè ìîíîãðàôèé (Ãåîëîãèÿ è ãëóáèííîå.., 1968; Âîñòî÷íàÿ ÷àñòü.., 1975; Çåìíàÿ êîðà.., 1978; Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984, 1998; Ëèòîñôåðà.., 1987; Ïðîáëåìà.., 1991; Ñòðîåíèå ëèòîñôåðû.., 1992; Øàðîâ, 1993; Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü.., 1997, 1998). Îäíàêî ñïåöèôèêà è óíèêàëüíîñòü ýòîãî îãðîìíîãî ïî îáúåìó ìàòåðèàëà ñîñòîèò â òîì, ÷òî îí îáúåäèíÿåò ðàçíîîáðàçíûå ïî ìàñøòàáàì ñåéñìè÷åñêèå äàííûå ñî ñâåðõãëóáîêèì áóðåíèåì, â òîì ÷èñëå ñåéñìè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè â ñòâîëå ÑÃ-3. Ýòî ñîçäàåò ïðåäïîñûëêè äëÿ ïîñòàíîâêè è ðåøåíèÿ êàðäèíàëüíûõ çàäà÷ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû, âàæíåéøåé èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ïðèðîäà åå ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö. 6.3. ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß ÌÅÒÎÄÎÌ ÐÀÇÂÅÄÎ×ÍÎÉ ÑÅÉÑÌÎËÎÃÈÈ ÌÐÑ (ÌÎÂÇ) Ìåòîä îáìåííûõ âîëí çåìëåòðÿñåíèé (ÌÎÂÇ) îñíîâàí íà ðåãèñòðàöèè è ïîñëåäóþùåé èíòåðïðåòàöèè îáìåííûõ âîëí òèïà PS, ò. å. âîëí, ïåðâîíà÷àëüíî èìåþùèõ ïðèðîäó ïðîäîëüíûõ âîëí, à ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ ñêâîçü àíèçîòðîïíûå ñðåäû ìåíÿþùèõ ñâîþ ïðèðîäó íà ïîïåðå÷íûå – S. Äëÿ ïîñòðîåíèÿ ãðàíèö îáìåíà èñïîëüçóåòñÿ ðàçíîñòü âðåìåí ïðèõîäà îáìåííûõ è îáðàçóþùèõ èõ ïðîäîëüíûõ âîëí, ò. å. ∆ Tps-p. Ìåòîä ïîçâîëÿåò èçó÷àòü ãëóáèííîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè îò 0,8–1,0 äî 100–150 êì, âûäåëÿòü âåðòèêàëüíûå, ãîðèçîíòàëüíûå è íàêëîííûå ãðàíèöû è íåîäíîðîäíîñòè â ëèòîñôåðå. Òî÷íîñòü ïîñòðîåíèÿ ðàçðåçîâ ýòèì ìåòîäîì ïðàêòè÷åñêè î÷åíü ñëàáî çàâèñèò îò ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ýïèöåíòðîâ çåìëåòðÿñåíèé è äðóãèõ ñåéñìîïðîÿâëåíèé, ãëóáèíû ãèïîöåíòðà è âðåìåíè â î÷àãå, à çàâèñèò â îñíîâíîì îò ÷àñòîòû çàðåãèñòðèðîâàííûõ ñèãíàëîâ è ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ðåãèñòðàòîðàìè (Áóëèí è äð., 1992; Çîëîòîâ, Ðàêèòîâ, 2004). Ñåéñìîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ ñ ðåãèñòðàöèåé è èíòåðïðåòàöèåé íå òîëüêî çåìëåòðÿñåíèé, íî è âçðûâîâ íà ðàçëè÷íûõ ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèÿõ (ìåòîä ðàçâåäî÷íîé ñåéñìîëîãèè – ÌÐÑ) ÿâëÿþòñÿ áîëåå èíôîðìàòèâíûìè, ÷åì ïðîñòî ÌÎÂÇ è âûïîëíÿþòñÿ â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå ñ 1977 ã. Èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ-ÌÐÑ ïðîâîäèëèñü ðàçíûìè àâòîðñêèìè êîëëåêòèâàìè, ÷òî îáåñïå÷èâàåò âíåøíèé êîíòðîëü ïîñòðîåíèé. Ðàáîòû ÌÎÂÇ îñóùåñòâëÿëèñü àâòîíîìíî è â êîìïëåêñå ñ èññëåäîâàíèÿìè ÃÑÇ (ðèñ. 6.6).  1977–1979 ãã. ÍÏÎ «Íåôòåãåîôèçèêà» âûïîëíåíû èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ íà ïÿòè ïðîôèëÿõ îáùåé ïðîòÿæåííîñòüþ 250 êì (Âîëõîíèí, Ëèíüêîâà è äð., 1988) ñ àïïàðàòóðîé «Çåìëÿ». Îòðàáîòàíî òðè îñíîâíûõ ïðîôèëÿ: Çàïîëÿðíûé – Áàðåíöåâî ìîðå, Ïå÷åíãà – Óðà-Ãóáà, Ïðèðå÷íûé – Áîðèñîãëåáñê è äâà âñïîìîãàòåëüíûõ ïðîôèëÿ: Òèòîâêà – Ðûáà÷èé, îç. Êóýòñÿðâè – Çàïîëÿðíûé. Öåëüþ ðàáîò ÿâèëîñü, ñ îäíîé ñòîðîíû, âûÿñíåíèå âîçìîæíîñòåé ìåòîäà â óñëîâèÿõ îòñóòñòâèÿ îñàäî÷íîãî ÷åõëà è âûõîäà íà ïîâåðõíîñòü äðåâíåéøèõ êîìïëåêñîâ ñî ñëîæíîé âíóòðåííåé ñòðóêòóðîé, à ñ äðóãîé – èçó÷åíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû ðàéîíà ÑÃ-3.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé àâòîðû ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî â ïîëå îáìåííûõ âîëí âûäåëÿåòñÿ çíà÷èòåëüíî áîëüøåå êîëè÷åñòâî ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö, ÷åì ïðè ìåòîäå ÃÑÇ.  êà÷åñòâå îïîðíûõ âûäåëåíû äâå ãðàíèöû îáìåíà: íà ãëóáèíå 10–15 êì, ðàñïîëàãàþùàÿñÿ íåñêîëüêî âûøå ïðåëîìëÿþùåãî ãîðèçîíòà, ñ ãðàíè÷íîé ñêîðîñòüþ 6,8 êì/ñ, è ãðàíèöà Ìîõîðîâè÷è÷à, íà ãëóáèíå 37–42 êì õîðîøî óâÿçûâàåìàÿ ñ äàííûìè ÃÑÇ.  çåìíîé êîðå âûäåëåíû 139
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 6.6. Ñõåìà ñåéñìè÷åñêîé èçó÷åííîñòè Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà ìåòîäàìè ÃÑÇ è ÌÎÂÇ: 1 – ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè ÌÐÑ, âûïîëíåííûå ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ»; 2 – ó÷àñòêè äåòàëüíûõ ðàáîò ÌÎÂÇ, âûïîëíåííûå ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ»; 3 – ïðîôèëè ÌÎÂÇ, âûïîëíåííûå ÍÏÎ «Íåôòåãåîôèçèêà»; 4 – ïðîôèëè ÃÑÇ (1 – Ïå÷åíãà – Ëîâíî, 2 – Ïå÷åíãà – Êîâäîð (ãåîòðàíñåêò EU-3), 3 – Íèêåëü – Óìáîçåðî); 5 – ïóíêòû âçðûâà ïðè ðàáîòàõ ÃÑÇ; 6 – ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè ÌÎÂÇ-ÃÑÇ, âûïîëíåííûå ÑÐÃÝ ÍÏÎ «Íåôòåãåîôèçèêà» (4 – ïðîôèëü «Êâàðö»); 7 – äåòàëüíûå íàáëþäåíèÿ ÌÎÂÇ-ÃÑÇ íà ïðîôèëå «Êâàðö»; 8 – ãðàíèöà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû; 9 – Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà
òàêæå ïðîìåæóòî÷íûå ïðåðûâèñòûå ãðàíèöû, õàðàêòåðèçóþùèå åå ñëîæíîå ñëîèñòî-áëîêîâîå ñòðîåíèå. Âåðõíÿÿ ìàíòèÿ, èçó÷åííàÿ äî ãëóáèí 70 êì, õàðàêòåðèçóåòñÿ â ïîëå îáìåííûõ âîëí çíà÷èòåëüíîé ðàññëîåííîñòüþ.  1984–1985 ãã. ÑÐÃÝ ÍÏÎ «Íåôòåãåîôèçèêà» ïðîâåäåíû ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìåòîäîì ÌÎÂÇ-ÃÑÇ íà ïðîôèëå Êâàðö (ðèñ. 6.6), êîòîðûé ïåðåñåê âåñü Êîëüñêèé ï-îâ ñ ÑÇ íà ÞÂ. Íà ñåâåðî-çàïàäíîì ôëàíãå ïðîôèëÿ, ïðîõîäÿùåì íåïîñðåäñòâåííî ÷åðåç ÑÃ-3, íà îòðåçêå ïðîòÿæåííîñòüþ 60 êì âûïîëíåíû äåòàëüíûå íåïðåðûâíûå íàáëþäåíèÿ ñ øàãîì 250 ì è ïðîâåäåíû òàêæå ïëîùàäíûå ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ-ÃÑÇ ïî ñåìè ïåðåñåêàþùèìñÿ ïîä ïðÿìûìè óãëàìè ïðîôèëÿì (ðèñ. 6.6) îáùåé ïðîòÿæåííîñòüþ 93 êì ñ øàãîì 250 ì. Ïðîñòðåëêà âûïîëíåíà èç 5 Ï íà óäàëåíèÿõ 10–220 êì. Ïëîùàäíûå ðàáîòû ÌÎÂÇ-ÃÑÇ â ðàéîíå ñêâàæèíû ÑÃ-3 ïðîâîäèëèñü ñ öåëüþ óòî÷íåíèÿ ãëóáèííîé ñòðóêòóðû êîðû, âûÿâëåííîé ïðè ÃÑÇ êîððåëÿöèè ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö â ðàçðåçå ñêâàæèíû è â íèæåëåæàùèõ òîëùàõ ïîðîä, îïðåäåëåíèÿ íàêëîíà è ðåëüåôà ãðàíèö ðàçäåëà, óòî÷íåíèÿ ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà êîðû. Êðîìå òîãî, ñòàâèëàñü ñïåöèàëüíàÿ çàäà÷à ïîñòðîåíèÿ îáúåìíîé ìîäåëè êîðû ó÷àñòêà áóðåíèÿ ÑÃ-3. Ïîëó÷åíû íîâûå ðåçóëüòàòû, õàðàêòåðèçóþùèå ðàçðåç çåìíîé êîðû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà ïî äàííûì ðàçëè÷íûõ êëàññîâ è òèïîâ âîëí (Ãàëäèí, Åãîðêèí è äð., 1991). Ïî ðåôðàãèðîâàííûì ïðîäîëüíûì è ïîïåðå÷íûì âîëíàì îò âçðûâîâ îïðåäåëåíû ñêîðîñòíûå ïàðàìåòðû ðàçðåçà, à ïî îòðàæåííûì âîëíàì ïîñòðîåíû îòðàæàþùèå ïëîùàäêè, êîòîðûå, ïî ìíåíèþ àâòîðîâ, õàðàêòåðèçóþò êîíòàêòû ãåîëîãè÷åñêèõ òåë, ãðàíèöû ðàçäåëà ìåæäó îñíîâíûìè ÷àñòÿìè ëèòîñôåðû, òåêòîíè÷åñêèå íàðóøåíèÿ. Íà ïðîôèëå Êâàðö äàííûå îáìåííûõ âîëí çåìëåòðÿñåíèé ïîçâîëèëè îõàðàêòåðèçîâàòü çåìíóþ êîðó, íà÷èíàÿ ñ ãëóáèíû 10 êì. Âûäåëåíî äî 5 ãðàíèö îáìåíà, îñíîâíûìè èç êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ ïîâåðõíîñòü Ì (ãëóáèíà 41–45 êì, 51% èíôîðìàöèè) è PS3ê (ãëóáèíà 24–27 êì, 31% èíôîðìàöèè). Ñîñòàâëåíû îáúåìíàÿ ìîäåëü ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ðàéîíà ÑÃ-3 (Ãàëäèí, Åãîðêèí è äð., 1991) â ïðåäåëàõ ïðÿìîóãîëüíîãî ïàðàëëåëåïèïåäà ñî ñòîðîíàìè 19 è 7 êì, ñåéñìè÷åñêèå è ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèå ðàçðåçû ïî âñåì ïðîôèëÿì, ñõåìû èçîãëóáèí äëÿ òðåõ ãðàíèö ðàçäåëà.  1988–2001 ãã. ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ», ã. Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, âûïîëíåíû òðåõêîìïîíåíòíûå ñåéñìîëîãè÷åñêèå ïðîôèëüíî-ïëîùàäíûå ðàáîòû ìåòîäîì ðàçâåäî÷íîé ñåéñìîëîãèè (ÌÐÑ). 140
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Ýòî ìåòîä, ïîçâîëÿþùèé èñïîëüçîâàòü â èíòåðïðåòàöèè âîëíû âñåõ òèïîâ èñòî÷íèêîâ ñåéñìè÷åñêèõ êîëåáàíèé: âçðûâîâ è çåìëåòðÿñåíèé (Áóëèí è äð., 1992). ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ» èññëåäîâàíèÿ ÌÐÑ íà÷àëî ñ äåòàëüíûõ ïëîùàäíûõ ðàáîò ïî ðàäèàëüíî-êîëüöåâûì ïðîôèëÿì âîêðóã Êîëüñêîé ÑÃ-3. Øàã íàáëþäåíèé – 500 ì, ïëîùàäü èçó÷åíèÿ – 20 êì2, ãëóáèíà ïîñòðîåíèÿ îáúåìíîé ìîäåëè çåìíîé êîðû – äî 50 êì. Öåëü ðàáîò – ïîñòðîåíèå ðàâíîìåðíî îáîñíîâàííîé îáúåìíîé ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû è óâÿçêà îñîáåííîñòåé âîëíîâûõ ïîëåé ñ îñîáåííîñòÿìè ôèçèêî-ãåîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ñðåäû. Ïîñëå óäà÷íîãî ïðîâåäåíèÿ îïûòíûõ è äåòàëüíûõ ðàáîò ÌÐÑ â ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ» áûëè âûïîëíåíû ðåãèîíàëüíûå (ðèñ. 6.6) èññëåäîâàíèÿ ÌÐÑ ïî ñèñòåìå çàìêíóòûõ ïðîôèëåé (330 êì ïðîôèëåé ñ èíòåðâàëîì íàáëþäåíèé 1–3 êì). Öåëü ðåãèîíàëüíûõ ðàáîò – ïîñòðîåíèå ãëóáèííûõ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ïî Ïå÷åíãñêî-Àëëàðå÷åíñêîé ïëîùàäè íîâûìè ñïîñîáàìè îáðàáîòêè (äèíàìè÷åñêèå è êèíåìàòè÷åñêèå). Ïðè ïðîâåäåíèè ðàáîò ÃÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ» èñïîëüçîâàëàñü àíàëîãîâàÿ àïïàðàòóðà ñ ïîñëåäóþùåé îöèôðîâêîé – «Çåìëÿ-Ì», ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ äëèòåëüíîé íåïðåðûâíîé ðåãèñòðàöèè íà ìàãíèòíóþ ëåíòó òðåõ êîìïîíåíò èíôðàçâóêîâûõ ñåéñìè÷åñêèõ êîëåáàíèé, à ñ 2001 ã. â êîìïëåêñå ðàáîò ó÷àñòâóåò àïïàðàòóðà öèôðîâîé ðåãèñòðàöèè «Äåëüòà-Ãåîí-02». Òðåõêîìïîíåíòíàÿ ðåãèñòðàöèÿ ñåéñìè÷åñêîé àêòèâíîñòè Çåìëè ñ òàêèì òèïîì àïïàðàòóðû ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü çàïèñè ìåñòíûõ è áëèçêèõ çåìëåòðÿñåíèé ñ ìàãíèòóäîé ≥ 2,0 è äàëåêèõ çåìëåòðÿñåíèé ñ Ì > 4,8 èç ëþáîé òî÷êè Çåìíîãî øàðà. Íà ðèñ. 6.7, 6.8 ïðåäñòàâëåíû çàïèñè òèïè÷íûõ ñåéñìîÿâëåíèé, ðåãèñòðèðóåìûõ ïðè èññëåäîâàíèÿõ ÌÐÑ.  ïîñëåäíåå âðåìÿ îïðåäåëèëèñü âîçìîæíîñòè èçó÷åíèÿ øåëüôîâûõ òåððèòîðèé ñ ïîìîùüþ íàçåìíûõ òðåõêîìïîíåíòíûõ ñòàíöèé. Íà ðèñ. 6.9 ïðåäñòàâëåíû çàïèñè ïíåâìîèçëó÷àòåëåé èç àêâàòîðèè Áåëîãî ìîðÿ. Óïðàâëåíèå ðåãèñòðàòîðàìè (çàãðóçêà ïàðàìåòðîâ, àíàëèç òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ, çàïóñê â îäèí èç ðåæèìîâ ðàáîòû è ò. ä.) îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà òèïà NoteBook èëè Áëîêà óïðàâëåíèÿ è ñèíõðîíèçàöèè (ÁÓÑ) ÷åðåç ñòàíäàðòíûé èíòåðôåéñ RS-232. Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ðåãèñòðàòîðà ñåéñìè÷åñêèõ ñèãíàëîâ «ÄåëüòàÃåîí-02» ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 6.1. Äî íà÷àëà ïîëåâûõ ðàáîò ïðîèçâîäèòñÿ êîíòðîëü íàä èäåíòè÷íîñòüþ ðàáîòû àïïàðàòóðû ïóòåì óñòàíîâêè âñåõ ñòàíöèé çàïèñè â îäíîé òî÷êå è îäíîâðåìåííîé ðåãèñòðàöèè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí îò ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè: çåìëåòðÿñåíèé è âçðûâîâ (ðèñ. 6.10). Ïðîâåðêà Êàíàë Z
X
Y
Z P X
PS
PS Y
Ðèñ. 6.7. Çåìëåòðÿñåíèå 04.01.2003 ã. 05h 25m α = 80°°, ∆ = 67°°, î-âà Ôèäæè. Çàïèñü ñòàíöèåé «Äåëüòà Ãåîí-02» 141
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Z
X
Y
Z
X
Y
Ðèñ. 6.8. Ïðîôèëü ÀÐ-3, 2003 ã. Çàïèñü ïðîìûøëåííîãî âçðûâà 30.09.03 14h 04m
Z
X
Y
Ðèñ. 6.9. Ïðîôèëü ÀÐ-3, 2003 ã. Çàïèñü ïíåâìîèçëó÷àòåëÿ èç àêâàòîðèè Áåëîãî ìîðÿ è çåìëåòðÿñåíèÿ 142
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå Òàáëèöà 6.1. Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ðåãèñòðàòîðà «Äåëüòà-Ãåîí-02»* Êîëè÷åñòâî êàíàëîâ Ðàçðÿäíîñòü ÀÖÏ Äèàïàçîí ðåãèñòðèðóåìûõ ÷àñòîò Êîýôôèöèåíò íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé Ìãíîâåííûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí Âåëè÷èíà ïîäàâëåíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ àòòåíþàòîðîâ Óðîâåíü øóìîâ, ïðèâåäåííûé êî âõîäó Åìêîñòü ÀÒÀ Flash-äèñêà Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ Ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð Ãàáàðèòíûå ðàçìåðû Ìàññà Íåñòàáèëüíîñòü îïîðíîãî òåðìîñòàáèëèçèðîâàííîãî ãåíåðàòîðà Óñòàíîâêà òî÷íîãî âðåìåíè
4 22 0,1…240 Ãö 0,005% 115 äÁ 20 äÁ 40 äÁ 0,2 ìê äî 2000 Ìáàéò 7…20  1,8 Âò –30…+50 °Ñ 270 × 210 × 150 2,4 êã 10–8 ïî GPS
óïðàâëåíèÿ ðåãèñòðàòîðîì â ñðåäåðàáîòàåò Windows.â ñðåäå Windows. Ï*Ïðîãðàììíîå ð è ì å ÷ à í è å îáåñïå÷åíèå . Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå óïðàâëåíèÿðàáîòàåò ðåãèñòðàòîðîì
ñîñòîÿíèÿ àïïàðàòóðû â ïðîöåññå ïîëåâûõ íàáëþäåíèé ïðîâîäèòñÿ ïî çàïèñè êàëèáðîâî÷íûõ èìïóëüñîâ (ðèñ. 6.11). Ïðè íàáëþäåíèÿõ óñòàíîâêà ðåãèñòðèðóþùåé àïïàðàòóðû ïðîèçâîäèëàñü â ÿìó, èìåþùóþ ðàçìåðû 0,7 õ 0,7 õ 0,7 ì, íà íåìàãíèòíóþ ìåòàëëè÷åñêóþ ïëèòó ñ îðèåíòèðîâêîé ãîðèçîíòàëüíûõ ñåéñìîãðàôîâ ïî ñòîðîíàì ñâåòà ÑÞ-Ç è óñòàíîâêîé âåðòèêàëüíîãî ñåéñìîãðàôà ïî óðîâíþ. Z
18h 22m 11,20s
X
18h 22m 11,20s
Y
18h 22m 11,20s
Ðèñ. 6.10. Èäåíòè÷íîñòü çàïèñè. Çåìëåòðÿñåíèå 23.01.2003 ã. 18h 22m 11,20s, α = 17°°
Z
X
Y
Ðèñ. 6.11. Êàëèáðîâêà 00h 01m 02.09.2003 ã. 143
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ïðè ïðîâåäåíèè òðåõêîìïîíåíòíîé ðåãèñòðàöèè ñåéñìè÷åñêèõ ïîëåé íà çàïèñÿõ âûäåëÿþòñÿ âñå òèïû âîëí – ïðîäîëüíûå, ïîïåðå÷íûå, îáìåííûå, êàê îäíîêðàòíî îòðàæåííûå, òàê è ìíîãîêðàòíî, êàê ïðîõîäÿùèå ñêâîçü âñþ çåìíóþ êîðó, òàê è îáðàçîâàííûå âáëèçè òî÷êè ïðèåìà. Íàèáîëåå òðàäèöèîííà îáðàáîòêà îáìåííûõ PS-âîëí îò çåìëåòðÿñåíèé ñ ïîñòðîåíèåì ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàçðåçîâ è âîëí Ð è S îò âçðûâîâ ñ ïîñòðîåíèåì ãîäîãðàôîâ, ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèõ êàðò è ðàçðåçîâ ñ îïðåäåëåíèåì ñêîðîñòåé Vp è Vs è êîýôôèöèåíòà Ê = Vp/Vs. Êðàòêî âñþ ïðîöåäóðó èíòåðïðåòàöèè ìîæíî ñâåñòè ê ñëåäóþùèì ýòàïàì: • Âûäåëåíèå è êîððåëÿöèÿ âîëí, çàðåãèñòðèðîâàííûõ íà âåðòèêàëüíûõ êîìïîíåíòàõ; • Âûäåëåíèå è êîððåëÿöèÿ âîëí, çàðåãèñòðèðîâàííûõ íà ãîðèçîíòàëüíûõ êîìïîíåíòàõ; • Ïîñòðîåíèå ïðåäâàðèòåëüíîãî âðåìåííîãî ðàçðåçà ñ ýëåìåíòàìè, îòðàæàþùèìè îñîáåííîñòè âîëíîâîãî ïîëÿ; • Îïðåäåëåíèå îïòèìàëüíûõ ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñðåäû è ñîçäàíèå ïðåäâàðèòåëüíîé ìîäåëè ñðåäû; • Òðàíñôîðìàöèÿ âðåìåííîãî ðàçðåçà â ãëóáèííûé. Âðåìåííîé ðàçðåç ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñòàòèñòè÷åñêóþ çàâèñèìîñòü âðåìåí çàïàçäûâàíèÿ îáìåííûõ âîëí PS îòíîñèòåëüíî ïðîäîëüíîé âîëíû P èëè ∆ (tps1…i – tp). Âðåìÿ ïðîáåãà îáìåííîé âîëíû îò ãðàíèöû îáìåíà äî çåìíîé ïîâåðõíîñòè çàâèñèò îò óãëà ïàäåíèÿ ip âîëíû íà ãðàíèöó îáìåíà, êîòîðûé, â ñâîþ î÷åðåäü, çàâèñèò îò ýïèöåíòðàëüíîãî ðàññòîÿíèÿ ∆. Óêàçàííûå âûøå çàâèñèìîñòè ìîãóò ñëóæèòü ïðè÷èíîé çíà÷èòåëüíîãî ðàçëè÷èÿ âðåìåí tpsi ïî îäíîé è òîé æå ãðàíèöå, çàôèêñèðîâàííûõ îò ðàçëè÷íûõ çåìëåòðÿñåíèé. Ââèäó ðàçëè÷èÿ âðåìåí çàïàçäûâàíèÿ îáìåííûõ âîëí, îáðàçîâàâøèõñÿ íà îäíîé è òîé æå ïîâåðõíîñòè îò çåìëåòðÿñåíèé ðàçëè÷íûõ î÷àãîâûõ çîí (ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèé), ïî âðåìåííîìó ðàçðåçó òðóäíî ñóäèòü î êîíôèãóðàöèè ãðàíèö è î áëîêèðîâêå çåìíîé êîðû. Ïîñëå ïîëó÷åíèÿ ñåéñìè÷åñêîé ìîäåëè çåìíîé êîðû ïðîâîäèòñÿ îïðåäåëåíèå ãëóáèíû çàëåãàíèÿ ãðàíèöû Í ïî ôîðìóëå Õàçåãàâà (Hasegawa, 1930): ∆tpsi · Vpi Hi = ———————————————— , (Ki–1) · [1 + 1/2ki · (cos2 epi)] ãäå Hi, Vpi, Ki ñîîòâåòñòâåííî ãëóáèíà, ñêîðîñòü è êîýôôèöèåíò îòíîøåíèÿ ñêîðîñòåé âîëí Ð ê ñêîðîñòÿì âîëí S â i-îé ñðåäå, ïîêðûâàþùåé ãðàíèöû îáìåíà, epi – óãîë âûõîäà ñåéñìè÷åñêîé ðàäèàöèè. Ñåéñìè÷åñêèå ñíîñû Lp, Ls, Lps îïðåäåëÿëèñü ïî ôîðìóëàì: Ls = Hitgis, Lp = Hitgip, Lps = (Ls+Lp)/2. Îïðåäåëåíèÿ àçèìóòîâ íà ýïèöåíòð (α) è ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèé (∆) ïðîèçâîäèëèñü ïóòåì ðàñ÷åòà íà ÝÂÌ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîîðäèíàò ýïèöåíòðîâ, ïîìåùåííûõ â êàòàëîãå çåìëåòðÿñåíèé ñåòè ñåéñìè÷åñêèõ ñòàíöèé ÅÑÑ. Óãîë epi îïðåäåëÿëñÿ ïóòåì ïåðåñ÷åòà óãëîâ ek = f(∆), ïî ôîðìóëå: cos epi = Vp/Vk, ãäå Vk è ek – ñêîðîñòü è óãîë âûõîäà ñåéñìè÷åñêîé ðàäèàöèè äëÿ çåìíîé êîðû ñ îñðåäíåííûìè ïàðàìåòðàìè (Êîãàí, 1955). Ïî ðåçóëüòàòàì ðàñ÷åòà ñòðîèòñÿ ãëóáèííûé ðàçðåç è ðàçðåç îáìåíîñïîñîáíîñòè ñðåäû. Ïîíÿòèå «îáìåíîñïîñîáíîñòü» ââåäåíî Ý. Â. Èñàíèíîé â 1977 ã. ïðè ïðîâåäåíèè ðàáîò ÌÐÑ-ÌÎÂÇ íà Óêðàèíñêîì ùèòå è îïðåäåëåíî êàê ñïîñîáíîñòü ñðåäû ê îáðàçîâàíèþ â íåé îáìåííûõ PS-âîëí ðàçëè÷íîé èíòåíñèâíîñòè ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç íåå P-âîëí. Äëÿ êàæäîé îáìåííîé âîëíû îïðåäåëÿåòñÿ ìåñòî â ãåîïðîñòðàíñòâå, ãäå îíà îáðàçîâàëàñü, è åå îòíîñèòåëüíàÿ èíòåíñèâíîñòü APSq Aîòí = ——— · 100%. APw Èç òåîðèè óïðóãîñòè èçâåñòíî, ÷òî èíòåíñèâíîñòü îáìåííûõ âîëí çàâèñèò îò îòíîøåíèÿ ñêîðîñòåé, ðàññëîåííîñòè è ïîãëîùàþùèõ ñâîéñòâ íà êîíòàêòå ñðåä è îò óãëîâ âûõîäà. Îäíàêî ïðè ñàìûõ óäà÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ ïàðàìåòðîâ òåîðåòè÷åñêè áûëî íåâîç144
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
ìîæíî ïîëó÷èòü âîëíó èíòåíñèâíåå 30–35% îò èíòåíñèâíîñòè P-âîëíû, â òî âðåìÿ êàê ïðàêòè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ óêàçûâàëè íà ñóùåñòâîâàíèå PS-âîëí èíòåíñèâíîñòüþ 100%.  1991 ã. áûëà äîêàçàíà âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ îáìåííûõ âîëí ïîâûøåííîé èíòåíñèâíîñòè (äî 50–60%) çà ñ÷åò òàê íàçûâàåìûõ «íåæåñòêèõ» êîíòàêòîâ (ßíîâñêàÿ, Äìèòðèåâà, 1991). Ñîïîñòàâëåíèå ãëóáèííûõ ðàçðåçîâ è ðàçðåçîâ «îáìåíîñïîñîáíîñòè» çåìíîé êîðû, ïîëó÷åííûõ â ðàçëè÷íûõ ðåãèîíàõ ïî ÌÐÑ-ÌÎÂÇ, óêàçûâàåò íà íàëè÷èå öåëûõ áëîêîâ ïîâûøåííîé è ïîíèæåííîé îáìåíîñïîñîáíîñòè. Èíòåíñèâíîñòü îáìåííûõ âîëí ïî ëàòåðàëè èçìåíÿåòñÿ äîâîëüíî çíà÷èòåëüíî, è ïðîòÿæåííîñòü «îäíîðîäíîãî» ñëîÿ â îñíîâíîì íå áîëåå 40–50 êì. Ïðè ñîïîñòàâëåíèè ìàòåðèàëîâ ÌÐÑ-ÌÎÂÇ ñ ãåîôèçè÷åñêèìè ïîëÿìè, ïîëó÷åííûìè íà ïîëèãîíå Êîëüñêîé ÑÃ-3, óäàëîñü ïîêàçàòü çàâèñèìîñòü èíòåíñèâíîñòè îáìåííûõ âîëí îò òðåùèíîâàòîñòè è íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ñðåäû (ðèñ. 6.12). Òàêèì îáðàçîì, îáìåííàÿ âîëíà ìîæåò õàðàêòåðèçîâàòü íå òîëüêî ïîëîæåíèå ãðàíèöû òàê íàçûâàåìîãî «îáìåíà», íî è åå íàïðÿæåííîäåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå.
–
–
-
Ðèñ. 6.12. Ñîïîñòàâëåíèå ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé ñ äàííûìè ÌÎÂÇ ÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ». Êîëüñêàÿ ÑÃ-3
Êàê óêàçûâàëîñü ðàíåå, â ÌÎÂÇ-ÌÐÑ èíòåðïðåòèðóþòñÿ âñå òèïû çàðåãèñòðèðîâàííûõ âîëí (P, S, PS) ñ âîçìîæíîñòüþ ïîñòðîåíèÿ ñóììàðíîãî âåêòîðà êîëåáàíèé (òðåõêîìïîíåíòíàÿ ðåãèñòðàöèÿ). Ñâÿçü ïàðàìåòðîâ ïîïåðå÷íûõ âîëí ñ ôàêòîðàìè, âëèÿþùèìè íà èçìåíåíèå ïðî÷íîñòíûõ ñâîéñòâ, áîëåå îäíîçíà÷íà ÷åì ïðîäîëüíûõ.  ìåòîäå èìååòñÿ âîçìîæíîñòü ñîâìåñòíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ãîðèçîíòàëüíî- (SH) è âåðòèêàëüíî-ïîëÿðèçîâàííûõ (SV) âîëí, ÷òî â ñâîþ î÷åðåäü ïîçâîëÿåò èçó÷àòü àíèçîòðîïèþ ñâîéñòâ ìàññèâà ïîðîä. Ñîâìåñòíîå èñïîëüçîâàíèå Pè S-âîëí ïîçâîëÿåò âûäåëèòü ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ãðàíèö ðàçäåëà ñðåä, èçó÷èòü ñòàòèñòè÷åñêèå ïîëÿ íàïðÿæåíèé (à ïðè ìîíèòîðèíãå è äèíàìèêó ïðîöåññà), âîçíèêàþùèõ â ìàññèâå ïîðîä. Íà ðèñ. 6.13 ïðèâåäåí ãëóáèííûé ñåéñìîëîãè÷åñêèé ðàçðåç ÌÎÂÇ-ÌÐÑ ïî ïðîôèëþ III Ïðèðå÷íûé – Ïå÷åíãà – Ëèèíàõàìàðè, ïåðåñåêàþùèé âåñü Ïå÷åíãñêèé ðàéîí îò Àëëàðå÷åíñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ íà þãî-çàïàäå äî áåðåãà Áàðåíöåâà ìîðÿ (ðèñ. 6.6). Íà ðàçðåçå õîðîøî 145
1 – ïèêåò è åãî íîìåð; 2 – òî÷êà îáìåíà âîëí P íà PS; 3 – ãðàíèöû, óñòàíîâëåííûå ïî ÌÎÂÇ; 4 – ãëóáèííûå ðàçëîìû, ïðåäïîëàãàåìûå ïî äàííûì ìåòîäà îòðàæåííûõ âîëí; 5 – îòíîñèòåëüíàÿ èíòåíñèâíîñòü îáìåííûõ âîëí (îáìåíîñïîñîáíîñòü), %
Ðèñ. 6.13. Ãëóáèííûé ñåéñìîëîãè÷åñêèé ðàçðåç ÌÎÂÇ-ÌÐÑ ïî ïðîôèëþ Ïðèðå÷íûé – Ïå÷åíãà – Ëèèíàõàìàðè:
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
âûäåëÿþòñÿ âåðòèêàëüíûå áëîêè ïîíèæåííûõ è ïîâûøåííûõ èíòåíñèâíîñòåé îáìåííûõ âîëí è ñëîè ñ ïåðåìåííûìè çíà÷åíèÿìè îáìåíîñïîñîáíîñòè. Óêàçàííûå îáñòîÿòåëüñòâà ïîçâîëÿþò ñäåëàòü âûâîä î áîëüøîé ñòàáèëüíîñòè çåìíîé êîðû ïî âåðòèêàëè è çíà÷èòåëüíîé èçìåí÷èâîñòè ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïî ëàòåðàëè. Àíèçîòðîïèÿ ïî÷òè âñåõ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ çåìíóþ êîðó, íå âûçûâàåò, íà ïåðâûé âçãëÿä, ñîìíåíèé íà îòëè÷èå âîëíîâûõ ïîëåé îò çåìëåòðÿñåíèé è âçðûâîâ. Ìîæíî âûäåëèòü ïðåðûâèñòóþ ðàññëîåííîñòü çåìíîé êîðû è ïðîÿâëåíèå îáùåé áëîêîâîé òåêòîíèêè. Çîíû ðàçëîìîâ, ðàçãðàíè÷èâàþùèå áëîêè, èìåþò ðàçëè÷íûå ãëóáèíû çàëîæåíèÿ, íàïðàâëåíèÿ â ïðîñòðàíñòâå è óãëû ïàäåíèÿ. ×èñëî ïðîñëåæåííûõ ãðàíèö â çåìíîé êîðå èçìåíÿåòñÿ îò òðåõ äî âîñüìè. Ìîùíîñòü ïåðåõîäíîãî ñëîÿ êîðàìàíòèÿ ñîñòàâëÿåò 6–12 êì. Ãðàíèöà Ì1, îòîæäåñòâëÿåìàÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ Ìîõîðîâè÷è÷à, çàëåãàåò íà ãëóáèíàõ 34–40 êì. 6.4. ÑÅÉÑÌÎÒÎÌÎÃÐÀÔÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèé ìåòîä (ÑÒ) îáðàáîòêè äàííûõ ñ òðåõìåðíûì ìîäåëèðîâàíèåì ñðåäû ïðèìåíåí íà èçó÷àåìîé òåððèòîðèè âïåðâûå â 1997 ã. (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü.., 1997) è ïîçâîëèë âûäåëèòü â çåìíîé êîðå Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà áëîêè è çîíû ñ àíîìàëüíûìè çíà÷åíèÿìè ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ, êîòîðûå ìîãóò áûòü ñîïîñòàâëåíû êàê ñ âåùåñòâåííûìè íåîäíîðîäíîñòÿìè ãîðíûõ ïîðîä, òàê è ñ îñîáåííîñòÿìè èõ ôèçè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ. ×åì øèðå ñïåêòð ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèé è áîëüøå ïåðåñåêàþùèõñÿ ëó÷åé, òåì âûøå ñòåïåíü íàäåæíîñòè âûäåëåíèÿ àíîìàëèé.  áàçó äàííûõ äëÿ îáðàáîòêè âêëþ÷åíû ëó÷è 4 200 Ð-âîëí è 2 300 S-âîëí. Ïî ðèñ. 6.14 õîðîøî âèäíî, ÷òî íà èññëåäóåìîé ïëîùàäè ïëîòíîñòü ëó÷åé âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ î÷åíü âûñîêà. Ñïåêòð ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèé (èñòî÷íèêïðèåìíèê) èçìåíÿåòñÿ îò 0,5 äî 350 êì. Ïðè ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáîòêå ýòèõ äàííûõ, âûïîëíÿâøåéñÿ ñ ïðèìåíåíèåì ïàêåòà ïðîãðàìì FIRSTOMO (Äèòìàð, Ðîñëîâ, 1993), ïðîâåäåíà òîìîãðàôè÷åñêàÿ ðåêîíñòðóêöèÿ ñêîðîñòíîãî ñòðîåíèÿ ñðåäû îò çåìíîé ïîâåðõíîñòè äî ïîäîøâû êîðû êàê äëÿ íàèáîëåå èçó÷åííûõ áëîêîâ, òàê è äëÿ âñåãî ðåãèîíà. Äëÿ ïîñòðîåíèÿ áîëåå äåòàëüíîé òðåõìåðíîé òîìîãðàôè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà íàìè âûáðàí äåòàëüíûé ó÷àñòîê ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, â öåíòðå êîòîðîãî íàõîäèòñÿ Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà. Ïî äàííûì î âðåìåíàõ ïðîáåãà îáúåìíûõ Ð- è Sâîëí îò âçðûâîâ, çàðåãèñòðèðîâàííûõ íà ñåéñìîñòàíöèÿõ â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå, ïî ïðîãðàììå FIRSTOMO ïîñòðîåíà òðåõìåðíàÿ, ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü ðàéîíà äëÿ ïëîùàäè 150 õ 150 êì2, ïðîñòèðàþùàÿñÿ ïî ãëóáèíå äî ãðàíèöû Ìîõîðîâè÷è÷à. Ïî âñåé ïëîùàäè ïîëó÷åíû ðàçíîãëóáèííûå, ñêîðîñòíûå êàðòû-ñðåçû è ðàçðåçû, õàðàêòåðèçóþùèå ïàðàìåòðû ãåîïðîñòðàíñòâà. Ñ ïîìîùüþ ïðîâåäåííîãî ÑÒ-àíàëèçà ìàòåðèàëîâ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÃÑÇ, ÎÃÒ, ÌÎÂÇ–ÌÐÑ óäàëîñü ïîëó÷èòü íåñêîëüêî âàðèàíòîâ ðàçíîâîëíîâûõ ãëóáèííûõ ðàçðåçîâ çåìíîé êîðû íà ñóøå è â ñìåæíîé àêâàòîðèè Áàðåíöåâà ìîðÿ, êîòîðûå ïîçâîëèëè âïåðâûå óâèäåòü âàðèàöèè ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ñðåäû â ïðîñòðàíñòâå, à íå íà ïëîñêîñòè ðàçðåçîâ. Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêàÿ ìîäåëü áûëà òàêæå èñïîëüçîâàíà äëÿ ïîñòðîåíèÿ îáúåìíîé ãåîëîãè÷åñêîé ìîäåëè çåìíîé êîðû Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà è åãî îáðàìëåíèÿ. Ðåçóëüòàòû òîìîãðàôè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 6.15 â âèäå èçìåíåíèÿ ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ Vp, Vs è Vp/Vs äëÿ Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. Îáúåìíàÿ ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü ïðåäñòàâëåíà â âèäå äâóõ êàðò-ñðåçîâ èçîëèíèé äëÿ ôèêñèðîâàííûõ ãëóáèí 5 è 9 êì (ñì. ðèñ. 6.15, À, Á). Óñòàíîâëåíî, ÷òî íà ãëóáèíå 5 êì ñðåäà ñèëüíî äèôôåðåíöèðîâàíà ïî ñêîðîñòè, êîòîðàÿ èçìåíÿåòñÿ â ñëó÷àå Vð îò 6,0 äî 7,0 êì/ñ è Vs – îò 3,4 äî 3,7 êì/ñ. Âûñîêîñêîðîñòíîå ïîëå ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí, ïî-âèäèìîìó, ñîîòâåòñòâóåò ìåñòîïîëîæåíèþ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû íà ãëóáèíå 5 êì è íàõîäèòñÿ â îáðàìëåíèè íèçêîñêîðîñòíûõ çíà÷åíèé. Ïðè àíàëèçå ïàðàìåòðà Vp/Vs íà ýòîé ãëóáèíå âûäåëÿåòñÿ ñåâåðî-çàïàäíàÿ çîíà ïîâûøåííîãî çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà Ê = 1,85. Íà ñðåçå äëÿ ãëóáèíû 9 êì â ïîëå ñêîðîñòè ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóþò âûñîêîñêîðîñòíûå ôðàãìåíòû Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Ñðåäà ÿâëÿåòñÿ ñëàáîäèôôåðåíöèðîâàííîé ïî ñêîðîñòè. Âûïîëíåííûå òîìîãðàôè÷åñêèå ïîñòðîåíèÿ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü îñðåäíåííûå õàðàêòåðèñòèêè Ìóðìàíñêîãî è Êîëüñêî-Íîðâåæñêîãî áëîêîâ è äîêàçàòü, ÷òî îíè îòëè÷àþòñÿ ðàçíûì òèïîì ðàññëîåííîñòè ðàçðåçà â âåðòèêàëüíîì íàïðàâëåíèè. Îáùåé èõ ÷åðòîé âûñòóïàåò îäíîòèïíàÿ èíâåðñèÿ ñêîðîñòè, êàê S-âîëí, òàê è Ð-âîëí íà ãëóáèíå 8–12 êì, êîòîðàÿ ïðîäîëæàåòñÿ â þæíóþ ÷àñòü Áàðåíöåâñêîé øåëüôîâîé ïëèòû. Ïðèâëå÷åíèå ìàòåðèàëîâ áóðåíèÿ ñêâàæèíû 147
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
ÁÀ ÐÅ ÍÖ ÅÂ Î
250
200
100
150
250
Ì ÎÐ Å
200
Èß ÂÅÃ Ð Î Í
150
200 300
150
100
100
50
50
0
0
-50
-50
-100
ÔÈÍËßÍÄÈß
-100
-150
-150
-200
ÐÎÑÑÈß
-200
-250 -250
-200
-150
-100
-50
ÊÀ ÍÄ ÀË ÀÊ Ø À
0
50
100
150
-250 200
Ðèñ. 6.14. Ëó÷åâàÿ ñõåìà ðåãèîíàëüíîé ñåéñìè÷åñêîé èçó÷åííîñòè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà è åãî îáðàìëåíèÿ: Íà ñõåìå êðåñòèêè îáîçíà÷àþò ïîëîæåíèå ïðèåìíèêîâ íà ðåãèîíàëüíûõ ïðîôèëÿõ; òîíêèå ëèíèè – ïðîåêöèè ñåéñìè÷åñêèõ ëó÷åé – ïóíêò âçðûâà – ïóíêò íàáëþäåíèÿ íà äíåâíîé ïîâåðõíîñòè; òðåóãîëüíèêè – ïóíêòû âçðûâà. Òî÷êà ñ êîîðäèíàòàìè (23.8; 44.12) ñîîòâåòñòâóåò ïîëîæåíèþ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû
ÑÃ-3 (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998) äàåò îñíîâàíèå ïîëàãàòü, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå ýòî ñîãëàñîâàííîå èçìåíåíèå ñêîðîñòíûõ ñâîéñòâ ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî ïîâûøåííîé òðåùèíîâàòîñòüþ ïîðîä è ñâÿçàííîé ñ íåé ôëþèäîíàñûùåííîñòüþ. Îòñþäà ñëåäóåò ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà êàê áû «ïëàâàåò» íà ôëþèäîíàñûùåííîé çîíå ïîíèæåííîé ñêîðîñòè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí. Ïðè ñîïîñòàâëåíèè êàðòèíû ñêîðîñòíûõ ïîëåé îò÷åòëèâî ïðîñëåæèâàåòñÿ òåíäåíöèÿ óìåíüøåíèÿ ñêîðîñòè ïðîäîëüíûõ è ïîïåðå÷íûõ âîëí ñ ãëóáèíîé. Òàê, íà ñðåçå 9 êì âáëèçè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè Vp â ñðåäíåì ðàâíû 6,0–6,2 êì/ñ, Vs = 3,4–3,6 êì/ñ, â òî âðåìÿ êàê íà ãëóáèíå 5 êì çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè Vp = 6,3–6,4 êì/ñ, Vs = 3,6–3,7 êì/ñ. 148
Á
à, ã – ñêîðîñòü ïðîäîëüíûõ âîëí; á, ä – ñêîðîñòü ïîïåðå÷íûõ âîëí; â, å – êîýôôèöèåíò Ê = Vp/Vs
Ðèñ. 6.15. Ñêîðîñòíûå ñðåçû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà è çîíû ñî÷ëåíåíèÿ «Ñóøà-Ìîðå» íà ãëóáèíàõ 5 êì (À) è 9 êì (Á):
À
–
–
2
3
1 – èçîëèíèè ñêîðîñòè Vp â êì/ñ (äî ãëóáèíû 25 êì â èçîëèíèÿõ); 2 – îñü âîëíîâîäà; 3 – ãðàíèöû, óñòàíîâëåííûå ïî ÌÎÂÇ
Ðèñ. 6.16. Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèé (ñêîðîñòü Vp) è ãëóáèííûé ðàçðåç (ÌÎÂÇ-ÌÐÑ) ÷åðåç Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó:
–
1
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Âàæíóþ äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ ñîäåðæàò âàðèàöèè êîýôôèöèåíòà Vp/Vs â ðàçðåçàõ.  ÷àñòíîñòè, íà ñóøå â èíòåðâàëå 10–90 êì íàáëþäàåòñÿ ïîëîãî íàêëîíåííàÿ íà þãî-çàïàä çîíà ðàçãðàíè÷åíèÿ ïîíèæåííûõ è ïîâûøåííûõ çíà÷åíèé ýòîãî ïàðàìåòðà, ñîâïàäàþùàÿ â òåêòîíè÷åñêîì ïëàíå ñ ìîùíûìè ðàçëîìàìè þæíîãî êðûëà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Îñîáîãî âíèìàíèÿ çàñëóæèâàåò âûòÿíóòûé ñóáãîðèçîíòàëüíûé îðåîë ñ îòíîøåíèÿìè Vp/Vs îò 1,80 äî 1,90 íà ãëóáèíå 15–20 êì ïîä Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðîé. Âûøå íåãî ðàñïîëàãàåòñÿ çîíà ïîíèæåííûõ çíà÷åíèé ýòîãî êîýôôèöèåíòà, êîòîðàÿ ôèêñèðóåòñÿ è íà ìîðñêîì îòðåçêå ðàçðåçà â èíòåðâàëå äî 110–170 êì îò áåðåãà. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëàãàòü ñóùåñòâîâàíèå åäèíîãî âîëíîâîäà â çîíå ïåðåõîäà «Ñóøà-Ìîðå» íà ãëóáèíàõ 8–15 êì (Èñàíèíà è äð., 2000). Èñêëþ÷èòåëüíî èíôîðìàòèâíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ ðåçóëüòàò ñîïîñòàâëåíèÿ ãëóáèííîãî ðàçðåçà ÌÎÂÇ ñ ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèì ðàçðåçîì ïî ïðîôèëþ III (ðèñ. 6.6, 6.16). Îáëàñòü ïîíèæåíèÿ ñêîðîñòè, çàôèêñèðîâàííàÿ â ñêâàæèíå ÑÃ-3 íà óðîâíå 8–12 êì, ÿâëÿåòñÿ ïðåäïîëàãàåìûì âîëíîâîäîì ïîä âñåé Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðîé è ñ íåêîòîðûì èçìåíåíèåì õàðàêòåðà âîëíîâîãî ïîëÿ îáìåííûõ âîëí ïåðåõîäèò ñ ñóøè â ìîðñêóþ ÷àñòü ïðîôèëÿ. Âåðõíÿÿ ãðàíèöà âîëíîâîäà ïðîñëåæèâàåòñÿ ïðåðûâèñòîé ãðàíèöåé îáìåíîâ, êîòîðàÿ îäíîâðåìåííî ÿâëÿåòñÿ è ïîäîøâîé âûñîêîñêîðîñòíûõ ëèíçîâèäíûõ àíîìàëèé â âåðõíåé ÷àñòè êîðû. Íèæíÿÿ ãðàíèöà âîëíîâîäà âûðàæåíà áîëåå óñòîé÷èâîé ãðàíèöåé îáìåíîâ, êîòîðàÿ íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ïðîôèëÿ êîíòðîëèðóåò ïîëîæåíèå êðîâëè âûñîêîñêîðîñòíîãî ñëîÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïî äàííûì î âðåìåíàõ ïðîáåãà P- è S-âîëí ïîñòðîåíà ãëóáèííàÿ òîìîãðàôè÷åñêàÿ ìîäåëü íà ïëîùàäè 150 õ 150 êì2, â öåíòðå êîòîðîé íàõîäèòñÿ Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà. Ìîäåëü ïðåäñòàâëåíà â âèäå òðåõ ïåðåñåêàþùèõñÿ âåðòèêàëüíûõ ñå÷åíèé ïàðàìåòðîâ Vp, Vs è Vp/Vs è äâóõ ãîðèçîíòàëüíûõ ñðåçîâ äëÿ ãëóáèí 5 è 9 êì. Óñòàíîâëåíî, ÷òî çåìíàÿ êîðà äåëèòñÿ íà âåðõíþþ «ãåòåðîãåííóþ» è íèæíþþ «ãîìîãåííóþ» ÷àñòü. Íà ãëóáèíå 8–12 êì ïðîèñõîäèò îäíîòèïíàÿ èíâåðñèÿ ñêîðîñòåé P- S-âîëí, êîòîðàÿ ïðîäîëæàåòñÿ â þæíóþ ÷àñòü Áàðåíöåâñêîé øåëüôîâîé ïëèòû. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëàãàòü ñóùåñòâîâàíèå åäèíîãî âîëíîâîäà â çîíå ïåðåõîäà «Ñóøà-Ìîðå». 6.5. ÃËÓÁÈÍÍÛÅ ÑÅÉÑÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÃÐÀÍÈÖÛ Ïðèâåäåííûå âûøå ñåéñìè÷åñêèå ìàòåðèàëû è äàííûå áóðåíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû, êàê íàì êàæåòñÿ, ïîçâîëÿþò ñóùåñòâåííî óòî÷íèòü ïðåäñòàâëåíèÿ î ñòðóêòóðíî-òåêòîíè÷åñêîì è ãëóáèííîì ñòðîåíèè çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà; îäíàêî äàëåêî íå âñå ïîñòàâëåííûå ïðåæäå âîïðîñû íàõîäÿò îäíîçíà÷íîå ðåøåíèå, è, êðîìå òîãî, âîçíèêàåò ìíîãî íîâûõ ñëîæíûõ âîïðîñîâ ÷àñòíîãî è îáùåãî õàðàêòåðà. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî óðîâåíü íàøèõ ïðåäñòàâëåíèé î ãëóáèííîì ñòðîåíèè êîðû âî ìíîãîì çàâèñèò îò íàó÷íî-òåõíè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ è îò ñòåïåíè äåòàëüíîñòè ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò. Ìû îòìå÷àëè âûøå îïðåäåëåííûé ïðîãðåññ â ìåòîäèêå èññëåäîâàíèé, äîñòèãíóòûé â ïîñëåäíèå ãîäû, à òàêæå áîëüøîé îáúåì ïðîâåäåííûõ çäåñü ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé. Îäíàêî ýòè ðàáîòû îêàçàëèñü äàëåêî íå ðàâíîöåííûìè.  ïîñëåäíèå ãîäû â ñâÿçè ñ âîçðàñòàþùèì îáúåìîì ãëóáèííûõ èññëåäîâàíèé êîìïëåêñîì ìåòîäîâ ÌÎÃÒ, ÃÑÇ, ÌÎÂÇ, ñåéñìîòîìîãðàôèÿ, àêòèâíî îáñóæäàåòñÿ îäíà èç àêòóàëüíûõ ïðîáëåì ðåãèîíàëüíîé ãåîôèçèêè – ñîïîñòàâèìîñòü è äîñòîâåðíîñòü ïîëó÷àåìûõ äàííûõ î ãëóáèííîì ñòðîåíèè çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè. Îáðàáîòêà îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì P-S- è PS-âîëí øèðîêîãî êëàññà ñîáûòèé: äàëåêèõ è áëèçêèõ çåìëåòðÿñåíèé, à òàêæå ïðîìûøëåííûõ è ñïåöèàëüíûõ âçðûâîâ äî ãëóáèíû 100 è áîëåå êì, ÷òî ïîçâîëÿåò èçó÷èòü â åäèíîì êëþ÷å ñòðîåíèå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè. Èíòåðïðåòàöèÿ êàæäîãî âèäà äàííûõ ìíîãîâîëíîâîé ñåéñìèêè èìååò ñâîè ìåòîäè÷åñêèå îñîáåííîñòè è äàåò ïðåäñòàâëåíèå î ðàçëè÷íûõ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ èçó÷àåìîé ñðåäû. Ñîïîñòàâëåíèå ðàçðåçîâ ÌÎÃÒ è ÃÑÇ ïîêàçûâàåò (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998), ÷òî òîíêîñëîèñòàÿ ñòðóêòóðà íèæíåé êîðû âèäíà íà ðàçðåçàõ ÌÎÃÒ, à ïðè ÃÑÇ îíà ìîæåò áûòü çà ïðåäåëàìè ðàçðåøåííîñòè ìåòîäà. Ïîâåðõíîñòü Ì â ÌÎÃÒ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñìåíîé ãåòåðîãåííîãî ïîëÿ âîëí íà îáëàñòü ðàññåÿííûõ ïëîùàäîê. Ïðèðîäà íåîäíîðîäíîñòè â ìàíòèè ìîæåò áûòü èíîé, ÷åì â çåìíîé êîðå. Âîçìîæíî, âåðõíÿÿ ìàíòèÿ àíèçîòðîïíà ïîä ãðàíèöåé Ì, è òàì ïðèñóòñòâóþò çîíû ïîâûøåííîé è ïîíèæåííîé ñêîðîñòè. Âèäèìûå îòñóòñòâèÿ âíóòðèêîðîâûõ ãðàíèö, òàê æå, êàê è èõ ðàçìûòîñòü, ïî äàííûì ÎÃÒ â áîëüøåé ìåðå ìîãóò áûòü ñâÿçàíû ñî ñëîæíûì ðåëüåôîì ãðàíèö (íàêëîíîì ãðàíèö, èçìåíåíèåì îòðàæàþùèõ ñâîéñòâ, ïîãëîùåíèÿ è äð.), 151
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
à òàêæå çíà÷èòåëüíûì îñëàáëåíèåì óðîâíÿ ñèãíàëà ñ áîëüøèõ ãëóáèí. Ìàëûå áàçû ñóììèðîâàíèÿ ïî ÎÃÒ íå ïîçâîëÿþò óâåðåííî âûäåëÿòü ãëóáèííûå ãðàíèöû â òàêèõ ñëîæíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ çîíàõ, à çîíû ñ áîëüøèìè óãëàìè íàêëîíà íå ìîãóò áûòü âûäåëåíû óæå ìåòîäè÷åñêè. Äàííûå ÃÑÇ íà áëèçêðèòè÷åñêèõ è çàêðèòè÷åñêèõ îòðàæåíèÿõ (à òàêæå ñ ó÷åòîì íèçêèõ ÷àñòîò) ïî îòíîøåíèþ ê äàííûì ÎÃÒ íà äîêðèòè÷åñêèõ îòðàæåíèÿõ ÿâëÿþòñÿ áîëåå èíòåãðàëüíûìè (îñðåäíÿþùèìè), íî â òî æå âðåìÿ áîëåå äîñòîâåðíûìè, êàê ïðè îïðåäåëåíèè ñòðóêòóðû ãðàíèö Ì, òàê è ñðåäíåé ñêîðîñòè â çåìíîé êîðå è ãðàíè÷íîé ñêîðîñòè ïî ïîâåðõíîñòè Ì. Ñî÷åòàíèå ìåòîäîâ ÎÃÒ è ÃÑÇ î÷åíü âàæíî äëÿ ïîíèìàíèÿ ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè ðåãèîíà. Èõ íå íàäî ïðîòèâîïîñòàâëÿòü, îíè äîïîëíÿþò äðóã äðóãà. Ãëóáèííûå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ íà òåððèòîðèè Ðîññèè âûïîëíåíû áîëåå ÷åì íà 50 000 êì ïðîôèëåé. Çà ðóáåæîì (Ãåðìàíèÿ, Êóáà, Èðàí, Øâåöèÿ) ðåãèîíàëüíûå ðàáîòû ÌÎÂÇ ïðîâåäåíû â ïðîôèëüíî-ïëîùàäíîì âàðèàíòå áîëåå ÷åì íà 3 000 êì. Ó÷èòûâàÿ òðåõêîìïîíåíòíóþ ñîâðåìåííóþ öèôðîâóþ ðåãèñòðàöèþ ñåéñìè÷åñêèõ ñèãíàëîâ â øèðîêîì äèíàìè÷åñêîì (130 äá) äèàïàçîíå è âîçìîæíîñòü ðàññòàíîâêè ñòàíöèé ñ ïîìîùüþ ñïóòíèêîâîé íàâèãàöèè, èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ-ÌÐÑ (ìåòîä ðàçâåäî÷íîé ñåéñìîëîãèè) ïðèîáðåëè âåñüìà óíèâåðñàëüíóþ ñåéñìè÷åñêóþ íàïðàâëåííîñòü. Ïîÿâèëàñü ðåàëüíàÿ âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî èçó÷åíèÿ ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû îò 0,4–0,5 êì äî âåðõîâ ìàíòèè (100 è áîëåå êì) ñ ïîìîùüþ øèðîêîãî ñïåêòðà ñåéñìè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ (ñïåöèàëüíûå âçðûâû, êàðüåðíûå è øàõòíûå âçðûâû, ïíåâìîèçëó÷àòåëè â àêâàòîðèè, áëèçêèå è äàëåêèå çåìëåòðÿñåíèÿ, ôîíîâûå ìèêðîñåéñìè÷åñêèå ïîìåõè). Ê ñîæàëåíèþ, ÷àñòî ñðàâíèâàþòñÿ ïðîñòî ãëóáèííûå ðàçðåçû, îòðàæàþùèå ñòàòè÷åñêóþ êàðòèíó. Ýòî ïðîèñõîäèò ïî ïðè÷èíå îòñóòñòâèÿ êàêèõ-ëèáî äèíàìè÷åñêèõ èëè àíèçîòðîïíûõ õàðàêòåðèñòèê ñðåäû íà ðàçðåçàõ ÌÎÃÒ, â òî âðåìÿ êàê ðàçðåçû ÌÎÂÇ-ÌÐÑ õàðàêòåðèçóþò ãåîïðîñòðàíñòâî êàê ñòàòè÷åñêè (ïîëîæåíèå è êîëè÷åñòâî ãðàíèö, áëîêîâîñòü, ïîëîæåíèå çîí ðàçëîìîâ ïðàêòè÷åñêè ëþáûõ óãëîâ íàêëîíîâ, èõ òðàññèðîâêà íà ãëóáèíó è îïðåäåëåíèå ñîâðåìåííîé ñåéñìè÷åñêîé àêòèâíîñòè), òàê è äèíàìè÷åñêè – ñîñòîÿíèå íàïðÿæåííîñòè, æåñòêîñòü êîíòàêòîâ, àíèçîòðîïíûå ñâîéñòâà ìàññèâîâ, òðåùèíîâàòîñòü è ò. ä. Áåçóñëîâíî, ðàçëè÷íàÿ ïðèðîäà îòðàæåííîé ïðîäîëüíîé (ÌÎÃÒ) è ïðîõîäÿùåé îáìåííîé (ÌÎÂÇ) âîëí ñîçäàþò äîâîëüíî ÷àñòî (îñîáåííî â ñëîæíî ïîñòðîåííîì ãåîëîãè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå) ðèñóíîê «ñëó÷àéíûõ» íåñîâïàäåíèé. Íà äåëå îêàçûâàåòñÿ, ÷òî çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîþ êàê ñîâïàäåíèÿ ãðàíèö, òàê è èõ ðàñõîæäåíèÿ, è ñîâìåñòíûé àíàëèç ðåçóëüòàòîâ ýòèõ ìåòîäîâ ïîçâîëèò çíà÷èòåëüíî ïðèáëèçèòüñÿ ê ñòðîåíèþ è èñòîðèè ðàçâèòèÿ èçó÷àåìîãî ãåîïðîñòðàíñòâà. Ïðèâåäåì âñåãî îäèí ïðèìåð, êîãäà ñóùåñòâóåò ñëàáàÿ îòðàæåííàÿ P-âîëíà è èíòåíñèâíàÿ ïðîõîäÿùàÿ îáìåííàÿ PS-âîëíà – ýòî òàê íàçûâàåìûé «íåæåñòêèé» êîíòàêò (ßíîâñêàÿ, Äìèòðèåâà, 1991), ò. å. îòñóòñòâóåò ãðàíèöà îòðàæåíèÿ, íî ïðèñóòñòâóåò ãðàíèöà îáìåíà.  1985 ã. «Íåâñêãåîëîãèÿ», ã. Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, âûïîëíèëà ðàáîòû ÌÎÂÇ íà ïðîôèëå Ìÿíäóñåëüãà – Âîçíåñåíüå. Ôðàãìåíò ýòîãî ïðîôèëÿ (Ìåäâåæüåãîðñê – Ïåòðîçàâîäñê) ïðåäñòàâëåí òîëüêî â ñåéñìè÷åñêîì âàðèàíòå (ââèäó îòñóòñòâèÿ äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê â ìàòåðèàëàõ ÎÃÒ).  2001 ã. ïî ýòîìó æå ó÷àñòêó ïðîéäåí ïðîôèëü ÎÃÒ 1-Å «Ñïåöãåîôèçèêà». Ñîïîñòàâëåíèå ïîñòðîåííûõ â 1986 ã. (ÌÎÂÇ) è â 2001 ã. (ÎÃÒ) ó÷àñòêîâ ðàçðåçîâ ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 6.17. Íà ðèñ. ïî ÌÎÂÇ õîðîøî âèäíà çîíà ïåðåõîäà êîðà-ìàíòèÿ, îãðàíè÷åííàÿ ïîâåðõíîñòÿìè ÌI (30–38 êì) – êðîâëÿ çîíû ïåðåõîäà è ÌII (40–46 êì) – ïîäîøâà çîíû ïåðåõîäà, â òî âðåìÿ êàê íà ðàçðåçå ÌÎÃÒ èíäåêñîì Ì îáîçíà÷åíà âåñüìà ñîìíèòåëüíàÿ îáëàñòü, íå èìåþùàÿ ïàðàìåòðè÷åñêèõ äàííûõ è ñîâïàäàþùàÿ òî ñ ãðàíèöåé ÌII (ñåâåð), òî ñ ÌI (þã). Âûøå ïî êîðå âèäíû ðàçëè÷íûå âàðèàíòû êàê ñîâïàäåíèé, òàê è ðàçëè÷èé. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî, ïî ìíåíèþ àâòîðîâ, õîðîøî ñîâïàäàþùèå ãðàíèöû – ýòî ãðàíèöû ñî çíà÷èòåëüíûìè ïåðåïàäàìè ñêîðîñòåé ïî ðàçíûå ñòîðîíû ãðàíèöû, òàê íàçûâàåìûå «æåñòêèå» ãðàíèöû. Áëîêè è çîíû, âûäåëÿåìûå ïî êîìïëåêñó âîëíîâûõ ïðèçíàêîâ â ÌÎÂÇ, â ìàòåðèàëàõ ÎÃÒ ëèáî âåñüìà ðàçìûòû, ëèáî íå îáîçíà÷àþòñÿ âîâñå, ÷òî ñâÿçàíî ñ íåâîçìîæíîñòüþ â ÎÃÒ âûäåëåíèÿ ãðàíèö è çîí ñ óãëàìè íàêëîíà áîëåå 45°, â òî âðåìÿ êàê â ÌÎÂÇ òàêèå ãðàíèöû è çîíû âûäåëÿþòñÿ ïî öåëîìó êîìïëåêñó ïðèçíàêîâ: òîïîãðàôèÿ ãðàíèö, äèôôåðåíöèðîâàííàÿ ðàññëîåííîñòü, ÷àñòîòíûå è àìïëèòóäíûå ñïåêòðû âîëí, îáìåíîñïîñîáíîñòü ñðåäû è ïîëÿðèçàöèîííûå ñâîéñòâà âîëíîâûõ ïîëåé.  ðåçóëüòàòå àíàëèçà ñîâìåñòíûõ ìàòåðèàëîâ ÌÎÂÇ, ÌÎÃÒ, ÃÑÇ ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî òîëüêî êîìïëåêñíûé ïîäõîä ê ïîñòðîåíèþ ãëóáèííûõ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ïîçâîëèò 152
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Ñïàññêàÿ Ãóáà
Ðèñ. 6.17. Ñîïîñòàâëåíèå äàííûõ ÌÎÂÇ («Íåâñêãåîëîãèÿ») è ÎÃÒ («Ñïåöãåîôèçèêà») ïî ó÷àñòêó ãåîòðàâåðñà 1-ÅÂ
ïðèáëèçèòüñÿ ê ïîíèìàíèþ òåêòîíè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, êàê â ñîâðåìåííîé çåìíîé êîðå, òàê è â ïðîòîêîðå. Âçàèìíî âûèãðûøíàÿ êîìáèíàöèÿ ñîâìåñòíîãî èñïîëüçîâàíèÿ P, S, PS-âîëí. Êîìïîíåíòû ïîïåðå÷íîé è îáìåííîé âîëí ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü èíûå ñâîéñòâà çåìíîé êîðû, ÷åì âîëíû ñæàòèÿ. Íî íå îäèí èç ýòèõ êîìïîíåíòîâ â îòäåëüíîñòè íå ïîçâîëÿåò äàòü îáúåêòèâíóþ êàðòèíó ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû. Îäíàêî ñî÷åòàíèå ýòèõ êîìïîíåíòîâ ïîçâîëÿåò èçâëå÷ü òó èíôîðìàöèþ, êîòîðàÿ íå äîñòóïíà êàæäîìó èç íèõ ïî îòäåëüíîñòè. Ñëåäîâàòåëüíî, äàííûå ðàçëè÷íûõ ñåéñìè÷åñêèõ ìåòîäîâ äîëæíû èñïîëüçîâàòüñÿ â êîìïëåêñå äëÿ âçàèìíîãî äîïîëíåíèÿ, èíôîðìàöèè î ãåîëîãè÷åñêîì ñòðîåíèè ñðåäû. Îäíîé èç ôóíäàìåíòàëüíûõ ïðîáëåì ãëóáèííîé ãåîëîãèè, íà ðåøåíèå êîòîðîé íàïðàâëåíû ñâåðõãëóáîêîå áóðåíèå è êîìïëåêñíûå ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, ÿâëÿåòñÿ âûÿñíåíèå ïðèðîäû âíóòðèêîðîâûõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö. Ïðèðîäà òàêèõ ãðàíèö â âåðõíåé ÷àñòè êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû ìîæåò áûòü ñâÿçàíà ñ ðàçíûìè ïðè÷èíàìè: èçìåíåíèåì âåùåñòâåííîãî ñîñòàâà, ðàçëè÷èåì â ñòðóêòóðíî-òåêñòóðíûõ îñîáåííîñòÿõ ïîðîä, òåðìîäèíàìè÷åñêîé îáñòàíîâêîé è äðóãèìè (Åïèíàòüåâà, 1989; Ïðîáëåìû êîìïëåêñíîé.., 1991; Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998; Ðàáèíîâè÷ è äð., 2000). Òåêñòóðíûé òèï ãðàíèö îáóñëîâëåí ïîÿâëåíèåì ìîùíûõ çîí òðåùèíîâàòîñòè è îáíàðóæåí â ðàçðåçå ÑÃ-3, íàïðèìåð, íà ãëóáèíå 10,5 êì. Îáðàçîâàíèå òàêèõ ãðàíèö, ïî-âèäèìîìó, ñâÿçàíî ñ èçìåíåíèåì íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ïîðîä (çîíîé ðàçãðóçêè) è ìîæåò íàáëþäàòüñÿ âî ìíîãèõ ðàéîíàõ è íà ðàçíûõ ãëóáèíàõ. Òåðìîáàðè÷åñêèé òèï ãðàíèö âîçíèêàåò êàê ñëåäñòâèå ðåçêîãî èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ. Îòêðûòîå ïðè ñâåðõãëóáîêîì áóðåíèè ÿâëåíèå ãèäðîãåííîãî ðàçóïëîòíåíèÿ íà áîëüøèõ ãëóáèíàõ èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ ïîíèìàíèÿ ôèçè÷åñêèõ ãðàíèö è ìîæåò ïîìî÷ü ðàñøèôðîâàòü ïðèðîäó ñåéñìè÷åñêèõ âîëíîâîäîâ. 153
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
 ðåàëüíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ îáñòàíîâêàõ ïðîèñõîäèò íàëîæåíèå ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà ôîðìèðîâàíèå ïîëèãåííûõ ïî ñâîåé ïðèðîäå ãðàíèö.  îäíèõ ñëó÷àÿõ ýòî ìîæåò ïðèâîäèòü ê ïîÿâëåíèþ ðåçêèõ êîíòðàñòíûõ ãðàíèö ðàçäåëà, â äðóãèõ, íàîáîðîò, ê ÷àñòè÷íîìó óíè÷òîæåíèþ èëè çàòóøåâûâàíèþ ãðàíèö, îáóñëîâëåííûõ âåùåñòâåííûìè íåîäíîðîäíîñòÿìè (Êàçàíñêèé è äð., 2002). Äàííûå ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñâèäåòåëüñòâóþò î òðàññèðîâàíèè òîëüêî äâóõ ïðàêòè÷åñêè ïîâñåìåñòíî ñóùåñòâóþùèõ ãðàíèö – ïîâåðõíîñòè êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà è ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à, êîòîðûå âûäåëÿþòñÿ ïðè ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèÿõ ðàçíûìè êëàññàìè óïðóãèõ âîëí. Âñå èíûå ãðàíèöû â çåìíîé êîðå íàìå÷àþòñÿ ëîêàëüíî è, êàê ïðàâèëî, òîëüêî ïî îäíîìó êëàññó âîëí. Îòíîñèòåëüíî âûñîêîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ïî ãîðèçîíòàëè è âåðòèêàëè õàðàêòåðèçóþòñÿ áëèçâåðòèêàëüíûå è äîêðèòè÷åñêèå îòðàæåííûå âîëíû. Çàêðèòè÷åñêèå îòðàæåííûå è ïðåëîìëåííûå âîëíû ÿâëÿþòñÿ áîëåå ãðóáûì èíñòðóìåíòîì ïîçíàíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè. Ïî äàííûì ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, â âåðõíåé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà îòìå÷åí âûñîêèé ãðàäèåíò ñêîðîñòè ïðîäîëüíûõ âîëí, âîçðàñòàþùèõ îò 5,5–6,0 äî 6,5 êì/ñ íà ãëóáèíå 10 êì. Óñòîé÷èâûå ïðåëîìëÿþùèå ãðàíèöû âíóòðè êîðû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà íå ïðîñëåæèâàþòñÿ. Îäíàêî íà ðÿäå ïðîôèëåé âûäåëåíû èõ ôðàãìåíòû ñ ðàçíûìè (6,6–7,0 êì/ñ) ãðàíè÷íûìè ñêîðîñòÿìè è ãëóáèíàìè îò 15 äî 30 êì. Äîñòàòî÷íî íàäåæíî, õîòÿ è ñïîðàäè÷åñêè, ïðîñëåæèâàþòñÿ îáû÷íî äâå-òðè ãðóïïû çàêðèòè÷åñêèõ îòðàæåíèé ïðè èñïîëüçîâàíèè ìåòîäà ÃÑÇ, êîòîðûå íà ðàçðåçàõ ïðåäñòàâëÿþòñÿ â âèäå ñåìåéñòâ, ïðàêòè÷åñêè ãîðèçîíòàëüíûõ ïëîùàäîê, òåñíî ðàñïîëîæåííûõ â èíòåðâàëå 3–5 êì. Íàèáîëåå ÷åòêî âûäåëÿþòñÿ íà çàïèñÿõ îòðàæåíèÿ îò ãðàíèöû Ì, êîòîðûå îòîæäåñòâëÿþòñÿ íà ãîäîãðàôàõ äëèíîé 250 êì ñ ïåðâûìè ïðåëîìëåííûìè âîëíàìè ñî ñêîðîñòüþ 8 êì/ñ. Õàðàêòåð îòðàæåíèé îò ãðàíèöû Ì èçìåí÷èâ è ñâèäåòåëüñòâóåò î íåîäíîðîäíîñòè ãðàíèöû êîðà-ìàíòèÿ êàê â ñìûñëå åå ðåçêîñòè – ñêà÷îê ñêîðîñòè, ïåðåõîäíàÿ çîíà, òàê è ïî ëàòåðàëè – ôîðìà ðåëüåôà, ïðåðûâèñòîñòü, íàëè÷èå ñòóïåíåé.  öåëîì çåìíàÿ êîðà Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà èìååò ñêîðîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè, áëèçêèå ïðèíÿòûì äëÿ òèïîâîé ìîäåëè êîðû êîíòèíåíòîâ. Âûïîëíåííîå îáîáùåíèå ïåðâè÷íûõ ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, ðàçëè÷íûõ ïî äåòàëüíîñòè è ãëóáèííîñòè èññëåäîâàíèé íàçåìíûõ è ñêâàæèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ ìåòîäîâ, ïîëó÷åííûõ â ðàéîíå áóðåíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû, ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî áîëüøèíñòâî îòðàæàþùèõ ïëîùàäîê ïðèóðî÷åíî ê ëèòîëîãè÷åñêèì ãðàíèöàì ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà è ôèêñèðóåò ïîëîæåíèå îòäåëüíûõ ñâèò. Ïðîòÿæåííûå îòðàæàþùèå ãðàíèöû ïðèóðî÷åíû òàêæå ê òåêòîíè÷åñêèì çîíàì íàäâèãîâîãî òèïà ñ èíòåíñèâíûì êàòàêëàçîì è ðàññëàíöåâàíèåì ïîðîä. Ìåíåå îïðåäåëåííî óñòàíàâëèâàåòñÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ ïðèðîäà ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö, ðàñïîëîæåííûõ íèæå ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà. Ñëîæíàÿ ñêëàä÷àòàÿ ñòðóêòóðà Êîëüñêîé ñåðèè èñêëþ÷àåò ïðèñóòñòâèå â ðàçðåçå ñêîëüêî-íèáóäü ïðîòÿæåííûõ ãîðèçîíòîâ òàêîé ïðèðîäû, à ñâÿçàííûå ñ íèìè îòðàæàþùèå ïëîùàäêè õàðàêòåðèçóþòñÿ î÷åíü êîðîòêèìè îñÿìè ñèíôàçíîñòè è èìåþò çíà÷èòåëüíûé ðàçáðîñ ïî ãëóáèíå. Àðõåéñêèé ðàçðåç ñîäåðæèò äâà èíòåðâàëà ñ îòíîñèòåëüíî íèçêîé ñêîðîñòíîé õàðàêòåðèñòèêîé íà ãëóáèíå – îêîëî 7 è 10,5 êì. Îáà îíè ïðèóðî÷åíû ê çîíàì ðàçðûâíûõ íàðóøåíèé, à âåðõíèé èíòåðâàë – íà ãëóáèíå 6,8–7,2 êì, êðîìå òîãî, ê êîíòàêòó àðõåéñêîãî è ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñîâ ïîðîä. Âñÿ òîëùà ïîðîä ïðîòåðîçîÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âûñîêîñêîðîñòíîé êîñîñëîèñòûé áëîê, êîòîðûé ïî îòíîøåíèþ ê íèæåëåæàùåé àðõåéñêîé òîëùå ÿâëÿåòñÿ ñåéñìè÷åñêèì ýêðàíîì. Ïðè ýòîì â ðàéîíå Êîëüñêîé ñêâàæèíû ÑÃ-3 âûÿâëåíà ñëîæíàÿ êóïîëüíî-áëîêîâàÿ ñòðóêòóðà àðõåéñêîãî êîìïëåêñà, îñëîæíåííàÿ êðóòîïàäàþùèìè è ñóáâåðòèêàëüíûìè ãëóáèííûìè ðàçëîìàìè. Ýòîò ðàçðåç êîðåííûì îáðàçîì îòëè÷àåòñÿ îò òðàäèöèîííûõ ïðåäñòàâëåíèé î ñâÿçè ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàçäåëîâ êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû ñ ìîùíûìè ãîðèçîíòàëüíûìè ñëîÿìè. Ðàçðåç ïðåäñòàâëåí ÷åðåäîâàíèåì ñðàâíèòåëüíî ìàëîìîùíûõ (ñîòíè ìåòðîâ) èíòåðâàëîâ, îòëè÷àþùèõñÿ ïî çíà÷åíèÿì ñêîðîñòè, è ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå ðàçäåëû êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êîìïîçèöèþ òðåõìåðíûõ ãåòåðîãåííûõ òåë. Ïîäâîäÿ èòîãè ïðîâåäåííûì ñåéñìè÷åñêèì ðàáîòàì â ðàéîíå ñêâàæèíû ÑÃ-3, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî îñíîâíûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû â ïðåäåëàõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ñâÿçàíû ñ èçìåíåíèÿìè óïðóãèõ ñâîéñòâ ñðåäû, âûçâàííûìè ðàçëè÷èåì ñîñòàâà ïîðîä (ëèòîëîãî-ñòðàòèãðàôè÷åñêèå ãðàíèöû), ëèáî èõ ôèçè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ: ðàçäðîáëåííîñòü, äåçèíòåãðàöèÿ, äèíàìîìåòàìîðôèçì (òåêòîíè÷åñêèå ãðàíèöû). Åñòåñòâåííî, ÷òî ïðîñëåæèâàåìûå ãðàíèöû íå ñâÿçàíû 154
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
ñ îäíîé è òîé æå ïà÷êîé ïîðîä, ïîýòîìó â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïðèõîäèòñÿ âåñòè ãðóïïîâóþ êîððåëÿöèþ ãîðèçîíòîâ, òàê êàê äëÿ âûñîêîìåòàìîðôèçîâàííûõ òîëù òðóäíî äîïóñòèòü ïðîñòðàíñòâåííóþ âûäåðæàííîñòü ãðàíèö ðàçäåëà, ïîäîáíóþ òîé, ÷òî èìååò ìåñòî â îñàäî÷íûõ áàññåéíàõ. Êðîìå ãðàíèö âíóòðè îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûõ ïîðîä ïðîòåðîçîéñêîãî êîìïëåêñà, íà ìíîãèõ ïðîôèëÿõ â ïðåäåëàõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ðåãèñòðèðóþòñÿ îòðàæåííûå âîëíû îò ãðàíèöû ðàçäåëà ìåæäó äðåâíèìè ñóïðàêðóñòàëüíûìè îáðàçîâàíèÿìè àðõåÿ è âûøåëåæàùèìè áîëåå ïîçäíèìè ïîðîäàìè. Ñóùåñòâîâàíèå ïîäîáíîé ãðàíèöû ìîæíî ðàñïðîñòðàíèòü íà îòäåëüíûå áëîêè Áàëòèéñêîãî ùèòà, òàê êàê âîçðàñòíûå ðàçëè÷èÿ, à, ñëåäîâàòåëüíî, êîëè÷åñòâî ôàç íàëîæåííîãî ìåòàìîðôèçìà, ìíîãîîáðàçíûå âèäû ñêëàä÷àòîñòè, ïðåîáðàçîâàíèå ñîñòàâà âåäóò ê èçìåíåíèþ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîðîä ïî ñðàâíåíèþ ñ îòíîñèòåëüíî áîëåå ïîçäíèìè ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûìè êîìïëåêñàìè. Ñåéñìè÷åñêàÿ ãðàíèöà ìåæäó íèìè îáóñëîâëåíà ðàçëè÷èåì óïðóãèõ ñâîéñòâ, íåñîãëàñíîñòüþ çàëåãàíèÿ, òåêòîíèçàöèåé êîíòàêòà.  öåëîì ñòðóêòóðà êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà ïðèîáðåòàåò ìîçàè÷íî-íåîäíîðîäíîå ñòðîåíèå ñ ãðàäèåíòíûìè èçìåíåíèÿìè è èíâåðñèÿìè ñêîðîñòè óïðóãèõ âîëí, ðàçëè÷íûì êîëè÷åñòâîì ãðàíèö ðàçäåëà â áëîêàõ è âåñüìà äðîáíîé ñêîðîñòíîé äèôôåðåíöèàöèåé. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîñòàâèëè íîâûå âîïðîñû ïåðåä ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè èññëåäîâàíèé ñëîæíûõ ñòðóêòóð êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû. Ê íèì îòíîñÿòñÿ: 1. Äàííûå îòäåëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ ìåòîäîâ íåëüçÿ ñ÷èòàòü îäíîçíà÷íûìè. Îñíîâíîé ïóòü óìåíüøåíèÿ òàêîé íåîäíîçíà÷íîñòè çàêëþ÷àåòñÿ â êîìïëåêñíîì èñïîëüçîâàíèè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí ðàçíûõ êëàññîâ (îòðàæåííûå, ïðåëîìëåííûå, ðåôðàãèðîâàííûå) è ðàçíûõ òèïîâ (ïðîäîëüíûå, ïîïåðå÷íûå, îáìåííûå), çàðåãèñòðèðîâàííûõ íà ðàçëè÷íûõ óäàëåíèÿõ îò Ï (áëèæíÿÿ è äàëüíÿÿ çîíû) ïðè íîðìàëüíîì è íàêëîííîì ïàäåíèè íà ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû. 2. Äëÿ óñïåøíîãî êîìïëåêñèðîâàíèÿ íàçåìíûõ ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ñî ñêâàæèííûìè íåîáõîäèìî ðàçðàáîòàòü ôèçè÷åñêèå îñíîâû, ìîäåëè è ìåòîäèêó, îáåñïå÷èâàþùèå ñîïîñòàâèìîñòü è ñîâìåñòíóþ èíòåðïðåòàöèþ äàííûõ ðàçíûõ ìåòîäîâ. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ òàêæå íåîáõîäèìîé ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìåòîäèêè êîìïëåêñèðîâàíèÿ íàçåìíûõ èññëåäîâàíèé ÎÃÒ, ÃÑÇ, ÌÐÑ è íàáëþäåíèé â ñêâàæèíå ÀÊ, ÂÑÏ ïðè ðàçíîóäàëåííûõ èñòî÷íèêàõ âîçáóæäåíèÿ êîëåáàíèé. 3. Ñåéñìè÷åñêèå ìåòîäû – îñíîâíûå ïðè èçó÷åíèè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû. Ïî ìàòåðèàëàì íèçêî÷àñòîòíîé ìíîãîâîëíîâîé ñåéñìèêè ÃÑÇ ïîëó÷àþòñÿ áîëåå íàäåæíûå ñâåäåíèÿ î ñêîðîñòíîé õàðàêòåðèñòèêå ñðåäû è ðåëüåôå ïîâåðõíîñòè Ì. Äàííûå ÌÐÑ ïîçâîëÿþò äåòàëüíî èññëåäîâàòü áëîêîâîñòü çåìíîé êîðû, âûäåëèòü çîíû ðàçëîìîâ ñ êðóòûìè óãëàìè íàêëîíà. Ñëîæíûå ñòðóêòóðû âåðõíåé ÷àñòè êîðû ìîãóò áûòü ïîýòàïíî èçó÷åíû ìåòîäàìè ÎÃÒ, ÂÑÏ, ÀÊ. Ïðè ïðîâåäåíèè ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü èõ èçáèðàòåëüíîñòü, ñâÿçàííóþ íå òîëüêî ñ èñïîëüçóåìûìè äëèíàìè âîëí, íî è ñ íàëè÷èåì ýêðàíèðóþùèõ âûñîêîñêîðîñòíûõ íåîäíîðîäíîñòåé è ñëîæíîé ãåîìåòðèåé ãðàíèö. Îòñþäà ñëåäóåò íåîáõîäèìîñòü ïðîâåäåíèÿ ðåãèîíàëüíûõ èññëåäîâàíèé íà òåõ æå ïðîôèëÿõ êîìïëåêñîì ñåéñìè÷åñêèõ ìåòîäîâ, âêëþ÷àþùèõ íàáëþäåíèÿ ïî ñïîñîáó ãëóáèííîãî ÎÃÒ è òðåõêîìïîíåíòíûå íàáëþäåíèÿ ïî ñïîñîáàì ÃÑÇ è ÌÐÑ. Ðåçóëüòàòû ýòèõ ðàáîò äîïîëíÿþò äðóã äðóãà è íåñóò ðàçíóþ èíôîðìàöèîííóþ íàãðóçêó. Äëÿ ðåøåíèÿ ýòèõ çàäà÷ íåîáõîäèìî äàëüíåéøåå ïðîäîëæåíèå ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà íåïðåðûâíî ñîâåðøåíñòâóþùåéñÿ òåõíîëîãè÷åñêîé îñíîâå â êîìïëåêñå ñ äðóãèìè ãåîôèçè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ÐÔÔÈ, ïðîåêò 05-05-64002.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ Á å ð ç è í Ð . à . , Ê ó ë à ê î â Ñ . È . , Ñ ó ë å é ì à í î â À . Ê . è ä ð . Îòîáðàæåíèå ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðû Áàëòèéñêîãî ùèòà â âîëíîâûõ ïîëÿõ îòðàæåííûõ âîëí ïî ìàòåðèàëàì îïîðíîãî ïðîôèëÿ 1-Å // Ðåãèîíàëüíàÿ ãåîëîãèÿ è ìåòàëëîãåíèÿ. 2000. ¹ 10. Ñ. 111–116. Á ó ë è í Í . Ê . , È ñ à í è í à Ý .  . , Ë è ò â è í å í ê î  . È . Ñåéñìîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÌÎÂÇ íà Áàëòèéñêîì ùèòå è åãî þæíûõ ñêëîíàõ // Çàïèñêè Ëåíèíãð. ãîðí. èí-òà. 1992. Ò. 135. Ñ. 53–64. 155
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
 î ë õ î í è í  . Ñ . , Ë è í ü ê î â à Ò . Ì . , Ê à ÷ à ë î â à Ë . È . , Ê à ç à ÷ å í ê î Å . Ä . Èññëåäîâàíèå ãåîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðû ìåòîäîì îáìåííûõ âîëí çåìëåòðÿñåíèé (ÌÎÂÇ) â âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ãåîäèíàìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ. Ì.: Íàóêà, 1988. ¹ 12. Ñ. 87–96.  î ñ ò î ÷ í à ÿ ÷ à ñ ò ü Á à ë ò è é ñ ê î ã î ù è ò à : ãåîëîãèÿ è ãëóáèííîå ñòðîåíèå. Ë.: Íàóêà, 1975. 161 ñ. à à ë ä è í Í . Å . , Å ã î ð ê è í À .  . , Ê î í î â à ë î â  . Å . , Ý ð å í á ó ð ã Ì . Ñ . Îáúåìíàÿ ìîäåëü ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ðàéîíà çàëîæåíèÿ Êîëüñêîé ñêâàæèíû ÑÃ-3 ïî äàííûì äåòàëüíûõ ðàáîò ÌÎÂÇ-ÃÑÇ è ìàòåðèàëàì áóðåíèÿ / Ïðîáëåìû êîìïëåêñíîé èíòåðïðåòàöèè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ. Îòâ. ðåä. Â. À. Ãëåáîâèöêèé, Í. Â. Øàðîâ. Ë.: Íàóêà, 1991. Ñ. 159–168. à å î ë î ã è ÿ è ã ë ó á è í í î å ñ ò ð î å í è å âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1968. 194 ñ. Ä è ò ì à ð Ï . à . , Ð î ñ ë î â Þ .  . Ïàêåò ïðîãðàìì äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ è èíòåðïðåòàöèè âðåìåí ïðîáåãà ñåéñìè÷åñêèõ âîëí «DOGSTOMO» // Òåç. äîêë. Ìåæäóíàð. íàó÷. êîíô. «Ãåîôèçèêà è ñîâðåìåííûé ìèð», 1993. Ñ. 227. Å ï è í à ò ü å â à À . Ì . Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ è åå âëèÿíèå íà ñåéñìè÷åñêèå ìåòîäû èññëåäîâàíèé // Ôèçèêà Çåìëè. 1989. ¹ 5. Ñ. 36–46. Ç å ì í à ÿ ê î ð à â î ñ ò î ÷ í î é ÷ à ñ ò è Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1978. 232 ñ. Ç î ë î ò î â Å . Å . , Ð à ê è ò î â  . À . , Ê à ä ó ð è í È . Í . Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå ìåòîäà îáìåííûõ âîëí çåìëåòðÿñåíèé // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 2004. ¹ 4. Ñ. 24–28. È ñ à í è í à Ý .  . ,  å ð á à Ì . Ë . , È â à í î â à Í . Ì . è ä ð . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà íà Áàëòèéñêîì ùèòå è ñìåæíîé ÷àñòè øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöåâà ìîðÿ // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 2000. Ò. 42, ¹ 5. Ñ. 476–487. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , È ñ à í è í à Ý .  . , Ë î á à í î â Ê .  . è ä ð . Ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ, ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû è ìåòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 2002. Ò. 44, ¹ 4. Ñ. 276–286. Ê î ã à í Ñ . Ä . Äèíàìè÷åñêèå ïàðàìåòðû î÷àãîâ ãëóáîêèõ çåìëåòðÿñåíèé // Òðóäû ãåîôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà. Ì.: ÀÍ ÑÑÑÐ, 1955. ¹ 30. Ñ. 30–81. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ ñêâàæèíà / Îòâ. ðåä. Å. À. Êîçëîâñêèé. Ì.: Íåäðà, 1984. 490 ñ. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèé. Ì.: ÌÔ Òåõíîíåôòåãàç, 1998. 260 ñ. Ë è ò â è í å í ê î È .  . Ñåéñìè÷åñêèé ìåòîä ïðè èçó÷åíèè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà // Çàï. ËÃÈ, 1963. Ò. 46, âûï. 2. Ñ. 3–13. Ë è ò â è í å í ê î È .  . Ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû çåìíîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà. Âîñòî÷íàÿ ÷àñòü Áàëòèéñêîãî ùèòà (ãåîëîãèÿ è ãëóáèííîå ñòðîåíèå) Ë.: Íåäðà, 1975. Ñ. 151–155. Ë è ò â è í å í ê î È .  . Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ çåìíîé êîðû Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ãåîôèçèêà, 28. Ãåîëîãè÷åñêèé êîíãðåññ, Ñ-08. Ì., 1984. Ñ. 9–20. Ë è ò â è í å í ê î È .  . , Ë å í è í à È . Ñ . Íåêîòîðûå ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ ñåéñìîðàçâåäêîé ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû // Ãåîëîãèÿ è ãëóáèííîå ñòðîåíèå âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1968. C. 139–148. Ë è ò î ñ ô å ð à Ö å í ò ð à ë ü í î é è Âîñòî÷íîé Åâðîïû: ãåîòðàâåðñû I, II, V / Îòâ. ðåä. Â. Á. Ñîëëîãóá, À. Â. ×åêóíîâ, È. Â. Ëèòâèíåíêî. Êèåâ: Íàóêîâà äóìêà, 1987. 168 ñ. Ì è í ö Ì .  . , à ë à ç í å â  . Í . , Ê î í è ë î â À . Í . è ä ð . Ðàííèé äîêåìáðèé ñåâåðî-âîñòîêà Áàëòèéñêîãî ùèòà: ïàëåîãåîäèíàìèêà, ñòðîåíèå è ýâîëþöèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû. Ì.: Íàó÷íûé ìèð, 1996. 287 ñ. Ï ð î í ÿ ã è í Í . È . , Ï î ë ÿ ê î â à  . À . Îñíîâíûå ÷åðòû âîëíîâûõ ïîëåé, ðåãèñòðèðóåìûõ â öåíòðàëüíîé ÷àñòè Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà // Ãëóáèííûå ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è íà ïðèëåãàþùèõ àêâàòîðèÿõ. Àïàòèòû: Èçä. ÊÔÀÍ ÑÑÑÐ, 1985. Ñ. 28–35. Ï î ë ÿ ê î â à  . À . , Ï ð î í ÿ ã è í Í . È . Ïîëå ñêîðîñòåé ìàññèâà Ãðåìÿõà – Âûðìåñ è åãî îáðàìëåíèÿ ïî äàííûì êîìïëåêñíûõ ñåéñìîðàçâåäî÷íûõ ðàáîò // Ôèçè÷åñêèå ïîëÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1988. Ñ. 29–34. Ï ð î á ë å ì à ê î ì ï ë å ê ñ í î é èíòåðïðåòàöèè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ / Îòâ. ðåä. Â. À. Ãëåáîâèöêèé, Í. Â. Øàðîâ. Ë.: Íàóêà, 1991. 224 ñ. Ð à á è í î â è ÷ à . ß . , Á ë î õ è í Í . Í . , Ï å â ç í å ð Ë . Ñ . , Ñ ì è ð í î â Þ . Ï . Íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñåéñìîàêóñòè÷åñêîé ìîäåëè Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 2000. ¹ 7–8. Ñ. 28–31. Ñ å ä û õ Þ . Í . , Ñ ò ó ï à ê  . Ì . Îáúåìíàÿ ôèçèêî-ãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü Çàïàäíî-Êîëüñêîé îáëàñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà / Ðîññèéñêàÿ Àðêòèêà: ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ, ìèíåðàãåíèÿ, ãåîýêîëîãèÿ. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. Ñ. 372–383. Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêèé ðàéîí. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1997. 226 ñ. 156
Ãëàâà 6. Ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå
Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. ×. I – 237 c., ×. II – 205 ñ. Ñ ò ð î å í è å ë è ò î ñ ô å ð û Áàëòèéñêîãî ùèòà / Îòâ. ðåä. Í. Â. Øàðîâ. Ì.: Íàóêà, 1992. 166 ñ. Ø à ð î â Í .  . Ëèòîñôåðà Áàëòèéñêîãî ùèòà ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì. Àïàòèòû: Èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1993. 145 ñ. ß í î â ñ ê à ÿ Ò . Á . , Ä ì è ò ð è å â à Ë . À . Âëèÿíèå íåæåñòêîñòè êîíòàêòà óïðóãèõ ñðåä íà êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ, ïðåëîìëåíèÿ è îáìåíà // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ, Ôèçèêà çåìëè. 1991. ¹ 2. Ñ. 17–22. G a n c h i n Y . V . , S m i t h s o n S . R . , M o r o z o v I . V . e t a l . Seismic Studies around the Kola Superdeep Borehole, Russia // Tectonophysics. 1998. V. 288. P. 1–16. H a s e g a w a M . Die Wirkung der obersten Erdschicgt auf die Anfangsbewegung einer erbeben Wellen // «Z. fur Geophysik». 1930. Bd. 6. N 2. P. 78–98. L u o s t o U . , F l u c h E . R . , L u n d C . E . The crustal structure along the POLAR profile from seismic refraction investigations // Tectonophysics. 1989. V. 162, N 1–2. P. 51–85. P r o j e c t I m a d g e s C r u s t , Collects Seismic Data in Wordl’s Largest Borehole / Åos, Transaction, American Geophysical Union, 1994. V. 75, N 41. 35 p. S m y t h å D . K . , S m i t h s o n S . B . , G i l l e n C . e t a l . Project Images Crust, Collects Seismic Data in World’s Largest Borehole // Eos. 1994. V. 75, N 41. P. 473–476.
ÃËÀÂÀ 7 ÎÁÚÅÌÍÀß ÌÎÄÅËÜ, ÃÅÎÄÈÍÀÌÈÊÀ È ÌÅÒÀËËÎÃÅÍÈß ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÃÎ ÐÓÄÍÎÃÎ ÐÀÉÎÍÀ Áóðåíèå è èññëåäîâàíèå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû âíåñëè ôóíäàìåíòàëüíûé âêëàä â èçó÷åíèå ïðîöåññîâ îáðàçîâàíèÿ è óñëîâèé ëîêàëèçàöèè ðóäíîé ìèíåðàëèçàöèè â äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðå. Îíè äîêàçàëè âûñîêóþ íàñûùåííîñòü çåìíîé êîðû ðóäíîé ìèíåðàëèçàöèåé âïëîòü äî ìàêñèìàëüíûõ äîñòèãíóòûõ ãëóáèí, ïîçâîëèëè îïðåäåëèòü ïàðàìåòðû ðóäîîáðàçîâàíèÿ â ãëóáèííûõ çîíàõ Áàëòèéñêîãî ùèòà íà ðàçíûõ ýòàïàõ åãî ãåîëîãè÷åñêîé èñòîðèè è ðàñøèðèëè ïåðñïåêòèâû íà ãëóáèíó êðóïíåéøåãî â Åâðîïå Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984).  òî æå âðåìÿ ïðîõîäêà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ïîðîäèëà ñåðèþ íîâûõ ïðîáëåì. Êàê ïåðåéòè îò åäèíñòâåííîãî äåòàëüíî èçó÷åííîãî ðàçðåçà ñàìîé ñêâàæèíû ê òðåõìåðíîé ìîäåëè ðàéîíà áóðåíèÿ? Êàê îïðåäåëèòü åãî ãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû? Êàê èñïîëüçîâàòü ñîâðåìåííûå êîìïüþòåðíûå òåõíîëîãèè äëÿ êîððåëÿöèè íàáëþäåíèé ïî ñêâàæèíå è íà ïîâåðõíîñòè? Ïåðå÷èñëåííûå çàäà÷è áûëè ðåøåíû ê ñåðåäèíå 1990-õ ãã. ïóòåì ñïåöèàëèçèðîâàííîãî êàðòèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè, ôîðìàëèçàöèè ðàçðåçà ïî ïëîòíîñòè è àíèçîòðîïèè óïðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîä è ïîñòðîåíèÿ òðåõìåðíîé èíòåãðàëüíîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà äî ãëóáèíû 15 êì (Êàçàíñêèé è äð., 1994). Íî ýòà ìåòîäèêà îêàçàëàñü ìàëîïðèãîäíîé äëÿ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ïîðîä è ãëóáèí áîëåå 15 êì. Êëþ÷åâóþ ðîëü â ïîñòðîåíèè îáúåìíîé ìîäåëè íà âñþ ìîùíîñòü äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû, âïëîòü äî âåðõíåé ìàíòèè, ñûãðàëà êîìáèíàöèÿ ãåîëîãè÷åñêèõ, ïåòðîëîãè÷åñêèõ è ïåòðîôèçè÷åñêèõ äàííûõ ñ ñåéñìîãðàôè÷åñêèì èçó÷åíèåì ñåâåðíîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî øèòà è øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ. Êîìïëåêñíûå ðàáîòû, ïðîâåäåííûå âî âòîðîé ïîëîâèíå 1980 – íà÷àëå 2000-õ ãã., ïîçâîëèëè âûÿâèòü ïîä Ïå÷åíãñêèì ðóäíûì ðàéîíîì ðåëèêòîâûé ìàíòèéíûé ïëþì è â íîâîì ñâåòå ðàññìîòðåòü ãåîäèíàìèêó è ìåòàëëîãåíèþ ïåðåõîäíîé çîíû Áàëòèéñêèé ùèò – øåëüô Áàðåíöåâà ìîðÿ (Èñàíèíà è äð., 2000; Êàçàíñêèé è äð., 2002), à òàêæå âîçäåéñòâèå ïðîòåðîçîéñêèõ ïðîöåññîâ íà àðõåéñêèé ôóíäàìåíò Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû (Âåòðèí è äð., 2002à, 2003; Áàÿíîâà è äð., 2004). 7.1. Î ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÕ ÃÐÀÍÈÖÀÕ ÐÀÉÎÍÀ Ýêîíîìè÷åñêîå ðàçâèòèå Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà è íàïðàâëåíèå åãî ãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñâÿçàíû ñ äîáû÷åé è ïåðåðàáîòêîé ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä, îí òðàäèöèîííî ðàññìàòðèâàëñÿ êàê ñîñòîÿùèé èç äâóõ ðóäíûõ ïîëåé – ãëàâíîãî Ïå÷åíãñêîãî è Àëëàðå÷åíñêîãî (Ìåäíî-íèêåëåâûå.., 1985). Ïåðâîå ïðèóðî÷åíî ê îäíîèìåííîé ñòðóêòóðå, ñëîæåííîé ðàííåïðîòåðîçîéñêèìè âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè, âòîðîå ðàñïîëàãàåòñÿ ê þãó îò ýòîé ñòðóêòóðû â àðõåéñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïîðîäàõ. Ïå÷åíãñêèé ðàéîí êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü Ïå÷åíãñêî-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíû êàðåëèä ôèãóðèðóåò âî âñåõ òåêòîíè÷åñêèõ è ìåòàëëîãåíè÷åñêèõ îáîáùåíèÿõ ïî Áàëòèéñêîìó ùèòó. 158
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè îáúåäèíÿþò Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó ñ ïîÿñîì Ïàñâèê-Ïîëìàñ, ðàñïîëîæåííûì íà òåððèòîðèè Íîðâåãèè è Ôèíëÿíäèè. Ïîìèìî Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà ñ Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíîé ïðîñòðàíñòâåííî àññîöèèðóþòñÿ ðàññëîåííûå îñíîâíûå-óëüòðàîñíîâíûå ìàññèâû (Ìîí÷åãîðñêèé, Ïàíñêèõ è Ôåäîðîâûõ òóíäð) ñ ñóëüôèäíûì ìåäíî-íèêåëåâûì îðóäåíåíèåì (Ìåäíî-íèêåëåâûå.., 1985).  ïîñëåäíèå ãîäû â íèõ âûÿâëåíî è èíòåíñèâíî èçó÷àåòñÿ ïëàòèíîìåòàëëüíîå îðóäåíåíèå (Ìèòðîôàíîâ è äð., 1995). Êàê áûëî ïîêàçàíî â ïðåäûäóùèõ ãëàâàõ, Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêàÿ çîíà äîëãîå âðåìÿ ðàññìàòðèâàëàñü êàê ïðîòåðîçîéñêàÿ ãåîñèíêëèíàëü. Çàòåì ñòàëà òðàêòîâàòüñÿ êàê øîâíàÿ ìîáèëüíî-ïðîíèöàåìàÿ çîíà (Êðàòö è äð., 1978), âíóòðèêîíòèíåíòàëüíûé ðèôò (Çàãîðîäíûé, Ðàä÷åíêî, 1983; Geology.., 1995), êîíòèíåíòàëüíûé ðèôò, ïðåâðàòèâøèéñÿ â îêåàíè÷åñêèé (Êðåìåíåöêèé, Îâ÷èííèêîâ, 1986), êàê çîíà àðõåéñêîé è ïðîòåðîçîéñêîé ñóáäóêöèè è êîëëèçèè äâóõ êîíòèíåíòîâ (Berthelsen, Marker, 1986), ðèôòîãåííûé çåëåíîêàìåííûé ïîÿñ (Melezhik, Sturt, 1994) è äð.  ìîíîãðàôèè «Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ» (1984) Ïå÷åíãñêèé ðàéîí íàçâàí ðàéîíîì áóðåíèÿ ñêâàæèíû ÑÃ-3 áåç òî÷íîãî îïðåäåëåíèÿ åãî ãåîëîãè÷åñêèõ ãðàíèö. Êîððåëÿöèÿ ãåîëîãè÷åñêèõ, ãåîôèçè÷åñêèõ è ìåòàëëîãåíè÷åñêèõ äàííûõ ïî ñîïðåäåëüíûì òåððèòîðèÿì Ðîññèè, Íîðâåãèè è Ôèíëÿíäèè ïðèâåëà Â. È. Êàçàíñêîãî è Ê. Â. Ëîáàíîâà (1996) ê âûâîäó, ÷òî Ïå÷åíãñêèé ðàéîí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáîñîáëåííûé ñåãìåíò Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíû êàðåëèä. Íà ñåâåðî-âîñòîêå îí îãðàíè÷åí Âîðîíüå-Êîëìîçåðñêîé, íà þãî-âîñòîêå – Ëèöêîé, íà ñåâåðî-çàïàäå – Èíàðè-Êèðêåíåññêîé çîíîé ðàçëîìîâ è íà þãî-çàïàäå – åùå ñëàáîèçó÷åííîé ñèñòåìîé ðàçëîìîâ ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ.  òàêîé èíòåðïðåòàöèè àðõåéñêèé ôóíäàìåíò Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà âêëþ÷àåò ôðàãìåíòû Íîðâåæñêî-Êîëüñêîãî áëîêà è áëîêà Èíàðè, à åãî ïðîòåðîçîéñêèå ñòðóêòóðíûå ýëåìåíòû ïðåäñòàâëåíû Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðîé è åå ïðîäîëæåíèåì ïîÿñîì Ïàñâèê-Ïîëìàñ, Ëèöêî-Àðàãóáñêîé öåïî÷êîé ãðàíèòîèäíûõ ìàññèâîâ è ìàññèâîì Âàéíîñïàà, à òàêæå ìíîãî÷èñëåííûìè ðàçëîìàìè, ðàçäåëÿþùèìè àðõåéñêèé ôóíäàìåíò íà òåêòîíè÷åñêèå áëîêè áîëåå âûñîêîãî ïîðÿäêà. Íåêîòîðûå èç ýòèõ ðàçëîìîâ, âåðîÿòíî, óíàñëåäîâàëè ïîëîæåíèå àðõåéñêèõ ñòðóêòóð (ðèñ. 7.1, à). Ãëàâíûå òåêòîíè÷åñêèå ýëåìåíòû Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà íàõîäÿò ÷åòêîå îòðàæåíèå â ðåãèîíàëüíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå. Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå ñîîòâåòñòâóåò ïî÷òè èçîìåòðè÷íàÿ ïîëîæèòåëüíàÿ àíîìàëèÿ. Îíà îõâàòûâàåò îáà êðûëà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è êðàåâóþ ÷àñòü áëîêà Èíàðè*. Ñèììåòðè÷íî ïî îòíîøåíèþ ê ïîëîæèòåëüíîé àíîìàëèè ðàñïîëàãàþòñÿ äâå îòðèöàòåëüíûå àíîìàëèè, êîòîðûå ïðîñòðàíñòâåííî àññîöèèðóþòñÿ ñ Ëèöêèì ãðàíèòîèäíûì ìàññèâîì è ìàññèâîì Âàéíîñïàà.  ãðàâèòàöèîííîì ïîëå ÷åòêî ôèêñèðóþòñÿ è ðåîìîðôè÷åñêèå ãðàíèòîèäíûå êóïîëà (ðèñ. 7.1, á).  ïðåäåëàõ îáîçíà÷åííûõ âûøå ãðàíèö â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå íàõîäÿòñÿ àðõåéñêèå ìåñòîðîæäåíèÿ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ Ñóäâàðàíãåðà, ïðîòåðîçîéñêèå ïðîÿâëåíèÿ ïëàòèíîìåòàëëüíîé è ìåäíî-íèêåëåâîé ìèíåðàëèçàöèè (Ãîðà Ãåíåðàëüñêàÿ, Êàðèê), ñóëüôèäíûå ìåäíî-íèêåëåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî è Àëëàðå÷åíñêîãî ðóäíûõ ïîëåé, ðàçíîòèïíûå ìåñòîðîæäåíèÿ è ðóäîïðîÿâëåíèÿ ðàäèîàêòèâíûõ ðóä (Ëèöåâñêîå ìåñòîðîæäåíèå è äð.), ãèäðîòåðìàëüíûå ñâèíöîâî-öèíêîâûå æèëû ïðåäïîëîæèòåëüíî ðèôåéñêîãî âîçðàñòà è, íàêîíåö, ïðîÿâëåíèÿ çîëîòî-ñåðåáðÿíîãî îðóäåíåíèÿ â ñêâàæèíå ÑÃ-3. Êàê áóäåò ïîêàçàíî íèæå, èìåííî â ïðåäåëàõ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ âîçìîæíà ïðÿìàÿ êîððåëÿöèÿ íàáëþäåíèé ïî Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíå è ïîâåðõíîñòè. 7.2. ÀËÜÒÅÐÍÀÒÈÂÍÛÅ ÌÎÄÅËÈ ÃËÓÁÈÍÍÎÃÎ ÑÒÐÎÅÍÈß ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ Ñ íàèáîëüøåé äåòàëüíîñòüþ â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå èçó÷åíà Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà, ê êîòîðîé ïðèóðî÷åíû êðóïíûå ñóëüôèäíûå ìåäíî-íèêåëåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ îäíîèìåííîãî ðóäíîãî ïîëÿ. Íåîáõîäèìî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî â ñåðåäèíå 1980-õ ãã., íà îñíîâàíèè îäíîé è òîé æå êàðòû Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ è ðàçðåçà ñêâàæèíû ÑÃ-3 áûëè ïðåäëîæåíû íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ ìîäåëåé ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. * Òðàäèöèîííî â Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå ðàçëè÷àëè Ñåâåðíîå è Þæíîå êðûëî.  ïîñëåäíåå âðåìÿ èõ ñòàëè íàçûâàòü Ñåâåðíîé è Þæíîé çîíàìè. Àâòîðû ýòîé ãëàâû ñîõðàíÿþò ïåðâîíà÷àëüíîå íàçâàíèå, ïîñêîëüêó òåðìèí «êðûëî» ïðèìåíèì íå òîëüêî ê ñêëàä÷àòûì, íî è ê ðàçðûâíûì ñòðóêòóðàì. Íàïðèìåð, ðàçëè÷àþò ëåæà÷åå è âèñÿ÷åå êðûëî ñáðîñà. 159
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.1 Ñõåìà ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ (à), ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ (á) â Ïå÷åíãñêîì ðóäíîì ðàéîíå: 1 – ïîçäíåïðîòåðîçîéñêèå îñàäî÷íûå îòëîæåíèÿ; 2–7 – ðàííèé ïðîòåðîçîé: 2,3 – þæíî-ïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ: 2 – ìåòàâóëêàíîãåííûå è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû, 3 – ìåòàâóëêàíîãåííûå ïîðîäû, 4–6 – ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ, 4 – ìåòàáàçàëüòû è ìåòàïèêðèòû ñâèòû ïèëüãóÿðâè, 5 – ìåòàîñàäî÷íàÿ Ïðîäóêòèâíàÿ òîëùà, íàñûùåííàÿ íèêåëåíîñíûìè ãàááðî-âåðëèòîâûìè èíòðóçèÿìè (÷åðíîå), 6 – ìåòàáàçàëüòû è ìåòààíäåçèòû ñ ïðîñëîÿìè ìåòàîñàäî÷íûõ ïîðîä (ñâèòû êîëîñéîêè, êóýòñÿðâè, àõìàëàõòè), 7 – ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ è þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèè íåðàñ÷ëåíåííûå; 8 – êðèñòàëëè÷åñêèå ñëàíöû íåîïðåäåëåííîãî âîçðàñòà (òàëüèíñêàÿ ñâèòà, áûâøàÿ òóíäðîâàÿ ñåðèÿ); 9–11 – àðõåé: 9 – ãíåéñû è êðèñòàëëè÷åñêèå ñëàíöû áëîêà Èíàðè, 10 – ãíåéñû, ìèãìàòèòû, ãðàíèòû è àìôèáîëèòû Êîëüñêî-Íîðâåæñêîãî áëîêà, 11 – èíòåñèâíî ãðàíèòèçèðîâàííûå ãíåéñû Ìóðìàíñêîãî áëîêà; 12–14 – ðàííåïðîòåðîçîéñêèå ãðàíèòîèäû: 12 – ïîçäíèå èíòðóçèâíûå (ëèöêî-àðàãóáñêèé êîìïëåêñ); 13 – ðåîìîðôè÷åñêèå ãðàíèòû; 14 – ðàííèå èíòðóçèâíûå; 15 – ðàññëîåííûå ìàôèò-óëüòðàìàôèòîâûå èíòðóçèè; 16–21 – ðóäíûå ìåñòîðîæäåíèÿ (êðóïíûå çíà÷êè) è ðóäîïðîÿâëåíèÿ – (ìåëêèå çíà÷êè): 16 – Fe, 17 – ÝÏÃ, 18 – Cu, Ni, 19 – U, 20 – Pb, Zn, 21 – Au, (öèôðû â äâîéíûõ êðóæêàõ: I – ðóäíîå ïîëå Ñóäâàðàíãåð, II – Ãîðà Ãåíåðàëüñêàÿ, III – Ïå÷åíãñêîå ðóäíîå ïîëå, IV – Àëëàðå÷åíñêîå ðóäíîå ïîëå, V – Ëèöåâñêîå ìåñòîðîæäåíèå); 22 – ðàññëàíöåâàííûå ïîðîäû (à) è ðàçëîìû (á) (öèôðû â êðóæêàõ): 1 – Âîðîíüÿ-Êîëìîçåðñêèé, 2 – Óðàãóáñêèé, 3 – Èíàðè-Êèðêåíåññêèé, 4 – Ïîðüèòàøñêèé); 23 – Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà ÑÃ-3, 24 – ëèíåàìåíò Òðîëëôüîðä-Ðûáà÷èéÊèëüäèí. Ï-ñ – Ñåâåðíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, Ï-þ – Þæíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, Ï-Ï – ïîÿñ Ïàñâèê-Ïîëìàê. Ðàííåïðîòåðîçîéñêèå ãðàíèòîèäíûå ìàññèâû:  – Âàéíîñïàà, Ë – Ëèöêèé, Í – Íåéäåí
 ìîíîãðàôèè «Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ» (1984) îáúåìíàÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà ïðåäñòàâëåíà â âèäå áëîê-äèàãðàììû, êîòîðóþ ñîñòàâèëè Â. Ñ. Ëàíåâ è Ì. Ñ. Ðóñàíîâ. Îíè ïðèñîåäèíèëèñü ê ìíåíèþ èññëåäîâàòåëåé, ðàññìàòðèâàþùèõ Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó êàê ãðàáåí-ñèíêëèíàëü, è ïðèøëè ê ñëåäóþùèì âûâîäàì îá óñëîâèÿõ çàëåãàíèÿ ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà **.  ñåâåðíîé è öåíòðàëüíîé ÷àñòÿõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû âñå ìàðêèðóþùèå ãîðèçîíòû îáëàäàþò ñðàâíèòåëüíî ïîëîãèì öåíòðèêëèíàëüíûì ïàäåíèåì â þæíûõ íàïðàâëåíèÿõ. Íèãäå íå íàáëþäàåòñÿ îáðàòíîå ñåâåðíîå ïàäåíèå, âêëþ÷àÿ Þæíîå êðûëî. Ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííîãî ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà óñòàíàâëèâàåòñÿ â öåíòðàëüíîé ÷àñòè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò Ïîðüèòàøñêîãî ðàçëîìà, ãäå îíà ** Ñ ó÷åòîì íîâûõ äàííûõ ïîä íàçâàíèåì ïå÷åíãñêèé êîìïëåêñ îáúåäèíåíû ñåâåðî- è þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèè. 160
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
äîñòèãàåò 8 êì. Ïîðîäû Þæíîãî êðûëà ñîïîñòàâèìû ñ ïîðîäàìè âåðõíèõ ñâèò Ñåâåðíîãî êðûëà, íî îíè ãîðàçäî ñèëüíåå ðàññëàíöîâàíû è ðàññå÷åíû ìíîãî÷èñëåííûìè ïðîäîëüíûìè ðàçëîìàìè, êîòîðûå âìåùàþò ïëàñòîâûå òåëà äàöèò-àíäåçèòîâûõ ïîðôèðèòîâ. Ýòè ðàçëîìû, ñóäÿ ïî ñòóïåí÷àòîìó óìåíüøåíèþ ñèëû òÿæåñòè, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñèñòåìó ïàðàëëåëüíûõ âçáðîñîâ ñ ñóììàðíîé âåðòèêàëüíîé àìïëèòóäîé íå ìåíåå 8 êì (ðèñ. 7.2, à I). Ïðîõîäêà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ñòèìóëèðîâàëà ãåîëîãè÷åñêîå èçó÷åíèå ñìåæíûõ òåððèòîðèé Ôèíëÿíäèè è Íîðâåãèè. Èñïîëüçóÿ ýòè äàííûå, À. Áåðòåëüñåí è Ì. Ìàðêåð (Berthelsen, Marker, 1986) âûñêàçàëè èäåþ î Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíå êàê î çîíå êîëëèçèè äâóõ àðõåéñêèõ êîíòèíåíòîâ. Ñ èõ òî÷êè çðåíèÿ àðõåéñêèå ïîðîäû, îáíàæàþùèåñÿ ñåâåðíåå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, ïðèíàäëåæàò ê îäíîìó êîíòèíåíòó, íà êðàþ êîòîðîãî 2,4–2,0 ìëðä ëåò íàçàä ôîðìèðîâàëèñü îñàäî÷íûå è âóëêàíîãåííûå ïîðîäû Ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà. Ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû è ìåòààíäåçèòû þæíîãî êðûëà îíè ðàññìàòðèâàþò êàê îñòðîâîäóæíóþ àññîöèàöèþ, à íàõîäÿùèåñÿ åùå þæíåå àðõåéñêèå ïîðîäû è ãðàíóëèòû – êàê ÷àñòü äðóãîãî êîíòèíåíòà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â ðàííåì ïðîòåðîçîå îáà êîíòèíåíòà áûëè ðàçäåëåíû îêåàíîì, à çàòåì â ðåçóëüòàòå èõ êîëëèçèè îêåàíè÷åñêàÿ êîðà ïîäâåðãëàñü ñóáäóêöèè è Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà ïðèîáðåëà âèä íåñêîëüêèõ ÷åøóé, íàäâèíóòûõ ñ þãà íà ñåâåð (ðèñ. 7.2, à II). À. È. Ïåòðîâ (1988) ïîä÷åðêíóë ïðîñòðàíñòâåííóþ ñâÿçü Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ñ îáîñîáëåííîé ãðàâèìåòðè÷åñêîé àíîìàëèåé è îòíåñ Ïå÷åíãñêóþ ñòðóêòóðó ê ÷èñëó ýêñïëîçèîííûõ âóëêàíî-òåêòîíè÷åñêèõ äåïðåññèé öåíòðàëüíîãî òèïà. Ýëåìåíòû ñèììåòðèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è ñîîòâåòñòâóþùèõ èì ãðàâèòàöèîííûõ è ìàãíèòíûõ ïîëåé íå ñîâïàäàþò ñ ýëåìåíòàìè ñèììåòðèè ìîçàè÷íûõ áëîêîâ ôóíäàìåíòà, ÷òî óêàçûâàåò íà ðåøàþùóþ ðîëü â ôîðìèðîâàíèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ãëóáèííîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî î÷àãà íàïðÿæåíèé. Ïî åãî ìíåíèþ, â íåíàðóøåííîì çàëåãàíèè ñîõðàíèëîñü ëèøü Ñåâåðíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ñ õàðàêòåðíûì êîíöåíòðè÷åñêèì ðàñïîëîæåíèåì ðàçëîìîâ è ãîðèçîíòîâ âóëêàíè÷åñêèõ ïîðîä, â òî âðåìÿ êàê þæíàÿ ÷àñòü íåêîãäà åäèíîé êîëüöåâîé ñòðóêòóðû èíòåíñèâíî ðàññëàíöîâàíà è ðàññå÷åíà êðóòîïàäàþùèìè ðàçëîìàìè. Ýòè äåôîðìàöèè îòíîñÿòñÿ ê êîíöó ñðåäíåãî ïðîòåðîçîÿ è îáóñëîâëåíû íàäâèãàíèåì ìàññ ñ þãî-çàïàäà (ðèñ. 7.2, à III).
