Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Nicoll G.R., Tait J.A., Zimmerman U. Provenance analysis and tectonic setting of Neoproterozoic sediments on the Varanger Peninsula, Northern Norway. In: Rodinia: Supercontinents, Superplumes and Scotland, Fermor meeting, Programme and abstracts. Edinburg, Scotland, 2009, P. 68.

Ohta Y. Recent understanding of the Svalbard basement in the light of new radiometric age determinations. Norsk Geologisk Tidsskrift. Oslo. 1992. V.72. P. 1–5.

Pease V. East European craton margin source for the allochthonous Northern Terrane of Taimyr, Arctic Siberia. EOS Transactions, American Geophysical Union. 2001a. 82, 47, F1181.

Pease V., Gee, D., Lopatin, B. Is Franz Josef Land affected by Caledonian deformation? European Union of Geosciences. 1991b. Abstracts 5, 757 (EUGXI.E7.1752).

Pease V., Scott R.A. Crustal affinities in the Arctic Uralides, northern Russia: significance of detrital zircon ages from Neoproterozoic and Palaeozoic sediments in Novaya Zemlya and Taimyr // Journal of the Geological Society 2009; v. 166; p. 517–527.

Piper J.D.A. The Neoproterozoic supercontinent. Rodinia or Palaeopangea? // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. Vol. 176. P. 131–146.

Puchkov V.N. Structure and geodynamics of the Uralian orogen. Orogeny Through Time. Geol. Soc. London. 1997.Sp. Publ. 121: 201–236.

Rahl J.M., Reiners P.W., Campbell I.H. et al. Combined single-grain (U-Th)/He and U/Pb dating of detrital zircons from the Navajo Sandstone, Utah. GSA Data Repository. Item 2003 (G19653). www.geosociety.org/pubs/ft2003.htm

Rasmussen C.M.Ø., Harper D.A.T. Was SW Alaska part of Baltica in the Late Ordovician? WOGOGOB 2007. 9th meeting of the Working Group on Ordovician Geology of Baltoscandia. Sveriges geologiska undersokning. 2007. p. 103–104

Remizov D.N., Pease V.L. The Dzela complex, Polar Urals, Russia: a Neoproterozoic island arc. In: Gee, D.G., Pease, V. (Eds.), The Neoproterozoic Timanide Orogen of Eastern Baltica. Geological Soc., London, Memoirs, 30. 2004. p. 107–123

Roberts N.M.W., Slagstad T., Marker M. SW Fennoscandia in the formation and break-up of Rodinia (1): 1.8–1.0 Ga crustal growth and Sveconorwegian reworking In: Rodinia: Supercontinents, Superplumes and Scotland, Fermor meeting, Programme and abstracts. Edinburg, Scotland, 2009, P. 69.

Ronkin Yu., Maslov A., Sindern S. et al. 3.5 Ga old zircons and Nd-model ages in the Taratash Complex, Middle Urals: evidence for Archean and Proterozoic crustal fragments // Geophysical Research Abstracts, Vol. 9, 08020, 2007 SRef-ID: 1607–7962/gra/EGU2007-A-08020

Samson, S.D., D’Lemos, R.S. U-Pb geochronology and Sm-Nd isotopic composition of Proterozoic gneisses, Channel Islands, UK // Geological Society [London] Journal. 1998. V. 155. P. 609–618

Samson S.D., D’Lemos R.S., Blichert-Toft J., Vervoort J. U-Pb geochronology and Hf-Nd isotope compositions of the oldest Neoproterozoic crust within the Cadomian orogen: New evidence for a unique juvenile terrane // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. Vol. 208. P. 165–180.

Samygin S.G., Fedotova A. A., Bibikova E. V., Karyakin Yu.V. Vendian Suprasubduction Volcanism in the Uraltau Tectonic Zone (South Urals) // Doklady Earth Sciences. Vol.416. N.7. P. 995–999. doi: 10.1134/S1028334X07070033

Scarrow J.H., Pease V., Fleutelot C., Dushin V. The late Neoproterozoic Enganepe ophiolite, Polar Urals, Russia: An extension of the Cadomian arc? // Precambrian Res. 2001. № 110. P. 255–275.

