GEODYNAMIC MODEL OF THE AMERASIAN BASIN OF THE ARCTIC (TO THE JUSTIFICATION OF BELONGING OF THE LOMONOSOV RIDGE, THE MENDELEEV ELEVATION AND PODVODNIKOV TRENCH TO THE RUSSIAN CONTINENTAL MARGIN)

A geodynamic model of the Amerasian Basin for Aptian-Paleocene time, based on two main sources of geological and geophysical data, is presented. The first group of data connects with the results of seismic profiling in the Arctic region obtained in recent years. These data showed that throughout the Amerasian Basin and adjacent land, stretching conditions existed for the whole period of the early-mid Cretaceous - Quaternary period with a maximum in the Aptian-Albian. The second group of data is the materials of seismic tomography on crust and mantle structure of the Arctic and East Asia. From the standpoint of hydrodynamics, the seismotomographic picture of the upper mantle structure indicates clearly the existence of upper mantle convection, which leads to stretching of the continental lithosphere, rifting and associated magmatism. This approach allows eliminating the contradictions in the known paleotectonic reconstructions of C. Scotese by their modification in accordance with the proposed geodynamic mechanism.

1. Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. — Новосибирск: ГЕО, 2001. — 409 с.

2. Жао Д., Пирайно Ф., Лиу Л. Структура и динамика мантии под Восточной Россией и прилегающими регионами // Геология и геофизика. — 2010. — Т. 51, № 9. — С. 1188—1203.

3. Зоненшайн Л. П., Натапов Л. М. Тектоническая история Арктики // Актуальные проблемы тектоники океанов и континентов. — М.: Наука, 1987. — С. 31—57.

4. Зорин Ю. А., Турутанов Е. Х. Плюмы и геодинамика Байкальской рифтовой зоны // Геология и геофизика. — 2005. — Т. 46, № 7. — С. 685—699.

5. Зорин Ю. А., Балк Е. В., Новоселова М. Р., Турутанов Е. Х. Толщина литосферы под Монголо-Сибирской горной страной и сопредельными регионами // Физика Земли. — 2006. — № 7. — С. 32—42.

6. Имаев В. С., Имаева Л. П., Козьмин Б. М. Сейсмотектоника Якутии. — М.: ГЕОС, 2000. — 227 с.

7. Коваленко В. И., Ярмолюк В. В., Богатиков О. А. Новейший вулканизм и его связь с процессами межплитного литосферного взаимодействия и глубинной геодинамикой // Геология и геофизика. — 2010. — Т. 51, № 9. — С. 1204—1221.

8. Лаверов Н. П., Лобковский Л. И., Кононов М. В. и др. Геодинамическая модель тектонического развития Арктики в мезозое и кайнозое и проблема внешней границы континентального шельфа России // Геотектоника. — 2013. — № 1. — С. 3—35.

9. Ландер А. В., Букчин Б. Г., Дрознин Д. В., Кирюшин А. В. Тектоническая позиция и очаговые параметры Хаилинского (Корякского) землетрясения 8 марта 1991 года: существует ли плита Берингия? // Геодинамика и прогноз землетрясений. Вычислительная сейсмология: Вып. 26. — М.: Наука, 1994. — С. 103—122.

10. Лобковский Л. И., Вержбицкий В. Е., Кононов М. В. и др. Геодинамическая модель эволюции арктического региона в позднем мезозое-кайнозое и проблема внешней границы континентального шельфа России // Арктика: Экология и экономика. — 2011. — № 1. — С. 104—115.

11. Лобковский Л. И., Гарагаш И. А., Кононов М. В. и др. Тектоника деформируемых литосферных плит и геодинамическая эволюция арктического региона в мезозое-кайнозое // Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии: Вып. 2. — М.: ГЕОС, 2010. — С. 8—40.

12. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия) / Ред. Л. М. Парфенов, М. И. Кузьмин. — М.: Наука, 2001. — 571 с.

