北极大地构造

知自然

作者

1.北极地区大地构造格局

北极地区主要由欧亚板块和北美板块北缘，以及北冰洋底构造单元组成(Laverov et al., 2013)。科贝塞恩-莫恩洋-科尔洋中脊是北极地区现今仍在活动的构造边界，加科尔洋中脊陆上以勒拿裂谷系延伸至欧亚大陆内部，分隔北美板块和欧亚板块（Metelkin et al., 2015）。欧亚板块和北美板块主要由波罗的、劳伦和西伯利亚三大前寒武纪克拉通，以及其间巴伦支（斯瓦尔巴）陆块、北地岛-北喀拉陆块、北极群岛微板块、阿拉斯加-楚科奇等微板块组成（Karpinsky, 2011；Drachev et al., 2010）。

板块之间主要发育新元古代-早寒武世蒂曼造山带、晚志留世-早石炭世加里东堪的纳维亚和埃尔斯米尔加里造山带、晚古生代-早中生代的泰梅尔海西造山带、晚中生代维尔霍扬斯克造山带、南阿纽伊造山带和楚科奇-布鲁克斯造山带（Grantz et al., 2011；Gee & Tebenkov，2004；Ritzmann & Faleide, 2005；Filatova & Khain，2007）。

北极地区发育130-80Ma拉斑玄武岩和85-60Ma碱性火成岩组成的大火成岩省（Tegner et al., 2011）。冰岛热点下地幔柱仍在活动，热点轨迹向北可连续追踪到130Ma北美板块北缘的法兰士约瑟夫地群岛（Kuzmin et al., 2010）。早期拉斑玄武岩与加拿大海盆张开相关，受控于地幔柱活动。晚期火成岩由林肯海（Lincoln Sea）与拉布拉多海和巴芬湾间洋中脊扩张导致，主要向东分布于北美和格陵兰岛北部。大西洋火成岩省发育于61-25Ma之间，主要由于北大西洋向北延伸扩张引起，引起格陵兰岛相对北美板块向北移动，导致北缘的挤压作用，形成横跨加拿大北缘北极地区和西斯瓦尔巴岛Eurekan造山带（Chernysheva et al., 2005）。

北冰洋盆地及周缘构造区划目前还没有统一认识，主要的观点有以下三种：1）俄罗斯学者（TEMAR project., 2010）将60°N以北地区划分为5个一级构造单元和70余个三级构造单元，重点关注现今构造变形。2）Pease 等（2014），利用地球物理资料，将70°以北区域划分为若干岩石圈构造区，强调岩石圈基底构造特征。3）美国地质调查局针对油气资源评价对64-58°N以北地区进行了构造区划，重点强调盆地发育与沉积盖层序列（Grantz et al.2000., 2010，2011）。

北极地区存在问题：1）在阿尔法-门捷列夫海岭成因及构造归属不明确（Pease et al., 2014; Filatova et al., 2007）。2）陆上构造边界向海底延伸部分认识不统一。3）前人区划存在地域局限性，没有将环北极圈作为整体来进行划分，如俄罗斯学者（TEMAR project., 2010）对环北极大地构造区划图上基本不涉及北美阿拉斯，而美国学者（Grantz et al., 2010）对喀拉海、新地岛-乌拉尔造山带等区域认识较为模糊。

本文综合活动构造和基底构造特征，结合对北冰洋及其周缘地质、地球物理资料等，对65°以北地区重新进行划分大地构造区划。

2. 北冰洋盆及周缘一级构造单元

目前对于板块边界的界定主要依据地震震中及航磁异常的分布（Bird ., 2003）。图幅范围内仅有一条板块构造单元边界——科贝塞恩-莫恩-克尼波维奇-加科尔洋中脊，具有分段性，该条离散边界以勒拿裂谷系延伸至欧亚大陆内部。

冰洋盆及周缘一级构造单元

（扩张方向及大小据DeMets et al., 1994，勒拿裂谷系位置据Metelkin et al., 2015）

加科尔洋中脊位于北冰洋欧亚海盆内，是北冰洋中唯一一条正在活动的扩张中心，也是是全球洋脊系统中扩张速率最慢,水深最深(最大的深度将近6km)、洋壳最薄的洋中脊(Dick., 2003)。北冰洋洋中脊以其非常慢的扩张速率为特征, 而在洋脊系统中独具特色, 是洋底扩张系统的一个端元，扩张速率最小可达到2-3mm/yr(半速率)，并且往北大西洋方向逐渐增大至约6mm/yr。

