Рельеф и четвертичные образования архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа

Короткий опис

Содержание
Оглавление

Стр.

Введение...4

1. История исследования...11

2. Методы исследования...15

2. 1. Геоморфологические методы...15

2. 1. 1. Морфологический метод...15

2. 1.2. Метод выделения генетически однородных поверхностей...15

2. 1. 3. Анализ деформаций исходного пенеплена...16

2. 1.4. Корреляция морских террас...16

2.2. Сейсмологический метод...17

2.3. Археологический метод...17

2. 4. Методы изучения четвертичных образований...17

2. 4.1. Сейсмостратиграфический метод...17

2. 4.2. Фаунистический метод...20

3. Краткая характеристика геологического строения и этапов

до новейшего развития архипелага...22

4. Морфогенетическая характеристика рельефа...28

4. 1. Субаэральный рельеф...28

4.2. Субаквальный рельеф...37

4. 3. Краткая характеристика рельефа континентального склона и подножия...39

5. История развития рельефа...41

6. Четвертичные образования...44

6. 1. Эоплейстоцен...44

6. 2. Неоплейстоцен...45

6. 3. Голоцен...48

6. 4. Среднее-современное и верхнее-современное звенья нерасчлененные...50

6. 5. Нерасчлененные образования...51

6. 6. Фаунистическая характеристиканеоплейстоцен-голоценовых образований...53

7. Морфоструктура архипелага и прилегающего шельфа...69

7. 1. Шельф...69

7. 2. Континентальный склон и подножие...74

7.3. Новейшие движения...75

7. 3. 1. Палеоген-средний неоплейстоцен...75

7. 3. 2. Поздний неоплейстоцен-голоцен...77

7.4. Сейсмичность...,...85

8. Прикладное значение геоморфологических исследований...89

8.1. Геоморфологические критерии размещения и образования россыпей

(на примере участков равнин Сарса и Каффи)...89

3

8. 2. Значение геоморфологических исследований при решении инженерно-геологических задач (на примере пос. Пирамида)...92

Заключение...98

Литература ...101

Приложения:

1. Разрезы неоплейстоцен-голоценовых образований...113
Введение

4 ВВЕДЕНИЕ

Изученный район географически охватывает дно Баренцева, Гренландского морей и части Северного Ледовитого океана, а также многочисленные острова архипелага Шпицберген и является частью Западно-Арктической материковой окраины (76°-81° с. ш., 9°-36° в. д.). В геологическом смысле материковая окраина совпадает с областью обширных кайнозойских трансгрессий, неоднократно заливавших весь регион вплоть до водораздельных пространств и чередовавшихся с глубокими регрессиями, когда практически весь шельф осушался, а море отступало в пределы континентального склона. В геоморфологическом понимании окраина континента включает прибрежные средне-низкогорья и равнины суши, шельф, часть материкового склона и подножия. В тектоническом плане она соответствует протяженной зоне утонения земной коры материкового типа по направлению от обрамляющих орогенов и выступов складчатого основания платформ к зоне сочленения с корой океанического типа в районе нижних частей материковых склонов и подножий Норвежско-Гренландского и Евразийского суббассейнов Северного Ледовитого океана. И, наконец, геодинамические границы Западно-Арктической окраины Евразии также определяются зонами неотектонической неустойчивости (Сенин и др., 1989), приуроченными к поясам краевых шельфовых поднятий (Грамберг и др., 1981) и сдвиго-раздвиговых дислокаций в районах материковых склонов и подножий в результате горизонтальных и знакопеременных вертикальных движений масс земной коры.

Актуальность работы определяется необходимостью сбора и систематизации" имеющихся данных по геоморфологии и четвертичным образованиям крайне перспективного на обнаружение россыпных и углеводородных месторождений района Западно-Арктической континентальной окраины. Составленные карты; геоморфологическая и четвертичных образований, а также схема морфоструктур имеют, в связи с этим, существенное поисковое значение. Работа также направлена на планирование строительства инженерно-геологических сооружений на архипелаге Шпицберген.