13. Пучков В. Н. «Великая дискуссия» о плюмах: так кто же все-таки прав? // Геотек­тоника. — 2009. — № 1. — С. 3—22.

14. Alvey A., Gaina C., Kusznir N. J., Torsvik T. H. Integrated crustal thickness mapping and plate reconstructions for the high Arctic // Earth and Planetary Science Letters. — 2008. — Vol. 274, № 3. — P. 310—321.

15. Bruvoll V., Kristoffersen Y., Coakley B. J., Hopper J. R. Hemipelagic deposits on the Mendeleev and northwestern Alpha submarine Ridges in the Arctic Ocean: acoustic stratigraphy, depositional environment and an inter-ridge correlation calibrated by the ACEX results // Marine Geophysical Researches. — 2010. — Vol. 31, № 3. — P. 149—171.

16. Bruvoll V., Kristoffersen Y., Coakley B. J. et al. The nature of the acoustic basement on Mendeleev and northwestern Alpha ridges, Arctic Ocean // Tectonophysics. — 2012. — Vol. 514. — P. 123—145.

17. Churkin Jr. M., Trexler Jr. J. H. Circum-Arctic plate accretion—Isolating part of a Pacific plate to form the nucleus of the Arctic Basin // Earth and Planetary Science Letters. — 1980. — Vol. 48, № 2. — P. 356—362.

18. Churkin Jr. M., Trexler Jr. J. H. Continental plates and accreted oceanic terranes in the Arctic // The Arctic Ocean. — [S. l.]: Springer US, 1981. — P. 1—20.

19. Dove D., Coakley B., Hopper J., Kristoffersen Y. Bathymetry, controlled source seismic and gravity observations of the Mendeleev ridge; implications for ridge structure, origin, and regional tectonics // Geophys. J. Int. — Vol. 183, № 2. — P. 481—502.

20. Golonka J. Phanerozoic palaeoenvironment and palaeolithofacies maps of the Arctic region // Arctic Petroleum Geology: Vol. 35 / A. M. Spencer, A. F. Embry, D. L. Gautier et al. (eds); Geological Society. — London: Memoir, 2011. — P. 79—129.

21. Golonka J., Bocharova N. Y., Ford D et al. Paleogeo­graphic reconstructions and basins development of the Arctic // Marine and Petroleum Geology. — 2003. — Vol. 20, № 3. — P. 211—248.

22. Grantz A., Clark D. L., Phillips R. L. et al. Phanerozoic stratigraphy of Northwind Ridge, magnetic anomalies in the Canada basin, and the geometry and timing of rifting in the Amerasia basin, Arctic Ocean // Geol. Soc. Amer. Bull. — 1998. — Vol. 110, № 6. — P. 801—820.

23. Grantz A., Eittreim S., Dinter D. A. Geology and tectonic development of the continental margin north of Alaska // Tectonophysics. — 1979. — Vol. 59, № 1. — P. 263—291.

24. Herron E. M., Dewey J. F., Pitman W. C. Plate tectonics model for the evolution of the Arctic // Geology. — 1974. — Vol. 2, № 8. — P. 377—380.

25. Hutchinson D. R., Lebedeva-Ivanova N., Jackson R. et al. Seismic interpretation in the Arctic and recent U.S. Seismic Data Acquisition, Summer, 2011 // Workshop on scientific issues on geomorphological and plate tectonic reconstructions in the Arctic Ocean and its implications for submissions according to UNCLOS Article 76 with representatives and scientists from Canada, Denmark, Norway, the Russian Federation and USA. — Copenhagen: GEUS, Nov. 15—16, 2011. — Compact Disk.

26. Jackson H. R., Forsyth D. A., Johnson G. L. Oceanic affinities of the Alpha Ridge, Arctic Ocean // Marine geology. — 1986. — Vol. 73, № 3. — P. 237—261.

