The Russian sector of the Eastern Arctic is characterized by large basins with thick sedimentary filling, primarily on the shelf and continental slope of the seas of the Arctic Ocean. A number of geological, geophysical, and geochemical features point to a hydrocarbon potential. At the same time, the age and composition of the sedimentary infill of the shelf basins have been controversial until now due to the lack of wells drilled in the shelf area. Six stratigraphic wells were drilled with core sampling in the eastern Laptev Sea (Anisin-Novosibirsk block owned by Rosneft) with a depth of 100 to 199.5 m during the Rosneft Stratigraphic Drilling in Arctic (RoSDAr) project in 2021. The results of complex biostratigraphic studies of the core show that the oldest strata in the well sections are Upper Barremian - Lower Aptian deformed silty mudstones (folded basement assemblage) overlain with angular unconformity by sands, silts, and clays of the Paleocene. The wells also penetrate the Eocene, Oligocene, and Miocene-Quaternary clastic rocks. A comprehensive analysis of stratigraphic drilling and seismic data refines the geological models of the region and provides better understanding of its hydrocarbon potential. The data show that Cenozoic strata play a more significant role in the sedimentary cover of the Laptev Sea than was previously assumed.
—The correlation between the sedimentologic characteristics of the Upper Triassic deposits of Wrangel Island and the Chukchi Peninsula (Chukotka) is discussed. These deposits are similar in isotopic, petrographic, and geochemical features. It has been established that the Upper Triassic sand strata accumulated at different sites of a single sedimentary basin, in shallow-water prodeltas of Wrangel Island and in deeper-water environments of Chukotka. In the latest Triassic, the portion of the sand component in the sections increased. At the same time, the average size of the sand grains decreased, which indicates weakening of the tectonic factor in some zones of the provenance and its general peneplanation with the formation of a weathering crust. The eroded complexes are composed of granitoid, metamorphic, and metavolcanic rocks. They stayed on land for a long time, being subjected to chemical weathering. The depth intervals with the large amount of sandy material in the section of Wrangel Island and Chukotka are correlated with those in the sections of the Sverdrup Basin and the northern slope of Alaska.
Until recently, the sedimentary cover age and composition of the marginal North Kara Basin (northern part of the Kara Sea, Russian Arctic) remained uncertain because of the absence of direct data from parametric and exploration wells. Taking into consideration the absolute importance of these issues for understanding the regional geology of the Arctic shelf and evaluating its petroleum potential, Rosneft Oil Company, together with AO RosGeo, drilled ten shallow stratigraphic wells in fall 2020 using the research vessel (RV) Bavenit to reveal the complete stratigraphic range of the North Kara Basin. The ultrahigh-resolution (UHR) seismic survey was carried out by the RV Kapitan Voronin to adjust the well site locations and integrate the well sections into the regional geological model based on 2D seismic data during the drilling campaign. As a result, 300 m core was recovered from 11 Paleozoic and two Mesozoic stratigraphic units, previ-ously investigated by 2D seismic and outcrop studies of the Severnaya Zemlya Archipelago. Lab analyses (biostratigraphy, lithology, sedi-mentology, geochemistry, and other types of core analysis) were performed at Lomonosov Moscow State University. We present obtained lab results confirming that the main part of the North Kara Basin section belongs to the Paleozoic; late Cambrian-Late Devonian rock ages have been derived. Several Paleozoic units tend to be older than those in previously published models. Core samples include mainly terrigenous rocks with insignificant carbonate presence. Paleozoic units are overlain by a thin Mesozoic terrigenous section dated from Middle Triassic to Middle Jurassic above a distinct angular unconformity. After a thorough analysis of all the lab results, we will obtain data on the ages of sedimentary units, as well as their lithology and depositional environments, and establish elements of the hydrocarbon system (source rocks, reservoirs, and seals) to evaluate the North Kara Basin petroleum potential with lesser uncertainty. We suppose that our results will significantly contribute to establishing a stratigraphic framework, reconstructing the basin history, and evaluating the petro-leum potential of the whole Arctic region.