Ðèñ. 7.2. Àëüòåðíàòèâíûå ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû â ïðîåêöèè íà ðàçðåç ÷åðåç Êîëüñêóþ ñâåðõãëóáîêóþ ñêâàæèíó (à) è ñîïîñòàâëåíèå íàáëþäàåìîãî è ðàñ÷åòíîãî ãðàâèìåòðè÷åñêèõ ïðîôèëåé (á): I – ìîäåëü ãðàáåí-ñèíêëèíàëè (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984), II – ìîäåëü êîëëèçèîííîé øîâíîé çîíû (Berthelsen, Marker, 1986), III – ìîäåëü ýêñïëîçèâíîãî àïïàðàòà öåíòðàëüíîãî òèïà (Ïåòðîâ, 1988). 1–2 – Ñåâåðíàÿ çîíà Ïå÷åíãè: 1 – ìåòàâóëêàíîãåííûå è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû, 2 – Ïðîäóêòèâíàÿ ñâèòà; 3–4 – Þæíàÿ çîíà Ïå÷åíãè: 3 – ìåòàâóëêàíèòû è ìåòààíäåçèòû, 4 – ìåòàâóëêàíîãåííûå è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû òóíäðîâîé ñåðèè; 5 – ãíåéñû, ìèãìàòèòû è àìôèáîëèòû êîëüñêîé ñåðèè, 6 – ðåîìîðôè÷åñêèå ãðàíèòû, 7 – ðàçëîìû, 8 – Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà. I–III – ðàñ÷åòíûå ãðàâèìåòðè÷åñêèå ïðîôèëè: I – äëÿ ãðàáåíñèíêëèíàëè, II – äëÿ êîëëèçèîííîé øîâíîé çîíû, III – äëÿ ýêñïëîçèâíîãî âóëêàíè÷åñêîãî àïïàðàòà, IV – íàáëþäàåìûé ãðàâèìåòðè÷åñêèé ïðîôèëü 161
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ïîÿâëåíèå àëüòåðíàòèâíûõ îáúåìíûõ ìîäåëåé Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû îáúÿñíÿåòñÿ äâóìÿ ïðè÷èíàìè: áûñòðûì èçìåíåíèåì ãåîòåêòîíè÷åñêèõ êîíöåïöèé ïîñëå 1970-õ ãã. è ðåçêîé äèñïðîïîðöèåé ìåæäó äåòàëüíûìè êîìïëåêñíûìè èññëåäîâàíèÿìè Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû è ôðàãìåíòàðíûìè íàáëþäåíèÿìè íà ïîâåðõíîñòè. ×òîáû óñòðàíèòü ýòó äèñïðîïîðöèþ, íà÷èíàÿ ñ 1980 ã. òåìàòè÷åñêîé ãðóïïîé ÈÃÅÌ ÐÀÍ ïðîâîäèëñÿ ñèñòåìàòè÷åñêèé ñáîð îðèåíòèðîâàííûõ îáðàçöîâ ðàííåïðîòåðîçîéñêèõ è àðõåéñêèõ ïîðîä â åñòåñòâåííûõ îáíàæåíèÿõ è îòêðûòûõ ãîðíûõ âûðàáîòêàõ, êîòîðûå èçó÷àëèñü òåìè æå ìåòîäàìè è íà òåõ æå ïðèáîðàõ, ÷òî è îáðàçöû èç ðàçðåçà ñêâàæèíû ÑÃ-3. Íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî îáðàçöîâ áûëî îòîáðàíî èç îïîðíîãî ñòîêèëîìåòðîâîãî ïðîôèëÿ, ïåðåñåêàþùåãî âåñü Ïå÷åíãñêèé ðàéîí îò õðåáòà Ìóñòàòóíòóðè íà ñåâåðî-âîñòîêå äî Àëëàðå÷åíñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ íà þãî-çàïàäå. Òàêèì îáðàçîì, áûëè ñîçäàíû äâå ñîïîñòàâèìûå áàçû äàííûõ, âêëþ÷àþùèå îêîëî 1 600 îáðàçöîâ èç ñêâàæèíû è îêîëî 1 200 îáðàçöîâ ñ ïîâåðõíîñòè. Îíè ïîçâîëèëè ðåøèòü äâå çàäà÷è: ñôîðìóëèðîâàòü ãåîëîãè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ èíòåãðàëüíîé òðåõìåðíîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ è îñóùåñòâèòü ôîðìàëèçàöèþ è êîððåëÿöèþ ðàçðåçà ñêâàæèíû è îïîðíîãî ïðîôèëÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðíûõ òåõíîëîãèé. 7.3. ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÃÐÀÍÈ×ÅÍÈß ÒÐÅÕÌÅÐÍÎÉ ÈÍÒÅÃÐÀËÜÍÎÉ ÃÅÎÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÎÉ ÌÎÄÅËÈ ÐÅÃÈÎÍÀ Îãðàíè÷åíèÿ ìîäåëè ïî äàííûì Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû: 1.  èíòåðâàëå 6,8–12 êì ñêâàæèíà ïðîøëà ïî àðõåéñêèì ãíåéñàì, ìèãìàòèòàì è àìôèáîëèòàì, íå îáíàðóæèâ ïðåäïîëàãàåìîãî áàçàëüòîâîãî ñëîÿ äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû. 2. Íà êîíòàêòå ìåæäó àðõåéñêîé êîëüñêîé è ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèåé â ñêâàæèíå íå îáíàðóæåíî íè óãëîâîãî èëè ñòðóêòóðíîãî íåñîãëàñèÿ, íè ìåòàìîðôè÷åñêîãî ïåðåðûâà. È òå è äðóãèå ïîðîäû ìåòàìîðôèçîâàíû â óñëîâèÿõ àìôèáîëèòîâîé ôàöèè è èíòåíñèâíî ðàñëàíöîâàíû è ïåðåêðèñòàëëèçîâàíû. 3. Íà âñåì âñêðûòîì èíòåðâàëå (0–6,8 êì) ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ îáëàäàåò óñòîé÷èâûì ìîíîêëèíàëüíûì ïàäåíèåì è óäèâèòåëüíîé âûäåðæàííîñòüþ îñàäî÷íûõ ïîðîä, ðàçäåëÿþùèõ áîëåå ìîùíûå âóëêàíè÷åñêèå òîëùè. 4. Âàæíóþ ðîëü â ñòðóêòóðå ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè èãðàþò çîíû ðàññëàíöåâàíèÿ ñîãëàñíîãî òèïà. Îíè âîçíèêëè ñèíõðîííî ñ ïðîãðåññèâíûì ìåòàìîðôèçìîì, èíòåíñèâíîñòü êîòîðîãî ñ ãëóáèíîé âîçðàñòàåò îò ïðåíèò-ïóìïåëëèèòîâîé äî àìôèáîëèòîâîé ôàöèè. 5.  âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà ýòè çîíû ñêîíöåíòðèðîâàíû â Ïðîäóêòèâíîé òîëùå è ðàçâèâàþòñÿ íà êîíòàêòàõ ïîðîä ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà.  çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà è íèæå íåãî âëèÿíèå ëèòîëîãè÷åñêîãî ñîñòàâà ïîðîä îòõîäèò íà âòîðîé ïëàí, è âñå äåôîðìèðîâàííûå ïîðîäû îáëàäàþò ÷åòêîé àíèçîòðîïèåé â îòíîøåíèè òåêñòóð, ñòðóêòóð è óïðóãèõ ñâîéñòâ. 6.  èíòåðâàëå 6–11 êì ñëàíöåâàòûå àìôèáîëèòû, ãíåéñû è ìèãìàòèòû ðàññå÷åíû çîíàìè òðåùèíîâàòîñòè, äðîáëåíèÿ è êàòàêëàçà, êîòîðûå ñîïðîâîæäàþòñÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûì ðåãðåññèâíûì ìåòàìîðôèçìîì. 7. Âî âñåì âñêðûòîì äèàïàçîíå ãëóáèí äðåâíÿÿ êîíòèíåíòàëüíàÿ êîðà ñîäåðæèò ðóäíóþ ìèíåðàëèçàöèþ: ñóëüôèäíûå ìåäíî-íèêåëåâûå ðóäû â Ïðîäóêòèâíîé òîëùå, ãèäðîòåðìàëüíóþ æèëüíóþ ìèíåðàëèçàöèþ â íèçàõ ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè, æåëåçî-òèòàíîâîå, ìåäíî-íèêåëåâîå è äðóãîå îðóäåíåíèå â êîëüñêîé ñåðèè. 8. Íèêåëåíîñíûå îñíîâíûå-óëüòðàîñíîâíûå èíòðóçèâû è àññîöèèðîâàííûå ñ íèìè ñóëüôèäíûå ìåäíî-íèêåëåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ ãåíåòè÷åñêè ñâÿçàíû ñ íàèáîëåå ïîçäíèìè âóëêàíèòàìè ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè è âõîäÿò â åäèíûé âóëêàíî-ïëóòîíè÷åñêèé êîìïëåêñ. Îãðàíè÷åíèÿ ïî íàáëþäåíèÿì íà ïîâåðõíîñòè: 1. Ïî÷òè èçîìåòðè÷íàÿ Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà çàïîëíåíà äâóìÿ ðàçíîâîçðàñòíûìè âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè ñåâåðî- è þæíîïå÷åíãñêîé ñåðèÿìè. Äëÿ Ñåâåðíîãî êðûëà è ñîîòâåòñòâåííî ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè õàðàêòåðåí áàçàëüòîèäíûé âóëêàíèçì â èíòåðâàëå îò 2,4 äî 2,0 ìëðä ëåò, äëÿ Þæíîãî êðûëà è þæíîïå÷åíãñêîé ñåðèè – àíäåçèòîâûé âóëêàíèçì â äèàïàçîíå 1,9–1,7 ìëðä ëåò. 2. Âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íàÿ ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ âîçíèêëà íà êîíñîëèäèðîâàííîì è ðàçìûòîì êðèñòàëëè÷åñêîì ôóíäàìåíòå â óñëîâèÿõ ðèôòîãåíåçà è ïîñëåäóþùåãî äëèòåëüíî162
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
ãî ïðîãèáàíèÿ (2,35–2,0 ìëðä ëåò).  ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðå ðàéîíà îíà òåêòîíè÷åñêè ñîâìåùåíà ñ ïîðîäàìè þæíîãî êðûëà, à òå, â ñâîþ î÷åðåäü, ñ çîíîé ðåîìîðôè÷åñêèõ ãðàíèòíûõ êóïîëîâ. 3. Êðóïíûå ðàçëîìû ðàñ÷ëåíÿþò Ïå÷åíãñêèé ðàéîí íà ðÿä òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ, êîòîðûå ðàçëè÷àþòñÿ ïî ëèòîëîãè÷åñêîìó ñîñòàâó, èíòåíñèâíîñòè òåêòîíè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, ïëîòíîñòè è óïðóãîé àíèçîòðîïèè ïîðîä.  ýòèõ îãðàíè÷åíèÿõ ïîìèìî ñîáñòâåííûõ íàáëþäåíèé ó÷òåíû îáøèðíûå äàííûå ïðåäøåñòâóþùèõ ãåîëîãè÷åñêèõ ñúåìîê è ãåîõðîíîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. 7.4. ÊÎÐÐÅËßÖÈß È ÔÎÐÌÀËÈÇÀÖÈß ÐÀÇÐÅÇÀ ÑÊÂÀÆÈÍÛ ÑÃ-3 È ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÏÐÎÔÈËß ÍÀ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ Â êà÷åñòâå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ äëÿ ôîðìàëèçîâàííîãî îïèñàíèÿ ðàçðåçà áûëè âûáðàíû ïëîòíîñòü ïîðîä è êîýôôèöèåíò èõ àíèçîòðîïèè ïî óïðóãèì ñâîéñòâàì. Ïåðâûé ïàðàìåòð, â ñâÿçè ñ èçîõèìè÷åñêèì õàðàêòåðîì ìåòàìîðôèçìà, îòðàæàåò ëèòîëîãè÷åñêèé ñîñòàâ ïîðîä, âòîðîé – èíòåíñèâíîñòü òåêòîíè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, ñèíõðîííûõ ñ ïðîãðåññèâíûì ìåòàìîðôèçìîì ïîðîä ïðîòåðîçîéñêîãî êîìïëåêñà è ðåãðåññèâíûì ìåòàìîðôèçìîì àðõåéñêîãî êîìïëåêñà (Êàçàíñêèé è äð., 1985). Âåëè÷èíû ïëîòíîñòè (ã/ñì3) è êîýôôèöèåíòà àíèçîòðîïèè ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ óëüòðàçâóêîâûõ âîëí (AVp) áûëè îïðåäåëåíû â îäíèõ è òåõ æå îáðàçöàõ â ñòðóêòóðíî-ïåòðîôèçè÷åñêîé ëàáîðàòîðèè ãåîëîãè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ ïî ìåòîäèêå Â. È. Ñòàðîñòèíà (1979). Ïðåäâàðèòåëüíî ýòà ìåòîäèêà áûëà îïðîáîâàíà è óñîâåðøåíñòâîâàíà íà ïðèìåðå äîêåìáðèéñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ òîëù ×óïèíî-Ëîóõñêîãî ðàéîíà â Ñåâåðíîé Êàðåëèè (Ëîáàíîâ è äð., 1982). Îáúåìíóþ àíèçîòðîïèþ ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ âîëí èññëåäîâàëè íà îðèåíòèðîâàííûõ ïëîñêîïàðàëëåëüíûõ íàñûùåííûõ âîäîé ïëàñòèíàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì óëüòðàçâóêîâîãî èçëó÷àòåëÿ Ð5-5 è òåîäîëèòíîé ïðèñòàâêè. Êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè (AVp) âû÷èñëÿëñÿ êàê îòíîøåíèå ìàêñèìàëüíûõ çíà÷åíèé Vp ê ìèíèìàëüíûì. Âñå ïàðàìåòðû ðàññ÷èòûâàëèñü íà ÝÂÌ ïî ñïåöèàëüíî ñîñòàâëåííûì ïðîãðàììàì. Ðåçóëüòàòû ÷àñòíûõ èçìåðåíèé áûëè ñóììèðîâàíû ïî òèïàì ïîðîä è çàòåì ìåòîäîì ñðåäíåãî âçâåøåííîãî âû÷èñëåíû äëÿ ôîðìàëèçîâàííûõ ýëåìåíòîâ ðàçðåçà ñêâàæèíû è òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ, âûäåëåííûõ íà ïîâåðõíîñòè. Ïðè ïîñòðîåíèè ìîäåëè ðàçðåç ïå÷åíãñêîé ñåðèè â ñêâàæèíå ðàçäåëåí íà òðè ôîðìàëèçîâàííûõ ýëåìåíòà: âåðõíèé îòâå÷àåò ìåòàâóëêàíèòàì ñâèòû ïèëüãóÿðâè, ñðåäíèé – ïðîäóêòèâíîé òîëùå è íèæíèé – îñòàëüíûì ñâèòàì ïå÷åíãñêîé ñåðèè. Ðàçðåç êîëüñêîé ñåðèè ðàññìàòðèâàåòñÿ â êà÷åñòâå ÷åòâåðòîãî ýëåìåíòà. Ïî ðåçóëüòàòàì ÷àñòíûõ èçìåðåíèé âû÷èñëåíû ñðåäíèå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè è AVp ïî òèïàì ïîðîä, à çàòåì ïî ñâèòàì è ýëåìåíòàì. Îòäåëüíî âûäåëåíà çîíà Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà, èãðàþùåãî âàæíóþ ðîëü â òåêòîíèêå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû (ðèñ. 7.3). Íà ôîðìàëèçîâàííîì ðàçðåçå õîðîøî âèäíà ðåçêàÿ ðàçíèöà ðàííåïðîòåðîçîéñêîãî è àðõåéñêîãî êîìïëåêñîâ ïîðîä ïî èõ ïëîòíîñòè (ò. å. ëèòîëîãè÷åñêîìó ñîñòàâó) è îáùåå âîçðàñòàíèå èíòåíñèâíîñòè ðàññëàíöåâàíèÿ ïîðîä ñ ãëóáèíîé, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò âåëè÷èíû AVp. Îäíàêî ýòè âàðèàöèè íîñÿò íå ëèíåéíûé, à áîëåå ñëîæíûé õàðàêòåð. Íàèáîëåå ðåçêîå óâåëè÷åíèå àíèçîòðîïèè ïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä óñòàíîâëåíî â çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà. Ìåòàáàçàëüòû ñâèòû êîëîñéîêè â ñâîèõ âåðõíåé è ñðåäíåé ÷àñòÿõ ïî÷òè íå äåôîðìèðîâàíû è ñîõðàíÿþò ðåëèêòîâûå ìàññèâíûå è øàðîâûå òåêñòóðû. Ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê ðàçëîìó â ìåòàáàçàëüòàõ ïîÿâëÿþòñÿ íåÿñíî ñëàíöåâàòûå ðàçíîñòè, êîòîðûå â ñâîþ î÷åðåäü ñìåíÿþòñÿ ñòðóé÷àòûìè è î÷êîâî-ñëàíöåâàòûìè áëàñòîìèëîíèòàìè è áëàñòîêàòàêëàçèòàìè. Ãëóáèíà 4 340 ì ñëóæèò òåì ðóáåæîì, íèæå êîòîðîãî âñå âóëêàíîãåííûå è îñàäî÷íûå ïîðîäû èíòåíñèâíî ðàññëàíöîâàíû è ïåðåêðèñòàëëèçîâàíû. Ñîñòàâ è ïàðàãåíåçèñû ìèíåðàëîâ ýòèõ òåêòîíèòîâ ñîîòâåòñòâóþò ïîëîæåíèþ Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà â âåðòèêàëüíîé ìåòàìîðôè÷åñêîé çîíàëüíîñòè. Êîýôôèöèåíò AVp â çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà óâåëè÷èâàåòñÿ îò 1,06 äî 1,37. Íèæå ïî ðàçðåçó ñëàíöåâàòûå ìåòàáàçàëüòû è ìåòààíäåçèòû ñâèò êóýòñÿðâè è àëìàëàõòè òàêæå õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè AVp (îò 1,22 äî 1,25), êîòîðûå òèïè÷íû è äëÿ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà. 163
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.3. Ðàçðåç Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû: Ñâèòû ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè (pilg – ïèëüãóÿðâè, kol – êîëîñéîêè, kuet – êóýòñÿðâè, ahm – àõìàëàõòè), AVp – êîýôôèöèåíò îáúåìíîé àíèçîòðîïèè ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ âîëí. 1 – ìåòàáàçàëüòû è ïèêðèòû (IV-â – ñâèòû ïèëüãóÿðâè), 2 – ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû ïðîäóêòèâíîé òîëùè (IV-î – ñâèòû ïèëüãóÿðâè), 3 – îñíîâíûå èíòðóçèâû, 4 – íèêåëåíîñíûå îñíîâíûå-óëüòðàîñíîâíûå èíòðóçèâû, 5 – ìåòàáàçàëüòû (III-â – ñâèòû êîëîñéîêè), 6 – ìåòàáàçàëüòû è ìåòàòðàõèáàçàëüòû (II-â – ñâèòû êóýòñÿðâè), 7 – ìåòààíäåçèòû è ìåòààíäåçèòî-áàçàëüòû (I-â – ñâèòû àõìàëàõòè), 8 – ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû (III-î – êîëîñéîêè, II-î – êóýòñÿðâè, I-o – àõìàëàõòè), 9 – ãíåéñû è ìèãìàòèòû, 10 – àìôèáîëèòû (âíå ìàñøòàáà), 11 – Ëó÷ëîìïîëüñêèé ðàçëîì (Ë), 12 – êðèñòàëëè÷åñêè-ñëàíöåâàòûå ïîðîäû è ìèãìàòèòû êîëüñêîé ñåðèè, 13–16 – òåêñòóðû ïîðîä: 13 – ìàññèâíûå è øàðîâûå ðåëèêòîâûå, 14 – ñëîèñòî-ñëàíöåâàòûå, 15 – êðèñòàëëè÷åñêè-ñëàíöåâàòûå, 16 – êàòàêëàñòè÷åñêèå; 17–21 – ôàöèè ìåòàìîðôèçìà: 17 – ïðåíèò-ïóìïåëëèèòîâàÿ, 18 – çåëåíîñëàíöåâàÿ, 19 – ýïèäîò-àìôèáîëèòîâàÿ, 20 – àìôèáîëèòîâàÿ, 21 – çåëåíîñëàíöåâàÿ ðåãðåññèâíàÿ, 22 – ìåñòà îòáîðà îáðàçöîâ àðõåéñêèõ ïîðîä, 23 – íîìåðà îáðàçöîâ (Ê-8658, Ê-8802, Ê-9002 – ãíåéñû, Ê-8933, Ê-11262, Ê-11345 – àìôèáîëèòû), äëÿ êîððåëÿöèè àðõåéñêèõ ïîðîä èç ñêâàæèíû è ñ ïîâåðõíîñòè (Ëîáàíîâ è äð., 2002) 164
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Áëàãîäàðÿ ìîíîêëèíàëüíîìó çàëåãàíèþ ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè è îäíîçíà÷íîé óâÿçêå ñëàãàþùèõ åå ñâèò áûëî âûïîëíåíî ñðàâíåíèå ïàðàìåòðîâ ïëîòíîñòè è AVp â ðàçðåçå ñêâàæèíû è íà ïîâåðõíîñòè. Ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ îêàçàëèñü ïîëîæèòåëüíûìè (òàáë. 7.1). Ïðàâäà, â çîíå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà íà ïîâåðõíîñòè áûëè çàôèêñèðîâàíû ìåíüøèå çíà÷åíèÿ ÀVp, ÷åì â ñêâàæèíå. Êðîìå òîãî, íà ïîâåðõíîñòè áûëè îïðåäåëåíû çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè è AVp â ïîðîäàõ Þæíîãî êðûëà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû (òàáë. 7.2) è â òåêòîíè÷åñêèõ áëîêàõ àðõåéñêîãî ôóíäàìåíòà ê ñåâåðó îò Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû (òàáë. 7.3). Êàê ñëåäóåò èç òàáë. 7.2, ïîðîäû Þæíîãî êðûëà âûäåëÿþòñÿ ìàêñèìàëüíîé àíèçîòðîïèåé óïðóãèõ ñâîéñòâ. Àðõåéñêèé êîìïëåêñ, íàîáîðîò, ñëàáåå äèôôåðåíöèðîâàí ïî ïàðàìåòðàì ïëîòíîñòè è AVp, ÷åì Ñåâåðíîå, è òåì áîëåå Þæíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Òàáëèöà 7.1. Ïåòðîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïðîòåðîçîéñêèõ è àðõåéñêèõ ïîðîä èç ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3) è îïîðíîãî ïðîôèëÿ íà ïîâåðõíîñòè (ñðåäíåâçâåøåííûå çíà÷åíèÿ) Ñâèòû Ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ (PR1) Ïèëüãóÿðâè
Òîëùè IV-â IV-î III-â
Êîëîñéîêè III-î II-â Êóýòñÿðâè II-î I-â Àõìàëàõòè I-î Êîëüñêàÿ ñåðèÿ (AR)
Ãíåéñû àìôèáîëèòû ìèãìàòèòû
Ìåñòà îòáîðà îáðàçöîâ
Èíòåðâàë ãëóáèíû, ì
ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü
0–1 059
ÑÃ-3 Ïîâåðõíîñòü
1 059–2 805 2 805–4 616 4 616–4 884 4 884–5 619 5 619–5 717 5 717–6 823 6 823–6 835 6 835–12 262
Êîë-âî Ïëîòíîñòü, Ïîðèñòîñòü, % îáðàçöîâ ã/ñì3
Vp, êì/ñ
Vs, êì/ñ
AVp
202 240 242 780 203 115 108 72 135 84 48 69 172 104 18 22
3,02 2,98 2,90 2,84 3,01 2,97 2,80 2,81 2,87 2,85 2,77 2,75 2,85 2,82 2,68 2,69
0,43 0,37 0,45 0,83 0,35 0,74 0,54 1,23 0,58 0,56 0,66 0,45 0,78 0,52 0,82 0,89
6,43 6,55 6,01 6,05 6,44 6,22 5,47 6,12 5,75 6,00 5,61 6,12 5,83 5,99 5,69 5,45
3,56 3,77 3,39 3,12 3,66 3,50 3,12 3,43 3,24 3,43 3,03 3,37 3,15 3,39 3,10 3,15
1,08 1,16 1,18 1,19 1,10 1,16 1,30 1,21 1,22 1,15 1,23 1,15 1,22 1,16 1,23 1,20
472 914
2,76 2,73
1,06 0,84
5,34 5,69
2,71 3,22
1,25 1,16
Òàáëèöà 7.2. Ïåòðîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïðîòåðîçîéñêèõ è àðõåéñêèõ ïîðîä Þæíîãî êðûëà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ïî îïîðíîìó ïðîôèëþ íà ïîâåðõíîñòè (ñðåäíåâçâåøåííûå çíà÷åíèÿ) Áëîêè ñåðèè ïîðîä Ïîðüèòàøñêèé ðàçëîì Ïîðîÿðâèíñêèé þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ (PR1) Òîëïüâûäñêèé, ðåîìîðôè÷åñêèå ãðàíèòû (PR1) Òóíäðîâûé òóíäðîâàÿ ñåðèÿ (AR-PR) Àëëàðå÷åíñêèé êîëüñêàÿ ñåðèÿ (AR)
Êîë-âî îáðàçöîâ 152
Ïëîòíîñòü, ã/ñì3 2,76
Ïîðèñòîñòü, % 0,71
Vp, êì/ñ 6,03
Vs, êì/ñ 3,46
125
2,81
0,79
5,97
3,40
1,24
64
2,76
0,76
5,85
3,29
1,20
78
2,92
0,75
6,05
3,29
1,16
159
2,77
0,82
5,77
3,00
1,16
AVp 1,26
Òàáëèöà 7.3. Ïåòðîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû àðõåéñêèõ ïîðîä òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ ñåâåðíîãî îáðàìëåíèÿ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû ïî îïîðíîìó ïðîôèëþ íà ïîâåðõíîñòè (ñðåäíåâçâåøåííûå çíà÷åíèÿ) Áëîêè ñåðèè ïîðîä Ìóðìàíñêèé Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ çîíà ðàçëîìîâ Ëèèíàõàìàðñêèé Íÿñþêñêî-Òèòîâñêèé Çàïàäíî-Íÿñþêñêèé
Êîë-âî îáðàçöîâ 55 68 156 53 150
Ïëîòíîñòü, ã/ñì3 2,67 2,70 2,73 2,74 2,68
Ïîðèñòîñòü, % 0,63 0,73 0,89 0,77 0,75
Vp, êì/ñ 5,83 6,01 5,69 5,70 5,70
Vs, êì/ñ 3,23 3,34 3,20 3,27 3,23
AVp AVp 1,15 1,22 1,16 1,16 1,15
165
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
7.5. ÈÍÒÅÃÐÀËÜÍÀß ÒÐÅÕÌÅÐÍÀß ÃÅÎÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÐÀÉÎÍÀ ÄÎ ÃËÓÁÈÍÛ 15 ÊÌ Ïåðå÷èñëåííûå âûøå ãåîëîãè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ îáúåìíîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà è ñâåäåíèÿ î âàðèàöèÿõ ïëîòíîñòè è àíèçîòðîïèè ïîðîä â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû è íà ïîâåðõíîñòè ñíà÷àëà áûëè èñïîëüçîâàíû äëÿ îöåíêè àëüòåðíàòèâíûõ ìîäåëåé, à çàòåì äëÿ ïîñòðîåíèÿ èíòåãðàëüíîé òðåõìåðíîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè äî ãëóáèíû 15 êì.  êà÷åñòâå îñíîâíîãî ñïîñîáà îöåíêè àëüòåðíàòèâíûõ ìîäåëåé áûëî âûáðàíî ñîïîñòàâëåíèå ôàêòè÷åñêîãî è ðàñ÷åòíûõ ãðàâèìåòðè÷åñêèõ ïðîôèëåé ïî ðàçðåçó, ïðîõîäÿùåìó ÷åðåç ñêâàæèíó ÑÃ-3 (ðèñ. 7.2, á). Ðàñ÷åòíûå êðèâûå îïðåäåëÿëèñü íà ÝÂÌ èñõîäÿ èç ôîðìû è ðàçìåðîâ áëîêîâ ðàçíûõ ïîðîä ñîãëàñíî òîé èëè èíîé ìîäåëè è ôàêòè÷åñêèì äàííûì î ïëîòíîñòÿõ ýòèõ ïîðîä. Äðóãèìè ñëîâàìè, ðåøàëàñü îáðàòíàÿ çàäà÷à èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è ïîäáîðà ïîëÿ îò îáúåêòîâ ñ èçâåñòíûìè ïàðàìåòðàìè.  èíòåãðàëüíîé ìîäåëè ôàêòè÷åñêèé è ðàñ÷åòíûé ãðàâèìåòðè÷åñêèå ïðîôèëè ïîëíîñòüþ ñîâïàäàþò äðóã ñ äðóãîì. Îäíèì èç âàæíûõ ðåçóëüòàòîâ ðàçðàáîòêè èíòåãðàëüíîé ìîäåëè ÿâëÿåòñÿ âûâîä î ðàñïðîñòðàíåíèè ïîðîä Ñåâåðíîãî êðûëà èëè ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè íà ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøóþ ãëóáèíó, íå ïðåâûøàþùóþ 10–12 êì îò ñîâðåìåííîé äíåâíîé ïîâåðõíîñòè (ðèñ. 7.4). Òî æå ñàìîå îòíîñèòñÿ ê ïîðîäàì Þæíîãî êðûëà èëè þæíîïå÷åíãñêîé ñåðèè. Ðàñ÷åòû íà ÝÂÌ ïëîòíîñòíûõ ìîäåëåé ñâèäåòåëüñòâóþò òàêæå îá îòñóòñòâèè â îñåâîé ÷àñòè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû êðóïíûõ ïîäâîäÿùèõ êàíàëîâ, çàïîëíåííûõ îñíîâíûìè è óëüòðàîñíîâíûìè ïîðîäàìè. Âàðèàöèè êîýôôèöèåíòà àíèçîòðîïèè ïîðîä â ïîïåðå÷íîì ðàçðåçå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû äîêàçûâàþò, ÷òî Þæíîå êðûëî äåôîðìèðîâàíî ñèëüíåå Ñåâåðíîãî êðûëà. Íàèáîëåå íàïðÿæåííûå òåêòîíè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ èñïûòàëè ïîðîäû, ïðèìûêàþùèå ê Ïîðüèòàøñêîìó ðàçëîìó. Íà Ñåâåðíîì êðûëå ñèíìåòàìîðôè÷åñêîå ðàññëàíöåâàíèå ïîðîä íàèáîëåå ÷åòêî ïðîÿâëåíî â íèçàõ ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè è â Ïðîäóêòèâíîé òîëùå. Ñóäÿ ïî ðàñïðåäåëåíèþ ïëîòíîñòåé ãîðíûõ ïîðîä, ìàêñèìàëüíàÿ ãëóáèíà çàëåãàíèÿ íèæíåãî êîíòàêòà Ïðîäóêòèâíîé òîëùè íå ïðåâûøàåò 5–6 êì. Åå þæíàÿ ãðàíèöà ðàñïðîñòðàíåíèÿ îãðàíè÷åíà Ïîðüèòàøñêèì ðàçëîìîì. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî îòäåëüíûå áëîêè ïîðîä ïðîäóêòèâíîé òîëùè ìåæäó Ïîðüèòàøñêèì ðàçëîìîì è âûõîäàìè òîëùè ïðèïîäíÿòû áëèæå ê ïîâåðõíîñòè. Ïðåäëàãàåìàÿ èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðàêòóåò Ïå÷åíãñêèé ðóäíûé ðàéîí êàê ãîðèçîíòàëüíîå ñå÷åíèå ìàíòèéíîé ðóäîîáðàçóþùåé ñèñòåìû öåíòðàëüíîãî òèïà. Ìîäåëü õàðàêòåðèçóåò Ñåâåðíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû êàê ôðàãìåíò âóëêàíè÷åñêîé êàëüäåðû, îñëîæíåííîé ñîãëàñíûìè çîíàìè ðàññëàíöåâàíèÿ, à åå Þæíîå êðûëî – êàê êîìáèíàöèþ ÷åøóé÷àòîé ìîíîêëèíàëè ñ ðåîìîðôè÷åñêèìè ãðàíèòíûìè êóïîëàìè. Ôîðìèðîâàíèþ ðóäîîáðàçóþùåé ñèñòåìû ïðåäøåñòâîâàë ðèôòîãåíåç äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû. Ìîäåëü ó÷èòûâàåò ãåíåòè÷åñêóþ ñâÿçü ìåæäó ðàííåïðîòåðîçîéñêèì áàçàëüòîèäíûì âóëêàíèçìîì è íèêåëåíîñíûìè îñíîâíûìè-óëüòðàîñíîâíûìè èíòðóçèâàìè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî îñíîâíûå è áîëåå ìîëîäûå ñðåäíèå âóëêàíèòû çàïîëíèëè äâå âóëêàíî-òåêòîíè÷åñêèå äåïðåññèè, ñîïðÿæåííûå ñ ìîùíîé çîíîé ðàçëîìîâ ñåâåðî-çàïàäíîãî ïðîñòèðàíèÿ. Ïîçäíåå âóëêàíî-òåêòîíè÷åñêèå äåïðåññèè ïîäâåðãëèñü èíòåíñèâíîìó ñæàòèþ è ðåãèîíàëüíîìó ìåòàìîðôèçìó, êîòîðûå èçìåíèëè òàêæå ïîðîäû ôóíäàìåíòà. È, íàêîíåö, åùå ïîçäíåå â îáñòàíîâêå ðàñòÿæåíèÿ âîçíèêëè êðóòîïàäàþùèå çîíû êàòàêëàçà è ðåãðåññèâíûõ èçìåíåíèé. 7.6. ÌÅÒÀËËÎÃÅÍÈ×ÅÑÊÀß ÝÂÎËÞÖÈß ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÃÎ ÐÓÄÍÎÃÎ ÐÀÉÎÍÀ  ÒÅ×ÅÍÈÅ ÊÀÐÅËÜÑÊÎÃÎ ÖÈÊËÀ Ñîãëàñíî îïèñàííîé âûøå ìîäåëè ìåòàëëîãåíèþ ãëàâíîãî êàðåëüñêîãî öèêëà èëè ýïîõè â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå îïðåäåëÿþò ìåñòîðîæäåíèÿ è ðóäîïðîÿâëåíèÿ Ni, Cu, ÝÏà è U, ÷åðåäîâàíèå îáñòàíîâîê ñæàòèÿ è ðàñòÿæåíèÿ è ïàðàëëåëüíîå ðàçâèòèå áàçàëüòîèäíîãî è ãðàíèòîèäíîãî ìàãìàòèçìà. Ñîîòâåòñòâåííî èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà â òå÷åíèå êàðåëüñêîãî öèêëà ïîäðàçäåëåíà íà ÷åòûðå ýòàïà: ïðåäðèôòîãåííûé, ðèôòîãåííûé, êîëëèçèîííûé è ïîñòêîëëèçèîííûé (Êàçàíñêèé, 1997). Ãåîòåêòîíè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà âíåäðåíèÿ ðàññëîåííûõ ìàôèò-óëüòðàìàôèòîâûõ èíòðóçèé íåäîñòàòî÷íî ÿñíà, è îíè îòíåñåíû ê ïðåäðèôòîãåííîìó ýòàïó ñ èçâåñòíîé äîëåé óñëîâíîñòè. 166
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.4. Ôðàãìåíò îáúåìíîé ãåîëîãè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà â ñîïîñòàâëåíèè ñ ñåéñìè÷åñêèì ðàçðåçîì ïî ïðîôèëþ ÊÎËÀ ÎÃÒ-92: 1–2 – Þæíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ: 1 – ìåòàáàçàëüòû è ñëàíöû; 2 – ìåòààíäåçèòû; 3–6 – Ñåâåðíîå êðûëî Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ: 3 – ìåòàâóëêàíèòû ñâèòû ïèëüãóÿðâè, 4 – ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû ïðîäóêòèâíîé òîëùè, 5 – íèêåëåíîñíûå ãàááðî-âåðëèòîâûå èíòðóçèè, 6 – ìåòàâóëêàíîãåííûå è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû ñâèòû êîëîñéîêè; 7 – ìåòàâóëêàíîãåííûå è ìåòàîñàäî÷íûå ïîðîäû ñâèò êóýòñÿðâè è àëìàëàõòè; 8 – ïðîòåðîçîéñêèå ðåîìîðôè÷åñêèå ãðàíèòîèäû; 9 – àðõåéñêàÿ êîëüñêàÿ ñåðèÿ; 10 – ðàçëîìû (öèôðû â êðóæêàõ: 1 – Ïîðüèòàøñêèé, 2 – Ëóîòòíèíñêèé, 3 – Ëó÷ëîìïîëüñêèé); 11 – ðàññëàíöåâàííûå ïîðîäû; 12 – íàêëîííûå îòðàæàþùèå ïëîùàäêè
 îòëè÷èå îò ìàññèâîâ â îáðàìëåíèè Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíû, íèêåëåíîñíûé è ïëàòèíîíîñíûé ìàññèâ ãîðû Ãåíåðàëüñêîé ñëîæåí ãàááðîíîðèòàìè ïðè ðåçêî ïîä÷èíåííîé ðîëè îëèâèíïëàãèîêëàçîâûõ êóìóëÿòîâ è â ñîñòàâå åãî ïëàòèíîèäíîé ìàëîñóëüôèäíîé ìèíåðàëèçàöèè øèðîêî ðàçâèòû ñóëüôîàðñåíèäû (Ãðîõîâñêàÿ è äð., 1996).  ìàññèâå ãîðû Ãåíåðàëüñêîé ðóäîíîñíûå òàêñèòîâûå è ïîéêèëèòîâûå ïîðîäû ïðåäñòàâëåíû íåðàâíîâåñíûìè ïàðàãåíåçèñàìè è îáîãàùåíû ôëþèäîñîäåðæàùèìè ìèíåðàëàìè. Âåñüìà ñîâåðøåííîå ôðàêöèîíèðîâàíèå ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ è îáîãàùåíèå ðóä òÿæåëûìè è ðåäêèìè ÝÏà óêàçûâàþò íà ñóùåñòâîâàíèå ñïðåäèíãîâîãî öåíòðà, ðàñïîëîãàâøåãîñÿ, âåðîÿòíî, íàä ãîðÿ÷åé òî÷êîé èëè ìàíòèéíûì ïëþìîì. Âîçðàñò ìàññèâà ïî äàííûì U-Pb ìåòîäà ðàâåí 2 496 + 10 ìëí ëåò (Áàÿíîâà è äð., 2004). Î÷åíü áëèçêèå âîçðàñòíûå äàòèðîâêè â 2 483 + 26 ìëí ëåò ïîëó÷åíû äëÿ ãðàíèòîèäíîãî ìàññèâà Íàéäåí (Levchenkov et al, 1995). 167
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Íà÷àëî ðèôòîãåííîãî ýòàïà â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå ôèêñèðóåòñÿ ïî ðåãîëèòó, êîíãëîìåðàòàì è âóëêàíîãåííûì ïåñ÷àíèêàì, êîòîðûå ðàñïîëàãàþòñÿ â îñíîâàíèè ïå÷åíãñêîé ñåðèè. Êîíãëîìåðàòû ñîäåðæàò îáëîìêè ïîðîä íå òîëüêî àðõåéñêîé êîëüñêîé ñåðèè, íî òàêæå ãàááðîíîðèòîâ ãîðû Ãåíåðàëüñêîé (Áàêóøêèí, Àõìåäîâ, 1975). Êîíãëîìåðàòû, ïåñ÷àíèêè è ðåãîëèò ñ ïåðåðûâàìè ïðîñëåæåíû â íåíàðóøåííîì çàëåãàíèè âäîëü ñåâåðíîé è âîñòî÷íîé ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû è ïîÿñà Ïàñâèê-Ïîëìàñ, ÷òî äîêàçûâàåò îòñóòñòâèå ñêîëüêî-íèáóäü çíà÷èòåëüíûõ ïåðåìåùåíèé ïî êîíòàêòó ìåæäó êîëüñêîé è ïå÷åíãñêîé ñåðèÿìè (Melezhik, Sturt, 1994). Ââåðõ ïî ðàçðåçó ïå÷åíãñêîé ñåðèè ñîñòàâ âóëêàíèòîâ èçìåíÿåòñÿ îò àíäåçèòîáàçàëüòîâ è òðàõèàíäåçèòîâ äî áàçàëüòîâ, àíäåçèòîáàçàëüòîâ è òðàõèàíäåçèòîâ äî áàçàëüòîâ è ôåððîïèêðèòîâ, ÷òî õîðîøî âèäíî íà êðèâîé ïëîòíîñòè ïîðîä (ñì. ðèñ. 7.3). Ïî äàííûì Rb/Sr èçîõðîííîãî è U/Rb ïî öèðêîíàì ìåòîäîâ âóëêàíèòû ñâèòû àõìàëàõòè èìåþò âîçðàñò 2 338 + 30 ìëí ëåò, ñâèòû êóýòñúÿðâè 2 280 + 80 ìëí ëåò, ñâèòû êîëîñéîêè – 2 130 + 52 ìëí ëåò è ñâèòû ïèëüãóÿðâè – 1 987 + 5 è 1 952 + 8 ìëí ëåò (Ñêóôüèí, 1993; Áàÿíîâà è äð., 2004). Ñ ôåððîïèêðèòàìè ñâèòû ïèëüãóÿðâè âî âðåìåíè è ãåíåòè÷åñêè ñâÿçàíû íèêåëåíîñíûå ãàááðî-âåðëèòîâûå èíòðóçèè, èìåþùèå âîçðàñò îêîëî 1 990 ìëí ëåò (Ñìîëüêèí, 1992; Hanski, 1992). Ñóäÿ ïî ñîîòíîøåíèÿì 87Sr/86Sr, äàííûå âóëêàíèòû îáíàðóæèâàþò ïðèçíàêè êîíòàìèíàöèè ìàíòèéíûõ ðàñïëàâîâ ñèàëè÷åñêèì ìàòåðèàëîì, â òî âðåìÿ êàê ôåððîïèêðèòû è ãàááðî-âåðëèòîâûå èíòðóçèè àññîöèèðóþòñÿ ñ ãëóáèííûìè ìàíòèéíûìè èñòî÷íèêàìè. Ïðîõîäêà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû äîêàçàëà âûäåðæàííîñòü ñóëüôèäíîãî ìåäíî-íèêåëåâîãî îðóäåíåíèÿ ïî ïàäåíèþ íà 2,5 êì. Ñîãëàñíî èíòåãðàëüíîé ìîäåëè ýòî îáúÿñíÿåòñÿ èñõîäíûì ãîðèçîíòàëüíûì çàëåãàíèåì íèêåëåíîñíûõ ãàááðî-âåðëèòîâûõ ñèëëîâ è èõ ìåòàìîðôèçìîì â îáñòàíîâêå ñæàòèÿ è ÷åøóé÷àòûõ ïåðåìåùåíèé òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ.  ãåíåòè÷åñêîì ïëàíå èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü ñâÿçûâàåò ôîðìèðîâàíèå ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ìåñòîðîæäåíèé Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ ñ ýâîëþöèåé ìàíòèéíîé âóëêàíî-ïëóòîíîãåííîé ðóäîîáðàçóþùåé ñèñòåìû öåíòðàëüíîãî òèïà. Ïðååìñòâåííîñòü ìåæäó ðóäîíîñíûì ìàññèâîì ãîðû Ãåíåðàëüñêîé è íèêåëåíîñíûìè ãàááðî-âåðëèòîâûìè èíòðóçèÿìè äîêàçûâàåòñÿ íå òîëüêî ïåòðîëîãè÷åñêèìè è èçîòîïíî-ãåîõèìè÷åñêèìè äàííûìè, íî òàêæå ïðèñóòñòâèåì â ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóäàõ Ïå÷åíãè íåáîëüøèõ êîíöåíòðàöèé ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â âèäå ñóëüôîàðñåíèäîâ (Äèñòëåð è äð., 1989). Âîçðàñòíûå äàòèðîâêè ãàááðî-âåðëèòîâûõ èíòðóçèé ïî÷òè èäåíòè÷íû òàêîâûì äëÿ ðåîìîðôè÷åñêèõ ãðàíèòîèäíûõ êóïîëîâ â þãî-çàïàäíîì îáðàìëåíèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Âîçðàñò ãðàíèòîèäîâ Êàñêåëüÿâðñêîãî êóïîëà ñ ïîìîùüþ Pb/Pb ìåòîäà ïî öèðêîíàì îïðåäåëåí â 1 940 + 40 ìëí ëåò. Êóïîëà èìåþò èçîìåòðè÷íóþ ôîðìó, îêðóæåíû îðåîëàìè ìèãìàòèòîâ, è ñëàãàþùèå èõ ïîðîäû âàðüèðóþò ïî ñîñòàâó îò äèîðèòîâ äî ïëàãèîãðàíèòîâ (Âåòðèí è äð., 1987; Ïóøêàðåâ, 1990). Êàê óæå îòìå÷àëîñü, ãðàíèòîèäíûå êóïîëà íàäâèíóòû ñ þãî-çàïàäà íà ðàññëàíöîâàííûå ìåòàîñàäî÷íûå è ìåòàâóëêàíîãåííûå ïîðîäû þæíîïå÷åíãñêîé ñåðèè. Ãåîòåêòîíè÷åñêàÿ ïðèðîäà ýòîé ñåðèè îñòàåòñÿ ïðåäìåòîì ýíåðãè÷íûõ äèñêóññèé. Îáñóæäåíèå èõ âûõîäèò çà ðàìêè íàñòîÿùåé ñòàòüè. Ïîä÷åðêíåì ëèøü äâà îáñòîÿòåëüñòâà. Âî-ïåðâûõ, þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ èìååò áîëåå ìîëîäîé âîçðàñò (1,9–1,8 ìëðä ëåò), ÷åì ñîáñòâåííî ïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ, è âìåñòå ñ òåì â íåé ðàçâèòû áàçàëüòû è ïèêðèòû. Ïîñëåäíèå, îäíàêî, îòëè÷àþòñÿ îò ôåððîïèêðèòîâ ñâèòû ïèëüãóÿðâè ñòåïåíüþ äèôôåðåíöèàöèè è ñïåêòðàìè ÐÇÝ (Ñìîëüêèí, Ñêóôüèí, 1995). Âî-âòîðûõ, â þæíîïå÷åíãñêîé ñåðèè øèðîêèì ðàñïðîñòðàíåíèåì ïîëüçóþòñÿ ëàâû è èíòðóçèâíûå òåëà àíäåçèòîâ, êîòîðûå ïî ïåòðîõèìè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì è âîçðàñòó áëèçêè ê äàéêàì è øòîêàì äèîðèòîâ ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà (ËÀÊ) (Âåòðèí è äð., 1975).  ïîðîäàõ Þæíîãî êðûëà, êàê è â Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíå, çàôèêñèðîâàíà çîëîòîðóäíàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ â ñàìîðîäíîé ôîðìå. Îäíàêî ìàñøòàáû åå íåÿñíû (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998). Èíòåíñèâíîå ñæàòèå, ÷åøóé÷àòûå ïåðåìåùåíèÿ òåêòîíè÷åñêèõ áëîêîâ, â òîì ÷èñëå ñîðâàííûõ ãðàíèòîèäíûõ êóïîëîâ, ìàññîâîå ðàññëàíöåâàíèå è çîíàëüíûé ìåòàìîðôèçì ïðîòåðîçîéñêèõ âóëêàíîãåííûõ è îñàäî÷íûõ ïîðîä, ãàááðî-âåðëèòîâûõ èíòðóçèé è ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä, à òàêæå ðåìîáèëèçàöèÿ ýòèõ ðóä îòâå÷àþò êîëëèçèîííîìó ýòàïó ðàçâèòèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. Ýòîò ýòàï áûë íåïðîäîëæèòåëüíûì, è åãî âîçðàñòíûå ðàìêè òî÷íî íå îïðåäåëåíû. Íî îí ñûãðàë î÷åíü âàæíóþ ðîëü, ïðåîáðàçîâàâ ðàíåå âîçíèêøèå âóëêàíî-òåêòîíè÷åñêèå äåïðåññèè â øîâíóþ. Ñðåäíåïðîòåðîçîéñêèå òåêòîíè÷åñêèå äâèæåíèÿ è ìåòàìîðôèçì îêàçàëè ìîùíîå âîçäåéñòâèå è íà êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò òîò 168
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
ôàêò, ÷òî è íà ïîâåðõíîñòè, è â ðàçðåçå ñêâàæèíû ÑÃ-3 íàáëþäàåòñÿ àíàëîãè÷íàÿ ìåòàìîðôè÷åñêàÿ çîíàëüíîñòü â äèàïàçîíå îò ïðåíèò-ïóìïåëëåèèòîâîé äî àìôèáîëèòîâîé ôàöèè, êîòîðàÿ íàëîæåíà è íà ðàííåïðîòåðîçîéñêèå, è íà àðõåéñêèå ïîðîäû (Ãëàãîëåâ è äð., 1983). Òåêòîíè÷åñêèå äâèæåíèÿ êîëëèçèîííîãî ýòàïà íàèáîëåå èíòåíñèâíî ïðîÿâèëèñü â Þæíîì êðûëå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Îêîí÷àíèå êîëëèçèîííîãî ýòàïà ôèêñèðóåòñÿ ïî ïåðåñå÷åíèþ ðàññëàíöîâàííûõ è ìåòàìîðôèçîâàííûõ ïîðîä ïîÿñà Ïàñâèê-Ïîëìàñ ãðàíèòíûì ìàññèâîì Âàéíîñïàà, êîòîðûé èìååò âîçðàñò îêîëî 1,8 ìëðä ëåò (Haapala et al., 1987). Íà ïîñòêîëëèçèîííîì ýòàïå ðåæèì ñæàòèÿ ñìåíèëñÿ ðåæèìîì ðàñòÿæåíèÿ, è ïðîèçîøëî ðåçêîå èçìåíåíèå òåêòîíè÷åñêîãî ïëàíà. Íàèáîëåå õàðàêòåðíà äëÿ ïîñòêîëëèçèîííîãî ýòàïà öåïî÷êà ñðåäíåïðîòåðîçîéñêèõ (1 815–1 720 ìëí ëåò) ãðàíèòîèäíûõ ìàññèâîâ ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà, êîòîðàÿ ïðîòÿãèâàåòñÿ â ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè âêðåñò îáùåãî ïðîñòèðàíèÿ Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíû. Ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàì ãðàâèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ãðàíèòíûå ìàññèâû ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ â ãëóáèíó íà 5–8 êì íèæå ñóùåñòâóþùåé çåìíîé ïîâåðõíîñòè.  îòëè÷èå îò áîëåå ðàííèõ êèñëûõ èíòðóçèâíûõ ïîðîä Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà, ãðàíèòîèäû ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà îáëàäàþò ìàññèâíûìè ðàâíîìåðíî çåðíèñòûìè è ïîðôèðîâèäíûìè òåêñòóðàìè, íå îáíàðóæèâàþò ïðèçíàêîâ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, è íåêîòîðûå èõ ðàçíîâèäíîñòè ïðèáëèæàþòñÿ ê ãðàíèòàì ðàïàêèâè. Âïëîòü äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè ïðîöåññû óðàíîâîãî ðóäîîáðàçîâàíèÿ íå ðàññìàòðèâàëèñü â àñïåêòå ìåòàëëîãåíèè Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. Ïî äàííûì À. Â. Ñàâèöêîãî è äð. (1995), äëèòåëüíîå è ìíîãîýòàïíîå âîçäåéñòâèå ìåòàìîðôè÷åñêèõ è ìàãìàòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ íà àðõåéñêèé ôóíäàìåíò Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà ñîïðîâîæäàëîñü íåîäíîêðàòíûì ïåðåðàñïðåäåëåíèåì óðàíà è ïîñëåäîâàòåëüíîé åãî êîíöåíòðàöèåé. Óðàíîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ áîëüøåé ÷àñòüþ ðàñïîëàãàåòñÿ â âîñòî÷íîé ÷àñòè ðàéîíà è ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà 4 ìèíåðàëüíûõ òèïà: 1) ðåäêîçåìåëüíî-òîðèé-óðàíîâûé â ïåãìàòîèäíûõ ãðàíèòàõ, êâàðö-ïëàãèîêëàçîâûõ ìåòàñîìàòèòàõ è îëèãîêëàçèòàõ, 2) òîðèé-óðàíîâûé â êâàðö-àëüáèò-ìèêðîêëèíîâûõ è êâàðö-ìèêðîêëèíîâûõ ìåòàñîìàòèòàõ, 3) óðàíîâûé â õëîðèò-àëüáèòîâûõ è àëüáèòèòîâûõ ìåòàñîìàòèòàõ, 4) óðàíîâûé â àëüáèò-ãèäðîñëþäèñòî-õëîðèòîâûõ ìåòàñîìàòèòàõ. Óðàíîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ òÿãîòååò ê Ëèöêî-Àðàãóáñêîé ïîëîñå ãðàíèòîèäíûõ èíòðóçèé è ê ìåðèäèîíàëüíûì ðàçëîìàì Ëàäîæñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé çîíû, ëîêàëèçóåòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî â ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïîðîäàõ êîëüñêîé ñåðèè. Îòíîñèòåëüíî âûñîêèå êîíöåíòðàöèè óðàíà ïðèóðî÷åíû íà Ëèöåâñêîì ìåñòîðîæäåíèè ê àëüáèò-ãèäðîñëþäèñòî-õëîðèòîâûì ìåòàñîìàòèòàì. Áðàííåðèòîâûå ðóäû Ëèöåâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ èìåþò âîçðàñò 1,75–1,65 ìëðä ëåò. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî îíè îáðàçîâàíû ïîñòìåòàìîðôè÷åñêèìè ãëóáèííûìè ôëþèäàìè âíå ïðÿìîé ñâÿçè ñ èíòðóçèÿìè. 7.7. ÏÐÎÒÅÐÎÇÎÉÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ ÌÀÍÒÈÉÍÎ-ÊÎÐÎÂÎÃÎ ÂÇÀÈÌÎÄÅÉÑÒÂÈß Â ÔÓÍÄÀÌÅÍÒÅ ÏÅ×ÅÍÃÑÊÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ Ôóíäàìåíò Ïå÷åíãñêîé ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû, âñêðûòîé Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíîé ÑÃ-3 â èíòåðâàëå ãëóáèí 6 842–12 261 ì, ñëîæåí ïðåîáëàäàþùèìè äàöèò-ïëàãèîðèîäàöèòîâûìè (òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâûìè) «ñåðûìè ãíåéñàìè», àìôèáîëèòàìè, æåëåçèñòûìè êâàðöèòàìè è ãíåéñàìè ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (ÂÃÌ). Ïî ðåçóëüòàòàì äîêóìåíòàöèè êåðíà ñêâàæèíû ÑÃ-3 àðõåéñêèé êîìïëåêñ ïîäðàçäåëåí íà 5 ðèòìîâ, ñîñòîÿùèõ èç ãíåéñîâ ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè (ñâåðõó âíèç òîëùè 1, 3, 5, 7, 9) è ïîäñòèëàþùèõ èõ òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâûõ ãíåéñîâ (òîëùè 2, 4, 6, 8, 10) (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998). Èññëåäîâàíèå àðõåéñêîãî êîìïëåêñà â ðàçðåçå ñêâàæèíû îêàçàëîñü áîëåå òðóäíîé çàäà÷åé, ÷åì èçó÷åíèå ïðîòåðîçîéñêîãî êîìïëåêñà. Ýòè òðóäíîñòè ñâÿçàíû ñ äèñêîâàíèåì êåðíà, èçâëå÷åííîãî ñ áîëüøèõ ãëóáèí, íåðåøåííîñòüþ âîïðîñà î ïðèðîäå àíîìàëüíî íèçêèõ çíà÷åíèé ñêîðîñòåé àêóñòè÷åñêèõ âîëí è âûñîêèõ çíà÷åíèé ïîðèñòîñòè àðõåéñêèõ ïîðîä â îáðàçöàõ êåðíà, ïîäíÿòîãî ñ îòìåòîê íèæå 8 êì.  ýòîé ñâÿçè ñîïîñòàâëåíèå àðõåéñêèõ ïîðîä èç ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû è èõ âîçìîæíûõ àíàëîãîâ ñ ïîâåðõíîñòè áûëî âûïîëíåíî äâóìÿ ñïîñîáàìè. Âî-ïåðâûõ, áûëè ïðîâåäåíû ñòðóêòóðíî-ïåòðîëîãè÷åñêèå, ïåòðîôèçè÷åñêèå è íåéòðîíîãðàôè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ îáðàçöîâ ãíåéñîâ è àìôèáîëèòîâ èç ñêâàæèíû (ñì. ðèñ. 7.3) è ñ ïîâåðõíîñòè â ðàéîíå õðåáòà Ìóñòàòóíòóðè (Ëîáàíîâ è äð., 2002). Èññëåäîâàíèÿ ôèçè÷åñêèõ 169
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ñâîéñòâ îïîðíûõ îáðàçöîâ êåðíà è èõ àíàëîãîâ ñ ïîâåðõíîñòè ïîêàçàëè, ÷òî íà ãëóáèíàõ 8– 11 êì ïðèñóòñòâóþò ãíåéñû è àìôèáîëèòû ñ íîðìàëüíîé äëÿ òàêèõ ïîðîä ïëîòíîñòüþ (2,71–2,74 è 3,05–3,06 ã/ñì3), ñêîðîñòÿìè ïðîäîëüíûõ (5,57–5,83 è 6,29–6,50 êì/ñ) è ïîïåðå÷íûõ (2,72–3,18 è 3,31–3,45 êì/ñ) âîëí. Äåêîìïðåññèÿ ïðè ïîäúåìå îáðàçöîâ êåðíà íà ïîâåðõíîñòü ïðèâîäèò ê èõ ðàçóïëîòíåíèþ, â ðåçóëüòàòå ïîðèñòîñòü ìîæåò âîçðàñòè â äâà ðàçà, à ïðîíèöàåìîñòü – íà äåñÿòè÷íûé ïîðÿäîê. Äàííûå ïðîâåäåííûõ ïåòðîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé äàþò îñíîâàíèå ïðåäïîëàãàòü, ÷òî àðõåéñêèå ãíåéñû è àìôèáîëèòû îáëàäàþò ïîðèñòîñòüþ ïîðÿäêà 0,5% è ïðîíèöàåìîñòüþ îò 10–20 ì2 äî 10–18 ì2. Âìåñòå ñ òåì ìèêðîñòðóêòóðíûå è íåéòðîíîãðàôè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ îïîðíûõ îáðàçöîâ êåðíà è èõ àíàëîãîâ âûÿâèëè íåêîòîðûå íåîáû÷íûå õàðàêòåðèñòèêè àíèçîòðîïèè ïîðîä êîëüñêîé ñåðèè, íàïðèìåð, áîëåå ñîâåðøåííóþ îðèåíòèðîâêó ðîãîâîé îáìàíêè ïî ñðàâíåíèþ ñ ïëàãèîêëàçîì è ïëàãèîêëàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ êâàðöåì. Ñóäÿ ïî ñîñòàâàì ñîñóùåñòâóþùèõ ìèíåðàëîâ, ýòè îðèåíòèðîâêè âîçíèêëè â òåìïåðàòóðíûõ ãðàíèöàõ àìôèáîëèòîâîé ôàöèè. Ïðè÷èíû èõ ðàçëè÷èé íåäîñòàòî÷íî ÿñíû, ÷òî âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü ïðîâåäåíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî òåêñòóðíîãî àíàëèçà.  ðåçóëüòàòå âïåðâûå ïîëó÷åíû ïåòðîëîãè÷åñêèå, ñòðóêòóðíûå è ïåòðîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè òîãî êàðêàñà, êîòîðûé ñëàãàåò àáèññàëüíûå çîíû äðåâíåé êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû, è ãäå ìîãóò ðàçâèâàòüñÿ áîëåå ïîçäíèå ïðîöåññû. Âî-âòîðûõ, àðõåéñêèå ïîðîäû íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà ñêâàæèíû áûëè èçó÷åíû èçîòîïíûìè è ãåîõèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðèðîäû ãðàíèòèçàöèè àðõåéñêîãî êîìïëåêñà (Âåòðèí, Ãîðîõîâñêèé, 2002) è ðåêîíñòðóêöèè ñîñòàâà ïðîòîëèòîâ ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãñêîãî ïàëåîðèôòà (Âåòðèí è äð., 2003). Ñîãëàñíî ãåîõðîíîëîãè÷åñêèì è ãåîõèìè÷åñêèì äàííûì ïîðîäû àðõåéñêîãî êîìïëåêñà â ðàçðåçå ñêâàæèíû ÑÃ-3 è Ñâàíâèê-Íåéäåíñêîãî ñåãìåíòà Êîëüñêî-Íîðâåæñêîãî áëîêà èìåþò èäåíòè÷íûé âîçðàñò è îòíîñÿòñÿ ê îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûì è ïëóòîíè÷åñêèì îáðàçîâàíèÿì, õàðàêòåðíûì äëÿ ãðàíèò-çåëåíîêàìåííûõ îáëàñòåé (ðèñ. 7.5). Ìåòîäàìè Rb-Sr, Sm-Nd è U-Pb-äàòèðîâàíèÿ âîçðàñò ïðîòîëèòîâ «ñåðûõ ãíåéñîâ» CÃ-3 îöåíèâàåòñÿ â 2 950–2 850 ìëí ëåò. Âðåìÿ ìàãìàòè÷åñêîé êðèñòàëëèçàöèè «ñåðûõ ãíåéñîâ» 2 è 10 òîëù ñêâàæèíû ñîñòàâëÿåò ñîîòâåòñòâåííî 2 814 ± 17 è 2 835–2 832 ìëí ëåò, à íàèáîëåå äðåâíåå çíà÷åíèå âîçðàñòà (2 930 ± 52 ìëí ëåò, SHRIMP) îïðåäåëåíî äëÿ öèðêîíà èç òîíàëèòòðîíäüåìèòîâûõ ãíåéñîâ 4 òîëùè. Îáðàçîâàíèå ïåãìàòèòîâ ïðîèñõîäèëî îêîëî 2 740 ìëí ëåò íàçàä íà çàêëþ÷èòåëüíûõ ýòàïàõ ïîçäíåàðõåéñêîãî ìåòàìîðôèçìà, âîçðàñò êîòîðîãî äàòèðîâàí â 2 760–2 770 ìëí ëåò. Âðåìÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïðîòåðîçîéñêèõ ìèãìàòèòîâ óñòàíîâëåíî â 2 225 ìëí ëåò, à âíåäðåíèå ïîñòñêëàä÷àòûõ æèë ïîðôèðîâèäíûõ è ðàâíîìåðíî çåðíèñòûõ ãðàíèòîâ ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà (ËÀÊ) – â 1 765 ìëí ëåò (Balashov et al., 1992; Áèáèêîâà è äð., 1993; ×åí è äð., 1998; ßêîâëåâ è äð., 2000). Ïðè ýòîì ïîðîäû àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ÑÃ-3 èçìåíåíû ïðîöåññàìè ïðîòåðîçîéñêîãî ìàãìàòèçìà è ìåòàñîìàòîçà, ñâÿçàííûìè ñ ôîðìèðîâàíèåì Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Ê ÷èñëó íàèáîëåå èíòåíñèâíî ïðîÿâëåííûõ ïðîòåðîçîéñêèõ ïðîöåññîâ â ïîðîäàõ ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãè îòíîñÿòñÿ: âíåäðåíèå ìíîãî÷èñëåííûõ òåë îñíîâíîãî-óëüòðàîñíîâíîãî ñîñòàâà, ðåãðåññèâíûé ìåòàìîðôèçì â óñëîâèÿõ ñðåäíå-íèçêîòåìïåðàòóðíîé àìôèáîëèòîâîé è ýïèäîò-àìôèáîëèòîâîé ôàöèé, ãðàíèòèçàöèÿ ïîðîä, à òàêæå âíåäðåíèå èíòðóçèâíûõ òåë ãðàíèòîâ ËÀÊ. Ïðè èçó÷åíèè ïðîòåðîçîéñêèõ ïðîöåññîâ â ïîðîäàõ ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãè îñîáîå âíèìàíèå óäåëÿëîñü èññëåäîâàíèþ ãåîõèìèè ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ, à òàêæå íåêîòîðûõ äðóãèõ ãëàâíûõ è âòîðîñòåïåííûõ ýëåìåíòîâ (Al, Mg, Ti, V, Th, Zr, Hf, Ta, Nb, Y è äð.), íàèìåíåå ìîáèëüíûõ â ïðîöåññàõ ðåãèîíàëüíîãî ìåòàìîðôèçìà è ìåòàñîìàòîçà. Îáðàçöû êåðíà ÑÃ-3 è ïîðîä ñåâåðî-çàïàäíîãî îáðàìëåíèÿ Ïå÷åíãè áûëè ïðîàíàëèçèðîâàíû íà ãëàâíûå è ðåäêèå ýëåìåíòû ìåòîäàìè IÑP-MS, ICP, INAA, XRF â Öåíòðå ïåòðîãðàôè÷åñêèõ è ãåîõèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé (CRPG-CNRS) â ã. Íàíñè, Ôðàíöèÿ, â Îáúåäèíåííîì èíñòèòóòå ãåîëîãèè, ãåîôèçèêè, ìèíåðàëîãèè ÑÎ ÐÀÍ, ã. Íîâîñèáèðñê è â Ãåîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå ÊÍÖ ÐÀÍ, ã. Àïàòèòû.  ëàáîðàòîðèè ãåîõðîíîëîãèè Ãåîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà âûïîëíåíû òàêæå èçîòîïíûå Sm-Nd àíàëèçû ïîðîä. Ãíåéñû äàöèò-ïëàãèîðèîäàöèòîâîãî (òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâîãî) ñîñòàâà ïðåîáëàäàþò ñðåäè ãëóáèííûõ è ïðèïîâåðõíîñòíûõ ïîðîä ãðàíèò-çåëåíîêàìåííîé îáëàñòè è ïîäðàçäåëåíû íà ñòðàòèôèöèðîâàííûå âóëêàíè÷åñêèå è ïëóòîíè÷åñêèå ôàöèè, îòíîñÿùèåñÿ ê ðàçëè÷íûì ãåîõèìè÷åñêèì òèïàì. Ðåçóëüòàòû Sm-Nd èññëåäîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò î ôîðìèðîâàíèè ïðîòîëèòîâ 170
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.5. Cõåìà ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Ñåâåðíîé Íîðâåãèè è ñåâåðî-çàïàäíîé ÷àñòè Ìóðìàíñêîé îáëàñòè: 1–6 – ïîðîäû ïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà: 1 – ïîñòñêëàä÷àòûå ãðàíèòû è ïåãìàòèòû ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà, (Âà – ìàññèâ Âàéíîñïàà), 2 – ìóñêîâèò-ìèêðîêëèíîâûå ãðàíèòû è ãðàíèòèçèðîâàííûå ïîðîäû, 3–4 – âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå ïîðîäû Ïå÷åíãñêî-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîãî ïîÿñà: 3 – ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ, 4 – þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ, 5 – ïîðîäû îñíîâíîãî ñîñòàâà, 6 – êâàðöåâûå äèîðèòû, òîíàëèòû, ãðàíîäèîðèòû êàñêåëüÿâðñêîãî êîìïëåêñà, 7 – ãðàíóëèòû, 8–18 – ïîðîäû ïîçäíåàðõåéñêîãî âîçðàñòà: 8 – ïîðôèðîâèäíûå ãðàíèòû (Ïè – ìàññèâ Ïèðèâààðà, Íå – ìàññèâ Íåéäåí), 9 – êâàðöåâûå ñèåíèòû, 10 – ìîíöîíèòû, ãðàíîäèîðèòû, 11 – ïëàãèîìèêðîêëèíîâûå ãðàíèòû, 12 – âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå ïîðîäû çåëåíîêàìåííûõ ïîÿñîâ, 13 – íåðàñ÷ëåíåííûå ïîðîäû Òåðñêî-Àëëàðå÷åíñêîãî çåëåíîêàìåííîãî ïîÿñà è ôóíäàìåíòà, 14–17 – «ñåðûå ãíåéñû» äàöèò-ïëàãèîðèîäàöèòîâîãî ñîñòàâà ðàçëè÷íûõ êîìïëåêñîâ: 14 – Êèðêåíåñ, 15 – Âàðàíãåð, 16 – Ñâàíâèê, 17 – ãàðñèî (+ íåðàñ÷ëåíåííûå êîìïëåêñû) è ãíåéñû ñ âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ìèíåðàëàìè, 18 – ýíäåðáèòû, 19 – ðàçëîìû, 20 – Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà, 21 – ðåçóëüòàòû U-Pb èçîõðîííîãî äàòèðîâàíèÿ (ìëí ëåò) 171
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
îáîãàùåííûõ ÐÇÝ ãíåéñîâ (òèï Á) çà ñ÷åò áîëåå äåïëåòèðîâàííîé ìàíòèè (εNd = 1,05–2,68), òîãäà êàê ïðîòîëèòû îáåäíåííûõ ÐÇÝ ãíåéñîâ (òèï À) áûëè, âåðîÿòíî, â ìåíüøåé ñòåïåíè äåïëåòèðîâàíû îòíîñèòåëüíî íåêîãåðåíòíûõ ýëåìåíòîâ (εNd = 0,58–1,73). Ãíåéñû, äåïëåòèðîâàííûå òÿæåëûìè ÐÇÝ, ôîðìèðîâàëèñü â ðàâíîâåñèè ñ ðåñòèòàìè ñîñòàâà áîãàòûõ ãðàíàòîì àìôèáîëèòîâ èëè ýêëîãèòîâ ïðè Ð > 15–16 êáàð.  ïðîòèâîïîëîæíîñòü ýòîìó ãíåéñû, îáîãàùåííûå òÿæåëûìè ÐÇÝ, ìîãëè áûòü îáðàçîâàíû ïðè áîëåå íèçêèõ äàâëåíèÿõ ñ ðåñòèòàìè ñîñòàâà ãðàíàòîâûõ àìôèáîëèòîâ. Ðàçëè÷èå ðåäêîçåìåëüíîãî ñîñòàâà ãíåéñîâ ãåîõèìè÷åñêèõ òèïîâ À è Á ìîãëî áûòü îáóñëîâëåíî, ïîìèìî ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà èñòî÷íèêîâ, òàêæå ìåíüøåé ñòåïåíüþ ïëàâëåíèÿ èñòî÷íèêà äëÿ òèïà Á è áîëåå âûñîêîé ñòåïåíüþ ïëàâëåíèÿ ïðè îáðàçîâàíèè ãíåéñîâ òèïà À. Ãåîõèìè÷åñêèå îñîáåííîñòè ñîñòàâà ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ – âûñîêîå ñîäåðæàíèå êàê ëåãêèõ ÐÇÝ è ÈÇÝ, òàê è ôåìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ñêîíöåíòðèðîâàííûõ â äåòðèòîâîé è ãëèíèñòîé ñîñòàâëÿþùåé ïîðîä, íàðÿäó ñ óìåíüøåíèåì êîíöåíòðàöèé ÐÇÝ ñ ðîñòîì SiO2 – ñâèäåòåëüñòâóþò îá ó÷àñòèè ïðîöåññîâ âûâåòðèâàíèÿ è îñàäî÷íîé äèôôåðåíöèàöèè â îáðàçîâàíèè èõ ïðîòîëèòîâ. Óñòàíîâëåíî âëèÿíèå ëîêàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ñíîñà íà ñîñòàâ ãíåéñîâ è áîëüøèé âêëàä âûñîêîìàãíåçèàëüíûõ îñíîâíûõ ïîðîä òèïà ÒÍ 1 ïðè îáðàçîâàíèè ãíåéñîâ ñ ÂÃÌ èç ðàçðåçà ñêâàæèíû ïî ñðàâíåíèþ ñ ýòèìè ïîðîäàìè ñ ïîâåðõíîñòüþ. Àìôèáîëèòû â àðõåéñêîì êîìïëåêñå ÑÃ-3 ïðåäñòàâëåíû, ãëàâíûì îáðàçîì, îðòîàìôèáîëèòàìè äàéêîâîé è èíòðóçèâíîé ôàöèé è ïî íîðìàòèâíîìó ñîñòàâó ñîîòâåòñòâóþò îëèâèíîâûì èëè êâàðöåâûì òîëåèòàì. Ïî ðåäêîçåìåëüíîìó ñîñòàâó îðòîàìôèáîëèòû äàéêîâîé ôàöèè îòíîñÿòñÿ ê äâóì äèñêðåòíûì òèïàì. Äëÿ àìôèáîëèòîâ ïåðâîãî òèïà õàðàêòåðíî óìåðåííîå ôðàêöèîíèðîâàíèå ÐÇÝ ïðè ïîâûøåííîì ñîäåðæàíèè ëåãêèõ ëàíòàíîèäîâ ((La/Yb)n = 4,6–6,9 è Lan = 70–90). Ñðåäè ìåòàýôôóçèâîâ Ïå÷åíãè ïî ñîäåðæàíèþ ÐÇÝ, ïîðîäîîáðàçóþùèõ è ðåäêèõ ýëåìåíòîâ íàèáîëüøåå ñõîäñòâî ñ èçó÷åííûìè àìôèáîëèòàìè ÑÃ-3 èìåþò áàçàëüòû êîëîñéîêñêîé ñâèòû, ôîðìèðîâàâøèåñÿ èç îòíîñèòåëüíî ìàëîãëóáèííîãî èñòî÷íèêà ñ âîçðàñòîì îêîëî 2,1 ìëðä ëåò. Ìîäåëüíûé âîçðàñò ðàññìàòðèâàåìûõ àìôèáîëèòîâ, âû÷èñëåííûé èñõîäÿ èç ïðåäïîëîæåíèÿ î äåïëåòèðîâàííîì ñîñòàâå ìàíòèè ðåãèîíà (TNd(DM), ñîñòàâëÿåò 2,16– 2,33 ìëðä ëåò, ÷åì îïðåäåëÿåòñÿ íèæíèé âîçðàñòíîé ïðåäåë îáðàçîâàíèÿ èõ ïðîòîëèòîâ (ðèñ. 7.6). Ó÷èòûâàÿ ñõîäñòâî ñîñòàâîâ àìôèáîëèòîâ ñ ìåòàáàçàëüòàìè êîëîñéîêñêîé ñâèòû Ïå÷åíãè, âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ êîòîðûõ îöåíèâàåòñÿ â 2 114 ± 52 ìëí ëåò, òàêîé æå âîçðàñò ïðèíèìàåòñÿ íàìè è äëÿ ïðîàíàëèçèðîâàííûõ àìôèáîëèòîâ. Äëÿ óêàçàííîãî âîçðàñòà âåëè÷èíà εNd â àìôèáîëèòàõ ñîñòàâëÿåò 0,77–2,77, ÷òî ïðèáëèæàåòñÿ èëè íèæå çíà÷åíèÿ εNd ~ 3,5 äëÿ äåïëåòèðîâàííîé ìàíòèè ñ âîçðàñòîì 2,1 ìëðä ëåò (DePaolo, 1981). Èíòåðïðåòàöèÿ ïîíèæåííûõ çíà÷åíèé εNd îáû÷íî ïðîèçâîäèòñÿ èñõîäÿ èç ïðåäïîëîæåíèÿ îá îáîãàùåííîé ïðèðîäå èñòî÷íèêà, ëèáî âñëåäñòâèå êîíòàìèíàöèè ðàñïëàâîâ âåùåñòâîì âåðõíåé êîðû. Ïîñëåäíåìó âàðèàíòó ïðîòèâîðå÷àò ïîíèæåííûå êîíöåíòðàöèè Rb, Ba, Pb â áàçàëüòàõ êîëîñéîêñêîé ñâèòû. Ñëåäîâàòåëüíî, âû÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ εNd äëÿ àìôèáîëèòîâ ïåðâîé ãðóïïû îòðàæàþò, ñêîðåå âñåãî, ôîðìèðîâàíèå èñõîäíûõ ðàñïëàâîâ èç äåïëåòèðîâàííûõ ìàíòèéíûõ èñòî÷íèêîâ, â ðàçëè÷íîé ñòåïåíè îáîãàùåííûõ íåêîãåðåíòíûìè ýëåìåíòàìè. Àìôèáîëèòû âòîðîãî òèïà äåïëåòèðîâàíû îòíîñèòåëüíî ëåãêèõ ëàíòàíîèäîâ (Lan = 12–29), èìåþò ïëîñêóþ êîíôèãóðàöèþ êðèâûõ ðàñïðåäåëåíèÿ (La/Ybn = 1,0–1,1) è îòíîñèòåëüíî àìôèáîëèòîâ ïåðâîãî òèïà ñîäåðæàò ìåíüøå Fe, Ti, P, Th, Nb, Zr ïðè ïîâûøåííûõ êîíöåíòðàöèÿõ Mg, Ni è Pb. Ïî ñîñòàâó ãëàâíûõ ýëåìåíòîâ è ýëåìåíòîâ-ïðèìåñåé îíè îáíàðóæèâàþò íåñîìíåííîå ñõîäñòâî ñ àìôèáîëèòàìè îêðóæåíèÿ ñêâàæèíû è ïðèìèòèâíûìè òîëåèòîâûìè áàçàëüòàìè àðõåéñêèõ çåëåíîêàìåííûõ ïîÿñîâ TH 1 (Êîíäè, 1983). Àìôèáîëèòû, ïðåäñòàâëÿþùèå ïîðîäû èíòðóçèâíîé ôàöèè â àðõåéñêîì êîìïëåêñå ÑÃ-3, ïî ñîäåðæàíèþ è ðàñïðåäåëåíèþ ÐÇÝ òàêæå ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò àðõåéñêèõ àìôèáîëèòîâ îêðóæåíèÿ ñêâàæèíû. Ñðåäè ðàññìàòðèâàåìûõ ïîðîä ìàêñèìàëüíûì ñîäåðæàíèåì ëåãêèõ ÐÇÝ è íàèáîëåå ôðàêöèîíèðîâàííûì ðàñïðåäåëåíèåì ëàíòàíîèäîâ (La/Yb)n = 12,2) õàðàêòåðèçóþòñÿ ìåòàïèðîêñåíèòû, àíàëîãè÷íûå ïèðîêñåíèòàì íÿñþêñêîãî êîìïëåêñà, ðàñïîëîæåííîãî â ñåâåðíîì îáðàìëåíèè Ïå÷åíãè è èìåþùåãî Sm-Nd èçîõðîííûé âîçðàñò 1 956 ± 20 ìëí ëåò (Huhma et al., 1996). Ìàêñèìàëüíàÿ îöåíêà ìîäåëüíîãî âîçðàñòà (TNd (DM) èçó÷åííîãî îáðàçöà ìåòàïèðîêñåíèòà (¹ 9 608) ñîñòàâëÿåò 2 200 ìëí ëåò, ÷òî íå ïðîòèâîðå÷èò åãî îòíåñåíèþ ê ðàííåìó ïðîòåðîçîþ. Îáðàçåö ìåòàãàááðî (¹ 43 745) ïî êîíöåíòðàöèÿì ïîðîäîîáðàçóþùèõ è áîëüøèíñòâà ðåäêèõ ýëåìåíòîâ àíàëîãè÷åí ìåòàäîëåðèòàì è ãàááðîíîðèòàì èç äàåê ñåâåðíîãî îáðàìëåíèÿ Ïå÷åíãè ñ âîçðàñòîì â 2 200 ìëí ëåò. Ýòî ñîïîñòàâëåíèå 172
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.6. Äèàãðàììà εNd – âðåìÿ äëÿ ïîðîä îñíîâíîãî ñîñòàâà èç ðàçðåçà ÑÃ3, îêðóæåíèÿ ñêâàæèíû è ãðàíèòîèäîâ ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà (ËÀÊ): 1 – òðàõèáàçàëüò êóýòñÿðâèíñêîé ñâèòû, 2 – îñíîâíûå ïîðîäû äàéêîâîé ôàöèè (òèï 1), 3 – îñíîâíûå ïîðîäû èíòðóçèâíîé ôàöèè (9 608 – ìåòàïèðîêñåíèò, 43 745 – ãðàíàò-êëèíîïèðîêñåíîâîå ãàááðî), 4 – àìôèáîëèòû îêðóæåíèÿ ñêâàæèíû, 5 – æèëüíûå ãðàíèòû ËÀÊ, 6 – ïîðôèðîâèäíûå ãðàíîäèîðèòû
ïîäòâåðæäàåòñÿ ïðîòåðîçîéñêèì ìîäåëüíûì âîçðàñòîì îáðàçöà 43 745 (2 222 ìëí ëåò). Ñîãëàñíî èìåþùèìñÿ äàííûì ïî ðåäêîçåìåëüíîìó ñîñòàâó ïîðîä (îêîëî 100 àíàëèçîâ), êîëè÷åñòâî àðõåéñêèõ àìôèáîëèòîâ â íèæíåé ÷àñòè ÑÃ-3 íå ïðåâûøàåò, âåðîÿòíî, 20%, òîãäà êàê ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòü ïîðîä îñíîâíîãî-óëüòðàîñíîâíîãî ñîñòàâîâ ïðåäñòàâëåíà îðòîàìôèáîëèòàìè ðàííåïðîòåðîçîéñêîãî âîçðàñòà. Ýòèì îïðåäåëÿåòñÿ ñóùåñòâåííàÿ áàçèôèêàöèÿ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ÑÃ-3 â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ïàëåîðèôòà. Ïðîòåðîçîéñêàÿ ãðàíèòèçàöèÿ ïîðîä àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ÑÃ-3 ïðîèñõîäèëà ñèíõðîííî ñ ïðîöåññàìè ðåãðåññèâíîãî ìåòàìîðôèçìà àìôèáîëèòîâîé è ýïèäîò-àìôèáîëèòîâîé ôàöèé è ïðîÿâëåíà â îáðàçîâàíèè òåíåâûõ, ïÿòíèñòûõ è íåÿñíîïîëîñ÷àòûõ ìèãìàòèòîâ, êîëè÷åñòâî êîòîðûõ âîçðàñòàåò ââåðõ ïî ðàçðåçó ñêâàæèíû. Ãðàíèòèçàöèÿ áûëà ïðîÿâëåíà ëîêàëüíî ëèøü ïîä Ïå÷åíãñêèì ïàëåîðèôòîì è â åãî áëèæàéøåì îêðóæåíèè, è ïî îòíîøåíèþ ê âìåùàþùèì ìåòàìîðôè÷åñêèì ïîðîäàì ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ðåçêî íåðàâíîâåñíûé è íåèçîõèìè÷åñêèé ïðîöåññ, ñîïðîâîæäàâøèéñÿ âûíîñîì Al2O3, CaO, Na2O è ïðèâíîñîì SiO2, TiO2, Fe2O3, FeO, K2O è ðÿäà ýëåìåíòîâ-ïðèìåñåé (Rb, Ba, Nb, Zr, ÐÇÝ, Pb, Cu, Cr, Ni, Co, V, F, Pb, CO2), õàðàêòåðíûõ ïîðîäàì ïîâûøåííîé ùåëî÷íîñòè. Äëÿ ïðåîáëàäàþùåé ÷àñòè ïîëåâûõ øïàòîâ èç ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä òåìïåðàòóðà êðèñòàëëèçàöèè íå ïðåâûøàëà 380–460 °Ñ, ÷òî ñóùåñòâåííî íèæå òåìïåðàòóð êðèñòàëëèçàöèè ìàãìàòè÷åñêèõ ïîëåâûõ øïàòîâ ïðè P = 5–6 êáàð.  îäíîì îáðàçöå òåìïåðàòóðà ïîëåâîøïàòîâîãî ðàâíîâåñèÿ äëÿ çåðåí èç ó÷àñòêà ñ àëëîòðèîìîðôíîçåðíèñòîé ñòðóêòóðîé äîñòèãàëà 650–660 °Ñ è ïðèáëèæàëàñü ê çíà÷åíèÿì òåìïåðàòóð ñóáñîëèäóñíîãî ðàâíîâåñèÿ ìàãìàòè÷åñêèõ ïîëåâûõ øïàòîâ. Ïðèâåäåííûå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóð îïðåäåëÿþò ôîðìèðîâàíèå ïðåîáëàäàþùåãî êîëè÷åñòâà ïîëåâûõ øïàòîâ ìèãìàòèòîâ â ðåçóëüòàòå îòíîñèòåëüíî íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîðîä ãíåéñîâîãî ñóáñòðàòà ñ âîçíèêíîâåíèåì ëîêàëüíûõ î÷àãîâ ïëàâëåíèÿ è ïîñëåäóþùèì ïåðåìåùåíèåì è êðèñòàëëèçàöèåé ÷àñòè àíàòåêòè÷åñêèõ ðàñïëàâîâ ñ îáðàçîâàíèåì æèëüíûõ àïëèòîâ (ðèñ. 7.7). Èçó÷åíèå èçîòîïíîãî ñîñòàâà íåðàäèîãåííîãî ñâèíöà óêàçûâàåò íà ñìåøåíèå äðåâíåãî Pb (ñ âîçðàñòîì 2,8 ìëðä ëåò), ðàçâèâàâøåãîñÿ ïðè íèçêèõ U/Pb è âûñîêèõ Th/U îòíîøåíèÿõ â îáëàñòè íèæíåé êîðû, ñ áîëåå ìîëîäûì Pb (~ 2,2 ìëðä ëåò), ýâîëþöèÿ êîòîðîãî ïðîõîäèëà â óñëîâèÿõ áîëåå âûñîêèõ U/Pb è áîëåå íèçêèõ Th/U îòíîøåíèÿõ (Âåòðèí, Ãîðîõîâñêèé, 2002). 173
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ðèñ. 7.7. Pb-èçîòîïíûå äàííûå äëÿ ìèêðîêëèíîâ (1), ïëàãèîêëàçîâ (2) èç ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä è ïëàãèîêëàçîâ èç ãíåéñîâ (3): êðèâûå ýâîëþöèè ñâèíöîâ â êîîðäèíàòàõ 207Pb/204Pb – 206Pb/ 204Pb ñîãëàñíî âåðñèè 2 ïî Ð. Çàðòìàíó, Á. Äîó (1981). Ì – ìàíòèÿ, Â.Ê. – âåðõíÿÿ êîðà, Í.Ê. – íèæíÿÿ êîðà. Êîííîäàìè ñîåäèíåíû òî÷êè ñîñòàâîâ ïîëåâûõ øïàòîâ èç îäíîãî îáðàçöà. Ïóíêòèðíîé ëèíèåé îáîçíà÷åíà èçîõðîíà äëÿ ïîëåâûõ øïàòîâ èç ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä ñ âåðõíèì ïåðåñå÷åíèåì â 2,2 ìëðä ëåò, è íèæíèì ïåðåñå÷åíèåì – â 2,8 ìëðä ëåò (íà ðèñ. íèæíåå ïåðåñå÷åíèå íå ïîêàçàíî)
Îáðàçîâàíèå ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä ïðåäïîëàãàåòñÿ ïðè âîçäåéñòâèè íà ãíåéñû è àìôèáîëèòû âåðõíåé êîðû ãëóáèííûõ ôëþèäîâ, îòäåëÿâøèõñÿ ïðè êðèñòàëëèçàöèè î÷àãîâ ìàíòèéíûõ ðàñïëàâîâ, ïðîäóöèðîâàâøèõ ñóáùåëî÷íûå âóëêàíèòû ïèðòòèÿðâèíñêîé ñâèòû ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà ñ âîçðàñòîì 2,3–2,2 ìëðä ëåò. Ïîòîêè ôëþèäîâ, íàïðàâëåííûå èç êðèñòàëëèçóþùåéñÿ ìàãìû â êðîâëþ î÷àãà, âûçûâàëè ïðîöåññû ãðàíèòèçàöèè ïîðîä âåðõíåé êîðû, îáóñëîâëåííûå îñàæäåíèåì èç ôëþèäîâ ãëàâíûõ è âòîðîñòåïåííûõ êîìïîíåíòîâ â ðåçóëüòàòå ïàäåíèÿ èõ ðàñòâîðèìîñòè ïðè óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ. Ýòèìè æå ôàêòîðàìè áûëî îáóñëîâëåíî, âåðîÿòíî, óìåíüøåíèå ðåäêîýëåìåíòíîé ñïåöèàëèçàöèè ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä ïî íàïðàâëåíèþ ê âåðõíèì ÷àñòÿì ðàçðåçà êîðû ïðè ñîõðàíåíèè ãëàâíûõ òåíäåíöèé ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåìåíòîâ ëèòîôèëüíîé è ñèäåðîôèëüíîé ãðóïï ïî ñðàâíåíèþ ñ ãðàíèòèçèðîâàííûìè ïîðîäàìè îñíîâàíèÿ ðàçðåçà è âóëêàíèòàìè êóòýñÿðâèíñêîé ñâèòû. Âîçðàñò ãðàíèòèçèðîâàííûõ ïîðîä îöåíèâàåòñÿ êàê ðàííåïðîòåðîçîéñêèé (2 225–2 150 ìëí ëåò), è ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà ãðàíèòèçàöèè – â 50–70 ìëí ëåò. Ãðàíèòû ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà. Íà ãëóáèíå 9 100–11 200 ì â ïîðîäàõ àðõåéñêîãî êîìïëåêñà ÑÃ-3 ðàñïîëàãàþòñÿ ìíîãî÷èñëåííûå äàéêîâûå òåëà ìåëêîçåðíèñòûõ ãðàíèòîâ ìîùíîñòüþ îò ïåðâûõ ñì äî 10–15 ì, ïî ñîñòàâó àíàëîãè÷íûå ãðàíèòàì ÷åòâåðòîé ôàçû ëèöêî-àðàãóáñêîãî êîìïëåêñà (ËÀÊ), îáðàçóþùèì öåïü èíòðóçèâíûõ òåë ñåâåðî-âîñòî÷íîãî ïðîñòèðàíèÿ âäîëü ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà. Âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ ïîðôèðîâèäíûõ ãðàíèòîâ è ãðàíîäèîðèòîâ ãëàâíîé ôàçû è æèëüíûõ ëåéêîêðàòîâûõ ãðàíèòîâ îïðåäåëåíî â 1 765– 1 770 ìëí ëåò (Âåòðèí è äð., 2002à), è U-Pb âîçðàñò öèðêîíîâ èç ìåëêîçåðíèñòûõ ãðàíèòîâ ñ ãëóáèí 9 100–9 700 ì ñîñòàâëÿåò 1 765 ± 2 ìëí ëåò (×åí è äð., 1998). Ïî ãåîëîãî-ãåîõèìè÷åñêèì ïðèçíàêàì ãðàíèòîèäû ËÀÊ ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà äâå äèñêðåòíûå àññîöèàöèè – «äèîðèòîâóþ» è «ãðàíèòîâóþ», ìåæäó êîòîðûìè íåò âçàèìîïåðåõîäîâ. Ïåðâàÿ àññîöèàöèÿ ïðåäñòàâëåíà ïîðîäàìè 1 è 5 ôàç, è âòîðàÿ àññîöèàöèÿ – ãðàíèòîèäàìè 174
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
2–4 èíòðóçèâíûõ ôàç. Ê ïîðîäàì ïåðâîé ôàçû îòíîñÿòñÿ ìîíöîäèîðèòû, ñóáùåëî÷íûå ãàááðî, êâàðöåâûå äèîðèòû, è ê ïîðîäàì çàêëþ÷èòåëüíîé (5) ôàçû – ñèåíèòû, ãðàíîñèåíèòû, êâàðöåâûå ìîíöîíèòû. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïîðîäû ýòèõ ôàç áûëè îáðàçîâàíû ïðè äèôôåðåíöèàöèè âñïëûâøåãî ê îñíîâàíèþ ãðàíèòíîãî ñëîÿ ìàíòèéíîãî àñòåíîëèòà. Ïîðôèðîâèäíûå ãðàíîäèîðèòû è ãðàíèòû âòîðîé (ãëàâíîé) ôàçû, ëåéêîêðàòîâûå ñëàáîïîðôèðîâèäíûå ãðàíèòû (3 ôàçà) è ìåëêîçåðíèñòûå ãðàíèòû 4 ôàçû ôîðìèðîâàëèñü ïðè äèôôåðåíöèàöèè î÷àãà âòîðè÷íîé ãðàíîäèîðèòîâîé ìàãìû, âîçíèêøåé ïðè ïàëèíãåíåçå ïîðîä êîðû â òåðìè÷åñêîì êóïîëå íàä ìàíòèéíûì àñòåíîëèòîì (Âåòðèí è äð., 1975). Ýòà ïåòðîãåíåòè÷åñêàÿ ñõåìà ïîäòâåðæäàåòñÿ ðåçóëüòàòàìè èçó÷åíèÿ èçîòîïèè Sr è Nd â ïîðîäàõ è ìèíåðàëàõ ãðàíèòîèäîâ. Êàê ñëåäóåò èç ðèñ. 7.6, ïîðôèðîâèäíûå ãðàíèòû è æèëüíûå ëåéêîêðàòîâûå ãðàíèòû õàðàêòåðèçóþòñÿ ïîâûøåííûìè îòðèöàòåëüíûìè çíà÷åíèÿìè εNd (äî –11,0), ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ñóùåñòâåííîì âêëàäå âåùåñòâà êîðû (äî 90–100% â æèëüíûõ ãðàíèòàõ) ïðè ôîðìèðîâàíèè èñõîäíûõ ðàñïëàâîâ. Ïðè èçó÷åíèè èçîòîïíîãî ñîñòàâà ãåëèÿ âî ôëþèäå, çàõâà÷åííîì ìèíåðàëàìè ãðàíèòîèäîâ ïðè èõ êðèñòàëëèçàöèè, â íåì óñòàíîâëåíî ïðèñóòñòâèå ìàíòèéíîé ñîñòàâëÿþùåé (Âåòðèí è äð., 2002á). Âåëè÷èíà ïåðâè÷íîãî îòíîøåíèÿ 4He/3He â ñîñòàâå ãåëèÿ, çàõâà÷åííîãî ïðè êðèñòàëëèçàöèè ïîðîä, îöåíèâàåòñÿ â ~ (3–5).105 (ðèñ. 7.8). Ãåíåòè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ïåðâè÷íîãî îòíîøåíèÿ 4He/3He ïðîâåäåíà â ðàìêàõ ñìåøåíèÿ ãåëèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû è ìàíòèéíîãî ãåëèÿ, çà èñòî÷íèê êîòîðîãî íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ èçó÷åíèÿ ãëóáèííûõ êñåíîëèòîâ ïðèíÿòà îáîãàùåííàÿ ìàíòèÿ ðåãèîíà. Ïðèíèìàÿ âåëè÷èíó îòíîøåíèÿ 4He/3He â îáîãàùåííîé ìàíòèè è êîíòèíåíòàëüíîé êîðå ñîîòâåòñòâåííî êàê 6,7.104 è 1.108, âåëè÷èíà 4He/3He = (3–5).105 â ãðàíèòàõ ìîãëà áûòü ïîëó÷åíà ïðè ñìåøèâàíèè ìàíòèéíîãî è êîðîâîãî êîìïîíåíòîâ â ïðîïîðöèè ~ 1 : (4–7). Ýòè äàííûå îïðåäåëÿþò ìàíòèéíî-êîðîâóþ ïðèðîäó çàõâà÷åííîãî ôëþèäà, â ñîñòàâå êîòîðîãî ìàíòèéíûé êîìïîíåíò ñîñòàâëÿåò ~ 13–22%. Ìàíòèéíî-êîðîâàÿ ìîäåëü ïðîèñõîæäåíèÿ ôëþèäà â ãðàíèòîèäàõ õîðîøî ñîîòíîñèòñÿ ñ ïåòðîëîãè÷åñêîé ìîäåëüþ ïðîèñõîæäåíèÿ ïîðîä, îñíîâó êîòîðîé ñîñòàâëÿåò ïðîöåññ àíàòåêòè÷åñêîãî ïëàâëåíèÿ êîðû ïîä âîçäåéñòâèåì ðàñïëàâîâ ìàíòèéíîãî ãåíåçèñà. Äëÿ áîëüøèíñòâà ïðîòåðîçîéñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîÿâëåííûõ â ïîðîäàõ ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãñêîãî ïàëåîðèôòà, óñòàíîâëåíà ñâÿçü ñ ìàíòèéíûìè èñòî÷íèêàìè âåùåñòâà.  öåëîì êîëè÷åñòâî ïðîòåðîçîéñêîãî âåùåñòâà, ïðèâíåñåííîãî â àðõåéñêèå ïîðîäû îñíîâàíèÿ ñêâàæèíû, âìåñòå ñ ðåìîáèëèçîâàííûì ìàòåðèàëîì àðõåéñêîé êîðû îöåíèâàåòñÿ êàê ≥ 30% (àìôèáîëèòû ≥ 12–15%, æèëüíûå ãðàíèòû ~ 3%, ãðàíèòèçèðîâàííûå ïîðîäû ~ 15%).
Ðèñ. 7.8. Äèàãðàììà â êîîðäè4He/3He – (U + íàòàõ 0,2Th)/3He, ïîêàçûâàþùàÿ ñîîòíîøåíèå ðîäèòåëüñêèõ è äî÷åðíèõ èçîòîïîâ â ïîðîäàõ è ìèíåðàëàõ ËÀÊ (ëîãàðèôìè÷åñêèå êîîðäèíàòû): íàêëîí ýâîëþöèîííîé ëèíèè (ïóíêòèð) äëÿ âîçðàñòà 1,76 ìëðä ëåò ðàññ÷èòàí ñ ó÷åòîì âêëàäà ðàäèîãåííîãî ãåëèÿ, ãåíåðèðîâàííîãî ïðè çàäàííûõ êîíöåíòðàöèÿõ (U + 0,2Th). Ñïëîøíàÿ ëèíèÿ – ðåãðåññèîííàÿ ïðÿìàÿ, ïåðåñå÷åíèå êîòîðîé ñ îñüþ îðäèíàò îïðåäåëÿåò íà÷àëüíîå îòíîøåíèå 4He/3He = 480 000 (ñì. òåêñò). Âî âðåçêå ñïðàâà â ëèíåéíûõ êîîðäèíàòàõ âûíåñåíû äàííûå èç ïðÿìîóãîëüíèêà â ëåâîé ÷àñòè äèàãðàììû 175
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
7.8. ÃËÓÁÈÍÍÎÅ ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÏÅÐÅÕÎÄÍÎÉ ÇÎÍÛ ÁÀËÒÈÉÑÊÈÉ ÙÈÒ – ØÅËÜÔ ÁÀÐÅÍÖÅÂÀ ÌÎÐß Èçëîæåííàÿ âûøå èíòåãðàëüíàÿ ãåîäèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü íå ñìîãëà îòðàçèòü ãëóáèííîå ñòðîåíèå Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà íà âñþ ìîùíîñòü êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû è îáúÿñíèòü óñëîâèÿ ëîêàëèçàöèè íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëèìåòàëëè÷åñêîé ìèíåðàëèçàöèè, ÿâíî íàëîæåííîé íà êàðåëüñêèå ñòðóêòóðû Áàëòèéñêîãî ùèòà (ðèñ. 7.1). Ýòà ìèíåðàëèçàöèÿ ïðîñëåæèâàåòñÿ íà Ïå÷åíãñêîì ïîáåðåæüå âäîëü Âîðîíüÿ-Êîëìîçåðñêîé çîíû ðàçëîìîâ è ëèíåàìåíòà Òðîëëôèîðä-Ðûáà÷èé-Êèëüäèí è âñêðûòà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíîé â èíòåðâàëå 6–11 êì. Ðåøåíèå ýòèõ âîïðîñîâ íàéäåíî ïóòåì àíàëèçà ãåîëîãè÷åñêèõ è ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ ïî Ïå÷åíãñêîìó ðàéîíó è ñìåæíîé ÷àñòè øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ ñ ïîñòðîåíèåì òîìîãðàôè÷åñêîé ìîäåëè ïåðåõîäíîé çîíû «Ñóøà-Ìîðå» (Èñàíèíà è äð., 2000).  áàçó äàííûõ äëÿ îáðàáîòêè áûëè âêëþ÷åíû 4 200 ëó÷åé Ð-âîëí è 2 300 S-âîëí. Ñïåêòð ýïèöåíòðàëüíûõ ðàññòîÿíèé (èñòî÷íèê-ïðèåìíèê) èçìåíÿåòñÿ îò 0,5 äî 350 êì. Ïðè ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáîòêå ýòèõ äàííûõ, âûïîëíÿâøåéñÿ ñ ïðèìåíåíèåì ïàêåòà ïðîãðàìì FIRSTOMO (Äèòìàð, Ðîñëîâ, 1993), â ÃÏ «Íåâñêãåîëîãèÿ» ïåðâîíà÷àëüíî áûë ïîñòðîåí îäèí îïîðíûé ðàçðåç ïåðåõîäíîé çîíû «ÑóøàÌîðå» (Èñàíèíà è äð., 2000). Äëÿ ïîñòðîåíèÿ áîëåå äåòàëüíîé òðåõìåðíîé òîìîãðàôè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà íàìè âûáðàí äåòàëüíûé ó÷àñòîê ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, â öåíòðå êîòîðîãî íàõîäèòñÿ Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ãðàíèöà íà ãëóáèíå 18–28 êì, êàê â íàçåìíîì, òàê è â ìîðñêîì îòðåçêàõ ïðîôèëåé çåìíîé êîðû äåëèòñÿ íà âåðõíþþ «ãåòåðîãåííóþ» è íèæíþþ – «ãîìîãåííóþ» ÷àñòè (ðèñ. 7.9). Âûïîëíåííûå òîìîãðàôè÷åñêèå ïîñòðîåíèÿ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü îñðåäíåííûå õàðàêòåðèñòèêè Ìóðìàíñêîãî è Êîëüñêî-Íîðâåæñêîãî áëîêîâ è äîêàçàòü, ÷òî îíè îòëè÷àþòñÿ ðàçíûì òèïîì ðàññëîåííîñòè ðàçðåçà â âåðòèêàëüíîì íàïðàâëåíèè. Îáùåé èõ ÷åðòîé âûñòóïàåò îäíîòèïíàÿ èíâåðñèÿ ñêîðîñòåé, êàê S-âîëí, òàê è Ð-âîëí íà ãëóáèíå 8–12 êì, êîòîðàÿ ïðîäîëæàåòñÿ â þæíóþ ÷àñòü øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöåâà ìîðÿ. Ïðèâëå÷åíèå ìàòåðèàëîâ áóðåíèÿ ñêâàæèíû ÑÃ-3 (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998) äàåò îñíîâàíèå ïîëàãàòü, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå ýòî ñîãëàñîâàííîå èçìåíåíèå ñêîðîñòíûõ ñâîéñòâ ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ ïîâûøåííîé òðåùèíîâàòîñòüþ ïîðîä è ñâÿçàííîé ñ íåé ôëþèäîíàñûùåííîñòüþ. Îòñþäà ñëåäóåò ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà êàê áû «ïëàâàåò» íà ôëþèäîíàñûùåííîé çîíå ïîíèæåííîé ñêîðîñòè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí. Èñêëþ÷èòåëüíî èíôîðìàòèâíûì îêàçàëñÿ ðåçóëüòàò ñîïîñòàâëåíèÿ ãëóáèííûõ ðàçðåçîâ ÌÎÂÇ ñ ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèìè ðàçðåçàìè.  ÷àñòíîñòè, ïóòåì èíòåðïðåòàöèè äàííûõ ÌÎÂÇ è ÃÑÇ îïðåäåëåíî ïîëîæåíèå è ñòðîåíèå ãðàíèöû Ìîõî â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå. Ýòà ãðàíèöà îòâå÷àåò ïåðåõîäíîìó ñëîþ êîðà-ìàíòèÿ ìîùíîñòüþ 6–12 êì, è åå âåðõíÿÿ ïîâåðõíîñòü ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíàõ 34–41 êì. Âàæíîå çíà÷åíèå èìååò òîò ôàêò, ÷òî íàèìåíüøèå ãëóáèíû ãðàíèöû Ìîõî ñîîòâåòñòâóþò Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå, à èçîëèíèè ãëóáèí î÷åð÷èâàþò îâàëüíûå è óäëèíåííûå àíîìàëèè, îòâå÷àþùèå îáùåìó òåêòîíè÷åñêîìó ïëàíó Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà íà÷èíàÿ ñ ðèôòîãåííîãî è êîí÷àÿ ïîñòêîëëèçèîííûì ýòàïîì ðàçâèòèÿ êàðåëèä (ðèñ. 7.10). Ýòîò ôàêò ñëóæèò äîïîëíèòåëüíûì ïîäòâåðæäåíèåì èäåè î òîì, ÷òî êàðåëüñêàÿ ìåòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà îïðåäåëÿëàñü ìàíòèéíî-êîðîâûì âçàèìîäåéñòâèåì.  íàèáîëåå îáùåì âèäå ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ïðåäñòàâëåíû íà ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîì ðàçðåçå Áàëòèéñêèé ùèò – øåëüô Áàðåíöåâà ìîðÿ, íà êîòîðîì òàêæå ïîêàçàíî ïîëîæåíèå ìåäíî-íèêåëåâîãî è ïîëèìåòàëëè÷åñêîãî îðóäåíåíèÿ (Êàçàíñêèé è äð., 2002). Äî ãëóáèíû 15 êì ëåâàÿ ÷àñòü ðàçðåçà îñíîâûâàåòñÿ íà èíòåãðàëüíîé ãëóáèííîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà, ïðàâàÿ ÷àñòü ðàçðåçà – íà ìàòåðèàëàõ êîìïëåêñíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñìåæíîé ÷àñòè øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ (Âåðáà è äð., 1997). Õàðàêòåðèñòèêà áîëåå ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ (15–40 êì) îñíîâàíà íà ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ, ïîëîæåíèå âîëíîâîäà èçîáðàæåíî â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèâåäåííûìè íèæå äàííûìè (ðèñ. 7.11). Àíàëèç èìåþùèõñÿ íà ñåãîäíÿ ãåîëîãè÷åñêèõ è ãåîôèçè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ïîçâîëÿåò âûäåëèòü íà ðàññìàòðèâàåìîé òåððèòîðèè òðè ïîëîãèõ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ ãðàíèöû ïåðâîãî ïîðÿäêà: I – ïîâåðõíîñòü ðàçäåëà êîðà-ìàíòèÿ; II – ïîâåðõíîñòü ðàçäåëà íèæíåé «ãîìîãåííîé» è âåðõíåé «ãåòåðîãåííîé» êîðû; III – ïîâåðõíîñòü ðàçäåëà âåðõíåé êîðû è íåìåòàìîðôèçîâàííûõ ðèôåéñêî-ôàíåðîçîéñêèõ îòëîæåíèé. 176
1–2 – àðõåéñêèé êîìïëåêñ Áàëòèéñêîãî ùèòà è øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ: 1 – ãðàíèòîèäû, ýíäåðáèòû, ìèãìàòèòû, ãíåéñû (Ìóðìàíñêèé áëîê), 2 – ãíåéñû, ìèãìàòèòû, ãðàíèòîèäû, àìôèáîëèòû, êðèñòàëëè÷åñêèå ñëàíöû (Êîëüñêî-Íîðâåæñêèé áëîê è áëîê Èíàðè); 3–5 – ðàííåïðîòåðîçîéñêèé îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûé êîìïëåêñ êàðåëèä: 3 – ñåâåðîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ (îñíîâíûå ìåòàâóëêàíèòû è ïðîäóêòèâíàÿ òîëùà – òî÷êè), 4 – þæíîïå÷åíãñêàÿ ñåðèÿ, 5 – ïðåäïîëàãàåìûé ìåòàîñàäî÷íûé àíàëîã ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè; 6 – ïðîòåðîçîéñêèå ãðàíèòîèäû; 7, 8 – íåìåòàìîðôèçîâàííûå ðèôåéñêèå îòëîæåíèÿ: 7 – ÷åõîë Ðóññêîé ïëèòû, 8 – îñíîâàíèå øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ; 9 – ïàëåîçîéñêèå è ìåçîçîéñêèå øåëüôîâûå îòëîæåíèÿ; 10 – ðàçëîìû (Â-Ê-Âîðîíüÿ-Êîëìîçåðñêàÿ ñèñòåìà ðàçëîìîâ); 11 – ïîãðàíè÷íûé ðàçëîì Ðóññêîé ïëèòû – ëèíåàìåíò Òðîëëôèîðä-Ðûáà÷èé-Êèëüäèí (Ò-Ê); 12 – íèæíÿÿ «ãîìîãåííàÿ» êîðà; 13 – âåðõíÿÿ «ãåòåðîãåííàÿ» êîðà, ìàíòèÿ; 14 – ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû ïåðâîãî ïîðÿäêà (I – ìàíòèÿ-êîðà, II – íèæíÿÿ-âåðõíÿÿ êîðà, III – êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò-îñàäî÷íûå îòëîæåíèÿ); 15 – ïîëîãèå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû â êîðå; 16 – Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà; 17 – ìåäíî-íèêåëåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ; 18 – ìåäíî-öèíêîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ; 19 – ñâèíöîâî-öèíêîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ; 20 – ïðåäïîëàãàåìûé îñíîâíîé-óëüòðàîñíîâíîé ïðîìåæóòî÷íûé î÷àã; 21 – âíóòðèêîðîâûé âîëíîâîä. Ï – Ïå÷åíãñêàÿ ñòðóêòóðà
Ðèñ. 7.11. Ðàçðåç ïåðåõîäíîé çîíû Áàëòèéñêèé ùèò – øåëüô Áàðåíöåâà ìîðÿ:
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
I è III ãðàíèöû ÿâëÿþòñÿ ëèòîëîãè÷åñêèìè, ïðèðîäà II ãðàíèöû îñòàåòñÿ íåÿñíîé. Ó÷èòûâàÿ ðåçóëüòàòû êîððåëÿöèè àðõåéñêèõ ïîðîä â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû è íà ïîâåðõíîñòè, ìîæíî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî ýòè ïîðîäû ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ äî II ãðàíèöû, êàê íà Áàëòèéñêîì ùèòå, òàê è íà øåëüôå Áàðåíöåâà ìîðÿ, III ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ãðàíèöà íàäåæíî ôèêñèðóåòñÿ ëèøü íà øåëüôå Áàðåíöåâà ìîðÿ. Íà ñóøå åé ñîîòâåòñòâóåò êîíòàêò ìåæäó ðàííåäîêåìáðèéñêèìè êðèñòàëëè÷åñêèìè ïîðîäàìè è ðèôåéñêèìè îòëîæåíèÿìè, ñëàãàþùèìè îñàäî÷íûé ÷åõîë Ðóññêîé ïëèòû. Íûíå ýòîò ÷åõîë áîëüøåé ÷àñòüþ óíè÷òîæåí ýðîçèåé, çà èñêëþ÷åíèåì âûõîäîâ íà ï-îâå Ñðåäíèé. Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû âòîðîãî ïîðÿäêà íàäåæíî óñòàíîâëåíû ëèøü â ïðåäåëàõ Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Çäåñü îíè èìåþò íàêëîííîå çàëåãàíèå è òåêòîíè÷åñêóþ ïðèðîäó, êàê ýòî âèäíî íà ïðèìåðå Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ìîùíóþ çîíó ðàññëàíöåâàíèÿ âóëêàíîãåííûõ è îñàäî÷íûõ ïîðîä ñåâåðîïå÷åíãñêîé ñåðèè. Ñ ïîìîùüþ âåðòèêàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ óñòàíîâëåíî, ÷òî ñ ãëóáèíîé Ëó÷ëîìïîëüñêèé è Ïîðüèòàøñêèé ðàçëîìû è ñîîòâåòñòâóþùèå íàêëîííûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû âûïîëàæèâàþòñÿ è ñëèâàþòñÿ â åäèíóþ çîíó òåêòîíè÷åñêèõ äèñëîêàöèé. Ê ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèì ãðàíèöàì âòîðîãî ïîðÿäêà, âåðîÿòíî, ìîæíî îòíåñòè òàêæå âîëíîâîä â îñíîâàíèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ïîçâîëÿþò âûñêàçûâàòü ïðåäïîëîæåíèå î ðàçíîâîçðàñòíîñòè ãðàíèö, íûíå ôèêñèðóåìûõ ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Åñëè âûâîä î ñóùåñòâîâàíèè ìàíòèéíîãî ïîäíÿòèÿ ïîä Ïå÷åíãñêèì ðóäíûì ðàéîíîì ñïðàâåäëèâ, òî I ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ãðàíèöà ñóùåñòâîâàëà óæå â íà÷àëå êàðåëüñêîãî öèêëà. Íàêëîííûå ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû òèïà Ëó÷ëîìïîëüñêîãî ðàçëîìà âîçíèêëè íà êîëëèçèîííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ êàðåëèä, III ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ãðàíèöà – â íà÷àëå ðèôåÿ, ïîñëå êîíñîëèäàöèè è ðàçìûâà êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà Áàëòèéñêîãî ùèòà, à ñóáãîðèçîíòàëüíûå ôëþèäîíàñûùåííûå çîíû òðåùèíîâàòîñòè â ôóíäàìåíòå Áàëòèéñêîãî ùèòà – íà áîëåå ïîçäíèõ ýòàïàõ ôîðìèðîâàíèÿ øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ. Îòíîñèòåëüíî ãåîëîãè÷åñêîé ïîçèöèè ñâèíöîâî-öèíêîâûõ æèë Ïå÷åíãñêîãî ïîáåðåæüÿ áûëè âûñêàçàíû ðàçíûå òî÷êè çðåíèÿ. Â. È. Êàçàíñêèé è äð. (1999) ïðèøëè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî â îáùåì ðåãèîíàëüíîì ïëàíå íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ãèäðîòåðìàëüíàÿ ñâèíöîâî-öèíêîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ Ïå÷åíãñêîãî ïîáåðåæüÿ ëîêàëèçóåòñÿ âáëèçè Âîðîíüå-Êîëìîçåðñêîé ñèñòåìû ðàçëîìîâ, â ïîðîäàõ àðõåéñêîãî îñíîâàíèÿ è òÿãîòååò ê ïîâåðõíîñòè åãî íåñîãëàñèÿ ñ ðèôåéñêèì îñàäî÷íûì ÷åõëîì Ðóññêîé ïëèòû. Ïðîÿâëåíèÿ ñâèíöîâî-öèíêîâîé ìèíåðàëèçàöèè èçâåñòíû òàêæå â ðèôåéñêèõ îòëîæåíèÿõ â çîíå ëèíåàìåíòà Òðîëëôèîðä-Ðûáà÷èé-Êèëüäèí, êîòîðàÿ ñ÷èòàåòñÿ ñåâåðî-âîñòî÷íûì îãðàíè÷åíèåì Ðóññêîé ïëèòû. Òàêèì îáðàçîì, â ðåãèîíàëüíîì ïëàíå ïîëèìåòàëëè÷åñêàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ ïðèóðî÷åíà ê çîíå êðóïíåéøèõ ðàçëîìîâ íà ãðàíèöå Ðóññêîé ïëèòû è øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöåâà ìîðÿ. Ïðè ýòîì ãèäðîòåðìàëüíàÿ ñâèíöîâî-öèíêîâàÿ è ìåäíî-öèíêîâàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà â ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè ñîïðÿæåíà ñ ðèôåéñêèìè ñòðóêòóðàìè ïåðåõîäíîé çîíû «Ñóøà-Ìîðå» è âîçíèêëà â ðåæèìå ïàññèâíîé êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû. 7.9. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÂÛÂÎÄÛ Èññëåäîâàíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû íå ìîãëè îãðàíè÷èâàòüñÿ èçó÷åíèåì òîëüêî êåðíà è îêîëîñêâàæèííîãî ïðîñòðàíñòâà. Ñâèäåòåëüñòâîì òîìó ìíîãîëåòíèå êîìïëåêñíûå ðàáîòû ïî ñîçäàíèþ ãëóáèííîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà, ãäå ïðîéäåíà Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ ñêâàæèíà. Ýòè ðàáîòû âêëþ÷àëè ñïåöèàëèçèðîâàííóþ äîêóìåíòàöèþ ñêâàæèíû, ñòðóêòóðíî-ïåòðîëîãè÷åñêîå è ïåòðîôèçè÷åñêîå èçó÷åíèå êåðíà, ñáîð è àíàëèç àäåêâàòíûõ îáðàçöîâ ñ ïîâåðõíîñòè, ÷òî ïîçâîëèëî ôîðìàëèçîâàòü è êîððåëèðîâàòü ðàçðåç ñêâàæèíû ñ ïîâåðõíîñòüþ, îïðåäåëèòü ãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà è ðàçðàáîòàòü ñ ó÷åòîì ìàòåðèàëîâ ãðàâèìåòðè÷åñêèõ ñúåìîê åãî èíòåãðàëüíóþ òðåõìåðíóþ ãåîäèíàìè÷åñêóþ ìîäåëü äî ãëóáèíû 15 êì. Òåì ñàìûì áûëà ñîçäàíà îñíîâà äëÿ èññëåäîâàíèÿ áîëåå ãëóáîêèõ óðîâíåé çåìíîé êîðû âïëîòü äî âåðõíåé ìàíòèè. Íà ýòîì áîëåå ïîçäíåì ýòàïå ðàáîò ïåðâîñòåïåííîå çíà÷åíèå ïðèîáðåëè ðåçóëüòàòû ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ïðåæäå âñåãî ñåéñìè÷åñêîé òîìîãðàôèè. Îíè ïîçâîëèëè ðàñ÷ëåíèòü êîíòèíåíòàëüíóþ çåìíóþ êîðó Áàëòèéñêîãî ùèòà íà âåðõíþþ – ãåòåðîãåííóþ è íèæíþþ – ãîìîãåííóþ êîðó, äîêàçàòü ïðîäîëæåíèå ýòîé êîðû â ñìåæíóþ ÷àñòü øåëüôà Áàðåíöåâà ìîðÿ è âûÿâèòü ïîä Ïå÷åíãñêèì ðóäíûì ðàéîíîì ïîäíÿòèå ïîâåðõíîñòè 178
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
ðàçäåëà êîðà-ìàíòèÿ èëè ðåëèêòîâûé ðàííåïðîòåðîçîéñêèé ïëþì. Ñîîòâåòñòâåííî áûëà îïðåäåëåíà ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà â äîêåìáðèéñêèõ ñòðóêòóðàõ Áàëòèéñêîãî ùèòà è äàíà íîâàÿ èíòåðïðåòàöèÿ åãî ãåîäèíàìè÷åñêîé è ìåòàëëîãåíè÷åñêîé ýâîëþöèè.  îñíîâå ýòîé èíòåðïðåòàöèè ëåæèò èäåÿ î íàïðàâëåííîì ìàíòèéíî-êîðîâîì âçàèìîäåéñòâèè â òå÷åíèå êàðåëüñêîãî öèêëà, â ïåðèîä êîòîðîãî ðîëü ìàíòèéíûõ èñòî÷íèêîâ è ïðîöåññîâ óìåíüøàëàñü, à âíóòðèêîðîâûõ – óâåëè÷èâàëàñü. Èìåííî ýòèì îáúÿñíÿåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíûé ïåðåõîä ïëàòèíîìåòàëëüíîãî îðóäåíåíèÿ â ñâÿçè ñ ãèïåðáàçèòàìè ê ñóëüôèäíîìó ìåäíîíèêåëåâîìó â àññîöèàöèè ñ ãàááðî-âåðëèòîâûìè èíòðóçèÿìè è äàëåå ê ìåòàìîðôîãåííîìó ãèäðîòåðìàëüíî-ìåòàñîìàòè÷åñêîìó óðàíîâîìó ðóäîîáðàçîâàíèþ. Ýòó èäåþ ïîäòâåðæäàþò è ðàçâèâàþò ðåçóëüòàòû èçîòîïíî-ãåîõèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû. Îíè äîêàçûâàþò, ÷òî â ðàííåì ïðîòåðîçîå àðõåéñêèé ôóíäàìåíò èñïûòàë ìîùíîå âîçäåéñòâèå ðåãðåññèâíîãî ìåòàìîðôèçìà àìôèáîëèòîâîé è ýïèäîòàìôèáîëèòîâîé ôàöèè è íèçêîòåìïåðàòóðíîé ãðàíèòèçàöèè, êîòîðûå ñîïðîâîæäàëèñü âíåäðåíèåì áàçèò-ãèïåðáàçèòîâûõ äàåê, ò. å. áàçèôèêàöèåé ôóíäàìåíòà, è çàâåðøèëèñü âíåäðåíèåì ïîðôèðîâèäíûõ ãðàíèòîâ. Ïîëó÷åííûå äàííûå îïðîâåðãàþò êðàéíèå ìîáèëèñòñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î òåêòîíèêå Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû, ñîãëàñíî êîòîðûì îíà ñîñòîèò èç ñåðèè ÷åøóé÷àòûõ òåððåéíîâ ýïèêîíòèíåíòàëüíîé è îêåàíè÷åñêîé ïðèðîäû. Âìåñòå ñ òåì èç ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé âûòåêàåò ðÿä ïðàêòè÷åñêèõ ñëåäñòâèé: 1. Èäåè î ñâÿçè êðóïíåéøåãî â Åâðîïå Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ ñ èçîëèðîâàííûì ñåãìåíòîì ðàííåïðîòåðîçîéñêîé Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé çîíû è ñ ðåëèêòîâûì ìàíòèéíûì ïëþìîì ìîãóò ñëóæèòü èñõîäíûì ïóíêòîì äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ àíàëîãè÷íûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ìåñòîðîæäåíèé íà äðóãèõ òåððèòîðèÿõ. 2. Ñîãëàñíî èíòåãðàëüíîé ãëóáèííîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà, íèêåëåíîñíûå ãàááðî-âåðëèòîâûå èíòðóçèè ïåðâîíà÷àëüíî ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ñèëû è çàëåãàëè ñóáãîðèçîíòàëüíî, ïîäîáíî ðóäîíîñíûì èíòðóçèÿì Íîðèëüñêîãî ðàéîíà. Ýòîò âûâîä ñíèìàåò îãðàíè÷åíèÿ íà âîçìîæíóþ ãëóáèíó ðàñïðîñòðàíåíèÿ ãàááðî-âåðëèòîâûõ èíòðóçèé è ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä âïëîòü äî Ïîðüèòàøñêîãî ðàçëîìà. 3. Ñîãëàñíî òîé æå ìîäåëè áîãàòûå ñóëüôèäíûå ðóäû Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ îáðàçîâàëèñü íà êîëëèçèîííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ êàðåëèä è êîíòðîëèðóþòñÿ çîíàìè ðàññëàíöåâàíèÿ ïîðîä Ïðîäóêòèâíîé òîëùè. Ýòè çîíû îáëàäàþò ìàêñèìàëüíîé àíèçîòðîïèåé ïî óïðóãèì ñâîéñòâàì. Âåëè÷èíà ýòîé àíèçîòðîïèè, îïðåäåëåííàÿ ïåòðîôèçè÷åñêèì ìåòîäîì, ìîæåò ñëóæèòü ïîèñêîâûì ïðèçíàêîì áîãàòûõ ðóä. 4. Åñëè ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî îáðàçîâàíèå íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëèìåòàëëè÷åñêîé ìèíåðàëèçàöèè Ïå÷åíãñêîãî ïîáåðåæüÿ è ïîëîãèõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö ñâÿçàíî ñ ïðîöåññàìè íà øåëüôå Áàðåíöåâà ìîðÿ, âåðíî, â ðèôåéñêèõ îòëîæåíèÿõ ïåðåõîäíîé çîíû «Ñóøà-Ìîðå» âîçìîæíî îòêðûòèå áîëåå êðóïíîãî ñòðàòèôîðìíîãî ïîëèìåòàëëè÷åñêîãî îðóäåíåíèÿ. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Ðîññèéñêîãî ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé (ïðîåêòû 01–05–64294, 01–05–64295, 04–05–65053, 05-05-6581) è ïðîåêòà ÌÏÃÊ ¹ 408.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ Á à ê ó ø ê è í À . Ì . , À õ ì å ä î â À . Ì . Áàçàëüíûå êîíãëîìåðàòû ïå÷åíãñêîãî êîìïëåêñà âáëèçè ãîðû Ãåíåðàëüñêîé / Ãåîëîãèÿ è ãåîõèìèÿ ìåòàìîðôè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà. Àïàòèòû, 1975. Ñ. 70–85. Á à ÿ í î â à Ò . Á . , ß ê î â ë å â Þ . Í . , à ó á å ð ì à í Ä . Ì . è ä ð . Èçîòîïíûå U-Pb ïî öèðêîíàì è Sm-Nd ìîäåëüíûå âîçðàñòà ïîðîä Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû (ÑÃ-3) è èõ ãîìîëîãîâ íà ïîâåðõíîñòè. Àïàòèòû: ÊÍÖ ÐÀÍ, 2004. 105 ñ. Á è á è ê î â à Å .  . ,  å ò ð è í  . Ð . , Ê è ð í î ç î â à Ò . È . è ä ð . Ãåîõðîíîëîãèÿ è êîððåëÿöèÿ ïîðîä íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû. // ÄÀÍ. 1993. Ò. 332, ¹ 3. C. 360–363.  å ð á à Ì . Ë . , Ä â î ð í è ê î â Ë . à . , Ê à ö å â  . À . è ä ð . Îïîðíûå ãåîôèçè÷åñêèå ïðîôèëè íà Àðêòè÷åñêîì øåëüôå // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 1997. ¹ 3. Ñ. 31–33. 179
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
 å ò ð è í  . Ð . ,  è í î ã ð à ä î â À . Í . ,  è í î ã ð à ä î â à à .  . Ïåòðîëîãèÿ è ôàöèàëüíîôîðìàöèîííûé àíàëèç ëèöêî-àðàãóáñêîãî äèîðèò-ãðàíèòíîãî êîìïëåêñà / Èíòðóçèâíûå ÷àðíîêèòû è ïîðôèðîâèäíûå ãðàíèòû Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà. Àïàòèòû, 1975. Ñ. 149–316.  å ò ð è í  . Ð . , Ï ó ø ê à ð å â Þ . Ä . , Ð þ í ã å í å í à . È . , Ø ë à é ô ø ò å é í Á . À . Ãåîëîãè÷åñêîå ïîëîæåíèå è âîçðàñò ãðàíèòîèäîâ þæíîãî îáðàìëåíèÿ Ïå÷åíãè / Ñòðîåíèå è ìåòàìîðôè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ ãëàâíûõ ñòðóêòóðíûõ çîí Áàëòèéñêîãî ùèòà. Àïàòèòû: Èçä. Êîëüñêîãî ôèëèàëà ÀÍ ÑÑÑÐ, 1987. Ñ. 15–29  å ò ð è í  . Ð . , à î ð î õ î â ñ ê è é Á .  . Ãðàíèòèçàöèÿ ïîðîä àðõåéñêîãî êîìïëåêñà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû: âîçðàñò è èñòî÷íèêè âåùåñòâà // Ïåòðîëîãèÿ. 2002. ¹ 2. Ñ. 210–224.  å ò ð è í  . Ð . , Á à ÿ í î â à Ò . Á . , Ê à ì å í ñ ê è é È . Ë . , È ê î ð ñ ê è é Ñ .  . U-Pb âîçðàñò è èçîòîïíàÿ ãåîõèìèÿ ãåëèÿ â ïîðîäàõ è ìèíåðàëàõ ëèöêî-àðàãóáñêîãî äèîðèò-ãðàíèòíîãî êîìïëåêñà // ÄÀÍ. 2002à. Ò. 386, ¹ 2. Ñ. 85–89.  å ò ð è í  . Ð . , Ê à ì å í ñ ê è é È . Ë . , È ê î ð ñ ê è é Ñ .  . Ìàíòèéíûé ôëþèä â ïðîòåðîçîéñêèõ ãðàíèòîèäàõ: èçîòîïû He è Ar â ïîðîäàõ è ìèíåðàëàõ ëèöêî-àðàãóáñêîãî äèîðèò-ãðàíèòíîãî êîìïëåêñà (Êîëüñêèé ïîëóîñòðîâ) // Ïåòðîëîãèÿ. 2002á. Ò. 10, ¹ 3. Ñ. 270–282.  å ò ð è í  . Ð . , Ò ó ð ê è í à Î . Ì . , Ë à ä ä å í Ä æ . , Ä å ë å í è ö è í À . À . Ãåîõèìèÿ è ðåêîíñòðóêöèÿ ñîñòàâà ïðîòîëèòîâ ôóíäàìåíòà Ïå÷åíãñêîãî ïàëåîðèôòà // Ïåòðîëîãèÿ. 2003. Ò. 11, ¹ 2. Ñ. 196–224. à ë à ã î ë å â À . À . , Ð ó ñ è í î â  . Ë . , Ï ë þ ñ í è í à Ë . Ï . , Ò ð î í å â à  . À . Ìèíåðàëüíûå àññîöèàöèè è ìåòàìîðôèçì áàçèòîâ ïå÷åíãñêîé ñåðèè (ñåâåðî-çàïàä Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà) // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ, ñåð. ãåîë. 1983. ¹ 1. Ñ. 29–45. à ð î õ î â ñ ê à ÿ Ò . À . , Ë à ï ó ò è í à È . Ï . , Ê ó ç í å ö î â à . Ñ . è ä ð . Ïëàòèíî-ìåäíî-íèêåëåâîå îðóäåíåíèå ðàññëîåííîãî èíòðóçèâà ãîðû Ãåíåðàëüñêîé (Ïå÷åíãñêèé ðóäíûé ðàéîí, Êîëüñêèé ïîëóîñòðîâ) // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1996. Ò. 38, ¹ 3. Ñ. 201–225. Äèñòëåð Â. Â., Ôèëèìîíîâà À. À., Ãîðîõîâñêàÿ Ò. Ë., Ëàïóòèíà È. Ï. Ïëàòèíîâûå ìåòàëëû â ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóäàõ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1989. ¹ 6. Ñ. 3–15. Ä è ò ì à ð Ï . à . , Ð î ñ ë î â Þ .  . Ïàêåò ïðîãðàìì äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ è èíòåðïðåòàöèè âðåìåí ïðîáåãà ñåéñìè÷åñêèõ âîëí «DOGSTOMO» // Òåç. äîêë. Ìåæäóíàð. íàó÷í. êîíô. «Ãåîôèçèêà è ñîâðåìåííûé ìèð», 1993. Ñ. 227. Ç à ã î ð î ä í û é  . à . , Ð à ä ÷ å í ê î À . Ò . Òåêòîíèêà ðàííåãî äîêåìáðèÿ Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà. Ë.: Íàóêà, 1983. 96 ñ. È ñ à í è í à Ý .  . ,  å ð á à Ì . Ë . , È â à í î â à Í . Ì . è ä ð . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà íà Áàëòèéñêîì ùèòå è ñìåæíîé ÷àñòè øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöåâà ìîðÿ // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 2000. Ò. 42, ¹ 5. Ñ. 476–487. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Á î ð î í è õ è í  . À . ,  à í þ ø è í  . À . è ä ð . Ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó äåôîðìàöèÿìè, ìåòàìîðôèçìîì è ïåòðîôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ïîðîä â Ïå÷åíãñêîì ðóäíîì ðàéîíå // Âíóòðåííåå ñòðîåíèå ðóäîíîñíûõ äîêåìáðèéñêèõ ðàçëîìîâ. Ì.: Íàóêà, 1985. Ñ. 6–46. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ê ó ç í å ö î â Î . Ë . , Ê ó ç í å ö î â À .  . è ä ð . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ãåîäèíàìèêà Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà: îïûò èçó÷åíèÿ Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1994. Ò. 36, ¹ 6. Ñ. 500–519. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ë î á à í î â Ê .  . Î ãðàíèöàõ è ìåòàëëîãåíèè Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà (Áàëòèéñêèé øèò) // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1996. Ò. 38, ¹ 1. Ñ. 103–109. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . Ìàíòèéíî-êîðîâûå ðóäîîáðàçóþùèå ñèñòåìû Óêðàèíñêîãî è Áàëòèéñêîãî ùèòîâ; Êèðîâîãðàäñêèé è Ïå÷åíãñêèé ðóäíûå ðàéîíû // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1997. Ò. 39, ¹ 6. Ñ. 502–520. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ë î á à í î â Ê .  . , Ê ó ç í å ö î â À .  . è ä ð . Ãèäðîòåðìàëüíàÿ ïîëèìåòàëëè÷åñêàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ ïåðåõîäíîé çîíû «Ñóøà-Ìîðå», Ïå÷åíãñêèé ðóäíûé ðàéîí (Ðîññèÿ) // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1999. Ò. 41, ¹ 3. Ñ. 195–213. Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , È ñ à í è í à Ý .  . , Ë î á à í î â Ê .  . è ä ð . Ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ, ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû è ìåòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 2002. Ò. 44, ¹ 4. Ñ. 276–286. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Èññëåäîâàíèå ãëóáèííîé ñòðóêòóðû êîíòèíåíòàëüíîé êîðû áóðåíèåì Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû. Å. À. Êîçëîâñêèé (ðåä.). Ì.: Íåäðà, 1984. 490 ñ. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèé. Ðåä. Â. Ï. Îðëîâ, Í. Ï. Ëàâåðîâ. Ì.: ÌÔ Òåõíîíåôòåãàç, 1998. 260 ñ. Ê î í ä è Ê . Àðõåéñêèå çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà. Ì.: Ìèð, 1983. 390 ñ. Ê ð à ò ö Ê . Î . , Ä å ë è í à Á . Á . , Á û ë è í ñ ê è é Ð .  . è ä ð . Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ î ñòðóêòóðàõ çåìíîé êîðû / Çåìíàÿ êîðà âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1978. Ñ. 25–28. Ê ð å ì å í å ö ê è é À . À . , Î â ÷ è í í è ê î â Ë . Í . Ãåîõèìèÿ ãëóáèííûõ ïîðîä. Ì.: Íàóêà, 1986. 262 ñ. 180
Ãëàâà 7. Îáúåìíàÿ ìîäåëü, ãåîäèíàìèêà è ìèòàëëîãåíèÿ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ðåãèîíà
Ë î á à í î â Ê .  . , Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ñ ò à ð î ñ ò è í  . È . Ñòðóêòóðíî-ïåòðîôèçè÷åñêèé êîíòðîëü ìóñêîâèòîâûõ ïåãìàòèòîâ ×óïèíî-Ëîóõñêîãî ðàéîíà (Ñåâåðíàÿ Êàðåëèÿ) / Ðóäîíîñíûå ñòðóêòóðû äîêåìáðèÿ. Ì.: Íàóêà, 1982. Ñ. 137–165. Ë î á à í î â Ê .  . , Ê à ç à í ñ ê è é  . È . , Ê ó ç í å ö î â À .  è ä ð . Ñîïîñòàâëåíèå àðõåéñêèõ ïîðîä èç ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû è èõ àíàëîãîâ ñ ïîâåðõíîñòè ïî ðåçóëüòàòàì ñòðóêòóðíî-ïåòðîëîãè÷åñêèõ, ïåòðîôèçè÷åñêèõ è íåéòðîíîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé // Ïåòðîëîãèÿ. 2002. Ò. 10, ¹ 1. Ñ. 30–45. Ì å ä í î - í è ê å ë å â û å ì å ñ ò î ð î æ ä å í è ÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1985. 330 ñ. Ì è ò ð î ô à í î â Ô . Ï . , Á à ë à á î í è í Í . Ë . , Ê î ð ÷ à ã è í À . Ó . Ìåòàëëîãåíèÿ Êîëüñêîãî ïîÿñà ðàññëîåííûõ óëüòðàìàôèò-ìàôèòîâûõ èíòðóçèé // Îòå÷åñòâåííàÿ ãåîëîãèÿ. 1995. ¹ 6. Ñ. 37–41. Ï å ò ð î â À . È . Èìïóëüñíî-î÷àãîâûå ñòðóêòóðû è ïðîáëåìû èõ ðóäîíîñíîñòè. Ë.: Íåäðà, 1988. 232 ñ. Ï ó ø ê à ð å â Þ . Ä . Ìåãàöèêëû â ñèñòåìå êîðà-ìàíòèÿ. Ë.: Íàóêà, 1990. 217 ñ. Ñ à â è ö ê è é À .  . , à ð î ì î â Þ . À . , Ì å ë ü í è ê î â Å .  . , Ø à ð è ê î â Ï . È . Óðàíîâîå îðóäåíåíèå Ëèöåâñêîãî ðàéîíà íà Êîëüñêîì ïîëóîñòðîâå (Ðîññèÿ) // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1995. Ò. 37, ¹ 5. Ñ. 403–416. Ñ ê ó ô ü è í Ï . Ê . Ýâîëþöèÿ âóëêàíèçìà ðóäîíîñíîé Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû (Êîëüñêèé ïîëóîñòðîâ) // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 1993. ¹ 3. Ñ. 271–283. Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . Êîìàòèèòîâûé è ïèêðèòîâûé ìàãìàòèçì ðàííåãî äîêåìáðèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. ÑÏá.: Íàóêà, 1992. 272 ñ. Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . , Ñ ê ó ô ü è í Ï . Ê . Âóëêàíè÷åñêèå àññîöèàöèè Ñåâåðíîé è Þæíîé çîí (ñîñòàâ, ýâîëþöèÿ, ãåíåçèñ) // Ìàãìàòèçì, ñåäèìåíòîãåíåç è ãåîäèíàìèêà Ïå÷åíãñêîé ïàëåîðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû. Àïàòèòû, 1995. Ñ. 37–47. Ñ ò à ð î ñ ò è í  . È . Ñòðóêòóðíî-ïåòðîôèçè÷åñêèé àíàëèç ýíäîãåííûõ ðóäíûõ ïîëåé. Ì.: Íåäðà, 1979. 240 ñ. × å í Ä . , Ê ð î ó Ò . Å . ,  å ò ð è í  . Ð . , Ì è ò ð î ô à í î â Ô . Ï . U-Pb ãåîõðîíîëîãèÿ ïîðîä àðõåéñêîé ÷àñòè ðàçðåçà Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ. Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèÿ. Ðåä.: Â. Ï. Îðëîâ, Í. Ï. Ëàâåðîâ / Ì.: ÌÔ Òåõíîíåôòåãàç, 1998. C. 59–70. ß ê î â ë å â Þ . Í . , Á à ÿ í î â à Ò . Á . , à ó á å ð ì à í Ä . Ì . è ä ð . Ãåîëîãî-ãåîõðîíîëîãè÷åñêîå ðàñ÷ëåíåíèå àðõåéñêîãî êîìïëåêñà â ðàçðåçå Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû // Ìàòåðèàëû III Âñåðîññèéñêîãî ñîâåùàíèÿ «Îáùèå âîïðîñû ðàñ÷ëåíåíèÿ äîêåìáðèÿ». Àïàòèòû, 2000. C. 284–287. B a l a s h o v Y . A . , M i t r o f a n o v F . P . , B a l a g a n s k y V . V . New geochronological data on Archaean rocks of the Peninsula. Correlation of Precambrian formations of the Kola Karelian region and Finland. Apatity, 1992. P. 13–34. B e r t h e l s e n A . , M a r k e r M . Tectonic of the Kola collision suture and adjacent Archean and Early Proterozoic terrains in the northeastern region of the Baltic Shield // Tectonophysics. 1986. V. 126, N 1. P. 31–58. G e o l o g y o f t h e K o l a P e n i n s u l a (Baltic Shield) / F. P. Mitrofanov, ed. Apatity, 1995. 145 p. D e P a o l o D . J . Neodymium isotopes in the Colorado Front Range and mantle evolution in the Proterozoic // Nature. 1981. V. 291. P. 193–196. H a n s k i E . Petrology of Pechenga ferropicrites and cogenetic Ni-bearing gabbro-wehrlite intrusions, Kola Peninsula, Russia // Geol. Surv. Finland. Bull. 1992. N 367. 195 p. H a a p a l a I . , F r o n t K . , R a n t a l a E . , V a a r m a M . C . Petrology of Nattanen type granite complexes, Northern Finland // Precambrian Res. 1987. V. 35. P. 225–240. H u h m a H . , S m o l k i n V . F . , H a n s k i E . J . , F e d o t o v Z . A . Sm-Nd isotope study of the Nyasyukka dyke complex in the northern Pechenga area, Kola Peninsula, Russia. Program and Abstracts // IGCP Project 336 Symposium in Rovaniemi. 1996. University of Turku Publ. P. 57–58. L e v c h e n k o v O . A . , L e v s k y L . K . , N o r d g u l e n O . e t a l . U-Pb ages from Sorvaranger, Norway and the western pa t of the Kola Peninsula, Russia Norges Geologiske Undersokels / Spee. Publ. 7. Geology of the eastern Finmark – western Kola Peninsula regton. Trondheim. 1995. P. 29–47. M e l e z h i k V . A . Stust B. A. General geology and evolutionary history of the Early Proterozoic Polmak-Pasvik-Pechenga-Imandra/Varzuga-Ust 5, Ponoy Green-stone Belt in the northeastern Baltic Shield // Earth. Sci. Rev. 1994. N 36. P. 205–241.
ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÀÐÊÒÈÊÈ
ÃËÀÂÀ 8 ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÊÀÐÑÊÎ-ÁÀÐÅÍÖÅÂÎÌÎÐÑÊÎÉ ØÅËÜÔÎÂÎÉ ÏËÈÒÛ È ÀÐÊÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÎÁÅÐÅÆÜß ÅÂÐÎÏÅÉÑÊÎÃÎ ÑÅÂÅÐÀ (ÏÎ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÀÌ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ ÍÀ ÎÏÎÐÍÎÌ ÏÐÎÔÈËÅ 2-ÀÐ) Ðàáîòû íà îïîðíûõ ïðîôèëÿõ Ãîñóäàðñòâåííîé ñåòè ïî ñóùåñòâó ÿâëÿþòñÿ ôóíäàìåíòàëüíûìè èññëåäîâàíèÿìè, íà áàçå êîòîðûõ ðàçâèâàþòñÿ êàê ïðèêëàäíûå, òàê è òåîðåòè÷åñêèå ïîñòðîåíèÿ. Ïîýòîìó âïîëíå åñòåñòâåííî, ÷òî íà îáðàáîòêó è îñìûñëèâàíèå âñåãî îáúåìà äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ïðè íàòóðíûõ íàáëþäåíèÿõ íà îïîðíûõ ïðîôèëÿõ, óõîäÿò, êàê ïðàâèëî, ìíîãèå ãîäû. Òàê áûëî ñî âñåìè ðåãèîíàëüíûìè ãåîòðàâåðñàìè, óæå îòðàáîòàííûìè â ðàìêàõ îáùåðîññèéñêîé ïðîãðàììû ðàçâèòèÿ ñåòè îïîðíûõ ïðîôèëåé íà ñóøå. Ïåðâûé òàêîé ïðîôèëü, îòðàáîòàííûé íà Áàðåíöåâîì ìîðå â 1995–1999 ãã., ãåîòðàâåðñ 1-ÀÐ («Ïåðâûé Àðêòè÷åñêèé») ïåðåñåê øåëüô ïî ëèíèè îò ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû ÑÃ-3 â ïîñ. Çàïîëÿðíûé äî îïîðíîé ñêâàæèíû íà î. Õåéñà (ÇÔÈ) è îñâåòèë ñòðîåíèå, ãëàâíûì îáðàçîì, ñòðóêòóð Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà (ðèñ. 8.1). Ðåçóëüòàòû ýòèõ èññëåäîâàíèé áûëè îñâåùåíû â ïðåçåíòàöèè íà Ìåæäóíàðîäíîì ãåîëîãè÷åñêîì êîíãðåññå â Ðèî-äå-Æàíåéðî â 2000 ã. Îïîðíûé ïðîôèëü 2-ÀÐ, îòðàáîòêà êîòîðîãî çàíÿëà òðè ãîäà (1999–2002), îñâåòèë ñòðîåíèå öåíòðàëüíîé îáëàñòè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîé êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû, âêëþ÷àÿ òðè åå ãëàâíûõ ñòðóêòóðû – Áàðåíöåâñêóþ øåëüôîâóþ ïëèòó, Þæíî-Êàðñêóþ ñèíåêëèçó Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû è ðàçäåëÿþùóþ èõ Íîâîçåìåëüñêóþ ãðÿäó (ðèñ. 8.2). Òðåòèé ïðîôèëü (3-ÀÐ), êîòîðûé îòðàáàòûâàëñÿ â 2002–2004 ãã., ïðîäîëæèë ñîçäàíèå êàðêàñà ïðîôèëåé íà Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîì øåëüôå, îñâåòèâ åãî ðàçðåç ïî ëèíèè Áåëîå ìîðå – Ñåâåðíàÿ Çåìëÿ (ðèñ. 8.3).  ñòðîåíèè êðóïíåéøèõ ãåîáëîêîâ ðåãèîíà, èçó÷åííûõ îïîðíûìè ïðîôèëÿìè, ïðèíèìàþò ó÷àñòèå îñàäî÷íûå è ìàãìàòè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ øèðîêîãî âîçðàñòíîãî äèàïàçîíà – îò ðèôåéñêèõ äî êàéíîçîéñêèõ. 8.1. ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÊÎÐÎÂÛÕ ÃÐÀÍÈÖ Ãðàíèöà Ì ïðîñëåæåíà ïðè ðàáîòàõ ÃÑÇ è ØÃÑÏ íà ãëóáèíàõ îò 28 äî 45 êì (ðèñ. 1.5). Ìèíèìàëüíûå ãëóáèíû ñîîòâåòñòâóþò öåíòðàëüíîé ÷àñòè øåëüôà, à ìàêñèìàëüíûå – ìàòåðèêîâîìó îáðàìëåíèþ øåëüôà (Øàðîâ, 1993; Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998) è äð. Ïîðîäû âåðõíåé ìàíòèè, çàëåãàþùèå íèæå ãðàíèöû Ì, îáëàäàþò âûñîêèìè ñêîðîñòÿìè ïðîõîæäåíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ âîëí – îò 7,5 äî 8,4 êì/ñ. Ïðîñëåæèâàåìîñòü ãðàíèöû Ì â ïðåäåëàõ ðåãèîíà íå îñòàåòñÿ íåèçìåííîé: â ðàéîíàõ ãëóáîêîãî çàëåãàíèÿ è äðåâíåãî âîçðàñòà ñòàáèëèçàöèè îíà âûäåëÿåòñÿ, êàê ïðàâèëî, çíà÷èòåëüíî áîëåå óâåðåííî, íåæåëè â ìåñòàõ îòíîñèòåëüíî íåãëóáîêîãî ïîëîæåíèÿ, ãäå çåìíàÿ êîðà íà ïðîòÿæåíèè ôàíåðîçîéñêîé èñòîðèè áûëà ïîäâåðæåíà ðèôòîãåííîé äåñòðóêöèè. Ïî àíàëèçó ðàñïðåäåëåíèÿ íèæíèõ êðîìîê ìàãíèòîàêòèâíûõ òåë áûëî 182
Ñîñòàâëåí Å. À. Àøèõìèíîé, Ì. Ë. Âåðáîé, Â. Ý. Âîëêîì, Þ. Í. Êóëàêîâûì è Ò. Â. Øâàðö
Ðèñ. 8.3. Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèé ðàçðåç þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîé øåëüôîâîé ïëèòû è Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû âäîëü ãåîòðàâåðñà 3-ÀÐ
èçîëèíèÿìè ïîêàçàíà ïëîòíîñòíàÿ ñòðóêòóðà ðàçðåçà â ã/ñì3, ñîãëàñîâàííàÿ ñî ñòðóêòóðîé ðàñïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè óïðóãèõ âîëí ïî äàííûì òîìîãðàôè÷åñêîé îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ ÃÑÇ; êîíñîëèäèðîâàííàÿ êîðà ïîêàçàíà âåðòèêàëüíîé øòðèõîâêîé; â îñàäî÷íîì ñëîå îòìå÷åíû íàèáîëåå êîíòðàñòíûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû ïî äàííûì ÌΠÎÃÒ è çîíû ðàçëîìîâ; ïî äàííûì ÃÑÇ îòìå÷åíû ãðàíèöû: Ô – ãåòåðîãåííîãî ôóíäàìåíòà, Ê – Êîíðàäà, Ì – Ìîõîðîâè÷è÷à
Ðèñ. 8.1. Îïîðíûé ïðîôèëü 1-ÀÐ. Ñîñòàâëåí È. Â. Áåëÿåâûì, Þ. Â. Ðîñëîâûì è Ì. Ë. Âåðáîé:
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîäîøâà «íèæíåé êîðû» íà áîëüøåé ÷àñòè øåëüôà ìîæåò áûòü ñîïîñòàâëåíà ñ èçîòåðìè÷åñêîé ïîâåðõíîñòüþ Êþðè (578 °Ñ) (Âîëê, 1984). Òðåõìåðíîå ïëîòíîñòíîå ìîäåëèðîâàíèå ëèòîñôåðû Áàðåíöåâñêîãî ðåãèîíà ïóòåì ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è ãðàâèðàçâåäêè (Áîéêî è äð., 1989) ïîçâîëèëî îöåíèòü âàðèàöèè ïëîòíîñòè ìàíòèéíîãî âåùåñòâà – 3,05– 3,30 ã/ñì3. Íàèáîëüøèé ãðàäèåíò ïëîòíîñòè â ìàíòèè îòìå÷åí íà ãðàíèöàõ ãåòåðîãåííûõ áëîêîâ êîðû. Òàêèå ñòðóêòóðû, êàê Þæíî-Áàðåíöåâñêàÿ âïàäèíà, Ñåäîâñêèé ïðîãèá, ÖåíòðàëüíîÁàðåíöåâñêîå ïîäíÿòèå, Àäìèðàëòåéñêèé áëîê, íàõîäÿò îòîáðàæåíèå â ðàñïðåäåëåíèè ïëîòíîñòè ìàíòèéíûõ ïîðîä. Âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû âûøå ãðàíèöû Ì òàêæå íåîäíîðîäíà.  åå ðàçðåçå âûäåëÿåòñÿ îò îäíîãî äî òðåõ ñëîåâ, êîòîðûå ðàçäåëÿþòñÿ íåâûðàçèòåëüíûìè â ñåéñìè÷åñêîì îòíîøåíèè ãðàíèöàìè, íå èìåþùèìè ïîâñåìåñòíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ðåãèîíà óñòàíàâëèâàåòñÿ ïðèñóòñòâèå â ðàçðåçå êîðû îäíîé ãðàíèöû â ñðåäíåé åå ÷àñòè (ãðàíèöà Ê) è îäíîé – â êðîâëå (ãðàíèöà Ô èëè ïîâåðõíîñòü ôóíäàìåíòà). Ãðàíèöà Ê áûëà çàôèêñèðîâàíà ëèøü íà òåõ ó÷àñòêàõ øåëüôà, ãäå îáùàÿ ìîùíîñòü êîðû ñîñòàâëÿåò 34–36 êì èëè áîëåå. Ïîâåðõíîñòü Ê âûÿâëÿåòñÿ íà ãëóáèíàõ 13–26 êì è õàðàêòåðèçóåòñÿ ãðàíè÷íûìè ñêîðîñòÿìè 6,8–7,2 êì/ñ.  Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå ðàçäåë Ê ïðîñëåæåí íåïîñðåäñòâåííî ïîä îñàäî÷íûì ñëîåì. Ñ ýòîé ãðàíèöåé ÷àñòî ñâÿçàíû íèæíèå êðîìêè ìàãíèòîàêòèâíûõ òåë, îáúåäèíÿåìûå â ãîðèçîíò II (Âîëê, 1984). Âàðèàöèè ãðàíè÷íûõ ñêîðîñòåé íà ïîâåðõíîñòè Ê ñâèäåòåëüñòâóþò î íåîäíîðîäíîñòè ñîñòàâà íèæíåãî ñëîÿ êîðû. Íåçàâèñèìî îò ÷åòêîñòè ãðàíèöû Ê, «íèæíÿÿ êîðà», ïî òðàäèöèè èìåíóåìàÿ «áàçàëüòîâûì ñëîåì», âûäåëÿåòñÿ âî âñåõ ðàéîíàõ øåëüôà, ãäå âûïîëíåíî ÃÑÇ èëè ñåéñìîëîãè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ. Ìîùíîñòü ñëîÿ îáû÷íî êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ 15–25 êì, ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ – äî 32 êì, îòìå÷åíû íà ñåâåðå Áàëòèéñêîãî ùèòà (Øàðîâ, 1993).  öåíòðàëüíûõ îáëàñòÿõ øåëüôà ìîùíîñòü íèæíåêîðîâîãî ñëîÿ íåñêîëüêî ìåíüøå, ÷åì íà ïåðèôåðèè. Íàðÿäó ñ îáëàñòÿìè, ãäå îò÷åòëèâî ïðîñëåæèâàåòñÿ ãðàíèöà Ê, ñóùåñòâóþò òåêòîíè÷åñêèå áëîêè, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ âìåñòî îäíîé âíóòðåííåé ãðàíèöû â ðàçðåçå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû âûäåëÿþòñÿ äâå ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà (Ïàâëåíêîâà, 1996). Ñóùåñòâóþò òàêæå áëîêè, â êîòîðûõ ÃÑÇ íå îáíàðóæèâàåò ñêà÷êîâ ñêîðîñòåé ñåéñìè÷åñêèõ âîëí ñ ãëóáèíîé, â ñâÿçè ñ ÷åì âíóòðè êîðû íåâîçìîæíî âûäåëèòü äèñêðåòíûå ñëîè. Ãðàíèöà Ô, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ïîâåðõíîñòè âåðõíåãî («ãðàíèòíîãî», èëè «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî») ñëîÿ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû, âûäåëÿåòñÿ â ðàçðåçå Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà äàëåêî íå âåçäå îäèíàêîâî è óâåðåííî. Íàèìåíåå íàäåæíî îíà ïðîñëåæèâàåòñÿ â ïðåäåëàõ îòíîñèòåëüíî äðåâíèõ ñòðóêòóð (Sakoulina et al., 2000).  Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå ãðàíèöà Ô îáû÷íî ñîâìåùàåòñÿ ñ êðîâëåé ñêëàä÷àòî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà (ðàçäåë Ê1 ïî (Ïàâëåíêèí, 1981), íî â íåêîòîðûõ áëîêàõ ýòà ãðàíèöà ïðîñëåæèâàåòñÿ âåñüìà íåóâåðåííî, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ íàëè÷èåì â îñíîâàíèè ôàíåðîçîéñêîãî ÷åõëà ëèíç âûñîêîïëîòíûõ ïîðîä, â êîòîðûõ ñêîðîñòè ñåéñìè÷åñêèõ âîëí ìàëî îòëè÷àþòñÿ îò ïîäñòèëàþùèõ ðèôåéñêèõ òîëù (äî 7,0 êì/ñ) (Áóëèí è äð., 1976).  òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà îñàäî÷íûé ñëîé ïîäñòèëàåòñÿ áîëåå äðåâíèìè, ÷åì ðèôåé êîìïëåêñàìè, ãðàíèöà Ô ôèêñèðóåòñÿ óâåðåííî.  îáùåì ñëó÷àå îíà äîâîëüíî íàäåæíî âûäåëÿåòñÿ íà ãëóáèíàõ 5–6 êì â ïðåäåëàõ ïîëîæèòåëüíûõ ñòðóêòóðíûõ ôîðì è 7–9 êì âî âïàäèíàõ è ïðîãèáàõ.  ãëóáîêèõ âïàäèíàõ, ãäå ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ñëîÿ ïðåâûøàåò 14–16 êì, ïîâåðõíîñòü Ô íå ïðîñëåæèâàåòñÿ. Ìîùíîñòü ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ñëîÿ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû ìàêñèìàëüíà íà òåððèòîðèè Áàëòèéñêîãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà – îò 15 äî 25 êì (Øàðîâ, 1993; Ãëàçíåâ, 2003). Áëèçêèå îöåíêè áûëè äàíû äëÿ Øïèöáåðãåíà (Êðåìåíåöêàÿ, 1983).  îñòàëüíûõ ðàéîíàõ øåëüôà ìîùíîñòè ñëîÿ óêëàäûâàþòñÿ â äèàïàçîí 8–10 êì. Ïî äàííûì ÃÑÇ, â Þæíî- è Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíàõ ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêèé ñëîé îòñóòñòâóåò (Òóëèíà è äð., 1988; Sakoulina et al., 2000). Ñêîðîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè ñëîåâ êîðû çàâèñÿò îò ñîñòàâà ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûõ êîìïëåêñîâ âåðõíåé ÷àñòè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû. Íà Áàðåíöåâîìîðñêîì øåëüôå â îñàäî÷íîì ÷åõëå èìååòñÿ çíà÷èòåëüíûé ãðàäèåíò ñêîðîñòåé ïðîäîëüíûõ âîëí – îò 2,7–3,5 êì/ñ ó äíà ìîðÿ äî 5,1–5,7 êì/ñ â îñíîâàíèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà, ÷òî îáóñëîâëåíî êàê èçìåíåíèÿìè ëèòîëîãè÷åñêîãî ñîñòàâà, òàê è óïëîòíåíèåì ïîðîä ñ ãëóáèíîé.  ïðåäåëàõ Áàëòèéñêîãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ùèòà ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü ïðîäîëüíûõ âîëí â ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîì ñëîå êîðû (äî ãëóáèí 10–12 êì) 6,1–6,2 êì/ñ ïðè äèàïàçîíå âàðèàöèé îò 5,7 äî 6,5 êì/ñ (Ãëàçíåâ, 2003). 184
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Òàêàÿ øèðîêàÿ âàðèàöèÿ ïàðàìåòðîâ óêàçûâàåò íà áîëüøîå ðàçíîîáðàçèå ïîðîä, óñëîâíî îáúåäèíÿåìûõ ïîä îäíèì òåðìèíîì – «ãðàíèòíûé» ñëîé.  «áàçàëüòîâîì» íà ãëóáèíàõ 15–30 êì âàðèàöèè ñêîðîñòåé ñóùåñòâåííî íèæå – îò 6,4 äî 6,8 êì/ñ, ëèøü â ëîêàëüíûõ ó÷àñòêàõ àíîìàëüíî óòîëùåííîé êîðû ïîä Áåëîìîðñêèì òåððåéíîì íà ãëóáèíàõ 50–62 êì â ïîäîøâå «áàçàëüòîâ» âûäåëÿþòñÿ ëèíçû ñî ñêîðîñòÿìè 7,2–7,4 êì/ñ (Ãëàçíåâ, 2003). 8.2. ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÎ-ÂÅÙÅÑÒÂÅÍÍÛÕ ÊÎÌÏËÅÊÑΠÔÓÍÄÀÌÅÍÒÀ Ôàêòè÷åñêèå äàííûå î ïîðîäíûõ êîìïëåêñàõ, ñëàãàþùèõ âåðõíèé ýòàæ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû, ðàñïðåäåëåíû ïî ïëîùàäè ðåãèîíà âåñüìà íåðàâíîìåðíî. Ìåòàìîðôè÷åñêèå êîìïëåêñû íàèáîëåå ïîëíî èçó÷åíû íà îêðàèíàõ øåëüôà – íà Êîëüñêîì ï-îâå, Ôèíìàðêåíå, Øïèöáåðãåíå, à òàêæå íà Íîâîé Çåìëå, Ïàé-Õîå è Ïîëÿðíîì Óðàëå, ãäå äîêåìáðèéñêîå îñíîâàíèå âûâåäåíî íà ñîâðåìåííûé ýðîçèîííûé ñðåç.  ïðåäåëàõ Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè ñòðîåíèå ïîðîä ôóíäàìåíòà îñâåùåíî ëèøü â îòäåëüíûõ ïóíêòàõ, ãäå ãëóáîêèå ñêâàæèíû ïðîáóðåíû íà âñþ ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Âíå ýòèõ ðàéîíîâ ïðåäñòàâëåíèÿ î ñòðîåíèè êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ áàçèðóþòñÿ òîëüêî íà ðåçóëüòàòàõ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé.  ñîâîêóïíîñòè âñå äàííûå ïîêàçûâàþò âåñüìà ñëîæíóþ êàðòèíó ñòðîåíèÿ ôóíäàìåíòà ïîä íåäåôîðìèðîâàííûì îñàäî÷íûì ÷åõëîì (ðèñ. 8.1–8.3). Ïî õàðàêòåðó ïîðîäíûõ ñåðèé ðàçëè÷àþòñÿ äâà òèïà êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ: «êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò» è «ñêëàä÷àòîå îñíîâàíèå». «Êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò», â ñâîþ î÷åðåäü, ìîæåò áûòü ðàçäåëåí íà äâà ïîäòèïà: ãëóáîêîìåòàìîðôèçîâàííûå àðõåéñêî-íèæíåïðîòåðîçîéñêèå îáðàçîâàíèÿ (àíàëîãè÷íûå òåì, ÷òî ðàçâèòû íà Áàëòèéñêîì ùèòå); ñëàáîìåòàìîðôèçîâàííûå ñêëàä÷àòûå êîìïëåêñû íåîïðîòåðîçîÿ (õàðàêòåðíû äëÿ Òèìàíî-Êàíèíñêîãî àâëàêîãåíà, Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû è Ñâàëüáàðäñêîé àíòåêëèçû). «Ñêëàä÷àòîå îñíîâàíèå» ïðåäñòàâëåíî íåìåòàìîðôèçîâàííûìè, íî èíòåíñèâíî äèñëîöèðîâàííûìè ðàííåïàëåîçîéñêèìè îáðàçîâàíèÿìè ñêàíäèíàâñêîé çîíû êàëåäîíèä, ïàëåîçîéñêèìè òîëùàìè Íîâîçåìåëüñêèõ êèììåðèä è ñêëàä÷àòûìè êîìïëåêñàìè ôàíåðîçîÿ Çàïàäíîãî Øïèöáåðãåíà. Îñîáîå ìåñòî çàíèìàþò êîìïëåêñû îñíîâàíèÿ ãåðöèíñêèõ òàôðîãåííûõ ñòðóêòóð, â ñòðîåíèè êîòîðûõ «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêèé» ñëîé èãðàåò ïîä÷èíåííóþ ðîëü èëè âîîáùå îòñóòñòâóåò. Ãðàíèöû ìåæäó ðàçíîòèïíûìè áëîêàìè ôóíäàìåíòà, êàê ïðàâèëî, ñîâïàäàþò ñ äîëãîæèâóùèìè ãëóáèííûìè ðàçëîìàìè. 8.2.1. Êîëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êàðåëüñêàÿ ïðîâèíöèÿ  ñòðîåíèè ôóíäàìåíòà Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ó áåðåãîâ Êîëüñêîãî ï-îâà – â ïðåäåëàõ Êîëüñêî-Ëàïëàíäñêî-Êàðåëüñêîé ïðîâèíöèè ÁÙ – ïðèíèìàþò ó÷àñòèå àðõåéñêèå, íèæíåïðîòåðîçîéñêèå è âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûå êîìïëåêñû. Íàèáîëåå äðåâíåé ïîðîäíîé àññîöèàöèåé ÿâëÿþòñÿ «ñåðûå ãíåéñû» òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâîãî ñîñòàâà è îãíåéñîâàííûå ãðàíèòîäû ñåðèè ýíäåðáèòîâ-òîíàëèòîâ-ïëàãèîãðàíèòîâ, ðàçâèòûå íà Ìóðìàíñêîì ïîáåðåæüå è â ÿäðàõ àíòèôîðì â Êîëüñêîì è Èíàðñêîì äîìåíàõ. Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíîé ÑÃ-3 êîìïëåêñ «ñåðûõ ãíåéñîâ» âñêðûò ïîä ñóïðàêðóñòàëüíûìè êîìïëåêñàìè ðàííåãî ïðîòåðîçîÿ è âåðõíåãî àðõåÿ íà ãëóáèíàõ îò 9 745 äî 12 262 ì (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998).  1970–1980-å ãã. ýòîò ãíåéñî-ãðàíèòîèäíûé êîìïëåêñ ïî ãåîëîãî-ïåòðîëîãè÷åñêèì êðèòåðèÿì îòíîñèëñÿ ê ðàííåàðõåéñêîé ôîðìàöèè «ïåðâè÷íîêîðîâûõ ãðàíèòîâ» (Áàòèåâà è äð., 1978; Âèíîãðàäîâ, Áàòèåâà, 1991), îäíàêî, äåòàëüíûå ãåîõðîíîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ 90-õ ãîäîâ ÕÕ â. íå âûÿâèëè â íåì ïîðîä è ìèíåðàëîâ äðåâíåå 3,1 ìëðä ëåò, âñå äàòèðîâêè ïðîòîëèòîâ è ñàìûõ ðàííèõ ïðîöåññîâ èõ ïðåîáðàçîâàíèÿ îãðàíè÷åíû èíòåðâàëîì îò 2,94 äî 2,71 (Êàòàëîã, 2002). Ñ ó÷åòîì ýòèõ äàííûõ íà èçäàííûõ íà ãðàíè âåêîâ ãåîëîãè÷åñêèõ êàðòàõ ñåâåðíîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà âûäåëåí «êîìïëåêñ îñíîâàíèÿ (BC)», â êîòîðûé îáúåäèíåíû äðåâíåéøèå îðòîãíåéñû (òèïà õîìïåí-ãíåéñîâ Èíàðè) è îãíåéñîâàííûå ãðàíèòîèäû òîíàëèòî-òðîíäüåìèòîâûõ è ýíäåðáèòîâûõ êîìïëåêñîâ (òèïà Êàíåíò-ÿâðñêîãî êîìïëåêñà Ìóðìàíñêîãî áëîêà), à òàêæå ëîêàëèçîâàííûå â èõ ïîëÿõ ëèíçû áèîòèòîâûõ, àìôèáîëè ïèðîêñåí-áèîòèòîâûõ ãíåéñîâ è àìôèáîëèòîâ íåÿñíîãî ãåíåçèñà (Geology.., 1995; Geologisk kart.., 1996; Ãåîëîãè÷åñêàÿ êàðòà.., 2002). Âî âòîðîì âåðõíåàðõåéñêîì ñòðóêòóðíîì ÿðóñå êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà ðàçëè÷àþòñÿ äâå ãðóïïû êîìïëåêñîâ – íåñòðàòèôèöèðîâàííûé êîëüñêî-áåëîìîðñêèé è ñòðàòèôèöèðîâàííûé ëîïèéñêèé. 185
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Êîëüñêî-áåëîìîðñêèé êîìïëåêñ è åãî àíàëîãè â ôóíäàìåíòå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû îáúåäèíÿþò ñëîæíîäèñëîöèðîâàííûå òåððèãåííî-âóëêàíîãåííûå ôîðìàöèè, ïîäâåðãøèåñÿ ïîëèöèêëè÷åñêîìó ìåòàìîðôèçìó â óñëîâèÿõ àìôèáîëèòîâîé è ãðàíóëèòîâîé ôàöèè. Ïîðîäíûå ñåðèè ïðåäñòàâëåíû ãíåéñàìè (áèîòèòîâûìè, ïèðîêñåí-áèîòèòîâûìè, àìôèáîë-áèîòèòîâûìè, âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ñ ãðàíàòîì, êèàíèòîì, ñèëëèìàíèòîì, êîðäèåðèòîì), àìôèáîëèòàìè è æåëåçèñòûìè êâàðöèòàìè (äæåñïèëèòû BIF). Âîçðàñòíîé èíòåðâàë, êîòîðûì äàòèðóþòñÿ ïðîòîëèòû è ïåðâûå ñòàäèè ìåòàìîðôèçìà, ñîñòàâëÿåò 3,0–2,7 ìëðä ëåò (Êàòàëîã, 2002; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Ïî÷òè ïîâñåìåñòíî êîëüñêî-áåëîìîðñêèé êîìïëåêñ ïîäâåðãàëñÿ äåôîðìàöèÿì è ìåòàìîðôî-ìåòàñîìàòè÷åñêèì èçìåíåíèÿì ñóìèéñêîãî, êàðåëüñêîãî è ñâåêîôåííñêîãî öèêëîâ, ëîêàëüíûå èçìåíåíèÿ ïðîèñõîäèëè â ïðåäåëàõ çîí àêòèâèçàöèè è ìàãìàòèçìà ãðåíâèëüñêîãî, êàëåäîíñêîãî è ãåðöèíñêîãî öèêëîâ. Ìíîãîêðàòíîñòü íàëîæåííûõ ïðîöåññîâ õîðîøî äîêóìåíòèðóåòñÿ ïî èçîòîïíî-ãåîõðîíîëîãè÷åñêèì äàòèðîâêàì c èñïîëüçîâàíèåì SmNd, U-Pb, Rb-Sr, K-Ar ñèñòåì (Êàòàëîã, 2002). Ëîïèéñêèé êîìïëåêñ âêëþ÷àåò â ñåáÿ ðÿä ôîðìàöèîííûõ ñåðèé (òóíäðîâàÿ, êåéâñêàÿ, êîëìîçåðî-âîðîíüèíñêàÿ è äð.), âûïîëíÿþùèõ ôóíêöèè ëîêàëüíûõ ñòðóêòóð ïîÿñîâîãî (òåêòîíîòèï – çîíà Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ) èëè áàññåéíîâîãî îáëèêà (òåêòîíîòèï – Êåéâñêèé ïðîãèá). Ëîïèéñêèå ôîðìàöèè çîíàëüíî ìåòàìîðôèçîâàíû â óñëîâèÿõ àìôèáîëèòîâîé è ýïèäîò-àìôèáîëèòîâîé ôàöèé óìåðåííîãî èëè ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ (àíäàëóçèò-ñèëëèìàíèòîâûé è êèàíèòîâûé ðÿäû ôàöèé) (Ïåòðîâ, 1999). Ïîðîäíûå ñåðèè ñîñòîÿò èç ãíåéñîâ è êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ ñ ïà÷êàìè àìôèáîëèòîâ, ìðàìîðîâ, êâàðöèòîâ, ñîõðàíèâøèõ â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ äèàãíîñòè÷åñêèå ïðèçíàêè, ïî êîòîðûì óâåðåííî ðàñïîçíàþòñÿ ìåòàîñàäêè è ìåòàâóëêàíèòû ðàçëè÷íîãî ôàöèàëüíîãî îáëèêà. Ýòî ïîçâîëÿåò â êàæäîé ñòðóêòóðå äîñòàòî÷íî íàäåæíî îïðåäåëÿòü ñòðàòèãðàôè÷åñêóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü è ðåêîíñòðóèðîâàòü ýâîëþöèþ ïàëåîòåêòîíè÷åñêèõ óñëîâèé ëèòîãåíåçà. Îñîáî ñëåäóåò îòìåòèòü øèðîêîå ðàçâèòèå âûñîêîóãëåðîäèñòûõ êèàíèòîâûõ è ñòàâðîëèò-ñëþäèñòûõ ñëàíöåâ, îáðàçîâàâøèõñÿ çà ñ÷åò õåìîãåííî-òåððèãåííûõ îñàäêîâ (ïåðåîòëîæåííûõ êîð õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ) ëàãóííûõ è ïðèáðåæíî-ìîðñêèõ ôàöèé.  Êåéâñêîì áàññåéíå ñ ãîðèçîíòàìè êèàíèòîâûõ ñëàíöåâ â ÷åðâóðòñêîé ñâèòå ñâÿçàíû êðóïíûå ïðîìûøëåííûå ñêîïëåíèÿ ãëèíîçåìà (Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Õàðàêòåðíîé ÷åðòîé ëîïèéñêèõ êîìïëåêñîâ ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå â ñðåäíåé ÷àñòè ðàçðåçà ìîùíûõ (1–4 êì) âóëêàíîãåííûõ òîëù (ñâèòû ïàò÷åÿðâèíñêàÿ, ëåáÿæèíñêàÿ, ïîëìîñòóíäðîâñêàÿ, âîðîíüåòóíäðîâñêàÿ, óðàãóáñêàÿ, êàñêàìñêàÿ, êîðâàòóíäðîâñêàÿ, ïÿëî÷íàÿ, âî÷åëàìáèíñêàÿ).  íèçàõ ðàçðåçà ïðåâàëèðóþò ïîäâîäíûå âóëêàíèòû áàçèòîâîãî ñîñòàâà, ïðèíàäëåæàùèå ê íèçêîêàëèåâîé òîëåèòîâîé è êîìàòèèòîâîé ñåðèÿì (Ñìîëüêèí, 1992). Äëÿ âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà õàðàêòåðíû äèôôåðåíöèðîâàííûå ñåðèè áàçàëü-àíäåçèò-äàöèòîâîãî ñîñòàâà. Ðåæå âñòðå÷àþòñÿ ëîêàëüíûå àðåàëû äàöèò-ðèîëèòîâîãî âóëêàíèçìà (ëåáÿæèíñêèé è ïåëëàïàõñêèé êîìïëåêñû) ñ ïðèçíàêàìè íàçåìíûõ ïåïëîâî-òóôîâûõ è èãíèìáðèòîâûõ îòëîæåíèé (Âèíîãðàäîâ, Áàòèåâà, 1991; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Âîçðàñòíûå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó êîìïëåêñàìè òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâûõ «ñåðûõ ãíåéñîâ» (BC), êîëüñêî-áåëîìîðñêèì è ëîïèéñêèì íåäîñòàòî÷íî ÿñíû. Èçîòîïíûå äàííûå íå äàþò îñíîâàíèé äëÿ ðàçíåñåíèÿ èõ íà ðàçíûå âîçðàñòíûå óðîâíè. Ìîäåëüíûå âîçðàñòû ïðîòîëèòîâ âî âñåõ êîìïëåêñàõ Sm-Nd ìåòîäîì îïðåäåëåÿþòñÿ íå äðåâíåå 3,2 Ga. Âîçðàñò êèñëîãî âóëêàíèçìà U-Pb ìåòîäîì ïî öèðêîíàì èç ìåòàðèîëèòîâ äàòèðîâàí êàê 2 828 ± 8 Ìà â ÊîëìîçåðîÂîðîíüèíñêîì ïîÿñå è 2 871 ± 15 Ìà â Êåéâñêîì ïðîãèáå, ÷òî îòâå÷àåò èíòåðâàëó êðèñòàëëèçàöèè êîìïëåêñà ÂÑ – 2 870 Ìà â Òåðñêîì òåððåéíå, 2 807 ± 10 íà Âî÷åëàìáèíñêîì ó÷àñòêå, 2 790 ± 20 â Îëåíåãîðñêîì áëîêå Êîëüñêîãî äîìåíà, 2 813 ± 6 â áëîêå Âàðàíãåð è 2 902 ± 9 â áëîêå ßðôèîðä Ñåðâàðàíãåð-Êîëüñêîãî òåððåéíà. Äàòèðîâêè ñòàäèé àìôèáîëèòîâîãî ìåòàìîðôèçìà â ëîïèéñêîì êîìïëåêñå óêëàäûâàþòñÿ â èíòåðâàë 2,94–2,72 ga, ñîîòâåòñòâóþùèé âðåìåíè ãðàíóëèòîâîãî è âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî àìôèáîëèòîâîãî ìåòàìîðôèçìà êîëüñêî-áåëîìîðñêîãî êîìïëåêñà. Èíòðóçèâíûå êîìïëåêñû ãàááðî-àíîðòîçèòîâ è ùåëî÷íûõ ãðàíèòîâ, ïðîðûâàþùèõ ëîïèéñêèå ñåðèè, âíåäðÿëèñü â èíòåðâàëå 2,75–2,63 Ga. Áîëåå ïîçäíèå íàëîæåííûå ïðîöåññû ôèêñèðóþòñÿ ïî Rb-Sr è Ê-Ar äàòèðîâêàì âïëîòü äî ãåðöèíñêîãî âðåìåíè, íî ìàêñèìóì àêòèâèçàöèè, âûçâàâøåé ëîêàëüíûé óëüòðàìåòàìîðôèçì è ôîðìèðîâàíèå æèëüíûõ ïîëåé àìàçîíèòîâûõ ïåãìàòèòîâ è ðåäêîìåòàëëüíûõ ñèëåêñèòîâ, ïðèóðî÷åí ê ðóáåæó 1,75–1,65 ga (Êàòàëîã, 2002; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Ãåîëîãè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ãðàíèòîèäàìè êîìïëåêñà ÂÑ è êîëüñêî-áåëîìîðñêîé ñåðèåé òàêæå íåÿñíû, ïîñêîëüêó ÷åòêèõ ãðàíèö ðàçäåëà ìåæäó íèìè íåò.  îñíîâàíèè ëîïèéñêîãî 186
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
êîìïëåêñà âñòðå÷àþòñÿ êîíãëîìåðàòû ñ ãàëüêàìè ãðàíèòîèäîâ òîíàëèò-òðîíäüåìèòîâîé ñåðèè, ÷òî äî ïîëó÷åíèÿ èçîõðîííûõ èçîòîïíûõ äàòèðîâîê ñëóæèëî îñíîâíûì äîâîäîì â ïîëüçó ðàííåàðõåéñêîãî âîçðàñòà «ïåðâè÷íîêîðîâûõ» ãðàíèòîâ (Áàòèåâà è äð., 1978). Òðåòèé ñòðóêòóðíûé ÿðóñ â êðèñòàëëè÷åñêîì ôóíäàìåíòå ïðåäñòàâëåí ïðîòîðèôòîâûìè îáðàçîâàíèÿìè êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà è êîëëèçèîííûìè ñòðóêòóðàìè òèïà Ëàïëàíäñêîãî ãðàíóëèòîâîãî ïîÿñà, ñôîðìèðîâàâøèìèñÿ â èíòåðâàëå 2,5–1,8 ga. Íàèáîëåå ïîëíûå ðàçðåçû îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûõ ôîðìàöèé ýòîãî ÿðóñà ñîõðàíèëèñü â Ïå÷åíãñêî-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîì ðèôòîãåííîì ïîÿñå, ïðîòÿíóâøåìñÿ ïî÷òè íà 800 êì ÷åðåç Êîëüñêèé ï-îâ îò Ôèííìàðêåíà äî ãîðëà Áåëîãî ìîðÿ.  Ïå÷åíãñêîì áëîêå ðàçðåç ðèôòîâîãî êîìïëåêñà ïîëíîñòüþ âñêðûò Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíîé â èíòåðâàëå ãëóáèí 0–6,7 êì (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984, 1998). Ìåíåå ïîëíûå ðàçðåçû êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà èçó÷åíû â Ïàíà-Êóîëîÿðâèíñêîé, Êóêàñîçåðñêîé, Óñòü-Ïîíîéñêîé è Êåéâñêîé (õð. Ñåðïîâèäíûé) ñòðóêòóðàõ (Ìåëåæèê, 1992; Ñìîëüêèí, 1992; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Êîìïëåêñ êàðåëèä ðàçäåëåí íà òðè ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ îòäåëà. Íèæíèé îòäåë èëè ñóìèé îáúåäèíÿåò òðè ñâèòû (ïóðíà÷ñêóþ, êóêøèíñêóþ è ñåéäîðå÷åíñêóþ), â êàæäîé èç êîòîðûõ íèçû ðàçðåçà ñëîæåíû îñàäî÷íûìè ôîðìàöèÿìè, à âåðõíèå ïîäñâèòû èìåþò ïðåèìóùåñòâåííî âóëêàíîãåííóþ ïðèðîäó.  ïóðíà÷ñêîé ñâèòå íèæíÿÿ ïîäñâèòà ìîùíîñòüþ 0,6 êì ñëîæåíà áèîòèò-ïîëåâîøïàò-êâàðöåâûìè ñëàíöàìè (ìåòàãðàóâàêêè) ñ ïðîñëîÿìè êâàðöåâûõ ìåòàïåñ÷àíèêîâ, ãðàâåëèòîâ è êîíãëîìåðàòîâ â îñíîâàíèè. Âóëêàíîãåííàÿ ïîäñâèòà ìîùíîñòüþ 1,5 êì ïðåäñòàâëåíà àìôèáîëèòàìè (ìåòàìîðôèçîâàííûå â ýïèäîò-àìôèáîëèòîâîé ôàöèè òîëåèòîâûå ïëàòîáàçàëüòû) (Ñìîëüêèí, 1992). Îñàäêè êóêøèíñêîé ñâèòû òðàíñãðåññèâíî íàëåãàþò íà âóëêàíèòû ïóðíà÷ñêîé ñâèòû ñî ñëåäàìè ðàçìûâà è ñòðàòèãðàôè÷åñêîãî íåñîãëàñèÿ.  íèæíåé ïîäñâèòå ìîùíîñòüþ 0,5 êì ïðåîáëàäàþò áèîòèò-õëîðèò-ïîëåâîøïàò-êâàðöåâûå ñëàíöû ñ ïðèìåñüþ äî 10% êàðáîíàòíîãî ìàòåðèàëà (èçâåñòêîâèñòûå ñóáãðàóâàêêè) è àðêîçîâûå ìåòàïñàììèòû ñ ïðîñëîÿìè ìðàìîðèçîâàííûõ èçâåñòíÿêîâ. Âóëêàíèòû âåðõíåé ïîäñâèòû ìîùíîñòüþ 0,5–1,2 êì ïðåäñòàâëåíû àìôèáîëèòàìè ñ ðåëèêòàìè îôèòîâûõ ñòðóêòóð (ìåòàäèàáàçû òîëåèòîâîé ñåðèè).  îñàäî÷íîé ïîäñâèòå ñåéäîðå÷åíñêîé ñâèòû (0,6 êì) ïðåâàëèðóþò êâàðöèòû è àðêîçîâûå ìåòàïåñ÷àíèêè, à ìîùíàÿ âóëêàíîãåííàÿ ïîäñâèòà âêëþ÷àåò ñåðèþ ïîðîä – ïèêðèòî-áàçàëüòû (àìôèáîëèòû, 1,5 êì), àíäåçèòî-áàçàëüòû è àíäåçèòû (áèîòèò-õëîðèò-ïîëåâîøïàòîâûå ñëàíöû, 1,5 êì), äàöèòû è ðèîëèòû (äâóñëþäÿíûå è ìóñêîâèòîâûå ñëàíöû, 1 êì). Âîçðàñò êèñëûõ âóëêàíèòîâ 2 448 ± 8 Ìà (Êàòàëîã, 2002). Îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûå ôîðìàöèè ñóìèÿ âûïîëíÿþò àññèììåòðè÷íûé ãðàáåí ñ ïîëîãèì ìîíîêëèíàëüíûì çàëåãàíèåì òîëù. Ìîùíîñòü êîðû ïîä îñåâîé çîíîé ãðàáåíà íà 5 êì ìåíüøå, ÷åì â ïðèëåãàþùèõ ó÷àñòêàõ Êîëüñêîãî è Òåðñêîãî äîìåíîâ, ïðè÷åì óìåíüøåíèå ìîùíîñòè ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò óòîíåíèÿ «áàçàëüòîâîãî» ñëîÿ (Ãàëäèí è äð., 1988). Âäîëü ñåâåðíîãî áîðòà ãðàáåíà ðàçìåùàåòñÿ êðóïíûé (9–16 õ 67 êì) Ôåäîðîâî-Ïàíñêèé ðàññëîåííûé ïëóòîí, ñëîæåííûé ïëàòèíîíîñíîé ïèðîêñåíèò-ãàááðîíîðèò-àíîðòîçèòîâîé àññîöèàöèåé, âíåäðåíèå è ðàñêðèñòàëëèçàöèÿ êîòîðîé ïðîèçîøëè â èíòåðâàëå îò 2 491 äî 2 447 Ìà (Mitrofanov et al., 1998). Ê ýòîìó æå âîçðàñòíîìó ðóáåæó îòíîñèòñÿ ôîðìèðîâàíèå êðóïíîãî ìàãìàòè÷åñêîãî àðåàëà íà ñåâåðî-çàïàäíîì ôëàíãå Èìàíäðà-Âàðçóãñêîãî ãðàáåíà, â Ìîí÷åãîðñêîì ðàéîíå.  èíòåðâàëå îò 2 507 äî 2 434 mà çäåñü âíåäðèëèñü áàçèò-óëüòðàáàçèòîâûå èíòðóçèâíûå ñåðèè, ñôîðìèðîâàâøèå ðàññëîåííûå è ìíîãîôàçíûå äèôôåðåíöèðîâàííûå ïëóòîíû Ãëàâíîãî õðåáòà è Ìîí÷è, âìåùàþùèå ìåäíî-íèêåëåâîå, ïëàòèíîìåòàëëüíîå è õðîìèòîâîå îðóäåíåíèå. Ê þãó îò ðèôòîãåííîãî ïðîãèáà, â ñîïðåäåëüíûõ Êàíäàëàêøñêî-Êîëâèöêîì è Ãðàíóëèòîâîì òåððåéíàõ ðàñïîëîæåíû ïîÿñà âûñîêîáàðè÷åñêèõ ìåòàìîðôèòîâ, ïðåäñòàâëåííûõ ãðàíàòîâûìè è ïèðîêñåíñîäåðæàùèìè ïîëåâîøïàòîâûìè àìôèáîëèòàìè (ìåòàáàçàëüòàìè), àìôèáîëîâûìè ãíåéñàìè (ìåòààíäåçèòàìè) è âûñîêîãëèíîçåìèñòûìè ãðàíàò-êîðäèåðèò-ñèëëèìàíèòáèîòèòîâûìè ãíåéñàìè è êèñëûìè ãðàíóëèòàìè. Ðàíåå ýòè êîìïëåêñû îòíîñèëèñü ê àðõåþ, íî â ïîñëåäíèå ãîäû ïîëó÷åíû U-Pb è Sm-Nd äàòèðîâêè, ñâèäåòåëüñòâóþùèå îá èõ ðàííåïðîòåðîçîéñêîì âîçðàñòå (Êàòàëîã, 2002). Ñðåäíèé îòäåë êàðåëèä îõâàòûâàåò èíòåðâàë îò ñàðèîëèÿ äî ëþäèêîâèÿ (2,40–1,94 Ga), â òå÷åíèå êîòîðîãî ïðîèçîøëî ìàêñèìàëüíîå ðàñêðûòèå Ïå÷åíãñêî-Èìàíäðà-Âàðçóãñêîãî ðèôòà è çàïîëíåíèå åãî îñàäî÷íî-âóëêàíîãåííûìè îòëîæåíèÿìè ïå÷åíãñêîé, âàðçóãñêîé è ïàíñêîé ñåðèé (Ñìîëüêèí, Ìèòðîôàíîâ, 1996). Ìàêñèìàëüíîé èíòåíñèâíîñòè äîñòèãëè îäíîâðåìåííî ïðîöåññû âóëêàíèçìà â áîëåå ìåëêèõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóðàõ – Ïàíà-Êóîëàÿðâèíñêîé, Êóêàñîçåðñêîé, Óñòü-Ïîíîéñêîé. Ñòðîåíèå ðàçðåçîâ âî âñåõ ñòðóêòóðàõ îäíîòèïíî. Êàê 187
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
è â ñóìèéñêîì îòäåëå, â ðàçðåçå ðèòìè÷íî ÷åðåäóþòñÿ òîëùè (ñâèòû) ñ ïðåîáëàäàíèåì òåððèãåííûõ îñàäêîâ è âóëêàíîãåííûå, íà 70–90% ñëîæåííûå ëàâîâûìè ïîòîêàìè è òóôîâûìè îòëîæåíèÿìè. Íàèáîëåå äåòàëüíî èçó÷åí ðàçðåç ïå÷åíãñêîé ñåðèè. Îí ïåðåñå÷åí íà âñþ ñåìèêèëîìåòðîâóþ ìîùíîñòü Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíîé è ïðîñëåæåí ïî ïîâåðõíîñòíûì âûõîäàì è ãîðíûì âûðàáîòêàì â Ïå÷åíãñêîì ðóäíîì ïîëå, â êîòîðîì ëîêàëèçîâàíû ñóëüôèäíûå ìåäíîíèêåëåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ (Ìåëåæèê, 1992; Ñìîëüêèí, Ìèòðîôàíîâ, 1996; Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1998).  îñíîâàíèè ðàçðåçà ðàçâèòû âàëóííûå è ãðàâèéíî-ãàëå÷íûå êîíãëîìåðàòû è êîíãëîìåðàòî-áðåê÷èè ôàíîâîé ôàöèè ïðåäãîðíûõ ñêëîíîâ (òåëåâèíñêàÿ ñâèòà, 0–250 ì). Âî âòîðîé îñàäî÷íîé ñâèòå (êóâåðíåðèíéîêñêîé, 0–300 ì) îíè ñìåíÿþòñÿ ìåëêîâîäíûìè îçåðíûìè îòëîæåíèÿìè (èçâåñòíÿêè, äîëîìèòû, êâàðöèòî-ïåñ÷àíèêè, ÿøìû, ñëàíöû), â òðåòüåé ñâèòå (ëó÷ëîìïîëüñêîé, 0–300 ì) ê àíàëîãè÷íîé ïîðîäíîé àññîöèàöèè äîáàâëÿþòñÿ òóôôèòû, äîëîìèòû, àðêîçû, à â ÷åòâåðòîé (æäàíîâñêîé, 800–1000 ì) äîìèíèðóþò îòíîñèòåëüíî ãëóáîêîâîäíûå ôëèøîèäíûå òîëùè óãëåðîäèñòûõ è ñóëüôèäíî-óãëåðîäèñòûõ ñëàíöåâ è ôèëëèòîâ ñ ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ, ïåñ÷àíèêîâ, ãðàâåëèòîâ, òóôîâ è òóôôèòîâ îñíîâíîãî, óëüòðàîñíîâíîãî è ñðåäíåêèñëîãî ñîñòàâà. Âóëêàíîãåííûå ñâèòû èìåþò ìîùíîñòü îò 800 äî 2000 ì.  ïåðâîé ñíèçó (ìàÿðâèíñêîé) ïðåîáëàäàþò äèàáàçû è äèàáàçîâûå ïîðôèðèòû ñ ìàíäåëüøòåéíîâûìè òåêñòóðàìè; âî âòîðîé ñâèòå (ïèðòòèÿðâèíñêîé) ê äèàáàçàì äîáàâëÿþòñÿ àëüáèòîôèðû, òðàõèòû, àíäåçèòî-äàöèòû; òðåòüÿ ñâèòà (çàïîëÿðíèíñêàÿ) ñîäåðæèò ïåñòðûé êîìïëåêñ àâãèòîâûõ è àêòèíîëèòîâûõ äèàáàçîâ, àìôèáîëèòîâ è çåëåíûõ ñëàíöåâ; â ÷åòâåðòîé ñâèòå (ìàòåðòñêîé) ñ ìàêñèìàëüíîé èíòåíñèâíîñòüþ ïðîÿâëÿþòñÿ ôåððîïèêðèòîâûå ëàâû ñ ìàññèâíîé èëè øàðîâîé òåêñòóðîé, ïåðåñëàèâàþùèåñÿ ñ àôàíèòîâûìè àâãèòîâûìè äèàáàçàìè (ïî ãåîõèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì áëèçêèìè ê òîëåèòîâûì áàçàëüòàì ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèõ õðåáòîâ). Ñ âíåäðåíèåì ôåððîïèêðèòîâûõ ìàãì â ïðîäóêòèâíóþ æäàíîâñêóþ ñâèòó ñâÿçàíî ôîðìèðîâàíèå íèêåëåíîñíûõ ãàááðî-âåðëèòîâûõ èíòðóçèâîâ íà ðóáåæå 1 980–1 970 Ìà (Hanski et al., 1990; Ñìîëüêèí, 1992). Íà ñòàäèè çàêðûòèÿ ðèôòîâ â êàëåâèéñêîå âðåìÿ (1,94–1,86 Ga) â ëîêàëüíûõ ìóëüäàõ îòëàãàëèñü ÷åðíîñëàíöåâûå è ìîëàññîèäíûå ôîðìàöèè âåðõíåãî îòäåëà êàðåëèä (þæíî-ïå÷åíãñêàÿ è òîìèíãñêàÿ ñåðèè). Âóëêàíè÷åñêèå ñåðèè ýòîé ñòàäèè èìåþò ñëîæíûé äèôôåðåíöèðîâàííûé ñîñòàâ – îò óëüòðàáàçèòîâ äî äàöèòîâ è ðèîëèòîâ, ëîêàëüíî ïðîÿâëÿþòñÿ ùåëî÷íûå ëàâû è òóôû. Ñòåïåíü äèñëîöèðîâàííîñòè òîëù âåðõíåãî îòäåëà êàðåëèä çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì â áîëåå ðàííèõ êîìïëåêñàõ. Âñå ïîðîäû êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà ïîäâåðãëèñü çîíàëüíîìó ìåòàìîðôèçìó, óñèëèâàþùåìóñÿ îò îñåâûõ çîí ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ ê áîðòàì è ïîäîøâå – îò ôàöèè çåëåíûõ ñëàíöåâ äî àìôèáîëèòîâîé (Ïåòðîâ, 1999).  Þæíî-Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðíîé ïîäçîíå Ïå÷åíãñêîé ìóëüäû àìôèáîëèòîâàÿ ôàöèÿ îõâàòûâàåò âåñü êàëåâèéñêèé ïîäúÿðóñ. Çäåñü æå âñòðå÷àþòñÿ áåñêîðíåâûå èíòðóçèè ïëàãèîãðàíèòîâ è ãðàíîäèîðèòîâ (Êàñêåëüÿâðñêèé, Øóîíèÿâðñêèé ìàññèâû) ñ âîçðàñòîì 1 940 Ìà, â êîíòàêòíîé çîíå êîòîðûõ ïîðîäû êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà ïîäâåðãàþòñÿ óëüòðàìåòàìîðôèçìó, ÷òî ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ âíóòðèïðîòîðèôòîâîãî ïðîãèáà ñòðóêòóð òèïà «ãíåéñîâûõ ñêëàä÷àòûõ îâàëîâ». Óñèëåíèå ìåòàìîðôèçìà ó áîðòîâ òðîãà è îáèëèå â ðàçðåçå äèàáàçîâ ñáëèæàåò ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîðîä êàðåëüñêîãî êîìïëåêñà è ïîäñòèëàþùèõ åãî ãíåéñî-àìôèáîëèòîâûõ òîëù êîëüñêîáåëîìîðñêîãî êîìïëåêñà. Êàê ïîêàçàëè èññëåäîâàíèÿ êåðíà ÊÑÃÑ, ïîðîäû àðõåéñêîãî êîìïëåêñà íà ãëóáèíàõ íèæå 6,8 êì õàðàêòåðèçóþòñÿ ñêîðîñòüþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ âîëí 5,5–5,8 êì/ñ ïðè ñðåäíåâçâåøåííîé ïëîòíîñòè 2,73 ã/ñì3, à â ïå÷åíãñêîé ñåðèè ýòè ïàðàìåòðû ñîñòàâëÿþò ñîîòâåòñòâåííî 6,8–7,0 êì/ñ è 2,95 ã/ñì3 (Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ, 1984, 1998). ×åòâåðòûé ñòðóêòóðíûé ÿðóñ ôóíäàìåíòà («ñêëàä÷àòîãî îñíîâàíèÿ») ñëàãàåò âåðõíåïðîòåðîçîéñêèé èëè ãðåíâèëüñêèé êîìïëåêñ. Îí ïðîñëåæèâàåòñÿ ïîä ïëèòíûì ÷åõëîì â ïîëîñå Òèìàíî-Êàíèíñêèõ äèñëîêàöèé, íà þãå Íîâîé Çåìëè, â îêðåñòíîñòÿõ Ñåâåðî-Âàðàíãåðñêîé çîíû ñêëàäîê, ïðåäïîëàãàåòñÿ íà Øïèöáåðãåíå è íà êðàéíåì âîñòîêå Êàðñêîãî øåëüôà, â ðàéîíàõ, ïðèëåãàþùèõ ê áåðåãàì Òàéìûðà è Ñåâåðíîé Çåìëè. 8.2.2. Áàðåíöåâîìîðñêàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ ïðîâèíöèÿ Ïðè ïðîâåäåíèè ÃÑÇ äîâåðõíåïðîòåðîçîéñêèå êîìïëåêñû ïðîñëåæåíû íà øåëüôå, ïðèëåãàþùåì ê ïîáåðåæüþ Êîëüñêîãî ï-îâà, êàê êðîâëÿ «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî» ñëîÿ ñ ãðàíè÷íûìè ñêîðîñòÿìè 6,1–6,2 êì/ñ.  ñåâåðíîé çîíå Êîëüñêîãî øåëüôà ïîðîäû ýòîãî 188
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
âîçðàñòà, ñóäÿ ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì, ñëàáîäèñëîöèðîâàíû è âõîäÿò â ñîñòàâ ïîêðîâíûõ êîìïëåêñîâ. Ñåâåðíàÿ ãðàíèöà «êðèñòàëëè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà» óâåðåííî ïðîâîäèòñÿ ïî ñìåíå îáùåãî õàðàêòåðà àíîìàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ ïîëåé, îòðàæåííîé íà ñõåìàõ èõ ðàéîíèðîâàíèÿ. Òàêîé õàðàêòåð ñî÷ëåíåíèÿ ñåâåðíîãî ñêëîíà Áàëòèéñêîãî ùèòà ñ ñîïðåäåëüíûìè ñòðóêòóðàìè ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè êðóïíûõ ãëóáèííûõ ðàçëîìîâ âäîëü åãî ñåâåðíîé ãðàíèöû. Âáëèçè ýòîé ãðàíèöû ïðîèñõîäèò è èçìåíåíèå óñëîâèé çàëåãàíèÿ ðèôåéñêèõ îáðàçîâàíèé. Íà ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëàõ çäåñü óâåðåííî îòñëåæèâàåòñÿ ïîäîøâà ðèôåéñêîãî òåððèãåííîìåòàìîðôè÷åñêîãî êîìïëåêñà, ïîëîãî ïîãðóæàþùàÿñÿ â Ñ íàïðàâëåíèè è íàðóøåííàÿ ëèøü ìàëîàìïëèòóäíûìè ñáðîñàìè. Êðîìå òîãî, íà ãåîàêóñòè÷åñêèõ ïðîôèëÿõ âèäíî äîâîëüíî êðóòîå ìîíîêëèíàëüíîå ïàäåíèå ïîðîä â ýòîì æå íàïðàâëåíèè, íå îñëîæíåííîå ñêëàä÷àòûìè äåôîðìàöèÿìè (ðèñ. 8.4). Ýòî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü, ÷òî ï-îâ Ðûáà÷èé ñ åãî ñëîæíîñêëàä÷àòîé àðõèòåêòóðîé ìîùíûõ ôëèøîèäíî-òóðáèäèòíûõ òîëù íå ìîæåò ñëóæèòü òåêòîíîòèïîì äëÿ âñåãî ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, à ñêîðåå äîëæåí ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê îòíîñèòåëüíî ëîêàëüíîå ÿâëåíèå.  ïðåäåëàõ Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ, ñóäÿ ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì, ñîõðàíÿåòñÿ ñïîêîéíûé õàðàêòåð çàëåãàíèÿ ðèôåéñêèõ òîëù. Èõ êðîâëÿ ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ ïðåëîìëÿþùèì ãîðèçîíòîì ñî ñêîðîñòÿìè 5,5–5,9 êì/ñ, à ïîäîøâà – ñ ãîðèçîíòîì, èìåþùèì ãðàíè÷íóþ ñêîðîñòü Vãð = 6,0–6,2 (Neprochnov et al., 2000). Íåçíà÷èòåëüíàÿ ðàçíèöà â ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðàõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ðèôåéñêèå îáðàçîâàíèÿ ïî âåëè÷èíå óïëîòíåíèÿ ïîðîä ïðèáëèæàþòñÿ ê ïîäñòèëàþùèì èõ îáðàçîâàíèÿì «ãðàíèòíîãî» ñëîÿ. Ïîñëåäíèå, âåðîÿòíî, ìîæíî ñ÷èòàòü àíàëîãàìè àðõåéñêî-íèæíåïðîòåðîçîéñêîãî êîìïëåêñà Êîëüñêîãî ï-îâà. Ñâîåîáðàçíîé ÷åðòîé ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ìàññèâà ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå â åãî ñåâåðíîé ÷àñòè èçîìåòðè÷íîé ñòðóêòóðû îêîëî 40 êì â ïîïåðå÷íèêå, îòðàæåííîé â ìàãíèòíîì ïîëå èíòåíñèâíîé ïîëîæèòåëüíîé àíîìàëèåé.  ãåîëîãè÷åñêîì îòíîøåíèè åé ñîîòâåòñòâóåò ñîâîêóïíîñòü ïëàñòîâûõ, ñóáãîðèçîíòàëüíûõ è êðóòîïàäàþùèõ òåë áàçèòîâ, ëîêàëèçîâàííûõ â îñíîâàíèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà è â âåðõíåì ÿðóñå ôóíäàìåíòà. Ñåéñìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå ïîêàçàëè, ÷òî â âåðõíåì ýòàæå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû çäåñü õîðîøî âûðàæåíû äâå ãðàíèöû: âåðõíÿÿ Ê1 èìååò ãðàíè÷íóþ ñêîðîñòü 5,9–6,5 êì/ñ è ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ êðîâëåé ðèôåéñêîé òîëùè, à ðàñïîëîæåííàÿ íà 3–5 êì íèæå ãðàíèöà Ê2 ñ Vãð = 6,5 êì/ñ ôèêñèðóåò ïîäîøâó òîëùè. Íà òåððèòîðèè Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû ïîðîäû ðèôåéñêîãî ôóíäàìåíòà ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì îòäåëÿþòñÿ îò âûøåëåæàùèõ íåäèñëîöèðîâàííûõ êîìïëåêñîâ î÷åíü íåóâåðåííî, ÷òî ñâÿçàíî ñ ýêðàíèðóþùèì âëèÿíèåì âûñîêîñêîðîñòíûõ îáðàçîâàíèé â îñíîâàíèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Àíàëîãè÷íàÿ ñèòóàöèÿ âûÿâëåíà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ ïðîôèëèðîâàíèÿ ÊÌÏ â Ïå÷îðñêîì ìîðå.  êðàéíåé ÞÇ ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, ïðèëåãàþùåé ê Ôèíìàðêåíó, ñòðîåíèå ïîâåðõíîñòè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû îïðåäåëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèåì ìîùíîé òîëùè «ãåîñèíêëèíàëüíûõ» îáðàçîâàíèé ðèôåéñêî-íèæíåïàëåîçîéñêîãî âîçðàñòà, èíòåíñèâíî äåôîðìèðîâàííûõ âî âðåìÿ êàëåäîíñêîé ýïîõè ñêëàä÷àòîñòè (Gayer, 1989). Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ êàëåäîíèä Ñêàíäèíàâèè ÿâëÿåòñÿ ñëàáîå ïðîÿâëåíèå ìàãìàòèçìà. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿåò ëèøü ïîñòñêëàä÷àòûé çåéëàíäñêèé êîìïëåêñ â ïîêðîâå Ëàêñôüîðä, ïðåäñòàâëåííûé íåáîëüøèìè èíòðóçèâíûìè òåëàìè ãàááðî, êàðáîíàòèòîâ, íåôåëèíîâûõ ñèåíèòîâ è ïèðîêñåíèòîâ (Townsend, Gayer, 1989).  ñòðóêòóðíîì ïëàíå Ôèíìàðêåíà ðàçëè÷àþò àâòîõòîí è òðè êðóïíûõ íàäâèãîâûõ ïîêðîâà (Ãàéññà, Êàëàê è Ìàãåðîé). Ìåæäó ïåðâûìè äâóìÿ âûäåëÿåòñÿ íåáîëüøîé ïî ïëîùàäè, íî õîðîøî îáíàæåííûé è èññëåäîâàííûé íàäâèã Ëàêñôüîðä, à â ïîëå ðàçâèòèÿ àëëîõòîíà Êàëàê â òåêòîíè÷åñêèõ îêíàõ âûñòóïàþò íà ýðîçèîííûé ñðåç êðèñòàëëè÷åñêèå ïîðîäû ðàííåäîêåìáðèéñêîãî ôóíäàìåíòà. Âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà âñåõ àëëîõòîíîâ âåñüìà ñëîæíà.  ïîðîäàõ ôèêñèðóþòñÿ ðàçëè÷íûå ñêëàäêè, â òîì ÷èñëå ïëîé÷àòîãî òèïà, ðàçíîíàïðàâëåííûå òðåùèíû êëèâàæà è ìíîãî÷èñëåííûå ðàçëîìû, ïðåèìóùåñòâåííî ïàäàþùèå íà ÑÇ.  íàäâèãå Ëàêñôüîðä âûäåëÿåòñÿ äî âîñüìè îòäåëüíûõ íàäâèãîâûõ ïëàñòèí, ðàçäåëåííûõ ïîëîãîíàêëîííûìè ïëîñêîñòÿìè ñìåùåíèÿ. Âñå ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î âåñüìà èíòåíñèâíîì è íåîäíîêðàòíîì ïðîÿâëåíèè ãîðèçîíòàëüíîãî ñæàòèÿ ñ îáùåãî ñåâåðî-çàïàäíîãî íàïðàâëåíèÿ. Ôîðìèðîâàíèå íàäâèãîâîé ñòðóêòóðû áûëî ìíîãîôàçíûì è îõâàòèëî èíòåðâàë îò ñåðåäèíû êåìáðèÿ äî ñèëóðà: îò íà÷àëüíûõ ôàç Ôèíìàðêåíñêîé îðîãåíèè (490–540 Ìà) äî áîëåå ïîçäíåé Ñêàíñêîé îðîãåíèè (ïîçäíèé îðäîâèê – ðàííèé ñèëóð) (Dallmeyer et al., 1989). Ðàäèîëîãè÷åñêèå äàòèðîâêè ïîêàçûâàþò, ÷òî òåêòîíè÷åñêèå ñîáûòèÿ â íàäâèãå Ëàêñôüîðä ñèñòåìàòè÷åñêè îïåðåæàëè íà 189
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 8.4. Ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû ðèôåéñêèõ è âåíä-êåìáðèéñêèõ îòëîæåíèé íà ñåâåðíîì ñêëîíå Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû (Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçå), îòðàáîòàííûõ íà ñóøå (ï-îâ Ðûáà÷èé) è íà øåëüôå ãåîòðàâåðcà Äàëüíèå Çåëåíöû (Ñèìîíîâ è äð., 2001). Îáà ïðîôèëÿ ïîêàçûâàþò íàëè÷èå îòðàæàþùèõ ïëîùàäîê ïî âñåìó ðàçðåçó ðèôåÿ-íèæíåãî ïàëåîçîÿ, óêàçûâàþùèõ íà ñëàáóþ äèñëîöèðîâàííîñòü îñàäî÷íûõ êîìïëåêñîâ è îòñóòñòâèå ðåãìàãåííûõ ñòðóêòóð, êîòîðûå ìîæíî áûëî áû ñîïîñòàâèòü ñ ðåãèîíàëüíûìè ïîêðîâíûìè íàäâèãàìè ñêàíäèíàâñêîãî òèïà
190
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
10–15 Ìà àíàëîãè÷íûå ÿâëåíèÿ â íàäâèãå Ãàéññà. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî ñìÿòèå îñàäî÷íûõ òîëù íà÷èíàëîñü â Ôèíìàðêåíå ñ çàïàäà è ïî ìåðå óñèëåíèÿ ñòðåññà ïðîäâèãàëîñü â Þ íàïðàâëåíèè, çàõâàòûâàÿ âñå íîâûå íåäåôîðìèðîâàííûå ðàéîíû.  òàêîé òðàêòîâêå ñàìûé íèæíèé íàäâèã îêàçûâàåòñÿ è ñàìûì ìîëîäûì, ïðè÷åì ñòðóêòóðíûå íàáëþäåíèÿ óêàçûâàþò íà çàòóõàíèå ñêëàäêîîáðàçîâàíèÿ ê êîíöó êàëåäîíñêîé îðîãåííîé ýïîõè. Ïî äàííûì íàçåìíûõ è ìîðñêèõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò, êðîâëÿ ñêëàä÷àòûõ êàëåäîíñêèõ îáðàçîâàíèé ïðîñëåæèâàåòñÿ â âèäå ïðåëîìëÿþùåé ãðàíèöû ñî ñêîðîñòÿìè 6,2–6,3 êì/ñ (Faleide et al., 1984). Âìåñòå ñ òåì îáëàñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòîé ãðàíèöû âåñüìà íåâåëèêà. Íà çàïàäå îíà îãðàíè÷èâàåòñÿ áðîâêîé êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà, à íà ñåâåðå – ðàçëîìîì, ñëåäóþùèì âäîëü áåðåãà Ñêàíäèíàâèè íà ðàññòîÿíèè 20–50 êì îò íåãî. Ê ñåâåðó îò ýòîãî ðàçëîìà â äåïðåññèîííûõ çîíàõ Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ãðàíèöà ñ òàêèìè ñåéñìè÷åñêèìè ñêîðîñòÿìè íå ôèêñèðóåòñÿ. Âìåñòî íåå íà ãëóáèíå 8–13 êì ïðîñëåæèâàåòñÿ ãðàíèöà ñ Vãð = 5,2– 5,6 êì/ñ (Harland, Dowdeswell, 1988). Ïðèðîäà ýòîé ãðàíèöû äèñêóññèîííà: íîðâåæñêèå ãåîëîãè ñîïîñòàâëÿþò åå ñî ñêëàä÷àòûì êàëåäîíñêèì êîìïëåêñîì (Breivik et al., 2002), òîãäà êàê ðîññèéñêèå èññëåäîâàòåëè èíòåðïðåòèðóþò åå îáû÷íî êàê êðîâëþ ïëèòíîãî ÷åõëà òîãî æå âîçðàñòà (Verba, Sakoulina, 1999; Âåðáà, Âåðáà, 2002). Íà Ñâàëüáàðäñêîì ïîäíÿòèè â äîïëèòíîì êîìïëåêñå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû óâåðåííî ðàçëè÷àþòñÿ òðè ñòðóêòóðíûõ ÿðóñà – êàðåëüñêèé, ãðåíâèëüñêèé è áàéêàëüñêèé (Òåáåíüêîâ, 2003). Èìåþòñÿ òàêæå åäèíè÷íûå áîëåå äðåâíèå èçîòîïíûå äàòèðîâêè ïî öèðêîíàì (3,2– 2,5 Ga), ñâèäåòåëüñòâóþùèå î ñóùåñòâîâàíèè êîðû êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà â àðõåéñêîå âðåìÿ â ðàéîíå Íþ-Ôðèñëàíäà è Õîðíñóííà (Balashov et al., 1996). Òåêòîíîòèïîì êàðåëüñêîãî ÿðóñà ñëóæèò Íþ-Ôðèñëàíä, ãäå ìåòàîñàäî÷íûå îáðàçîâàíèÿ ñåðèè Àòîìôüåëëà (ãíåéñû, ãðàíàò-ñëþäÿíûå ñëàíöû, êâàðöèòû è ìðàìîðèçîâàííûå äîëîìèòû, àìôèáîëèòû) èìåþò âîçðàñò 2 415 ± 34 Ìà. Ñóïðàêðóñòàëüíûé êîìïëåêñ èíòåíñèâíî äåôîðìèðîâàí è øàðüèðîâàí (âûäåëÿåòñÿ íå ìåíåå ÷åòûðåõ ãðóïï íàäâèãîâ), ïðîðâàí èíòðóçèÿìè áàçèòîâ è ãðàíèòîâ è íà ðóáåæå 1,75–1,78 Ga ìåòàìîðôèçîâàí â óñëîâèÿõ àíäàëóçèò-ñèëëèìàíèòîâîé ñóáôàöèè àìôèáîëèòîâîé ôàöèè.  áîëåå ïîçäíèå ýïîõè (ãîòñêóþ, ãðåíâèëüñêóþ, êàëåäîíñêóþ) îí ïîäâåðãàëñÿ ïîâòîðíîé äåôîðìàöèè è èíúåöèðîâàëñÿ ìîëîäûìè ãðàíèòàìè. Ñ ñåðèåé Àòîìôüåëëà êîððåëèðóþòñÿ ãíåéñî-ìèãìàòèòîâûå êîìïëåêñû ñåâåðî-çàïàäíîãî Øïèöáåðãåíà (ñåðèÿ Ñìåðåíáóðãôüîðä) è Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé çåìëè (êîìïëåêñ Äóâåôüîðä) (Òåáåíüêîâ, 2003). Ãðåíâèëüñêèé ñòðóêòóðíûé ÿðóñ ïðåäñòàâëåí îáðàçîâàíèÿìè äâóõ ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûõ àññîöèàöèé.  ðàííåãðåíâèëüñêîì êîìïëåêñå, ñôîðìèðîâàííîì â îòíîñèòåëüíî ñòàáèëüíîé òåêòîíè÷åñêîé îáñòàíîâêå, áåç àêòèâíûõ ïðîÿâëåíèé ìàãìàòèçìà, íà áîëüøåé ÷àñòè òåððèòîðèè øëî íàêîïëåíèå ìåëêîçåðíèñòûõ òåððèãåííûõ îñàäêîâ ôëèøîèäíîãî òèïà ñ ïðîñëîÿìè êàðáîíàòîâ (òîëùè êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ ñ ïà÷êàìè êâàðöèòîâ è ìðàìîðîâ, èçâåñòíûå êàê ñåðèè èñáüåðíõàìíà íà î. Çàïàäíûé Øïèöáåðãåí, êðîññôüîðä è êîíãâåããåí – íà Ñåâåðî-Çàïàäíîé Çåìëå, áðåííåâèíñôüîðä – íà Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Çåìëå). Rb-Sr äàòèðîâêà êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ ñåðèè èñáüåðíõàìíà äàëà çíà÷åíèå âîçðàñòà 1 481 Ìà, à ïî äåòðèòîâûì è ìåòàìîðôîãåííûì öèðêîíàì ïîëó÷åí íàáîð äàòèðîâîê îò 1,7 äî 0,9 Ga. Íà Íþ-Ôðèñëàíäå â ýòîò æå ïåðèîä íàêàïëèâàëèñü ìîùíûå (áîëåå 3 êì) òîëùè âóëêàíîãåííî-òåððèãåííî-êàðáîíàòíîé ôîðìàöèè ýâãåîñèíêëèíàëüíîãî òèïà, êîòîðûå â ïðîöåññå çîíàëüíîãî ìåòàìîðôèçìà â óñëîâèÿõ îò çåëåíîñëàöåâîé äî àìôèáîëèòîâîé ôàöèè áûëè ïðåîáðàçîâàíû â ñëþäÿíûå è ãðàíàò-ñëþäÿíûå ñëàíöû, êâàðöèòû è ìðàìîðà, îáúåäèíÿåìûå â ñåðèþ ìîññåëü (Êðàñèëüùèêîâ, 1973).  êîíöå ðàííåãî ðèôåÿ ïðîèçîøëà èíâåðñèÿ òåêòîíè÷åñêîãî ðåæèìà è âîçðîñëà ìàãìàòè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü, ÷òî âûðàçèëîñü â ïîÿâëåíèè êèñëûõ âóëêàíèòîâ ïîâûøåííîé êàëèåâîñòè â âåðõàõ ñåðèè ìîññåëü íà Íþ-Ôðèñëàíäå (U-Pb âîçðàñò ïî öèðêîíàì 1 294 ± 42 Ìà) è â ñåðèè Êîíñâåããåí íà ï-îâå Áðåããåð, à òàêæå âî âíåäðåíèè ãàááðî-äèîðèò-ãðàíèòíûõ èíòðóçèé íà ðóáåæå 1 200 Ìà. Ñî ñòðóêòóðíûì íåñîãëàñèåì íà äåôîðìèðîâàííûå ðàííåðèôåéñêèå êîìïëåêñû íàëåãàåò ñðåäíåðèôåéñêèé (950–960 Ìà) îðîãåííûé òåððèãåííî-âóëêàíîãåííûé êîìïëåêñ Êàï-Õàíñòåí ìîùíîñòüþ äî 5 êì, â êîòîðîì ñðåäè âóëêàíèòîâ ïðåâàëèðóþò àíäåçèòî-äàöèòû è ðèîëèòû. Âðåìåíè åãî îáðàçîâàíèÿ îòâå÷àåò ãëàâíàÿ ôàçà âíåäðåíèÿ ñèíîðîãåííûõ ãðàíèòîâ (êîìïëåêñû Ëàïïîíèÿ, Ôîíäàëëåí, Ëàóðà, Êîíòàêòáåðãåí íà Ñ Çåìëå, Êîëëåðáðåýí è Áèñêàéåð íà ÑÇ Çåìëå). Ôèíàëüíûå äèñëîêàöèè áûëè ìåíåå èíòåíñèâíûìè, ÷åì íà ðàííåãðåíâèëüñêîé ñòàäèè, è ñîïðîâîæäàëèñü ðåãèîíàëüíûì ìåòàìîðôèçìîì çåëåíîñëàíöåâîé ôàöèè.  áàéêàëüñêóþ ýïîõó 191
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
ãðåíâèëèäû ïîäâåðãàëèñü òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè, âûðàçèâøåéñÿ âî âíåäðåíèè òðåùèííûõ èíòðóçèé ãàááðîèäîâ â èíòåðâàëå 620–660 Ìà íà ÑÇ è Ñ Çåìëå è â ëîêàëüíîì ïðîÿâëåíèè ìåòàìîðôèçìà ýêëîãèòîâîé ôàöèè íà ÑÇ Çåìëå íà ðóáåæå 535–505 Ìà (Dallmeyer et al., 1989). Êàëåäîíñêèé ýòàï ðàçâèòèÿ Øïèöáåðãåíà èçó÷åí ñëàáî è ÿâëÿåòñÿ äèñêóññèîííûì. Ñîãëàñíî ïîñòðîåíèÿì ãåîëîãîâ êåìáðèäæñêîé øêîëû â èíòåðâàëå ìåæäó ñðåäíèì îðäîâèêîì è âåðõíèì äåâîíîì (480–370 Ìà) áûë ñôîðìèðîâàí êàëåäîíñêèé ÿðóñ ñêëàä÷àòîãî îñíîâàíèÿ. Ðîññèéñêèå æå ãåîëîãè â ïîñëåäíèå ãîäû ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî äåôîðìàöèè ýòîãî âðåìåíè èìåþò íå êîëëèçèîííóþ, à ñäâèãîâóþ ïðèðîäó è ïðîÿâèëèñü ëèøü â óçêîé øîâíîé çîíå, ïðèëåãàþùåé ê ðàçëîìó Ïðåòåíäåð.  ïîëüçó ýòèõ ïîñòðîåíèé ñâèäåòåëüñòâóåò òî, ÷òî êàëåäîíñêèå äâèæåíèÿ âûçâàëè ëèøü çîíàëüíûé ìåòàìîðôèçì, êîòîðûé â ðàííåïàëåîçîéñêîì êîìïëåêñå íå ïîäíèìàëñÿ âûøå çåëåíîñëàíöåâîé ñòóïåíè, à îðäîâèêñêî-ñèëóðèéñêèå îòëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû øåëüôîâûìè êàðáîíàòíûìè ôîðìàöèÿìè ìîùíîñòüþ îêîëî 2 êì. Êðîìå òîãî, âûÿñíèëîñü, ÷òî äåâîíñêàÿ êðàñíîöâåòíàÿ ôîðìàöèÿ òèïà Old Red, êîòîðóþ ðàíåå îòíîñèëè ê îðîãåííûì îáðàçîâàíèÿì, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äåëüòîâûé êîìïëåêñ, âûïîëíÿþùèé àâëàêîãåí, àíàëîãè÷íûé Äåíèñîâñêîìó íà Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå è ïî âðåìåíè ôîðìèðîâàíèÿ íå ñâÿçàííûé ñ êàëåäîíñêèìè òåêòîíè÷åñêèìè äâèæåíèÿìè.  îòäåëüíûõ ðàçëîìàõ ïðîÿâëÿëñÿ ãëàóêîôàíîâûé ìåòàìîðôèçì (êîìïëåêñ ãðàíàò-ãëàóêîôàíîâûõ ñëàíöåâ Âåñòãîòàáðåí íà çàïàäíîì ïîáåðåæüå Øïèöáåðãåíà, K-Ar, Ar-Ar è Rb-Sr äàòèðîâêè 480–460 Ìà ïî ñëþäàì (Dallmeyer et al., 1989). Èíòðóçèè ãðàíèòîâ Íüþòîíòîïïåí íà ÍþÔðèñëàíäå, Õîðíåìàíòîïïåí íà ÑÇ Çåìëå, Äüþïñêèëëîääåí è Ðåéï-ôüîðä íà Ñ Çåìëå âíåäðèëèñü â èíòåðâàëå 420–415 Ìà (Balashov et al., 1996; Tebenkov et al., 1996). Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ìåòàìîðôèçì ñîïðîâîæäàëñÿ ãåíåðàöèåé ðåîìîðôè÷åñêèõ ãðàíèòîâ òîëüêî â ãëóáîêîïîãðóæåííûõ êàðåëüñêèõ è ãðåíâèëüñêèõ êîìïëåêñàõ. Ïåòðîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîðîä êàëåäîíñêîãî ÿðóñà áûëè ïîëó÷åíû ïî ïàðàìåòðè÷åñêîé ñêâàæèíå Ðàääåäàëåí-1 íà î. Ýäæ. Ïëîòíîñòü îñàäî÷íûõ ïîðîä íà ãëóáèíàõ 0,8–2,5 êì âàðüèðóåò â ïðåäåëàõ 2,62–2,85 ã/ñì3, ïîðîäû ñëàáîìàãíèòíû (ìàêñèìàëüíàÿ îñòàòî÷íàÿ íàìàãíè÷åííîñòü, îòìå÷åííàÿ â äîëîìèòàõ îðäîâèêà, íå ïðåâûøàåò 150·10-5ÑÈ), ñêîðîñòü ïðîäîëüíûõ âîëí Vp èçìåíÿåòñÿ îò 5,2 äî 5,6 êì/ñ, à â íåêîòîðûõ ðàçíîâèäíîñòÿõ àëåâðîëèòîâ äîõîäèò äî 6,5 êñ/ñ. Âñëåäñòâèå ñêàçàííîãî ðàññìîòðåíèå äàííîãî îñàäî÷íîãî êîìïëåêñà â ñîñòàâå ôóíäàìåíòà ëèøü îòäàåò äàíü òðàäèöèè. Íà Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà (ÇÔÈ) ïàðàìåòðè÷åñêîé ñêâàæèíîé «1-Íàãóðñêàÿ» âñêðûòà ïîëîãîíàêëîííàÿ (îêîëî 20°) òîëùà êâàðöèòîâèäíûõ ïåñ÷àíèêîâ, ôèëëèòîâ è êâàðöåâî-ñåðèöèòîâûõ ñëàíöåâ âåíäñêîãî âîçðàñòà, èíòðóäèðîâàííûõ ìåçîçîéñêèìè äîëåðèòàìè (Ãðàìáåðã è äð., 1985). Ìåòàìîðôèçì ïîðîä íå âûøå õëîðèòîâîé ôàöèè, îíè îòíîñèòåëüíî ñëàáî óïëîòíåíû (σ = 2,50–2,77 ã/ñì3), ó êîíòàêòîâ ñ äîëåðèòàìè ôèêñèðóþòñÿ ïëîé÷àòûå òåêñòóðû. Âåíäñêàÿ òîëùà ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê äðåâíèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ, ðàçâèòûé íà æåñòêîì êðèñòàëëè÷åñêîì îñíîâàíèè. Íà îñòàëüíîé òåððèòîðèè ÇÔÈ î ïðèñóòñòâèè ïîðîä «ãðàíèòíîãî» ôóíäàìåíòà ñâèäåòåëüñòâóþò òîëüêî ãåîôèçè÷åñêèå äàííûå, íåðåäêî ïðîòèâîðå÷èâûå. Òàê, íà Çåìëå Àëåêñàíäðû êðîâëÿ ôóíäàìåíòà âûäåëåíà ïî ìàãíèòîìåòðè÷åñêèì äàííûì íà ãëóáèíàõ 2,5– 3,5 êì (Âåðáà, 1985), à íà î. Õåéñà – ïî ñåéñìîëîãè÷åñêèì äàííûì, – íà ãëóáèíå 7,0–9,5 êì (Àâåòèñîâ, Áóëèí, 1974). Íà Âèëü÷åêîâñêîé ìîíîêëèçå, ïî ìàòåðèàëàì ÃÑÇ, òîëùà ñî ñêîðîñòÿìè 5,5–5,9 êì/ñ, ñîïîñòàâëÿåìàÿ ñ êðèñòàëëè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì, áûëà âûäåëåíà íà ãëóáèíàõ 1,5–7,0 êì (Êà÷óðèíà è äð., 1999; Ñòàðê è äð., 1999), îäíàêî, ïîñëå ïðîâåäåíèÿ çäåñü æå êîìïëåêñíîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ ÃÑÇ – ÊÌÏ áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî òîëùó ñ òàêèìè íèçêèìè êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè ñëåäóåò îòíîñèòü ê ïîêðîâíîìó êîìïëåêñó, àíàëîãè÷íîìó âñêðûòîìó â ñêâàæèíå íà Çåìëå Àëåêñàíäðû (Sakoulina et al., 2000). Íà Êàðñêîì øåëüôå ñòðîåíèå ôóíäàìåíòà ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàèìåíåå ÿñíûì. Ïàðàìåòðè÷åñêîé ñêâàæèíîé íà î. Ñâåðäðóï â îñíîâàíèè ïëèòíîãî ÷åõëà áûëè âñêðûòû ìåòàìîôè÷åñêèå ïîðîäû âåíäà (Ãðàìáåðã è äð., 1985), à áóðåíèå íà Íîâîïîðòîâñêîé ïëîùàäè ï-îâà ßìàë ïîêàçàëî, ÷òî â êðîâëå äîþðñêîãî ôóíäàìåíòà ðàçâèòû ðàçíîâîçðàñòíûå òåððèãåííûå, êàðáîíàòíûå, ìåòàìîðôè÷åñêèå è âóëêàíîãåííûå ïîðîäû, ïðîðûâàåìûå äàéêàìè îñíîâíîãî ñîñòàâà è ìåëêèìè èíòðóçèÿìè ïàëåîçîéñêèõ ãðàíèòîèäîâ (Ñóðêîâ, Ñìèðíîâ, 2003). Ìàòåðèàëû ðåãèîíàëüíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ðàáîò íà îïîðíîì ïðîôèëå 3-ÀÐ (ðèñ. 8.3) áûëè îáîáùåíû ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ (Ìàùåíêîâ è äð., 2002) è èñïîëüçîâàíû äëÿ ïîñòðîåíèÿ ìîäåëè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû Êàðñêîé ñèíåêëèçû. Êîìïüþòåðíàÿ òåõíîëîãèÿ 192
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
ìîäåëèðîâàíèÿ ñî÷åòàëà ìåòîäèêó äâóõìåðíîãî ñåéñìîãðàâèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñ îïîðîé íà ðåçóëüòàòû ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé è òðåõìåðíîãî ãðàâèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñ ó÷åòîì èíôîðìàöèè îá àíîìàëèÿõ ïîëÿ ñèëû òÿæåñòè, ðåëüåôå äíà è ìàññîâûõ ðàñ÷åòîâ âåðõíèõ êðîìîê ìàãíèòîàêòèâíûõ èñòî÷íèêîâ. Èç íîâîé ìîäåëè ñëåäóåò, ÷òî ïîä äåïîöåíòðîì Þæíî-Êàðñêîãî áàññåéíà ðàçäåë Ì âîçäûìàåòñÿ äî óðîâíÿ 28 êì, ïðè÷åì «ãðàíèòíûé» ñëîé êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ðåäóöèðîâàí. Ìàêñèìàëüíûå ãëóáèíû çàëåãàíèÿ ðàçäåëà Ì (äî 38 êì) çàôèêñèðîâàíû ïîä îñüþ Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà. Êîíôèãóðàöèÿ ãðàíèöû ìåæäó âåðõíèì è íèæíèì ýòàæàìè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû ïîâòîðÿåò, â îáùåì, ôîðìó ðàçäåëà Ì. Ðåëüåô ôóíäàìåíòà ñëîæíîðàñ÷ëåíåííûé: ìàêñèìàëüíûå ãëóáèíû êðîâëè ôóíäàìåíòà (äî 13 êì) çàôèêñèðîâàíû â Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíå, à â ðàéîíå Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà ìåæäó äâóìÿ ïîäíÿòèÿìè ôóíäàìåíòà çàôèêñèðîâàíà äåïðåññèÿ ãëóáèíîé äî 6 êì. Âûÿâëåíû òðè ëîêàëüíûõ âïàäèíû, äâå èç êîòîðûõ èìåþò èçîìåòðè÷íóþ ôîðìó, à íàèáîëåå ãëóáîêàÿ äåïðåññèÿ, îò÷åòëèâî âûðàæåííàÿ â ñåâåðíîé ÷àñòè Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû, èìååò ïðîñòèðàíèå ÞÇ – ÑÂ. Ïàéõîéñêî-Íîâîçåìåëüñêàÿ è Òàéìûðñêî-Ñåâåðîçåìåëüñêàÿ çîíû ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé âûäåëÿþòñÿ â ðåëüåôå ôóíäàìåíòà êàê îáëàñòè ëèíåéíî-âûòÿíóòûõ âîçäûìàíèé. Âûÿâèëîñü ïðèíöèïèàëüíîå îòëè÷èå â ïëîòíîñòíûõ õàðàêòåðèñòèêàõ êîðû Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû è ñåâåðíîé ÷àñòè øåëüôà. Íà þãå âåðõíèé ýòàæ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû íèæå ãðàíèöû Ô îäíîðîäåí ïî ïëîòíîñòè, à îñíîâíûå íåîäíîðîäíîñòè ñîñðåäîòî÷åíû â ïðîìåæóòî÷íîì ñòðóêòóðíîì ýòàæå, ãäå âûäåëÿþòñÿ ïåðåóïëîòíåííûå áëîêè ñ ïëîòíîñòüþ 2,62– 2,68 ã/ñì3, ïîÿâëåíèå êîòîðûõ ñâÿçàíî ñ ìàãìàòè÷åñêèìè òåëàìè. Ê ñåâåðó îò Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà ïëîòíîñòíûå íåîäíîðîäíîñòè ñîñðåäîòî÷åíû â âåðõíåì ýòàæå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû. Ìàãíèòíûå èñòî÷íèêè âûÿâëåíû íà äâóõ óðîâíÿõ: â âåðõíåé ÷àñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà, ïðåäñòàâëåííîé ñëàáîëèòèôèöèðîâàííûìè îñàäêàìè, è â êîíñîëèäèðîâàííîé êîðå âáëèçè êðîâëè ôóíäàìåíòà.  ïðåäåëàõ Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû íàèáîëåå ãëóáîêî çàëåãàþùèå èñòî÷íèêè ðàñïîëàãàþòñÿ â íèæíåé ÷àñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà, ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàÿ ñ óïëîòíåííûìè òåëàìè. Ê ñåâåðó îò Ñåâåðî-Ñèáèðñêîãî ïîðîãà íàðÿäó ñ ýòîé ãðóïïîé èìååòñÿ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî èñòî÷íèêîâ â âåðõíåé ÷àñòè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû, ïðè÷åì çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ìàãíèòíûõ èñòî÷íèêîâ ñîâïàäàåò ñ ïëîòíîñòíûìè íåîäíîðîäíîñòÿìè.  ñòðóêòóðàõ Ïàéõîéñêî-Íîâîçåìåëüñêîé ñêëàä÷àòîé ñèñòåìû ìàãíèòíûå èñòî÷íèêè ãðóïïèðóþòñÿ âäîëü ñóáâåðòèêàëüíûõ ïëîñêîñòåé, êîòîðûå èíòåðïðåòèðóþòñÿ êàê ãëóáèííûå ðàçëîìû. Ñîãëàñíî êîíöåïöèè Í. À. Áîãäàíîâà è Â. Å. Õàèíà, íàøåäøåé îòðàæåíèå â «Òåêòîíè÷åñêîé êàðòå ìîðåé Êàðñêîãî è Ëàïòåâûõ è ñåâåðà Ñèáèðè (ì-á 1 : 2 500 000)», «äîìåçîçîéñêèé ôóíäàìåíò» Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû ïîãðóæåí íà ãëóáèíû 12–14 êì, à â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ðàçäåëåí íà íåñêîëüêî ïðèïîäíÿòûõ ãîðñòîâèäíûõ áëîêîâ (Ðóñàíîâñêèé, Ðîãîçèíñêèé è äð.), íàä êîòîðûìè ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü ìåçîçîéñêî-êàéíîçîéñêèõ îòëîæåíèé ñîêðàùåíà äî 5–7 êì. Áëîêè ðàçäåëåíû ãëóáîêèìè ðèôòîãåííûìè òðîãàìè, èìåþùèìè ïåðåêðåñòíûé ñòðóêòóðíûé ïëàí.  ãðàáåíîâûõ ñòðóêòóðàõ öåíòðàëüíîé ÷àñòè âïàäèíû ìîùíîñòü ñèíðèôòîâîãî ïåðìñêîòðèàñîâîãî êîìïëåêñà îöåíèâàåòñÿ â 6–7 êì, ïðè÷åì íàëè÷èå ñâÿçè ýòèõ ñòðóêòóð ñ ïîëîæèòåëüíûìè ãðàâèòàöèîííûìè è ìàãíèòíûìè àíîìàëèÿìè ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ñâèäåòåëüñòâî ãëóáîêîé ïåðåðàáîòêè çåìíîé êîðû â ðèôòîãåííûõ çîíàõ è ïðîÿâëåíèÿ â íèõ áàçèòîâîãî ìàãìàòèçìà. Ýòà ÷åðòà ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû ñâèäåòåëüñòâóåò î òåñíîé ñâÿçè ñî ñòðóêòóðàìè Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû, ãäå ðÿäîì ãëóáîêèõ ñêâàæèí, â òîì ÷èñëå Òþìåíñêîé ñâåðõãëóáîêîé ÑÃ-6, áûëè âñêðûòû îñíîâíûå ýôôóçèâû òðàïïîâîé ôîðìàöèè (îëèâèíîâûå è äîëåðèòîâûå áàçàëüòû ñ ïðîñëîÿìè êðàñíîöâåòíûõ òóôîâ, òóôîâ áàçàëüòîâîãî ñîñòàâà, êëàñòîëàâ, òóôîáðåê÷èé), ïåðåìåæàþùèåñÿ ñ îòëîæåíèÿìè êîíòèíåíòàëüíîãî ãåíåçèñà, ñî ñïîðî-ïûëüöåâûìè êîìïëåêñàìè è îñòàòêàìè íàçåìíûõ ðàñòåíèé ðàííåãî òðèàñà (Ñóðêîâ, Ñìèðíîâ, 2003). Ïîçäíåïåðìñêî-ðàííåòðèàñîâûå ñóáùåëî÷íûå èíòðóçèâíûå è èçâåðæåííûå ïîðîäû óñòàíîâëåíû íà þãî-çàïàäíîì îãðàíè÷åíèè Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû â ïîëå ðàçâèòèÿ Áàéäàðàöêîãî ðàçëîìà (Ïîíîìàðåâ, Ðîìàíîâà, 1983). Çîíäèðîâàíèÿ ÌÏÂ, âûïîëíåííûå íà òåððèòîðèè íèçìåííîñòè, ïîêàçûâàþò, ÷òî ïîä çîíàìè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïåðìñêî-òðèàñîâîãî ñèíðèôòîâîãî êîìïëåêñà ïîâåðõíîñòü Ì ìàêñèìàëüíî ïðèïîäíÿòà (äî 26–28 êì) è èìååò ïîíèæåííûå ãðàíè÷íûå ñêîðîñòè – 7,8–8,0 êì/ñ, òîãäà êàê íà ïåðèôåðèè ïëèòû ýòà ïîâåðõíîñòü çàëåãàåò íà ãëóáèíàõ 32–35 êì è õàðàêòåðèçóåòñÿ ãðàíè÷íûìè ñêîðîñòÿìè 8,0–8,2 êì/ñ (Øèïèëîâ, Òàðàñîâ, 1998). Çàìåðû òåïëîâîãî ïîòîêà â ìîðñêèõ 193
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
ñêâàæèíàõ è íà ßìàëå ñâèäåòåëüñòâóþò î ïîâûøåííûõ (áîëåå 70–75 ìÂò/ì2) çíà÷åíèÿõ òåïëîâîãî ïîëÿ íàä ðèôòîâîé ñèñòåìîé Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû, òîãäà êàê â áîðòîâûõ åå çîíàõ òåïëîïîòîêè ñíèæàþòñÿ äî 50–60 ìÂò/ì2 (Öûáóëÿ, Ëåâàøêåâè÷, 1992). Ëèíåéíûå ìàãíèòíûå àíîìàëèè ìåçîçîéñêîãî âðåìåíè ïðîñëåæèâàþòñÿ ñ òåððèòîðèè Çàïàäíîé Ñèáèðè â ïðåäåëû Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû. Ñëîæíàÿ ñåò÷àòàÿ êîíôèãóðàöèÿ àíîìàëüíûõ çîí óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ñòåïåíü äåñòðóêöèè ôóíäàìåíòà íå äîñòèãàëà óðîâíÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ñïðåäèíãîâûì ñðåäèííîîêåàíè÷åñêèì ðèôòàì, à ñîîòâåòñòâîâàëà òèïó âíóòðèêîíòèíåíòàëüíûõ òðàïïîâûõ ïðîâèíöèé èëè «êàðêàñíûõ òåêòîíîãåíîâ» ñ ñóáîêåàíè÷åñêîé êîðîé (Ñóðêîâ, Ñìèðíîâ, 2003). Ñåâåðî-Êàðñêàÿ ñèíåêëèçà çàíèìàåò ñåâåðíóþ ÷àñòü Êàðñêîãî øåëüôà è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çàêîíîìåðíîå ñî÷åòàíèå ïðîãèáîâ (âïàäèí) è ïîäíÿòèé, çàëîæèâøèõñÿ íà áàéêàëüñêîì îñíîâàíèè.  ïðîãèáàõ ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî âûïîëíåíèÿ äîñòèãàåò 10 êì. Îòëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû ïîçäíåðèôåéñêî-êåìáðèéñêîé òåððèãåííîé òîëùåé (äî 2,5 êì), îðäîâèêñêî-ñèëóðèéñêîé òåððèãåííî-êàðáîíàòíîé (îêîëî 2,5 êì), äåâîíñêîé êàðáîíàòíî-òåððèãåííîé (áîëåå 2,5 êì), êàðáîí-ïåðìñêîé òåððèãåííîé (îêîëî 500 ì). Íà ïîäíÿòèÿõ ïàëåîçîéñêèå îòëîæåíèÿ ëèáî îòñóòñòâóþò, ëèáî ïðåäñòàâëåíû ðåäóöèðîâàííûìè ðàçðåçàìè. Ýòà ñëîæíîïîñòðîåííàÿ îáëàñòü ïåðåêðûòà ìàëîìîùíûì (äî 1–2 êì) ïëèòíûì ÷åõëîì þðñêî-ìåëîâûõ òåððèãåííûõ îáðàçîâàíèé. 8.2.3. Ôóíäàìåíò ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ  Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå, íàèáîëåå ïîëíî èçó÷åííîé ãëóáèííûìè ñåéñìè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè ÃÑÇ-ÊÌÏÂ, êðîâëÿ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû, çàëåãàþùåé íà ãëóáèíàõ 15–24 êì, õîðîøî ïðîñëåæèâàåòñÿ ïî ïðåëîìëåííîé âîëíå Ê2 ñ Vãð = 6,8 êì/ñ. Ïî çíà÷åíèþ ñêîðîñòè âîëíû ãðàíèöà ñîîòíîñèòñÿ ñ «áàçàëüòîâûì» ñëîåì çåìíîé êîðû. Äàëåå åå ñìåíÿåò ãðóïïà âîëí Ì, ñâÿçûâàåìûõ ñ ïîâåðõíîñòüþ ìàíòèè. Âîëíà Ê1, êîòîðàÿ óâåðåííî îòñëåæèâàëàñü íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå è ñîïîñòàâëÿëàñü ñ ïîâåðõíîñòüþ ðèôåéñêîãî ôóíäàìåíòà, â Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå îòñóòñòâóåò, ÷òî óêàçûâàåò è íà îòñóòñòâèå ïîðîä, ñîîòâåòñòâóþùèõ «ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîìó» ñëîþ. Ýòà âîëíà ïåðåñòàåò ïðîñëåæèâàòüñÿ â ïîãðàíè÷íîé çîíå ëèñòðè÷åñêèõ ñáðîñîâ, îòäåëÿþùèõ âïàäèíó îò Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû. Ñ çîíîé ñáðîñîâ ñîâïàäàåò ðåçêîå óâåëè÷åíèå ìîùíîñòè âåðõíåïàëåîçîéñêî-òðèàñîâîãî òåððèãåííîãî êîìïëåêñà è âûïàäåíèå èç ðàçðåçà êàðáîíàòíîãî êîìïëåêñà âåðõíåãî äåâîíà-êàðáîíà, ÷òî ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü âðåìÿ ðàçðûâà è «ðåäóêöèè» ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ñëîÿ â Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå êàê äîïåðìñêîå. Íèæíèé ïðåäåë ýòîãî ïðîöåññà îïðåäåëÿåòñÿ íà îñíîâå äàííûõ ïî Õèáèíî-Õàðëîâñêîé çîíå ãëóáèííûõ ðàçëîìîâ íà Êîëüñêîì ï-îâå, ïðîäîëæàþùåé íà ñóøå Þæíî-Áàðåíöîâñêóþ ñèñòåìó ðàçëîìîâ. Âîçðàñò êîíòèíåíòàëüíûõ îñàäî÷íûõ òîëù ëîâîçåðñêîé, êîíòîçåðñêîé è õàðëîâñêîé ñâèò, çàïîëíÿþùèõ êàëüäåðíûå ñòðóêòóðû â êðèñòàëëè÷åñêîì öîêîëå, ïî ôàóíèñòè÷åñêèì äàííûì îïðåäåëÿåòñÿ êàê ñðåäíåäåâîíñêèé-íèæíåêàðáîíîâûé, à èçîòîïíûå äàòèðîâêè âóëêàíîãåííûõ îáðàçîâàíèé ëîâîçåðñêîé ñåðèè äàþò îöåíêè âîçðàñòà 410 Ìà (Êàòàëîã.., 2002; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Êàìåííîóãîëüíûé âîçðàñò ïðåäïîëàãàåòñÿ äëÿ âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íîé òîëùè, âûÿâëåííîé ïðè ïðîâåäåíèè ÃÑÇ-ÊÌÏ â íàèáîëåå ïîãðóæåííîé ÷àñòè Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû (Òóëèíà è äð., 1988). Âûñîêèå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ òîëùè (Vãð = 5,3–5,6 êì/ñ) è ïðèóðî÷åííîñòü ê íåé áîëüøîãî ÷èñëà ìàãíèòîàêòèâíûõ òåë ïîêàçûâàþò, ÷òî ïîìèìî òåððèãåííûõ ïîðîä â ðàçðåçå òîëùè áîëüøóþ ðîëü èãðàþò âóëêàíèòû. Íà Êàðñêîì øåëüôå, ñóäÿ ïî äàííûì ðåãèîíàëüíûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ñúåìîê, òåêòîíè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà â çîíàõ ðèôòîãåííîé äåñòðóêöèè â îáùèõ ÷åðòàõ ïîâòîðÿåò áàðåíöåâîìîðñêóþ.  ïîëüçó ýòîãî ãîâîðÿò è äàííûå ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, âûïîëíåííûõ íà òðàíñåêòå «ßìàë – Êÿõòà», êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ êîíòèíåíòàëüíûì ïðîäîëæåíèåì ìîðñêîãî ãåîòðàâåðñà 2-ÀÐ. Còðóêòóðà íèæíèõ ãîðèçîíòîâ çåìíîé êîðû çäåñü â îñíîâíûõ ÷åðòàõ çåðêàëüíî îòðàæàåò ïðîãèáû â ïëàòôîðìåííîì ÷åõëå, à àìïëèòóäà ïîäíÿòèÿ ïîâåðõíîñòè Ì äîñòèãàåò 10 êì (Êàçàèñ, 1974). Ñóäÿ ïî ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêîé ìîäåëè Åíèñåé-Õàòàíãñêîãî ïðîãèáà, óìåíüøåíèå ìîùíîñòè çåìíîé êîðû â îñåâîé ÷àñòè ïðîãèáà ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò ðåçêîãî ñîêðàùåíèÿ ìîùíîñòè ãðàíèòíîãî ñëîÿ, âïëîòü äî ïîëíîãî åãî èñ÷åçíîâåíèÿ (Ñóðêîâ è äð., 2002). Í. Ë. Äîáðåöîâ (2003), ðàññìàòðèâàÿ ýâîëþöèþ ñòðóêòóð Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé íèçìåííîñòè è Êàðñêî-Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, ïðåäïîëîæèë, ÷òî â èõ ïðåäåëàõ ðàñïîëàãàëàñü åäèíàÿ êðóïíàÿ òðàïïîâàÿ ïðîâèíöèÿ, âîçíèêíîâåíèå êîòîðîé â ïîçäíåé ïåðìè-ðàííåì òðèàñå áûëî îáóñëîâëåíî âëèÿíèåì Ñèáèðñêîãî ñóïåðïëþìà. Ìàãìàòèçì, ñâÿçàííûé ñ ýòèì ñóïåðïëþìîì, íà÷àëñÿ â 194
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Êîòóé-Ìàéìå÷èíñêîì ðàéîíå (ïåðâûé ýòèï – 250–253 Ìà, âòîðîé – 246–240 Ìà), ïðîäîëæèëñÿ íà Òàéìûðñêîì ïîáåðåæüå Êàðñêîãî ìîðÿ (235–240 Ìà), íà Ïóòîðàíå, â ðèôòîâûõ âïàäèíàõ Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû, â Êóçíåöêîì è ×åëÿáèíñêîì óãîëüíûõ áàññåéíàõ, è çàâåðøèëñÿ íà Òàéìûðå (220–230 Ìà) è Êàðñêî-Áàðåíöåâñêîì øåëüôå. 8.3. ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÎÑÀÄÎ×ÍÎÃÎ ×ÅÕËÀ  âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå íåäèñëîöèðîâàííûõ ïîêðîâíûõ êîìïëåêñîâ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà ìîæíî íàéòè îáðàçîâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè âñåãî íåîãåÿ – îò ðèôåÿ äî ãîëîöåíà, íî ðàñïðîñòðàíåíèå òîëù ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà îòëè÷àåòñÿ êðàéíåé íåðàâíîìåðíîñòüþ. Ëèøü íà îòäåëüíûõ íåáîëüøèõ ó÷àñòêàõ ìîæíî âñòðåòèòü íåïðåðûâíûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, îõâàòûâàþùèå ïîäðÿä íåñêîëüêî ñèñòåì. Êàê áûëî ïîêàçàíî ðàíåå (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998; Âåðáà, Ìàòâååâ, 2000), îáå ýòè ïðèíöèïèàëüíûõ îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ îñàäî÷íîãî ÷åõëà äàííîãî ðåãèîíà ÿâëÿþòñÿ ñëåäñòâèåì îäíîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ïðè÷èíû – ïðåîáëàäàíèÿ â åãî ïðåäåëàõ íà ïðîòÿæåíèè îêîëî 1 ìëðä ëåò ðåæèìà ðàñòÿæåíèÿ, ïðîÿâèâøåãîñÿ â ìíîãîêðàòíîì ïîâòîðåíèè ïðîöåññîâ ðèôòîãåíåçà. Ïîçäíåå Ý. Â. Øèïèëîâ èíòåðïðåòèðîâàë òàêîå ñî÷åòàíèå ïðîöåññîâ àêêðåöèè êîíòèíåíòàëüíîé êîðû ñ åå äðîáëåíèåì êàê «ïåðìñêî-òðèàñîâóþ èíòåðôåðåíöèþ òåêòîíî-ãåîäèíàìè÷åñêèõ ðåæèìîâ» (Øèïèëîâ, 2003). Ðàçëè÷àÿñü ïî ïðîäîëæèòåëüíîñòè, èíòåíñèâíîñòè è óíàñëåäîâàííîñòè, ýòè äâèæåíèÿ ñîçäàëè íà ÇàïàäíîÀðêòè÷åñêîì øåëüôå óíèêàëüíóþ ãåîëîãè÷åñêóþ îáñòàíîâêó, êîòîðàÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ íåîáû÷íî òåñíûì ñîñåäñòâîì ãëóáîêèõ ðèôòîãåííûõ (ìèîãåîñèíêëèíàëüíûõ) ïðîãèáîâ, ñëîæåííûõ ìîùíûìè òîëùàìè óçêîãî ñòðàòèãðàôè÷åñêîãî äèàïàçîíà è áëîêàìè äðåâíåé ñòàáèëèçàöèè, â ðàçðåçå êîòîðûõ, íàîáîðîò, ó÷àñòâóåò áîëüøîå ÷èñëî ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ïîäðàçäåëåíèé, íî ñðàâíèòåëüíî ìàëîé ìîùíîñòè, õàðàêòåðíîé äëÿ ïëèòíûõ êîìïëåêñîâ (Ãðàìáåðã, 1988; Âåðáà, Âåðáà, 2002). Âàæíåéøåé îáùåé ÷åðòîé ïîêðîâíûõ êîìïëåêñîâ ÿâëÿåòñÿ èçáèðàòåëüíîå ðàñïðîñòðàíåíèå äîðèôòîâûõ êîìïëåêñîâ, êîòîðûå «èçáåãàþò» ðàéîíîâ ïðîÿâëåíèÿ àêòèâíîãî ðèôòîãåíåçà. Òàê, íàïðèìåð, äîðèôòîâûé êàðáîíàòíûé êîìïëåêñ êàðáîíàíèæíåé ïåðìè îòñóòñòâóåò â îñåâîé çîíå Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà (Øèïèëîâ, 2003). Êîëëèçèîííûå ÿâëåíèÿ ëîêàëèçîâàíû íà îêðàèíàõ Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà: áàéêàëüñêîå ñìÿòèå â Òèìàíî-Êàíèíñêîì àâëàêîãåíå, øîâíûå êàëåäîíñêèå äâèæåíèÿ òèïà strike-slip ïî ðàçëîìó Êàðïèíñêîãî-Òðîëëñôüîðä-Êîìàãåëâ, êèììåðèéñêîå øàðüèðîâàíèå íà Íîâîé Çåìëå è àíàëîãè÷íûå ñîáûòèÿ â àëüïèéñêîå âðåìÿ íà Øïèöáåðãåíå. Êàæäîìó èç ýòèõ ñîáûòèé â ðàçðåçå ñèíõðîííûõ îñàäî÷íûõ êîìïëåêñîâ îòâå÷àåò ïîâåðõíîñòü íåñîãëàñèÿ, êîòîðàÿ ïðîñëåæèâàåòñÿ íà ïðèëåãàþùèõ øåëüôàõ è ïîçâîëÿåò ðàñ÷ëåíèòü ðàçðåç íà êðóïíûå ñåéñìîêîìïëåêñû. Ïðàêòè÷åñêè êàæäîìó õðîíó íåîãåÿ ìîæíî ïîñòàâèòü â ñîîòâåòñòâèå äâà òèïà ðàçðåçà, êîðåííûì îáðàçîì ðàçëè÷àþùèõñÿ ïî õàðàêòåðó ãåîäèíàìè÷åñêèõ óñëîâèé ôîðìèðîâàíèÿ. Îäèí èç íèõ â ôîðìàöèîííîì îòíîøåíèè ïðèíàäëåæèò ê ðÿäó ñêëîíîâûõ (ìèîãåîñèíêëèíàëüíûõ) èëè îêðàèííî-îêåàíè÷åñêèõ ðàçðåçîâ, à äðóãîé – ê ðÿäó òèïè÷íî ïëàòôîðìåííûõ – ïåðèêðàòîííûõ, åñëè îí ôîðìèðîâàëñÿ íà ïîãðóæåííîé ïåðèôåðèè ïëàòôîðìû, èëè õàòàêðàòîííûõ, åñëè íàêàïëèâàëñÿ íà îòíîñèòåëüíîé ïðèïîäíÿòîé åå îáëàñòè. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ëèøü îòäåëüíûå òîëùè, ñôîðìèðîâàâøèåñÿ â òå÷åíèå ïîñëåäíåãî, àëüïèéñêîãî òåêòîíè÷åñêîãî öèêëà, êîãäà ðèôòîãåííûå ïðîöåññû ñìåñòèëèñü â ñîïðåäåëüíûå îáëàñòè Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà, à íà ïðåîáëàäàþùåé ÷àñòè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîé êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû íà÷àëîñü íàêîïëåíèå êîéëîãåííîãî ÷åõëà, ñïëîøíûì ïîêðîâîì ïåðåêðûâøåãî âñå áîëåå äðåâíèå ðàçíîðîäíûå îáðàçîâàíèÿ.  âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå îáû÷íî ðàçëè÷àþò äâà ñòðóêòóðíûõ ýòàæà – âåðõíèé èëè ïëèòíûé, ñëîæåííûé þðñêî-ìåëîâûìè îòëîæåíèÿìè, è íèæíèé – äîïëèòíûé èëè ïðîìåæóòî÷íûé, â ñòðîåíèè êîòîðîãî ïðèíèìàþò ó÷àñòèå âñå áîëåå äðåâíèå îáðàçîâàíèÿ (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998).  íèæíåì ýòàæå âûäåëÿþò â ñâîþ î÷åðåäü äî ÷åòûðåõ ðàçâèòûõ íåïîâñåìåñòíî ñòðóêòóðíûõ ÿðóñîâ, ðàçäåëÿåìûõ ðåãèîíàëüíî âûðàæåííûìè, íî, êàê ïðàâèëî, íåðåçêèìè íåñîãëàñèÿìè è ñëîæåííûõ ðàçëè÷íûìè ïî ôîðìàöèîííîé ïðèíàäëåæíîñòè êîìïëåêñàìè îñàäî÷íûõ ïîðîä. Ýòè ñòðóêòóðíûå ÿðóñû – ðèôåéñêèé, âåíäñêî-êåìáðèéñêèé, îðäîâèêñêî-ñðåäíåäåâîíñêèé è âåðõíåäåâîíñêî-òðèàñîâûé – ñîîòâåòñòâóþò îñíîâíûì ýòàïàì òåêòîãåíåçà, çàâåðøåíèå êîòîðûõ ñîâïàäàåò ñ ãðåíâèëüñêîé, áàéêàëüñêîé, êàëåäîíñêîé è ãåðöèíñêîé ýïîõàìè ñêëàä÷àòîñòè. 195
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
8.3.1. Ðèôåéñêèå ïîêðîâíûå êîìïëåêñû Ðèôåéñêèå ïîêðîâíûå êîìïëåêñû ðàçâèòû ëîêàëüíî è ïðèñóòñòâóþò â ñîñòàâå ÷åõëà â òðåõ ðàéîíàõ Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà – íà ñåâåðíîì ñêëîíå Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû, íà çàïàäå Íîâîé Çåìëè è íà Øïèöáåðãåíñêîé àíòåêëèçå, âêëþ÷àÿ î. Ìåäâåæèé.  ýòèõ ðàéîíàõ îòëîæåíèÿ ðèôåéñêîãî ñòðóêòóðíîãî ÿðóñà èçó÷åíû â åñòåñòâåííûõ îáíàæåíèÿõ è ïðåäñòàâëåíû ñðåäíå-âåðõíåðèôåéñêèìè ïðåèìóùåñòâåííî òåððèãåííûìè îáðàçîâàíèÿìè. Êðîìå òîãî, íàëè÷èå â îñíîâàíèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà ðèôåéñêèõ íåäèñëîöèðîâàííûõ îáðàçîâàíèé ïðåäïîëàãàåòñÿ ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè è â ðàéîíå Àäìèðàëòåéñêîãî ïîäíÿòèÿ. Íà þæíîì áîðòó Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà è íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè ðèôåéñêèå îòëîæåíèÿ çàëåãàþò â ñëàáîíàðóøåííîì ñîñòîÿíèè è ðàññìàòðèâàþòñÿ â êà÷åñòâå íèæíåãî ñòðóêòóðíîãî ýòàæà ÷åõëà Áàðåíöåâñêîé ïëèòû. Îá îòíîñèòåëüíî ñïîêîéíîì çàëåãàíèè ýòîãî êîìïëåêñà ìîæíî ñóäèòü ïî íàëè÷èþ ìíîãî÷èñëåííûõ, õîòÿ è íåïðîòÿæåííûõ îòðàæåíèé íà ñåéñìè÷åñêèõ ðàçðåçàõ, ïîëó÷åííûõ â ðàçíûå ãîäû (Èñàíèíà è äð., 2000). Îòäåëüíûå ôðàãìåíòû ðèôåéñêîãî ïëèòíîãî ÷åõëà, ïðåäñòàâëåííîãî ñëàáîíàðóøåííûìè ñóáïëàòôîðìåííûìè ïåñòðîöâåòíûìè òåððèãåííûìè è êàðáîíàòíûìè îòëîæåíèÿìè, îïèñàíû íà ï-îâå Âàðàíãåð, î. Êèëüäèí, ï-îâå Ñðåäíåì, êðàñíîöâåòíûå, êîíòèíåíòàëüíûå îñàäêè ãèïåðáîðåéñêîé ñåðèè ðàçâèòû âäîëü þæíîãî áåðåãà Êîëüñêîãî ï-îâà (Lyubtsov et al., 2000). Íà î. Êèëüäèí ðàçðåç ïëèòíîãî êîìïëåêñà îáùåé ìîøíîñòüþ îêîëî 1,3 êì ïðåäñòàâëåí êèëüäèíñêîé ñåðèåé âåðõíåãî ðèôåÿ, ðàñ÷ëåíåííîé íà ñåìü ñâèò. Íèæíÿÿ, èåðíîâñêàÿ (140 ì), ñëîæåíà êðàñíîöâåòíûìè è ñåðîöâåòíûìè ãëàóêîíèòîâûìè ïåñ÷àíèêàìè ñ ïðîñëîÿìè ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ. Ñ ðàçìûâîì íà íåé çàëåãàåò êîðîâèíñêàÿ ñâèòà (55 ì) ñåðûõ ñóáãðàóâàêê ñ ïðîñëîÿìè ñòðîìàòîëèòîâûõ èçâåñòíÿêîâ ñ ðèôîâûìè êîëîíèÿìè òèïè÷íîãî äëÿ âåðõíåãî ðèôåÿ âèäà Gimnosolon ramsay Steinm, ñìåíÿþùèõñÿ ê âåðõó êðàñíî-êîðè÷íåâûìè êâàðöåâûìè ïåñ÷àíèêàìè è àëåâðîëèòàìè. Âûøåëåæàùèå áåçûìÿííàÿ (45 ì), ÷åðíîðå÷åíñêàÿ (55 ì) è ïåñöîâîîçåðñêàÿ (180 ì) ñâèòû ñëîæåíû ïåñòðîöâåòíûìè è êðàñíîöâåòíûìè ïîëèìèêòîâûìè ñóáãðàóâàêêàìè è àëåâðîëèòàìè ñ ïà÷êàìè êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ, ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ è ñòðîìàòîëèòîâûõ èçâåñòíÿêîâ. Ïðèäîðîæíàÿ ñâèòà (600 ì) ñëîæåíà îäíîðîäíîé òîëùåé ñåðûõ ãëàóêîíèòîâûõ ñóáãðàóâàêê, â âåðõàõ ïîÿâëÿþòñÿ ïà÷êè àðêîçîâûõ ïåñ÷àíèêîâ. Âåí÷àåò ðàçðåç ñòàíöèåâîîçåðñêàÿ ñâèòà (250 ì) ñåðûõ ïîëèìèêòîâûõ, àðêîçîâûõ è êâàðöåâûõ êîñîñëîèñòûõ ïåñ÷àíèêîâ, ïåðåêðûòûõ ãîðèçîíòîì àëåâðîëèòîâ. Ñòðóêòóðà ðàçðåçà ñâèäåòåëüñòâóåò î ïðîÿâëåíèè â ýòîì ðàéîíå äâóõ òðàíñãðåññèâíî-ðåãðåññèâíûõ öèêëîâ. Íà ï-îâå Ñðåäíåì áîëåå ïîëíûé è ìîùíûé (äî 1,8 êì) ðàçðåç âåðõíåãî ðèôåÿ îõâàòûâàåò ÷åòûðå òðàíñãðåññèâíî-ðåãðåññèâíûõ öèêëà.  ñîñòàâå êèëüäèíñêîé ñåðèè ðàçâèòû ïåñòðîöâåòíûå îòëîæåíèÿ, ðàçäåëåííûå íà 6 ñâèò: êóòîâóþ (40 ì – êîíãëîìåðàòû), èåðíîâñêóþ (200 ì – êîñîñëîèñòûå ñåðîöâåòíûå ãðàóâàêêè è ãëàóêîíèòîâûå àðêîçîâûå ïåñ÷àíèêè), ïàëâèíñêóþ (260 ì – ñåðûå êâàðöèòû è êâàðöåâûå ïåñ÷àíèêè ñ ãîðèçîíòîì 45 ì êðàñíîöâåòíûõ àëåâðîëèòîâ â êðîâëå), ïîðîïåëîíñêóþ (280 ì – êîíãëîìåðàòû, ïåñ÷àíèêè, àëåâðîëèòû è ãëèíèñòûå ñëàíöû ñ ôîñôîðèòàìè), çåìëåïàõòèíñêóþ (500 ì – ãðàâåëèòû, êîñîñëîèñòûå àðêîçû è ïîëèìèêòîâûå ïåñ÷àíèêè), êàðóÿðâèíñêóþ (250 ì – êðàñíîöâåòíûå ïåñ÷àíèêè ñ ëèíçàìè äîëîìèòîâ). Ñ ðàçìûâîì è êîíãëîìåðàòàìè â îñíîâàíèè íà êèëüäèíñêóþ ñåðèþ íàëåãàåò âîëîêîâàÿ ñåðèÿ, ñîñòîÿùàÿ èç äâóõ ñâèò: êóÿêàíñêîé (170 ì – ôîñôîðîíîñíûå êîíãëîìåðàòû è áðåê÷èè îëèñòîñòðîìîâîé ôîðìàöèè è êîñîñëîèñòûå àðêîçîâûå ïåñ÷àíèêè ñ ïà÷êàìè ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ) è ïóìàíñêîé (350 ì – ÷åðíûå ãëèíèñòûå ñëàíöû ñ òèïè÷íûìè äëÿ âåðõíåãî ðèôåÿ ìèêðîôîññèëèÿìè è ñóáãðàóâàêêè).  òûëîâîé ÷àñòè ðèôåéñêîãî ïàëåîêîíòèíåíòà (Òåðñêèé áåðåã Êîëüñêîãî ï-îâà, ñåâåðíîå ïîáåðåæüå Áåëîãî ìîðÿ) îäíîâðåìåííî ñ «ìîðñêèì» ðèôååì ñåâåðíîé çîíû ôîðìèðóåòñÿ íå çàòðîíóòûé äåôîðìàöèÿìè, ìàëîìîùíûé (250–500 ì) ïëèòíûé ÷åõîë, ïðåäñòàâëåííûé ãèïåðáîðåéñêîé ñåðèåé ïåñòðîöâåòíûõ (òóðüèíñêàÿ ñâèòà) è êðàñíîöâåòíûõ (òåðñêàÿ è ÷àïîìñêàÿ ñâèòû) êîíãëîìåðàòîâ, êîñîñëîèñòûõ ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ è àðãèëëèòîâ.  êàëåäîíñêóþ ýïîõó àêòèâèçàöèè (465–376 Ìà íàçàä) â ïëèòíîì ÷åõëå îáðàçîâàëèñü çîíû ãèäðîòåðìàëüíîé ìèíåðàëèçàöèè, ê êîòîðûì ïðèóðî÷åíû ìåñòîðîæäåíèÿ ñàìîðîäíîãî ñåðåáðà, àìåòèñòîâ è ôëþîðèòà. Ïëèòíûé êîìïëåêñ èíòðóäèðîâàí äàéêàìè è ìàëûìè èíòðóçèÿìè ùåëî÷íûõ ïèêðèòîâ, ìåëàíåôåëèíèòîâ, êàðáîíàòèòîâ, âîçíèê ðÿä ïîëåé êèìáåðëèòîâûõ òðóáîê (÷àñòü èç íèõ àëìàçîíîñíà). Ëîêàëüíûå î÷àãè ìàíòèéíîãî ìàãìàòèçìà íà Òåðñêîì áåðåãó Áåëîãî ìîðÿ âîçíèêàëè è â ìåçîçîå, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò äàòèðîâêè äàåê íåôåëèíèòîâ íà Òóðüåì ï-îâå – 170–150 Ìà (Êàòàëîã, 2002; Ïîæèëåíêî è äð., 2002). 196
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Íà ïðèëåãàþùåì ê Êîëüñêîìó ï-îâó ó÷àñòêå øåëüôà ñåéñìè÷åñêèå äàííûå î ðèôåéñêèõ îòëîæåíèÿõ ïîëó÷åíû ÌÀÃÝ ïî Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçå. Êðîâëå ñëàáî-äèñëîöèðîâàííîãî ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà ñîîòâåòñòâóåò ãîðèçîíò ñ ãðàíè÷íûìè ñêîðîñòÿìè 5,5–5,8 êì/ñ, ïðîñëåæèâàåìûé ñ ïåðåðûâàìè íà âñåì ïðîòÿæåíèè Êîëüñêîé ìîíîêëèíàëè âïëîòü äî Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ. Íèæå íà ïðîôèëÿõ çàðåãèñòðèðîâàíà îäíîðîäíàÿ òîëùà ñëàáîäåôîðìèðîâàííûõ îñàäî÷íûõ ïîðîä ìîùíîñòüþ äî 5 êì. Îíà îòäåëÿåòñÿ îò âûøåëåæàùèõ ñëîèñòûõ îñàäêîâ Pz-Mz êîìïëåêñà ñëàáîâûðàæåííûì óãëîâûì íåñîãëàñèåì. Òîëùà ïîëîãî (1–5°) íàêëîíåíà ê ÑÂ. Íà ïðîôèëå 1-ÀÐ â êà÷åñòâå âåðõíåðèôåéñêîé òîëùè ïîêàçàí èíòåðâàë ñåéñìè÷åñêîãî ðàçðåçà, îãðàíè÷åííûé ñíèçó ïðåëîìëÿþùèì ãîðèçîíòîì Ô1, ñîïîñòàâëÿåìûì ñ êðîâëåé êîíñîëèäèðîâàííîãî íèæíåïðîòåðîçîéñêîãî ôóíäàìåíòà, à ñâåðõó – ïðîòÿæåííûì ñåéñìè÷åñêèì ãîðèçîíòîì Ô0, êîòîðûé â ðàâíîé ìåðå õîðîøî âûðàæåí êàê â ïîëå îòðàæåííûõ âîëí, òàê è ïðåëîìëåííûõ è ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ ïîäîøâîé âåíä-ïàëåîçîéñêèõ îòëîæåíèé. Ãîðèçîíò Ô0 âûõîäèò íà ïîâåðõíîñòü ìîðñêîãî äíà â 15 êì ê ñåâåðó îò ï-îâà Ðûáà÷èé è ïðîñëåæèâàåòñÿ â ïîëîñå øèðèíîé äî 200 êì âäîëü âñåé Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçû. Íà ñåâåðíîì êðàþ ýòîé ïîëîñû êðîâëÿ ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà ïîãðóæàåòñÿ íà ãëóáèíó 12 êì. Ãðàíè÷íûå ñêîðîñòè íà ðàçäåëå Ô0 ñîñòàâëÿþò 5,7–5,8 êì/ñ âáëèçè ïîâåðõíîñòè äíà, à ñ ïîãðóæåíèåì íà áîëüøèå ãëóáèíû ñêîðîñòè ìîíîòîííî ðàñòóò, äîñòèãàÿ çíà÷åíèé 6,1–6,3 êì/ñ íà ãëóáèíå 5 êì, è 6,4–6,5 êì/ñ íà ãëóáèíå 10–12 êì (Èñàíèíà è äð., 2000; Sakoulina et al., 2000). Íàëè÷èå òàêîé æåñòêîé çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè îò ãëóáèí ÿâëÿåòñÿ õîðîøèì ñâèäåòåëüñòâîì òîãî, ÷òî ýòà òîëùà åùå íå óòðàòèëà ñïîñîáíîñòè ê óïëîòíåíèþ è, ñëåäîâàòåëüíî, íå ìîæåò áûòü îòíåñåíà ê ãëóáîêî ìåòàìîðôèçîâàííûì êîìïëåêñàì ôóíäàìåíòà. Íåíàðóøåííîå çàëåãàíèå ðèôåéñêîé òîëùè õàðàêòåðíî è äëÿ çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ìàññèâà, ãäå ñ êðîâëåé ðèôåÿ ñîïîñòàâëÿåòñÿ ïðåëîìëÿþùèé ãîðèçîíò ñ Vãð = 5,5–5,9 êì/ñ. Õàðàêòåð ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà çàìåòíî ìåíÿåòñÿ è ïî ïàäåíèþ, è ïî ëàòåðàëè. Ìàëîìîùíàÿ êèëüäèíñêàÿ ñåðèÿ ïî êëèíîôîðìíîé ñõåìå çàìåùàåòñÿ âäîëü ïðîôèëÿ áîëåå ñëîæíûì ëèòîôàöèàëüíûì íàáîðîì îòëîæåíèé, â ñîñòàâå êîòîðîãî ìîæíî ðàçëè÷èòü äâå ñàìîñòîÿòåëüíûõ òîëùè ìîùíîñòüþ 2,5–3,0 êàæäàÿ.  èòîãå, ôîðìàöèîííûé ñîñòàâ ðèôåéñêîãî ðàçðåçà ñåâåðíîé ÷àñòè ìîíîêëèçû ïðèîáðåòàåò ïðèçíàêè ñêëîíîâûõ îáðàçîâàíèé, ñâîéñòâåííûõ Êàíèíñêîìó òèïó ðàçðåçà. Ìåæäó ïîâåðõíîñòüþ Ô1 è ïîäîøâîé êèëüäèíñêîé ñåðèè íà ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ ïðîôèëÿõ ïîâñåìåñòíî âûäåëÿåòñÿ ïðîìåæóòî÷íàÿ òîëùà îñàäî÷íûõ ïîðîä ñ ïëîõî âûðàæåííîé ñëîèñòîñòüþ è ìíîæåñòâîì ïàêåòîâ îòðàæàþùèõ ïëîùàäîê. Âîçìîæíî, îíà ñîîòâåòñòâóåò äåëüòîâûì ôàöèÿì ðàííåðèôåéñêèõ îòëîæåíèé ñåðèè òàíà-ôèîðä èëè êîìïëåêñó BSC. Íà ï-îâå Ðûáà÷üåì ìîùíîñòü ïðîìåæóòî÷íîãî ñëîÿ âàðüèðóåò îò 3 äî 7 êì (Ïîæèëåíêî è äð., 2002), à ê âîñòîêó òîëùà ïîñòåïåííî òðàíñôîðìèðóåòñÿ â òîíêèé (íå áîëåå 1,5 êì) ïëàù îòëîæåíèé.  îáùåì àíñàìáëå ôîðìàöèé, ñëàãàþùèõ ðàçðåç ðèôåÿ, äàííûé êîìïëåêñ âîñïðèíèìàåòñÿ êàê êîíäåíñèðîâàííûå îñàäêè öåíòðàëüíûõ, íàèáîëåå ãëóáîêîâîäíûõ ÷àñòåé ðèôòîãåííîãî áàññåéíà.  âåðõàõ ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà ïîÿâëÿåòñÿ ñíà÷àëà î÷åíü òîíêàÿ (íå áîëåå 0,5–1,0 êì íà óäàëåíèè îò áåðåãà 70–120 êì), à ïîòîì óòîëùàþùàÿñÿ äî 2,5–3,0 êì îñàäî÷íàÿ ôîðìàöèÿ, â ñîñòàâå êîòîðîé, ñóäÿ ïî íàëè÷èþ ìíîæåñòâà êîíòðàñòíûõ îòðàæåíèé â âîëíîâîì ïîëå ÌÎÂ, ïðèñóòñòâóþò ðàçëè÷íûå ëèòîôàöèàëüíûå òèïû ïîðîä. Ýòà ôîðìàöèÿ ïî ïîëîæåíèþ â ðàçðåçå ñîîòâåòñòâóåò òàáóåâñêîé ñåðèè Êàíèíñêîãî ðàçðåçà. Ïðè òàêîé òðàêòîâêå íèæåëåæàùàÿ òîëùà äîëæíà êîððåëèðîâàòüñÿ ñ òàðõàíîâñêîé ñåðèåé, à ïîäñòèëàþùèé èõ êîìïëåêñ BSC êîðåëèðóåòñÿ ñ ìèêóëêèíñêîé ñåðèåé, íà÷èíàþùåé ðàçðåç ðèôåÿ íà ï-îâå Êàíèí. Ïðè ïðèíÿòèè òàêîé ñõåìû êîððåëÿöèè ñåéñìè÷åñêèõ è ãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ âåñü ðèôåéñêèé êîìïëåêñ Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçû ìîæåò áûòü îòíåñåí ê òèïó ñêëîíîâûõ ìèîãåîñèíêëèíàëüíûõ ôîðìàöèé, ìàðêèðóþùèõ ñåâåðî-âîñòî÷íóþ ãðàíèöó Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîãî êðàòîíà. Äîêåìáðèéñêèå ôîðìàöèè, îáíàæåííûå íà ïëîùàäè îêîëî 5 êì2 â ðàéîíå ãóáû Ñåâåðíîé Ñóëüìåíåâîé íà Ñåâåðíîì î. Íîâîé Çåìëè, îáû÷íî ðàññìàòðèâàþòñÿ â ñîñòàâå êðèñòàëëè÷åñêîãî îñíîâàíèÿ àðõèïåëàãà, îäíàêî, ïî õàðàêòåðó ñëàãàþùèõ èõ ïîðîä îíè áîëüøå ñîîòâåòñòâóþò ïðîòîïëàòôîðìåííîìó ÷åõëó (Êîðàãî è äð., 1992).  ðàçðåçå âûäåëåíû äâå òîùè – ÿêîðíèíñêàÿ è óäîáíèíñêàÿ (Êîðàãî è äð., 1984). Ïåðâàÿ, îáùåé ìîùíîñòüþ 365–440 ì, ñëîæåíà â íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà (35 ì) äèàôòîðèðîâàííûìè äâóñëþäÿíûìè ïëàãèîãíåéñàìè, êâàðö-ñåðèöèò-õëîðèò-ýïèäîòîâûìè ñëàíöàìè, ðàññëàíöîâàííûìè ìðàìîðàìè è àìôèáîëèòàìè, à â îñòàëüíîé ÷àñòè – ìàññèâíûìè è òîíêîïîëîñ÷àòûìè, èíîãäà ñëàíöåâàòûìè äî ïëîé÷àòîñòè 197
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
ïåñ÷àíèñòûìè ìðàìîðàìè, ñîäåðæàùèìè ãàëüêó êâàðöà, êâàðöèòîâ è êâàðö-ïëàãèîêëàçîâûõ ñëàíöåâ è ðåæå âàëóíû ýòèõ ïîðîä ðàçìåðîì äî 6 ì; â âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà ñðåäè ìðàìîðîâ ïîÿâëÿþòñÿ ïðîñëîéêè êâàðöèòîâèäíûõ ïîðîä. Óäîáíèíñêàÿ òîëùà ìîùíîñòüþ 650 ì èìååò áîëåå ñëîæíîå ñòðîåíèå: àìôèáîëèòû 50–60 ì, äèàôòîðèðîâàííûå äâóñëþäÿíûå ïëàãèîãíåéñû è êðèñòàëëè÷åñêèå ñëàíöû ñ ïðîñëîÿìè ìðàìîðîâ (90 ì), ìèãìàòèçèðîâàííûå àìôèáîëèòû (50 ì), ñëþäÿíûå ñëàíöû, ÷åðåäóþùèåñÿ ñ ìðàìîðàìè, êâàðöèòîâèäíûìè ïîðîäàìè è ðåæå ñ àìôèáîëèòàìè (äî 300 ì), ïëàãèîãíåéñû ñ ïðîñëîÿìè êâàðöèòîâ è ìðàìîðîâ (180 ì). Çàëåãàíèå òîëùè â öåëîì ìîíîêëèíàëüíîå ñ êðóòûì ïàäåíèåì ê âîñòîêó – þãî-âîñòîêó, íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ âáëèçè äèçúþíêòèâíûõ íàðóøåíèé îñëîæíåííîå ìåëêèìè ñêëàäêàìè. Âîçðàñò ïîðîä ïî U-Pb äàòèðîâêàì îöåíèâàåòñÿ êàê 1 630–1 390 Ìà (ðàííèé ðèôåé ïî (Êîðàãî è äð., 1992). Îòëîæåíèÿ âåðõíåãî ðèôåÿ-âåíäà îáíàæàþòñÿ â ïðîëèâå Êàðñêèå Âîðîòà, â çàëèâå Èíîñòðàíöåâà, â îêðåñòíîñòÿõ Ðóññêîé Ãàâàíè è íà Ñåâåðíîì î. âáëèçè Ìèòþøåâà Êàìíÿ.  çàëèâå Èíîñòðàíöåâà ðàçðåç îòëè÷àåòñÿ ìîíîòîííûì òåððèãåííûì ñîñòàâîì, íàëè÷èåì ìåãà- è ìèêðîðèòìè÷íîñòè, ïðèñóòñòâèåì ìíîãî÷èñëåííûõ ãîðèçîíòîâ êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ ñ èçâåñòêîâèñòûì öåìåíòîì è îïîëçíåâûõ áðåê÷èé. Ïîðîäû îòíîñèòåëüíî ñëàáî-ìåòàìîðôèçîâàíû. Ìîùíîñòü òîëùè 2–3 êì. Âìåñòå ñ âûøåëåæàùèìè îñàäêàìè ïàëåîçîÿ ðèôåéñêàÿ òîëùà îáðàçóåò åäèíûé ñóáïëàòôîðìåííûé ìåãàêîìïëåêñ.  ðàéîíå Ðóññêîé Ãàâàíè ê îòëîæåíèÿì ýòîãî âîçðàñòíîãî äèàïàçîíà îòíåñåíû òåððèãåííûå îòëîæåíèÿ ìàêîâñêîé è ëîìîíîñîâñêîé ñâèò ìîùíîñòüþ 3–4 êì. Íà þãå Íîâîé Çåìëè îäíîâîçðàñòíûå îñàäêè ôîðìèðîâàëèñü â áîëåå ãëóáîêîâîäíûõ ôàöèÿõ è ïîäâåðãàëèñü ìåòàìîðôèçìó â óñëîâèÿõ çåëåíîñëàíöåâîé ñòóïåíè.  ôîðìàöèîííîì îòíîøåíèè îíè ñîîòâåòñòâóþò îáðàçîâàíèÿì êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà, ïîäíîæèÿ è âûðîâíåííîãî äíà òðîãîâîãî áàññåéíà.  ðàçðåçå ó Êàðñêèõ Âîðîò âûäåëÿåòñÿ ÷åòûðå òîëùè: íèæíÿÿ èìååò ñìåøàííûé ïåñ÷àíî-àëåâðîëèòî-ãëèíèñòûé ñîñòàâ, âòîðàÿ – ïðåèìóùåñòâåííî ãëèíèñòûé, òðåòüÿ – ðàçíîçåðíèñòûé ïñàììèòîâûé, à âåðõíÿÿ – ïåñ÷àíî-ãëèíèñòî-êðåìíèñòûé. Äëÿ ãðóáîîáëîìî÷íûõ òåððèãåííûõ ôîðìàöèé õàðàêòåðíû ïëîõàÿ ñîðòèðîâêà è ãðàóâàêêîâûé ñîñòàâ, ãðàäàöèîííàÿ ñëîèñòîñòü, ðèòìè÷íîå ñòðîåíèå, òåêñòóðû âçìó÷èâàíèÿ è ïåðåìåøèâàíèÿ îñàäêà. Ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ îáëàäàåò îäíîðîäíûì ñòðîåíèåì, à âåðõíÿÿ, ïåñ÷àíî-ãëèíèñòàÿ òîëùà õàðàêòåðèçóåòñÿ ãîðèçîíòàëüíîé ñëîèñòîñòüþ è îáùèì óâåëè÷åíèåì êðåìíèñòîñòè è êàðáîíàòíîñòè ââåðõ ïî ðàçðåçó. Îáùàÿ ìîùíîñòü ðàçðåçà áîëåå 2 êì. Âåðõíåðèôåéñêèé-âåíäñêèé âîçðàñò ïîðîä óñòàíîâëåí ïî ìèêðîôîññèëèÿì. Òàêèì îáðàçîì, ôîðìàöèîííàÿ çîíàëüíîñòü âåðõíåïðîòåðîçîéñêèõ îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé íà Íîâîé Çåìëå â öåëîì àíàëîãè÷íà îòìå÷åííîé âûøå äëÿ îêðàèíû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, íî îòëè÷àåòñÿ îò íåå ïðîòèâîïîëîæíûì íàïðàâëåíèåì ñìåíû ñõîäíûõ ïàëåîòåêòîíè÷åñêèõ îáñòàíîâîê: íà ñêëîíå ïëàòôîðìû íàðàñòàíèå ìîðèñòîñòè ïðîèñõîäèò â Ñ íàïðàâëåíèè, à íà Íîâîé Çåìëå íàáëþäàåòñÿ çåðêàëüíî ñèììåòðè÷íàÿ ñèòóàöèÿ. Ýòà îñîáåííîñòü ðèôåéñêèõ ðàçðåçîâ óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ðèôòîãåííûé ðèôåéñêèé áàññåéí, ïðîñëåæèâàåìûé âäîëü âñåé ñåâåðíîé îêðàèíû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, íà øèðîòå ñðåäíåé ÷àñòè Íîâîçåìåëüñêîé ãðÿäû áûë îãðàíè÷åí äðóãèì äðåâíèì ìàññèâîì, ñêëîí êîòîðîãî, íàäî ïîëàãàòü, èìåë òàêóþ æå ÑÇ îðèåíòàöèþ, ÷òî è Êîëüñêî-Êàíèíñêèé áîðò áàññåéíà. Òàêèì ìàññèâîì ìîãëà áûòü äðåâíÿÿ Áàðåíöèÿ (Æóðàâëåâ, Ðààáåí, 1975).  ïîëüçó ýòîãî ïðåäïîëîæåíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò äàííûå î çîíàëüíîñòè ðèôåéñêèõ êîìïëåêñîâ íà Øïèöáåðãåíñêîé àíòåêëèçå, à òàêæå õàðàêòåð áîëåå ïîçäíèõ òåêòîíè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, ïðîÿâèâøèõñÿ â ïðåäåëàõ âñåãî ýòîãî ðèôåéñêîãî ñóáîêåàíè÷åñêîãî áàññåéíà, îòäåëÿâøåãî Áàðåíöèþ îò Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîãî êðàòîíà.  êîíöå âåíäà-íà÷àëå êåìáðèÿ âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå îòëîæåíèÿ íà Íîâîé Çåìëå ïîäâåðãëèñü ñêëàä÷àòîñòè, èñïûòàëè ñëàáûé ìåòàìîðôèçì è ñôîðìèðîâàëè ïîçäíåáàéêàëüñêèé ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûé êîìïëåêñ îñíîâàíèÿ, â êîòîðîì ïðåâàëèðóåò ÑÇ îðèåíòàöèÿ òåêòîíè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Ïî îòíîøåíèþ ê ïàëåîçîéñêèì ôîðìàöèÿì âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå êîìïëåêñû çàëåãàþò ñ óãëîâûì è àçèìóòàëüíûì íåñîãëàñèåì, ïðè÷åì ïðîñòèðàíèå ïàëåîçîéñêèõ ñòðóêòóð ïðåèìóùåñòâåííî ìåðèäèîíàëüíîå, à áîëåå äðåâíèõ – ñóáøèðîòíîå. Ñ óäàëåíèåì îò Íîâîé Çåìëè, ñóäÿ ïî ìàãíèòîìåòðè÷åñêèì äàííûì, ñêëàä÷àòîñòü îñëàáåâàåò, è ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî íà ïðèëåãàþùåì øåëüôå âåðõíåïðîòåðîçîéñêèå îòëîæåíèÿ íàõîäÿòñÿ â ìåíåå íàðóøåííîì çàëåãàíèè, òàê ÷òî íà Àäìèðàëòåéñêîì ìåãàâàëå èõ óæå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü â ñîñòàâå øåëüôîâîãî îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Òàêàÿ æå îáñòàíîâêà õàðàêòåðíà è äëÿ ïîäíÿòèÿ Ïåðñåÿ, ðàñïîëîæåííîãî íà çàïàäíîì áîðòó Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû. 198
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Òðåòüèì ó÷àñòêîì øåëüôà, ãäå ðèôåéñêèå îáðàçîâàíèÿ ó÷àñòâóþò â ñòðîåíèè ïëàòôîðìåííîãî ÷åõëà, âûñòóïàåò î. Ìåäâåæèé. Çäåñü îïèñàíà òîëùà âåðõíåðèôåéñêèõ êàðáîíàòîâ ïëàòôîðìåííîãî îáëèêà, âûäåëåííàÿ â ñâèòó ðóññåõàìíà (Êðàñèëüùèêîâ, Ëèâøèö, 1974). Òîëùà íå äåôîðìèðîâàíà è ïîëîãî íàêëîíåíà ê ÑÂ, ìîùíîñòü åå îöåíèâàåòñÿ, ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì, â 1–1,5 êì (Âåðáà è äð., 1982). Ðàñïðîñòðàíåíèå ýòîãî äðåâíåãî ïëàòôîðìåííîãî êîìïëåêñà îãðàíè÷åíî, âåðîÿòíî, ïëîùàäüþ øåëüôà, íåïîñðåäñòâåííî ïðèëåãàþùåãî ê îñòðîâó è ïîëó÷èâøåãî ó íîðâåæñêèõ ãåîëîãîâ íàèìåíîâàíèå «ïëàòôîðìû Ñòàïïåí». Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïîäîáíûé êîìïëåêñ ïëàòôîðìåííûõ îáðàçîâàíèé ðèôåéñêîãî âîçðàñòà ìîæåò áûòü ðàçâèò è íà ñåâåðî-âîñòî÷íîì áîðòó Õèíëîïåíñêîãî ïðîãèáà, íà ÷òî êîñâåííî óêàçûâàþò ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ ìàãíèòíûõ ñúåìîê. Îíè ñâèäåòåëüñòâóþò î íàëè÷èè îòíîñèòåëüíî ìàëîìîùíîé (1–2 êì) òîëùè ìåæäó ïîäîøâîé ïàëåîçîéñêèõ ïîêðîâíûõ êîìïëåêñîâ è ïîâåðõíîñòüþ ôóíäàìåíòà íà øåëüôå ê âîñòîêó îò Øïèöáåðãåíà è ê þãîçàïàäó îò ÇÔÈ. Ìåæäó ýòèìè êðàéíèìè ïóíêòàìè Øïèöáåðãåíñêîé àíòåêëèçû, ñîãëàñíî ãåîëîãè÷åñêèì äàííûì (Êðàñèëüùèêîâ, 1973; Harland, 1998) è ãåîôèçè÷åñêèì ïîñòðîåíèÿì íà ïðèëåãàþùåì øåëüôå (Âåðáà è äð., 1982; Àëåõèí è äð., 1988), ðàñïîëàãàåòñÿ ïîëîñà ìîùíûõ òåððèãåííî-âóëêàíîãåííûõ òîëù ðèôåéñêîãî âîçðàñòà, ñðåäè êîòîðûõ ðàçëè÷àþòñÿ ôëèøåâûå ìèîãåîñèíêëèíàëüíûå ôîðìàöèè ñêëîíîâîãî òèïà è ýâãåîñèíêëèíàëüíûå îêåàíè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ, ñëàãàþùèå íèæíåðèôåéñêèé êîìïëåêñ îñíîâàíèÿ. Âûøåëåæàùèé ñðåäíå-âåðõíåðèôåéñêèé êîìïëåêñ ïðåäñòàâëåí ìèîãåîñèíêëèíàëüíûìè îáðàçîâàíèÿìè (ñåðèè ëóìôüîðä è ìåð÷èñîíáåé ñîîòâåòñòâåííî íà Íþ-Ôðèñëàíäå è Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Çåìëå), â ñîñòàâå êîòîðûõ îòìå÷àåòñÿ çàêîíîìåðíûé ïåðåõîä îò ïåñ÷àíî-àëåâðèòî-ãëèíèñòûõ ïîðîä âíèçó ê ãëèíèñòî-êàðáîíàòíûì è äîëîìèòîâûì ââåðõó ðàçðåçà. Ìîùíîñòü òîëùè òàêæå ìåíÿåòñÿ çàêîíîìåðíî: ôëèøîèäíàÿ òîëùà ñîôèåáàãåí íà çàïàäå èìååò ìèíèìàëüíóþ ìîùíîñòü – 1–2 êì, íà Íþ-Ôðèñëàíäå îíà ìàêñèìàëüíà – îêîëî 7 êì, à â ñòîðîíó Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Çåìëè ñíîâà ñîêðàùàåòñÿ äî 4–5 êì, îïðåäåëÿÿ òåì ñàìûì ìåñòîïîëîæåíèå çîíû íàèáîëüøåãî ïðîãèáàíèÿ â ðàéîíå ïðîëèâà Õèíëîïåí. Ôîðìàöèîííàÿ ïðèíàäëåæíîñòü ðàññìàòðèâàåìîé òîëùè íå âïîëíå ÿñíà. Áóäó÷è ãåîñèíêëèíàëüíîé ïî óñëîâèÿì îáðàçîâàíèÿ, îíà äàëåêî íå âñåãäà îòäåëÿåòñÿ âûäåðæàííûì íåñîãëàñèåì îò íåäèñëîöèðîâàííûõ îòëîæåíèé ÷åõëà. Âñëåäñòâèå òàêîé äâîéñòâåííîñòè ïîëîæåíèÿ â ðàçðåçå, òîëùó íåðåäêî ðàññìàòðèâàþò êàê ïåðåõîäíóþ îò êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ ê êîìïëåêñàì îñàäî÷íîãî ÷åõëà (Õàèí, 1978). Ïðîñòèðàíèå ìåæôîðìàöèîííûõ ãðàíèö è ïîçäíåéøèõ äåôîðìàöèé ñåâåðî-çàïàäíîå, ÷òî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü ðèôåéñêèé êîìïëåêñ Øïèöáåðãåíà åñòåñòâåííûì ïðîäîëæåíèåì Òèìàíî-Ïå÷îðî-Þæíîíîâîçåìåëüñêîãî ïîÿñà. Òàêèì îáðàçîì, ðèôåéñêèé ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûé êîìïëåêñ ïðåäñòàâëåí â Áàðåíöåâñêîì ðåãèîíå äâóìÿ òèïàìè ðàçðåçîâ. Îäèí èç íèõ õàðàêòåðèçóåòñÿ îãðàíè÷åííûìè ìîùíîñòÿìè (1–2 êì) è ñóùåñòâåííî êàðáîíàòíûì ñîñòàâîì, âñëåäñòâèå ÷åãî õàðàêòåðèçóåòñÿ êàê ïëèòíûé (õàòàêðàòîííûé). Äëÿ äðóãîãî òèïà ïðèñóùè ìîùíîñòè ïîðÿäêà 4–6 êì è ïðåèìóùåñòâåííî òåððèãåííûé ñîñòàâ, íà îñíîâàíèè ÷åãî ýòîò òèï îïðåäåëÿòñÿ êàê ïåðèêðàòîííûé èëè ñêëîíîâûé. Îòñóòñòâèå îôèîëèòîâ è âóëêàíèòîâ àíäåçèòîâîé ñåðèè ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî äåñòðóêòèâíûå ïðîöåññû â ðèôåéñêîì Òèìàíî-Ïå÷îðî-Þæíîíîâîçåìåëüñêîì îñàäî÷íîì áàññåéíå ìèîãåîñèíêëèíàëüíîãî òèïà íå ïðèâåëè ê ïîëíîìó ðàçðûâó êîíòèíåíòàëüíîé êîðû. Íà ïðèñóòñòâèå ãðàíèòíî-ìåòàìîðôè÷åñêîãî ñëîÿ â îñíîâàíèè ãðåíâèëüñêîãî îðîãåíà êîñâåííî óêàçûâàåò àêòèâíîå ïðîÿâëåíèå ïîñòîðîãåííîãî âûñîêîêàëèåâîãî êèñëîãî âóëêàíèçìà â òîì ó÷àñòêå áàññåéíà, êîòîðûé ïîäâåðãñÿ ìàêñèìàëüíîìó ìåòàìîðôèçìó è äåôîðìàöèè – â ÑÇ áëîêå Øïèöáåðãåíà. Èñõîäÿ èç ýòîãî, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî âåëè÷èíà ðàñêðûòèÿ ñôåíîõàçìà, îòäåëÿâøåãî Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêèé ìàññèâ îò Áàðåíöèè, óâåëè÷èâàëàñü îò Òèìàíà ê Øïèöáåðãåíó. Íàëè÷èå íåäèñëîöèðîâàííûõ ìàëîìîùíûõ îáðàçîâàíèé â ðàçðåçàõ ýòîãî âîçðàñòà, îòíåñåííûõ ê òèïó õàòàêðàòîííûõ, ñâèäåòåëüñòâóåò îá óñòàíîâëåíèè ñòàáèëüíîãî ïëàòôîðìåííîãî ðåæèìà íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ðèôåéñêîãî áàññåéíà. Èõ ðàñïðîñòðàíåíèå áûëî îãðàíè÷åíî íà þãî-çàïàäå ðåãèîíà ñêëîíîì Áàëòèéñêîãî ùèòà, à íà ñåâåðî-âîñòîêå – ïëîùàäüþ äðåâíåãî êðàòîíà Áàðåíöèè. Ïîñëåäíèé â áîëåå ïîçäíèå ïåðèîäû îêàçàëñÿ ðàçîáùåííûì ðàçíîâîçðàñòíûìè ðèôòîãåííûìè ïðîöåññàìè íà îòäåëüíûå áëîêè, ðåëèêòû êîòîðûõ ìîæíî ðåêîíñòðóèðîâàòü â ñòðóêòóðå Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Çåìëè Øïèöáåðãåíà, ïîäíÿòèÿ Ïåðñåÿ, Àäìèðàëòåéñêîãî ìåãàâàëà, î. Ñåâåðíîãî Íîâîé Çåìëè è Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû. 199
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
8.3.2. Âåíä-êåìáðèéñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ Âûõîäû íà ñîâðåìåííîì ýðîçèîííîì ñðåçå âåíä-êåìáðèéñêîãî ïîêðîâíîãî êîìïëåêñà (ÂÊÏ) øèðîêî ðàñïðîñòðàíåíû ïî ïåðèôåðèè øåëüôîâîé ïëèòû. Îòëîæåíèÿ ýòîãî âîçðàñòà óñòàíîâëåíû íà àðõèïåëàãå Øïèöáåðãåí, î. Ìåäâåæèé, Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà, Íîâîé Çåìëå, ï-îâå Êàíèí, íà ñåâåðå Êîëüñêîãî ï-îâà, à òàêæå âñêðûòû â ðÿäå ñêâàæèí â ïðåäåëàõ Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè.  öåíòðàëüíûõ îáëàñòÿõ Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ïðèñóòñòâèå ýòèõ îòëîæåíèé â íåíàðóøåííîì çàëåãàíèè ìîæíî ïðåäïîëàãàòü ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì ëèøü â îòäåëüíûõ ïóíêòàõ. Íà î. Ìåäâåæèé ÂÊÏ ïðåäñòàâëåí àðãèëëèòî-àëåâðîëèòî-ïåñ÷àíèêîâûìè îòëîæåíèÿìè ñâèòû ñåðõàìíà ìîùíîñòüþ 115–125 ì, ñ ðàçìûâîì çàëåãàþùèìè íà ðèôåéñêèõ ïîðîäàõ. Ñåâåðíåå, íà àðõèïåëàãå Øïèöáåðãåí, ìîùíîñòü ÂÊÏ âîçðàñòàåò äî 700–2 500 ì, â íåì ïîÿâëÿþòñÿ êîíãëîìåðàòû, äîëîìèòû, èçâåñòíÿêè. Îò ðèôåéñêèõ è îðäîâèêñêèõ îòëîæåíèé ÂÊÏ îòäåëåí ñëàáîâûðàæåííûìè íåñîãëàñèÿìè. Íà ÇÔÈ ê âåíäó îòíåñåíû äâå òîëùè, âñêðûòûå ñêâàæèíîé Íàãóðñêàÿ-1. Âåðõíÿÿ (1,9– 2,9 êì) ñëîæåíà êâàðöèòàìè è êâàðöèòîâèäíûìè ïåñ÷àíèêàìè, à íèæíÿÿ (2,9–3,2 êì) – ôèëëèòàìè è êâàðöåâî-ñåðèöèòîâûìè ñëàíöàìè. Îñàäî÷íûå òîëùè ïðîðâàíû èíòðóçèÿìè äîëåðèòîâ ïîçäíåãî ïàëåîçîÿ èëè ìåçîçîé-êàéíîçîÿ.  êîíòàêòíûõ çîíàõ ôèêñèðóåòñÿ ïîâûøåíèå ñòåïåíè ìåòàìîðôèçìà äî õëîðèòîâîé ôàöèè, óâåëè÷åíèå íàêëîíà ñëîåâ äî 75°, ëîêàëüíàÿ ïëîé÷àòîñòü. Âíå òåðìàëüíûõ îðåîëîâ èíòðóçèé îñàäî÷íûå ïîðîäû îòíîñèòåëüíî ñëàáî óïëîòíåíû (σ = 2,5–2,77 ã/ñì3) è äèñëîöèðîâàíû (íàêëîí îáû÷íî íå áîëåå 20°). Âîçðàñò ïîðîä îïðåäåëåí êàê âåíäñêèé ïî ïðîáëåìàòè÷íûì íàõîäêàì àêðèòàðõ. K-Ar äàòèðîâêè äàþò îäèíàêîâûå îöåíêè – îêîëî 360 Ìà, êàê äëÿ èíòðóçèé, òàê è äëÿ âìåùàþùèõ ïîðîä. Íà Íîâîé Çåìëå ÂÊÏ ðàñ÷ëåíåí íà ïÿòü ñâèò, äâå èç êîòîðûõ îòíîñÿòñÿ ê âåíäó (êðèâåíåðñêàÿ, 500–800 ì, è ðåéíåêñêàÿ, îêîëî 500 ì), äâå – ê ñðåäíåìó êåìáðèþ (àñòàôüåâñêàÿ, îêîëî 500 ì, è ñíåæíîãîðñêàÿ, 330 ì), à ïÿòàÿ – ê âåðõíåìó êåìáðèþ (êàðïèíñêàÿ, 500 ì).  çàëèâå Èíîñòðàíöåâà è âáëèçè Ìèòþøåâà Êàìíÿ îíè ïðåäñòàâëåíû ïåñ÷àíî-àëåâðèòîâûìè è ãëèíèñòûìè îòëîæåíèÿìè. Ðàçðåç õàðàêòåðèçóåòñÿ ìîíîòîííîñòüþ, ðèòìè÷íûì ñòðîåíèåì (îò ìåãà- äî ìèêðîðèòìè÷íîñòè), íàëè÷èåì ìíîãî÷èñëåííûõ ãîðèçîíòîâ êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ ñ èçâåñòêîâèñòûì öåìåíòîì è îïîëçíåâûõ áðåê÷èé, à òàêæå îòíîñèòåëüíî ñëàáûì ìåòàìîðôèçìîì. Ìåæäó ÂÏÊ è ïåðåêðûâàþùèìè åãî îòëîæåíèÿìè îðäîâèêà-ñèëóðà íåñîãëàñèé íå âûÿâëåíî. Íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè â åäèíûé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ, áåç âíóòðåííèõ ïåðåðûâîâ è íåñîãëàñèé, âêëþ÷àþòñÿ îñàäî÷íûå òîëùè îò ðèôåÿ äî ñðåäíåãî êåìáðèÿ ñ ðèòìè÷íûì ñòðîåíèåì ðàçðåçîâ. Íàèáîëåå äðåâíåé ÿâëÿåòñÿ òåððèãåííàÿ ôîðìàöèÿ âåðõíåãî ðèôåÿ – íèçîâ êåìáðèÿ, õàðàêòåðèçóþùàÿñÿ ñóùåñòâåííûì êâàðöåâûì ñîñòàâîì, ïîâûøåííîé èçâåñòêîâèñòîñòüþ è ïðèñóòñòâèåì ãîðèçîíòîâ îïîëçíåâûõ êàðáîíàòíûõ êîíãëîìåðàòî-áðåê÷èé. Ïî âåðòèêàëè åå ñìåíÿåò êàðáîíàòíî-òåððèãåííàÿ ôîðìàöèÿ (400–500 ì), ïðåäñòàâëåííàÿ ïåðåñëàèâàíèåì ÷åðíûõ èçâåñòêîâèñòî-êðåìíèñòûõ àëåâðîëèòîâ, ñåðèöèò-õëîðèò-êðåìíèñòûõ, ðåæå àëåâðèòî-ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ, èíîãäà èçâåñòíÿêîâ è ïåñ÷àíèêîâ. Òîëùà óñëîâíî îòíåñåíà ê íèæíåìó-ñðåäíåìó êåìáðèþ è ñî ñòðàòèãðàôè÷åñêèì íåñîãëàñèåì ïåðåêðûâàåòñÿ ñðåäíåîðäîâèêñêîé ñóùåñòâåííî òåððèãåííîé ôîðìàöèåé.  Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå, ñóäÿ ïî äàííûì áóðåíèÿ, â ÂÊÏ ïðåîáëàäàþò âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûå ïîðîäû, îáúåäèíÿåìûå â ëàïòîïàéñêóþ ñåðèþ ìîùíîñòüþ 1,5–2,5 êì. Ñåðèÿ íåñîãëàñíî, òðàíñãðåññèâíî çàëåãàåò íà ñêëàä÷àòîì îñíîâàíèè.  ñîñòàâå ñåðèè ïðåîáëàäàþò òåððèãåííûå îáðàçîâàíèÿ, èìåþùèå â âåíäñêîé ÷àñòè ðàçðåçà ìîëàññîèäíûé îáëèê; â êåìáðèéñêîì ãîðèçîíòå ýïèçîäè÷åñêè âñòðå÷àþòñÿ ïðîñëîè êàðáîíàòîâ. Ìîùíîñòü ðàçðåçîâ ÂÏÊ íàðàñòàåò îò ïåðâûõ ñîòåí ìåòðîâ íà çàïàäå è ñåâåðå äî 2–2,5 êì íà ñåâåðî-çàïàäå è þãî-âîñòîêå. Íà øåëüôå â þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîé ïëèòû, ñóäÿ ïî ñåéñìè÷åñêèì ìàòåðèàëàì, îòëîæåíèÿ ýòîãî âîçðàñòà âûäåëÿþòñÿ êàê ñïåöèôè÷åñêèé ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèé êîìïëåêñ (ÑÑÊ), çàêëþ÷åííûé ìåæäó îòðàæàþùèìè ãîðèçîíòàìè V è VI. Ìîùíîñòü ÑÑÊ âîçðàñòàåò îò 1 êì íà çàïàäå Ïå÷îðñêîãî øåëüôà äî 2–3 êì âáëèçè Íîâîé Çåìëè. Îáà îòðàæàþùèõ ãîðèçîíòà, îãðàíè÷èâàþùèõ ÑÑÊ, îáíàðóæèâàþò íåñîãëàñíîå òðàíñãðåññèâíîå íàëåãàíèå âûøåëåæàùèõ ïîðîä íà ïîäñòèëàþùèå è ñìåùåíèå îäíîòèïíûõ ñåéñìîôàöèé ê þãî-çàïàäó âñëåä çà ïåðåäâèæåíèåì áåðåãîâîé ëèíèè â ýòîì íàïðàâëåíèè. Ýòà îñîáåííîñòü ïîçâîëÿåò èíòåðïðåòèðîâàòü ÑÑÊ êàê ïåðèêðàòîííóþ ôîðìàöèþ, îòëîæèâøóþñÿ íà ïîäâèæíîé îêðàèíå ìîëîäîé ïëàòôîðìû, è âêëþ÷àòü ÑÑÊ â ñîñòàâ êàòàïëàòôîðìåííîãî ÷åõëà. 200
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
 ÂÊÏ, êàê è ðèôåéñêîì ñòðóêòóðíîì ÿðóñå, ðàçëè÷àþòñÿ, õîòÿ è íå ñòîëü îò÷åòëèâî, äâà òèïà êîìïëåêñîâ: ìàëîìîùíûå òåððèãåííî-êàðáîíàòíûå îáðàçîâàíèÿ âíóòðåííèõ ñòàáèëüíûõ çîí ïëàòôîðìåííûõ áëîêîâ è áîëåå ìîùíûå òåððèãåííûå òîëùè ïåðè- èëè èíòðàêðàòîííûõ ïðîãèáîâ (ðèñ. 8.4). 8.3.3. Îðäîâèêñêî-ñðåäíåäåâîíñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ Îðäîâèêñêî-ñðåäíåäåâîíñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ (ÎÏÊ) âìåñòå ñ òîëùåé ïåðåêðûâàþùèõ åãî ïîðîä ñîñòàâëÿåò îñíîâíîå îñàäî÷íîå âûïîëíåíèå Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà. Âåùåñòâåííûé ñîñòàâ ÎÏÊ èçó÷åí â ñêâàæèíàõ è åñòåñòâåííûõ îáíàæåíèÿõ íà Øïèöáåðãåíå, Ìåäâåæüåì, Íîâîé Çåìëå è íà Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè. Ñòðîåíèå ÎÏÊ íåîäíîðîäíî. Íàèáîëåå øèðîêèì ëàòåðàëüíûì ðàñïðîñòðàíåíèåì ïîëüçóþòñÿ îðäîâèêñêî-ñèëóðèéñêèå îáðàçîâàíèÿ (ðèñ. 8.5). Íà ñåâåðî-çàïàäå ðåãèîíà îðäîâèêñêèå òîëùè ñëîæåíû ïðåèìóùåñòâåííî êàðáîíàòíûìè ôàöèÿìè, ìîùíîñòüþ 0,5–1,5 êì, à íà þãå è âîñòîêå – òåððèãåííûìè, ìîùíîñòüþ 0,3–0,9 êì. Íà ôîíå ýòèõ òèïè÷íî ïëàòôîðìåííûõ ôàöèé âûäåëÿåòñÿ ëîêàëüíûé ó÷àñòîê íà þãå Ïå÷îðñêîãî øåëüôà, ãäå ñåéñìè÷åñêèìè ðàáîòàìè âûÿâëåí ãðàáåíîîáðàçíûé Ãóëÿåâñêèé ïðîãèá, âûïîëíåííûé ìîùíîé (4,5–5 êì) òîëùåé îñàäî÷íûõ ïîðîä ñðåäíåãî-ïîçäíåãî îðäîâèêà.  îñíîâàíèè ýòîé òîëùè ïðèñóòñòâóþò è áîëåå äðåâíèå îòëîæåíèÿ, âîçðàñò êîòîðûõ íåÿñåí. Ãðàíè÷íûå ñêîðîñòè íà ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà çäåñü ñîñòàâëÿþò 6,7 êì/ñ. Íà þãå Íîâîé Çåìëè îðäîâèêñêèå îòëîæåíèÿ çàëåãàþò íà ïîäñòèëàþùèõ ðèôåéñêîâåíäñêèõ, ñ ðåçêèì óãëîâûì è àçèìóòàëüíûì íåñîãëàñèåì. Íèæíèé îòäåë îðäîâèêà ïðåäñòàâëåí ïåñòðîöâåòíûìè êîíãëîìåðàòàìè, ïåñ÷àíèêàìè, àëåâðîëèòàìè è èçâåñòíÿêàìè, ñðåäíèé – òåððèãåííî-êàðáîíàòíûìè ïîðîäàìè ïðè ïðåîáëàäàíèè êàðáîíàòíûõ, à âåðõíèé – ïåñòðîè òåìíîöâåòíûìè êàðáîíàòíî-òåððèãåííûìè òîëùàìè.  ñòðîåíèè êàðáîíàòíîé ôîðìàöèè ïîçäíåãî îðäîâèêà-ïîçäíåãî ñèëóðà ïðèíèìàþò ó÷àñòèå èçâåñòíÿêè ñ ìíîãî÷èñëåííûìè îðãàíè÷åñêèìè îñòàòêàìè è ðåæå – ñåäèìåíòàöèîííûå äîëîìèòû. Ìîùíîñòü âàðüèðóåò îò 2 180 ì äî 1 350 ì. Âûøåëåæàùàÿ òåððèãåííî-êàðáîíàòíàÿ ôîðìàöèÿ ïðåäñòàâëåíà àëåâðèòî-ãëèíèñòûìè ñëàíöàìè, áðàõèîïîäîâûìè è ãëèíèñòûìè èçâåñòíÿêàìè ìîùíîñòüþ 350–1000 ì. Ýòè êàðáîíàòíûå ìåëêîâîäíûå øåëüôîâûå ôîðìàöèè âõîäÿò â ñîñòàâ åäèíîãî íèæíå-ñðåäíåïàëåîçîéñêîãî ïëèòíîãî êîìïëåêñà. Îñòàëüíóþ ÷àñòü ðàçðåçà ñèëóðà â öåíòðàëüíîé çîíå Íîâîé Çåìëè ñëàãàåò èçâåñòíÿêîâî-äîëîìèòîâàÿ òîëùà, ââåðõó ñîäåðæàùàÿ ïà÷êè ïåñ÷àíèêîâ, ñëàíöåâ è êîíãëîìåðàòîâ.  çàïàäíîì íàïðàâëåíèè ðîëü ãðóáîîáëîìî÷íûõ ïîðîä âîçðàñòàåò, à àëåâðîëèòîâ è ñëàíöåâ – ñíèæàåòñÿ.  öåíòðàëüíîé çîíå Íîâîé Çåìëè âûäåëÿþòñÿ äâà òèïà ðàçðåçîâ íèæíåãî îòäåëà ÎÏÊ. Íà âîñòîêå, â Ïàõòóñîâñêîé àíòèêëèíàëè, â ðàçðåçå âûäåëÿþòñÿ ïåñ÷àíî-ãëèíèñòàÿ (200– 250 ì) è êàðáîíàòíàÿ (350–400 ì) ôîðìàöèè îòêðûòîãî øåëüôà. Íà îñòàëüíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé çîíû àðõèïåëàãà ðàñïðîñòðàíåíû òåððèãåííûå ôîðìàöèè ìîùíîñòüþ 1–1,4 êì, äëÿ êîòîðûõ õàðàêòåðíû ïåðåõîäû ïî ëàòåðàëè è âåðòèêàëè îò ãðóáîòåððèãåííûõ (ïåñ÷àíîêîíãëîìåðàòîâûõ) äî àëåâðèòî-ãëèíèñòûõ îòëîæåíèé. Íà þãî-çàïàäå, â ãóáå Ìèòþøèõà, ðàçðåçû õàðàêòåðèçóþòñÿ íàèáîëåå ãðóáûì ñîñòàâîì îòëîæåíèé è âûïàäåíèåì êåìáðèéñêèõ è áîëüøåé ÷àñòè îðäîâèêñêèõ ñëîåâ. Âîñòî÷íåå ðàçðåçû ñëîæåíû ïîëíûì íàáîðîì îòëîæåíèé îò âåðõîâ íèæíåãî êåìáðèÿ ïî ñèëóð âêëþ÷èòåëüíî. Íèæíèå ÷àñòè ðàçðåçà ïðåäñòàâëåíû ãëèíèñòûìè ñëàíöàìè, ñðåäíåêåìáðèéñêèå ñëîè – êâàðöèòîâèäíûìè ïåñ÷àíèêàìè, à îòëîæåíèÿ âåðõíåãî êåìáðèÿ, îðäîâèêà è íèçîâ ñèëóðà – ÷åðåäîâàíèåì òîëù ïåñ÷àíî-êîíãëîìåðàòîâîãî è àëåâðèòî-ãëèíèñòîãî ñîñòàâà. Ìîùíîñòü – îò 600 ì â ðàéîíå ãóáû Ãðèáîâîé äî 2 500 ì â ðàéîíå îç. Ëåäíèêîâîãî. Íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè ðàçðåç ÎÏÊ íà÷èíàåòñÿ ñðåäíåîðäîâèêñêîé ñóùåñòâåííî òåððèãåííîé ôîðìàöèåé (1 400 ì), ïðåäñòàâëåííîé ïåðåñëàèâàíèåì ïåñ÷àíèêîâ ñ àëåâðîëèòàìè, àðãèëëèòàìè è èçâåñòíÿêàìè. Âûøå ðàñïîëàãàåòñÿ ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ (300–400 ì) ñðåäíåîðäîâèêñêîãî âîçðàñòà è ôîðìàöèÿ êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ ñ ïðîñëîÿìè è ïà÷êàìè àðãèëëèòîâ (250–550 ì) âåðõíåãî îòäåëà (ðèñ. 8.6).  ðàçðåçå ñèëóðà âûäåëÿþòñÿ èçâåñòêîâî-ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ (400–600 ì) è äâå òåððèãåííûõ – ïåñ÷àíèêè ñ ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ è àðãèëëèòîâ ìîùíîñòüþ 300–450 ì è ðèòìè÷íîå ïåðåñëàèâàíèå àðãèëëèòîâ, àëåâðîëèòîâ è ïåñ÷àíèêîâ (500–800 ì). Ôîðìàöèè îáðàçóþò äâå ãðóïïû: îäíà ïðåäñòàâëåíà àñïèäíûìè è ôëèøîèäíûìè ãëóáîêîâîäíûìè îòëîæåíèÿìè âåðõíåãî ïðîòåðîçîÿ-ñðåäíåãî îðäîâèêà, à äðóãàÿ – ôëèøîèäíûìè îòíîñèòåëüíî ãëóáîêîâîäíûìè è ìîëàññîèäíûìè ìåëêîâîäíûìè îòëîæåíèÿìè âåðõíåãî îðäîâèêà-ñèëóðà. 201
Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû (Äåäååâ, Çàïîðîæöåâà, 1985), Çàïàäíî-Êîëüñêîãî ïðîãèáà (ôðàãìåíò ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëÿ 1-ÀÐ), î. Ýäæ (ñêâàæèíà Ðîääåíäàëåí) (Øâàðö, 1985) è Çåìëè Ѹðêàï íà Øïèöáåðãåíå (Harland, 1998)
Ðèñ. 8.5. Êîððåëÿöèÿ ðàçðåçîâ ðàííåïàëåîçîéñêèõ îòëîæåíèé Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà (ñëåâà íàïðàâî):
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Ðèñ. 8.6. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç ÷åðåç Ïàõòóñîâñêèé ïðîãèá (ôðàãìåíò ïðîôèëÿ 2-ÀÐ, ÑÇ ÷àñòü Êàðñêîãî îòðåçêà ïðîôèëÿ): Íà ðàçðåçå ïîä êîéëîãåííûì þðñêî-ìåëîâûì ïîêðîâîì Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû âèäåí ìîùíûé îäíîðîäíûé ñëàáîäåôîðìèðîâàííûé ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèé êîìïëåêñ, êîòîðûé ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñî ñðåäíåïàëåîçîéñêèìè ãåîñèíêëèíàëüíûìè îòëîæåíèÿìè Ïàõòóñîâñêîãî ïðîãèáà è ïîäñòèëàåòñÿ àêóñòè÷åñêè æåñòêèì ÊÑÑÊ, óñëîâíî äàòèðóåìûì ðàííèì ïàëåîçîåì
Ôîðìèðîâàíèå ðàññìîòðåííûõ êîìïëåêñîâ íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè ïðîèñõîäèëî, âåðîÿòíî, â óçêîì òðîãîâîì ïðîãèáå ðèôòîãåííîãî (àâëàêîãåííîãî) òèïà, îáëàäàâøåì äîâîëüíî êðóòûìè ñêëîíàìè, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò øèðîêîå ðàçâèòèå ôàöèé ñêëîíà è ïîäíîæèÿ (ãðàâèòàöèîííûõ è ìóòüåâûõ ïîòîêîâ) è âûðîâíåííûé ðåëüåô äíà áàññåéíà ñ íàðóøåííûì ðåæèìîì àýðàöèè, îáóñëîâèâøèì îáðàçîâàíèå àñïèäíûõ ôîðìàöèé. Âåðõíÿÿ ãðóïïà ôîðìàöèé ÿâëÿåòñÿ âåùåñòâåííûì âûðàæåíèåì ïðîöåññà çàïîëíåíèÿ è ïîñòåïåííîãî îòìèðàíèÿ ýòîãî ðèôòîãåííîãî ïðîãèáà. Ïåñòðîòà è íåâûäåðæàííîñòü ôîðìàöèé ïî ëàòåðàëè ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì ñî÷åòàíèÿ äâóõ ðàçíîïëàíîâûõ ôàêòîðîâ: íåðàâíîìåðíîñòè ïîñòóïëåíèÿ îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà, òðàíñïîðòèðóåìîãî ñ çàïàäà èç ïîëîñû îðîãåíîâ, è ðàçëè÷íîé èíòåíñèâíîñòè íàêîïëåíèÿ ñîáñòâåííûõ, áàññåéíîâûõ òîíêèõ îñàäêîâ íà óäàëåííûõ îò îáëàñòè ðàçìûâà ó÷àñòêàõ ìîðÿ.  îñòàëüíûõ ðàéîíàõ øåëüôà äàííûé êîìïëåêñ îòëîæåíèé ïîëüçóåòñÿ îãðàíè÷åííûì ðàñïðîñòðàíåíèåì. Íà ñåâåðî-çàïàäå ðåãèîíà îòëîæåíèÿ îðäîâèêà ïðåäñòàâëåíû ïðåèìóùåñòâåííî êàðáîíàòíûìè ôàöèÿìè, ìîùíîñòüþ â ïåðâûå ñîòíè ìåòðîâ (Øâàðö, 1985; Harland, Dowdeswell, 1988). Îòëîæåíèÿ ñèëóðà âåñüìà èçìåí÷èâû ïî ïðîñòèðàíèþ è ðàçâèòû ëîêàëüíî. Ìîùíîñòü èõ ìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ îò íóëÿ äî 1 500–1 600 ì (íà âîñòîêå ðåãèîíà). Íà çàïàäå ðåãèîíà ñèëóðèéñêèå îòëîæåíèÿ èçâåñòíû íà î. Ýäæ (ìîðñêèå êàðáîíàòû) è â ðàéîíå ÑåíòÄæîíñ-ôüîðäà (êîíãëîìåðàòû). Èõ ìîùíîñòü îöåíèâàåòñÿ â ïåðâûå ñîòíè ìåòðîâ. Íà î. Ìåäâåæèé è ÇÔÈ ñèëóð âûïàäàåò èç ðàçðåçà. 203
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Íèæíå-ñðåäíåäåâîíñêèå îòëîæåíèÿ íà áîëüøåé ÷àñòè ïëèòû îòäåëÿþòñÿ îò íèæåëåæàùèõ ïåðåðûâîì â îñàäêîíàêîïëåíèè. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ãëóáîêèå àâëàêîãåííûå ïðîãèáû – Äåâîíñêèé, Êîëâèíñêèé è äðóãèå, ãäå ïåðåðûâ íå âûðàæåí.  ýòèõ ïðîãèáàõ äåâîí ïðåäñòàâëåí ìîùíîé òîëùåé îòëîæåíèé – òåððèãåííûõ íà çàïàäå è þãå, è êàðáîíàòíûõ – íà âîñòîêå. Ìîùíîñòü èõ ñîîòâåòñòâåííî – 3,5 êì è 1,5–2,5 êì. Ïî ñåéñìè÷åñêèì ìàòåðèàëàì â ýòîé òîëùå ïðîñëåæèâàþòñÿ îòðàæàþùèå ãîðèçîíòû IV (â ïîäîøâå) è IIIç (â êðîâëå), íà êîòîðûõ îáû÷íî ôèêñèðóþòñÿ íåñîãëàñèÿ òèïà ïîäîøâåííîãî íàëåãàíèÿ. Çà ïðåäåëàìè îòìå÷åííûõ ïðîãèáîâ ìîùíîñòü äåâîíñêèõ îòëîæåíèé çàìåòíî ñîêðàùàåòñÿ, è â ñåéñìè÷åñêèõ ïðîôèëÿõ îíè íåîòëè÷èìû îò ïîäñòèëàþùèõ îòëîæåíèé îðäîâèêñêî-ñèëóðèéñêîãî ñòðóêòóðíîãî ÿðóñà. Òàêèì îáðàçîì, ðàçðåçû ÎÊÏ óâåðåííî ðàçäåëÿþòñÿ íà äâà òèïà. Îäèí òèï ïðåäñòàâëåí ïëàòôîðìåííûìè ñðàâíèòåëüíî ìàëîìîùíûìè îáðàçîâàíèÿìè òåððèãåííî-êàðáîíàòíîãî ñîñòàâà, à äðóãîé – ìîùíûìè òîëùàìè òåððèãåííûõ è êàðáîíàòíûõ ïîðîä, âûïîëíÿþùèõ àâëàêîãåíîïîäîáíûå ïðîãèáû. Âåðõíÿÿ ãðàíèöà ñòðóêòóðíîãî ÿðóñà ñîâïàäàåò ñ ïîâåðõíîñòüþ ïåðåðûâà, êîòîðûé ïî÷òè ïîâñåìåñòíî ôèêñèðóåòñÿ â ïîäîøâå ôðàíñêèõ îòëîæåíèé.  ðàçðåçàõ Øïèöáåðãåíà, Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè è þãà Íîâîé Çåìëè âåðõíåäåâîíñêèå îòëîæåíèÿ çàëåãàþò íà ïîäñòèëàþùèõ ñ ðàçìûâîì. Ñóäÿ ïî ñîñòàâó îáëîìêîâ â áàçàëüíûõ êîíãëîìåðàòàõ ïàøèéñêîãî ãîðèçîíòà, â Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå ðàçìûâ èíîãäà äîñòèãàë îðäîâèêñêèõ îòëîæåíèé. Íà î. Ìåäâåæèé ïîðîäû âåðõíåãî äåâîíà çàëåãàþò íåïîñðåäñòâåííî íà ðèôåéñêèõ.  ðÿäå ìåñò íà Íîâîé Çåìëå è íà Ïå÷îðå ê ýòîìó ðóáåæó â ðàçðåçå ïðèóðî÷åíû èíòåíñèâíûå ïðîÿâëåíèÿ îñíîâíîãî ìàãìàòèçìà. Ìàòåðèàëû ìîðñêèõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò ïîêàçûâàþò, ÷òî ãðàíèöà ìåæäó äåâîíîì è êàðáîíîì (Îà IIIç) èìååò ëèøü ñëàáûå ïðèçíàêè ýðîçèîííîé ïîâåðõíîñòè (Øêàðóáî, 1999). Äîïîëíèòåëüíûå ãåîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ãðàíèöû ìåæäó äåâîíñêèìè è êàðáîíîâûìè îòëîæåíèÿìè íà î. Çàï. Øïèöáåðãåí è çäåñü íå ïîäòâåðäèëè íàëè÷èÿ óãëîâîãî íåñîãëàñèÿ: îñàäêè êàðáîíà áåç ðàçìûâà íàëåãàþò íà êîñîñëîèñòóþ ïà÷êó ïåñ÷àíèêîâ äåëüòîâîé ôàöèè. Ðàíåå ýòî ñîîòíîøåíèå áûëî îøèáî÷íî èíòåðïðåòèðîâàíî, êàê ïðèçíàê ðàçëè÷íîé äåôîðìèðîâàííîñòè îòëîæåíèé è ïîñëóæèëî îñíîâàíèåì äëÿ âûäåëåíèÿ «ñâàëüáàðäñêîãî» ýòàïà äèàñòðîôèçìà (Harland, Dowdeswell, 1988). 8.3.4. Âåðõíåäåâîíñêî-òðèàñîâûé ïîêðîâíûé êîïìëåêñ Âåðõíåäåâîíñêî-òðèàñîâûé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ (ÒÏÊ) ðàçâèò íà âñåé ïëîùàäè øåëüôà. Êàê è â íèæåëåæàùèõ ÿðóñàõ, â ÒÏÊ ðàçëè÷àþòñÿ äâà òèïà ðàçðåçîâ. Îäèí ïðåäñòàâëåí òèïè÷íî ïëèòíûìè îáðàçîâàíèÿìè óìåðåííîé ìîùíîñòè (2,3–4,6 êì), à äðóãîé – àâëàêîãåííîé òîëùåé ìîùíîñòüþ äî 15 êì. Ïëèòíûé òèï ðàçðåçà óñòàíîâëåí íà þãå Ïå÷îðñêîãî øåëüôà è îäíîèìåííîé íèçìåííîñòè, â îêðåñòíîñòÿõ àðõèïåëàãà Øïèöáåðãåí, íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè, à òàêæå ïðåäïîëàãàåòñÿ íà ïîäíÿòèÿõ Ïåðñåÿ, Ëîïïà è Àäìèðàëòåéñêîì, ãäå â íèõ ðàçëè÷àþò äâà ñòðóêòóðíî-âåùåñòâåííûõ êîìïëåêñà: íèæíèé, êàðáîíàòíûé (âåðõíèé äåâîí-íèæíÿÿ ïåðìü) è âåðõíèé, òåððèãåííûé (âåðõíÿÿ ïåðìü-òðèàñ). Ãðàíèöà ìåæäó íèìè ñêîëüçèò ïî ðàçðåçó, ñìåùàÿñü ê ïîäîøâå ïåðìè â ñåâåðíîé è âîñòî÷íîé ÷àñòÿõ øåëüôà è ê êðîâëå ïåðìè – íà çàïàäå ðåãèîíà.  ïðåäåëàõ Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ ñòðàòèãðàôè÷åñêèé îáúåì ÒÏÊ äîñòîâåðíî íå îïðåäåëåí, ïîñêîëüêó èìåþùèåñÿ äàííûå ÌÎÂ-ÎÃÒ íå äàþò âîçìîæíîñòè óâåðåííî ïðîñëåäèòü îòðàæàþùèå ãîðèçîíòû îò èçó÷åííûõ áóðåíèåì ðàéîíîâ Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû ÷åðåç ïîãðóæåííûå îáëàñòè ÁÑÊÌ. Ìîùíîñòü íèæíåãî, êàðáîíàòíîãî êîìïëåêñà ìåíÿåòñÿ îò 2,6 êì íà î. Êîëãóåâ äî 1,2 êì íà î. Çàï. Øïèöáåðãåí. Ìîùíîñòü âåðõíåé, òåððèãåííîé ÷àñòè ÒÏÊ â ðàéîíå î. Êîëãóåâ – 1,3–2 êì, íà âîñòîêå Øïèöáåðãåíà – íå áîëåå 1 êì, à íà î. Ìåäâåæèé – ëèøü 200 ì. Âàæíîé îñîáåííîñòüþ íèæíåãî ïîäúÿðóñà âûñòóïàåò åãî ñóùåñòâåííîå óòîíåíèå íà áîðòàõ ïîäíÿòèé è ïîëíîå îòñóòñòâèå â ïðåäåëàõ íàèáîëåå ïîãðóæåííûõ îáëàñòåé ÁÑÊÌ. Àâëàêîãåííûé òèï ðàçðåçà äîñòóïåí äëÿ íåïîñðåäñòâåííûõ íàáëþäåíèé ëèøü â äâóõ ïóíêòàõ. Íà Ãóñèíîé Çåìëå îáíàæåí ïîëíûé ðàçðåç âåðõíåé ïåðìè (8–10 êì), ñëîæåííûé ïî÷òè èñêëþ÷èòåëüíî ïåñ÷àíèêàìè, è íèæíåãî òðèàñà (1 êì), òàêæå ïðåäñòàâëåííûé òåððèãåííûìè îáðàçîâàíèÿìè, ñîäåðæàùèìè ìàëîìîùíûå ïðîñëîè âóëêàíîãåííûõ ïîðîä. Âòîðîé ðàçðåç àíàëîãè÷íîãî òèïà èçâåñòåí íà ÇÔÈ, ãäå ãëóáîêèìè ñêâàæèíàìè âñêðûòà òðèàñîâàÿ ïàðàãåîñèíêëèíàëüíàÿ òîëùà ñìåøàííîãî àðãèëëèòî-àëåâðîëèò-ïåñ÷àíèêîâîãî ñîñòàâà ìîùíîñòüþ â 5– 6 êì. Êðîìå òîãî, ãåîôèçè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè â þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà âûÿâëåíà íèæíåïåðìñêàÿ òåððèãåííàÿ òîëùà ìîùíîñòüþ 5 êì, ìåñòàìè ïîäñòèëàåìàÿ ìîùíûì, íå ïîâñåìåñòíî ðàçâèòûì êîìïëåêñîì ãàëîãåííûõ îáðàçîâàíèé. Íèæå ïî ðàçðåçó ðàáîòàìè 204
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
ÊÌÏ áûëî óñòàíîâëåíî ïðèñóòñòâèå îòíîñèòåëüíî âûñîêîñêîðîñòíîé òîëùè ïðåäïîëîæèòåëüíî âóëêàíîãåííî-òåððèãåííîãî ñîñòàâà, âîçðàñò êîòîðîé óñëîâíî, ïî àíàëîãèè ñ êîíòîçåðñêîé ñåðèåé Êîëüñêîãî ï-îâà, îïðåäåëåí êàê ïîçäíåäåâîíñêèé-íèæíåêàìåííîóãîëüíûé. Ìîùíîñòü ýòîé òîëùè, ñâÿçûâàåìîé ñ íà÷àëüíûì ýòàïîì ðèôòîãåíåçà â ÁÑÊÌ, îöåíèâàåòñÿ â 4–8 êì, à ïî ãðàíè÷íûì ñêîðîñòÿì (5,3–5,6 êì/ñ) îíà çàíèìàåò ïðîìåæóòî÷íîå ïîëîæåíèå ìåæäó êîìïëåêñàìè îñíîâàíèÿ è íèçîâ îñàäî÷íîãî ÷åõëà è ïîòîìó òðóäíîîòëè÷èìà è îò òåõ è îò äðóãèõ. Ðàñïðîñòðàíåíèå àâëàêîãåííûõ êîìïëåêñîâ êîíòðîëèðóåòñÿ ïðåäåëàìè ðèôòîâûõ âïàäèí ÁÑÊÌ.  ñåéñìè÷åñêîì ðàçðåçå îñàäî÷íûå êîìïëåêñû ïëèòíîãî òèïà ïðåäñòàâëåíû ñåðèåé ïî÷òè ïàðàëëåëüíûõ îòðàæàþùèõ ãîðèçîíòîâ – III, II, I è À (ñ ðàçëè÷íûìè èíäåêñàìè), îòëè÷èòåëüíîé ÷åðòîé êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ âûäåðæàííîñòü ïî ïðîñòèðàíèþ, ãîðèçîíòàëüíîñòü çàëåãàíèÿ è ñëàáàÿ âûðàæåííîñòü íåñîãëàñèé.  îòëè÷èå îò ýòîãî àâëàêîãåííûé òèï ðàçðåçà õàðàêòåðèçóåòñÿ â ñåéñìè÷åñêîé çàïèñè íåâûäåðæàííîé ïî ïðîñòèðàíèþ êàðòèíîé (ðèñ. 8.7). Ñåéñìè÷åñêèå ãîðèçîíòû îòëè÷àþòñÿ íåâûñîêîé àêóñòè÷åñêîé æåñòêîñòüþ è îòñóòñòâèåì ãîðèçîíòàëüíûõ ïîâåðõíîñòåé. Âñëåäñòâèå ýòîãî â ìíîãîêèëîìåòðîâîé òîëùå îòëîæåíèé âåðõíåãî ïåðìè-òðèàñà ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóþò îïîðíûå ãîðèçîíòû, è åå ðàñ÷ëåíåíèå ïðîèçâîäèòñÿ ïî ïàêåòíûì ïðèçíàêàì è óñëîâíûì, íåïðîòÿæåííûì ãîðèçîíòàì, íå èìåþùèì, êàê ïðàâèëî, ðåãèîíàëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Íåêîòîðîå èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ãîðèçîíòû Ià â îñíîâàíèè òåððèãåííîé òîëùè ïåðìè è À – â îñíîâàíèè òðèàñà, êîòîðûå ïðîñëåæèâàþòñÿ íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà. Êðîìå òîãî, â ñåéñìè÷åñêîì ðàçðåçå àâëàêîãåííîãî òèïà ôèêñèðóåòñÿ ìíîæåñòâî ôàíòîìíûõ ãîðèçîíòîâ, êîòîðûå, íåñìîòðÿ íà ìàëóþ ïðîòÿæåííîñòü, îáíàðóæèâàþò îò÷åòëèâûå ïðèçíàêè íåñîãëàñíîãî çàëåãàíèÿ – ïîäîøâåííîãî íàëåãàíèÿ, êðîâåëüíîãî ïðèëåãàíèÿ, ýðîçèîííîãî âðåçà è ò. ï. ×àùå âñåãî îíè ïðèóðî÷åíû ê òðèàñîâîé ÷àñòè ðàçðåçà (ðèñ. 8.8). Ïîäîøâà òðèàñà îáû÷íî ïðîâîäèòñÿ ïî ñåéñìè÷åñêîìó ãîðèçîíòó À, íà êîòîðîì äåòàëüíûìè íàáëþäåíèÿìè âûÿâëÿþòñÿ ñëåäû ñëàáîâûðàæåííîãî íåñîãëàñèÿ. Íà âîñòîêå ïëèòû ýòî íåñîãëàñèå íîñèò õàðàêòåð ýðîçèîííîãî ñðåçà, íà þãî-âîñòîêå îòíîñèòñÿ ê òèïó ïîäîøâåííîãî íàëåãàíèÿ, à íà ïåðèôåðèè Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû – ïîäîøâåííîãî ïðèëåãàíèÿ. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî â íàèáîëåå ïîãðóæåííûõ çîíàõ âïàäèí ïðèçíàêîâ íåñîãëàñíîãî çàëåãàíèÿ â îñíîâàíèè òðèàñîâûõ îòëîæåíèé íå íàáëþäàåòñÿ. Íà Øïèöáåðãåíñêîì øåëüôå â ïîäîøâå òðèàñîâûõ îòëîæåíèé ôèêñèðóåòñÿ ëèøü ñëàáîâûðàæåííîå íåñîãëàñèå òèïà ïîäîøâåííîãî íàëåãàíèÿ, à íà ñóøå àðõèïåëàãà íåñîãëàñèå âûðàæåíî áîëåå ÷åòêî. Íà Íîâîé Çåìëå íåñîãëàñèÿ â ýòîé ÷àñòè ðàçðåçà íå íàáëþäàåòñÿ. Íà ÇÔÈ ïåðìñêèå îòëîæåíèÿ âûïàäàþò èç ðàçðåçà âñëåäñòâèå ïðåäòðèàñîâîãî ðàçìûâà, îäíàêî è çäåñü ðàçìûâ íå ñîïðîâîæäàåòñÿ óãëîâûì íåñîãëàñèåì. Ýðîçèîííûå ïîâåðõíîñòè ôèêñèðóþòñÿ òàêæå è âíóòðè òðèàñîâîé òîëùè â âèäå íåïðîòÿæåííûõ, íåðîâíûõ îòðàæåíèé ãðóïïû À1–À3.  ïåðìñêîé ÷àñòè ðàçðåçà íà þãå øåëüôà âûäåëÿþòñÿ òðè õàðàêòåðíûõ ðàçíîâèäíîñòè ñåéñìîôàöèé – ñêëîíîâûå ñ øèðîêèì ðàçâèòèåì êëèíîôîðì, ôàöèè ïîäíîæèÿ ñ õàîòè÷åñêèìè èëè âîëíèñòî-ñëîèñòûìè îòðàæåíèÿìè è «íåìûå» ôàöèè ãëóáîêîãî ìîðÿ, ïðîçðà÷íûå â àêóñòè÷åñêîì îòíîøåíèè. Ðàçðåçû ñðåäíåãî ïàëåîçîÿ íà Íîâîé Çåìëå â öåëîì ðàçäåëÿþòñÿ íà äâà òèïà: çàïàäíûé è âîñòî÷íûé. Ïåðâûé ñâîéñòâåíåí ðàéîíàì, ïðèëåãàþùèì ê ïîáåðåæüÿì Áàðåíöåâà ìîðÿ, à âòîðîé – Êàðñêîãî. Íåñìîòðÿ íà çíà÷èòåëüíóþ ôàöèàëüíóþ èçìåí÷èâîñòü îòëîæåíèé ïî ëàòåðàëè, ðàçðåçû íèæíåäåâîíñêèõ òîëù âïîëíå ñîïîñòàâèìû íà âñåé òåððèòîðèè Íîâîé Çåìëè, è îíà ïðàêòè÷åñêè ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ â êà÷åñòâå åäèíîé ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííîé çîíû. Îòëîæåíèÿ ñðåäíåãî ïàëåîçîÿ â çàïàäíîé çîíå îáðàçóþò ãðóïïó òåððèãåííî-êàðáîíàòíûõ øåëüôîâûõ ôîðìàöèé è âõîäÿò âìåñòå ñ íèæíåïàëåîçîéñêèìè â åäèíûé øåëüôîâûé êîìïëåêñ îòëîæåíèé. Ñðåäè äåâîíñêèõ îòëîæåíèé (2,3–2,8 êì) ïðåîáëàäàþò êàðáîíàòíûå, ðåæå êàðáîíàòíî-òåððèãåííûå ïîðîäû – ðàçíîîáðàçíûå èçâåñòíÿêè, ÷àñòî îðãàíîãåííûå è ñåäèìåíòàöèîííûå äîëîìèòû.  ðàéîíå Ðóññêîé Ãàâàíè íèçû ýòîé ôîðìàöèè ïåðåõîäÿò â êàðáîíàòíî-òåððèãåííóþ ôîðìàöèþ (äî 1 êì), ñëîæåííóþ êâàðöåâûìè ïåñ÷àíèêàìè, êâàðöèòàìè, àëåâðîëèòàìè è ñëàíöàìè ñ ïðîñëîÿìè äîëîìèòîâ.  ðàçðåçå âåðõíåãî îòäåëà, çàëåãàþùåãî îáû÷íî ñ íåáîëüøèì ðàçìûâîì, ïðèñóòñòâóåò âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íàÿ òîëùà ðàííåôðàíñêîãî âîçðàñòà (100–500 ì), ïðåäñòàâëåííàÿ áàçàëüòàìè è èõ òóôàìè, êâàðöåâûìè ïåñ÷àíèêàìè, àëåâðîëèòàìè, ðàçíîîáðàçíûìè èçâåñòíÿêàìè è êîíãëîìåðàòàìè â îñíîâàíèè ðàçðåçà. Âóëêàíè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ íàèáîëåå øèðîêî ðàçâèòû â öåíòðàëüíûõ ÷àñòÿõ Íîâîé Çåìëè, òîãäà êàê êðàéíèé 205
Äåìèäîâñêîãî íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè (âåðõíèé ïðîôèëü, ñîñòàâëåííûé ïî ìàòåðèàëàì ðàáîò íà îïîðíîì ïðîôèëå 1-ÀÐ) è Äåíèñîâñêîãî íà Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå (íèæíèé ðàçðåç, ñîñòàâëåííûé ïî äàííûì À. Ë. Êóíüêî, ìåñòîïîëîæåíèå ïîêàçàíî íà âðåçêå). Ñòðàòèôèêàöèÿ âûïîëíåíà ïî Ì. Ë. Âåðáå
Ðèñ. 8.7. Ñîïîñòàâëåíèå ðàçðåçîâ äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ:
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Ðèñ. 8.8. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç Áàðåíöåâñêîé øåëüôîâîé ïëèòû ïî îïîðíîìó ïðîôèëþ 1-ÀÐ: Ñåâåðíàÿ ÷àñòü ïðîôèëÿ (ïðàâàÿ ÷àñòü ðèñ.) ñîîòâåòñòâóåò Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå, âûïîëíåííîé ìîùíûì ñèíðèôòîâûì âåðõíåïàëåîçîéñêî-òðèàñîâûì êîìïëåêñîì. Íà ïðîôèëå âûäåëåíû ïàêåòû îòðàæåíèé îò ïîâåðõíîñòè ôóíäàìåíòà è ãðàíèöû Ì íà ñêëîíå Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû è Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè (þæíàÿ ÷àñòü ïðîôèëÿ) è çàòóõàíèå ýòèõ îòðàæåíèé â íàèáîëåå ïîãðóæåííîé îáëàñòè ðèôòîãåííîãî Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà
þãî-âîñòîê è ñåâåð (ê ñåâåðó îò Ðóññêîé Ãàâàíè) â âóëêàíè÷åñêîì îòíîøåíèè ïàññèâíû. Çàëåãàþùèå âûøå îòëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû êàðáîíàòàìè (1,4–2,5 êì), èìåþùèìè øèðîêèé âîçðàñòíîé äèàïàçîí – îò ïîçäíåãî ôðàíà ïî ñðåäíèé êàðáîí âêëþ÷èòåëüíî. Íèæíå- è ñðåäíåêàìåííîóãîëüíûå òîëùè òàêæå õàðàêòåðèçóþòñÿ êàðáîíàòíûì ñîñòàâîì.  îñíîâàíèè ðàçðåçà, êàê ïðàâèëî, ïðèñóòñòâóþò ïåñ÷àíî-êîíãëîìåðàòîâûå îñàäêè íåáîëüøîé ìîùíîñòè, çàëåãàþùèå íà þãå àðõèïåëàãà ñ ðàçìûâîì íà ñèëóðèéñêèå, à íà ñåâåðå îáðàçóþùèå ñ ïîñëåäíèìè åäèíûé êîìïëåêñ. Îòëîæåíèÿ íèæíåãî äåâîíà è êàðáîíà íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè îáúåäèíÿþòñÿ â ãðóïïó êàðáîíàòíûõ øåëüôîâûõ ôîðìàöèé ïëèòíîãî êîìïëåêñà. Íà êðàéíåì ñåâåðî-âîñòîêå àðõèïåëàãà îòëîæåíèÿ ýòîãî âðåìåíè ðàçâèòû ëîêàëüíî èëè ñîâñåì îòñóòñòâóþò.  ðàéîíå çàëèâà Öèâîëüêî ìîùíîñòü íèæíåêàðáîíîâîé ôîðìàöèè íå ïðåâûøàåò 60–110 ì. Íà þãå Íîâîé Çåìëè ðàçðåç äåâîíà â öåëîì àíàëîãè÷åí îïèñàííîìó âûøå. Ðàçíûìè îñîáåííîñòÿìè îáëàäàåò ðàçðåç âóëêàíîãåííî-òåððèãåííîé ôîðìàöèè ðàííåôðàíñêîãî âîçðàñòà, êîòîðàÿ ïðåäñòàâëåíà ðèòìè÷íûì ïåðåñëàèâàíèåì èçâåñòêîâèñòûõ ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ, ñëàíöåâ êðåìíèñòûõ è êðåìíèñòî-ãëèíèñòûõ ïîðîä, ïðè÷åì ðîëü ïîñëåäíèõ âîçðàñòàåò â ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, ïîñêîëüêó áàçàëüòû è òóôû ðàçâèòû ïðåèìóùåñòâåííî â áàññåéíå ð. Ðîãà÷åâà, à ê ñåâåðó îíè ðåäêè, ëèáî îòñóòñòâóþò âîîáùå, òàê êàê èõ çàìåùàþò êîìàãìàòè÷íûå èíòðóçèâíûå è ñóáâóëêàíè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ.  ñòðîåíèè âûøåçàëåãàþùèõ ïîçäíåäåâîíñêèõ îòëîæåíèé äîìèíèðóåò êðåìíèñòî-ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ (500–600 ì), õàðàêòåðíîé ÷åðòîé êîòîðîé ñëóæèò ïðèñóòñòâèå â ðàçðåçå ïà÷åê ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ «äîìàíèêîâîãî» òèïà. Ïåñ÷àíî-êðåìíèñòî-èçâåñòíÿêîâàÿ ôîðìàöèÿ íèæíåãî êàðáîíà ïðåäñòàâëåíà ìàëîìîùíûìè (20–100 ì) èçâåñòíÿêàìè è ïåñ÷àíèêàìè ñ ïðîñëîÿìè àðãèëëèòîâ è àëåâðîëèòîâ. Òàêèì îáðàçîì, îáùåé îñîáåííîñòüþ ðàçðåçîâ çàïàäíîé çîíû Íîâîé Çåìëè ÿâëÿåòñÿ ëàòåðàëüíàÿ âàðèàöèÿ ìîùíîñòè îòëîæåíèé ïðè îòíîñèòåëüíîì ïîñòîÿíñòâå èõ ôîðìàöèîííîé ïðèíàäëåæíîñòè. Âåñüìà õàðàêòåðíûì â ýòîì îòíîøåíèè ïðèìåðîì ìîæåò ñëóæèòü ðàçðåç ãóáû Ãðèáîâîé, â êîòîðîì ïðè îáùåé ìîùíîñòè 1000 ì ìîæíî âûäåëèòü âñå îñíîâíûå ôîðìàöèè äåâîíà-íèæíåãî êàðáîíà.  ðàçðåçàõ âîñòî÷íîãî áåðåãà Íîâîé Çåìëè â íèæíåì äåâîíå òàêæå ïðåâàëèðóþò ðàçíîîáðàçíûå èçâåñòíÿêè (550–700 ì). Ñðåäíåäåâîíñêèå òîëùè (700–800 íà þãå è 120–150 ì íà ñåâåðå) èìåþò èçâåñòêîâî-ãëèíèñòûé ñîñòàâ, à â âåðõíåé ÷àñòè ïîâñåìåñòíî ïðèñóòñòâóþò ãîðèçîíòû êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ. Ðàçðåçû âåðõíåãî îòäåëà ïðåäñòàâëåíû âóëêàíîãåííî-òåððèãåííûìè è êàðáîíàòíî-êðåìíèñòî-ãëèíèñòûìè ïîðîäàìè. Íèæíåêàìåííîóãîëüíûå òîëùè õàðàêòåðèçóþòñÿ ìàëûìè ìîùíîñòÿìè è êàðáîíàòíî-êðåìíèñòî-ãëèíèñòûì ñîñòàâîì. Îòëîæåíèÿ ñðåäíåãî-âåðõíåãî êàðáîíà èìåþò êðåìíèñòî-êàðáîíàòíî-ãëèíèñòûé ñîñòàâ. 207
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ñðåäíåïàëåîçîéñêèå îòëîæåíèÿ ýòîé ÷àñòè Íîâîé Çåìëè ìîãóò áûòü îáúåäèíåíû â ãðóïïó êðåìíèñòî-êàðáîíàòíî-òåððèãåííûõ ôîðìàöèé è îòíåñåíû ê êëàññó ÷åðíîñëàíöåâûõ. Ãëóáîêîâîäíûé áàññåéí, â êîòîðîì ïðîèñõîäèëî èõ íàêîïëåíèå, èìåë, âåðîÿòíî, ðèôòîãåííóþ ïðèðîäó è áûë äîñòàòî÷íî óçêèì, òàê êàê â ðàçðåçàõ åãî âîñòî÷íîé ÷àñòè ôèêñèðóåòñÿ îáëîìî÷íûé ìàòåðèàë, ïðèâíåñåííûé èç îáëàñòè ñíîñà, êîòîðàÿ ðàñïîëàãàëàñü â ãðàíèöàõ ñîâðåìåííîãî Êàðñêîãî øåëüôà. Ïîçäíåïàëåîçîéñêèå îòëîæåíèÿ Íîâîé Çåìëè òàêæå íåâûäåðæàíû ïî ïðîñòèðàíèþ, íî ôîðìàöèîííàÿ èõ çîíàëüíîñòü ïîä÷èíÿåòñÿ èíîé çàêîíîìåðíîñòè. Èõ èçìåí÷èâîñòü ïðîÿâëÿåòñÿ â îñíîâíîì â ìåðèäèîíàëüíîì íàïðàâëåíèè, õîòÿ â íåêîòîðûõ ÷åðòàõ îíè íàñëåäóþò è ðàííåïàëåîçîéñêóþ, è ñðåäíåïàëåîçîéñêóþ çîíàëüíîñòü. Íà þãå Íîâîé Çåìëè âûäåëÿþòñÿ Áàðåíöåâñêàÿ, Ðîãà÷åâñêàÿ è Êàðñêàÿ ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûå çîíû, îòëè÷àþùèåñÿ ñîñòàâîì è ìîùíîñòüþ ñëàãàþùèõ èõ òîëù è â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè íàñëåäóþùèå òåêòîíè÷åñêóþ çîíàëüíîñòü, çàëîæåííóþ â ïðåäøåñòâóþùèå ýïîõè (Êîðàãî è äð., 1992). Ðàçðåçû îòëîæåíèé Ñ2–Ð1 õàðàêòåðèçóþòñÿ çäåñü ñîêðàùåííûìè ìîùíîñòÿìè, êàðáîíàòíî-êðåìíèñòûì è êàðáîíàòíî-êðåìíèñòî-ãëèíèñòûì ñîñòàâîì îñàäêîâ.  îñíîâàíèè ðàçðåçà çàëåãàåò ñïåöèôè÷åñêàÿ ìàðãàíöåíîñíàÿ êàðáîíàòíî-êðåìíèñòî-ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ, èìåþùàÿ âîçðàñò îò ñðåäíåãî êàðáîíà äî íèçîâ ïîçäíåé ïåðìè è, âèäèìî, îäíîòèïíàÿ ñîâðåìåííûì ãëóáîêîâîäíûì îòëîæåíèÿì, ñîäåðæàùèì æåëåçî-ìàðãàíöåâûå êîíêðåöèè.  ðàçðåçàõ íèæíåé ïåðìè (è ÷àñòè óôèìñêîãî ÿðóñà) ïðèñóòñòâóþò êîñîñëîèñòûå èçâåñòêîâèñòûå ïåñ÷àíèêè è èçâåñòíÿêè, ôòàíèòû, ðàäèîëÿðèòû (150–500 ì). Íà âîñòî÷íîì áåðåãó Þæíîãî î. íà ýòîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì óðîâíå âûäåëÿåòñÿ èçâåñòêîâî-ïåñ÷àíî-ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ (700–900 ì), êîòîðîé ñâîéñòâåííî ïðåîáëàäàíèå àðãèëëèòîâ è àëåâðîëèòîâ ñ ïðèñóòñòâèåì â âåðõíåé ÷àñòè ïðîñëîåâ ïåñ÷àíèêîâ è õëèäîëèòîâ, à â íèæíåé – ìîùíûõ ïà÷åê ïåñ÷àíèêîâ è ïåñ÷àíèñòûõ èçâåñòíÿêîâ. Ââåðõ ïî ðàçðåçó åå ñìåíÿåò òåððèãåííàÿ ôîðìàöèÿ ñðåäíåé ÷àñòè óôèìñêîãî ÿðóñà, ñëîæåííàÿ ïåñ÷àíèêàìè, õëèäîëèòàìè ñ ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ è àðãèëëèòîâ (700–800 ì). Âûøå ðàñïîëàãàåòñÿ òåððèãåííàÿ ôîðìàöèÿ (1 800–2 100 ì) âåðõíåóôèìñêîãî – òàòàðñêîãî âîçðàñòà. Áîëåå âûñîêèå ãîðèçîíòû ïåðìè è íèæíåòðèàñîâûå îòëîæåíèÿ ñëàãàþò òåððèãåííóþ ôîðìàöèþ (850–1150 ì), â ñòðîåíèè êîòîðîé ó÷àñòâóþò ïåñ÷àíèêè, àëåâðîëèòû, àðãèëëèòû, âàëóííî-ãàëå÷íûå êîíãëîìåðàòû, à â íèæíåé ÷àñòè – ðåäêèå ãîðèçîíòû òóôôèòîâ ñðåäíåãî-îñíîâíîãî ñîñòàâà.  öåëîì âåðõíåïåðìñêèå òîëùè, ïðèíàäëåæàùèå íîâîìó ñåäèìåíòàöèîííîìó öèêëó è çàíèìàþùèå îêîëî 40% îáíàæåííîé ïëîùàäè íà þãå Íîâîé Çåìëè, îáðàçóþò ìîùíóþ ðåãðåññèâíóþ ñåðèþ îñàäêîâ è ñëàãàþò ïðåèìóùåñòâåííî ñèíêëèíîðíûå çîíû. Íèæíåòðèàñîâûå îòëîæåíèÿ, èçâåñòíûå âñåãî â ÷åòûðåõ âûõîäàõ, ñâÿçàíû ñ íèæåëåæàùèìè òîëùàìè ïîñòåïåííûìè ïåðåõîäàìè è, ñóäÿ ïî õàðàêòåðíîé ïðèìåñè ïåïëîâîãî ìàòåðèàëà, ÿâëÿþòñÿ ïðåäâåñòíèêàìè íîâîãî ýòàïà òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè.  öåíòðàëüíîé ÷àñòè Íîâîé Çåìëè, â ðàéîíå çàëèâà Öèâîëüêî â ñðåäíå-ïîçäíåêàìåííîóãîëüíîì ðàçðåçå âûäåëåíà êðåìíèñòî-ãëèíèñòàÿ ôîðìàöèÿ (100–130 ì), â ñòðîåíèè êîòîðîé ïðèíèìàþò ó÷àñòèå ãëèíèñòûå ñëàíöû, ãëèíèñòûå ñèëèöèòû, ôòàíèòû, êðåìíèñòûå è îáëîìî÷íûå èçâåñòíÿêè. Îòëè÷èåì ýòèõ ñåâåðíûõ ðàçðåçîâ ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå â ñîñòàâå íèæíåïåðìñêîé ôîðìàöèè ìàëîìîùíûõ ãîðèçîíòîâ êàðáîíàòîâ ìàðãàíöà. Õàðàêòåðíûìè ÷åðòàìè âûøåëåæàùåãî ðàçðåçà íèæíåé ïåðìè ÿâëÿþòñÿ áîëüøèå ìîùíîñòè (1 700–2 100 ì), çíà÷èòåëüíàÿ ðîëü õëèäîëèòîâ è ïðèñóòñòâèå ëèíç êîíãëîìåðàòîâ. Âûøå åå ñìåíÿåò òåððèãåííàÿ ôîðìàöèÿ, ïðåäñòàâëåííàÿ èçâåñòêîâèñòûìè ïåñ÷àíèêàìè, àëåâðîëèòàìè è àðãèëëèòàìè (1 100–1 700 ì). Òàêèì îáðàçîì, â ãåíåòè÷åñêîì îòíîøåíèè îòëîæåíèÿ âåðõíåãî ïàëåîçîÿ-íèæíåãî òðèàñà îáîñîáëÿþòñÿ â òðè ãðóïïû ôîðìàöèé: ãëóáîêîâîäíûõ àñïèäíûõ (ñðåäíèé êàðáîí – íèçû âåðõíåé ïåðìè), òåððèãåííûõ ôëèøîèäíûõ (âåðõíÿÿ ïåðìü) è ìåëêîâîäíûõ ìîëàññîèäíûõ (âåðõè ïåðìè – íèçû òðèàñà). Íà êðàéíåì ñåâåðî-âîñòîêå Íîâîé Çåìëè âåðõíèé ïàëåîçîé ïðåäñòàâëåí â ñóùåñòâåííî èíûõ ôàöèÿõ – çäåñü ðàçâèòà íåðàñ÷ëåíåííàÿ òîëùà âåðõîâ ñðåäíåãî êàðáîíà – ïåðìè (äî êàçàíñêîãî ÿðóñà), ñëîæåííàÿ èçâåñòíÿêàìè, èçâåñòêîâèñòî-ãëèíèñòûìè ñëàíöàìè, êâàðöåâûìè ïåñ÷àíèêàìè, ðåæå ãðàâåëèòàìè (600–700 ì), ñôîðìèðîâàâøèìèñÿ â ïðåäåëüíî ìåëêîâîäíûõ ïðèáðåæíî-ìîðñêèõ óñëîâèÿõ. Òîëùà òðàíñãðåññèâíî çàëåãàåò íà ïîðîäàõ íèæíåãî êàðáîíà (Ëåäÿíàÿ Ãàâàíü) èëè íèæíåãî äåâîíà (çàëèâ Åêñ) è ñîâìåñòíî ñ êàðáîíàòíûìè ôîðìàöèÿìè íèæíåãî äåâîíà – êàðáîíà âûäåëåíà â ñàìîñòîÿòåëüíûé ñòðóêòóðíîôîðìàöèîííûé êîìïëåêñ, íàêàïëèâàâøèéñÿ â ïëèòíûõ óñëîâèÿõ. 208
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Íà øåëüôå Êàðñêîì äîþðñêèå îòëîæåíèÿ äîñòîâåðíî âûÿâëåíû òîëüêî íà ñåâåðî-âîñòî÷íîé îêðàèíå îñàäî÷íîãî áàññåéíà, ó Ñåâåðíîé Çåìëè. Êðîìå òîãî, â ïîñëåäíèå ãîäû ïîÿâèëèñü ñâåäåíèÿ î ïðèñóòñòâèè íà ßìàëå äåâîíñêèõ ðèôîâûõ ïîñòðîåê, ïðåäñòàâëÿþùèõ ïåðñïåêòèâíûé îáúåêò íåôòåïîèñêîâûõ ðàáîò. Ñåéñìîïðîôèëèðîâàíèå â îáëàñòè ñî÷ëåíåíèÿ Óðàëüñêîãî ñêëàä÷àòîãî ïîÿñà, Ïàé-Õîÿ è þæíîãî áîðòà Êàðñêîé ñèíåêëèçû âûÿâèëî â Áàéäàðàöêîì ïðîëèâå ïåðìñêî-òðèàñîâûå êîìïëåêñû, ïåðåêðûòûå ñ óãëîâûì íåñîãëàñèåì þðñêèì ïëèòíûì ÷åõëîì, ÷òî óêàçûâàåò íà ïðèñóòñòâèå ïàëåîçîéñêèõ îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé â ñîñòàâå íåäèñëîöèðîâàííûõ êîìïëåêñîâ îñàäî÷íîãî ÷åõëà Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû (Êàíûãèí è äð., 2000). 8.3.5. Þðñêî-ìåëîâîé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ Þðñêî-ìåëîâîé êîéëîãåííûé êîìïëåêñ (ÞÊÊ) íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåí íà øåëüôå è ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì îáúåêòîì íåôòåãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Ñòðîåíèå ðàçðåçîâ ÞÊÊ ïîðàçèòåëüíî îäíîîáðàçíî íà îãðîìíîé ïëîùàäè (ðèñ. 8.9).  þæíîé çîíå Êàðñêîãî øåëüôà è íà ï-îâå ßìàë îáùàÿ ìîùíîñòü ìåçîçîéñêî-êàéíîçîéñêîãî ÷åõëà ñîñòàâëÿåò 4,5–5,0 êì, à â ñâîäîâûõ ÷àñòÿõ êðóïíûõ ïîëîæèòåëüíûõ ñòðóêòóð ñîêðàùàåòñÿ äî 2,5 êì (Ðîíêèíà, Áðî, 1984; Àðìèøåâ, Äåñÿòêîâ, 1993; ×åðíàâñêèõ, 1994).  íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà âûäåëÿåòñÿ ïåñ÷àíî-àëåâðîëèòîâî-ãëèíèñòûé êîìïëåêñ, ðàçäåëÿþùèéñÿ íà ÷åòûðå òîëùè. Ïåðâàÿ òîëùà ìîùíîñòüþ íå áîëåå 100 ì ïðåäñòàâëåíà àðãèëëèòàìè ñ ìàëîìîùíûìè ïðîñëîÿìè êâàðö-ïîëåâîøïàòîâûõ ïåñ÷àíèêîâ, ñîäåðæàùèõ îáóãëåííûå ðàñòèòåëüíûå îñòàòêè. Âòîðàÿ òîëùà ìîùíîñòüþ 117–129 ì ñëîæåíà ïà÷êàìè ïåñ÷àíèêîâ è àëåâðîëèòîâ ïî 20–30 ì, ðàçäåëåííûìè ìàëîìîùíûìè ïðîñëîÿìè àðãèëëèòîâ. Ïîðîäû îáîãàùåíû óãëèñòûì äåòðèòîì è ñîäåðæàò ñïîðîâî-ïûëüöåâîé êîìïëåêñ, õàðàêòåðíûé äëÿ íèçîâ ñðåäíåé þðû. Òîëùà ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ âåðõíå-ààëåíñêèìè îòëîæåíèÿìè Óñòü-Åíèñåéñêîãî ðàéîíà. Òðåòüÿ òîëùà (124–154 ì) ñëîæåíà àëåâðèòîâûìè, ñ ïðîñëîÿìè èçâåñòíÿêîâ è èçâåñòêîâèñòûõ ïåñ÷àíèêîâ, ìåëêîçåðíèñòûìè êâàðöåâî-ïîëåâîøïàòîâûìè ïåñ÷àíèêàìè, ñîäåðæàùèìè ðàñòèòåëüíûé äåòðèò è âîäîðîñëè. Îòëîæåíèÿ âåñüìà ñõîäíû ñ ðàçðåçîì ìîðñêîãî áàéîñà Óñòü-Åíèñåéñêîãî ðàéîíà. ×åòâåðòàÿ òîëùà (61–132 ì) ïðåäñòàâëåíà íåðàâíîìåðíûì ÷åðåäîâàíèåì ïëàñòîâ ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ è àðãèëëèòîâ, îáîãàùåííûõ óãëèñòûì äåòðèòîì.  âåðõíåé ÷àñòè îòìå÷àþòñÿ ïà÷êè ìåëêîçåðíèñòûõ êâàðö-ïîëåâîøïàòîâûõ ïåñ÷àíèêîâ, ìîùíîñòüþ äî 30 ì, èç êîòîðûõ íà îòäåëüíûõ ïëîùàäÿõ (íàïðèìåð, Íîâîïîðòîâñêîé) áûëè ïîëó÷åíû ôîíòàííûå ïðèòîêè ãàçà ñ äåáèòîì äî 190 òûñ. ì3/ñóòêè. Ïî ëèòîëîãè÷åñêîìó ñîñòàâó, òåêñòóðíûì îñîáåííîñòÿì è ýëåêòðè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêå îòëîæåíèÿ òîëùè óâåðåííî ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ âåðõàìè òþìåíñêîé ñâèòû öåíòðàëüíûõ è þæíûõ ðàéîíîâ Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëàòôîðìû è ìîãóò áûòü îòíåñåíû ê áàòó. Îáùàÿ ìîùíîñòü íèæíå-ñðåäíåþðñêîãî êîìïëåêñà óâåëè÷èâàåòñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ àðêòè÷åñêîé ÷àñòè Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé íèçìåííîñòè è ïðèëåãàþùèõ ñ ñåâåðà àêâàòîðèé õàðàêòåðíî ðàçâèòèå íèæíå-ñðåäíåþðñêèõ îòëîæåíèé ïðåèìóùåñòâåííî â ìîðñêèõ ôàöèÿõ, â îòëè÷èå îò ñèíõðîííûõ êîìïëåêñîâ òþìåíñêîé ñâèòû öåíòðàëüíûõ è þæíûõ ðàéîíîâ íèçìåííîñòè, ãäå â îñíîâíîì ðàñïðîñòðàíåíû îçåðíî-àëëþâèàëüíûå ôàöèè.  ñòðîåíèè ñåðèè ïðîÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåííàÿ ðèòìè÷íîñòü îñàäêîíàêîïëåíèÿ, âûðàæàþùàÿñÿ â ÷åðåäîâàíèè ñóùåñòâåííî ãëèíèñòûõ è ïåñ÷àíî-àëåâðèòîâûõ òîëù. Íàêîïëåíèÿ ãëèíèñòûõ îñàäêîâ ñâÿçûâàþòñÿ ñ ëåéàñîâî-ðàííåààëåíñêîé è áàéîññêîé ìîðñêèìè òðàíñãðåññèÿìè. Ïåñ÷àíî-àëåâðîëèòîâûå îñàäêè ôîðìèðîâàëèñü â îñíîâíîì â âåðõíåààëåíñêîå è áàòñêîå âðåìÿ. Âåðõíåþðñêèå îòëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû ñëîèñòûìè, ó÷àñòêàìè ñèäåðèòèçèðîâàííûìè, ñëàáîàëåâðèòîâûìè, èíîãäà áèòóìèíîçíûìè àðãèëëèòàìè è ãëèíèñòûìè àëåâðèòàìè ñ ïèðèòèçèðîâàííûìè îñòàòêàìè âîäîðîñëåé.  íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà, ñîîòâåòñòâóþùåé êåëëîâåþ, ïîðîäû â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè îáîãàùåíû óãëèñòûì äåòðèòîì.  ñâîäàõ ïîäíÿòèé êðîâëÿ âåðõíåé þðû áûâàåò ðàçìûòà, è èç ðàçðåçà âûïàäàþò, ïî-âèäèìîìó, âîëæñêèå è, ÷àñòè÷íî, êèìåðèäæñêèå îòëîæåíèÿ. Ìîùíîñòü èçìåíÿåòñÿ îò 46 äî 120 ì. Âàëàíæèíñêèå îòëîæåíèÿ ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà äâå òîëùè. Íèæíþþ, ãëèíèñòóþ (íèæíèéñðåäíèé âàëàíæèí), ñëàãàþò àëåâðèòèñòûå àðãèëëèòû èëè òîíêîå ðèòìè÷íîå ÷åðåäîâàíèå àëåâðîëèòîâ è àðãèëëèòîâ.  ïîäîøâå òîëùè âûäåëÿåòñÿ ïëàñò ïåñ÷àíèêîâ.  ðÿäå ëîêàëüíûõ ñòðóêòóð íèçû íèæíåìåëîâîé òîëùè âìåñòå ñî çíà÷èòåëüíîé ÷àñòüþ âåðõíåþðñêèõ îñàäêîâ â ñâîäå ðàçìûòû â ïðåäâåðõíåâàëàíæèíñêîå âðåìÿ, à íà êðûëüÿõ ãëóáèíà ðàçìûâà áûëà íåçíà÷èòåëüíîé, è ÷àñòü òîëùè ñîõðàíèëàñü.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ìîùíîñòü êîëåáëåòñÿ îò 209
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
0 äî 80 ì. Òîëùà âåðõíåãî âàëàíæèíà ñëîæåíà ïåñ÷àíèêàìè, àëåâðîëèòàìè è ãëèíàìè, ñîäåðæàùèìè ðàñòèòåëüíûé äåòðèò. Ìîùíîñòü îòäåëüíûõ ïðîñëîåâ èçìåíÿåòñÿ îò 1 äî 20 ì.  òåõ ìåñòàõ, ãäå âåðõíåþðñêèå è íèæíå-ñðåäíåâàëàíæèíñêèå îòëîæåíèÿ ðàçìûòû, è ýðîçèîííûé ðåëüåô õàðàêòåðèçóåòñÿ íåðîâíîñòÿìè, ìîùíîñòü òîëùè ðåçêî óâåëè÷èâàåòñÿ îò îáû÷íûõ 24 äî 160 ì. Ðàçðåç ãîòòåðèâà (170 ì) ñëàãàþò òîíêîïëèò÷àòûå àëåâðèòèñòûå àðãèëëèòû ñ ïèðèòèçèðîâàííûìè îñòàòêàìè âîäîðîñëåé.  ïðèñâîäîâûõ ó÷àñòêàõ â íèçàõ ðàçâèòû ñèëüíî ãëèíèñòûå, íåðåäêî èçâåñòêîâèñòûå àëåâðîëèòû, à íåïîñðåäñòâåííî íàä ïðîäóêòèâíûìè îòëîæåíèÿìè â êåðíå îòìå÷àåòñÿ ïëîõî îêàòàííàÿ ãàëüêà. Áàððåì-àïòñêèå îòëîæåíèÿ (700 ì) ïðåäñòàâëåíû ÷åðåäîâàíèåì ïðîñëîåâ ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ è ãëèí ðàçëè÷íîé ìîùíîñòè è õîðîøî ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ òàíîï÷èíñêîé ñâèòîé, ïîâñåìåñòíî âûäåëåííîé â íèçîâüÿõ ð. Îáè. Íèæíÿÿ ÷àñòü ðàçðåçà õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøåé ïåñ÷àíèñòîñòüþ, ïî ñðàâíåíèþ ñ âåðõíåé. Àëüá-ñåíîìàíñêèå îòëîæåíèÿ (400 ì) ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà äâå òîëùè. Íèæíÿÿ ñëîæåíà àëåâðèòèñòûìè ãëèíàìè ñ îñòàòêàìè ïèðèòèçèðîâàííûõ âîäîðîñëåé.  åå ñîñòàâå âûäåëÿþòñÿ òðè ãëèíèñòûõ ïà÷êè ìîùíîñòüþ îò 30 äî 50 ì, ðàçäåëåííûõ ìàëîìîùíûìè ïðîñëîÿìè àëåâðîëèòîâ è ïåñ÷àíèêîâ. Ïî ëèòîëîãè÷åñêîìó ñîñòàâó òîëùà ñîïîñòàâëåíà ñ íèæíåé ïîäñâèòîé õàíòû-ìàíñèéñêîé ñâèòû çàïàäíûõ ðàéîíîâ íèçìåííîñòè. Ìîùíîñòü äîñòèãàåò 150 ì. Âåðõíÿÿ òîëùà ïðåäñòàâëåíà íåðàâíîìåðíûì ïåðåñëàèâàíèåì íåâûäåðæàííûõ ïî ïðîñòèðàíèþ ïëàñòîâ ïåñ÷àíèêîâ, àëåâðîëèòîâ è ãëèí.  âîçðàñòíîì îòíîøåíèè îíà ñîîòâåòñòâóåò âåðõíåé ÷àñòè õàíòû-ìàíñèéñêîé ñâèòû è óâàòñêîé ñâèòå çàïàäíûõ ðàéîíîâ íèçìåííîñòè. Òóðîí-äàòñêèå îòëîæåíèÿ (äî 350 ì) ïðåäñòàâëåíû ãëèíèñòîé òîëùåé è õîðîøî ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ êóçíåöîâñêîé, áåðåçîâñêîé è ãàíøèíñêîé ñâèòàìè çàïàäíûõ è öåíòðàëüíûõ ðàéîíîâ íèçìåííîñòè. Ïàëåîãåíîâûå îòëîæåíèÿ êåðíîì îõàðàêòåðèçîâàíû ñëàáî è ìîãóò áûòü âûäåëåíû ïî ñîïîñòàâëåíèþ ýëåêòðîêàðîòàæíûõ äèàãðàìì ñî ñêâàæèíàìè, ïðîáóðåííûìè â íèçîâüÿõ ð. Îáè. Ê ïàëåîöåíó â ñêâ. 66 Íîâîïîðòîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ (èíòåðâàë 212–265 ì) óñëîâíî îòíåñåíà òîëùà ãëèí ñ ïðîñëîÿìè ïåñ÷àíî-àëåâðèòîâûõ ïîðîä â âåðõíåé ÷àñòè. Ýîöåíîâûå îòëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû îïîêîâèäíûìè ãëèíàìè. ×åòâåðòè÷íûå îòëîæåíèÿ ðàçâèòû ïîâñåìåñòíî è ïðåäñòàâëåíû ïåñ÷àíî-ãëèíèñèòûìè îñàäêàìè ìîùíîñòüþ îò ïåðâûõ ìåòðîâ äî 60 ì.  ñåéñìè÷åñêîì ðàçðåçå ïåðå÷èñëåííûì ñòðàòèãðàôè÷åñêèì ïîäðàçäåëåíèÿì ñîîòâåòñòâóåò íàáîð îòðàæàþùèõ ãîðèçîíòîâ, êàê ïðàâèëî, âûäåðæàííûõ ïî ïðîñòèðàíèþ è íàäåæíî îïîçíàâàåìûõ ïðè èíòåðïðåòàöèè (òàáë. 8.1). Òàáëèöà 8.1. Ñòðàòèãðàôè÷åñêîå ïîëîæåíèå ñåéñìè÷åñêèõ ãîðèçîíòîâ â ìåçîçîéñêèõ îòëîæåíèÿõ Þæíî-Êàðñêîé ñèíåêëèçû ïî ñîïîñòàâëåíèþ ñ äàííûìè áóðåíèÿ íà Õàðàñàâýéñêîé ïëîùàäè Ïîäîøâà Ïîäîøâà Ïîäîøâà Ïîäîøâà Ïîäîøâà Ïîäîøâà Ïîäîøâà
Ñòðàòèãðàôè÷åñêîå ïîëîæåíèå îòðàæàþùåãî ãîðèçîíòà êóçíåöîâñêîé ñâèòû (òóðîí) õàíòû-ìàíñèéñêîé ñâèòû (àëüá) ïåñ÷àíèêîâîé ïà÷êè â âåðõàõ òàíîï÷èíñêîé ñâèòû, â 200 ì îò åå êðîâëè (ãîòòåðèâ – àïò) àõñêîé ñâèòû, êðîâëÿ áàæåíîâñêîé ñâèòû (ãðàíèöà âåðõíåé þðû è íèæíåãî ìåëà) òþìåíñêîé ñâèòû (ãðàíèöà íèæíåé þðû è òðèàñà) ìîùíîé ãëèíèñòîé ïà÷êè â ñðåäíåé ÷àñòè òðèàñà, â 400 ì îò êðîâëè òðèàñà, êðîâëÿ ÏÑÝ
Èíäåêñ Ã Ì1 Ì Á Ò4 Ià À
Ãëóáèíà, ì 800 1 500 1 700 2 800 4 800 5 200 5 500
Íà Áàðåíöåâñêîé ïëèòå êîéëîãåííûé ýòàæ èìååò ìîùíîñòü îêîëî 2–3 êì. Ãðàíèöà åãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñîâïàäàåò ñ ãðàíèöåé Áàðåíöåâñêîé ïëèòû. Îòëîæåíèÿ ïëèòíîãî ýòàæà äåòàëüíî èçó÷åíû ìíîãî÷èñëåííûìè ñåéñìè÷åñêèìè è ãåîàêóñòè÷åñêèìè ïðîôèëÿìè è âñêðûòû ðÿäîì ãëóáîêèõ ñêâàæèí. Ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì â íåì ðàçëè÷àþò òðè êîìïëåêñà: þðñêèé, ìåëîâîé è êàéíîçîéñêèé, ðàçäåëåííûå ñëàáîâûðàæåííûìè íåñîãëàñèÿìè. Êàê ïðàâèëî, ðîëü ýòèõ íåñîãëàñèé óìåíüøàåòñÿ îò ïåðèôåðèè ïëèòû ê åå öåíòðàëüíûì îáëàñòÿì. Îñíîâàíèå ñòðóêòóðíîãî ýòàæà ñîâïàäàåò ñ ðåãèîíàëüíûì îòðàæàþùèì ãîðèçîíòîì Á; ãðàíèöà ìåæäó þðñêèì è ìåëîâûì êîìïëåêñîì ïðîâîäèòñÿ ïî ãîðèçîíòó Â, à ïîäîøâà êàéíîçîéñêîãî – ïî ãîðèçîíòó Ã. Êðîìå òîãî, â êàæäîì èç êîìïëåêñîâ îáû÷íî õîðîøî âèäåí ðÿä ìåíåå êîíòðàñòíûõ è ïðîòÿæåííûõ îòðàæåíèé. Âñå ïåðå÷èñëåííûå òîëùè, ñëàãàþùèå âåðõíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ, ïðåäñòàâëåíû òåððèãåííûìè ïîðîäàìè – îò ãëèí äî ãðóáîçåðíèñòûõ 210
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
ïåñ÷àíèêîâ, ñðåäè êîòîðûõ èçðåäêà âñòðå÷àþòñÿ óãëåíîñíûå ïåñ÷àíèêè è áèòóìèíîçíûå ãëèíû. Ðàçðåçó ñâîéñòâåííà îáùàÿ òðàíñãðåññèâíî-ðåãðåññèâíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ëèòîôàöèé, êîãäà â îñíîâàíèè çàëåãàþò îòíîñèòåëüíî êðóïíîçåðíèñòûå ðàçíîñòè ïåñ÷àíèêîâ àëëþâèàëüíîãî, ïðèáðåæíî-ìîðñêîãî è ìåëêîâîäíî-ìîðñêîãî ãåíåçèñà (íèæíÿÿ è ñðåäíÿÿ þðà), çàëåãàþùèå íà ïîäñòèëàþùèõ ïåðìñêî-òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ ñ íåáîëüøèì ðàçìûâîì.  ñðåäíåé ÷àñòè ðàçðåçà ïðåîáëàäàþò òîíêîçåðíèñòûå, ïåñ÷àíî-ãëèíèñòûå îòëîæåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå ìàêñèìóìó òðàíñãðåññèè (âåðõíÿÿ þðà – íèæíèé ìåë), à âåðõíþþ ÷àñòü ñëàãàþò ïåñ÷àíî-ãëèíèñòûå, èíîãäà óãëèñòûå îòëîæåíèÿ, îòðàæàþùèå ðåãðåññèâíóþ ñòàäèþ ðàçâèòèÿ áàññåéíà îñàäêîíàêîïëåíèÿ (âåðõè íèæíåãî ìåëà). Ïðè âñåì ðàçíîîáðàçèè ôàöèàëüíîãî è ëèòîëîãè÷åñêîãî ñîñòàâîâ îòëîæåíèé ïëèòíîãî ñòðóêòóðíîãî ýòàæà, îòäåëüíûì åãî òîëùàì ñâîéñòâåííà, îäíàêî, çíà÷èòåëüíî áîëåå ñòðîãàÿ âûäåðæàííîñòü ïî ïðîñòèðàíèþ, ÷åì äëÿ âñåõ íèæåëåæàùèõ îòëîæåíèé îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Ìîùíîñòü íèæíåé-ñðåäíåé þðû ìåíÿåòñÿ îò 700–900 ì â ïîãðóæåííûõ çîíàõ, äî 100–150 ì – íà ïåðèôåðèè ïëèòû. Ìåñòàìè, íàïðèìåð, íà ñåâåðî-çàïàäå Øïèöáåðãåíà èõ ìîùíîñòü ñîêðàùàåòñÿ äî ïåðâûõ ìåòðîâ. Ìîùíîñòü âåðõíåþðñêî-íèæíåìåëîâîé ÷àñòè ñòðóêòóðíîãî ýòàæà êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ îò 100 äî 400 ì è óáûâàåò â òîì æå íàïðàâëåíèè, ÷òî è íèæåëåæàùèõ. Õàðàêòåðíûì çâåíîì ýòîé ÷àñòè ðàçðåçà âûñòóïàåò ïà÷êà áèòóìèíîçíûõ ãëèí âîëæñêîãî ÿðóñà ìîùíîñòüþ ïåðâûå äåñÿòêè ìåòðîâ, êîððåëèðóåìàÿ ñ áàæåíîâñêîé ñâèòîé Çàïàäíîé Ñèáèðè. Ìîùíîñòü ñàìîãî âåðõíåãî ÷ëåíà ðàçðåçà âàðüèðóåò â äèàïàçîíå 500–2000 ì, ïðè÷åì ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ òàêæå ïðèóðî÷åíû ê öåíòðàëüíûì îáëàñòÿì ïëèòû. Ñòðîåíèå ðàçðåçà ìåçîçîé-êàéíîçîéñêèõ îòëîæåíèé Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû âî ìíîãîì ïîäîáíî ðàññìîòðåííîìó âûøå. Îñîáåííî îò÷åòëèâî ýòî ñõîäñòâî ïðîÿâëÿåòñÿ â ñòðîåíèè âåðõíåþðñêèõ îòëîæåíèé (Óñòèíîâ, Ïîêðîâñêàÿ, 1994). Âåðõíåþðñêèå «÷åðíûå ãëèíû», îòëè÷àþùèåñÿ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà (Ñîðã.> 8%), ÿâëÿþòñÿ ñâîåîáðàçíûì ìàðêèðóþùèì ãîðèçîíòîì, êîòîðûé áëàãîäàðÿ õàðàêòåðíîìó îáëèêó, ïîâûøåííîé ðàäèîàêòèâíîñòè è âûñîêèì, ïî ñðàâíåíèþ ñ âìåùàþùèìè ïîðîäàìè, çíà÷åíèÿì óäåëüíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñîïðîòèâëåíèé, ëåãêî îïîçíàåòñÿ ïðè áóðåíèè êàê ïî øëàìó, òàê è ïî êàðîòàæó.  Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå è Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçå «÷åðíûå ãëèíû» ñëàãàþò äâå ïà÷êè, êðîâëÿ êîòîðûõ ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíàõ 1 200 è 2 314 ì. Êèìåðèäæñêàÿ ïà÷êà ðàñïðîñòðàíåíà ïî÷òè ïîâñåìåñòíî è èìååò ìîùíîñòü 20–35 ì, à ñðåäíåâîëæñêàÿ âñòðå÷àåòñÿ òîëüêî â þæíîé ÷àñòè âïàäèíû, ãäå åå ìîùíîñòü äîñòèãàåò 40–47 ì. Íà øåëüôå Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ è þæíîì îáðàìëåíèè Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû «÷åðíûå ãëèíû» ðàñïîëàãàþòñÿ íà ãëóáèíå îò 350 äî 700 ì, èìåþò òîëüêî ñðåäíåâîëæñêèé âîçðàñò, à ìîùíîñòü èõ íå ïðåâûøàåò 10 ì. Ïî ðÿäó ïàðàìåòðîâ «÷åðíûå ãëèíû» òÿãîòåþò ê ïîðîäàì òèïà áàæåíîâèòîâ, âõîäÿùèì â ñîñòàâ áàæåíîâñêîé ñâèòû Çàïàäíîé Ñèáèðè. Îáû÷íî îíè íàõîäÿòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî íà ñòàäèÿõ êàòàãåíåçà ÏÊ3(Á3) è MK1(Ä), ðåäêî íà ñòàäèÿõ áîëåå ãëóáîêîé ïðåîáðàçîâàííîñòè. Óãëåôèöèðîâàííûå ðàñòèòåëüíûå îñòàòêè ïðèíàäëåæàò ïðåèìóùåñòâåííî âîäîðîñëÿì. Ïðåäïîëàãàåòñÿ íàëè÷èå «÷åðíûõ ãëèí» â öåíòðàëüíîé ÷àñòè Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû. Èçâåñòíû íàõîäêè «÷åðíûõ ãëèí» íà ïîäíÿòèè Ïåðñåÿ, îíè îáíàðóæåíû òàêæå â øëàìå ñêâàæèíû íà Ëóäëîâñêîé ñåäëîâèíå è óñòàíîâëåíû î. Ãðåýì-Áåëë ÇÔÈ. Ìîùíîñòü «÷åðíûõ ãëèí» â Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå, âåðîÿòíî, íå ïðåâûøàåò 20 ì. Ìåçîçîé-êàéíîçîéñêèå îòëîæåíèÿ íà òåððèòîðèè Íîâîé Çåìëè ëîêàëüíî ðàñïðîñòðàíåíû, îäíàêî, ñàì ôàêò èõ íàëè÷èÿ èìååò ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå äëÿ ïîíèìàíèÿ óñëîâèé ôîðìèðîâàíèÿ êîéëîãåííîãî ÷åõëà íà Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîì øåëüôå è òåêòîíè÷åñêîé ïîçèöèè àðõèïåëàãà â ñòðóêòóðå ýòîãî ðåãèîíà. Íà ïðèáðåæíîé ðàâíèíå Þæíîãî îñòðîâà èçâåñòíû ãëûáû è îáëîìêè ïîðîä ñ îêàìåíåëîñòÿìè þðñêîãî è ìåëîâîãî âîçðàñòà – îò áàòà äî àëüáà (×åðêåñîâ, Áóðäûêèíà, 1981). Ìåñòíîå (íîâîçåìåëüñêîå) ïðîèñõîæäåíèå âàëóíîâ ñåé÷àñ ïðèçíàåòñÿ áîëüøèíñòâîì èññëåäîâàòåëåé. Ñðåäè ìåçîçîéñêèõ ïîðîä äîìèíèðóþò ðàçíîîáðàçíûå ïåñ÷àíèêè, ÷àñòî ñ èçâåñòêîâèñòûì èëè ñèäåðèòîâûì öåìåíòîì; ðåæå âñòðå÷àþòñÿ êîíãëîìåðàòû, áðåê÷èè è èçâåñòíÿêè; â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ íàáëþäàëèñü àëåâðîëèòû, ìåðãåëè, îïîêè è ãëèíû. Âåðõíåòðèàñîâûå-íèæíåþðñêèå ïîðîäû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êîíòèíåíòàëüíûå îáðàçîâàíèÿ ñ äðåâåñíîé ôëîðîé, îñòàëüíûå ìåçîçîéñêèå îòëîæåíèÿ, êðîìå ãîòåðèâ-áàððåìñêèõ, ÿâëÿþòñÿ ìîðñêèìè.  ãîòòåðèâ-áàððåìñêèõ îñàäêàõ îòìå÷åíû áóðûå óãëè, ñïîðîâî-ïûëüöåâîé êîìïëåêñ êîòîðûõ ñ îäíîâîçðàñòíûìè êîíòèíåíòàëüíûìè ïîðîäàìè Çàïàäíîé Ñèáèðè. 211
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ýòè íàõîäêè ïîçâîëÿþò ïðåäïîëàãàòü, ÷òî âñþ ïåðâóþ ïîëîâèíó ìåçîçîÿ (ïî àëüá âêëþ÷èòåëüíî) Íîâàÿ Çåìëÿ íàõîäèëàñü ïîä óðîâíåì ìîðÿ è áûëà ïåðåêðûòà ÷åõëîì îñàäêîâ, â áîëüøèíñòâå ñâîåì ñìûòûõ â ïðîöåññå êàéíîçîéñêîãî àïëèôòà è ñîõðàíèâøèõñÿ ëèøü â âèäå äåëþâèàëüíûõ ðàçâàëîâ. Èç ýòîãî ïðåäïîëîæåíèÿ ñëåäóåò, ÷òî ôîðìèðîâàíèå êîéëîãåííîãî ÷åõëà íà âñåé ïëîùàäè Îáñêî-Áàðåíöåâñêîãî îñàäî÷íîãî ñóïåðáàññåéíà ïðîèñõîäèëî â îäíîòèïíûõ ôàöèàëüíûõ óñëîâèÿõ, è ëèøü âñëåäñòâèå èíòðàêðàòîííîé àêòèâèçàöèè Íîâîçåìåëüñêîãî àðêîãåíà â àëüïèéñêóþ ýïîõó ýòîò åäèíûé ðåæèì áàññåéíîâîãî ëèòîãåíåçà áûë ëîêàëüíî íàðóøåí è ñìåíèëñÿ äåíóäàöèîííûì. 8.3.6. Êàéíîçîéñêèé ïîêðîâíûé êîìïëåêñ Ðàçðåçû êàéíîçîéñêèõ îòëîæåíèé Áàðåíöåâà è Êàðñêîãî ìîðåé ðàçëè÷àþòñÿ áîëåå ñóùåñòâåííî. Îíè ñëàãàþò ìàëîìîùíûé ïîêðîâ, êîòîðûé íà ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëàõ ïðàêòè÷åñêè íå çàìåòåí è ìîæåò áûòü çàðåãèñòðèðîâàí ëèøü ïðè âûñîêî÷àñòîòíîì ïðîôèëèðîâàíèè. Ìîùíîñòü ïëàùà îñàäêîâ îáû÷íî íå ïðåâûøàåò 5–10 ì, è òîëüêî â ñàìîé öåíòðàëüíîé ÷àñòè ÁÑÊÌ è Þæíî-Êàðñêîé âïàäèíû âûÿâëÿþòñÿ ó÷àñòêè, ãäå êàéíîçîéñêèå îòëîæåíèÿ îáëàäàþò ìîùíîñòüþ äî 150 ì. Ñóäÿ ïî õàðàêòåðó ñåéñìîôàöèé, çäåñü ðàçâèòû ñóáàêâàëüíûå îñàäêè, áåç íåñîãëàñèÿ ïåðåêðûâàþùèå âåðõíåìåëîâûå îòëîæåíèÿ. Î÷åâèäíî, â ýòèõ ñòðóêòóðàõ îñàäêîíàêîïëåíèå ïðàêòè÷åñêè íå ïðåðûâàëîñü íà ðóáåæå ìåëà-ïàëåîãåíà. Âàæíîé îñîáåííîñòüþ ðàçðåçà êàéíîçîéñêèõ îáðàçîâàíèé Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ñëóæèò ïðèñóòñòâèå íåáîëüøèõ ãðàáåíîâ ïðîñåäàíèÿ (ðèñ. 8.10). Íà ïðîôèëå 2-ÀÐ îíè âñòðå÷àþòñÿ ñ èíòåðâàëîì 15–25 êì, ïðè÷åì âî âñåõ ñëó÷àÿõ ãðàíè÷íûå ðàçëîìû ïðîñëåæèâàþòñÿ äî ñàìîé ïîâåðõíîñòè äíà, ÷òî óêàçûâàåò íà ìîëîäîé âîçðàñò íàðóøåíèé, îáíîâëÿåìûõ áóêâàëüíî â íàøè äíè. Çåìëåòðÿñåíèÿ ñèëîé äî 4,5 áàëëîâ, ôèêñèðóåìûå â ýòîì ðåãèîíå, â ÷àñòíîñòè, íà ëèíèè Áàéäàðàöêîãî ðàçëîìà, ÿâëÿþòñÿ ñâèäåòåëüñòâîì òîãî, ÷òî òåêòîíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ, âûçûâàþùèå ïîÿâëåíèå ïîäîáíûõ ãðàáåíîâ ïðîñåäàíèÿ, ïðîäîëæàþò ðåëàêñèðîâàòüñÿ â ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ øåëüôà, ïðåäñòàâëÿÿ îïðåäåëåííóþ îïàñíîñòü äëÿ èíæåíåðíûõ ñîîðóæåíèé.  Êàðñêîì ìîðå àíàëîãè÷íîãî òèïà ñòðóêòóðû âûÿâëåíû ëèøü â ïîãðåáåííîì âèäå, ÷òî óêàçûâàåò íà áîëåå ñïîêîéíûå ñîâðåìåííûå òåêòîíè÷åñêèå óñëîâèÿ.
Ðèñ. 8.10. Ñèñòåìà ãðàáåíîâ ïðîñåäàíèÿ â âåðõíåé ÷àñòè ðàçðåçà þðñêî-ìåëîâîãî êîéëîãåííîãî êîìïëåêñà Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû (ñëåâà, ôðàãìåíò ïðîôèëÿ ÌÎÂ-ÎÃÒ ïî ãåîòðàâåðñó 2-ÀÐ) è ñòðóêòóðà ðàñòÿæåíèÿ â êàéíîçîéñêèõ îòëîæåíèÿõ çàïàäíûõ ïðåäãîðèé Àëüï (ñïðàâà, ïî Æ. Ãîãåëþ) 212
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À â å ò è ñ î â à . Ï . , Á ó ë è í Í . Ê . Ãëóáèííîå ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå àðõèïåëàãà Çåìëè Ôðàíöà-Èîñèôà ïî ñåéñìîëîãè÷åñêèì äàííûì // Ãåîôèç. ìåòîäû ðàçâåäêè â Àðêòèêå. Ë.: ÍÈÈÃÀ, 1974. Âûï. 9. Ñ. 26–32. À ë å õ è í Ñ .  . , À ð ì è ø å â À . Ì . , Á à ò ó ð è í Ä . à . è ä ð . Áàðåíöåâñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà. Ë.: Íåäðà, 1988. 263 ñ. À ð ì è ø å â À . Ì . , Ä å ñ ÿ ò ê î â  . Ì . Ðåçóëüòàòû ïîèñêîâûõ ðàáîò íà î. Áåëîì Êàðñêîãî ìîðÿ // Íåôòåãàçîíîñíîñòü Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà (ïî ìàòåðèàëàì áóðåíèÿ íà îñòðîâàõ è ìîðå). ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 1993. Ñ. 75–77. Á à ò è å â à È . Ä . , Á å ë ü ê î â È .  . ,  å ò ð è í  . Ð . è ä ð . Ãðàíèòîèäíûå ôîðìàöèè äîêåìáðèÿ ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà. Ë.: Íàóêà, 1978. 264 ñ. Á î ã ä à í î â Í . À . , Õ à è í  . Å . Òåêòîíè÷åñêàÿ êàðòà ìîðåé Êàðñêîãî è Ëàïòåâûõ è Ñåâåðà Ñèáèðè. Ì-á 1 : 2 500 000. Îáúÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà. Ì.: èçä. Èíñò. ëèòîñôåðû ÐÀÍ, 1989. 127 ñ. Á î é ê î à . Å . , Ï à â ë þ ê Ì . È . , à à é â à í î â è ÷ Î . Ï . Òåêòîíè÷åñêîå ðàéîíèðîâàíèå âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ ïî äàííûì òðåõìåðíîãî ïëîòíîñòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ // Êîìïëåêñíîå îñâîåíèå íåôòåãàçîâûõ ðåñóðñîâ êîíòèíåíòàëüíîãî øåëüôà ÑÑÑÐ. Òåç. äîêë. Ìóðìàíñê, 1989. Ñ. 33–35. Á ó ë è í Í . Ê . , Á å ð ë ÿ í ä Í . à . , Á ó ë à â ê î Ë . Ô . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïðîâèíöèè (ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì) // Ñîâ. Ãåîëîãèÿ. 1976. ¹ 1. Ñ. 115–122.  å ð á à  .  . , Ê ð à ñ è ë ü ù è ê î â À . À . , Ë è â ø è ö Þ . ß . Îòðàæåíèå ñòðóêòóðû ôóíäàìåíòà Øïèöáåðãåíñêîãî øåëüôà â ìàãíèòíîì ïîëå // Àíîìàëèè ãåîìàãíèòíîãî ïîëÿ è ãëóáèííîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû. Ìàòåðèàëû Ìåæäóíàð. ðàá. ñîâåù. Êèåâ: Íàóêîâà äóìêà, 1982. Ñ. 93–95.  å ð á à Ì . Ë . Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêèé ìåãàïðîãèá è åãî ðîëü â ýâîëþöèè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà // Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà. Ë.: ÏÃÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ», 1985. Ñ. 11–27.  å ð á à Ì . Ë . , Ì à ò â å å â Þ . È . Ýâîëþöèÿ Çåìíîé êîðû Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà íà îñíîâå äàííûõ ãëóáèííûõ ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé // Ðåãèîíàëüíàÿ ãåîëîãèÿ è ìåòàëëîãåíèÿ. ÑÏá.: ÂÑÅÃÅÈ, 2000. ¹ 12. Ñ.175–185.  å ð á à  .  . ,  å ð á à Ì . Ë . Ñòðóêòóðà ðàñòÿæåíèÿ çåìíîé êîðû â Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå. Ðîññèéñêàÿ Àðêòèêà: ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ, ìèíåðàãåíèÿ, ãåîýêîëîãèÿ / Ãë. ðåä. Ä. À. Äîäèí, Â. Ñ. Ñóðêîâ. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. Ñ. 93–108.  è í î ã ð à ä î â À . Í . , Á à ò è å â à È . Ä . Ýíäîãåííûå ðåæèìû è ýâîëþöèÿ ìàãìàòèçìà â ðàííåì äîêåìáðèè. ÑÏá.: Íàóêà, 1991. 198 ñ.  î ë ê  . Ý . Ãåîìàãíèòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà çåìíîé êîðû Ñåâåðíîé ïîëÿðíîé îáëàñòè Çåìëè // Ñòðóêòóðà çåìíîé êîðû Ìèðîâîãî îêåàíà. Ë.: ÏÃÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ», 1984. Ñ. 38–45. à à ë ä è í Í . Å . , Å ã î ð ê è í À .  . , Ç þ ã à í î â Ñ . Ê è ä ð . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà âäîëü ðåãèîíàëüíîãî ïðîôèëÿ ÌÎÂÇ-ÃÑÇ Ïå÷åíãà – Óìáîçåðî – Ðó÷üè // Ãåîòåêòîíèêà. 1988. ¹ 4. Ñ. 30–44. à å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ê à ð ò à Êîëüñêîãî ðåãèîíà ì-áà 1 : 500 000 / Ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ. Àïàòèòû: èçä. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. à ë à ç í å â  . Í . Êîìïëåêñíûå ãåîôèçè÷åñêèå ìîäåëè ëèòîñôåðû Ôåííîñêàíäèè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2003. 254 ñ. à ð à ì á å ð ã È . Ñ . Áàðåíöåâîìîðñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà. Ë.: Íåäðà, 1988. 263 ñ. à ð à ì á å ð ã È . Ñ . , Ø ê î ë à È .  . , Á ð î Å . à . è ä ð . Ïàðàìåòðè÷åñêèå ñêâàæèíû íà îñòðîâàõ Áàðåíöåâà è Êàðñêîãî ìîðåé // Ñîâ. Ãåîëîãèÿ. 1985. ¹ 1. Ñ. 95–98. Ä å ä å å â  . À . , Ç à ï î ð î æ ö å â à È .  . Çåìíàÿ êîðà Åâðîïåéñêîãî Ñåâåðî-Âîñòîêà ÑÑÑÐ. Ë.: Íàóêà, 1985. 98 ñ. Ä î á ð å ö î â Í . Ë . Ýâîëþöèÿ ñòðóêòóð Óðàëà, Êàçàõñòàíà, Òÿíü-Øàíÿ è Àëòàå-Ñàÿíñêîé îáëàñòè â Óðàëî-Ìîíãîëüñêîì ñêëàä÷àòîì ïîÿñå // Ãåîë. è ãåîô. 2003. Ò. 44, ¹ 1–2. Ñ. 5–27. Æ ó ð à â ë å â  . Ñ . , Ð à à á å í Ì . Å . Ãèïîòåçà Áàðåíöèè â ñâåòå ñîâðåìåííûõ äàííûõ // Òåêòîíèêà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû è åå îáðàìëåíèÿ. Ì.: Íàóêà, 1975. Ñ. 75–92. È ñ à í è í à Ý .  . ,  å ð á à Ì . Ë . , È â à í î â à Í . Ì . è ä ð . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñåéñìîëîãè÷åñêèå ãðàíèöû Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà íà Áàëòèéñêîì ùèòå è ñìåæíîé ÷àñòè øåëüôîâîé ïëèòû Áàðåíöåâà ìîðÿ // Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ìåñòîðîæäåíèé. 2000. Ò. 42, ¹ 5. Ñ. 491–502. Ê à ç à è ñ  . È . Ñòðîåíèå ïîâåðõíîñòè Ìîõîðîâè÷è÷à â Åíèñåé-Õàòàíãñêîì ïðîãèáå ïî ðåçóëüòàòàì êîìïëåêñíîé èíòåðïðåòàöèè ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé // Åíèñåé-Õàòàíãñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü / Ïîä ðåä. Ä. Ñ. Ñîðîêîâà, Ã. Ä. Ãèíñáóðãà. Ë.: ÍÈÈÃÀ, 1974. Ñ. 51–53. Ê à í û ã è í À .  . , Á à õ à ð å â Í . Ê . , Á å ë ÿ å â Ñ .  . Äåâîíñêèå ðèôû íà ßìàëå: íîâûå äàííûå î âîçðàñòå è ãåîëîãè÷åñêîì ñòðîåíèè // Ìàòåðèàëû ðåãèîíàëüíîé ãåîë. êîíô. ãåîëîãîâ Ñèáèðè. Òîìñê, 2000. Ò. 2. Ñ. 301–302. 213
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ê à ò à ë î ã ã å î õ ð î í î ë î ã è ÷ å ñ ê è õ ä à í í û õ ïî ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà / Áàÿíîâà Ò. Á., Ïîæèëåíêî Â. È., Ñìîëüêèí Â. Ô., Êóäðÿøîâ Í. Ì., Êàóëèíà Ò. Â., Âåòðèí Â. Ð. // Ïðèëîæåíèå ¹ 3 ê ìîíîãðàôèè «Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè» / Ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. 53 ñ. Ê à ÷ ó ð è í à Í .  . , Ø ê à ò î â Å . Ï . , À í ä ð å å â à È . À . Î ìîðôîñòðóêòóðíîé ïîçèöèè æåëîáîâ Ñâÿòîé Àííû è Ôðàíö-Âèêòîðèÿ â ñâåòå íîâûõ äàííûõ // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. 1999. ¹ 7–8. Ñ. 32–34. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Èññëåäîâàíèå ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû ñ ïîìîùüþ áóðåíèÿ ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíû / Ãë. ðåä. Å. À. Êîçëîâñêèé. Ì.: Íåäðà, 1984. 490 ñ. Ê î ë ü ñ ê à ÿ ñ â å ð õ ã ë ó á î ê à ÿ . Íàó÷íûå ðåçóëüòàòû è îïûò èññëåäîâàíèé / Ïîä. ðåä. Â. Ï. Îðëîâà, Í. Ï. Ëàâåðîâà, Ì.: ÌÔ «Òåõíîíåôòåãàç», 1998. 260 ñ. Ê î ð à ã î Å . À . , À í ä ð å å â à È . À . , Å ð ø î â Þ . Ï . è ä ð . Äîêåìáðèéñêèå îáðàçîâàíèÿ Ñåâåðíîãî îñòðîâà Íîâîé Çåìëè // Íîâàÿ Çåìëÿ íà ðàííèõ ýòàïàõ ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ Ë.: ÍÏÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ», 1984. Ñ. 5–19. Ê î ð à ã î Å . À . , Ê î â à ë å â à à . Í . , È ë ü è í  . Ô . è ä ð . Òåêòîíèêà è ìåòàëëîãåíèÿ ðàííèõ êèììåðèä Íîâîé Çåìëè. ÑÏá.: Íåäðà, 1992. 187 ñ. Ê ð à ñ è ë ü ù è ê î â À . À . Ñòðàòèãðàôèÿ è ïàëåîòåêòîíèêà äîêåìáðèÿ – ðàííåãî ïàëåîçîÿ Øïèöáåðãåíà / Òð. ÍÈÈÃÀ. Ë.: Íåäðà, 1973. Ò. 172. 120 ñ. Ê ð à ñ è ë ü ù è ê î â À . À . , Ë è â ø è ö Þ . ß . Òåêòîíèêà îñòðîâà Ìåäâåæèé // Ãåîòåêòîíèêà. 1974. ¹ 4. Ñ. 39–51. Ê ð å ì å í å ö ê à ÿ Å . Î . Î ãëóáèííîì ïîëîæåíèè íåêîòîðûõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà è î. Çàï. Øïèöáåðãåí // Ãåîôèç. èññëåä. íà Åâðîïåéñêîì Ñåâåðå ÑÑÑÐ. Àïàòèòû: èçä. ÊÔÀÍ ÑÑÑÐ, 1983. Ñ. 44–50. Ì à ù å í ê î â Ñ . Ï . , À ñ ò à ô ó ð î â à Å . à . , à ë å á î â ñ ê è é  . Þ . Ìîäåëü ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ïî îïîðíîìó ãåîôèçè÷åñêîìó ðàçðåçó â Êàðñêîì ìîðå // Ãåîëîãî-ãåîôèç. õàðàêòåðèñòèêè ëèòîñôåðû Àðêòè÷. Ðåãèîíà. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. Âûï. 4. Ñ. 69–89. Ì å ë å æ è ê  . À . Ñåäèìåíòàöèîííûå è îñàäî÷íî-ïîðîäíûå áàññåéíû ðàííåãî ïðîòåðîçîÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. ÑÏá.: Íàóêà, 1992. 258 ñ. Ï à â ë å í ê è í À . Ä . Ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü ñðåäû àêâàòîðèè Áàðåíöåâà ìîðÿ è Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïðîâèíöèè // Ìîðñêèå ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â Àðêòèêå. Ë., 1981. Ñ. 52–59. Ï à â ë å í ê î â à Í . È . Ðîëü ôëþèäîâ â ôîðìèðîâàíèè ñåéñìè÷åñêîé ðàññëîåííîñòè Çåìíîé êîðû // Ôèçèêà Çåìëè. 1996. ¹ 4. Ñ. 51–61. Ï å ò ð î â  . Ï . Ìåòàìîðôèçì ðàííåãî ïðîòåðîçîÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1999. 325 ñ. Ï î æ è ë å í ê î  . È . , à à â ð è ë å í ê î Á .  . , Æ è ð î â Ä .  . , Æ à á è í Ñ .  . Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. 359 ñ. Ï î í î ì à ð å â à . ß . , Ð î ì à í î â à Í .  . Ãåðöèíñêèé ìàãìàòèçì Áàéäàðàöêîé çîíû ðàçëîìîâ // ÄÀÍ ÑÑÑÐ, 1983. Ò. 273, ¹ 3. Ñ. 678–682. Ð î í ê è í à Ç . Ç . , Á ð î Å . à . Ëèòîëîãî-ïàëåîíòîëîãè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà þðñêî-ìåëîâûõ îòëîæåíèé Êàðñêîãî ñåäèìåíòàöèîííîãî áàññåéíà // Íåôòåãàçîíîñíîñòü Ìèðîâîãî îêåàíà. Ë.: ÏÃÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ», 1984. Ñ. 48–59. Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí. Êîëë. àâò. ïîä ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâà, Í. Â. Øàðîâà. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. ×.1. 237 ñ. ×. 2. 205 ñ. Ñ è ì î í î â À . Ï . , à ó á å ð ì à í Ä . Ì . , ß ê î â ë å â Þ . Í . è ä ð . Ïîëóîñòðîâ Ðûáà÷èé (Áàðåíöåâî ìîðå): íîâûå äàííûå î òåêòîíèêå è ïåðñïåêòèâàõ íåôòåãàçîíîñíîñòè Ñåâåðî-çàïàäíîãî ôëàíãà Òèìàíî-Âàðàíãåðñêîé ñèñòåìû áàéêàëèä // Ãåîôèçèêà XXI ñòîëåòèÿ: 2001 ãîä. Ñáîðíèê òðóäîâ òðåòüèõ ãåîôèçè÷åñêèõ ÷òåíèé èì. Â. Â. Ôåäûíñêîãî (22–24 ôåâðàëÿ 2001 ã., Ìîñêâà). Ì.: Íàó÷íûé ìèð, 2001. Ñ. 64–69. Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . Êîìàòèèòîâûé è ïèêðèòîâûé ìàãìàòèçì ðàííåãî äîêåìáðèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà. ÑÏá.: Íàóêà, 1992. 278 ñ. Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . , Ì è ò ð î ô à í î â Ô . Ï . Ìàãìàòèçì, ñåäèìåíòîãåíåç è ãåîäèíàìèêà Ïå÷åíãñêîé ïàëåîðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû // Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1996. 256 ñ. Ñ ò à ð ê À . à . , Ø ê à ò î â Å . Ï . , Ê ó ç í å ö î â à Ë . À . Íîâûå äàííûå î ãåîëîãè÷åñêîì ñòðîåíèè ñåâåðíîé îêðàèíû Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà ïî ñåéñìè÷åñêèì èññëåäîâàíèÿì // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð, 1999. ¹ 7–8. Ñ. 21–24. Ñ ó ð ê î â  . Ñ . , Ê ó ç í å ö î â  . Ë . , Ë à ò û ø å â  . È . , Ñ ì è ð í î â Ë .  . Ñòðóêòóðà çåìíîé êîðû Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû // Ðîññèéñêàÿ Àðêòèêà: ãåîëîãè÷åñêàÿ èñòîðèÿ, ìèíåðàãåíèÿ, ãåîýêîëîãèÿ. Ïîä ðåä. Ä. À. Äîäèíà, Â. Ñ. Ñóðêîâà. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 2002. Ñ. 325–327. Ñ ó ð ê î â  . Ñ . , Ñ ì è ð í î â Ë .  . Ñòðîåíèå è íåôòåãàçîíîñíîñòü ôóíäàìåíòà Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû // Îòå÷åñòâåííàÿ ãåîëîãèÿ. 2003. ¹ 1. Ñ. 10–16. 214
Ãëàâà 8. Ëèòîñôåðà Êàðñêî-Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòû
Ò å á å í ü ê î â À . Ì . Ãëàâíûå ýòàïû ôîðìèðîâàíèÿ ôóíäàìåíòà Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Çåìëè, Øïèöáåðãåí / Ðåä. Ã. Ã. Ìàòèøîâ, Ã. À. Òàðàñîâ. Êîìïëåêñíûå èññëåäîâàíèÿ ïðèðîäû Øïèöáåðãåíà. Ñá. ìàòåðèàëîâ 3-é ìåæäóíàð. êîíô. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2003. Ñ. 59–66. Ò ó ë è í à Þ .  . , Ø å ì å ë å â à È . Á . , Ñ î ê î ë î â Ñ . Á . è ä ð . Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâà ìîðÿ // Ãåîôèçè÷åñêèå ïîëÿ Àòëàíòè÷åñêîãî îêåàíà. Ì., 1988. Ñ. 34–51. Ó ñ ò è í î â Í .  . , Ï î ê ð î â ñ ê à ÿ È . Å . Âåðõíåþðñêèå «÷åðíûå ãëèíû» Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà // Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå è íåôòåãàçîíîñíîñòü Àðêòè÷åñêèõ ìîðåé Ðîññèè. ÑÏá.: ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 1994. Ñ. 19–29. Õ à è í  . Å . ( ð å ä . ) Òåêòîíèêà Åâðîïû è ñìåæíûõ îáëàñòåé. Äðåâíèå ïëàòôîðìû, áàéêàëèäû, êàëåäîíèäû. (Îáúÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà ê ìåæäóíàðîäíîé òåêòîíè÷åñêîé êàðòå Åâðîïû è ñìåæíûõ îáëàñòåé ì-áà 1 : 2 500 000). Ì.: Íàóêà, 1978. 422 ñ. Ö û á ó ë ÿ Ë . À . , Ë å â à ø ê å â è ÷  . à . Òåïëîâîå ïîëå Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà. Àïàòèòû: ÊÍÖ ÐÀÍ, 1992. Ñ. 110. × å ð ê å ñ î â Î .  . , Á ó ð ä û ê è í à Ì . Ä . Î ñòðàòèôèêàöèè ìåçîçîÿ Íîâîé Çåìëè ïî íàõîäêàì ïåðåîòëîæåííîé ôàóíû // Ïàëåîíòîëîãè÷åñêàÿ îñíîâà ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ñõåì ïàëåîçîÿ è ìåçîçîÿ îñòðîâîâ Ñîâåòñêîé Àðêòèêè. Ë.: ÍÈÈÃÀ, 1981. Ñ. 85–99. × å ð í à â ñ ê è õ À .  . Óñëîâèÿ ôîðìèðîâàíèÿ âåðõíåþðñêî-íèæíåìåëîâûõ îòëîæåíèé öåíòðàëüíîé ÷àñòè Çàïàäíîé Ñèáèðè â çîíå Ñèáèðñêèõ óâàëîâ // Ãåîë. íåôòè è ãàçà. 1994. ¹ 4. Ñ. 13–16. Ø à ð î â Í .  . Ëèòîñôåðà Áàëòèéñêîãî ùèòà ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1993. 145 ñ. Ø â à ð ö  . Ë . Ëèòîëîãî-ñòðàòèãðàôè÷åñêîå ðàñ÷ëåíåíèå ðàçðåçà ñêâàæèíû Ðàääåäàëåí-1 (îñòðîâ Ýäæ àðõ. Øïèöáåðãåí) // Ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà. Ë.: ÏÃÎ «Ñåâìîðãåîëîãèÿ», 1985. Ñ. 44–59. Ø è ï è ë î â Ý .  . Ïåðìñêî-òðèàñîâàÿ èíòåðôåðåíöèÿ òåêòîíî-ãåîäèíàìè÷åñêèõ ðåæèìîâ â ýâîëþöèè Àðêòè÷åñêîé ïåðèôåðèè Ñåâåðíîé Åâðàçèè // ÄÀÍ. 2003. Ò. 393, ¹ 3. Ñ. 376–381. Ø è ï è ë î â Ý .  . , Ò à ð à ñ î â à . À . Ðåãèîíàëüíàÿ ãåîëîãèÿ íåôòåãàçîâûõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîãî øåëüôà Ðîññèè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. 306 ñ. Ø ê à ð ó á î Ñ . È . Ãåîäèíàìè÷åñêèå àñïåêòû ýâîëþöèè ñåâåðíîé ÷àñòè Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêîãî áàññåéíà // 25 ëåò íà Àðêòè÷åñêîì øåëüôå Ðîññèè. Ìóðìàíñê: èçä. ÌÀÃÝ, 1999. Ñ. 71–79. B a l a s h o v Y u . A . , P e u c a t J . J . , T e b e n k o v A . M . e t a l . Additional Rb-Sr and singlegrain zircon datings of Caledonian granitoid rocks from Albert I Land, North-West Spitsbergen // Poar res., 1996. V. 15. P. 153–165. B r e i v i k A . J . , M j e l d e R . , G r u g a n P . e t a l . A possible Caledonide arm through the Barents Sea imaged by OBS data // Tectonophysics. 2002. V. 355. P. 67–97. D a l l m e y e r R . D . , R e u t e r A . , C l a u e r N . , L i e w i g N . Chronologyof Caledonian tectonothermal activity within the Gaissa and Lakse fjord Nappe Complexes (Lower Allochton), Finnmark, Norway: evidence from K-Ar and 40Ar/39Ar ages. In: The Caledonide Geology of Scandinavia (ed. by R. A. Gayes). Graham & Trotman. 1989. P. 9–26. F a l e i d e I . J . , G u d l a u g s s o n S . T . , J a c q u a r t G . Evolution of the western Barents Sea // Marine Petrol. Geol. 1984. V. 1, N 2. P. 123–150. G a y e r R . A . The Caledonide Geology of Scandinavia. Graham & Trotman. 1989. 312 p. G e o l o g i s k k a r t der Norge, berggrunuskart Kirkenes. 1 : 1 250 000 / A. Siedlecka, O. Nordgulen (Eds.). Norg. Geol. under. 1996. G e o l o g y o f t h e K o l a Peninsula (Baltic Shield) / Mitrofanov F. P., Pozhilenko V. I., Smolkin V. F. et al. Apatity: KSC RAS, 1995. 145 p. H a n s k i E . , H u h m a H . , S m o l k i n V . F . e t a l . The age of the ferropicritic volcanics and comagmatic Ni-bearing intrusions at Pechenga, Kola Peninsula, U.S.S.R // Bull. Geol. Soc. Finland. 1990. V. 62, N. 2. P. 123–133. H a r l a n d W . B . , D o w d e s w e l l E . K . Geologikal evolution of the Barents shelf region. London. Graham&Trotman. 1988. 169 p. H a r l a n d W . B . Geology of Svalbard. Geol. Soc. mem. 17. Cambridge. 1998. 529 p. L y u b t s o v V . V . , P r e d o v s k y A . A . , N e g r u t s a V . Z . e t a l . Neoprototerozoic sedimentary rock successions of the Barents and White Sea Coasts of the Kola Peninsula, Northwest Russia // Norges Geol. Unders. Rep. 99.138. Trondheim. 2000. 84 p. M i t r o f a n o v F . P . , B a y a n o v a T . B . Duration and timing of ore-bearing Paleoproterozoic intrusions of Kola province // Mineral Deposits: Processes to Processing, Stanley et al (Eds). Balkema, Rotterdam. 1999. P. 1275–1278. M i t r o f a n o v F . P . , S h a r o v N . V . , Z a g o r o d n y V . G . e t a l . Crustal structure of the Baltic shield along the Pechenga-Kostomuksha-Lovisa geotraverse // Int. Geol. Rev. 1998. V. 40, N 11. P. 990–997. 215
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
N e p r o c h n o v Y u . P . , S e m e n o v G . A . , S h a r o v N . V . e t a l . Comparision of the crustal structures of the Barents Sea and the Baltic Shieldfrom seismic data // Tectonophysics. 2000. V. 321. P. 429–447. S a k o u l i n a T . S . , T e l e g i n A . N . , T i c h o n o v a I . M . e t a l . The results of deep seismic investigations on geotraverse in the Barents Sea from Kola Peninsula to Franz Joseph Land // Tectonophysics. 2000. V. 329. P. 319–331. T e b e n k o v A . M . , O h t a Y . , B a l a s h o v Y u . A . , S i r o t k i n A . N . Newtontoppen granitoid rocks, their geology, chemistry and Rb-Sr age // Polar res. 1996. V. 15 (1). P. 11–23. T o w n s e n d C . , G a y e r R . A . The timihg of orogenesis in northern Norway: did the Finmarkian orogeny occur // The Caledonide Geology of Scandinavia (ed. by R. A. Gayer), Graham & Trotman. 1989. P. 63–65. V e r b a M . L . , S a k o u l i n a T . S . The reconstruction of the Early Paleozoic structure of the Barents Sea sedimentary basin inferred from geophysical surveys along Profile I-AR // Polarforschung. 1999, (erschienen 2001). V. 69. P. 85–94.
ÃËÀÂÀ 9 ËÈÒÎÑÔÅÐÀ ÃËÓÁÎÊÎÂÎÄÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÖÅÍÒÐÀËÜÍÎÉ ÀÐÊÒÈÊÈ 9.1. ÎÁÙÈÅ ÑÂÅÄÅÍÈß ÎÁ ÎÁÚÅÊÒÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ Ãëóáîêîâîäíàÿ ÷àñòü Àðêòèêè ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà äâà áàññåéíà – Åâðàçèéñêèé è Àìåðàçèéñêèé (ðèñ. 9.1). Êðîìå òîãî, â Àðêòèêå âûäåëÿþò Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêèé ãëóáîêîâîäíûé áàññåéí. Åñëè äâà èç íèõ – Åâðàçèéñêèé è Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêèé – ïî ñâîåé ïðèðîäå îòíîñÿòñÿ ê îêåàíè÷åñêèì, òî â Àìåðàçèéñêîì áàññåéíå ïî ðàçëè÷íûì ïðèçíàêàì íàõîäÿò ëèáî ÷åðòû îêåàíè÷åñêîé, ëèáî êîíòèíåíòàëüíîé êîðû.  Åâðàçèéñêîì áàññåéíå çàêàí÷èâàåòñÿ ïîëÿðíàÿ âåòâü Ñðåäèííî-Àòëàíòè÷åñêîãî õðåáòà, ñîñòîÿùàÿ èç Èñëàíäñêîãî õðåáòà, õðåáòîâ Ìîíà, Êíèïîâè÷à è Ãàêêåëÿ. Õðåáåò Ãàêêåëÿ ÿâëÿåòñÿ îñåâûì â Åâðàçèéñêîì áàññåéíå è ìîðôîëîãè÷åñêè âûðàæåí äî êîíòèíåíòàëüíîãî ïîäúåìà øåëüôà ìîðÿ Ëàïòåâûõ.  Åâðàçèéñêîì áàññåéíå ïî îáå ñòîðîíû îò õðåáòà Ãàêêåëÿ âûäåëÿþòñÿ äâå àáèññàëüíûå êîòëîâèíû – Àìóíäñåíà è Íàíñåíà. Àìåðàçèéñêèé áàññåéí îòäåëåí îò Åâðàçèéñêîãî õðåáòîì Ëîìîíîñîâà è ðàçäåëÿåòñÿ íà Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê è Êàíàäñêóþ êîòëîâèíó. Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê îãðàíè÷åí íà þãå ñêëîíàìè øåëüôà Âîñòî÷íî-Ñèáèðñêîãî è ÷àñòè÷íî ×óêîòñêîãî ìîðåé. Êðîìå õðåáòà Ëîìîíîñîâà, áëîê âêëþ÷àåò ñèñòåìó ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà è ×óêîòñêèé áîðäåðëåíä ñ ïðèìûêàþùèì õðåáòîì Íîðäóèíä. Ìåæäó ñèñòåìîé ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà è ×óêîòñêèì áîðäåðëåíäîì ðàñïîëîæåíà âïàäèíà Ìåíäåëååâà. Âíóòðè ÖåíòðàëüíîÀðêòè÷åñêîãî áëîêà ëîêàëèçóåòñÿ êîòëîâèíà Ìàêàðîâà, ñòóïåíÿìè (Ìàêàðîâà I, II, III) ïîãðóæàþùàÿñÿ íà ñåâåð. Àðêòèêà ðàñïîëîæåíà â öåíòðå ñóïåðêîíòèíåíòà Ëàâðàçèÿ, ðàñêîëîâøåãîñÿ íà ÑåâåðîÀìåðèêàíñêóþ è Åâðàçèéñêóþ ëèòîñôåðíûå ïëèòû, è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãåîäåïðåññèþ. Äëÿ âñåõ ðàñïàâøèõñÿ ñóïåðêîíòèíåíòîâ (Ïàíãåè, Ãîíäâàíû, Ëàâðàçèè) õàðàêòåðíà íå òîëüêî òèïè÷íàÿ äëÿ îêåàíè÷åñêîé êîðû áèëàòåðàëüíàÿ ñèììåòðèÿ îêåàíè÷åñêîãî äíà îòíîñèòåëüíî îñè ñïðåäèíãà, íî è ýëåìåíòû áèëàòåðàëüíîé ñèììåòðèè ìåæäó ðàçäâèíóâøèìèñÿ êîíòèíåíòàìè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû è, îò÷àñòè, ïî âíóòðåííåé ñòðóêòóðå âåðõíåé êîðû. Ýëåìåíòû òàêîé ñèììåòðèè õàðàêòåðíû äëÿ ñåâåðîàòëàíòè÷åñêèõ áëîêîâ ðàñêîëîâøåéñÿ Ëàâðàçèè, âêëþ÷àÿ Ãðåíëàíäèþ.  òî æå âðåìÿ äâà êðóïíåéøèõ Àðêòè÷åñêèõ ìåãàáëîêà, ñîîòâåòñòâóþùèõ Áàðåíöåâî-Êàðñêîìó øåëüôó ñ ïðèëåãàþùåé îêåàíè÷åñêîé êîðîé êîòëîâèíû Íàíñåíà è Àìåðàçèéñêîìó áàññåéíó ñ ïðèëåãàþùåé îêåàíè÷åñêîé êîðîé êîòëîâèíû Àìóíäñåíà, ïîëíîñòüþ ëèøåíû ýëåìåíòà ñèììåòðèè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû îòíîñèòåëüíî ïîëÿðíîé âåòâè Ñðåäèííî-Àòëàíòè÷åñêîãî õðåáòà. Åñëè áû Àìåðàçèéñêèé áàññåéí ïðåäñòàâëÿë ñîáîé øåëüô ñ ïðèïîäíÿòûìè àðõèïåëàãàìè, òî ðàñêîë Ëàâðàçèè íå ÿâëÿëñÿ áû ïðîáëåìîé äëÿ ãëîáàëüíîé òåêòîíèêè ïëèò.  ðåàëüíîé æå ñèòóàöèè, â ðàìêàõ ïëåéòòåêòîíè÷åñêîé êîíöåïöèè ïðèõîäèòñÿ ñîçäàâàòü äîñòàòî÷íî ýêçîòè÷åñêèå ìîäåëè ðàñêðûòèÿ êîòëîâèí Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà îòíîñèòåëüíî ïîëþñîâ âðàùåíèÿ (íàïðèìåð, Êàíàäñêîé êîòëîâèíû) è äðåéôà ìèêðîêîíòèíåíòîâ (íàïðèìåð, ×óêîòñêîãî áîðäåðëåíäà). 217
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 9.1. Îáçîðíàÿ ñõåìà Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà
 ãëàâå ðàññìàòðèâàåòñÿ àëüòåðíàòèâíûé ïîäõîä ê ðåøåíèþ âûøåóïîìÿíóòîé ïðîáëåìû, îñíîâàííûé íà èäåå î íåîòåêòîíè÷åñêîì îáðóøåíèè äíà Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà, êîòîðîå ïðèáëèçèòåëüíî ÷åðåç 35–40 ìëí ëåò ïîñëå íà÷àëà ðàçäâèãà ïî îñè õðåáòà Ãàêêåëÿ ìîãëî íàðóøèòü áèëàòåðàëüíóþ ñèììåòðèþ ìåæäó ðàñêîëîâøèìèñÿ ÷àñòÿìè Ëàâðàçèè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû. Òàêæå ðàññìàòðèâàåòñÿ äðóãàÿ ïðîáëåìà, ñâÿçàííàÿ ñ ïîèñêàìè ýëåìåíòîâ ñèììåòðèè ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì ìåæäó Áàðåíöåâî-Êàðñêèì è Àìåðàçèéñêèì áàññåéíàìè îòíîñèòåëüíî ïîëÿðíîé âåòâè Ñðåäèííî-Àòëàíòè÷åñêîãî õðåáòà. 9.2. ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÉ ÌÀÒÅÐÈÀË È ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÅÃÎ ÏÎËÓ×ÅÍÈß Îñíîâó ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, àíàëèçèðóåìûõ â ãëàâå, ñîñòàâëÿþò ñåéñìè÷åñêèå ìàòåðèàëû ÌÎÂ, ñîáðàííûå ñ äðåéôóþùèõ ëåäîâûõ ñòàíöèé «Ñåâåðíûé Ïîëþñ» (ÑÏ), è äàííûå ÃÑÇ, ïîëó÷åííûå íà ãåîòðàâåðñàõ «Òðàíñàðêòèêà 89–92», «Àðêòèêà 2000» (ðèñ. 9.2). Êðîìå òîãî, ïðèâëåêàëèñü îïóáëèêîâàííûå ìàòåðèàëû ìíîãîêàíàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ è øèðîêîóãîëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé íåìåöêèõ ýêñïåäèöèé R/V «Polarstern» ARK-91 (Jokat et al., 1995) è ARK-98 (Jokat., 2003), äàííûå ïëîùàäíîé ñåéñìè÷åñêîé ñúåìêè, âûïîëíåííîé â ýêñïåäèöèÿõ «Ñåâåð», ìàòåðèàëû ÃÑÇ, ïîëó÷åííûå íà øåëüôàõ àðêòè÷åñêèõ ìîðåé, à òàêæå ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå ïî îáðàìëÿþùåé ñóøå. Èíôîðìàöèÿ î ðåëüåôå äíà Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà áðàëàñü èç «The international bathymetric chart of the Arctic ocean (IBCAO)», 2002 ã. Îñíîâîé ýòîé êàðòû ÿâëÿåòñÿ ðîññèéñêàÿ êàðòà «Ðåëüåô äíà Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà, 1999» (ì-á 1 : 5 000 000), à òàêæå äàííûå ðåéñîâ àìåðèêàíñêèõ ïîäâîäíûõ ëîäîê. 218
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Ðèñ. 9.2. Ðîññèéñêàÿ ñåéñìè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà
Ñåéñìè÷åñêèå çîíäèðîâàíèÿ ÌΠâäîëü ëèíèé äðåéôîâ ëåäîâûõ ñòàíöèé ÑÏ Íàáëþäåíèÿ ÌΠäëÿ èçó÷åíèÿ ñòðóêòóðû è ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà ïðîâîäèëèñü ñ äîëãîâðåìåííûõ äðåéôóþùèõ ëåäîâûõ ñòàíöèé ÑÏ çà ïåðèîä ñ 1973 ã. (ÑÏ21) ïî 1988 ã. (ÑÏ28).  ïðîöåññå äðåéôà ñòàíöèé áûëî ñîáðàíî ïðèáëèçèòåëüíî 14 000 êì ìíîãîêàíàëüíûõ äàííûõ ÌÎÂ. Ëèíåéíûé èíòåðâàë ìåæäó çîíäèðîâàíèÿìè áûë íåðåãóëÿðíûì âñëåäñòâèå íåðàâíîìåðíîé ñêîðîñòè äðåéôà ëüäèíû è â ñðåäíåì ðàâíÿëñÿ 1 300 ì. Ïðè âûïîëíåíèè ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé èñïîëüçîâàëàñü öåíòðàëüíàÿ èëè ôëàíãîâàÿ 24-êàíàëüíàÿ ðàññòàíîâêà äèíàìè÷åñêèõ ñåéñìîïðèåìíèêîâ äëèíîé 1 150 ì è àíàëîãîâàÿ ìàãíèòíàÿ çàïèñü. Äëÿ âîçáóæäåíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ ñèãíàëîâ âûïîëíÿëèñü ïîäðûâû 2–5 ýëåêòðîäåòîíàòîðîâ, çàãëóáëåííûõ â âîäó íà 5–8 ì. Êîîðäèíèðîâàíèå ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé íà ÑÏ21-ÑÏ24 ïðîèçâîäèëîñü àñòðîíîìè÷åñêèì ñïîñîáîì, à íà ÑÏ26-ÑÏ28 – ñ ïîìîùüþ ñïóòíèêîâîé íàâèãàöèîííîé ñèñòåìû (ÑÍÑ) «Òðàíçèò». Òî÷íîñòü àñòðîíîìè÷åñêîé ïðèâÿçêè ñîñòàâëÿëà ± 1,0 êì. Òî÷íîñòü ïðèâÿçêè ïî ÑÍÑ ñîñòàâëÿëà ± 0,3 êì. 219
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Âî ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ àíàëîãîâûå ìàãíèòíûå çàïèñè áûëè îöèôðîâàíû ñ äèñêðåòîì 2 ìñ è êîíâåðòèðîâàíû â ôîðìàò SEG-Y. Öèôðîâûå äàííûå îáðàáàòûâàëèñü ñðåäñòâàìè ñèñòåì OKEAN è ProMAX. Äëÿ ïîâûøåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ ñèãíàë-øóì, çàïèñè âñåõ çîíäèðîâàíèé áûëè ïðîñóììèðîâàíû ïîñëå ââîäà ôîðìàëüíûõ êèíåìàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê â ñåéñìîãðàììû îáùåãî ïóíêòà âçðûâà. Âñëåäñòâèå íåñîèçìåðèìûõ ãëóáèí îêåàíà ïî ñðàâíåíèþ ñ àïåðòóðîé ðåãèñòðàöèè, ñêîðîñòíîé àíàëèç íå ïðîâîäèëñÿ. Ðÿä îáðàáàòûâàþùèõ ïðîöåäóð, òàêèõ êàê èíòåðàêòèâíûé àíàëèç ÷àñòîòíûõ ñïåêòðîâ è ïåðåìåííàÿ ÷àñòîòíàÿ ôèëüòðàöèÿ äî ñóììèðîâàíèÿ, à òàêæå äèíàìè÷åñêîå ïðåîáðàçîâàíèå ñóììîòðàñ, ïðèìåíÿëñÿ äëÿ óëó÷øåíèÿ êà÷åñòâà âðåìåííîãî ðàçðåçà ïî ëèíèÿì äðåéôà. Ñåéñìè÷åñêèå çîíäèðîâàíèÿ ÌΠâ ñåçîííûõ ýêñïåäèöèÿõ «Ñåâåð» Àâèàäåñàíòíûå ïëîùàäíûå ñåéñìîçîíäèðîâàíèÿ ÌÎÂ, êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü ãèäðîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ðåëüåôà äíà Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà, ïðîâîäèëèñü ïî ñåòè òî÷å÷íûõ çîíäèðîâàíèé ñ èíòåðâàëîì îò 5 äî 30 êì ñ îäíîâðåìåííîé ðåãèñòðàöèåé èíôîðìàöèè î ñòðîåíèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Âñåãî áûëî âûïîëíåíî 17 426 òî÷å÷íûõ àâèàäåñàíòíûõ ñåéñìîçîíäèðîâàíèé. Ïðèåìíàÿ ñèñòåìà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé 12-êàíàëüíóþ óãëîâóþ (≈ 90°) ðàññòàíîâêó ðàçìåðîì 275 × 275 ì ñ øàãîì ìåæäó îäèíî÷íûìè ñåéñìîïðèåìíèêàìè 50 ì. Ïóíêò âçðûâà ðàñïîëàãàëñÿ â âåðøèíå óãëà ðàññòàíîâêè. Âîçáóæäåíèå óïðóãèõ êîëåáàíèé îñóùåñòâëÿëîñü ñ ïîìîùüþ 3–5 äåòîíàòîðîâ, ïîãðóæåííûõ ïîä ëåä íà ãëóáèíó 8–10 ì. Ðåãèñòðàöèÿ ñåéñìè÷åñêîé èíôîðìàöèè áûëà àíàëîãîâîé. Ïðèâÿçêà íàáëþäåíèé äî êîíöà 70-õ ãîäîâ îñóùåñòâëÿëàñü àñòðîíîìè÷åñêèì ñïîñîáîì. Òî÷íîñòü ïðèâÿçêè ñîñòàâëÿëà ± 0,5–1,0 êì. Ñ íà÷àëà 80-õ ãîäîâ ïðèìåíÿëèñü ðàäèîíàâèãàöèîííûå ñèñòåìû òèïà «Îìåãà», «Ìàðøðóò» ñ òî÷íîñòüþ ïðèâÿçêè 0,3–0,5 êì. Íàáëþäåíèÿ ÃÑÇ íà ãåîòðàâåðñàõ «Òðàíñàðêòèêà 1989–1992» Íàáëþäåíèÿ ÃÑÇ ïðîâîäèëèñü â òå÷åíèå ÷åòûðåõ ïîëåâûõ ñåçîíîâ â ïåðèîä ñ 1989 ïî 1992 ã.  ðåçóëüòàòå áûëè îòðàáîòàíû äâà ãåîòðàâåðñà. Îäèí, ïðîòÿæåííîñòüþ îêîëî 1 500 êì, ïðîõîäèò îò øåëüôà îñòðîâîâ Äå Ëîíãà â Âîñòî÷íî-Ñèáèðñêîì ìîðå ÷åðåç êîòëîâèíó Ìàêàðîâà ê ïðèïîëþñíîé ÷àñòè Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà. Äðóãîé, äëèíîé îêîëî 300 êì, ïåðåñåêàåò õðåáåò Ëîìîíîñîâà îò êîòëîâèíû Àìóíäñåíà äî êîòëîâèíû Ìàêàðîâà. Ðàáîòû âûïîëíÿëèñü ñ ïðèìåíåíèåì àâèàöèè, áàçèðîâàâøåéñÿ íà âðåìåííûõ ëåäîâûõ áàçàõ. Èññëåäîâàíèÿ ÃÑÇ îñóùåñòâëÿëèñü ïî ñèñòåìå çîíäèðîâàíèé ñ ïëîòíîñòüþ òî÷åê íàáëþäåíèé è âçðûâîâ, îáåñïå÷èâàþùåé ôîðìèðîâàíèå ñèñòåìû âñòðå÷íûõ è íàãîíÿþùèõ ãîäîãðàôîâ äëèíîé äî 200 êì. Ðåãèñòðàöèÿ ñåéñìè÷åñêèõ ñèãíàëîâ ïðîèçâîäèëàñü ñ ïîìîùüþ òåëåìåòðè÷åñêîãî êîìïëåêñà «Òàéãà-2» ñ àíàëîãîâîé ìàãíèòíîé çàïèñüþ. Íà êàæäîé ðàññòàíîâêå èñïîëüçîâàëèñü 10–18 ðåãèñòðàòîðîâ ñ øàãîì îò 3 äî 15 êì è 5–8 ïóíêòîâ âçðûâà ñ èíòåðâàëîì 15–50 êì. Ñåéñìè÷åñêèå ñèãíàëû âîçáóæäàëèñü ïîñðåäñòâîì âçðûâîâ â âîäå çàðÿäîâ òðîòèëà (äî 1 ò) íà ãëóáèíå 50–100 ì.  êàæäîé òî÷êå âçðûâà è íàáëþäåíèÿ ÃÑÇ âûïîëíÿëèñü òàêæå ñåéñìîçîíäèðîâàíèÿ ÌÎÂ. Îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò ïóíêòîâ âçðûâà è ïóíêòîâ ïðèåìà è âûâîä âåðòîëåòà â çàäàííóþ òî÷êó ïðîèçâîäèëèñü ñ ïîìîùüþ ÑÍÑ «Íàâñòàð». Îðèåíòèðîâàíèå ïðèåìíûõ ðàññòàíîâîê îñóùåñòâëÿëîñü ïî êîìïàñó ñ ó÷åòîì ìàãíèòíîãî ñêëîíåíèÿ. Àçèìóò ïðèåìíîé ðàññòàíîâêè óòî÷íÿëñÿ ïî ãèðîêîìïàñó ïðè ïðîëåòå íàä íåé âåðòîëåòà. Íàáëþäåíèÿ ÃÑÇ íà ãåîòðàâåðñå «Àðêòèêà-2000» Èññëåäîâàíèÿ âûïîëíÿëèñü âäîëü øèðîòíîãî ãåîòðàâåðñà (82°ñ. ø.) ÷åðåç ïîäíÿòèå Ìåíäåëååâà ñ öåëüþ èçó÷åíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû ïîäíÿòèÿ è ïðèëåãàþùèõ êîòëîâèí Ìàêàðîâà è Ìåíäåëååâà. Ïðîòÿæåííîñòü ãåîòðàâåðñà ñîñòàâèëà 500 êì. Ðàáîòû â ýêñïåäèöèè «Àðêòèêà-2000» ïðîâîäèëèñü â òå÷åíèå àâãóñòà-ñåíòÿáðÿ 2000 ã. ñ áîðòà ÍÝÑ «Àêàäåìèê Ôåäîðîâ». Ïîñëåäîâàòåëüíî áûëè îòðàáîòàíû ÷åòûðå ðàññòàíîâêè ðåãèñòðàòîðîâ, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ëèíåéíóþ ñèñòåìó óñòàíîâëåííûõ íà äðåéôóþùåì ëüäó öèôðîâûõ ðåãèñòðàòîðîâ «Äåëüòà-Ãåîí» ñ òðåõêîìïîíåíòíûìè ñåéñìîïðèåìíèêàìè ïðè ïîñëåäîâàòåëüíîì âûïîëíåíèè âçðûâîâ â âîäå çàðÿäîì òðîòèëà âåñîì îò 100 äî 1000 êã. Ïðèìåíåííàÿ ìåòîäèêà ïîçâîëèëà ðåãèñòðèðîâàòü ñåéñìè÷åñêèå ãîäîãðàôû äëèíîé äî 200 êì. 220
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Óñòàíîâêà íà ëåä è ñíÿòèå ðåãèñòðàòîðîâ ïðîèçâîäèëèñü ñ ïîìîùüþ äâóõ âåðòîëåòîâ ÌÈ-8. Êîëè÷åñòâî îäíîâðåìåííî óñòàíàâëèâàåìûõ ðåãèñòðàòîðîâ áûëî ìàêñèìàëüíî âîçìîæíûì è îãðàíè÷èâàëîñü ëèøü èíòåðâàëîì âðåìåíè, êîãäà ñìåùåíèå ðåãèñòðàòîðîâ, ñâÿçàííîå ñ äðåéôîì ëüäà, íå ïðåâûñèò òàêîé êðèòè÷åñêîé âåëè÷èíû, ïðè êîòîðîé ðàññòàíîâêó åùå ìîæíî ñ÷èòàòü ëèíåéíîé. Îïòèìàëüíîé äëÿ óñëîâèé, êîãäà ñêîðîñòü äðåéôà ëüäà äîñòèãàëà 10 ìèëü â ñóòêè, îêàçàëàñü ðàññòàíîâêà èç 25 ðåãèñòðàòîðîâ íà èíòåðâàëå 120 êì. Ïðîöåññ îòðàáîòêè ðàññòàíîâêè ÃÑÇ ñîñòîÿë èç ñëåäóþùèõ ýòàïîâ: ðàñ÷åò êîîðäèíàò óñòàíîâêè êàæäîãî ðåãèñòðàòîðà è ïóíêòîâ âçðûâîâ; ðàññòàíîâêà 25 ðåãèñòðàòîðîâ (ïî 12–13 íà êàæäûé áîðò ÌÈ-8); ïîäãîòîâêà è ïîñëåäîâàòåëüíîå âçðûâàíèå 8 ïóíêòîâ âçðûâà (ïî 4 Ï íà êàæäûé áîðò ÌÈ-8); ñíÿòèå ðåãèñòðàòîðîâ ñ ôèêñàöèåé ôàêòè÷åñêèõ êîîðäèíàò. Áàòèìåòðè÷åñêàÿ ñúåìêà Ñèñòåìàòè÷åñêèå ãèäðîãðàôè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â Àðêòèêå íà÷àëèñü ñ 1961 ã. è ïðîäîëæàëèñü áîëåå 35 ëåò. Çà ïåðèîä èññëåäîâàíèé âñÿ àêâàòîðèÿ Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà ïîêðûòà âûñîêîòî÷íûì ñèñòåìàòè÷åñêèì ïðîìåðîì ãëóáèí ïðè ïëîòíîñòè èçìåðåíèé 5–15 êì. Âñåãî áûëî âûïîëíåíî 17 426 òî÷å÷íûõ àâèàäåñàíòíûõ ñåéñìîçîíäèðîâàíèé íà ïëîùàäè áîëåå 4 ìëí êì2, ÷òî ñîñòàâëÿåò 80% ïëîùàäè âñåãî áàññåéíà.  êàæäîé èç òî÷åê ñúåìêè îïðåäåëÿëèñü: ãåîãðàôè÷åñêèå êîîðäèíàòû, ãëóáèíà ìîðÿ, íàïðàâëåíèå è óãîë íàêëîíà ïîâåðõíîñòè äíà è âñåõ íèæåëåæàùèõ ñëîåâ, ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ÷åõëà è ãèïñîìåòðè÷åñêîå ïîëîæåíèå àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà.  ìåñòàõ ñî ñëîæíûì ðåëüåôîì äíà ñåéñìè÷åñêèå èçìåðåíèÿ äîïîëíÿëèñü îäíîâðåìåííûì èçìåðåíèåì ãëóáèíû ìîðÿ ñ ïîìîùüþ ýõîëîòà. Èòîãîì ìíîãîëåòíèõ ðîññèéñêèõ ãèäðîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñòàëà îïóáëèêîâàííàÿ â 1999 ã. êàðòà «Ðåëüåô äíà Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà» ì-áà 1 : 5 000 000, ñ ñå÷åíèåì ðåëüåôà 200 ì. 9.3. ÑÊÎÐÎÑÒÍÀß ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ËÈÒÎÑÔÅÐÛ Èíòåðïðåòàöèÿ ðåôðàãèðîâàííûõ âîëí, çàðåãèñòðèðîâàííûõ íà ãåîòðàâåðñàõ ÃÑÇ, ïðîâîäèëàñü ìåòîäîì ñåéñìîòîìîãðàôèè. Ïîñðåäñòâîì èòåðàòèâíîãî ðåøåíèÿ îáðàòíîé çàäà÷è, îáåñïå÷èâàþùåãî ïîñëåäîâàòåëüíîå ïðèáëèæåíèå ðàññ÷èòàííûõ è íàáëþäåííûõ ãîäîãðàôîâ ïåðâûõ âñòóïëåíèé, ïîäáèðàëñÿ ñêîðîñòíîé ðàçðåç V(X, Z). Ïî õàðàêòåðó ãîäîãðàôîâ, íà êîòîðûõ ôèêñèðóåòñÿ ñìåíà âîëí ñ ðàçëè÷íûìè êàæóùèìèñÿ ñêîðîñòÿìè è ñòðóêòóðà ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà, ãäå íàáëþäàåòñÿ èçìåíåíèå ãðàäèåíòà íàðàñòàíèÿ ñêîðîñòè ñ ãëóáèíîé (ãðàíèöû I–II ðîäà), áûëè âûäåëåíû ñëåäóþùèå ñêîðîñòíûå ñëîè: 1. Âîäíûé ñëîé, V = 1,5 êì/ñ. 2. Îñàäî÷íûé ñëîé, V = 1,6–5,0 êì/ñ. 3. Âåðõíÿÿ êîðà, V = 5,0–6,7 êì/ñ, â òîì ÷èñëå âåðõíÿÿ (V = 5,0–6,0 êì/ñ) è íèæíÿÿ (V = 6,0–6,7 êì/ñ) ÷àñòè. 4. Íèæíÿÿ êîðà, V = 6,7–7,7 êì/ñ, â òîì ÷èñëå âåðõíÿÿ (V = 6,7–7,3 êì/ñ) è íèæíÿÿ (V = 7,3–7,7 êì/ñ) ÷àñòè. 5. Ìàíòèÿ, V ≥ 7,8 êì/ñ, â òîì ÷èñëå ðàçóïëîòíåííàÿ (íèçêîñêîðîñòíàÿ) ìàíòèÿ (V = 7,8–7,9 êì/ñ), ñòàíäàðòíàÿ ìàíòèÿ (V = 8,0–8,2 êì/ñ) è óïëîòíåííàÿ (âûñîêîñêîðîñòíàÿ) ìàíòèÿ (V = 8,3–8,8 êì/ñ).  ðèôòîâûõ ãåîñòðóêòóðàõ êîíòèíåíòîâ è îêåàíîâ ïîä ãîðÿ÷èìè òî÷êàìè è ïîä îðîãåíàìè ìàíòèÿ, ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì, õàðàêòåðèçóåòñÿ îòíîñèòåëüíî íèçêèìè ñêîðîñòÿìè äî ãëóáèíû íå ìåíåå 100 êì. Âûñîêîñêîðîñòíàÿ ìàíòèÿ ïîäñòèëàåò êîðó îêåàíè÷åñêèõ æåëîáîâ è ïàññèâíûõ îêðàèí. Äâå òðåòè ñóøè è îêåàíîâ ñëîæåíû òåêòîíè÷åñêè ïàññèâíûìè ïëàòôîðìàìè è àáèññàëÿìè ñî ñòàíäàðòíîé ìàíòèåé.  îñíîâàíèè íèæíåé êîðû âûäåëÿåòñÿ êîðî-ìàíòèéíûé ñëîé, ëîêàëüíî ðåãèñòðèðóåìûé â êîðå îáîèõ òèïîâ. Âåðõíþþ ÷àñòü íèæíåé êîðû â îêåàíàõ îòíîñÿò ê îêåàíè÷åñêîìó ñëîþ III. Íèæíÿÿ ÷àñòü âåðõíåé êîðû íà êîíòèíåíòàõ ñîîòâåòñòâóåò êðèñòàëëè÷åñêîìó ôóíäàìåíòó.  îêåàíàõ íèæíÿÿ ÷àñòü âåðõíåé êîðû âûäåëÿåòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî íà àñåéñìè÷íûõ ïîäíÿòèÿõ (Ãåîôèçèêà.., 1979) â êà÷åñòâå íèæíåé ÷àñòè îêåàíè÷åñêîãî ñëîÿ II. Âåðõíÿÿ ÷àñòü âåðõíåé êîðû íà êîíòèíåíòàõ îòâå÷àåò ñêëàä÷àòîìó ôóíäàìåíòó îðîãåíîâ è óïëîòíåííûì äðåâíèì îñàäî÷íûì îòëîæåíèÿì, îòñóòñòâóþùèì â îêåàíå. Àíàëîãè÷íûìè ïàðàìåòðàìè îïèñûâàåòñÿ îêåàíè÷åñêèé ñëîé II. 221
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Òàêèì îáðàçîì, ëþáîé ñëîé ñ îïðåäåëåííûì äèàïàçîíîì ñêîðîñòåé ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ èëè êàê êîíòèíåíòàëüíûé, èëè êàê îêåàíè÷åñêèé, â çàâèñèìîñòè îò ïðèíèìàåìîé êîíöåïöèè. Ñëåäîâàòåëüíî, ñêîðîñòíîé ïàðàìåòð òîëüêî óñòàíàâëèâàåò ñêîðîñòíîé äèàïàçîí â ñëîå, íî íå èäåíòèôèöèðóåò òèï êîðû. Ïîýòîìó, äëÿ îïðåäåëåíèÿ òèïà êîðû, êðîìå èçó÷åíèÿ ñêîðîñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñëîåâ, íåîáõîäèìî âåñòè ïîèñê ïðèçíàêîâ â äðóãèõ íàïðàâëåíèÿõ, íàïðèìåð, â ðàçëè÷èÿõ óðîâíåé ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû è ìàíòèè, èçîñòàçèè êîðû êîíòèíåíòîâ è îêåàíîâ è ò. ä. Ñêîðîñòíûå ìîäåëè ïî ãåîòðàâåðñàì «Òðàíñàðêòèêà 1989-1992» è «Àðêòèêà 2000» Ãåîòðàâåðñ «ÑËÎ 89–91» (ðèñ. 9.3) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñóáìåðèäèîíàëüíîå ñå÷åíèå ãåîñòðóêòóð îò øåëüôà î. Äå Ëîíãà ÷åðåç êîòëîâèíó Ìàêàðîâà äî ïîäíîæèÿ õðåáòà Ëîìîíîñîâà â ðàéîíå Ñåâåðíîãî Ïîëþñà. Ãåîòðàâåðñû «ÑËÎ 92» (ñå÷åíèå õð. Ëîìîíîñîâà) è «Àðêòèêà-2000» (ñå÷åíèå ïîäíÿòèÿ Ìåíäåëååâà) îáúåäåíåíû â îäíî ñóáøèðîòíîå ñå÷åíèå Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà, èëè ãåîòðàâåðñ ÃÑÇ «ÑËÎ 92 – Àðêòèêà-2000» (ðèñ. 9.4). Ñóáøèðîòíûé ãåîòðàâåðñ ïåðåñåêàåò ãëàâíûå ïîäíÿòèÿ Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà îò êîòëîâèíû Àìóíäñåíà íà çàïàäå äî âïàäèíû Ìåíäåëååâà íà âîñòîêå. Îáà ñå÷åíèÿ èëëþñòðèðóþò ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ãåîñòðóêòóð ïî âñåìó ïóòè ìèãðàöèè îñàäêîâ îò èñòî÷íèêîâ ñíîñà (âîäîðàçäåëüíûå õðåáòû) äî öåíòðà çîíû àêêóìóëÿöèè (îñàäî÷íûé áàññåéí). Îñîáåííîñòüþ ñêîðîñòíûõ ðàçðåçîâ ðàññìàòðèâàåìûõ ãåîòðàâåðñîâ ÿâëÿåòñÿ èõ îò÷åòëèâàÿ ñåãìåíòàöèÿ íà ëèíçîâèäíûå áëîêè, îãðàíè÷åííûå íàêëîííûìè íàðóøåíèÿìè êîðû è âåðõíåé ìàíòèè. Íàêëîííûå ãðàíèöû áëîêîâ ïàäàþò â ñòîðîíó ñîêðàùåíèÿ ìîùíîñòè ñëîåâ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû – ê êîòëîâèíå Ìàêàðîâà. Ñêîðîñòíûå ðàçðåçû âäîëü ðàññìàòðèâàåìûõ ãåîòðàâåðñîâ, äîïîëíåííûå ñîîòâåòñòâóþùèìè ïîëÿìè ëîêàëüíûõ ñêîðîñòíûõ àíîìàëèé, ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 9.5, 9.6. Ñêîðîñòíûå ñëîè, îãðàíè÷åííûå âûñîêîãðàäèåíòíûìè çîíàìè, íåîäíîðîäíû. Ñêîðîñòíîé ðàçðåç V(X, Z) ðàñêëàäûâàåòñÿ íà ìîíîòîííóþ ðåãèîíàëüíóþ ñîñòàâëÿþùóþ (èëè òðåíä) è îòêëîíåíèÿ îò íåãî (èëè ëîêàëüíûå ñêîðîñòíûå àíîìàëèè). Òðåíä, êàê ïðàâèëî, îïèñûâàåò îáùèå ãåîëîãè÷åñêèå çàêîíîìåðíîñòè, òàêèå êàê îáùåå óïëîòíåíèå âñåõ ïîðîä ñ ãëóáèíîé èëè çàêîíîìåðíîñòè, ïðèñóùèå áîëåå ãëîáàëüíûì (ïî ñðàâíåíèþ ñ èññëåäóåìûì îáúåêòîì) ãåîñòðóêòóðàì.  íàøåì ñëó÷àå âñå ãåîñòðóêòóðû Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà ëåæàò íà ñêëîíàõ ãëîáàëüíîé Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè. Ïðèðîäà ëîêàëüíûõ ñêîðîñòíûõ àíîìàëèé ñâÿçàíà ñ ãåîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðîé èññëåäóåìîãî îáúåêòà. Âñå ìåòîäû ñåéñìè÷åñêîãî ïðîñâå÷èâàíèÿ ñðåäû îáúåäèíÿåò îáùèé ïðèíöèï íàõîæäåíèÿ äîáàâêè â ïðèíÿòûé ðåãèîíàëüíûé èëè ãëîáàëüíûé ñêîðîñòíîé çàêîí. Ïðè âñåì èõ ìíîãîîáðàçèè îíè îáúåäèíÿþòñÿ ïîä îáùèì íàçâàíèåì ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêèå ìåòîäû. Ãëóáèííàÿ ñåéñìîòîìîãðàôèÿ óñòàíàâëèâàåò íåîäíîðîäíîñòè ñêîðîñòåé â ìàíòèè âïëîòü äî ÿäðà è íà ýòîé îñíîâå èíèöèèðóåò èññëåäîâàíèÿ, îáúåäèíÿåìûå ïîíÿòèåì ãëîáàëüíàÿ ãåîäèíàìèêà.  ÷àñòíîñòè, âîçìîæíûì îòêðûòèåì ãëóáèííîé ìàíòèéíîé ñåéñìîòîìîãðàôèè ÿâëÿåòñÿ óñòàíîâëåíèå ãëóáîêèõ ñêîðîñòíûõ êîðíåé êîíòèíåíòàëüíûõ è îêåàíè÷åñêèõ ãåîñòðóêòóð â ìàíòèè (Gosser, Kind, 1996). Ïðè èññëåäîâàíèè ñåéñìîòîìîãðàôèåé âåðõíåé òâåðäîé îáîëî÷êè Çåìëè òîëùèíîé âñåãî 50 êì îæèäàåòñÿ, ÷òî â ïîëå ëîêàëüíûõ ñêîðîñòåé ëó÷øå âñåãî ïðîÿâëÿþòñÿ âèäèìûå îñè ñêîðîñòíûõ àíîìàëèé, îñëîæíÿþùèå ïðîñòèðàíèå èçîëèíèé ñêîðîñòåé. Íà ñàìîì äåëå ãëàâíûå ýôôåêòû îáåñïå÷èâàþòñÿ ñóáãîðèçîíòàëüíûìè ðåîëîãè÷åñêèìè çîíàìè ðåçêîãî ïîâûøåíèÿ ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíî òðåíäà â âåðõíåé ÷àñòè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû è ðåçêîãî ïîíèæåíèÿ â âåðõàõ ìàíòèè. Ïî-âèäèìîìó, ïîëîæèòåëüíûå ñêîðîñòíûå àíîìàëèè ñâÿçàíû ñ æåñòêîé êîðîâîé ïëàñòèíîé, à îòðèöàòåëüíûå – ñ ðàçóïëîòíåííîé è, î÷åâèäíî, ïëàñòè÷íîé ìàíòèéíîé ïëàñòèíîé âîëíîâîäíîãî òèïà (ðèñ. 9.5, 9.6). Êîðîâàÿ æåñòêàÿ ïëàñòèíà ñëàáî âàðüèðóåò ïî ìîùíîñòè (10–15 êì) è ðàçäðîáëåíà íà áëîêè. Ïî ñîâîêóïíîñòè èñêàæåíèé ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà è ïîëÿ ëîêàëüíûõ ñêîðîñòåé, íàêëîííûå çîíû ïîíèæåíèÿ ñêîðîñòåé (ïëîòíîñòåé) îáû÷íî àïïðîêñèìèðóþòñÿ ëèñòðè÷åñêèìè ñáðîñàìè, êîòîðûå áûñòðî âûïîëàæèâàþòñÿ ñ ãëóáèíîé è êàñàþòñÿ âîëíîâîäà, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ äèíàìèêîé çîí ðåãèîíàëüíîãî ðàñòÿæåíèÿ (ðàñøèðåíèÿ). Èç ïðåäñòàâëåííûõ ðèñóíêîâ âèäíî, ÷òî ðàñòÿæåíèå îõâàòûâàåò âåñü Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê äî îñåé ñîâðåìåííûõ âîäîðàçäåëîâ õðåáòà Ëîìîíîñîâà è ñèñòåìû ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà. 222
à) ïðè îòíîøåíèè ãîðèçîíòàëüíîãî ìàñøòàáà ê âåðòèêàëüíîìó ~ 10; á) ~ 1
Ðèñ. 9.3. Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû ïî ãåîòðàâåðñó «ÑËλ 1989–1991
ÏÊ 650 «Òðàíñàðêòèêà 1192–2000», ÏÊ 495
–
à) ïðè îòíîøåíèè ãîðèçîíòàëüíîãî ìàñøòàáà ê âåðòèêàëüíîìó ~ 7,5; á) ~ 1
Ðèñ. 9.4. Ñåéñìîòîìîãðàôè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû ïî ãåîòðàâåðñó «Òðàíñàðêòèêà 1992–2000»:
–
–
ÏÊ 495 «ÑËÎ 1192–2000», ÏÊ 650
Ðèñ. 9.5. Ñîïîñòàâëåíèå ñêîðîñòíûõ ðàçðåçîâ (à) è ïîëåé ëîêàëüíûõ ñêîðîñòíûõ àíîìàëèé (á) ïî ãåîòðàâåðñó «ÑËÎ 1989–91» – «ÑËÎ 1992»
Ðèñ. 9.6. Ñîïîñòàâëåíèå ñêîðîñòíûõ ðàçðåçîâ (à) è ïîëåé ëîêàëüíûõ ñêîðîñòíûõ àíîìàëèé (á) ïî ãåîòðàâåðñó Òðàíñàðêòèêà «1992–2000»
-
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
9.4. ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ÎÑÀÄÎ×ÍÎÃÎ ×ÅÕËÀ Îäíà èç êëþ÷åâûõ ïðîáëåì, ðåøåíèå êîòîðîé ìîæåò ïîìî÷ü ñóùåñòâåííî ïðîäâèíóòüñÿ â ïîíèìàíèè ãåîëîãè÷åñêîé èñòîðèè ðàçâèòèÿ âñåãî Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà, ôîðìóëèðóåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì – êàêîâû ðåãèîíàëüíûå îñîáåííîñòè ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà, Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà è Êàíàäñêîé êîòëîâèíû? Ïðè îòñóòñòâèè äàííûõ ãëóáîêîâîäíîãî áóðåíèÿ, äëÿ ïàëåîòåêòîíè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè ïîñëåäíèõ èñïîëüçîâàëàñü ìåòîäîëîãèÿ ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà c îïîðîé íà èìåþùèåñÿ ñåéñìè÷åñêèå è ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå ïî ïåðèôåðèè Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà. Ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ðåãèîíàëüíûõ îñîáåííîñòåé îñàäî÷íîãî ÷åõëà ïðîâîäèëàñü â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïàìè ñåéñìè÷åñêîé ñòðàòèãðàôèè è áàçèðîâàëàñü íà àïðîáèðîâàííîé â ìíîãî÷èñëåííûõ ðàéîíàõ Ìèðîâîãî îêåàíà êëàññèôèêàöèè òèïîâ ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèõ íåñîãëàñèé è ñåéñìîôàöèàëüíûõ åäèíèö. Äàííàÿ êëàññèôèêàöèÿ (Mitchem et al., 1977; Sangree et al., 1977) îïðåäåëÿåò âçàèìîñâÿçü ìåæäó ãëàâíûìè ýëåìåíòàìè ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà è íàèáîëåå âåðîÿòíûìè òåêòîíè÷åñêèìè ñîáûòèÿìè, ñòàâøèìè ïðè÷èíîé èõ ôîðìèðîâàíèÿ, à òàêæå ðåêîíñòðóèðóåò âîçìîæíûå ìîðôîëîãè÷åñêèå è òåêòîíè÷åñêèå óñëîâèÿ íà ìîìåíò îòëîæåíèÿ îñàäêîâ ïî ñåéñìè÷åñêèì îáðàçöàì îñàäî÷íûõ êîìïëåêñîâ. Îñíîâíûå ïðèíöèïû ñåéñìè÷åñêîé ñòðàòèãðàôèè óòâåðæäàþò: 1. Âñå êðóïíûå íåñîãëàñèÿ â ãëóáîêîâîäíûõ áàññåéíàõ ôîðìèðóþòñÿ ëèáî âñëåäñòâèå äëèòåëüíîãî îòñóòñòâèÿ ñåäèìåíòàöèè, ëèáî â ðåçóëüòàòå ýðîçèè. Çíà÷èòåëüíûå ïåðåðûâû â îñàäêîíàêîïëåíèè ÿâëÿþòñÿ ñëåäñòâèåì ðåãèîíàëüíûõ èëè ýâñòàòè÷åñêèõ òåêòîíè÷åñêèõ ñîáûòèé, êîòîðûå ðåçêî ïîíèæàþò îòíîñèòåëüíûé óðîâåíü ìîðÿ. 2. Òèï ïåñ÷àíî-ãëèíèñòûõ ôàöèé â íàèáîëüøåé ñòåïåíè çàâèñèò îò ãëóáèíû ìîðÿ (ìåëêîâîäüå, øåëüô, ñêëîí, ãëóáîêîâîäüå) íà ìîìåíò íàêîïëåíèÿ îòëîæåíèé. Îòíîñèòåëüíî ïåðâîãî ïðèíöèïà ñóùåñòâóåò äîñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåííîå ìíåíèå î òîì, ÷òî âëèÿíèå òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìèíèìóìîâ îãðàíè÷èâàåòñÿ òîëüêî øåëüôàìè è íå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãëóáîêîâîäíûå áàññåéíû.  ýòîé ñâÿçè ñëåäóåò çàìåòèòü ñëåäóþùåå. Ïî-âèäèìîìó, â äàííîì ñëó÷àå èìååò ìåñòî íåêîòîðàÿ ïóòàíèöà â ïîíèìàíèè ïðèðîäû ãëóáîêîâîäíîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ â ïåðèîäû òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìèíèìóìîâ. Äåéñòâèòåëüíî, â òå÷åíèå ýòèõ ïåðèîäîâ (êîãäà øåëüôû îáíàæåíû) ôîðìèðóåòñÿ ìíîæåñòâî êîíóñîâ âûíîñà îò êðóïíûõ øåëüôîâûõ ðåê, êîòîðûå ðàçâèâàþòñÿ íà êîíòèíåíòàëüíûõ ñêëîíàõ è ïîäíîæèÿõ. Âñëåäñòâèå ýòîãî ñêëàäûâàåòñÿ âïå÷àòëåíèå, ÷òî â ïåðèîäû òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìèíèìóìîâ â ãëóáîêîâîäíûõ áàññåéíàõ ïðîèñõîäèò íàèáîëåå èíòåíñèâíîå íàêîïëåíèå êëàñòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà. Íî â ìàñøòàáàõ âñåãî îêåàíà êîíóñû âûíîñà ÿâëÿþòñÿ ëîêàëüíûìè ñòðóêòóðàìè; ïðåäñòàâëåíèå îá èõ ðàñïðîñòðàíåííîñòè äàëåêî â îêåàí (ìíîãî äàëåå 200–300 êì îò áðîâêè øåëüôà) ÿâëÿåòñÿ áîëüøèì ïðåóâåëè÷åíèåì. Îäíîâðåìåííî ñ íàêîïëåíèåì îñàäêîâ íà ñêëîíàõ â ïåðèîäû ìèíèìóìîâ, çà ïðåäåëàìè êîíóñîâ âûíîñà (ò. å. íà áîëüøåé ÷àñòè ãëóáîêîâîäíûõ áàññåéíîâ) ðàçâèâàþòñÿ íåñîãëàñèÿ âñëåäñòâèå îòñóòñòâèÿ ñåäèìåíòàöèè. Âñå ýòè ïðîöåññû äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî îïèñàíû â ðàáîòàõ Sangree, Thompson, Widmier (Mitchem et al., 1977). 9.4.1. Åâðàçèéñêèé áàññåéí  Åâðàçèéñêîì áàññåéíå ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè íàèáîëåå äåòàëüíî èçó÷åíà êîòëîâèíà Àìóíäñåíà.  îñàäî÷íîì ÷åõëå êîòëîâèíû ïîâñåìåñòíî âûäåëÿåòñÿ äèíàìè÷åñêè ÿðêèé ðåôëåêòîð. Ýêâèâàëåíòíàÿ äàííîìó ðåôëåêòîðó ðåãèîíàëüíàÿ ïîâåðõíîñòü, ðàçäåëÿþùàÿ îñàäî÷íûé ÷åõîë íà äâà ñòðóêòóðíûõ ýòàæà (íèæíèé è âåðõíèé), ÿâëÿåòñÿ êðóïíåéøèì íåñîãëàñèåì. Âåðîÿòíûå ïðè÷èíû ôîðìèðîâàíèÿ ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ áóäóò îáñóæäåíû ïîçäíåå.  êîòëîâèíå Àìóíäñåíà âûäåëåíî ñåìü êîìïëåêñîâ îòëîæåíèé (ñíèçó ââåðõ A1-A7), ðàçäåëåííûõ ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèìè íåñîãëàñèÿìè áîëåå âûñîêîãî ïîðÿäêà (ðèñ. 9.7). Ïî äàííûì øèðîêîóãîëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé (Jokat et al., 1995), îñàäî÷íûå êîìïëåêñû õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè èíòåðâàëüíûìè ñêîðîñòÿìè (â êì/ñ): íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ – A1 (4,5–4,6), A2 (4,0–4,2), A3 (3,4–3,5), A4 (2,9); âåðõíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ – A5 (2,2), A6 (1,9), A7 (1,8–1,9). Êîìïëåêñû À1 è À2 ðàçâèòû ëîêàëüíî (â ïðåäåëàõ ËÌÀ 18–24), ïðåèìóùåñòâåííî â ïðèïîëþñíîé ÷àñòè âáëèçè ïîäíîæèÿ õðåáòà Ëîìîíîñîâà. Êîìïëåêñ À1 âûïîëíÿåò çäåñü ðîëü òðîãîâîãî êîìïëåêñà, âûðàâíèâàþùåãî ðåëüåô àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà. Þæíåå (â ñòîðîíó ìîðÿ Ëàïòåâûõ), ðîëü òðîãîâîãî êîìïëåêñà îòëîæåíèé ïåðåõîäèò ê êîìïëåêñó À3 (ðèñ. 9.8). 227
228
Ðèñ. 9.7. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç âäîëü äðåéôà ÑÏ24–80
229
Ðèñ. 9.8. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç âäîëü äðåéôà ÑÏ21–73
230
Ðèñ. 9.9. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç ïî êîìïèëÿòèâíîìó ïðîôèëþ À03
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Êîìïëåêñû À1 è À3 õàðàêòåðèçóþòñÿ ñåéñìè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòüþ (ðèñ. 9.7); â òî æå âðåìÿ ïðîìåæóòî÷íûé ìåæäó íèìè êîìïëåêñ À2 õàðàêòåðèçóåòñÿ íåêîòîðîé ñëîèñòîñòüþ. Ïîäñòèëàþùèé ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå êîìïëåêñ À4 îòîáðàæàåòñÿ íà ñåéñìè÷åñêèõ çàïèñÿõ â âèäå íàáîðà íåïðåðûâíûõ âûñîêîàìïëèòóäíûõ ðåôëåêòîðîâ (ðèñ. 9.7, 9.8). Êîìïëåêñû âåðõíåãî ñòðóêòóðíîãî ýòàæà À5, À6 (ðèñ. 1.2), À7 (ðèñ. 9.7) îáëàäàþò íåêîòîðûìè ÷åðòàìè ïåëàãè÷íîñòè. Ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè (äî 3 êì) íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ äîñòèãàåò â ìåñòàõ ðàçâèòèÿ êîìïëåêñîâ À1, À2, ò. å. â ïðèïîëþñíîé ÷àñòè âáëèçè ïîäíîæèÿ õðåáòà Ëîìîíîñîâà. Âåðõíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ ïðåäñòàâëåí òðåìÿ ïîêðîâíûìè îêåàíè÷åñêèìè êîìïëåêñàìè íåëèòèôèöèðîâàííûõ îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé ñ ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ äî 0,8–1,0 êì. Êîòëîâèíà Íàíñåíà èçó÷åíà ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè çíà÷èòåëüíî ñëàáåå; îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ î ÷åõëå çäåñü áûëà ïîëó÷åíà èç ãðèäà (ïðèáëèçèòåëüíî 10 × 10 êì) òî÷å÷íûõ çîíäèðîâàíèé ÌΠ(áàçà äàííûõ ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ), íà îñíîâå êîòîðûõ áûëè ñôîðìèðîâàíû ñîñòàâíûå ñåéñìè÷åñêèå ïðîôèëè. Äåòàëüíîñòü ðàçðåçîâ ïî ñîñòàâíûì ïðîôèëÿì (ðèñ. 9.9) íå ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèé è ñåéñìîôàöèàëüíûé àíàëèçû îòëîæåíèé â êîòëîâèíå Íàíñåíà. Òåì íå ìåíåå, îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå àñèììåòðè÷íîñòü ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà (ðèñ. 9.7, 9.8, 9.9). Âåðõíèé ýòàæ îòëîæåíèé êîòëîâèí Íàíñåíà è Àìóíäñåíà ñèììåòðè÷åí îòíîñèòåëüíî îñè ñïðåäèíãà è õàðàêòåðèçóåòñÿ íåêîòîðûì ïàäåíèåì âíóòðåííèõ ðåôëåêòîðîâ â ïðîòèâîïîëîæíûå îò õðåáòà Ãàêêåëÿ ñòîðîíû. Íèæíèé ýòàæ, íàïðîòèâ, àñèììåòðè÷åí îòíîñèòåëüíî îñè ñïðåäèíãà è õàðàêòåðèçóåòñÿ îäíîñòîðîííèì ïàäåíèåì âíóòðåííèõ ðåôëåêòîðîâ â êîòëîâèíàõ áàññåéíà – ñîîòâåòñòâåííî ê õðåáòó Ãàêêåëÿ â êîòëîâèíå Àìóíäñåíà (ðèñ. 9.7, 9.8) è â ñòîðîíó Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà â êîòëîâèíå Íàíñåíà (ðèñ. 9.9). 9.4.2. Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê ãëóáîêîâîäíîãî Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà (òðàíñàðêòè÷åñêèé õðåáåò Ëîìîíîñîâà è ñèñòåìà ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà, êîòëîâèíà Ìàêàðîâà) èçó÷åí ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè íàèáîëåå äåòàëüíî. Àíàëèç ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ ïî îñàäî÷íîìó ÷åõëó â ïðåäåëàõ áëîêà óñòàíàâëèâàåò äâà ïðèíöèïèàëüíî âàæíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ôàêòà. Ïåðâûé ôàêò.  îñàäî÷íîì ÷åõëå âûäåëÿåòñÿ âûñîêîàìïëèòóäíîå íåñîãëàñèå, ïðîñëåæèâàåìîå êàê â ïðåäåëàõ êàæäîé èç áàòèìåòðè÷åñêèõ ñòóïåíåé êîòëîâèíû Ìàêàðîâà (ðèñ. 9.10), òàê è íà îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèÿõ – íà õðåáòå Ëîìîíîñîâà è ñèñòåìå ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà (ðèñ. 9.11). Íà ðÿäå ëèíèé ýòî ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ïðîñëåæèâàåòñÿ îò ïîäíÿòèé â êîòëîâèíó íåïðåðûâíî (ðèñ. 9.11). Ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ÿâëÿåòñÿ óãëîâûì íåñîãëàñèåì.  êîòëîâèíå Ìàêàðîâà îíî õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîäîøâåííûì íàëåãàíèåì âûøåëåæàùèõ ñëîåâ, à íà ïðèïîäíÿòûõ áëîêàõ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé òèï íåñîãëàñèÿ ìåíÿåòñÿ íà ýðîçèîííûé ñðåç ïîäñòèëàþùèõ ñëîåâ (ðèñ. 9.12). Ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ÿâëÿåòñÿ ãëàâíûì ñåéñìè÷åñêèì ìàðêåðîì â îñàäî÷íîì ÷åõëå Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà è ðàçäåëÿåò îñàäêè íà äâà ñòðóêòóðíûõ ýòàæà (íèæíèé è âåðõíèé), îòëîæèâøèõñÿ ïðè ðàçëè÷íûõ îáñòàíîâêàõ îñàäêîíàêîïëåíèÿ. Âòîðîé ôàêò.  êîòëîâèíå Ìàêàðîâà è â ïðåäåëàõ ïîãðóæåííûõ áëîêîâ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé ñåéñìè÷åñêèå ôàöèè ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì îòîáðàæàþòñÿ íà ñåéñìè÷åñêèõ çàïèñÿõ îäèíàêîâî – â âèäå íàáîðà íåïðåðûâíûõ âûñîêîàìïëèòóäíûõ ðåôëåêòîðîâ (ðèñ. 9.11). Êëþ÷åâûå âîïðîñû: – âîçðàñò ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ è åãî âîçìîæíàÿ ñâÿçü ñ îïðåäåëåííûì ðåãèîíàëüíûì èëè ýâñòàòè÷åñêèì òåêòîíè÷åñêèì ñîáûòèåì; – ïðè÷èíà èäåíòè÷íîñòè ñåéñìè÷åñêèõ ôàöèé ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì â êîòëîâèíå Ìàêàðîâà è â ïðåäåëàõ ïîãðóæåííûõ áëîêîâ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé; – ðîëü íåîòåêòîíèêè. Âîçðàñò íåñîãëàñèÿ ïðèíÿòî îïðåäåëÿòü ïî âîçðàñòó ñàìûõ äðåâíèõ ïîðîä, åãî ïåðåêðûâàþùèõ. Íà ðàçðåçå âäîëü äðåéôà ÑÏ23-78 (ðèñ. 9.12) õîðîøî âèäíî, ÷òî â êîòëîâèíå Ìàêàðîâà è â ïðåäåëàõ ïîãðóæåííûõ áëîêîâ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ïåðåêðûâàåòñÿ ïîðîäàìè áîëåå äðåâíåãî âîçðàñòà ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèïîäíÿòûìè áëîêàìè. Êðîìå òîãî, òàêæå õîðîøî âèäíî, ÷òî íà ïðèïîäíÿòûõ áëîêàõ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü îñàäî÷íîãî ðàçðåçà ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì ðàçìûòà (ðèñ. 9.12). Äðóãèìè ñëîâàìè, ðàçðûâ â îñàäî÷íîì ðàçðåçå, ñîîòâåòñòâóþùèé ðåãèîíàëüíîìó íåñîãëàñèþ, ïîñòåïåííî 231
232
Ðèñ. 9.10. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç âäîëü äðåéôà ÑÏ28–87
Makarov Basih lll
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Ðèñ. 9.11. Ïðîñëåæèâàíèå ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ â ïðåäåëàõ Ïðîâèíöèè öåíòðàëüíî-àðêòè÷åñêèõ ïîäíÿòèé
233
Ðèñ. 9.12. Ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç âäîëü äðåéôà ÑÏ23–78
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
ðàñøèðÿåòñÿ îò êîòëîâèíû ê ïðèïîäíÿòûì áëîêàì îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé. Ïîýòîìó âîïðîñ î âîçðàñòå ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ íóæíî ñôîðìóëèðîâàòü íåñêîëüêî èíà÷å, à èìåííî – ñ êàêèì òåêòîíè÷åñêèì ñîáûòèåì ìîã áûòü ñâÿçàí ðåãèîíàëüíûé ïåðåðûâ â îñàäêàõ Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà? Äëÿ îòâåòà íà ýòîò âîïðîñ íåîáõîäèìî ïðèâëå÷ü äîñòóïíûå ìàòåðèàëû ïî ïåðèôåðèè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà. Ïî äàííûì Êèìà, Ñëîáîäèíà (1991), ñòðàòèãðàôè÷åñêèé èíòåðâàë ìåæäó ïîçäíèì îëèãîöåíîì è ðàííèì ìèîöåíîì ïî ïåðèôåðèè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà õàðàêòåðèçóåòñÿ ðåãèîíàëüíûì ôîðìèðîâàíèåì êîðû õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ. Êîðà õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ â ýòîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì èíòåðâàëå çàôèêñèðîâàíà â Ëàïòåâñêîì áàññåéíå ñ ìîùíîñòüþ äî 8 ì (â ÷àñòíîñòè, íà î. Áîëüøåâèê, íà ìûñå Ñâ. Íîñ); â Âîñòî÷íî-Ñèáèðñêîì áàññåéíå, ãäå îíà ñ ìîùíîñòüþ äî 20 ì ðàçâèòà íà äåíóäàöèîííîé ïîâåðõíîñòè âûðàâíèâàíèÿ (íàïðèìåð, íà î. Âðàíãåëÿ); â ×óêîòñêîì áàññåéíå, ãäå ïîçäíåîëèãîöåíîâàÿ-ðàííåìèîöåíîâàÿ êîðà õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ çàôèêñèðîâàíà ñ ìîùíîñòüþ äî 40 ì (íàïðèìåð, íà ìûñå Øìèäòà), íà ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíå. Íà îáîáùåííîé ñòðàòèãðàôè÷åñêîé êîëîíêå áàññåéíà Áîôîðò-Ìàêêåíçè (Enachescu, 1990) âûäåëåí ñåéñìè÷åñêèé ìàðêåð ÒÊ ïîçäíåîëèãîöåíîâîãî âîçðàñòà (ðèñ. 9.13), êîòîðûé õîðîøî èçâåñòåí êàê ïîâåðõíîñòü êîìïëåêñà Kugmallit è êîíòðîëèðóåòñÿ êîðîé õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ ñ ìîùíîñòüþ äî 40 ì. Íà ñåéñìè÷åñêèõ ðàçðåçàõ áàññåéíà Áîôîðò-Ìàêêåíçè (Geological atlas.., 1995) ñåéñìè÷åñêèé ìàðêåð TK îòîáðàæàåòñÿ ëèáî â êà÷åñòâå ãðàíèöû ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé, ëèáî êàê ïîâåðõíîñòü âûðàâíèâàíèÿ (ðèñ. 9.14). Íà Êàíàäñêîì Àðêòè÷åñêîì àðõèïåëàãå (íàïðèìåð, íà î. Áàíêñ) óñòàíàâëèâàåòñÿ ÷åòêèé ðàçìûâ ìåæäó îëèãîöåíîâîé è ìèîöåíîâîé ÷àñòÿìè îñàäî÷íîãî ðàçðåçà. Òàêèì îáðàçîì, ñîïîñòàâëåíèå ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ ïî îñàäî÷íîìó ÷åõëó ñî âñåì ìíîãîîáðàçèåì ìàòåðèàëîâ ïî ïåðèôåðèè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà, à òàêæå ñ òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèìè ñîáûòèÿìè ïîçâîëÿåò ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ âåðîÿòíîñòè ïðèâÿçàòü ðåãèîíàëüíûé ïåðåðûâ â îñàäêàõ Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà ê ãëîáàëüíîìó ïîçäíåîëèãîöåíîâîìó òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêîìó ìèíèìóìó.
