Строение и история развития литосферы

В необычно теплое полярное лето 2007 г. в ходе морского научно-исследовательского рейса НИС «Академик Федоров» (рис. 1), выполнявшегося по программе 3 МПГ «Арктика-2007» (рис. 2), объединенная группа геологов ВНИИОкеангеология и ПМГРЭ (рис. 3) осуществила 2 августа в точке Северного полюса подъем донных осадков (станция № AF-0701 – 89°59’10.9’’ с., 32°19’13.8’’ в) (рис. 4, 5). В поднятых илах, наряду с дресвой и гравием песчаников, алевролитов и жильного кварца было обнаружено 5 небольших обломков гранитных пород архейско-палеопротерозойского возраста.

Рис. 1. НИС «Академик Федоров»

Рис. 2. Маршрут следования НИС «Академик Федоров», расположение морских геологических станций донного опробования

Рис. 3. Участники экспедиции Ю.Г.Леонов (ГИН РАН), А.А.Лайба (ПМГРЭ) на борту НИС «Академик Федоров»

Рис. 4. Станция AF-0701. Спуск бокскорера

Рис. 5. Станция AF-0701. Подъем бокскорера

Морская станция AF-0701 расположена в северной части океанической котловины Амундсена у северо-западного подножья подводного хребта Ломоносова (рис. 2). Донные осадки были подняты с глубины 4170±5 м при помощи бокскорера (коробчатого пробоотборника) объемом 50х50^х50 см, сохраняющего в целости первичное напластование пород (рис. 6). Разрез осадков указанной станции представляет собой (сверху вниз):

1. 0–02 см. Наилок желтовато-коричневый, пелитовый, сильно обводненный, с малой примесью тонкозернистого песка.

2. 02–20 см. Алевропелит шоколадно-коричневый, однородный, иногда песчанистый, мягкий и вязкий, до текучего состояния.

3. 20–50 см. Алевропелит того же состава и консистенции, однако представленный чередованием 6–7 шоколадно-коричневых и зеленовато-серых горизонтальных полос с размытыми границами и мощностью по 5–6 см каждый (Гусев и др., 2008а).

Рис. 6. Станция AF-0701. Разрез донных осадков, поднятых с глубины 4170±5 м при помощи бокскорера

По данным С.Г. Сколотнева (Гусев и др., 2008б), осадки имеют однородный химический и минеральный состав. Они сложены кварцем – 30 %, плагиоклазом – 10 %, слюдой – 25 %, каолинитом – 15 %, смектитом – 15 % и хлоритом – 5 %. Микропалеонтологическим анализом установлен голоценовый и позднеплейстоценовый возраст поднятых осадков. По находкам известкового планктона были выделены возрастные уровни потепления – проникновения теплых атлантических вод в Арктический бассейн, соответствующие 1–2, 11,4 и 24–28 тыс. лет. Отмечается примесь углистых частиц, палеозойских и мезозойских палиноформ. Следует отметить, что по составу изученные осадки заметно отличаются от донных илов глубоководных котловин Арктического бассейна, для которого характерны: иллит – около 55 %, хлорит – около 25 %, каолинит – около 15 % и смектит – около 10 % (Левитан и др., 2007).

Вещественное отличие полюсных осадков от обычных донных илов может указывать на дополнительный источник сноса для последних: в частности, на возможность сноса с близлежащего хребта Ломоносова. Известно, что среди пород, поднятых с этого хребта, обнаружены субконтинентальные углистые алевролиты (Grantz et al., 2001), обладающие сходством с полюсными осадками по минеральному и химическому составу. Они содержат: кварц – 36 %, полевой шпат – 8 %, слюду – 10 %, темноцветные минералы – 8 %, глинистые минералы – 10 %. Явное сходство составов, а также присутствие в полюсных илах станции AF-0701 углистых частиц и большого количества переотложенных палиноформ палеозойского и мезозойского возраста, сходных с таковыми из углистых алевролитов хребта Ломоносова, позволяют предположить, что в значительной мере они могли сформироваться в результате осаждения продуктов подводного размыва склонов этого хребта (Гусев и др., 2008б).

Содержащиеся в описанных выше илах гранитные обломки были выделены в результате промывки секционных проб рыхлого материала (рис. 7). Оказалось, что обломки располагались на трех разных уровнях осадочного разреза. Два обломка гранитных пород (образцы № 1 и № 2) были сразу обнаружены в самом основании осадочного разреза; еще два – при промывке 20-килограммовой пробы осадков из нижней (25–50 см) части разреза (образцы № 3 и № 4); еще один обломок гранита (образец № 5) был найден при промывке аналогичной пробы из верхней (0–25 см) части разреза (рис. 8).

Рис. 7. Станция AF-0701. Промывка секционных проб рыхлого материала, в которых обнаружены обломки гранитоидов

Рис. 8. Интервалы осадочного разреза, в которых обнаружены обломки гранитоидов

Образец № 1 (рис. 9, 10,11) представляет собой угловатый обломок (7х9^х12 мм) розовато-темно-серого, слабополосчатого мелкозернистого гранито-гнейса или метаморфизованного гранита, имеющего следующий состав: щелочной полевой шпат – 25 %, плагиоклаз (альбит) – 25 %, кварц – 30 %, биотит (лепидомелан) + редкоземельный эпидот – 20 %; акцессории: апатит, циркон (выделены и измерены 8 зерен), торит, магнетит, гематит. Порода перекристаллизована.