Огромные потенциальные запасы нефти и газа, уже открытые на шельфе Баренцева моря (Грамберг и др., 1981), предопределяют необходимость проведения геоморфологических и неотектонических обобщений накопленных материалов, в первую очередь для установления таких критериев нефтегазоносности, как: амплитуды движений перспективных на углеводородное сырье структур в течение новейшего этапа и их геоморфологическая выраженность, влияние гляцио- и гидроизостазии на пластовые давления в недрах и многие другие. Реконструкция палеогеографического развития материковой окраины в кайнозое, непосредственно вытекающая из результатов геолого-

геоморфологического и неотектонического анализов, помимо ее значения для геологосъемочных и поисково-разведочных работ, предопределяет также многие направления экологических исследований на шельфе и его побережьях, в том числе с целью долгосрочного прогноза изменений природной среды в Арктике. Основные закономерности геоморфологии, геологического строения кайнозойского осадочного чехла и неотектонического режима региона имеют определяющее значение для региональных и детальных инженерно-геологических изысканиях, в том числе при обустройстве глубоких параметрических скважин на шельфе и островной суше, возведении буровых платформ и планировании строительства в Арктике инженерных сооружений.

Наконец, потеря за Россией подавляющей части выходов к Балтийскому, Черному и Каспийскому морям обусловила необходимость освоения в первую очередь ее Арктических шельфов, в числе которых Баренцевоморский является наиболее важными, в первую очередь в силу своего огромного углеводородного потенциала, а также из-за относительной (по сопоставлению с Лаптевоморским и Восточно-Сибирско-Чукотским шельфами) легкодостушюсти, не столь тяжелого и постоянного ледового покрова и сравнительно неплохо развитой промышленной инфраструктуры на побережьях, в том числе и на архипелаге Шпицберген.

Цель работы - выявление условий формирования рельефа и осадков архипелага на неотектоническом этапе его развития.

Основные задачи. В соответствии с целью работы в ней решались следующие задачи:

1. Сбор и систематизация накопленного материала по геоморфологии и четвертичной геологии Шпицбергена и прилегающего шельфа.

2. Проведение геолого-геоморфологического анализа рельефа архипелага и прилегающего шельфа.

3. Выявление взаимосвязи генезиса рельефа и неотектонического режима с процессами четвертичного россыпеобразования.

4. Характеристика геоморфологических процессов, определяющих инженерно-геологические условия освоения архипелага.

Защищаемые положения:

1. В формировании различных типов рельефа и условий осадконакопления

доминирующую роль сыграло блоковое строение района и резко дифференцированные

6

неотектонические движения блоков земной коры (в том числе голоценовые и современные).

2. Ведущая роль в формировании морфоструктуры и чехла неоген-четвертичных отложений архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа в новейшее время принадлежала неотектоническим движениям, проявляющимся на фоне эвстатических колебаний уровня Мирового океана.

3. Установлены четыре этапа кайнозойского развития архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа: палеоцен-эоценовый - тектонического спокойствия; олигоцеп-миоценовый - тектонического воздымания и резкой дифференциации в перемещениях отдельных блоков; плиоцен-плейстоценовый - преимущественно нисходящих в пределах акватории тектонических движений; поздненеоплейстоцен-голоценовый — этап тектонического погружения шельфа и воздымания островов архипелага.

4. Условия существования поселка Пирамида связаны с деструктивными геоморфологическими процессами. Для их оперативного прогнозирования необходима постановка полномасштабного инженерно-геоморфологического мониторинга, что ляжет в основу промышленного строительства на объектах Шпицбергена.

Научная новизна работы заключается в разработке новой модели единых в системе «суша-море» карт геоморфологического и геологического содержания, отображающих новейшее развитие сложного геоструктурного узла сочленения двух океанических бассейнов и шельфовой части материка с островной сушей. Палеогеографические выводы позволяют по-новому трактовать историю геологического развития архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа.

Практическая значимость работы состоит в возможности использования материалов картирования рельефа (геоморфологическая карта, представленная в данной работе защищена в НРС ВСЕГЕИ и является картографическим документом, входящим в комплект карт) и четвертичных образований, реконструкции палеогеографических обстановок и неотектонического режима при оценке перспектив территории на обнаружение россыпепроявлений, залежей углеводородов и под строительство промышленных объектов.

