Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / НАУКИ О ЗЕМЛЕ / Общая и региональная геология

Архипелаг Земля Франца-Иосифа-геологический репер Баренцевоморской континентальной окраины

Диссертация

Автор: Столбов, Николай Макарьевич

Заглавие: Архипелаг Земля Франца-Иосифа-геологический репер Баренцевоморской континентальной окраины

Справка об оригинале: Столбов, Николай Макарьевич. Архипелаг Земля Франца-Иосифа-геологический репер Баренцевоморской континентальной окраины : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.01 Санкт-Петербург, 2005 200 c. : 61 06-4/77

Физическое описание: 200 стр.

Выходные данные: Санкт-Петербург, 2005






Содержание:

Введение
Глава 1 Состояние геологической изученности архипелага Земля Франца
Иосифа
Глава 2 Стратиграфия
21 Хейсовская свита
22 Васильевская свита
23 Тегетгоффская свита
24 Фиумская свита
25 Хеферовская свита
26 Ламонская толща
Глава 3 Литологическая характеристика мезозойских отложений ЗФИ
31 Крупнообломочные породы
32 Петрографический состав обломочной части песчаников
33 Глинистые минералы
34 Минералогический состав тяжелой фракции
35 Карбонатные породы
36 Конкреционные образования
Глава 4 Характеристика фаций мезозойских отложений ЗФИ
Глава 5 История геологического развития

Введение:
Береговая линия островов на 63% представлена льдом и только на 37% - коренными и рыхлыми четвертичными породами. Ледяные берега, как правило, обрывисты, высотой до 40-50 м, а в местах выхода к морю выводных ледников идет интенсивное айсбергообразова-ние.
Берега, сложенные коренными породами, представлены двумя типами. Там, где берега образованы базальтовыми покровами, сформированы обрывы высотой до 50-80 м. В местах выхода к побережью песчано-глинистых образований берега пологие.
Острова и разделяющие их проливы имеют угловатые очертания, определяющиеся главным образом, северо-западным, северо-восточным и отчасти меридиональным простиранием.
Рельеф Земли Франца-Иосифа отличается заметной расчлененностью и представлен, как правило, типичными плато высотой от 50-100 до 500-600 м. Наибольшие отметки (от +500 до +620 м) приурочены к нунатакам и куполам островов южной и центральной частям Центральной и Восточной групп, из которых наиболее высокие располагаются на островах Винер-Нейштадт, Земля Вильчека, Мак-Клинтока, Греэм-Белл, Чамп и Галля.
Основной физико-географической особенностью архипелага является широкое развитие современного оледенения, составляющее около 85% общей площади. Свободная ото льда суша представлена, преимущественно, в виде отдельных мысов, нунатаков и береговых скал. Наиболее крупные участки свободной суши приурочены к крайним западным и восточным островам архипелага (рис. 1).
Архипелаг Земля Франца-Иосифа, как и другие крупные архипелаги Баренцева и Карского морей (Шпицберген, Северная Земля), является обособленным краевым сводовым поднятием, расположенным в северной части Баренцево-Карской окраинно-материковой плиты на границе с глубоководной океанической впадиной Нансена Северного Ледовитого океана, характеризующаяся отчетливо выраженным спрединговым типом аномального маг2 нитного поля (Верба и др., 1998). С запада и с востока поднятие ЗФИ ограничено наложенными кайнозойскими грабенообразными прогибами Франц-Виктории и Святой Анны, а с юга - Северо-Баренцевской и Восточно-Баренцевской впадинами (рис. 2).
В строении антеклизы (свода) ЗФИ выделяются три структурных комплекса: докем-брийский складчатый фундамент, палеозойско-мезозойский платформенный чехол и мезозойский комплекс, связанный с этапом тектоно-магматической активизации.
Нижний структурный этаж в районе ЗФИ представляет собой карельский срединный массив в байкальской складчатой области, о чем свидетельствует характер гравитационного поля северной части Баренцевского шельфа. Гравитационное моделирование показало, что в основании архипелага Земля Франца-Иосифа лежит блок высокоплотных образований, перекрытых чехлом мощностью от 1 до 3-4 км. Выделение срединного массива подтверждается изолированностью, изометричными очертаниями блока ЗФИ, приуроченностью к его западной и восточной границам линейных складчатых зон - зоны Франц-Виктория и Святой Анны (Макарьев, Школа, 1998ф).