27. Jackson H. R., Gunnarsson K. Reconstructions of the Arctic: Mesozoic to present // Tectonophysics. — 1990. — Vol. 172, № 3. — P. 303—322.

28. Initial Geological Report on CESAR — The Canadian Expedition to Study the Alpha Ridge, Arctic Ocean / H. R. Jackson, P. J. Mudie, S. M. Blasco (eds.) // Geological Survey of Canada Paper. — 1985. — Vol. 84, № 22. — 177 p.

29. Jokat W. Seismic investigations along the western sector of Alpha Ridge, Central Arctic Ocean // Geophys. J. Int. — 2003. — Vol. 152, № 1. — Р. 185—201. — doi:10.1046/j.1365-246X.2003.01839.x.

30. Jokat W., Micksch U. Sedimentary structure of the Nansen and Amundsen basins, Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. — 2004. — Vol. 31. — P. 1—4. — doi:10.129/2003GL018352.

31. Jokat W. The sedimentary structure of the Lomonosov Ridge between 88°N and 80°N: Consequences for tectonic and glacial processes // Geophys. J. Int. — 2005. — Vol. 163. — Р. 698—726. — doi:10.1111/j.1365-246X.2005.02786.x.

32. Jokat W., Ickrath M., O’Connor J. Seismic transect across the Lomonosov and Mendeleev ridges: Constraints on the geological evolution of the Amerasia Basin, Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. — 2013. — Vol. 40, № 19. — P. 5047—5051.

33. Jones P. B. Evidence from Canada and Alaska on plate tectonic evolution of the Arctic Ocean Basin // Nature. — 1980. — Vol. 285. — P. 215—217.

34. Kazmin Y. B., Laverov N. P., Nikishin A. M. et al. History of Amerasia Basin in light of new data // International Conference “Geological Structure and Evolution Problems of the Arctic Basin in the Context of Submission on the Outer Limits of the Continental Shelf of the Russian Federation in the Arctic Ocean”. Saint-Peterburg. Russia. May 27—28, 2014. — Compact Disk.

35. Kazmin Y., Glumov I., Nikishin A. et al. Geological structure of sedimentary sequences of the Amerssia Basin in central Arctic Based on seismic data interpretation // International Conference “Geological Structure and Evolution Problems of the Arctic Basin in the Context of Submission on the Outer Limits of the Continental Shelf of the Russian Federation in the Arctic Ocean”. Saint-Peterburg. Russia. May 27—28, 2014. — Compact Disk.

36. Koulakov I. Y., Gaina C., Dobretsov N. L. еt al. Plate reconstructions in the Arctic region based on joint analysis of gravity, magnetic, and seismic anomalies // Russian Geology and Geophysics. — 2013. — Vol. 54, № 8. — P. 859—873.

37. Lane L. S. Canada Basin, Arctic Ocean: evidence against a rotational origin // Tectonics. — 1997. — Vol. 16, № 3. — P. 363—387.

38. Lawver L. A., Grantz A., Gahagan L. M. Plate kinematic evolution of the present Arctic region since the Ordovician // Geol. Soc. Amer. Spec. Papers. — [S. l.], 2002. — P. 333—358.

39. Lawver L. A., Müller R. D., Srivastava S. P., Roest W. The opening of the Arctic Ocean // Geological history of the polar oceans: Arctic versus Antarctic. — [S. l.]: Springer Netherlands, 1990. — P. 29—62.

40. Lebedeva-Ivanova N. N., Zamansky Y. Y., Langinen A. E., Sorokin M. Y. Seismic profiling across the Mendeleev Ridge at 82 N: evidence of continental crust // Geophys. J. Int. — 2006. — Vol. 165, № 2. — P. 527—544.

41. Mackey K. G., Fujita K., Gunbina L. V. et al. Seismicity of the Bering Strait region: Evidence for a Bering block // Geology. — 1997. — Vol. 25. — Р. 979—982.