Shumlyanskyy L., Andreasson P.G., Billstrom K. Multistage evolution of initial melts of the Volyn continental flood basalt: implication for the break-up of Rodinia In: Rodinia: Supercontinents, Superplumes and Scotland, Fermor meeting, Programme and abstracts. Edinburg, Scotland. 2009a. P.71.

Siedlecki S. Geologikal kart over Norge, berggrunnskart VADSO. 1:250 000. Trondheim. 1980.

Sokolov S.D., Luchitskaya M.V., Silantyev S.A. et al. Ophiolites in accretionary complexes along the Early Cretaceous margin of NE Asia: Age, composition, and geodynamic diversity. In: Dilek, Y & Robinson, P.T. (eds) «Ophiolites in Earth History», Geol. Soc. London Spec. Publ. 2003. 218, p. 619–664.

Weil A.B., Van der Voo R., MacNiocall C., Meert J.G. The Proterozoic supercontinent Rodinia: paleomagnetically derived reconstructions for 1100 to 800 Ma // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V.154, 13–24.

N.B. Kuznetsov[223]. Neoproterozoic – Early Paleozoic tectonic history of Western Arctic (regional geological and paleotectonic aspects)

Abstract

The newest data (been obtained during the recent years, partially in the frames of IPY programs) over the Western Arctic regions and (to a lesser degree) over some other areas of Arctic are presented. They concern the internal structure Neoproterozoic complexes of some areas of the Western Arctic regions and obtaining of geochemical, isotopic-geochemical and isotopic-geochronological characteristics of detrital zircons from silicaclactic rocks from few Neoproterozoic units of the Timan and Polar Urals. Summary of the presented data and the newest various data (geochronological, petrological, biogeographical, etc.) from other high-latitude areas of Arctica allowed to consider Neoproterozoic – Early Paleozoic tectonic history of Arctica, particularly, a problem of existence of an ancient (Precambrian) continent Arctida/Hyperborea whose fragments are now distributed over the Arctic sector.

The new materials allowed us to reconsider the Neoproterozoic – Early Paleozoic stage of geodynamic scenario for Arctic. The key moment of the new reconstruction is a collision of two paleo-continents – Baltica (Precambrian skeleton of East-European Craton) and Arctida been occurred at the Neoproterozoic/Cambrian boundary. This new conception is named «ABC-conception» (Arctida-Baltica Collision). The new reconstruction of Arctida paleo-continent is strongly modified in comparison to the reconstruction of L.P.Zonenshain and his co-authors. In our interpretation, Arctida paleo-continent existed at least from Neoproterozoic up to the Baltica-Arctida collision and included Barentsia (Barents shelves and Timan-Pechora region) and Svalbard.

In according to «ABC-conception», the collision of Arctida and Baltica (been formed Arct-Europe paleo-continent – Arctida + Baltica) was the initial stage (the earliest continent-continent collision event) of assembling of the northern part of Vegener`s Pangea. The Pre-Uralides-Timanides collisional orogen was formed when Timanian passive margin of Baltica collided with Bolshezemel active margin of Arctida. Relicts of the Pre-Uralides-Timanides orogen in the present-day structure of the Western Arctic are parts of the basement of the region outlined as following: from the south to the north – from the Pechora basin (including the western slope of Polar and Subpolar Urals) to Svalbard (Spitsbergen), and from the west to the east – from the northern edge of Kola peninsula and southwestern boundary of Timan to the central part of New Land (Novaya Zemlya) archipelago.

М.Д. Хуторской[224], Ю.Г. Леонов[225], Л.В. Подгорных[226], А.В. Ермаков[227], В.Р. Ахмедзянов[228]

Геотермия арктического бассейна – проблемы и решения

Аннотация

Проведено двух– и трехмерное моделирование геотермического поля вдоль длинных геотраверсов в Западно-Арктическом бассейне и в Котловинах Подводников, которые были построены по данным сейсмопрофолирования и бурения. Рассчитаны глубины залегания интервала катагенетического преобразования органического вещества для различных участков осадочного бассейна. Наименьшая глубина этого интервала приурочена к Южно-Баренцевской впадине, где по геологоразведочным данным установлен самый высокий углеводородный потенциал. На трехмерных моделях к этому району приурочен «термический купол», выделяемый впервые. Исследования проводились при финансовой поддержке Норвежского нефтяного директората, Президиума РАН, Отделения наук о Земле РАН и РФФИ.

