Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Processes of neotectonic deformation observed in the region of the Svalbard archipelago occur not only by spreading development in midocean ridges and transform displacement but as a result of influence of tectonic strain field generated in the marginal part of the Barents Sea plate.

Целью исследований было создание модели строения земной коры восточной части Фенноскандинавского щита на основе комплексного анализа геологических данных, вибросейсмических наблюдений МОГТ с привлечением данных ГСЗ на суше, морских комплексных сейсмических наблюдений ГСЗ, МОВ-ОГТ. Выполненные глубинные исследования ОГТ, ГСЗ и построенные сейсмотомографические разрезы по профилям: 4В; южному участку геотраверса 3-АР (Калевала-Кемь горлоБелого моря) позволили впервые в пределах восточной части Фенноскандинавского щита детально изучить земную кору под Белым морем. Выделены и прослежены на глубину зоны тектонических нарушений, доходящие до поверхности Мохо. Профиль Калевала-Кемь-Белое море пересекает восточную часть Карельской, Беломорскую, южную часть Кольской провинций щита (в том числе, зоны их сочленения) и Онежско-Кандалакшский палеорифт Белого моря. В верхней части разреза сухопутного участка профиля в зоне сочленения Беломорской и Карельской провинций выделяется Шомбозерская структура протяженностью 70 км с высокой скоростью продольных волн Vp=6,1–6,2 км/с и характеризуется положительным градиентом скорости, а в зоне сочленения Беломорской и Кольской провинций – Умбинско-Колвицкий тектонический ансамбль. Верхние части разреза земной коры Беломорской и Карельской провинций имеют пониженные значения скорости Vp=5,7–5,9 км/с. В нижней коре Беломорской и Кольской провинций отмечается увеличение скоростей Vp=7,5–7,9 км/с. Мощность земной коры региона варьирует от 35 до 46 км.

Восточная, сложенная главным образом архейскими образованиями, часть Фенноскандинавского щита (рис. 1 А) в районе Белого моря является ключевой для познания фундаментальных закономерностей эволюции литосферы от архея до наших дней. Основное внимание было уделено анализу и комплексной интерпретации результатов геофизических и геологических исследований морской и сухопутной частей региона для решения проблем соотношения разнотипных структур (провинций, мегаблоков, террейнов) земной коры древней части Фенноскандинавского щита, а также выяснение закономерностей эволюции земной коры в раннем докембрии.

Рис. 1. А. Тектоническое районирование Фенноскандинавского щита (Слабунов, 2008 и ссылки там) и расположения рис. 1. Б. Б. Схема геологического строения района Белого моря (по Слабунов, 2008 с дополнениями по: Балаганский и др., 2006; Балуев, 2006; Геологическая …, 2001; Казанник и др., 2006) и расположение сейсмических профилей «Суша – Море», 4В (Кемь-Калевала) и 3-АР (Кемь – горло Белого моря). 1 – палеозойские щелочные интрузии и ареал распространения данного комплекса; 2 – поля кимберлитов; 3, 4 – палеозойские и неопротерозойские осадочные образования: 3 – на суше, 4 – в палеорифте Белого моря; 5–10 – Палеопротерозойские образования: 5 – Умбинский гранулитовый (парагранулиты, эндербиты) комплекс; 8 – гранитогнейсы и метавулканиты Терского террейна; 7 – осадочные и вулканогенные образования Имандра-Варзугского пояса; 8 – гранитоиды (а – Топозерский комплекс метачарнокитов Беломорской провинции, б – Нуоруненского типа Карельской провинции); 9 – интрузии основного-ультраосновного состава, в том числе расслоенные (а – крупные массивы, б – вне масштаба); 10 – коровые эклогиты (а – неоархейские, б – палеопротерозойские); 11 – Колвицкий меланж (с тектоническими пластинами архейских гранитогнейсов); 12 – тектоническая смесь палеопротерозойских мафических и неоархейских гранитогнейсовых комплексов Стрельнинского террейна, 13–19 – архейские образования: 13 – гранулитовые комплексы; 14 – комплекс высокомагнезиальных диорит-гранодиоритовов (санукитоидов) (а – крупные массивы, б – мне масштаба); 15, 16 – неоархейские гранитоиды ТТГ ассоциации: 15 – Карельского кратона и Сосновского террейна, 16 – переработанные в палеопротерозое; 17 – мезо-и неоархейские зеленокаменные комплексы, 18, 19 – мезоархейские образования: 18 – парагнейсы; 19 – офиолитоиды; 20 – мезо-и неоархейские гранитоиды ТТГ ассоциации; 21 – рифты Белого моря; 22 – надвиги, 23 – разломы; 24 – предполагаемые разломы; 25 – сейсмические профили: а – «Суша-Море», б – 3-АР «Кемь-горло Белого моря», в – 4В «Кемь – Калевала»

По профилю Калевала-Кемь-горло Белого моря (рис. 1 Б) за основу приняты сейсмические материалы, полученные в 2003 году ФГУ НПП «Севморгео» и СЗФ «Невскгеология», являющиеся юго-западным окончанием геотраверса 3-АР. ФГУ НПП «Севморгео» выполнил морские работы по 400-километровому профилю ОГТ, ГСЗ, включающие возбуждение сигналов пневмоисточником и регистрацию автоматическими донными сейсмическими многокомпонентными станциями. Наблюдения на 200 километровом сухопутном участке были обеспечены СЗФ «Невскгеология». Эти материалы дополнены временами первых вступлений продольных волн, полученных под руководством И.В. Литвиненко в 1958 году на профиле ГСЗ Кемь-Ухта (Калевала) ( Глубинное строение…, 2001 ). Главной целью исследований было создание сейсмогеологической модели строения земной коры восточной части Фенноскандинавского щита (рис. 1 А, Б) на основе комплексного анализа вибросейсмических наблюдений МОГТ с привлечением данных ГСЗ на суше и морских комплексных сейсмических наблюдений ГСЗ, МОВ-ОГТ.

Фенноскандинавский (Балтийский) щит – самый крупный в Европе выход на поверхность докембрийских комплексов Восточно-Европейского кратона. Его континентальная кора имеет мозаичную (блоковую, террейновую) структуру и состоит из семи провинций (рис. 1А). При этом восточная его часть сложена, главным образом, архейскими (3,5–2,5 млрд. лет), а западная – ювенильными протерозойскими образованиями. Архейские структурно-вещественные комплексы составляют большую часть Карельской, Мурманской, Беломорской, Кольской (в ее составе установлены фрагменты ювенильной палеопротерозойской коры), Норрботтен провинций (рис. 1 А). Каждая из них имеет свои особенности формирования коры в архее и ее переработки в протерозое ( Daly et al., 2006; Slabunov et al., 2006 ). Две первые структуры рассматриваются как неоархейские кратоны, Беломорская и Кольская – как докембрийские подвижные пояса, провинция Норрботтен пока изучена слабо. Земная кора щита в восточной (древней) части расколота неопротерозойскими палеорифтами Онежско-Кандалакшской системы (Балуев и др., 2000), пронизана среднепалеозойскими интрузиями Кольской щелочной провинции и кимберлитовыми трубками (рис. 1 Б).