Неотектоника восточной части шельфа Баренцева моря: сейсмичность, разломы и воздействие Атлантико-Арктической рифтовой системы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе проанализирована сейсмичность в пределах шельфа Баренцева моря, обрамляющих его хребтах Книповича и Гаккеля, проведено сравнение ее пространственного распределения с разломной сетью, установленной по данным сейсморазведки, и получены кинематические характеристики пространственной миграции сейсмической активности. Показано, что сейсмические события, зарегистрированные норвежской региональной сетью NORSAR в пределах Российской части шельфа Баренцева моря, группируются в линейные кластеры вдоль разломов сдвиговой кинематики. Разломная сеть смещает мезозойские сейсмокомплексы и выходит на поверхность дна, смещая четвертичные отложения, что однозначно указывает на современный возраст нарушений, вдоль которых сгруппированы линейные кластеры слабой сейсмичности. Расчет суммарного сейсмического момента в пространственно-временном измерении показал наличие миграции сейсмической активности вдоль коротких фрагментов разломов на шельфе со скоростями от 10.5 до 25.7 км/год. Отмечен всплеск общей активности в районе шельфа начиная с 2012 г. Сопоставление временной эволюции сейсмической активности на шельфе с фрагментами Атлантико-Арктической рифтовой системы дает основания полагать, что она является воздействием тектонических деформационных волн, возбуждаемых вдоль геодинамически активной межплитной границы и распространяющихся на шельф со скоростью 20‒22 км/год. Менее вероятна скорость миграции со скоростями до 77 км/год. Существует возможность, что увеличение интенсивности сейсмической активности на шельфе после 2012 г. является не эмиссией от воздействия медленной деформационной волны, а результатом прямого триггерного воздействия на шельф со стороны структур хребтов Книповича и Гаккеля.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Ю. Соколов

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

А. С. Абрамова

Геологический институт РАН

Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

С. И. Шкарубо

АО “Морская арктическая геологоразведочная экспедиция”

Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, ул. Софьи Перовской, 26, Мурманск, 183038

Р. А. Ананьев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, Нахимовский просп., 36, Москва, 117218

Е. А. Мороз

Геологический институт РАН

Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

Ю. А. Зарайская

Геологический институт РАН

Email: sysokolov@yandex.ru
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017