克尼波维奇洋中脊是北大西洋洋中脊在冰岛以北的部分。克尼波维奇洋中脊与加科尔洋中脊相接，属于典型的慢速扩张中心，其半扩张速率从6.3-7.5mm/yr不等（Davis et al., 2013），并且从北向南逐渐增大。由于其处于两大洋脊的交汇处，斜列式转换断层使洋中脊严重破碎，这一点与其北端的加科尔洋中脊区别明显（Elkins et al.， 2014）。

莫恩洋中脊连续性较好，现今几乎不发育转换断层，并且它的扩张导致先存的转化断层在洋中脊处不连续。通过一系列的叠置扩张中心将洋中脊北西走向转变为北东走向，其扩张速率在扩张方向转变处变小，之后又向南逐渐增大，也属于典型的慢速扩张中心(Jokat et al 2013)。科贝恩赛洋中脊是埃吉尔扩张中心在10Ma左右发生洋脊跃迁形成的，它与莫恩洋中脊以挪威-格陵兰断裂带为界。科贝恩赛洋中脊扩张速率在8-9mm/yr(半扩张速率)之间（Davis et al., 2013），属于慢速扩张中心，分段性较好，向南直接穿过冰岛（Brandsdóttir et al., 2015）。

3. 北冰洋盆及周缘二级构造单元

综合考虑地壳的地质和地球物理特征，并以海底地貌和陆上造山带分析为主要依据划分，本文可划分以下6种类二级构造单元，包括：1、深海盆地：加拿大海盆、马克罗夫海盆、阿蒙森深海盆地、南森海盆、挪威海盆、东格陵兰海盆。2、无震海岭/海隆：罗蒙诺索夫海岭、门捷列夫海岭、阿尔法海岭。3、小洋盆：巴芬湾。4、前寒武克拉通：西伯利亚克拉通、波罗的克拉通、北美克拉通。5、造山带：新元古代-早寒武世蒂曼造山带、晚志留世-早石炭世加里东堪的纳维亚和埃尔斯米尔加里造山带、晚古生代-早中生代的泰梅尔海西造山带、晚中生代维尔霍扬斯克造山带、南阿纽伊造山带和楚科奇-布鲁克斯造山带。 6、微陆块：阿拉斯加-楚科奇微陆块、斯瓦尔巴-喀拉微陆块、欧姆龙微陆块（Grantz et al., 2000, 2010, 2011；TEMAR project., 2010; Pease et al., 2014; Filatova et al., 2007）。

北冰洋洋底构造单元图

（海底地形数据据IBCAO, 2009）

1）深海盆地

北冰洋底在地貌上被三条近于平行的海岭分隔成多个的海盆。罗蒙诺索夫海岭大致穿过北极极点，将北冰洋分为美亚海盆和欧亚海盆两个一级海盆。欧亚海盆又被加科尔洋中脊分为隔南森盆地和阿蒙森盆地两个次级海盆，美亚海盆被阿尔法-门捷列夫海岭分为加拿大次级海盆和马克罗夫次级海盆。

A．欧亚海盆

欧亚海盆长约2000km，宽470km-880km不等，从西向东逐渐变窄，向东以北khatanga-罗蒙诺索夫断裂系与拉普捷夫海相邻，该断裂被认为是加科尔洋中脊扩张与拉普捷夫裂谷系之间运动的转换，向西以Wanger走滑断裂与法拉姆海峡和北大西洋分隔（Drachev, 2011）。欧亚海盆以加科尔洋中脊为界，可划分为阿蒙森次级海盆和南森次级海盆。

欧亚海盆基底地壳结构剖面

A–A′为过南森盆地的地壳密度剖面; B–B′为过阿蒙森海盆的地壳密度剖面（Jokat and Schmidt-Aursch, 2007）；C–C′为过阿蒙森海盆和门捷列夫海岭的地震反射剖面