Введение

Геолого-экономическое значение акваторий Арктических морей обусловливается существующими значительными нефтегазовыми ресурсами шельфовых осадочных бассейнов и будет возрастать по мере освоения уже открытых и выявления новых месторождений.

В условиях ограниченности инвестиционных ресурсов для проведения дорогостоящих геолого-геофизических исследований и высоких рисков поисково-разведочных работ на шельфе практическое значение приобретают относительно недорогие, но весьма наукоемкие методы косвенной оценки перспектив нефтегазоносности на базе уже имеющихся геолого-геофизических данных.

Широкие возможности для применения новых технологий изучения геологического строения недр и прогноза нефтегазоносности в пределах осадочных бассейнов предоставляют данные вдоль длинных разрезов – геотраверсов, построенных с помощью материалов профилирования МОВ-ОГТ и глубокого бурения.

Нами проведено геотермическое моделирование вдоль сети геотраверсов в Западно-Арктическом и Амеразийском бассейнах с целью определения глубинных температур в земной коре, для оценки глубины залегания температурных интервалов, отвечающих различной степени катагенетической преобразованности органического вещества (ОВ), а также для исследования характерных проявлений геотемпературного поля, контролирующих локализацию известных месторождений газа и газоконденсата.

Мозаичное строение Арктического бассейна обусловило необходимость применения 3D-моделирования геотермического поля. Объемное отображение температур в координатах «широта-долгота-глубина» позволило построить изотермические поверхности, а также температурные срезы на различных глубинах. Фактически были построены томографические модели для геотермического поля.

Томографический метод в геофизике развивается в наше время не менее активно, чем в медицине, астрономии или технике. Термин «томография» стал применяться в науках о Земле лишь 25–30 лет назад, хотя эта методика под названием «изучение глубинного строения Земли», используется уже сто лет.

Преимущество томографической модели заключается в построении объемных, трехмерных изображений объектов, в возможности их рассмотреть «со всех сторон». Для томографии не имеет значения, какую структуру или какое геофизическое поле отображается, и это обусловило появление нескольких видов геофизической томографии: сейсмическая томография в различных вариантах обработки сейсмических волн, гравитационная, электромагнитная и т. д. Успехи применения сейсмотомографии (Dziewonski, 1984; Dziewonski, Anderson, 1984; Seismic tomography…,1993) ярко продемонстрировавшей наличие глубинных неоднородностей, естественно стимулировали разработку подобного подхода и для других полей (Тараканов, 1997), в которых также можно видеть объемные неоднородные объекты, или как сейчас многие полагают, нелинейные геологические структуры (Пущаровский, 1993, Николаев, 1997).

В нашей постановке развивается метод термической томографии.

1. Методика термотомографического моделирования

Для оценки температур на глубинах, не достигнутых бурением, а также глубины нахождения характерных температурных границ в литосфере нами была разработана методика 2D– и 3D-моделирования нестационарного теплового поля. Теплофизическая среда, т. е. конфигурация контрастных теплофизических слоев и значения тепло– и температуропроводностей, задавались на основе соответствующей оцифровки выделенных по сейсмическим данным структурных комплексов вдоль профилей. При расчете используются значения теплофизических свойств коры, адекватные установленным граничным скоростям. В качестве краевых условий на нижней границе области моделирования использовались температуры на забое глубоких скважин (краевые условия первого рода) или значения теплового потока, измеренного также в наиболее глубоких скважинах (краевые условия второго рода). На верхней границе области моделирования, как правило, совпадающей с поверхностью Земли (точнее, с уровнем «нейтрального слоя»), задавалась среднегодовая температура поверхности. На боковых границах соблюдалось условие отсутствия горизонтального оттока тепла, т. е. δT/δ x=0. В случае термотомографического моделирования в океанской литосфере на нижней границе области всегда задавалось краевое условие второго рода.