Для карельских блоков характерны локальные гравитационные аномалии со значениями Д§Буге близкими нулю. Соотношение гравитационных и магнитных аномалий, проанализированное для восточной части ЗФИ, такое же, как в типичных архейских массивах на севере Европейской платформы - Беломорском и Южно-Шведском (Макарьев, Школа, 1998ф). Кристаллический фундамент достигнут зондированием КМПВ у южной границы ЗФИ на глубине 5,0 км; сейсмическая скорость Уг=6,4 км/с (Шкатов и др., 1997ф).
Позднепротерозойский складчато-метаморфический фундамент (байкалиды) вскрыт скважиной Нагурская на острове Земля Александры у западной границы ЗФИ в интервале глубин 1895-3200 м. Он подразделен на нижнюю - сланцевую и верхнюю - кварцитовую толщи. Породы интенсивно дислоцированы, раздроблены и прорваны интрузиями долеритов и габбро-долеритов (рис. 3). На основании встреченных в сланцевой толще акритарх и трихом В.Д. Дибнер относит эту часть разреза к вендской системе (БШпег, 1998). Вендский возраст толщи подтвержден и радиометрическими данными. Возраст белой слюды из кварц-серицитовых микросланцев оценивается 40Аг/39Аг методом в 610 млн. лет (Каплан и др., 2001). Сейсмостратиграфический комплекс, отнесенный к верхнему протерозою, также зафиксирован: на юге ЗФИ на глубине соответственно 4,6 и 7,5 км; на севере антеклизы -сейсмическим профилированием на 4,5-5,0 км ниже уровня океана. Сейсмические скорости, 4
Рис. 2. Обзорная схема Баренцевоморского региона 5 характеризующие верхнюю часть байкальского фундамента, составляют 5,5-5,7 км (Шкатов и др., 1997ф).
Основными структурами поверхности докембрийского фундамента ЗФИ, получившими отражение и в структурах фанерозойского платформенного чехла, определившими фациаль-ное и тектоническое районирование последнего, являются Александровское поднятие, Виль-чековская впадина и Юго-Восточное валообразное поднятие (рис. 1).
Эти зоны существенно отличаются по мощности и строению осадочного чехла, а также по специфике вещественного состава и характеру магматизма. Они проявились уже в среднем палеозое, хорошо выражены в физических полях, а их очертания, частично, прослеживаются в современном надводно-подводном рельефе, что свидетельствует об их длительном унаследованном существовании. Формационные зоны вытянуты в северо-восточном направлении (Макарьев, Школа, 1998ф).
Александровская структурно-формационная зона (Александровское поднятие) охватывает всю северо-западную часть архипелага, включая острова Земля Александры, Земля Георга, Луиджи, Джексона, Карла Александра, Райнера, Рудольфа, Ева-Лив и прилегающую к ним часть шельфа (рис. 1). Для нее характерна сравнительно небольшая мощность осадочного чехла 1-3 км, и лишь в узком грабене, проходящем через пролив Кембридж и полуостров Армитидж, она достигает 4,5 км. Поверхность фундамента довольно сильно расчленена. Глубины поверхности фундамента в апикальной части поднятия 1-2 км. В разрезах платформенного чехла отмечаются несколько крупных перерывов осадконакопления, охватывающих целые системы, сопровождающие региональные размывы. В нему приурочено также наибольшее проявление раннемелового вулканизма и траппового магматизма. В гравитационном поле А§Буге центральной части Александровского поднятия отвечает крупная положительная аномалия, а также положительная высокоинтенсивная магнитная аномалия северовосточного направления.
Вильчековская структурно-формационная зона в тектоническом плане соответствует Вильчековской впадине и занимает юго-восточную часть архипелага, включая острова Гукера, Мак-Клинтока, Галля, Алджера, Хейса, Винер-Нейштадт, Земля Вильчека, Греэм-Белл и др. От Александровского поднятия она отделена Циглеровской зоной впадин, которая примыкает к Циглеровскому разлому, пересекающему, по гравимагнитным данным, весь архипелаг с северо-востока на юго-запад и проходящему через острова Грили, Циглера, Солсбери, Кетлица и др. (рис. 1). Для Вильчековской зоны характерно: большая и устойчивая мощность осадочного чехла, составляющая 7-8,5 км; наиболее полный разрез геологических 6 формаций, малое количество стратиграфических перерывов, охватывающих небольшие отрезки времени. Вильчековская впадина выражена в гравитационном поле Д§Буге и магнитном поле (АТ)а крупными отрицательными аномалиями. В современном морфологическом плане ядро Вильчековской впадины слагают наиболее крупные и близко расположенные острова, составляющие юго-восточное обрамление архипелага.
