Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Рис. 2. А. Схема тектоники Беломорского региона: 1 – Балтийский щит; 2 – рифейские палеорифты; 3 – Притиманский прогиб; 4 – Тимано-Варангерский пояс байкалид; 5 – конвергентный шов; 6 – сбросы (а) и сдвиги (б). Цифры на схеме: 1 – Онежско-Кандалакшский палеорифт: грабены 1а – Кандалакшский, 1b – Центральный, 1с – Онежский; 2 – Керецко-Пинежскийский палеорифт: грабены 2а – Керецкий, 2b – Пинежский, 3 – Чапомо-Лешуконский палеорифт: грабены 3а – Чапомский, 3b – Лешуконский; 4 – Мезенский палеорифт: 4а – Понойская впадина, 4b – Усть-Мезенский грабен; выступы фундамента: 5 – Архангельский, 6 – Товский, 7 – Кулойский. Прямоугольником показан контур рис. 2. Б. Фрагмент сейсмогеологического разреза верхней части земной коры вдоль опорного профиля МОВ ОГТ АР-3. Местоположение профиля см. на рис. 2 А.

До последнего времени считалось, что в эту систему входят три палеорифта (с юго-запада на северо-восток): Онежско-Кандалакшский (Кандалакшско-Двинский), Керецко-Лешуконский и Баренцевоморский. Однако, новые данные, полученные при комплексных геолого-геофизических исследованиях акватории Белого моря (Казанин и др., 2006; Журавлев, 2007), а также результаты наземных исследований территории Беломорья последних лет (Аплонов и др., 2006; Балуев и др., 2009 а, б и др.) значительно меняют сложившиеся представления о строении земной коры этого региона. Новые сейсмические материалы заставляют пересмотреть строение некоторых фрагментов палеорифтовой системы Белого моря. В частности это касается центральной или осевой части системы, представленной Керецко-Пинежским и Лешуконским рифтогенными желобами в кристаллическом фундаменте платформы, которые, как будет показано ниже, разделены пространственно узкой грядой Товского выступа фундамента. Именно с этой частью палеорифтовой системы связаны проявления внутриплитного магматизма в среднем палеозое, которые представлены щелочными дайками и трубками взрыва, в том числе и кимберлитовыми, на Зимнем берегу Белого моря.

Лешуконский палеорифт расположен в пределах северо-западной части Мезенской синеклизы ВЕП и выражен в рельефе кристаллического фундамента двумя основными впадинами, кулисообразно расположенными по отношению друг к другу: собственно Лешуконской и находящейся к юго-востоку от нее Азопольской (рис. 3). Глубина погружения фундамента в первой достигает, вероятно, почти 10 км, а во второй составляет около 7 км (Аплонов и др., 2006). Впадины имеют разломные ограничения, асимметричны и выполнены терригенными образованиями рифейского возраста. В Лешуконской впадине эти отложения по данным сейсмостратиграфии подразделяются на средне– и верхнерифейские пострифтовые мощностью до 2,5–3 км и нижележащие среднерифейские рифтовые мощностью, видимо, до 5–6 км. В Азопольской впадине максимальная мощность чехла достигает 6,5–7 км, из которых рифейские отложения составляют 4,5–5 км, в том числе пострифтовые едва ли больше 2 км. Протяженность Лешуконского грабена составляет не менее 550 км, а ширина обычно от 50 до 60 км. С юго-запада Лешуконский палеорифт ограничен Товским выступом фундамента, отделяющим его от Керецко-Пинежского палеорифта, а с северо-востока – Кулойским и Мезенским выступами. В то же время вдоль северо-восточного края Товского выступа в рельефе фундамента зафиксирован узкий (20–25 км) и протяженный желоб с глубиной погружения фундамента до 4 км. Он кулисообразно примыкает своим юго-восточным окончанием к Лешуконскому грабену, а к северо-западу достигает побережья пролива Горло Белого моря (Гипсометрическая карта…, 2001).

Рис. 3. Тектоническая схема центральной части палеорифтовой системы Белого моря: 1 – Балтийский щит; 2 – площадь развития платформенного чехла; 3 – рифтогенные грабены; 4 – изолинии рельефа поверхности кристаллического фундамента (в км); 5 – разломы: а – сдвиги, б – сбросы: 6 – линия фрагмента сейсмоакустического профиля 200615, изображенного на рис. 4. Цифры на схеме – грабены: 1 – Усть-Мезенский, 2 – Сафоновский, 3 – Чапомский, 4 – Лешуконский, 5 – Азопольский, 6 – Керецкий, 7 – Пинежский, 8 – Онежский грабен Онежско-Кандалакшского палеорифта, 9 – Унский.