Для шельфовых бассейнов Восточно-Сибирского и Чукотского морей и сопряженной глубоководной части Амеразийского бассейна разработана схема сейсмостратиграфии и выделены мегасеквенции или тектоностратиграфические единицы с условными возрастами 125–100, 100–80, 80–66, 66–56, 46–45, 45–34, 34–20, 20–0 млн лет. Между Новосибирскими островами и островами Де-Лонга выделен Жоховский краевой прогиб позднеюрско-неокомского возраста. В регионе на шельфах выделены три основных фазы рифтинга с возрастами 125–100, 66–56 и 45–37 млн лет. В бассейнах Подводников и Толля основная фаза континентального рифтинга состоялась 125–100 млн лет назад. Для интервала времени 66–20 млн лет назад происходило типичное клиноформное накопление осадков на краю шельфа. С учетом характера накопления осадков мы выделили три синтектонические эпохи формирования клиноформных комплексов с возрастами 66–45, 45–34 и 34–20 млн лет. Около 66 млн лет назад была фаза воздымания и сжатия в районе острова Врангеля. 20 млн лет назад началась относительно однообразная тектоническая обстановка с одинаковыми толщинами осадочного чехла.
В статье обсуждаются результаты петрографических, геохимических и геохронологических исследований коллекции метаморфических пород в составе неопротерозойского фундамента о. Врангеля. На основании геохимических данных определена океаническая природа базитов, метаморфизованных в зеленосланцевой и амфиболитовой фациях в диапазоне температур 350–600° С. Протолит этих пород, судя по геохимическим данным, был представлен продуктами эволюции магматических расплавов, родительских для MORB. Возраст протолитов 617±13 и 698±12 млн лет установлен на основании U-Pb датировок цирконов (SHRIMP II и La-ICP MS). Выделяются два этапа метаморфизма — неопротерозой-раннепалеозойский (амфиболитовый и зеленосланцевый) и среднемеловой (зеленосланцевый), связанный с чукотской фазой деформаций, сопровождавшейся становлением покровно-складчатой структуры и последующим растяжением. Сравнение изученных пород с образцами подводного опробования Чукотского бордерленда указывает на их определенное сходство.
Проведены детальные литолого-стратиграфические и структурные исследования складчато-надвиговых структур о. Новая Сибирь. Нами установлено, что совместно дислоцированные комплексы верхнего мела–среднего неоплейстоцена перекрыты недеформированными отложениями верхнего неоплейстоцена. Данный факт подтверждает завершение процесса деформаций в конце среднего неоплейстоцена. Дополнительным аргументом, исключающим древний возраст дислокаций, является результат анализа датирования трековым методом по апатитам. Полученные трековые возраста апатитов значительно превысили возраст дислоцированных пород, надежно установленный другими методами. В деформированных комплексах преобладают нелитифицированные многолетнемерзлые отложения. Для складчатых структур характерна совместная деформация осадочных пород, пластовых льдов и ледогрунтов, невыдержанность ориентировок складок и различная направленность структурной эволюции в северной и южной частей о. Новая Сибирь. Учитывая соответствие установленного возраста дислокаций возрасту крупнейшего плейстоценового оледенения, все эти факты позволяют утверждать, что складчато-надвиговые деформации о. Новая Сибирь являются гляциодислокациями.
Detailed structural investigations have been carried out in the Pevek district to specify tectonic evolution of the Chukotka mesozoids. The earliest south-verging folds F1 formed in Triassic rocks at the first deformation stage DI. These structures are overlapped by the northern-verging folds F2 and overthrusts pertain to the second deformation stage DII. Folding structures F1 and F2 were deformed by shear folds F3, completing stage DII. The DI and DII structures are complicated by roughly NS-trending normal faults marking deformation stage DIII. It has been established that DI is related to the onset of opening of the Amerasian Basin in the Early Jurassic, or, alternatively, to the later accretion of the Kulpolnei ensimatic arc toward the Chukotka microcontinent. DII marks the collision of Siberia and the Chukotka microcontinent in the Late Neocomian. Normal faulting under the roughly E–W-trending extension during DIII is likely related to rift opening of the Podvodnikov and Makarov–Toll basins in the deep Amerasian Basin. Formation of the Okhotsk–Chukotka volcanoplutonic belt completed the structural evolution of the studied region.
The Northern, Central, and Southern zones are distinguished by stratigraphic, lithologic, and structural features. The Northern Zone is characterized by Upper Silurian–Lower Devonian sedimentary rocks, which are not known in other zones. They have been deformed into near-meridional folds, which formed under settings of near-latitudinal shortening during the Ellesmere phase of deformation. In the Central Zone, mafic and felsic volcanic rocks that had been earlier referred to Carboniferous are actually Neoproterozoic and probably Early Cambrian in age. Together with folded Devonian–Lower Carboniferous rocks, they make up basement of the Central Zone, which is overlain with a angular unconformity by slightly deformed Lower (?) and Middle Carboniferous–Permian rocks. The Southern Zone comprises the Neoproterozoic metamorphic basement and the Devonian–Triassic sedimentary cover. North-vergent fold–thrust structures were formed at the end of the Early Cretaceous during the Chukchi (Late Kimmerian) deformation phase.
