New data on the structure of the Laptev Sea flank of the gakkel ridge (Arctic Ocean)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article provides new data on the structure of the Laptev Sea flank of the Gakkel Ridge. The intensive supply of clastic material from the shelf of the Laptev Sea leads to the development of a thick alluvial cone at the continental foot, which determines the structure of the bottom topography. In the northwestern direction, the influence of the fan decreases and tectonics becomes the main relief-forming factor. The bathymetric survey traced the asymmetrical rift valley of the Gakkel Ridge, the western side of which is complicated by terraces. The presence of fault structures, bottom subsidence and intensive sediment supply, and the widespread development of landslide processes indicate high neotectonic activity of the Laptev Sea flank of the Gakkel Ridge. For the first time in this region, numerous carbonate formations have been discovered, the authigenic cement of which is represented by magnesian calcite or aragonite with an admixture of terrigenous material. Palynological and micropaleontological analysis of carbonate formations indicates the Quaternary formation of authigenic carbonate cement. An important role in the formation of authigenic carbonates was played by diagenetic solutions coming from the sedimentary cover together with methane and products of oxidation of gases and organic matter. Authigenic carbonates were deposited mainly in isotopic equilibrium with bottom water at a temperature of about 0°C. The negative correlation between 87Sr/86Sr and δ13C indicates the presence of at least two different sources of carbonate-forming solutions.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. V. Kaminsky

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

N. P. Chamov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

D. M. Zhilin

LLC “Hydro-Si”

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Beloostrovskaya str., 20, liter b, St. Petersburg, 197342

A. A. Krylov

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

I. A. Neevin

Karpinsky All-Russian Science Research Geological Institute (VSEGEI)

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Sredny prosp. V.O., 74, St. Petersburg, 199106

M. I. Bujakaite

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

K. E. Degtyarev

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

A. S. Dubensky

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

V. D. Kaminsky

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

E. A. Logvina

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

O. I. Okina

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

P. B. Semenov

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

A. O. Kil

All-Russian Science Research Institute Okeangeologiya

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Angliysky prosp., 1, St. Petersburg, 190121

B. G. Pokrovsky

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

T. Yu. Tolmacheva

Karpinsky All-Russian Science Research Geological Institute (VSEGEI)

Email: Nchamov@yandex.ru
Russian Federation, Sredny prosp. V.O., 74, St. Petersburg, 199106