Список литературы

  1. Болдырев С.А. Сейсмогеодинамика Срединно-Атлантического хребта. М.: НГК РФ, 1998. 124 с.
  2. Быков В.Г. Дефоpмационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 11. C. 1176‒1190.
  3. Быков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 721‒754. doi: 10.5800/GT-2018-9-3-0369
  4. Верба В.В., Аветисов Г.П., Шолпо Л.Е., Степанова Т.В. Геодинамика и магнетизм базальтов подводного хребта Книповича (Норвежско-Гренландский бассейн) // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т. 2. № 4. С. 3‒13.
  5. Виноградов А.Н., Верба М.Л., Верба В.В. и др. Основные черты геологического строения Евро-Арктического региона // Строение литосферы российской части Баренц-региона / Под ред. Н.В. Шарова, Ф.П. Митрофанова, М.Л. Вербы, К. Гиллена. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2005. С. 16‒39.
  6. Гарагаш И.А., Лобковский Л.И. Деформационные тектонические волны как возможный триггерный механизм активизации эмиссии метана в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 42‒50. doi: 10.25283/2223-4594-2021-1-42-50
  7. Гусев Е.А., Шкарубо С.И. Аномальное строение хребта Книповича // Российский журнал наук о Земле. 2001. Т. 3. № 2. С. 165‒182.
  8. Дунаев Н.Н., Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Павлидис Ю.А. Приновоземельский шельф в позднечетвертичное время // Океанология. 1995. Т. 35. № 3. С. 440‒450.
  9. Зарайская Ю.А. Особенности сегментации и сейсмичности ультрамедленных срединно-океанических хребтов Книповича и Гаккеля // Геотектоника. 2017. № 2. С. 67‒80.
  10. Зыков Д.С., Балуев А.С. Характер и причины проявления неотектонических деформаций в северо-западной части Баренцевоморской плиты (Свальбардский архипелаг) // Бюлл. МОИП. Отдел геол. 2008. Т. 83. Вып. 6. С. 20‒26.
  11. Карта дочетвертичных образований. T-37-40 (Земля Франца-Иосифа, южные острова). Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1000000 (новая серия). Лист 1 / Отв. редактор Б.Г. Лопатин. СПб.: МАГЭ, ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология, 2004.
  12. Крапивнер Р.Б. Признаки неотектонической активности Баренцевоморского шельфа // Геотектоника. 2007. № 2. С. 73‒89.
  13. Крапивнер Р.Б. Кризис ледниковой теории: аргументы и факты. М.: ГЕОС, 2018. 320 с.
  14. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б., Беленович Т.Я. Арктическая окраинно-планетарная зона // Арктика: экология и экономика. 2015. № 4 (20). С. 38-47.
  15. Лобковский Л.И., Баранов А.А., Рамазанов М.М., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Алексеев Д.А. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм эмиссии метана, разрушения ледников и потепления климата в Арктике и Антарктике // Физика Земли. 2023. № 3. С. 33–47. doi: 10.31857/S0002333723030080
  16. Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Конечная Я.В. Сейсмичность северной акватории Баренцева моря в районе трогов Франц-Виктория и Орла // Геотектоника. 2014. № 3. С. 78‒84.
  17. Мусатов Е.Е. Структура кайнозойского чехла и неотектоника Баренцево-Карского шельфа по сейсмоакустическим данным // Российский журнал наук о Земле. 1998. Т. 1. № 2. С. 157‒183.
  18. Никитин Д.С., Горских П.П., Хуторской М.Д., Иванов Д.А. Структурно-тектонические особенности Северо-Восточной части Баренцевоморской плиты по данным численного моделирования потенциальных полей // Геотектоника. 2018. № 2. С. 58–75. doi: 10.7868/S0016853X18020042
  19. Сироткин A.H., Шарин В.В. Возраст проявлений четвертичного вулканизма в районе Бокк-фьорда (архипелаг Шпицберген) // Геоморфология. 2000. № 1. С. 95‒106.
  20. Соколов С.Ю., Абрамова А.С., Мороз Е.А., Зарайская Ю.А. Амплитуды дизъюнктивных нарушений флангов хребта Книповича (Северная Атлантика) как индикатор современной геодинамики региона // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 769–789. doi: 10.5800/GT-2017-8-4-0316
  21. Соколов С.Ю., Абрамова А.С., Шкарубо С.И. Неотектонические нарушения шельфа Баренцева моря и их генезис по данным морфометрии рельефа дна, сейсморазведки и глубинному строению мантии // Доклады Российской Академии Наук. Науки о Земле. 2023. Т. 509. № 1. С. 62–68. doi: 10.31857/S2686739722602484
  22. Соколов С.Ю., Агранов Г.Д., Шкарубо С.И., Грохольский А.Л. Юго-Восточный фланг хребта Книповича (Северная Атлантика): структура фундамента и неотектоника по геофизическим данным и экспериментальному моделированию // Геотектоника. 2023. № 1. С. 1–18. doi: 10.31857/S0016853X2301006X
  23. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ, 2005. 560 с.
  24. Хуторской М.Д., Леонов Ю.Г., Ермаков А.В. и др. Аномальный тепловой поток и природа желобов в северной части Свальбардской плиты // Докл. РАН. 2009. Т. 424. № 2. С. 318‒323.