阿蒙森次级海盆和南森次级海盆均由大量沉积物覆盖，其平均厚度约为2km，主要来自欧亚大陆一侧剥蚀的产物（Peace et al ., 2013），南森盆地整体上比阿蒙森盆地沉积物厚度大。南森海盆靠近拉普捷夫海一侧具有大约8km厚的沉积物，是目前欧亚海盆内报导的最大沉积厚度，另外，靠近格陵兰的扬马廷半岛也具有大约4.5km厚的沉积物覆盖。加科尔洋中脊基本没有沉积物覆盖，但是在与拉普捷夫海接触地方出现巨厚的沉积物，这可能与勒拿三角洲有关（Sekretov, 2002）。

从最新的多波段地震反射（multichannel seismic reflection）及重力资料分析，欧亚海盆最薄的洋壳并不在洋中脊处，而是发育在盆地洋壳最老的地方，如盆地的边缘，仅为1-2km厚，而该盆地正常的洋壳厚度在6.5-7km，这表明加科尔洋中脊扩张早期（58-55Ma）受地幔上涌的影响。

B．美亚海盆

美亚海盆以阿尔法海岭和门捷列夫海岭为界，划分为加拿大海盆和马克罗夫-Podvodnikov海盆。

加拿大海盆整体水深大于3000m，出现于西伯利亚和北美克拉通之间，整体呈三角状，是美亚海盆最深的部分。它北部与阿尔法-门捷列夫海岭相邻，南部与阿拉斯加北坡相邻。加拿大海盆中沉积物从西向东逐渐增大，海盆的主体被马更些河三角洲带来的沉积物覆盖，最大厚度可达15km。受到沉积物覆盖影响，加拿大海盆的磁场特征与欧亚海盆不同，其海底磁异常特征紊乱，不具有明显的线性磁异常特征，这使得对该海盆基底性质的认识十分困难（Jakovlev et al.，2012）。

马克罗夫海盆位于阿尔法海岭和罗蒙诺索夫海岭之间，海盆内部由一条基底构造-ARLIS-GAP分为马克罗夫海盆和Podvodnikov海盆两部分。ARLIS-GAP构造在重力异常上表现为-15-10mGal异常特征，在磁异常上表现为800nT异常特征。该构造带作为沉积物运移的天然屏障使靠近楚科奇海的Podvodnikov海盆沉积物较厚，而在海盆中央沉积物厚度较小。马克罗夫海盆成因存在较大的争议，Taylor 等 (1981)在盆地内部识别出线性磁异常条带21-34n（49-84Ma），提出了原地扩张模式。重力模拟表明马克罗夫海盆地壳厚度约为23km（Sorokin et al., 1999）,与阿尔法海岭具有过渡的地壳结构特征。

2） 无震海岭

A．罗蒙诺索夫海岭

罗蒙诺索夫海岭是欧亚海盆与阿蒙森次级海盆的分界海岭，呈狭长状，是大约在58Ma从欧亚大陆边缘裂解至现今位置（(Brozena et al., 2003; Glebovsky et al., 2006），大约在始新世发生沉降，并至海平面之下(Moran et al., 2006)。罗蒙诺索夫海岭由多个雁列断块组成，之上由一层较薄（平均厚度约50m）的沉积物覆盖。通过与法兰士约瑟夫地群岛地壳结构对比，认为罗蒙诺索夫海岭也具有新元古代的基底（Grantz et al., 2001）。

B．阿尔法-门捷列夫海岭

阿尔法-门捷列夫海岭长1700km，宽200-700km，分布于加拿大海盆和马克罗夫海盆之间。这里也是北极地区因浮冰影响而展开地质、地球物理调查最少的区域，截止到目前为止对于该海岭的地质与地球物理资料主要来自于1983年美国的CESAR航次（Jackson et al., 1986; Weber and Sweeney, 1990）和俄罗斯地质调查局2000年展开的地球物理调查。

热流观测和磁异常调查表明，该海岭形成于白垩纪磁静时期（Weber and Sweeney, 1990），从海底抓取样品测年获得碱性玄武岩年龄为82Ma（Jokat, 2003），认为阿尔法门捷列夫海岭形成于中白垩纪（120-87Ma）。地震剖面上可以识别门捷列夫-阿尔法海岭基底之上有两层沉积物（Dove et al., 2010），两层之间为70-75Ma区域不整合所隔开。上层沉积物变形较小，并且厚度变化较小，下层沉积物厚度变化较大，可以识别出多个正花状构造，指示了在70-75Ma前该区域发生走滑正断裂变形作用。

