Abstract

This contribution summarizes results of studies obtained by the research team of the Laboratory of Quaternary stratigraphy of Geological Institute RAS in the course of the International Polar Year program (2007–2008). Micropaleontological study of bottom samples from the Norway-Greenland basin, Barents Sea, and the area of the North Pole brought new data on Quaternary stratigraphy and climatic dynamics of the Arctic.

Тектоническая история Арктики в позднем докембрии и фанерозое – это по сути история собирания северной части Вегенеровской Пангеи (поздний докембрий – пермь) и затем ее распада (начиная с триаса и по настоящее время). К настоящему времени среди сторонников плитовой тектоники достигнут консенсус по поводу очередности позднедокембрийских и фанерозойских процессов ассамблирования палеоконтинентов, таких как – Балтика (древний остов Восточно-Европейской платформы – ВЕП), Лаврентия (древний остов Северной Америки), Сибирь (древний остов Сибирской платформы), Казахстанско-Киргизский континент и других крупных континентальных масс в Пангею и ее последующей дефрагментации. Однако в разработке деталей этого эволюционного процесса, особенно для Арктического сектора, который до сих пор остается относительно слабоизученным в связи с труднодоступностью и расположением больших площадей под водой, все еще остается много нерешенных, спорных или недостаточно обоснованных построений. Это касается расшифровки структуры и происхождения обрамлений древних кратонов (включая время и механизмы их формирования), компоновки вр'eменных композитных палеоконтинентов, траекторий дрейфа континентальных блоков и островодужных ансамблей, механизмов раскрытия, эволюции, а зачастую и самого существования, разделяющих палеоконтиненты океанических бассейнов и т. д. Все это во многом еще дискуссионные темы, особенно для наиболее ранних этапов предыстории Арктического сектора – позднедокембрийского и раннепалеозойского.

В последнее десятилетие получила широкое признание следующая принципиальная схема последовательности позднедокембрийско-фанерозойских геодинамических событий, которые привели к формированию северной части Пангеи, а затем к ее последующему распаду. В самых общих чертах в изложении автора настоящей статьи эта схема может быть представлена следующим образом. В середине позднего докембрия Балтика вместе с Лаврентией, Сибирью и другими континентальными блоками входила в состав единого реконструируемого на то время суперконтинента Родиния (Weil et al., 1998) или Палеопангея (Piper, 2000). Впоследствие (после рубежа ~1 млрд лет) суперконтинент распался, а Балтика, Лаврентия и Сибирь стали изолированными континентами (Meert, Powell, 2001). По мнению некоторых исследователей (например В.Н. Пучков и его единомышленники) в самом конце позднего докембрия Балтика своим уральским краем столкнулась с кадомским краем Гондваны (с образованием коллизионного Кадомского орогена), а несколько позднее (в конце кембрия – начале ордовика) опять отделилась от Гондваны (Пучков, 2000). В других работах (Gee, Pease, 2004; Kostyuchenko et al., 2006; Lorenz et al., 2008 и др.) полагается, что в позднем докембрии Тиманская окраина Балтики поэтапно наращивалась за счет причленения к ней разнородных блоков и террейнов, реликты которых в настоящее время слагают фундамент Печорского бассейна и прилегающих шельфовых областей Печорского и Баренцева морей (см. далее рис. 5). Позднее, в среднем палеозое (силур) Лаврентия столкнулась с Балтикой с образованием орогена Скандинавско-Гренландских каледонид (Higgns et al., 2004) и возникновением каледонского композитного континента Лавруссия (Laurussia) (Cocks, Torsvik, 2005). В позднем палеозое в результате столкновения Лавруссии и Сибирско-Казахстанско-Киргизского каледонского композитного континента закрылся Палеоуральский океан (уральский орогенез на восточном крае той части Лавруссии, которая некогда была Балтикой). Формирование Пангеи закончилось в конце палеозоя, когда континентальные массы приняли наиболее компактную конфигурацию, после чего начался этап дезинтеграции суперконтинента.

Многие положения изложенной схемы к настоящему времени вполне надежно обоснованы комплексом геолого-геофизических данных. Однако некоторые моменты, касающиеся эволюции западного сектора современной Арктики в позднем докембрии и в самом начале палеозоя, по существу, ничем не подкреплены.

По периферии современных океанических бассейнов Арктики располагаются разновеликие блоки коры континентального типа (рис. 1). Это такие блоки как – Баренция (Большеземельская часть Тимано-Печорского региона, архипелаги Новая Земля и Земля Франца Иосифа и прилегающие к ним части шельфа восточной части Баренцева моря), Шпицбергенский блок (архипелаг Свальбард и прилегающие к нему части шельфа западной части Баренцева моря), Карский блок (север Таймыра и архипелаг Северная Земля и прилегающие к ним части шельфа Карского моря), Чукотский бордерленд(?), Аляскинско-Чукотский блок – северная, к северу от хребта Брукса, часть Аляски, северная Чукотка, о. Врангеля и прилегающие к ним части шельфа Чукотского моря, Новосибирский блок (Новосибирские острова и прилегающие к ним шельфы Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых), а также небольшие блоки, расположенные к северу от Иннуитского складчатого пояса на самом севере Гренландии (Земля Пири и о-ва Элсмир и Аксель-Хайберг). Недавними геолого-геофизическими исследованиями (Кабаньков и др., 2004, Поселов и др., 2007 и ссылки в этих работах) было доказано, что кора хребтов Ломоносова, Альфа и Менделеева характеризуется мощностью и сейсмическими скоростями, позволяющими трактовать эти блоки как континентальные.

