Строение и история развития литосферы

На протяжении Международного полярного года Геологический институт РАН провел комплексное геологическое изучение двух самых западных островов Новосибирского архипелага, лежащих в море Лаптевых: острова Столбовой (2007 г.) и о. Бельковский (2008 г.) (рис. 1). На о. Столбовой вскрыт разрез позднеюрских-раннемеловых турбидитов, накопившихся в бассейне форланда во время Анюйской орогении (Кузьмичев и др., 2006; Kuzmichev, 2009, Miller et al, 2009). Остров Бельковский сложен сильно дислоцированными палеозойскими (средний девон-пермь) толщами, которые существенно отличаются от одновозрастных образований, слагающих близлежащий о. Котельный (Косько и др., 1985; Kuzmichev, 2009). Наряду с изучением стратиграфии и седиментационных особенностей осадочных толщ палеозоя и мезозоя, нами проводились также структурные наблюдения, изучение магматических комплексов и континентальных третичных осадков, заполнявших локальные наложенные впадины.

Рис. 1. Положение островов Столбовой и Бельковский (выделены рамками) в пределах Новосибирского архипелага.

2. Остров Столбовой

О. Столбовой расположен в 360 км от пос. Тикси (рис. 1) и вытянут в СЗ направлении на 47 км. Это один из наименее изученных островов в составе Новосибирского архипелага. Он исследовался Воронковым (НИИГА) в 1956 г. (Воронков, 1958

), во время проведения в регионе мелкомасштабной геологической съемки. В результате этих работ выяснилось, что остров целиком сложен монотонной песчано-сланцевой толщей поднеюрского-раннемелового возраста и абсолютно бесперспективен на полезные ископаемые. Во время проведения на Новосибирских островах среднемасштабной геологической съемки в 70-х годах XX в. на о. Столбовой были осуществлены лишь стратиграфические исследования на локальном участке в его СЗ части (Виноградов, 1975). Летом 2007 г. (21 июня–5 сентября) полевой отряд ГИН РАН закартировал южную часть о. Столбовой и провел здесь стратиграфические, палеонтологические и структурные исследования.

2.1. Структура

Первое, что обращает на себя внимание при изучение острова, – пологое залегание пластов (рис. 2) и почти полное отсутствие складок, видимых в масштабе обнажения. В целом, мезозойские отложения о. Столбового слагают линейную синклиналь, шарнир которой имеет северо-западное простирание и погружается на юго-восток по усредненному азимуту 146°. Крутые сбросы и взбросы пронизывает весь мезозойский комплекс, образуя сгущения на некоторых участках. Наблюдаются две почти ортогональные равнозначные системы подобных нарушений, ориентированные в ССЗ и ВСВ направлениях. Мы предполагаем, что они заложились как трещины скалывания в результате горизонтального сжатия в ССВ-ЮЮЗ направлении. Такая интерпретация подтверждается отсутствием смещений вдоль некоторых разломов. В дальнейшем вдоль этих разломов происходили вертикальные перемещения, вначале на этапе сжатия, затем – на этапе растяжения. В обстановке сжатия регион развивался на протяжении неокома. В последовательности событий сжатия можно выделить три стадии: формирование сколовых трещин, пологая складчатость, надвигообразование. При этом ориентировка поля напряжений менялась. Направление оси максимального сжатия разворачивалось от ССВ к СВ (рис. 3). На заключительных этапах сжатия в СВ-ЮЗ направлении возникли локальные надвиги, смещающие более ранние крутые разломы. Их появление, по-видимому, вызвано общим подъемом территории, сопровождаемым размывом. Это вызвало уменьшение нагрузки вышележащих пластов, и привело к тому, что ось минимального сжатия стала совпадать с вертикальным направлением.

Рис. 2. Геологическая карта южной части о. Столбовой, построенная по результатам полевого сезона 2007 г. Многочисленные крутые взбросы и сбросы не показаны. Гипотетический субширотный надвиг, осложняющий структуру острова, не подтвержден прямыми наблюдениями. Основанием для его проведения послужили палеонтологические данные (см. текст).

Рис. 3. Динамика напряжений сжатия, сформировавших структуру о. Столбовой. А. Образование сколовых трещин в результате общего сжатия. Б. Уменьшение вертикальной нагрузки и формирование пологой складчатости. В. Дальнейшее уменьшение вертикальной нагрузки и заложение надвигов.

В большинстве случаев разломы со смещением построены однотипно: зона, в которой сконцентрировано смещение, расчленяется на пластины, наклоненные в сторону приподнятого крыла (рис. 4). В дальнейшем, на этапе растяжения, возникающее зияние компенсируется увеличением наклона этих пластин, которые ведут себя подобно фишкам домино. Растяжение проявилось в обеих системах крутых разломов.