地震波速及密度反演结果显示门捷列夫海岭的厚度在32km左右，并且向两侧逐渐变薄（Dove et al., 2010），这与俄罗斯学者通过地震折射所得出的壳幔边界深度吻合（Poselov et al., 2011），大约是正常洋壳厚度的4倍，P波波速相对正常洋壳要小。通过对比本区与翁通爪哇、莫桑比克等无震海岭，发现其与热点成因的洋底高原有相似的波速结构及磁异常特征。另外，在地震反射剖面上（Konnecke et al., 1998），该海岭基底和上层沉积物之间界限模糊，往往被解释为火山碎屑流或者玄武质岩浆和沉积物发生同喷发混合产物（Berger et al., 1992），支持门捷列夫-阿尔法海岭是洋底高原的认识。

门捷列夫海岭-马克罗夫海盆P波波速剖面图

（Lebedeva-Ivanova et al., 2011）

a楚科奇-门捷列夫海岭P波速度剖面图；b马克罗夫-门捷列夫海岭P波速度剖面图，c门捷列夫地震波速剖面与翁通爪哇（OJP）及莫桑比克（MZR），d剖面位置分布图

C．热点轨迹与北极大火成岩省

热点轨迹是指长期活动的热点随板块相对运动而形成的一系列链状海山、洋底高原、大陆溢流玄武岩（Bryan and Ernst, 2008）。全球研究较为深入的有皇帝-夏威夷热点轨迹、德干高原-戈斯-拉克代夫海岭、东经九十度海岭等，这些热点轨迹往往发育在洋盆中，可以较好地反映大洋板块与热点之间的相对运动下地幔关系。

冰岛是争议较少的热点，通过地震震中分析及地震剖面结构推测冰岛热点的地幔柱中心位于64°N, 16°W（(Einarsson, 1991；Flovenz and Gunnarsson, 1991），与美亚板块边界（即雷克雅内斯洋中脊与科贝塞恩洋中脊连线）相距大约240km，属于板内火山活动。但是冰岛热点轨迹并清晰可循，主要由于冰岛热点在古近纪之前主要发生于陆壳下。相比洋壳，陆壳厚度和不均一性更大，当热点在陆壳下运动时往往容易形成间断分布的大陆溢流玄武岩，而非洋壳表面形成连续的火山岛链。

西伯利亚-冰岛热点轨迹示意图

（地形底图据IBCAO数据生成；磁异常条带据Grant.,2011; 热点轨迹：品红色据Forsyth et al., 1986;黄色据Lawver and Müller., 1994;深红色据Lawver et al., 2002。代号AR—阿尔法海岭; AeR—埃吉尔洋中脊; CEG—东格陵兰; MeR—门捷列夫海岭; YP—亚尔马克岛; FJL—弗朗兹约瑟岛)

早期研究（Morgan., 1981）将冰岛热点轨迹追踪到东格陵兰Skaergaard玄武岩，认为冰岛地幔柱从55Ma开始活动。随后的研究（Morgan., 1983；Forsyth et al., 1986）将格陵兰西北部火山岩与该热点轨迹联系起来，并认为冰岛热点90Ma前开始活动。通过对西伯利亚板块二叠纪古地磁数据分析以及地球化学特征对比，Kuzmin等（Kuzmin et al., 2010）认为西伯利亚板块在250Ma之前位于冰岛地幔柱之上，并认为从西伯利亚到弗朗兹约瑟岛欧亚大陆西北缘一系列中生代火山活动均是由于西伯利亚板块在冰岛地幔柱上运动形成的热点轨迹。

