Особенности строенияю-в часть У-Ленского прогиба

Аннотация

По данным работ КМПВ и МОВЗ получены новые доказательства существования в восточной части дельты р. Лена и в губе Буор-Хая крупного компенсированного осадками Усть-Ленского прогиба. В его разрезе выделены три сейсмических горизонта на глубинах 3,5-4,5 км, .4,8-7,7 км и 7,8-10,7 км, отождествляемых соответственно с подошвой чехольного мезо-кайнозойского комплекса, границей между терригенной и терригенно-карбонатной толщами верхнепалеозойского складчатого основания и, наконец, с кровлей карбонатных отложений нижнего-среднего палеозоя. Прогиб вырисовывается в виде наиболее глубоко просевшего блока. Мощность чехольного комплекса в осевой части прогиба уменьшается с севера на юг с градиентом 6 м/км. Установлено наличие боковой юго-восточной ветви прогиба, отделенной от главной части Буорхаинским валом.

Иллюстраций 2, список литературы - 3 назв.

Усть-Ленский рифтогенный прогиб (желоб), занимающий осевое положение в структуре Лаптевского седиментационного бассейна [2] привлекает внимание исследователей тем, что является континентальным продолжением рифтовой зоны срединно-океанического хребта Гаккеля.

Рифтогенная природа Усть-Ленского прогиба подтверждается расположением его в зоне эпицентров землетрясений и разуплотненной верхней мантии (Vг = 7,5 км/с) на глубине 31-33 км по данным КМПВ-ГСЗ в губе Буор-Хая [2].

Материалы профиля КМПВ-ГСЗ, выполненного в 1973 г., до последнего времени являлись единственным источником информации о строении разреза земной коры Усть-Ленского рифтогенного прогиба. К настоящему времени получены новые данные о строении юго-восточной части Усть-Ленского прогиба.

В 1985-1986 гг. вкрест простирания Усть-Ленского прогиба были выполнены два профиля КМПВ в наледном варианте и два профиля МОВЗ в восточной части дельты Лены (рис. 1).

Профиль КМПВ II-85 пересек осевую зону и восточный борт прогиба и почти полностью Шелонскую структурную террасу Лаптевского седиментационного бассейна. Профиль КМПВ III-К-86 полностью оказался в зоне прогиба и его юго-восточной ветви.

Профили МОВЗ характеризуют сложно построенный западный борт прогиба.

На профилях КМПВ, расположенных на расстоянии 130-150 км один от другого, прослеживаются три преломляющих горизонта (сверху вниз).

Горизонт II с граничной скоростью 4,2-4,8 км/с следится в пределах проги6а и 3,4-4,0 км/с - на Шелонской террасе¹. Наиболее устойчиво он прослеживается в проги6е на глубине 3,5-4,3км. На Шелонской террасе горизонт залегает на глубине 2,7-0,6 км и по мере подъема становится все более фрагментарным.

Горизонт III с граничной скоростью 5,4-5,7 км/с наиболее уверенно прослеживается на том и другом профиле на глу6ине от 7,7 км в осевой зоне прогиба до 2 км в бортах проги6а и на Шелонской террасе.

¹Горизонт I характеризует границу раздела водная толща - дно моря.

Горизонт IV с граничной скоростью 6,1-6,6 км/с меняет положение на разрезах от 5,2 км на Шелонской террасе и в восточной боковой ветви прогиба до 10,7 км в наиболее погруженной зоне прогиба.

Стратиграфическая привязка выделенных горизонтов опирается на стратиграфический разрез отложений, развитых в горном обрамлении западного берега губы Буор-Хая и Быковской протоки дельты Лены. Основание разреза здесь слагают карбонатные отложения нижнего-среднего палеозоя. Выше по разрезу залегают терригенные отложения каменноугольного (с визейского яруса нижнего карбона) и пермского возраста. Нижняя часть терригенного разреза мощностью 2500-3000 м (атырдахская свита) обогащена обломочным карбонатным материалом и метаморфизована в биотито-карбонатовые, биотито-кварцевые и биотито-хлорито-кварцевые сланцы, перемежающиеся с известняковыми песчаниками. Все эти отложения слагают Быковский антиклинорий и представляют складчатый комплекс мезозоид.