Ðèñ. 9.13. Îáîáùåííàÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ êîëîíêà áàññåéíà Áîôîðò-Ìàêêåíçè (Enachescu, 1990) 235
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 9.14. Ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû â áàññåéíå Áîôîðò-Ìàêêåíçè (Geological atlas of the Beaugort-Mackenzie area, 1995)
236
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Ìîæåò âîçíèêíóòü âîïðîñ – ïî÷åìó èìåííî ïîçäíåîëèãîöåíîâûé ìèíèìóì âìåñòî äðóãèõ èçâåñòíûõ òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìèíèìóìîâ? Âûøå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïîçäíåîëèãîöåíîâûé ìèíèìóì êîíòðîëèðóåòñÿ íàèáîëåå ìîùíîé êîðîé õèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ (äî 40 ì), êîòîðàÿ ïîâñåìåñòíî ôèêñèðóåòñÿ íà áåðåãîâîì è îñòðîâíîì îáðàìëåíèè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà. Êðîìå òîãî, íóæíî ó÷èòûâàòü, ÷òî ïîçäíåîëèãîöåíîâûé òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèé ìèíèìóì ñîîòâåòñòâóåò âåëè÷àéøåìó ãëîáàëüíîìó ïîíèæåíèþ óðîâíÿ ìîðÿ â èñòîðèè Çåìëè (Vail et al., 1977). Íåëüçÿ íå îòìåòèòü, ÷òî ñóùåñòâóåò àëüòåðíàòèâíàÿ ïàëåîòåêòîíè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ â Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîì áëîêå. W. Jokat â îäíîé èç ïîñëåäíèõ ðàáîò (Jokat, 2003) ïðåäïîëîæèë, ÷òî ôîðìèðîâàíèå ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ áûëî âûçâàíî ãëàâíûì òåêòîíè÷åñêèì ñîáûòèåì â Àðêòè÷åñêîì îêåàíå, êîòîðîå êàðäèíàëüíî èçìåíèëî óñëîâèÿ îñàäêîíàêîïëåíèÿ. Ïî åãî ìíåíèþ, íàèáîëåå î÷åâèäíûì êàíäèäàòîì íà ýòî ñîáûòèå ÿâëÿåòñÿ íà÷àëî ðàñêðûòèÿ Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà. Íî â òàêîì ñëó÷àå ìû íå äîëæíû âèäåòü ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå â îñàäî÷íîì ÷åõëå êîòëîâèíû Àìóíäñåíà. Íà ñåéñìè÷åñêîì ðàçðåçå âäîëü ëèíèè äðåéôà ÑÏ21–73 õîðîøî âèäíî, ÷òî èäåíòè÷íîå (ïî âñåì ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèì ïðèçíàêàì) ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ïðîñëåæèâàåòñÿ îò õðåáòà Ëîìîíîñîâà â êîòëîâèíó Àìóíäñåíà (ðèñ. 9.8). Èç ýòîãî æå ðèñóíêà ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî â êîòëîâèíå Àìóíäñåíà ðàçâèò ìîùíûé îñàäî÷íûé êîìïëåêñ ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì. Ñëåäîâàòåëüíî, ðåãèîíàëüíûé ïåðåðûâ â îñàäêîíàêîïëåíèè ïðîèçîøåë íàìíîãî ïîçäíåå íà÷àëà ðàñêðûòèÿ Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà, êîòîðîå, â ñîîòâåòñòâèè ñ òðàäèöèîííîé ïëåéòòåêòîíè÷åñêîé ìîäåëüþ ýâîëþöèè (Lawver et al., 2002), áûëî ïîñëåäíèì â ÷åðåäå ðàñêðûòèé êîòëîâèí Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñâÿçü ðåãèîíàëüíîãî ïåðåðûâà â îñàäî÷íîì ÷åõëå Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà ñ ïîçäíåîëèãîöåíîâûì òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèì ìèíèìóìîì ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå âåðîÿòíîé ïàëåîòåêòîíè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèåé. Èäåíòè÷íîñòü ñåéñìè÷åñêèõ ôàöèé ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì, êàê â êîòëîâèíå Ìàêàðîâà, òàê è â ïðåäåëàõ ïîãðóæåííûõ áëîêîâ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé ìîæíî îáúÿñíèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì. Èçâåñòíî, ÷òî òèï ïåñ÷àíî-ãëèíèñòûõ ñåéñìè÷åñêèõ ôàöèé â íàèáîëüøåé ñòåïåíè îïðåäåëÿåòñÿ ãëóáèíîé ìîðÿ íà ìîìåíò íàêîïëåíèÿ îòëîæåíèé (Sangree et al., 1977).  ñîîòâåòñòâèè ñ êëàññèôèêàöèåé ñåéñìîôàöèàëüíûõ åäèíèö, ñåéñìè÷åñêèå ôàöèè ïîä ðåãèîíàëüíûì íåñîãëàñèåì ïî ñâîèì õàðàêòåðèñòèêàì ñîîòâåòñòâóþò ôàöèÿì ìîðñêèõ ìåëêîâîäíûõ îáëîìî÷íûõ îñàäêîâ (ðèñ. 9.11). Ñëåäîâàòåëüíî, ýòè ôàöèè ôîðìèðîâàëèñü â îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ ìåëêîãî ìîðÿ, êàê â êîòëîâèíå Ìàêàðîâà, òàê è â ïðåäåëàõ ïîãðóæåííûõ áëîêîâ îêðóæàþùèõ ïîäíÿòèé, ò. å. íàõîäèëèñü íà îäíîì óðîâíå, ÷åì è âûçâàíà èõ èäåíòè÷íîñòü. Îòñþäà ñëåäóþò äâà âûâîäà: 1. Îñíîâíîå ïîãðóæåíèå äíà êîòëîâèíû Ìàêàðîâà äî îêåàíè÷åñêèõ ãëóáèí íà÷àëîñü ïîñëå ôîðìèðîâàíèÿ ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ, à ïåëàãè÷åñêèé ýòàï îñàäêîíàêîïëåíèÿ â ïðåäåëàõ Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà íà÷àëñÿ ïîñëå ðåãèîíàëüíîãî ïåðåðûâà, ò. å. â ìèîöåíå. 2. Êîòëîâèíà Ìàêàðîâà ðàçâèëàñü â ãëóáîêîâîäíóþ êîòëîâèíó âñëåäñòâèå áûñòðîãî íåîòåêòîíè÷åñêîãî ïîãðóæåíèÿ èëè îáðóøåíèÿ. Íåñîìíåííî, êîòëîâèíà Ìàêàðîâà áûëà îáëàñòüþ àêêóìóëÿöèè îñàäêîâ çàäîëãî äî ïîçäíåîëèãîöåíîâîãî ïåðåðûâà, íî òîëüêî ïîñëå íåãî íà÷àëñÿ ïåëàãè÷åñêèé ýòàï ñåäèìåíòàöèè. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî áûñòðîå íåîòåêòîíè÷åñêîå ïîãðóæåíèå êîòëîâèíû Ìàêàðîâà ñòàëî ñëåäñòâèåì òåêòîíè÷åñêîé àêòèâèçàöèè.  ÷àñòíîñòè, â êîòëîâèíå âûäåëÿþòñÿ ìíîãî÷èñëåííûå âóëêàíè÷åñêèå ïîñòðîéêè, äîñòèãàþùèå äîííîé ïîâåðõíîñòè èëè äàæå ïðîðûâàþùèå åå (ðèñ. 9.10), ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ñèíôàçíîñòè ïðîÿâëåíèé âóëêàíèçìà ñ ïðîöåññîì íåîòåêòîíè÷åñêîãî îáðóøåíèÿ äíà êîòëîâèíû Ìàêàðîâà ïî ñèñòåìå óñòóïîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ, ïî-âèäèìîìó, ãëóáèííûì ðàçëîìàì çåìíîé êîðû. Âîçâðàùàÿñü ê âîïðîñó î ïðè÷èíå ôîðìèðîâàíèÿ ðåãèîíàëüíîãî íåñîãëàñèÿ, íåîáõîäèìî îòìåòèòü ñëåäóþùåå. Äàæå åñëè óñëîâíî ñîãëàñèòüñÿ ñ ìíåíèåì îá îãðàíè÷åííîì âëèÿíèè òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìèíèìóìîâ íà ãëóáîêîâîäíóþ ñåäèìåíòàöèþ, òî ýòî, â ïðèíöèïå, íå ïðîòèâîðå÷èò ñâÿçè ðåãèîíàëüíîãî ïåðåðûâà ñ ïîçäíåîëèãîöåíîâûì ìèíèìóìîì, òàê êàê âûøåïðèâåäåííûé àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî â êîíöå îëèãîöåíà Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê íå ÿâëÿëñÿ ãëóáîêîâîäíîé îáëàñòüþ. 237
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
 êîòëîâèíå Ìàêàðîâà (ðèñ. 9.10) âûäåëÿåòñÿ ñåìü êîìïëåêñîâ îñàäêîâ, ðàçäåëåííûõ íåñîãëàñèÿìè áîëåå âûñîêîãî ïîðÿäêà (ñíèçó ââåðõ: Ì1-Ì4 – íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ; Ì5Ì7 – âåðõíèé). Ïî äàííûì îáîáùàþùåãî ñêîðîñòíîãî àíàëèçà, êîìïëåêñû õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè èíòåðâàëüíûìè ñêîðîñòÿìè (â êì/ñ): Ì1 (4,6–5,3), Ì2 (3,9–4,0), Ì3 (3,3–3,7), Ì4 (2,85–3,15), Ì5 (2,5), Ì6 (2,1–2,4), Ì7 (1,7–1,9). Êîìïëåêñû Ì1 è Ì2 ðàçâèòû òîëüêî â ïðèñèáèðñêîé ÷àñòè êîòëîâèíû Ìàêàðîâà.  ïðèïîëþñíîé ÷àñòè ïðîñëåæèâàþòñÿ òîëüêî âåðõíèå ïÿòü êîìïëåêñîâ: Ì3-Ì4 (íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ) è Ì5-Ì7 (âåðõíèé). Âíóòðåííÿÿ êîíôèãóðàöèÿ êîìïëåêñîâ Ì1, Ì3 õàðàêòåðèçóåòñÿ õàîòè÷íûì çàïîëíåíèåì íèçêîàìïëèòóäíûìè ðåôëåêòîðàìè (ðèñ. 9.10). Òàêèå ñåéñìîôàöèè îáû÷íî ôîðìèðóþòñÿ ïðè ïîâûøåíèè òåêòîíè÷åñêîé àêòèâíîñòè â óñëîâèÿõ ëàâèííîé ñåäèìåíòàöèè (èëè êîãäà îòñóòñòâóþò óñëîâèÿ äëÿ ðàçâèòèÿ ñëîèñòîñòè) â ïåðèîäû òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèõ ìàêñèìóìîâ. Êàê èçâåñòíî, íàèáîëåå çíà÷èòåëüíûå òåêòîíî-ýâñòàòè÷åñêèå ìàêñèìóìû çàôèêñèðîâàíû êðóïíåéøèìè òðàíñãðåññèÿìè â èñòîðèè Çåìëè ñîîòâåòñòâåííî â ïîçäíåìåëîâîå è ýîöåí-ðàííåîëèãîöåíîâîå âðåìÿ (Vail et al., 1977). Ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ÷åõëà â ãèïîöåíòðå þæíîé ÷àñòè êîòëîâèíû Ìàêàðîâà îöåíèâàåòñÿ â 6 êì, à â ãèïîöåíòðå åå ïðèïîëþñíîé ÷àñòè – äî 3 êì. Ïî äàííûì øèðîêîóãîëüíûõ ñåéñìè÷åñêèõ çîíäèðîâàíèé (Jokat et al., 1995; Jokat, 2003), ñêîðîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè ÷åõëà íà õðåáòå Ëîìîíîñîâà è ñèñòåìå ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà ÿâëÿþòñÿ ïðàêòè÷åñêè èäåíòè÷íûìè (ðèñ. 9.15). Íà îáîèõ ïîäíÿòèÿõ ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå ïîäñòèëàåòñÿ âûñîêîñêîðîñòíûìè êîìïëåêñàìè ñ èíòåðâàëüíûìè ñêîðîñòÿìè 4,0–4,7 êì/ñ (êîìïëåêñû L2, Àl2) è 5,0–5,4 êì/ñ (êîìïëåêñû L1, Al1) è ïåðåêðûâàåòñÿ íèçêîñêîðîñòíûìè îòëîæåíèÿìè ñ èíòåðâàëüíûìè ñêîðîñòÿìè 1,6–1,8 êì/ñ (êîìïëåêñû L6, L7, Al7). Ýêâèâàëåíòíûå ðåãèîíàëüíîìó íåñîãëàñèþ ñåéñìîôàöèè (êîìïëåêñû L4, Al4) õàðàêòåðèçóþòñÿ íà ïîäíÿòèÿõ èíòåðâàëüíîé ñêîðîñòüþ 2,1–2,3 êì/ñ. Îñíîâàíèå îñàäî÷íîãî ÷åõëà íà õðåáòå Ëîìîíîñîâà è ïîäíÿòèè Àëüôà ïðåäñòàâëåíî êîìïëåêñàìè ñî ñêîðîñòÿìè 5,7–6,3 êì/ñ. Êëàññè÷åñêèå ïðèìåðû ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäêîâ â òðàíçèòíûõ çîíàõ ìåæäó êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíîé Ñåâåðíîé Àìåðèêè è ñïðåäèíãîâûì Àòëàíòè÷åñêèì îêåàíîì (Sheridan et al., 1988) ñâèäåòåëüñòâóþò î ïîâñåìåñòíîì ðàçâèòèè ïðîãðàäàöèîííûõ êîìïëåêñîâ. Îñíîâíûå ñòðóêòóðû ñêëîíà (ñèíðèôòîâûå êîìïëåêñû) ðàçâèâàëèñü çäåñü â ïðîöåññå êîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà, ïðåäøåñòâîâàâøåãî îêåàíè÷åñêîìó. Ñ íà÷àëîì îêåàíè÷åñêîãî ðèôòîãåíåçà ñêëîí ïðèîáðåòàë îáëèê âûñîêîàìïëèòóäíîãî óñòóïà (ñòåíêè èíèöèàëüíîãî îêåàíè÷åñêîãî ðèôòà), ÷òî èíèöèèðîâàëî ïîñòðèôòîâîå (ïîñëå êîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà) îñàäêîíàêîïëåíèå ïî ñòèëþ áîêîâîãî íàðàùèâàíèÿ ïàëåîñêëîíîâ. Ïîñòðèôòîâûå îñàäêè ñôîðìèðîâàëè ñîâðåìåííûå ñêëîí è ïîäíîæèå êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíû ïî ñèñòåìå ïðîãðàäàöèîííûõ ïðèçì, äîñòèãàþùèõ àáèññàëè. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðîãðàäàöèîííûå êîìïëåêñû ÿâëÿþòñÿ ñâîåãî ðîäà àòðèáóòàìè çîí ïåðåõîäà îò êîíòèíåíòà ê ñïðåäèíãîâîìó îêåàíó. Ïðè ñîïîñòàâëåíèè ñåéñìè÷åñêèõ êîíôèãóðàöèé îñàäêîâ â îêðåñòíîñòÿõ âîñòî÷íîñèáèðñêèõ êîíòèíåíòàëüíûõ ïîäúåìîâ Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà è êîòëîâèíû Ìàêàðîâà óñòàíàâëèâàåòñÿ èõ êàðäèíàëüíîå ðàçëè÷èå (ðèñ. 9.16). Åñëè â ïåðâîì ñëó÷àå î÷åâèäíî ðàçâèòèå ïðîãðàäàöèîííûõ ñòðóêòóð â ñòîðîíó îêåàíà (ðèñ. 9.16, b), òî âî âòîðîì (ðèñ. 9.16, à) íàáëþäàåòñÿ ñîâåðøåííî ïðîòèâîïîëîæíàÿ êàðòèíà. Õîðîøî âèäíî, ÷òî îñàäêè, ñíåñåííûå â êîòëîâèíó Ìàêàðîâà ñ âîñòî÷íîñèáèðñêîãî øåëüôà, íå îòëàãàëèñü ìîðèñòåå ñêëîíà, òàê êàê âñå ãðàíèöû â îñàäî÷íîì ÷åõëå êîòëîâèíû, âêëþ÷àÿ ðàéîí ïîäíîæèÿ, õàðàêòåðèçóþòñÿ îò÷åòëèâûì ïàäåíèåì â ñòîðîíó âîñòî÷íîñèáèðñêîãî øåëüôà. Ó÷èòûâàÿ òàêæå, ÷òî íà ïðèïîäíÿòûõ áëîêàõ, îêðóæàþùèõ êîòëîâèíó Ìàêàðîâà, ïîäíÿòèé ðåãèîíàëüíîå íåñîãëàñèå, ÿâëÿÿñü êðîâëåé âûñîêîñêîðîñòíûõ îòëîæåíèé, õàðàêòåðèçóåòñÿ ÷åðòàìè ïîäâîäíîãî ýðîçèîííîãî ñðåçà èëè ðàçìûâà, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòü îòëîæåíèé àêêóìóëèðîâàëàñü â êîòëîâèíå Ìàêàðîâà, âñëåäñòâèå ðàçìûâà è ñíîñà îñàäêîâ ñ õðåáòà Ëîìîíîñîâà è ñèñòåìû ïîäíÿòèé Àëüôà-Ìåíäåëååâà. Òàêèì îáðàçîì, ñåéñìè÷åñêàÿ êîíôèãóðàöèÿ îñàäêîâ â çîíå ñî÷ëåíåíèÿ âîñòî÷íîñèáèðñêîãî øåëüôà ñ êîòëîâèíîé Ìàêàðîâà íå ñîîòâåòñòâóåò õàðàêòåðíûì äëÿ òðàíçèòíûõ çîí «êîíòèíåíò-ñïðåäèíãîâûé îêåàí» ïðîãðàäàöèîííûì ñòðóêòóðàì, è, ñêîðåå âñåãî, ïðåäñòàâëåíà ñèñòåìîé âûñîêîàìïëèòóäíûõ íåîòåêòîíè÷åñêèõ ñáðîñîâ. Ñóììèðóÿ èçëîæåííîå, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî íà ôîðìèðîâàíèå ñîâðåìåííîãî ðåëüåôà Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà â îïðåäåëÿþùåé ñòåïåíè âëèÿëè íåîòåêòîíè÷åñêèå ïðîöåññû. 238
Ðèñ. 9.15. Ñîïîñòàâëåíèå ñåéñìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îñàäî÷íîãî ÷åõëà íà õðåáòå Ëîìîíîñîâà è ïîäíÿòèè Àëüôà
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 9.16. Ñîïîñòàâëåíèå ñåéñìè÷åñêèõ êîíôèãóðàöèé îñàäî÷íîãî ÷åõëà â îêðåñòíîñòÿõ êîíòèíåíòàëüíûõ ïîäúåìîâ êîòëîâèíû Ìàêàðîâà (à) è Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà (á) (èç Ãîñãåîëêàðòû Ðîññèè ì-áà 1 : 1 000 000, ëèñòû T-53-56, 2004) 240
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
9.4.3. Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà Ðàçðàáîòêà áîëüøèíñòâà ìîäåëåé ðàñêðûòèÿ Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà îñíîâûâàëàñü íà ñîïîñòàâëåíèè ãåîëîãè÷åñêèõ äàííûõ ïî îêðóæàþùèì øåëüôàì è ñóøå (õîòÿ íåò íè îäíîé èçâåñòíîé ìîäåëè, êîòîðàÿ áû ïîëíîñòüþ èì óäîâëåòâîðÿëà), à òàêæå íà èíòåðïðåòàöèè ìàãíèòíûõ àíîìàëèé. Ïðè ýòîì ñåéñìè÷åñêèå äàííûå, ïîëó÷åííûå â ñàìîì áàññåéíå, â ÷àñòíîñòè, â Êàíàäñêîé êîòëîâèíå, ïðàêòè÷åñêè íå èñïîëüçîâàëèñü. Íà òåêóùèé ìîìåíò Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà îñòàåòñÿ íàèáîëåå ñëàáîèçó÷åííîé ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè ïðîâèíöèåé Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà. Íåäàâíî îáðàáîòàííûå ñåéñìè÷åñêèå äàííûå ÌΠâäîëü äðåéôà ÑÏ22–78 â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ïîçâîëÿþò âûÿâèòü ðÿä âàæíûõ ÷åðò â ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà. Ëèíèÿ äðåéôà ÑÏ22–78 ïåðåñåêàåò â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè ñàìóþ ãëóáîêîâîäíóþ îáëàñòü Êàíàäñêîé êîòëîâèíû (ðèñ. 9.17). Àíàëèç ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà âäîëü ëèíèè äðåéôà ïîçâîëÿåò âûäåëèòü ÷åòûðå îñíîâíûõ íåñîãëàñèÿ, îäíî èç êîòîðûõ, òðàññèðóåìîå ïðèáëèçèòåëüíî íà óðîâíå 6,5–6,7 ñ, îòîáðàæàåòñÿ â êà÷åñòâå ãðàíèöû äâóõ ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé (íèæíåãî è âåðõíåãî) (ðèñ. 9.17). Íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ õàðàêòåðèçóåòñÿ óãëîâûì íåñîãëàñèåì ìåæäó îñíîâíûìè ãðàíèöàìè è êðîâëåé ýòàæà, à ðåôëåêòîðû âåðõíåãî ýòàæà êîíôîðìíû åãî îñíîâàíèþ (ãðàíèöå ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé). Îáùàÿ ìîùíîñòü ÷åõëà óâåëè÷èâàåòñÿ â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, äîñòèãàÿ ìàêñèìóìà â 4,5 ñ â òî÷êå ïîâîðîòà ãåíåðàëüíîãî íàïðàâëåíèÿ äðåéôà ñòàíöèè íà ñåâåðî-âîñòîê. Äàëåå â ñåâåðî-âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè îáùàÿ ìîùíîñòü ÷åõëà íà÷èíàåò ñîêðàùàòüñÿ çà ñ÷åò äåãðàäàöèè íèæíåãî ñòðóêòóðíîãî ýòàæà, êàæäûé èç êîìïëåêñîâ êîòîðîãî ñòðóêòóðíî ñðåçàåòñÿ òåððàñàìè àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà (ðèñ. 9.17).  ïëàíå îáëàñòü åãî äåãðàäàöèè ïðåäñòàâëåíà îòíîñèòåëüíî óçêîé ëèíåéíîé çîíîé (ðèñ. 9.17), êîòîðóþ ìîæíî èíòåðïðåòèðîâàòü â êà÷åñòâå ñåâåðíîãî áîðòà êðóïíîãî ïðîãèáà àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà, ðàçâèòîãî â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû. Ïðîòèâîïîëîæíûé (þæíûé) áîðò ïðîãèáà, ïî-âèäèìîìó, êîíòðîëèðóåòñÿ êîíòèíåíòàëüíûì ïîäúåìîì Àëÿñêè. Ãðóáàÿ îöåíêà ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â öåíòðå ïðîãèáà äàåò çíà÷åíèå íå ìåíåå 8–10 êì.  ñîîòâåòñòâèè ñ íàèáîëåå ïîïóëÿðíîé íà òåêóùèé ìîìåíò ìîäåëüþ ýâîëþöèè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà (Lawver et al., 2002), Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà íà÷àëà ðàñêðûâàòüñÿ â íèæíåì ìåëó (ïðèáëèçèòåëüíî 130 ìëí ëåò íàçàä) îòíîñèòåëüíî ïîëþñà ðàñêðûòèÿ-âðàùåíèÿ â ðàéîíå äåëüòû Ìàêêåíçè. Ïðè ýòîì ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî îêåàíè÷åñêèé ôóíäàìåíò êîòëîâèíû ïîâñåìåñòíî ïåðåêðûò ãèãàíòñêîé ïðîãðàäàöèîííîé îñàäî÷íîé ïðèçìîé, îáðàçîâàííîé èíòåíñèâíûì âûíîñîì ðåêîé Ìàêêåíçè êëàñòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà. Äàííîå òðàäèöèîííîå îáúÿñíåíèå áåñïðåöåäåíòíîé (äëÿ ìåëîâîé îêåàíè÷åñêîé êîðû) ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ïðîòèâîðå÷èò ðåàëüíîé ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îòëîæåíèé âäîëü äðåéôà ÑÏ22–78, òàê êàê ïîñëåäíÿÿ íå ñîîòâåòñòâóåò ñòàíäàðòíîé êîíôèãóðàöèè ðåôëåêòîðîâ âíóòðè ïðîãðàäàöèîííûõ ïðèçì. Äåéñòâèòåëüíî, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîìïèëÿöèåé Jackson,Oakey (1990), ïðîñòèðàíèå ïðîãðàäàöèîííîé ïðèçìû â èññëåäóåìîì ðåãèîíå ïðèáëèçèòåëüíî ñîâïàäàåò ñ ãåíåðàëüíûì íàïðàâëåíèåì äðåéôà ÑÏ22–78 äî òî÷êè åãî ïîâîðîòà íà ñåâåðî-âîñòîê (ðèñ. 9.17). Íà ñîîòâåòñòâóþùåì ôðàãìåíòå ðàçðåçà (äî òî÷êè ïîâîðîòà) íàáëþäàåòñÿ ïàäåíèå íåñîãëàñèé íà âîñòîê, ò. å. â ñòîðîíó äåëüòû Ìàêêåíçè. Õîðîøî èçâåñòíî, ÷òî ïðîãðàäàöèîííûå ïðèçìû õàðàêòåðèçóþòñÿ ïàäåíèåì ðåôëåêòîðîâ â ñòîðîíó, ñîâïàäàþùóþ ñ íàïðàâëåíèåì âûíîñà êëàñòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà (ðèñ. 9.17).  ñëó÷àå ïðåâàëèðóþùåãî íàêîïëåíèÿ îñàäêîâ â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû âñëåäñòâèå âûíîñà îáëîìî÷íûõ ïîðîä ñî ñòîðîíû äåëüòû Ìàêêåíçè, ïàäåíèå ðåôëåêòîðîâ ôèêñèðîâàëîñü áû â ñòîðîíó, ïðîòèâîïîëîæíóþ ðåàëüíî íàáëþäàåìîé íà ðàçðåçå. Ñëåäîâàòåëüíî, òðàäèöèîííîå îáúÿñíåíèå áåñïðåöåäåíòíîé (äëÿ ìåëîâîé îêåàíè÷åñêîé êîðû) ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ïðîòèâîðå÷èò ýêñïåðèìåíòàëüíûì ôàêòàì. Òàêèì îáðàçîì, ýêñòðàïîëÿöèÿ ïðîãðàäàöèîííîé ïðèçìû íà çàïàä îò äåëüòû Ìàêêåíçè áîëåå ÷åì íà 200–300 êì ìîðèñòåå êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà ÿâëÿåòñÿ áîëüøèì ïðåóâåëè÷åíèåì. Âîçíèêàåò âîïðîñ: êàêèì ìîæåò áûòü àëüòåðíàòèâíîå îáúÿñíåíèå áåñïðåöåäåíòíîé (äëÿ ìåëîâîé îêåàíè÷åñêîé êîðû) ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ÷åõëà (8–10 êì) â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû? Íàèáîëåå âåðîÿòíûì èç âîçìîæíûõ îáúÿñíåíèé ÿâëÿåòñÿ ïðåäïîëîæåíèå î äîìåëîâîì (â äàííîì ñëó÷àå äîîêåàíè÷åñêîì) çàðîæäåíèè âûøåóïîìÿíóòîãî ïðîãèáà àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà. 241
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 9.17. Èíòåðïðåòèðîâàííûé ñåéñìè÷åñêèé ðàçðåç â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû
242
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
 ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé ãèïîòåçîé áûëî ïðîâåäåíî ñîïîñòàâëåíèå ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ñ òàêîâîé íà êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíå Àëÿñêè. Ñîïîñòàâëåíèå ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòåëüíî îòîæäåñòâèòü äâà íåñîãëàñèÿ, îòîáðàæàþùèõñÿ è â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû, è íà ×óêîòñêîì øåëüôå (åãî àìåðèêàíñêîì ñåêòîðå) â êà÷åñòâå ãðàíèö ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé. Äåéñòâèòåëüíî, íà ðàçðåçàõ ×óêîòñêîãî øåëüôà (Sherwood et al., 2002) íàáëþäàåòñÿ êàðäèíàëüíîå íåñîîòâåòñòâèå ñåéñìè÷åñêèõ êîíôèãóðàöèé îñàäî÷íîãî ÷åõëà íèæå è âûøå ãëàâíîãî íåñîãëàñèÿ (ðèñ. 9.18), äàòèðóåìîãî ïî äàííûì áóðåíèÿ êàê íèæíåìåëîâîå (LCU). Íà ðàçðåçå ÑÏ22–78 íàáëþäàåòñÿ ïîõîæåå íåñîîòâåòñòâèå ñåéñìè÷åñêèõ êîíôèãóðàöèé îñàäî÷íîãî ÷åõëà íèæå è âûøå íåñîãëàñèÿ, òðàññèðóåìîãî íà óðîâíå 6,5–6,7 ñ (ðèñ. 9.17). Ñëåäîâàòåëüíî, èìåþòñÿ îñíîâàíèÿ äëÿ îòîæäåñòâëåíèÿ äàííîãî íåñîãëàñèÿ ñ íèæíåìåëîâûì íåñîãëàñèåì ×óêîòñêîãî øåëüôà. Íà ñòðàòèãðàôè÷åñêîé êîëîíêå ×óêîòñêîãî øåëüôà (Sherwood et al., 2002), â èíòåðâàëå ìåæäó ïðåäïîëîæèòåëüíî äåâîíñêèì àêóñòè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì è íèæíåìåëîâûì ïåðåðûâîì, áóðåíèåì çàôèêñèðîâàíû åùå äâà ïåðåðûâà â îñàäêîíàêîïëåíèè – ïåðìñêèé è þðñêèé. Íî ïî äàííûì ÑÏ22–78, â ïðåäåëàõ ïðîãèáà þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ìåæäó àêóñòè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì è ãðàíèöåé ñòðóêòóðíûõ ýòàæåé âûäåëÿþòñÿ òàêæå äâà íåñîãëàñèÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, èõ ìîæíî ïðåäïîëîæèòåëüíî äàòèðîâàòü êàê ïåðìñêîå è þðñêîå (ðèñ. 9.17).  ñîîòâåòñòâèè ñ äàííîé ïàëåîòåêòîíè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèåé, íèæíèé ñòðóêòóðíûé ýòàæ îñàäêîâ â ïðîãèáå þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ñôîðìèðîâàëñÿ çàäîëãî äî íà÷àëà åå ðàñêðûòèÿ. Ìåòîäîëîãèÿ ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ñ îïîðîé íà èìåþùèåñÿ ñåéñìè÷åñêèå è ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå ïî ïåðèôåðèè Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà ïîçâîëèëà âûÿâèòü ãëàâíûå ðåãèîíàëüíûå îñîáåííîñòè ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà â òðåõ êðóïíåéøèõ ïðîâèíöèÿõ Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà è â ðÿäå ñëó÷àåâ ïðåäëîæèòü èõ ïàëåîòåêòîíè÷åñêóþ òðàêòîâêó. Åâðàçèéñêèé áàññåéí. Ðàññìàòðèâàÿ Åâðàçèéñêèé áàññåéí â öåëîì, ê åãî ãëàâíîé îñîáåííîñòè ñëåäóåò îòíåñòè àñèììåòðè÷íîñòü ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îñàäî÷íîãî ÷åõëà êîòëîâèí Íàíñåíà è Àìóíäñåíà îòíîñèòåëüíî õðåáòà Ãàêêåëÿ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ñïðåäèíãîâàÿ ïðèðîäà Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà ó áîëüøèíñòâà èññëåäîâàòåëåé íå âûçûâàåò ñîìíåíèé. Íî, êàê èçâåñòíî, îêåàíè÷åñêèå ñïðåäèíãîâûå áàññåéíû õàðàêòåðèçóþòñÿ áèëàòåðàëüíîé ñèììåòðèåé, ïîä÷åðêèâàåìîé ïðåæäå âñåãî ðèñóíêîì ëèíåéíûõ ìàãíèòíûõ àíîìàëèé. Ïîýòîìó ôàêò àñèììåòðèè ñåéñìè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè îòëîæåíèé Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà îòíîñèòåëüíî îñè ñïðåäèíãà, êàê è ôàêò áàòèìåòðè÷åñêîé àñèììåòðèè (ñóùåñòâåííîãî ðàçëè÷èÿ ãëóáèí äíà êîòëîâèí Íàíñåíà è Àìóíäñåíà), òðåáóåò ñâîåãî îáúÿñíåíèÿ. Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé áëîê. Êîòëîâèíà Ìàêàðîâà ðàçâèëàñü â ãëóáîêîâîäíóþ îêåàíè÷åñêóþ êîòëîâèíó âñëåäñòâèå áûñòðîãî íåîòåêòîíè÷åñêîãî ïîãðóæåíèÿ èëè îáðóøåíèÿ. Ñåéñìè÷åñêàÿ êîíôèãóðàöèÿ îñàäêîâ â çîíå ñî÷ëåíåíèÿ âîñòî÷íîñèáèðñêîãî øåëüôà ñ êîòëîâèíîé Ìàêàðîâà íå ñîîòâåòñòâóåò õàðàêòåðíûì äëÿ òðàíçèòíûõ çîí «êîíòèíåíò-ñïðåäèíãîâûé îêåàí» ïðîãðàäàöèîííûì ñòðóêòóðàì, è, ñêîðåå âñåãî, ïðåäñòàâëåíà ñèñòåìîé âûñîêîàìïëèòóäíûõ íåîòåêòîíè÷åñêèõ ñáðîñîâ. Òàêèì îáðàçîì, íà ôîðìèðîâàíèå ñîâðåìåííîãî ðåëüåôà Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêà â îïðåäåëÿþùåé ñòåïåíè âëèÿëè íåîòåêòîíè÷åñêèå ïðîöåññû, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ãëàâíîé îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ ýòîé ïðîâèíöèè ãëóáîêîâîäíîãî Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà. Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà. Íîâûå ñåéñìè÷åñêèå äàííûå ñòàâÿò ïîä ñîìíåíèå òðàäèöèîííóþ òî÷êó çðåíèÿ î ïîâñåìåñòíîì ïåðåêðûòèè îêåàíè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà Êàíàäñêîé êîòëîâèíû ãèãàíòñêîé ïðîãðàäàöèîííîé ïðèçìîé ñî ñòîðîíû äåëüòû Ìàêêåíçè. Òàêæå ýòè äàííûå óêàçûâàþò íà íàëè÷èå â þæíîé ÷àñòè Êàíàäñêîé êîòëîâèíû êðóïíîãî ïðîãèáà àêóñòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà, çàïîëíåííîãî àñèììåòðè÷íûì ïî ñòðóêòóðå (ïî ñòðóêòóðå ïîëóãðàáåíà) îñàäî÷íûì ÷åõëîì ñ ìîùíîñòüþ íå ìåíåå 8–10 êì.  ñâÿçè ñ òåì, ÷òî àíàëîãè ìåëîâîé îêåàíè÷åñêîé êîðû ñ îñàäî÷íûì ñëîåì òàêîé ìîùíîñòè â íàñòîÿùåå âðåìÿ â ìèðå íå èçâåñòíû, ïðåäëàãàåòñÿ ãèïîòåçà î äîîêåàíè÷åñêîì ôîðìèðîâàíèè íèæíåãî ñòðóêòóðíîãî ýòàæà îñàäî÷íîãî ÷åõëà â ïðåäåëàõ óñòàíîâëåííîãî ïðîãèáà. 9.5. ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÎÄÅËÈ ËÈÒÎÑÔÅÐÛ Ãåîñòðóêòóðû Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà, ñêîðîñòíàÿ ìîäåëü êîòîðûõ íàäåæíî óñòàíîâëåíà ýêñïåðèìåíòàëüíûì ìàòåðèàëîì è ñ òî÷íîñòüþ äî äåòàëåé ïðèçíàåòñÿ âñåìè èññëåäîâàòåëÿìè, òðåáóþò èäåíòèôèêàöèè ïðåæäå âñåãî ïî òèïó êîðû. Ïðèíÿòèå òîãî èëè èíîãî òèïà êîðû 243
Ðèñ. 9.18. Èíòåðïðåòèðîâàííûå ñåéñìè÷åñêèå ðàçðåçû àìåðèêàíñêîãî ñåêòîðà ×óêîòñêîãî øåëüôà (Sherwood et al., 2002)
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
îïðåäåëÿåò ýâîëþöèþ áàññåéíà, ãåîìåòðèþ ðàñêîëà Ëàâðàçèè, ãðàíèöó Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé è Åâðàçèéñêîé ëèòîñôåðíûõ ïëèò è õàðàêòåð ñâÿçè ãåîñòðóêòóð Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî è Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíîâ. Îäíèì èç ñïîñîáîâ èäåíòèôèêàöèè òèïà êîðû ÿâëÿåòñÿ ñîïîñòàâëåíèå èçó÷àåìîé ìîäåëè (ãåîñòðóêòóðû) ñ âîçìîæíûìè àíàëîãàìè. Íàïðèìåð, Ôîðñàéò ñîïîñòàâëÿåò ñêîðîñòíûå êîëîíêè Èñëàíäèè, õðåáòà Àëüôà è Ãàâàéñêèõ îñòðîâîâ (Forsyth åt al., 1986). Äðóãèå èññëåäîâàòåëè ñîïîñòàâëÿþò ìàãíèòíîå ïîëå âóëêàíè÷åñêîé çîíû Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà ñ âîçìîæíûìè àíàëîãàìè íà ñóøå, èññëåäóÿ ìàãíèòíûå ñïåêòðû. Ñîïîñòàâëÿåòñÿ êîòëîâèíà Ìàêàðîâà ñ âïàäèíàìè Áàðåíöåâà è Êàðñêîãî ìîðåé íà îñíîâå ïðèçíàêà ïàëåîîêåàíè÷åñêîé êîðû. Ñðàâíèâàþòñÿ ðàçðåçû ÃÑÇ Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà ñ ðàçðåçàìè âïàäèí âíóòðåííèõ ìîðåé. Ïîèñê ðàçëè÷íûõ àíàëîãîâ ìîæåò áûòü ðàñøèðåí, íî ýòî íå óáåæäàåò ñïåöèàëèñòîâ. Âñåãäà ìîãóò âîçíèêíóòü ïðåòåíçèè íà íåïîëíîòó âûáîðêè èëè íåêîððåêòíîñòü ñîïîñòàâëåíèÿ ïî êàêèì-òî îòäåëüíûì ïðèçíàêàì. Èíîé ïîäõîä ïðèìåíèë Þ. Ï. Íåïðî÷íîâ (Ãåîôèçèêà.., 1979) ïðè èçó÷åíèè çàêîíîìåðíîñòåé ñêîðîñòíîé ñòðóêòóðû îêåàíîâ è ìîðåé. Ïîëüçóÿñü ñòàòèñòè÷åñêèìè ïðèåìàìè, îí âûäåëèë êîðèäîðû ðåãèñòðàöèè ãîäîãðàôîâ ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèõ õðåáòîâ (ÑÎÕ), àáèññàëåé, àñåéñìè÷íûõ õðåáòîâ, æåëîáîâ, îêðàèííûõ è âíóòðåííèõ ìîðåé. À. Â. Åãîðêèí ðàññìîòðåë âñå íàáëþäåíèÿ îò àòîìíûõ âçðûâîâ Ðîññèè â êîîðäèíàòàõ ñ åäèíûì èñòî÷íèêîì, ÷òî äàëî ïðåäñòàâëåíèå î êîðèäîðå ðåãèñòðàöèè êîíòèíåíòàëüíûõ ãîäîãðàôîâ (Åãîðêèí, 1999). Ñ öåëüþ íàõîæäåíèÿ ïðèçíàêîâ òèïà êîðû è îïðåäåëåíèÿ àíàëîãîâ äëÿ ñòðóêòóð Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà áûëè ñîâìåñòíî ðàññìîòðåíû êîðèäîðû ðåãèñòðàöèè îêåàíè÷åñêèõ è êîíòèíåíòàëüíûõ ãîäîãðàôîâ (ðèñ. 9.19). Êîðèäîðû ðåãèñòðàöèè âñåõ òèïîâ îêåàíè÷åñêèõ è êîíòèíåíòàëüíûõ ãåîñòðóêòóð äèôôåðåíöèðóþòñÿ äî óäàëåíèé 1000 êì, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ãëóáîêîì îòëè÷èè ñêîðîñòíîé ñòðóêòóðû îêåàíè÷åñêîé è êîíòèíåíòàëüíîé ëèòîñôåðû.  òî æå âðåìÿ ãîäîãðàôû ðàçíûõ ãåîñòðóêòóð îäíîòèïíîé êîðû ñõîäÿòñÿ ïðè óäàëåíèè îò èñòî÷íèêà âñåãî íà 250–400 êì, ÷òî ñâÿçàíî ñ èçîñòàòè÷åñêèì óðàâíîâåøèâàíèåì êîðû. Íà ðèñ. ñâåäåíû âñå ãîäîãðàôû ÃÑÇ ÁàðåíöåâîÊàðñêîãî è Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíîâ, à òàêæå îòäåëüíûå ãîäîãðàôû, ïîëó÷åííûå íà Áàëòèéñêîì ùèòå è Íîâîñèáèðñêèõ îñòðîâàõ. Êðîìå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ãîäîãðàôîâ, íà ðèñ. ïîêàçàíû èõ îñðåäíåííûå ãîäîãðàôû. Êîðèäîð ðåãèñòðàöèè ãîäîãðàôîâ èìååò øèðèíó 10 ñ íà óäàëåíèè 25 êì è ñîêðàùàåòñÿ äî 2 ñ íà óäàëåíèè 250 êì. Ãîäîãðàôû – ýòî ïðÿìîé ýêñïåðèìåíòàëüíûé ìàòåðèàë, è äèôôåðåíöèàöèÿ êîðèäîðîâ èõ ðåãèñòðàöèè äëÿ êîíòèíåíòîâ è îêåàíîâ, à òàêæå äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ ãåîñòðóêòóð ÿâëÿåòñÿ ñåðüåçíûì êîñâåííûì ïðèçíàêîì, ñîïîñòàâèìûì ïî çíà÷èìîñòè ñ èäåíòèôèêàöèåé êîðû ïî ïðèçíàêó ëèíåéíûõ ìàãíèòíûõ àíîìàëèé (ËÌÀ). Ìåæäó òåì îáà ïðèçíàêà ðàçëè÷àþòñÿ êàê ïî ôèçè÷åñêîé ïðèðîäå, òàê è ïî íàêîïëåííîìó îáúåìó. ËÌÀ îòðàæàþò îïðåäåëåííóþ ñòðóêòóðó ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè, äàííûå ïî êîòîðîìó èìåþòñÿ ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåé ïëàíåòû. Íàáëþäåíèÿ ÃÑÇ äèñêðåòíû è ïîêà íå âõîäÿò â ìèðîâóþ áàçó äàííûõ, äîñòóïíóþ êàæäîìó èññëåäîâàòåëþ. Îäíàêî ñóùåñòâåííåå äðóãàÿ ïðîáëåìà. Ïðè÷èíà äèôôåðåíöèàöèè ãîäîãðàôíûõ êîðèäîðîâ ðàçëè÷íûõ ãåîñòðóêòóð äîëæíà áûòü ðàñêðûòà â ôèçè÷åñêèõ ìîäåëÿõ. Äåéñòâèòåëüíî, âðåìÿ ïðèõîäà ïåðâûõ âîëí ôóíêöèîíàëüíî ñâÿçàíî ñ ãëóáèíîé ïðîíèêàíèÿ âîëíû, è ïîýòîìó êîðèäîðàì ðåãèñòðàöèè ãîäîãðàôîâ äîëæíû ñîîòâåòñòâîâàòü îïðåäåëåííûå êîðèäîðû â ïëîñêîñòè ðàçðåçà.  ñëó÷àå äâóõñëîéíîé ìîäåëè ëèòîñôåðû (êîðà è ìàíòèÿ), â îïðåäåëåííûå êîðèäîðû äîëæíà ïîïàñòü ïîâåðõíîñòü ìàíòèè ZÌ ïðè îòñ÷åòå åå îò ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû. Ïîâåðõíîñòü ëèòîñôåðû ðàçëè÷íûõ ìîðôîñòðóêòóð îòêëîíÿåòñÿ â òó èëè èíóþ ñòîðîíó îò ïîâåðõíîñòè ãåîèäà. Îáîçíà÷èì âåëè÷èíó ýòîãî îòêëîíåíèÿ ñèìâîëîì ∆hL. Ñâåäåíèå âñåõ äîñòóïíûõ äàííûõ ïî ñêîðîñòíûì ìîäåëÿì èäåíòèôèöèðîâàííûõ ãåîñòðóêòóð ïîçâîëèëî âûäåëèòü â ïëîñêîñòè (∆hL, ZÌ) êîðèäîðû ñóùåñòâîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíûõ è îêåàíè÷åñêèõ ìîðôîñòðóêòóð (ðèñ. 9.20). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïåðå÷èñëåíèå êîíêðåòíûõ ñêîðîñòíûõ ìîäåëåé, ÷èñëî êîòîðûõ èçìåðÿåòñÿ ñîòíÿìè, ëåæèò â ñòîðîíå îò öåëåé äàííîé ðàáîòû. Ìåæäó òåì ëþáîé èññëåäîâàòåëü ìîæåò ïðèìåíèòü ñâîþ ñîáñòâåííóþ áàçó äàííûõ è ñâîè ïðåäñòàâëåíèÿ ê ðàññìàòðèâàåìîé ãëîáàëüíîé ìîäåëè, óñòîé÷èâîñòü êîòîðîé îáåñïå÷èâàåòñÿ äîñòàòî÷íî ìàññîâîé âûáîðêîé ñêîðîñòíûõ êîëîíîê.  îòëè÷èå îò ãîäîãðàôíûõ êîðèäîðîâ, ðàññìàòðèâàåìàÿ ìîäåëü ïîäëåæèò ôèçèêî-ãåîëîãè÷åñêîìó îáúÿñíåíèþ, îñíîâàííîìó íà ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîäòâåðæäåííîì ïðèíöèïå èçîñòàòè÷åñêîé êîìïåíñàöèè. 245
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 9.19. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå è îñðåäíåííûå ãîäîãðàôû ÃÑÇ, ïðèâåäåííûå ê îáùåìó èñòî÷íèêó
Óñëîâèå èçîñòàòè÷åñêîé êîìïåíñàöèè âûðàæàåòñÿ óðàâíåíèåì: n
Ð = ∑hiρi = Const, 1
ãäå Ð – äàâëåíèå íà óðîâíå êîìïåíñàöèè, n – ÷èñëî ñëîåâ, hi è ρi – ìîùíîñòü è ïëîòíîñòü êàæäîãî ñëîÿ. Äëÿ äâóõñëîéíîé ìîäåëè ëèòîñôåðû: Ð = hc ρc + hì ρì = Ñonst, ãäå hc , hì , ρc , ρì – ñðåäíèå ìîùíîñòè è ïëîòíîñòè êîðû è ìàíòèè (äî óðîâíÿ êîìïåíñàöèè). Ïîâåðõíîñòü êîðû èìååò ñòàíäàðòíûé (áëèçêèé ê ãåîèäíîìó) óðîâåíü íà êðàòîíàõ – òåêòîíè÷åñêè ïàññèâíûõ ãåîñòðóêòóðàõ, çàíèìàþùèõ áîëüøóþ ÷àñòü ñóøè. Îòêëîíåíèå îò ñòàíäàðòíîé óðîâíåííîé ïîâåðõíîñòè êîðû ∆hc ïðèâîäèò ê îòêëîíåíèþ åå äàâëåíèÿ ∆hc∆ρc , ãäå ∆ρc = ρc ïðè ïîëîæèòåëüíîì ∆hc (ïðåâûøåíèå íàä ãåîèäîì) è ∆ρc = (ρc–1) ïðè îòðèöàòåëüíîì ∆hc (êîðà ïåðåêðûòà âîäíûì ñëîåì). Îòêëîíåíèå îò ñòàíäàðòíîãî óðîâíÿ ìàíòèè ∆hì ïðèâîäèò ê îòêëîíåíèþ åå äàâëåíèÿ ∆hì∆ρì , ãäå ∆hì èìååò çíàê îòêëîíåíèÿ, à ∆ρì = ρì – ρc (èçáûòî÷íàÿ ïëîòíîñòü ìàíòèè îòíîñèòåëüíî êîðû â ñëîå ∆hì, çàìåùåííîì êîðîé, èëè, íàîáîðîò, â çàâèñèìîñòè îò çíàêà ∆hì). Ïî óñëîâèþ èçîñòàçèè ∑ ∆ Ð = 0 èëè
∆h ɦ = ǻhc 246
∆ρ c ∆ρ ɦ
(1).
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
–
–
–
–
–
–
Ðèñ. 9.20. Ðàéîíèðîâàíèå êîðèäîðîâ ñóùåñòâîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíûõ è îêåàíè÷åñêèõ ìîðôîñòðóêòóð ∆hL, Zì) â ïëîñêîñòè (∆
Åñëè ρc, ρì = Ñonst, òî ïðè ρc = 2,8 ã/ñì3 è ρì = 3,3 ã/ñì3 îäíîìó êì ïðåâûøåíèÿ ïîâåðõíîñòè êîðû íàä ãåîèäîì îòâå÷àåò ïî÷òè øåñòèêèëîìåòðîâîå ïîãðóæåíèå ìàíòèè îòíîñèòåëüíî ñòàíäàðòíîãî óðîâíÿ. Ñîîòâåòñòâåííî, ïîãðóæåíèþ íà 1 êì ïîâåðõíîñòè êîðû îòâå÷àåò ïî÷òè ÷åòûðåõêèëîìåòðîâûé ïîäúåì ïîâåðõíîñòè ìàíòèè. Ïðè ïîäúåìå ïîâåðõíîñòè êîðû íà 8 êì ïîâåðõíîñòü ìàíòèè ïîãðóçèòñÿ ïðèìåðíî íà 45 êì, à ïðè ïîãðóæåíèè ïîâåðõíîñòè êîðû íà 4 êì ìàíòèÿ ïîäíèìåòñÿ ïðèìåðíî íà 15 êì. Ïðè óñëîâèè, ÷òî ρc è ρì ïîñòîÿííû, â ïëîñêîñòè ðàçðåçà (∆hL, ZÌ) ïîëîæåíèå ïîâåðõíîñòè ìàíòèè áóäåò îïèñàíî åäèíñòâåííîé ëèíèåé, âîçäûìàþùåéñÿ îò âûñîêîãîðüÿ ê ïîäâîäíîìó ïðîäîëæåíèþ êîíòèíåíòà. Íà ñàìîì äåëå ñóùåñòâóåò íå ëèíèÿ, à äîñòàòî÷íî øèðîêèé êîðèäîð óðîâíåé ïîâåðõíîñòè ìàíòèè, ò. å. êàæäîìó óðîâíþ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû îòâå÷àåò îïðåäåëåííûé äèàïàçîí ìîùíîñòåé êîðû. Ïðè÷èíîé ýòîãî ÿâëÿåòñÿ ãåòåðîãåííîñòü êîíòèíåíòàëüíîé êîðû, ñâÿçàííàÿ ñ äëèòåëüíûì è ðàçíîîáðàçíûì ïðîöåññîì åå ôîðìèðîâàíèÿ. Ïîýòîìó øèðèíà êîðèäîðà óðîâíåé ïîâåðõíîñòè ìàíòèè ñîîòâåòñòâóåò äèñïåðñèè ïëîòíîñòè êîðû, êîòîðàÿ äëÿ äîñòàòî÷íî òîëñòîé êîíòèíåíòàëüíîé êîðû åäâà ëè ïðåâûøàåò ± 0,2 ã/ñì3. 247
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ìîùíîñòü êîðû íà ïîäíÿòèÿõ ñèñòåìàòè÷åñêè ìåíüøå ðàñ÷åòíîé ïî ôîðìóëå (1), à â àêâàòîðèÿõ áîëüøå. Ïîýòîìó äëÿ ìàíòèè íóæíî äîïóñòèòü íå âîçìîæíîñòü äèñïåðñèè ïëîòíîñòè, à çàêîíîìåðíîå óìåíüøåíèå åå â ñòîðîíó ïîäíÿòèé è ïîâûøåíèå â ñòîðîíó äåïðåññèé. Áåç êàêèõ-ëèáî äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ìàíòèè îáúÿñíèòü ðîñò ãîð è âîçíèêíîâåíèå äåïðåññèé íåâîçìîæíî, òàê êàê æåñòêàÿ êîíòèíåíòàëüíàÿ êîðà òåêòîíè÷åñêè ïàññèâíà. Òàêèìè ïðîöåññàìè ÿâëÿþòñÿ ðàçóïëîòíåíèå ìàíòèè ïîä ãîðàìè è óïëîòíåíèå ìàíòèè ïðè åå âñåñòîðîííåì ïðèòîêå è ïîäúåìå ïîä äåïðåññèÿìè, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè (Ãåîôèçèêà.., 1979). Ñêàçàííîå äàåò îñíîâàíèå âûäåëèòü â êîðèäîðå êîíòèíåíòàëüíûõ ãåîñòðóêòóð îêíà êîíòèíåíòàëüíûõ ïîäíÿòèé, ðàâíèí è äåïðåññèé.  îêíî êîíòèíåíòàëüíûõ äåïðåññèé ïîïàäàþò âñå ñêîðîñòíûå ìîäåëè Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî è Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíîâ, à òàêæå ìîäåëè êîíòèíåíòàëüíûõ ñêëîíîâ è äåïðåññèè âíóòðåííèõ ìîðåé. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì ìîæíî ðàññìîòðåòü îêåàíè÷åñêèå ãåîñòðóêòóðû. Èõ ñòàíäàðòîì ÿâëÿåòñÿ àáèññàëü. Àáèññàëè çàíèìàþò îñíîâíóþ ïëîùàäü îêåàíîâ. Ñðåäíåñòàòèñòè÷åñêàÿ ìîùíîñòü âîäíîãî ñëîÿ íà àáèññàëÿõ ñîñòàâëÿåò 5 êì, à ìîùíîñòü êîðû – 7 êì. Ïðè ïîäúåìå ïîâåðõíîñòè êîðû íà 2 êì åå ìîùíîñòü âîçðàñòàåò âäâîå, à ïðè ïîäúåìå íà 5 êì (äî óðîâíÿ ãåîèäà) – äî 18 êì. Åñëè ïîâåðõíîñòü îêåàíè÷åñêîé êîðû ïîãðóçèòü íà 2 êì, òî åå ðàñ÷åòíàÿ ìîùíîñòü ñîêðàòèòñÿ äî íóëÿ (ýòî óðîâåíü ïîäâîäíîé ïîâåðõíîñòè ìàíòèè). Òàêèì îáðàçîì, â îòëè÷èå îò êîíòèíåíòàëüíîé êîðû, â îêåàíàõ îòìå÷àåòñÿ íå òîëüêî ñìåùåíèå ðàñ÷åòíîé çàâèñèìîñòè ZÌ îò ∆hL, íî è ñóæåíèå äèàïàçîíà ñóùåñòâîâàíèÿ îêåàíè÷åñêîé êîðû. Âîçìîæíûå âàðèàöèè ïëîòíîñòè îêåàíè÷åñêîé êîðû, êîòîðûå íå ñòîëü îùóòèìû, êàê â ñëó÷àå ñ êîíòèíåíòàëüíîé êîðîé, ðàñøèðÿþò êîðèäîð åå ñóùåñòâîâàíèÿ â ïëîñêîñòè (∆hL, ZÌ) èç-çà îòíîñèòåëüíî ìàëîé ìîùíîñòè, ÷òî è íàáëþäàåòñÿ. Ïîýòîìó îñòàåòñÿ ïðèáëèçèòü ðàñ÷åòíûé óðîâåíü ðåãèñòðàöèè ïîâåðõíîñòè ìàíòèè ê ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì ïóòåì èçìåíåíèÿ ∆ρì â ôîðìóëå (1). Ìîùíîñòü îêåàíè÷åñêîé êîðû ìîæåò âîçðàñòè äî 20–40 êì (Èñëàíäèÿ, ãîðÿ÷èå òî÷êè) ïðè óðîâíå ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû, ðàâíîì è äàæå ïðåâûøàþùåì ãåîèäíûé íà 1,0–1,5 êì, åñëè ∆ρì = ρì – ρc óìåíüøèòü äî 0,3 ã/ñì3 ïðè îäíîâðåìåííîì ïîâûøåíèè ïëîòíîñòè â êîðå îòíîñèòåëüíî ñòàíäàðòíîé è ïîíèæåíèè ïëîòíîñòè â ìàíòèè. Ýòî ñîîòâåòñòâóåò ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì (ñêîðîñòü â ìàíòèè ïîä Èñëàíäèåé è ãîðÿ÷èìè òî÷êàìè ðàâíÿåòñÿ 7,8–7,9 êì/ñ, à êîðà íà 80–90% ïðåäñòàâëåíà îêåàíè÷åñêèì ñëîåì III ñî ñêîðîñòüþ 7,0 êì/ñ) è îòâå÷àåò ãåîäèíàìèêå ãîðÿ÷èõ ìàíòèéíûõ ñòðóé è ïëþìîâ, à òàêæå îáúÿñíÿåò ïðèðîäó âîçíèêíîâåíèÿ óòîëùåííîé êîðû íà îêåàíè÷åñêèõ ïîäíÿòèÿõ.  æåëîáàõ ìîùíîñòü âîäíîãî ñëîÿ äîñòèãàåò 7–12 êì, à îêåàíè÷åñêàÿ êîðà ñêó÷èâàåòñÿ äî ìîùíîñòè 10–20 êì. Ýòî âîçìîæíî ïðè óâåëè÷åíèè ∆ρì çà ñ÷åò ïîíèæåíèÿ ñðåäíåé ïëîòíîñòè êîðû è âîçðàñòàíèÿ ïëîòíîñòè â ìàíòèè, ÷òî è íàáëþäàåòñÿ. Ñêîðîñòü â ìàíòèè ïîä æåëîáàìè âîçðàñòàåò äî 8,8 êì/ñ (Ãåîôèçèêà.., 1979; Çâåðåâ, 1999). Òàêèì îáðàçîì, êàê è íà êîíòèíåíòàõ, â îêåàíàõ âûäåëÿþòñÿ òðè òèïà ãåîñòðóêòóð – ïîäíÿòèÿ, àáèññàëè è æåëîáà, îáåñïå÷åííûå äèâåðãåíöèåé è ðàçóïëîòíåíèåì ìàíòèè íà ïîäíÿòèÿõ, åå ñòàíäàðòíûìè ïàðàìåòðàìè íà àáèññàëÿõ è êîíâåðãåíöèåé ñ óïëîòíåíèåì ìàíòèè â æåëîáàõ. Îáëàñòü ñóùåñòâîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíûõ äåïðåññèé ãðàíè÷èò, íî ïðàêòè÷åñêè íå ïåðåñåêàåòñÿ ñ îáëàñòüþ îêåàíè÷åñêèõ ïîäíÿòèé (ðèñ. 9.20). Ýòî îáîñîáëåíèå ïîçâîëÿåò èäåíòèôèöèðîâàòü ïðàêòè÷åñêè âñå ãåîñòðóêòóðû Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà â êà÷åñòâå êîíòèíåíòàëüíûõ äåïðåññèé. 9.6. ÌÎÐÔÎÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ÀÐÊÒÈÊÈ Ðàññìîòðåíèå ôèçè÷åñêèõ ìîäåëåé ëèòîñôåðû (ðàçäåë 9.5) è ñêîðîñòíîé ñòðóêòóðû Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà (ðàçäåë 9.3) ïðèâîäèò ê âûâîäó î íàëè÷èè ãëóáîêîé ñâÿçè ìåæäó ìîðôîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðîé ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû è ðåëüåôîì ïîâåðõíîñòè ìàíòèè. Àìåðàçèéñêèé è Áàðåíöåâî-Êàðñêèé áàññåéíû â öåëîì îòíîñÿòñÿ ê ãåîñòðóêòóðàì êîíòèíåíòàëüíûõ äåïðåññèé ñ êîðîé, ïåðåêðûòîé âîäíûì ñëîåì ðàçëè÷íîé ìîùíîñòè. Îäíàêî ýòè áàññåéíû ÿâëÿþòñÿ ëèøü ÷àñòüþ îáøèðíîé Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè. Èõ ìåñòî â ñòðóêòóðå ãåîäåïðåññèè ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïîëåçíûì ðàññìîòðåòü äî ñîïîñòàâëåíèÿ èõ ñîáñòâåííîé ìîðôîñòðóêòóðû. 248
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
9.6.1. Ìîðôîñòðóêòóðà Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè Àêâàòîðèÿ Àðêòèêè îãðàíè÷åíà ãåíåðàëèçîâàííîé áåðåãîâîé ëèíèåé Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîãî è Åâðàçèéñêîãî êîíòèíåíòîâ è âêëþ÷àåò îñòðîâà è àðõèïåëàãè (ðèñ. 9.21). Âîäîñáîð ðåê, âïàäàþùèõ â Àðêòè÷åñêèé áàññåéí, îãðàíè÷åí êîëüöåâûì âîäîðàçäåëîì. Ïëîùàäü ýòîãî âîäîñáîðà ïî ñòðóêòóðå áëîêîâ, âûðàæåííûõ â ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû è ñåãìåíòàöèè ðå÷íûõ áàññåéíîâ, äåëèòñÿ íà òðè ñåêòîðà:
– – – – – Ðèñ. 9.21. Ãëîáàëüíàÿ ìîðôîñòðóêòóðà Àðêòèêè 249
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
1. Ñåêòîð ñïðåäèíãîâûõ êàéíîçîéñêèõ îêåàíè÷åñêèõ áàññåéíîâ âìåñòå ñ ïàññèâíûìè êîíòèíåíòàëüíûìè îêðàèíàìè, âîçíèêøèìè â çîíå ðàñêîëà ëèòîñôåðíûõ ïëèò (Ïîëÿðíî-Àòëàíòè÷åñêèé ñåêòîð). Ãðàíèöû îêåàíè÷åñêèõ áàññåéíîâ ñõîäÿòñÿ ê ïîëþñó ðàñêðûòèÿ. 2. Ñåêòîð Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé ïëèòû. Ëèíåàìåíòû ãðàíèö áëîêîâ ñ ðàçíîé ìîðôîñòðóêòóðîé è ïîïåðå÷íûå âîäîðàçäåëû ðå÷íîé ñåòè ñõîäÿòñÿ ê ñåâåðíîìó âûñòóïó Ãðåíëàíäèè, ñåãìåíòèðóÿ ñåêòîð íà ñèñòåìó òðåóãîëüíûõ áëîêîâ, êîòîðûå îïèðàþòñÿ îñíîâàíèÿìè íà âîäîðàçäåëüíîå êîëüöî Àðêòèêè. 3. Ñåêòîð Åâðàçèéñêîé ïëèòû. Ëèíåàìåíòû ãðàíèö áëîêîâ ñ ðàçíîé ìîðôîñòðóêòóðîé è ïîïåðå÷íûå âîäîðàçäåëû ðå÷íîé ñåòè ñõîäÿòñÿ ê àêâàòîðèè Áàðåíöåâà ìîðÿ, ôîêóñèðóÿñü íà Ñâàëüáàðäå è ñåãìåíòèðóÿ ñåêòîð íà ñèñòåìó òðåóãîëüíûõ áëîêîâ, êîòîðûå îïèðàþòñÿ îñíîâàíèÿìè íà âîäîðàçäåëüíîå êîëüöî Àðêòèêè. Ïðèâåäåííîå ðåãèîíàëüíîå ðàéîíèðîâàíèå Àðêòèêè óïðîùàåòñÿ ïðè ìûñëåííîì çàêðûòèè ñïðåäèíãîâûõ áàññåéíîâ.  ýòîì ñëó÷àå ãðàíèöû Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêèõ è Åâðàçèéñêèõ ñåêòîðîâ ñòàíîâÿòñÿ îáû÷íûìè ãðàíèöàìè òðåóãîëüíûõ ñåãìåíòîâ, âåðøèíû êîòîðûõ ñõîäÿòñÿ ê åäèíîìó Ñåâåðî-Ãðåíëàíäñêî-Ñâàëüáàðäñêîìó öåíòðó. Îïèðàÿñü íà ãåîëîãè÷åñêèå äàííûå íà êîíòèíåíòàõ, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî òàêàÿ ñåãìåíòàöèÿ èìåëà ìåñòî äî ðàñêîëà Ëàâðàçèè. Âîçìîæíî, îòäåëüíûå ñåãìåíòû èñïûòàëè ïîãðóæåíèå â ïåðèîä êîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà â ïîçäíåì ìåëó, êîòîðûé ïðåäøåñòâîâàë ðàñêîëó. Íàèáîëåå îáùåé ìîäåëüþ âûøåîïèñàííîé ñòðóêòóðû ÿâëÿåòñÿ êîðîâûé ñâîä, êîòîðûé íà ýòàïå ðîñòà ðàñêàëûâàåòñÿ ïî ñèñòåìå êîëüöåâûõ è ðàäèàëüíûõ ðàçëîìîâ. Ðàäèàëüíûå ðàçëîìû ñòàíîâÿòñÿ êîíâåðãåíòíûìè ãðàíèöàìè áëîêîâ (ñåãìåíòîâ), à êîëüöåâûå – ëèñòðè÷åñêèìè îãðàíè÷åíèÿìè ðåãèîíàëüíûõ è ëîêàëüíûõ ïîëóãðàáåíîâ.  ïðîöåññå ïîñëåäóþùåé ðåëàêñàöèè âåðøèííàÿ ÷àñòü ñâîäà íà÷èíàåò ïîãðóæàòüñÿ.  ðåçóëüòàòå ôîðìèðóåòñÿ ãåîäåïðåññèÿ. Ðàäèàëüíîå îñåâîå ñå÷åíèå ëþáîãî ñåãìåíòà, íàïðàâëåííîå îò åãî âåðøèíû ê îñíîâàíèþ, âïèñûâàåòñÿ â ìîäåëü êðóïíûõ ïîëóãðàáåíîâ èëè ñòóïåí÷àòîãî ïîãðóæåíèÿ áëîêîâ ñåãìåíòà ê âåðøèíå. Íàïðèìåð, Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêèé ñåãìåíò ðàçáèò íà ìàòåðèêîâûé áëîê, øåëüôîâûé áëîê è òðè ñòóïåíè êîòëîâèíû Ìàêàðîâà.  êàæäîì áëîêå öåíòð îñàäêîíàêîïëåíèÿ ðàñïîëîæåí ó åãî þæíîé ãðàíèöû (ñòðóêòóðà ïîëóãðàáåíîâ êîòëîâèíû Ìàêàðîâà). Êàíàäñêèé ñåãìåíò èìååò àíàëîãè÷íóþ ñòðóêòóðó. Åãî ãëóáîêîâîäíûé áëîê (Êàíàäñêàÿ êîòëîâèíà) èìååò öåíòð îñàäêîíàêîïëåíèÿ ó þæíîé ãðàíèöû.  øåëüôîâîì áëîêå Áàðåíöåâñêîãî ñåãìåíòà öåíòð îñàäêîíàêîïëåíèÿ òàêæå ðàñïîëîæåí ó þæíîé ãðàíèöû áëîêà (Þæíî-Áàðåíöåâñêàÿ âïàäèíà). Àíàëèçèðóÿ àëüòåðíàòèâíûå îêåàíè÷åñêèå ìîäåëè Êàíàäñêîãî è Öåíòðàëüíî-Àðêòè÷åñêîãî áëîêîâ, ìîæíî îáíàðóæèòü, ÷òî îíè ïðîòèâîðå÷àò íàáëþäàåìîé öåíòðàëüíî-ñèììåòðè÷íîé ñåãìåíòàöèè ìîðôîñòðóêòóðû Ëàâðàçèè.  öåíòðàëüíóþ ñèììåòðèþ áëîêîâ Ëàâðàçèè íå âïèñûâàþòñÿ òîëüêî ðàçðåçàþùèå åå ñïðåäèíãîâûå áàññåéíû. 9.6.2. Ãðàíèöà Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé è Åâðàçèéñêîé ëèòîñôåðíûõ ïëèò Äèâåðãåíòíàÿ ãðàíèöà Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé è Åâðàçèéñêîé ëèòîñôåðíûõ ïëèò ïîñëå âèäèìîãî îêîí÷àíèÿ õðåáòà Ãàêêåëÿ èëè ïîñëå ïîëþñà ðàñêðûòèÿ ìîæåò ñòàòü òðàíñôîðìíîé èëè êîíâåðãåíòíîé, íî íå ïðåêðàòèòüñÿ. Ïðåäïîëîæåíèÿ î âîçìîæíîì ïðîäîëæåíèè îñè ðàñêîëà Ëàâðàçèè âîçíèêàëè íåîäíîêðàòíî. Íàïðèìåð, ïðåäïîëàãàëîñü ïðîäîëæåíèå îñè ðàñêîëà ïî ñêëîíó øåëüôà Âîñòî÷íî-Ñèáèðñêîãî ìîðÿ (Mackey åt al., 1998).  ïîëüçó òîãî, ÷òî ãðàíèöà ìåæäó ïëèòàìè ïðîõîäèò ÷åðåç õðåáåò ×åðñêîãî â Îõîòñêîå ìîðå, ñâèäåòåëüñòâóþò ñëåäóþùèå ôàêòû (ðèñ. 9.22): 1. Íà ãðàíèöå ëèòîñôåðíûõ ïëèò ñåéñìîàêòèâíîñòü äîëæíà áûòü ðåçêî ïîâûøåíà. Èìåííî ýòî èìååò ìåñòî â ðàéîíå õðåáòà ×åðñêîãî è ñîïðÿæåííûõ ñ íèì õðåáòîâ. Íè â êàêîì äðóãîì íàïðàâëåíèè îò çàìûêàíèÿ õðåáòà Ãàêêåëÿ íå îáíàðóæèâàþòñÿ ïîÿñà ïîâûøåííîé ñåéñìè÷íîñòè. Òàêæå îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå çàìåòíîå ðàñøèðåíèå ïîëîñû ïîâûøåííîé ñåéñìîàêòèâíîñòè â êîíâåðãåíòíîé çîíå ãðàíèöû ëèòîñôåðíûõ ïëèò ïî ñðàâíåíèþ ñ ïîëîñîé äèâåðãåíòíîé çîíû õðåáòà Ãàêêåëÿ. Ïîñëåäíåå ïîëíîñòüþ âïèñûâàåòñÿ â ôèçèêî-ãåîëîãè÷åñêóþ ïðèðîäó çîíû ñæàòèÿ è ïîäòâåðæäàåò åå – ðàñêîë ñ ðàçäâèãîì ëèíååí, à ñêó÷èâàíèå êîðû â çîíå ñòûêîâêè âñòðå÷íî äâèæóùèõñÿ ïëèò îáúåìíî. 2. Ïîñëå ïîëþñà âðàùåíèÿ, ðàñïîëîæåííîãî íà êîíòèíåíòå, äèâåðãåíöèÿ äîëæíà ñìåíèòüñÿ êîíâåðãåíöèåé, ÷òî è íàáëþäàåòñÿ. 3. Êîíâåðãåíòíàÿ çîíà õðåáòà ×åðñêîãî ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì ìåñòîì, íàñëåäóþùèì ïðîñòèðàíèå õðåáòà Ãàêêåëÿ. 250
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
Ðèñ. 9.22. Êàðòà ýïèöåíòðîâ çåìëåòðÿñåíèé Àðêòèêî-Àçèàòñêîãî ñåéñìè÷åñêîãî ïîÿñà
9.6.3. Ìîäåëü ñèììåòðèè ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì Àìåðàçèéñêîãî è Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíîâ Íà ðèñ. 9.23 ïðåäñòàâëåíî ñîïîñòàâëåíèå ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì Àìåðàçèéñêîãî è Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíîâ. Îãðàíè÷åíèåì áàññåéíîâ ÿâëÿåòñÿ ëèíåàìåíò, èçâåñòíûé ïîä íàçâàíèåì ëèíèè Âåãåíåðà è äóãè øåëüôîâîãî óñòóïà â Àìåðàçèéñêîì áàññåéíå è áåðåãîâîãî óñòóïà â Áàðåíöåâî-Êàðñêîì áàññåéíå. Ýòè äóãè âïèñûâàþòñÿ â ðàññìîòðåííóþ âûøå îáùóþ ðàäèàëüíî-êîíöåíòðè÷åñêóþ ìîðôîñòðóêòóðó Àðêòèêè â êà÷åñòâå ýëåìåíòîâ êîíöåíòðè÷åñêèõ íàðóøåíèé. Êîíòèíåíòàëüíûé óñòóï âäîëü ëèíèè Âåãåíåðà è óñòóïû, îãðàíè÷èâàþùèå ñïðåäèíãîâûé Åâðàçèéñêèé áàññåéí, âïèñûâàþòñÿ â ñèñòåìó ðàäèàëüíûõ ðàñêîëîâ Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè. Òàêèì îáðàçîì, ðàññìàòðèâàåìûå áàññåéíû ÿâëÿþòñÿ ñåãìåíòàìè Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè. 251
Ðèñ. 9.23. Ìîäåëü ñèììåòðèè ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì Àìåðàçèéñêîãî è Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíîâ
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
 ïðåäåëàõ Àìåðàçèéñêîãî è Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíîâ îáîñîáëÿþòñÿ ×óêîòñêîÂîñòî÷íîñèáèðñêàÿ (ïðèñèáèðñêàÿ ÷àñòü õðåáòà Ëîìîíîñîâà, êîòëîâèíà Ìàêàðîâà I, ïîäíÿòèå Ìåíäåëååâà, ×óêîòñêèé áîðäåðëåíä, õðåáåò Íîðäóèíä) è Êàðñêàÿ (Ñåâåðíàÿ Çåìëÿ, Êàðñêîå ìîðå, Íîâàÿ Çåìëÿ) òåððàñû, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ îòíîñèòåëüíî ïîâûøåííûì (â ïðåäåëàõ êàæäîãî áàññåéíà) óðîâíåì ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû è áîëüøåé ìîùíîñòüþ êîðû. Òåððàñû îãðàíè÷åíû óñòóïàìè ñáðîñîâîãî òèïà è ñåãìåíòèðóþòñÿ îðòîãîíàëüíûìè ê øåëüôîâûì èëè áåðåãîâûì ãðàíèöàì ïîäíÿòèÿìè. Íàèáîëåå êðóïíûå èç íèõ ïðîõîäÿò ïðèìåðíî ïîñðåäèíå (ïîäíÿòèå Ìåíäåëååâà è Ñèáèðñêèé Ïîðîã). Çà ïðåäåëàìè ðàññìîòðåííûõ òåððàñ òàêæå ìîæíî îáíàðóæèòü ýëåìåíòû ìîðôîëîãè÷åñêîé ñèììåòðèè.  Àìåðàçèéñêîì áàññåéíå ðàçâèòû äâå ãðÿäû ïîäíÿòèé, ïðåäñòàâëåííûõ äâóìÿ áëîêàìè õðåáòà Ëîìîíîñîâà è òðåìÿ áëîêàìè õðåáòà Àëüôà.  Áàðåíöåâñêîì áàññåéíå òàêæå âûäåëÿåòñÿ äâå ãðÿäû ïîäíÿòèé. Îäíà ãðÿäà ïðèìûêàåò ê áðîâêå øåëüôà íà ãðàíèöå ñ Åâðàçèéñêèì áàññåéíîì è ïðåäñòàâëåíà àðõèïåëàãàìè Çåìëè Ôðàíöà-Èîñèôà è Ñâàëüáàðäà. Äðóãàÿ ãðÿäà ïðîñëåæèâàåòñÿ þæíåå è ïðåäñòàâëåíà òðåìÿ áîëåå ïîãðóæåííûìè áëîêàìè (Àäìèðàëòåéñêèé âàë, Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîå ïîäíÿòèå, Ñâàëüáàðäñêàÿ áàíêà). Ê Êîëüñêîìó ï-îâó ïðèìûêàåò Íîðäêàïñêèé ïðîãèá, âûïîëíåííûé ÷åõëîì ìîùíîñòüþ äî 15 êì è áîëåå. Àíàëîãîì åìó â Àìåðàçèéñêîì áàññåéíå ÿâëÿåòñÿ ïðîãèá, ïðîñòèðàþùèéñÿ âäîëü êîíòèíåíòàëüíîãî ïîäúåìà Àëÿñêè. Íîðäêàïñêèé ïðîãèá çàìûêàåòñÿ Þæíî-Áàðåíöåâñêîé ñâåðõãëóáîêîé âïàäèíîé. Àíàëîã åå â þæíîé ÷àñòè Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà åùå ïëîõî îêîíòóðåí, íî ïî ìîùíîñòè ÷åõëà ìîæåò áûòü îòíåñåí ê ðàçðÿäó ñâåðõãëóáîêèõ âïàäèí. Ïðåäëîæåííûå ýëåìåíòû ìîðôîëîãè÷åñêîé ñèììåòðèè ìåæäó Àìåðàçèéñêèì è Áàðåíöåâî-Êàðñêèì áàññåéíàìè ìîãóò ñâèäåòåëüñòâîâàòü îá îáùíîñòè ãåîäèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ íà êàéíîçîéñêîì ýòàïå ýâîëþöèè, ñ êîòîðûì ñâÿçàíî âîçíèêíîâåíèå Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà è ñîâðåìåííîé ìîðôîñòðóêòóðû Àðêòèêè. Ðàñïðîñòðàíÿòü ýòó ñèììåòðèþ íà ïðåäøåñòâóþùóþ ãåîëîãè÷åñêóþ èñòîðèþ îñíîâàíèé íåò. 9.7. ÌÎÄÅËÜ ÝÂÎËÞÖÈÈ ÀÐÊÒÈÊÈ Ãåîëîãèÿ êîíòèíåíòàëüíîãî îáðàìëåíèÿ Àðêòè÷åñêîãî îêåàíà èçâåñòíà äîñòàòî÷íî õîðîøî.  ýòîì îáðàìëåíèè â ïàëåîçîå è ðàííåì ìåçîçîå íàêàïëèâàëèñü ìîùíûå òîëùè îñàäêîâ, èñòî÷íèêîì êîòîðûõ áûëî êðóïíîå ïîäíÿòèå Êðîêåðëåíä â öåíòðå Àðêòèêè. Ñíîñ îñàäêîâ øåë â ñòîðîíó Êàíàäñêîãî Àðêòè÷åñêîãî àðõèïåëàãà, Àëÿñêè, ×óêîòêè, Âîñòî÷íîé è Çàïàäíîé Ñèáèðè è íà þã Áàðåíö-ðåãèîíà (Embry, 1992). Ñ ýòèì ïîäíÿòèåì íàèëó÷øèì îáðàçîì êîððåëèðóåòñÿ ïàëåîàðêòè÷åñêèé ñâîä, íà ñóùåñòâîâàíèå êîòîðîãî ïðÿìî óêàçûâàåò ìîðôîñòðóêòóðà Àðêòèêè (ðàçäåë 9.6). Ðåæèì êîíâåðãåíöèè Ëàâðàçèè ñìåíèëñÿ ðåæèìîì äèâåðãåíöèè. Ñìåíà ðåæèìîâ íà÷àëàñü ñ êîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà, êîòîðûé èíâåðòèðîâàë ñâîä è çàâåðøèë ðàäèàëüíî-êîíöåíòðè÷åñêóþ ñåãìåíòàöèþ Àðêòèêè.  íà÷àëå êàéíîçîÿ ïî îäíîé èç ðàäèàëüíûõ ãðàíèö ñåãìåíòîâ ñâîäà (ïî íàèáîëåå îñëàáëåííîé çîíå, óæå ÷àñòè÷íî ðàñêîëîòîé ïðè ñâîäîîáðàçîâàíèè è ïîñëåäóþùåé èíâåðñèè) ïðîèçîøåë ðàñêîë Ëàâðàçèè. Îñü ðàñêîëà îäíîâðåìåííî ñòàëà îñüþ èëè ïëîñêîñòüþ ñèììåòðèè ìåæäó äâóìÿ ñåãìåíòàìè – Àìåðàçèéñêèì è Áàðåíöåâî-Êàðñêèì. Äëÿ íèõ õàðàêòåðíà ñèììåòðèÿ ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì. Íî, â îòëè÷èå îò ñåâåðîàòëàíòè÷åñêèõ áëîêîâ ðàñêîëîâøåéñÿ Ëàâðàçèè, èìåííî ýòè áàññåéíû ïîëíîñòüþ ëèøåíû ýëåìåíòà ñèììåòðèè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû îòíîñèòåëüíî ïîëÿðíîé âåòâè Ñðåäèííî-Àòëàíòè÷åñêîãî õðåáòà. Îñîáûì ýâîëþöèîííûì ïðîöåññîì, êîòîðûé êàðäèíàëüíî èçìåíèë ìîðôîëîãè÷åñêèé îáëèê Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà (ò. å. íàðóøèë åãî ñèììåòðèþ ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû, â òî æå âðåìÿ ñîõðàíèâ ñèììåòðèþ ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì), ñòàë ïðîöåññ íåîòåêòîíè÷åñêîãî îáðóøåíèÿ äíà. Íåîòåêòîíè÷åñêîå îáðóøåíèå äíà çàòðîíóëî ïðåæäå âñåãî è ñ íàèáîëüøåé èíòåíñèâíîñòüþ Àìåðàçèéñêèé áàññåéí âìåñòå ñ ïðèëåãàþùåé êîòëîâèíîé Àìóíäñåíà. Ïðåäëîæèì äâå âåðîÿòíûå ïðè÷èíû, êîòîðûå ìîãëè èíèöèèðîâàòü ýòîò ïðîöåññ: 1.  îêðóæåíèè Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî áàññåéíà àêòèâíûõ ñêëàä÷àòûõ ïîÿñîâ íåò.  òî æå âðåìÿ Àìåðàçèéñêèé áàññåéí ïðàêòè÷åñêè ãðàíè÷èò ñ êîíâåðãåíòíûì ñêëàä÷àòûì ïîÿñîì Ëàâðàçèè, êîòîðàÿ òîëüêî íà ãðàíèöå ñ Òèõèì îêåàíîì ÿâëÿåòñÿ àêòèâíîé êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíîé. Èçâåñòíî, ÷òî âñå âïàäèíû âíóòðåííèõ ìîðåé òàêæå íåïîñðåäñòâåííî ïðèìûêàþò 253
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
ê àêòèâíûì ñêëàä÷àòûì ñèñòåìàì. Òàêæå èçâåñòíî, ÷òî âñå âïàäèíû âíóòðåííèõ ìîðåé îáðàçîâàëèñü â ðåçóëüòàòå áûñòðîãî íåîòåêòîíè÷åñêîãî îáðóøåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, Àìåðàçèéñêèé áàññåéí ìîã ðàçâèâàòüñÿ ïî ñòèëþ ýâîëþöèè âíóòðåííèõ ìîðåé. 2. Äëÿ òîãî ÷òîáû ðåêîíñòðóêòèâíî çàêðûòü Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêèé áàññåéí, Ãðåíëàíäèþ íóæíî ñìåñòèòü íà þã ïðèìåðíî íà 250 êì. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêàÿ ïëèòà íå òîëüêî ðàñõîäèëàñü ñ Åâðàçèéñêîé ïëèòîé, íî è ñäâèãàëàñü â ñòîðîíó Òèõîãî îêåàíà. Íà íåîòåêòîíè÷åñêîì ýòàïå ýòî äâèæåíèå äëÿ áëîêà ïëèòû þæíåå ëèíèè Âåãåíåðà çàìåäëèëîñü èëè ïðåêðàòèëîñü ïðè ñõîæäåíèè âûñòóïîâ îáåèõ ïëèò (Ãðåíëàíäèè è Ñâàëüáàðäà). Îñëàáëåííàÿ øîâíàÿ çîíà ëèíèè Âåãåíåðà íå ìîãëà ñäåðæàòü ïðîäîëæàâøååñÿ äâèæåíèå îñòàëüíîé ÷àñòè Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé ïëèòû.  ðåçóëüòàòå òûë ýòîé ÷àñòè ïëèòû (Àìåðàçèéñêèé áëîê) èñïûòàë ðåçêîå ðàñòÿæåíèå, ÷òî ïðèâåëî ê åãî ïîáëî÷íîìó îáðóøåíèþ, âóëêàíèçìó è ïîâûøåíèþ êîíòðàñòíîñòè ëèíèè Âåãåíåðà. Òàêàÿ ìîäåëü áîëåå ïðèâëåêàòåëüíà òåì, ÷òî îáúÿñíÿåò ïðè÷èíó íåîòåêòîíè÷åñêîãî îáðóøåíèÿ âñåé ÷àñòè Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé ïëèòû ñåâåðíåå ëèíèè Âåãåíåðà, âêëþ÷àÿ è êîòëîâèíó Àìóíäñåíà. Äðóãèìè ñëîâàìè, âòîðàÿ ìîäåëü îáúÿñíÿåò ïðè÷èíó àñèììåòðèè Åâðàçèéñêîãî áàññåéíà. 9.8. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÂÛÂÎÄÛ Â ãëàâå ðàññìîòðåíû äàííûå ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â Àðêòè÷åñêîì áàññåéíå â ñîâîêóïíîñòè ñ ðàéîíèðîâàíèåì åãî ìîðôîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðû. Àíàëèç âñåãî ìíîãîîáðàçèÿ äàííûõ ïîçâîëèë ïðåäëîæèòü ìîäåëü êàéíîçîéñêîé ýâîëþöèè Àðêòèêè.  íà÷àëå êàéíîçîÿ ïî îñè õðåáòîâ Ãàêêåëÿ (äèâåðãåíòíàÿ çîíà) – ×åðñêîãî (êîíâåðãåíòíàÿ çîíà) ïðîèçîøåë ðàñêîë Ëàâðàçèè ñ ïîëþñîì ðàñêðûòèÿ â ìîðå Ëàïòåâûõ. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò ðàñïðåäåëåíèå àêòèâíîé ñåéñìè÷íîñòè. Îñü ðàñêîëà ñòàëà îñüþ ñèììåòðèè äâóõ êðóïíåéøèõ Àðêòè÷åñêèõ áëîêîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ Áàðåíöåâî-Êàðñêîìó áàññåéíó ñ ïðèëåãàþùåé îêåàíè÷åñêîé êîðîé êîòëîâèíû Íàíñåíà, è Àìåðàçèéñêîìó áàññåéíó ñ ïðèëåãàþùåé îêåàíè÷åñêîé êîðîé êîòëîâèíû Àìóíäñåíà. Äëÿ îáîèõ áëîêîâ õàðàêòåðíà ñèììåòðèÿ ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì. Íî â îòëè÷èå îò ñåâåðîàòëàíòè÷åñêèõ áëîêîâ ðàñêîëîâøåéñÿ Ëàâðàçèè àðêòè÷åñêèå áëîêè ïîëíîñòüþ ëèøåíû ýëåìåíòà ñèììåòðèè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû îòíîñèòåëüíî ïîëÿðíîé âåòâè Ñðåäèííî-Àòëàíòè÷åñêîãî õðåáòà. Ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèé àíàëèç îñàäî÷íîãî ÷åõëà ïîçâîëèë ðåêîíñòðóèðîâàòü îñîáûé ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ, êîòîðûé êàðäèíàëüíî èçìåíèë ìîðôîëîãè÷åñêèé îáëèê Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà. Ýòèì ïðîöåññîì ñòàëî íåîòåêòîíè÷åñêîå îáðóøåíèå äíà, êîòîðîå çàòðîíóëî ïðåæäå âñåãî è ñ íàèáîëüøåé èíòåíñèâíîñòüþ Àìåðàçèéñêèé áàññåéí. Íà ïðîòÿæåíèè êàéíîçîéñêîãî ýòàïà ýâîëþöèè â Àìåðàçèéñêîì áàññåéíå ìîãëè íàêàïëèâàòüñÿ àñèììåòðè÷íûå äåôîðìàöèè âñëåäñòâèå ñáëèæåíèÿ âûñòóïîâ Åâðàçèéñêîé è ÑåâåðîÀìåðèêàíñêîé ëèòîñôåðíûõ ïëèò (Ñâàëüáàðäà è Ãðåíëàíäèè) è ñîîòâåòñòâåííîãî òîðìîæåíèÿ áëîêà Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêîé ïëèòû þæíåå ëèíèè Âåãåíåðà. Íà íåîòåêòîíè÷åñêîì ýòàïå íàêîïèâøèåñÿ äåôîðìàöèè ðàñòÿæåíèÿ Àìåðàçèéñêîãî áëîêà ñáðîñèëèñü è íàðóøèëè ñèììåòðèþ ìåæäó Àìåðàçèéñêèì è Áàðåíöåâî-Êàðñêèì áàññåéíàìè ïî óðîâíþ ïîãðóæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ëèòîñôåðû. Ïðè ýòîì ñèììåòðèÿ ìîðôîñòðóêòóðíûõ ôîðì â îïðåäåëåííîé ñòåïåíè ñîõðàíèëàñü âñëåäñòâèå âåðòèêàëüíîãî õàðàêòåðà íåîòåêòîíè÷åñêèõ äâèæåíèé.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ à å î ô è ç è ê à î ê å à í ñ ê î ã î ä í à / Îòâ. ðåä. Þ. Ï. Íåïðî÷íîâ. Ì.: Íàóêà, 1979. Ò. 1. 470 ñ. Å ã î ð ê è í À .  . Èçó÷åíèå ìàíòèè íà ñâåðõäëèííûõ ãåîòðàâåðñàõ // Ôèçèêà Çåìëè. 1999. ¹ 7–8. Ñ. 114–130. Ç â å ð å â Ñ . Ì . ÃÑÇ íà îêåàíàõ çà 30 ëåò ýêñïåäèöèé: ìåòîäèêà è âîëíîâûå ïîëÿ // Ôèçèêà Çåìëè. 1999. ¹ 7–8. Ñ. 143–163. Ê è ì Á . È . , Ñ ë î á î ä è í  . ß . Îñíîâíûå ýòàïû ýâîëþöèè çàïàäíî-àðêòè÷åñêîãî øåëüôà Ðîññèéñêîé è Êàíàäñêîé Àðêòèêè â ïàëåîãåíå è íåîãåíå / Ðåä. È. Ñ. Ãðàìáåðã. Ãåîëîãèÿ Àìåðàçèéñêîãî áàññåéíà. ÑÏá.: èçä. ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, 1991. Ñ. 104–116. 254
Ãëàâà 9. Ëèòîñôåðà ãëóáîêîâîäíîé ÷àñòè öåíòðàëüíîé Àðêòèêè
E m b r y A . F . Crockerland – the nortwest sourse area for the Sverdrup Basin, Canadian Arctic island, Arctic Geology and Petroleum / Vorren T. O., Bergsager E., Stamnes O. A. et al. (Ed). Spesial Publication 2. Elsevier. Amsterdam. 1992. P. 205–216. E n a c h e s c u M . E . Structural setting and validation of direct hydrocarbon indicators for Amauligak oil field, Canadian Beaufort Sea // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 1990. V. 74, N 1. P. 41–59. F o r s y t h D . A . , A s u d e h J . , G r e e n A . J . , J a c k s o n H . R . Crustal structure of the Northern Alpha Ridge beneath the Arctic Ocean // Nature. 1986. V. 332, N 6077. P. 49–352. G e o l o g i c a l a t l a s of the Beaufort-Mackenzie area / Dixon J. (Ed.) // Geological Survey of Canada. 1995. G o s s e r J . , K i n d R . Seismic evidence for very deep roots of continents // th and Planet, Science Letter, 1996. P. 1–13. J a c k s o n H . R . , O a k e y G . N . Sedimentary thickness map of the Arctic Ocean, Plate 5 / Grantz A., Johnson L. and Sweeney J. F. (Ed.) The Arctic Ocean Region, The Geology of North America DNAG. 1990. V. L. P. 99–110. J o k a t W . , W e i g e l t E . , K r i s t o f f e r s e n Y . e t a l . New insights intoevolution of the Lomonosov Ridge and the Eurasian Basin // Geophys. J. Int., 1995. N 122. P. 378–392. J o k a t W . Seismic investigations along the western sector of Alpha Ridge, Central Arctic Ocean // Geophys. J. Int. 2003. N 152. P. 185–201. L a w v e r L . A . , G r a n t z A . , G a h a g a n L . M . Plate Kinematic Evolution of the present Arctic Region since the Ordovician, Chapter 18 / E. L. Miller, A. Grantz, S. L. Klemperer. (Ed.) Tectonic evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea-Arctic Margin, and adjacent landmasses, GSA Special Paper. 2002. 360 p. M a c k e y K . G . , F u j i t a K . , R u f f L . J . Crustal thickness of northeast Russia // Tectonophysics. 1998. V. 284. P. 283–297. M i t c h e m R . M . , V a i l P . R . , S a n g r e e J . B . Stratigraphic interpretation of time section from reflection configuration / C. E. Payton, (ed). Seismic Stratigraphy – applications to hydrocarbon exploration: The American Association of Petroleum Geologists Memoir. 1977. N 26. P. 215–242. S a n g r e e J . B . , W i d m i e r J . M . Interpretation of terrigenous depositional facies from Seismic data / C. E. Payton, (ed). Seismic stratigraphy – application to hydrocarbon exploration: The American Association of Petroleum Geologists Memoir 1977. N 26. P. 288–325. S h e r i d a n R . E . , G r o w A . G . , K l i t g o r d K . D . Geophysical data / R. E. Sheridan and J. A. Grow, (ed). Continental Margin, U.S.: Geological Society of America, The Geology of North America, 1988. V. 1–2. P. 177–187. S h e r w o o d K . K . , J o h n s o n P . P . , C r a i g J . D . e t a l . Structure and Stratigraphy of Hanna Trough, U.S. Chukchi Shelf, Alaska, Chapter 3 / E. L. Miller, A. Grantz, S. L. Klemperer (Ed.) Tectonic evolution of the Bering Shelf-Chukchi Sea-Arctic Margin, and adjacent landmasses, GSA Special Paper. 2002. 360 p. V a i l P . R . , M i t c h e m R . M . Thompson S. Global cycles of relative changes of sea level / C. E. Payton, (ed). Seismic stratigraphy – application to hydrocarbon exploration: The American Association of Petroleum Geologists Memoir. 1977. N 26. P. 83–97.
ÃËÀÂÀ 10 ÝÂÎËÞÖÈß ÇÅÌÍÎÉ ÊÎÐÛ È ÌÈÍÅÐÀÃÅÍÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÎÒÅÍÖÈÀË ÁÀÐÅÍÖ-ÐÅÃÈÎÍÀ Ýâîëþöèÿ òåêòîíè÷åñêèõ îáñòàíîâîê â Áàðåíöåâîìîðñêîì ðåãèîíå áûëà ïðåäìåòîì âíèìàíèÿ ìíîãèõ èññëåäîâàòåëåé, è íå òîëüêî â ñèëó òåîðåòè÷åñêîãî èíòåðåñà. Âàæíàÿ ðîëü, êîòîðóþ èãðàåò ýòîò ðåãèîí â ñòðóêòóðå Åâðàçèéñêîãî ìàòåðèêà, ðàçíîîáðàçèå òåêòîíè÷åñêèõ îáñòàíîâîê è îãðîìíûå ðàçìåðû øåëüôà ñîçäàþò ïðåäïîñûëêè äëÿ ïðîÿâëåíèÿ ìíîãîîáðàçíûõ ìèíåðàãåíè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, â îñîáåííîñòè íåôòåãàçîíàêîïëåíèÿ. Ïðèìå÷àòåëüíî, îäíàêî, ÷òî íåñìîòðÿ íà ìíîãîêðàòíî âîçðîñøèé îáúåì èíôîðìàöèè î ñòàòè÷åñêîé ìîäåëè ðåãèîíà, åãî ðåòðîñïåêòèâíàÿ ìîäåëü äî ñèõ ïîð íå ïîëó÷èëà åäèíîäóøíîé òðàêòîâêè.  ðàáîòàõ Í. Ñ. Øàòñêîãî, Â. Ñ. Æóðàâëåâà, Ð. À. Ãàôàðîâà áûëè îïðåäåëåíû ñàìûå îáùèå âîïðîñû ñòàäèéíîñòè ðàçâèòèÿ ðåãèîíà êàê êðóïíîé ïëàòôîðìåííîé ñòðóêòóðû, ïîëó÷èâøåé íàçâàíèå Áàðåíöèè. Ïîçäíåå, íà áàçå áîëåå ïîëíûõ äàííûõ âîïðîñû ñòàíîâëåíèÿ ñòðóêòóð ôóíäàìåíòà äåòàëüíî ðàññìàòðèâàëàñü Â. Å. Õàèíûì (1978), Î. Ýëüäõîëüìîì, Â. Õàðëàíäîì, Ï. Çèãëåðîì (Ziegler, 1987), à ôîðìèðîâàíèÿ îñàäî÷íîãî ÷åõëà – Ã. Ðîííåâèêîì, Äæ. Ôàëåéäå.  áîëåå îáùåé ôîðìå îíè ðàññìîòðåíû Ë. Ï. Çîíåíøàéíîì ñ ñîàâòîðàìè â îáîáùàþùåé ðàáîòå (Çîíåíøàéí è äð., 1990). Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ êîíòèíåíòàëüíîé ÷àñòè ðåãèîíà îõàðàêòåðèçîâàíà â ðÿäå ïóáëèêàöèé êîëüñêèõ ãåîëîãîâ, à òàêæå â ìíîãî÷èñëåííûõ ïóáëèêàöèÿõ èíòåðíàöèîíàëüíîãî êîëëåêòèâà ó÷åíûõ, ó÷àñòâóþùèõ â ðåàëèçàöèè ïðîåêòîâ ÑÂÅÊÀËÀÏÊÎ ïðîãðàììû ÅÂÐÎÏÐÎÁÀ è ïðîåêòà COPENA ïðîãðàììû IGCP (â ÷èñëå íàèáîëåå êðóïíûõ ðàáîò ñëåäóåò îòìåòèòü ìîíîãðàôèþ Ì. Â. Ìèíöà).  øåëüôîâîé îáëàñòè äåòàëüíûå ïàëåîãåîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ áûëè âûïîëíåíû â ðàçíûå ãîäû Ä. Ã. Áàòóðèíûì, Â. È. Áîíäàðåâûì, Ð. Í. Âàëååâûì, Ì. Ë. Âåðáîé, Â. Ã. Ãåöåíîì, Â. À. Äåäååâûì, Â. Ä. Äèáíåðîì, Ð. À. Ãàéåðîì, Å. Ä. Åñèï÷óêîì, À. À. Êðàñèëüùèêîâûì, Þ. ß. Êóíèíûì, Þ. ß.Ëèâøèöåì, Ê. Òàóíñåíäîì, Í. È. Òèìîíèíûì, À. Ñåäëåöêîé, Á. Â. Ñåíèíûì, Ý. Â. Øèïèëîâûì, À. Þ. Þíîâûì è äð. Èòîãîì ýòèõ èññëåäîâàíèé ÿâèëàñü ðàçðàáîòêà ðàçëè÷íûõ ìîäåëåé ãåîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè, êîòîðûå â çíà÷èòåëüíîé ìåðå äîïîëíÿþò îäíà äðóãóþ.  íèõ ñîäåðæèòñÿ îáîñíîâàíèå äîâîëüíî áëèçêèõ ñõåì ïåðèîäèçàöèè èñòîðèè ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ, èç êîòîðûõ ñî âñåé î÷åâèäíîñòüþ ñëåäóåò íàèáîëåå ñóùåñòâåííûé âûâîä: ëèòîñôåðà êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà áûëà ñôîðìèðîâàíà êàê â ìàòåðèêîâîé, òàê è â øåëüôîâîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà óæå ê ðóáåæó àðõåÿ è ïðîòåðîçîÿ – 2,7–2,6 ìëðä ëåò.  ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðå êîíòèíåíòàëüíîé ïëèòû íà Êîëüñêîì ï-îâå è â Êàðåëèè âñêðûò ðàçðåç åå êðèñòàëëè÷åñêîãî ñëîÿ, à â øåëüôîâîé îáëàñòè ñ ìàêñèìàëüíîé ïîëíîòîé ðàçâèò ïëèòíûé ÷åõîë. 10.1. ÄÎÐÈÔÅÉÑÊÈÉ ÝÒÀÏ ÝÂÎËÞÖÈÈ ÊÎËÜÑÊÎÉ ÐÈÔÒÎÃÅÍÍÎ-ÊÎËËÈÇÈÎÍÍÎÉ ÑÈÑÒÅÌÛ Àíàëèç ïðåäëîæåííûõ â 90-å ãîäû ïëåéò-òåêòîíè÷åñêèõ ìîäåëåé ãåîäèíàìèêè è ñòðóêòóðû ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà è ïðèëåãàþùåé ÷àñòè Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà, 256
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ñ ó÷åòîì íîâûõ ãåîôèçè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ïî ãëóáèííîìó ñòðîåíèþ è èçîòîïíî-ãåîõèìè÷åñêèõ äàííûõ î âîçðàñòå è ñåðèàëüíîì òèïå ïîðîäíûõ àññîöèàöèé, îñóùåñòâëåí â 1997–1998 ãã. â ïðîöåññå ñîñòàâëåíèÿ ìîíîãðàôèé-ñâîäîê «Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû».  ýòèõ ìîíîãðàôèÿõ è äîïîëíÿþùèõ èõ ïîñëåäóþùèõ ðàáîòàõ è äîêëàäàõ íà ãåîëîãè÷åñêèõ êîíãðåññàõ ïîêàçàíî, ÷òî êîíöåïöèÿ ðèôòîãåííî-îáäóêöèîííîãî ðàçâèòèÿ ãåîäèíàìè÷åñêè ñîïðÿæåííîé ïàðû Ïå÷åíãñêî-Âàðçóãñêîãî ðèôòà è Ëàïëàíäñêî-Êîëâèöêîãî ãðàíóëèòîâîãî ïîÿñà (ËÊÃÏ) õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ íîâûìè äàííûìè ïî ñòàäèéíîñòè è òåðìîäèíàìè÷åñêèì ðåæèìàì ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïî öèêëè÷íîñòè ïðîÿâëåíèÿ ìàíòèéíî-ïëþìîâûõ ïðîöåññîâ ñ ùåëî÷íûì è áîíèíèòîâûì òèïîì ìàãìàòèçìà, ïîäêðåïëÿåòñÿ ðåçóëüòàòàìè ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ òåðìîìåõàíè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â êîëëèçèîííîì øâå (Ôèëàòîâà, Âèíîãðàäîâ, 1999).  ïðîöåññå ñèíòåçà íîâûõ äàííûõ áûëî ïðèíÿòî âî âíèìàíèå ïîëó÷åíèå ãåîõðîíîëîãàìè íàäåæíîãî ïîäòâåðæäåíèÿ àðõåéñêîãî âîçðàñòà ïåðâûõ ïðîÿâëåíèé ùåëî÷íîãî ìàãìàòèçìà â Òåðñêî-Ìóðìàíñêîì ìåãàáëîêå Êîëüñêîãî ï-îâà, à òàêæå íàõîäêè â ìåòàîñàäêàõ Áåëîìîðñêî-Ëàïëàíäñêîãî ìåãàáëîêà äåòðèòîâûõ öèðêîíîâ ñ ðàííåàðõåéñêèìè âîçðàñòàìè – îò 3,2 äî 3,8 ìëðä ëåò; âûÿâëåíèå ñóùåñòâåííîé ðîëè â ïîçäíåì àðõåå-ðàííåì ïðîòåðîçîå òðàíñãðåññèè ñ ñóáøèðîòíîé îðèåíèòðîâêîé ñäâèãîâûõ ëèíåàìåíòîâ (Áàëàãàíñêèé è äð., 1998); âûÿâëåíèå ñâèäåòåëüñòâ äîðèôåéñêîãî ôîðìèðîâàíèÿ êîðû êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà íà Áàðåíöåâîìîðñêîì øåëüôå ñ ïîñëåäóþùèì îäíîòèïíûì ðàçâèòèåì òðåõ ãëàâíûõ ìîðôîñòðóêòóð Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû â ðåæèìå âíóòðèêîíòèíåòàëüíîãî ýïåéðîãåíåçà ñ ðàçëè÷íîé íàïðàâëåííîñòüþ êîãåðåíòíûõ âåðòèêàëüíûõ äâèæåíèé êîðîâûõ áëîêîâ (òåððåéíîâ), ðàñïîëîæåííûõ íàä ñâîäîâîé îáëàñòüþ Êîëüñêî-Áåëîìîðñêîãî ìàíòèéíîãî ïëþìà è ïî åãî ïåðèôåðèè; îòñóòñòâèå ïðèçíàêîâ ãîðîîáðàçîâàíèÿ â äîêåìáðèéñêèõ êîëëèçèîííûõ ñòðóêòóðàõ è ïîëó÷åíèå êîððåñïîíäèðóþùèõñÿ ñ ýòèì ãåîëîãè÷åñêèì âûâîäîì ìîäåëüíûõ ðàñ÷åòîâ âÿçêèõ âíóòðèêîðîâûõ ìàññîïîòîêîâ, âîëíîâîäîâ, ïåðêîëÿöèîííûõ ôëþèäî- è ìàãìîïðîâîäÿùèõ çîí (Ôèëàòîâà, Âèíîãðàäîâ, 1999; Ôèëàòîâà è äð., 2002), íîâûå äàííûå î çíà÷èòåëüíîé ëàòåðàëüíîé íåîäíîðîäíîñòè òåðìîäèíàìè÷åñêèõ óñëîâèé ìåòàìîðôè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ãëóáèííûõ êîëëèçèîííûõ çîíàõ ñ ëîêàëüíûìè ïðîÿâëåíèÿìè ìåòàìîðôè÷åñêèõ äàâëåíèé äî 13 êá. Íà îñíîâå êîìïëåêñíûõ ãåîëîãî-ãåîõðîíîëîãè÷åñêèõ è ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé îáëàñòè ñî÷ëåíåíèÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà è Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû ñ Áàðåíöåâîìîðñêîé øåëüôîâîé ïëèòîé ðàçðàáîòàíà èíòåãðàëüíàÿ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ñîâðåìåííîãî ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ è ðåêîíñòðóèðîâàíû îñíîâíûå ýòàïû ýâîëþöèè òåêòîíè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ñåâåðíîé îêðàèíû Åâðîïåéñêîãî êîíòèíåíòà îò àðõåÿ äî ãîëîöåíà (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998). Îñíîâíîé îáúåì çåìíîé êîðû ñîâðåìåííîãî ìàòåðèêà è øåëüôà áûë ñôîðìèðîâàí â àðõåå, è ñòðóêòóðà êðóïíûõ äîêåìáðèéñêèõ áëîêîâ êîðû ñîõðàíèëàñü äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè, ïîäâåðãøèñü ñóùåñòâåííîé ìîäèôèêàöèè ëèøü â àðåàëàõ òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè ðèôòîãåííîé èëè ïëþìîâîé ïðèðîäû. Ïîñòàðõåéñêèå ïðîöåññû ñåäèìåíòîãåíåçà, ìàãìàòèçìà è ìåòàìîðôèçìà ðàçâèâàëèñü âî âíóòðèêîíòèíåíòàëüíûõ îáñòàíîâêàõ â ñâÿçè ñ ðèôòîãåíåçîì è ðåèäîâîé òåêòîíèêîé áëîêîâ.  ðàííåì äîêåìáðèè â óñëîâèÿõ ïîâûøåííîé ðàçîãðåòîñòè êîðû î÷àãîâûå è ëèíåéíî-ïîÿñîâûå àðåàëû àêòèâíîãî ìàãìàòèçìà êîíòðîëèðîâàëèñü ñåòüþ ìàãìîâîäîâ, âêëþ÷àâøåé ñêâîçü êîðîâûå ëèíåàìåíòû è âíóòðèêîðîâûå àñòåíîñôåðíûå ëèíçû, ñëóæèâøèå ïóòÿìè ëàòåðàëüíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ ìàññ âÿçêèìè ïîòîêàìè. Äëÿ ýòîãî ýíäîãåííîãî ðåæèìà õàðàêòåðíî ðàçâèòèå â êðèñòàëëè÷åñêîì öîêîëå ïðîòîêðàòîíà ïàðíûõ ðèôòîãåííî-îáäóêöèîííûõ ïîÿñîâ, â êîòîðûõ çîíû ðàñòÿæåíèÿ è ïîâûøåííîé ïðîíèöàåìîñòè êîðû, ìàðêèðóåìûå â âåðõíåì ýòàæå êîðû âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè êîìïëåêñàìè, ñîïðÿæåíû ñ êîìïëåìåíòàðíûìè çîíàìè ñêó÷èâàíèÿ øàðüÿæíûõ ïàêåòîâ ãèïåðáàðè÷åñêèõ ìåòàìîðôèòîâ ïî ïîðîäàì ñðåäíåé è íèæíåé êîðû (ðèñ. 10.1). Áàçîâûì ïîëîæåíèåì â ïðèíÿòîé êîíöåïöèè ÿâëÿåòñÿ ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî íà òåððèòîðèè Êîëüñêîãî ï-îâà è Ôèíñêîé Ëàïëàíäèè ãðàíóëèò-ãíåéñîâàÿ îáëàñòü êîëëàæíîãî ñòðîåíèÿ ñ êîðîé êîíòèíåíòàëüíîãî òèïà ñôîðìèðîâàëàñü â àðõåå (3,1–2,6 ìëðä ëåò), à áîëåå äðåâíèå (3,7–3,2 ìëðä ëåò) êîíòèíåíòàëüíûå «ëèòîïëèíòû» ñóùåñòâîâàëè íà ìåñòå Áàðåíöèè è Êàðåëèè è â âåðõíåì àðõåå, ñëóæèâ êîíòèíåíòàëüíûì îáðàìëåíèåì Êîëüñêî-Ëàïëàíäñêîé ïàëåîîêåàíè÷åñêîé îáëàñòè.  ïàëåîïðîòåðîçîå ýïèàðõåéñêèé ïðîòîêîíòèíåíò ïîäâåðãñÿ ñóùåñòâåííîé ïåðåñòðîéêå â ðåçóëüòàòå ðàçâèòèÿ â åãî âíóòðåííèõ çîíàõ ñëîæíîé ñèñòåìû ïðîòîðèôòîâ, ñäâèãîâûõ è êîëëèçèîííûõ çîí, êîíòðîëèðîâàâøèõ ðàçìåùåíèå ìàãìàòè÷åñêèõ ôîðìàöèé è ìåòàìîðôè÷åñêóþ çîíàëüíîñòü ìîëîäîé ïëàòôîðìû, â êîòîðóþ ïðåâðàòèëñÿ ïðîòîêîíòèíåíò ê ðóáåæó 1,6 ìëðä ëåò. Ãåîäèíàìè÷åñêèé ðåæèì ôîðìèðîâàíèÿ ïîÿñîâûõ ðèôòîãåíîâ 257
Ðèñ. 10.1. Ñòðóêòóðà Êîëüñêîé ðèôòîãåííî-îáäóêöèîííîé ñèñòåìû (A) è åå ðåîëîãè÷åñêèå ìîäåëè äëÿ ñòàäèé ñïðåäèíãà (B) è êîëëèçèè (Ñ) â îñåâîé çîíå ðèôòà (ïî Âèíîãðàäîâ, Ôèëàòîâà, 1999; Ôèëàòîâà è äð., 2002)
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
íàèáîëåå äåòàëüíî èññëåäîâàí íà ïðèìåðå Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðàéîíà (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997, 1998).  ãåîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìå ÊÐÊÑ íà ïàëåîïðîòåðîçîéñêîì ýòàïå íà ïðîòÿæåíèè áîëåå 600 ìëí ëåò ñóùåñòâîâàëà òðèàäà êèíåìàòè÷åñêè ñîïðÿæåííûõ ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûõ çîí, âêëþ÷àâøàÿ â ñåáÿ: (1) ïàëåîðèôòîâóþ ñèñòåìó Ïîëìàê-Ïàñâèê-Ïå÷åíãà-Èìàíäðà-Âàðçóãà (ÏÏÏ) ñ àñèììåòðè÷íûì ñäâèãî-ðàçäâèãîì â êà÷åñòâå ãëàâíîé ìàãìîâûâîäÿùåé ñòðóêòóðû; (2) ñåâåðî-âîñòî÷íóþ áîðòîâóþ çîíó ñæàòèÿ, ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàþùóþ ñ Ñåðâàðàíãåð-Êîëüñêèì ñîñòàâíûì òåððåéíîì; (3) þãî-çàïàäíóþ êðàåâóþ çîíó ñêó÷èâàíèÿ è âíóòðèêîðîâîé îáäóêöèè, ñîâïàäàþùóþ ñ çîíîé ñî÷ëåíåíèÿ (êîëëèçèè) Ëàïëàíäñêîãî è Êàíäàëàêøñêî-Êîëâèöêîãî ãðàíóëèòîâûõ ïîÿñîâ, ñ Áåëîìîðñêèì ñîñòàâíûì òåððåéíîì (ðèñ. 10.1). Íà÷àëî äåñòðóêöèè ïðîòîêîíòèíåíòà ìàðêèðîâàíî âíåäðåíèåì â âîçðàñòíîì èíòåðâàëå 2,5–2,4 ìëðä ëåò ðàññëîåííûõ ïëóòîíîâ ïåðèäîòèò-ïèðîêñåíèò-ãàááðîíîðèòîâîé ôîðìàöèè (èíòðóçèâû ãîðû Ãåíåðàëüñêîé, Êàðèêúÿâð, Ôåäîðîâûõ è Ïàíñêèõ òóíäð, Èìàíäðîâñêèé, Ìîí÷åãîðñêèé, Ïåíèêàò, Êîéòåëàéíåí, Êîéëèñìà è äð.) (Ñìîëüêèí, 1997; Mitrofanov, Bayanova, 1999; Øàðêîâ è äð., 2000). Ôîðìèðîâàíèå îáøèðíîãî àðåàëà ñ îäíîòèïíûì ìàãìàòèçìîì ñâÿçûâàþò ñ ïîäúåìîì â êîðó ãîëîâíîé ÷àñòè ìàíòèéíîãî ïëþìà, ãäå äîìèíèðîâàëè ìàãìû ïèêðèòîâîãî ñîñòàâà. Ïðîåêöèÿ îñåâîé çîíû ïëþìà íà óðîâíå ñîâðåìåííîãî ýðîçèîííîãî ñðåçà ïðèõîäèòñÿ íà ñòûê þãî-çàïàäíîé îêðàèíû Öåíòðàëüíî-Êîëüñêîãî òåððåéíà ñ Áåëîìîðñêèì ìåãàáëîêîì è ìàðêèðóåòñÿ àðåàëîì ðàñïðîñòðàíåíèÿ äðóçèòîâ.  ãîëîâíîé ÷àñòè ïëþìîâàÿ êîëîííà, ïî-âèäèìîìó, ðàñïàëàñü íà íåñêîëüêî ñòðóé, èíúåöèðîâàâøèõ êîðó âäîëü òðàíñêîðîâûõ ðàçëîìîâ, ðàññåêàþùèõ ñâîäîâîå ïîäíÿòèå êîðû íàä ïëþìîì â ó÷àñòêàõ òðîéíûõ ñî÷ëåíåíèé è ðàñõîäÿùèõñÿ îò íèõ ïîÿñîâ ðàñòÿæåíèÿ – ñóìèéñêèõ àâëàêîãåíîâ. Ïðîìåæóòî÷íûå ìàãìàòè÷åñêèå êàìåðû â ãîëîâå ïëþìà ðàñïîëàãàëèñü â íèçàõ êîðû è íå ïîäïèòûâàëèñü ùåëî÷íûìè ôëþèäíûìè ïîòîêàìè èç ìàíòèè, ÷òî ïðåäîïðåäåëèëî øèðîêîå ðàçâèòèå ïðè äèôôåðåíöèàöèè ïåðâè÷íûõ ïèêðèòîâûõ ìàãì âî âíóòðèêîðîâûõ êàìåðàõ «âòîðè÷íûõ» ìàãì òèïà âûñîêîìàãíåçèàëüíûõ àíäåçèòîâ èëè áîíèíèòîâ, ñëàáîêîíòàìèíèðîâàííûõ êîðîâûì ìàòåðèàëîì (Ñìîëüêèí è äð., 1997; Øàðêîâ è äð., 2000).  èñòîðèè ðàçâèòèÿ ïðîòîðèôòîâîé ñèñòåìû âûäåëÿþòñÿ ÷åòûðå ñòàäèè ñ ðàçëè÷íûì õàðàêòåðîì âóëêàíèçìà è ñåäèìåíòîãåíåçà, ñêîðîñòüþ ëàòåðàëüíîãî ðàñêðûòèÿ è ãëóáèíîé ïðîíèêíîâåíèÿ ìàãìîâîäîâ (Ñìîëüêèí, 1997). Íà ïåðâîé ñòàäèè (2,56–2,30 ìëðä ëåò) ôîðìèðîâàëèñü âóëêàíè÷åñêèå êîìïëåêñû ìàíòèéíî-êîðîâîãî ãåíåçèñà – áàçàëüòû, àíäåçèòîáàçàëüòû, äàöèòû íîðìàëüíîé ùåëî÷íîñòè ñ âûñîêèì ïåðâè÷íûì îòíîøåíèåì 87Sr/86Sr (0,7042).  ïîÿñå ÏÏÏ ñóïðàêðóñòàëüíûå îáðàçîâàíèÿ ýòîé ñòàäèè äîñòîâåðíî íå óñòàíîâëåíû, â Èìàíäðà-Âàðçóãñêîé âåòâè ïðîòîðèôòîâîé ñèñòåìû èõ ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü äîñòèãàåò 6 êì. Ñî âòîðîé ñòàäèåé (2,30–2,20 ìëðä ëåò) ñâÿçàíû ìàññîâûå èçâåðæåíèÿ ìàíòèéíûõ (87Sr/86Sr = 0,7035) ðàñïëàâîâ (òðàõèáàçàëüòû, òðàõèàíäåçèòîáàçàëüòû, òðàõèàíäåçèòû, òðàõèòû) ñ ïîâûøåííîé ùåëî÷íîñòüþ. Íà òðåòüåé ñòàäèè (2,20–1,95 ìëðä ëåò) â ðåçóëüòàòå èíòåíñèâíûõ ñäâèãî-ðàçäâèãîâûõ äâèæåíèé ôîðìèðîâàëèñü ãëóáîêîâîäíûå òðîãîâûå äîëèíû ñåâåðî-çàïàäíîãî íàïðàâëåíèÿ è ñèñòåìà äàéêîâûõ ðîåâ â èõ áîðòàõ.  öåíòðàëüíûå, íàèáîëåå ïðîíèöàåìûå ÷àñòè òðîãîâ, ïîñòóïàëè ðàñïëàâû èç äâóõ íåçàâèñèìûõ èñòî÷íèêîâ: ìàëîãëóáèííîãî òîëåèò-áàçàëüòîâîãî (87Sr/86Sr = 0,7021) è ãëóáèííîãî ôåððîïèêðèòîâîãî (87Sr/86Sr = 0,7032), ïðîäóêòû êðèñòàëëèçàöèè êîòîðûõ íåîäíîêðàòíî ïåðåìåæàëèñü â ðàçðåçàõ. Äëÿ ôåððîïèêðèòîâûõ âóëêàíèòîâ è êîìàãìàòè÷íûõ ñóëüôèäîíîñíûõ èíòðóçèé ãàááðî-âåðëèòîâ Ïå÷åíãñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ, à òàêæå äàéêîâûõ ðîåâ ïåðèäîòèòîâ è îëèâèíîâûõ ãàááðî õàðàêòåðíûì ÿâëÿåòñÿ îáîãàùåíèå Fe, Ni, P, ëåãêèìè ÐÇÝ è ïîíèæåííîå çíà÷åíèå εNd (+1,5). Íà çàêëþ÷èòåëüíîé ñòàäèè (1,95–1,85 ìëðä ëåò) ðàçâèòèÿ ñèñòåìû ïðîèçîøëà ñìåíà ìàíòèéíûõ ðàñïëàâîâ (87Sr/86Sr = 0,7029) ìàíòèéíîêîðîâûìè è êîðîâûìè (87Sr/86Sr = 0,7043) è èçâåðæåíèå âóëêàíèòîâ èçâåñòêîâî-ùåëî÷íîé ñåðèè (áàçàëüòû, ïèêðèòû, òðàõèáàçàëüòû, äàöèòû è ðèîëèòû).  êàæäîì öèêëå ìàãìàòèçìà âíà÷àëå ïðîèñõîäèëî ìàññîâîå èçâåðæåíèå âóëêàíèòîâ, à â êîíöå ôîðìèðîâàëèñü ïðåèìóùåñòâåííî èíòðóçèâíûå ôàöèè.  Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðå âûÿâëåíà ëàòåðàëüíàÿ ìèãðàöèÿ ìàãìîâûâîäÿùèõ êàíàëîâ ñ ñåâåðà íà þã, à â îáëàñòè ìàãìîãåíåðàöèè ïðîèñõîäèëà âåðòèêàëüíàÿ ìèãðàöèÿ ïèòàþùèõ î÷àãîâ â äèàïàçîíå ãëóáèí 120– 20 êì – îò îáëàñòè ãåíåðàöèè ìàíòèéíûõ ïèêðèòîâûõ ðàñïëàâîâ äî ñðåäíåêîðîâûõ î÷àãîâ ðèîëèòîâ. Äëÿ ðåêîíñòðóêöèè ôèçè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ êîðû ïîä ðèôòîãåííûì ñóïðàêîìïëåêñîì îñîáîå çíà÷åíèå èìååò âûâîä î ðèòìè÷íîì ÷åðåäîâàíèè èìïóëüñîâ ïîäúåìà è èçâåðæåíèÿ ìàãìàòè÷åñêèõ ðàñïëàâîâ èç ðàçíîãëóáèííûõ ýòàæåé. Äàæå íà ñòàäèè ìàêñèìàëüíîãî ðàñêðûòèÿ ðèôòà ïîäúåì òîëåèòîâûõ áàçàëüòîâûõ ìàãì ñ ãëóáèíû 60–90 êì ñîâïàäàë ïî âðåìåíè 259
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
ñ ïðîðûâîì ôåððîïèêðèòîâûõ ìàãì ñ ãëóáèí 100–120 êì. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò îá îòñóòñòâèè åäèíîé àñòåíîñôåðíîé êîëîííû ïîä ðèôòîãåííûì ïîÿñîì è î õðóïêîñòè è æåñòêîñòè êàê ôóíäàìåíòà âóëêàíè÷åñêîé äåïðåññèè, òàê è ïåðåìû÷åê ìåæäó äèñêðåòíûìè ðåçåðâóàðàìè ìàãì â âåðõíåé ìàíòèè. Ïîäîáíîå ñòðîåíèå îáëàñòè ìàãìîãåíåðàöèè íåèçâåñòíî â ðèôòîâûõ çîíàõ òàëàññîêðàòîíîâ, ÷òî ñòàâèò ïîä ñîìíåíèå âñþ ãðóïïó ãåîäèíàìè÷åñêèõ ìîäåëåé, áàçèðóþùèõñÿ íà ïðåäñòàâëåíèè îá îêåàíè÷åñêîì òèïå êîðû ïîä ïîÿñîì ÏÏÏ. Èç ïðèâåäåííîé ìîäåëè ýâîëþöèè Ïå÷åíãñêîé ñòðóêòóðû î÷åâèäíî, ÷òî íàðÿäó ñ âåðòèêàëüíîé ñòðàòèôèöèðîâàííîñòüþ êîðû è âåðõíåé ìàíòèè â íèõ ôîðìèðóþòñÿ ëîêàëüíûå íåîäíîðîäíîñòè, ïðåäñòàâëåííûå ðàçíîìàñøòàáíûìè ãåîëîãè÷åñêèìè òåëàìè, ïðîäóöèðóåìûìè â ïåðâóþ î÷åðåäü ìàãìàòè÷åñêèìè ïðîöåññàìè.  âåðõíåì è ñðåäíåì ýòàæàõ ñîâðåìåííîé êîðû ýòè íåîäíîðîäíîñòè äîñòàòî÷íî óâåðåííî ôèêñèðóþòñÿ è îêîíòóðèâàþòñÿ ñåéñìè÷åñêèìè ìåòîäàìè, òîãäà íà áîëåå ãëóáîêèõ óðîâíÿõ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ñîâðåìåííûõ òåõíîëîãèé çîíäèðîâàíèÿ îêàçûâàåòñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ âûÿâëåíèÿ íåîäíîðîäíîñòåé, ïðåäñêàçûâàåìûõ íà îñíîâàíèè ãåîëîãî-ïåòðîëîãè÷åñêèõ ðåêîíñòðóêöèé.  ñåâåðî-âîñòî÷íîé êðàåâîé çîíå Êîëüñêîãî êîëëèçèîíà ñèíõðîííûå ñ ðèôòèíãîì ïðåîáðàçîâàíèÿ äðåâíåãî êîðîâîãî ñóáñòðàòà âûðàçèëèñü â îñíîâíîì â áëàñòîìèëîíèòèçàöèè è ðåòðîãðàäíîì íèçêîãðàäèåíòíîì ìåòàìîðôèçìå àðõåéñêèõ ãíåéñîâûõ è òîíàëèò-ïëàãèîãðàíèòíûõ êîìïëåêñîâ. Íàëîæåííûå ïðåîáðàçîâàíèÿ ëîêàëèçîâàíû ïðåèìóùåñòâåííî â êðóòîïàäàþùèõ ñäâèãîâûõ ñòðóêòóðàõ (shear zones).  îïåðÿþùèõ èõ íàðóøåíèÿõ ðàçìåùàþòñÿ ðîè ìàôèòîâûõ äàåê, êîìàãìàòè÷íûõ âóëêàíèòàì îñåâîé çîíû ïðîòîðèôòà.  þãî-çàïàäíîé êðàåâîé çîíå ñêó÷èâàíèÿ âûäåëÿþòñÿ òðè ïîäçîíû: Áåëîìîðñêàÿ (ôîðëàíä), Ëàïëàíäñêî-Êîëâèöêàÿ (ïîäîøâà àëëîõòîíà) è Èíàðè-Òåðñêàÿ (êðîâëÿ è òûë àëëîõòîíà). Áåëîìîðñêàÿ ïîäçîíà â òå÷åíèå âñåãî ïàëåîïðîòåðîçîÿ ïîäâåðãàëàñü ñæàòèþ, ÷òî îáóñëîâèëî ïîâòîðíûé ìåòàìîðôèçì ñëàãàþùèõ ïîäçîíó àðõåéñêèõ ïîðîä â óñëîâèÿõ êèàíèòîâîé ôàöèàëüíîé ñåðèè ñ ïåðåõîäîì ê óëüòðàìåòàìîðôèçìó âáëèçè Ëàïëàíäñêî-Êîëâèöêîãî íàäâèãîâîãî ôðîíòà (Ïåòðîâ, 1999).  ïîñòêîëëèçèîííóþ ñòàäèþ (1,8–1,7 ìëðä ëåò) â ýòîé ïîäçîíå â óñëîâèÿõ ðàñòÿæåíèÿ ôîðìèðóþòñÿ ïîëÿ íåäåôîðìèðîâàííûõ ñëþäÿíûõ è êåðàìè÷åñêèõ ïåãìàòèòîâ, ìàðêèðóþùèõ íàðàñòàíèå õðóïêîñòè êîðû ïîñëå ñíÿòèÿ ñòðåññîâûõ íàïðÿæåíèé â ôîðëàíäå (Ïåòðîâ è äð., 1996; Ôèëàòîâà, Âèíîãðàäîâ, 1999; Ôèëàòîâà è äð., 2002). Äëÿ ïîäîøâû îáäóêöèîííîãî àëëîõòîíà õàðàêòåðíî íàëè÷èå òåêòîíè÷åñêîãî ìåëàíæà, â êîòîðîì ðåëèêòû ìåòàìîðôèçîâàííîãî ñóïðàêîìïëåêñà ñîâìåùåíû ñ êëèíüÿìè ãðàíóëèòî-áàçèòîâîãî ñëîÿ êîðû è íåðàâíîìåðíî ìåòàìîðôèçîâàíû â óñëîâèÿõ ïîâûøåííûõ äàâëåíèé (âïëîòü äî îðòîïèðîêñåí-ñèëëèìàíèòîâîé ôàöèè ñ äàâëåíèÿìè äî 12–13 êáàð).  ñòðóêòóðíîïîðîäíûõ àññîöèàöèÿõ ïîäîøâû àëëîõòîííûõ áëîêîâ ËÃÏ âûÿâëåíî áîëåå ïÿòè ñîáûòèé âûñîêîáàðè÷åñêîãî ìåòàìîðôèçìà, ñîâïàäàþùèõ ïî âðåìåíè ñî ñòàäèÿìè ðàñêðûòèÿ îñåâîé çîíû ïðîòîðèôòà: 2,42; 2,32; 2,13; 2,03; 1,94–1,91 ìëðä ëåò.  òåêòîíè÷åñêîì êîëëàæå âûñîêîáàðíûõ ãðàíóëèòîâ ÿðêî âûðàæåíû ïðèçíàêè âåðòèêàëüíîãî è ëàòåðàëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ âåùåñòâà, îäíàêî îöåíêè àìïëèòóäû òðàíñïîðòà çàòðóäíèòåëüíû. Âåðòèêàëüíûé äèàïàçîí îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî ïî âåëè÷èíå äàâëåíèÿ, çàôèêñèðîâàííîé â ìèíåðàëüíûõ ïàðàãåíåçèñàõ – 10– 12 êáàð, ÷òî â ïåðåñ÷åòå íà ëèòîñòàòè÷åñêêóþ íàãðóçêó áåç ó÷åòà ñòðåññîâîé ñîñòàâëÿþùåé äàåò çíà÷åíèÿ ãëóáèííîñòè 30–40 êì. Ëàòåðàëüíûé òðàíñïîðò ïî ïðèíÿòîé ìîäåëè äîëæåí áûòü ñîèçìåðèì ñ øèðèíîé ðàçäâèãà â ðèôòîâîé çîíå – ïåðâûå äåñÿòêè êèëîìåòðîâ. Òûëîâàÿ çîíà àëëîõòîíà îòëè÷àåòñÿ ìåòàìîðôèçìîì óìåðåííûõ äàâëåíèé (àíäàëóçèò-ñèëëèìàíèòîâàÿ ôàöèàëüíàÿ ñåðèÿ) è øèðîêèì ðàçâèòèåì óëüòðàìåòàãåííîé ãðàíèòèçàöèè ñ îáðàçîâàíèåì íàä âñïëûâàþùèìè ãðàíèòíûìè äèàïèðàìè ñïåöèôè÷åñêèõ ñòðóêòóð òèïà «îêàéìëåííûõ êóïîëîâ» (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1997, 1998).  êàëåâèéñêîå âðåìÿ ãåîäèíàìè÷åñêèé ðåæèì îñëîæíèëñÿ â ðåçóëüòàòå íàëîæåíèÿ íà ñîïðÿæåííóþ ïàðó «ðèôò – îáäóêöèîííûé ïîÿñ» ïîïåðå÷íûõ ñäâèãîâûõ äåôîðìàöèé, ñâÿçàííûõ ñ íà÷àëîì ñóáäóêöèè Ñôåêîôåííñêîé îêåàíè÷åñêîé ïëèòû ïîä çàïàäíóþ îêðàèíó ËàïëàíäñêîÊîëüñêî-Áåëîìîðñêîãî êîíòèíåíòà.  Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå, îòñòîÿùåì îò êðàÿ êîíòèíåíòà íà 200–300 êì, îòðàæåííàÿ àêòèâèçàöèÿ ïðîÿâèëàñü â ðàçìåùåíèè âäîëü òðàíñôîðìíûõ ðàçëîìîâ íà ðóáåæå 1,8–1,75 ìëðä ëåò öåïî÷åê ìíîãîôàçíûõ ãðàíîäèîðèò-ãðàíèòíûõ èíòðóçèé (êîìïëåêñû Ëèöêî-Àðàãóáñêèé, Íàòòàíåí, Âàéíîñïàà), à òàêæå â èçìåíåíèè ðåãèîíàëüíîãî ïîëÿ íàïðÿæåíèé. Âñëåäñòâèå ýòîãî âî âñåõ çîíàõ Êîëüñêîãî êîëëèçèîíà ëàòåðàëüíûå ìàññîïîòîêè â âåðõíåì ýòàæå êîðû ïðèîáðåëè îáùóþ ñåâåðî-âîñòî÷íóþ íàïðàâëåííîñòü, ÷òî 260
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ïðèâåëî ê çàêðûòèþ ïðîòîðèôòà, çàïðîêèäûâàíèþ è ÷àñòè÷íîìó íàäâèãàíèþ Þæíîãî áëîêà Ïå÷åíãè íà áîëåå äðåâíèå ñîîðóæåíèÿ Ñåâåðíîãî áëîêà. Íà ðóáåæå 1,7 ìëðä ëåò â ÊÐÊÑ ôèêñèðóåòñÿ ïîñëåäíèé âñïëåñê ýíäîãåííîé àêòèâíîñòè – îáðàçîâàíèå ðåäêîìåòàëëüíûõ ðàíä-ïåãìàòèòîâ â Òåðñêî-Ìóðìàíñêîì ìåãàáëîêå, ñëþäÿíûõ è êåðàìè÷åñêèõ ïåãìàòèòîâ â Áåëîìîðñêîì ìåãàáëîêå, ïîñëå ÷åãî âñÿ òåððèòîðèÿ èñïûòàëà «ýïåéðîãåíè÷åñêîå» âîçäûìàíèå è ìåòàìîðôè÷åñêèå êîìïëåêñû áûëè ýêñãóìèðîâàíû (Áèáèêîâà è äð., 1999).  ïîñëåäóþùèå ïåðèîäû – âïëîòü äî ïîäúåìà êàëåäîíñêîãî íèæíåìàíòèéíîãî ùåëî÷íî-óëüòðàîñíîâíîãî ïëþìà (Àðçàìàñöåâ è äð., 1999) ñòðóêòóðíûé ïëàí ðåãèîíà ñóùåñòâåííûõ èçìåíåíèé íå ïðåòåðïåë. Äåíóäàöèÿ ýïèêàðåëüñêîé ïëàòôîðìû è êîëåáàòåëüíûå ïîäâèæêè áëîêîâ â ðåæèìå èçîñòàòè÷åñêîãî óðàâíîâåøèâàíèÿ îáåñïå÷èëè âûâåäåíèå íà ñîâðåìåííûé ýðîçèîííûé ñðåç ðàçëè÷íûõ óðîâíåé âåðõíåãî è ñðåäíåãî ýòàæåé êîðû, ñòðóêòóðà è âåùåñòâåííîå âûïîëíåíèå êîòîðûõ óíàñëåäîâàíû îò ïàëåîïðîòåðîçîéñêèõ àêòèâíûõ çîí. Ïðèíöèïèàëüíûì îòëè÷èåì ïðåäëîæåííîé ìîäåëè ðàçâèòèÿ ïàðàãåíåçà «ðèôò-çîíà ñæàòèÿ» ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå âíóòðèêîðîâîé àñòåíîñôåðíîé ëèíçû â áîðòó ðèôòîãåííîãî ïðîãèáà. Òàíãåíöèàëüíûå íàïðÿæåíèÿ, îðòîãîíàëüíûå îñè ðèôòà ïåðåäàþòñÿ ïðè ýòîì â ðàìó íå çà ñ÷åò ìåõàíè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ñî ñòîðîíû ðàñõîäÿùèõñÿ áîðòîâ èëè ðàñêëèíèâàþùèõ ðàìó ðîåâ ïàðàëëåëüíûõ äàåê, êàê â ñïðåäèíãîâûõ ðèôòîâûõ ñòðóêòóðàõ òèïà ÑÎÕ, à â ðåçóëüòàòå êîíâåêòèâíî-òóðáóëåíòíûõ ïîòîêîâ â àñòåíîñôåðíîé ëèíçå. Ïðè òàêîì ðåæèìå ìîæíî îáåñïå÷èòü ðåäóöèðîâàíèå ñðåäíåãî ñëîÿ êîðû ïóòåì ñåëåêòèâíîãî âûïëàâëåíèÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûõ ôðàêöèé è îòòîêà âûïëàâîê èç-ïîä ïîãðóæàþùåãîñÿ äíà ïðîãèáà – ïðàêòè÷åñêè áåç ðàñòÿæåíèÿ âûøåëåæàùèõ ãîðèçîíòîâ õîëîäíîé ñòðàòèñôåðû.  ðåîëîãè÷åñêè íåîäíîðîäíîé ñðåäå, ïðè ÷åðåäîâàíèè âûñîêîïðî÷íûõ ñëîåâ ñ ïëàñòè÷íûìè, âîçìîæíî ÷åðåäîâàíèå èìïóëüñîâ îòíîñèòåëüíîé ðàçãðóçêè ëîêàëüíûõ áëîêîâ ïîä «êîíñîëüíûìè» ïåðåêðûòèÿìè ïðî÷íûõ ïîðîä, ÷òî áóäåò ñïîñîáñòâîâàòü âûïëàâëåíèþ êîòåêòè÷åñêèõ ðàñïëàâîâ ïî ìåõàíèçìó «ñíÿòèÿ äàâëåíèÿ». Ïîñëå óäàëåíèÿ ðàñïëàâà è îáðóøåíèÿ «êîíñîëè» â ýòîì æå ìåñòå ìîæåò ïðîÿâèòüñÿ ðåæèì ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ, ïðîâîöèðóþùèé ïðîòåêàíèå ðåàêöèé ýêëîãèòèçàöèè è ãðàíóëèòèçàöèè, ÷òî òàêæå ñïîñîáñòâóåò ñâåðõáûñòðîìó ïîãðóæåíèþ äíà ðèôòîãåííîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà. Ó÷èòûâàÿ ïðîãðåññèðóþùåå îõëàæäåíèå îáîëî÷êè, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ðîëü ïðîöåññîâ «êîìïàêòàöèè» áóäåò âîçðàñòàòü, à ìàñøòàá ëàòåðàëüíûõ ìàãìàòè÷åñêèõ ïîòîêîâ â êîðå – ñíèæàòüñÿ, âìåñòî íèõ âîçðàñòåò ðîëü ôëþèäîïåðåíîñà è ðåèäíîãî ëàìèíàðíîãî âÿçêî-ïëàñòè÷íîãî òðàíñïîðòà âåùåñòâà áåç åãî ðàñïëàâëåíèÿ (òàêàÿ âîçìîæíîñòü äëÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî öîêîëÿ ïîêàçàíà Ì. Ã. Ëåîíîâûì (1996). Ñóùåñòâîâàíèå â êðèñòàëëè÷åñêîì ôóíäàìåíòå è âåðõíåé ìàíòèè ïðîòÿæåííûõ ãîðèçîíòàëüíûõ ïîâåðõíîñòåé ñðûâà, ìàðêèðóþùèõ çîíû êðàòêîâðåìåííîé ïîòåðè ðåîëîãè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè òâåðäîé îáîëî÷êè, ïîäòâåðæäåíî ìåòîäàìè ñåéñìîòîìîãðàôèè è, êîñâåííî, äðóãèìè ãåîôèçè÷åñêèìè ìåòîäàìè èññëåäîâàíèÿ ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ ëèòîñôåðû (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998; Ãëàçíåâ, 2003; Þäàõèí è äð., 2003; Ãëóáèííîå ñòðîåíèå.., 2004; Òðèïîëüñêèé, Øàðîâ, 2004). Ñïëîøíîñòü êîíòèíåíòàëüíûõ ñåãìåíòîâ íàïðÿæåííîé âíåøíåé îáîëî÷êè Çåìëè ïîâñåìåñòíî íàðóøåíà ñåòüþ ðàçðûâîâ ñ èåðàðõè÷íî-ôðàêòàëüíîé ñòðóêòóðîé, ïðè ýòîì â êðàåâûõ çîíàõ ãëóáîêèõ âïàäèí (ãðàáåí-ðèôòîâ) êðóòîïàäàþùèå è ëèñòðè÷åñêèå ðàçëîìû ðàññåêàþò âíåøíþþ îáîëî÷êó íà âñþ ãëóáèíó êîðû è ïî íèì ïðîèñõîäèò âåðòèêàëüíîå ñìåùåíèå ðàçúåäèíåííûõ áëîêîâ ñ àìïëèòóäîé äî 3–5 êì. Òðàäèöèîííî âîçíèêíîâåíèå íàïðÿæåíèé â òåëå êîíòèíåíòàëüíîé ïëèòû áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé ïûòàþòñÿ óâÿçàòü ñ àêòèâíûì ìåõàíè÷åñêèì âîçäåéñòâèåì íà íåå ñî ñòîðîíû îêðóæàþùèõ îðîãåíîâ è çîí ñïðåäèíãà. Äîñòàòî÷íî ïîëíûé àíàëèç ýòîãî ïîäõîäà è êîíöåïöèè «âîëí íàïðÿæåíèÿ» äàí â ðàáîòå (Þäàõèí è äð., 2003). Àëüòåðíàòèâíàÿ êîíöåïöèÿ ñôîðìóëèðîâàíà â ïîñëåäíèå ãîäû À. Í. Ðîìàøîâûì (Ðîìàøîâ, 2003). Åå ïðèâëåêàòåëüíîñòü äëÿ ðàñøèôðîâêè ìåõàíèçìà ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ ñîñòîèò â òîì, ÷òî âìåñòî ðàíåå îáñóæäàâøèõñÿ «ïëîñêèõ» èëè «êëàâèøíûõ» ìîäåëåé ïðèíèìàåòñÿ ìîäåëü, ó÷èòûâàþùàÿ ñôåðè÷íîñòü ïîâåðõíîñòè Çåìëè.  òàêîé äèíàìè÷åñêîé ñèñòåìå ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé â êîðå äîëæíî ñèëüíî çàâèñåòü îò êîíôèãóðàöèè è íàêëîíà êðàåâûõ ðàçëîìîâ, îãðàíè÷èâàþùèõ îáîñîáëåííûé òåêòîíè÷åñêèé áëîê, à ïåðåóïëîòíåííûé êðèñòàëëè÷åñêèé ôóíäàìåíò, â êîòîðîì ñòèðàþòñÿ ðàçëè÷èÿ ìåæäó ïåòðîôèçè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè «ãðàíèòî-ãíåéñîâîãî» è «áàçàëüòîâîãî» ñëîåâ, ñîõðàíÿåò ðåîëîãè÷åñêóþ óñòîé÷èâîñòü è ïðåïÿòñòâóåò ïðîíèêíîâåíèþ ìàíòèéíûõ ìàãì â îñàäî÷íóþ îáîëî÷êó. 261
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
10.2. ÐÈÔÅÉÑÊÈÉ ÝÒÀÏ Ïåðâûå ñâèäåòåëüñòâà ïëàòôîðìåííîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ â ðàññìàòðèâàåìîì ðåãèîíå îòíîñÿòñÿ ê ñåðåäèíå ðèôåÿ. Íà÷èíàÿ ñ ýòîãî âðåìåíè â ñîñòàâå ôîðìèðóþùèõñÿ îñàäî÷íûõ òîëù ñòàëî âîçìîæíûì ðàçëè÷àòü äâà òèïà ðàçðåçà – àâëàêîãåííûé è ïëèòíûé. Ïåðâûé èç íèõ, êàê áûëî ñêàçàíî ðàíåå, ðàçâèò íà Øïèöáåðãåíå è íà Ñåâåðíîì Óðàëå, à âòîðîé – íà ñåâåðå Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû – â ðàéîíå Ôèíìàðêåíà, íà Òèìàíå è íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè. Òàêèì îáðàçîì, â ðåãèîíàëüíîì ïëàíå òåêòîíè÷åñêàÿ çîíàëüíîñòü ýòîãî ýòàïà îïðåäåëÿëàñü íàëè÷èåì ïðîòÿæåííîé òàëàññîèäíîé ãåîñòðóêòóðû, ôðàãìåíòû êîòîðîé ïóíêòèðîì ïðîñëåæèâàþòñÿ îò Ãðåíëàíäèè íà çàïàäå äî Åíèñåéñêîãî êðÿæà íà âîñòîêå. Íà ñåâåðå Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû íàêîïëåíèå ðèôåéñêèõ îáðàçîâàíèé ïðîèñõîäèëî â äâóõ ðàçëè÷íûõ ïî òåêòîíè÷åñêîìó ðåæèìó îáëàñòÿõ. Ñåâåðíóþ ÷àñòü Ôèíìàðêåíà çàíèìàëà îáøèðíàÿ, øèðèíîé äî 400 êì, ïåðèêîíòèíåíòàëüíàÿ ðàâíèíà, íà êîòîðîé â òå÷åíèå ñðåäíåãî è ïîçäíåãî ðèôåÿ (ò. å. ñî âðåìåíè 1 350 Ìà) íàêàïëèâàëèñü ìàëîìîùíûå äåëüòîâûå, ïðèáðåæíî-ìîðñêèå è ôëþâèàëüíûå ïåñ÷àíî-ãëèíèñòûå îñàäêè ñåðèè Âàäñå îáùåé ìîùíîñòüþ îêîëî 1000 ì, â ñòðîåíèè êîòîðîé îòðàæàåòñÿ îáùàÿ ðåãðåññèâíàÿ òåíäåíöèÿ ðàçâèòèÿ ýòîãî ïåðèêîíòèíåíòàëüíîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà, è îòëîæåíèÿ ìåëêîãî ýïèêîíòèíåíòàëüíîãî øåëüôà ñåðèè Òàíàôüîðä (äî 1 500 ì). Ñëàáîâûðàæåííîå íåñîãëàñèå ìåæäó ýòèìè ïëàòôîðìåííûìè òîëùàìè ñâÿçûâàåòñÿ ñ ïðåäâåíäñêîé (áàéêàëüñêîé) îðîãåíèåé (700–900 Ìà), èíòåíñèâíî ïðîÿâèâøåéñÿ âî âíóòðåííèõ îáëàñòÿõ Ôèíìàðêåíà. Ê ñåâåðî-âîñòîêó îò ðàçëîìà Òðîëëôüîðä-Êîìàãåëâ ðàñïîëàãàëñÿ ãëóáîêèé ïðîãèá, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî íàêàïëèâàëàñü ìîùíàÿ ñåðèÿ Barents Sea Complex, ñîñòîÿùàÿ èç îòëîæåíèé êîíòèíåíòàëüíîãî ïîäíîæèÿ, ñêëîíîâûõ ôàöèé, îòëîæåíèé ïîäâîäíûõ äåëüò è â ñàìîì âåðõó îñàäêîâ ìåëêîãî êàðáîíàòíîãî øåëüôà ìîðÿ (ñåðèÿ áîòñôüîðä, 1,4 êì). Âåí÷àåò ðàçðåç ïåñ÷àíèêîâàÿ ñåðèÿ òèâüîôüåëë (1,6 êì), êîòîðàÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ìîðñêàÿ ìîëàññà, ôèêñèðóþùàÿ ðåçóëüòàòû áàéêàëüñêîãî îðîãåíåçà, êîòîðûé â ïðîãèáå ïðîÿâèëñÿ âåñüìà ñëàáî è íå ïðåðâàë íàêîïëåíèÿ îñàäêîâ, ïðîäîëæàâøåãîñÿ âïëîòü äî òðåìàäîêà.  þæíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, êóäà ïðîñòèðàëñÿ ñåâåðî-ôèíìàðêåíñêèé ïðîãèá, îáùàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñìåíû óñëîâèé îñàäêîíàêîïëåíèÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñõîäíûìè ÷åðòàìè, ÷òî îòìå÷àëè Â. Ã. Ãåöåí, À. À. Êðàñèëüùèêîâ, À. Ñåäëåöêàÿ è äð. Ãðàíèöà ìåæäó øåëüôîâûì è ãëóáîêèì ìîðåì â íà÷àëå ðàññìàòðèâàåìîãî ýòàïà ïðîâîäèòñÿ ïî ÞÇ áîðòó ÒèìàíîÊàíèíñêîãî àâëàêîãåíà è ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïðîãðàäèðîâàëà â Ñ íàïðàâëåíèè, äîñòèãíóâ ê íà÷àëó âåíäà ðàéîíîâ ê ñåâåðó îò ï-îâà Êàíèí. Íàèáîëåå èíòåíñèâíîå îñàäêîíàêîïëåíèå ïðîèñõîäèëî â ýòî âðåìÿ íà êîíòèíåíòàëüíîì ñêëîíå, ãäå íàêîïèëàñü ôëèøîèäíàÿ òàðõàíîâñêàÿ ñåðèÿ.  ïîçäíåì ðèôåå òåððèãåííîå îñàäêîíàêîïëåíèå ïîñòåïåííî ñìåíèëîñü êàðáîíàòíûì, à ñîñòàâ îñàäêîâ ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î ïðèñóòñòâèè îòíîñèòåëüíî ìåëêîâîäíûõ øåëüôîâûõ ôàöèé. Îãðàíè÷åííîå ðàçâèòèå âóëêàíîãåííûõ îáðàçîâàíèé ñâèäåòåëüñòâóåò îá óäàëåííîñòè ýòèõ ðàéîíîâ îò îêåàíè÷åñêèõ (ýâãåîñèíêëèíàëüíûõ) îáñòàíîâîê. Ñêëàä÷àòîñòü, çàâåðøèâøàÿ ðàçâèòèå Òèìàíî-Êàíèíñêîãî àâëàêîãåíà, ïî ðàäèîëîãè÷åñêèì äàííûì Â. Ã. Ãåöåíà, èìåëà ìåñòî â äèàïàçîíå 700–650 Ìà, ÷òî âûòåêàåò èç îïðåäåëåíèé âîçðàñòà ïîñòîðîãåííûõ èíòðóçèé (663–445 Ìà). Òåêòîíè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà íà ñåâåðî-âîñòî÷íîé îêðàèíå øåëüôà ïðåäñòàâëÿåòñÿ â îáùèõ ÷åðòàõ àíàëîãè÷íîé þæíîìó åãî îáðàìëåíèþ. Íà Àäìèðàëòåéñêîì ìåãàâàëó è ê ñåâåðó îò íåãî ñóäÿ ïî ôðàãìåíòàðíûì ðàçðåçàì ñðåäíåãî ðèôåÿ â ðàéîíå ãóáû Ñåâåðíîé Ñóëüìåíåâîé ðàñïîëàãàëàñü îòíîñèòåëüíî ñòàáèëüíàÿ øåëüôîâàÿ îáëàñòü, ïðèíàäëåæàùàÿ îêðàèíå äðåâíåãî êîíòèíåíòàëüíîãî ìàññèâà (ðèñ. 10.2). Èñõîäÿ èç ýòèõ äàííûõ, èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî âñå ïðîñòðàíñòâî øåëüôà, ðàñïîëîæåííîå ìåæäó Ôèíìàðêåíîì è Òèìàíîì, ñ îäíîé ñòîðîíû, è ïîäíÿòèåì Àäìèðàëòåéñòâà, ñ äðóãîé, áûëî çàíÿòî ñóáîêåàíè÷åñêèì áàññåéíîì, êîòîðûé ïðîòÿãèâàëñÿ îò Ãðåíëàíäèè äî Ñåâåðíîãî Óðàëà. Îòìå÷åííûå åùå À. Â. Ïåéâå, Â. À. Æóðàâëåâûì, Ì. Å. Ðààáåí, À. À. Êðàñèëüùèêîâûì, À. Ñåäëåöêîé è äðóãèìè ãåîëîãàìè ÷åðòû ñõîäñòâà ðèôåéñêèõ ôîðìàöèé ñåâåðíîé Íîðâåãèè, Øïèöáåðãåíà è Óðàëà ìîæíî ñ÷èòàòü ðåçóëüòàòîì èõ ïðèíàäëåæíîñòè ê åäèíîìó îñàäî÷íîìó áàññåéíó. Ðàíåå áûëî ñäåëàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ýòà ïîëîñà ðèôåéñêîãî âíåøåëüôîâîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ ïðîñëåæèâàëàñü â Þ íàïðàâëåíèè âïëîòü äî Åíèñåéñêîãî êðÿæà (ðèñ. 10.3). 262
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ðèñ. 10.2. Ñõåìà ðàñïðîñòðàíåíèÿ äîêåìáðèéñêèõ êîìïëåêñîâ îñíîâàíèÿ íà àêâàòîðèè Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà: äîðèôåéñêèõ (êðåñòèêè), ÷àñòè÷íî àêòèâèçèðîâàííûõ â áîëåå ïîçäíèå ýïîõè (êîñûå êðåñòèêè) è ïðåèìóùåñòâåííî áàéêàëüñêèõ ñ ðåëèêòàìè ýïèêàðåëüñêèõ ñòðóêòóð (êîñàÿ øòðèõîâêà)
Îáùåé ÷åðòîé ýòîãî ïðîòÿæåííîãî ðèôåéñêîãî ðèôòîãåíà áûëî âÿëîå ïðîÿâëåíèå çàâåðøàþùåé ñêëàä÷àòîñòè. Êàê óæå îòìå÷àëîñü, ýòà ñêëàä÷àòîñòü íå ïðèâåëà ê çàìûêàíèþ áàññåéíà è ê ñåâåðó îò Ôèíìàðêåíà.  Õèíëîïåíñêîì ïðîãèáå, ïî äàííûì À. À. Êðàñèëüùèêîâà, âåíäñêèå ïëàòôîðìåííûå îáðàçîâàíèÿ çàëåãàþò íà ðèôåéñêèõ òîëùàõ áåç âûðàæåííîãî óãëîâîãî íåñîãëàñèÿ. Ýòî ïîêàçûâàåò, ÷òî êîëëèçèîííûå ÿâëåíèÿ â áàéêàëüñêóþ ýïîõó ïðîÿâèëèñü â ïðåäåëàõ ýòîé ñòðóêòóðû äîâîëüíî ñëàáî. Ýòà îñîáåííîñòü ðèôåéñêîãî ñêëàäêîîáðàçîâàíèÿ ïîñëóæèëà, î÷åâèäíî, îñíîâíîé ïðè÷èíîé òîãî, ÷òî ïîëîñà ðèôåéñêîé ãåîñèíêëèíàëè, íå èñïûòàâøàÿ â ïîëíîé ìåðå èíâåðñèîííîé ñêëàä÷àòîñòè, ñîõðàíèëà ê ñëåäóþùåìó ýòàïó ðàçâèòèÿ îòíîñèòåëüíî óòîíåííóþ êîðó è äëèòåëüíîå âðåìÿ îñòàâàëàñü áîëåå ìîáèëüíîé ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîñåäíèìè êîíòèíåíòàëüíûìè áëîêàìè. Îäíàêî ÿñíî, ÷òî ðàçìåðû ýòîãî îêåàíè÷åñêîãî áàññåéíà íåñîèçìåðèìî âåëèêè ïî ñðàâíåíèþ ñ òåìè íåáîëüøèìè îáëàñòÿìè, êîòîðûå ìîãëè áû ñëóæèòü èñòî÷íèêîì òåððèãåííîãî ìàòåðèàëà, íåîáõîäèìîãî äëÿ åãî çàïîëíåíèÿ. È äëèíà, è øèðèíà ýòîãî áàññåéíà íå ìîãëè èçìåðÿòüñÿ òåìè òûñÿ÷àìè êèëîìåòðîâ, êîòîðûìè îöåíèâàåòñÿ ñîâðåìåííàÿ åãî ïðîòÿæåííîñòü, èíà÷å âîïðîñ – îòêóäà ìîãëè áûòü ïðèíåñåíû îñàäêè, ñïîñîáíûå çàïîëíèòü ýòîò áàññåéí – îêàæåòñÿ íåðàçðåøèìûì. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ïëîùàäè ñîâðåìåííîãî øåëüôà â ðèôåå åùå íå ñóùåñòâîâàëî êàê îáëàñòè îñàäî÷íîãî ëèòîãåíåçà. Òàêèì îáðàçîì, ðèôåéñêèé ýòàï â ðàññìàòðèâàåìîì ðåãèîíå õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîñòåïåííûì, ýìåðäæåíòíûì ïåðåõîäîì óñëîâèé îñàäêîíàêîïëåíèÿ îò îêðàèííî îêåàíè÷åñêèõ îáñòàíîâîê ê îêðàèííî êîíòèíåíòàëüíûì.  îòäåëüíûõ îáëàñòÿõ ýòîò ïåðåõîä áûë ñîïðÿæåí ñ ãîðîîáðàçîâàíèåì è ñêëàä÷àòîñòüþ, â èòîãå ÷åãî ê íà÷àëó íîâîãî ýòàïà ðåãèîí ïðåäñòàâëÿë ñîáîé ìîëîäóþ ïëàòôîðìó ñ çàìåòíî ðàñ÷ëåíåííûì ðåëüåôîì, ðàçâèòîé ñèàëè÷åñêîé êîðîé è óíàñëåäîâàííî ðàçâèâøèìñÿ ìîðñêèì áàññåéíîì, êîòîðûé ëèøü íà âîñòîêå ñîõðàíÿë ïðèçíàêè îêåàíè÷åñêîãî. 263
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 10.3. Ñî÷ëåíåíèå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé è Ñèáèðñêîé ïëàòôîðì äî îáðàçîâàíèÿ Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû è ñîîòíîøåíèå ðèôåéñêèõ àâëàêîãåíîâ Òèìàíà è Åíèñåéñêîãî êðÿæà
10.3. ÂÅÍÄÑÊÎ-ÊÅÌÁÐÈÉÑÊÈÉ ÝÒÀÏ Ðàññìàòðèâàåìûé ýòàï ñîîòâåòñòâóåò ïîëíîìó öèêëó ýâîëþöèè îêåàíà ßïåòóñ îò ðàñêðûòèÿ â íà÷àëå âåíäà è ôîðìèðîâàíèÿ äàéêîâîãî êîìïëåêñà ëåéðóíãñìèðàí â êîíöå ñòóðòèÿ (700 Ìà) äî êîëëèçèè è îáðàçîâàíèÿ ñåðèè íàäâèãîâ â Ñêàíäèíàâèè â êîíöå êåìáðèÿ-íà÷àëå îðäîâèêà. Ýòè ñîáûòèÿ îïðåäåëèëè îáùèå ÷åðòû çîíàëüíîñòè òåêòîíè÷åñêèõ è ñåäèìåíòàöèîííûõ îáñòàíîâîê â ðåãèîíå è ïðåîáëàäàþùèé òðàíñãðåññèâíûé òðåíä ñìåíû ôîðìàöèé ïî ðàçðåçó (ðèñ. 10.4). Ïðè ýòîì åñëè â ðàéîíå Ôèíìàðêåíà âîçíèêíîâåíèå íîâîé îêåàíè÷åñêîé ñòðóêòóðû íå áûëî ïðåäîïðåäåëåíî ïðåäøåñòâóþùèìè òåêòîíè÷åñêèìè ïðîöåññàìè, òî âîñòî÷íåå, íà Áàðåíöåâîìîðñêîì ðåãèîíå, íàîáîðîò, îòìå÷àåòñÿ ïðååìñòâåííîñòü âåíäñêèõ ñòðóêòóð îò îáñòàíîâîê ðèôåéñêîãî ýòàïà. Íàëè÷èå ýòèõ äâóõ âåòâåé ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð, ñî÷ëåíÿþùèõñÿ ïîä óãëîì 120°, ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü íàëè÷èå è òðåòüåé, êîòîðàÿ ïðîñòèðàëàñü áû â ñåâåðíîì íàïðàâëåíèè îò ìåñòà ñî÷ëåíåíèÿ ïåðâûõ äâóõ. Âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ýòèõ ðèôòîâ êîíòðîëèðîâàëî è ðàñïðåäåëåíèå ôàöèàëüíûõ çîí.  íà÷àëå âåíäà ôàöèàëüíàÿ çîíàëüíîñòü Áàëòîñêàíäèíàâñêîãî ïåðèêðàòîíà ðåçêî äèôôåðåíöèðîâàëàñü.  þãî-çàïàäíîé åãî çîíå, ñîãëàñíî Ä. Ðîáåðòñó, Ê. Òàóíñåíäó è Ð. Ãàéåðó, íà÷èíàÿ ñ ýòîãî âðåìåíè óñòàíàâëèâàåòñÿ ðåæèì ïðèáðåæíîãî øåëüôà, íà êîòîðîì íàêàïëèâàþòñÿ òåððèãåííûå òîëùè âåñòåðòàíà è äèãåðìóë ìîùíîñòüþ ñîîòâåòñòâåííî 1 500 è 1 100 ì, à ê ñåâåðó è çàïàäó ðàñïîëîæèëñÿ áîëåå ãëóáîêîâîäíûé áàññåéí, â êîòîðîì îòëàãàëàñü âåíä-êåìáðèéñêàÿ òîëùà ëîêâèêôüåëë ìîùíîñòüþ áîëåå 8 êì. Ñ òå÷åíèåì 264
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ðèñ. 10.4. Ïàëåîãåîëîãè÷åñêàÿ ðåêîíñòðóêöèÿ âåíä-êåìáðèéñêèõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ ñåâåðíîé Åâðîïû: îêåàíîâ (êîñàÿ øòðèõîâêà) Ñåâåðî-Àòëàíòè÷åñêîãî (Japetus) è Óðàëüñêîãî (Ripheus), ðàçäåëåííûõ Çàïàäíî-Êîëüñêèì ïðîãèáîì (òî÷êè). Ñòðåëêàìè ïîêàçàíî íàïðàâëåíèå ñòðåññà è ñìåùåíèÿ êîíòèíåíòàëüíûõ áëîêîâ ïðè çàêðûòèè ßïåòóñà. Ââåðõó (âî âðåçêå) – ôðàãìåíò òåêòîíè÷åñêîé ñõåìû Øïèöáåðãåíà (ïî Â. Õàðëàíäó), íà êîòîðîé ïîêàçàíî ñìåùåíèå ìàññèâà Íþ-Ôðèñëàíä (ìåëêèé êðàï) îòíîñèòåëüíî ñòðóêòóð ï-îâà Àíäðå (æèðíûé êðàï) â ÑÇ íàïðàâëåíèè ïî Áèëëåôüîðäñêîìó ðåãèîíàëüíîìó ñäâèãó (ñòðåëêè)
âðåìåíè îáñòàíîâêè â áàññåéíå ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ìîðèñòûìè, è â êîíöå ýòàïà ïîâñåìåñòíî óñòàíàâëèâàåòñÿ ðåæèì ãëóáîêîâîäíîãî ÷åðíîñëàíöåâîãî ïðîãèáà, êîòîðûé ìåñòàìè (ãëàâíûì îáðàçîì áëèç þæíîé Ñêàíäèíàâèè) ïðèîáðåòàåò ÷åðòû ýâãåîñèíêëèíàëüíîãî ñ õàðàêòåðíûì îôèîëèòîâûì êîìïëåêñîì. Èçó÷åíèå ðàçðåçà äàííîãî êîìïëåêñà ïîçâîëèëî óñòàíîâèòü, ÷òî øèðèíà áàññåéíà, âû÷èñëåííàÿ ïî àíàëîãèè ñ ñîâðåìåííûìè ñïðåäèíãîâûìè áàññåéíàìè, îöåíèâàåòñÿ â 60–200 êì, à âðåìÿ ñóùåñòâîâàíèÿ îêîëî 10 Ìà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî áàññåéí ðàçâèâàëñÿ â îñíîâíîì íà ñèàëè÷åñêîé êîðå, íå ïðåòåðïåâøåé ïîëíîãî ðàçðûâà, ñâèäåòåëüñòâîì ÷åãî ñëóæèò îòñóòñòâèå íà Ôèíìàðêåíå îôèîëèòîâûõ ôîðìàöèé. Ïî ýòîé æå ïðè÷èíå çäåñü, â íàèáîëåå óçêîé ÷àñòè ßïåòóñà, ðàíüøå âñåãî ïðîÿâèëèñü è êîëëèçèîííûå ÿâëåíèÿ ïðè çàêðûòèè îêåàíà (ôèíìàðêåíñêàÿ ôàçà, 531–532 Ìà). Ê ñåâåðó îò Ôèíìàðêåíà øèðèíà ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû åùå áîëåå ñíèæàåòñÿ, è îáñòàíîâêè êîíòèíåíòàëüíîãî ñêëîíà ñìåíÿþòñÿ øåëüôîâûìè. Îá ýòîì ìîæíî ñóäèòü ïî òîìó, ÷òî íà àðõ. Øïèöáåðãåí, êàê è íà Ôèíìàðêåíñêîì ïåðèêðàòîíå, ìîðñêèå òèëëèòû âåíäà ñìåíÿþòñÿ âûøå ïî ðàçðåçó îñàäêàìè ïîäâèæíîãî êàðáîíàòíîãî øåëüôà ñåðèè îñëîáðååí. Îðîãåíè÷åñêèå äâèæåíèÿ, èìåâøèå ìåñòî íà Øïèöáåðãåíå â íà÷àëå è â êîíöå ýòàïà, ñîïðîâîæäàëèñü íåãëóáîêèìè ðàçìûâàìè è âÿëûìè äåôîðìàöèÿìè ãåðìàíîòèïíîãî îáëèêà. Ê âîñòîêó îò Ôèíìàðêåíà îñàäêîíàêîïëåíèå òàêæå ïðîèñõîäèëî â óñëîâèÿõ ïîäâèæíîãî øåëüôà, è òîëüêî íà þãå Íîâîé Çåìëè ïðåäïîëàãàåòñÿ áîëåå àêòèâíàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà, óíàñëåäîâàííàÿ â çíà÷èòåëüíîé ìåðå îò ïðåäøåñòâóþùåãî ðèôåéñêîãî ýòàïà. 265
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Êàëåäîíñêàÿ îðîãåíèÿ, ïðîÿâèâøàÿñÿ â Cêàíäèíàâèè, áûëà ïîñëåäíèì êîëëèçèîííûì ñîáûòèåì âî âñåì Áàðåíöåâñêîì ðåãèîíå, êîòîðûé ïîñëå ýòîãî âïëîòü äî àëüïèéñêîãî ñêó÷èâàíèÿ íà çàïàäå Øïèöáåðãåíà èñïûòûâàë ëèøü ðàñòÿãèâàþùèå íàïðÿæåíèÿ. Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ êàëåäîíñêîãî òåêòîãåíåçà, íà÷àâøåãîñÿ ïåðåä ñðåäíèì êåìáðèåì â ðàéîíå Ôèíìàðêåíà, ÿâèëîñü îáðàçîâàíèå ñåðèè íàäâèãîâûõ ÷åøóé, ÷èñëî êîòîðûõ âîçðàñòàåò, ñëåäóÿ ïî ïðîñòèðàíèþ ñêëàä÷àòîé îáëàñòè â íàïðàâëåíèè ñ Ñ íà ÞÇ, çà ñ÷åò ïîÿâëåíèÿ áîëåå ìîëîäûõ äåôîðìàöèé, îòñóòñòâóþùèõ íà Ôèíìàðêåíå. Ýòà ïîñòåïåííàÿ ìèãðàöèÿ êîëëèçèîííûõ ïðîöåññîâ ê þãó ïðîäîëæàëàñü â îðäîâèêå è çàâåðøèëàñü òîëüêî â íà÷àëå ñèëóðà. Èì ïðåäøåñòâîâàëî çàêðûòèå â òðåìàäîêå ðåëèêòîâ îêåàíè÷åñêîãî äíà ñ îôèîëèòîâûìè êîìïëåêñàìè (ôîðìàöèÿ ñóëèòåëüìà â íàäâèãå Êåëü), ïîñëå ÷åãî â þæíîé ÷àñòè îêåàíà ïðîèñõîäèëî íàêîïëåíèå òîëüêî ñêëîíîâûõ ôàöèé. Âûÿâëåííûå â Ëàôîòåíñêîì áàññåéíå â íàäâèãå Éîòóí ïðèçíàêè îñòðîâîäóæíûõ ôîðìàöèé, ôîðìèðîâàâøèõñÿ íà çàïàäå îêåàíà (âåðõíèé àëëîõòîí þæíîé Ñêàíäèíàâèè) è âîâëå÷åííûõ â ñêëàä÷àòîñòü òîëüêî â ïîñëåäíþþ, ñêàíñêóþ ôàçó êàëåäîíñêîé îðîãåíèè (395 Ìà), ñëóæàò õîðîøèì ïîäòâåðæäåíèåì ïðèâåäåííîé âûøå îöåíêè øèðèíû áàññåéíà. Ðàññìîòðåííûå äàííûå, ñâèäåòåëüñòâóþùèå î äèàõðîííîì çàêðûòèè ßïåòóñà â Ñêàíäèíàâèè, ïðåäñòàâëÿþòñÿ âåñüìà ñóùåñòâåííûìè äëÿ ïîíèìàíèÿ îñîáåííîñòåé ïðîÿâëåíèÿ êàëåäîíñêîé ñêëàä÷àòîñòè íà Áàðåíöåâñêîì øåëüôå. Îíè ïîêàçûâàþò, ÷òî õîòÿ ê ñåâåðî-âîñòîêó îò Ôèíìàðêåíà òàêæå äîëæíû ïðîÿâèòüñÿ ñëåäû ñòðåññà ÑÇ íàïðàâëåíèÿ, íî âðÿä ëè òàì ìîæíî ïðåäïîëàãàòü àêòèâíîå è äëèòåëüíîå ïðîÿâëåíèå êàëåäîíñêîé êîëëèçèè. Âî-ïåðâûõ, ïðîñòèðàíèå Ñåâåðî-Êîëüñêîãî êàëåäîíñêîãî ïðîãèáà, ïî÷òè ïàðàëëåëüíîãî íàïðàâëåíèþ ñòðåññà â Ñêàíäèíàâèè, ñîçäàåò çäåñü óñëîâèÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñäâèãîâûõ äåôîðìàöèé, à íå íàäâèãîâûõ, à âî-âòîðûõ, îáùàÿ òåíäåíöèÿ ìèãðàöèè êîëëèçèîííîãî ôðîíòà â þæíîì íàïðàâëåíèè äàåò îñíîâàíèå ïðåäïîëàãàòü, ÷òî âîîáùå â âîñòî÷íîé âåòâè îêåàíà ìîãëè ïðîÿâèòüñÿ ëèøü ñàìûå ïåðâûå ýïèçîäû òåêòîíè÷åñêèõ ñìåùåíèé, îòíîñÿùèåñÿ êî âðåìåíè îêîëî 520–540 Ìà. Ýòîò âûâîä íàõîäèòñÿ â õîðîøåì ñîîòâåòñòâèè ñ äàííûìè ãåîëîãè÷åñêèõ íàáëþäåíèé íà î. Ìåäâåæèé, ï-îâå Êàíèí è î. Þæíîì Íîâîé Çåìëè, ãäå êåìáðèéñêèå îòëîæåíèÿ âûïàäàþò èç ðàçðåçà â ðåçóëüòàòå îðîãåíèè, ñîïîñòàâèìîé ïî âðåìåíè ñ ôèíìàðêåíñêîé, à îðäîâèêñêèå îòëîæåíèÿ ïðåèìóùåñòâåííî êàðáîíàòíîãî ñîñòàâà, ïðåäñòàâëåííûå â ïëàòôîðìåííûõ ôàöèÿõ, ïåðåêðûâàþò ñëàáîäåôîðìèðîâàííûå ïîðîäû âåíäà. Êðîìå òîãî, îòñóòñòâèå óãëîâîãî íåñîãëàñèÿ ìåæäó âåíäñêèìè è îðäîâèêñêèìè îòëîæåíèÿìè óñòàíîâëåíî è íà Øïèöáåðãåíå â ðàéîíå Ñåíò-Äæîíñ-ôüîðäà, ãäå Ì. Ë. Âåðáîé ñ È. À. Àíäðååâîé áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ýòè òîëùè áûëè äåôîðìèðîâàíû âìåñòå ñ âûøåëåæàùèìè ïàëåîçîéñêèìè, ìåçîçîéñêèìè è ïàëåîãåíîâûìè îòëîæåíèÿìè òîëüêî âî âðåìÿ àëüïèéñêîé îðîãåíèè. Äåòàëüíîå îïèñàíèå ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé â ðàéîíå Õîðíñóííà, âûïîëíåííîå Ê. Òàóíñåíäîì è É. Óòîé, òàêæå íå ñîäåðæèò óêàçàíèé íà ñëåäû óãëîâîãî íåñîãëàñèÿ, êîòîðîå ìîæíî áûëî áû ñîïîñòàâèòü ñ êàëåäîíñêîé îðîãåíèåé. È âîîáùå, çà ïðåäåëàìè Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîé îáëàñòè àëüïèéñêîé ñêëàä÷àòîñòè çàëåãàíèå êåìáðèéñêèõ è îðäîâèêñêèõ îòëîæåíèé ïî çàêëþ÷åíèþ À. À. Êðàñèëüùèêîâà îñëîæíåíî äåôîðìàöèÿìè ëèøü ãåðìàíîòèïíîãî îáëèêà, ïðèóðî÷åííûìè ê ïðèðàçëîìíûì çîíàì. Ïðèñóòñòâèå íà Øïèöáåðãåíå ìàëîìîùíûõ ñèëóðèéñêèõ êîíãëîìåðàòîâ ñâèòû áóëòèíäåí, ñîñòîÿùèõ ãëàâíûì îáðàçîì èç îáëîìêîâ íèæíåïàëåîçîéñêèõ êàðáîíàòîâ, òàêæå ñâèäåòåëüñòâóåò î íåïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàçìûâà ðàñïîëîæåííîé íåïîäàëåêó íåâûñîêîé îáëàñòè ñíîñà. Òàêèì îáðàçîì, èìåþùèåñÿ íàáëþäåíèÿ âïîëíå ñîãëàñóåòñÿ ñ âûâîäîì îá îñëàáëåíèè îðîãåííûõ ïðîöåññîâ â óçêîì è íåãëóáîêîì ðàííåïàëåîçîéñêîì ïðîãèáå, êîòîðûé ðàñïîëàãàëñÿ íà þãå Áàðåíöåâà ìîðÿ è ñâÿçûâàë äâà îêåàíà – ñêàíäèíàâñêèé ßïåòóñ è óðàëüñêèé Ðèôåé. Ñìÿòèå ïîðîä â ïðåäåëàõ ýòîãî ïðîãèáà åñëè è èìåëî ìåñòî, òî ïðîèñõîäèëî ïîä âîçäåéñòâèåì ñäâèãîâûõ äâèæåíèé ðàííåé ñòàäèè çàêðûòèÿ ßïåòóñà, àíàëîãè÷íûõ òåì, ÷òî ïðåäïîëàãàëèñü íà Øïèöáåðãåíå Â. Õàðëàíäîì. Ýòîé îñîáåííîñòüþ êàëåäîíñêîãî òåêòîãåíåçà, ïî âñåé âèäèìîñòè, è îáúÿñíÿåòñÿ îòñóòñòâèå íà øåëüôå Ôèíìàðêåíà ïðèçíàêîâ ñêëàä÷àòûõ ñòðóêòóð, óñòàíîâëåííîå àýðîìàãíèòíîé ñúåìêîé. Âñå ýòè äàííûå òàêæå ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðåäïîëîæåíèÿ Ñ. Â. Àïëîíîâà è Â. È. Óñòðèöêîãî î âîçìîæíîñòè ñîõðàíåíèÿ íà Áàðåíöåâîì ìîðå âïëîòü äî äåâîíà ðåæèìà ðàñòÿæåíèÿ îêåàíè÷åñêîãî äíà ïðåäñòàâëÿþòñÿ áåçîñíîâàòåëüíûìè. Èòàê, ïîñëåäîâàòåëüíîñòü òåêòîíè÷åñêèõ ñîáûòèé, èìåâøèõ ìåñòî â ýòîò êëþ÷åâîé è íàèáîëåå äèñêóññèîííûé ýòàï ðàçâèòèÿ ðåãèîíà, ïðåäñòàâëÿåòñÿ â ñëåäóþùåì âèäå. Ïåðèîä ñóùåñòâîâàíèÿ ðåæèìà ðàñòÿæåíèÿ â îêåàíå ßïåòóñ îãðàíè÷èâàåòñÿ ïðîìåæóòêîì îò 640 äî 266
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
530 Ìà, ÷òî ñîñòàâëÿåò 110 Ìà. Äàëåå íà÷èíàåòñÿ ñëîæíûé äèàõðîííûé ïðîöåññ, êîãäà íà þãå îêåàíà åùå íåêîòîðîå âðåìÿ ïðîäîëæàåòñÿ îñàäêîíàêîïëåíèå, à íà ñåâåðå, âáëèçè Ôèíìàðêåíà, çàâåðøàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå êîëëèçèîííûõ ñêëàä÷àòûõ ñòðóêòóð.  íà÷àëå îðäîâèêà ïðîöåññ êîëëèçèè çàâåðøèëñÿ ïðàêòè÷åñêè ïîâñåìåñòíî, è ðåãèîí ïåðåøåë â íîâûé ýòàï ñâîåãî ðàçâèòèÿ óæå êàê åäèíàÿ, êîíñîëèäèðîâàííàÿ ìîëîäàÿ ïëàòôîðìà ñ ãåòåðîãåííûì îñíîâàíèåì. Âûñîêèå ñêàëèñòûå ãîðû Ñêàíäèíàâèè ÿâèëèñü îáëàñòüþ ñíîñà, â öåíòðàëüíîé Ïå÷îðñêî-Øïèöáåðãåíñêîé ïîëîñå ïðîäîëæàëîñü íàêîïëåíèå ìîùíîãî îñàäî÷íîãî ÷åõëà, è òîëüêî íà ñàìîì þãå ìîëîäîé ñêëàä÷àòîé îáëàñòè íåêîòîðîå âðåìÿ ïðîäîëæàëîñü êîëëèçèîííîå ñìÿòèå, çàâåðøèâøååñÿ â êîíöå ñèëóðà ñêàíñêîé îðîãåíèåé (395 Ìà). Íà âîñòîêå ñôîðìèðîâàâøàÿñÿ ýïèêàëåäîíñêàÿ ïëàòôîðìà ñîñåäñòâîâàëà ñ îáøèðíûì îêåàíè÷åñêèì áàññåéíîì, ñîñòàâëÿþùèì ñåâåðíîå ïðîäîëæåíèå Óðàëüñêîãî ïàëåîçîéñêîãî îêåàíà, à íà çàïàäå è þãå ñîåäèíÿëàñü ñ äðåâíèìè êðàòîíàìè – ñîîòâåòñòâåííî Ãðåíëàíäñêèì è Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêèì. 10.4. ÎÐÄÎÂÈÊÑÊÎ-ÑÐÅÄÍÅÄÅÂÎÍÑÊÈÉ ÝÒÀÏ Ïîñëå çàêðûòèÿ ßïåòóñà ðàññìàòðèâàåìûé ðåãèîí â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè ðàçâèâàëñÿ â ðåæèìå ìîëîäîé ïëàòôîðìû, ìåñòàìè èñïûòûâàâøåé ðèôòîãåííîå äðîáëåíèå. Ïîýòîìó äîìèíèðóþùåé ÷åðòîé ãåîäèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ äàííîãî ýòàïà ÿâëÿåòñÿ îáùèé ðåæèì ðàñòÿæåíèÿ êîðû è ôîðìèðîâàíèå ñèñòåìû àâëàêîãåíîâ. Íà ïåðâóþ ïîëîâèíó ýòàïà ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ 85 Ìà (îðäîâèê-ñåðåäèíà ñèëóðà) ïðèõîäèòñÿ îáðàçîâàíèå ãðàáåíîâ íà âîñòî÷íîé ïåðèôåðèè ðåãèîíà, ïðèëåãàþùåé ê Óðàëüñêîìó îêåàíó, à íà âòîðóþ (ïîçäíèé ñèëóð-ñðåäíèé äåâîí, 45 Ìà) ýòîò ïðîöåññ îõâàòèë è öåíòðàëüíûå åãî îáëàñòè (ðèñ. 10.5). Äðåâíåéøèå èç îáðàçîâàâøèõñÿ â ýòî âðåìÿ ñòðóêòóð âûÿâëåíû íà Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå, ê íèì îòíîñÿòñÿ: Èëû÷-×èêøèíñêèé, Óñèíî-Êîëâèíñêèé, Ãóëÿåâñêèé è Ïàé-Õîéñêèé ïàëåîïðîãèáû, ôîðìèðîâàíèå êîòîðûõ íà÷àëîñü â îðäîâèêå.  êîíöå ñèëóðà íàèáîëåå êðóïíûå èç íèõ, ðàññìîòðåííûå Þ. Ä. Íèêîëàåâûì, Ã. Ô. Ìóðàíîâîé, Ë. À. Äàðàãàí-Ñóùîâîé, à ðàíåå Ð. Í. Âàëååâûì è Í. Ä. Ìàòâèåâñêîé, îáúåäèíèëèñü â ïðîòÿæåííóþ ñèñòåìó Øïèöáåðãåíñêî-Ïå÷îðñêèõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð, ñåâåðî-çàïàäíûå ôðàãìåíòû êîòîðîé îïèñàíû Ë. Ã. Ìóðàøîâûì, Þ. Ï. Áóðîâûì, Ì. Ë. Âåðáîé è À. Ä. Ïàâëåíêèíûì. Âòîðàÿ ñèñòåìà àâëàêîãåíîâ, íå ïîëó÷èâøàÿ ñòîëü øèðîêîãî ðàçâèòèÿ, êàê ïåðâàÿ, ðàñïîëîæåíà âîñòî÷íåå, íà ìåñòå, ãäå ïîçäíåå âîçíèêëà Âàðàíäåé-Àäçâèíñêàÿ çîíà äèñëîêàöèé. Åùå âîñòî÷íåå ïðåäïîëàãàåòñÿ Êîñüþ-Ðîãîâñêèé àâëàêîãåí, àíàëîãè÷íûé ïåðâûì äâóì, íî åùå ìåíüøèé ïî ðàçìåðàì è ìåíåå èçó÷åííûé. Ïåðâûå ñâèäåòåëüñòâà ðèôòîãåíåçà ôèêñèðóþòñÿ â ïðåäåëàõ çîíû Øïèöáåðãåíñêî-Ïå÷îðñêèõ àâëàêîãåíîâ è îòíîñÿòñÿ ê íà÷àëó ñèëóðà (440–430 Ìà). Ðàäèîëîãè÷åñêèå äàòèðîâêè, ïðèâåäåííûå À. À. Êðàñèëüùèêîâûì äëÿ ìåòàìîðôè÷åñêèõ òîëù ñåâåðà Øïèöáåðãåíà, ñëàãàþùèõ îñíîâàíèå äåâîíñêîãî ãðàáåíà, âìåñòå ñ ïåòðîãðàôè÷åñêèìè äàííûìè Ì. Ã. Ðàâè÷à ïîêàçûâàþò, ÷òî â ýòî âðåìÿ ðàçâèòûå çäåñü ðèôåéñêèå îñàäî÷íûå îáðàçîâàíèÿ áûëè ðàçáèòû ñáðîñàìè, îïóùåíû íà çíà÷èòåëüíóþ ãëóáèíó, èíúåöèðîâàíû îñíîâíîé ìàãìîé è, áóäó÷è ïîäâåðãíóòû èíòåíñèâíîìó ìåòàìîðôèçìó, â èòîãå ñòàëè íåîòëè÷èìû îò äðåâíåéøèõ êðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçîâàíèé. Ñîãëàñíî ýòèì äàííûì ïðîöåññ ðèôòîãåíåçà îõâàòèë ïåðèîä îò 440 äî 370 Ìà è ðàçäåëÿëñÿ íà òðè ñòàäèè. Íà ðóáåæå îðäîâèêà è ñèëóðà ïðîÿâèëèñü ïåðâûå, ñàìûå ñëàáûå äâèæåíèÿ, êîòîðûå ìîæíî ñ÷èòàòü îòãîëîñêàìè ïðîöåññîâ, ñîïóòñòâóþùèõ çàëîæåíèþ Äåíèñîâñêîãî (Êîëâèíñêîãî) ïðîãèáà, â îñíîâàíèè ðàçðåçà êîòîðîãî ïðåäïîëàãàåòñÿ ïðèñóòñòâèå îðäîâèêñêèõ ïîðîä (ðèñ. 10.6). Äâå ïîñëåäóþùèõ ñòàäèè, ïðîÿâèâøèåñÿ â íà÷àëå äåâîíà (410–400 Ìà) è êîíöå ñðåäíåãî äåâîíà (390–370 Ìà), çíàìåíóþò ãëàâíûå ýòàïû äåñòðóêöèè êîðû â àâëàêîãåíå, êîòîðûé, áåçóñëîâíî, áûë çàëîæåí íà ñèàëè÷åñêîé êîðå è êàê âñå ðèôòîãåííûå ñòðóêòóðû ðàçâèâàëñÿ äèàõðîííî.  åãî îêðåñòíîñòÿõ – íà Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçå, à òàêæå íà ñåâåðå Êîëüñêîãî ï-îâà, íà Íîâîé Çåìëå è â ìåíüøåé ñòåïåíè íà Øïèöáåðãåíå – ñ ýòèìè äâóìÿ ïîñëåäíèìè ñòàäèÿìè ñîâïàäàþò âñïûøêè áàçàëüòîâîãî ìàãìàòèçìà.  çàòóõàþùåé ôîðìå ðàñòÿæåíèå êîðû ïðîÿâèëîñü â öåíòðàëüíîé Ñêàíäèíàâèè, ãäå èçâåñòíà ñåðèÿ íåáîëüøèõ ãðàáåíîâ, à ïðîäîëæåíèå ýòîé çîíû â âèäå àíàëîãè÷íûõ äåâîíñêèõ ãðàáåíîâ, âûïîëíåííûõ 4–5-êèëîìåòðîâîé òîëùåé êðàñíîöâåòíûõ îáðàçîâàíèé, ìîæíî ïðîñëåäèòü íà çàïàäå Ãðåíëàíäèè. Âñå ïåðå÷èñëåííûå ãðàáåíû, íåçàâèñèìî îò ðàçìåðîâ, âûïîëíåíû îäíîòèïíûìè ïî ñîñòàâó ãðóáîîáëîìî÷íûìè òîëùàìè ñîïîñòàâèìîé ìîùíîñòè (3–4 êì), ñ îäèíàêîâûìè ñòðóêòóðàìè áîêîâîãî íàðàùèâàíèÿ. 267
Ðèñ. 10.5. Ïàëåîãåîëîãè÷åñêèå ðåêîíñòðóêöèè Óðàëî-Òàéìûðñêî-Ñèáèðñêîãî ðåãèîíà íà ðàçëè÷íûå ýòàïû ðàçâèòèÿ, ïðåäøåñòâóþùèå ðèôòîãåííîìó ðàñêðûòèþ «íåóäàâøåãîñÿ» (ïî Â. Â. Áåëîóñîâó) Çàïàäíî-Ñèáèðñêîãî îêåàíà
À
Ðèñ. 10.5. Îêîí÷àíèå
Á
Êðàïîì âûäåëåíà Áàðåíöåâñêàÿ ñèñòåìà äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ, ñîñòîÿùàÿ èç Ïå÷îðî-Êîëâèíñêîãî àâëàêîãåíà Ïå÷îðñêîé ïëèòû, Äåìèäîâñêîãî ãðàáåíà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ìàññèâà è Äåâîíñêîãî ãðàáåíà Øïèöáåðãåíà. Âåðòèêàëüíîé øòðèõîâêîé ïîêàçàíà ñåâåðíàÿ âåòâü Óðàëüñêîãî ïàëåîîêåàíà, îãðàíè÷èâàþùåãî Áàðåíöèþ ñ âîñòîêà, òîëñòûìè ëèíèÿìè – ãëàâíûå òåêòîíè÷åñêèå øâû, ïî êîòîðûì â ïîçäíåì ïàëåîçîå ïðîèçîøëî ðàçîáùåíèå Áàðåíöèè íà ðÿä èçîëèðîâàííûõ áëîêîâ è çàëîæåíèå ìåæäó íèìè ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ. Ñòðåëêè îçíà÷àþò íàïðàâëåíèå ñíîñà îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà â äåâîíñêèå ïðîãèáû
Ðèñ. 10.6. Ïàëèíñïàñòè÷åñêèé ìîíòàæ ñòðóêòóð äðåâíåé Áàðåíöèè íà ñåðåäèíó ïîçäíåãî äåâîíà:
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ïî îáå ñòîðîíû îò ýòîé ðåãèîíàëüíîé ïîëîñû àâëàêîãåíîâ ñîõðàíÿëèñü îáñòàíîâêè ñïîêîéíîãî øåëüôîâîãî ìîðÿ è ïðèáðåæíûõ êîíòèíåíòàëüíûõ ðàâíèí, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ ïðîèñõîäèëî íàêîïëåíèå âûäåðæàííûõ ïî ïðîñòèðàíèþ, îòíîñèòåëüíî ìàëîìîùíûõ êàðáîíàòíûõ, õåìîãåííûõ è ðåæå òåððèãåííûõ îáðàçîâàíèé, à â âîñòî÷íûõ îáëàñòÿõ ðåãèîíà, îòäåëåííûõ ýòîé ïîëîñîé îò îñíîâíûõ ïèòàþùèõ ïðîâèíöèé, íàðÿäó ñ ýòèìè ôàöèÿìè ïðåäïîëàãàåòñÿ ðàçâèòèå êîð âûâåòðèâàíèÿ. È òîëüêî â Íîâîçåìåëüñêîì ïðîãèáå ïðè îùóòèìîì äåôèöèòå òåððèãåííîãî ìàòåðèàëà ôîðìèðîâàëèñü ìîùíûå êàðáîíàòíûå òîëùè. Íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè â íà÷àëå ýòàïà áûëà çàìåòíà áëèçîñòü âîçäûìàþùåéñÿ îáëàñòè, êîòîðàÿ ðàñïîëàãàëàñü, ïî-âèäèìîìó, â îêðåñòíîñòÿõ ÇÔÈ. Èòàê, òåêòîíè÷åñêîå ðàçâèòèå ðåãèîíà â ðàññìàòðèâàåìûé ýòàï â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè íàñëåäîâàëî ðåæèì ïðåäøåñòâóþùåãî. Îáùåé òåíäåíöèåé áûëî çàòóõàíèå ñî âðåìåíåì òåêòîíè÷åñêîé àêòèâíîñòè è ñòàáèëèçàöèÿ îáñòàíîâêè. Àêòèâíûå îêåàíè÷åñêèå îáñòàíîâêè â ýòî âðåìÿ ñóùåñòâîâàëè òîëüêî íà âîñòîêå ðåãèîíà – â Óðàëüñêî-Íîâîçåìåëüñêîé îáëàñòè è íà ñåâåðî-çàïàäå – âî Ôðàíêëèíñêîé ãåîñèíêëèíàëè íà ñåâåðå Ãðåíëàíäèè. Ê íà÷àëó äåâîíà ýòè äâà îêåàíà ñîåäèíèëèñü ïðîòÿæåííîé Øïèöáåðãåíñêî-Ïå÷îðñêîé ñèñòåìîé àâëàêîãåíîâ, ïî äèàãîíàëè ïåðåñåêàþùèõ ðàññìàòðèâàåìûé ðåãèîí. Âîçíèêøèå â ýòî âðåìÿ ñòðóêòóðû ñîõðàíÿëè ãîñïîäñòâóþùåå ñåâåðî-çàïàäíîå ïðîñòèðàíèå, çàëîæåííîå åùå íà ðèôåéñêîì ýòàïå.  ïåðâóþ î÷åðåäü ýòî îòíîñèòñÿ ê ñèñòåìå äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ, âîçíèêøèõ â ïîëîñå óòîíåííîé êîðû, ñîõðàíÿâøåé ïîâûøåííóþ ìîáèëüíîñòü íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ýòîãî âðåìåíè.  öåëîì ýòà îáëàñòü Áàðåíöåâîìîðñêîé ïëèòû ìîæåò ñëóæèòü ìîäåëüþ, èëëþñòðèðóþùåé ïîñòåïåííûé è äëèòåëüíûé – ñ ðèôåÿ ïî ñèëóð – ïåðåõîä îêåàíè÷åñêèõ óñëîâèé îñàäêîíàêîïëåíèÿ ê øåëüôîâûì è ñîîòâåòñòâåííî ýìåðäæåíòíóþ òðàíñôîðìàöèþ ãåîñèíêëèíàëüíîãî òåêòîíè÷åñêîãî ðåæèìà â ïëàòôîðìåííûé. Ïåðåõîäÿ ê ñëåäóþùåìó ýòàïó ðàçâèòèÿ ðåãèîíà, â êîðíå èçìåíèâøåìó åãî îáëèê, íóæíî îòìåòèòü, ÷òî áåç ó÷åòà åãî ðåçóëüòàòîâ íåïðåðûâíîå ïðîñëåæèâàíèå ñèñòåìû äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ â ñòðóêòóðå øåëüôà îêàçûâàåòñÿ íåâîçìîæíûì, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî îòäåëüíûå ôðàãìåíòû ýòîé ñèñòåìû óâåðåííî âûðàæåíû â ôèçè÷åñêèõ ïîëÿõ.  ïðåäåëàõ ãëóáîêèõ ïðîãèáîâ, âîçíèêøèõ íà ýòîì ñëåäóþùåì ýòàïå, íå âèäíî ñëåäîâ äåâîíñêèõ ñòðóêòóð, ÷òî è ïîñëóæèëî òîë÷êîì äëÿ âûïîëíåíèÿ ïàëèíñïàñòè÷åñêèõ ðåêîíñòðóêöèé. 10.5. ÏÎÇÄÍÅÏÀËÅÎÇÎÉÑÊÎ-ÒÐÈÀÑÎÂÛÉ ÝÒÀÏ Ðàññìàòðèâàåìûé ïåðèîä ðàçâèòèÿ ðåãèîíà, ñîâïàäàþùèé ñ ýïîõîé ãåðöèíñêîãî òåêòîãåíåçà, áûë âðåìåíåì êîðåííîé ïåðåñòðîéêè ñòðóêòóðû ðåãèîíà.  ýòî âðåìÿ íà÷àëà ðàçâèâàòüñÿ è ïîëíîñòüþ ñôîðìèðîâàëàñü êðóïíåéøàÿ ñòðóêòóðà ïëèòû – Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêèé ìåãàïðîãèá (ÁÑÊÌ), ïåðåñåêàþùèé øåëüô â íàïðàâëåíèè ñ þãî-çàïàäà íà ñåâåðî-âîñòîê îò áåðåãîâ Ñêàíäèíàâèè äî îêðåñòíîñòåé î. Óøàêîâà íà ñåâåðå Êàðñêîãî ìîðÿ è äàëåå ïðîñëåæèâàåìûé â áàññåéíå Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî îêåàíà â âèäå êîòëîâèíû Ïîäâîäíèêîâ (ðèñ. 10.7). Çàíèìàÿ ñåêóùåå ïî îòíîøåíèþ ê áîëåå äðåâíåìó ñòðóêòóðíîìó ïëàíó ïîëîæåíèå, ýòîò ìåãàïðîãèá ïîëíîñòüþ âèäîèçìåíèë ñëîæèâøååñÿ ðàñïðåäåëåíèå îáëàñòåé îñàäêîíàêîïëåíèÿ è íàïðàâëåíèé ñíîñà îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà, ÷àñòè÷íî çàòðîíóâ äàæå òàêóþ ñòàáèëüíóþ îáëàñòü, êàê Áàëòèéñêèé ùèò. Ïîÿâëåíèå ýòîé ãåîñòðóêòóðû íà îáùåì òåêòîíè÷åñêîì ïëàíå Åâðî-Àðêòè÷åñêîãî ðåãèîíà çíàìåíóåò çàðîæäåíèå Àðêòè÷åñêîé ãåîäåïðåññèè, îäíèì èç êðóïíåéøèõ äåïîöåíòðîâ êîòîðîé îíà âûñòóïàëà, è îäíîâðåìåííî íà÷àëî ðàñ÷ëåíåíèÿ ïëàòôîðìåííîãî ìàññèâà, ðàñïîëàãàâøåãîñÿ íà ïëîùàäè Áàðåíöåâà ìîðÿ è ñîñòàâëÿâøåãî îêðàèíó Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, íà ðÿä êðóïíûõ áëîêîâ: Ñâàëüáàðäñêèé – íà ñåâåðî-çàïàäå, Àäìèðàëòåéñêèé – íà âîñòîêå, à Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêèé – â ñåðåäèíå øåëüôà. Ñåâåðíàÿ ãðàíèöà Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû ñòàëà ïîñëå ýòîãî ïðîõîäèòü ïî þæíîìó áîðòó ýòîãî ìåãàïðîãèáà. Çàðîæäåíèå íîâîé ñèñòåìû ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ íà÷àëîñü â ïîçäíåäåâîíñêîå âðåìÿ, êîãäà íà âñåì îáðàìëåíèè Áàðåíöåâà ìîðÿ ïðîÿâèëàñü ðåçêàÿ àêòèâèçàöèÿ îñíîâíîãî ìàãìàòèçìà è âîçíèêëà íîâàÿ ñèñòåìà òåêòîíè÷åñêîé ìåãàòðåùèíîâàòîñòè. Ïåðåñòðîéêà òåêòîíè÷åñêîé èíôðàñòðóêòóðû ðåãèîíà íå áûëà îäíîàêòíûì êàòàêëèçìîì, à ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñîáûòèé, äëèâøèõñÿ äî òðèàñà âêëþ÷èòåëüíî. Ñëåäàìè íà÷àëüíîé ñòàäèè âûñòóïàþò ïîçäíåäåâîíñêèå è íèæíåêàìåííîóãîëüíûå òåððèãåííî-âóëêàíîãåííûå îáðàçîâàíèÿ êîíòîçåðñêîé è ëîâîçåðñêîé ñâèò Êîëüñêîãî ï-îâà.  ýòî æå âðåìÿ íà Ñåâåðíîì Òèìàíå ïðîèñõîäèò ôîðìèðîâàíèå ãðóáîðó÷åéñêîé âóëêàíîãåííîé ñâèòû 272
Ðèñ. 10.7. Ïðèíöèïèàëüíûå ñõåìû ðàñêðûòèÿ Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà, åãî ïðîäîëæåíèÿ â êîòëîâèíå Ïîäâîäíèêîâ è Åíèñåé-Õàòàíãñêîãî ìåãàïðîãèáà (êðàï) íà ïîçäíåïåðìñêî-òðèàñîâîì ýòàïå ðèôòîãåíåçà (íàâåðõó) è ïîçäíåäåâîíñêî-ðàííåïåðìñêîì (âíèçó). Âûäåëåíû îñàäî÷íûå áàññåéíû, âîçíèêøèå íà ïðåäøåñòâóþùåì ïîçäíåäåâîíñêîðàííåïåðìñêîì ýòàïå ðàñòÿæåíèÿ êîðû (ñïëîøíàÿ øòðèõîâêà), è ïðèëåãàþùèå ê íèì îáëàñòè ïðîãèáàíèÿ (ïóíêòèðíàÿ øòðèõîâêà)
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
(âåðõè ôðàíñêîãî ÿðóñà), à íà Íîâîé Çåìëå – ðåéñêîé ñâèòû ôðàíñêîãî âîçðàñòà. Íîâàÿ ñèñòåìà ãëóáèííûõ ðàçëîìîâ Ñ îðèåíòàöèè, ê êîòîðûì ïðèóðî÷åíû âóëêàíèòû êîíòîçåðñêîé è ðåéñêîé ñâèò, ÿâëÿþòñÿ òåìè óïîìèíàâøèìèñÿ âûøå òåêòîíè÷åñêèìè øâàìè, êîòîðûå ñëóæàò øåëüôîâûì îãðàíè÷åíèåì ñòðóêòóð Òèìàíñêîé ãðÿäû è Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû è îäíîâðåìåííî ãðàíè÷íûìè ðàçëîìíûìè ñòðóêòóðàìè Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû. Ìíîãî÷èñëåííûìè ñåéñìè÷åñêèìè ïðîôèëÿìè ïîêàçàíî, ÷òî ýòè ðàçëîìû îòíîñÿòñÿ ê òèïó ëèñòðè÷åñêèõ, ÷òî â ñîâîêóïíîñòè ñ äðóãèìè äàííûìè ïîçâîëÿåò óâåðåííî ïðèìåíèòü ê ìåõàíèçìó èõ îáðàçîâàíèÿ ìîäåëü ýïèêîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà, ñîïðîâîæäàþùåãîñÿ ðàçäâèæåíèåì áîðòîâ ðèôòîãåíà. Ïðèñóòñòâèå â îñíîâàíèè ñèíðèôòîâîãî êîìïëåêñà â öåíòðàëüíûõ çîíàõ çàðîæäàþùèõñÿ ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà ìîùíîé òîëùè âóëêàíîãåííî-òåððèãåííûõ îáðàçîâàíèé, ïîäñòèëàþùèõ ïåðìñêèé ñåéñìè÷åñêèé ãîðèçîíò 1à, ïîçâîëÿåò ïîëàãàòü, ÷òî îñíîâíîé èìïóëüñ ãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåìåùåíèé èìåë ìåñòî â êàðáîíå, è ê íà÷àëó ïåðìè âïàäèíû îôîðìèëèñü êàê ìîðôîëîãè÷åñêè âûðàæåííûå äåïðåññèè ðåëüåôà, íåêîìïåíñèðîâàííûå îñàäî÷íûì ìàòåðèàëîì. Ïàëåîìàãíèòíûå äàííûå, ïîëó÷åííûå ïðè èçó÷åíèè äåâîíñêèõ ïîðîä Øïèöáåðãåíà È. À. Ïîãàðñêîé, Å. À. Ãóðåâè÷åì (ÂÍÈÃÐÈ), à òàêæå Â. È. Êîëåñîâûì, Ò. È. Ëèíüêîâîé (ÑÂÊÍÈÈ), ïîêàçûâàþò, ÷òî îòäåëåíèå ýòîãî áëîêà îò Ïå÷îðñêîãî ïðîèçîøëî íà ðóáåæå ñðåäíåãî è ïîçäíåãî äåâîíà, à ñìåùåíèå â ÑÇ íàïðàâëåíèè ñîïðîâîæäàëîñü ðàçâîðîòîì ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå íà 15°. Ïðîìåæóòî÷íàÿ ñòàäèÿ ðàñêðûòèÿ áàññåéíà, çàâåðøèâøàÿñÿ â Ïåðìè, ïîêàçàíà â ñõåìàòè÷åñêîì âèäå íà ðèñ. 10.8, ãäå õîðîøî âèäíà ôàöèàëüíàÿ çîíàëüíîñòü ïåðìñêèõ îòëîæåíèé, ïðèñóùàÿ êîíòèíåíòàëüíîé îêðàèíå. Íà ñêëîíàõ ñôîðìèðîâàâøèõñÿ ãëóáîêîâîäíûõ âïàäèí ïî ñõåìå áîêîâîãî íàðàùèâàíèÿ íà÷àëîñü ëàâèííîå íàêîïëåíèå òåððèãåííûõ òîëù ôëèøîèäíîãî (ïàðàãåîñèíêëèíàëüíîãî) òèïà.  ñîãëàñèè ñ êîíôèãóðàöèåé âïàäèí ðàñïîëàãàþòñÿ è ðèôîâûå ïîñòðîéêè ýòîãî âðåìåíè, îïèñàííûå Ñ. Â. Àëåõèíûì. Íà ýòîé ñõåìå, â ÷àñòíîñòè, õîðîøî âèäíî, ÷òî òåððèãåííûé ìàòåðèàë, ïðèâíîñèìûé ñ Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ñóøè â ÁÑÊÌ, îòëàãàëñÿ ãëàâíûì îáðàçîì â Þæíî-Áàðåíöåâñêîì äåïîöåíòðå è íå äîñòèãàë íåáîëüøîãî Íîðäêàïñêîãî ãðàáåíà, îòäåëåííîãî îò èñòî÷íèêà ñíîñà íåáîëüøîé ïî ðàçìåðàì Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîé ñóøåé, êîòîðàÿ ñàìà íå áûëà ñïîñîáíà îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà äëÿ çàïîëíåíèÿ ãðàáåíà. Òàêèì îáðàçîì, ïîÿâëåíèå â íåì ñîëåé ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì òàêîãî æå «òåððèãåííîãî ãîëîäàíèÿ», êàêîå ñåé÷àñ èñïûòûâàåò ðèôòîãåííàÿ âïàäèíà Êðàñíîãî ìîðÿ. Çàêëþ÷èòåëüíûé ýòàï ðàçâèòèÿ ÁÑÊÌ îòíîñèòñÿ ê òðèàñó, êîãäà îí áóäó÷è ïî÷òè ïîëíîñòüþ çàñûïàí îñàäêàìè ïðàêòè÷åñêè ïåðåñòàë ñóùåñòâîâàòü êàê âûðàæåííàÿ ìîðôîñòðóêòóðà, äîïîëíèâ ñîáîé ñïèñîê «íåóäàâøèõñÿ îêåàíîâ».  íà÷àëå òðèàñà ïðîöåññ ðèôòîãåíåçà åùå ïðîäîëæàëñÿ, çàòóõàÿ, ïðè÷åì ôîðìà îáðàçóþùåãîñÿ áàññåéíà, êàê è â ïðåäøåñòâóþùèå ñòàäèè, îáíàðóæèâàåò îò÷åòëèâóþ êëèíîâèäíîñòü, êîòîðàÿ, ïî ìíåíèþ Ë. È. Êðàñíîãî, âîîáùå õàðàêòåðíà äëÿ âñåõ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð. Ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèå óñëîâèÿ â øåëüôîâûõ çîíàõ ìîðñêîãî áàññåéíà, çàíèìàâøåãî âñþ ïëîùàäü Áàðåíöåâñêîãî ðåãèîíà, ïî ìåðå çàïîëíåíèÿ ãëóáîêîâîäíîãî áàññåéíà îñàäêàìè ñòàëè çíà÷èòåëüíî áîëåå îäíîðîäíûìè – çäåñü ïîñòåïåííî óñòàíîâèëàñü îáñòàíîâêà ïðèáðåæíûõ àëëþâèàëüíûõ è äåëüòîâûõ ðàâíèí, èñïûòûâàþùèõ ìåäëåííîå ïîãðóæåíèå, ïîëíîñòüþ êîìïåíñèðóåìîå îñàäêîíàêîïëåíèåì.  îñàäêàõ øåëüôîâîãî òèïà ýòà ðåãðåññèâíàÿ òåíäåíöèÿ ïðîÿâëåíà ñìåíîé ìîðñêèõ ôàöèé, êîíòèíåíòàëüíûõ â âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå, à â ðàçðåçàõ àâëàêîãåííîãî òèïà ñìåíà ýòèõ æå ôàöèé ïðîèñõîäèò â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè ïî ñõåìå ïðîãðàäàöèîííîãî íàðàùèâàíèÿ.  ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëàõ ýòî îòðàæàåòñÿ ñåðèåé êëèíîôîðì, ïî ìîðôîëîãèè êîòîðûõ Í. ß. Êóíèí, à ðàíåå À. Ñ. Ñàìîéëîâè÷, Ë. À. Ïîïîâà, Ë. À. Äàðàãàí-Ñóùîâà è Ì. Â. Âåðáà îïðåäåëÿëè ãëóáèíó áàññåéíà: â íà÷àëå ïåðìè îíà ñîñòàâëÿëà 3–4 êì, à â òðèàñå ñíèçèëàñü äî ïðèãëóáîãî øåëüôà – 500–700 ì. Îäíîâðåìåííî ê ñåâåðó ñìåùàåòñÿ è îáëàñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýêçîòè÷åñêèõ îòðàæåíèé â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ èç ãðóïïû À, êîòîðûå îòðàæàþò ïîâåðõíîñòè, âûðàáîòàííûå ïîäâîäíîé äåíóäàöèåé è ôèêñèðîâàííûå ïðîäóêòàìè ïîäâîäíîãî âóëêàíèçìà. Íà íåêîòîðûõ ó÷àñòêàõ â ðåëüåôå ýòèõ ãîðèçîíòîâ ïðîñëåæèâàþòñÿ ïîãðåáåííûå êàíüîíû, èìåþùèå ïîëíîå ñõîäñòâî ñ ñîâðåìåííûì ïîäâîäíûì êàíüîíîì ñèñòåìû Ãàòòåðàñ â Àòëàíòèêå (Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ.., 1998).  òîé æå ðàáîòå ïîêàçàíî, ÷òî ðàñïðîñòðàíåíèå ìàãìàòè÷åñêèõ ïîðîä â ðàçðåçå òðèàñà ïîëíîñòüþ êîíòðîëèðóåòñÿ êîíòóðàìè ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû ÁÑÊÌ, à çà åãî ïðåäåëàìè îíè, ïî íàáëþäåíèÿì Â. È. Óñòðèöêîãî (1989), ïðåäñòàâëåíû â èñ÷åçàþùå ìàëûõ ìîùíîñòÿõ (ïåðâûå ìåòðû). 274
–
Ðèñ. 10.8. Ôàöèàëüíàÿ çîíàëüíîñòü ïåðìñêîãî ãëóáîêîâîäíîãî áàññåéíà íà þãå Áàðåíöåâà ìîðÿ, ÿâëÿþùåãîñÿ ïðîäîëæåíèåì îäíîâîçðàñòíûõ ïðîãèáîâ Ïàé-Õîÿ – Íîâîé Çåìëè
–
–
–
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ôàöèàëüíàÿ ïðèíàäëåæíîñòü îñàäêîâ, ñëàãàþùèõ ðàçðåç ìåãàïðîãèáà, ê îòëîæåíèÿì ãëóáîêîâîäíîãî áàññåéíà õîðîøî èëëþñòðèðóåòñÿ ðåçóëüòàòàìè áóðåíèÿ íà ñåâåðå ÁÑÊÌ – íà Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà. Çäåñü âñêðûòû îòëîæåíèÿ òðèàñà, äëÿ êîòîðûõ õàðàêòåðíû ìîðñêîé õàðàêòåð ôàöèé, íàëè÷èå âîññòàíîâèòåëüíûõ ãåîõèìè÷åñêèõ îáñòàíîâîê îñàäêîíàêîïëåíèÿ; ðèòìè÷íîå, ôëèøîèäíîå ñòðîåíèå ðàçðåçà, íàëè÷èå ìíîãî÷èñëåííûõ ïðèçíàêîâ ñêëîíîâîé ñåäèìåíòàöèè ïîäâîäíîãî îïîëçàíèÿ îñàäêîâ; ïðèñóòñòâèå òóðáèäèòîâûõ ôàöèé, õëèäîëèòîâ, ñîñòàâëÿþùèõ äî 40% â íèæíåì è ñðåäíåì îòäåëàõ òðèàñà; ëàâèííàÿ ñêîðîñòü ñåäèìåíòàöèè, ïðåâûøàþùàÿ 250–300 ìì/òûñ. ëåò (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1988). Ãðàíèöû ìåæäó øåëüôîâûìè è ãëóáîêîâîäíûìè ôîðìàöèÿìè ìàðêèðóþòñÿ ïîëîñàìè ëèñòè÷åñêèõ ñáðîñîâ è öåïî÷êàìè ðèôîâûõ ïîñòðîåê â âåðõíåäåâîíñêèõ, êàìåííîóãîëüíûõ è íèæíåïåðìñêèõ òîëùàõ âäîëü íèæíåé ãðàíèöû ìåãàïðîãèáà. Â. È. Óñòðèöêèé íà îñíîâàíèè ïàëåîíòîëîãè÷åñêèõ äàííûõ ïðîñëåäèë ïîëîñó âîçìîæíîãî ðàçâèòèÿ áàðüåðíûõ ðèôîâ â êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèÿõ âäîëü âîñòî÷íîãî áîðòà ìåãàïðîãèáà.  èòîãå ïîçäíåïàëåîçîéñêî-òðèàñîâûé ýòàï ðèôòîãåíåçà çàâåðøèëñÿ ñîçäàíèåì êðóïíîé ñòðóêòóðû, ïëîùàäü êîòîðîé ñîñòàâëÿåò îêîëî òðåòè âñåé ïëîùàäè ïëèòû. Íà îáîñîáèâøèõñÿ êîíòèíåíòàëüíûõ áëîêàõ ïðîäîëæàëîñü íàêîïëåíèå îòíîñèòåëüíî ìàëîìîùíûõ îñàäêîâ øåëüôîâîãî òèïà, ïðåèìóùåñòâåííî êàðáîíàòíûõ. Íà ãðàíèöå ìåæäó ýòèìè çîíàìè ñóùåñòâîâàëè óñëîâèÿ äëÿ ðàçâèòèÿ áàðüåðíûõ ðèôîâûõ ïîñòðîåê. Òîëüêî ñàìóþ ñåâåðî-çàïàäíóþ îêðàèíó ðåãèîíà òåððèãåííûé ìàòåðèàë íå äîñòèãàë â òå÷åíèå âñåé ïåðìè, ïîñêîëüêó îò âëèÿíèÿ «óðàëüñêîãî» ñíîñà îíà áûëà îòäåëåíà ãëóáîêîâîäíûì áàññåéíîì, à ñíîñ ñ çàïàäà áûë îãðàíè÷åííûì. Ïîýòîìó çäåñü äîëüøå ïðîäîëæàëîñü êàðáîíàòíîå îñàäêîíàêîïëåíèå (äî òðèàñà íà çàïàäå áàññåéíà), à â ðàçðåçå ïåðìè ïðèñóòñòâóþò êðåìíèñòûå, ãàëîãåííûå è áèîãåííûå ôàöèè. Ñåâåðíàÿ ÷àñòü ðåãèîíà, ïðèëåãàþùàÿ ê ÇÔÈ, äîëãîå âðåìÿ îñòàâàëàñü ïðèïîäíÿòîé îáëàñòüþ, ãäå íàêîïëåíèå îñàäêîâ ïðîèñõîäèëî ýïèçîäè÷åñêè, à þæíàÿ ÷àñòü, ãäå ðàñïîëîæåí Áàëòèéñêèé ùèò, ïî÷òè âñå âðåìÿ ñëóæèëà ïèòàþùåé ïðîâèíöèåé, ñíîñ ñ êîòîðîé õîòÿ è óñòóïàë ïî îáúåìó òâåðäîìó ñòîêó ïàëåî-Ïå÷îðû, íî áûë äîñòàòî÷íî âåñîìûì, ÷òîáû ñîõðàíèòüñÿ â ðàçðåçå Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèçû â âèäå êëèíîôîðì, ïîãðóæàþùèõñÿ â Ñ íàïðàâëåíèè. Òîëüêî â ñàìîì íà÷àëå ýòàïà îòäåëüíûå òåêòîãåííûå äåïðåññèè ðåëüåôà, â ÷àñòíîñòè, Êîíòîçåðñêèé ãðàáåí, ñëóæèëè ëîêàëüíûìè äåïîöåíòðàìè, â êîòîðûõ îòëàãàëèñü òåððèãåííûå îñàäêè, ÷åðåäóþùèåñÿ ñ ïîêðîâàìè ëàâ. Íà ðèñ. 10.8 âèäíî, ÷òî Þæíî-Áàðåíöåâñêèé ðèôòîãåííûé áàññåéí ñîñòàâëÿë åäèíîå öåëîå ñ Íîâîçåìåëüñêèì è ñîåäèíÿëñÿ ñ íèì â ðàéîíå Ãóñèíîé Çåìëè. Íà çàïàäå îí, î÷åâèäíî, ñîåäèíÿëñÿ ñ ðèôòîãåííûìè ïðîãèáàìè, âûäåëåííûìè Ä. Â. Ñìèòîì, Ï. Çèãëåðîì è äð. ìåæäó Ãðåíëàíäèåé è Ñêàíäèíàâèåé. Òàêèì îáðàçîì, íà ïðèìåðå ýâîëþöèè ÁÑÊÌ ìîæíî ïðîñëåäèòü òðè ñòàäèè ðàçâèòèÿ ýïèêîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòà, ïåðâàÿ – çàðîæäåíèå ðèôòà è àêòèâíàÿ ìàãìàòè÷åñêàÿ äåÿòåëüíîñòü â ðèôòîâîé çîíå, âòîðàÿ – ðàñøèðåíèå ðèôòîâîé çîíû, âîçíèêíîâåíèå ãëóáîêîâîäíîãî áàññåéíà, ôîðìèðîâàíèå äåíóäàöèîííîé ñåòè âîêðóã íîâîãî äåïîöåíòðà è çàòóõàíèå ìàãìàòèçìà, òðåòüÿ – ïîñòåïåííîå çàïîëíåíèå äåïðåññèè è ïîëíîå «îòìèðàíèå» ðèôòà, ïðåâðàùåíèå åãî â îäèí èç ýëåìåíòîâ ãåòåðîãåííîãî îñíîâàíèÿ ïëèòíîãî êîìïëåêñà. Íà÷àâøèñü ñ àêòèâíîãî äðîáëåíèÿ ðàíåå ñîçäàííîé ïëàòôîðìåííîé ñòðóêòóðû, ðàññìàòðèâàåìûé ýòàï ðàçâèòèÿ â î÷åðåäíîé ðàç çàâåðøèëñÿ ãîìîãåíèçàöèåé ðåãèîíà è ñîçäàíèåì íîâîé, áîëåå êðóïíîé ïî ðàçìåðàì ïëèòû, êîòîðàÿ âñå ïîñëåäóþùåå âðåìÿ ðàçâèâàëàñü êàê åäèíàÿ êîéëîãåííàÿ ñòðóêòóðà. 10.6. ÞÐÑÊÎ-ÌÅËÎÂÎÉ ÝÒÀÏ Â òå÷åíèå þðû è ìåëà íà âñåì ïðîñòðàíñòâå Áàðåíöåâñêîé ïëèòû ïðîèñõîäèëî ôîðìèðîâàíèå åäèíîãî ïëèòíîãî êîìïëåêñà. Ãëóáîêîâîäíûå äåïðåññèè ðåëüåôà, âîçíèêøèå íà ïðåäûäóùåì ýòàïå â ðåçóëüòàòå ðèôòîãåííîãî ðàñòÿæåíèÿ êîðû, ïî ìåðå çàïîëíåíèÿ èõ îñàäêàìè ê êîíöó òðèàñà ïðåâðàùàëèñü, îñîáåííî íà ïåðèôåðèè áàññåéíîâ, â ìåëêîâîäíûå øåëüôû, íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ – â ïðèáðåæíûå äåëüòîâûå ðàâíèíû. Ñòàáèëüíûå óñëîâèÿ, õàðàêòåðíûå äëÿ êîíñîëèäèðîâàííîãî êîíòèíåíòàëüíîãî ìàññèâà, â ýòî âðåìÿ óñòàíîâèëèñü è íà ÇàïàäíîÑèáèðñêîé ïëèòå, ðàñïðîñòðàíèâøèñü çàòåì íà Êàðñêèé øåëüô.  èòîãå, ê êîíöó ýòàïà çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü ïëîùàäè ñåâåðíîé Åâðàçèè ñòàë çàíèìàòü ãèãàíòñêèé îñàäî÷íûé áàññåéí ïëîùàäüþ îêîëî 4 500 òûñ. êì2, îõâàòèâøèé ïðîñòðàíñòâî îò âåðõîâüåâ Îáè äî ñåâåðíîé áðîâêè ñîâðåìåííîãî Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà. Ñåâåðî-çàïàäíóþ îêðàèíó ýòîãî ìåãàáàññåéíà 276
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ñîñòàâëÿëà Áàðåíöåâñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà. Îòëîæåíèÿ ýòîãî Îáñêî-Áàðåíöåâñêîãî ìåãàáàññåéíà ñ íåñîãëàñèåì ïåðåêðûëè âñå áîëåå äðåâíèå îáðàçîâàíèÿ, âêëþ÷àÿ è âûõîäû ñêëàä÷àòîãî îñíîâàíèÿ íà åãî ïåðèôåðèè. Îäíîðîäíîñòü ôàöèàëüíîãî ñîñòàâà îñàäêîâ, îñîáåííî þðñêèõ, íà çíà÷èòåëüíûõ ïðîñòðàíñòâàõ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî øåëüôà, ñîïîñòàâèìîñòü ìîùíîñòåé îòäåëüíûõ ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ïîäðàçäåëåíèé, íàëè÷èå íåïðåðûâíî ïðîñëåæèâàåìûõ ñåéñìè÷åñêèõ ðåïåðîâ è îäíîòèïíîñòü óñëîâèé çàëåãàíèÿ – âñå ýòè îáùèå ÷åðòû ñâèäåòåëüñòâóþò î åäèíñòâå òåêòîíè÷åñêîé îáñòàíîâêè íà ïëîùàäè îñàäî÷íîãî ñóïåðáàññåéíà, ëèøü â êàéíîçîå ðàçîáùåííîãî óçêîé ïîëîñîé Íîâîçåìåëüñêîãî ýïèïëàòôîðìåííîãî îðîãåíà íà äâå îòäåëüíûå ïëèòû – Áàðåíöåâñêóþ è Çàïàäíî-Ñèáèðñêóþ (ðèñ. 10.9). Îñîáåííî ÿñíî ýòà îáùíîñòü ïðîÿâèëàñü âî âðåìÿ ïîçäíåþðñêîé òðàíñãðåññèè, îñòàâèâøåé õàðàêòåðíûé ñëåä â ðàçðåçå Îáñêî-Áàðåíöåâñêîãî ìåãàáàññåéíà. Îõâàòèâ îáøèðíûå ïðîñòðàíñòâà ñóøè ê þãó îò Áàðåíöåâà ìîðÿ, ýòà òðàíñãðåññèÿ îáóñëîâèëà ðåçêîå ñîêðàùåíèå òåððèãåííîãî ñíîñà, ÷òî ïðèâåëî ê íàêîïëåíèþ íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè Áàðåíöåâñêîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà îäíîðîäíûõ êîíäåíñèðîâàííûõ ôàöèé îòíîñèòåëüíî ãëóáîêîãî øåëüôîâîãî áàññåéíà, èçâåñòíûõ ïîä îáùèì íàçâàíèåì «áàæåíèòû». Ïîçäíåþðñêàÿ òðàíñãðåññèÿ ðàñïðîñòðàíÿëàñü è íà çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü Íîâîé Çåìëè, êîòîðàÿ îñòàâàëàñü åäèíñòâåííîé îáëàñòüþ, ãäå â òå÷åíèå ðàññìàòðèâàåìîãî ýòàïà ñóùåñòâîâàëà àêòèâíàÿ òåêòîíè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà. Ïåðâûå ïðèçíàêè âîçäûìàíèÿ ñòàëè çàìåòíû íà Íîâîé Çåìëå â ñåðåäèíå òðèàñà, êîãäà â åå ïðåäåëàõ ïðåêðàòèëîñü îñàäêîíàêîïëåíèå, à â íà÷àëå þðû îíà ñòàëà ëîêàëüíîé îáëàñòüþ ñíîñà. Å. À. Êîðàãî ïðèâîäèò äàííûå î âîçðàñòå âîçíèêøèõ â ýòî âðåìÿ àëÿñêèòîâûõ ãðàíèòîâ ñàðû÷åâñêîãî êîìïëåêñà 240–180 Ìà, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò èíòåðâàëó îò ëàäèíñêîãî âåêà äî ïëèíñáàõà.  ïîñëåäóþùåì ýòè èíòðóçèè áûëè âîâëå÷åíû â íàäâèãîâûå ñòðóêòóðû, èç ÷åãî ñëåäóåò, ÷òî âîçðàñò ñêëàä÷àòîñòè íå äðåâíåå êîíöà ðàííåé þðû. Âî âòîðîé ïîëîâèíå þðû ïîäúåì ñìåíèëñÿ îïóñêàíèåì, â ðåçóëüòàòå ÷åãî çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü íîâîîáðàçîâàííîé îñòðîâíîé ñóøè áûëà ïîêðûòà íåãëóáîêèì ìîðåì, ñëåäû êîòîðîãî ñîõðàíèëèñü â ðàçâàëàõ êîðåííûõ ïîðîä íà þæíîì îñòðîâå àðõèïåëàãà, à íà Ïàé-Õîå îñàäêè ïîçäíåþðñêîé òðàíñãðåññèè íåñîãëàñíî ïåðåêðûâàþò äåôîðìèðîâàííûå îòëîæåíèÿ áîëåå äðåâíåãî âîçðàñòà.  áàòñêèé âåê íà Íîâîé Çåìëå óñòàíîâèëñÿ ðåæèì ñïîêîéíîãî øåëüôîâîãî êàðáîíàòíîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ, î ÷åì ìîæíî ñóäèòü ïî ìíîãî÷èñëåííûì íàõîäêàì Ç. Ç. Ðîíêèíîé â äåëþâèàëüíûõ ðàçâàëàõ íà âîäîðàçäåëüíûõ âîçâûøåííîñòÿõ îáëîìêîâ ñ ìîðñêîé ôàóíîé ñðåäíåé-âåðõíåé þðû è áîëåå ìîëîäîãî âîçðàñòà, âïëîòü äî êàìïàíà. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî ïðîöåññ ñêëàäêîîáðàçîâàíèÿ íà Íîâîé Çåìëå äëèëñÿ íåäîëãî è çàâåðøèëñÿ óæå â ñåðåäèíå þðû. Ïîñêîëüêó â ñîñòàâå þðñêèõ îòëîæåíèé íà âîñòîêå Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà îòñóòñòâóþò ïðèçíàêè îðîãåííîé ìîëàññû, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî ãîðîîáðàçîâàòåëüíûé ïðîöåññ íå áûë èíòåíñèâíûì è íå ïðèâåë ê ôîðìèðîâàíèþ àëüïèíîòèïíîãî ðåëüåôà. Òåððèãåííûé ìàòåðèàë â ìîðñêîé áàññåéí, ñîõðàíÿâøèéñÿ â îñåâîé çîíå ÁÑÊÌ, ïîñòóïàë ñîãëàñíî ïîñòðîåíèÿì Ñ. Â. Àëåõèíà ñ ñîàâòîðàìè ãëàâíûì îáðàçîì ñ þãî-âîñòîêà, èç ÷åãî ñëåäóåò, ÷òî ñêëàäêîîáðàçîâàíèå, äàòèðîâàííîå êàê ïðåäïîçäíåþðñêîå, äàëåêî íà ñåâåð âäîëü Íîâîé Çåìëè íå ðàñïðîñòðàíèëîñü, à íàáëþäàåìàÿ çäåñü ãîðíàÿ ãðÿäà âîçíèêëà ïîçäíåå. Áîëåå àêòèâíûì, ñóäÿ ïî îïóáëèêîâàííûì â ïîñëåäíèå ãîäû äàííûì, áûëî ðàçâèòèå ñåâåðî-çàïàäíîé îêðàèíû ïëèòû. Äåòàëüíûé àíàëèç ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêèõ è ëèòîëîãî-ôàöèàëüíûõ äàííûõ ïî çàïàäíîìó ñåêòîðó ìîðÿ, âûïîëíåííûé Â. Ëàðñåíîì â 1987 ã. (óñòíîå ñîîáùåíèå), ïîçâîëèë ýòîìó èññëåäîâàòåëþ ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ìîðñêîå îñàäêîíàêîïëåíèå â ýòîé îáëàñòè êîíòðîëèðîâàëîñü ìåäëåííî ðàçâèâàâøèìñÿ ðèôòîì, êîòîðûé ðàñïîëàãàëñÿ ìåæäó Ãðåíëàíäèåé è Ñêàíäèíàâèåé.  êà÷åñòâå âåðîÿòíîãî åãî ïðîäîëæåíèÿ íà Áàðåíöåâñêîì øåëüôå Â. Ëàðñåí ðàññìàòðèâàåò ñèñòåìó äåïðåññèé, ñîñòîÿùóþ èç Ìåäâåæèíñêîãî è Îëüãèíñêîãî ïðîãèáîâ. Ýòîò âûâîä íàõîäèòñÿ â õîðîøåì ñîîòâåòñòâèè ñ ãåîëîãè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè íà àðõ. Øïèöáåðãåí è Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà, ãäå èçâåñòíû ìíîãî÷èñëåííûå ñèëëû è äàéêè îëèâèíñîäåðæàùèõ äîëåðèòîâ, èìåþùèå ðàäèîëîãè÷åñêèé âîçðàñò, ñîîòâåòñòâóþùèé ïîçäíåé þðå. Íà î-âàõ Êîðîëÿ Êàðëà áàçàëüòîâûå èçëèÿíèÿ äàòèðóþòñÿ êèììåðèäæ-âàëàíæèíîì (Â. Õàðëàíä è Å. Äàóäåñâåëë), à íà Øïèöáåðãåíå – èíòåðâàëîì 149–110 Ìà, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò âîëæñêîìó âåêó – àïòó. Áëèçêèå âîçðàñòû ïðèâîäÿò Â. Ì. Êîìàðíèöêèé è Ý. Â. Øèïèëîâ äëÿ ìàãìàòè÷åñêèõ òåë, âñêðûòûõ ñêâàæèíîé íà Ëóäëîâñêîé ñåäëîâèíå. Åùå áîëåå ìîëîäîé òóðîíñêèé âîçðàñò (88 Ìà) èìååò èçëèÿíèå ëàâ íà î. Àíí¸, íà êðàéíåé þãî-çàïàäíîé îêîíå÷íîñòè ïëèòû. 277
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 10.9. Âåëè÷èíà êàéíîçîéñêîãî àïëèôòà, îïðåäåëåííàÿ ïî ðàçíèöå íàáëþäàåìîé êàòàãåíåòè÷åñêîé çðåëîñòè Πñî çíà÷åíèåì óðîâíÿ êàòàãåíåçà, âû÷èñëåííîãî íà îñíîâå òåîðåòè÷åñêèõ çàâèñèìîñòåé 278
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Òàêèì îáðàçîì, ëàòåðàëüíîå è âðåìåííîå ðàñïðåäåëåíèå ïðîÿâëåíèé âóëêàíèçìà ïîêàçûâàåò, ÷òî êðàéíÿÿ çàïàäíàÿ îêðàèíà ïëèòû áûëà â êàêîé-òî ìåðå çàòðîíóòà îáùèì ðàñòÿæåíèåì, îäíàêî îíî íå áûëî ñòîëü èíòåíñèâíûì, ÷òîáû âûçâàòü ïîÿâëåíèå êðóïíûõ ðèôòîãåíîâ, êàêèå õàðàêòåðíû äëÿ ïðåäøåñòâóþùåãî ýòàïà. Ñóäÿ ïî äàííûì ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïîñëåäíèõ ëåò â ãëóáîêîâîäíîì áàññåéíå ÑËÎ, îñíîâíûå òåêòîíè÷åñêèå ñîáûòèÿ â ýòî âðåìÿ ïðîèñõîäèëè â ñïðåäèíãîâûõ ñòðóêòóðàõ Àìåðàçèéñêîãî ñóááàññåéíà, à íà Áàðåíöåâñêîé ïëèòå îíè îòðàçèëèñü â çàòóõàþùåé ôîðìå. Îòðàæåíèåì ýòîé ìîáèëüíîñòè ÿâèëîñü ïðîãèáàíèå â ñèñòåìå óïîìÿíóòûõ âûøå ïðîãèáîâ, ãäå îáñòàíîâêà ìîðñêîãî îñàäêîíàêîïëåíèÿ ñîõðàíÿëàñü â òå÷åíèå âñåãî ðàññìàòðèâàåìîãî ýòàïà, à íàáëþäàåìûå â ðàçðåçå ïåðåðûâû (â êîíöå áàòà, â îêñôîðäå è áàððåìå) áûëè êðàòêîâðåìåííû è íåïîâñåìåñòíû. Êðîìå òîãî, ïðèñóòñòâèå ðàííåìåëîâûõ ïëàòî-áàçàëüòîâ íà ÇÔÈ è ðàçâèòèå äèçúþíêòèâíîé òåêòîíèêè â îêðåñòíîñòÿõ ýòîãî àðõèïåëàãà òàêæå ñâèäåòåëüñòâóþò îá îòíîñèòåëüíîé áëèçîñòè êðóïíîé çîíû ðàñòÿæåíèÿ êîðû.  îòëè÷èå îò ýòîé îáëàñòè, âîñòî÷íàÿ ÷àñòü ïëèòû îòëè÷àëàñü ñïîêîéíûì ðåæèìîì ðàçâèòèÿ äî êîíöà ðàññìàòðèâàåìîãî ýòàïà. Âî âòîðîé ïîëîâèíå ìåëîâîãî ïåðèîäà îíà ïðèøëà ê óðàâíîâåøåííîìó, ñòàáèëüíîìó ïîëîæåíèþ, ïðè êîòîðîì îñàäêîíàêîïëåíèå è ðàçìûâ áûëè ìèíèìàëüíûìè.  íà÷àëå ìåëà ñòàíîâèòñÿ çàìåòíûì âëèÿíèå Íîâîé Çåìëè êàê íîâîãî èñòî÷íèêà îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà. Ïàëåîôàöèàëüíûå ïîñòðîåíèÿ Ñ. Ê. Ïðîêóäèíà è äðóãèõ ìóðìàíñêèõ ãåîëîãîâ ïîêàçûâàþò, ÷òî îñíîâíîé îáúåì òåððèãåííîãî ñíîñà â Þæíî-Áàðåíöåâñêóþ âïàäèíó â íåîêîìå îáåñïå÷èâàëñÿ âîçäûìàþùèìñÿ Íîâîçåìåëüñêèì îðîãåíîì. Ïîëüçóÿñü êîðåëÿöèîííîé çàâèñèìîñòüþ, ñâÿçûâàþùåé ïëîùàäè áàññåéíà àêêóìóëÿöèè è ïèòàþùåé åå îáëàñòè ñíîñà, çíàÿ ïëîùàäü, çàíèìàåìóþ Íîâîçåìåëüñêîé ñóøåé, à òàêæå ðàçìåðíîñòü ñíîñèìîãî ñ íåå îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà, ìîæíî îðèåíòèðîâî÷íî îöåíèòü è âûñîòó ýòîé ñóøè, êîòîðàÿ âðÿä ëè ïðåâûøàëà ïåðâûå ñîòíè ìåòðîâ. Èòàê, þðñêî-ìåëîâîé ýòàï îòëè÷àëñÿ îòíîñèòåëüíîé îäíîðîäíîñòüþ òåêòîíè÷åñêèõ óñëîâèé íà çíà÷èòåëüíûõ ïðîñòðàíñòâàõ è ñðàâíèòåëüíî âÿëûì ïðîÿâëåíèåì òåêòîíè÷åñêèõ äâèæåíèé íà áîëüøåé ÷àñòè ïëèòû, êðîìå åå îêðàèí. Ñëåäñòâèåì ýòîãî ÿâèëîñü ôîðìèðîâàíèå îòíîñèòåëüíî ãîìîãåííîãî ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííîãî êîìïëåêñà, ÿâëÿþùåãîñÿ âåðõíèì êîéëîãåííûì ñòðóêòóðíûì ýòàæîì ïëèòû, êîíòóð ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîòîðîãî âûñòóïàåò â êà÷åñòâå ãðàíèö åå ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðû (ðèñ. 10.10). 10.7. ÊÀÉÍÎÇÎÉÑÊÈÉ ÝÒÀÏ Ïîñëåäíèé ýòàï òåêòîíè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ, êîãäà ïðîèçîøëî îêîí÷àòåëüíîå ôîðìèðîâàíèå ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðû Áàðåíöåâñêîé ïëèòû, îòìå÷åí óíàñëåäîâàííîé îò ïðåäøåñòâóþùåãî ýòàïà òåíäåíöèåé ê ñòàáèëèçàöèè òåêòîíè÷åñêîé îáñòàíîâêè è ïðåîáëàäàíèåì ðåãðåññèâíûõ îáñòàíîâîê îñàäêîíàêîïëåíèÿ íà çíà÷èòåëüíîé ïëîùàäè ïëèòû. Ýòà óíàñëåäîâàííîñòü ïðîÿâèëàñü è â ïåðèôåðèéíîì ðàñïîëîæåíèè îáëàñòåé àêòèâíîãî ïðîÿâëåíèÿ òåêòîíè÷åñêèõ äâèæåíèé. Îäíà èõ íèõ îñòàâàëàñü íà åå ñåâåðî-çàïàäíîé îêðàèíå, ïðèëåãàþùåé ê ñïðåäèíãîâîé ñòðóêòóðå ÑËÎ, à äðóãàÿ ñîâïàäàëà ñ òåððèòîðèåé Íîâîé Çåìëè. Íàèáîëåå èíòåíñèâíîå ïîäíÿòèå Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà èìåëî ìåñòî íà ðóáåæå ýîöåíà è îëèãîöåíà (50–30 Ìà) è â ìèîöåíå (15–5 Ìà).  òå÷åíèå áîëüøåé ÷àñòè ðàññìàòðèâàåìîãî ýòàïà ïîâåðõíîñòü ðåãèîíà ðàñïîëàãàëàñü âûøå óðîâíÿ ìîðÿ, à ñîâðåìåííûé ìîðñêîé áàññåéí â åãî ïðåäåëàõ ðàñïîëîæèëñÿ òîëüêî â ïîñëåäíèå 5–6 Ìà. Ýïèçîäè÷åñêèå òðàíñãðåññèè, êðóïíåéøàÿ èç êîòîðûõ îòíîñèòñÿ ê ýîöåíó, îñòàâèëè ïîñëå ñåáÿ ìàëîìîùíûå ïîêðîâû ðûõëûõ îñàäêîâ, ÷àñòè÷íî ðàçìûòûõ âî âðåìÿ ïîñëåäóþùèõ ðåãðåññèé.  ðåçóëüòàòå äëèòåëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ îáñòàíîâêè íèçìåííîé ñóøè íà åå ïîâåðõíîñòè ñôîðìèðîâàëàñü ñëîæíàÿ ñèñòåìà ðå÷íûõ äîëèí, íûíå ïîãðåáåííûõ è ôèêñèðóåìûõ ïî ðåçêèì êîëåáàíèÿì îòìåòîê ëîæà äî÷åòâåðòè÷íûõ îáðàçîâàíèé. Ýòî õîðîøî âèäíî â ìàòåðèàëàõ ãåîàêóñòè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ Â. Å. Ìåëüíèöêîãî, Þ. Ñ. Ñàìîéëîâè÷à, Â. Ñ. Çàðõèäçå, Ð. Á. Êðàïèâíåðà, Â. Ñ. Ñêîðîáîãàòüêî è äðóãèõ ãåîëîãîâ. Ñóììàðíàÿ âåëè÷èíà ïîñëåìåëîâîãî ïîäíÿòèÿ ñîñòàâëÿëà íà ðàçíûõ ó÷àñòêàõ øåëüôà îò 500 ì äî 2 êì. Ñóäÿ ïî äàííûì Ñ. Ëèïïàðäà, Î. Ñêàðïíåññà, À. Ñêüåðâîÿ, Å. Ô. Áåçìàòåðíûõ è äðóãèõ ãåîëîãîâ àïëèôò îñóùåñòâëÿëñÿ â äâà ýòàïà. Ïåðâàÿ ôàçà îòíîñèòñÿ êî âðåìåíè 60–40 Ìà (ïàëåîöåí – ðàííèé ýîöåí), à âòîðàÿ, ïðîÿâèâøàÿñÿ ãëàâíûì îáðàçîì íà çàïàäå øåëüôà, – 15–5 Ìà (ïîçäíèé ìèîöåí). Íà ìåñòîðîæäåíèè Øåâèò, íàïðèìåð, âåëè÷èíà ïîäíÿòèÿ çà ýòî âðåìÿ îöåíèâàåòñÿ â 1 500 ì. 279
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ðèñ. 10.10. Ñòðóêòóðû êîéëîãåííîãî þðñêî-ìåëîâîãî ÷åõëà Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1998)
Òåððèòîðèÿ Íîâîé Çåìëè èñïûòàëà âîçäûìàíèå â ïîñëåäíèå 1,5 Ìà (ñ êîíöà ïëèîöåíà), è ñóäÿ ïî äàííûì Å. À. Êîðàãî î âûñîòàõ òåððàñ íà þãå Íîâîé Çåìëè, ïîäíèìàëàñü ñî ñêîðîñòüþ îêîëî 0,2–0,5 ìì/ãîä, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ìèîöåíîâûå êîðû âûâåòðèâàíèÿ ñåé÷àñ ôèêñèðóþòñÿ íà âûñîòàõ äî 1000 ì. Êàê è íà Øïèöáåðãåíå, çäåñü ê ðóáåæó ïëèîöåíà è ïëåéñòîöåíà (1,6 Ìà) ïðèóðî÷åí ïîñëåäíèé ýòàï ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâíîñòè.  ðàéîíå çàë. Áàñîâà îïèñàíû ýêñïëîçèâíûå îáðàçîâàíèÿ îñíîâíîãî ñîñòàâà, ñèíõðîííûå ëàâàì âóëêàíà Ñâåððå íà Øïèöáåðãåíå, âîçðàñò êîòîðûõ, ïî äàííûì Þ. Ï. Áóðîâà è È. À. Çàãðóçèíîé, îêîëî 1 Ìà èëè äàæå ìåíåå. Ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèå ðåêîíñòðóêöèè Â. Ñ. Çàðõèäçå è íàø àíàëèç âåðòèêàëüíîé êàòàãåíåòè÷åñêîé çîíàëüíîñòè ìåçîçîéñêèõ îòëîæåíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî øåëüô Áàðåíöåâà ìîðÿ, íà÷èíàÿ ñ ìèîöåíà, ðàçäåëèëñÿ íà äâà âîäîñáîðíûõ áàññåéíà – çàïàäíûé è âîñòî÷íûé, âîäîðàçäåë ìåæäó êîòîðûìè ïðîõîäèë âäîëü Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ è ñîâïàäàë, ïî âñåé 280
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
âèäèìîñòè, ñ ïîëîñîé íàèáîëüøèõ ïîäíÿòèé. Ê âîñòîêó îò ýòîé ëèíèè ñíîñ îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèë â ïîëóçàìêíóòûé âîäîåì, îñòàâøèéñÿ â ìèîöåíå íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå. Ýòî ïîêàçûâàåò, ÷òî íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè êàéíîçîéñêèé àïëèôò áûë íàèáîëåå èíòåíñèâíûì (äî 1,5–2 êì), à äàëåå ê âîñòîêó åãî âåëè÷èíà ñíèæàëàñü, è äàííûå Å. À. Êîðàãî ìîæíî ñ÷èòàòü ìàêñèìàëüíîé îöåíêîé àìïëèòóäû àïëèôòà íà Âîñòî÷íî-Áàðåíöåâñêîì øåëüôå (ðèñ. 10.9). Ýòà îñîáåííîñòü ïîëîæåíèÿ Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî ïîäíÿòèÿ èìååò íåìàëîâàæíîå çíà÷åíèå ñ òî÷êè çðåíèÿ âîçìîæíîñòè ñîõðàíåíèÿ â ýòîé îáëàñòè çàëåæåé óãëåâîäîðîäîâ. Øïèöáåðãåíñêèé àðõèïåëàã â íà÷àëå ýòàïà èñïûòàë îáùåå âîçäûìàíèå, îõâàòèâøåå âñþ ïëèòó. Âîçäûìàíèå ïðîäîëæàëîñü äî íà÷àëà ýîöåíà è ñîïðîâîæäàëîñü îäíîâðåìåííûì ïîãðóæåíèåì ïðèëåãàþùåé ÷àñòè ïëèòû è ðàçâèòèåì òðàíñãðåññèè, ìàêñèìóì êîòîðîé ïðèõîäèòñÿ íà ýîöåíîâóþ ýïîõó. Îñàäêè ìåëêîãî ìîðÿ, ÷åðåäóþùèåñÿ ñ äåëüòîâûìè ôàöèÿìè, îòëîæèëèñü íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà. Ðåëèêòû ýòîãî øëåéôà îñàäêîâ ñîõðàíèëèñü â âèäå ìàëîìîùíîé (0,4–1,0 êì) òîëùè íèçêîñêîðîñòíûõ îáðàçîâàíèé (Vïë. = 1,79–1,82 êì/ñ) â äåïðåññèîííûõ çîíàõ ÁÑÊÌ. Íà òåððèòîðèè Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà ìîùíîñòü îòëîæåíèé ïàëåîöåí-ýîöåíîâîãî âîçðàñòà (îò áàðåíöáóðãñêîé äî êîëëèíäåðîääåíñêîé ñâèòû) äîñòèãëà 1700–1900 ì.  ãðàáåíîîáðàçíîì ïðîãèáå Ôîðëàíñóííåò â ýòî âðåìÿ íàêàïëèâàëèñü áîëåå ãðóáîîáëîìî÷íûå ïîðîäû, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î áîëüøîé áëèçîñòè ê îáëàñòè ñíîñà. Âåëè÷èíà ïðîãèáàíèÿ â ýòîì ãðàáåíå çà ðàññìàòðèâàåìûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè îöåíèâàåòñÿ â 2 êì èëè íåñêîëüêî áîëüøå. Òåêòîíè÷åñêèå ñîáûòèÿ â îáëàñòè ñíîñà, ïðèâåäøèå ê ôîðìèðîâàíèþ ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé Çàïàäíîãî Øïèöáåðãåíà, âûçâàíû êîëëèçèåé âûñòóïàþùèõ ÷àñòåé äâóõ êîíòèíåíòàëüíûõ ïëèò, ðàçäåëåííûõ òðàíñôîðìíûì ðàçëîìîì Êíèïïîâè÷à, ïî êîòîðîìó ïðîèñõîäèëî ïðàâîñòîðîííåå ñìåùåíèå. Âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ ñêëàä÷àòûõ ñòðóêòóð Çàïàäíîãî Øïèöáåðãåíà îãðàíè÷èâàåòñÿ èíòåðâàëîì îò íà÷àëà ïàëåîöåíà äî êîíöà ýîöåíà.  ðàáîòàõ Â. Õàðëàíäà, Þ. Ëèâøèöà, À. À. Êðàñèëüùèêîâà, Â. Í. Ñîêîëîâà, Â. Å. Õàèíà, Äæ. Ôàëåéäå, Äæ. Ëîâåëëà è äðóãèõ çàðóáåæíûõ èññëåäîâàòåëåé ïðèâîäÿòñÿ äàííûå, àíàëèç êîòîðûõ â ñîïîñòàâëåíèè ñ ìàòåðèàëàìè ñîáñòâåííûõ íàáëþäåíèé àâòîðà ïîçâîëÿåò ïðèéòè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî àëüïèéñêèå äåôîðìàöèè Çàïàäíîãî Øïèöáåðãåíà áûëè åäèíñòâåííîé ôàçîé ñêëàä÷àòîñòè â ýòîé îáëàñòè è ïðîÿâèëèñü â äâå ñòàäèè. Îäíà îòíîñèëàñü ê íà÷àëó ýîöåíà (50–55 Ìà) è ïðîÿâèëàñü ïðè ñòðåññå ñ íàïðàâëåíèåì 220–230°, à âòîðàÿ, áîëåå ñëàáàÿ, èìåëà ìåñòî â êîíöå ýîöåíà (35–37 Ìà) ïðè ñòðåññå ñ íàïðàâëåíèåì 250°. Çà ïðåäåëàìè ïîëîñû øèðèíîé 40–50 êì äåôîðìàöèè áûñòðî çàòóõàþò, è íà îáøèðíûõ ïðîñòðàíñòâàõ Áàðåíöåâà ìîðÿ äâèæåíèÿ ýòîãî âðåìåíè ðåàëèçîâûâàëèñü â âèäå âåðòèêàëüíûõ áëîêîâûõ ïîäâèæåê è îò÷àñòè â ôîðìå ãîðèçîíòàëüíûõ ñäâèãîâ è ñâîåîáðàçíûõ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé â ìîëîäûõ ñëàáîóïëîòíåííûõ îñàäêàõ, êîòîðûå áûëè äåòàëüíî îïèñàíû Ð. Á. Êðàïèâíåðîì.  ïîëüçó òîãî, ÷òî àïëèôò ñîïðîâîæäàëñÿ ðàñòÿæåíèåì êîðû, ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü íàëè÷èå ãðàáåíîâ ïðîñåäàíèÿ, óïîìÿíóòûõ â ðàçäåëå 8 íàñòîÿùåé ðàáîòû (ðèñ. 8.10), à òàêæå ãëóáîêèõ è óçêèõ øåëüôîâûõ æåëîáîâ íà âîñòî÷íîì è þæíîì îáðàìëåíèè Íîâîé Çåìëè. Èõ òåêòîíè÷åñêàÿ ïîçèöèÿ, ñîãëàñîâàííàÿ ñ ïîëîæåíèåì Íîâîçåìåëüñêîãî îðîãåíà, ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü îïðåäåëåííóþ ðîëü ðàñòÿãèâàþùèõ óñèëèé è ïðè âîçíèêíîâåíèè ïîñëåäíåãî. Àíàëîãè÷íûå ïðîöåññû ïðîÿâèëèñü, âåðîÿòíî, è íà ñåâåðå ïëèòû, ãäå îíà ãðàíè÷èò ñî ñïðåäèíãîâûì Åâðàçèéñêèì áàññåéíîì ÑËÎ. Íåêîòîðûå èç âûÿâëåííûõ â ýòîì áàññåéíå òðàíñôîðìíûõ ðàçëîìîâ èìåþò ïðîäîëæåíèå íà îêðàèíå Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà è ïðîñëåæèâàþòñÿ íà íåì â âèäå øåëüôîâûõ æåëîáîâ ñ ãëóáèíàìè äíà äî 500–600 ì (æåëîá Ôðàíö-Âèêòîðèè è íåñêîëüêî áîëåå ìåëêèõ, áåçûìÿííûõ). Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ãåîàêóñòè÷åñêèìè ïðîôèëÿìè çäåñü íå áûëè âûÿâëåíû ïðèçíàêè òåêòîíè÷åñêîãî ïðîñåäàíèÿ, êàê ýòî ïðåäïîëàãàëîñü, â ÷àñòíîñòè, Â. Ä. Äèáíåðîì, íå âûçûâàåò ñîìíåíèÿ, ÷òî èõ ìåñòîïîëîæåíèå ïðåäîïðåäåëåíî òåêòîíè÷åñêèì ôàêòîðîì, êîòîðûé, ñêîðåå âñåãî, ïðîÿâèëñÿ â ãîðèçîíòàëüíûõ ñäâèãîâûõ ïåðåìåùåíèÿõ çàòóõàþùèõ ïî ìåðå ïðîäâèæåíèÿ òðàíñôîðìíûõ ðàçðûâîâ âãëóáü øåëüôîâîé ïëèòû. Èòàê, ñ çàâåðøåíèåì àëüïèéñêîãî òåêòîãåíåçà îêîí÷àòåëüíî îïðåäåëèëèñü ãðàíèöû Áàðåíöåâñêîé ïëèòû.  òå÷åíèå êàéíîçîéñêîãî ýòàïà ðåãèîí èñïûòàë îáùåå âîçäûìàíèå ñ àìïëèòóäîé ïîðÿäêà 1–1,5 êì, êîòîðîå áûëî ïåðâûì, ñòîëü çíà÷èòåëüíûì è âñåîáùèì çà âñþ ôàíåðîçîéñêóþ èñòîðèþ. Íàðÿäó ñ ýòèìè âåðòèêàëüíûìè äâèæåíèÿìè â îòäåëüíûõ ðàéîíàõ ïëèòû îòìå÷àþòñÿ ïðèçíàêè ãîðèçîíòàëüíûõ ñäâèãîâ, âûçâàâøèå ëîêàëüíûå äåôîðìàöèè â îñàäî÷íîì ÷åõëå. 281
