Голынчик Петр Олегович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Анализ геологического строения бассейна Западно-Баренцевоморской континентальной окраины позволяет проследить ход геологических событий, повлиявших на формирование структуры осадочного чехла и выделить основные этапы его формирования. Для Баренцевоморского шельфа, выделяются три крупных этапа его развития. Первые два этапа соответствуют времени образования его среднего, мезозойского, и нижнего, палеозойского, структурных этажей. Третий этап, выделяемый на протяжении всего кайнозоя, соответствует мощным эрозионным процессам на большей части Баренцевоморской шельфовой плиты и активному осадконакоплению на ее склонах и в зонах перехода от континента к океану.
В кайнозойском этапе геологического развития бассейна Западно-Баренцевоморской континентальной окраины можно выделить две основные стадии развития: рифтовую и стадию пассивной континентальной окраины.
Рифтовая палеоцен-эоценовая стадия.
В палеоцен-эоценовое время активизировалась крупная региональная сдвиговая разломная зона Де Гир [Faleide, 2008], которая протягивается вдоль всей западной окраины Баренцева моря с юга на север до зарождающегося Северного Ледовитого океана. В это время произошел разрыв континентальной коры на Норвежской окраине, а также в море Лабрадор и заливе Баффин, расположенных между Гренландией и Северной Америкой, с возникновением активных ветвей спрединга [Harrison, 1999]. В результате, на западе Баренцевоморской континентальной окраины в начале эоцена сформировалась область устойчивого прогибания земной коры и депоцентр осадконакопления был приурочен к формировавшимуся на протяжении датского и зеландского веков в условиях сдвиго-раздвиговой тектоники осадочному бассейну, бассейну Западно-Барецневомосркой континентальной окраины.
Используемые в работе результаты четырехмерного моделирования процессов образования бассейнов типа "Pull Apart", выполненного совместно английскими и американскими учеными [Jonathan E. Wu, 2008] для изучения процессов сдвиго-раздвиговой тектоники, позволили проследить формирование структуры бассейна Западно-Баренцевоморской континентальной окраины. Аналогично бассейнам типа "Pull Apart", в пределах бассейна Западно-Барецневоморской континентальной окраины выделается две впадины, два депоцентра осадконакопления прогиб Сервестснаггет и вулканическая провинция Вестбаккен, разделенные центральной разломной зоной Кнелега. Со всех сторон бассейн также ограничен разломными зонами, состоящими из сдвиго-сбросов кулисообразно переходящих друг в друга (разломная зона Хорнсунн, хребет Сенья) (рис 4). Сравнивая реальный палеогеологический разрез с полученным при моделировании виден ряд схожих черт: асимметричная форма впадины с крутым восточным и пологим западным бортом, система разломов ограничивающая зону основного прогибания двумя хорошо выраженными сбросами (рис.5).
 |
| Рис.4 Трех мерная лабораторная модель сдвиго-раздвигового бассейна [Jonathan E. Wu, 2008] с аналогиями строения бассейна Западно-Барецневоморской континентальной окраины. |
 |
Рис.5 Сопоставление палеогеологического разреза вкрест изучаемого бассейна 1-1` на конец эоценовой эпохи с разрезом B-B` через лабораторную модель бассейна [Jonathan E. Wu, 2008].
Условные обозначения см. на рис. 3
|
В пределах заложившегося на западе Барецневоморской континентальной окраины бассейна типа "Pull Apart" осадконакопление преимущественно глинистых отложений происходло в относительно глубоководных условиях на протяжении позднего палеоцена -эоцена. [Ryseth, 2003]. Наличие определенной микрофауны (раковины бентосных фораминифер, пиритизированные диатомеи, недостаток морских планктонных фораминифер) свидетельствует об осадконакоплении в условиях бедного кислородом глубоководного шельфа или батиали. Глубоководные условия подтверждаются фациями, наблюдаемыми в керне скв. 7216/11-1S. Преобладание темных аргиллитов свидетельствует о выпадении осадка в субаквальных условиях в бедной кислородом среде.
