Глубинное строение и тектоника зоны перехода континент-океан в море Лаптевых по геофизическим данным тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат геолого-минералогических наук Черных, Андрей Алексеевич

• Черных, Андрей Алексеевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Черных, Андрей Алексеевич

Список рисунков.

Введение.

Глава 1. Геолого-геофизическая изученность моря Лаптевых, существующие карты и цифровые модели.

1.1. Географическое положение.

1.2. Геологическая изученность

1.3. Геофизическая изученность.

1.3.1. Батиметрическая изученность.

1.3.2. Гравиметрическая изученность.

1.3.3. Магнитометрическая изученность.

1.3.4. Сейсмическая изученность.

1.3.5. Другие исследования.

Глава 2. Существующие представления о геологическом строении и тектонике региона.

2.1. Тектоническое положение региона.

2.2. Структура осадочного чехла.

2.3. Модели тектонического строения и развития Лаптевоморского региона.

Глава 3. Географические информационные системы. Технологическая схема. Обработка исходных данных. Первичные интерпретационные продукты. Методики интерпретации.

3.1. ГИС. Программный комплекс. Технологическая схема.

3.2. Обработка исходных данных и первичные интерпретационные продукты.

3.3. Методики интерпретации.

3.3.1. Традиционные методики.

3.3.2. Гравитационное моделирование.

3.3.3. Термическое моделирование.

3.3.4. Моделирование теплового режима океанической литосферы, перекрытой осадками.

Глава 4. Глубинное строение зоны перехода континент-океан.

Глава 5. Структура и тектоника зоны перехода континент-океан.

Глава 6. История развития Лаптевоморского региона.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Глубинное строение и тектоника зоны перехода континент-океан в море Лаптевых по геофизическим данным»

Море Лаптевых омывает область центриклинального замыкания глубоководной части Северного Ледовитого океана - котловин Нансена и Амундсена, разделенных хребтом Гаккеля, и находящуюся между Таймыром с запада и Новосибирскими островами с востока - часть Евразийской континентальной окраины.

Тектоническое положение Лаптевоморского региона уникально - в его пределах происходит торцевое сочленение активного спредингового хребта Гаккеля с краем Евразийского континента. В настоящее время подобную обстановку мы можем наблюдать лишь еще в двух уголках нашей планеты - это система восточно-Африканских континентальных рифтов и район погружения Срединно-Тихоокеанского хребта под Северо-Американский континент - зона разлома Сан-Андреас.

Актуальность проблемы. Актуальность темы заключается в том, что до сих пор не существует единого и серьезно превалирующего над другими мнения по проблеме геологического строения и геодинамики Лаптевоморского региона. Низкая степень геолого-геофизической изученности региона является основным препятствием к решению ключевых вопросов геологического строения моря Лаптевых. Наиболее ценная информация считается коммерческой и недоступна для изучения, а доступная имеет невысокое качество. Доступные материалы по-разному интерпретируются разными исследователями в связи с чем и существует ряд параллельных точек зрения, порой взаимоисключающих.

Вопросы геологии Лаптевоморского региона имеют не только важное научное значение - регион действительно уникален, но также и ценное прикладное значение. Их решение позволяет получить информационную основу для прогнозирования присутствия углеводородов в осадочном чехле моря Лаптевых и планирования их дальнейшего освоения. Выяснение положения границы континент-океан в море Лаптевых тесно связано с задачами, поставленными в рамках программы по установлению внешней границы континентального шельфа РФ (ВГКШ), инициированной МПР России.

Цель и задачи исследования. Установить особенности глубинного строения и истории тектонического развития зоны перехода континент-океан в море Лаптевых. Для достижения поставленной цели решен ряд задач:

1) разработана модель глубинного строения зоны перехода континент-океан и прилегающих областей Евразийского суббассейна и шельфа моря Лаптевых;

2) создана структурно-тектоническая схема на Лаптевоморский регион, отражающая особенности его глубинного строения;

3) предложена модель тектонического развития Лаптевоморского региона в кайнозойское время.

Защищаемые положения.

1) Континентальная окраина моря Лаптевых имеет уникальное глубинное строение. В терминальной части Евразийского бассейна развита утоненная океаническая кора мощностью 2,5-3 км. Зона перехода континент-океан характеризуется аномально утоненной (от 18 до 12 км) континентальной корой; восточная часть окраины - корой мощностью до 33 км, а западная часть - корой, утоненной до 22 км;

2) Предложена оригинальная структурно-тектоническая схема зоны перехода континент-океан в море Лаптевых, отрицающая ключевую роль гипотетического разлома Северный (Хатангско-Ломоносовского, Чарли) в эволюции Лаптевоморской континентальной окраины. Фундамент шельфа моря Лаптевых представляет собой гетерогенный тектонический коллаж, состоящий из обособленных рифтогенными прогибами блоков, прежде являвшихся частями единой киммерийской складчатой области, продолжавшейся в пределы современных восточной части Лаптевоморского шельфа и отрогов хребта Ломоносова. Наиболее интенсивные этапы рифтинга имели место в первой половине кайнозойской эры;

3) Лаптевоморская континентальная окраина сформировалась в кайнозойское время в результате интенсивного растяжения континентальной коры, провоцируемого разрастанием океанического дна в Евразийском суббассейне. Главные центры растяжения Лаптевоморского шельфа в целом мигрировали с запада на восток, вслед за спрединговой осью хребта Гаккеля, испытывая взаимные перекрытия и продвигаясь в глубь «взламываемой» складчатой области.