北极大火成岩省和岩墙群分布位置图

（地形底图据IBCAO数据生成；磁异常条带据Grant.,2011; 阿尔法海岭即周缘岩墙群分布据Døssing et al., 2013）

由于欧亚海盆张开的影响以及阿尔法-门捷列夫海岭构造属性不清，西伯利亚-弗朗兹约瑟岛热点轨迹与格陵兰西北缘-冰岛热点轨迹两段轨迹之间的时间和空间断失是成为争论的焦点（Lundin et al., 2005；Kuzmin et al., 2011）。在巴伦支-喀拉海、东西伯利亚海、加拿大北部岛屿识别出两期火山活动，早期为130-80Ma拉斑玄武岩，晚期为85-60Ma碱性火成岩（40Ar/39Ar 、 K–Ar法，Tegner et al., 2011；Drachev and Saunders, 2006）。早期拉斑玄武岩相与加拿大海盆打开相关，受控于地幔柱活动。Døssing等（2013）通过对阿尔法南部进行航磁异常研究，结合周缘弗朗兹约瑟岛、加拿大伊丽莎白群岛中生代岩墙群产状分布，认为冰岛地幔柱在130Ma左右位于阿尔法海岭南部，而门捷列夫海岭和阿尔法海岭北部是楚科奇微板块逆时针旋转裂离加拿大北缘过程中，由冰岛地幔柱留下的热点轨迹。

西伯利亚-冰岛热点轨迹在形成过程中涉及美亚海盆雨刮式旋转张开、巴芬湾张开与停止、北大西洋张开及多期洋中脊跃迁等洋盆张开过程。由于该热点轨迹多次穿过洋中脊系统，记录了西伯利亚板块、楚科奇微板块和北美板块相对地幔柱的绝对运动特征：250-150Ma，西伯利亚板块持续向南运动；150-90Ma，楚科奇微板块发生逆时针旋转；90-70Ma，北美板块持续向北运动；70Ma以来：北美板块向西运动。它也是全球大路上完整保存的的热点轨迹。

3）北冰洋周缘前寒武纪克拉通

北冰洋及周缘欧亚板块北缘和北美板块北缘主要发育波罗的、西伯利亚和劳伦三大前寒武纪克拉通。

A.波罗的克拉通

波罗地克拉通包括乌拉尔山以西俄罗斯欧洲大部分地区、乌克兰、白俄罗斯、波罗的海三国、北欧和波兰少部分范围。变质基底主要是太古宙和元古宙片麻岩、浅变质岩系，上覆中、新元古界古生界和中生界沉积盖层称为东欧地台（Laverov et al., 2013）。波罗地克拉通西侧以加里东造山带与北大西洋被动陆缘相接。板块北侧和东侧为蒂曼造山带，与斯瓦尔巴-喀拉地块相邻。板块东南侧以乌拉尔造山带与西西伯利亚年轻地台相邻（Filatova & Khain，2007）。

B．西伯利亚纪克拉通

西伯利亚克拉通主要分布于俄罗斯地区，西侧以乌斯季-叶尼塞断裂，与西西伯利亚盆地相邻，东侧以维尔霍扬斯克褶皱系与科雷马楚科奇褶皱区毗邻，北部以泰梅尔造山带与北地群岛相邻。西伯利亚板块之上沉积中、上元古界到中、新生界沉积盖层（Bushenkova et al., 2012）。

西西伯利亚年轻地台西侧为乌拉尔造山带，东侧以古亚洲洋缝合带与西伯利亚板块相接，基底为海西期褶皱系，是晚古生代末哈萨克斯坦板块与西伯利亚克拉通和东欧克拉通拼接形成劳亚大陆一部分，之上沉积中、新生界地层（Mizens & Kokshina，2012）。

C．劳伦克拉通

劳伦克拉通包括加拿大地盾、布西亚半岛、格陵兰地盾和北极群岛结晶基底，由太古宙-新元古界变质岩组成（Filatova & Khain, 2010）。格陵兰板块在古生代-中生代是北美克拉通的一部分，中生代末与克拉通主体分裂。因缺少沉积盖层，也称为格陵兰地盾。格棱板块块西侧以拉布拉多-巴芬湾裂谷与北美克拉通为界，东缘为加里东摺皱系。东格陵兰加里东造山带与北大西洋对岸斯堪的纳维亚加里东造山带为同一构造带(Ritzmann & Faleide, 2003, 2005)。在埃尔斯米尔造山之前为早古生代劳伦古陆北缘的被动大陆边缘盆地(富兰克林盆地)；而在埃尔斯米尔造山之后，该造山带发生造山后塌陷伸展，形成晚石炭世-中生代的斯维尔德鲁普盆地（Golonka & Gawęda，2012）。