Фактический материал и личный вклад автора в основу работы положены геолого-геоморфологические материалы, полученные автором в ходе геолого-съемочных работ ФГУ НПП ПМГРЭ в течение полевых сезонов 1990-1995 и 1999-2003 годов (рис. 1). Автор принимал участие в геоморфологическом картировании, составлении разрезов,

7 исследовании и различных видах опробований (минералогическом, макро- и

микрофаунистическом и шлиховом) четвертичных образований. За указанные периоды автором составлены следующие карты: "Геоморфологическая карта западной части Земли Оскара П" (м-б 1:50 000), "Геоморфологическая карта Земли Хаакона VII" (м-б 1:100 000), "Геоморфологическая карта района вулкана Сверре" (м-б 1:10 000), "Геоморфологическая карта Земли Андре" (м-б 1:100 000), "Геоморфологическая карта южной части Земли Андре и Земли Хаакона VII" (м-б 1:100 000). При построении карт, кроме полевых наблюдений, использовался материал, хранящийся в фондах ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология и многочисленные доступные публикации российских и зарубежных исследователей. Дешифрированы аэрофотоснимки, любезно предоставленные Норвежским Полярным институтом (м-б 1:50 000). В 1996 году на основе этих данных была создана "Геоморфологическая карта архипелага Шпицберген" (м-б 1:1000 000). И, наконец, анализ вновь поступивших (как фондовых, так и опубликованных) материалов позволил создать в 2000 году "Геоморфологическую карту архипелага Шпицберген (Свальбард) и прилегающего шельфа" (м-б 1:1000 000) (Sharin, 2000), представленную в данной работе.

Автором составлен ряд разрезов четвертичных образований (рис. 1), причем исследованы как ранее изученные, относящиеся к разряду классических (мыс Экхольм, мыс Балянуспюнтен, мыс Капп Кьелдсен), так и практически неизвестные на архипелаге (Сент-Джонс-фиорд, Якобсен-бухта, долина Форкдален, мыс Страумтанген, Скамдален, мыс Питтермана, дельта реки Кратерэльва, моренные комплексы ледников Карлсбреен, Вонбреен, Абрахамсенбреен, Эйдембреен). В них, помимо литологического описания, отобран и большей частью к настоящему времени определен ряд образцов для радиоуглеродного датирования, макро- и микрофауны. В этих разрезах изучены четвертичные образования морского, ледникового, ледниково-морского, озерно-ледникового, флювиогляциального генезиса в возрастном диапазоне позднего неоплейстоцена - голоцена.

На протяжении последних пяти лет, в ПМГРЭ, автором создается коллекция четвертичной малакофауны архипелага Шпицберген. К настоящему времени в коллекции присутствуют образцы из районов Вуд-фиорда, долины Вудфиордцален, Вейде-фиорда, Ауст-фиорда, Бокк-фиорда, пролива Форлансунн, Ис-фиорда, долины Гипсдален, Билле-фиорда, Норд-фиорда и бухты Петуния (рис. 1). Образцы отбирались как по площади, так и по разрезам.

Накопленные данные по изучению четвертичных отложений позволили создать в

2002 году в соавторстве с Е.А. Гусевым. [EJ5. Мусатовым] и П.В. Рекантом "Карту четвертичных образований архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа" масштаба

СЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН

с*,

четвертичных образований » Географические названия

Географические названия к рис.1

1 Бухта Моссель

2 Полуостров Рейнсдюрфлюа 3

4 Якобсен-бухта

5 Ледник Монако

6 Мыс Лагуненнессет 7

Вулкан Сверрефьеллет

ЮМысСтраумтанген 11 Мыс Вигдельпюнтен

13 Долина Скамдален

15 Ледник Брассвел

16 Ледник Карлсбреен

17 Вулкан Сигурдфьеллет

18 ЛедникВонбреен 19МысКросспюнтен

20 Мыс Питтермана

21 Ледник Абрахамсенбреен

22 Мыс Гвисез

23 Полуостров Бреггер

24 Ледник Конгсвеген

25 Ледник Комфортлессбреен

26 Равнина Сарса

27 Мыс Бшнуспюнтен, Ледник Оватсмаркбреен

28 Равнина Каффи

31 Бухта Петунья

32 Ледник Норденшельда

33 Мыс Экхольм, долина Матисондален

34 Сент-Джонс-фиорд

36 Ледник Эйдембреен

37 Бухта Гипсвика

38 Долина Сассендален

39 Долина Адвентдален

40 Озеро Линне

43 Бухта Риндер

44 Ледник Натхорста

9 1:1000 000 (Шарин и др., 2003). Впервые для данного региона карта четвертичных

образований составлена по стратиграфо-генетическому принципу, единому для островной суши и акватории.

Геоморфологическая карта и карта четвертичных образований составлены в ГИС-технологии (Arc/View 3.1). При работе над картами учтены доступные автору материалы отечественных и зарубежных исследований. Геоинформационная система позволяет вносить дополнения и исправления при получении новых данных.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях: Всероссийское совещание "Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления в XXI веке", Санкт-Петербург, Россия, 1998 г.; 27-й Международный Полярный Симпозиум, Торунь, Польша, 2000; Международная конференция, посвященная 25-летию археологической экспедиции РАН (пос. Баренцбург, архипелаг Шпицберген) 2003 г.; Международная конференция "Комплексные исследования природы Шпицбергена", Мурманск, 2003 и 2004 г.г.; XIII Гляциологический симпозиум "Сокращение гляциосферы: факты и анализ", Санкт-Петербург, Россия, 2004 г.

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, включающих доклады на международных конференциях. Основные результаты работы отражены в 7 отчетах (фонды ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология).

Структура и объем диссертации. Работа объемом 128 страниц машинописного текста состоит из введения, восьми глав и заключения, списка использованной литературы (150 наименований), иллюстрирована 18 рисунками, 4 таблицами и 1 приложением.

Благодарности, Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору А.Н. Ласточкину за постоянное внимание, помощь и ценные научные консультации. Сердечно благодарит директора ПМГРЭ В.Д. Крюкова, своих коллег: Е.П. Шкатова, A.M. Тебенькова, М.Б. Сергеева, А.А. Макарьева, Н.В. Качурину, А.Н. Сироткина, Ю.И. Мокина, В.В. Алексеева, А.С. Бирюкова, Н.Н. Костеву, консультациями которых он неоднократно пользовался. Автор весьма признателен Т.А. Мотычко, Н.Г. Красновой, В.А. Дымову, оказывавших техническое и моральное содействие на различных этапах работы.

За обсуждения и критические замечания автор искренне признателен Д.В. Лопатину (СПбГУ), Ю.Е. Мусатову (СПбГУ), И.С Постнову (СПбГУ), Е.А. Гусеву (ВНИИОкеангеология), П.В. Реканту (ВНИИОкеангеология), В.Ф. Старкову (институт археологии РАН, Москва), П.Ю. Черносвитову (институт археологии РАН, Москва).

10 Важные результаты, использованные в данной работе, были получены при

микрофаунистическом анализе образцов, которые выполняли [О.Ф. Барановская] (ПМГРЭ) и

[Н.И. Дружинина] (ВНИИОкеангеология). За полученные радиоуглеродные датировки автор благодарен Х.А. Арсланову (лаборатория геохронологии НИИГ СПбГУ), Г.И. Зайцевой (институт материальной культуры РАН, Санкт-Петербург), Л.И. Сулержицкому (радиокарбонная лаборатория геологического института РАН, Москва).

Автор искренне признателен своим наставникам |А.А. Красилыцикову| (ПМГРЭ),

|Е.Е. Мусатову| (СПбОИЛ РАН), [ТВ. Николаевой] (СПбГУ), людям, чьи критические замечания, огромный опыт и наставления явились определяющими при выборе тематики представляемой работы.