Юго-восточное валообразное поднятие оконтуривает архипелаг ЗФИ с юго-востока. Оно расположено, в основном, в шельфовой области и захватывает лишь частично острова Сальм и Вильчека (рис. 1). Мощность осадочного чехла занимает здесь промежуточное положение, по-сравнению с предыдущими структурами, и составляет 5-6 км. Широко распространенный на ЗФИ нижнемеловой вулканизм проявился в этой области наименее отчетливо, а маломощные осадочно-вулканогенные образования, по-видимому, полностью эродированы. С юго-восточным поднятием связана крупная линейная положительная аномалия Д§Буге> ориентированная в северо-восточном направлении.
Платформенный чехол поднятия ЗФИ представлен осадочными отложениями, охватывающими стратиграфический интервал от карбона до нижнего мела включительно. Это морские и континентальные образования. Для них характерно пологонаклонное залегание пластов.
На метаморфических породах венда с резким угловым несогласием залегает терри-генно-угленосная толща (рис. 3), представленная циклично чередующимися пачками песчаников, алевролитов и аргиллитов с линзами и пластами каменного угля. Толща вскрыта в скважине Нагурская (остров Земля Александры) в интервале 1740-1896 м. Мощность толщи 102 м. Флористические (заключение Ю.Г. Гора) и палинологические (заключение А.Ф. Диб-нер) данные свидетельствуют о раннекаменноугольном возрасте толщи (БПэпег, 1998). В естественных выходах как указывает В.Д. Дибнер (БГЬпег, 1998) к рассматриваемой толще можно отнести пачку пестроцветных песков и рыхлых глинистых сланцев с пластом битуминозного угля в нижней части разреза мощностью около 30 м, развитую на острове Земля Георга (Скалы Кука). Основанием для такого заключения служат миоспоры, сходные с таковыми из продуктивной толщи Британских островов, возраст которой определяется как средний - поздний карбон (БШпег, 1998). Обломки сходных углей были отобраны Ф. Джексоном на мысе Рифтгофен острова Луиджи, В.Д. Дибнером на мысе Тегетгофф острова Галля и мысе Вашингтон острова Циглера, которые по заключению Н.М. Крыловой по своим текстурным особенностям и составу углеобразующих компонентов похожи на карбоновые угли Подмосковного бассейна (Дибнер, Крылова, 1963). В настоящее время, после детальных па7 линологических исследований карбоновых отложений Шпицбергена и в результате пересмотра образцов с мысов Тегетгофф и Вашингтон, удалось уточнить их возраст как раннека-менноугольный (Э1Ьпег, 1998).
На терригенно-угленосных породах с резкой сменой литологического состава и со стратиграфическим перерывом залегает карбонатная толща биогенно-детритовых известняков (рис. 3). Они состоят на 60-80% из перекристаллизованных обломков раковин, среди которых преобладают разрушенные стебли криноидей и раздробленные створки брахиопод. Примесь глинистого материала составляет 3-6%. Толща вскрыта в скважине Нагурская на острове Земля Александры в интервале 1657-1740 м. Мощность толщи 83 м.
Возраст толщи на основании определенных В.И.Устрицким брахиопод, фораминифер М.Ф. Соловьевой, Г.П. Сосипатровой и В.И. Давыдовым (Э&пег, 1998) определяется как поздний карбон - ассельский век ранней перми.
Алевролито-аргиллитовая толща. С резкой литологической границей и, вероятно, с крупным стратиграфическим перерывом на подстилающих образованиях в скважине Нагурская, в интервале глубин 1290-1657 м залегает толща, сложенная в нижней части аргиллитами с прослоями известняков, а в верхней - алевролитами. В породах верхней половины толщи присутствует мелкий растительный детрит. Мощность 367 м. Из палеонтологических остатков встречены отпечатки рыб и раковинки фораминифер.
Толщу относят к нижней части триасовой системы - к индскому ярусу условно - по-своему стратиграфическому положению в качестве базального цикла триасовой системы (Преображенская и др., 1985; БЛиег, 1998) (рис. 3). В этих же работах эта толща определяется как индский ярус.
Аргиллитовая толща 1. Согласно на светлых алевролитах в скважине Нагурская в интервале глубин 1290-964 м располагается толща черных аргиллитов, хорошо отмученных с редкими линзами известняков и прослоями глинистых алевролитов. Аргиллиты содержат пирит в виде вкрапленности и конкреций. Мощность 326 м. В верхней части разреза встречаются двустворки, которые М.В. Корчинская считает нижнеоленекскими (Корчинская, 1985).