В конце раннего эоцена первые инверсионные процессы в северной Атлантике обусловили региональное несогласие на рубеже раннего и среднего эоцена. На склонах глубоководной впадины осаждается преимущественно тонкозернистый материал, среди которого появляются песчаные интервалы, состоящие из переслаивания песчаников, мощностью 10 - 20 м и алевро-глинистых прослоев. Общая мощность песчаного интервала в скв. 7216/11-1S составляет 136 м. Это единственный песчанистый резервуар в этом комплексе, который вскрыла скважина 7216/11-1S. Истинная мощность данного резервуара 135 м.
Быстрое углубление морского бассейна и удаление источников сноса терригенного материала привело повсеместно к быстрой смене песчаного осадконакопления глинистым. Песчаные интервалы, выделяемые в основании средне эоценовой толщи, быстро сменяются вверх по разрезу глубоководными отложениями, представленными толщей чередования алевролитов и глин. [Ryseth, 2003]. На протяжении позднего эоцена сохраняются подобные условия осадконакопления, глубинные, бедные кислородом. Песчаники имеют подчиненное значение. Фораминиферы остаются сходными с фораминиферами среднего эоцена, что указывают на такие же глубинные (батиальные), бедные кислородом условия и для верхнего эоцена.
Стадия пассивной окраины.
В раннеолигоценовое время активизировалась самая северная ось спрединга Атлантики - хребет Книповича [Harrison, 1999]. В доказательство этого факта в северном сегменте Северо-Атлантического глубоководного бассейна выделяются линейные магнитные аномалии с порядковым номером 13, которые датируются возрастом около 33-34,5 млн. лет, что соответствует границе эоценовой и олигоценовой эпох [Engen, 2008]. Активные тектонические перестройки послужили причиной формирования регионального перерыва в осадконакоплении, которое отмечается не только на западе Баренцевоморской окраины, но и в Северном море и на Норвежской окраине [Ryseth, 2003]. В результате обмеления бассейна часть эоценовых отложений была размыта. На рубеже эоцена - олигоцена почти полное исчезновение агглютинированных раковин фораминифер служит доказательством обмеления прогиба Сервестснагет. Отложения олигоцена по данным скважины 7216/11-1S залегают на породах эоценового возраста со стратиграфическим несогласием. Были обнаружены известковые бентосные фораминиферы, что также подтверждает условия мелкводно-морского шельфа.
Начиная с раннего олигоцена, депоцентр осадконакопления переместился из района прогиба Сервестснагет и вулканической провинции Вестбаккен в область молодой океанической впадины. Осадки, слагающие олигоценовую толщу, представлены главным образом глинистыми разностями, но на молодом склоне активно формировались песчаные тела за счет деятельности гравитационных потоков. Отложения олигоцена плохо изучены, так как на большей части акватории Барецнева моря они были уничтожены поздненеогеновым размывом. Однако олигоценовые песчаники и алевролиты известны на хребте Сенья и в бассейне Тромсе. [Ryseth, 2003].
Используя карту мощностей отложений олигоценового возраста и анализ сейсмической записи была построена палефациальная модель изучаемой части акватории. Можно выделить несколько ярко выраженных локальных увеличений мощности, приуроченных, главным образом, к палео континентальному склону. Эти увеличения в мощности рассматриваемой толщи отражают структуру формировавшихся в олигоценовое время подводных конусов выноса терригенного материала (рис.6). Основным источником сноса являлась суша, расположенная восточнее, на месте современной акватории Баренцевоморского шельфа. Для северных конусов выноса возможным источником сноса являлся архипелаг Шпицберген, так как транспортировка материала происходила в юго-западном направлении.
В ундаформенных и фондоформенных частях выделенных конусов выноса прогнозируется наличие песчаных тел. В верхней части клиноформ песчаные тела могли сформироваться за счет близости источника сноса терригенного материала, в нижней части клиноформ ближе к подножию палеосклона, за счет деятельности турбидитных потоков.
В среднем - позднем миоцене развитие бассейна Западно-Баренцевоморской континентальной окраины окончательно перешло в фазу формирования пассивной окраины. В это время осадконакопление происходило под влиянием эвстатического колебания уровня моря. В результате в расширяющемся и углубляющемся бассейне в южной части изучаемого участка формировался подводный конус выноса, сложенный толщей осадков, имеющих клиноформенное строение.