Автор выражает благодарность иностранным коллегам, оказывавшим помощь при проведении полевых работ и любезно предоставившим результаты своих исследований: В. Далльману (Норвежский Полярный институт) и О. Сальвигсену (Университет Осло, Норвегия).

Наконец, выполнение работы было бы невозможно без понимания и поддержки, постоянной заботы жены.

11

1. История исследования

В истории геоморфологического изучения архипелага выделяются три основных этапа.

Первый этап охватывает период с середины XIX до 30-х годов XX столетия. В этот период многочисленными экспедициями проводились лишь эпизодические наблюдения над строением и морфологией прибрежных террас, морфологией ледников, строением моренных образований. В публикациях, относимых к этому времени, мы находим отрывочные сведения о высотах морских террас и их пространственном положении, в основном, в районе Ис-фиорда (рис. 1).

Второй этап (с 1930 до 1960 г. г.) характеризуется специализацией исследований, которые ведутся в трех основных направлениях: изучение комплекса морских террас, изучение неотектонических движений и гляциогеоморфологические работы. За этот период архипелаг посетило более 130 научных экспедиций различных стран, главным образом, Норвегии, Польши, Англии, Швеции, США, Австрии, Франции, Финляндии. В ходе работ этих экспедиций уже уделялось серьезное внимание изучению геоморфологического строения архипелага. Составлялись крупномасштабные карты, проводилась аэрофотосъемка отдельных участков архипелага.

В 1948 г. был создан Норвежский Полярный институт, в сферу деятельности которого входило всестороннее изучение архипелага Шпицберген. Сотрудником этого института Р.В. Фейлинг-Ханссеном в 1948-1955 г.г. проведено детальное изучение террасового комплекса в районах Билле-фиорда и Сассен-фиорда. Впервые проведенное в 1959-1960 г.г. Р.В. Фейлинг-Ханссеном и И. Олссон определение абсолютного возраста радиокарбоновым методом образцов фауны морских моллюсков, позволило судить о возрасте террас расположенных на уровнях 6 м, 17 м, 42 м, 50 м и 56 м. Изданная в 1955 году монография Р.В. Фейлинга-Ханссена, посвященная систематике морских моллюсков и геоморфологии центральной части Западного Шпицбергена, до сих пор не утратила своей актуальности и должна служить настольной книгой специалиста занимающегося этими проблемами на Шпицбергене (Feyling-Hanssen, 1955).

В 1957-1960 г.г. в рамках Международного геофизического года экспедицией Польской Академии Наук были проведены комплексные исследования в центральной части о. Западный Шпицберген на Земле Веделя Ярлсберга и частично в районе Земли Серкап (рис. 1). В программу работ этой экспедиции входило: геологическое картирование, общегеографические исследования, изучение новейших тектонических движений, а также изучение ледниковых форм рельефа в маргинальных зонах ряда крупных ледников.

12

Работами К. Биркенмайера, С. Евтуховича, А. Яна, Я. Щупричинского установлено широкое развитие флювиогляциальных форм рельефа на южной оконечности Шпицбергена, дано детальное описание комплекса морских террас, составлен ряд гляциогеоморфологических карт краевых зон крупных ледников района залива Хорнсунн.

Таким образом, к концу 50-х - началу 60-х годов имелись лишь разрозненные геоморфологические данные, касающиеся, главным образом, комплексов морских террас, по отдельным, наиболее доступным для изучения районам архипелага. Следует отметить, что к этому времени ни одной из экспедиций не было составлено ни одной геоморфологической карты не только для архипелага в целом, но даже для районов в которых они проводили исследования. Лишь экспедицией Польской Академии Наук был составлен ряд крупномасштабных карт-схем маргинальных зон ледников южной оконечности о. Западный Шпицберген. Одной из единственных обобщающих карт того времени являлась карта «Гляциафлювильных и аккумулятивных форм рельефа Шпицбергена» м-ба 1:500 000, опубликованная Я. Щупричинским в 1969 году.