北冰洋周缘大地构造单元

（黑线为剖面位置，剖面代号：1-加里东堪的纳维亚造山带位置；2-乌拉尔造山带剖面位置；3-泰梅尔造山带剖面位置；4-维尔霍扬斯克造山带剖面位置；5-楚科奇-布鲁克斯造山带剖面位置。据世界地质图第三版, Metelkin et al., 2015；Grantz et al., 2010; Pease et al., 2014; Filatova et al., 2007）

4）北冰洋周缘造山带

对研究区大陆上（包括大陆架）二级单元在主要包括不同时代造山带，主要包括：1）新元古代-早寒武世季曼造山带板块；2）晚志留世-早石炭世加里东堪的纳维亚和埃尔斯米尔加里造山带；3）晚古生代-早中生代泰梅尔海西期造山带；4）中生代维尔霍扬斯克造山带、南阿纽伊造山带和楚科奇-布鲁克斯造山带。

A．新元古代-早寒武世季曼造山带

季曼造山带位于北极古陆与波罗的板块之间，西北以加里东造山带为界，乌拉尔和新地岛海西期推覆体逆冲至该造山带东部边界之上。可以将其划分为外蒂曼构造带、Novozemel’sky 带(波罗的克拉通和北极古陆变形边缘)，以及克拉通之间中央碰撞带。弗兰格尔岛、楚科奇、苏厄德半岛和布鲁克斯山脉已发现蛇绿岩和花岗岩链，认为该构造带可能东延至楚科奇-阿拉斯（Kos’ko et al., 1993，2007）。

B．早志留世-早石炭世斯堪的纳维亚和埃尔斯米尔加里造山带

斯堪的纳维亚造山运动发生于加里东早期，主要影响西挪威和东格陵兰，该造山运动与劳俄大陆形成有关。晚志留世，亚皮特斯洋闭合，劳伦板块与波罗的板块、阿瓦隆尼亚陆块和斯瓦尔巴徳-喀拉陆块碰撞，形成劳俄大陆的，在劳伦板块和波罗的板块、斯瓦尔巴徳-喀拉陆块之间形成斯堪的纳维亚造山带（李江海等，2014；Piepjohn et al., 2007; Barrère et al., 2009）。斯堪的纳维亚造山带主体埋于海底（Ritzmann & Faleide，2007），在波罗的板块西缘发育大量飞来峰和构造窗（Myhre et al., 2009）。斯堪的纳维亚造山带向北分为两支：南支向东延伸至斯瓦尔巴徳群岛与法兰士·约瑟夫地之间；另一支延伸至法兰士·约瑟夫地与新地群岛之间，穿过斯瓦尔巴群岛（Breivik et al., 2005）。

斯堪的纳维亚造山带地质剖面图

（Hedin et al., 2012）

埃尔斯米尔造山带（又称因纽特褶皱逆冲带）沿格陵兰和加拿大北极群岛即劳伦克拉通的北缘分布，可能延伸至波弗特海及北阿拉斯加，成为劳伦古陆与北极古陆的分界（Breivik et al., 2003，Grasby et al., 2012）。埃尔斯米尔造山运动发生于泥盆纪-早石炭世，劳伦板块与北极古陆碰撞，发生埃尔斯米尔造山运动（Sonenshayn & Natapov，1990）。

C.泰梅尔-新地岛-乌拉尔海西期造山带

研究区海西期造山带内主要位于乌拉尔、新地岛和泰梅尔地区。新地岛造山带为乌拉尔造山带向北冰洋海域的延伸部分，与泰梅尔造山带原为同一段，后被喀拉走滑断层错断（Pease et al., 2014）。新地岛造山活动形成于早基末利期（Filatova & Khain，2007）。过乌拉尔造山带东西向的剖面显示，东、西乌拉尔造山带之间发育一大型右旋剪切带。剪切带两侧分别发育一系列向东和向西推覆的大型逆冲断层，构成一大型花状构造（Brown et al., 2008）。

乌拉尔造山带地壳断面图

海西造山带泰梅尔段位于喀拉走滑断层西南侧（Shipilov & Matishov，2006），西伯利亚克拉通与喀拉微板块之间，可分为 3 个南倾的推覆-逆冲带：南泰梅尔、中泰梅尔和北泰梅尔（Metelkin et al., 2005）。喀拉地块向西伯利亚板块汇聚，在西伯利亚北缘泰梅尔半岛处，形成一系列向南逆冲推覆的断裂。西伯利亚克拉通北缘沉积了巨厚的上古生界地层。

