Тектоника и эволюция формирования окраинно-континентальных структур Российской Арктики

Изучение тектонического строения и эволюции литосферы континентальной окраины Российской Арктики и Северного Ледовитого океана продолжает оставаться актуальным не только в связи с фундаментальными проблемами эволюции литосферы, но и для поиска новых подходов и решений большого спектра прикладных задач экономического (в плане ресурсного потенциала), экологического и геополитического характера. Так, на основе обобщение имеющихся и новых палеомагнитных данных доказан эпизод ультранизкой напряженности геомагнитного поля, длившийся в интервале от ~ 580 до 530 млн лет назад. Намагничивание пород Арктической Сибири в это время не отвечает гипотезе центрального осевого диполя, а связано с влиянием Антарктической магнитной аномалии. Высокие широты, соответствующие наблюдаемым палеополюсам, не отвечают фактической палеогеографии Сибири и могут быть использованы для палеотектонических построений только после корректировки на эту аномалию. Истинное географическое положение Оленекского поднятия (север Сибирского кратона) на рубеже 530 млн л. н. после предложенной процедуры корректировки полученных данных соответствует ~ 30° ю.ш, что хорошо согласуется с приэкваториальным положением кратона по палеомагнитным данным до и после эпизода ультранизкой величины виртуального дипольного момента и не требует привлечения сложных тектонических и/или геодинамических построений, не имеющих аналогов ни на одном другом этапе геологической истории. Также получены качественные определения напряженности геомагнитного поля по покровам Кузнецкого прогиба, сформировавшихся на границе перми и триаса ~ 250 млн лет назад. Низкие по сравнению с современными значения виртуального дипольного момента согласуются с результатами другого ареала распространения Сибирской крупной изверженной провинции – Норильским районом. Наблюдаемое снижение абсолютного значения магнитного поля Земли почти в два раза, зафиксированное в близко возрастных покровах является следствием происходящего процесса инверсии обратной полярности на прямую. Совпадение полученных результатов по Кузнецкому прогибу и Норильскому району, находящихся на большом расстоянии друг от друга позволяет с большей надежностью использовать рассчитанные палеомагнитные полюса для анализа палеогеографии Арктической Сибири. На основе обобщения сведений о возрасте базальтоидного магматизма на архипелаге Земля Франца-Иосифа (ЗФИ) и в его акватории, включая значительный объем авторских Ar-Ar определений, а также обширной базы полученных нами палеомагнитных данных по траппам ЗФИ, разработана принципиальная палеотектоническая модель формирования Баренцевоморского ареала крупной изверженной провинции Высокоширотной Арктики (HALIP), как результат одноактного плюмового события в координатах современной Исландии около 125 млн лет назад. Реконструируемый магматический ареал ЗФИ, как и весь HALIP, приурочен к зоне рассеянного внутриконтинентального рифтогенеза и располагался на продолжении активного спредингового хребта Амеразийской котловины Арктического океана. Эволюция рифтовой зоны океана взаимосвязана с внутриплитными сдвиговыми системами Евразии, а формирование HALIP может рассматриваться в рамках модели «горячих» сдвигов. Петрографические и геохимические исследования магматических и вулканогенно-осадочных пород средней части кряжа Прончищева и Приморской низменности (побережье моря Лаптевых) позволили получить новые данные об их составе и строении. Стратиграфо-литологические исследования позволили предложить расчленение верхней перми и нижнего триаса региона. На основе монографического изучения фораминифер верхов перми и основания триаса определены таксоны важные для стратиграфического расчленения. На этой основе, впервые, в Сибири предложено биостратиграфическое расчленение разреза верхов палеозоя по фораминиферам, обосновано выделение биостратонов в ранге слоев с фауной. Впервые на территории кряжа Прончищева прослежены улахан-юряхская, чекановская и подтверждены ыстанахская и пастахская свиты нижнего триаса. Проведенные стратиграфические исследования позволили усовершенствовать и уточнить геологическую карту региона. Полученные вещественноструктурные характеристики компактно расположенных магматических и вулканогенно-осадочных пород в поле терригенных осадков перми (точка TP-20) подтверждают вывод о том, что они представляют собой эрозионный срез вулканической постройки эксплозивного типа (трубка взрыва). Биостратиграфический анализ и определение стратиграфического положения изученных пластовых туффитовых образований, идентифицированных нами как окружающее трубку взрыва кольцо переотложенной тефры, позволяет зафиксировать время формирования постройки. Оно происходило во временном интервале позднего оленека (247–248.3 млн лет). На основе полученных новых данных предложена модель пространственного взаимоотношения вулканогенно-осадочных и магматических пород средней части хребта Прончищева. Показано, что изученные в точках TP-20, 23, 36 вулканогенные, субвулканические и вулканогенно-осадочные образования в поле развития средне-верхнепермских и нижнетриасовых терригенных толщ представляют собой элементы единого геологического тела, сформировавшегося в процессе эксплозивного вулканического события (трубка взрыва) и последующего внедрения штока долеритов, что позволяет ставить вопрос о развитии здесь вулканических процессов, связанных с Сибирским плюмом. В рамках настоящей работы над проектом на основе новых и опубликованных структурных, петрологических, геохимических и геохронологических данных, а также термофизических параметров проводилась разработка тектонотермальной 2D модели для формирования Карского орогена в позднекаменноугольное –пермское время. Для расчетов в двухмерной постановке решались уравнения механического равновесия, уравнения теплопроводности и определяющее соотношение, которое описывает реологические свойства материала. В настоящее время описание тектонотермальной модели формирования Карского орогена на постколлизионных этапах, начиная от средней перми до среднего триаса, готовится к публикации. Выполнены работы по реконструкции формирования Центрально-Таймырского аккреционного пояса, в том числе, по установлению геодинамической обстановки формирования гипабиссального северобыррангского комплекса метагаббро-долеритов в бассейнах рек Баркова и Ленинградская Таймырской складчатой области. Проанализированы полученные для этих пород геолого-структурные, петролого-геохимические, изотопно-геохронологические и палеомагнитные данные. Метагаббро-долериты прорывают метаосадочные и метавулканические породы октябрьской и ждановской свит. Вмещающие породы и силлы смяты в систему тектонических чешуй, отражающих 2 этапа продольного сжатия с СЗ на ЮВ с поздней сдвиговой компонентой. Первый этап связывают с аккрецией пояса к Сибири в конце неопротерозоя, второй с коллизией Карского микроконтинента в карбоне-триасе. Составы исследованных силлов соответствуют субщелочным базальтам и варьируют от толеитовой до низкокалиевой известково-щелочной серии. Распределения РЗЭ и мультиэлементые спектры в метагаббро близки к распределениям E-MORB. Для одного из силлов получено значение U-Pb возраста по цирконам методом SHRIMP II – 1357±9 млн лет (СКВО = 0.88), что согласуется с известными опубликованными возрастами интрузий северобыррангского комплекса по бадделеиту, укладывающимися в интервал 1374–1345 млн лет (Худолей и др., 2009; Priyatkina et al., 2017). Формирование силлового комплекса в течение трех десятков миллионов лет, тектонически пассивная обстановка их внедрения, характер вмещающих пород могут свидетельствовать о внутриплитных (рифтовых) либо задуговых геодинамических условиях