Отсутствие геоморфологических карт объясняется, вероятно, тем, что основное внимание уделялось геологии архипелага и его тектонике. Кроме того, немаловажным фактором является и то, что подавляющее большинство экспедиций было небольшими по численности, не имело надежных технических средств для проникновения в труднодоступные районы архипелага. Но главной причиной, по-видимому, являлось отсутствие заинтересованности у исследователей в изучении геоморфологии архипелага.

Третий этап связан с началом проведения на территории всего архипелага комплексных геолого-геофизических исследований советскими экспедициями и в частности Шпицбергенской экспедицией Научно-исследовательского института геологии Арктики (с 1972 г. ПГО "Севморгеология", с 1990 - ПМГРЭ).

Шпицбергенская экспедиция начала свою деятельность на архипелаге с 1962 года и продолжает исследования (как структурное подразделение в ранге партии в составе ФГУ НПП ПМГРЭ) до настоящего времени.

Геолого-геофизические исследования проводились на всей территории архипелага, и основные результаты этих исследований изложены в ряде сборников и многочисленных статьях.

В 1963 году в составе Шпицбергенской экспедиции была организована партия по изучению четвертичных образований и геоморфологии архипелага, которая проводила исследования на Земле Норденшельда, Земле Диксона, Земле Андре, Северо-Восточной Земле (рис. 1), а также на ряде участков Ис-фиорда (рис. 1). В 1965 году (Семевский, Шкатов, 1965) была опубликована первая, для архипелага Шпицберген геоморфологическая

13

карта центральной части о. Западный Шпицберген (Земля Норденшельда). В дальнейшем этими же авторами, а также А.И. Пановым, И.С. Постновым и К.Н. Белоусовым в период с 1970 по 1990 г. г. был составлен ряд геоморфологических карт (масштаб 1: 100 000 и 1:200 000) на другие районы острова Западный Шпицберген (в отчетах).

В 1965 году Шпицбергенская гляциологическая экспедиция института географии АН СССР начала проводить планомерные исследования по изучению ледников Шпицбергена. С небольшими перерывами эта экспедиция продолжает свою деятельность до настоящего времени. Помимо чисто гляциологических исследований сотрудники экспедиции проводили гляциогеоморфологические и геоморфологические наблюдения, главным образом изучая моренные комплексы и морфологию морских террас. Результаты этих исследований опубликованы в ряде сборников.

Таким образом, из приведенного обзора геоморфологического изучения архипелага видно, что планомерные региональные геоморфологические исследования проводились лишь советскими исследователями, которые к середине 80-х годов обладали наиболее полной информацией о геоморфологическом строении архипелага Шпицберген.

Эта информация позволила 1986 году Д.В. Семевскому и Н.Л. Говоруха впервые составить геоморфологическую карту на весь архипелаг масштаба 1:1000 000 (Красильщиков и др. 1986ф).

В связи с открытием в 70-х годах польских научных баз в заливе Хорнсунн и на равнине Каффи, а также переориентацией норвежского поселка Нью-Олесунн (полуостров Брегтер) на научные цели, изучение геоморфологического строения получило новый толчок. Польскими исследователями (Я. Щупричинский, М. Пулина, А. Мушиаль, К. Биркенмайер, Г. Рахлевич и др.) были созданы и опубликованы подробные геоморфологические карты масштаба 1:75 000 на многие районы острова Западный Шпицберген. Следует отметить, что польская геоморфологическая школа является наиболее близкой к отечественной из всех европейских, как по методике составления, так и по способу отображения геоморфологической триады (генезис, возраст и морфология).

В это время значительно усилился научный и технический арсенал ученых. Для определения абсолютного возраста четвертичных отложений стали применяться такие методы как радиоуглеродный (число датировок к настоящему времени исчисляется сотнями), уран-ториевый, амино-кислотный и ряд люминисцентных методов. Для доставки экспедиций и аэровизуальных наблюдений активней стали использоваться вертолеты. В 1990 году Норвежским Полярным институтом была произведена аэрофотосъемка многих районов архипелага (м-б 1:50 000). По результатам этой съемки впоследствии были созданы детальные топографические карты (м-б 1:100 000 и 1:200 000). Огромную роль в изучении

14

четвертичных образований, хронологии оледенений и неотектонических движений восточной части архипелага (острова Эджа, Баренца и Земли Короля Карла) сыграла проведенная в 1991 году экспедиция скандинавских ученых (PONAM). Опубликованные результаты этой экспедиции (Moller et al., 1992) служат хорошим источником информации о событиях позднего неоплейстоцена-голоцена в этом районе.