  25. Шипилов Э.В. К тектоно-геодинамической эволюции континентальных окраин Арктики в эпохи молодого океанообразования // Геотектоника. 2004. № 5. С. 26‒52.
  26. Шипилов Э.В., Шкарубо С.И. Современные проблемы геологии и тектоники осадочных бассейнов Евразиатско-Арктической континентальной окраины. Т. 1. Литолого-сейсмостратиграфические комплексы осадочных бассейнов Баренцево-Карского шельфа. Апатиты: КНЦ РАН, 2010. 266 с.
  27. Шипилов Э.В. Позднемезозойский магматизм и кайнозойские тектонические деформации Баренцевоморской континентальной окраины: влияние на распределение углеводородного потенциала // Геотектоника. 2015. № 1. С. 60‒85.
  28. Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии Арктического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 10. С. 1261‒1272.
  29. Antonovskaya G.N., Basakina I.M., Vaganova N.V. et al. Spatiotemporal Relationship between Arctic Mid-Ocean Ridge System and Intraplate Seismicity of the European Arctic // Seismol. Res. Lett. 2021. V. 92. P. 2876–2890. doi: 10.1785/0220210024
  30. Bungum H., Ritzmann O., Maercklin N. et al. Three-Dimensional Model for the Crust and Upper Mantle in the Barents Sea Region // Eos. 2005. V. 86. № 16. P. 1‒3.
  31. Crane K., Doss S., Vogt P., Sundvor E., Cherkashov I.P., Devorah J. The role of the Spitsbergen shear zone in determining morphology, sedimentation and evolution of the Knipovich Ridge // Marine Geophysical Researches. 2001. V. 22. P. 153–205.
  32. Gac S., Klitzke P. Minakov A., Faleide J.I., Scheck-Wenderoth M. Lithospheric strength and elastic thickness of the Barents Sea and Kara Sea region // Tectonophysics. 2016. V. 619. doi: 10.1016/j.tecto.2016.04.028
  33. GPS Time Series Data. 2022. Jet Propulsion Laboratory of California Institute of Technology. https://sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html
  34. Harrison J.C., St-Onge M.R., Petrov O.V. et al. Geological Map of the Arctic 1:5000000 // Geological Survey of Canada. 2008. Open file report 5816.
  35. Heflin M., Donnellan A., Parker J., Lyzenga G., Moore A., Ludwig L.G., Rundle J., Wang J., Pierce M. Automated Estimation and Tools to Extract Positions, Velocities, Breaks, and Seasonal Terms from Daily GNSS Measurements: Illuminating Nonlinear Salton Trough Deformation // Earth and Space Science. 2020. V. 7. e2019EA000644. doi: 10.1029/2019EA000644
  36. ISC Bulletin: event catalogue search. 2023. (Выборка 2023.07.11). http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/search/catalogue/ (doi: 10.31905/D808B830)
  37. Jakobsson M., Mayer L.A., Bringensparr C. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean Version 4.0 // Nature. Scientific Data. 2020. V. 7. № 176. https://doi.org/10.1038/s41597-020-0520-9
  38. Keiding M., Olesen O., Dehls J. Neotectonic map of Norway and adjacent areas. Scale 1:3000000. Geological Survey of Norway. 2018.
  39. Morozov A.N., Vaganova N. V., Konechnaya Y.V., Asming V.E. New data about seismicity and crustal velocity structure of the “continent‒ocean” transition zone of the Barents-Kara region in the Arctic // Journal of Seismology. 2015. V. 19. P. 219‒230.
  40. NORSAR Seismic Bulletins. 2022. (Выборка 2022.03.01). https://doi.org/10.21348/b.0001 https://www.norsar.no/seismic-bulletins/
  41. Olesen O., Riis F., Lindholm C.D., Dehls J.F., Hicks E.C., Bungum H. Neotectonic map, Norway and adjacent areas. Scale 1:3000000 // Geological Survey of Norway. 2000.
  42. Ritzmann O., Maercklin N., Faleide J.I., Bungum H., Mooney W.D., Detweiler S.T. A 3D geophysical model for the crust in the greater Barents Sea region: Database compilation, model construction and basement characterization // Geoph. J. Int. 2007. V. 170. P. 417‒435. doi: 10.1111/j.1365-246X.2007.03337.x
  43. Solheim A., Musatov E., Heintz N. Geological aspects of Franz Josef Land and the northernmost Barentz Sea // Meddelelser. 1998. № 151. Oslo: Norsk Polarinstitutt, 120 p.
  44. USGS Search Earthquake Catalog. 2022. (Выборка 2022.01.17). https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сейсмичность северо-западного обрамления шельфа Баренцева моря по данным (USGS, 2022) для событий с магнитудой >2.5 раздельно для интервалов глубин 0‒13 и 13‒40 км, разломная сеть по данным [Harrison et al., 2008], четвертичные вулканы по данным [Сироткин, Шарин, 2000] и параметры движения станции GPS NYA1 по данным [Heflin et al., 2020; GPS …, 2022]. Показаны: область расчетов пространственно-временной эволюции суммарного момента слабых сейсмических событий по данным [NORSAR..., 2022] за период 2001‒2020 гг. (синий прямоугольник) и положение фрагментов разрезов (красные линии). Топоснова приведена по данным IBCAO [Jakobsson et al., 2020].