На противоположном берегу пролива Горло, на юго-восточном побережье Кольского полуострова в низовьях р. Чапомы расположен Чапомский грабен, представляющий собой небольшую по размерам (20х10 км) впадину в архейском кристаллическом фундаменте, выполненную терригенными образованиями чапомской свиты позднерифейского возраста. Впоследствии эти образования были отнесены к самой верхней алевролитовой пачке разреза терской свиты, породы которой распространены вдоль южного побережья Кольского полуострова и выполняют грабены Онежско-Кандалакшского палеорифта. В составе терригенной толщи Чапомского грабена преобладают пестроцветные алевролитовые и глинистые породы с хлорит-карбонатным цементом. В верхней части разреза среди глинистых алевролитов встречаются прослои темно-серых до черных карбонатных алевролитов, чередующихся с глинистыми доломитами. В породах отмечаются знаки ряби и многочисленные трещины усыхания, свидетельствующие о неоднократном, очевидно, кратковременном осушении бассейна. Чапомский грабен имеет асимметричное строение: распространение рифейских осадочных пород резко ограничивается с северо-востока сбросом северо-западного простирания, а западное ограничение впадины имеет более сложные в плане очертания с субширотными маломощными языками песчаников и конгломератов, несогласно залегающими на гранито-гнейсах. Максимальные мощности отложений чапомской свиты, разрез которой почти непрерывно вскрыт в долине р. Чапома, отмечаются в осевой части грабена и вдоль его северо-восточного борта, достигая 300 м.

Накопление осадков чапомской свиты происходило в условиях мелководного морского бассейна в обстановке непрерывного погружения дна при незначительных его колебаниях, зафиксированных в ритмичном строении толщи. В ней был выделен удивительно разнообразный комплекс акритарх хорошей сохранности (Коноплева, 1979), включающий наряду с верхнерифейскими отдельные типично вендские формы. Аналогичный верхнерифейский комплекс акритарх установлен в пачке переслаивания алевролитов и черных аргиллитов скв. Усть-Няфтинской (инт. 2050–2607 м), пробуренной в Усть-Мезенской рифтовой впадине. По всем признакам чапомская свита коррелируется и с няфтинской свитой (верхи верхнего рифея) из Средне-Няфтинской скважины № 21 (Вейс и др., 2004).

Сеть разломов, развивавшихся конседиментационно, усложнялась в процессе формирования осадочного чехла, что привело к дроблению рифейских образований на блоки. Отмечаются смещения блоков друг относительно друга с элементами вращения и с резкими изменениями наклона пластов, что может свидетельствовать о листрическом характере разломов. Разломы, разделяющие блоки рифейских пород, выражены зонами катаклаза мощностью 1–2 м с подворотом слоев, будинажем прослоев песчаников и гравеллитов, гофрированной складчатостью аргиллитов, многочисленными зеркалами скольжения по мелким дуговым трещинам. В обнажениях отмечаются сбросовые смещения до нескольких метров, хотя для разно наклонных блоков можно предполагать и существенно большие амплитуды. Таким образом, Чапомский грабен несет в себе признаки рифтогенной структуры, сформировавшейся в процессе континентального рифтогенеза в позднерифейское время.

Нами ранее высказывалось предположение (Балуев, 2006) о том, что Чапомский грабен является фрагментом северо-западного окончания Лешуконского палеорифта, фундамент которого был опущен по системе сбросов пролива Горло Белого моря на борту Мезенской синеклизы. Однако фактических данных, подтверждающих это предположение, до последнего времени практически не было, и только недавно, благодаря геолого-геофизическим исследованиям акватории Белого моря, проведенным ОАО МАГЭ, появились материалы, свидетельствующие о существовании грабенообразных структур на юго-восточном продолжении Чапомского грабена в акватории пролива Горло Белого моря. На профиле АР-3, пересекающим Белое море в северо-восточном направлении от северной оконечности Соловецких островов через пролив Горло (см. рис. 2А), зафиксировано в 20 км к ЮВ от грабена его продолжение. Здесь грабен представляет собой погружение фундамента более, чем на 1,5 км с крутым северо-восточным бортом и пологим юго-западным, осложненным двумя наклонными блоками (рис. 2Б).

На сейсмическом разрезе в толще, выполняющей Чапомский грабен, выделяется два седиментационных комплекса, также как и в остальных грабенах рифтовой системы Белого моря (рис. 4). Нижний комплекс выполняет грабен и соответствует, вероятно, среднерифейским отложениям, а верхний нивелирует рельеф фундамента и соответствует верхнерифейским отложениям, которые обнажаются на юго-восточном побережье Кольского полуострова. Следует отметить, что по данным сейсмического профилирования терригенная толща, выполняющая грабены, местами дислоцирована, формируя пологие складки, оси которых ориентированы преимущественно вдоль простирания грабенов, а иногда выделяются и структуры надвигового характера (см. рис. 4). Вергентность дислокаций свидетельствует о воздействии сжимающих напряжений со стороны тиманид, возникших, скорее всего, во время коллизии, произошедшей близко к временному рубежу венда и кембрия при причленении к северо-восточной окраине Восточно-Европейского кратона континента Арктида (Кузнецов и др., 2005 а, б; Кузнецов, 2009а, с; Kuznetsov et al., 2007).