地质构造特征

一、地层特征

Drachev et al.（1998）根据莫斯科区域地质动力学实验室1989年采集的多道地震资料，在拉普捷夫海域125° E以东地区识别出6个地震层序反射界面，从下至上分别为：界面A、界面1、界面2、界面3、界面4和界面B，并划分为5个地层层序：SU-1、SU-2、SU-3、SU-4和SU-5（图7-4，图7-5～图7-7）。但在海域125°E以西的Ust’ Lena裂谷地区（Drachev称之为南拉普捷夫裂谷盆地）由于盆地沉降大，地层划分不能与东部对比，可识别出3个地震层序，分别为LU、MU和UU（图7-8）。

1.125° E以东地层划分

（1）反射界面特征

反射界面A：为穿时不整合面，对应于声波基底顶界面，在全区反射清晰，而在Ust’ Lena裂谷因盆地沉降大而无法识别。界面之下的声波基底无特定的地震反射特征，这可能与裂谷一期开始前晚中生代的褶皱作用和晚白垩世的强烈剥蚀、准平原化影响有关（Drachev et al.，1998）。该界面之上覆盖的地震地层年代在裂谷区年代老，而在地垒区上覆地层年代新。

反射界面1：因地震记录深部反射品质较弱，该界面只在Ust’ Lena裂谷区有零星反射。在裂谷东部表现为明显的削蚀不整合（图7-9），与欧亚海盆及海底初始扩张时间一致，可与陆上古新世-始新世之间的区域不整合对比。

反射界面2：该界面主要发育于Ust’ Lena裂谷内，可向东延伸至较高地块之上（图7-9）。

反射界面3：该界面在主要裂谷内外均有广泛分布，在较高的地垒之上缺失。在地震剖面上表现为强反射特征，可与陆上始新世-渐新世大型不整合对比。

反射界面4：该界面为明显的不整合面，是拉普捷夫海域重要的、延伸范围大的反射界面。

反射界面B：为一削蚀不整合，与中新世-上新世交接期海平面下降有关。

（2）地层特征

SU-1：该层序地震反射特征可见-中等，厚度随正断层的断距变化较大。主要为白垩纪末期（？）-古新世的泥质沉积，代表裂谷一期的沉积。

SU-2：该层序对应于下-中始新统，地震反射特征中等-强。代表欧亚海盆打开至最大时的裂谷二期沉积。

SU-3：该层序相当于中-上始新统，地震反射特征表现为强振幅。由砂泥互层和含煤地层构成，受正断层控制，地层厚度变化大。代表裂谷二期的末期沉积。

SU-4：该层序相当于渐新统-中中新统，主要受逆冲断层和逆断层作用，是欧亚海盆打开后拉普捷夫海域受到的唯一的挤压作用阶段。

SU-5：该层序相当于上中新统-第四系，在地垒区缺失该地层的上中新统下部-全新统。无明显的地震构造特征，古海洋学和沉积环境发生巨大变化，代表板块相互作用发生实质性变化，由SU-4期的挤压作用又转为重新拉伸作用。

图7-4 拉普捷夫陆架主要构造事件与欧亚海盆、 挪威-格陵兰盆地的对比

（据Drachev et al.，1998）

图7-5 LARGE多道地震测线解释图

（据Drachev et al.，1998）

测线位置见图7-1

图7-6 LARGE009多道地震测线局部放大图（A）及其构造与地震地层样式解释（B）

（据Drachev et al.，1998）

测线位置见图7-5

图7-7 LARGE008多道地震测线局部放大图（A）及Bel’kov-Svyatoi Nos裂谷非对称构造与地层解释（B）

（据Drachev et al.，1998）

测线位置见图7-5

图7-8 过Ust’Lena裂谷地震测线Line 01解释图

（据Franke et al.，2001）

测线位置见图7-1

LU、MU和UU分别代表下、中、上地震层序；LU包括白垩系-下古新统沉积，反应初始裂陷期；MU包括始新统-中中新统的SU-2、SU-3、SU-4地震层序；UU代表中新统-全新统的SU-5层序

图7-9 LARGE006多道地震测线，显示SU-1与SU-2之间的不整合

（据Drachev，1998）

位置见图7-5

2.125° E以西地层划分

拉普捷夫海陆架区125°E以西地区包括Ust’ Lena裂谷盆地的主体部分，新生代地层厚度为4～13km（Vernikovsky et al.，1998）。本区盆地因沉降大，沉积盖层厚度大，且发育大量正断层，地震地层划分与125°E以东地区相比更加困难。Drachev et al.（1998）和Franke et al.（2001）利用地震资料在本区识别出3个大型区域不整合，分别为LS1、LS2和LS3，并划分出3个地震层序LU、MU和UU（图7-8）。

（1）地震反射界面特征

LS1：为声波基底与沉积盖层之间的界面，是本区最重要的削蚀不整合面，除在Ust’ Lena裂谷西部外，全区均可识别。该不整合面代表晚白垩世-早古新世区域隆升后的强烈剥蚀和风化作用。持续时间为65～56Ma，这一时期北极地区主要发生如下构造运动：古新世格陵兰与北美板块最终裂离、格陵兰与欧亚板块的裂离及欧亚海盆扩张启动。

LS2：为强反射层顶部明显的不整合面，但在隆起区缺失。该不整合时间厘定为33Ma，因在鲁培尔期与夏特期相交发生大规模海平面下降。

LS3：该不整合面在拉普捷夫海域东、西部表现均很明显。界面下部为明显的亚平行地震相特征，而上部反射则较弱，表现为明显的削截特征。该不整合面时代为晚中新世，时间为9～10Ma，由中中新世末期的大规模海平面下降造成。