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Íàðÿäó ñ ýòèì, òåêòîíè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ ðåãèîíà íà äàííîì ýòàïå îáëàäàåò îñîáåííîñòÿìè, ðàíåå íå ïðîÿâëÿâøèìèñÿ. Îíè îáóñëîâëåíû íàäâèãàíèåì Áàðåíöåâîìîðñêîé îêðàèíû êîíòèíåíòà íà ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèé õðåáåò Ìîíà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îíà îêàçàëàñü ñ íèì â òàêîì æå áëèçêîì ñîñåäñòâå, êàê è Êàëèôîðíèéñêîå ïîáåðåæüå Ñåâåðíîé Àìåðèêè ñ Âîñòî÷íî-Òèõîîêåàíñêèì ïîäíÿòèåì. Îêàçàâøèñü â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò çîíû ñïðåäèíãà, ñåâåðî-çàïàäíàÿ îêðàèíà Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà, èñïûòàâ êîëëèçèþ â íà÷àëå êàéíîçîÿ, â èòîãå ïðèîáðåëà ÷åðòû, â öåëîì íåñâîéñòâåííûå äðóãèì ïàññèâíûì îêðàèíàì Åâðàçèè, ïðè÷åì Çþéäêàïñêèé æåëîá, ðàñïîëîæåííûé íà íåïîñðåäñòâåííîì ïðîäîëæåíèè õðåáòà Ìîíà, âîñïðèíèìàåòñÿ êàê àíàëîã ñèñòåìû ðàçëîìîâ Ñàí-Àíäðåàñ íà Òèõîîêåàíñêîì ïîáåðåæüå Àìåðèêè. 10.8. ÎÁÙÈÅ ×ÅÐÒÛ ÝÂÎËÞÖÈÈ ÐÅÃÈÎÍÀ Ïðîâåäåííûé àíàëèç ïëàòôîðìåííîé èñòîðèè ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà ïîêàçûâàåò, ÷òî íàèáîëåå ðåëüåôíîå âëèÿíèå íà ñòàíîâëåíèå åãî ñîâðåìåííîé ñòðóêòóðû îêàçàëè äâà òåêòîíè÷åñêèõ ïðîöåññà – îáùåå, äëèòåëüíîå è ïî÷òè íåïðåðûâíîå ïîãðóæåíèå, ñâîéñòâåííîå â öåëîì âñåé ïëèòå, è ïåðèîäè÷åñêîå, îòíîñèòåëüíî ëîêàëüíîå ïðîÿâëåíèå ýïèêîíòèíåíòàëüíîãî ðèôòîãåíåçà è ðàñòÿæåíèÿ êîðû. Ýòè äâà ïðîöåññà, ïðîÿâëÿÿñü â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ, îáóñëîâèëè öåëûé ðÿä õàðàêòåðíûõ ÷åðò ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ðåãèîíà – ðàñïðåäåëåíèå ôàöèé è îáëàñòåé ðàçìûâà, ïðîÿâëåíèå ìàãìàòèçìà, îñîáåííîñòè ñòðóêòóðîîáðàçîâàíèÿ è ðàçëîìíîé òåêòîíèêè è ò. ï., îäíàêî, ãëàâíûìè èõ ðåçóëüòàòàìè âûñòóïàåò ñðàâíèòåëüíî ìåäëåííîå ôîðìèðîâàíèå ïëèòíûõ îñàäêîâ øèðîêîãî ñòðàòèãðàôè÷åñêîãî äèàïàçîíà (îò ðèôåÿ äî êàéíîçîÿ) íà ñòàáèëüíûõ áëîêàõ è áûñòðîå íàêîïëåíèå ìîùíûõ àâëàêîãåííûõ (ñèíðèôòîâûõ) òîëù â ðàçäåëÿþùèõ èõ óçêèõ ãðàáåíîîáðàçíûõ ïðîãèáàõ. Äëèòåëüíîñòü è ïåðèîäè÷íîñòü ïðîöåññîâ ðèôòîãåíåçà íà Áàðåíöåâîìîðñêîì øåëüôå ïîä÷èíÿåòñÿ îïðåäåëåííîé çàêîíîìåðíîñòè. Äðåâíåéøåé èç ñòðóêòóð ðàñòÿæåíèÿ â ðàññìàòðèâàåìîì ðåãèîíå ÿâëÿåòñÿ îêåàí ßïåòóñ. Ñ÷èòàÿ îò ïåðâûõ ïðèçíàêîâ ðàñòÿæåíèÿ â êîíöå ðèôåÿ (ñòóðòèÿ, 640 Ìà) äî ïåðâîé êîëëèçèè â ñðåäíåì êåìáðèè (631–623 Ìà), äëèòåëüíîñòü åãî ñóùåñòâîâàíèÿ ñîñòàâëÿåò 115 Ìà. Ïðèçíàêîì ðàñòÿæåíèÿ â îðäîâèêå-ñèëóðå (ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýòàïà îêîëî 85 Ìà) ìîæåò ñëóæèòü Ãóëÿåâñêèé ãðàáåí. Âðåìÿ ðàñòÿæåíèÿ äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ îöåíèâàåòñÿ â 65 Ìà (îò êîíöà ñèëóðà – 440 Ìà äî ïîçäíåãî äåâîíà – 375 Ìà).  ïîçäíåäåâîíñêî-òðèàñîâûé ýòàï îáùåé ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ 140 Ìà ïîñëåäîâàòåëüíî ðàçâèâàëèñü äâå ñèñòåìû ðèôòîâ – îäíà äî ïåðìè, äðóãàÿ – â òðèàñå. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðèôòîãåíåçà â íèõ îöåíèâàåòñÿ îðèåíòèðîâî÷íî â 55–85 Ìà. Çàòåì ïîñëå ïåðåðûâà â þðñêî-ìåëîâîå âðåìÿ (208–65 Ìà) íàñòóïèë ïîñëåäíèé â ðàññìàòðèâàåìîì ðåãèîíå ïåðèîä ðèôòîãåíåçà â Íîðâåæñêî-Ãðåíëàíäñêîì ìîðå, ïðîäîëæèòåëüíîñòü êîòîðîãî áûëà íå áîëåå 40–45 Ìà. Èç ýòèõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî äëèòåëüíîñòü êàæäîãî ïîñëåäóþùåãî ýòàïà ðèôòîãåíåçà ñîêðàùàåòñÿ ïî îòíîøåíèþ ê ïðåäûäóùåìó íà 10–20%. Ýêñòðàïîëèðóÿ ýòó çàâèñèìîñòü â ïðîøëûå ãåîëîãè÷åñêèå ýïîõè, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî è ïðîäîëæèòåëüíîñòü ôîðìèðîâàíèÿ îêåàíè÷åñêèõ ñïðåäèíãîâûõ áàññåéíîâ, è èõ ïëîùàäü äîëæíû óáûâàòü ñ âîçðàñòîì, ïðèòîì áûñòðåå, ÷åì ïî ëèíåéíîìó çàêîíó. Îáùèå òåíäåíöèè â èçìåíåíèè ãëóáèííîé ñòðóêòóðû ðåãèîíà íàìå÷àþòñÿ â ðåçóëüòàòå àíàëèçà ñòðîåíèÿ ðàçíîâîçðàñòíûõ ðèôòîãåííûõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ, êîòîðûé ïîçâîëèë óñòàíîâèòü, ÷òî ñ òå÷åíèåì âðåìåíè â íèõ ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå ìîùíîñòè êîðû âñëåäñòâèå íàêîïëåíèÿ îñàäêîâ è íàðàùèâàíèÿ êîðû ñíèçó ïî ìåðå îñòûâàíèÿ ìàíòèè. Ýòî õîðîøî ñîâïàäàåò ñ âûâîäîì Ë. Â. Âèòòå, îòìåòèâøåé íà ïðèìåðå ðÿäà ðåãèîíîâ ñìåùåíèå âíèç ãðàíèöû Ì ñ òå÷åíèåì âðåìåíè. Ñêîðîñòü íàðàùèâàíèÿ ìîùíîñòè êîðû ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó ïîðÿäêà 0,1 ìì/ãîä, èç ÷åãî ñëåäóåò, ÷òî â Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå ãðàíèöà Ì â òðèàñå ðàñïîëàãàëàñü íà 8–12 êì âûøå åå ñîâðåìåííîãî óðîâíÿ, à ìîùíîñòü êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû íå ïðåâûøàëà 7–8 êì, ÷òî âïîëíå ñîîòâåòñòâóåò ìîùíîñòè áàçàëüòîâîãî ñëîÿ â îêåàíè÷åñêèõ áàññåéíàõ. Ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ ôàçîâîé ãðàíèöû Ì, îïðåäåëÿåìàÿ òåðìàëüíûì ðåæèìîì íåäð, ìîæíî ñ÷èòàòü óñðåäíåííîé îöåíêîé ñêîðîñòè ðåãðåññèè òåïëîâîãî ôðîíòà, èëè îñòûâàíèÿ êîðû. Ñ. Â. Ëûñàê ïîêàçàëà, ÷òî ñêîðîñòü ýòîãî ïðîöåññà ñíèæàåòñÿ ïî ýêñïîíåíöèàëüíîìó çàêîíó, è ÷åðåç 200–300 Ìà ïîñëå îêîí÷àíèÿ àêòèâíîãî ðèôòîãåíåçà âåëè÷èíà òåïëîâîãî ïîòîêà ïðèáëèæàåòñÿ ê ñðåäíåìó äëÿ êîíòèíåíòàëüíûõ ìàññèâîâ (îêîëî 35 ìâò/ì2).  öåëîì íà 282
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
êà÷åñòâåííîì óðîâíå ýòà òåíäåíöèÿ ñîâïàäàåò ñ âûâîäîì î äâóõêðàòíîì ñíèæåíèè ïàëåîãåîòåðìè÷åñêîãî ãðàäèåíòà â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ, ïîëó÷åííûì Í. Ê. Åâäîêèìîâîé è Ì. Ë. Âåðáîé íà îñíîâàíèè àíàëèçà êàòàãåíåòè÷åñêîé çîíàëüíîñòè â ìåçîçîéñêîì ðàçðåçå Áàðåíöåâîìîðñêîãî øåëüôà è äàííûìè î âåëè÷èíå ñîâðåìåííîãî òåïëîâîãî ïîòîêà, ðàâíîãî 50– 70 ìâò/ì2. Àíàëèç ñêîðîñòåé ïðîãèáàíèÿ ðàçíîâîçðàñòíûõ ñòðóêòóð Áàðåíöåâîìîðñêîãî ðåãèîíà ïîêàçàë, ÷òî íàêîïëåíèå îñàäêîâ ïîä÷èíÿåòñÿ ðàçíûì çàêîíîìåðíîñòÿì. Íàêîïëåíèå ïëèòíûõ ÷åõëîâ õàðàêòåðèçóåòñÿ êðèâûìè, êîòîðûå àïðîêñèìèðóþòñÿ ñõîäÿùèìèñÿ ôóíêöèÿìè òèïà ýêñïîíåíòû, àññèìïòîòà êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò ïîëîæåíèþ èçîñòàòè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ ðàññìàòðèâàåìîãî áëîêà çåìíîé êîðû. Îñàäêîíàêîïëåíèå â îáëàñòÿõ ñ àâëàêîãåííûì òèïîì ðàçðåçà õàðàêòåðèçóåòñÿ êðèâûìè, êîòîðûå àïðîêñèìèðóþòñÿ íåñõîäÿùèìèñÿ ôóíêöèÿìè è ïîêàçûâàþò, ÷òî ñêîðîñòü îñàäêîíàêîïëåíèÿ íå òîëüêî íå óìåíüøàåòñÿ ñ òå÷åíèåì âðåìåíè, íî äàæå óâåëè÷èâàåòñÿ, ïðè÷åì ðàçëè÷èå ìåæäó ñêîðîñòüþ øåëüôîâîãî è âíåøåëüôîâîãî íàêîïëåíèÿ íåèçìåííî ñîõðàíÿåòñÿ íà óðîâíå ñîîòíîøåíèÿ 1 : 4 (Áàðåíöåâñêàÿ.., 1998). Òàêèì îáðàçîì, â ãåîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà íàøëè îòðàæåíèå äâå îáùèõ ãåîäèíàìè÷åñêèõ òåíäåíöèè. Îäíà èç íèõ ïðîÿâèëàñü â ïîñòåïåííîé, íåîáðàòèìîé ñòàáèëèçàöèè êîðû, åå ïðîãðåññèðóþùåé «êîíòèíåíòàëèçàöèè», êîòîðàÿ ïåðèîäè÷åñêè ïðåðûâàëàñü ïîÿâëåíèåì ãîðÿ÷èõ ìàíòèéíûõ î÷àãîâ è ðèôòîãåíåçîì. Ñî âðåìåíåì ýòè î÷àãè îñòûâàëè, ðèôòîãåííûå ñòðóêòóðû óòðà÷èâàëè ïðèçíàêè îêåàíè÷åñêèõ è ýìåðäæåíòíî ïîïîëíÿëè ñîáîé ðÿä êîíòèíåíòàëüíûõ. Âòîðàÿ òåíäåíöèÿ âûðàçèëàñü â çàìåòíîé àêòèâèçàöèè ñî âðåìåíåì âñÿêîãî ðîäà òåêòîíè÷åñêèõ äâèæåíèé – ïðîãèáàíèÿ è ðàñòÿæåíèÿ êîðû, âîçäûìàíèÿ è ñíîñà îáëîìî÷íîãî ìàòåðèàëà è ò. ï. Ñî÷åòàíèå ýòèõ òåíäåíöèé, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ðåàëèçîâàëàñü â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè â êîíêðåòíîì ìîðôîëîãè÷åñêîì âîïëîùåíèè, ñîçäàëî íà Áàðåíöåâñêîì øåëüôå íàáëþäàåìóþ íåïîâòîðèìóþ ãåîëîãè÷åñêóþ ñèòóàöèþ. Äëÿ ðèôòîãåííûõ ìîðôîñòðóêòóð êëþ÷åâîé ïðîáëåìîé ÿâëÿåòñÿ ìåõàíèçì ñâåðõãëóáîêîãî ïðîãèáàíèÿ ñ ëàâèííûì îñàäêîíàêîïëåíèåì è áûñòðûì ðåäóöèðîâàíèåì ãðàíèòíîãî ñëîÿ êîðû.  ðåøåíèè ýòîé ïðîáëåìû ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì ñîïîñòàâëåíèå ðàçíîâîçðàñòíûõ ãîìîëîãîâ – ðàííåïðîòåðîçîéñêîãî ïðîòîðèôòà Ïå÷åíãà – Èìàíäðà – Âàðçóãà è ôàíåðîçîéñêîãî Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà. Ïî ìàñøòàáàì ïðîãèáàíèÿ è ëàòåðàëüíîãî ðàñòÿæåíèÿ îíè ñîïîñòàâèìû, íî ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àþòñÿ èíòåíñèâíîñòüþ âóëêàíèçìà è ìåòàìîðôè÷åñêîãî èçìåíåíèÿ ñèíðèôòîâûõ òîëù. Ìîæíî äîïóñòèòü, ÷òî áîëåå âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ðåæèì ýâîëþöèè äðåâíåãî ïðîòîðèôòà îòðàæàåò ãëîáàëüíóþ òåíäåíöèþ ê ïðîãðåññèðóþùåìó ñî âðåìåíåì îáùåìó îõëàæäåíèþ ïëàíåòû. Òîãäà óìåíüøåíèå ìàãìàòîãåííîé êîìïîíåíòû â ñèíðèôòîâîì êîìïëåêñå ìîëîäûõ ïðîãèáîâ ìîæíî ïðèíÿòü êàê åñòåñòâåííîå ñëåäñòâèå ñíèæåíèÿ ìàñøòàáîâ ïëàâëåíèÿ â áëèçïîâåðõíîñòíûõ ãîðèçîíòàõ ëèòîñôåðû. Íåñìîòðÿ íà êîíòðàñòíîå ðàçëè÷èå ãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ýòèõ ìîðôîñòðóêòóð, îíè â ðàâíîé ìåðå ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ, êàê ôðàêòàëüíûå ìîçàè÷íûå àíñàìáëè èçîìåòðè÷íûõ ïîëèãîíàëüíûõ áëîêîâ-òåððåéíîâ ñ ðàçëè÷íîé ìîùíîñòüþ êîðû (Øàðîâ, Âèíîãðàäîâ, 1996; Èâàíþê è äð., 1997; Ãîðÿèíîâ è äð., 1997; Goryainov et al., 1997 è äð.). Âîçâðàùàÿñü ê ñâîåîáðàçèþ ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà, íóæíî îòìåòèòü, ÷òî è çîíà ñî÷ëåíåíèÿ Áàðåíöåâñêîé ïëèòû è Áàëòèéñêîãî ùèòà îáëàäàåò íåîáû÷íûìè ÷åðòàìè. Îñíîâíûå âûäåëåííûå çäåñü êîìïëåêñû – îò ðèôåéñêîãî äî âåðõíåïàëåîçîé-ìåçîçîéñêîãî îáðàçóþò íåïðåðûâíûé ëàòåðàëüíûé ðÿä, â êîòîðîì êàæäûé êîìïëåêñ ñìåíÿåò ïðåäûäóùèé ïî ñõåìå êëèíîôîðìíîãî íàðàùèâàíèÿ. Ýòîò, âåðîÿòíî, óíèêàëüíûé ïî ñâîåé âûðàçèòåëüíîñòè ïðèìåð ïîñòåïåííîé è äëèòåëüíîé àêêðåöèè ïàññèâíîé îêðàèíû äðåâíåãî êîíòèíåíòà õîðîøî èëëþñòðèðóåò ìûñëü, ïðèíàäëåæàùóþ Â. Å. Õàèíó, î âîçìîæíîñòè ïîñòåïåííîé òðàíñôîðìàöèè ãåîñèíêëèíàëüíîãî ðåæèìà â ïëàòôîðìåííûé, ìèíóÿ ñòàäèþ èíâåðñèè è ñêëàä÷àòîñòè. Ëåãêî âèäåòü, ÷òî òàêîé «íåñòàíäàðòíûé» ñïîñîá êîíñîëèäàöèè ôóíäàìåíòà âåñüìà çàòðóäíÿåò, åñëè âîîáùå íå ëèøàåò ñìûñëà ïîïûòêè îáíàðóæåíèÿ â ðàçðåçå ïîäîáíûõ ïëàòôîðìåííûõ ðåãèîíîâ êàêîé-ëèáî åäèíîé ðåçêî âûðàæåííîé ïîâåðõíîñòè, êîòîðóþ ìîæíî áûëî áû óâåðåííî ïðèíÿòü çà ãðàíèöó ìåæäó ïîêðîâíûìè êîìïëåêñàìè è êîìïëåêñàìè îñíîâàíèÿ. À äàâíî óäèâëÿâøåå èññëåäîâàòåëåé îòñóòñòâèå íà ïëîùàäè ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà àêòèâíûõ ñêëàä÷àòûõ (êîëëèçèîííûõ) ÿâëåíèé â òå÷åíèå âñåãî ôàíåðîçîÿ âíîâü ïðèâîäèò ê îöåíêå ðèôòîãåíåçà, êàê âåäóùåãî ìåõàíèçìà ðàçâèòèÿ ïëàòôîðìåííûõ ñòðóêòóð Áàðåíö-ðåãèîíà. 283
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
 çàêëþ÷åíèå îòìåòèì, ÷òî ïàëåîòåêòîíè÷åñêèå ðåêîíñòðóêöèè, âûïîëíåííûå ñ öåëüþ âîññòàíîâëåíèÿ äîðèôòîâîé ñòðóêòóðû ðåãèîíà, ïîñòàâèëè âîïðîñ, êàêîé âåëè÷èíû ìîæåò áûòü ðàñòÿæåíèå êîðû ïðè ðèôòîãåíåçå. Îáû÷íî äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ýòîé âåëè÷èíû èñïîëüçóåòñÿ íåêîòîðûé êîýôôèöèåíò ðàñòÿæåíèÿ β, ïðîïîðöèîíàëüíûé óìåíüøåíèþ ìîùíîñòè êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû â ðèôòîãåííîì ïðîãèáå. Íåñêîëüêî óïðîùàÿ, ýòè ðàññóæäåíèÿ ìîæíî ñâåñòè ê òàêîé ñõåìå – åñëè êîðà ïîä ðèôòîãåííûì ïðîãèáîì òîíüøå ÷åì íà åãî ïëå÷àõ íà 10%, òî è äîëÿ ãîðèçîíòàëüíîãî ðàçäâèæåíèÿ ðèôòà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 10% îò åãî øèðèíû, à îñòàëüíîå ïðîñòðàíñòâî ðèôòà ïðåäïîëàãàåòñÿ çàïîëíåííûì ôðàãìåíòàìè äîðèôòîâîé ñòðóêòóðû, îïóùåííûìè ïî ñèñòåìå êðàåâûõ ðàçëîìîâ, â òîì ÷èñëå ïî ñáðîñàì ëèñòðè÷åñêîãî òèïà. Àíàëîãè÷íûé ïîäõîä ïðèìåíèë ê ñòðóêòóðå Áàðåíöåâîìîðñêîé ïëèòû Å. Â. Àðòþøêîâ (2004). Ñóùåñòâóþò òàêæå ìåòîäèêè ñêðóïóëåçíîãî ïîäñ÷åòà âåëè÷èíû ãîðèçîíòàëüíîãî ðàñòÿæåíèÿ ïóòåì ñóììèðîâàíèÿ àìïëèòóä ñìåùåíèÿ ïî êàæäîìó èç ìíîãî÷èñëåííûõ íàêëîííûõ ñáðîñîâ (Roberts, Yielding, 1991). Îäíàêî óïóñêàåòñÿ èç âèäó âîçìîæíîñòü ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ïîðîä, à îïðåäåëåíèå âåëè÷èíû ðàñòÿæåíèÿ êîðû, èìåâøåå ìåñòî â ãåîëîãè÷åñêîì ïðîøëîì, ïóòåì ñðàâíåíèÿ ñîâðåìåííîé ìîùíîñòè êîðû âíóòðè ðèôòà è çà åãî ïðåäåëàìè, áåç ó÷åòà ïîñòðèôòîâîé ýâîëþöèè êîðû, ÿâíî íåêîððåêòíî. Îïûò ïàëåîãåîëîãè÷åñêèõ ðåêîíñòðóêöèé íà Áàðåíöåâîì ìîðå ïðèâîäèò ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà ãîðèçîíòàëüíûå äâèæåíèÿ èìåëè ìåñòî ñ àìïëèòóäîé, âïîëíå ñîèçìåðèìîé ñ åãî øèðèíîé. Èíà÷å ãîâîðÿ, äëÿ ìåõàíèçìà ðàçäâèæåíèÿ ÁÑÊÌ ìîæåò áûòü ïðèìåíèìà òà æå ãåîäèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü, êîòîðàÿ áåçîãîâîðî÷íî ïðèíèìàåòñÿ äëÿ Àòëàíòè÷åñêîãî îêåàíà, ñ òåì îòëè÷èåì, ÷òî ñóììàðíûå ïåðåìåùåíèÿ Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîãî è Ñâàëüáàðäñêîãî áëîêîâ îòíîñèòåëüíî Ïå÷îðñêîãî îöåíèâàþòñÿ âåëè÷èíàìè íà ïîðÿäîê ìåíüøèìè – âñåãî â 300 è 200 êì ñîîòâåòñòâåííî. Ñ ó÷åòîì ýòèõ äàííûõ åñòåñòâåííûì âûãëÿäèò âûâîä î òîì, ÷òî ôóíäàìåíò ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû íà âñåì åå ïðîñòðàíñòâå çàíèìàåò íîâîîáðàçîâàííàÿ êîðà. 10.9. ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÍÎÃÎ ÏÎÒÅÍÖÈÀËÀ Íåôòåãåîëîãè÷åñêîå ðàéîíèðîâàíèå  âîïðîñàõ íåôòåãåîëîãè÷åñêîãî ðàéîíèðîâàíèÿ Áàðåíöåâà ìîðÿ îïðåäåëèëèñü äâå êðàéíèõ ïîçèöèè, èçëîæåííûå â ðàáîòàõ Ë. Ý. Ëåâèíà, ß. Ï. Ìàëîâèöêîãî, Ê. Ø. Ìîäåëåâñêîãî, Â. Í. Ñîêîëîâà, Á. ß. Âàññåðìàíà, Ä. Ñ. Ñîðîêîâà, Þ. Í. Êóëàêîâà, Þ. ß. Ëèâøèöà, Ì. Ë. Âåðáû, Å. Â. Çàõàðîâà è äðóãèõ ãåîëîãîâ. Ñîãëàñíî îäíîé èç íèõ Áàðåíöåâñêàÿ øåëüôîâàÿ ïëèòà êàê öåëîñòíàÿ ãåîëîãè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà äîëæíà ðàññìàòðèâàòüñÿ è êàê åäèíàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ ïðîâèíöèÿ. Àëüòåðíàòèâíàÿ òî÷êà çðåíèÿ ñîñòîÿëà â ïðèçíàíèè êàæäîé îòäåëüíîé êðóïíîé ñòðóêòóðû øåëüôà, íàïðèìåð, Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû, Ñâàëüáàðäñêîé àíòåêëèçû, Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû è ò. ä. êàê ñàìîñòîÿòåëüíûõ ýëåìåíòîâ ðàéîíèðîâàíèÿ (ïðîâèíöèé). Ïðåäëàãàëèñü è ïðîìåæóòî÷íûå âàðèàíòû ðàçëè÷íûõ êîìáèíàöèé òåêòîíè÷åñêèõ ñòðóêòóð, âûäåëÿåìûõ â ðàíãå ïðîâèíöèé. Àêòèâíîå ïðîÿâëåíèå íà Áàðåíöåâîì ìîðå ïðîöåññîâ ïîçäíåïàëåîçîéñêîãî-òðèàñîâîãî ðèôòîãåíåçà ïðåäïîëàãàåò ðàçäåëåíèå ñëàãàþùèõ åãî îñàäî÷íûõ òîëù íà äîðèôòîâûå, ñèíðèôòîâûå è ïîñòðèôòîâûå (Ãðàìáåðã, 1997). Ýòî ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü äàííûé øåëüô êàê òèïè÷íóþ êîéëîãåííóþ ãåîñòðóêòóðó, à íàëè÷èå åäèíîãî êîéëîãåííîãî êîìïëåêñà, êîòîðûé íà äàííîì ýòàïå èçó÷åííîñòè îïðåäåëÿåò ãëàâíûå ÷åðòû íåôòåãàçîíîñíîñòè ðåãèîíà, ïîçâîëÿåò îáîñîáèòü ïîñëåäíèé â êà÷åñòâå åäèíîé øåëüôîâîé ïëèòû è ðàññìàòðèâàòü åå âìåñòå ñ ÷àñòüþ îñòðîâíîãî è ìàòåðèêîâîãî îáðàìëåíèÿ â êà÷åñòâå îäíîèìåííîãî íåôòåãàçîíîñíîãî áàññåéíà (ÍÃÁ). Îñíîâíûå ÷åðòû íåôòåãàçîíîñíîñòè ýòîãî ÍÃÁ, îïðåäåëÿåìûå ìåçîçîéñêèì ïîñòðèôòîâûì êîìïëåêñîì, ïîä÷èíÿþòñÿ åäèíûì äëÿ íåãî çàêîíîìåðíîñòÿì, à ñèíðèôòîâûé è äîðèôòîâûé êîìïëåêñû, âêëàä êîòîðûõ â îáùèé ïîòåíöèàë áàññåéíà íà äàííîì ýòàïå èçó÷åííîñòè ñ÷èòàåòñÿ âòîðîñòåïåííûì, âíîñÿò â ýòó îäíîðîäíóþ ñòðóêòóðó ýëåìåíò ðàçíîîáðàçèÿ è îïðåäåëÿþò ðàçäåëåíèå áàññåéíà íà íåôòåãàçîíîñíûå îáëàñòè (ÍÃÎ). Ýòà òî÷êà çðåíèÿ íàøëà îòðàæåíèå íà òåêòîíè÷åñêîé êàðòå íåôòåãàçîíîñíûõ òåððèòîðèé ÐÑÔÑÐ, íà êîòîðîé â ñîñòàâå åäèíîé íåôòåãàçîíîñíîé Áàðåíöåâñêîé ïðîâèíöèè ðàçëè÷àþòñÿ äåâÿòü ñîèçìåðèìûõ ìåæäó ñîáîé ïî ïëîùàäè îáëàñòåé, îáúåäèíÿåìûõ â äâå ãðóïïû (ðèñ. 10.11). 284
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ðèñ. 10.11. Ñõåìà íåôòåãåîëîãè÷åñêîãî ðàéîíèðîâàíèÿ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà
285
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Îäíà èç íèõ âêëþ÷àåò Ïå÷îðñêóþ ñèíåêëèçó, Ñâàëüáàðäñêîå è Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîå ïîäíÿòèÿ, à òàêæå Ïðèíîâîçåìåëüñêóþ (Àäìèðàëòåéñêóþ) è Òèìàíî-Âàðàíãåðñêóþ (ÊîëüñêîÊàíèíñêóþ) êðàåâûå ìîíîêëèçû, â ñòðîåíèè êîòîðûõ ïðèíèìàåò ó÷àñòèå ïðàêòè÷åñêè ïîëíûé íàáîð ôàíåðîçîéñêèõ îñàäî÷íûõ ôîðìàöèé, ñòðîåíèå êîòîðûõ èçó÷åíî íàçåìíûìè èññëåäîâàíèÿìè. Äðóãóþ ãðóïïó îáëàñòåé ñîñòàâëÿþò Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêèé, Þæíî-Áàðåíöåâñêèé, Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêèé è Âîñòî÷íî-Áàðåíöåâñêèé ðèôòîãåííûå ïðîãèáû, â ñòðîåíèè êîòîðûõ íàðÿäó ñ þðñêî-ìåëîâûìè òîëùàìè êîéëîãåííîãî ÷åõëà ïðèíèìàþò ó÷àñòèå ïîçäíåïàëåîçîéñêî-òðèàñîâûå ñèíðèôòîâûå êîìïëåêñû, íå ïðåäñòàâëåííûå â íàçåìíûõ ðàçðåçàõ. Äîïîëíèòåëüíî ê ïåðå÷èñëåííûì íà êàðòå ïðîãíîçà íåôòåãàçîíîñíîñòè ïîêàçàíû äâà îòäåëüíûõ ðàéîíà, ðàñïîëàãàþùèåñÿ íà ñåäëîâèíàõ, ðàçäåëÿþùèõ êðóïíûå âïàäèíû, è ïîòîìó íå âêëþ÷åííûå â ñîñòàâ îáëàñòåé. Íà Ëóäëîâñêîé ñåäëîâèíå À. Â. Áîðèñîâûì ñ ñîàâòîðàìè âûäåëåí ñàìîñòîÿòåëüíûé âûñîêîïåðñïåêòèâíûé ðàéîí, íàçâàííûé èìè Øòîêìàíîâñêî-Ëóíèíñêèì (íèæå îí èìåíóåòñÿ äëÿ êðàòêîñòè Ëóäëîâñêèì), à ïî àíàëîãèè ñ íèì òàêîé æå ñàìîñòîÿòåëüíûé ðàéîí, íå âõîäÿùèé â ñîñòàâ êðóïíûõ ñîñåäíèõ îáëàñòåé, ìû ïðåäëàãàåì âûäåëèòü íà Çàïàäíî-Êîëüñêîé ñåäëîâèíå. Âñå ïåðå÷èñëåííûå äåâÿòü îáëàñòåé â ñâîþ î÷åðåäü ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà ðÿä ðàéîíîâ ïî ñòðóêòóðíûì óñëîâèÿì. Ãðóìàíòñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü Ãðóìàíòñêàÿ ÍÃÎ îõâàòûâàåò òåððèòîðèþ àðõèïåëàãîâ Øïèöáåðãåí è Çåìëè Ôðàíöà-Èîñèôà, ïîäâîäíîå ïîäíÿòèå Ïåðñåÿ è ïðèëåãàþùèå øåëüôîâûå ìåëêîâîäüÿ, ïðîñòèðàþùèåñÿ íà þã äî î. Ìåäâåæèé è Íàäåæäà. Îíà çàíèìàåò êðàéíèé ñåâåðî-çàïàäíûé óãîë ðåãèîíà, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî ïëîùàäü ïåðñïåêòèâíûõ àêâàòîðèé ñîñòàâëÿåò 92 òûñ. êì2. Íåôòåãåîëîãè÷åñêàÿ èçó÷åííîñòü ýòîé îáëàñòè âåñüìà íåðàâíîìåðíàÿ. Íà àðõèïåëàãå Øïèöáåðãåí â äâàäöàòè ïóíêòàõ ïðîâåäåíî áóðåíèå ñêâàæèí, â çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè êîòîðûõ áûëè âñòðå÷åíû ïðîÿâëåíèÿ ðàçëè÷íûõ óãëåâîäîðîäîâ.  âîñòî÷íîé ÷àñòè ÍÃÎ ïðîáóðåíî òðè ãëóáîêèõ ñêâàæèíû. Ðåçóëüòàòû áóðåíèÿ, âûïîëíåííîãî ðîññèéñêèìè îðãàíèçàöèÿìè, èçëîæåíû â ðàáîòàõ È. Â. Øêîëû, À. Ì. Àðìèøåâà, Â. Ã. Ìàçóðà, Å. Ã. Áðî è äð. Âìåñòå ñ ðåçóëüòàòàìè íàçåìíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé Â. Í. Ñîêîëîâà, À. À. Êðàñèëüùèêîâà, Á. Ï. Ãàâðèëîâà, Ò. Ì. Ï÷åëèíîé, Þ. ß. Ëèâøèöà, Á. À. Êëóáîâà, Í. Ê. Åâäîêèìîâîé, Ì. Þ. Ìèëîñëàâñêîãî, Ì. Ë. Âåðáû, Â. Ä. Äèáíåðà, À. Í. Òàðàõîâñêîãî îíè ïîçâîëÿþò îõàðàêòåðèçîâàòü íåôòåãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë è àêêóìóëÿöèîííûå ñïîñîáíîñòè âñåãî ôàíåðîçîéñêîãî ðàçðåçà ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè.  ðàçðåçå îñàäî÷íûõ ïîðîä âûäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèå íåôòåãàçîíîñíûå è ïåðñïåêòèâíûå êîìïëåêñû.  äîêåìáðèéñêèõ îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèÿõ Øïèöáåðãåíà áèòóìèíîçíûå ïîðîäû îòìå÷àëèñü íà þãå, ñåâåðî-çàïàäå è ñåâåðî-âîñòîêå àðõèïåëàãà. Íà áåðåãó çàë. Õîðíñóíí À. À. Êðàñèëüùèêîâ íàáëþäàë íà çíà÷èòåëüíîì ïðîòÿæåíèè êàïëåâèäíûå íàòåêè òâåðäîãî áèòóìà òèïà àíòðàêñîëèòà ïî òðåùèíàì â âåðõíåðèôåéñêèõ äîëîìèòàõ. Îòëîæåíèÿ ñîäåðæàò Ñîðã. äî 1,72%. Áèòóìû îòëè÷àþòñÿ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ìàñåë (35–75,6%) è ìåòàíîâî-íàôòåíîâûõ Ó â íèõ (73,8–92,7%), ÷òî õàðàêòåðíî äëÿ ýïèãåíåòè÷íûõ îáðàçîâàíèé. Πâ áèòóìèíîçíûõ âåðõíåðèôåéñêèõ êàðáîíàòàõ îòíîñèòñÿ ê ñàïðîïåëåâîìó òèïó è ñâÿçàíî ñ ñèíå-çåëåíûìè âîäîðîñëÿìè. Ýòè íàõîäêè ïîêàçûâàþò, ÷òî, íåñìîòðÿ íà äðåâíèé âîçðàñò è âîçäåéñòâèå òåêòîíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé, ðèôåéñêèå îñàäî÷íûå êîìïëåêñû ñîõðàíÿþò íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë, è èõ ïðèñóòñòâèå ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè âûÿâëåíèè èñòî÷íèêà ìèãðàöèîííûõ ôëþèäîâ â âûøåëåæàùèõ òîëùàõ. Ñõîäñòâî ãðóïïîâîãî è óãëåâîäîðîäíîãî ñîñòàâà ïàëåîãåíîâûõ, ÿâíî ìèãðàöèîííûõ áèòóìîâ ñ áèòóìàìè èç ðèôåéñêèõ ïîðîä íà áåðåãó ïðîëèâà Õèíëîïåí îòìåòèë Þ. ß. Ëèâøèö. Åñëè ñõîäñòâî ïîäòâåðäèòñÿ, òî ýòî áóäåò îçíà÷àòü, ÷òî â ïðåäøåñòâóþùèå ýïîõè ýòè îòëîæåíèÿ íå ïîãðóæàëèñü äî êðèòè÷åñêèõ äëÿ íåôòåîáðàçîâàíèÿ ãëóáèí, à ìîáèëèçàöèÿ ìèãðàöèîííûõ ôëþèäîâ â äîêåìáðèéñêèõ ïîðîäàõ ïðîèçîøëà íà êàéíîçîéñêîì ýòàïå. Êåìáðèéñêî-îðäîâèêñêèå îòëîæåíèÿ íà àðõèïåëàãå Øïèöáåðãåí íå ñîäåðæàò çàìåòíûõ áèòóìîïðîÿâëåíèé. Òîëüêî â ñåðèè îñëîáðååí íà çàïàäíîì áåðåãó ïðîëèâà Õèíëîïåí È. À. Àíäðååâîé è À. À. Êðàñèëüùèêîâûì áûëè îáíàðóæåíû áèòóìèíîçíûå ïðîñëîè, ñîäåðæàùèå äî 0,1% ëåãêîãî ìàñëÿíèñòîãî áèòóìà, ïî ñîñòàâó áëèçêîãî ê áèòóìàì èç ðàññìîòðåííûõ âûøå ðèôåéñêèõ îòëîæåíèé ýòîãî ðàéîíà, íî îòëè÷àâøåãîñÿ áîëåå íèçêèì ñîäåðæàíèåì ìàñåë (20,9–23,8%) è ìåòàíîâî-íàôòåíîâûõ Ó (îáû÷íî 43,8–60,5%, ðåæå äî 75%). 286
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ñèëóðèéñêèå îòëîæåíèÿ, èçâåñòíûå â ïðåäåëàõ ÍÃÎ ëèøü â äâóõ òî÷êàõ – â ðàéîíå ÑåíòÄæîíñ-ôüîðäà è â ñêâàæèíå Ðîääåíäàëåí, íå ñîäåðæàò áèòóìèíîçíûõ ïîðîä. Äåâîíñêèé òåððèãåííûé êîìïëåêñ ÿâëÿåòñÿ ïåðâûì, ñëåäóÿ ñíèçó ââåðõ ïî ðàçðåçó îñàäî÷íûì êîìïëåêñîì, êîòîðûé îáëàäàåò è ðåãèîíàëüíî çíà÷èìûì ãåíåðàöèîííûì ïîòåíöèàëîì, è ñîäåðæèò ìíîãî÷èñëåííûå íåôòåïðîÿâëåíèÿ. Îíè èçâåñòíû íà Çåìëå Àíäðå, Çåìëå Òîððåëÿ è Çåìëå Äèêñîíà, ãäå âûïîëíåíû íàèáîëåå ïîëíûå íàáëþäåíèÿ (Ò. Ì. Ï÷åëèíà, Þ. ß. Ëèâøèö).  ðÿäå êîëîíêîâûõ ñêâàæèí, ïðîáóðåííûõ â îêðåñòíîñòÿõ ðóäíèêà Ïèðàìèäà, â âåðõíåäåâîíñêèõ îòëîæåíèÿõ îòìå÷åíû ìîùíûå, äî 5–12 ì ïëàñòû ïåñ÷àíèêà, íàñûùåííûå íåôòüþ. Ïîâûøåííàÿ áèòóìèíîçíîñòü, êàê ïðàâèëî, àññîöèèðóåòñÿ ñ ïîðîäàìè, ãäå â ñîñòàâå Πïðåîáëàäàåò ñàïðîïåëåâûé ìàòåðèàë, è êîíöåíòðàöèÿ áèòóìà À â òàêèõ ïîðîäàõ äîñòèãàåò 0,8%. Îáùàÿ ìîùíîñòü ðàçðåçà, îáîãàùåííîãî óãëåâîäîðîäàìè, ñîñòàâëÿåò îêîëî 120 ì. Ñ ýòîé æå ÷àñòüþ ðàçðåçà, âåðîÿòíî, ñâÿçàíû áîêõåäû, îáíàðóæåííûå â äåëþâèè. Ñîñòàâ ýêñòðàãèðîâàííûõ óãëåâîäîðîäîâ äîâîëüíî ïåñòðûé, îäíàêî, â öåëîì ñîîòâåòñòâóåò ìàñëÿíèñòûì íåôòÿì ñ ïðåîáëàäàíèåì ìåòàíîâî-íàôòåíîâûõ Ó íàä àðîìàòè÷åñêèìè. Íàðÿäó ñ ýòèì èíîãäà â ñîñòàâå ýêñòðàêòîâ ïðåîáëàäàþò àñôàëüòåíû, à â ñîñòàâå ìàñåë àðîìàòè÷åñêèå Ó ñîñòàâëÿþò 45–50%. Ñòîëü æå íåâûäåðæàííûì ïî ðàçðåçó ÿâëÿåòñÿ è ðàñïðåäåëåíèå îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà: êàê ïî êîëè÷åñòâó, òàê è ïî ñîñòàâó. Äèàãåíåç ÎÂ, ïî äàííûì Í. Ê. Åâäîêèìîâîé, îòíîñèòåëüíî íåâûñîê è ñîîòâåòñòâóåò ãàçîâîé è æèðíîé ñòàäèÿì (ÌÊ2–ÌÊ3). Ñèíãåíåòè÷íûå è ýïèãåíåòè÷íûå óãëåâîäîðîäû ïðèñóòñòâóþò â ðàçðåçå â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ. Ñèíãåíåòè÷íûå Ó ïðèóðî÷åíû ê àðãèëëèòîâûì ïðîñëîÿì ñ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì Π(äî 2,8%), à ìèãðàöèîííûå – ê ïåñ÷àíèêîâûì ïà÷êàì ñ ïîâûøåííîé ïîðèñòîñòüþ (äî 11%). Ïåñòðûé ñîñòàâ ìèãðàöèîííûõ óãëåâîäîðîäîâ ñâèäåòåëüñòâóåò î ðàçíîîáðàçèè ñîñòàâà èñõîäíîãî ìàòåðèàëà, ÷àñòü êîòîðîãî ìîãëà íàõîäèòüñÿ è â äðåâíèõ òîëùàõ. Âåðõíåäåâîíñêèå òåððèãåííûå îáðàçîâàíèÿ â îêðåñòíîñòÿõ Ìèìåðäàëåí ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê äðåâíåéøèå íåôòåìàòåðèíñêèå ïîðîäû, íå ïîëíîñòüþ ðåàëèçîâàâøèå ñâîé ãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë. Ïèê íåôòåîáðàçîâàíèÿ â ýòîé òîëùå îòíîñèòñÿ ê òîìó âðåìåíè, êîãäà îíà â èíòåðâàëå îò êîíöà ðàííåãî ìåëà äî îëèãîöåíà íàõîäèëàñü íà ìàêñèìàëüíûõ ãëóáèíàõ. Ñóäÿ ïî âåëè÷èíå îòðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè âèòðèíèòà, îíà íå ïðåâûøàëà 3 êì, ìàêñèìàëüíûå ïàëåîòåìïåðàòóðû â òîëùå åäâà äîñòèãàëè 90–100 °Ñ, à âðåìÿ íàõîæäåíèÿ ïîðîä â óñëîâèÿõ ÃÔÍ îêàçàëîñü íåäîñòàòî÷íûì äëÿ çàâåðøåíèÿ ïðîöåññà ãåíåðàöèè ÓÂ. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðîãíîçèðîâàòü ïðîäóêòèâíîñòü äàííîé òîëùè â áîëåå ïîãðóæåííûõ ðàéîíàõ Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà, ãäå îíà áûëà âîâëå÷åíà â ïðîãèáàíèå â òå÷åíèå áîëåå äëèòåëüíîãî âðåìåíè.  êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèÿõ ïðîÿâëåíèÿ ðàçíîîáðàçíûõ óãëåâîäîðîäîâ èçâåñòíû â ðÿäå ìåñò. Á. Ï. Ãàâðèëîâ îïèñàë ÷åðíûå áèòóìèíîçíûå ïåñ÷àíèêè ñðåäíåãî êàðáîíà ó ì. Ôàíøî (âîñòî÷íûé áåðåã Ëóì-ôüîðäà), ñîäåðæàùèå äî 0,34% ÕÁÀ. Â. Õàðëàíä è Å. Äàóäåñâåëë â ðàéîíå çàëèâà Õîðíñóíí è Çåìëè Ñåðêàï îòìå÷àëè ìîùíóþ (300–500 ì) ïà÷êó ÷åðíûõ ñëàíöåâ (ôîðìàöèÿ Àäðèàáóõòà, âåðõè íèæíåãî êàðáîíà), êîòîðóþ îíè ñ÷èòàþò ïîòåíöèàëüíî íåôòåìàòåðèíñêîé. Þ. ß. Ëèâøèö, Í. Ê. Åâäîêèìîâà, Á. Ï. Ãàâðèëîâ, Ì. Þ. Ìèëîñëàâñêèé, Ò. Ì. Ï÷åëèíà, Ì. Í. Ìèðçàåâ, Ì. Ë. Âåðáà â ðàéîíå Áèëëå-ôüîðäà, â ïåñ÷àíèêàõ áàøêèðñêîãî âîçðàñòà, âåðõàõ íèæíåãî êàðáîíà è íèçàõ ìîñêîâñêîãî ÿðóñà îïèñàëè ìàñëÿíèñòûå áèòóìû ñ ðåçêèì çàïàõîì êåðîñèíà è ãàçîïðîÿâëåíèÿìè, ðåæå òâåðäûå áèòóìû, íàñûùàþùèå ïîðû è òðåùèíû â êåðíå ñêâàæèí. Âìåùàþùèå ïîðîäû ïðåäñòàâëåíû ïåñ÷àíèêàìè (68% ñëó÷àåâ), êàðáîíàòíûìè è õåìîãåííûìè ïîðîäàìè (ñîîòâåòñòâåííî 19 è 13%). Îò÷åòëèâîå ïðåîáëàäàíèå ïåñ÷àíèêîâ ñðåäè áèòóìèíîçíûõ ïîðîä è ïðîíèêíîâåíèå íåôòè ïî òðåùèíàì ãîâîðèò îá ÿâíî ìèãðàöèîííîì ïðîèñõîæäåíèè áîëüøèíñòâà íàáëþäàâøèõñÿ óãëåâîäîðîäíûõ ôëþèäîâ. Îá ýòîì æå ñâèäåòåëüñòâóåò è îò÷åòëèâîå òÿãîòåíèå íàèáîëåå ýôôåêòíûõ ïðîÿâëåíèé Ó ê çîíå Áèëëåôüîðäñêîãî ðàçëîìà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëüøèé ïðàêòè÷åñêèé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò ïðîÿâëåíèÿ ëåãêîé íåôòè, êîíäåíñàòà è æèðíîãî ìåòàíîâîãî ãàçà, îòìå÷åííûå â êîëîíêîâûõ ñêâàæèíàõ ïî áåðåãàì áóõòû Ïåòóíüÿ íà ãëóáèíàõ 800–1000 ì. Êîëëåêòîðîì ÷àùå âñåãî ñëóæèëè ïåñ÷àíèêè áàøêèðñêîãî ÿðóñà, ïîêðûøêîé – ãèïñîíîñíûå ïîðîäû ìîñêîâñêîãî ÿðóñà. Íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèé â ðàéîíå áóõòû Ïåòóíüÿ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè îïðåäåëÿåòñÿ òåì, ÷òî ïîðîäû íèæíåãî îòäåëà îáîãàùåíû îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì, ñîäåðæàò ïëàñòû óãëÿ ðàáî÷åé ìîùíîñòè è èñïûòàëè òåðìàëüíîå âîçäåéñòâèå ìîùíîé èíòðóçèè ãàááðî.  ðåçóëüòàòå Πêàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèé, ïðåäñòàâëåííîå â îòëè÷èå îò íèæåëåæàùåé äåâîíñêîé òîëùè ïðåèìóùåñòâåííî ãóìóñîâûì ìàòåðèàëîì, îáëàäàåò áîëåå âûñîêîé ñòåïåíüþ êàòàãåíåòè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè – îò ãàçîâîé äî îòîùåííî-ñïåêàþùåéñÿ ñòàäèè. 287
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ñòàäèÿ êàòàãåíåçà Πâîçðàñòàåò ñ çàïàäà íà âîñòîê – îò ãàçîâîé â ðàéîíå ã. Òðèóíãåí äî æèðíîé â ðóäíèêå Ïèðàìèäà è êîêñîâîé íà Ãèïñäàëåíå. Æèðíûé ñîñòàâ ãàçà â êàìåííîóãîëüíûõ ïîðîäàõ ðóäíèêà Ïèðàìèäû è áóõòû Ïåòóíüÿ òàêæå ñîîòâåòñòâóåò áîëåå âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñòàäèè íåôòåãàçîãåíåðàöèîííîãî ïðîöåññà.  ïåðìñêèõ ïîðîäàõ íà Çåìëå Äèêñîíà Ì. Þ. Ìèëîñëàâñêèì è Þ. ß. Ëèâøèöåì íàáëþäàëèñü âûäåðæàííûå ïà÷êè áèòóìèíîçíûõ èçâåñòíÿêîâ ìîùíîñòüþ äî 10 ì, ïðèóðî÷åííûå ê îñíîâàíèþ ðàçðåçà, è îáíàðóæåí òîíêèé (íå áîëåå 0,5 ì) ïðîñëîé ÷åðíûõ ñëàíöåâ òèïà áàæåíèòîâ, â êîòîðûõ ñîäåðæàíèå îðãàíè÷åñêîãî óãëåðîäà äîñòèãàëî 20,6%. Ïîäîáíûå æå ïîðîäû, îáîãàùåííûå îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì, ïðèñóòñòâóþò â îñíîâàíèè ñòàðîñòèíñêîé ñâèòû íà çàïàäíîì ïîáåðåæüå Øïèöáåðãåíà. Ó÷èòûâàÿ øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïåðìñêèõ ïîðîä íà òåððèòîðèè àðõèïåëàãà, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî îíè ìîãóò ñëóæèòü èñòî÷íèêîì ìèãðàöèîííîñïîñîáíûõ óãëåâîäîðîäîâ, ìîáèëèçàöèÿ êîòîðûõ ñâÿçàíà ñ ïàëåîãåíîâûì ïðîãèáàíèåì. Òðèàñîâûå îòëîæåíèÿ íà Øïèöáåðãåíå ÿâëÿþòñÿ ðåãèîíàëüíî íåôòåãàçîíîñíîé òîëùåé. Ñ îòëîæåíèÿìè ýòîãî âîçðàñòà ñâÿçàíû ãàçîïðîÿâëåíèÿ â ñêâàæèíàõ Ãð¸íôüîðä, Èñõ¸ãäà, Òðîìñ¸áðååí, Ãðóìàíòñêàÿ, Âàññäàëåí-2 è Õàêåòàíãåí.  äâóõ ïîñëåäíèõ ïîëó÷åíû çíà÷èòåëüíûå ïðèòîêè ìåòàíîâîãî ãàçà ñ äåáèòàìè ïîðÿäêà 30–50 òûñ. ì3/ñóò, îöåíèâàåìûå êàê ïðîìûøëåííûå. Ïðèòîê ãàçà â ñêâàæèíå Òðîìñ¸áðååí èíòåðåñåí â òîì îòíîøåíèè, ÷òî ïîëó÷åí íà îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèõ ãëóáèíàõ – îêîëî 1000 ì (Â. Ê. Ïåíòèëëà è Ð. Å. ×åð÷). Áèòóìèíîçíûå àðãèëëèòû – òâåðäûå è ïîëóæèäêèå áèòóìû – ïðèñóòñòâóþò ïðàêòè÷åñêè âî âñåì ðàçðåçå òðèàñà íà âîñòîêå àðõèïåëàãà (á. Óè÷å, ì. Ìþðè).  Ñàññåí-ôüîðäå è Àäâåíòäàëåíå àíàëîãè÷íûå ïðîÿâëåíèÿ îòìå÷åíû â àðãèëëèòàõ îëåíåêñêîãî, àíèçèéñêîãî, ëàäèíñêîãî è íîðèéñêîãî ÿðóñîâ, íà ì. Ôåñòíèíãñîääåí – â îëåíåêñêîì è àíèçèéñêîì ÿðóñàõ, à â ñêâàæèíå Ãðóìàíòñêàÿ – â êàðíèéñêîì ÿðóñå. Íà î-âàõ Ýäæ, Âèëüãåëüìà è Áàðåíöà ìíîãî÷èñëåííûå ïðèìàçêè ïî òðåùèíàì, íàòåêè âÿçêîãî, ïîëóæèäêîãî è ñìîëîïîäîáíîãî âåùåñòâà è ðåæå ñïëîøíîå íàñûùåíèå ïîðèñòûõ ïîðîä æèäêîé íåôòüþ ïðèóðî÷åíû ê ðàçðåçó íèæíåãî è ñðåäíåãî òðèàñà. Íà î. Ìåäâåæèé îíè âñòðå÷åíû â íèæíåì òðèàñå, íà î. Íàäåæäà – â âåðõíåì òðèàñå. Áîëüøèíñòâî èçó÷åííûõ îáðàçöîâ ñîäåðæàò àëëîõòîííûå áèòóìîèäû, è òîëüêî â èíäèéñêîì ÿðóñå è ôîñôîðèòàõ ñðåäíåãî îòäåëà îòìå÷åíû áèòóìû ñèíãåíåòè÷íîé ïðèðîäû. Ñîäåðæàíèå îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà â òðèàñîâûõ ïîðîäàõ, ïî äàííûì À. È. Äàíþøåâñêîé, äîñòèãàåò 10% (ïðè ïðåîáëàäàíèè ãèäðîáèîíòíîé îðãàíèêè).  öåëîì, êåðîãåí òðèàñîâûõ îòëîæåíèé õàðàêòåðèçóåòñÿ íåâûñîêèì óðîâíåì êàòàãåíåòè÷åñêîé ïðåîáðàçîâàííîñòè, è òîëüêî âáëèçè àëüïèéñêîé íàäâèãîâîé çîíû îí çàìåòíî ïîâûøàåòñÿ, äîñòèãàÿ òîùåé è ïîëóàíòðàöèòîâîé ñòàäèé (ÌÊ5–ÀÊ2).  óñëîâèÿõ íåíàðóøåííîãî çàëåãàíèÿ êàòàãåíåç îáû÷íî ñîîòâåòñòâóåò óðîâíþ äëèííîïëàìåííîé, ðåæå – è ãàçîâîé ñòàäèé (ÌÊ1–ÌÊ2). Òàêèå çíà÷åíèÿ îïðåäåëåíû â ðàçðåçàõ î. Ýäæ è, íàäî ïîëàãàòü, ïðèñóùè ðàçðåçàì ïðèëåãàþùåãî øåëüôà. Íà êðàéíåì ñåâåðî-âîñòîêå îáëàñòè, íà Çåìëå Ôðàíöà-Èîñèôà, ïî äàííûì Î. È. Ñóïðóíåíêî, çðåëîñòü êåðîãåíà íåâûñîêà (Ro = 0,25 ÷ 0,48; ÏÊ2–ÏÊ3), ïîýòîìó òðèàñîâûå òîëùè, íåñìîòðÿ íà îáèëèå îðãàíèêè, íå ìîãëè ãåíåðèðîâàòü áîëüøîãî êîëè÷åñòâà Ó áåç äîïîëíèòåëüíûõ ïîðöèé òåïëà, ïðèâíîñèìîãî èíòðóçèÿìè. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî êî âðåìåíè àëüïèéñêîé àêòèâèçàöèè çðåëîñòü Πòðèàñîâîé òîëùè áûëà åùå íèæå, è îíè âðÿä ëè ìîãëè ñëóæèòü èñòî÷íèêîì ìèãðàöèîííîñïîñîáíûõ ôëþèäîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, ýïèãåíåòè÷íûå áèòóìîèäû â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ, âåðîÿòíåå âñåãî, ÿâëÿþòñÿ ïðîäóêòàìè ìèãðàöèè èç áîëåå äðåâíèõ – ïåðìñêèõ èëè êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèé. Âñëåäñòâèå íåâûñîêîãî òåìïà ïðîãèáàíèÿ â ìåçîçîå çðåëîñòü Πâ ýòèõ ïîòåíöèàëüíî íåôòåìàòåðèíñêèõ ïîðîäàõ è ìîáèëèçàöèÿ Ó çäåñü ìîãëà ïðîèçîéòè â ðåçóëüòàòå ïîñòåïåííîãî íàêîïëåíèÿ ñóììàðíîãî òåïëîâîãî èìïóëüñà, ò. å. óæå â êàéíîçîå. Ýòîò âûâîä íàõîäèòñÿ â õîðîøåì ñîîòâåòñòâèè ñ íàáëþäåíèÿìè Ò. Ì. Ï÷åëèíîé, îòìåòèâøåé íà çàïàäíîì áîðòó Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà, íà ì. Ñåëüìàíåñåò, ðåçóëüòàòû ïîñòñåäèìåíòàöèîííûõ ïðîöåññîâ äâóõ ãåíåðàöèé, èç êîòîðûõ äðåâíèé ïðåäñòàâëåí êâàðöåâîêàëüöèòîâîé æèëêîé, à ïîçäíåéøèé – ïåðåñåêàþùåé åå òðåùèíîé, çàïîëíåííîé âÿçêèì áèòóìîì. Ïîñêîëüêó ïîÿâëåíèå òåêòîíè÷åñêîé òðåùèíîâàòîñòè â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ ýòîãî ðàéîíà óâåðåííî ñâÿçûâàåòñÿ ñ àëüïèéñêèì òåêòîãåíåçîì â îëèãîöåíîâîå âðåìÿ, òî, ñëåäîâàòåëüíî, íèæíèé âîçðàñòíîé ïðåäåë âîçðàñòà ìèãðàöèîííûõ ôëþèäîâ â òðèàñîâîé òîëùå îïðåäåëÿåòñÿ ðóáåæîì ïàëåîãåíà è íåîãåíà, ò. å. îêîëî 25 Ìà. Èñêëþ÷åíèåì èç ðàññìîòðåííûõ çàêîíîìåðíîñòåé ÿâëÿþòñÿ ó÷àñòêè ðàçðåçà, ãäå íà ñîçðåâàíèå Πèíòåíñèâíî ïîâëèÿë èíòðóçèâíûé ìàãìàòèçì. Íàèáîëåå îò÷åòëèâî ýòî âîçäåéñòâèå ìîæíî âèäåòü íà ïðèìåðå êàòàãåíåòè÷åñêîãî ðàçðåçà ñêâàæèíû Ñåâåðíîé, ãäå Πâ îòäåëüíûõ 288
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
îáðàçöàõ äîñòèãàåò ñòàäèé ÌÊ4–ÌÊ5. Ìîäåëèðîâàíèå ãåîòåðìè÷åñêîãî ðàçðåçà ïîêàçàëî, ÷òî âåðõíÿÿ ãðàíèöà «íåôòÿíîãî îêíà» (çîíû ÌÊ2) â íîðìàëüíîì êàòàãåíåòè÷åñêîì ðàçðåçå (áåç èíòðóçèé) ðàñïîëàãàåòñÿ â ýòîì ðàéîíå â ñðåäíåì íà ãëóáèíàõ îêîëî 1,5 êì, à ñâîå ïîëîæåíèå ýòà ãðàíèöà çàíÿëà â ðåçóëüòàòå êàéíîçîéñêîãî àïëèôòà, àìïëèòóäà êîòîðîãî îöåíåíà â 800–1 200 ì. Ãåîòåðìè÷åñêèé ãðàäèåíò äî àïëèôòà äîñòèãàë 40 °Ñ/êì, à ýòî çíà÷èò, ÷òî çà ïîñëåäíèå 60 ìëí ëåò òåìïåðàòóðà â íåäðàõ çàìåòíî ñíèçèëàñü. Êàòàãåíåòè÷åñêèå ðàçðåçû äðóãèõ ñêâàæèí íà ÇÔÈ ïîêàçûâàþò, ÷òî âëèÿíèå èíòðóçèé íå ÿâëÿåòñÿ ðàâíîìåðíûì ïî ïëîùàäè.  ñêâàæèíå Õåéñà êàòàãåíåç Πìåíÿåòñÿ ïî ðàçðåçó íå òàê êîíòðàñòíî, êàê íà âîñòîêå àðõèïåëàãà, ïàëåîãåîòåìïåðàòóðíûé ãðàäèåíò íà ìîìåíò, ïðåäøåñòâóþùèé àïëèôòó, îöåíèâàåòñÿ â 33 °Ñ/êì (ñîâðåìåííûé ãðàäèåíò 29 °Ñ/êì), à âåëè÷èíà àïëèôòà – íå áîëåå 600–800 ì. Ýòè ôàêòû îïðîâåðãàþò áûòóþùåå ñðåäè ãåîëîãîâ ìíåíèå, áóäòî èíòðóçèè è íåôòü íåñîâìåñòèìû. Íåãàòèâíîå âëèÿíèå èíòðóçèè âûðàæàåòñÿ â òåðìîìåòàìîðôèçìå îñàäî÷íûõ ïîðîä â îáúåìå, íåìíîãèì ïðåâûøàþùåì ðàçìåðû ñàìîãî ìàãìàòè÷åñêîãî òåëà, à èìïóëüñ òåïëà, óñêîðÿþùåãî ñîçðåâàíèå êåðîãåíà, çàòðàãèâàåò çíà÷èòåëüíî áîëüøèé îáúåì. Äåòàëüíûå íàáëþäåíèÿ, âûïîëíåííûå Á. À. Êëóáîâûì íà î. Õåéñà, ïîêàçàëè, ÷òî âáëèçè äàåê äîëåðèòî-áàçàëüòîâ âåðõíåòðèàñîâûå ïîëèìèêòîâûå ïåñ÷àíèêè ïî÷òè ïîâñåìåñòíî ïðîïèòàíû ïîëóâÿçêèìè áèòóìàìè òèïà ìàëüòû, à ñ óäàëåíèåì îò êîíòàêòà îíè ñìåíÿþòñÿ àñôàëüòèòàìè è ãèëüñîíèòàìè ñ ìàëûì ñîäåðæàíèåì ìàñåë. Íàõîæäåíèå âñåõ ðàçíîâèäíîñòåé áèòóìîâ â òðåùèíàõ â àññîöèàöèè ñ ïàëàãîíèòîì è öåîëèòîì îäíîçíà÷íî ñâèäåòåëüñòâóåò î ìèãðàöèîííîé èõ ïðèðîäå è ãåíåòè÷åñêîé ñâÿçè ñ ãèäðîòåðìàëüíûì ïðîöåññîì, à ÷åðåäîâàíèå áèòóìà è ïàëàãîíèòà â òîí÷àéøèõ êîíöåíòðè÷åñêèõ êàåìêàõ â ìèíäàëèíàõ óêàçûâàåò íà äëèòåëüíîñòü è ìíîãîêðàòíîå ïîâòîðåíèå ïðîöåññà ìèãðàöèè. Â. Ì. Áåçðóêîâ îòìåòèë, ÷òî ìèãðàöèÿ ïðîõîäèëà â äâà ýòàïà. Ñ äàéêîâûì êîìïëåêñîì îí ñâÿçûâàåò ãèäðîòåðìàëüíûå áèòóìû íàôòèäîíàôòîèäíîãî ðÿäà, à ñ ïåñ÷àíûìè êîëëåêòîðàìè òðèàñà – ìèãðàöèîííûå íàôòèäû ðåãðåññèîííîé (ãèïåðãåííîé) ëèíèè, èñòî÷íèê êîòîðûõ ïðåäïîëàãàåòñÿ â ïîãðóæåííûõ çîíàõ ÁÑÊÌ. Òàêèì îáðàçîì, òðèàñîâûé îñàäî÷íûé êîìïëåêñ ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ êàê òîëùà, ñîäåðæàùàÿ õîðîøèå êîëëåêòîðû è ïîòîìó àêêóìóëèðóþùàÿ âòîðè÷íûå ôëþèäû, è êàê íåôòåìàòåðèíñêàÿ òîëùà, ïîòåíöèàë êîòîðîé â ðàçðåçàõ è â òåõ ðàéîíàõ, äîñòóïíûõ äëÿ íàáëþäåíèÿ â íàñòîÿùåå âðåìÿ, îêàçàëñÿ äàëåê îò ïîëíîé ðåàëèçàöèè, íî â áîëåå ïîãðóæåííûõ çîíàõ ýòîò ïîòåíöèàë, áåçóñëîâíî, ïðîÿâèëñÿ ïîëíåå. Íàèáîëüøèå ãåíåðàöèîííûå ñïîñîáíîñòè ìîæíî ñâÿçûâàòü ñî ñðåäíåòðèàñîâûìè îòëîæåíèÿìè, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ñ ëàäèíñêèìè àðãèëëèòàìè. Ìîùíîñòü íèæíå-ñðåäíåòðèàñîâûõ îòëîæåíèé, îòëè÷àþùèõñÿ ïîâûøåííîé áèòóìèíîçíîñòüþ, äîñòèãàåò 430–510 ì.  þðñêèõ îòëîæåíèÿõ âûäåëÿåòñÿ âåðõíèé îòäåë, â êîòîðîì ïîâñåìåñòíî, êàê íà çàïàäå îáëàñòè, òàê è íà âîñòîêå, ïðèñóòñòâóåò ìîùíàÿ, äî 140 ì òîëùà îäíîðîäíûõ àðãèëëèòîâ, ñîäåðæàùèõ ïîâûøåííûå êîíöåíòðàöèè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà è áèòóìîèäà.  øïèöáåðãåíñêèõ ðàçðåçàõ ýòè ñîäåðæàíèÿ ñîñòàâëÿþò ñîîòâåòñòâåííî 0,6–5,8% è 0,2–0,6%, à íà ÇÔÈ, â ÷àñòíîñòè, íà î. Ãóêåðà, ïî äàííûì Þ. ß. Ëèâøèöà, ñîäåðæàíèå Ñîðã. äîñòèãàåò 2,4–9,4%. Íèçêèå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà áèòóìèíèçàöèè (2–22,5%) è ôîðìà íàõîæäåíèÿ áèòóìîâ – â âèäå ìèêðîñãóñòêîâ â àðãèëëèòàõ – ñâèäåòåëüñòâóþò î ïðåîáëàäàíèè ñèíãåíåòè÷íîé ôîðìû Ó è ïðîÿâëåíèè ìèãðàöèè â ñàìîé ðàííåé ñòàäèè. Ñîñòàâ áèòóìîâ ìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ, ÷òî òàêæå õàðàêòåðíî äëÿ ñèíãåíåòè÷íûõ îáðàçîâàíèé. Òàêèì îáðàçîì, þðñêèé êîìïëåêñ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òîëùó, êîòîðàÿ â ïîãðóæåííûõ óñëîâèÿõ ìîãëà ðåàëèçîâàòü ñâîé íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë, íî îáëàñòü, ãäå ýòî ìîãëî ïðîèçîéòè, îãðàíè÷èâàåòñÿ íà çàïàäå – ïëîùàäüþ Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà, à íà øåëüôå – îñåâîé çîíîé ïðîãèáà Îëüãè. Ïðè ýòîì ñîçðåâàíèå ìèêðîíåôòè ìîãëî íà÷àòüñÿ ëèøü ïîñëå ýòàïà èíòåíñèâíîãî ïðîãèáàíèÿ, ò. å. â íà÷àëå ìèîöåíà. Íèæíåìåëîâûå îòëîæåíèÿ õàðàêòåðèçóþòñÿ îãðàíè÷åííîé áèòóìèíîçíîñòüþ è ïîâûøåííîé ãàçîíàñûùåííîñòüþ.  Ãðåí-ôüîðäå, òóíäðå Ýðäìàíà è Àäâåíòäàëåíå èçâåñòíû åñòåñòâåííûå âûõîäû ãàçà â âèäå ãðèôîíîâ.  íîðâåæñêîé ñêâàæèíå â Ñàññåí-ôüîðäå ãàçèðîâàíèå èç àïò-àëüáñêèõ îòëîæåíèé íàáëþäàëîñü â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ëåò. Ãàç ìåòàíîâûé, èíîãäà ñ äîáàâêîé òÿæåëûõ Ó äî 3,0%. Îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî â ýòîé òîëùå ïðåäñòàâëåíî, êàê ïðàâèëî, ãóìóñîâûì ìàòåðèàëîì â êîëè÷åñòâàõ äî 2–3% è íàõîäèòñÿ îáû÷íî íà íèçêîé ñòàäèè êàòàãåíåçà, íî â ñêâàæèíàõ Ãðóìàíòñêàÿ è Âàñäàëåí êàòàãåíåç äîñòèãàåò íåîáû÷íî âûñîêèõ çíà÷åíèé (ÌÊ3–ÌÊ4), ÷òî ïðåäïîëîæèòåëüíî ñâÿçûâàåòñÿ ñ ïðîãðåâîì ïîðîä âî âðåìÿ àëüïèéñêîé ñêëàä÷àòîñòè. 289
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Òàêèì îáðàçîì, â ïîëîñå çàïàäíîãî áîðòà ïðîãèáà íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë Πâ ìåëîâîé òîëùå áëèçîê ê èñ÷åðïàíèþ; íà øåëüôå ê âîñòîêó îò àðõèïåëàãà, ãäå ïàëåîãåíîâîå ïðîãèáàíèå áûëî íåâåëèêî, à ñêëàä÷àñòîñòü âîîáùå íå ïðîÿâèëàñü, ðîëü ýòîãî êîìïëåêñà êàê íåôòåãàçîãåíåðàöèîííîãî ñíèæàåòñÿ, è ìåëîâûå ïîðîäû íå âêëþ÷àþòñÿ â ÷èñëî íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûõ òîëù, òîëüêî â îñåâîé çîíå Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà è íà êîíòèíåíòàëüíîì ñêëîíå ê çàïàäó îò Øïèöáåðãåíà îíè, âåðîÿòíî, íàõîäÿòñÿ â óñëîâèÿõ, áëàãîïðèÿòíûõ äëÿ íåôòåãàçîãåíåðàöèè. Ïàëåîãåíîâàÿ îñàäî÷íàÿ òîëùà ñîäåðæèò çàëåæü íåôòè, âûÿâëåííóþ â 1988 ã. íà Ëàéëåíñêîé ïëîùàäè, è ìíîãî÷èñëåííûå íåôòå-, ãàçî- è áèòóìîïðîÿâëåíèÿ â ïåñ÷àíèêàõ áàðåíöáóðãñêîé ñâèòû íà Áàðåíöáóðãñêîì óãîëüíîì ìåñòîðîæäåíèè, íà Ëàéëåíñêîì, Ãðóìàíòñêîì è Êîëñáåéñêîì ó÷àñòêàõ, íàáëþäàâøèåñÿ â ïîäçåìíûõ ãîðíûõ âûðàáîòêàõ è óãëåïîèñêîâûõ ñêâàæèíàõ. Çíà÷åíèå ýòèõ ôàêòîâ äëÿ îöåíêè ïåðñïåêòèâ íåôòåãàçîíîñíîñòè äàííîé ÍÃÎ âåñüìà âåëèêî. Èòàê, îòëîæåíèÿ, ñïîñîáíûå ê ãåíåðàöèè ÓÂ, ïðèñóòñòâóþò â ðàçðåçå Ãðóìàíòñêîé ÍÃÎ â øèðîêîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì äèàïàçîíå îò âåðõíåãî ðèôåÿ äî ïàëåîãåíà, à íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûå â ýòîì îòíîøåíèè òîëùè ïðèóðî÷åíû ê âåðõíåìó äåâîíó-íèæíåìó êàðáîíó, íèæíåé ïåðìè è íèæíåìó-ñðåäíåìó òðèàñó. Êðîìå òîãî, íà âîñòîêå îáëàñòè ê íèì ïðèáàâëÿþòñÿ îòëîæåíèÿ âåðõíåé þðû è íèæíåãî ìåëà, à íà ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî øåëüôà – è ïàëåîãåíà. Àëëîõòîííûå Ó âñòðå÷àþòñÿ ïî âñåìó ðàçðåçó, ïðè÷åì äëÿ áîëüøèíñòâà ïðîÿâëåíèé õàðàêòåðåí êàéíîçîéñêèé âîçðàñò ìèãðàöèè. Íà àðõ. Øïèöáåðãåí íàáëþäàåòñÿ óâåëè÷åíèå ãåîòåðìè÷åñêîãî ãðàäèåíòà â ñðåäíåé ÷àñòè íèæíåãî òðèàñà, ÷òî óêàçûâàåò íà âëèÿíèå êîíâåêòèâíîãî òåïëà, âûíîñèìîãî ãàçîæèäêîñòíûìè ñìåñÿìè èç íèæíåé ÷àñòè îñàäî÷íîãî ðàçðåçà íà óðîâåíü ýêðàíèðîâàíèÿ (òðèàñ). Ïîâûøåííîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â ãàçå è éîäà, è áðîìà â ìèíåðàëèçîâàííûõ ïîäçåìíûõ âîäàõ ñâèäåòåëüñòâóåò î ñâÿçè ìèãðàöèîííûõ ôëþèäîâ ñ ãëóáèííûìè î÷àãàìè òåðìàëüíîé ðàçãðóçêè. Èìåííî ñ òðèàñîâûìè îòëîæåíèÿìè ñâÿçàíû ãàçîïðîÿâëåíèÿ íà Âàñäàëåíñêîé è Ãðóìàíòñêîé ïëîùàäÿõ Øïèöáåðãåíà. Íà ÇÔÈ îáùèì óðîâíåì ýêðàíèðîâàíèÿ ãëóáèííîãî òåïëîìàññîïåðåíîñà âûñòóïàåò ñðåäíèé òðèàñ, èç êîòîðîãî â ñêâàæèíå Õåéñà-1 ïîëó÷åíû íåáîëüøèå ïðèòîêè ìåòàíîâîãî ãàçà. Òàêèì îáðàçîì, äîïîëíèòåëüíûé èìïóëüñ êîíâåêòèâíîãî òåïëà, êîòîðûé ïîëó÷èëè îñàäî÷íûå òîëùè Ãðóìàíòñêîé ÍÃÎ â êàéíîçîå, ïîñëóæèë îñíîâíîé ïðè÷èíîé îäíîâðåìåííîé àêòèâèçàöèè íåôòåãåíåðàöèîííûõ ïðîöåññîâ â ðàçíîâîçðàñòíûõ òîëùàõ îáëàñòè.  ëàòåðàëüíîì ðàñïðîñòðàíåíèè ìèãðàöèîííûõ óãëåâîäîðîäîâ íàìå÷àåòñÿ èõ òÿãîòåíèå ê ïåðèôåðèè Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà è äâóì åãî ãðàíè÷íûì çîíàì – Çàïàäíîé è Âîñòî÷íîé. Íà ïðèëåãàþùèõ àêâàòîðèÿõ íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûìè ïðåäñòàâëÿþòñÿ ñàìàÿ çàïàäíàÿ, ïåðèîêåàíè÷åñêàÿ çîíà ÍÃÎ è íåêîòîðûå öåíòðàëüíûå çîíû òèïà Îëüãèíñêîãî ïðîãèáà, ãäå ïîñëåìåëîâîå ïîãðóæåíèå áûëî íå ìåíåå çíà÷èòåëüíûì, ÷åì â ïðåäøåñòâóþùèå ýïîõè. Äàëåå ê âîñòîêó è þãó, âêëþ÷àÿ è ïîäíÿòèå Ïåðñåÿ, ðàñïîëàãàþòñÿ ðàéîíû, ìåíåå ïåðñïåêòèâíûå â íåôòåãåíåðàöèîííîì îòíîøåíèè. Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêàÿ, âîçìîæíî, íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü (ÂÍÃÎ) Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêàÿ ÍÃÎ çàíèìàåò ïëîùàäü 210 òûñ. êì2 è âìåñòå ñ Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíîé ñîñòàâëÿåò íàèáîëåå ïîãðóæåííóþ ÷àñòü ÁÑÊÌ. Ãðàíèöà ìåæäó ýòèìè îáëàñòÿìè ïðîâîäèòñÿ ïî Ëóäëîâñêîé ñåäëîâèíå, êîòîðàÿ, ïðèíàäëåæà â òåêòîíè÷åñêîì îòíîøåíèè ñðàçó äâóì îáëàñòÿì, âûäåëÿåòñÿ â êà÷åñòâå îòäåëüíîãî íåôòåãàçîíîñíîãî ðàéîíà. Îñíîâíûå ÷åðòû ñòðîåíèÿ Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíû ïîäîáíû ñòðîåíèþ Þæíî-Áàðåíöåâñêîé, à èõ ãëàâíîå îòëè÷èå ñîñòîèò â òîì, ÷òî òåïëîâîé ïîòîê â ñåâåðíîé ÷àñòè ÁÑÊÌ áûë áîëåå ìîùíûì, íåæåëè íà þãå. Íà þãå ÁÑÊÌ ñîâðåìåííûé òåïëîâîé ïîòîê â ñðåäíåì ñîñòàâëÿåò 60 ìÂò/ì2 , à â îêðåñòíîñòÿõ ÇÔÈ îí âîçðàñòàåò äî 80 ìÂò/ì2. Àíàëîãè÷íûé âûâîä áûë ñäåëàí íàìè äëÿ ïåðèîäà âðåìåíè, íà÷èíàÿ ñ ïîçäíåãî òðèàñà, íà îñíîâàíèè àíàëèçà âåðòèêàëüíûõ ãðàäèåíòîâ êàòàãåíåòè÷åñêîé çðåëîñòè Πâ îòëîæåíèÿõ ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà, ñëàãàþùèõ ïëèòíûé êîìïëåêñ Áàðåíöåâà ìîðÿ. Ýòà ðåãèîíàëüíàÿ îñîáåííîñòü òåðìàëüíîãî ïîëÿ ñâÿçûâàåòñÿ ñ ðàçâèòèåì Àðêòè÷åñêîé ãåîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìû, â öåíòðå êîòîðîé, ïî Þ. Å. Ïîãðåáèöêîìó, ðàñïîëàãàëñÿ ãîðÿ÷èé ìàíòèéíûé ãåîòóìîð, èëè ñ ðàñêðûòèåì Åâðàçèéñêîãî ñïðåäèíãîâîãî áàññåéíà, âûçâàííûé ýòèì ìàíòèéíûì äèàïèðîì è ïðîÿâëåíèåì ïîçäíåìåçîçîéñêîãî òðàïïîâîãî ìàãìàòèçìà. 290
Ñåâåðî-Áàðåíöåâñêàÿ âïàäèíà ñâîèì ïîâûøåííûì óðîâíåì òåïëîâîãî ïîëÿ çàìåòíî îòëè÷àåòñÿ îò äðóãèõ íåôòåãàçîíîñíûõ áàññåéíîâ ñåâåðî-çàïàäíîé îêðàèíû Åâðîïû è èìååò àíàëîã òîëüêî â âèäå Ñåâåðîìîðñêîãî ÍÃÁ (Ãëàçíåâ, 2003). Ïîñêîëüêó ðàçîãðåòûìè çäåñü áûëè ëèøü îòäåëüíûå çîíû îñàäî÷íîãî ðàçðåçà, â êîòîðûõ ïðîÿâèëñÿ èíòðóçèâíûé ìàãìàòèçì (ðèñ. 10.12), òî ìîæíî îæèäàòü, ÷òî â ðàçðåçå ýòîé ÂÍÃÎ áóäóò ïðåâàëèðîâàòü íåôòÿíûå ñêîïëåíèÿ. Èìåþùèåñÿ ãåîëîãè÷åñêèå ñâåäåíèÿ ïîçâîëÿþò ñ÷èòàòü ýòî ïðåäïîëîæåíèå ðåàëüíûì. Íà Ëóíèíñêîé ïëîùàäè ïîèñêîâàÿ ñêâàæèíà, çàêîíñåðâèðîâàííàÿ ïðè çàáîå íà 1 405 ì â âåðõíåþðñêèõ áèòóìèíîçíûõ ãëèíàõ, ïîêàçàëà ïðèñóòñòâèå íåáîëüøèõ íåôòåãàçîâûõ çàëåæåé â àïòñêèõ ïåñ÷àíèêàõ íà ãëóáèíàõ, íå ïðåâûøàþùèõ 1000 ì. Ýòè äàííûå íå ïðåäñòàâëÿþò ïðîìûøëåííîãî èíòåðåñà, îäíàêî, âåñüìà âàæíû äëÿ îáîñíîâàíèÿ ïðîãíîçà âñåé ðàññìàòðèâàåìîé ÍÃÎ, ïîêàçûâàÿ, ÷òî ïîìèìî þðñêèõ îòëîæåíèé, ðåãèîíàëüíàÿ ïðîäóêòèâíîñòü êîòîðûõ â ïðåäåëàõ âñåé ïðèîñåâîé çîíû ÁÑÊÌ íå âûçûâàåò áîëüøèõ ñîìíåíèé, íåôòåíîñíûìè ìîãóò áûòü ïåñ÷àíûå ïëàñòû â íèæíåì ìåëó. Áóðåíèå íà Ëóäëîâñêîé ïëîùàäè ïðèíåñëî áîëåå âåñîìûå ðåçóëüòàòû, îòêðûâ â 1990 ã. êðóïíóþ ãàçîêîíäåñàòíóþ çàëåæü â ñðåäíåêåëëîâåéñêèõ è êèìåðèäæ-îêñôîðäñêèõ ïåñ÷àíèêàõ, ìîùíîñòü êîòîðûõ äîñòèãàåò 85 ì (ïðîäóêòèâíûé ïëàñò – àíàëîã Þ0 Øòîêìàíñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ). Ïðè èñïûòàíèè ïîëó÷åí ïðèòîê ãàçà îêîëî 500 òûñ. ì3/ñóò. Ãàç ìåòàíîâûé, íèçêîàçîòíûé, áåññåðíèñòûé. Ïðèçíàêè ãàçà áûëè îáíàðóæåíû è â ìåëîâîé ÷àñòè ðàçðåçà, â íåîêîìå, íî ïåñ÷àíî-àëåâðîëèòîâûå ïðîñëîè, ñîäåðæàùèå çäåñü íåïðîìûøëåííûå ãàçîâûå çàëåæè, îêàçàëèñü íåáîëüøîé ìîùíîñòè, íå áîëåå 10–15 ì. Íà Ëåäîâîé ïëîùàäè ãåîòåðìè÷åñêèìè è ãåîõèìè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè áûëè âûÿâëåíû ëîêàëüíûå àíîìàëèè, ïðèóðî÷åííûå ê ñâîäîâîé ÷àñòè ñòðóêòóðû.  ïîëå òåìïåðàòóð ýòà àíîìàëèÿ, çàìåðåííàÿ íà ãëóáèíå 1,5 ì, ñîñòàâëÿëà 0,15 °Ñ. Ãåîõèìè÷åñêàÿ àíîìàëèÿ íîñèò áîëåå ñëîæíûé õàðàêòåð, ÷òî íå ïîìåøàëî ïðåäñêàçàòü íàëè÷èå íà ýòîé ïëîùàäè
Ðèñ. 10.12. Íåñîãëàñíîå ñîîòíîøåíèå ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ãðàíèö è êàòàãåíåòè÷åñêîé çîíàëüíîñòè íà ñåâåðå Áàðåíöåâîìîðñêîé ïðîâèíöèè, îáóñëîâëåííîå èíòåíñèâíûì ïðîÿâëåíèåì â ïîçäíåì ìåçîçîå êîíâåêòèâíîãî òåïëîìàññîïåðåíîñà â îêðåñòíîñòÿõ Çåìëè Ôðàíöà-Èîñèôà
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
291
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
êðóïíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ÓÂ. Ïðîãíîç ïîäòâåðäèëñÿ, êîãäà íà ýòîé ïëîùàäè â 1990–1992 ãã. áûëî ïðîâåäåíî ïîèñêîâîå áóðåíèå íà þæíîì è ñåâåðíîì óïîëàõ. Çàëåæè Ó âñêðûòû â ñðåäíåé þðå (ïëàñòû Þ0, Þ1 – ãàçîâûå, Þ2 – ãàçîêîíäåíñàòíûå). Ïðè èñïûòàíèè ïëàñòà Þ1 ïîëó÷åí äåáèò ãàçà áîëåå 400 ì3/ñóò. Àäìèðàëòåéñêàÿ, âîçìîæíî, íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü (ÂÍÃÎ) Àäìèðàëòåéñêàÿ ÂÍÃÎ â ñòðóêòóðíîì îòíîøåíèè âåñüìà íåîäíîðîäíà è îõâàòûâàåò ïîëîñó øåëüôà ïëîùàäüþ 75 òûñ. êì2, ïðèëåãàþùóþ ñ çàïàäà ê Íîâîé Çåìëå.  åå ñîñòàâ âõîäÿò ìåãàâàë Àäìèðàëòåéñòâà, äâà êðóïíûõ ïîäíÿòèÿ – Îáðó÷åâà è ìûñà Æåëàíèÿ è Ïðèíîâîçåìåëüñêèé ïðîãèá (ïðîãèá Ñåäîâà). Îáùàÿ ïðîòÿæåííîñòü îáëàñòè áîëåå 1000 êì ïðè øèðèíå 100–150 êì è ãëóáèíå ìîðÿ 40–200 ì.  þæíîé è öåíòðàëüíîé ÷àñòÿõ Ïðèíîâîçåìåëüñêîé îáëàñòè ïðåîáëàäàþò ìåëêèå è ñðåäíèå ïî ðàçìåðó àñèììåòðè÷íûå áðàõèàíòèêëèíàëè, ïðèóðî÷åííûå ê ôðîíòàëüíîé ÷àñòè íàäâèãîâ Íîâîçåìåëüñêîé ñêëàä÷àòîé ñèñòåìû (Ïàïàíèíñêàÿ, Ñàõàíèíñêàÿ, Äîëãèíñêàÿ, Ðàõìàíîâñêàÿ è ðÿä äð.). Ïîäíÿòèÿ äàííîãî òèïà âûðàæåíû â ðàçðåçå ñðåäíåãî ñòðóêòóðíîãî ÿðóñà, à â îòëîæåíèÿõ íèæíåãî è âåðõíåãî ïðàêòè÷åñêè íå îòðàæàþòñÿ.  ïðåäåëàõ äàííîé ÂÍÃÎ íå âûÿâëåíî ïðîìûøëåííûõ ñêîïëåíèé ÓÂ, îäíàêî èìåþùèåñÿ ãåîôèçè÷åñêèå äàííûå è ñâåäåíèÿ î íåôòå- è áèòóìîïðîÿâëåíèÿõ íà çàïàäíîì ïîáåðåæüå Íîâîé Çåìëè ñâèäåòåëüñòâóþò î äîñòàòî÷íî âûñîêèõ ïåðñïåêòèâàõ íåôòåãàçîíîñíîñòè ýòîé îáëàñòè. Ýòè äàííûå ïîçâîëÿþò ïîëàãàòü, ÷òî â ñòðàòèãðàôè÷åñêîì îòíîøåíèè áèòóìîïðîÿâëåíèÿ ÷àùå âñòðå÷àþòñÿ â âåðõíåì ñèëóðå è íèæíåì êàðáîíå, ðåæå â äåâîíå è ïåðìè è íå çàìå÷åíû â áîëåå äðåâíèõ îáðàçîâàíèÿõ, â áîëüøèíñòâå ñâîåì ÿâëÿþòñÿ âòîðè÷íûìè, ïðè÷åì ìèãðàöèÿ, âåðîÿòíî, ïðîèñõîäèëà, ïî ìåíüøåé ìåðå, â äâà ýòàïà. Îäèí èç íèõ â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ òðèàñîâûì òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêèì öèêëîì, à äðóãîé – ñ àëüïèéñêîé àêòèâèçàöèåé.  ëàòåðàëüíîì îòíîøåíèè íàìå÷àåòñÿ ïðèóðî÷åííîñòü íàèìåíåå ìåòàìîðôèçîâàííûõ áèòóìîâ ê çîíàì îòíîñèòåëüíî ñëàáî ïðîÿâëåííîé ñêëàä÷àòîñòè. Ýòî ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòûâàòü íà îáíàðóæåíèå íåôòåíîñíûõ ñëîåâ â ïåðìñêèõ ïåñ÷àíèêàõ íà øåëüôå ìåæäó ï-îâîì Àäìèðàëòåéñòâà è î. Ìåæäóøàðñêèì è â áîëåå äðåâíèõ ïîðîäàõ – êàðáîíàòàõ îðäîâèêà-ñèëóðà ìåæäó ï-îâîì Øìèäòà è ì. Æåëàíèÿ. Ñðàâíèòåëüíî âûñîêàÿ ñòåïåíü ìåòàìîðôèçìà Π(ïîëóàíòðàöèòîâàÿ ñòàäèÿ, àïîêàòàãåíåç), âåðîÿòíåå âñåãî, îáóñëîâëåíà èíòåíñèâíûìè òåêòîíè÷åñêèìè íàïðÿæåíèÿìè, ñîïðîâîæäàþùèìè ðàíåå ìåçîçîéñêóþ ñêëàä÷àòîñòü, ïîñêîëüêó â äðóãèõ ðàéîíàõ Áàðåíöåâî-Êàðñêîãî ðåãèîíà, ãäå èçâåñòíû îäíîâîçðàñòíûå îòëîæåíèÿ ñ îäíîòèïíûì ÎÂ, ñòåïåíü êàòàãåíåçà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà çàìåòíî íèæå: íà î. Ýäæ îíî ïðåîáðàçîâàíî äî ñðåäíåé ñòàäèè ìåçîêàòàãåíåçà (æèðíîé ñòàäèè), à íà Ñåâåðíîé Çåìëå êåðîãåí âåíëîêñêèõ àðãèëëèòî-ìåðãåëèñòûõ ïîðîä íàõîäèòñÿ íà ãàçîâîé ñòàäèè (ÌÊ2–ÌÊ3).  îòëîæåíèÿõ äåâîíñêîãî âîçðàñòà: Πíà Íîâîé Çåìëå íàõîäèòñÿ íà âûñîêîé ñòàäèè êàòàãåíåçà (ÀÊ1–ÀÊ2) è óæå óòðàòèëî ñâîé ãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë, òîãäà êàê íà î. Êîëãóåâ è àðõ. Øïèöáåðãåí ïðåîáðàçîâàííîñòü îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà íå ïðåâûøàåò ñîîòâåòñòâåííî äëèííîïëàìåííîé (ÌÊ1) è æèðíîé (ÌÊ3) ñòàäèè. Âûøå ïî ðàçðåçó ðàçëè÷èÿ â ñòåïåíè ïðåîáðàçîâàíèÿ Πïîñòåïåííî ñãëàæèâàþòñÿ: â êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèÿõ Íîâîé Çåìëè êàòàãåíåç Πñîîòâåòñòâóåò òîùåé ñòàäèè (ÀÊ1), à â äðóãèõ îáëàñòÿõ – äëèííîïëàìåííîé è ãàçîâîé (ÌÊ1–ÌÊ2), à â ïåðìñêèõ ñîîòâåòñòâåííî: ÌÊ2–ÌÊ3 è ÌÊ1–ÌÊ2. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî íà Àäìèðàëòåéñêîì øåëüôå çðåëîñòü Πìîæíî îæèäàòü íà ïðîìåæóòî÷íîì óðîâíå. Ïîëàãàÿ, ÷òî âûñîêàÿ ñòåïåíü ìåòàìîðôèçìà Πâ ñèëóðèéñêî-êàìåííîóãîëüíûõ ïîðîäàõ Íîâîé Çåìëè ïðÿìî ñâÿçàíà ñî ñêëàä÷àòîñòüþ, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî â ñòîðîíó Ïðèíîâîçåìåëüñêîãî øåëüôà áóäåò ôèêñèðîâàòüñÿ áûñòðîå ñíèæåíèå óðîâíÿ êàòàãåíåçà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, êîòîðîå äàæå â ñðåäíåïàëåîçîéñêèõ ïîðîäàõ áóäåò ñîõðàíÿòü íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûå ñâîéñòâà. Ñêàçàííîå â ïîëíîé ìåðå îòíîñèòñÿ ê îöåíêå âîçìîæíîñòè îáíàðóæåíèÿ çàëåæåé íåôòè è ãàçà â òàê íàçûâàåìûõ «êîíãðóýíòíûõ» ñêëàäêàõ, âûÿâëåííûõ Ê. Ï. Íîâèêîâîé (ÊÌÀÃÝ) ïî ìàòåðèàëàì ïåðâûõ ïðîôèëåé ÌÎÂ-ÎÃÒ íà ìîðñêîì ïðîäîëæåíèè Êàðìàêóëüñêîãî ïðîãèáà. Íà ëîêàëüíûõ ñòðóêòóðàõ ýòîãî òèïà – Ïàíêðàòüåâñêàÿ, Áëåäíàÿ è Èíîñòðàíöåâà, âûÿâëåííûõ íà ñåâåðå Ïðèíîâîçåìåëüñêîãî øåëüôà, ïåðñïåêòèâíûìè òîëùàìè, âåðîÿòíåå âñåãî, ÿâëÿþòñÿ âåðõíåïàëåîçîéñêèå. Íà ïîäíÿòèÿõ Ëèòêå, Âîñòî÷íî-Êðåñòîâñêîì, Ñóëüìåíåâñêîì, Ìàðòþøåíñêîì, Ãóñèíîçåìåëüñêîì, Çàïàäíî-Íîâîçåìåëüñêîì è Ìåæäóøàðñêîì, ðàñïîëàãàþùèõñÿ 292
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
â ïðîãèáå Ñåäîâà è íà Ìåæäóøàðñêîé ìîíîêëèíàëè, âîçìîæíîñòè âûÿâëåíèÿ çàëåæåé îöåíèâàþòñÿ êàê áîëåå îãðàíè÷åííûå, ïðè÷åì îñíîâíûå ïåðñïåêòèâû ñëåäóåò, âåðîÿòíî, ñâÿçûâàòü ïðåæäå âñåãî ñ êàðáîíàòíûìè êîëëåêòîðàìè â êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèÿõ è â ìåíüøåé ñòåïåíè ñ âûøåëåæàùèìè òåððèãåííûìè îòëîæåíèÿìè ïåðìè.  ðàñïîëîæåííûõ çàïàäíåå, íà Àäìèðàëòåéñêîì âàëó, ëîêàëüíûõ ïîäíÿòèÿõ, Êðåñòîâñêîì, Àäìèðàëòåéñêîì è Ïàõòóñîâñêîì, îñíîâíûå ïåðñïåêòèâû, ïî âñåé âåðîÿòíîñòè, ñâÿçàíû ñ êàðáîíàòíûì êîìïëåêñîì ñðåäíåãî-âåðõíåãî ïàëåîçîÿ. Ðåçóëüòàòû áóðåíèÿ, âûïîëíåííîãî íà Êðåñòîâñêîì ïîäíÿòèè, ïîêàçûâàþò, ÷òî ïåðìñêèé òåððèãåííûé êîìïëåêñ çäåñü íå ñîäåðæèò ïðÿìûõ ïðèçíàêîâ íåôòåãàçîíîñíîñòè. Èòàê, çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî áèòóìîïðîÿâëåíèé, ðàññðåäîòî÷åííûõ ïî âñåìó çàïàäíîìó ïîáåðåæüþ Íîâîé Çåìëè íà ðàññòîÿíèè áîëåå 1000 êì, ïî ìåíüøåé ìåðå äâóêðàòíîå ïðîÿâëåíèå ìèãðàöèîííîé àêòèâíîñòè è íàëè÷èå íà øåëüôå ëîêàëüíûõ ñòðóêòóðíûõ ëîâóøåê – âñå ýòî óêàçûâàåò íà âûñîêóþ âåðîÿòíîñòü ïðèñóòñòâèÿ ïðîäóêòèâíûõ â íåôòåãåíåðàöèîííîì îòíîøåíèè îñàäî÷íûõ òîëù è áëàãîïðèÿòíûõ äëÿ àêêóìóëÿöèè óãëåâîäîðîäíûõ ôëþèäîâ â ðàçðåçå îò âåðõíåãî ñèëóðà äî ïåðìè âêëþ÷èòåëüíî. Ïîñêîëüêó íà Àäìèðàëòåéñêîì è Êðåñòîâîì ïîäíÿòèÿõ ïðîãðàììà èñïûòàíèé ïðàêòè÷åñêè íå áûëà ðåàëèçîâàíà, òî è íåïîëó÷åíèå ïðèòîêîâ íåëüçÿ ñ÷èòàòü ïðèçíàêîì îòñóòñòâèÿ çàëåæåé. Àíàëîãè÷íîå çàêëþ÷åíèå áûëî ñäåëàíî ðàíåå Î. Â. Àñòàôüåâûì è Ñ. Í. Øóáèíûì, êîòîðûå ïîäðîáíî ðàññìîòðåëè ñòðóêòóðó è èñòîðèþ ðàçâèòèÿ Ïðèíîâîçåìåëüñêî-Àäìèðàëòåéñêîé çîíû è óñòàíîâèëè â íåé íàëè÷èå ãåîëîãè÷åñêèõ ïðåäïîñûëîê ïðèñóòñòâèÿ ñðàâíèòåëüíî êðóïíûõ ìåñòîðîæäåíèé íåôòè è ãàçà â âåðõíåïàëåîçîéñêî-ìåçîçîéñêèõ îòëîæåíèÿõ Ïðèíîâîçåìåëüñêîãî øåëüôà. Þæíî-Áàðåíöåâñêàÿ ãàçîíîñíàÿ îáëàñòü Íåôòåãàçîãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë ïîðîä îñàäî÷íîãî ðàçðåçà Þæíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ ìîæåò áûòü îõàðàêòåðèçîâàí ëèøü â òîé ÷àñòè, â êàêîé ýòî ïîçâîëÿþò ñäåëàòü ðàçðåçû ïðîáóðåííûõ çäåñü ñêâàæèí, âñêðûâàþùèõ ìåçîçîéñêèå îáðàçîâàíèÿ. Íèæåëåæàùèå îòëîæåíèÿ, ðîëü êîòîðûõ ìîæåò îêàçàòüñÿ ðåøàþùåé â ãåíåðàöèîííîì îòíîøåíèè, â ïðåäåëàõ âïàäèíû íå èçó÷åíû. Äàííûå ïî ìîðñêèì ñêâàæèíàì, â ðàçíîå âðåìÿ îïóáëèêîâàííûå Þ. Ô. Ôåäîðîâñêèì, À. Â. Áîðèñîâûì, Â. Ì. Êîìàðíèöêèì, À. Ê. Ãóäêîâîé, Â. Ê. Ãîðîõîâûì, Â. Ñ. Âèííèêîâñêèì, Å. Ã. Áðî, Ç. Ç. Ðîíêèíîé, À. È. Äàíþøåâñêîé, Å. À. Ìàðãóëèñ, Ç. Ñ. Ãîðäîí è äð., ïîêàçûâàþò, ÷òî â èçó÷åííîì ðàçðåçå íàáëþäàåòñÿ çàêîíîìåðíîå âîçðàñòàíèå êîíöåíòðàöèè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà ââåðõ ïî ðàçðåçó îò ñîòûõ äîëåé ïðîöåíòà â íèæíåì òðèàñå äî ïîëóòîðà ïðîöåíòîâ â íèæíåì ìåëó, ïðè÷åì âåðòèêàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå Πêîðåëèðóåòñÿ ñ îáðàòíûì çíàêîì ñî ñêîðîñòüþ îñàäêîíàêîïëåíèÿ. Àíàëîãè÷íóþ çàêîíîìåðíîñòü â ðàçðåçàõ Ìèðîâîãî îêåàíà îòìå÷àë Â. ß. Òðîöþê, ïîêàçàâ, ÷òî àáñîëþòíîå êîëè÷åñòâî ÎÂ, ãåíåðèðóåìîå â åäèíèöó âðåìåíè, ñðàâíèòåëüíî êîíñåðâàòèâíî è îïðåäåëÿåòñÿ áèîëîãè÷åñêîé ïðîäóêòèâíîñòüþ ìîðñêîé ñðåäû. Ñêîðîñòü íàêîïëåíèÿ Πâ äàííîì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó ïîðÿäêà 0,4 ã/ì2/ãîä, ÷òî ñîïîñòàâèìî ñ áèîëîãè÷åñêîé ïðîäóêòèâíîñòüþ â ñîâðåìåííîé Ñåâåðíîé Àòëàíòèêå (0,2–0,4 ã/ì2/ãîä ïî äàííûì îêåàíîãðàôè÷åñêîé ýíöèêëîïåäèè Õåëà è Ëåâàñòà. Àíàëîãè÷íóþ òåíäåíöèþ èçìåíåíèÿ ïî âåðòèêàëüíîìó ðàçðåçó îáíàðóæèâàåò è ðàñïðåäåëåíèå õëîðîôîðìåííîãî áèòóìà À, ÷òî óêàçûâàåò íà ñèíãåíåòè÷íîñòü áèòóìèíîçíîñòè. Íà îòäåëüíûõ ïëîùàäÿõ â àðãèëëèòàõ âîëæñêîãî ÿðóñà, êîòîðûå ïî ñâîèì ãåîõèìè÷åñêèì ïàðàìåòðàì ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ çàïàäíîñèáèðñêèìè áàæåíèòàìè, çàìåòíî ïîâûøåíèå ñîäåðæàíèÿ îðãàíè÷åñêîãî óãëåðîäà è ðàññåÿííûõ áèòóìîèäîâ (Ìàðãóëèñ, 1986). Ñîñòàâ ýêñòðàãèðîâàííûõ áèòóìîèäîâ, ïî äàííûì ãåîõèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé Â. È. Ïåòðîâîé è À. È. Äàíþøåâñêîé, îáíàðóæèâàåò çàâèñèìîñòü îò êîíöåíòðàöèè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà: ââåðõ ïî ðàçðåçó ñ ðîñòîì ñîäåðæàíèÿ Ñîðã. çàìåòíî ðàñòåò äîëÿ àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â ñîñòàâå ìàñëÿíèñòîé ôðàêöèè ÓÂ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñîñòàâ ñèíãåíåòè÷íûõ óãëåâîäîðîäîâ ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïîñòåïåííî îáåäíÿåòñÿ àðîìàòè÷åñêèìè ñîåäèíåíèÿìè, êîòîðîå ïðîèñõîäèò òåì áûñòðåå, ÷åì ìåíüøå Πâ ïîðîäå. Ýòà çàâèñèìîñòü ïîêàçûâàåò, ÷òî ìèíåðàëüíàÿ ìàòðèöà ïîðîäû èãðàåò ñóùåñòâåííóþ ðîëü â ïðåîáðàçîâàíèè ÎÂ, è âëèÿíèå ýòî òåì ñèëüíåå, ÷åì áîëåå äèñïåðãèðîâàíî îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî. Ñîäåðæàíèå àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â ñîñòàâå ìàñåë îïðåäåëÿåò â ñâîþ î÷åðåäü è êîíöåíòðàöèþ ïîëèöèêëè÷åñêîé àðîìàòèêè, è îòäåëüíûõ èíäèâèäóàëüíûõ ÏÀÓ. 293
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ñîîòíîøåíèå ìàñåë è àñôàëüòåíîâ ìåíÿåòñÿ ñ âîçðàñòîì: ñíà÷àëà, äî ðóáåæà 130– 140 Ìà (íà÷àëî ìåëà) èìååò ìåñòî ðîñò èõ îòíîøåíèÿ, ïîñëå ÷åãî íàáëþäàåòñÿ íåóêëîííîå óâåëè÷åíèå äîëè àñôàëüòåíîâ è àñôàëüòåíîâûõ êèñëîò ïðè îäíîâðåìåííîì ñîêðàùåíèè äîëè ìàñåë. Àíàëîãè÷íàÿ òåíäåíöèÿ áûëà ïîêàçàíà Þ. ß. Ëèâøèöåì íà àðõ. Øïèöáåðãåí, ïðè÷åì ýêñòðåìóì çàâèñèìîñòè ïðèõîäèòñÿ íà òîò æå âîçðàñòíîé ðóáåæ (140–150 Ìà). Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ðàçðåçà ìåçîçîéñêèõ ïîðîä Þæíî-Áàðåíöåâñêîé îáëàñòè â èíòåðâàëå îò 100 äî 240 Ìà óñòàíàâëèâàåòñÿ çàêîíîìåðíîå ñîêðàùåíèå ñ âîçðàñòîì ñîäåðæàíèÿ ÎÂ, îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíîå ñêîðîñòè îñàäêîíàêîïëåíèÿ, è óáûâàíèå íà÷èíàÿ ñ ðóáåæà 130–140 Ìà ñîîòíîøåíèÿ ìàñëÿíèñòûõ è àñôàëüòåíîâûõ êîìïîíåíòîâ â ñîñòàâå áèòóìîèäîâ è àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â ñîñòàâå ÓÂ. Íèçêàÿ ñòåïåíü êàòàãåíåçà Πâ èçó÷åííûõ îòëîæåíèÿõ ïîêàçûâàåò, ÷òî èõ ãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë åùå íå ðåàëèçîâàí è ïðîöåññû íåôòåãàçîîáðàçîâàíèÿ ìîãóò áûòü â íèõ äîñòàòî÷íî ïðîäóêòèâíûìè ëèøü â íàèáîëåå ïîãðóæåííûõ çîíàõ âïàäèíû, ïðè÷åì àêòèâèçàöèÿ ýòèõ ïðîöåññîâ ìîãëà èìåòü ìåñòî ëèøü íà ýòàïå ñàìîãî ïîñëåäíåãî ïî âðåìåíè (ïëèîöåíîâîãî) ïîãðóæåíèÿ øåëüôà. Ìóðìàíñêîå ìåñòîðîæäåíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîëîãóþ êóïîëîâèäíóþ ñêëàäêó ïëîùàäüþ îêîëî 150 êì2 è àìïëèòóäîé ïî ãîðèçîíòó â êðîâëå òðèàñà îêîëî 110 ì. Ãàçîâûå çàëåæè âñòðå÷åíû âî âñåõ îòäåëàõ òðèàñà è ïðèóðî÷åíû ê ïëàñòàì äåëüòîâûõ ïåñ÷àíèêîâ è àëåâðîëèòîâ, ñèëüíî èçìåí÷èâûõ ïî ïðîñòèðàíèþ. Ãàçîâûå çàëåæè (21 ïëàñò) ïëàñòîâûå, ñâîäîâûå è ìàññèâíûå. Ðàçëè÷íàÿ ïðîäóêòèâíîñòü ïëàñòîâ: äåáèòû èç âåðõíåãî òðèàñà ñîñòàâëÿþò îêîëî 100 òûñ. ì3/ñóò. (ñêâ. 22–144 òûñ. ì3/ñóò.), èç ñðåäíåãî òðèàñà – ïðèìåðíî ñòîëüêî æå (ñêâ. 24–130 òûñ. ì3/ñóò.), à èç íèæíåãî òðèàñà – çàìåòíî âûøå (â ñêâ. 24 – äî 740 òûñ. ì3/ñóò.). Ãàç – ñóõîé. ÀÂÏÄ = 1,67, ãåîòåðìè÷åñêèé ãðàäèåíò = 2,64 °Ñ/100 ì, ïîðèñòîñòü 9–23%, ïðîíèöàåìîñòü = 0,54–6,05 ìêì2. Íà Êóðåíöîâñêîé ïëîùàäè ïðè áóðåíèè ñðåäíåòðèàñîâûõ îòëîæåíèé áûëè îòìå÷åíû ïîâûøåííûå ãàçîïîêàçàíèÿ, îäíàêî, âûäåëåííûå ïî êàðîòàæó ïëàñòû îñòàëèñü íåèñïûòàííûìè. Êàê è íà çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ëîêàëüíûõ ñòðóêòóð øåëüôà, Êóðåíöîâñêîé ñòðóêòóðå ñîîòâåòñòâóåò ëîêàëüíàÿ ãàçîãåîõèìè÷åñêàÿ àíîìàëèÿ ñ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì ÒÓÂ, ÷òî, âèäèìî, óêàçûâàåò íà ýìèãðàöèþ ÓÂ, èíèöèèðîâàííóþ êàéíîçîéñêèì ïîäíÿòèåì ðåãèîíà. Êàê ïîêàçàëè íàáëþäåíèÿ Ì. À. Ïàâëîâîé, ýòà ëîêàëüíàÿ ãàçîãåîõèìè÷åñêàÿ àíîìàëèÿ èìååò êîëüöåâóþ êîíôèãóðàöèþ, ïðè÷åì óðîâåíü ñîäåðæàíèÿ ìåòàíà â ïðèäîííûõ îñàäêàõ ýòîé ïëîùàäè íà ïîðÿäîê âûøå, ÷åì íàä Ïåñ÷àíîîçåðíûì ìåñòîðîæäåíèåì, ïîäíÿòèå êîòîðîãî â ðàííåì êàéíîçîå áûëî ñóùåñòâåííî ìåíüøèì, ÷åì íà Êóðåíöîâñêîé, è, ñëåäîâàòåëüíî, ýôôåêò äåêîìïðåññèè çàëåæè íà Ïåñ÷àíîîçåðíîé ïëîùàäè ïðîÿâèëñÿ ñëàáåå. Â. Â. Ñóåòíîâ è Ë. À. Öèáóëÿ óñòàíîâèëè íà Êóðåíöîâñêîé ïëîùàäè, ÷òî ìàêñèìàëüíûå òåìïåðàòóðû íàáëþäàþòñÿ íàä íàèáîëåå ïîãðóæåííûìè ÷àñòÿìè êðûëüåâ ñòðóêòóðû, ãäå îòìå÷åíû è ïîâûøåííûå êîíöåíòðàöèè ìåòàíà â äîííûõ îñàäêàõ. Êðîìå òîãî, Â. Å. Êîðàáëèíîâûì îòìå÷åíî îáîãàùåíèå ìåòàíà ëåãêèì èçîòîïîì óãëåðîäà (13Ñ), ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î æåñòêèõ òåðìîáàðè÷åñêèõ óñëîâèÿõ çîíû ãàçîîáðàçîâàíèÿ. Ýòî óêàçàíèå ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ, ïîñêîëüêó îíî ïîäòâåðæäàåò, ÷òî ãëàâíûì èñòî÷íèêîì ðåãèñòðèðóåìûõ ìèãðàíòîâ ÿâëÿåòñÿ íå ìåçîçîéñêèé ðàçðåç, ãäå ñòåïåíü êàòàãåíåçà Πâåñüìà íåâûñîêà, à íèæåëåæàùèå íåèçó÷åííûå îòëîæåíèÿ, â êîòîðûõ äåéñòâèòåëüíî òåðìîáàðè÷åñêèå óñëîâèÿ áîëåå æåñòêèå. Íà Ñåâåðî-Êèëüäèíñêîé ñòðóêòóðå èç íèæíåãî òðèàñà áûë ïîëó÷åí ïðèòîê ìåòàíîâîãî ãàçà ñ äåáèòîì 370 òûñ. ì3/ñóò. Øòîêìàíîâñêîå ãàçîêîíäåíñàòíîå ìåñòîðîæäåíèå ÿâëÿåòñÿ êðóïíåéøèì íà Áàðåíöåâñêîì øåëüôå. Îíî áûëî îòêðûòî â 1988 ã. â 500 êì ê ñåâåðó îò ìûñà Êàíèí Íîñ è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðóïíóþ êóïîëîâèäíóþ ñêëàäêó â þðñêî-ìåëîâûõ îòëîæåíèÿõ, ïëîùàäüþ îêîëî 800 êì2 è àìïëèòóäîé ïîðÿäêà 200 ì. Ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèé ñêâàæèí â ñðåäíåé-âåðõíåé þðå áûëè âûäåëåíû òðè ïðîäóêòèâíûõ ïëàñòà Þî, Þ è Þ2, ïðåäñòàâëåííûå ñëàáî ñöåìåíòèðîâàííûìè ìåëêî- è ñðåäíåçåðíèñòûìè ïåñ÷àíèêàìè ñ êàîëèíèòîâûì öåìåíòîì, îáëàäàþùèìè âûñîêîé ïîðèñòîñòüþ è ïðîíèöàåìîñòüþ. Ïîêðûøêîé ñëóæàò ïà÷êè ãëèí, îáåñïå÷èâàþùèõ ãèäðîäèíàìè÷åñêóþ ðàçîáùåííîñòü çàëåæåé. Çàëåæè – ïëàñòîâûå, ìàññèâíûå. Äåáèòû ãàçà äîñòèãàëè 0,5 ìëí ì3 â ñóòêè. Ãàç ñîäåðæèò êîíäåíñàò, îòíîñÿùèéñÿ ê òèïó ïåðâè÷íîãî. Ïëîòíîñòü – 0,837–0,875. Ïðèñóòñòâèå íîðìàëüíûõ è èçîïðåíîèäíûõ àëêàíîâ â óãëåâîäîðîäàõ ãàçîêîíäåíñàòíîé çàëåæè Þî óêàçûâàåò íà èõ íåêîòîðîå ðîäñòâî ñ ÐΠþðñêèõ ãëèí. Îñíîâíûì æå èñòî÷íèêîì óãëåâîäîðîäîâ, ïî çàêëþ÷åíèþ Â. Ì. Êîìàðíèöêîãî, ÿâëÿþòñÿ, âåðîÿòíî, íèæíåòðèàñîâûå èëè áîëåå ãëóáîêî çàëåãàþùèå îòëîæåíèÿ. Îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî ýòèõ ïîðîä 294
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ìîãëî áûòü âîâëå÷åíî â çîíó íåôòåãàçîîáðàçîâàíèÿ åùå â íåîêîìñêóþ ñòàäèþ èíòåíñèâíîãî ïðîãèáàíèÿ. Òîãäà æå çäåñü áûëà ñôîðìèðîâàíà â îñíîâíûõ ÷åðòàõ ñòðóêòóðíàÿ ëîâóøêà, çàïîëíåíèå êîòîðîé îòíîñèòñÿ ê îëèãîöåí-ìèîöåíó, ò. å. êî âðåìåíè îêîëî 20–25 Ìà. Îäíîòèïíûå ñêîïëåíèÿ ãàçà è ãàçîêîíäåíñàòà âîçìîæíî âñòðåòèòü â þðñêèõ îòëîæåíèÿõ ïîãðóæåííûõ ðàéîíîâ ÁÑÊÌ. Òàêèì îáðàçîì, èçó÷åííàÿ òîëùà â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàõîäèòñÿ íà ñòàäèè ðåàëèçàöèè ñâîåãî ãåíåðàöèîííîãî ïîòåíöèàëà. Ýïèãåíåòè÷íûå óãëåâîäîðîäû, ñêîïëåíèÿ êîòîðûõ ïðèóðî÷åíû, êàê ïðàâèëî, ê ãëóáèíàì 2–2,5, îáÿçàíû ñâîèì ïðîèñõîæäåíèåì îðãàíè÷åñêîìó âåùåñòâó ãëóáîêîçàëåãàþùèõ ïîðîä òðèàñîâîãî èëè áîëåå äðåâíåãî âîçðàñòà, ìèãðàöèÿ Ó èç êîòîðûõ èìååò îòíîñèòåëüíî ìîëîäîé âîçðàñò (20–25 Ìà). Ëàòåðàëüíàÿ òåíäåíöèÿ èçìåíåíèÿ õàðàêòåðà íåôòåãàçîíîñíîñòè ðàçðåçà (ðèñ. 10.13) ïîêàçûâàåò, ÷òî «îìîëîæåíèå» ïðîäóêòèâíîãî ðàçðåçà, îòìå÷åííîå â Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ, çàêîíîìåðíî ïðîäîëæàåòñÿ â ÑÇ íàïðàâëåíèè, âïëîòü äî Øòîêìàíîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ.  ñóììå óãëåâîäîðîäîâ íåôòè ïîñòåïåííî çàìåùàþòñÿ ãàçîì è ãàçîâûì êîíäåíñàòîì. Ïðàêòè÷åñêèì ñëåäñòâèåì ýòîé çàâèñèìîñòè ñëóæèò ïðåäïîëîæåíèå î âîçìîæíîñòè ïðèñóòñòâèÿ íåôòåãàçîâûõ ñêîïëåíèé â þðñêîì è íèæíåìåëîâîì ðàçðåçàõ íà ñåâåðå Áàðåíöåâà ìîðÿ. Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêàÿ, âîçìîæíî, íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü (ÂÍÃÎ) Äàííàÿ ÍÃÎ ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííîé, íå îõàðàêòåðèçîâàííîé ïðÿìûìè ïðèçíàêàìè íåôòåãàçîíîñíîñòè: ïðîáóðåííàÿ â ïðåäåëàõ åå ñåâåðíîé ÷àñòè íåôòåïîèñêîâàÿ ñêâàæèíà Ôåðñìàíîâñêàÿ-1 îêàçàëàñü ñóõîé. Âïðî÷åì, ýòà ñêâàæèíà, îñâåùàþùàÿ òîëüêî âåðõíþþ òðåòü îñàäî÷íîãî ÷åõëà, â êîòîðîé ïðåäñòàâëåíû âåðõíåòðèàñîâûå è þðñêî-ìåëîâûå îòëîæåíèÿ, íå äàåò ïîëíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ î ïåðñïåêòèâíîñòè âñåãî ðàçðåçà îáëàñòè. Ïî äàííûì Ã. Ì. Ïàðïàðîâîé, êàòàãåíåç ÐΠâ íèæíåìåëîâûõ ïåñ÷àíèêàõ, âñêðûòûõ ñêâàæèíîé Ôåðñìàíîâñêàÿ-1, î÷åíü íåâûñîêà, äàæå íà ãëóáèíå 1 550 ì åäâà äîñòèãàÿ ãðàäàöèè ÌÊ1 (Ra = 7,2; Nvt = 1,728). Âûøå ïî ðàçðåçó çðåëîñòü êåðîãåíà åùå íèæå (Ra = 7,0 íà ãëóáèíàõ 1 318 è 1 482 ì, ãäå ñîîòâåòñòâåííî N = 1,718 è 1,716). Âñëåäñòâèå ñêàçàííîãî, çàêëþ÷åíèÿ î ïðîãíîçíûõ ðåñóðñàõ îáëàñòè ìîãóò áûòü îáîñíîâàíû, ãëàâíûì îáðàçîì, òåîðåòè÷åñêèìè ïîñòðîåíèÿìè íà áàçå ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ è àíàëîãèÿìè ñ äðóãèìè îáëàñòÿìè Áàðåíöåâñêîãî ÍÃÁ.  ïðåäøåñòâóþùèõ ðàáîòàõ íåîäíîêðàòíî îáðàùàëîñü âíèìàíèå íà ñõîäñòâî ãåîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè ñ àêâàòîðèàëüíûì ïðîäîëæåíèåì ÒÏÏ è Ñâàëüáàðäñêîé àíòåêëèçîé. Íà Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîé àíòåêëèçå ïðîñëåæåíî öåíòðàëüíîå çâåíî åäèíîé Áàðåíöåâñêîé ñèñòåìû äåâîíñêèõ àâëàêîãåíîâ, âêëþ÷àþùåé, êðîìå Äåìèäîâñêîãî ãðàáåíà, âûÿâëåííîãî íà Öåíòðàëüíîé áàíêå Áàðåíöåâà ìîðÿ, Ïå÷îðî-Êîëâèíñêèé àâëàêîãåí è Äèêñîíñêèé ãðàáåí Øïèöáåðãåíà. ßâëÿÿñü âàæíåéøèìè çîíàìè íåôòåãàçîíàêîïëåíèÿ â Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ è íà Øïèöáåðãåíå, ýòè äåâîíñêèå àâëàêîãåíû ïðåäñòàâëÿþò íàèáîëüøèé ïðàêòè÷åñêèé èíòåðåñ, ïîñêîëüêó ê íèì ïðèóðî÷åíû ëîêàëüíûå çîíû íåôòåãàçîíàêîïëåíèÿ, â ïðåäåëàõ êîòîðûõ íà Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ âûÿâëåíû öåïî÷êè ìåñòîðîæäåíèé.  êà÷åñòâå íàèáîëåå ïðèâëåêàòåëüíîé ñòðóêòóðíîé ëîâóøêè, âûÿâëåííîé â ïðåäåëàõ äàííîé ÂÍÃÎ, ðàññìàòðèâàëñÿ ñâîä Ôåäûíñêîãî. Äðóãèì ïåðñïåêòèâíûì îáúåêòîì ñ÷èòàåòñÿ ïîäíÿòèå Ôåðñìàíà. Òèìàíî-Âàðàíãåðñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü (ÍÃÎ) Òèìàíî-Âàðàíãåðñêàÿ îáëàñòü ÿâëÿåòñÿ êðàéíåé þãî-çàïàäíîé ïîãðàíè÷íîé îáëàñòüþ â ñòðóêòóðå Áàðåíöåâñêîé ïðîâèíöèè, êîòîðàÿ ïðîñëåæèâàåòñÿ óçêîé ïðîòÿæåííîé ïîëîñîé îò âåðõîâüåâ ð. Ïå÷îðû äî Ôèíìàðêåíà.  ñòðóêòóðíîì îòíîøåíèè åé ñîîòâåòñòâóåò ñèñòåìà ìîíîêëèíàëåé è àñèììåòðè÷íûõ âïàäèí, îòäåëÿþùèõ Áàðåíöåâñêóþ øåëüôîâóþ ïëèòó îò ñêëîíîâ Áàëòèéñêîé àíòåêëèçû è Òèìàíñêîãî êðÿæà: Èæìà-Ïå÷îðñêàÿ âïàäèíà (ñòóïåíü) è Ìàëîçåìåëüñêàÿ ìîíîêëèíàëü, ðàçäåëÿåìûå Ñåäóÿõèíñêî-Êîðãèíñêèì ìåãàâàëîì, è Êîëüñêî-Êàíèíñêàÿ ìîíîêëèçà, îñëîæíåííàÿ íà ñåâåðå Êîëüñêèì âàëîì.  ðàéîíå ãîðëà Áåëîãî îáëàñòü ñî÷ëåíÿåòñÿ ñ Ìåçåíñêîé âïàäèíîé, à íà êðàéíåì çàïàäå – ñ ðåãèîíàëüíîé ìîíîêëèíàëüþ Ôèíìàðêåíà.  ñòðîåíèè ÍÃÎ îñíîâíóþ ðîëü èãðàþò ïàëåîçîéñêèå îñàäî÷íûå êîìïëåêñû, ïîäñòèëàåìûå íà Êîëüñêîì øåëüôå íåäèñëîöèðîâàííûìè âåðõíåðèôåéñêî-âåíäñêèìè îáðàçîâàíèÿìè è ÷àñòè÷íî ïåðåêðûòûå ìåçîçîéñêèì îñàäî÷íûì ÷åõëîì, ìîùíîñòü êîòîðîãî â ïðåäåëàõ ÍÃÎ áûñòðî âîçðàñòàåò îò ïåðâûõ ñîòåí ìåòðîâ â ïîãðàíè÷íîé çîíå äî 5–6 êì ñ óäàëåíèåì îò íåå. 295
1 – Øïèöáåðãåíñêîé ÍÃÎ; 2 – Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ; 3 – Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîé ÂÍÃÎ; 4 – Þæíî-Áàðåíöåâñêîé ÃÎ è Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ; 5 – øåëüô Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ; 6 – ñóøà Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè. Òî÷êàìè ïîêàçàíû ãðàíèöû çîí ðàçðåçà, â êîòîðûõ ïðîãíîçèðóþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî íåôòÿíûå (1), ãàçîâûå (2) çàëåæè, èëè íåôòÿíûå è ãàçîâûå ïðèáëèçèòåëüíî â ðàâíîé ïðîïîðöèè (3). Âåðòèêàëüíàÿ øêàëà ïîêàçàíà â ìàñøòàáå ãåîõðîíîëîãè÷åñêîé øêàëû
Ðèñ. 10.13. Ïðèíöèïèàëüíûé ïðîãíîçíûé ïðîôèëü ÷åðåç Áàðåíöåâñêóþ íåôòåãàçîíîñíóþ ïðîâèíöèþ (âðåçêà), ïîêàçûâàþùèé ôàêòè÷åñêîå (èëè îæèäàåìîé íà íåèçó÷åííûõ îáëàñòÿõ) ðàñïðåäåëåíèå íåôòÿíûõ, ãàçîâûõ è íåôòåãàçîâûõ ñêîïëåíèé â ñòðàòèãðàôè÷åñêîì ðàçðåçå ðàçëè÷íûõ íåôòåãàçîíîñíûõ îáëàñòåé ïðîâèíöèè (íà âðåçêå ïîêàçàíû öèôðàìè):
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ïðÿìûå ñâèäåòåëüñòâà íåôòåãàçîíîñíîñòè ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè èçâåñòíû â ÈæìàÏå÷îðñêîé âïàäèíå, â ðàçðåçå êîòîðîé íåôòåãàçîâûå çàëåæè âñòðå÷åíû â øèðîêîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì äèàïàçîíå – îò ðèôåÿ äî âåðõíåé ïåðìè. Ñàìûì íèæíèì íåôòåãàçîíîñíûì êîìïëåêñîì ÿâëÿåòñÿ âåðõíåðèôåé-âåíäñêèé. Åãî ïðîäêóêòèâíîñòü óñòàíîâëåíà íà ðÿäå ïëîùàäåé â ïðåäåëàõ Óõòèíñêîãî âàëà, ãäå âûÿâëåíû ßðåãñêîå ìåñòîðîæäåíèå òÿæåëîé íåôòè, ïðîÿâëåíèÿ ëåãêîé íåôòè íà ×èáüþññêîé, Âåðõíå÷óòèíñêîé è Íèæíå÷óòèíñêîé ïëîùàäÿõ è íåñêîëüêî ãàçîâûõ çàëåæåé íà ïëîùàäè Âîäíûé ïðîìûñåë. Êðîìå òîãî, ìíîãî÷èñëåííûå íåôòåïðîÿâëåíèÿ â åñòåñòâåííûõ îáíàæåíèÿõ ïîðîä ýòîãî êîìïëåêñà áûëè îáíàðóæåíû åùå â 30-å ÕÕ â. ãîäû â ðàçëè÷íûõ ïóíêòàõ Óõòèíñêîãî âàëà. Òàêæå äàâíî èçâåñòíû êîñâåííûå ïðèçíàêè íåôòåãàçîíîñíîñòè – ïîâûøåííàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ è ãàçîíàñûùåííîñòü ïëàñòîâûõ âîä, èõ âûñîêàÿ ãåëèåíîñíîñòü è ðàäèîàêòèâíîñòü.  âåðõíåðèôåéñêèõ îòëîæåíèÿõ, îáðàìëÿþùèõ ñ ñåâåðà äîêåìáðèéñêèå ìåòàìîðôè÷åñêèå îáðàçîâàíèÿ Êîëüñêîãî ï-îâà, ñîäåðæàòñÿ ïðîñëîè ñ íåîáû÷íî âûñîêèìè ñîäåðæàíèÿìè îãðàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, ñîõðàíÿþùèå ðåëèêòîâûå êîíöåíòðàöèè óãëåâîäîðîäîâ. Ñðåäíÿÿ ÷àñòü ðàçðåçà âåðõíåðèôåéñêèõ ïîðîä, çàëåãàþùåãî ïî÷òè ãîðèçîíòàëüíî è ñëàáîìåòàìîðôèçîâàííî íà î. Êèëüäèí, ñîäåðæèò ïðîñëîè îáîãàùåííûõ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì ïîðîä. Â. Â. Ëþáöîâ îòìå÷àåò, ÷òî ñîñòàâ ãàçà, ýêñòðàãèðîâàííîãî èç ýòèõ ïîðîä, ïîêàçûâàåò ïðèñóòñòâèå ìåòàíà è òÿæåëûõ óãëåâîäîðîäîâ â îòíîøåíèè 3,2 : 1, ïðè÷åì óãëåâîäîðîäíûå ãàçû ñîäåðæàòñÿ, êàê ïðàâèëî, íå â îáîãàùåííûõ Πêàðáîíàòàõ, à â ïîðèñòûõ (ïîðèñòîñòü äî 4%) ïåñ÷àíèêàõ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ìèãðàöèîííîì ïðîèñõîæäåíèè ôëþèäà. Õëîðîôîðìåííûå ýêñòðàêòû, èçó÷åííûå Ì. À. Ïàâëîâîé, ïîêàçàëè, ÷òî áèòóìû èç êàðáîíàòíûõ è òåððèãåííûõ ïîðîä íå îáíàðóæèâàþò çíà÷èìûõ îòëè÷èé: â íèõ îáíàðóæåíû êàê æèäêèå, òàê è òâåðäûå ïàðàôèíû íîðìàëüíîãî è èçîñòðîåíèÿ ñ ïðåîáëàäàíèåì óãëåâîäîðîäîâ ñ ÷åòíûì ÷èñëîì àòîìîâ, óãëåðîäíûõ àòîìîâ â æèäêèõ è íå÷åòíûì – â òâåðäûõ áèòóìàõ è îáùèì ìàêñèìóìîì íà Ñ18 äëÿ òåõ è äðóãèõ. Èññëåäîâàòåëè îòìå÷àþò íèçêóþ ñòåïåíü ìåòàìîðôèçìà Πâ èçó÷åííîì ðàçðåçå î. Êèëüäèí è êîððåëèðóåìûõ ñ íèì ïîðîäàõ êàðóÿðâèíñêîé ñâèòû ï-îâà Ñðåäíèé. Îñíîâíîé âêëàä ðèôåéñêèõ îòëîæåíèé â íåôòåãàçîíîñíûé ïîòåíöèàë ðåãèîíà, ïî âñåé âèäèìîñòè, íåìàëûé, è ñîñòîèò â ãåíåðàöèîííûõ ñïîñîáíîñòÿõ êåðîãåíà, êîòîðûå, êàê óêàçûâàëîñü, åùå íå èñ÷åðïàíû. Àíàëîãè÷íî îöåíèâàåòñÿ ïîòåíöèàëüíàÿ íåôòåãàçîíîñíîñòü ðèôåéñêîãî êîìïëåêñà â Ìåçåíñêîé âïàäèíå, ãäå äàâíî âåäóòñÿ íåôòåïîèñêîâûå èññëåäîâàíèÿ, ñâÿçûâàåòñÿ ñ ÷åòûðåõêèëîìåòðîâîé òîëùåé âåðõíåðèôåé-âåíäñêèõ êàðáîíàòíî-òåððèãåííûõ ïîðîä. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñîäåðæàíèå Πâ íèõ êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ 0,25–0,7% (ñðåäíåå – 0,41%), à ñðåäíåâçâåøåííîå ñîäåðæàíèå ÕÁÀ íå ïðåâûøàåò 0,011%, 10% ïîðîä ýòîãî ðàçðåçà, ïî ìíåíèþ èññëåäîâàòåëåé, îòíîñÿòñÿ ê òèïó íåôòåìàòåðèíñêèõ.  îòäåëüíûõ ñâèòàõ ýòîãî êîìïëåêñà (äîðîãîðñêîé è óôòþãàíñêîé) âñòðå÷åíû ðåçåðâóàðû ñ ïîðèñòîñòüþ 15–20% è íàñûùåííûå ÷åðíûì áèòóìîì ïðîñëîè. Òàêóþ æå ðîëü íåôòåãåíåðèðóþùèõ îòëîæåíèé èãðàþò â ïðåäåëàõ Òèìàíî-Âàðàíãåðñêîé ÍÃÎ, âåðîÿòíî, è íèæíåïàëåîçîéñêèå îòëîæåíèÿ, èçó÷åííûå ïî ìàòåðèàëàì èññëåäîâàíèé íà ðåãèîíàëüíîì ãåîòðàâåðñå 1-ÀÐ è ïîäðîáíî ðàññìîòðåííûå íà êîíôåðåíöèè ICAM-III. Ñðåäíåïàëåîçîéñêèå (âåðõíåäåâîíñêèå-íèæíåêàìåííîóãîëüíûå) îòëîæåíèÿ, ñóäÿ ïî äàííûì Ë. À. Êèðè÷åíêî (1970), ñîäåðæàò â Êîíòîçåðñêîì ãðàáåíå ñèëüíî ìåòàìîðôèçîâàííûå áèòóìû òèïà ìàëüò è ãàò÷åòèòîâ. Ïî êëàññèôèêàöèè Á. À. Êëóáîâà, îíè îòíîñÿòñÿ ê îáðàçîâàíèÿì ôàçîâî-ìèãðàöèîííîãî áèòóìîãåíåçà è ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê ðåçóëüòàòû êîàãóëÿöèè ñìîëèñòî-àñôàëüòîâûõ êîìïîíåíòîâ èç íåôòåé ïðè íàðóøåíèè â íèõ ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿíèÿ. Ýòè äàííûå ïðåäñòàâëÿþò íåñîìíåííûé èíòåðåñ â òîì îòíîøåíèè, ÷òî õîðîøî êîððåñïîíäèðóþòñÿ ñ îáû÷íîé äëÿ ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð ïðèóðî÷åííîñòüþ íàôòèäîãåíåçà ê èíèöèàëüíûì ñòàäèÿì ðàçâèòèÿ ðèôòà. Òàêàÿ ïðèóðî÷åííîñòü î÷åíü õàðàêòåðíà äëÿ Êðàñíîìîðñêîãî è Áàéêàëüñêîãî ðèôòîâ, ðàçëîìà Ñàí-Àíäðåàñ è ìíîãèõ äðóãèõ, à â íàøåì ñëó÷àå ýòè áèòóìîïðîÿâëåíèÿ ïîçâîëÿþò îöåíèòü ðîëü îáèëüíûõ íåôòåïðîâëåíèé íà äàëåêîì ñåâåðíîì ïðîäîëæåíèè ýòîé ðèôòîãåííîé Êîíòîçåðñêîé ñòðóêòóðû, íà áîðòó ïðîãèáà Ñåäîâà. Åøå îäèí ïåðñïåêòèâíûé ðàéîí âûÿâëåí â 1988 ã. íà øåëüôå Ôèíìàðêåíà, ãäå â 75 êì ê ñåâåðó îò ì. Íîðäêàï íà áëîêå 7 124/3–7 425/1 êîìïàíèåé Ñàãà áóðåíèåì îòêðûòà íåôòåãàçîâàÿ çàëåæü â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ. Íà ýòîé æå ïëîùàäè áûëè âñêðûòû è ïåðìñêèå ïîðîäû (ãëóáèíà ñêâàæèíû 4 734 ì), î íåôòåãàçîïðîÿâëåíèÿõ â íèõ íå ñîîáùàëîñü. 297
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ïðèâåäåííûå äàííûå ïîçâîëÿþò ñâÿçûâàòü ïåðñïåêòèâû íàõîæäåíèÿ â åå ïðåäåëàõ çàëåæåé óãëåâîäîðîäîâ êàê ñî ñðåäíå-âåðõíåïàëåîçîéñêèì êîìïëåêñîì îòëîæåíèé, òàê è, â ìåíüøåé ñòåïåíè, òðèàñîâûì. Ïðè ýòîì ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî íàðÿäó ñ ãàçîâûìè çàëåæàìè åñòü íå ìåíüøå øàíñîâ âñòðåòèòü íåôòÿíûå. Îñíîâíûå íàäåæäû çäåñü â íàñòîÿùåå âðåìÿ ñâÿçûâàþòñÿ ñ âîçìîæíîñòüþ îáíàðóæåíèÿ ðèôîâûõ ïîñòðîåê â âåðõíåäåâîíñêèõ-íèæíåïåðìñêèõ êàðáîíàòíûõ ïîðîäàõ, ïðèñóòñòâèå êîòîðûõ óñòàíàâëèâàåòñÿ çäåñü ïî äàííûì ñåéñìîñòðàòèãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà. Í. Ì. Èâàíîâà îïèñûâàåò ðÿä ëîêàëüíûõ àíîìàëèé òèïà ðèô ðàçìåðàìè 1–2 êì ïî ïðîôèëþ è äî 200–300 ì ïî âåðòèêàëè â êàìåííîóãîëüíûõ è íèæíåïåðìñêèõ îòëîæåíèÿõ íà ãëóáèíàõ, äîñòèæèìûõ äëÿ ìîðñêîãî áóðåíèÿ íà Êîëüñêîì øåëüôå â ðàéîíå Êîðãèíñêîãî ãåìèâàëà è ê çàïàäó îò î. Êîëãóåâ. Íîðâåæñêèå ãåîëîãè Ê. Êîñëè, Ä. Òóìåé (Êîíîêî) è äð. ñ÷èòàþò ïðèñóòñòâèå ïàëåîàïëèñèíîâûõ áèîãåðì, àíàëîãè÷íûõ èçâåñòíûì íà Øïèöáåðãåíå, î. Ìåäâåæüåì â âåðõíåêàìåííîóãîëüíûõ è íèæíåïåðìñêèõ îòëîæåíèÿõ øåëüôà Ôèíìàðêåíà, âïîëíå ðåàëüíûì íà îñíîâå ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ è ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèõ ïîñòðîåíèé. Åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî áàðüåðíûå ðèôû îáû÷íî ðàñïîëàãàþòñÿ ïàðàëëåëüíî îêðàèíå êîíòèíåíòà è îáðàìëÿþò êðàé ðèôòîãåííîãî áàññåéíà, òî îäíó èç âåòâåé ðèôîâûõ ïîñòðîåê ìîæíî ïðîãíîçèðîâàòü â ïîëîñå, ñëåäóþùåé ïî ñåâåðíîé ãðàíèöå ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè è ïðåðûâàåìîé â ìåñòàõ èíòåíñèâíîãî âûíîñà òåððèãåííîãî ìàòåðèàëà ñ ïàëåîñóøè. Ñóäÿ ïî ïðèâåäåííûì äëÿ ÒÏÏ äàííûì, â îòëîæåíèÿõ ýòîãî êîìïëåêñà ìîæíî îæèäàòü ïðèñóòñòâèÿ ëåãêèõ íåôòåé è êîíäåíñàòà, ñîõðàííîñòü êîòîðûõ îáåñïå÷èâàåòñÿ ìîùíîé àññåëüñêî-ñàêìàðî-àðòèíñêî-êóíãóðñêîé ïîêðûøêîé. Ñàìîñòîÿòåëüíîå çíà÷åíèå ìîæåò ñîñòàâèòü ñðåäíåäåâîíñêèé òåððèãåííûé êîìïëåêñ, â êîòîðîì ïðè íàëè÷èè áëàãîïðèÿòíûõ êîëëåêòîðîâ ìîæíî ïðîãíîçèðîâàòü çàëåæè ëåãêèõ íåôòåé. Êðîìå òîãî, â ïðåäåëàõ ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè âûÿâëåí ðÿä àíòèêëèíàëüíûõ ñòðóêòóð â âåðõíåïåðìñêèõ-òðèàñîâûõ òåððèãåííûõ îòëîæåíèÿõ, ñ êîòîðûìè ìîãóò áûòü ñâÿçàíû íåôòåãàçîâûå çàëåæè ñâîäîâîãî òèïà. Ýòè ñòðóêòóðû ðàñïîëàãàþòñÿ â äâóõ ðàéîíàõ – íà Êîëüñêîì âàëó ê ñåâåðó îò Ìóðìàíñêà è íà Êîðãèíñêîì ãåìèâàëó ó ï-îâà Êàíèí.  ïåðâîì èç íèõ îêîíòóðåíû Âàðÿæñêàÿ, Êóð÷àòîâñêàÿ è Ðûáà÷èíñêàÿ êóïîëîâèäíûå ñêëàäêè ïëîùàäüþ 25–40 êì2, à â äðóãîì – ðÿä áîëåå ìåëêèõ ñòðóêòóð, ðàñïîëàãàþùèõñÿ öåïî÷êîé âäîëü áîðòîâ ãåìèâàëà. Íà ÷àñòè ýòèõ ñòðóêòóð Â. È. Ãóðåâè÷åì âûÿâëåíû ãàçîãåîõèìè÷åñêèå àíîìàëèè, óêàçûâàþùèå íà ñîâðåìåííóþ ìèãðàöèþ ìåòàíîâîãî ãàçà, îáîãàùåííîãî èíîãäà òÿæåëûìè óãëåâîäîðîäàìè. Íåñìîòðÿ íà îãðàíè÷åííûé ðàçìåð ýòèõ ñòðóêòóð, îíè ïðåäñòàâëÿþò íåñîìíåííûé ïîèñêîâûé èíòåðåñ è ïåðñïåêòèâíû, ãëàâíûì îáðàçîì, íà íåôòü, êîòîðóþ ìîæíî âñòðåòèòü â êàðáîíàòíîì ïàëåîçîéñêîì êîìïëåêñå íà îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîé ãëóáèíå. Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü âêëþ÷àåò Õàðñòàä – Òðîìñ¸ – Õàììåðôåñò – Íîðäêàïñêóþ öåïî÷êó ïðîãèáîâ, âïàäèíû Ìåäâåæèíñêîãî ïðîãèáà è ðàçäåëÿþùóþ èõ «ïëàòôîðìó» Áèðãåëàí. Ñâåäåíèÿ î íåôòåãàçîíîñíîñòè ýòîé îáëàñòè âåñüìà íåïîëíû. Îíè ïðèíàäëåæàò â îñíîâíîì Ð. Ôðèòüîôó, Ð. Ìàëêîëüìó, â ìåíüøåé ñòåïåíè Æ. Ôàëåéäå, Ã. Ðîííåâèêó, Î. Ñêàðïíåññó. Íåêîòîðûå äàííûå ñòàëè èçâåñòíû íà ñîâìåñòíûõ ñîâåòñêî-íîðâåæñêèõ ñèìïîçèóìàõ, èìåâøèõ ìåñòî â Ìóðìàíñêå â 1989 è 1991 ãã., è ïðåäñòàâëÿþùèõ èíòåðåñ äëÿ âûÿâëåíèÿ îáùèõ çàêîíîìåðíîñòåé íàôòèäîãåíåçà íà ïëîùàäè ÁàðÍÃÁ. Áóðîâûå ðàáîòû, íà÷àòûå â 1980 ã. êîìïàíèÿìè Íîðñê-Ãèäðî è Ñòàòîéë, óæå íà ñëåäóþùèé ãîä óñòàíîâèëè ãàçîíîñíîñòü âåðõíåòðèàñîâûõ ïåñ÷àíèêîâ íà ïîäíÿòèÿõ Àëêå è Àñêåëàääåí. Ïîñëåäíåå ñîäåðæèò îêîëî 170 ìëðä ì3 ãàçà, ÷òî ïî ìàñøòàáàì ñîïîñòàâèìî ñ èçâåñòíûì ãèãàíòîì Ôðèãã. Íåñìîòðÿ íà áîëüøóþ ãëóáèíó ìîðÿ (260–270 ì), ìåñòîðîæäåíèå ïîäãîòàâëèâàåòñÿ äëÿ ýêñïëóàòàöèè, à îæèäàåìàÿ äîáû÷à â òå÷åíèå áëèæàéøèõ 20 ëåò îöåíèâàåòñÿ â 25–35 ìëí ì3/ñóò. Ãîä ñïóñòÿ Ñòàòîéë îáíàðóæèëà åùå îäíî ìåñòîðîæäåíèå – Øåâèò (Snohvit), íà êîòîðîì ïîëó÷åíà ïåðâàÿ íà íîðâåæñêîì ñåêòîðå Áàðåíöåâà ìîðÿ íåôòü è âûÿâëåíà ïðîìûøëåííàÿ ïðîäóêòèâíîñòü þðñêèõ ïåñ÷àíèêîâ. Êîìïàíèè Ñàãà è Òîòàëü â 1987–1988 ãã. â ñêâàæèíàõ, ïðîáóðåííûõ íà âåðõíåòðèàñîâûå îòëîæåíèÿ, ïîëó÷èëè íåáîëüøèå ïðèòîêè íåôòè è ãàçà, ÷òî ñóùåñòâåííî ðàñøèðèëî ãðàíèöû ïîèñêîâ. Ýòè óñïåõè ñïîñîáñòâîâàëè âñïëåñêó èíòåðåñà ê ïîèñêîâûì ðàáîòàì çà ïðåäåëàìè ïðîãèáà Õàììåðôåñò, è áóðåíèåì â Ìåäâåæèíñêîì ïðîãèáå è äðóãèõ ìåñòàõ Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîãî øåëüôà, óäàëîñü ñäåëàòü âàæíîå îòêðûòèå â íîâîì ðàéîíå øåëüôà – â Íîðäêàïñêîì ïðîãèáå. Ñàìàÿ ãëóáîêàÿ íà 298
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
øåëüôå ñêâàæèíà (5 201 ì) áûëà çàëîæåíà íà ïîäíÿòèè Íîðäøåëü, â ðàéîíå ðàçâèòèÿ ñîëÿíîêóïîëüíûõ ñòðóêòóð äëÿ âñêðûòèÿ ôóíäàìåíòà.  ðåçóëüòàòå áûëà âûÿâëåíà êðóïíàÿ ãàçîêîíäåíñàòíàÿ çàëåæü è ïîêàçàíà ðåãèîíàëüíàÿ ïðîäóêòèâíîñòü òðèàñîâûõ êîëëåêòîðîâ â ÇàïàäíîÁàðåíöåâñêîé ÍÃÎ. Ïî äàííûì Ð. Ôðèòüîôà (óñòíîå ñîîáùåíèå), êóëüìèíàöèÿ ñîçðåâàíèÿ Πâ ôîðìàöèè Õåêêèíãåí (àíàëîã áàæåíèòîâ âîëæñêîãî ÿðóñà ðîññèéñêîãî ñåêòîðà ìîðÿ) â ðàéîíå «ïëàòôîðìû Áèðãåëàí» (ïîäíÿòèå Ëîïïà) è áàññåéíà Òèäëèáàíêà (Âàðàíãåðñêèé ïðîãèá) ïðèõîäèòñÿ íà íåîãåí. Ñðåäíåòðèàñîâàÿ òîëùà, òàêæå îöåíèâàåìàÿ êàê ïîòåíöèàëüíî íåôòåìàòåðèíñêàÿ, ìîãëà ñîçðåâàòü íåñêîëüêî ðàíåå, îäíàêî èíòåãðàëüíûé ïèê ìèãðàöèè èç îáåèõ ýòèõ òîëù, ñîãëàñíî ãåîõèìè÷åñêîé ìîäåëè ýòîãî ãåîëîãà, ñîâïàäàåò ñ ðóáåæîì ìåëà è ïàëåîãåíà, ò. å. ñ ïåðèîäîì 50–60 Ìà. Îñíîâíûå ÷åðòû íåôòåãàçîíîñíîñòè ðàçðåçà â íîðâåæñêîì è ðîññèéñêîì ñåêòîðàõ Áàðåíöåâà ìîðÿ îêàçàëèñü âî ìíîãîì ñõîæèìè. Ýòî êàñàåòñÿ ñòðàòèãðàôè÷åñêîãî äèàïàçîíà íåôòåãàçîíîñíûõ îòëîæåíèé, ãëóáèíû çàëåãàíèÿ ïðîäóêòèâíûõ îòëîæåíèé è îáùåãî òåêòîíè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ðàçìåùåíèÿ çàëåæåé. Áîëüøèíñòâî âûÿâëåííûõ çàëåæåé ñîñðåäîòî÷åíî â óçêîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì äèàïàçîíå îò âåðõíåãî òðèàñà äî ñðåäíåé þðû. Âñå îíè ëîêàëèçîâàíû â óçêîì èíòåðâàëå ðàçðåçà ìåæäó 2 100 ì è 2 900 ì, ÷òî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî çîíà óñòîé÷èâîñòè çàëåæåé â ðàçðåçå îãðàíè÷åíà âåñüìà æåñòêî. Çàëåæè ïðèóðî÷åíû ê îñåâîé, íàèáîëåå ïîãðóæåííîé çîíå ïðîãèáîâ, ãäå ÿâíî ïðåîáëàäàþò ãàçîâûå (ïðîãèá Õàììåðôåñò), èëè ãàçîêîíäåíñàòíûå (Íîðäêàïñêèé ïðîãèá) çàëåæè.  ïðîãèáå Õàììåðôåñò, êðîìå òîãî, çàìåòíà áèëàòåðàëüíàÿ – îòíîñèòåëüíî åãî îñè – ñèììåòðèÿ â ðàñïîëîæåíèè íåôòÿíûõ çàëåæåé. Âìåñòå ñ òåì, ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ íåôòåãàçîïîèñêîâûõ ðàáîò â Þæíî- è Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ îáíàðóæèâàåò è ñóùåñòâåííûå ðàçëè÷èÿ. Âî-ïåðâûõ, âûÿâèëàñü âàæíàÿ ðàçíèöà â ìîðôîëîãèè ñòðóêòóð – êàê êðóïíûõ, òàê è ëîêàëüíûõ. Âñå îíè íà çàïàäíîì ñåêòîðå øåëüôà çàìåòíî ìåëü÷å, ÷åì íà þæíîì. Òàêèå ñâåðõãèãàíòû, êàê Øòîêìàíîâñêîå ìåñòîðîæäåíèå, èìåþò ìåíüøå øàíñîâ áûòü âûÿâëåííûìè íà çàïàäíîé ïîëîâèíå øåëüôà è îòêðûòèåì ìåñòîðîæäåíèÿ Snohvit, âèäèìî, èñ÷åðïàíû îñíîâíûå âîçìîæíîñòè ïðîãèáà Õàììåðôåñò. Îáùèå çàïàñû, âûÿâëåííûå â áàññåéíå Õàììåðôåñò ê 1990 ã., îöåíèâàëèñü â 245 ìëí ò â íåôòÿíîì ýêâèâàëåíòå (ïðåèìóùåñòâåííî ãàç). Åùå 61 ìëí ì3 îæèäàåòñÿ ïðèðàñòèòü â áóäóùåì íà ðàçáóðåííûõ ïëîùàäÿõ. Íà îñòàëüíîé ÷àñòè Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ, ïî÷òè öåëèêîì ñîâïàäàþùåé ñ íîðâåæñêîé ýêîíîìè÷åñêîé çîíîé, ïðîãíîçíûå ðåñóðñû îöåíèâàþòñÿ â 1,5 ìëðä ò â ïåðåñ÷åòå íà íåôòü. Ýòè ðåñóðñû ïî÷òè íà ïîðÿäîê ìåíåå òåõ, ÷òî ïðîãíîçèðóþòñÿ â ðîññèéñêîì ñåêòîðå ìîðÿ. Äðóãîå ñóùåñòâåííîå îòëè÷èå ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè ñîñòîèò â áîëåå øèðîêîì ïî ñðàâíåíèþ ñ Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíîé ñòðàòèãðàôè÷åñêîì ýòàæå âûÿâëåííîé íåôòåãàçîíîñíîñòè. Êàê ïîêàçûâàåò îïûò ðàáîò â Íîðâåæñêîì ñåêòîðå Áàðåíöåâà ìîðÿ, êðîìå þðñêèõ è òðèàñîâûõ îòëîæåíèé, â êà÷åñòâå ïîòåíöèàëüíî íåôòåãàçîíîñíûõ ðàññìàòðèâàþòñÿ òàêæå ìåëîâûå è ïàëåîãåíîâûå.  ìåëîâûõ îòëîæåíèÿõ íåáîëüøàÿ çàëåæü íåôòè îáíàðóæåíà íà ïëîùàäè Àñêåëàääåí, à â ïàëåîãåíîâûõ – íà ëèöåíçèîííîì ó÷àñòêå Ëîïïà-Ðèããåí, ãäå íåôòÿíàÿ çàëåæü ðàñïîëàãàåòñÿ íà ãëóáèíå 2 200 ì. Ýòè äàííûå óêàçûâàþò íà îòíîñèòåëüíóþ ìîëîäîñòü ìèãðàöèè íåôòè, ïîñêîëüêó ôîðìèðîâàíèå çàëåæè â âåðõàõ íèæíåìåëîâîãî êîìïëåêñà ìîãëî ïðîèçîéòè íå ðàíåå ñåðåäèíû êàéíîçîéñêîãî ýòàïà, âåðîÿòíî, â òî æå âðåìÿ, ÷òî è íà Øòîêìàíîâñêîì ìåñòîðîæäåíèè, à â ïàëåîãåíå – è òîãî ïîçäíåå. Ïåðñïåêòèâû äàëüíåéøèõ îòêðûòèé íîðâåæñêèå ãåîëîãè ñâÿçûâàþò ñ èçó÷åíèåì áèîãåðìíûõ ðèôîâûõ ïîñòðîåê â ïåðìñêèõ îòëîæåíèÿõ, àíàëîãè÷íûõ òåì, ÷òî ïðîãíîçèðîâàëèñü Â. È. Óñòðèöêèì íà áîðòàõ ðèôòîãåííîé ñòðóêòóðû ÁÑÊÌ. Áîëåå äðåâíèå îòëîæåíèÿ, çàëåãàþùèå, êàê ïðàâèëî, íà íåäîñòóïíûõ äëÿ áóðåíèÿ ãëóáèíàõ, â ÷èñëî ïåðñïåêòèâíûõ íå âêëþ÷àþòñÿ. Òàêæå â ÷èñëî âûñîêîïåðñïåêòèâíûõ îáúåêòîâ íå âêëþ÷àþòñÿ ñîëÿíîêóïîëüíûå ñòðóêòóðû, èçâåñòíûå ïî ðåçóëüòàòàì îòå÷åñòâåííûõ è íîðâåæñêèõ ñåéñìè÷åñêèõ ðàáîò â Íîðäêàïñêîì ïðîãèáå. Îäíà èç òàêèõ ñòðóêòóð – Îêòÿáðüñêàÿ, âûÿâëåííàÿ â 1977 ã., ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îêðóãëûé â ïëàíå ñîëÿíîé äèàïèð, àìïëèòóäîé îêîëî 4 êì, ïðîòûêàþùèé âñþ òîëùó ìåçîçîéñêèõ îòëîæåíèé è îáðàçóþùèé íà ïîâåðõíîñòè äíà ìîðÿ õàðàêòåðíóþ àíîìàëèþ ðåëüåôà. Êðîìå òîãî, ðàáîòàìè Â. È. Õðèñàíôîâà, Â. È. Åðìîëàåâîé è äð. â ýòîì ðàéîíå âûÿâëåí åùå ðÿä ñîëÿíîêóïîëüíûõ ñòðóêòóð. 299
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
Ïå÷îðñêàÿ íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü Ïðèíàäëåæíîñòü Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ ê øåëüôîâîé Áàðåíöåâîìîðñêîé ïðîâèíöèè äîëãîå âðåìÿ áûëà íåî÷åâèäíîé. Èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü, ÷òî íàçâàíèå ïðîâèíöèè (Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé) çàêðåïèëîñü èìåííî çà òåððèòîðèåé íèçìåííîñòè, è âûäåëåíèå åå â ðàíãå îáëàñòè âûçûâàåò íåãàòèâíóþ ðåàêöèþ ïî ïðè÷èíå ñêîðåå ïñèõîëîãè÷åñêîãî õàðàêòåðà, ÷åì ãåîëîãè÷åñêîãî. Îòêðûòèå ëþáîé íåôòåãàçîíîñíîé ïðîâèíöèè íà÷èíàëîñü ñ îáíàðóæåíèÿ êàêîé-òî îäíîé èç åå îáëàñòåé, èìåþùåé ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøóþ ïëîùàäü, ïîýòîìó è â íàøåì ñëó÷àå ðàñøèðåíèå ýòîãî ïîíÿòèÿ ïðîâèíöèÿ çà ñ÷åò ïðèáàâëåíèÿ îãðîìíîé àêâàòîðèè, êàê áû ýòî íè âûãëÿäåëî ñ èñòîðè÷åñêèõ ïîçèöèé, ïî ñóùåñòâó, ïðåäñòàâëÿåòñÿ âïîëíå ëîãè÷íûì. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ ïîâûøåíèÿ îáîñíîâàííîñòè ïðîãíîçà íà àêâàòîðèè, îñîáåííî åñëè ó÷åñòü, ÷òî ãåîëîãè÷åñêîå èçó÷åíèå ïå÷îðñêèõ íåôòåé èìååò äàâíþþ òðàäèöèþ, íà÷àâøóþñÿ åùå â XIX â. Çà âñå âðåìÿ èññëåäîâàíèé Ïå÷îðñêîé íåôòåãàçîíîñíîé îáëàñòè íàêîïëåí îáøèðíåéøèé ôàêòè÷åñêèé ìàòåðèàë, îòðàæåííûé â ìíîãî÷èñëåííûõ ïóáëèêàöèÿõ Ë. Ç. Àìèíîâà, Â. Â. Áîãàòûðåâà, Â. È. Áîãàöêîãî, À. Ñ. Áóøóåâà, Á. ß. Âàññåðìàíà, Â. À. Äåäååâà, Â. À. Æåì÷óãîâîé, Í. Ã. Æóçå Ò. Ã. Êàðàñèê, À. ß. Êðåìñà, Ì. Ä. Ìàòâèåâñêîé, Ê. Ô. Ðàõìàíîâà, Þ. À. Ðîññèõèíà, Ä. À. Ñààðà, Î. À. Ñîëíöåâà, Ã. Ì. Ôèðåð è ìíîãèõ äðóãèõ, ãäå ñóììèðîâàíû ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ îá îñíîâíûõ çàêîíîìåðíîñòÿõ ðàñïðåäåëåíèÿ íåôòåãàçîâûõ çàëåæåé â âåðòèêàëüíîì è ëàòåðàëüíîì ðÿäàõ. Ïðîÿâëåíèÿ íåôòè è ãàçà âñòðå÷àþòñÿ íà Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè ïðàêòè÷åñêè âî âñåì ðàçðåçå îñàäî÷íîãî ÷åõëà: îò âåðõíåãî ðèôåÿ-âåíäà äî ìåëà, îäíàêî, ïðåîáëàäàþùåå êîëè÷åñòâî ïðàêòè÷åñêè çíà÷èìûõ çàëåæåé ñîñðåäîòî÷åíî â çíà÷èòåëüíî áîëåå óçêîì èíòåðâàëå ðàçðåçà. Íàèáîëüøèé ïðàêòè÷åñêèé èíòåðåñ ñâÿçàí ñ ïåñ÷àíèêàìè ñðåäíåãî äåâîíà (ïîääîìàíèêîâûé êîìïëåêñ) è êàðáîíàòàìè âåðõíåãî êàðáîíà-íèæíåé ïåðìè. Íèæíèé èç íèõ ñîäåðæèò îêîëî 75% âñåõ ïðîìûøëåííûõ çàïàñîâ íåôòè, à ê âåðõíåìó ïðèóðî÷åíî ïðèáëèçèòåëüíî 35% ðàçâåäàííûõ çàïàñîâ ãàçà è 20% íåôòè. Áîëåå äðåâíèå, ðàâíî êàê è áîëåå ìîëîäûå îòëîæåíèÿ â îáùåì áàëàíñå çàïàñîâ ñóùåñòâåííîé ðîëè íå èãðàþò.  îðäîâèêñêî-íèæíåäåâîíñêèõ òåððèãåííî-êàðáîíàòíûõ ñëîÿõ ïðîäóêòèâíûå çàëåæè âñòðå÷åíû ëèøü íà þãå îáëàñòè – íà Óñèíñêîì, Ñåäúÿõèíñêîì ïîäíÿòèÿõ (òÿæåëûå íåôòè – 0,88–0,92), â Ñàëþêà-Ìàêàðèõèíñêîé çîíå. Íà ñåâåðå îáëàñòè èç îòëîæåíèé ýòîãî âîçðàñòà ïîëó÷åí ñëàáûé ïðèòîê ëåãêîé íåôòè (0,83–0,87) òîëüêî íà Âàðàíäåéñêîé ïëîùàäè. Íà âîñòîêå îáëàñòè â Êîñüþ-Ðîãîâñêîé âïàäèíå íà Ïÿäèìåéñêîì ìåñòîðîæäåíèè èç ýòîãî êîìïëåêñà, çàëåãàþùåãî íà ãëóáèíàõ 3 900–3 960 ì, ïîëó÷åí ãàçîêîíäåíñàò (0,7 ã/ñì3). Íà øåëüôå Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ â äàííîì êîìïëåêñå âîçìîæíî îáíàðóæåíèå çàëåæåé ëåãêèõ íåôòåé. Ñðåäíåäåâîíñêèé êîìïëåêñ ñîäåðæèò íàèáîëåå êðóïíûå çàëåæè íåôòè íà þãå Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè. Íà ñåâåðå çàëåæè ñîäåðæàò áîëåå ëåãêèå íåôòè, ÷åì íà þãå, íî â ýòîì æå íàïðàâëåíèè óõóäøàþòñÿ êîëëåêòîðû. Íà âîñòîêå áîëüøåé ÷àñòüþ îòñóòñòâóþò îòëîæåíèÿ, à íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå ðîëü äàííîãî êîìïëåêñà ìîæåò áûòü ñóùåñòâåííîé ëèøü â ïðåäåëàõ àêâàòîðèàëüíîãî ïðîäîëæåíèÿ Ïå÷îðî-Êîëâèíñêîãî àâëàêîãåíà. Âåðõíåäåâîíñêèé-íèæíåêàìåííîóãîëüíûé êàðáîíàòíûé êîìïëåêñ ñîäåðæèò áîãàòûå ìàññèâíûå çàëåæè ëåãêîé íåôòè â ðèôàõ íà Øàïêèíî-Þðÿõèíñêîì è Êîëâèíñêîì âàëàõ è ïåñòðîé ïî ñîñòàâó – íà Âàðàíäåéñêîé.  ñåâåðíîì íàïðàâëåíèè óõóäøàþòñÿ êîëëåêòîðíûå óñëîâèÿ â áîëüøåé ÷àñòè êîìïëåêñà, ñíèæàåòñÿ êà÷åñòâî ïîêðûøêè â ñåðïóõîâñêèõ ñëîÿõ.  ñâÿçè ñ ïîãðóæåíèåì êðîâëè êàðáîíàòîâ â ñåâåðíîì íàïðàâëåíèè ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå ðîëü äàííîãî êîìïëåêñà ñíèæàåòñÿ, à âîçìîæíîñòü âñòðåòèòü çàëåæè óãëåâîäîðîäîâ ñîõðàíÿåòñÿ, âåðîÿòíî, ëèøü â ïîëîñå Êîëâèíñêîãî è Ãóëÿåâñêîãî âàëîâ. Ñðåäíåêàìåííîóãîëüíûé-íèæíåïåðìñêèé êîìïëåêñ ÿâëÿåòñÿ ðåãèîíàëüíî ïðîäóêòèâíûì è ñîäåðæèò áîãàòûå è ðàçíîîáðàçíûå çàëåæè íåôòè, ãàçà è ãàçîêîíäåíñàòà. Íà çàïàäå ïðîâèíöèè íà Øàïêèíî-Þðÿõèíñêîì âàëó èç âåðõîâ êàðáîíàòíîé òîëùè ïîëó÷åíû ïðèòîêè íåôòè èíîãäà ñ êîíäåíñàòîì (Âåðõíå-Ãðóáîøîðñêàÿ, Ïàøøîðñêàÿ è Ñðåäíå-Ñåðãåéþêñêàÿ ïëîùàäè). Ñåâåðíåå íà Øàïêèíñêîé è Âàíåéâèññêîé ïëîùàäÿõ â êàðáîíàòàõ êàðáîíà – íèæíåé ïåðìè ïîÿâëÿþòñÿ ãàçîíåôòÿíûå è ãàçîêîíäåíñàòíûå ñ íåôòÿíîé îòîðî÷êîé çàëåæè ìàññèâíîãî òèïà, à åùå äàëåå ê ñåâåðó íà Âàñèëêîâñêîé, Êóìæèíñêîé è Êîðîâèíñêîé ïëîùàäÿõ â ðàññìàòðèâàåìûõ îòëîæåíèÿõ âñòðå÷åíû óæå ÷èñòî ãàçîêîíäåíñàòíûå çàëåæè. Îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò è óëó÷øåíèå êà÷åñòâà ïîêðûøêè, íà ñåâåðå âàëà åå ìîùíîñòü âîçðàñòàåò äî 400–550 ì. Ïðè äâèæåíèè ñ þãà íà ñåâåð òÿæåëûå íåôòè Óñèíñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ 300