Скачать (2MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сейсмичность шельфа Баренцева моря по данным [NORSAR …, 2022] за период с 2008 по 2012 гг. для событий с магнитудой >2.5, разломная сеть по ГИС данным Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1000000 (новая серия) с дифференциацией разломов по кинематическому типу по [Карта …, 2004].

Скачать (2MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фрагмент опорного сейсмического разреза 4-АР в северной части Баренцева моря, пересекающий зону сдвиговых дислокаций северо-западной ориентации (см. рис. 1 и 2). Сплошными красными линиями показаны уверенно выделяемые разломы и оперение отрицательных и положительных цветковых структур, выходящее к поверхности дна. Пунктирными красными линиями показаны главные сдвиговые дислокации. Фиолетовой линией показан опорный триасовый горизонт А2(Т2). Положение фрагмента показано на рис. 1.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фрагмент сейсмоакустического разреза ABP51_2209212244, полученного высокочастотным профилографом ParaSound P-35 в 51-м рейсе НИС “Академик Борис Петров” (октябрь‒ноябрь 2022 г., ИО РАН, ГИН РАН) в центральной части Баренцева моря, пересекающий зону сдвиговых дислокаций северо-западной ориентации. Красными линиями показаны сбросы и взбросы, нарушающие верхнюю часть разреза и выходящие к поверхности дна. Положение фрагмента показано на рис. 1.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Суммарный сейсмический момент (от 0 до 155×1013Дж) в восточной части Баренцева моря по ячейкам (10×10 км)×(1 год) по данным NORSAR [NORSAR …, 2022] за период 2001‒2020 гг. Учитывались события с магнитудой от –2. Разломная сеть 1:1000000 по данным листа Т-37-40 [Карта …, 2004]. Стрелками показаны тренды пространственно-временного смещения энерговыделения с кажущимися скоростями вдоль плоскостей вертикального сечения трехмерного массива. а – обзор с юга на север на субширотное сечение суммарного сейсмического момента, б – обзор с востока на запад на субмеридиональное сечение суммарного сейсмического момента.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Область анализа сейсмичности по данным [NORSAR …, 2022] вдоль зоны с линейным группированием эпицентров (см. рис. 2) по разломной сети Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1000000 (новая серия) с дифференциацией разломов по кинематическому типу по [Карта …, 2004]. Показаны положения эпицентров для магнитуд >3.8.

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Пространственно-временная структура сейсмичности по данным [NORSAR …, 2022] вдоль области анализа (см. рис. 6) в полосе около разлома с линейным группированием эпицентров. Горизонтальная шкала долгот дополнена расстоянием вдоль области в километрах. Стрелками и цифрами указаны линии трендов и скорости смещения энерговыделения вдоль них.

Скачать (953KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Схема геодинамики района исследований с элементами, необходимыми для интерпретации тектоники внутри шельфа Баренцева моря. Размеры векторов воздействия на плиту имеют условный характер.

Скачать (553KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Временная структура суммарного сейсмического момента хребтов Гаккеля (а) и Книповича (б) по данным [USGS, 2022], вдоль области анализа (см. рис. 6) в полосе около разлома с линейным группированием эпицентров (в) по данным [NORSAR …, 2022] и в области шельфа к югу от архипелага Шпицберген (г) по данным [ISC …, 2023]. Синими линиями показаны графики суммарного момента по годам. Красными линиями показаны графики, сглаженные в окне шириной 3 года. Расстояние от хребтов и внутриплитной сейсмичности указано до середины области разлома перпендикулярно осям спрединга. Цифры около наклонных кривых дают оценку скоростей смещения экстремумов момента в пространстве. Серые области показывают некоторые зоны синхронных экстремумов с разными амплитудами.

Скачать (1009KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах