Abstract

In the course of 2007 and 2008 field seasons two western poor-studied islands of New Siberian archipelago were investigated and a large body of new data was obtained. On the basis of new data two sedimentary basins of different origin were reconstructed in the shelf of Laptev Sea. The deposits of the Late Devonian to Permian basin were studied in Bel’kov island. The basin was originated due to rifting which affected the East Siberia. We outlined the southwestern slope of the basin on the basis of sedimentological observations. This means that in spite of strong deformations no suture paths to the west of the New Siberian islands. So, on the other side of the through we will meet the same shallow-marine Paleozoic deposits as in the Kotel’ny island. Thus the Permian and Triassic deposits which are potential for hydrocarbons can be traced throughout the entire shelf of the Laptev Sea. Late Jurassic– Early Cretaceous through was studied in the Stolbovoi island. The through have originated in front of Anyui orogen which was thrusting from south. Thick layers of clean sorted sandstones intercalating with black shales might be promising for hydrocarbons. Though the sandstones of Stolbovoi island occurred to be completely cemented. It is unlikely that their physical properties will change in the distance. In accordance to our reconstruction the basin does not go far westward but instead turns southward following the turn of the South Anyui suture.

Многолетние геолого-структурные и сейсмологические наблюдения выявили на северо-востоке Азиатского континента Арктико-Азиатский сейсмический пояс (ААСП), соединяющий проявления сейсмичности в Северном Ледовитом и Тихом океанах (Зоненшайн, Савостин, 1979; Cook et al., 1986; Имаев и др., 2000). В сейсмотектоническом плане северо-восточный фланг ААСП может быть подразделен на два самостоятельных сегмента (Арктический или Лаптевоморский и Хараулахский) с развитием в их пределах характерных структурно-фациальных зон и тектонических парагенезисов, обусловленных определённым типом напряженного состояния земной коры и как следствие этого – особенностями проявления современных геодинамических процессов.

Сейсмичность в акватории Северного Ледовитого океана представлена «цепочкой» эпицентров землетрясений, прослеживающихся параллельно линии островов Шпицберген – Земля Франца Иосифа – Северная Земля от трансформного разлома Де-Гира, трассируемого между островами Шпицберген и Гренландия, к устью р. Лены. Пространственно она тяготеет к структурам срединно-океанического хребта Гаккеля, вытянутого на 1700 км при ширине 80–160 км от Гренландского шельфа к шельфу моря Лаптевых. В Арктической сейсмической зоне с начала XX века отмечено свыше 150 местных землетрясений с магнитудой 4.5–7.0. Арктический хр. Гаккеля входит в мировую систему подводных срединно-океанических хребтов Земли и является ее северным фрагментом, продолжающим Североатлантический срединно-океанический хребет в бассейн Северного Ледовитого океана, сейсмичность которого обусловлена спредингом океанического дна (Savostin, Karasik, 1981; Grachev, 1982) (фокальные механизмы землетрясений и распределение аномалий магнитного поля).

Имеющиеся морские геофизические данные, позволили выявить характерные особенности строения шельфа (Грамберг и др., 1990; Аветисов, 1996; Богданов и др., 1998; Драчев, 2002; Анохин и др., 2003), основными структурами которого являются протяженные грабены и разделяющие их поднятия (горсты), образующие окраинно-континентальную рифтовую систему моря Лаптевых (рис. 1). Система узких грабенов и прогибов северо-западного простирания (Усть-Ленский, Омолойский, Усть-Янский, Чондонский, Бельковско-Святоносский и др.), имеющих длину до 200–250 км при ширине 40–60 км, была выявлена на дне моря Лаптевых по сейсмическим данным, полученным с помощью МОВ объединением «Севморгеология». Наличие этих грабенов подтверждается также особенностями распределения поля силы тяжести в восточной части моря Лаптевых в виде чередования узких линейных высокоградиентных зон северо-западного и субдолготного простираний, протягивающихся от континентального склона на побережье. Магнитное поле в переходной зоне практически однородно в отличие от резкой полосовой картины магнитных аномалий, соответствующей линейной структуре хребта Гаккеля.

Разрывные нарушения восточной части шельфа моря Лаптевых непосредственным образом связаны с названной рифтовой системой. Здесь выделяется два типа разломов: субдолготные и северо-западные сбросы и субортогональные им сдвиги. Последние представлены тремя системами: субширотные (восток-северо-восточные), северо-восточные и северо-западные, которые в плане смещают отложения впадин с амплитудой до 2 км.

Сейсмичность хр. Гаккеля представлена узкой (60–80 км) полосой эпицентров землетрясений. На шельфе моря Лаптевых она расширяется до 400–600 км, охватывая территорию между полуостровом Таймыр, дельтой р. Лены и Новосибирскими островами (рис. 1). Землетрясения происходят здесь на глубинах 4–36 км в пределах земной коры (Аветисов, 1996). На фоне диффузной сейсмичности шельфа выделяется несколько субдолготных (северо-западных) полос с повышенной плотностью землетрясений. Главная полоса, куда тяготеют все крупные события с магнитудой М=5.5–7.0, фиксируется от хр. Гаккеля в направлении Янского залива моря Лаптевых, обозначая границу Евразиатской и Североамериканской плит. Очаги землетрясений этой полосы сосредоточены во впадинах Лаптевоморской рифтовой системы или тяготеют к их бортам. По краям шельфа моря Лаптевых параллельно основной полосе обнаруживаются еще две полосы слабых землетрясений: западная – Лено-Таймырская и восточная – Новосибирских островов. Первая – тянется через дельту р. Лены вдоль побережья Оленекского залива моря Лаптевых к полуострову Таймыр. Вторая – в виде субдолготной линии эпицентров следится из акватории Восточно-Сибирского моря через Благовещенский пролив между островами Фаддеевский и Новая Сибирь к северу.

Рис. 1. Схема эпицентров землетрясений и фокальных механизмов шельфа моря Лаптевых.

За прошлый век в Лено-Таймырской полосе было зарегистрировано более 300 слабых землетрясений. Внутри неё наблюдается ряд отдельных максимумов сейсмичности: на участке Оленекской протоки дельты р. Лены и в Оленекском заливе моря Лаптевых (событие 1980 г. с М=5.4 с небольшой серией афтершоков); вблизи полуострова Терпяй-Тумса в том же заливе (рой землетрясений 1987–1988 гг., в том числе событие 25.11.1987 г. с М=5.1) и на полуострове Таймыр (восточное побережье и примыкающая часть шельфа). Число событий во второй (восточной) полосе землетрясений в районе Новосибирских островов и Восточно-Сибирском море значительно меньше, чем в Лено-Таймырской зоне. Здесь за последние 60 лет отмечено лишь несколько десятков слабых землетрясений. Самое крупное событие 15.12.1973 г. в Восточно-Сибирском море имело М=4.9.

Изучение поля тектонических напряжений, действующих на шельфе моря Лаптевых, проводилось на основе анализа фокальных механизмов землетрясений с М>4.8–4.9. При этом, использовались данные по механизмам очагов землетрясений, найденных методом тензора момента центроида из каталога Harvard СМТ и «Бюллетеня международного сейсмологического центра (ISC)». В результате для главной эпицентральной зоны – границы между Евразиатской и Североамериканской плитами были проанализированы фокальные механизмы 16 сильных землетрясений с М=5.5–7.0, произошедших в 1964–2003 гг. на юго-восточном окончании арктического хребта Гаккеля и в рифтовой зоне шельфа моря Лаптевых (рис. 1). В указанных районах наблюдается устойчивое поле тектонических напряжений растяжения, ориентированное субширотно вкрест простирания основных структурных элементов, а подвижки в очагах землетрясений соответствуют сбросам. В Лено-Таймырской полосе ориентация напряжений растяжения, в сравнении с главной сейсмической полосой шельфа моря Лаптевых, меняется с широтной на северо-восток-юго-западную. Особый интерес представляют фокальные механизмы Таймырского землетрясения 1990 г., отмеченного на западной окраине шельфа моря Лаптевых, и Ляховского события 1973 г., возникшего в Восточно-Сибирском море, параметры которых были установлены по данным первых вступлений в продольных сейсмических волнах. Подвижки в их очагах соответствовали взбросу и надвигу (Fujita, Kozmin, 1994).

Выявленные зоны эпицентров землетрясений (Лено-Таймырская и Новосибирских островов) совместно с основной полосой, возможно, оконтуривают на шельфе моря Лаптевых два блока: западный (Лаптевоморский) и восточный (Новосибирских островов), расположенных по обе стороны от границы Евразиатской и Североамериканской плит. При этом, на западной границе Лаптевоморского блока (район Таймыра) и восточной границе блока Новосибирских островов (район шельфа Восточно-Сибирского моря) по данным фокальных механизмов, по-видимому, существует режим сжатия как реакция на рифтинг, действующий в пределах основной зоны эпицентров (хр. Гаккеля). Присутствие названных блоков, возможно, объясняет диффузный характер сейсмичности шельфа моря Лаптевых.