В 80-90-х годах большое внимание уделялось изучению дна акватории. Многочисленными экспедициями как отечественными (ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология, МАГЭ, ММБИ), так и зарубежными на научно-исследовательских судах доставлены данные, где были получены новые данные по литологии донных отложений, данные о характере рельефа, мощности четвертичных образований, данные по батиметрии фиордов, шельфа, континентального склона и подножия, а также получены датировки абсолютного возраста.

Таким образом, к концу 90-х был накоплен обширный материал о рельефе архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа. Однако имевшаяся информация была крайне неравномерно распределена по площади. Детально были закартированы центральная, южная и западная части архипелага и западный участок акватории. На острова Эджа, Баренца и Северо-Восточную Землю имелись лишь отдельные геоморфологические схемы, требующие обобщения и систематизации.

К концу прошлого века назрела необходимость обобщения этих разрозненных материалов, в том числе и путем составления карт геоморфологической и четвертичных образований, что и является одной из целей данной работы.

15 2. Методы исследований

При геоморфологическом, геологическом картировании, построении морфоструктурной схемы и выявлении неотектонических движений автором применялись следующие методы: морфологический, выделения генетически однородных поверхностей, анализ деформации исходного пенеплена, корреляции морских террас, сейсмологический, археологический, сейсмостратиграфический и фаунистический, а также комплексная интерпретация результатов применения всех перечисленных методов с использованием палеогеографических критериев для воссоздания истории развития региона.

2.1. Геоморфологические методы 2.1.1. Морфологический метод

В основу построения каркаса геоморфологической карты (рис. 5) на акваторию положен морфологический принцип, разработанный А.Н. Ласточкиным (Ласточкин, 1991) и уже успешно применявшейся рядом авторов при составлении геоморфологических карт дна морей и океанов.

При картировании подводного рельефа за основу взята геоморфологическая карта Баренцевоморского шельфа (м-б 1:1000 000), составленная Е.Е. Мусатовым (Мусатов и др., 1993ф.) по методике, предложенной А.Н. Ласточкиным (Ласточкин, 1978; 1987; 1991). Использовалась батиметрическая карта (м-б 1:1000 000) Баренцевоморского шельфа (Мусатов и др., 1993ф) с сечением изобат 20 м, а также батиметрические карты различных участков шельфа, прилегающих к архипелагу (Ohta, 1982; 1987; Crane, Solheim, 1995).

Дискретизация земной поверхности производилась по морфологическому принципу с использованием структурных линий трех типов: линий выпуклых и вогнутых перегибов и килевых. Каждая из этих линий отражает реально существующие объекты, такие как тальвеги долин, фиордов и желобов, бровки и тыловые швы островного шельфа и террасированных возвышенностей (рис. 5). Таким образом, осуществляется естественное деление территории на элементарные субгоризонтальные поверхности и склоны, в пределах каждой из которых морфологические характеристики (значение уклона, морфология поперечного профиля) остаются неизменными.

2.1.2. Метод выделения генетически однородных поверхностей.

Поскольку автор данной работы значительную часть своей исследовательской деятельности посвятил изучению рельефа островной суши Шпицбергена, метод выделения генетически однородных поверхностей применялся им неоднократно при составлении

16

геоморфологических карт в масштабах от 1:50 000 до 1:1000 000. При составлении карт использовалась легенда, разработанная в ВСЕГЕИ (Чемеков и др., 1972).