В многочисленных грабенах, наложенных на складчатую структуру антиклинория, фиксируются фрагменты разреза чехольного комплекса, залегающего с резким угловым несогласием на складчатом комплексе. Разрез чехольного комплекса начинается с палеоцен-эоценовых отложений преимущественно алеврито-глинистого состава с пластами бурых углей, песчаников и линзами конгломератов.

На основании изложенного верхний горизонт II на сейсмических разрезах принимается за границу раздела чехол - складчатое основание. Вероятно, резко несогласным залеганием чехольного комплекса на самых различных отложениях, слагающих складчатый комплекс, объясняется широкий диапазон граничных скоростей по II горизонту.

Средний горизонт III фиксирует, скорее всего, границу раздела нижней обогащенной карбонатным материалом терригенной части разреза атырдахской свиты и вышележащих отложений. На западном окончании профиля III -К-86 горизонт III резко воздымается с тенденцией выхода на поверхность при приближении к побережью губы Буор-Хая. Именно здесь в береговых обрывах обнажается атырдахская свита и вблизи линии выхода профиля установлена указанная выше граница раздела.

Нижний горизонт IV увязывается с кровлей карбонатных отложений нижнего-среднего палеозоя. Он следится на 2,5-8,0 км ниже III горизонта, что соответствует интервалу разреза между вышеупомянутой литологической границей раздела внутри атырдахской свиты и подстилающими ее карбонатными отложениями турнейского яруса нижнего карбона. Кровля карбонатных отложений - это единственная достаточно контрастная регионально выраженная литологическая граница раздела ниже III горизонта на 2,5-8,0 км по разрезу.

Перечисленные горизонты с теми же значениями граничных скоростей, но в более фрагментарном виде были установлены на профиле ГСЗ-КМПВ, выполненном в 1973 г. [2]. Вместе с тем не подтвердился еще один горизонт этого профиля с граничной скоростью 5,0 км/с, занимающий промежуточное положение между горизонтами II и III профилей КМПВ. По сравнению с профилем ГСЗ-КМПВ стратиграфическая привязка горизонта II осталась прежней, а стратиграфические уровни горизонтов III и IV оказались более высокими. На профиле 1973 г. горизонт III трактовался как граница раздела верхнепротерозойских и кембрийских отложений и горизонт IV принимался за кровлю архейско-нижнепротерозойского кристаллического основания.

Рассматриваемые материалы профилей КМПВ представляют собой новые доказательства существования вдоль восточного края дельты Лены и в губе Буор-Хая крупного и достаточно глубокого (до 4,3 км) компенсированного осадками Усть-Ленского проги6а. В осадочном выполнении прогиба наряду с кайнозойскими преимущественно алеврито-глинистыми отложениями предполагаются более грубозернистые (типа молласы) верхнемеловые отложения. Ранее уже приводились косвенные доказательства в пользу такого предположения [2]. Некоторым подтверждением этому является изменение эффективных скоростей для осадочного комплекса проги6а от 2,7 км/с на северном профиле до 3,3-3,4 км/с на южном профиле вблизи горного обрамления Лаптевского бассейна. Это говорит о латеральной неоднородности осадочного выполнения прогиба, которую трудно объяснить за счет отложений палеогена, выровненных в фациальном отношении. Неоген-четвертичные отложения литологически достаточно изменчивы, но их доля в разрезе осадочного чехла довольно незначительна. Если же допустить, что нижнюю часть разреза составляют верхнемеловые отложения, формировавшиеся в эпоху интенсивной денудации обрамляющих горных сооружений, то тогда естественно ожидать их более грубозернистый состав вблизи побережья. В этом случае увеличение эффективных скоростей на южном профиле находит удовлетворительное объяснение, являясь, возможно, суммарным эффектом влияния грубозернистых фаций верхнемеловых и неогеновых отложений.

В пользу более древних, чем кайнозой, отложений в Усть-Ленском прогибе говорит и изменение эффективной скорости для осадочного комплекса выше горизонта II на северном профиле. На Шелонской террасе мощность осадочного комплекса выше горизонта II уменьшается от 2,6 км на границе с прогибом до 0,5-0,6 км при приближении к о. Столбовой. Соответственно уменьшается и эффективная скорость от 2,5 до 2,3 км/с. 3десь сокращение общей мощности осадочного комплекса, очевидно, сопровождается выпадением из разреза нижних более плотных горизонтов, что и вызывает уменьшение эффективной скорости. И, напротив, при переходе в прогиб мощность осадочного чехла возрастает до 4,3 км, а эффективная скорость - до 2,7 км/с. Тем самым напрашивается вывод о появлении в прогибе наиболее древних чехольных образований с повышенной плотностью (верхнемеловых).