泰梅尔-新地岛地质剖面图

（李学杰等，2015）

D.中生代维尔霍扬斯克造山带、南阿纽伊造山带和布鲁克斯造山带

维尔霍扬斯克造山带围绕西伯利亚克拉通东缘和东北缘分布，是欧姆龙和科雷马微陆块与西伯利亚碰撞的产物。造山带由超过10km厚上古生界-下白垩统硅质碎屑沉积组成(Drachev et al., 2010)，称为维尔霍扬斯克杂岩，其岩性变化大，包括靠近克拉通的河流—浅海沉积至远离克拉通的深水浊流沉积。之下为古生代碳酸盐岩和碎屑岩-碳酸盐岩地层，属西伯利亚克拉通边缘。在早白垩世（130-125Ma），该被动陆缘沉积序列与科雷马-欧姆龙碰撞形成向西的逆冲和褶皱变形（(Nokleberg, 2010; Oxman, 2003）。维尔霍扬斯克造山带通过勒拿裂谷系和Stolboboi走滑断裂，与南阿纽伊造山带相连（Pease et al.,2014）。

维尔霍扬斯克造山带构造剖面图

（Zonenshain et al.，1990）

南阿纽伊造山带是一条狭窄的强烈变形缝合带，地表出露蛇绿岩及岛弧火山岩，主要分布在Bol'shoiLyakhov岛（Kuzmichev., 2009）。磁异常显示其从西Bol'shoiLyakhov岛一直延伸至拉普捷夫海裂谷系，长达1500km（；Pease et al 2013），但是其东南向白令海峡和阿拉斯加的延伸，由于后期鄂霍茨克-楚科奇火山岩带覆盖而至今不清楚。南阿纽伊缝合带包含零散分布的晚古生代及中生代蛇绿岩，侏罗-白垩纪岛弧火山岩以及中生代碎屑岩和火山碎屑浊积岩（Lawver et al., 2002; Savostin et al., 1984; Zonenshain & Natapov, 1989)。

晚古生代至中生代，西伯利亚与北美之间为泛大陆的大型海湾，称为南阿纽伊洋。中侏罗世-早白垩世，随着泛大陆的裂解，阿拉斯加—楚科奇微板块裂离加拿大北缘，加拿大海盆张开，楚科奇-阿拉斯加微陆块逆时针旋转并与科雷马-欧姆龙超地体的活动大陆边缘-Oloi岛弧带碰撞，形成南阿纽伊缝合带（Parfenov & Kuz'min, 2001；Sokolov et al., 2002, 2009; Kuzmichev., 2009; Klemperer et al., 2002）。

布鲁克斯造山带东西走向，从西加拿大向东延伸至阿拉斯加北缘、楚科奇海，甚至与Herald and Wrangel相连，延伸至新西伯利亚岛，总长约2000km （Drachev et al., 2010; Grantz et al., 2011）它是由北极-阿拉斯地体向南与育空岛弧地体等碰撞形成（Moore et al., 1994），导致Angayucham洋的关闭，形成了以侏罗纪蛇绿岩和增生杂岩为主的Angayucham地体，该地体在后期的造山作用下拼贴到北极阿拉斯加(Sokolov et al., 2009; Sokolov, 2010)。这一期的岛弧-大陆碰撞造山事件与北极阿拉斯加-楚科奇地体从北美裂解同时发生，前人认为美亚海盆张开导致北极阿拉斯加-楚科奇地体逆时针旋转，是导致这一期碰撞造山的根本原因（Lawveret al., 2002; Grantz et al., 2011）。

布鲁克斯造山带南北向构造剖面图

（Filatova et al., 2007）

布鲁克斯造山带整体和南阿纽伊造山带具有很多相似性，均是小洋盆的关闭导致了大量的岛弧地体的碰撞，形成了侏罗纪-早白垩统的蛇绿岩和岛弧杂岩(Sokolov et al., 2009; Sokolov, 2010)；其次，造山作用之前的新远古和古生代沉积序列具有相似性，并且经历的变质变形事件和岩浆侵入事件具有相似性（Natal’in et al.,1999; Dumoulin et al., 2002）。Angayucham洋和南阿纽伊洋在晚古生代至中生代是同一个大洋，而北极阿拉斯加楚科奇地体是该大洋同一个大陆边缘。