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (ЭШпег, 1998) относят эту часть разреза к нижнему подъярусу оленекского яруса нижнего триаса (рис. 3). 9
Все вышеописанные толщи известны на ЗФИ только по разрезу одной скважины. Вышележащие образования распространены шире и изучались как в скважинах, так и по обнажениям.
Алевролито-песчаная толща. Стратиграфически выше на острове Гофмана (мыс Сугробова, т.н. 2317, 2206) залегает толща, сложенная алевролитами, переслаивающимися с песчаниками, которые преобладают в верхней половине разреза. Алевролиты глинистые темно-серые до черных, листоватые. Песчаники серые с зеленоватым оттенком, плитчатые (толщина плиток 1,5-2,0 см), средне-мелкозернистые, с чешуйками слюды по напластованию. В песчаниках встречаются сидеритовые конкреции уплощенной формы размером 710см. Мощность толщи около 400 м. Эти отложения были установлены автором, совместно с геологами ВНИИОкеангеология Н.М. Столбовым и И.В. Куликовым во время полевого сезона 2000 г. Ископаемая фауна, собранная нами вблизи коренных выходов, представлена ам-моноидеями Arctohungarites laevigatus Popow, A. kharaulakhaensis Popow, A. triformis Mo-jsisoviks, которые по заключению M.B. Корчинской близки к одноименным видам из средне-анизийских отложений Северо-Востока Азии (Столбов, Костева, Корчинская, 2002).
Выше по разрезу, в основании скважин Хейса (остров Хейса) (интервал 2620-3344 м), Северной (остров Греэм-Белл) (интервал 2870-3520 м) и прослеженные в обнажениях на мысах Сугробова и Андрэ острова Гофмана залегает алевролито-песчано-аргиллитовая толща, представленная черными темно-серыми тонковолнисто-линзовиднослоистыми аргиллитами и глинистыми алевролитами с редкими прослоями алевролитов и песчаников. Содержание алевро-песчаных пород и мощность их слоев постепенно возрастают. В глинистых породах присутствует рассеянный пирит и глауконит, а также встречаются сидеритовые, пиритовые, реже - известковистые конкреции. Мощность толщи в скважине Хейса - 674 м, Северная - 650 м. Аргиллиты содержат остатки аммоноидей, двустворок, остракод, форамини-фер, иглокожих, водорослей, детрит высших растений. Определенные в средней части разреза толщи аммоноидеи очень характерны для самой верхней зоны анизийского яруса - «Fre-chites humboldtensis» Северо-Востока Азии (Корчинская, 1985). Найденные автором вблизи коренных выходов и определенные М.В. Корчинской (устное сообщение) совместно со сред-неанизийскими, аммониты на мысах Сугробова и Андрэ (остров Гофмана, т.н. 2205, 2206), представлены Gymnotocras cf. rotelliforme Meek, Gymnotoceras olenekense Meek, Frechitoides migayi (Kipar.), Frechites nevadanus Mojsisoviks, которые близки одноименным видам верхне-анизийской зоны Frechites nevadanus.
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (ЕНЬпег, 1998) относят эту часть разреза к верхнему подъярусу анизийского яруса среднего триаса (рис. 3).
Хлидолитовая толща". Согласно на мелкозернистых песчаниках с растительным детритом в скважинах Хейса (интервал 2160-2620 м) и Северной (2495-2870 м) залегает толща, разрез которой представлен ритмично чередующимися пачками аргиллитов, содержащих линзы плохо отсортированных пород и седиментационных брекчий, и пачками переслаивания глинистых пород с алевролитами, песчаниками и маломощными гравелитами. Мощности пачек измеряются десятками метров. Эта часть разреза наиболее обогащена алевро-песчаным материалом; для нее характерны плохая отсортированность всех типов пород, обилие текстур внедрения, биотурбации, следов илоедов. Особым признаком этой части разреза является присутствие пород смешанного состава - хлидолитов. Мощность толщи в скважинах Хейса - 460 м, Северной -310 м. Наблюдается четкое распределение палеонтологических остатков по разрезу. В нижней части присутствует богатый комплекс морской фауны (двустворки, фораминиферы), в верхней только двустворки (мелкие, угнетенные), обилие фитопланктона и остатки высших растений.
Приуроченные в основном к нижним горизонтам толщи двустворки, по заключению М.В. Корчинской (1985; ОНэпег, 1998), сходны с ладинскими формами Восточного Таймыра, поэтому можно говорить о соответствии толщи ладинскому ярусу, а положение их между верхнеанизийскими и верхнеладинскими комплексами позволяет условно относить эту часть разреза к нижнему подъярусу ладинского яруса. Однако положение границ отдела, как и всех остальных подразделений ОСШ, не установлено.