The paper presents new data on the U–Pb zircon age, as well as results of isotopic geochemical analysis, of granites and rhyolites from Wrangel Island. The U–Pb age estimates of granites and rhyolites are grouped into two clusters (~690–730 and 590–610 Ma), which imply that these rocks crystallized in the Late Neoproterozoic. Granitic rocks dated back to 690–730 Ma are characterized by negative εNd( t ) values and Paleoproterozoic Sm–Nd model age. The older inherited zircons corroborate the ancient age of their crustal source. The granitic rocks pertain to involved peraluminous granites of type I, which form at a continental margin of the Andean type and can be compared with coeval granites and orthogneisses from the Seward Peninsula in Alaska. Rhyolites and granites ~590–610 Ma in age are distinguished by a moderately positive εNd( t ) and Mesoproterozoic model age. It is suggested that they have a heterogeneous magma source comprising crustal and mantle components. The geochemical features of granites and rhyolites correspond to type A granites. Together with coeval OIB-type basalts, they make up a riftogenic bimodal association of igneous rocks, which are comparable with orthogneisses (565 Ma) and gabbroic rocks (540 Ma) of Seward Peninsula in Alaska.
Cовременная структура острова Врангеля сформировалась в два основных этапа деформаций, проявившихся в мезокайнозое. В посттриасовое время произошло становление генерального складчато-надвигового структурного плана острова, характеризующегося северной вергентностью и осложненного правосторонними сдвигами северо-западного простирания. Мезоструктурные данные указывают на субмеридиональную ориентировку регионального сжатия. Этот этап деформаций был связан с орогенией в Новосибирско-Чукотской складчатой системе, произошедшей в конце неокома, в предаптское время. Следующий этап характеризовался субмеридиональным и ССЗЮЮВ растяжением, устанавливаемым по наложению на складчато-надвиговую структуру мезоструктур сбросовой, правосдвиго-сбросовой и раздвиговой кинематики. Сопоставление полученных структурных данных с опубликованными сейсмическими данными позволяет предполагать проявление здесь и более позднего этапа сжатия в конце позднего мелапалеоцене, который сопоставляется с среднебрукским угловым несогласием Арктической Аляски и Северо-Чукотского прогиба. Соответственно, кайнозойский, начиная с палеоценаэоцена, возраст основного этапа растяжения и правосторонней транстенсии, по всей видимости, отвечает раскрытию Южно-Чукотского (Хоуп) рифтогенного прогиба, расположенного непосредственно южнее Врангелевско-Геральдской дуги (поднятия). Важным результатом является обнаружение различных структурных планов силурийско-нижнедевонских отложений и верхнедевонских (?)-триасовых отложений, что свидетельствует о деформациях, связанных с элсмирской орогенией в среднемпозднем девоне.
Cовременная структура острова Врангеля сформировалась в два основных этапа деформаций, проявившихся в мезокайнозое. В посттриасовое время произошло становление генерального складчато-надвигового структурного плана острова, характеризующегося северной вергентностью и осложненного правосторонними сдвигами северо-западного простирания. Мезоструктурные данные указывают на субмеридиональную ориентировку регионального сжатия. Этот этап деформаций был связан с орогенией в Новосибирско-Чукотской складчатой системе, произошедшей в конце неокома, в предаптское время. Следующий этап характеризовался субмеридиональным и ССЗЮЮВ растяжением, устанавливаемым по наложению на складчато-надвиговую структуру мезоструктур сбросовой, правосдвиго-сбросовой и раздвиговой кинематики. Сопоставление полученных структурных данных с опубликованными сейсмическими данными позволяет предполагать проявление здесь и более позднего этапа сжатия в конце позднего мелапалеоцене, который сопоставляется с среднебрукским угловым несогласием Арктической Аляски и Северо-Чукотского прогиба. Соответственно, кайнозойский, начиная с палеоценаэоцена, возраст основного этапа растяжения и правосторонней транстенсии, по всей видимости, отвечает раскрытию Южно-Чукотского (Хоуп) рифтогенного прогиба, расположенного непосредственно южнее Врангелевско-Геральдской дуги (поднятия). Важным результатом является обнаружение различных структурных планов силурийско-нижнедевонских отложений и верхнедевонских (?)-триасовых отложений, что свидетельствует о деформациях, связанных с элсмирской орогенией в среднемпозднем девоне.