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
(0,95–0,97 ã/ñì3) ñìåíÿþòñÿ íà Âîçåéñêîì ëåãêèìè, à åùå ñåâåðíåå íà ßðåé-þ è Õûëü÷ó-þ ãàçîíåôòÿíûìè è ãàçîêîíäåíñàòíûìè.  âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè ñ óäàëåíèåì îò Ïå÷îðî-Êîëâèíñêîãî àâëàêîãåíà ëåãêèå óãëåâîäîðîäû ñìåíÿþòñÿ òÿæåëûìè: íà ìíîãèõ ïëîùàäÿõ Âàðàíäåéñêîãî âàëà èç ýòîãî êîìïëåêñà ïîëó÷åíû âÿçêèå, ñìîëèñòûå íåôòè ñ óäåëüíûì âåñîì 0,90–0,92 ã/ñì3. Åùå âîñòî÷íåå, íà Ïÿäèìåéñêîé ïëîùàäè Êîðîòàèõèíñêîé âïàäèíû ïëîòíîñòü íåôòè åùå âûøå (0,96 ã/ñì3). Ðåãèîíàëüíî âûäåðæàííàÿ íåôòåãàçîíîñíîñòü ýòîãî êîìïëåêñà è íàëè÷èå îòìå÷åííûõ âûøå îñîáåííîñòåé ëàòåðàëüíîé èçìåí÷èâîñòè ñîñòàâà ïðîäóêòèâíûõ çàëåæåé ïîçâîëÿþò äîâîëüíî óâåðåííî ïðåäïîëàãàòü âûñîêóþ ïåðñïåêòèâíîñòü ýòîãî êîìïëåêñà íà øåëüôå Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ, ïðè÷åì â çàïàäíîé åãî ÷àñòè ìîæíî îæèäàòü ïðèñóòñòâèå áîëåå ëåãêèõ íåôòåé è ãàçîâûõ êîíäåíñàòîâ, íî â áîëåå îãðàíè÷åííîì ñòðàòèãðàôè÷åñêîì äèàïàçîíå (ñðåäíèé-âåðõíèé êàðáîí).  õîðîøåì ñîãëàñèè ñ ýòèì ïðîãíîçîì íàõîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû áóðîâûõ ðàáîò íà øåëüôîâîì ïðîäîëæåíèè Êîëâèíñêîãî è Âàðàíäåéñêîãî âàëîâ. Îáíàðóæåíèå ãàçîâûõ è íåôòÿíûõ çàëåæåé íà Ïîìîðñêîé, Ñåâåðî-Ãóëÿåâñêîé è Ïðèðàçëîìíîé ïëîùàäÿõ äàåò îñíîâàíèå ñâÿçûâàòü ñ ýòèì êîìïëåêñîì îñíîâíûå ïåðñïåêòèâû íà íåôòü íå òîëüêî íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå, íî è çà åãî ïðåäåëàìè – íà Êîëüñêî-Êàíèíñêîé ìîíîêëèíàëè, Ïðèíîâîçåìåëüñêîì øåëüôå, Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîì ïîäíÿòèè è Øïèöáåðãåíñêîì øåëüôå, ò. å. âåçäå, ãäå ðàçâèòû îòëîæåíèÿ ýòîãî êîìïëåêñà è åñòü îñíîâàíèÿ ïðîãíîçèðîâàòü ïðèñóòñòâèå ðèôîâûõ ïîñòðîåê. Âåðõíåïåðìñêèé òåððèãåííûé êîìïëåêñ ñîäåðæèò ïðîäóêòèâíûå çàëåæè, ãëàâíûì îáðàçîì, íà ñåâåðå ïðîâèíöèè, ãäå ïîëó÷åíû ïðèòîêè ãàçà íà ðÿäå ïëîùàäåé â ñåâåðíîé ÷àñòè Øàïêèíî-Þðÿõèíñêîãî è Êîëâèíñêîãî âàëîâ è òÿæåëîé íåôòè – íà ñåâåðå Âàðàíäåéñêîãî âàëà.  þæíîé ÷àñòè ïðîâèíöèè ëèøü íà óíèêàëüíîì Óñèíñêîì ìåñòîðîæäåíèè ïîëó÷åíû ïðîìûøëåííûå ïðèòîêè íåôòè èç ýòîãî êîìïëåêñà. Òàêîãî ðîäà òåíäåíöèþ ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê âåñüìà áëàãîïðèÿòíóþ äëÿ îöåíêè ïåðñïåêòèâíîñòè ýòîãî êîìïëåêñà íà øåëüôå, ãäå ñ íèì ìîãóò áûòü ñâÿçàíû êàê íåôòÿíûå, òàê è ãàçîêîíäåíñàòíûå çàëåæè. Ïîäòâåðæäåíèå ýòîãî ïðîãíîçà ïîêà ïîëó÷åíî ëèøü íà Ñåâåðî-Ãóëÿåâñêîé ïëîùàäè, ãäå ïîëó÷åí íåáîëüøîé (44 ò/ñóò.) ïðèòîê íåôòè ïëîòíîñòüþ 0,901. Òðèàñîâûé òåððèãåííûé íåôòåãàçîíîñíûé êîìïëåêñ ñòàë ïðèâëåêàòü ê ñåáå âíèìàíèå îòíîñèòåëüíî íåäàâíî â ñâÿçè ñ îáíàðóæåíèåì çàëåæåé ãàçà íà ñåâåðå íèçìåííîñòè – íà Âàñèëêîâñêîé, Êóìæèíñêîé, Êîðîâèíñêîé, Ëàÿ-Âîæñêîé, Õûëü÷óþññêîé ïëîùàäÿõ è ïðèçíàêîâ òÿæåëîé íåôòè â øàïêèíñêîé ñâèòå íà âñåõ ïëîùàäÿõ Âàðàíäåéñêîãî âàëà. Ê þãó îò óïîìÿíóòûõ ñòðóêòóð òðèàñîâûé êîìïëåêñ ïðîäóêòèâåí íà Óñèíñêîì ìåñòîðîæäåíèè, ãäå èç íåãî ïîëó÷åí ïðèòîê òÿæåëîé íåôòè, è íà Õûëü÷óþññêîì, â ðàçðåçå êîòîðîãî îáíàðóæåíû ãàçîíåôòÿíûå è ãàçîêîíäåíñàòíûå çàëåæè, ïðèóðî÷åííûå ê áàçàëüíîìó ïëàñòó ïåñ÷àíèêîâ íèæíåãî òðèàñà. Ïðèâåäåííûå ñâåäåíèÿ äàþò îñíîâàíèå äëÿ âåñüìà áëàãîïðèÿòíîé îöåíêè íåôòåãàçîïåðñïåêòèâíîñòè ýòîãî êîìïëåêñà è íà ïðèëåãàþùåì øåëüôå Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ. Ýòîò âûâîä íàõîäèò õîðîøåå ïîäòâåðæäåíèå â ðåçóëüòàòàõ èñïûòàíèé ãëóáîêèõ ñêâàæèí íà âîñòî÷íîì ïîáåðåæüå î. Êîëãóåâ, ãäå â íèçàõ òðèàñîâûõ îòëîæåíèé âûÿâëåíû òðè çàëåæè: îäíà – íåôòÿíàÿ è äâå – ãàçîíåôòÿíûå. Âñå çàëåæè íà ýòîé ïëîùàäè ïðèóðî÷åíû ê íèæíåìó îòäåëó, íî çà åå ïðåäåëàìè ìîæíî îæèäàòü âûÿâëåíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ çàëåæåé è â áîëåå ìîëîäûõ îòëîæåíèÿõ òðèàñà. Ñðåäíåþðñêèé òåððèãåííûé êîìïëåêñ ÿâëÿåòñÿ ñàìûì ìîëîäûì íà Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè. Åãî ïðîäóêòèâíîñòü óñòàíîâëåíà íà êðàéíåì ñåâåðî-âîñòî÷íîì óãëó ñèíåêëèçû, íà ñåâåðíûõ ïëîùàäÿõ Âàðàíäåéñêîãî âàëà. Çäåñü âñêðûòû åäèíè÷íûå çàëåæè òÿæåëîé âÿçêîé ïàðàôèíèñòîé íåôòè, ñîäåðæàùåé áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñìîë è àñôàëüòåíîâ (óä. âåñ – 0,983–0,985). Îòñóòñòâèå þðñêèõ çàëåæåé íåôòè íà äðóãèõ ïëîùàäÿõ ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî çàìåòíûì ñîêðàùåíèåì ìîùíîñòè þðñêî-ìåëîâûõ ïîðîä â þæíîì è çàïàäíîì íàïðàâëåíèÿõ è íåãëóáîêèì èõ çàëåãàíèåì íà ïðåîáëàäàþùåé ÷àñòè ñèíåêëèçû. Ýòà îñîáåííîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ þðñêîé òîëùè ïîçâîëÿåò ïîëàãàòü, ÷òî íà àêâàòîðèè Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ, ãäå ýòîò êîìïëåêñ èñïûòûâàåò çàìåòíîå ïîãðóæåíèå, ñ íèì ìîãóò áûòü ñâÿçàíû îïðåäåëåííûå ïåðñïåêòèâû.  ïåðâóþ î÷åðåäü, ïðåäñòàâëÿþò èíòåðåñ êîíòèíåíòàëüíûå ôàöèè (ðóñëîâûå) Ïàëåîïå÷îðû, îïèñàííûå Þ. Â. Øèïåëüêåâè÷åì. Òàêèì îáðàçîì, â ëàòåðàëüíîì íàïðàâëåíèè â ðàñïðîñòðàíåíèè íåôòÿíûõ è ãàçîâûõ çàëåæåé äîìèíèðóåò ÿâíàÿ ïðèóðî÷åííîñòü áîëüøåé ÷àñòè çàïàñîâ óãëåâîäîðîäîâ ê åå öåíòðàëüíîé çîíå, ñîâïàäàþùåé â ïëàíå ñ ëèíåéíîé ñòðóêòóðîé Ïå÷îðî-Êîëâèíñêîãî àâëàêîãåíà, ñ êîòîðîé ñâÿçûâàåòñÿ äî 2/3 âñåõ óãëåâîäîðîäíûõ ðåñóðñîâ Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ.  íàïðàâëåíèè ñ þãà íà ñåâåð îòìå÷àþòñÿ «îìîëîæåíèå» ïðîäóêòèâíîé ÷àñòè ðàçðåçà çà ñ÷åò ïîÿâëåíèÿ çàëåæåé 301
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ðîññèéñêîé ÷àñòè Àðêòèêè
â ìåçîçîå è ñîêðàùåíèå èõ ÷èñëà â ñðåäíåì ïàëåîçîå. Îñîáåííîñòüþ âûÿâëåííûõ çàëåæåé âûñòóïàåò èõ îòíîñèòåëüíî ìîëîäîé âîçðàñò, íà ÷òî óêàçûâàþò äàííûå, ïîëó÷åííûå Ã. Ä. Óäîòîì, Ã. À. Ñëîíèìñêèì, Ã. Ì. Ôèðåð, Î. À. Çàðèïîâûì, Â. À. Äåäååâûì, è ïîêàçûâàþøèå, ÷òî îêîí÷àòåëüíîå ôîðìèðîâàíèå ëîâóøåê îòíîñèòñÿ ê íà÷àëó àëüïèéñêîé ýïîõè, êîãäà àìïëèòóäû ìíîãèõ ñòðóêòóð, ñóäÿ ïî àíàëèçó ìîùíîñòåé, âîçðîñëè íà 50–70 ì, à èíîãäà äî 80–100 ì, ÷òî ñîèçìåðèìî ñ ðåçóëüòàòàìè âñåõ ïðåäøåñòâóþùèõ ýòàïîâ ðîñòà ëîêàëüíûõ ïîäíÿòèé, êîòîðûå îòìå÷àþòñÿ íà ðóáåæå ïåðìè è òðèàñà, à òàêæå òðèàñà è þðû. Ïî ìàòåðèàëàì Ë. À. Àíèùåíêî, âîçðàñò ãàçà Âóêòûëüñêîãî ãàçîêîíäåíñàòíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ, îïðåäåëåííûé ïî ìåòîäèêå À. Ë. Êîçëîâîé, ñîñòàâëÿåò 40–50 Ìà. Òðóäíî ñêàçàòü, â êàêîé ìåðå ýòè äàííûå õàðàêòåðíû äëÿ íåôòÿíûõ ìåñòîðîæäåíèé, íî áåññïîðíûì ÿâëÿåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî àëüïèéñêèé òåêòîíè÷åñêèé ýòàï ñûãðàë âåñüìà ñóùåñòâåííóþ ðîëü â ðàñïðåäåëåíèè íåôòåãàçîâûõ çàëåæåé ïî ðàçðåçó è ïëîùàäè Ïå÷îðñêîé ñèíåêëèçû. Íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå, ãäå íåïîñðåäñòâåííî ïðîñëåæèâàþòñÿ îñíîâíûå ñòðóêòóðíûå ýëåìåíòû Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè, âûÿâëåíî îêîëî ïîëóòîðà äåñÿòêîâ ëîêàëüíûõ ïîäíÿòèé, ïÿòü èç êîòîðûõ ñîäåðæàò çàëåæè íåôòè, ãàçà è ãàçîâîãî êîíäåíñàòà. Ïåñ÷àíîîçåðíîå íåôòÿíîå ìåñòîðîæäåíèå ðàñïîëîæåíî íà âîñòî÷íîì áåðåãó î. Êîëãóåâ è ÿâëÿåòñÿ ïåðâîé ñòðóêòóðîé â Áàðåíöåâîìîðñêîì ðåãèîíå, ãäå áûë ïîëó÷åí ïðîìûøëåííûé ïðèòîê íåôòè. Îíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êóïîëîâèäíóþ ñêëàäêó íåáîëüøîãî ðàçìåðà, âûðàæåííóþ íàèáîëåå ðåëüåôíî â òðèàñîâûõ îòëîæåíèÿõ. Ïðèòîêè óãëåâîäîðîäîâ ïîëó÷åíû â ïîðîäàõ îò òðèàñà äî êàðáîíà, ïðîìûøëåííûìè îíè îêàçàëèñü òîëüêî â âåðõàõ ðàçðåçà (íèæíèé òðèàñ), îòêóäà ïîëó÷åíû â ðàçíûõ ñîîòíîøåíèÿõ íåôòü, ãàç è ãàçîêîíäåíñàò. Çàëåæü ïëàñòîâàÿ ñâîäîâàÿ. Íåôòü ìàëîñåðíèñòàÿ, ìàëîñìîëèñòàÿ, ïàðàôèíîâàÿ, ñ âûñîêèì âûõîäîì ñâåòëûõ äèñòèëëÿòîâ. Ïëîòíîñòü – 0,776 ã/ñì3. Íåôòü èç âåðõíåêàìåííîóãîëüíûõ ïîðîä áîëåå òÿæåëàÿ – 0,84 ã/ñì3. Êîíäåíñàò èç íèæíåòðèàñîâîãî ãîðèçîíòà 1 476–1 481 ì îáëàäàåò ïëîòíîñòüþ 0,720 ã/ñì3 è ñîäåðæèò 14% íèçêîêèïÿùèõ (ìåíåå 100 °Ñ) ôðàêöèé. Ãàç ìåòàíîâûé, àçîòíî-ìåòàíîâûé. Êîëëåêòîðîì ñëóæèò ïà÷êà ïåñ÷àíèêîâ ñ ïîðèñòîñòüþ äî 24–27%, ïåðåìåæàåìûõ ñ àëåâðîëèòàìè è ïåðåêðûòûõ ãëèíèñòûì ôëþèäîóïîðîì. Ìåñòîðîæäåíèå õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëàáûì óïðóãî-âîäîíàïîðíûì ðåæèìîì, îòíîñèòåëüíî íèçêèìè òåìïåðàòóðàìè (36–41) è ñðàâíèòåëüíî íèçêèìè äåáèòàìè ñêâàæèí (â ñðåäíåì 56 ò/ñóò.) ïðè ãàçîâîì ôàêòîðå 130–500 ì3/ò. Íà ïðîäîëæåíèè Êîëâèíñêîãî âàëà ðàñïîëàãàþòñÿ Ïîìîðñêàÿ è Ñåâåðî-Ïîìîðñêàÿ áðàõèàíòèêëèíàëè, êîòîðûå áûëè ïåðâûìè ëîêàëüíûìè ñòðóêòóðàìè, ïîäãîòîâëåííûìè äëÿ ðàçâåäî÷íîãî áóðåíèÿ åùå â íà÷àëå 70-õ ã. Íà ïåðâîé èç íèõ áóðåíèåì âñêðûòà ãàçîêîíäåíñàòíàÿ çàëåæü â êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèÿõ. Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ çàëåæè ÿâëÿåòñÿ î÷åíü âûñîêîå ñîäåðæàíèå ñåðîâîäîðîäà (äî 8,5%). Ñåâåðî-Ãóëÿåâñêîå ìåñòîðîæäåíèå îòêðûòî â îêòÿáðå 1986 ã. Ïîäíÿòèå ïðèóðî÷åíî ê Ãóëÿåâñêîìó âàëó. Íà ìåñòîðîæäåíèè îòêðûòî äâå çàëåæè: ìàññèâíàÿ ãàçîêîíäåíñàòíàÿ â êàðáîíàòíûõ îòëîæåíèÿõ êàðáîíà è ïëàñòîâî-ñâîäîâàÿ íåôòÿíàÿ â òåððèãåííûõ îòëîæåíèÿõ âåðõíåé ïåðìè. Ïðîäóêòèâíûé íåôòÿíîé ãîðèçîíò (Ð2) çàëåãàåò â èíòåðâàëå 2 212–2 288 ì. Ïðèðàçëîìíîå íåôòÿíîå ìåñòîðîæäåíèå â ñòðóêòóðíîì îòíîøåíèè ïðèíàäëåæèò ê ñåâåðíîìó ïðîäîëæåíèþ âàëà Ñîðîêèíà. Ëîâóøêà ïðåäñòàâëåíà áðàõèàíòèêëèíàëüíîé ñêëàäêîé, âûðàæåííîé â ñòðîåíèè âñåãî èçó÷åííîãî ðàçðåçà îò ñèëóðà äî òðèàñà. Ïëîùàäü ñòðóêòóðû îêîëî 100 êì2, àìïëèòóäà – 130 ì, çàïàäíîå êðûëî íàðóøåíî ñáðîñîì àìïëèòóäîé äî 200 ì. Ìåñòîðîæäåíèå îòêðûòî â 1989 ã., âûÿâëåíû äâå çàëåæè: îäíà â àññåëüñêîì ÿðóñå íèæíåé ïåðìè, à äðóãàÿ ïðèóðî÷åíà ê ïîðèñòûì èçâåñòíÿêàì íèæíåãî êàðáîíà, çàëåãàþùèì íà ãëóáèíå 2 370–2 487 ì. Ïîðèñòîñòü ïîðîä ñíèæàåòñÿ âíèç ïî ðàçðåçó îò 23% â êðîâëå ïðîäóêòèâíîãî ïëàñòà, äî 5% â ïîäîøâå. Çàëåæü ìàññèâíàÿ ñ ïîäîøâåííîé âîäîé íà ãëóáèíå 2 456 ì. Ìàêñèìàëüíûé äåáèò íåôòè – 678 ì3/ñóò. Íåôòü òÿæåëàÿ (ïëîòíîñòü – 0,92 ã/ñì3), ìàëîïàðàôèíèñòàÿ, ñìîëèñòàÿ, âûñîêîñåðíèñòàÿ (2–2,8%), ïî ñîñòàâó ñõîäíàÿ ñ íåôòÿìè äðóãèõ ìåñòîðîæäåíèé âàëà Ñîðîêèíà è ãåíåòè÷åñêè, âåðîÿòíî, ñ íèìè îäíîðîäíàÿ. Ñàìàÿ âîñòî÷íàÿ èç ïåðñïåêòèâíûõ ñòðóêòóðíûõ çîí Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè – Ìåäûíñêèé âàë ïðîñëåæåí íà øåëüôå â âèäå ïîëîñû íåáîëüøèõ ëîêàëüíûõ ïîäíÿòèé (Ìåäûíñêàÿ – ìîðå, Ìåäûíñêàÿ-1 è 2 è äð.). Âíå âèäèìîé ñâÿçè ñ ïåðå÷èñëåííûìè ïîëîæèòåëüíûìè ñòðóêòóðàìè II ïîðÿäêà íà øåëüôå ðàñïîëàãàþòñÿ Ñåâåðî-Äîëãèíñêàÿ, Ïîëÿðíàÿ, Ðóññêàÿ, Âåëüòîâñêàÿ, Ñåíãåéñêàÿ, Àêâàìàðèíñêàÿ è Âîñòî÷íî-Ïå÷îðñêàÿ ñòðóêòóðû. Ðàñïðåäåëåíèå âûÿâëåííûõ çàëåæåé ïî ñòðàòèãðàôè÷åñêîìó ðàçðåçó íà Ïå÷îðñêîì øåëüôå ïîä÷èíÿåòñÿ ÿñíî âûðàæåííîé çàêîíîìåðíîñòè, êîòîðàÿ ñîñòîèò â îìîëîæåíèè âîçðàñòà 302
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ïðîäóêòèâíûõ ãîðèçîíòîâ â íàïðàâëåíèè îò òåððèòîðèè Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè ê Þæíî-Áàðåíöåâñêîé âïàäèíå è â îäíîâðåìåííîé ñìåíå íåôòÿíûõ çàëåæåé ãàçîâûìè è ãàçîêîíäåíñàòíûìè. Ìîæíî îæèäàòü îòêðûòèÿ çàëåæåé ëåãêèõ íåôòåé èëè êîíäåíñàòà â òåððèãåííî-êàðáîíàòíûõ îòëîæåíèÿõ îðäîâèê-íèæíåäåâîíñêîãî êîìïëåêñà, à òàêæå â îñíîâíîì ïðîäóöåíòå ÒÏÏ – ñðåäíåäåâîíñêèõ ïåñ÷àíèêàõ, íî â îñíîâíîì íà çàïàäå øåëüôà, ãäå îæèäàåòñÿ óëó÷øåíèå êîëëåêòîðíûõ ñâîéñòâ. Íîâîçåìåëüñêàÿ, âîçìîæíî, íåôòåãàçîíîñíàÿ îáëàñòü Îöåíêà ïåðñïåêòèâ íåôòåãàçîíîñíîñòè òåððèòîðèè Íîâîé Çåìëè íåîäíîêðàòíî ïåðåñìàòðèâàëàñü. Íåôòåïðîÿâëåíèÿ íà òåððèòîðèè Íîâîé Çåìëè áûëè îáúåêòîì íåôòåãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé åùå â 30-å ãîäû ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ, êîãäà ïåðâûå óñïåõè ïîèñêîâ íåôòè â áàññåéíå ð. Ïå÷îðû ñòèìóëèðîâàëè èçó÷åíèå íåôòåãàçîíîñíîñòè ñìåæíûõ ãåîëîãè÷åñêèõ îáëàñòåé.  ýòèõ ðàáîòàõ ïðèíÿëè ó÷àñòèå òàêèå èçâåñòíûå ãåîëîãè, êàê Á. À. Àëôåðîâ, Í. Í. Ìóòàôè, È. Ô. Ïóñòîâàëîâ. Ïåðâûå ïðèçíàêè íåôòè áûëè âûÿâëåíû íà çàïàäíîì áåðåãó Íîâîé Çåìëè Í. À. Îðëîâûì è Ë. Ï. Ñìèðíîâûì. Âñêîðå ýòè íàõîäêè íà ñåâåðíîé îêîíå÷íîñòè àðõ. ïîâòîðèë È. Ô. Ïóñòîâàëîâ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íà ïåðâîé êàðòå ïåðñïåêòèâ íåôòåãàçîíîñíîñòè àðêòè÷åñêèõ îáëàñòåé ÑÑÑÐ, ñîñòàâëåííîé åùå äî âîéíû, çåìëè ê ñåâåðó îò Ïå÷îðñêîãî ìîðÿ ïîëó÷èëè òàêóþ æå ïîëîæèòåëüíóþ îöåíêó, êàê è ê þãó îò íåãî. Ýòè èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî íàñûùåííûå áèòóìîì è íåôòüþ ïîðîäû âñòðå÷àþòñÿ â áîëåå ÷åì äâàäöàòè ïóíêòàõ çàïàäíîãî ïîáåðåæüÿ Íîâîé Çåìëè, ãäå îíè ñâÿçàíû ñ îòëîæåíèÿìè îò îðäîâèêà äî ïåðìè.  áîëüøèíñòâå ýòèõ ìåñòîíàõîæäåíèé áèòóìû ïðåäñòàâëåíû âûñîêîìåòàìîðôèçîâàííûìè ìèíåðàëàìè – àíòðîêñîëèòàìè, îêñèêåðèòàìè, êèñêåèòàìè, à íà î. Âàéãà÷ – äàæå øóíãèòàìè. Çíà÷èòåëüíî ðåæå âñòðå÷àþòñÿ óãëåâîäîðîäû íåôòÿíîãî ðÿäà – ìàëüòû, òÿæåëûå íåôòè. Ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòü áèòóìîïðîÿâëåíèé îáëàäàåò îòíîñèòåëüíî îäíîðîäíûì ñîñòàâîì è îáðàçóåò íåïðåðûâíûé ðÿä, õàðàêòåðèçóþùèéñÿ ïîñòåïåííûì èçìåíåíèåì ñîîòíîøåíèÿ âîäîðîäà è óãëåðîäà. Ýòîò ðÿä îáðàçóþò áèòóìîèäû èç ðàçëè÷íûõ ïî âîçðàñòó ïîðîä. Åäèíñòâåííûì ôàêòîðîì, îáúåäèíÿþùèì áèòóìîïðîÿâëåíèÿ, âûñòóïàåò âûñîêàÿ ñòåïåíü äèñëîöèðîâàííîñòè âìåùàþùèõ áèòóìû îñàäî÷íûõ îáðàçîâàíèé. Çàñëóæèâàåò âíèìàíèÿ è òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî áèòóìîèäû, ñîñòàâ êîòîðûõ çàìåòíî îòëè÷àåòñÿ áîëåå âûñîêèìè ñîîòíîøåíèÿìè Í/Ñ, âûÿâëåíû ëèøü íà êðàéíåì ñåâåðå Íîâîé Çåìëè – â çàëèâå Èíîñòðàíöåâà è íà ìûñå Æåëàíèÿ, íà þãå – íà î. Ìàòâååâà, ò. å. â òàêèõ çîíàõ ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè, ãäå èíòåíñèâíîñòü ñêëàä÷àòûõ äåôîðìàöèé çàìåòíî ñíèæàåòñÿ.  ïîñëåäóþùåì, óæå â 1950–1970-å ãã., ýòè íàáëþäåíèÿ áûëè äîïîëíåíû äðóãèìè äàííûìè òàêîãî æå ðîäà, íî âñå ñâåäåíèÿ, ðàññåÿííûå ïî íåîïóáëèêîâàííûì îò÷åòàì À. À. Ïåòðåíêî, Ý. Ì. Êðàñèêîâà, Ð. À. Ùåêîëäèíà, À. Ç. Áóðñêîãî, À. Â. Äèòìàðà, Ä. Ê. Ïàòðóíîâà, íå ïîìåøàëè ïðè ñîñòàâëåíèè îáùåñîþçíûõ êàðò ïðîãíîçà è íåôòåãåîëîãè÷åñêèõ îáçîðîâ èñêëþ÷èòü òåððèòîðèþ àðõ. èç ÷èñëà ïåðñïåêòèâíûõ çåìåëü, ýòà îöåíêà ïðî÷íî âîøëà â òðàäèöèþ (Ãðàìáåðã, 1997). Ïåðåîöåíêå â íåìàëîé ñòåïåíè ñïîñîáñòâîâàëà è îáùåìèðîâàÿ òåíäåíöèÿ ïîñëåâîåííûõ äåñÿòèëåòèé – îòêðûòèÿ â ðàçíûõ ðåãèîíàõ Çåìëè êðóïíûõ íåôòåãàçîíîñíûõ ïðîâèíöèé â ìîëîäûõ êîéëîãåííûõ ñòðóêòóðàõ òèïà Çàïàäíî-Ñèáèðñêîé ïëèòû, ñ åå âûäåðæàííûìè íà ñîòíè êèëîìåòðîâ ôàöèàëüíûìè è ñòðóêòóðíûìè óñëîâèÿìè, íàäîëãî îòîäâèíóëè íà âòîðîé ïëàí òðàäèöèîííûå îáúåêòû íåôòåäîáû÷è, ïîäîáíûå, íàïðèìåð, ñëîæíî ïîñòðîåííûì ìåñòîðîæäåíèÿì Áàêèíñêîãî ðàéîíà. Ëèøü â 1980-õ ãã. íàìåòèëñÿ, íàêîíåö, áîëåå âçâåøåííûé ïîäõîä ê èçó÷åíèþ íåôòåãàçîíîñíîñòè îáëàñòåé ñî ñëîæíûì ãåîëîãè÷åñêèì ñòðîåíèåì, â òîì ÷èñëå è Íîâîé Çåìëè. Á. À. Êëóáîâ âûïîëíèë îáîáùåíèå äàííûõ î áèòóìèíîçíîñòè ïîðîä âñåõ àðêòè÷åñêèõ çåìåëü è âìåñòå ñ Å. À. Êîðàãî ïðèâåë íîâûå îïèñàíèÿ æèäêèõ áèòóìîâ íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè è îáîñíîâàë èõ íåôòÿíóþ ïðèðîäó. Ýòè çàêëþ÷åíèÿ çàñòàâëÿþò âåðíóòüñÿ ê àíàëèçó äàííûõ, õàðàêòåðèçóþùèõ ïåðñïåêòèâû íåôòåãàçîíîñíîñòè îòëîæåíèé, ðàçâèòûõ íà òåððèòîðèè Íîâîé Çåìëè, è çàíîâî ïðîâåðèòü îáîñíîâàííîñòü íåïîëîæèòåëüíîé îöåíêè, êîòîðóþ îíà ïîëó÷èëà íà ïðåäøåñòâóþùåé ñòàäèè èçó÷åíèÿ. Íà Íîâîé Çåìëå â ðàçðåçå êàðáîíà è íèæíåé ïåðìè, êàê îòìå÷àëîñü âûøå, ïðèñóòñòâóþò òîëùè ìîðñêîãî ãåíåçèñà, ñîäåðæàùèå çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ÐΠñàïðîïåëåâîãî òèïà, íî âñëåäñòâèå ïîãðóæåíèÿ íà ãëóáèíû äî 6 êì è áîëåå, êàòàãåíåòè÷åñêàÿ çðåëîñòü ÐΠâ íèõ 303
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
äîñòèãëà âûñîêèõ ñòàäèé (ÌÊ4–5–AK1). Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äàííûå òîëùè óæå ïðîøëè ãëàâíóþ ôàçó íåôòåîáðàçîâàíèÿ (ÃÔÍ), è, ïî ñóùåñòâó, äîëæíû áûëè áû ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê òîëùè, ðåàëèçîâàâøèå ñâîé íåôòåãåíåðàöèîííûé ïîòåíöèàë.  òî æå âðåìÿ îòëîæåíèÿ, ñóäÿ ïî äàííûì ãàçîâîãî êàðîòàæà â ñêâ. Àäìèðàëòåéñêàÿ-1 (â èíòåðâàëå ðàçâèòèÿ êàìåííîóãîëüíûõ îòëîæåíèé íà ãëóáèíå 3 700–3 750 ì), åùå ïðîäîëæàþò íàõîäèòüñÿ â çîíå ãàçîãåíåðàöèè.  ïðîáå ãàçà, âçÿòîé íà ýòîé ãëóáèíå, óñòàíîâëåíî 12,8% ìåòàíà è 76,7% óãëåêèñëîãî ãàçà, êðîìå òîãî – 0,1% ãåëèÿ, ÷òî óêàçûâàåò íà ïîäòîê ãëóáèííûõ ôëþèäîâ. Ïî ôîðìå íàõîæäåíèÿ ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòü èññëåäîâàííûõ áèòóìîâ ÿâëÿåòñÿ âòîðè÷íûìè îáðàçîâàíèÿìè. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò èõ ïðèóðî÷åííîñòü ê ñåêóùèì òåëàì – æèëàì è òðåùèíàì, âûïîëíåííûì êâàðöåì, êàëüöèòîì, ðåæå – ôëþîðèòîì, âòîðè÷íûì äîëîìèòîì, – è ëîêàëèçàöèÿ âáëèçè çîí êðóïíûõ òåêòîíè÷åñêèõ ðàçëîìîâ. Âàæíî îòìåòèòü îòñóòñòâèå êàêîéëèáî ñòðàòèãðàôè÷åñêîé ïðèóðî÷åííîñòè âûÿâëåííûõ áèòóìîèäîâ, ÷òî òàêæå ñâîéñòâåííî àëëîõòîííûì îáðàçîâàíèÿì. Âîçðàñò æèëüíûõ, áåçóñëîâíî, âòîðè÷íûõ â ðàçëè÷íîé ñòåïåíè ìåòàìîðôèçîâàííûõ áèòóìîâ, ñóäÿ ïî èõ ïàðàãåíåçó ñ êàëüöèòîì è ôëþîðèòîì, ìîæåò îïðåäåëÿòüñÿ êàê ðàííåìåçîçîéñêèé, âåðîÿòíî, òðèàñîâûé, ïîñêîëüêó ïîñëå ýòîãî âðåìåíè ãèäðîòåðìàëüíàÿ äåÿòåëüíîñòü â ðåãèîíàëüíûõ ìàñøòàáàõ óæå íå ïðîÿâëÿëàñü. Âìåñòå ñ òåì, ýòîò âûâîä ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ëèøü íà òå ìåñòîíàõîæäåíèÿ, ãäå ïàðàãåíåç áèòóìîèäîâ ñ ãèäðîòåðìàëüíûìè îáðàçîâàíèÿìè íå âûçûâàåò ñîìíåíèé. Íàðÿäó ñ ýòèìè ïðîäóêòàìè òðèàñîâîé ìèãðàöèè â ðàçðåçå, áåçóñëîâíî, ïðèñóòñòâóþò è áîëåå ïîçäíèå ãåíåðàöèè áèòóìîèäîâ. Íåïîñðåäñòâåííûå íàáëþäåíèÿ, óêàçûâàþùèå íà íàëè÷èå äâóõ ðàçíîâðåìåííûõ ãåíåðàöèé áèòóìîèäîâ, ïðèíàäëåæàò Â. À. Äåäååâó, êîòîðûé óñòàíîâèë â ñèëóðèéñêèõ è äåâîíñêèõ ïîðîäàõ íà î. Ìàòâååâ ïðèñóòñòâèå ÷åðíûõ, âÿçêèõ, îñìîëåííûõ áèòóìîâ òèïà ìàëüòû, à â çàëåãàþùèõ ðÿäîì íèæíåêàìåííîóãîëüíûõ – ëåãêèõ, ñâåòëûõ, ìàñëÿíèñòûõ, íåôòåïîäîáíûõ áèòóìîâ. Íåôòåïîäîáíûå áèòóìû, îòìå÷åííûå íà ñåâåðå Íîâîé Çåìëè, îòëè÷àþòñÿ îò äðóãèõ ìåñòîíàõîæäåíèé. Êàê ïðàâèëî, îíè ïðîïèòûâàþò ïîðèñòûå è êàâåðíîçíûå ðàçíîñòè âåðõíåñèëóðèéñêèõ èçâåñòíÿêîâ íà çíà÷èòåëüíóþ ìîùíîñòü – îò 60 äî 350 ì.  îòëè÷èå îò æèëüíûõ àíòðàêñîëèòîâ, ýòè ìåíåå ìåòàìîðôèçîâàííûå áèòóìû òèïà ìàëüòû ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê ïðîäóêòû ïîçäíåé ãåíåðàöèè, ìèãðàöèÿ êîòîðûõ áûëà èíèöèèðîâàíà ïîñëåòðèàñîâûìè, âåðîÿòíåå âñåãî, àëüïèéñêèìè äâèæåíèÿìè. Ãðóïïîâîé ñîñòàâ ýòèõ áèòóìîèäîâ îäíîòèïåí ñ ìîëîäûìè ïðîäóêòàìè ìèãðàöèè íà î. Øïèöáåðãåí. Èñòî÷íèêîì ìèãðàöèîííûõ ÓÂ, ïî ìíåíèþ Á. À. Êëóáîâà, ÿâëÿþòñÿ äîìàíèêîèäíûå ôàöèè íèæíåãî äåâîíà, îòëè÷àþùèåñÿ íèçêèì óðîâíåì êàòàãåíåçà, íå ïðåâûøàþùèì ãðàäàöèè ÌÊ2, è ïðåäñòàâëåííûå âîäîðîñëåâî-êîðàëëîâî-áðàõèîïîäîâûìè áèòóìèíîçíûìè èçâåñòíÿêàìè, ìîùíîñòüþ íå ìåíåå 120 ì.  ãåíåòè÷åñêîì îòíîøåíèè îíè ïðèíàäëåæàò ê òèïó ïàðààâòîõòîííûõ ïåðâè÷íî-ìèãðàöèîííûõ îáðàçîâàíèé, ëèøü íåçíà÷èòåëüíî çàòðîíóòûõ ãèïåðãåííûìè ïðîöåññàìè. Ýòè äàííûå ïðèíöèïèàëüíî âàæíû â òîì îòíîøåíèè, ÷òî ïîçâîëÿþò óâåðåííî ãîâîðèòü î íàëè÷èè â ïðåäåëàõ ðàññìàòðèâàåìîé ÍÃÎ äîñòàòî÷íî ìîùíîé òîëùè ìàòåðèíñêèõ ïîðîä, íàõîäÿùèõñÿ íà ñòàäèè «íåôòÿíîãî îêíà», è î ìîëîäîì, âåðîÿòíî, ãîëîöåíîâîì âîçðàñòå ìèãðàöèè æèäêèõ, ìàñëÿíèñòûõ ÓÂ. Ðåãèîíàëüíûå çàêîíîìåðíîñòè íåôòåãàçîíîñíîñòè Ïðèâåäåííûå âûøå äàííûå ïî îòäåëüíûì ðàéîíàì ïðîâèíöèè ïîçâîëÿþò ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïðèîðèòåòíîå çíà÷åíèå â ôîðìèðîâàíèè íàèáîëåå ïðèìå÷àòåëüíûõ ñâèäåòåëüñòâ íåôòåãàçîíîñíîñòè ðàçðåçà åå îñàäî÷íûõ òîëù ïðèíàäëåæèò ñàìîé ìîëîäîé ñòàäèè ìèãðàöèè, êîòîðàÿ ñîâïàäàåò ïî âðåìåíè ñ àëüïèéñêîé ýïîõîé òåêòîãåíåçà. Íà Ïå÷îðñêîé íèçìåííîñòè ýòî îáîñíîâûâàåòñÿ ðåçóëüòàòàìè îïðåäåëåíèÿ âîçðàñòà ãàçà íà Âóêòûëüñêîì ìåñòîðîæäåíèè (40–50 Ìà) è âîçðàñòîì ñòðóêòóðíûõ ëîâóøåê, â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå çàâåðøèâøèõ ñâîå ôîðìèðîâàíèå íà íåîòåêòîíè÷åñêîì ýòàïå.  Þæíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ âðåìÿ çàïîëíåíèÿ ñòðóêòóðíîé ëîâóøêè êðóïíåéøåãî Øòîêìàíîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ äàòèðóåòñÿ âðåìåíåì 20–25 Ìà. Íà àêâàòîðèè Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ ïðèñóòñòâèå íåôòè â íèæíåìåëîâûõ îòëîæåíèÿõ óêàçûâàåò íà ìîëîäîé, íå äðåâíåå 50–60 Ìà, âîçðàñò ìèãðàöèè. Íà Øïèöáåðãåíå ïîëó÷åíû äàííûå, óêàçûâàþùèå íà âëèÿíèå ãîëîöåíîâûõ ïðîöåññîâ (ìåðçëîòû) íà ëîêàëèçàöèþ íåôòå- è ãàçîïðîÿâëåíèé â ðàéîíå ì. Ëàéëà è Êîëåñ-áóõòû. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ìèãðàöèÿ óãëåâîäîðîäîâ íå çàêîí÷èëàñü çäåñü ñ ðàííåêàéíîçîéñêèì ïîãðóæåíèåì òåððèòîðèè, à ïðîäîëæàëàñü ïðàêòè÷åñêè äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè. Êîñâåííûå óêàçàíèÿ íà ìîëîäîé âîçðàñò íåêîòîðûõ áèòóìîïðîÿâëåíèé ïðèâîäèëèñü âûøå ïðè ðàññìîòðåíèè Ïðåäíîâîçåìåëüñêîé 304
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
ÂÍÃÎ. Íàáëþäàåìîå ñîâïàäåíèå ñîâðåìåííûõ ãåîòåðìè÷åñêèõ àíîìàëèé ñ çîíàìè íåôòåãàçîíàêîïëåíèÿ òàêæå ÿâëÿåòñÿ ñâèäåòåëüñòâîì ìîëîäîãî âîçðàñòà ìèãðàöèè. Íà ôîðìèðîâàíèå ìåñòîðîæäåíèé íåôòè è ãàçà íà çàïàäå Áàðåíöåâà ìîðÿ ðåøàþùåå âëèÿíèå îêàçàëè ïðîöåññû êàéíîçîéñêîãî àïëèôòà. Òàêèì îáðàçîì, â ïðåäåëàõ ðèôòîãåííûõ ïðîãèáîâ, ãäå òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïðåäåëû óñòîé÷èâîñòè óãëåâîäîðîäíûõ ñêîïëåíèé âåñüìà óçêèå, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî ïîñëåäíÿÿ êàéíîçîéñêàÿ ñòàäèÿ ìèãðàöèè áûëà íàèáîëåå âàæíîé äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ìåñòîðîæäåíèé. Ñ óäàëåíèåì îò ðèôòîãåííûõ ñòðóêòóð ìîæíî îæèäàòü, ñëåäîâàòåëüíî, ðàñøèðåíèÿ âðåìåííîãî èíòåðâàëà, â òå÷åíèå êîòîðîãî ìîãëî ïðîèñõîäèòü íàêîïëåíèå çàëåæåé.  ýòèõ óäàëåííûõ îò àêòèâíûõ ðèôòîâûõ ñòðóêòóð ðàéîíàõ ìîãëè ñîõðàíÿòüñÿ óñëîâèÿ, â êîòîðûõ ïðîèñõîäèëî íå ðàçðóøåíèå áîëåå ñòàðûõ ñêîïëåíèé, à èõ ïåðåðàñïðåäåëåíèå ïî ðàçðåçó. Ëàòåðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå çàëåæåé óãëåâîäîðîäîâ, êàê è â äðóãèõ íåôòåãàçîíîñíûõ áàññåéíàõ, ïîä÷èíÿåòñÿ äîâîëüíî ÿñíî âûðàæåííîìó òåêòîíè÷åñêîìó êîíòðîëþ (ðèñ. 10.11). Ýòà çàêîíîìåðíîñòü âèäíà íà ïðèìåðå Ïå÷îðî-Êîëâèíñêîãî àâëàêîãåíà, âäîëü êîòîðîãî ðàñïîëàãàþòñÿ öåïî÷êè ìåñòîðîæäåíèé, ñîäåðæàùèõ â îáùåé ñëîæíîñòè áîëåå äâóõ òðåòåé ñóììàðíûõ çàïàñîâ Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ. Ëèíåéíàÿ ñòðóêòóðíàÿ «îðãàíèçîâàííîñòü» ëîêàëüíûõ ïîäíÿòèé, ñîäåðæàùèõ çàëåæè óãëåâîäîðîäîâ, ïðîñìàòðèâàåòñÿ â Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé ÍÃÎ.  îáîèõ ñëó÷àÿõ çàìåòíî ÿâíîå òÿãîòåíèå ìåñòîðîæäåíèé ñ ãàçîâûìè è ãàçîêîíäåíñàòíûìè çàëåæàìè ê îñåâîé çîíå îñàäî÷íîãî áàññåéíà, òîãäà êàê íåôòÿíûå çàëåæè ïîÿâëÿþòñÿ ëèøü íà íåêîòîðîì óäàëåíèè îò íåå, ðàñïîëàãàÿñü, êàê ïðàâèëî, áèëàòåðàëüíî ïî îáå ñòîðîíû îò ñòðóêòóðíîé îñè ñèììåòðèè.  Ãðóìàíòñêîé ÍÃÎ íàáëþäàåòñÿ ïðèóðî÷åííîñòü íåôòåïðîÿâëåíèé ê áîðòàì Çàïàäíî-Øïèöáåðãåíñêîãî ïðîãèáà.  Þæíî-Áàðåíöåâñêîé îáëàñòè ãàçîâûå è ãàçîêîíäåíñàòíûå çàëåæè òÿãîòåþò ê ïåðèôåðè÷åñêèì åå çîíàì.  îñåâûõ çîíàõ îñàäî÷íûõ áàññåéíîâ ñóæàåòñÿ ñòðàòèãðàôè÷åñêèé äèàïàçîí íåôòåãàçîíîñíîñòè è îäíîâðåìåííî îìîëàæèâàåòñÿ âîçðàñò ïðîäóêòèâíûõ îòëîæåíèé. Ýòà çàêîíîìåðíîñòü âèäíà íà ïðèìåðå Ïå÷îðñêîé, Çàïàäíî-Áàðåíöåâñêîé è Ãðóìàíòñêîé îáëàñòåé, ñèììåòðè÷íî îáðàìëÿþùèõ ñòðóêòóðû ÁÑÊÌ. Ðàñïðåäåëåíèå çàëåæåé íåôòè è ãàçà è íåôòåãàçîïðîÿâëåíèé â âåðòèêàëüíîì ðàçðåçå âûðàæàåòñÿ â òÿãîòåíèè ñêîïëåíèé íåôòè è ãàçà ê îïðåäåëåííîìó óðîâíþ ãëóáèí, ñîîòâåòñòâóþùåìó áëàãîïðèÿòíûì òåðìîäèíàìè÷åñêèì óñëîâèÿì óñòîé÷èâîñòè óãëåâîäîðîäîâ è ìàëî çàâèñÿùåìó îò âîçðàñòà ïîðîä. Âñëåäñòâèå ýòîãî íà ñåâåðå ðåãèîíà âîçðàñòàåò âåðîÿòíîñòü âñòðåòèòü íåôòÿíûå çàëåæè â ðàçðåçå. Ñòðàòèãðàôè÷åñêèé äèàïàçîí ïîðîä, ñîäåðæàùèõ ïðèçíàêè íåôòåãàçîíîñíîñòè, âàðüèðóåò â øèðîêèõ ïðåäåëàõ – îò âåíäà äî ïàëåîãåíà. Íàðÿäó ñ ýòèì âûäåëÿþòñÿ êîìïëåêñû îòëîæåíèé, ãäå çàëåæè íåôòè è ãàçà âñòðå÷àþòñÿ çíà÷èòåëüíî ÷àùå.  Ïå÷îðñêîé ÍÃÎ òàêèìè êîìïëåêñàìè ÿâëÿþòñÿ âåðõíåäåâîíñêèå è ñðåäíå-âåðõíåêàìåííîóãîëüíûå êîìïëåêñû, ñ êîòîðûìè ñâÿçàíî îêîëî 90% âñåõ óãëåâîäîðîäíûõ ðåñóðñîâ ÍÃÎ. Ñõîäíîå ðàñïðåäåëåíèå íåôòå-, ãàçî- è áèòóìîïðîÿâëåíèé ìîæíî âèäåòü â îñàäî÷íîì ðàçðåçå Ãðóìàíòñêîé ÍÃÎ, ñ òåì îòëè÷èåì, ÷òî â ïîñëåäíåé ê ÷èñëó ðåãèîíàëüíî íåôòåãàçîíîñíûõ ïðèñîâîêóïëÿåòñÿ òðèàñîâûé êîìïëåêñ. Ñ ïðèáëèæåíèåì ê Áàðåíöåâî-Ñåâåðî-Êàðñêîìó ìåãàïðîãèáó îòìå÷àåòñÿ ïîñòåïåííîå âîçðàñòàíèå ðîëè òðèàñîâîãî êîìïëåêñà, à â îñåâîé çîíå ìåãàïðîãèáà ïðîäóêòèâíûìè, êàê ïðàâèëî, îêàçûâàþòñÿ òðèàñîâî-þðñêèå è äàæå íèæíåìåëîâûå îòëîæåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, íàðÿäó ñ èçáèðàòåëüíîé ïðèóðî÷åííîñòüþ íåôòåãàçîíîñíîñòè ê îïðåäåëåííûì ñòðàòèãðàôè÷åñêèì óðîâíÿì, íàáëþäàåòñÿ è çàêîíîìåðíîå îìîëîæåíèå âîçðàñòà ïðîäóêòèâíûõ îòëîæåíèé ïî íàïðàâëåíèþ ê îñåâîé çîíå ÁÑÊÌ. Êðîìå òîãî, îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò ñîêðàùåíèå âîçðàñòíîãî èíòåðâàëà, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ çàëåæè íåôòè è ãàçà. Èòàê, íà ñîâðåìåííîé ñòàäèè íåôòåãàçîãåîëîãè÷åñêîé èçó÷åííîñòè íà øåëüôå Áàðåíöåâà è Ïå÷îðñêîãî ìîðåé îñíîâíûå ïåðñïåêòèâû íåôòåíîñíîñòè ñâÿçûâàþòñÿ ñ àêâàòîðèàëüíîé ÷àñòüþ Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïðîâèíöèè, ïàëåîçîéñêèìè êîìïëåêñàìè Êàíèíñêî-Âàðàíãåðñêîé, Ñâàëüáàðñêîé è Ïðèíîâîçåìåëüñêîé ÍÃÎ, Öåíòðàëüíî-Áàðåíöåâñêîé ÂÍÃÎ, à àêâàòîðèÿ ÞæíîÁàðåíöåâñêîé âïàäèíû ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ïðåèìóùåñòâåííî ãàçîíîñíàÿ. Íà îñòàëüíûõ ñòðóêòóðàõ øåëüôà ñîîòíîøåíèå íåôòü/ãàç ðàâíîå. Çíà÷èòåëüíóþ ðîëü â ïðîãíîçå íåôòåãåíåðàöèîííîãî ïîòåíöèàëà îñàäî÷íûõ òîëù, íå îñâåùåííûõ íåïîñðåäñòâåííûìè äàííûìè áóðåíèÿ, â ïîñëåäíèå ãîäû ñòàëè èãðàòü ìàòåðèàëû ñåéñìè÷åñêîãî ïðîôèëèðîâàíèÿ, â òîì ÷èñëå è ïî îïîðíûì ïðîôèëÿì, êîòîðûå ïðè ñîïîñòàâëåíèè äàííûõ ÌΠè ÌÏ äàþò âîçìîæíîñòü ñ äîñòàòî÷íî âûñîêîé òî÷íîñòüþ îïðåäåëèòü ñêîðîñòíûå ñâîéñòâà îñàäî÷íûõ òîëù, à ñ ïîìîùüþ 305
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
km/s
À
 Á
Ðèñ. 10.14 Ýìïèðè÷åñêèå çàâèñèìîñòè ïëàñòîâîé ñêîðîñòè (Vïë, êì/ñ) îò óðîâíÿ êàòàãåíè÷åñêîé çðåëîñòè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà (Rî,%) ðàññåÿííîãî â âåðõíåïàëåîçîéñêî-ìåçîçîéñêèõ îòëîæåíèÿõ Áàðåíöåâà ìîðÿ: À – ñ îòíîñèòåëüíî ïîíèæåííûì âñëåäñòâèå äëèòåëüíîãî îïóñêàíèÿ çíà÷åíèåì ïàëåîãåîòåìïåðàòóðíîãî ãðàäèåíòà (Àðêòè÷åñêàÿ ïëîùàäü); Á – ñ îòíîñèòåëüíî ïîâûøåííûì çà ñ÷åò êîíâåêòèâíîãî òåïëà çíà÷åíèåì ïàëåîãåîòåìïåðàòóðíîãî ãðàäèåíòà (ÑåâåðîÊèëüäèíñêàÿ ïëîùàäü);  – îñðåäíåííàÿ çàâèñèìîñòü äëÿ íåèçó÷åííûõ áóðåíèåì ïëîùàäåé, íå îòëè÷àþùèõñÿ èíòåíñèâíûì ìàãìàòèçìîì è äëèòåëüíûì ïðîãèáàíèåì
êîððåëÿöèîííûõ çàâèñèìîñòåé, ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 10.14, ïåðåéòè ê êîëè÷åñòâåííîé îöåíêå âåëè÷èíû êàòàãåíåòè÷åñêîé çðåëîñòè êåðîãåíà, ðàññåÿííîãî â íåôòåãåíåðèðóþùèõ îòëîæåíèÿõ. Ïîäîáíûé ïîäõîä ïîçâîëÿåò ïðè îöåíêå ãåíåðàöèîííîãî ïîòåíöèàëà ðàññåÿííîãî Πó÷åñòü âêëàä íå òîëüêî êîíäóêòèâíîîãî òåïëà, êàê â ïðîöåäóðå Modeling, íî è êîíâåêòèâíîãî, î ñïåöèôè÷åñêîé ðîëè êîòîðîãî â ìåë-ïàëåîãåíîâîé èñòîðèè ðåãèîíà óïîìèíàëîñü âûøå. 10.10. ÌÈÍÅÐÀËÜÍÎ-ÑÛÐÜÅÂÛÅ ÐÅÑÓÐÑÛ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÁÀÐÅÍÖ-ÐÅÃÈÎÍÀ Ðîññèéñêàÿ ÷àñòü Áàðåíö-ðåãèîíà ñåãîäíÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàèáîëåå ýêîíîìè÷åñêè ðàçâèòûé è óðáàíèçèðîâàííûé ðåãèîí â Çàïîëÿðüå. Çäåñü æèâóò 4,4 ìëí æèòåëåé, ïëîòíîñòü íàñåëåíèÿ â ñðåäíåì 3,8 ÷åëîâåêà íà êì2, à â ïðîìûøëåííûõ ðàéîíàõ äî 20 ÷åëîâåê íà 1 êì2 (äëÿ ñðàâíåíèÿ ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî íà ñåâåðíûõ òåððèòîðèÿõ Êàíàäû è Ñêàíäèíàâèè ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü âñåãî 0,1–2 ÷åëîâåêà íà 1 êì2).  ðåãèîíå íàñ÷èòûâàåòñÿ áîëåå 500 íàñåëåííûõ ïóíêòîâ, â òîì ÷èñëå ñàìûå áîëüøèå ãîðîäà åâðîïåéñêîãî Ñåâåðà: Ìóðìàíñê – 372 òûñ. æèòåëåé, Àðõàíãåëüñê – 357, Ñåâåðîäâèíñê è Ñûêòûâêàð ïî 228. Ãîðíîïðîìûøëåííûé ñåêòîð ýêîíîìèêè ðåãèîíà èìååò ïðî÷íóþ ñûðüåâóþ áàçó, ðåñóðñíûé ïîòåíöèàë êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ ïîêà íå áîëåå ÷åì íà 50–60%.  Ðîññèéñêîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà èçâåñòíî áîëåå 1000 ìåñòîðîæäåíèé è ðóäîïðîÿâëåíèé ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ, ïðè ýòîì 297 èç íèõ äåòàëüíî ðàçâåäàíû è ó÷òåíû â Ðîññèéñêîì áàëàíñå ìèíåðàëüíûõ ðåñóðñîâ (Êîðîâêèí è äð., 2003).  íà÷àëå ÕÕI â. Ðîññèÿ ïîëó÷àëà èç 306
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Áàðåíö-ðåãèîíà 100% öèðêîíèÿ, ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ, òèòàíà, ñòðîíöèÿ, àïàòèòà, áîëåå 90% êåðàìè÷åñêèõ ïåãìàòèòîâ, íåôåëèíîâ è íèîáèåâûõ êîíöåíòðàòîâ, áîëåå 75% ñëþä, îêîëî 60% òàíòàëà è ìàðãàíöà, áîëåå 40% íèêåëÿ è êîáàëüòà, 15–20% æåëåçà è ìåäè, 8% àëþìèíèÿ. Ïîäãîòîâëåíû ê îñâîåíèþ àêòèâíûå çàïàñû àëìàçîâ (16% îò îáùåðîññèéñêèõ), õðîìîâûõ ðóä (63%), âûñîêîãëèíîçåìèñòîãî ñûðüÿ äëÿ îãíåóïîðîâ (99%), âûñîêî÷èñòîãî êâàðöà äëÿ ïëàâêè (80%).  ðåãèîíå âûÿâëåíî áîëåå 200 ìåñòîðîæäåíèé íåôòè è ãàçà (8,4 è 7,3% îò îáùåðîññèéñêèõ çàïàñîâ), ïðè ýòîì èç 38 ìåñòîðîæäåíèé äîáûâàåòñÿ îêîëî 4% ðîññèéñêîé íåôòè è ãàçîêîíäåíñàòà. Èç óãîëüíûõ ìåñòîðîæäåíèé Áàðåíö-ðåãèîíà äîáûâàåòñÿ îêîëî 8% ðîññèéñêîãî óãëÿ, â òîì ÷èñëå 20% êîêñóþùèõñÿ óãëåé. Æåëåçíûå ðóäû. Ìåñòîðîæäåíèÿ æåëåçíûõ ðóä ñêîíöåíòðèðîâàíû â Ìóðìàíñêîé îáëàñòè è Êàðåëèè. Ðàçâåäàííûå çàïàñû ðóä ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì 30% Fe îöåíèâàþòñÿ â 2,5 ìëðä ò, ãîäîâîå ïðîèçâîäñòâî òîâàðíûõ êîíöåíòðàòîâ â 1999 ã. ñîñòàâëÿëî 14,5 ìëí ò. Íà Êîëüñêîì ï-îâå íàèáîëåå êðóïíûì ðóäíûì ðàéîíîì ÿâëÿåòñÿ Çàèìàíäðîâñêèé, ãäå â 13 ìåñòîðîæäåíèÿõ àðõåéñêèõ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ áàëàíñîâûå ðåñóðñû ñîñòàâëÿþò 1 013 ìëí ò, ïðè ñðåäíåì ñîäåðæàíèè Fe 29–32%. Ðàçðàáàòûâàþùèé èõ ÎÀÎ «Îëêîí» ïðîèçâîäèò äî 11 ìëí ò ðÿäîâûõ ìàãíåòèòîâûõ êîíöåíòðàòîâ ñ ñîäåðæàíèåì Fe 65,7%, è íåñêîëüêî òûñ. ò ñóïåðêîíöåíòðàòîâ ñ 72% Fe.  Êîâäîðñêîì ìåñòîðîæäåíèè êîìïëåêñíûõ áàääåëåèòàïàòèò-ìàãíåòèòîâûõ ðóä, ëîêàëèçîâàííûõ â îäíîèìåííîì ùåëî÷íî-êàðáîíàòèòîâîì ïëóòîíå äåâîíñêîãî âîçðàñòà, ðàçâåäàíî 916 ìëí ò ðóä ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì Fe 24,4%. Ìåñòîðîæäåíèå ýêñïëóàòèðóåòñÿ ÎÀÎ «Êîâäîðñêèé ÃÎÊ», ïðîåêòíàÿ ìîùíîñòü êîòîðîãî ïî âûïóñêó ìàãíåòèòîâîãî êîíöåíòðàòà (64,2% Fe) äîñòèãàåò 5,8 ìëí ò â ãîä.  Êàðåëèè ìåñòîðîæäåíèÿ æåëåçèñòûõ êâàðöèòîâ Êîñòîìóêøñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà áàëàíñîâûå çàïàñû ðóä ñ 30,55% Fe îöåíèâàþòñÿ â 1 003 ìëí ò â ýêñïëóàòèðóåìîì Êîñòîìóêøñêîì ìåñòîðîæäåíèè, â ðåçåðâå íàõîäèòñÿ Êîðïàíãñêîå ìåñòîðîæäåíèå ñ 315 ìëí ò ðóäû (ñðåäíåå ñîäåðæàíèå Fe 29,5%). ÀÎ «Êàðåëüñêèé îêàòûø» äîáûâàåò â ãîä äî 24 ìëí ò ðóäû è âûïóñêàåò äî 7,5 ìëí ò îêàòûøåé ñ 65,5% Fe. Òèòàíîâûå ðóäû. Áàðåíö-ðåãèîí áîãàò òèòàíîâûìè ðóäàìè – èõ îáùèå ïðîãíîçíûå çàïàñû ïðåâûøàþò 10 ìëðä ò, à â 5 íàèáîëåå ëåãêîäîñòóïíûõ ìåñòîðîæäåíèÿõ ðàçâåäàííûå çàïàñû îöåíåíû â 4 ìëðä ò. Ïî ïîòåíöèàëüíûì ðåñóðñàì òèòàíîâûõ ðóä ê êëàññó ìåñòîðîæäåíèé-ãèãàíòîâ ïðèíàäëåæèò Àôðèêàíäñêîå (Ìóðìàíñêàÿ îáëàñòü). Ðóäû ñîäåðæàò ïåðîâñêèò (19–31%) è òèòàíîìàãíåòèò (22–35%), ëåãêî ïîäâåðãàþòñÿ îáîãàùåíèþ ñ ïîëó÷åíèåì ïåðîâñêèòîâîãî êîíöåíòðàòà ñ ñîäåðæàíèåì TiO2 – 48–54%. Çàïàñû ïåðîâñêèòîâûõ ðóä ñîñòàâëÿþò 626 ìëí ò, ïðîãíîçíûå ðåñóðñû – åùå 400 ìëí ò, ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì TiO2 9,2%. Ïîìèìî òèòàíà, â ïåðîâñêèòîâûõ ðóäàõ ñîäåðæàòñÿ íèîáèé, òàíòàë, ðåäêîçåìåëüíûå ýëåìåíòû öåðèåâîé ãðóïïû (Nb2O5 â ðóäå 0,2%, çàïàñû îöåíèâàþòñÿ â 382 òûñ. ò). Òåõíîëîãèÿ îáîãàùåíèÿ ïåðîâñêèòîâûõ ðóä ïðîøëà îïûòíî-ïðîìûøëåííûå èñïûòàíèÿ, â õîäå êîòîðûõ áûëî ïåðåðàáîòàíî îêîëî 30 òûñ. ò ðóäû è ïîëó÷åíî áîëåå 5 òûñ. ò òîâàðíîãî êîíöåíòðàòà, ïðèãîäíîãî äëÿ ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêîãî ïåðåäåëà. Ýêîíîìè÷åñêèå ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè êîìïëåêñíîì îñâîåíèè Àôðèêàíäñêîå ìåñòîðîæäåíèå ìîæåò ñòàòü îñíîâíîé ñûðüåâîé áàçîé Êîëüñêîãî ãîðíî-õèìè÷åñêîãî êîìïëåêñà, ñïîñîáíîãî óäîâëåòâîðèòü ïîòðåáíîñòè Ðîññèè â òèòàíîâûõ ïèãìåíòàõ, íèîáèè è ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëàõ.  ãîñóäàðñòâåííîì áàëàíñå ó÷òåíà ëèøü íåáîëüøàÿ ÷àñòü ïåðñïåêòèâíûõ ïðîÿâëåíèé òèòàíà â Áàðåíö-ðåãèîíå. Êðóïíåéøèìè èç íèõ ÿâëÿþòñÿ òðè îáúåêòà: 1) ýêñïëóàòèðóåìîå Ëîâîçåðñêîå ìåñòîðîæäåíèå ëîïàðèòà â îäíîèìåííîì ïàëåîçîéñêîì ìàññèâå íåôåëèíîâûõ ñèåíèòîâ â öåíòðå Êîëüñêîãî ï-îâà (äîáû÷à ðóä äî 1,5 ìëí â ãîä, ïðîèçâîäñòâî ëîïàðèòîâûõ êîíöåíòðàòîâ ñ 39–41% TiO2 êîëåáëåòñÿ îò 7 äî 26 òûñ. ò â ãîä); 2) ïîäãîòîâëåííîå ê îñâîåíèþ ìåñòîðîæäåíèå Þ Ãðåìÿõà â ðàííåïðîòåðîçîéñêîì ùåëî÷íî-ãàááðîèäíîì ìàññèâå Ãðåìÿõà-Âûðìåñ â 30 êì îò ã. Ìóðìàíñêà (çàïàñû ðóä äî ãëóáèíû 450 ì îêîëî 200 ìëí ò ïðè áîðòîâîì ñîäåðæàíèè TiO2 10%); 3) íàõîäÿùååñÿ â ñòàäèè îñâîåíèÿ ÎÀÎ «ßðåãñêàÿ íåôòåòèòàíîâàÿ êîìïàíèÿ» ñðåäíåäåâîíñêîå ßðåãñêîå ìåñòîðîæäåíèå íåôòåíàñûùåííûõ êâàðöåâûõ ïåñ÷àíèêîâ ñ ëåéêîêñåíîì (ñðåäíåå ñîäåðæàíèå TiO2 â ðóäå 11%, ðàçâåäàííûå çàïàñû ñîñòàâëÿþò ïî÷òè ïîëîâèíó áàëàíñîâûõ çàïàñîâ Ðîññèè, ïëàíèðóåìûé óðîâåíü äîáû÷è ðóä – äî 600 000 ò â ãîä). Ñóëüôèäíûå ìåäíî-íèêåëåâûå ðóäû. Ïðîìûøëåííûå ìåñòîðîæäåíèÿ ñîñðåäîòî÷åíû â Ïå÷åíãñêîì ðàéîíå Ìóðìàíñêîé îáëàñòè, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ âòîðîé ïî çíà÷åíèþ ðóäíîé áàçîé äëÿ öâåòíîé ìåòàëëóðãèè Ðîññèè ïîñëå Íîðèëüñêà íà Òàéìûðå.  ðàííåïðîòåðîçîéñêîì 307
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
ãàááðî-ïåðèäîòèòîâîì êîìïëåêñå ðàéîíà âûÿâëåíî 10 ìåñòîðîæäåíèé ñóëüôèäíûõ ðóä, ñîäåðæàùèõ ìåäü, íèêåëü, êîáàëüò, ñåëåí, òåëëóð è áëàãîðîäíûå ìåòàëëû. 6 ìåñòîðîæäåíèé ðàçðàáàòûâàþòñÿ ïîäçåìíûìè ðóäíèêàìè è äâóìÿ êàðüåðàìè ÀÎ «Êîëüñêàÿ ãîðíî-ìåòàëëóðãè÷åñêàÿ êîìïàíèÿ». Îñíîâíàÿ ìàññà çàïàñîâ (89%) ïðåäñòàâëåíà áåäíûìè âêðàïëåííûìè ðóäàìè ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì Ni 0,54% è îòíîøåíèåì Ni/Cu 1,39–2,16.  áîãàòûõ æèëüíûõ è áðåê÷èåâèäíûõ ðóäàõ, çàïàñû êîòîðûõ â 1997 ã. îöåíèâàëèñü â 18 ìëí ò, êîíöåíòðàöèÿ Ni äîñòèãàåò 6,6%, Cu 3% (ñðåäíèå ñîäåðæàíèÿ 2,08 è 1,05% ñîîòâåòñòâåííî). Îáùèå çàïàñû ðóäû â îòðàáàòûâàåìîì ðóäíîì ðàéîíå ïðåâûøàþò 180 ìëí ò, ãîäîâàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ãîðíîäîáûâàþùèõ ïðåäïðèÿòèé êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ 7,5–8,3 ìëí ò. Áëàãîðîäíûå ìåòàëëû. Ýêñïëóàòèðóåìûõ ìåñòîðîæäåíèé áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ â ðîññèéñêîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà ïîêà íåìíîãî, íî ïåðñïåêòèâíûå îòêðûòèÿ ïîñëåäíèõ ëåò äàþò íàäåæäó íà èõ áûñòðîå óâåëè÷åíèå â áëèæàéøåì áóäóùåì. Ðàçâåäàííûå çàïàñû çîëîòà íà íà÷àëî 2000 ã. ñîñòàâëÿëè 60 ò (9,8 ò â Ìóðìàíñêîé îáëàñòè, 6,2 ò â Êàðåëèè è 44,4 ò â Ðåñïóáëèêå Êîìè). Ïðîìûøëåííàÿ ðàçðàáîòêà ìåñòîðîæäåíèé íà÷àëàñü òîëüêî â êîíöå ïðîøëîãî âåêà, è çà 1991–2001 ãã. â ðåãèîíå áûëî äîáûòî 1 407 êã çîëîòà. Ïîïóòíîå èçâëå÷åíèå çîëîòà ïðè ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä îñóùåñòâëÿåòñÿ â ÀÎ «Êîëüñêàÿ ÃÌÊ». Áàëàíñîâûå çàïàñû ïðèìåñíîãî çîëîòà â êîëüñêèõ ìåñòîðîæäåíèÿõ îöåíèâàþòñÿ â 11 ò, î ìàñøòàáàõ èçâëå÷åíèÿ ìîæíî ñóäèòü ïî äàííûì çà 2000 ã. – 93 êã. Íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûì íà ðîññûïíîå çîëîòî ñ÷èòàåòñÿ Êîæèìñêèé ðàéîí íà Ïðèïîëÿðíîì Óðàëå. Çäåñü íà ïëîùàäè 3 500 êì2 âûÿâëåíî 15 ðîññûïåé ñ çàïàñàìè îò 100 äî 21 610 êã çîëîòà. Èõ îñâîåíèå îñóùåñòâëÿþò ñòàðàòåëüñêèå àðòåëè è ÎÀÎ «Èíòàãåî». Áîëüøèå ïåðñïåêòèâû èìååò ðàçðàáîòêà êîðåííûõ ìåñòîðîæäåíèé çîëîòà â Êàòàëàìáèíñêîì ðóäíîì ïîëå, ãäå ñ 2001 ã. ïðîâîäÿòñÿ îïûòíûå ðàáîòû ïî ïîäçåìíîìó âûùåëà÷èâàíèþ õëîðñîäåðæàùèìè ðàñòâîðàìè (îæèäàåìûå ìàñøòàáû ïðîèçâîäñòâà – äî 150 êã çîëîòà â ãîä). Âòîðîé ïåðñïåêòèâíûé îáúåêò – ôóêñèòîâûå ñëàíöû ñ Au-Pd ìèíåðàëèçàöèåé íà ó÷àñòêå ×óäíîå â õðåáòå Ìàëäûíûðä. ÇÀÎ «Ìèðåêî» ñòðîèò çäåñü ïðåäïðèÿòèå äîáû÷è ñî ñòàðòîâîé ìîùíîñòüþ 360 êã çîëîòà â ãîä.  öåëîì ïî Ðåñïóáëèêå Êîìè ïðîãíîçèðóåòñÿ ðîñò çîëîòîäîáû÷è â 2005 ã. äî 650 êã. Ïðîãíîçíûå ðåñóðñû Êàðåëèè îïðåäåëåíû íà óðîâíå 15–20 ò çîëîòà, ëîêàëèçîâàííîãî â êîðåííûõ ìåñòîðîæäåíèÿõ çîëîòî-êâàðöåâîé ìàëîñóëüôèäíîé ôîðìàöèè (Ìàéñêîå, Òàëîâàéñ), â ìåíüøåé ñòåïåíè – â çîëîòî-ñóëüôèäíîé ôîðìàöèè (Ïåäðîëàìïè, Ðûáîçåðñêîå) èëè àëüáèò-êàðáîíàò-ñëþäèñòûõ ìåòàñîìàòèòàõ (Ïàäìà). Ïðîãíîçíûå ðåñóðñû ñàìîðîäíîãî çîëîòà â Ìóðìàíñêîé îáëàñòè îöåíèâàþòñÿ â 60– 80 ò. Áîëüøàÿ ÷àñòü ñîñðåäîòî÷åíà â âåðõíåàðõåéñêîì ïîÿñå Êîëìîçåðî-Âîðîíüÿ, ãäå ïîèñêîâûìè ðàáîòàìè Öåíòðàëüíî-Êîëüñêîé ýêñïåäèöèè è êîìïàíèè «Áóëèäåí» â êîíöå 1990-õ ãã. ðàçâåäàíû øòîêâåðêîâûå çîëîòî-êâàðöåâûå ìåñòîðîæäåíèÿ «Îëåíèé ðó÷åé» è «Íÿëüì» (ïðîãíîçíûå ðåñóðñû äî ãëóáèíû 100 ì 50 ò ïðè ñðåäíåì ñîäåðæàíèè çîëîòà 4,3 ã/ò) è ðóäíàÿ çîíà Ïåëëàïàõê ïëîùàäüþ 1,75 êì2 ñ ðàññåÿííîé ñåðåáðî-ìåäíî-ìîëèáäåíîâîé ìèíåðàëèçàöèåé â êâàðö-ñëþäÿíûõ ñëàíöàõ (ìåòàïîðôèðàõ) (ïðîãíîçíûå ðåñóðñû äî ãëóáèíû 300 ì îöåíåíû ïî ðóäå â 600 ìëí ò, ïî Ag – äî 1000 ò, ïî Au – äî 40 ò ïðè ñîäåðæàíèè 1–3 ã/ò). Ïðîÿâëåíèÿ çîëîòîé ìèíåðàëèçàöèè àëãîìñêîãî òèïà âûÿâëåíû òàêæå â æåëåçèñòûõ êâàðöèòàõ Îëåíåãîðñêîãî ðóäíîãî ðàéîíà (ìåñòîðîæäåíèÿ Àéâàð, Ïå÷åãóáñêîå, Æåëåçíàÿ Âàðàêà). Êîíöåíòðàöèÿ òîíêîäèñïåðñíîãî çîëîòà â îòäåëüíûõ áëîêàõ äîñòèãàåò 1–2 ã/ò, ÷òî ñîçäàåò ïðåäïîñûëêè äëÿ ýêîíîìè÷åñêè âûãîäíîãî èçâëå÷åíèÿ åãî èç îòõîäîâ æåëåçîðóäíîãî ïðîèçâîäñòâà. Ìåòàëëû ïëàòèíîâîé ãðóïïû (ÌÏÃ) îáíàðóæåíû â ìíîãî÷èñëåííûõ ðàññëîåííûõ ïëóòîíàõ ãàááðî-íîðèòîâ ðàííåãî ïðîòåðîçîÿ, ñâÿçûâàåìûõ ñ ïîäúåìîì ìàíòèéíîãî ïëþìà ïîä òåððèòîðèåé Ñåâåðíîé Êàðåëèè, öåíòðàëüíîé ÷àñòè Êîëüñêîãî ï-îâà è Ôèíñêîé Ëàïëàíäèè.  Ôèíëÿíäèè îñâîåíèå ïåðâîãî ïëàòèíî-ïàëëàäèåâîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ïëàíèðóåòñÿ íà÷àòü â 2005 ã. Ôåäîðîâî-Ïàíñêèé ðóäíûé ðàéîí â Ìóðìàíñêîé îáëàñòè íàõîäèòñÿ åùå â ñòàäèè ðàçâåäêè, íî ïî ðåçóëüòàòàì ñîâìåñòíûõ äåñÿòèëåòíèõ èññëåäîâàíèé Èíñòèòóòà Ãåîëîãèè ÊàðÍÖ ÐÀÍ, ÀÎ «Ïàíà» è àâñòðàëèéñêîé êîìïàíèè ÂÍÐ, áûëî äîêàçàíî íàëè÷èå â ðàññëîåííîì ïëóòîíå 10 ãîðèçîíòîâ, ñîäåðæàùèõ ïðîìûøëåííûå êîíöåíòðàöèè áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ (Ïîæèëåíêî è äð., 2002). Ìàëîñóëüôèäíûå çàëåæè ãëàâíîé ðóäíîé çîíû èëè «íèæíåãî ðàññëîåííîãî ãîðèçîíòà» àíàëîãè÷íû áîãàòûì «ðèôàì» Áóøâåëüäà è Ñòèëëóîòåðà. Ïðîòÿæåííîñòü çîíû 1 300 ì, ìîùíîñòü âàðüèðóåò îò 1 äî 50 ì, ñóììàðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïëàòèíîèäîâ 308
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
è çîëîòà èçìåíÿåòñÿ îò 2 äî 24 ã/ò ïðè ñðåäíåì ñîäåðæàíèè 12,55 ã/ò (Pt 1,55; Pd 10,36; Rh 0,36; Au 0,28; Pd/Pt = 6,7). Êîëè÷åñòâî ñóëüôèäîâ íå ïðåâûøàåò 3–5%, ïðèìåñü Ni â ïëàòèíîâûõ ðóäàõ 0,1–0,6%, Cu 0,1–1,2%.  «âåðõíåì ðàññëîåííîì ãîðèçîíòå» îðóäåíåíèå áîëåå áåäíîå (ñðåäíåå ñóììàðíîå ñîäåðæàíèå 9,9 ã/ò, Pd/Pt = 7,2). Ïðèìåñü ïëàòèíîèäîâ èìååòñÿ âî âñåõ ýêñïëóàòèðóåìûõ ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ìåñòîðîæäåíèÿõ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè: ñóììàðíûå áàëàíñîâûå çàïàñû îöåíèâàþòñÿ â 69,5 ò. Ðåäêèå ìåòàëëû. Êàê ïîòåíöèàëüíûé ñûðüåâîé èñòî÷íèê ðåäêèõ ìåòàëëîâ Êîëüñêèé ï-îâ çàíèìàåò âåäóùåå ïîëîæåíèå â Ðîññèè. Ðåàëèçîâàíà â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ òåõíîëîãèÿ èçâëå÷åíèÿ ðóáèäèÿ è öåçèÿ ïðè ïåðåðàáîòêå õèáèíñêèõ íåôåëèíîâ. Îêîëî 70% ðîññèéñêèõ áàëàíñîâûõ çàïàñîâ ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ íàõîäèòñÿ â àïàòèò-íåôåëèíîâûõ ðóäàõ Õèáèíñêèõ ìåñòîðîæäåíèé è ëîïàðèòîâûõ ðóäàõ Ëîâîçåðñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ.  Ëîâîçåðñêîì ðàéîíå ðàçâåäàíû êðóïíûå ìåñòîðîæäåíèÿ ðåäêèõ ùåëî÷åé â äîêåìáðèéñêèõ ãðàíèòíûõ ïåãìàòèòàõ.  îäíîì èç êðóïíåéøèõ â ìèðå Êîëìîçåðñêîì ìåñòîðîæäåíèè ñïîäóìåíîâûõ ïåãìàòèòîâ ñîñðåäîòî÷åíî 48% àêòèâíûõ çàïàñîâ ëèòèåâûõ ðóä Ðîññèè.  12 ïîëîãîçàëåãàþùèõ ïåãìàòèòîâûõ æèëàõ ïðîòÿæåííîñòüþ 1,4–1,6 êì ñðåäíåå ñîäåðæàíèå Li2O ñîñòàâëÿåò 1,14%, Ta2O5 – 0,009%, Nb2O5 – 0,011%. Íà áàçå ýòîãî ìåñòîðîæäåíèÿ âîçìîæíà îðãàíèçàöèÿ îòêðûòîé äîáû÷è ðåäêîìåòàëëüíûõ ðóä ñ ãîäîâîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ êàðüåðà äî 750 òûñ. ò, ÷òî îáåñïå÷èò âûïóñê äî 100 òûñ. ò êåðàìè÷åñêîãî ñïîäóìåíà, 2 òûñ. ò êàðáîíàòà ëèòèÿ, äî 70 ò ïåíòàôòîðèäîâ òàíòàëà è íèîáèÿ. Íåñêîëüêî ìåíüøèé ðåñóðñíûé ïîòåíöèàë, íî áîëåå âûñîêîå êà÷åñòâî ðóä èìååò ðàñïîëîæåííîå â òîì æå ðóäíîì ðàéîíå Ïîëìîñòóíäðîâñêîå ìåñòîðîæäåíèå.  30 êì âîñòî÷íåå ðàçâåäàíî Âîðîíüåòóíäðîâñêîå ìåñòîðîæäåíèå êîìïëåêñíûõ ðåäêîìåòàëëüíûõ ïåãìàòèòîâ.  åãî êîíòóðå âûäåëåí áëîê «Âàñèí-ìûëüê», ñîäåðæàùèé 120 000 ò áîãàòûõ ïîëëóöèòîâûõ ðóä ñî ñðåäíèìè ñîäåðæàíèÿìè Cs2O – 1,68%, Li2O – 1,47%, Rb2O – 0,85%, Ta2O5 – 0,064%.  Êåéâñêîì ðóäíîì ðàéîíå ïðîòåðîçîéñêèå àìàçîíèòîâûå ðàíä-ïåãìàòèòû ñîäåðæàò ìàëûå ïî ìàñøòàáàì, íî óíèêàëüíûå ïî êîíöåíòðàöèÿì ðóäíûå áëîêè ñ òàíòàëîâîé, íèîáèåâîé, èòòðèåâîé è èòòåðáèåâîé ìèíåðàëèçàöèåé. Öèðêîíèåâûå ðóäû. Öèðêîíèåâûå ðóäû ïðåäñòàâëåíû òðåìÿ òèïàìè: áàääåëåèòîâûì, öèðêîíîâûì è ýâäèàëèòîâûì.  íàñòîÿùåå âðåìÿ îñâîåí òîëüêî ïåðâûé èç íèõ (Êîâäîðñêîå ìåñòîðîæäåíèå). Íà êðóïíûõ ìåñòîðîæäåíèÿõ öèðêîíà è ýâäèàëèòà â èíòðóçèâàõ ùåëî÷íûõ ãðàíèòîâ è ñèåíèòîâ âåäóòñÿ ðàçâåäî÷íûå ðàáîòû. Öèðêîí ZrSiO4. Ïðîãíîçíàÿ îöåíêà çàïàñîâ öèðêîíîâûõ ðóä â Êåéâñêîì ðàéîíå Êîëüñêîãî ï-îâà äîñòèãàåò 3 ìëí ò. 80% çàïàñîâ ñîñðåäîòî÷åíî â Ñàõàðéîêñêîì ìèàñêèòîâîì ïëóòîíå (137 êì ê âîñòîêó îò ã. Àïàòèòû); ïðåîáëàäàþò áåäíûå ðóäû ñ ñîäåðæàíèåì öèðêîíà 0,5–1,2% â àññîöèàöèè ñ ôëþîðèòîì (1,1%) è èòòðîáðèòîëèòîì (äî 0,25%). Ïîáëèçîñòè ðàñïîëîæåíî íåñêîëüêî ìåëêèõ (äî 100 000 ò) ðóäíûõ òåë ñ áîãàòûìè (äî 5% öèðêîíà) ðóäàìè ñèëåêñèòîâîãî òèïà. Ýâäèàëèò (Na,K)4 (Ca,Fe,Mn,Y)2 ZrSi6O17 (OH,Cl)2. Ýâäèàëèòîâûå ðóäû ñëàãàþò âåðõíèå ãîðèçîíòû Ëîâîçåðñêîãî ðàññëîåííîãî ïëóòîíà íåôåëèíîâûõ ñèåíèòîâ. Ýâäèàëèòîâûé ãîðèçîíò ìîùíîñòüþ äî 300 ì ïîêðûâàåò ïëîùàäü 450 êì2. Îáùèå ãåîëîãè÷åñêèå çàïàñû öèðêîíèÿ â ýòîì ãîðèçîíòå ïðåâûøàþò 25 ìëðä ò. Ðÿäîì ñ äåéñòâóþùèì Ëîâîçåðñêèì ãîðíî-îáîãàòèòåëüíûì êîìáèíàòîì ðàçâåäàíî ìåñòîðîæäåíèå Àëëóàéâ, ïðåäñòàâëÿþùåå ñîáîé ïëàñòîîáðàçíóþ çàëåæü ìîùíîñòüþ 6–34 ì è ïëîùàäüþ 1,5 êì2, ëîêàëèçîâàííóþ íà âåðøèííîì ïëàòî ãîðíîãî ìàññèâà íà âûñîòàõ 800–850 ì íàä óðîâíåì ìîðÿ. Ðóäû ñîäåðæàò â ñðåäíåì 3,15% ZrO2, 0,11% Y2O3 è 0,51% ëàíòàíîèäîâ (ïðåèìóùåñòâåííî èòòðîâîé ãðóïïû). Ïðè áîðòîâîì ñîäåðæàíèè 2,5% ZrO2 çàïàñû ðóäû îöåíèâàþòñÿ â 577,6 ìëí ò, â òîì ÷èñëå 51 ìëí ò â êîíòóðå äîáû÷íîãî êàðüåðà. Ìåñòîðîæäåíèå ïîäãîòîâëåíî ê îñâîåíèþ. Îïûòíàÿ äîáû÷à ðóä îòêðûòûì ñïîñîáîì áûëà ïðîèçâåäåíà â 1989–1990 ãã. ÊàðÍÖ ÐÀÍ ñîâìåñòíî ñ ÀÎ «Ñåâðåäìåò», áûëà ñîçäàíà è èñïûòàíà ýôôåêòèâíàÿ òåõíîëîãèÿ îáîãàùåíèÿ ðóä ñ ïîëó÷åíèåì ýâäèàëèòîâîãî êîíöåíòðàòà ñ 11,9% ZrO2. Êîíöåíòðàòû ïðèãîäíû äëÿ ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè ïî ýêñòðàêöèîííîé òåõíîëîãèè ÊàðÍÖ ñ ïîëó÷åíèåì âûñîêî÷èñòîãî öèðêîíèÿ, ðåäêèõ çåìåëü, èòòðèÿ è ìèêðîñèëèêè. Ïðè ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêîé îáðàáîòêå êîíöåíòðàòîâ ìîæíî ïîëó÷àòü ïëàâëåíûå ìóëëèò-öèðêîíîâûå îãíåóïîðû è ôåððîñïëàâû, ìîäèôèöèðîâàííûå ðåäêèìè ìåòàëëàìè. Ñîãëàñíî îöåíêàì ÀÎ «Ñåâðåäìåò», ýêñïëóàòèðóþùåãî â áëèçëåæàùåì ó÷àñòêå Ëîâîçåðñêîå ìåñòîðîæäåíèå ëîïàðèòîâûõ ðóä, âîçìîæíà îðãàíèçàöèÿ ýêîíîìè÷åñêè ðåíòàáåëüíîé îòðàáîòêè Àëëóàéâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ îòêðûòûì êàðüåðîì ñ ãîäîâîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 1 ìëí ò ïî ðóäå. 309
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
Ãëèíîçåìíîå ñûðüå. Áîêñèòû. Òðàäèöèîííîå ñûðüå äëÿ ïðîèçâîäñòâà ãëèíîçåìà – áîêñèòû – ëîêàëèçîâàíû â ïëèòíîì ÷åõëå ÂÅÏ, ïðîìûøëåííûå ìåñòîðîæäåíèÿ âûÿâëåíû â Ñåâåðî-Îíåæñêîì ðàéîíå íà þãî-çàïàäå Àðõàíãåëüñêîé îáëàñòè è â ðàéîíå Òèìàíñêîãî êðÿæà â Ðåñïóáëèêå Êîìè. Îáùèå çàïàñû áîêñèòîâ â êàðáîíîâûõ îòëîæåíèÿõ Ñåâåðî-Îíåæñêîãî ðàéîíà ïðåâûøàþò 100 ìëðä ò è ñîñòàâëÿþò áîëåå 20% îáùåðîññèéñêèõ çàïàñîâ. Ïðåîáëàäàþò íèçêîñîðòíûå òèïû áîêñèòîâ ñ êðåìíèåâûì ìîäóëåì 3,0 è ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì Al2O3 53,5%. Íà áàçå íàèáîëåå êðóïíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ – Èêñèíñêîãî – ñ 1974 ã. äåéñòâóåò Ñåâåðî-Îíåæñêèé áîêñèòîâûé ðóäíèê (ÑÎÁÐ), äîáûâàþùèé â ãîä îò 218 äî 714 òûñ. ò òîâàðíîé ïðîäóêöèè, èñïîëüçóåìîé íà ïðîèçâîäñòâî ãëèíîçåìà, îãíåóïîðîâ è öåìåíòà. Õàðàêòåðíîé ÷åðòîé ñåâåðî-îíåæñêèõ áîêñèòîâ ÿâëÿåòñÿ ïîâûøåííàÿ ïðèìåñü õðîìà (â ñðåäíåì 0,6% Cr2O3), Li (160–450 ã/ò), Ga (62 ã/ò), Y (äî 300 ã/ò), Sc (äî 100 ã/ò), ÷òî îòêðûâàåò ïåðñïåêòèâó èõ ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè ñ èçâëå÷åíèåì ðåäêèõ ìåòàëëîâ è ïîëó÷åíèåì ñèíòåòè÷åñêèõ öåîëèòîâ.  Ñðåäíåòèìàíñêîì áîêñèòîíîñíîì ðàéîíå â êîíöå ÕÕ â. âûÿâëåíû è ðàçâåäàíû êðóïíûå çàïàñû áîêñèòîâ áîëåå âûñîêîãî êà÷åñòâà, ÷åì ñåâåðî-îíåæñêèå (ñðåäíåå çíà÷åíèå êðåìíèåâîãî ìîäóëÿ 5,7), à â íàèáîëåå êðóïíîì Âåæàþ-Âîðûêâèíñêîì ìåñòîðîæäåíèè, îòðàáàòûâàåìîì ñ 1998 ã. ÎÀÎ «ÑÓÀË», ìîäóëü ïîäíèìàåòñÿ äî 6,08 ïðè ñðåäíåì ñîäåðæàíèè Al2O3 48,69%. Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü äîáû÷íîãî êàðüåðà íà ïåðâîì ýòàïå âûáðàíà â 2,5 ìëí ò â ãîä, â ïåðñïåêòèâå ïëàíèðóåòñÿ óâåëè÷åíèå âûïóñêà òîâàðíîé ïðîäóêöèè äî 6–7 ìëí ò â ãîä.  êà÷åñòâå ðåçåðâíûõ ìåñòîðîæäåíèé ðàçâåäàíû Âîñòî÷íîå è Âåðõíåùóãîðñêîå ìåñòîðîæäåíèÿ, ñîäåðæàùèå áîêñèòû ñ áîëåå âûñîêèì êðåìíèåâûì ìîäóëåì, íî èìåþùèå áîëåå ñëîæíûå ãîðíî-òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ äîáû÷è ïî ñðàâíåíèþ ñ Âåæàþ-Âîðûêèíñêèì ìåñòîðîæäåíèåì. Ñðåäíåòèìàíñêèå áîêñèòû áîëåå òåõíîëîãè÷íû, ÷åì ñåâåðî-óðàëüñêèå, ñåáåñòîèìîñòü èõ äîáû÷è ñàìàÿ íèçêàÿ ñðåäè ðîññèéñêèõ ìåñòîðîæäåíèé. Âñå ýòî ñîçäàåò áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ ðàçâèòèÿ ãëèíîçåìíîé ïðîìûøëåííîñòè â Ðåñïóáëèêå Êîìè ñ îïòèìàëüíîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ äî 1,2 ìëí ò ãëèíîçåìà â ãîä. Êèàíèòû Al2SiO5.  Êåéâñêîì õðåáòå íà Êîëüñêîì ï-îâå âäîëü 120-êèëîìåòðîâîé ïîëîñû àðõåéñêèõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ñëàíöåâ âûÿâëåíî 27 ìåñòîðîæäåíèé êèàíèòîâûõ ðóä ñ îáùèìè ðåñóðñàìè â 3,4 ìëðä ò. 22 ìåñòîðîæäåíèÿ äåòàëüíî ðàçâåäàíû è èõ çàïàñû ó÷òåíû â ãîñóäàðñòâåííîì áàëàíñå ÐÔ: 600 ìëí ò (99,4% âñåõ çàïàñîâ ÐÔ). Ñîäåðæàíèåì êèàíèòà îò 27 äî 42%, â ñðåäíåì – 31,9%.  ÊàðÍÖ ÐÀÍ ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ âûäåëåíèÿ êîíöåíòðàòîâ ñ 57% ãëèíîçåìà, à ÂÀÌÈ ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ èç íèõ ñèëóìèíà.  Ñåâåðíîé Êàðåëèè ÇÀÎ «ÈÊÈÌÑλ ïðèñòóïèëî ê îñâîåíèþ Õèçîâàðñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ êâàðö-êèàíèòîâûõ ñëàíöåâ. Àêòèâíûå çàïàñû ðóä îöåíèâàþòñÿ â íåì â 4,5 ìëí ò, çàïàñû êèàíèòà 934 òûñ. ò ïðè ñðåäíåì ñîäåðæàíèè 21,24%. Ïîëó÷àåìûå êîíöåíòðàòû ñ 60% Al2O3 ñîîòâåòñòâóþò ìèðîâîìó ñòàíäàðòó íà âûñîêîãëèíîçåìèñòûå îãíåóïîðû äëÿ ñòàëåâàðíûõ êîâøåé. Êîìïëåêñíûå ôîñôîðíî-àëþìèíèåâûå è æåëåçî-òèòàíîâûå ðóäû ùåëî÷íûõ èíòðóçèâîâ. Ãëàâíûì èñòî÷íèêîì ñûðüÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà ôîñôîðíûõ óäîáðåíèé â Ðîññèè ñëóæàò 11 ìåñòîðîæäåíèé Êîëüñêîãî ï-îâà (95,3% àêòèâíûõ çàïàñîâ ÐÔ). Îíè ëîêàëèçîâàíû â Õèáèíñêîì ìàññèâå ùåëî÷íûõ ñèåíèòîâ, â Êîâäîðñêîì è Ñåáëüÿâðñêîì ìàññèâàõ ùåëî÷íûõ óëüòðàìàôèòîâ è êàðáîíàòèòîâ, à òàêæå â ãàááðî-ñèåíèòîâîì ïëóòîíå Ãðåìÿõà-Âûðìåñ. Îáùèå ïðîãíîçíûå ðåñóðñû ôîñôîðñîäåðæàùèõ ðóä â îáëàñòè îöåíèâàþòñÿ â 16 ìëðä ò, áàëàíñîâûå çàïàñû – 5,2 ìëðä ò ïî ðóäå èëè 674 ìëí ò ïî P2O5. Ôîñôîð ñîñðåäîòî÷åí â àïàòèòå Ca5(PO4)3(F,OH), êîòîðûé è ñëóæèò ñ 1929 ã. ãëàâíûì îáúåêòîì äîáû÷è. Êðóïíåéøèé ãîðíî-õèìè÷åñêèé êîìáèíàò Åâðîïû – ÎÀÎ «Àïàòèò» – äîáûë èç Õèáèíñêîé ãðóïïû ìåñòîðîæäåíèé çà 75 ëåò áîëåå 1 500 ìëðä ò ðóäû è èçâëåê èç íåå 560 ìëí ò àïàòèòîâîãî êîíöåíòðàòà ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì P2O5 39%.  Õèáèíñêèõ ìåñòîðîæäåíèÿõ, êðîìå àïàòèòà, ñîäåðæàòñÿ è äðóãèå öåííûå ìèíåðàëû: íåôåëèí (Ê,Na) AlSiO4 – 35–40%, òèòàíèò CaTiSiO5 – 7%, òèòàíîìàãíåòèò Fe(Fe,Ti)2O4 – 2%, ýãèðèí NaFeSi2O6 – 6–10%. Îáùåå ïðîèçâîäñòâî íåôåëèíîâûõ êîíöåíòðàòîâ ñ 28,5% Al2O3 ïðåâûñèëî 50 ìëí ò, â íàñòîÿùåå âðåìÿ ãîäîâàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñòàáèëèçèðîâàíà íà óðîâíå 1,5–1,6 ìëí ò. Êîíöåíòðàò èñïîëüçóåòñÿ ÎÀÎ «Âîëõîâñêèé àëþìèíèé» è ÎÀÎ «Ãëèíîçåì» â Ëåíèíãðàäñêîé îáëàñòè äëÿ ïðîèçâîäñòâà ãëèíîçåìà, ñîäû, ïîòàøà, ïîðòëàíäöåìåíòà è ãàëëèÿ. Áîëüøàÿ æå ÷àñòü èçâëå÷åííîãî èç íåäð íåôåëèíà ïîñòóïàåò â õâîñòîõðàíèëèùà ÎÀÎ «Àïàòèò» â Ïðèõèáèíüå, ãäå ìàññà ñêëàäèðîâàííûõ íåôåëèíîâûõ ïåñêîâ ïðåâûøàåò óæå 550 ìëí ò. Ïî ñóùåñòâó, ýòî îãðîìíûå òåõíîãåííûå ìåñòîðîæäåíèÿ, çà ñ÷åò êîòîðûõ ìîæíî 310
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
áûëî óäîâëåòâîðèòü âñå ìèðîâûå ïîòðåáíîñòè â íåôåëèíàõ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî â äîïîëíåíèå ê òðàäèöèîííîé òåõíîëîãèè óòèëèçàöèè íåôåëèíà â ãëèíîçåìíîì ïðîèçâîäñòâå â Êîëüñêîì íàó÷íîì öåíòðå ÐÀÍ ðàçðàáîòàíû è ðåàëèçîâàíû â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ èç íåôåëèíîâ êîàãóëÿíòîâ, ôëîêóëÿíòîâ, ìèêðîñèëèêè, ñîðáåíòîâ è êîìïîíåíòîâ ýìóëüñèîííûõ âçðûâ÷àòûõ âåùåñòâ äëÿ ãîðíûõ ðàáîò. Ýòî îòêðûâàåò ïåðñïåêòèâó ðàñøèðåíèÿ óòèëèçàöèè íåôåëèíà. Ñëîæíûé êîìïëåêñ ðóä ñîñðåäîòî÷åí â Êîâäîðñêîì ìàññèâå êàðáîíàòèòîâ è ùåëî÷íûõ óëüòðàáàçèòîâ. Ãëàâíîå ðóäíîå òåëî àïàòèò-ìàãíåòèòîâûõ ðóä ñ 28,8% æåëåçà è 7% P2O5 èìååò çàïàñû îêîëî 600 ìëí ò. Âòîðîå ïî âåëè÷èíå ðóäíîå òåëî íèçêîæåëåçèñòûõ ðóä ñ ñîäåðæàíèåì 10,6% æåëåçà è 6% Ð2Î5 ñîäåðæèò 188 ìëí ò. Âïëîòíóþ ê äåéñòâóþùåìó êàðüåðó ðàñïîëîæåíî òåëî àïàòèò-øòàôôåëèòîâûõ ðóä – 49 ìëí ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì Ð2Î5 16,3%. Ïåðâîíà÷àëüíî èç ðóä èçâëåêàëñÿ òîëüêî ìàãíåòèò, â ñâÿçè ñ ÷åì â õâîñòîõðàíèëèùàõ ñêîïèëîñü áîëåå 50 ìëí ò ïåñêîâ ñ ñîäåðæàíèåì Ð2Î5 5,85% è çíà÷èòåëüíîé ïðèìåñüþ áàääåëåèòà (ZrO2), à â îòâàëàõ îêîëî 8 ìëí ò äðîáëåíûõ øòàôôåëèòîâûõ ðóä ñ 14% P2O5.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ÀÎ «Êîâäîðñêèé ÃÎÊ» äîáûâàåò â ãîä 8–9 ìëí ò êîìïëåêñíûõ ðóä, äîïîëíèòåëüíî ê êîòîðûì ñ 1992 ã. â ïåðåðàáîòêó âîâëåêàåòñÿ äî 4 ìëí ò ëåæàëûõ õâîñòîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñòàáèëüíî ïðîèçâîäèòü 1,6 ìëí ò àïàòèòîâîãî êîíöåíòðàòà ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì 38,2% Ð2Î5 è äî 5,8 ìëí ò ìàãíåòèòîâîãî êîíöåíòðàòà ñ 64,2% Fe, à òàêæå 3–5 òûñ. ò áàääåëåèòà. Ñëþäû è êåðàìè÷åñêîå ñûðüå. Íà Êîâäîðñêîì ùåëî÷íî-óëüòðàìàôèòîâîì ìàññèâå ëîêàëèçîâàíû ñàìûå êðóïíûå â ìèðå ìåñòîðîæäåíèÿ ôëîãîïèòà è âåðìèêóëèòà. Ðàçâåäàííûå çàïàñû ôëîãîïèòà ñîñòàâëÿþò 7,7 ìëí ò, âåðìèêóëèòîâûõ ðóä – 486 ìëí ò. Ìåñòîðîæäåíèå ýêñïëóàòèðóåòñÿ ÎÀÎ «Êîâäîðñëþäà», ìîùíîñòè êîòîðîãî îáåñïå÷èâàþò ïðîèçâîäñòâî äî 415 òûñ. ò âåðìèêóëèòà è äî 25 òûñ. ò ôëîãîïèòà â ãîä.  àðõåéñêèõ ìåòàìîðôè÷åñêèõ êîìïëåêñàõ þæíîé ÷àñòè Ìóðìàíñêîé îáëàñòè è Ñåâåðíîé Êàðåëèè âûÿâëåíî 28 ïðîìûøëåííûõ ìåñòîðîæäåíèé ãðàíèòíûõ ïåãìàòèòîâ, áàëàíñîâûå çàïàñû ìåëêîðàçìåðíîãî ìóñêîâèòà â êîòîðûõ îöåíèâàþòñÿ â 400 òûñ. ò, ëèñòîâîãî ìóñêîâèòà – 186 òûñ. ò. Ðåñóðñû êåðàìè÷åñêèõ ñûðüåâûõ ìàòåðèàëîâ (êàëèøïàòà, ïëàãèîêëàçà è êâàðöà) ïðåâûøàþò 400 ìëí ò, íî èñïîëüçóåòñÿ ïîêà ëèøü ìàëàÿ ÷àñòü çàïàñîâ, ëîêàëèçîâàííûõ âáëèçè îò æåëåçíûõ äîðîã. Áàðèò. Áàðèò BaSO4 ÿâëÿåòñÿ îñòðîäåôèöèòíûì ìèíåðàëüíûì ñûðüåì äëÿ ïðîèçâîäñòâà óòÿæåëèòåëåé äëÿ áóðîâûõ ðàñòâîðîâ. Ïîòðåáíîñòü åãî îñîáåííî âåëèêà â Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé íåôòåãàçîâîé ïðîâèíöèè è âîçðàñòåò åùå áîëåå ïðè îñâîåíèè øåëüôîâûõ ìåñòîðîæäåíèé Áàðåíö-ðåãèîíà. Åäèíñòâåííîå êðóïíîå ïðîìûøëåííîå ìåñòîðîæäåíèå áàðèòà – Õîéëèíñêîå – íàõîäèòñÿ íà Ñ Ðåñïóáëèêè Êîìè âáëèçè ã. Âîðêóòû. Îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðóòîïàäàþùóþ ñóáïëàñòîâóþ çàëåæü â äåâîíñêèõ îòëîæåíèÿõ, ðàçáèòóþ ðàçëîìàìè íà òðè áëîêà: 900 õ 400, 400 õ 350, 1 500 õ 500 ì. Ìîùíîñòü ïðîäóêòèâíîé çîíû 3,5–6,4 ì. Îáùèå çàïàñû ìåñòîðîæäåíèÿ – 6,77 ìëí ò áàðèòà, â êîíòóðàõ îòêðûòîãî äîáû÷íîãî êàðüåðà äî ãëóáèíû 80 ì 2,2 ìëí ò ñî ñðåäíèì ñîäåðæàíèåì áàðèòà 85,45%. ÇÀÎ «Õîéëèíñêèé ÃÎÊ» ïðèñòóïèëî ê îñâîåíèþ ìåñòîðîæäåíèÿ â 1997 ã. Ïðîåêòíàÿ ìîùíîñòü êàðüåðà – 120 òûñ. ò ðóäû â ãîä, ïðîèçâîäèòåëüíîñòü îáîãàòèòåëüíîé ôàáðèêè – 104 òûñ. ò â ãîä. Âòîðûì ïðîìûøëåííûì èñòî÷íèêîì áàðèòà â ðåãèîíå ìîãóò ñòàòü êîðû âûâåòðèâàíèÿ ïî êàðáîíàòèòàì Ñàëëàíëàòâèíñêîãî ìàññèâà â þãî-çàïàäíîé ÷àñòè Ìóðìàíñêîé îáëàñòè. Ñòðàòèôîðìíàÿ çàëåæü â ÿäðå ìàññèâà ðàçìåðîì 500 õ 700 ì è ìîùíîñòüþ îò 3 äî 32 ì ñîäåðæèò îò 5 äî 25% áàðèòà, êîòîðûé ëåãêî âûäåëÿåòñÿ èç ðóäû ãðàâèòàöèîííîé ñåïàðàöèåé. Àëìàçû. Âûäàþùèìñÿ ñîáûòèåì êîíöà ÕÕ â. ñòàëî îòêðûòèå â Àðõàíãåëüñêîé îáëàñòè êðóïíåéøèõ â Åâðîïå êîðåííûõ ìåñòîðîæäåíèé àëìàçîâ. Ïðîìûøëåííàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ óñòàíîâëåíà íà äâóõ ïîëÿõ êèìáåðëèòîâûõ òðóáîê – Çîëîòèöêîì (ìåñòîðîæäåíèå èì. Ì. Ëîìîíîñîâà, 6 òðóáîê) è Ìåãîðñêîì (ìåñòîðîæäåíèå èì. Â. Ãðèáà, 1 òðóáêà). Èõ îáùèå çàïàñû ñîñòàâëÿþò ñåé÷àñ 17,9% îò áàëàíñîâûõ çàïàñîâ Ðîññèè. Íàèëó÷øèì êà÷åñòâîì è âûõîäîì ïðîçðà÷íûõ êðèñòàëëîâ (50% ïåðâîé-âòîðîé êàòåãîðèè) ðàçìåðîì äî 40 êàðàò õàðàêòåðèçóåòñÿ Ëîìîíîñîâñêîå ìåñòîðîæäåíèå, õîòÿ ïî ñðåäíåìó ñîäåðæàíèþ àëìàçîâ – 0,7 êàðàò/ò îíî ñóùåñòâåííî óñòóïàåò ìåñòîðîæäåíèþ èì. Ãðèáà (1,68), âî âòîðîì – 67. Îñâîåíèåì Ëîìîíîñîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ çàíèìàåòñÿ ÎÀÎ «Ñåâåðàëìàç» è ÀÊ «ÀËÐÎÑÀ». Ðàçâåäàííûå äî ãëóáèíû 940 ì çàïàñû àëìàçîâ îöåíèâàþòñÿ â 231 ìëí êàðàò (12 ìëðä äîëëàðîâ). Íà ïåðâîì ýòàïå ïëàíèðóåòñÿ íà÷àòü îòðàáîòêó îòêðûòûì êàðüåðîì òðåõ íàèáîëåå 311
Ñòðîåíèå çåìíîé êîðû Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêîãî ðåãèîíà
áîãàòûõ òðóáîê (Àðõàíãåëüñêîé è Êàðïèíñêîãî-1,2) ñ ãîäîâîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ÃÎÊà ïî ðóäå 5–7 ìëí ò, ïî àëìàçàì – 5 ìëí êàðàò (èç íèõ 2 ìëí êàðàò þâåëèðíûõ). Íà ìåñòîðîæäåíèè èì. Â. Ãðèáà ïðîäîëæàþòñÿ ðàçâåäî÷íûå ðàáîòû, âûïîëíÿåìûå ÎÀÎ «Àðõàíãåëüñêãåîëäîáû÷à» è Archangel Diamond Corp. (ADC, Denver, US). Ïî îöåíêå De Beers, ðåñóðñû ìåñòîðîæäåíèÿ äî ãëóáèíû 500 ì ñîñòàâëÿþò 98 ìëí ò êèìáåðëèòîâ ñ 67 ìëí êàðàò àëìàçîâ (4 ìëðä äîëëàðîâ). Ïëàíèðóåìûå ïåðñïåêòèâíûå îáúåìû ïîäçåìíîé äîáû÷è – äî 5 ìëí êàðàò â ãîä. Òàêèì îáðàçîì, áîëüøîå ðàçíîîáðàçèå è çàïàñû öåííûõ ñûðüåâûõ ìàòåðèàëîâ â Ðîññèéñêîé ÷àñòè Áàðåíö-ðåãèîíà ñîçäàþò õîðîøóþ áàçó äëÿ ðàçâèòèÿ ãîðíîäîáûâàþùåé, íåôòåãàçîâîé, ìåòàëëóðãè÷åñêîé è äðóãèõ îòðàñëåé ïðîìûøëåííîñòè, ïåðåðàáàòûâàþùåé ìèíåðàëüíîå ñûðüå. Ñóùåñòâóþùèé ãîðíî-ïðîìûøëåííûé êîìïëåêñ òðåáóåò ñåðüåçíîé ìîäåðíèçàöèè è ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ, ïîñêîëüêó îí íå îáåñïå÷èâàåò ïîëíîé óòèëèçàöèè ñûðüåâûõ ðåñóðñîâ (íà äåéñòâóþùèõ ïðåäïðèÿòèÿõ äî 60% ïîòåíöèàëüíî öåííûõ êîìïîíåíòîâ âûáðàñûâàåòñÿ â îòõîäû, íàêàïëèâàåòñÿ â îòâàëàõ è õâîñòîõðàíèëèùàõ, ðàññåèâàåòñÿ â îêðóæàþùåé ñðåäå). Íåîáõîäèìîñòü ïåðåõîäà ê íîâîé ñòðàòåãèè ïðèðîäîïîëüçîâàíèÿ, îñíîâàííîé íà êîíöåïöèè ñáàëàíñèðîâàííîãî óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ, î÷åâèäíà êàê ñ ïîçèöèé ýêîíîìèêè, òàê è ñ ïîçèöèé ñîõðàíåíèÿ ñðåäû îáèòàíèÿ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ À ð ç à ì à ñ ö å â À . À . , Á à ÿ í î â à Ò . Á . , À ð ç à ì à ñ ö å â à Ë .  . è ä ð . Èíèöèàëüíûé ìàãìàòèçì ïàëåîçîéñêîé òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà: âîçðàñò è ãåîõèìè÷åñêèå îñîáåííîñòè ìàññèâà Êóðãà, Êîëüñêèé ïîëóîñòðîâ // Ãåîõèìèÿ. 1999. ¹ 11. Ñ. 1139–1151. À ð ò þ ø ê î â Å .  . Ìåõàíèçì îáðàçîâàíèÿ Áàðåíöåâñêîãî îñàäî÷íîãî áàññåéíà // Ýâîëþöèÿ òåêòîíè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â èñòîðèè Çåìëè. Íîâîñèáèðñê, 2004. Ò. 2. Ñ. 13–15. Á à ë à ã à í ñ ê è é  .  . , à ë à ç í å â  . Í . , Î ñ è ï å í ê î Ë . à . Ðàííåïðîòåðîçîéñêàÿ ýâîëþöèÿ ñåâåðî-âîñòîêà Áàëòèéñêîãî ùèòà: àíàëèç òåêòîíî-ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ òåððåéíîâ // Ãåîòåêòîíèêà. 1998. ¹ 2. Ñ. 16–28. Á à ð å í ö å â ñ ê à ÿ ø å ë ü ô î â à ÿ ï ë è ò à / È. Ñ. Ãðàìáåðã (ðåä.). Ë.: Íåäðà, 1988. 263 ñ. Á è á è ê î â à Å .  . , Ñ ë à á ó í î â À . È . , Á î ã ä à í î â à Ñ .  . , Ø å ë ü ä Ò . Òåêòîíî-òåðìàëüíàÿ ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû Êàðåëüñêîé è Áåëîìîðñêîé ïðîâèíöèé Áàëòèéñêîãî ùèòà â ðàííåì äîêåìáðèè ïî äàííûì èçîòîïíîãî U-Pb èññëåäîâàíèÿ ñôåíîâ è ðóòèëîâ // Ãåîõèìèÿ. 1999. ¹ 8. Ñ. 812–837. à ë à ç í å â  . Í . Êîìïëåêñíûå ãåîôèçè÷åñêèå ìîäåëè ëèòîñôåðû Ôåííîñêàíäèè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2003. 254 ñ. à ë ó á è í í î å ñ ò ð î å í è å è ñåéñìè÷íîñòü Êàðåëüñêîãî ðåãèîíà è åãî îáðàìëåíèÿ / Øàðîâ Í. Â. (ðåä.). Ïåòðîçàâîäñê: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2004. 353 ñ. à î ð ÿ è í î â Ï . Ì . , È â à í þ ê à . Þ . , Ø à ð î â  . Í . Ôðàêòàëüíî-ãåîìåòðè÷åñêèå ìîòèâû â îðãàíèçàöèè ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ çåìíîé êîðû (íà ïðèìåðå Áàëòèéñêîãî ùèòà) // Ôèçèêà Çåìëè. 1997. ¹ 7. Ñ. 69–80. à ð à ì á å ð ã È . Ñ . Áàðåíöåâîìîðñêèé ïåðìî-òðèàñîâûé ïàëåîðèôò è åãî çíà÷åíèå äëÿ ïðîáëåìû íåôòåãàçîíîñíîñòè Áàðåíöåâî-Êàðñêîé ïëèòû. ÄÀÍ. 1997. Ò. 352, ¹ 6. Ñ. 789–791. Ç î í å í ø à é í Ë . Ï . , Ê ó ç ü ì è í Ì . È . , Í à ò à ï î â Ë . Ì . Òåêòîíèêà ëèòîñôåðíûõ ïëèò òåððèòîðèè ÑÑÑÐ. Ì.: Íåäðà, 1990, â 2-õ êíèãàõ: êí. 1. 327 ñ., êí. 2. 334 ñ. È â à í þ ê à . È . , à î ð ÿ è í î â Ï . Ì . , Å ã î ð î â Ä . à . Ââåäåíèå â íåëèíåéíóþ ãåîëîãèþ (îïûò àäàïòàöèè òåîðèè ñòðóêòóð ê ãåîëîãè÷åñêîé ïðàêòèêå). Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1997. 185 ñ. Ê î ð î â ê è í  . À . , Ò ó ð û ë å â à Ë .  . , Ð ó ä å í ê î Ä . à . è ä ð . Íåäðà Ñåâåðî-Çàïàäà Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè. ÑÏá.: èçä. ÂÑÅÃÅÈ, 2003. 520 ñ. Ë å î í î â Ì . à . Ðåèäíàÿ òåêòîíèêà ôóíäàìåíòà êîíòèíåíòàëüíûõ ïëèò è ñîâðåìåííûõ îðîãåíîâ // Íåîòåêòîíèêà è ñîâðåìåííàÿ ãåîäèíàìèêà êîíòèíåíòîâ è îêåàíîâ. Ì.: ÃÈÍ ÐÀÍ, 1996. Ñ. 77–79. Ì à ð ã ó ë è ñ Å . À . Îñíîâíûå ÷åðòû èñòîðèè ôîðìèðîâàíèÿ òðèàñîâûõ îòëîæåíèé Àðêòèêè // Ñá. íàó÷í. òðóäîâ: Ðåçóëüòàòû ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Ðèãà: ÂÍÈÈÌÎÐÃÅÎ, 1986. Ñ. 54–60. Ï å ò ð î â  . Ï . è ä ð . Ðóäíî-ìåòàìîðôè÷åñêèå ñèñòåìû ðàííåãî äîêåìáðèÿ (ñåâåðî-âîñòî÷íàÿ ÷àñòü Áàëòèéñêîãî ùèòà) // Îòâ. ðåä. Âèíîãðàäîâ À. Í. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1996. 148 ñ. Ï å ò ð î â  . Ï . Ìåòàìîðôèçì ðàííåãî ïðîòåðîçîÿ Áàëòèéñêîãî ùèòà // Îòâ. ðåä. Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1999. 325 ñ. 312
Ãëàâà 10. Ýâîëþöèÿ çåìíîé êîðû è ìèíåðàãåíè÷åñêèé ïîòåíöèàë Áàðåíö-ðåãèîíà
Ï î æ è ë å í ê î  . È . , à à â ð è ë å í ê î Á .  . , Æ è ð î â Ä .  . , Æ à á è í Ñ .  . Ãåîëîãèÿ ðóäíûõ ðàéîíîâ Ìóðìàíñêîé îáëàñòè. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2002. 359 ñ. Ð î ì à ø î â À . Í . Ïëàíåòà Çåìëÿ: òåêòîíîôèçèêà è ýâîëþöèÿ. Ì.: Åäèòîðèàë ÓÐÑÑ, 2003. 264 ñ. Ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Ëàïëàíäñêî-Ïå÷åíãñêèé ðàéîí // Øàðîâ Í. Â. (ðåä.) / Àâòîðû: Øàðîâ Í. Â., Âèíîãðàäîâ À. Í., Ãàëäèí Í. Å. è äð. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1997. 226 ñ. Ñ å é ñ ì î ã å î ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ ì î ä å ë ü ëèòîñôåðû Ñåâåðíîé Åâðîïû: Áàðåíö-ðåãèîí // Ìèòðîôàíîâ Ô. Ï., Øàðîâ Í. Â. (ðåä.) // Àâòîðû: Øàðîâ Í. Â., Âèíîãðàäîâ À. Í., Æàìàëåòäèíîâ À. À., Ìèòðîôàíîâ Ô. Ï., Ïîæèëåíêî Â. È., Ñìîëüêèí Â. Ô., Öûáóëÿ Ë. À. è äð. Àïàòèòû: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 1998. ×. 1 – 237 ñ. ×. 2 – 205 ñ. Ñ ì î ë ü ê è í  . Ô . Ìàãìàòèçì ðàííåïðîòåðîçîéñêîé (2,5–1,7 ìëðä ëåò) ïàëåîðèôòîãåííîé ñèñòåìû. Ñåâåðî-çàïàä Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ïåòðîëîãèÿ. 1997. Ò. 5, ¹ 4. Ñ. 394–411. Ò ð è ï î ë ü ñ ê è é À . À . , Ø à ð î â Í .  . Ëèòîñôåðà äîêåìáðèéñêèõ ùèòîâ ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ Çåìëè ïî ñåéñìè÷åñêèì äàííûì. Ïåòðîçàâîäñê: èçä. ÊÍÖ ÐÀÍ, 2004. 159 ñ. Ó ñ ò ð è ö ê è é  . È . Î òåêòîíè÷åñêîé ïðèðîäå Áàðåíöåâî-Ñåâåðîêàðñêîãî ìåãàïðîãèáà // Ïðîáëåìû íåôòåãàçîíîñíîñòè Ìèðîâîãî îêåàíà. Ì., 1989. Ñ. 182–191. Ô è ë à ò î â à  . Ò . ,  è í î ã ð à ä î â À . Í . Îöåíêà âëèÿíèÿ òåðìîìåõàíè÷åñêèõ ýôôåêòîâ íà ðåæèìû ìåòàìîðôèçìà è ãðàíèòîîáðàçîâàíèÿ â Ëàïëàíäñêîì ãðàíóëèòîâîì ïîÿñå (Êîëüñêèé ïîëóîñòðîâ) // ÄÀÍ. 1999. Ò. 366, ¹ 5. Ñ. 684–687. Ô è ë à ò î â à  . Ò . , Ì è ò ð î ô à í î â Ô . Ï . ,  è í î ã ð à ä î â À . Í . Òåêòîíîôèçèêà âíóòðèïëèòíîãî êîëëèçèîíà: êîíöåïòóàëüíûå ïîäõîäû è ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ýâîëþöèè êîðîâûõ àñòåíîñôåðíî-òåððåéíîâûõ àíñàìáëåé Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ãåîëîãèÿ è ïîëåçíûå èñêîïàåìûå Êîëüñêîãî ïîëóîñòðîâà. Ò. 1. Ãåîëîãèÿ, ãåîõðîíîëîãèÿ, ãåîäèíàìèêà / Ô. Ï. Ìèòðîôàíîâ (ðåä.). Àïàòèòû: èçä. ÌÓÏ «Ïîëèãðàô», 2002. Ñ. 57–73. Õ à è í  . Å . ( ð å ä . ) Òåêòîíèêà Åâðîïû è ñìåæíûõ îáëàñòåé. Äðåâíèå ïëàòôîðìû, áàéêàëèäû, êàëåäîíèäû. (Îáúÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà ê ìåæäóíàðîäíîé òåêòîíè÷åñêîé êàðòå Åâðîïû è ñìåæíûõ îáëàñòåé ìàñøòàáà 1 : 2 500 000). Ì.: Íàóêà, 1978. 422 ñ. Ø à ð ê î â Å .  . , Á î ã à ò è ê î â Î . À . , Ê ð à ñ è â ñ ê à ÿ È . Ñ . Ðîëü ìàíòèéíûõ ïëþìîâ â òåêòîíèêå ðàííåãî äîêåìáðèÿ âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà // Ãåîòåêòîíèêà. 2000. ¹ 2. Ñ. 3–25. Ø à ð î â Í .  . ,  è í î ã ð à ä î â À . Í . Î äèñêðåòíî-ñëîèñòîé ñòðóêòóðå çåìíîé êîðû êðèñòàëëè÷åñêèõ ùèòîâ // Ãåîèíôîðìàòèêà. 1996. ¹ 2. Ñ. 12–19. Þ ä à õ è í Ô . Í . , Ù ó ê è í Þ . Ê . , Ì à ê à ð î â  . È . Ãëóáèííîå ñòðîåíèå è ñîâðåìåííûå ãåîäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû â ëèòîñôåðå Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Åêàòåðèíáóðã: ÓðÎ ÐÀÍ, 2003. 299 ñ. G o r y a i n o v P . M . , I v a n y u k G . Y . , S h a r o v N . V . Fractal analysis of seismic and geological data // Tectonophysics. 1997. V. 269. P. 247–257. M i t r o f a n o v F . P . , B a y a n o v a T . B . Duration and timing of ore-bearing Paleoproterozoic intrusions of Kola province // Mineral Deposits: Processes to Processing, Stanley et al (åds). Balkema, Rotterdam. 1999. P. 1275–1278. R o b e r t s A . M . , Y i e l d i n g G . Deformation around basin-margin faults in the North Sea/Norwegian rift. In: A. M. Roberts, G. Yielding & B. Freeman (eds). The Geometry of Normal Faults. Special Publication of the Geological Society, London. 1991. V. 56. P. 61–78. Z i e g l e r P . A . Evolution of the Arctic-North Atlantic and the Western Tethys // AAPG mem. 1987. V. 43. P. 161–180.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè íàêîïëåí îáøèðíûé ñåéñìè÷åñêèé ìàòåðèàë, îñâåùàþùèé ãëóáèííîå ñòðîåíèå Áàðåíö-ðåãèîíà. Íà îñíîâå àíàëèçà è îáîáùåíèÿ âñåé ñîâîêóïíîñòè èìåþùåéñÿ ñåéñìè÷åñêîé èíôîðìàöèè â Åâðî-Àðêòè÷åñêîì ðåãèîíå, ñ ó÷åòîì îáøèðíûõ ìàòåðèàëîâ ïî ãåîëîãèè, ïåòðîôèçèêå, òåïëîâûì è ïîòåíöèàëüíûì ïîëÿì ðåãèîíà ïðåäëîæåíà èíòåãðàëüíàÿ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ó÷àñòêà ëèòîñôåðû, ðàñïîëîæåííîãî â ïîãðàíè÷íîé îáëàñòè «ñóøà-ìîðå» (êîíòèíåíò-îêåàí) íà ñòûêå ðàçíîòèïíûõ ìîðôîñòðóêòóð êîíòèíåíòàëüíîé çåìíîé êîðû – Áàëòèéñêîãî ùèòà, Áàðåíöåâñêîé è Òèìàíî-Ïå÷îðñêîé ïëèò Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû. Ãåîëîãè÷åñêîå èñòîëêîâàíèå ãåîôèçè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ ïî ìåðå ðàçâèòèÿ ìåòîäîâ íàáëþäåíèÿ è îáðàáîòêè ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ, îäíàêî, áîëüøèíñòâî èíòåðïðåòàòîðîâ ïî èíåðöèè èñïîëüçóþò ïðèâû÷íóþ è ïðîñòóþ êîíöåïöèþ ñóáãîðèçîíòàëüíîé ðàññëîåííîñòè çåìíîé êîðû è ìàíòèè, ÷òî íå ïîçâîëÿåò äîñòè÷ü óäîâëåòâîðèòåëüíîãî ñîãëàñèÿ ìåæäó ãåîëîãè÷åñêèìè è ñåéñìîëîãè÷åñêèìè ìîäåëÿìè. Íåàäåêâàòíîñòü ïðèìèòèâíûõ ãðàäèåíòíî-ñëîèñòûõ ìîäåëåé êîðû áûëà ñî âñåé î÷åâèäíîñòüþ ïîêàçàíà â êîíöå 80-õ ãîäîâ ñâåðõãëóáîêèì áóðåíèåì, êîððåñïîíäèðîâàâøèìñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñîâðåìåííûìè ìåòîäàìè áëèçâåðòèêàëüíûõ îòðàæåíèé ÎÃÒ è ìíîãîâîëíîâîãî òðåõêîìïîíåíòíîãî ÃÑÇ. Íà ïîëó÷åííûõ ñ èõ ïîìîùüþ îáíîâëåííûõ ðàçðåçàõ îò÷åòëèâî âèäíà íàñûùåííîñòü êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû õàîòè÷åñêè ðàñïîëîæåííûìè, ðàçíî îðèåíòèðîâàííûìè îòðàæàþùèìè ýëåìåíòàìè, èçîòðîïíûìè çîíàìè áåç îòðàæåíèé, ìíîãî÷èñëåííûìè ñêîðîñòíûìè âêëþ÷åíèÿìè. Îòäåëüíûå îòðàæàþùèå ïëîùàäêè ìîãóò ãðóïïèðîâàòüñÿ, ìàðêèðóÿ ñðàâíèòåëüíî ðåäêèå ïðîòÿæåííûå íàêëîííûå è ñóáãîðèçîíòàëüíûå ãðàíèöû. Ðåçóëüòàòû áóðåíèÿ Êîëüñêîé, Êðèâîðîæñêîé, Ãðàâáåðã è äðóãèõ ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí, âñêðûâøèõ âåðõíþþ ÷àñòü êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû, ïîêàçûâàþò, ÷òî ñ ãëóáèíîé ñòåïåíü äèôôåðåíöèàöèè ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîðîäíûõ ìàññèâîâ íå óìåíüøàåòñÿ.  ðåàëüíûõ ðàçðåçàõ íå çàôèêñèðîâàíî ïîñëåäîâàòåëüíîå óâåëè÷åíèå ñ ãëóáèíîé ïëîòíîñòè ïîðîä è ñêîðîñòè óïðóãèõ âîëí. Âîïðåêè ýòîìó «òðàäèöèîííîìó» ïðåäñòàâëåíèþ, ñëóæàùåìó ëîãè÷åñêîé áàçîé ãðàäèåíòíîñëîèñòîé êîíöåïöèè, áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ñêîðîñòè ìîãóò êàê âîçðàñòàòü, òàê è óìåíüøàòüñÿ ñ ãëóáèíîé â ñâÿçè ñ íàëè÷èåì çîí òðåùèíîâàòîñòè, íàñûùåííûõ ôëþèäàìè, ïðîÿâëåíèåì àðî÷íûõ ýôôåêòîâ è äðóãèõ ôàêòîðîâ, ëîêàëüíî èçìåíÿþùèõ íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå ïîðîäíûõ ìàññèâîâ. Ñ ó÷åòîì èçëîæåííîãî ìàòåðèàëà àâòîðû êíèãè ïðåäïðèíÿëè ïîïûòêó íà êîíêðåòíîì ïðèìåðå ïðîäåìîíñòðèðîâàòü öåëåñîîáðàçíîñòü è íåîáõîäèìîñòü çàìåíû ãðàäèåíòíî-ñëîèñòîé ìîäåëè êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû íà íîâóþ ìîçàè÷íî-áëîêîâóþ ìîäåëü ñ ôðàêòàëüíîé ñòðóêòóðîé, áîëåå ñîîòâåòñòâóþùåé èìåþùåéñÿ ñåéñìè÷åñêîé è ãåîëîãè÷åñêîé èíôîðìàöèè. Ñîãëàñíî ïðåäëàãàåìîé ïàðàäèãìå, êðèñòàëëè÷åñêàÿ êîðà è âåðõíÿÿ ìàíòèÿ èìåþò ãåòåðîãåííîå ñòðîåíèå ñ âàðüèðóþùåé ïî âåðòèêàëè è ëàòåðàëè ñòåïåíüþ äèôôåðåíöèàöèè ñêîðîñòè óïðóãèõ âîëí. Åå ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ðàçíîìàñøòàáíûõ áëîêîâ, ãäå ñêëàä÷àòûå óçîðû, òðåùèíû, äàéêè, æèëû è ëèíçû ôîðìèðóþò âûñîêîóïîðÿäî÷åííûé àíñàìáëü. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî ðåàëüíàÿ ñåéñìîãåîëîãè÷åñêàÿ ñðåäà ñîñòîèò èç òðåõìåðíûõ íåîäíîðîäíîñòåé, ÿâëÿåòñÿ äèñêðåòíîé è èåðàðõè÷åñêè îðãàíèçîâàííîé.  âåðõíåé ÷àñòè êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû ëîêàëüíî ðàçâèòû êàê âîëíîâîäû, òàê è âûñîêîñêîðîñòíûå çîíû, êîððåëèðóþùèåñÿ ñ ãåîëîãè÷åñêèìè 314
ãðàíèöàìè è òåëàìè. Äëÿ èçó÷åíèÿ òðåõìåðíûõ íåîäíîðîäíîñòåé êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü ðàöèîíàëüíóþ ñõåìó ïîëåâûõ íàáëþäåíèé è èñïîëüçîâàòü ñîâðåìåííóþ òåõíîëîãèþ îáðàáîòêè è èíòåðïðåòàöèè äàííûõ ñåéñìîìåòðèè. Ïîäâîäÿ èòîã ïðîâåäåííûì ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèì ðàáîòàì â ðàéîíå Êîëüñêîé ñêâàæèíû, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî îñíîâíûå ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû â âåðõíåé ÷àñòè êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû ñâÿçàíû ñ èçìåíåíèåì óïðóãèõ ñâîéñòâ ñðåäû, âûçâàííûõ êàê ðàçëè÷èåì ñîñòàâà ïîðîä (ëèòîëîãî-ñòðàòèãðàôè÷åñêèå ãðàíèöû), òàê è èçìåíåíèåì ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïîðîä – ðàçäðîáëåííîñòè, ïîðèñòîñòè, òðåùèíîâàòîñòè (òåêòîíè÷åñêèå ãðàíèöû). Êîìïëåêñ ðàííåïðîòåðîçîéñêèõ ïîðîä ïðåäñòàâëÿåò âûñîêîñêîðîñòíîé êîñîñëîèñòûé áëîê, êîòîðûé ïî îòíîøåíèþ ê íèæåëåæàùåìó êîìïëåêñó àðõåéñêèõ ïîðîä ÿâëÿåòñÿ ñåéñìè÷åñêèì ýêðàíîì. Àðõåéñêèé êîìïëåêñ èìååò ñëîæíóþ ëèíçîâèäíî-áëîêîâóþ ñòðóêòóðó, îñëîæíåííóþ êðóòîïàäàþùèìè è ñóáâåðòèêàëüíûìè ðàçëîìàìè. Ñåéñìè÷åñêèå ãðàíèöû â íåì ÷àùå âñåãî ñâÿçàíû ñ òåêòîíè÷åñêè îñëàáëåííûìè çîíàìè, àíèçîòðîïèåé ïåòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ è çîíàìè ôëþèäîíàñûùåíèÿ.  õîäå èññëåäîâàíèé íà ãåîòðàâåðñàõ: ÅÂ-1, 1-ÀÐ, 2-ÀÐ âûÿâèëîñü áîëüøîå çíà÷åíèå ìåòîäîâ ñåéñìîçîíäèðîâàíèÿ ëèòîñôåðû ñ ïîìîùüþ îòðàæåííûõ âîëí íà ñóáâåðòèêàëüíûõ ëó÷àõ. Îíè ïîçâîëÿþò ïîëó÷àòü äåòàëüíûå è ñòðóêòóðíî âûðàçèòåëüíûå ðàçðåçû, õîðîøî óâÿçûâàþùèåñÿ ñ ïðèïîâåðõíîñòíîé ãåîëîãèåé, ÷òî íåìàëîâàæíî äëÿ èñòîëêîâàíèÿ ðåçóëüòàòîâ. Ýòî áîëüøîå ïðåèìóùåñòâî ïî ñðàâíåíèþ ñ îáîáùåííûìè ñãëàæåííûìè ðàçðåçàìè ïî äàííûì ïðåëîìëåííûõ âîëí, ãåîëîãè÷åñêàÿ òðàêòîâêà êîòîðûõ âñåãäà çàòðóäíèòåëüíà è íåîäíîçíà÷íà. Ãåîëîãè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ìàòåðèàëîâ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäàìè ÎÃÒ è ÃÑÇ, äàåò íàèáîëåå ïîëíóþ è íàäåæíóþ êàðòèíó ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ, òàê êàê îíè ïîä÷åðêèâàþò ðàçëè÷íûå îñîáåííîñòè ñðåäû. Ìåòîäîì ÎÃÒ íà ãëóáèíàõ äî 10–15 êì õîðîøî ðåãèñòðèðóþòñÿ êðóòîïàäàþùèå ñåéñìè÷åñêèå îòðàæåíèÿ, îòíîñÿùèåñÿ ê ëèòîëîãè÷åñêèì ãðàíèöàì è ðàçëîìíûì çîíàì, ïðîñëåæåííûì ïîâåðõíîñòíîé ãåîëîãèåé. Ïî ðàçðåçàì ÎÃÒ è äàííûì ãåîëîãè÷åñêîé ñúåìêè âûÿâëÿåòñÿ ìåëêîáëîêîâàÿ ðàñ÷ëåíåííîñòü âåðõíåãî ýòàæà êðèñòàëëè÷åñêîé êîðû. Ïî ìàòåðèàëàì ìíîãîâîëíîâîé ñåéñìèêè ÃÑÇ-ÌÎÂÇ ïîëó÷àþòñÿ ñâåäåíèÿ î ñêîðîñòíîé õàðàêòåðèñòèêå îòäåëüíûõ áëîêîâ çåìíîé êîðû, ïðîñëåæèâàþòñÿ ãëóáèííûå ðàçëîìû è äðóãèå ëàòåðàëüíûå íåîäíîðîäíîñòè â ñðåäíåé è íèæíåé êîðå, äåòàëüíî ïðîðèñîâûâàåòñÿ ðåëüåô ïîâåðõíîñòè Ì. Äàííûå î ñòðóêòóðå ãðàíèöû Ì ïîçâîëèëè ñäåëàòü íîâûå ïðåäïîëîæåíèÿ î ïðèðîäå åå ôîðìèðîâàíèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ãðàíèöà Ì èìååò ñëîæíóþ ôîðìó, è ÷òî ãëóáèíà çàëåãàíèÿ Ì êîððåëèðóåòñÿ ñî ñòðîåíèåì âåðõíåãî ýòàæà êîðû. Êàê ïðàâèëî, Ì îïóñêàåòñÿ ïîä ïîäíÿòèÿìè è ãîðíûìè ñîîðóæåíèÿìè. Îòìå÷àåòñÿ ñâÿçü ãëóáèí äî ãðàíèöû Ì ñ âîçðàñòîì ñòðóêòóð è ñ ñîâðåìåííûì òåïëîâûì ïîòîêîì. Àíàëèç ñîîòíîøåíèé ìåæäó òåïëîâûì ïîòîêîì è ìîùíîñòüþ çåìíîé êîðû ïîêàçàë, ÷òî â öåíòðàëüíîé ÷àñòè Çàïàäíî-Àðêòè÷åñêîé øåëüôîâîé ïëèòû êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè èìååò îòðèöàòåëüíûå çíà÷åíèÿ, à ãåîñòðóêòóðû Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû õàðàêòåðèçóþòñÿ ïîëîæèòåëüíîé çàâèñèìîñòüþ. Ýòî ðàçëè÷èå îáóñëîâëåíî, î÷åâèäíî, áîëåå âûñîêîé àêòèâíîñòüþ «ãîðÿ÷åé» ìàíòèè â ïðåäåëàõ øåëüôîâîé ïëèòû è ïîâûøåííûì âêëàäîì â òåïëîâîé ïîòîê ðàäèîãåííîé òåïëîãåíåðàöèè â êîíñîëèäèðîâàííîì ñëîå êîðû äðåâíåé ïëàòôîðìû. Êîíòóðû îáëàñòåé ðàñïðîñòðàíåíèÿ «ãîðÿ÷åé» è «õîëîäíîé» ìàíòèè ñîâïàäàþò ñ ãðàíèöàìè ïëàòôîðì. Ïî äàííûì ñåéñìè÷åñêîé òîìîãðàôèè Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ïëàòôîðìû, â âåðõíåé ìàíòèè ìåæäó ãðàíèöåé Ì è ãëóáèíîé 130 êì óñòàíîâëåíî, ÷òî ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäîëüíûõ âîëí èçìåíÿåòñÿ îò 7,9 äî 8,8 êì/ñ. Âûäåëÿþòñÿ ðàçëè÷íûå ñêîðîñòíûå íåîäíîðîäíîñòè ñ âåðòèêàëüíûìè ðàçìåðàìè 10–40 êì è ëàòåðàëüíîé ïðîòÿæåííîñòüþ îò 50 äî 500 êì, ïîÿâëÿþòñÿ âûñîêîñêîðîñòíûå (8,4–8,8 êì/ñ) òåëà. Àíîìàëèè ñêîðîñòè íà áîëüøèõ ãëóáèíàõ âûðàæåíû ñòîëü æå îò÷åòëèâî, êàê íà âåðõíèõ ñêîðîñòíûõ ñðåçàõ. Íà ãðàíèöå Áàëòèéñêîãî ùèòà ñ Ðóññêîé ïëèòîé âûäåëÿåòñÿ ñóáâåðòèêàëüíàÿ çîíà ïîíèæåííîé ñêîðîñòè, ïðîíèêàþùàÿ äî ãëóáèíû 100 êì. Ïîëó÷åííûå äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î âçàèìîñâÿçè ãëóáèííûõ è ïðèïîâåðõíîñòíûõ ãåîäèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Àíàëèç ñåéñìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïîäîøâû êîðû è âåðõíåé ìàíòèè ïîêàçûâàåò, ÷òî íà ýòîì ãëóáèííîì óðîâíå ðàñïîëîæåíà î÷åíü àêòèâíàÿ îáëàñòü, êîòîðàÿ êîíòðîëèðóåò òåêòîíè÷åñêèå ñîáûòèÿ, ôîðìèðóþùèå îñíîâíûå ÷åðòû ñîâðåìåííîãî ðåëüåôà è ñîâðåìåííóþ ñåéñìè÷íîñòü. Êîìïëåêñíàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ìàòåðèàëîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ îñíîâíûå ÷åðòû ãëóáèííîé ñòðóêòóðû Áàðåíö-ðåãèîíà íà ðàçíûõ åå óðîâíÿõ, ïîçâîëèëà óñòàíîâèòü ãëàâíûå îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ çåìíîé êîðû â îáëàñòè ïåðåõîäà îò ïàññèâíîé îêðàèíû êîíòèíåíòà ê îêåàíè÷åñêîé âïàäèíå. Ìàòåðèêîâûå ÷àñòè ïëàòôîðìû õàðàêòåðèçóþòñÿ ìîùíîñòüþ êîðû â ñðåäíåì 315
Çàêëþ÷åíèå
40–50 êì, ïðè ýòîì âåðõíèé è íèæíèé ýòàæè êîðû èìåþò ñîèçìåðèìóþ ìîùíîñòü. Óðîâåíü ïëàñòè÷íîñòè ïðîõîäèò íà ãëóáèíå 20–25 êì è îáû÷íî ñîîòâåòñòâóåò ïîâåðõíîñòè íèæíåé êîðû. Íåîäíîðîäíîñòè âåðõíåé êîðû çàìåíÿþòñÿ ìàíòèåé, ãäå âûøå óðîâíÿ êîìïåíñàöèè âûäåëÿåòñÿ ñëîé ñî ñêîðîñòüþ îêîëî 8,0–8,2 êì/ñ, ëèáî äâà êîìïëèìåíòàðíûõ ñëîÿ ñî ñêîðîñòÿìè 8,0–8,1 è 8,4 êì/ñ. Ëîêàëüíî â ïàëåîøîâíûõ è ïàëåîðèôòîãåííûõ çîíàõ ðàññëîåííîñòü ñóáñòðàòà óâåëè÷èâàåòñÿ, â íåì ïîÿâëÿþòñÿ ëèíçû ñî ñêîðîñòÿìè 7,6 êì/ñ èëè âûøå 8,5 êì/ñ. Øåëüô îòëè÷àåòñÿ ïîíèæåííîé ìîùíîñòüþ êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû – 15–25 êì. Ïî ýòîìó ïðèçíàêó øåëüô îòëè÷àåòñÿ îò îêåàíîâ, ãäå ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû íå ïðåâûøàåò 10 êì. Äðóãîé îñîáåííîñòüþ øåëüôîâîé ïëèòû ÿâëÿåòñÿ ïîâûøåíèå ðîëè íèæíåãî («áàçàëüòîâîãî») ñëîÿ â ðàçðåçå êîíñîëèäèðîâàííîé êîðû – âïëîòü äî ïî÷òè ïîëíîãî èñ÷åçíîâåíèÿ âåðõíåêîðîâîãî («ãðàíèòíîãî») ñëîÿ. Òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà è ðåàëèçîâàííàÿ ìåòîäèêà ìîðñêèõ è íàçåìíûõ íàáëþäåíèé îáåñïå÷èëè ôîðìèðîâàíèå ñèñòåìû ãîäîãðàôîâ ïðåëîìëåííûõ è ãëóáèííûõ îòðàæåííûõ âîëí, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò èçó÷àòü ñòðóêòóðó âîëíîâîãî ïîëÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå ðàññòîÿíèé è ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ äåòàëüíîñòè îñâåùàòü ãåîëîãè÷åñêîå ñòðîåíèå çåìíîé êîðû è âåðõíåé ìàíòèè â ïåðåõîäíîé çîíå îò Áàëòèéñêîãî ùèòà ê âïàäèíå Áàðåíöåâà ìîðÿ. Ñî÷ëåíåíèå Áàëòèéñêîãî ùèòà è Áàðåíöåâñêîé ïëèòû îòìå÷åíî ñòóïåíåîáðàçíûì ïîãðóæåíèåì ôóíäàìåíòà. Ìîùíîñòü îñàäî÷íîãî ïîêðîâà âîçðàñòàåò äî 15–20 êì, à òîëùèíà êîðû óìåíüøàåòñÿ äî 28–30 êì.  çîíå ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè îñàäî÷íîãî ïîêðîâà, â êðèñòàëëè÷åñêîì öîêîëå ïëèòû çàðåãèñòðèðîâàí âûñîêîñêîðîñòíîé ñëîé – 7,0 êì/ñ. Íèæíåêîðîâûé ñëîé ñî ñêîðîñòüþ 7,0–7,4 êì/ñ çàôèêñèðîâàí íà Áàëòèéñêîì ùèòå ëîêàëüíî â çîíàõ ðèôòîãåíåçà, ÷òî äàëî îñíîâàíèå èíòåðïðåòèðîâàòü åãî êàê êîðîìàíòèéíóþ ñìåñü, âîçíèêàþùóþ â îáëàñòÿõ òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè. Íîâûå ñåéñìîãåîëîãè÷åñêèå äàííûå î ãëóáèííîì ñòðîåíèè âîñòî÷íîé ÷àñòè Áàëòèéñêîãî ùèòà ïîäòâåðäèëè ïðàâîìåðíîñòü ðåêîíñòðóêöèé ãëóáèííîãî ñòðîåíèÿ, â êîòîðûõ îñíîâíîé îáúåì çåìíîé êîðû ñîâðåìåííîãî ìàòåðèêà è øåëüôà ïðåäñòàâëÿåòñÿ ñôîðìèðîâàííûì â àðõåå, à ñòðóêòóðíî-ôîðìàöèîííûì êîìïëåêñàì ïðîòåðîçîÿ îòâîäèòñÿ ïîä÷èíåííàÿ ðîëü. Ñòðóêòóðà êðóïíûõ áëîêîâ çåìíîé êîðû äîêåìáðèéñêîãî âîçðàñòà â îñíîâíîì ñîõðàíèëàñü äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè, ïîäâåðãøèñü ìîäèôèêàöèè ëèøü â îãðàíè÷åííûõ ïî ðàçìåðàì çîíàõ òåêòîíî-ìàãìàòè÷åñêîé àêòèâèçàöèè. Ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ñåéñìè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ Áàðåíö-ðåãèîíà âûÿâèëà öåëûé áóêåò ïðîòèâîðå÷èé â ãåîèñòîðè÷åñêèõ ìîäåëÿõ è ïàëåîðåêîíñòðóêöèÿõ, ÷òî ëèøíèé ðàç ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî òåêòîíèêà è ãåîäèíàìèêà íàõîäÿòñÿ ñåé÷àñ íà ïåðåëîìíîì ýòàïå – èäåò ïîèñê íàâîé ïàðàäèãìû, êîòîðàÿ ñìîãëà áû «óâÿçàòü» â óíèâåðñàëüíóþ ñõåìó «ïëåéòåêòîíè÷åñêèå» è «êîëåáàòåëüíûå» êîíöåïöèè. Âàæíî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ïðåäñòàâëåííûå â êíèãå âàðèàíòû ãåîèñòîðè÷åñêèõ ñöåíàðèåâ ðàçâèòèÿ âíîñÿò îïðåäåëåííûé âêëàä â ñëîæèâøèåñÿ ïðåäñòàâëåíèÿ î òåêòîíèêå ïëàòôîðì è â ýòîì îòíîøåíèè, íåñìîòðÿ íà àëüòåðíàòèâíîñòü, íå ÿâëÿþòñÿ âçàèìîèñêëþ÷àþùèìè.  îäíîé ãðóïïå ìîäåëåé àêöåíò ñäåëàí íà óñòîé÷èâîñòü êîíòèíåíòàëüíûõ áëîêîâ ëèòîñôåðû íà ïðîòÿæåíèè ìèëëèàðäîâ ëåò, ÷òî íå ïðåïÿòñòâóåò ïåðìàíåíòíîìó ïðîÿâëåíèþ âíóòðèêîíòèíåíòàëüíûõ äâèæåíèé çíà÷èòåëüíîé àìïëèòóäû â àâëàêîãåíàõ è «óåäèíåííûõ âïàäèíàõ» – áåç ïðåîáðàçîâàíèÿ êîíòèíåíòàëüíîé êîðû â îêåàíè÷åñêóþ. Ýòà ãðóïïà ìîäåëåé áàçèðóåòñÿ íà òðàäèöèîííûõ ìåòîäàõ èíòåðïðåòàöèè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ è ñîçâó÷íà ñ ðàçâèâàåìûìè â ïîñëåäíèå ãîäû ïðåäñòàâëåíèÿìè î âàæíîé ðîëè ðåèäîâîé òåêòîíèêè â èñòîðèè ïëàòôîðì.  àëüòåðíàòèâíîé ìîäåëè äåñòðóêòèâíî-àêêðåöèîííîé èñòîðèè êîðû Áàðåíöåâî-Ïå÷îðñêîãî áàññåéíà îñîáóþ «ñàìîöåííîñòü» èìååò îðèãèíàëüíàÿ ìåòîäîëîãèÿ âûÿâëåíèÿ ãëóáîêî ïîãðåáåííîãî, äðåâíåãî ñïðåäèíãîâîãî ïîÿñà îêåàíè÷åñêîãî òèïà ïîä ìîëîäûì ïëèòíûì ÷åõëîì. Åñëè ýòè ñìåëûå ãåîôèçè÷åñêèå ïàëåîêîíñòðóêöèè ïîëó÷àò ïîäòâåðæäåíèå â ãåîõèìè÷åñêèõ è ïåòðîëîãè÷åñêèõ äàííûõ, òî êîìïëåêñíàÿ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêàÿ ìåòîäîëîãèÿ àíàëèçà èñòîðèè ðàçâèòèÿ êîíòèíåíòîâ áóäåò ïðîäâèíóòà íà íîâûé áîëåå âûñîêèé óðîâåíü. Àâòîðû êíèãè õîðîøî îñîçíàþò âñþ äèñêóññèîííîñòü ïðåäëàãàåìûõ ãåîäèíàìè÷åñêèõ ðåêîíñòðóêöèé è ÿñíî î÷åð÷èâàþò ïåðñïåêòèâó äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé, îðèåíòèðîâàííûõ íà âåðèôèêàöèþ ñïîðíûõ ïîëîæåíèé.
ÊÐÀÒÊÈÅ ÑÂÅÄÅÍÈß ÎÁ ÀÂÒÎÐÀÕ Áàÿíîâà Òàìàðà Áîðèñîâíà, 1957, çàâ. ëàá. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Áóëàòêèí Àíàòîëèé Äìèòðèåâè÷, 1952, çàâ. ñåêòîðîì ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Áóöåíêî Âèêòîð Âëàäèìèðîâè÷, 1956, âåä.í.ñ. ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Âåðáà Âàëåíòèíà Âàñèëüåâíà, 1934, âåä.í.ñ. ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Âåðáà Ìàðê Ëåîíèäîâè÷, 1935, ãë.í.ñ. ÃÍÏÏ «Ñåâìîðãåî», Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Âåòðèí Âàëåðèé Ðîìàíîâè÷, 1939, âåä.í.ñ. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Âèíîãðàäîâ Àíàòîëèé Íèêîëàåâè÷, 1940, ó÷åíûé ñåêðåòàðü Ïðåçèäèóìà ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Ãèëëåí Êîðíåëèóñ, 1947, äèðåêòîð, Èíñòèòóò îáðàçîâàíèÿ Ýäèíáóðãñêîãî óíèâåðñèòåòà, Ýäèíáóðã,
[email protected] Ãîëîâàòàÿ Îêñàíà Ñåðãååâíà, 1969, í.ñ. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ê.ò.í.,
[email protected] Ãîðáàöåâè÷ Ôåëèêñ Ôåëèêñîâè÷, 1937, âåä.í.ñ. ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ä.ò.í.,
[email protected] Ãóáåðìàí Äàâèä Ìèðîíîâè÷, 1929, äèðåêòîð ÍÏÖ «Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ», Çàïîëÿðíûé, ä.ò.í.,
[email protected] Æàìàëåòäèíîâ Àáäóëõàé Àçûìîâè÷, 1940, ãë.í.ñ., ÑÏá Ô ÈÇÌÈÐÀÍ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ä.ã.-ì.í.
[email protected] Çàìîæíÿÿ Íàäåæäà Ãðèãîðüåâíà, 1945, ãë. ãåîôèçèê ÔÃÓ ÃÍÏÏ «Ñïåöãåîôèçèêà», Ìîñêâà,
[email protected] Èñàíèíà Ýëüâèðà Âåíèàìèíîâíà, 1940, ãë. ãåîôèçèê, Ñåâåðî-Çàïàäíûé ôèëèàë «Íåâñêãåîëîãèÿ» ÃÃÏ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,
[email protected] Êàçàíñêèé Âàäèì Èâàíîâè÷, 1926, ãë.í.ñ. ÈÃÅÌ ÐÀÍ, Ìîñêâà, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Êàìèíñêèé Âàëåðèé Äìèòðèåâè÷, 1947, äèðåêòîð ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Êîñòþ÷åíêî Ñåðãåé Ëåîíèäîâè÷, 1952, çàì. ãåí. äèðåêòîðà ÔÃÓÏ Öåíòð ÃÅÎÍ, Ìîñêâà, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Ëèïèëèí Àëåêñàíäð Âëàäèìèðîâè÷, 1950, íà÷. óïð. ÌÏÐ ÌÔ, Ìîñêâà, ê.ò.í.,
[email protected] Ëîáàíîâ Êîíñòàíòèí Âàëåíòèíîâè÷, 1952, çàì. äèðåêòîðà ÈÃÅÌ ÐÀÍ, Ìîñêâà, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Ìàòâååâ Þðèé Èâàíîâè÷, 1940, äèðåêòîð ÃÍÏÏ «Ñåâìîðãåî», Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ò.í.,
[email protected] Ìåæåâîâ Þðèé Âëàäèìèðîâè÷, 1950, í.ñ. ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,
[email protected] 317
Ìèíö Ìèõàèë Âåíèàìèíîâè÷, 1939, çàâ. ëàá. ÃÈÍ ÐÀÍ, Ìîñêâà, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Ìèòðîôàíîâ Ôåëèêñ Ïåòðîâè÷, 1935, äèðåêòîð ÃÈ ÊÍÖ ÐÀÍ, Àïàòèòû, ä.ã.-ì.í., àêàäåìèê ÐÀÍ,
[email protected] Ìîðîçîâ Àíäðåé Ôåäîðîâè÷, 1950, çàì. ðóê. àãåíòñòâà ïî íåäðîïîëüçîâàíèþ ÌÏÐ ÐÔ, Ìîñêâà, ê.ã.-ì.í.,
[email protected] Ïàâëåíêèí Àíàòîëèé Äìèòðèåâè÷, 1939, ãë.í.ñ. ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Ïîñåëîâ Âèêòîð Àíòîíîâè÷, 1940, çàì. äèðåêòîðà ÂÍÈÈÎêåàíãåîëîãèÿ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ä.ã.-ì.í.,
[email protected] Ðîñëîâ Þðèé Âèêòîðîâè÷, 1963, çàâ. ëàá. ÃÍÏÏ «Ñåâìîðãåî», Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ô.ì.í.,
[email protected] Ñàêóëèíà Òàìàðà Ñåðãååâíà, 1947, âåä.í.ñ ÃÍÏÏ «Ñåâìîðãåî», Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ô.ì.í.,
[email protected] Ñìèðíîâ Þðèé Ïàâëîâè÷, 1930, ðóê. ãðóïï. ÍÏÖ «Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ», Çàïîëÿðíûé, ê.ã.-ì.í.
[email protected] Ñòóïàê Âëàäèìèð Ìàòâååâè÷, 1948, íà÷. ïàðòèè ÏÑÌÎ «Ñïåöãåîôèêèêà»,, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ê.ò.í.
[email protected] Ñóëåéìàíîâ Àðñåí Êóíìàììàåâè÷, 1953, ãåí. äèðåêòîð ÔÃÓ ÃÍÏÏ «Ñïåöãåîôèçèêà», Ìîñêâà, ê.ò.í.
[email protected] Øàðîâ Íèêîëàé Âëàäèìèîâè÷, 1943, çàâ. ëàá. ãåîôèçèêè ÈÃ ÊÍÖ ÐÀÍ, Ïåòðîçàâîäñê, ä.ã.-ì.í.
[email protected] ßêîâëåâ Þðèé Íèêîëàåâè÷, 1930, ãë. ãåîëîã ÍÏÖ «Êîëüñêàÿ ñâåðõãëóáîêàÿ», Çàïîëÿðíûé, ê.ã.-ì.í.
[email protected]
Íàó÷íîå èçäàíèå
ÑÒÐÎÅÍÈÅ ËÈÒÎÑÔÅÐÛ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ×ÀÑÒÈ ÁÀÐÅÍÖ-ÐÅÃÈÎÍÀ Ïå÷àòàåòñÿ ïî ðåøåíèþ Ó÷åíîãî ñîâåòà Èíñòèòóòà ãåîëîãèè Êàðåëüñêîãî íàó÷íîãî öåíòðà ÐÀÍ
Ðåäàêòîð Ì. À. Ðàäîñòèíà Îðèãèíàë-ìàêåò Ò. Í. Ëþðèíà Ñåðèÿ ÈÄ. Èçä. ëèö. ¹ 00041 îò 30.08.99 ã. Ñäàíî â ïå÷àòü 00.03.2005 ã. Ôîðìàò 60õ841/8. Áóìàãà îôñåòíàÿ UNION PRINT S. Ãàðíèòóðà Pragmatica. Ïå÷àòü îôñåòíàÿ. Ó÷.-èçä. ë. 17,1+1,0 (âêë.). Óñë. ïå÷. ë. 00,0. Òèðàæ 400 ýêç. Èçä. ¹ 71. Çàêàç ¹ Êàðåëüñêèé íàó÷íûé öåíòð ÐÀÍ Ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèé îòäåë Ïåòðîçàâîäñê, ïð. À. Íåâñêîãî, 50