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (ЭШпег, 1998) относят эту часть разреза к нижнему подъярусу ладинского яруса среднего триаса (рис. 3).
Аргиллитовая толща 2. Толща выделена во всех трех скважинах: в Нагурской (интервал 285-964м), Хейса (1415-2160 м) и в Северной (1935-2495 м), а также установлена в естественных выходах на острове Гофмана (мысы Андре и Сугробова, т.н. 2205, 2206). Согласно залегает на подстилающей толще. Границу проводят в основании аргиллитов, сменяющих алевро-песчаные породы. А в скважине Нагурская граница проходит по пачке аргиллитов, содержащих комплекс верхнеладинских двустворок, которая контактирует с аргиллитами, относящимися к аргиллитовой толще 1. В зоне контакта наблюдается трещиноватость, брек-чирование пород и зеркала скольжения, т.е. на глубине 964 м предполагается тектонический контакт. Толща сложена глинистыми породами, преимущественно аргиллитами, в верхах преобладают алевролиты и песчаники, встречаются линзочки каменного угля. Аргиллиты
11 черные, темно-серые, хорошо отмученные или в тонколинзовидно-волнистом переслаивании с алевритистыми и известковистыми разностями слагают основную часть разреза. В нижней половине разреза присутствует рассеянный пирит, а также конкреции: пиритовые, фосфатные, сидеритовые и известковистые. Глинистая толща сохраняет свои литологические особенности во всех трех скважинах и является маркирующим горизонтом триаса в этом регионе. Мощность толщи в скважинах Нагурская - 679 м, Хейса - 625 м, Северная - 560 м. Ископаемая фауна многочисленна - двустворки, фораминиферы, иглокожие, реже аммоноидеи, остракоды. Особенно характерно для этой части разреза постоянное присутствие мелких даонелл, скоплений игл морских ежей и мелких оолитообразных синезеленых водорослей. В верхах разреза аргиллиты содержат редкие двустворки, карбонатный фитопланктон и растительный детрит.
В определенном М.В. Корчинской в нижней части толщи (Корчинская, 1985; Dibner, 1998) богатом комплексе даонелл присутствуют типично ладинские виды Daonella subarctica Popov, D. prima Kiparisova, D. frami Kittl, D. cf. nitanea McLearn. В скважине Северная вместе с даонеллами встречены Nathorstites cf. lenticularis (Whiteaves) - аммоноидеи, характерные для верхнеладинского подъяруса. Учитывая, что биофоссилии присутствуют только в нижней половине разреза, а залегающая выше толща содержит раннекарнийские двустворки, то стратиграфическое положение аргиллитовой толщи 2 может соответствовать стратиграфическому интервалу, охватывающему верхний ладин - нижний карний. Основанием для отнесения отложений, развитых на мысах Андрэ и Сугробова (остров Гофмана) к верхнеладинско-му подъярусу, послужили найденные вблизи коренных выходов и определенные М.В. Корчинской (устное сообщение) двустворки Daonella cf. prima Kiparisova, и, возможно, верхне-ладинские аммониты Nathorstites? sp., Indigiritesl sp.
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (Dibner, 1998) относят эту часть разреза к верхнему подъярусу ладинского яруса среднего триаса (рис. 3).
Песчано-алевролито-аргиллитовая толща. Толща вскрыта в скважинах Хейса (интервал 1090-1415 м) и Северная (интервал 1605-1935 м), а также обнажена на мысе Тироль острова Винер-Нейштадт. Залегает согласно на песчаниках, относимых к подстилающей толще. Граница фиксируется по резкой смене песчаников аргиллитами. Толща сложена преимущественно глинистыми породами. Маломощные слои песчаников и алевролитов менее распространены, часто встречаются в пачках тонкого волнисто-линзовидного переслаивания с аргиллитами. В нижней части разреза присутствуют породы смешанного гранулометрического состава и седиментационные брекчии; здесь также характерны оползневые текстуры и
12 следы биотурбации. В верхах разреза появляются прослои углистых пород и линзочки каменного угля. Мощность толщи в скважинах Хейса - 325 м, Северной - 330 м, на мысе Тироль около 100 м.
На основании определений М.В. Корчинской двустворок На1оЫа с? когкос!отса Ро-1иЬо1ко в скважине Северная из самой нижней части разреза толщи, ее относят к нижнекар-нийскому подъярусу (Корчинская, 1985; ЭШпег, 1998). На мысе Тироль в нижней части разреза определена (устное сообщение М.В. Корчинской) РптаксйоЫа с? кИ^апет1$ Ро1иЬо1ко - одноименный вид, известный из нижнекарнийских отложений Северо-Востока Азии. Палинологический комплекс, развитый по всему разрезу толщи характерен для верхнетриасового отдела (БЛпег, 1998).