（2）地层特征

LU：构成Ust’ Lena裂谷充填的主体，最大厚度可达10km。发育大量正断层，为同裂陷期产物。

MU：主要发育于地堑区，隆起区地层减薄或缺失。断层发育较少，代表裂陷活动减弱，为裂陷后期的产物。

UU：该层分布广泛，相当于东部地区的SU-5层。

二、构造特征

1.构造单元划分

拉普捷夫海陆架区以发育拉普捷夫裂谷为构造背景。Drachev et al.（1995，1998）认为该裂谷长500～600km，宽50～70km。而Franke et al.（2001）利用新采集的多道地震资料，推测其宽至少达300km（图7-3）。由于调查程度低，地质地球物理资料少，对本区的构造区划仍存在许多不同的看法和认识（Kristoffersen，1990；Drachev et al.，1995，1998；Vernikovsky et al.，1998；Franke et al.，2001）。

本书采用Franke et al.（2001）二级构造单元划分的方案，他将拉普捷夫陆架盆地划分为Ust’ Lena裂谷、东拉普捷夫隆起、Anisin盆地、科捷利内地垒等构造单元（图7-3）。

（1）Ust’ Lena裂谷

Ust’ Lena裂谷与东拉普捷夫隆起以Mv Lazarev拆离断层为界，新生代沉积厚度平均为4～5km，在裂谷中增大至9km（Drachev et al.，1998），最大可达12km（Vernikovsky et al.，1998）。Franke et al.（2001）在 Alekseev et al.（1992）、Drachev et al.（1995，1998）推测Trofimov隆起区中发现了中央裂谷Ⅰ和中央裂谷Ⅱ，这两裂谷新生代沉积厚度达13km。Ust’ Lena裂谷北侧终止于SW-NE走向的Severnyi走滑转换带（Fujita et al.，1990）。该走滑断裂推测从Khatanga湾向陆架边缘延伸。南部，拉普捷夫裂谷由晚中生代的Olenek褶皱带与西伯利亚台地分割（Drachev et al.，1998）（图7-3）。

（2）东拉普捷夫隆起

Ust’ Lena裂谷以东为线性高地，也是研究程度最高的地区（Drachev et al.，1998，1999，称为东拉普捷夫隆起；Vernikovsky et al.，1998，称为Stolbovoi 地垒）。该隆起由北、南和东拉普捷夫地垒、Omoloi地堑、Bel ’ khov-Svyatoi Nos半地堑组成（Franke et al.，2001）（图7-3）。

Alekseev et al.（1992）曾推测Omoloi 地堑为主裂谷，是Gakkel 海岭从欧亚海盆向Buor Khaya湾的延伸。在早期的研究中认为Bel’ khov-Svyatoi Nos半地堑是最主要的裂谷盆地（Alekseev et al.，1992；Drachev et al.，1995，1998）。Drachev et al.（1998）认为该裂谷从海岸延伸至76°N。但Franke et al.（2001）认为，该裂谷规模较小，只是拉普捷夫地垒中几个半地堑之一，最大深度小于5km，宽小于25km。

（3）Anisin盆地

该盆地位于陆架的北部，介于东拉普捷夫隆起与科捷利内地垒之间，盆地形态上呈北宽南窄，基本上为 N-S展布，向北地层厚度增大至10km（Franke et al.，2001）。Anisin盆地向东倾，在盆地与科捷利内地垒之间发育大型铲状西倾的IB Kapitan Dranitsin断层。

2.构造演化

拉普捷夫海海域构造特征及现今的地形地貌主要由晚中生代褶皱事件和第三纪（古、新近纪）裂陷事件所控制（Drachev et al.，1998）。

（1）晚中生代褶皱作用

该事件以古西伯利亚大陆边缘于中中生代增生一些构造地层的地体开始为标志，以白垩纪中期广泛的花岗岩深成作用及欧亚大型褶皱带（包括泰梅尔、上扬斯克和新西伯利亚-楚科奇褶皱带）进入稳定期终止为标志（Savostin et al.，1984 b；Zonenshain et al.，1990；Parfenov，1991；Fujita et al.，1997）。此次事件导致了拉普捷夫海域新生陆壳大规模伸展和沉降，也是陆架沉积盆地基底形成阶段。

（2）第三纪（古、新近纪）裂陷作用

拉普捷夫大陆边缘第三纪（古、新近纪）张裂与始于56～80 Ma的欧亚海盆扩张有关（Drachev et al.，1998）。根据前人研究成果（Drachev et al.，1998；Karasik，1974；Vogt et al.，1979；Karasik et al.，1983；Savostin et al.，1984 a；Cook et al.，1986；Savostin et al.，1988；Kristoffersen，1990），以及对板块动力学的分析，将该区新生代构造演化划分为4个阶段：①古新世末-始新世裂谷阶段，与大陆破裂和欧亚海盆海底快速扩张有关；②渐新世-中中新世挤压转化阶段，不发育裂谷，伴随极慢速扩张（＜1.2 cm/a）；③中中新世末-中更新世裂谷复活，加速扩张；④中更新世-至今欧亚海盆扩张减速，裂谷作用下降（图7-4）。

此外，晚白垩世末-古新世，即Gakkel海岭扩张之前的几个百万年为海底扩张前的拉伸阶段，但这并未得到磁场的证实。拉普捷夫邻近边缘长期的拉张形成了拉普捷夫裂谷系统（LRS）。阶段②是拉普捷夫裂谷系统演化的唯一受挤压阶段，对裂谷沉积充填的地震地层年代确定至关重要。