По данным скважины 7216/11-1S отложения среднего и верхнего миоцена представлены илистыми аргиллитами и рассеянными мелкозернистыми песчаниками с линзами доломита. Они накапливались, скорее всего, в мелководно-морских условиях. Крупные песчаные пласты в скв. 7216/11-1S не вскрыты. Однако, клиноформное строение толщи позволяет предположить наличие песчаных тел в составе ундаформ и фондоформ каждого седиментационного цикла. На карте мощностей отложений миоценового возраста выделяются области увеличения мощностей в южной части района исследования. Они интерпретируется как конусы выноса осадочного материала, в пределах которых на сейсмических профилях видны отражения, интерпретируемые как песчаные тела. Направление транспортировки материала происходило с востока на запад, с палеоусуши современного Баренцевоморского шельфа в формирующуюся океаническую впадину. В пределах конусов выноса прогнозируется распространение песчаных тел, образование которых связано с гравитационными потоками.
По сейсмическим данным в верхней части палеоконтинентального склона было выделено русло подводного эрозионного канала, выделяющееся по пачке ярких отражений, формирующих характерную геометрическую форму. В нижней части склона и на более ровных участках палеоокеанического бассейна была выделена область развития лопастей турбидитных отложений, маркирующихся на сейсмических профилях, как область отражений наслаивающихся и прилегающих друг к другу.
Начиная со средне - позднеплиоценового времени усиливается влияние оледенений и связанных с ними эвстатических колебаний уровня моря на особенности осадконакопления Выделяется несколько фаз эрозии осадков на шельфе и их переотложение на континентальном склоне. Плиоцен- четвертичный комплекс отложений подразделяется на три толщи GI GII и GIII, которые разделяются сейсмическими рефлекторами R7, R5 и R1 и поверхностью дна соответственно [Andreassen, 2007].
В плиоценовых отложениях, ограниченных сейсмическими рефлекторами R6 и R7 выделяется геологические тела с сейсмической записью, характерной для обломочных потоков и оползней, которая выражена в поперечном сечении линзовидными телами с хаотичной записью. Отложения толщи R6-R7 сформировались во время первой стадии оледенения и образования ледников. Оледенение спровоцировало сильное внезапное снижение уровня моря, но оно не достигло бровки шельфа и ледниково-флювиальный перенос осадочного материала стал основным механизмом транспортировки осадков. [F.A. Butt, 2000] Вследствие этого, большое количество неконсолидированных, неустойчивых осадков, принесенных с палеосуши западной части Баренцева моря, оказалось в пределах бассейна Западно-Баренцевоморской континентальной окраины за короткий промежуток времени. В виде обломочных потоков, оползней, они сносились вниз по склону в североатлантическую глубоководную впадину.
На карте мощностей пород заключенных между отражающими горизонтами R7 и R5, соответствующих плиоценовому возрасту в северной части изучаемого района выделяется область распространения сейсмической записи, которая характерна обломочным потокам (дебрис флоу). На построенной палеофациальной модели выделена область распространения отложений обломочных потоков. Источником сноса осадочного материала несомненно являлась палеосуша Баренцевоморского шельфа, поскольку переработанные мезозойские палиноморфы не соответствуют найденным на архипелаге Шпицберген. [F.A. Butt, 2000]. В южной части изучаемого участка выделяется конус выноса сложенный слоистой толщей, время формирования которой соответствует временным границам R6-R5.
Выделяются последующие стадии оледенения, на протяжении которых ледники доходили до бровки шельфа Барецнева моря. Обломочный материал вымывался непосредственно из-под тела ледника на шельф и верхнюю часть склона и сносился вниз в виде гравитационных потоков различного генезиса. Важно отметить, что сейсмическая граница R5, соответствующая несогласию раннеплейстоценового возраста, срезает в верхней части склона все нижележащие отложения олигоцена и миоцена.
Отложения четвертичного возраста характеризуются ледниково-морским осадконакоплением. Толща представлена фациями внешнего шельфа и континентального склона. Она характеризуется мощным проградирующим в западном направлении конусом выноса, который формировался под воздействием колебания уровня моря и привноса большого количества осадочного материала ледниками. На карте изопахит четвертичных осадков виден мощный клин, мощность которого увеличивается в западном направлении. На сейсмической записи эти отложения характеризуются яркими отражениями, соответствующими грубообломочным ледниково-морским комплексам. Также толща характеризуется большим количеством аномалий типа <яркое пятно>, отвечающих скоплениям газа в верхней части разреза. Больших скоплений газа не отмечено из-за отсутствия хороших покрышек.
|