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (БПэпег, 1998) относят эту часть разреза к нижнему подъярусу карнийского яруса верхнего триаса (рис. 3).
Ритмичная толща. Толща выделена в скважинах Хейса (интервал 450-1090 м) и Северная (интервал 880-1605 м) и обнажении, составленном на мысе Тироль острова Винер-Нейштадт. Граница толщи согласная и проводится по основанию пачки глинисто-алевритовых пород с характерным для них проявлениями биотурбации и взмучивания осадка. Для толщи характерно ритмичное чередование глинистых и алевро-песчаных пород. Присутствует плохоотсортированный материал и седиментационные брекчии. Характерны также линзочки и маломощные прослои углистых пород и каменного угля. Угленосность вверх по разрезу возрастает. Глинистые породы представлены аргиллитами, аргиллитопо-добными глинами и глинами в разной степени алевритистыми и песчанистыми. Эти породы содержат глауконит, линзы сидерита, растительный детрит, изредка - обломки раковин двустворок. Мощность толщи 640 м - скважина Хейса, 725 м - скважина Северная, на мысе Тироль - около 300 м.
Возраст толщи определяется по нижнекарнийскому палинокомплексу, установленному Л.А. Фефиловой (Школа и др., 2000) в скважине Хейса и Северная и по комплексу флоры карнийского облика (заключение Н.Д. Василевской) (Б1Ьпег, 1998). Исходя из положения над фаунистически охарактеризованной толщей нижнекарнийского подъяруса и трансгрессивно перекрывающими отложениями хейсовской свиты нижнего нория, можно определить отнесение этой части разреза к нерасчлененным отложениям карнийского подъяруса и, возможно, низам норийского яруса.
Э.Н. Преображенская и др. (1985), В.Д. Дибнер (01Ьпег, 1998) относят эту часть разреза к верхнему подъярусу карнийского яруса верхнего триаса (рис. 3).
Две последние толщи объединяются И.В. Школой (Школа и др., 2000) в греэм-беллскую свиту.
Вышеизложенный разрез вскрыт, в основном, скважинами, а исследуемые нами вышележащие породы, начиная с раннего нория и по ранний мел, широко обнажены на поверхности. Они-то и будут подробно рассмотрены в главе стратиграфия данной работы.
Кроме вышеперечисленных отложений на архипелаге широко развиты магматические образования, представленные покровами, силлами и дайками. Комплекс магматических пород архипелага относится к семейству габбро-базальтов нормального ряда. По типу щелочности выделяются две ассоциации: низко калиевых толеитов и андезибазальтов (Макарьева, 1997; Столбов, 2000). Время проявления основной фазы магматической активности определяется как ранний мел (баррем-альб). Вулканогенные образования объединены в армитидж-скую свиту раннемелового возраста (К\аг) (Макарьев, Школа, 1998ф).
Магматическая активность на архипелаге непосредственно предшествовала раскрытию Северного Ледовитого океана (Столбов, 2000; Грачев, 2001).
Кроме того, на архипелаге выделяются и четвертичные образования. Залегают тонким, нередко, прерывистым плащом мощностью в пределах первых метров, чаще 1-2 м. Наиболее широко развиты осадки морских террас различных уровней, элювиальные и склоновые образования, в меньшей степени - водно-ледниковые и ледниковые. Возрастной интервал четвертичных отложений ограничен рамками верхнего звена неоплейстоцена голоценом.
Сформировавшаяся на новейшем этапе (плейстоцен) (ЭНэпег, 1998) мозаичная структура, состоящая из приподнятых и опущенных блоков со значительной амплитудой вертикального смещения (до 1000 м) также создает немало трудностей: разрезы бывают трудносопоставимы не только на близко расположенных островах, но даже на разных мысах одного острова.