Заканчивая характеристику осадочного выполнения прогиба, необходимо обратить внимание на широкое развитие· в разрезе палеогена мощных пачек каолиновых и. гидрослюдистых глин и наличие пластов почти мономинеральных кварцевых алевритов с высокой степенью окатанности и сортировки зерен.

Усть-Ленский рифтогенный прогиб вырисовывается на профиле КМПВ (рис. 2) в виде наиболее глубоко просевшего блока, ограниченного круто падающими сбросами. Амплитуда смещения по сбросам составляет 400-800 м. На южном профиле поперечное сечение прогиба отчетливо асимметрично: все границы раздела интерпретируемых структурно-формационных комплексов и их литостратиграфических подразделений погружаются в сторону восточного борта, где фиксируются максимальные мощности осадочного чехла. На северном профиле эти границы погружаются в противоположном направлении - от восточного борта к осевой зоне проги6а. Но сохраняется ли такая тенденция далее на запад, неясно, поскольку профиль не вышел на западный борт прогиба. Из сравнения двух профилей видно, что мощность осадочного чехла в прогибе уменьшается с севера на юг, но градиент этот незначительный и составляет 6 м/км. Если он сохраняется и далее на юг, то на выходе прогиба на сушу в Омолойский грабен мощность осадочного выполнения грабена в устье р. Омолой ожидается около 3 км.

Южный профиль показывает, что западный борт прогиба характеризуется более сложным строением по сравнению с восточным. Для западного борта характерна "клавишная" система опущенных и приподнятых блоков, устанавливаемая на профилях МОВЗ в дельте Лены. Такая интерпретация полностью согласуется с геологическими данными по побережью и горному обрамлению. Здесь установлены субпараллельные Усть-Ленскому прогибу, реже поперечные, грабены с отложениями чехольного комплекса палеогенового возраста и сопряженные с ними горсты. В береговых обрывах зафиксированы многочисленные крутопадающие сбросы, сопровождаемые зонами тектонических брекчий мощностью первые десятки метров. Амплитуды смещения по сбросам составляют многие сотни метров, а иногда и первые километры, как например, к западном борту Кенгдейского грабена.

На южном профиле по подошве чехольного комплекса (горизонт II) отчетливо выражен Буорхайский вал, отделяющий от основного прогиба грабен боковой юго-восточной ветви. При при6лижении к Буорхайскому валу мощность чехольного комплекса сокращается до сотен метров, а в боковом грабене она вновь возрастает до 2 км. Не исключено, что в осевой зоне бокового грабена, судя по взаимоотношению горизонтов II и III, чехольный комплекс залегает непосредственно на карбонатно-терригенной части атырдахской свиты. При сравнении двух профилей видно, что мощность карбонатно-терригенной части разреза увеличивается в северном направлении. Это обусловлено, вероятно, повышением стратиграфического уровня карбонатности нижнекаменноугольных отложений в северном направлении, что подтверждается данными по Новосибирским островам [3]. Из сравнения профилей выявляется также расширение и углубление самого прогиба в северном направлении.

И наконец, последняя особенность рассматриваемых профилей заключается в субпараллельности границ раздела чехол - складчатое основание и внутри последнего. Это объясняется, вероятно, спецификой складчатой структуры мезозоид Северного Верхоянья и Новосибирских островов с широко развитыми зонами пологих дислокаций. Складчатая структура комплексов ниже горизонта II устанавливается как на западном окончании южного профиля , так и на северо-восточном окончании северного профиля около о. Столбовой, где верхнеюрские и нижнемеловые (берриас) отложения смяты в широкие пологие складки и интенсивно кливажированы [1].

Список литературы

1. Виноградов В.А, Явшиц Г.П. Стратиграфия верхнеюрских и нижнемеловых отложений северной части острова Столбового. - В кн.: Геология и полезные ископаемые Новосибирских островов и острова Врангеля. Л., изд. НИИГА, 1975, с. 38-42.

2. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 9. Моря Советской Арктики. Л., "Недра", 1984, 280 с.

3. Тектоника Восточно-Арктического шельфа СССР. Л., «Недра», 1974, 144 с. Авт.: В.А. Виноградов, Г.И. Гапоненко, И.М. Русаков, В.Н. Шимараев.