Фактические материалы и методика исследований В работе использованы результаты геолого-геофизических исследований в Лаптевоморском регионе, обработанные и проинтерпретированные автором, а также опубликованные данные. Подавляющая часть исходных материалов является результатами геофизических наблюдений. Геологические данные на шельфе моря Лаптевых, за исключением островной суши, отсутствуют. Наиболее информативными для изучения являются результаты сейсмических исследований, выполненные отечественными (Севморгео, МАГЭ, ЛАРГЕ, ПМГРЭ) и зарубежными (ВОЯ, А\У1) организациями по различным методикам. Сейсмические данные представлены в виде временных или глубинных разрезов, а также интерпретаций. В настоящей работе использованы отечественные наземные и наледные гравиметрические данные; данные спутниковой альтиметрии, опубликованные в сети Internet. Магнитометрические материалы получены отечественными организациями в период с 1955 по 1991 год. Учитывалась опубликованная информация о распределении эпицентров землетрясений и их магнитудах в исследуемом районе. В условиях ограниченности и неоднозначности исходного фактического материала основной подход, использовавшийся в настоящей работе — комплексный анализ имеющихся данных и выполнение численного моделирования для проверки сделанных выводов и предположений. Помимо существующих стандартных методик обработки и интерпретации геолого-геофизических материалов, в ходе исследования разработаны оригинальные методики.

Научная новизна. Впервые предложена модель строения литосферы зоны перехода континент-океан в море Лаптевых по результатам комплексного анализа геофизических данных и результатам гравитационного моделирования с применением термического моделирования. Предложена новая тектоническая модель развития Лаптевоморского региона. Созданы палеореконструкции для основных этапов развития. Создана новая структурно-тектоническая схема, отражающая выявленные в ходе исследования особенности геологии региона.

Практическая ценность. Результаты работы позволяют по-новому взглянуть на проблемы геологического строения и тектоники Лаптевоморского региона. Сформулированы основные проблемы, возникающие при изучении региона, предложены пути их решения, обоснована необходимость проведения новых геолого-геофизических исследований, определены ключевые районы. Создана согласованная база данных геолого-геофизических материалов по региону, предложена технологическая схема обработки и комплексной интерпретации материалов. База данных может легко быть пополнена новой информацией, а результаты интерпретации могут корректироваться по мере посхупления новых материалов. Результаты работы могут быть использованы для уточнения ресурсного потенциала углеводородов в Лаптевоморском регионе. Обосновано предположение о единстве хребта Ломоносова с шельфом моря Лаптевых на кайнозойском этапе развития. Данное предположение может быть использовано при обосновании Арктической границы РФ в рамках проблемы ВГКШ

Вклад автора. Автор участвовал в целом ряде научно-исследовательских и производственных тем, международных проектах и грантах, посвященных изучению моря Лаптевых. Участвовал в международной экспедиции на борту НИС «Polarshtern» в море Лаптевых в 1998 году. Настоящая работа выполнена автором на основе геолого-геофизических материалов, собранных в период с 1997 по 2005 гг.

Апробация работы. Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались на различных отечественных и международных совещаниях и конференциях: выездной НМС ГГТ МПР РФ по секции "Морские работы" (2001); 3-ем рабочем совещании по программе грантов Лаборатории полярных и морских исследований им. Отто Шмидта (2001); молодежной конференции «2-е Яншнинские чтения. Современные вопросы геологии» в г.Москва (2002); международной конференции «Климатические факторы Севера» в г.Киль, Германия (2002); международной конференции ICAM-IV в г.Дартмут, Канада (2003); рабочем совещании по программе NEMLOR в г.Санкт-Петербурге (2003); международной конференции по изучению геологии, углеводородных ресурсов и проблем окружающей среды Арктики в г.Тромсё, Норвегия (2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Черных, Андрей Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Черных, Андрей Алексеевич, 2005 год

1. Глебовский В.Ю. и др. Установить геолого-геофизические характеристики литосферы и геодинамическое положение Евразийского суббассейна в общей структуре Мирового океана по геофизическим данным // СПб, Фонды ВНИИОкеангеология, 2003

2. Губернов А. П. и др. Составление сводных геофизических и интерпретационных карт арктического бассейна масштаба 1:6 ООО ООО // СПб, Фонды ВНИИОкеангеология, 1988

3. Туманов В.А. Авиадесантная гравиметрическая съемка II класса по программе МГС в 1988 г. в море Лаптевых // СПб, Фонды ВНИИОкеангеология, 1989

4. Гусев Е.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации м-ба 1:1 000 000 // СПб, ВНИИОкеангеология, 2002

5. Журавлев В.А., Прохорова И.А., Кузуб Д.Н. и др. Морская гравиметрическая съемка II класса по программе МГС в западной части Баренцева и Карском морях в 1986-87 г.г. // (Отчет по объекту 127-133/86), Мурманск, МАГЭ, Фонды ВНИИОкеангеология, 1988

6. Иванова Н.М. (отв. исп.). Региональные комплексные геофизические работы на шельфе моря Лаптевых в 1986-1987 годах // Отчет МАГЭ, ПГО "Севморгеология", Л., ГФ ВНИИОкеангеология, 1987

7. Липков Л.З. Гравиметрическая съемка о-ва Котельный, Земли Бунге и залива Геденштромам-ба 1:200 000, 1977

8. Поселов В.А. и др. Создать модели геологического строения земной коры Центральной зоны Северного Ледовитого океана с целью геологического обоснования внешней границы континентального шельфа России // (Отчет по теме 393). СПб, ВНИИОкеангеология, 1999

9. Секретов С.Б. и др. Региональные сейсмические работы на шельфе восточного сектора Арктики в 1990-1991 г.г. // Отчет ГП МАГЭ, Л., ГФ ВНИИОкеангеология, 19921. Адреса в INTERNET

10. Harvard Seismology: Centroid-Moment Tensor Project: www.seismology.harvard.edu/projects/CMT/index.html