Рис. 1. Блоки древней допалеозойской континентальной коры в Арктике (оконтурены белыми пунктирными линиями). Надписи «Балтика», «Сибирь» и «Лаврентия» по краю рисунка маркируют примерное положение соответствующих древних палеоконтинентов в структуре современных континентов. В качестве основы использована батиметрическая карта http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/bathymetry/arctic/images/IBCAO_ver1map_letter.cdr

Комплексы, слагающие все эти блоки, до самого недавнего времени оставались чрезвычайно слабо и неравномерно изученными. Однако даже неполных и весьма разрозненных сведений академику Н.С. Шатскому было достаточно для того, чтобы еще в 30-х годах XX века предположить, что все эти перечисленные блоки являются фрагментами некогда единого древнего массива с корой континентального типа – Гипербореи. Позднее, уже на плитотектонической основе представления о древнем (додевонском) континенте, реликты которого сейчас рассеяны в Арктике, получили развитие в работах Л.П. Зоненшайна и его соавторов (Зоненшайн и др., 1987, 1990; Зоненшайн, Натапов, 1987). Эти исследователи провели первые палинспастические реконструкции континента, «закрыв» мезозойско-кайнозойские океанические бассейны (котловины Канадскую, Евразийскую, Подводников и Макарова), дали ему название – Арктида и полагали, что до среднего палеозоя он существовал как независимый изолированный крупный массив с континентальной корой (рис. 2). При этом авторы этих построений в Арктиду не включали Баренцию и Шпицбергенский блок. Л.П. Зоненшайн и его соавторы считали, что во второй половине девона Арктида столкнулась с Иннуитским краем Лаврентийской части Евроамерики (Лавруссии), с образованием Иннуитского складчатого пояса, и по Новоземельско-Североземельской сдвиговой зоне пришла в соприкосновение с Баренцево-Новоземельским краем Балтийской части Евроамерики (Лавруссии).

Рис. 2. Первые палеотектонические реконструкции Арктиды, из (Зоненшайн и др., 1990) с упрощениями. 1 – океаны; 2 – «континенты»; 3 – зоны спрединга; 4 – зоны субдукции; 5 – трансформные зоны; 6 – сутуры (шовные зоны).

Последнее десятилетие знаменовалось бурным ростом новых знаний по различным аспектам геологии Арктики и сопредельных регионов, что позволило предложить обновленные плитотектонические реконструкции ранней предистории Арктики с участием палеоконтинента Арктида – «ABC-концепция» (Arctida-Baltica collision) (Борисова и др., 2001, 2003; Кузнецов и др., 2005а, б; Kuznetsov et al., 2007 и др.), при этом в отличие от реконструкции Л.П. Зоненшайна с соавторами в новой реконструкции в палеоконтинент Арктида включены Баренция и Шпицбергенский блоки (рис. 1 и 3А). Ключевым моментом «АВС-концепции» является произошедшая на временном рубеже позднего докембрия и кембрия (или в самом начале кембрия) коллизия двух континентов – Балтики и Арктиды (рис. 1 и 3Б). В зоне столкновения континентов образовался коллизионный ороген Протоуралид-Тиманид, спаявший Балтику и Арктиду во вр'eменный композитный палеоконтинент Аркт-Европа. Реликты этого орогена в настоящее время являются частями фундамента региона, протягивающегося с юга на север от Печорского бассейна (включая западный склон Полярного и Приполярного Урала) до архипелага Свальбард, а с запада на восток от северной кромки Кольского п-ова и юго-западного ограничения Тимана до центральной части архипелага Новая Земля (рис. 4).

Рис. 3. Палеотектоническая реконструкция для венда (А) и кембрия (Б) по (Борисова и др., 2001, 2003; Кузнецов и др., 2005а, б, 2006; Кузнецов, 2009а, в; Kuznetsov et al., 2007), с добавлениями.

В результате геолого-геофизических исследований по программам Международного Полярного года (МПГ), а также некоторых специализированных арктических программ, предшествующих МПГ, произошел существенный прирост новых данных по разным аспектам строения всего Арктического региона и, в том числе, для распространенных в обозначенном регионе позднедокембрийских, палеозойских и раннемезозойских комплексов. Полученные новейшие данные, касающиеся структурных характеристик позднедокембрийских комплексов северо-восточного обрамления ВЕП (Кузнецов, 2008), обоснования возраста базальных уровней палеозойского разреза на Свальбарде (Кузнецов, 2009б, в; Кузнецов и др., 2009б), изучения изотопно-геохронологических и изотопно-геохимических характеристик детритных цирконов из некоторых кластогенных толщ позднего докембрия и нижнего палеозоя Свальбарда, Тимана и Полярного Урала (Кузнецов и др., 2009а, в, 2010), а также учет данных, полученных в самое последнее время по другим регионам Арктики отечественными (Метелкин и др., 2000; Кабаньков и др., 2004; Поселов и др., 2007; Кораго и др., 2009 и др.) и зарубежными исследователями (Miller et al., 2006, 2009; Lorenz et al., 2008; Nikoll et al., 2009; Pease, Scott; 2009; Amato et al., 2009 и др.), дают возможность развивать доказательную базу «ABC-концепции» на гораздо более высоком уровне.