Специфика геологии ЗФИ заключается в том, что на свободных ото льда участках суши мы наблюдаем лишь отдельные части разреза, причем из-за миграции ледяного покрова количество и величина обнажений не остаются постоянными. Каждый исследователь, посещавший архипелаг, имел дело только с более или менее оригинальными объектами наблюдений и на небольшой группе островов. На основании преимущественно палеонтологических данных их пытались увязать только с подразделениями общей стратиграфической шкалы (ОСШ). В результате установлен общий стратиграфический диапазон отложений и присутствие в разрезе определенных систем, отделов, ярусов и даже подъярусов. Однако положение общих стратонов, как правило, не обоснованы, не установлено основное вещественное
14 их содержание. Единицы ОСШ прослеживались в большинстве случаев по сходству вещественного состава распространенных толщ, содержащих отдельные биофоссилии, далеко не всегда относящиеся к руководящим. Задачей моей работы являлось получение, по-возможности, детальной литологической характеристики составляющих указанный разрез толщ и их прослеживание в пространстве. А также установления взаимоотношений литост-ратонов с вмещающими породами и их стратиграфического объема в разных частях архипелага. Выделенные на данном основании свиты и толщи в дальнейшем могут служить основой легенд крупномасштабных геологических карт и поисковых исследований. Для этого необходима детальная литологическая характеристика отложений и взаимоотношения с подстилающими и перекрывающими отложениями.
Актуальность темы диссертации. Детальное изучение вещественного состава позд-нетриасовых-раннемеловых отложений архипелага ЗФИ оказывается весьма актуальным в настоящее время. Географическое и геодинамическое положение архипелага делает его важным объектом для решения целого ряда проблем геологического строения Арктического шельфа России. В частности, значительная мощность осадочного чехла, пологое залегание пород, хорошие коллекторские свойства ряда толщ, наличие битуминозности и газопроявлений в триасе и юре указывает на определенную перспективность их в отношении нефтегезо-носности архипелага ЗФИ, и в еще большей мере окружающего шельфа. Для эффективного поиска скоплений минерального сырья необходимо провести детальные стратиграфические исследования, которые смогут обеспечить выделение конкретных породных комплексов и установить их реальные соотношения. Наиболее рациональным для практических целей является литостратиграфический метод, основанный на детальном изучении вещественного состава геологических тел.
Отложения верхнего триаса - нижнего мела широко распространены на поверхности, а также вскрыты скважинами Хейса на одноименном острове и Северная на острове Греэм-Белл. Они представлены, в основном, песчаными, алевритовым и глинистыми образованиями морского и континентального генезиса. Биофоссилии в них распространены фрагментарно. Произведенное здесь детальное изучение литолого-фациальных особенностей горных пород (их петрография, текстурные, структурные признаки, минералы тяжелой фракции, глинистые минералы, а также мощность толщ и характер строения разреза) позволяет создать детальную стратиграфическую схему, составленную реальными геологическими телами, сложно соотносящимися друг с другом. Она может служить основой для разработки легенды крупномасштабных геолого-съемочных и проведения поисковых работ.
Корреляция подразделений предлагаемых литостратонов с единицами общей и региональной стратиграфических шкал обеспечивается широким использованием палеонтологических данных, тщательно привязанных к изученным разрезам.
Цель и задачи работы. Целью работы является создание местной стратиграфической схемы мезозойских отложений ЗФИ, основанной на изучении литологии и анализе палеонтологических данных.
Для достижения поставленной цели производилось:
1. Изучение разрезов, приведенных в опубликованной и фондовой литературе и собственные полевые наблюдения.
2. Детальное петрографическое изучение песчаных разностей пород.
3. Анализ минералов тяжелой фракции и установление их стратиграфического значения.
4. Проведение в рентгеновской лаборатории СПбГУ дифрактометрического изучения глинистых минералов и выяснения их эволюции.
5. Выделение конкретных литостратонов - свит и толщ на основании полевых наблюдений, материалов из опубликованной и фондовой литературы.
6. Анализ распределения палеонтологического материала по разрезу.
Основные защищаемые положения.
1. Обоснование стратиграфического значения вещественных признаков, установленных при впервые проведенном детальном комплексном изучении литологии мезозойских отложений ЗФИ. Смена цвета, состава, текстур, обломочная составляющая терригенных пород, особенностей минеральных ассоциаций тяжелой фракции и др. признаков позволяют однозначно расчленять разрезы и устанавливать в них литостратоны различных категорий. Многие из них могут успешно применяться для дробной корреляции пространственно разобщенных разрезов, а также использоваться для фациальной характеристики свит и восстановления палеогеографических обстановок ЗФИ в мезозое.
2. Новая литостратиграфическая схема верхнетриасово-нижнемеловых отложений ЗФИ, предложенная в качестве основы для легенды Северо-Карско-Баренцевоморской серии листов Госгеолкарты РФ 1000. Эта схема существенно детализирует и уточняет прежние стратиграфические построения. Основой ее являются конкретные вещественные геологические тела, пространственно-временные соотношения которых обосновываются палеонтологическими и литологическими данными.