При картировании по этому методу рельеф земной поверхности распределяется на составляющие его генетически однородные поверхности или грани. Грани рельефа, как правило, не являются совершенно плоскими, а имеют определенный поперечный профиль, могут быть выпуклыми, вогнутыми, осложненными мелкими формами второго порядка и т.д. Пересечение граней образует ребра рельефа, в одних случаях четкие и острые, в других неотчетливые и сглаженные. По положению в пространстве различаются горизонтальные или слабо наклонные (субгоризонтальные) грани — поверхности равнин, площадки террас, и т. д., и наклонные - склоны возвышенностей, уступы террас, и т. п. Генетически однородные поверхности, выражающиеся в масштабе карты, показывались площадными условными знаками (красочным фоном). Формы рельефа, которые в данном масштабе нельзя разложить на грани, показывались условными внемасштабными знаками.

2.1.3. Анализ деформаций исходного пенеплена.

Под исходным пенепленом автор принимает вершинную поверхность выравнивания, существовавшую на архипелаге к началу олигоцен-четвертичного этапа. В настоящее время эта поверхность значительно эродирована и сохранилась в северной части архипелага на водоразделах благодаря длительной консервации неогеновыми платобазальтами и четвертичными ледниками (рис. 5). Фрагменты этой поверхности расположены на различных абсолютных отметках в высотном диапазоне от 1300 до 100 м, анализ ее гипсометрического положения позволяет рассчитать амплитуды воздымания ряда участков архипелага.

2.1.4. Корреляция морских террас

Геохронологическое датирование осадков морских террас абсолютными методами (радиоуглеродный, уран-ториевый, уран-иониевый, ОСЛ, термолюминисцентный, аминокислотный) предоставляет возможность количественного подсчета вертикальных тектонических движений за известный промежуток времени. Архипелаг Шпицберген вызывает в этом отношении особый интерес, так как количество датировок (по крайней мере радиоуглеродных) здесь исчисляется сотнями.

При массовом датировании разновысотных террас региона рассчитываются кривые молодых поднятий земной коры с их амплитудами, скоростями и схемами соответствующих изобаз (рис. 15, табл. 1).

17 2.2. Сейсмологический метод

В геоморфологической литературе, посвященной Шпицбергену, практически остается неосвященным один из мощных рельефообразующих факторов - землетрясения. Вместе с тем, архипелаг Шпицберген, прилегающий шельф, континентальный склон и подножие относятся к сейсмически активным районам. Анализ появившихся в последнее время данных об очагах землетрясений, магнитуда которых может достигать 6 (Кременецкая и др., 2002; 2003; 2004), их приуроченности к морфоструктурам того или иного ранга, разрывным нарушениям, формам сейсмогенного происхождения позволяет получить принципиально новые данные о неотектоническом режиме района.

2.3. Археологический метод

Период освоения Шпицбергена (вопрос о первооткрывательстве до сих пор остается дискуссионным) охватывает пять веков. На островах архипелага известны десятки российских, голландских, английских и норвежских поселений являющихся историческими памятниками. Кроме этого, известны многочисленные находки судового дерева (рис. 16), предметов быта и орудий охоты, относящиеся периоду освоения и добычи здесь морского зверя. Практически все исторические памятники имеют четкую геоморфологическую приуроченность. Часть из них расположена на площадках морских террас, а часть в настоящее время находится на современном пляже и активно уничтожается волноприбойными процессами. Поскольку возраст этих находок достаточно хорошо установлен, детальное изучение их гипсометрического положения позволит точно определить скорость современных движений за указанный период.

2.4. Методы изучения четвертичных образований 2.4.1. Сейсмостратиграфнческий метод

Осадочный чехол шельфа морей Баренцева и Гренландского, а также области континентального склона, достаточно хорошо стратифицирован. Вместе с тем, в пределах изучаемой территории выделяются довольно обширные области, где четвертичный чехол предельно редуцирован или отсутствует полностью (Мусатов, 1996).

При составлении основы сейсмостратигафического расчленения четвертичных образований в пределах акватории использованы результаты совместной российско-норвежской экспедиции на борту НИС «Геолог Ферсман» (1992 г.), профили высокочастотного сейсмоакустического профилирования Parasound, полученные в рейсе ледокола "Polarstern" 1997 г., а также сейсмоакустические профили, выполненные ОАО

Список литературы