42. Miller E. L., Verzhbitsky V. E. Structural studies near Pevek, Russia: Implications for formation of the East Siberian Shelf and Makarov Basin of the Arctic Ocean // Geology, geophysics and tectonics of Northeastern Russia: a tribute to Leonid Parfenov / Stone D. B., Fujita K., Layer P. W., Miller E. L. et al. (eds.) // Stephan Mueller Publication Series. — 2009. — Vol. 4. — P. 223—241.

43. Miller E. L., Toro J., Gehrels G. et al. New insights into Arctic paleogeography and tectonics from U-Pb detrital zircon geochronology // Tectonics. — 2006. — Vol. 25, № 3. — TC3013. — doi:10.1029/2005TC001830.

44. Miller E. L., Gehrels G. E., Pease V., Sokolov S. Stratigraphy and U-Pb detrital zircon geochronology of Wrangel Island, Russia: Implications for Arctic paleogeography // AAPG Bull. — 2009. — Vol. 94, № 5. — P. 665—692.

45. Mosher D. C., Shimeld J., Hutchinson D. et al. Sedimentology in Canada Basin // Workshop on scientific issues on geomorphological and plate tectonic reconstructions in the Arctic Ocean and its implications for submissions according to UNCLOS Article 76 with representatives and scientists from Canada, Denmark, Norway, the Russian Federation and USA. Copenhagen, GEUS, November 15—16, 2011. — Compact Disk.

46. Pitman W. C., Talwani M. Sea-floor spreading in the North Atlantic // Geol. Soc. Amer. Bull. — 1972. — Vol. 83, № 3. — P. 619—646.

47. Rowley D. B., Lottes A. L. Plate-kinematic reconstructions of the North Atlantic and Arctic: Late Jurassic to present // Tectonophysics. — 1988. — Vol. 155, № 1. — P. 73—120.

48. Savostin L. A., Natapov L. M., Stavsky A. P. Mesozoic paleogeodynamics and paleogeography of the Arctic region // Geol. Congress. Arctic geology. Reports. — 1984. — Vol. 4. — P. 217—237.

49. Scotese C. R. Paleogeographic Reconstructions of the Circum-Arctic Region since the Late Jurassic // Search and Discovery Article #30193. Adapted from oral presentation at AAPG Annual Convention and Exhibition, Houston, Texas, Apr. 10—13, 2011. — [S. l.], 2011.

50. Shokalsky S. P., Morozov A. F., Petrov O. V. et al. New data on geology of the Central Arctic seafloor highs (results of analytical studies of bottom rock samples collected during the “Arctic-2012” cruise) // International Conference “Geological Structure and Evolution Problems of the Arctic Basin in the Context of Submission on the Outer Limits of the Continental Shelf of the Russian Federation in the Arctic Ocean”. Saint-Peterburg. Russia. May 27—28, 2014. — Compact Disk.

51. Vogt P. R., Bernero C., Kovacs L., Taylor P. Structure and plate tectonic evolution of the marine Arctic as revealed by aeromagnetics // Oceanologica Acta. — 1981. — Vol. 4. — P. 25—40.

52. Weber J. R. The Alpha Ridge: gravity, seismic and magnetic evidence for a homogenous, mafic crust // J. of Geodynamics. — 1986. — Vol. 6, № 1. — P. 117—136.

53. Weber J. R. The structures of the Alpha Ridge, Arctic Ocean and Iceland-Faeroe Ridge, North Atlantic: comparisons and implications for the evolution of the Canada Basin // Marine Geology. — 1990. — Vol. 93. — P. 43—68.

54. Zhao D. Global tomographic images of mantle plumes and subducting slabs: insight into deep Earth dynamics // Physics of the Earth and Planetary Interiors. — 2004. — Vol. 146, № 1. — P. 3—34.

55. Zonenshain L. P., Natapov L. M. Tectonic history of the Arctic region from the Ordovician through the Cretaceous. — [S. l.]: Springer US, 1989. — P. 829—862.