北冰洋地质构造及其演化

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1、第22卷第3期极地研究Vol

2、22。No．32010年9月CHINESEjoURNALOFPOLARRESEARCHSeptember2010北冰洋地质构造及其演化李学杰万玲万荣胜韩冰杨楚鹏姚永坚(广州海洋地质调查局，广州510760)提要北冰洋及其周围的陆架海资源十分丰富，尤其是油气和煤炭。但受自然条件的限制，调查程度很低，许多地质与构造问题尚未解决。区域构造的认识主要依赖航磁测量结果。本文试图综合各国对北冰洋地区的研究现状，形成对该区地质构造及其演化的认识：(1)欧亚海盆磁条带清晰，对海盆构造和演化历史认识争议最小，识别的最老

3、磁条带为25，因此海盆大致于58Ma开始张开。磁条带l3之后，Yermak高地与莫里斯·杰塞普隆起分离，欧亚海盆与北大西洋连通。(2)从地壳结构与地壳厚度，以及其他资料来看，阿尔法海岭一门捷列夫海岭与罗蒙诺索夫海岭一样，应为陆壳，可能是先后从巴伦支陆架裂离形成的。(3)马卡罗夫海盆为典型的洋壳，其形成方式和时代还很少约束，其中观点之一是在晚赛诺曼期一早始新世，随阿尔法海岭一门捷列夫海岭裂离巴伦支陆架，海底扩张形成，并随Gakkel扩张中心在晚古新世的形成而逐步衰退。(4)加拿大海盆可能是北冰洋最早形成的海盆，其形成时间与机制至今仍

4、所知甚少，但可能是从140—135Ma至95—8OMa，随新西伯利亚一楚科奇～阿拉斯加微板块旋转裂离加拿大北部陆缘形成。(5)北冰洋的演化大致可以分为3个主要阶段：晚侏罗世一早白垩世、晚白垩世一新生代早期、新生代。第一阶段，加拿大海盆地的扩张中心形成、演化与消亡，第二阶段是拉布拉多一巴芬一马卡罗夫扩张中心的形成与演化，在始新世停止活动，第三阶段，极慢速的Mohna、Knipovich和Gakkel洋中脊的扩张，致使欧亚海盆形成。关键词北极北冰洋地形地貌地质构造构造演化doi：10．3724／SP．J．1084．2010．00271

5、0引言北极地区是指地球北极圈(66。33N)以北的区域，包括北冰洋及其环绕的岛屿和欧亚、北美大陆。总面积约2100×10km。，其中陆地面积约800×10km。北冰洋为四周由大陆、岛屿包围形成半封闭的海洋，平均深度约1225m，面积约1470×104kmz，占世界海洋总面积的4．1，由深水海盆、海岭及周围较浅的8个附属海(格陵兰海、挪威海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海)组成。通过挪威海一[收稿日期]2010年3月收到来稿，2010年5月收到修改稿。[基金项目]国家重点基础研究发展计划项目(2007

6、BC411705)、国家自然科学基金项目(4O876O3O)资助。[作者简介]李学杰，男，博士，教授级高工，主要从事海洋地质研究工作。E—mail：xu~ieli@yeah．net。极地研究第22卷格陵兰海、巴芬湾一史密斯海峡和加拿大帕里群岛间各海峡同大西洋连接，并以狭窄的自令海峡与太平洋与沟通。其中格陵兰一斯匹次卑尔根群岛之间的法拉姆海峡是北冰洋与外界连通的唯一深水通道。北极地区的资源极为丰富，尤以煤炭、石油、天然气和一些金属矿产资源著称。估计所蕴藏的煤炭储量高达约21030×10。t，占世界煤炭总资源量的9，远高于南极地区。石

7、油和天然气的储量也十分可观，最近美国地质调查局(USGS)对北极未发现的常规油气资源进行估计，结果为石油近900×10。桶、天然气1669×10ft。和凝析油440X10。桶，而且进一步估计认为，84的未发现石油和天然气分布于海区¨1]。因此，Kontorov—ichAE预测一二十年后，石油企业的上游部门的注意力将转向北极陆架口]。由于受到自然条件的限制，对北冰洋构造的认识至今还存在很大的不一致，本文试图综述现今对北冰洋构造及其演化的认识。1北冰洋地形地貌特征最近USGS在网站公布了较详细的地形水深资料，等深线间距100m[4]，

8、因此有可能更清楚地认识北冰洋及邻近海区的海底地形与地貌。图1是根据该数据简化后绘制的结果。北冰洋地形最大的特征是被三条近于平行的海岭分割成不同的海盆，其中罗蒙诺索夫海岭将北冰洋分为欧亚海盆和美亚海盆，Gakkel海岭将欧亚海盆分为阿蒙森海盆和南森海盆，阿尔法一门捷列夫海岭将美亚海盆分为加拿大海盆和马卡罗夫海盆。1．1罗蒙诺索夫海岭罗蒙诺索夫海岭，起自俄罗斯北冰洋岸的新西伯利亚群岛附近，沿140。E线通过北极，延伸到加拿大北部的埃尔斯米尔岛东北侧。全长1800km，宽6O一20Okm，平均高出洋底3000m，中部山脊距洋面650—9

9、6Om。坡度大多超过13。，在北极点附近达3O。。1．2欧亚海盆欧亚海盆，呈长方形，位于北极靠欧亚大陆一侧，被北冰洋洋中脊分为规模大致相当的南森海盆和阿蒙森海盆。北冰洋洋中脊，也称Gakkel海岭，从俄罗斯北部勒拿河口到格陵兰岛北侧，长约2000k