5） 北冰洋周缘微陆块群

北冰洋周缘主要发育巴伦支（斯瓦尔巴）-喀拉微陆块、科雷马-欧姆龙微陆块和阿拉斯加-楚科奇微陆块等（Karpinsky，2011；Metelkin et al., 2015）。

巴伦支陆块-喀拉陆块包块斯瓦尔巴群岛和巴伦支海大陆架西部。巴伦支陆块基底为中元古界褶皱系，之上沉积巨厚古生界-中生界地层（Drachev et al., 2010）。西为斯堪的纳维亚加里东造山带、南为季曼造山带，东南为新地岛褶皱带，东为北泰梅尔褶皱带。斯瓦尔巴群岛出露太古宙-中元古代结晶基底和新元古代-早古生代沉积盖层（Gee & Tebenkov，2004）。喀拉地微陆块以喀拉海北部为轮廓，构造上将晚古生代至早中生代南喀拉盆地基底与明显线性的北西伯利亚基底穹窿分开，晚古生代向南与西西伯利亚克拉通发生碰撞，形成海西期泰梅尔造山带。

阿拉斯加-楚科奇陆块横跨北美洲和亚洲。在阿拉斯加，该陆块的南界为布鲁克斯中生代褶皱带。北界为楚科奇海和波弗特海的陆架边缘。在俄罗斯，该陆块包括楚科奇半岛北部以及楚科奇海大陆架，其南部为南阿纽伊缝合线，形成于晚侏罗世-早白垩世楚科奇陆块与欧亚板块东北部科雷马-欧姆龙微陆块拼接过程（Kuzmichev., 2009）。

小结

1、科贝塞恩-莫恩-克尼波维奇-加科尔洋中脊为北冰洋及周缘离散板块边界，它以勒拿裂谷系向南延伸穿过科雷马褶皱区至鄂霍茨克海，并继续向南通过走滑断裂与太平洋板块的西北边界—千岛海沟相接，是现今北美板块与欧亚板块边界。

2、布鲁克斯与南阿纽伊造山带是中生代同期造山，Angayucham洋和南阿纽伊洋在晚古生代至中生代是属于同一个大洋，北极阿拉斯加楚科奇地体处于大洋的大陆边缘，晚中生代逆时针旋转形成布鲁克斯和南阿纽伊造山带。

3、南阿纽伊造山带和维尔霍扬斯克造山带均为楚科奇-阿拉斯加微板块在中生代逆时针旋转与欧亚大陆碰撞的结果。南阿纽伊造山带受微板块直接作用，形成平直强烈变形造山带，维尔霍扬斯克受远程碰撞效应，形成宽缓、变形较弱的造山带，科雷马-欧姆龙微板块进一步变形，形成欧姆龙环状构造。

4、阿尔法-门捷列夫海岭与翁通爪哇、莫桑比克等洋底高原具有相似的密度结构、磁异常特征，在基底和上覆沉积物之间显示出溢流玄武岩的地震反射特征，表明该海岭与热点相关的洋底高原。

5、欧亚海盆具有东宽西窄的长条状形，其东端以Khatanga-罗蒙诺索夫断裂系调节加科尔洋中脊与拉普捷夫海裂谷系运动。最薄的地壳厚度位于海盆边缘，而不是洋中脊位置，表明洋盆张开之前受到古地幔柱影响而地壳减薄。

6、美亚海盆内巨厚的沉积物，并受到北缘岩浆活动影响，其磁异调查和基底样品的获取相对困难，对其张开模式有多种猜想。放射状磁异常条带的发现以及罗蒙诺索夫海岭北部走滑断层证实雨刮式张开模式合理。

7、北冰洋盆内及周缘大陆中生代以来内存在主要的两期火山作用：早期为122-124Ma拉斑玄武岩相（U-Pb测年），晚期为85-60Ma碱性火成岩（测年手段为40Ar/39Ar and K–Ar）。西伯利亚-冰岛热点轨迹是陆上唯一一条保存较好的热点轨迹，它的形成与发育控制了美亚海盆、巴芬湾、北大西洋等构造演化，记录西伯利亚板块、楚科奇微板块、北美板块在不同阶段的绝对运动特征，具有非常重要的大地构造意义。