Научная новизна работы. Впервые для архипелага предложена местная стратиграфическая схема, базирующаяся преимущественно на достаточно четких фациально-литологических особенностях и учитывающая новейшие палеонтологические определения возраста. В ней уточнены стратиграфические данные хейсовской, васильевской и тегетгофф-ской свит и выделены из ранее нерасчлененных средне-верхнеюрских и берриас-валанжинских отложений три новых подразделения: фиумская, хеферовская свиты и ламон-ская толща.
Впервые на обширном фактическом материале в пределах архипелага ЗФИ получена детальная литолого-петрографическая характеристика мезозойских отложений и дана их фа-циальная интерпретация.
Для подстилающей хейсовскую свиту части мезозойского разреза, вскрываемого скважинами, предложена оригинальная литостратиграфическая схема.
Практическая значимость работы. Предлагаемая местная стратиграфическая схема для широко распространенных на поверхности мезозойских отложений ЗФИ, в которой в качестве основных подразделений используются толщи и свиты, основанные на четких лито-логических признаках, позволяет широко прослеживать их на площади, а также изображать на геологических картах крупного масштаба, т.е. использовать для чисто практических целей.
Автор надеется, что выработанная им стратиграфическая схема может послужить основой легенды, готовящихся к изданию листов Госгеолкарты-1000 на территорию архипелага ЗФИ и прилегающего шельфа.
Все имеющиеся данные используются для корреляции литостратонов с подразделениями бореальной региональной шкалы (Захаров и др., 1997) и ОСШ.
Фактический материал. Основным источником получения информации по описанию разрезов явились полевые дневники и коллекции образцов геологов Северной партии ГП ПМГРЭ - A.C. Острого, Е.П. Карноушенко, Д.Э. Бех-Иванова, A.A. Макарьева, Е.М. Макарь-евой, ВНИИОкеангеология - Н.М. Столбова, а также сосбственные наблюдения автора, составленные в результате геологических съемок 1993-1995 г.г. и 2000-2001 г.г. Использованы материалы, содержащиеся в опубликованной и фондовой литературе (Дибнер, Седова, 1959; Дибнер, Шульгина, 1960; Пирожников, 1958ф; 1961ф; Михайлов, 1979; Шульгина, Михайлов, 1979; Лившиц, Маркелова, 1974; Михайлов и др., 1977ф; Михайлов и др., 1979ф; Тара-ховский и др., 1976ф; Дитмар и др., 1981ф).
Аналитический материал. Диссертантом описано более 300 петрографических шлифов. Данные по акцессорным минералам, гранулометрическому анализу заимствованы автором из фондовых отчетов ВНИИОкеангеологии (Лившиц, Маркелова, 1974; Михайлов и др., 1977ф; Михайлов и др., 1979ф; Тараховский и др., 1976ф; Дитмар и др., 1981 ф) и ГП ПМГРЭ (Макарьев, Школа, 1998ф), а также из работы В.Д. Дибнера и др. (1962). Минералогический иммерсионный анализ в разные годы выполнялся минералогами ВНИИОкеангеология и ГП ПМГРЭ: 3.3. Ронкиной, В.М. Спектор, Н.В. Петровой. Небольшая часть проб была просмотрена H.A. Калмыковой (СПбГУ). Изучение глинистых минералов в 30 пробах было произведено автором методом рентгеновской дифрактометрии в рентгеновской лаборатории СПбГУ, а также сотрудником НИИЗК В.Ф. Сапегой.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции к 275-летию Санкт-Петербургского университета "Проблемы осадочной геологии" (Санкт-Петербург, 1998), Международной конференции "Полезные ископаемые, формирование, прогноз, ресурсы" (Санкт-Петербург, 1999), IV Международной конференции "Новые идеи в науках о земле" (Москва, 2000), XIV Международной школе морской геологии (Москва, 2001). Результаты исследований изложены частично в информационном отчете по геологической съемке масштаба 1:1 000000 архипелага Земля Франца-Иосифа, составление ГК - 1000000 (листы U-38, 39, 40, 41) и теме 390: "Построить модель эволюции земной коры Баренцево-Карской континентальной окраины как основу для оценки минерально-сырьевого потенциала архипелага Земля Франца-Иосифа и прилегающего шельфа". Результаты докладывались автором на кафедре "Литологии, морской и нефтяной геологии " СПбГУ в марте 2001 г.
Публикации. По теме опубликовано 7 работ (3 статьи и 5 тезисов).
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем работы 169 страниц машинописного текста, включая 3 таблицы и 33 рисунка. Список литературы составляет 159 наименований. Приложение 1 включает 45 страниц текста.