References

  1. Арктический бассейн (геология и морфология) / Под ред. В.Д. Каминского, А.Л. Пискарева, В.А. Поселова. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2017. 291 с.
  2. Аветисов Г.П., Гусева Ю.В. Глубинное строение района дельты Лена по сейсмологическим данным // Советская геология. 1991. № 4. С. 73‒81.
  3. Аветисов Г.П. Сейсмоактивные зоны Арктики. СПб.: ВНИИокеанология, 1996. 185 с.
  4. Грамберг И.С., Деменицкая Р.М., Секретов С.Б. Система рифтогенных грабенов шельфа моря Лаптевых как недостающее звено рифтового пояса хребта Гаккеля – Момского хребта // Докл. АН СССР 1990. Т. 311. № 3. С. 689‒694.
  5. Грачев А.Ф., Деменицкая Р.М., Карасик А.М. Проблемы связи Момского континентального рифта со структурой срединно-океанического хребта Гаккеля // Геофизические методы разведки в Арктике. Л.: НИИГА, 1973. Вып. 8. С. 56‒75.
  6. Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Коссова С.А., Щука С.А. Модификация опресненных вод на шельфе моря Лаптевых: связь изотопных параметров и солености // Геохимия. 2019. Т. 64. № 1. С. 3–19.
  7. Имаев В.С., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии / Под ред. Г.С. Гусева. М.: ГЕОС, 2000. 226 с.
  8. Имаев В.С., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Океанические и континентальные рифты северо-восточной Азии и области их сочленения (сейсмотектонический анализ) // Литосфера. 2004. № 4. С. 44‒61.
  9. Колесник О.Н., Колесник А.Н., Покровский Б.Г. О находке аутигенного метанопроизводного карбоната в Чукотском море // Доклады Академии Наук. 2014. Т. 458. № 3. С. 330–332.
  10. Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Саввичев А.С. и др. Аутигенный Mg-кальцит на метановом полигоне в море Лаптевых // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 194–213.
  11. Крылов А.А., Логвина Е.А., Матвеева Т.В. и др. Икаит (СаСО3·Н2О) в донных отложениях моря Лаптевых и роль анаэробного окисления метана в процессе его формирования // Записки РМО. 2015. № 4. С. 61–75.
  12. Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Изотопный состав Sr в водах мирового океана, окраинных и внутренних морей: возможности и ограничения Sr-изотопной стратиграфии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2012. Т. 20. № 6. С. 3–19.
  13. Соколов С.Ю., Чамов Н.П., Хуторской М.Д., Силантьев С.А. Индикаторы интенсивности геодинамических процессов вдоль Атлантико-Арктической рифтовой системы // Геодинамика и тектонофизика. 2020. Т. 11. № 2. С. 302–319.
  14. Чамов Н.П. Литология палеогеновых вулканогенно-осадочных отложений п-ова Говена (юг Корякского нагорья) // Литология и полез. ископаемые. 1991. № 5. С. 79–94.
  15. Чамов Н.П., Соколов С.Ю. Рифтогенез в Арктике: процессы, направленность развития, генерация углеводородов // Литология и полез. ископаемые. 2022. № 2. С. 107–135.
  16. ANSS Earthquake Composite Catalog. 2014. http://quake.geo.berkeley.edu/anss/
  17. Eickmann B., Bach W., Rosner M., Peckmann J. Geochemical constraints on the modes of carbonate precipitation in peridotites from the Logatchev Hydrothermal Vent Field and Gakkel Ridge // Chemical Geology. 2009. V. 268. P. 97–106.
  18. Epstein S., Buchsbaum R., Lowenstam H.A., Urey H.C. Revised carbonate-water temperature scale // Geological Society of America Bulletin. 1953. V. 62. P. 417–426.
  19. Imfeld A., Ouellet A., Douglas P. et al. Molecular and stable isotope analysis (δ13C, δ2H) of sedimentary n-alkanes in the St. Lawrence Estuary and Gulf, Quebec, Canada: importance of even numbered n-alkanes in coastal systems // Organic Geochemistry. 2022. V. 164. P. 1–14.
  20. Jokat W., O’Connor J., Hauff F., Koppers A.P., Miggins D.P. Ultraslow Spreading and Volcanism at the Eastern end of Gakkel Ridge, Arctic Ocean // Geochem. Geophys. Geosyst. 2019. V. 20. P. 1‒19.
  21. Kodina L.A., Tokarev V.G., Vlasova L.N., Korobeinik G.S. Contribution of biogenic methane to ikaite formation in the Kara Sea: Evidence from the stable carbon isotope geochemistry / Eds R. Stein et al. // Siberian River run-off in the Kara Sea. Proc. in Marine Science. V. 6. Amsterdam: Elsevier, 2003. P. 349–374.
  22. Lein A.Yu., Makkaveev P.N., Savvichev A.S. et al. Transformation of suspended particulate matter into sediment in the Kara Sea in September of 2011 // Oceanology. 2013. V. 53(5). P. 570–606.
  23. Logvina E., Krylov A.A., Taldenkova E. et al. Mechanisms of Late Pleistocene authigenic Fe-Mn-carbonate formation at the Laptev Sea continental slope (Siberian Arctic) // Arktos. 2018. V. 4. P. 1–13.
  24. Rogov M., Ershova V., Gaina C., Vereshchagin O. et al. Glendonites throughout the Phanerozoic // Earth-Sci. Rev. 2023. V. 241. P. 1–32.
  25. Ruban A., Rudmin M., Mazurov A. et al. Cold-seep carbonates of the Laptev Sea continental slope: constraints from fluid sources and environment of formation // Chemical Geology. 2022. V. 610. P. 1–13.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Position of the Gakkel Ridge in the structure of the Arctic Ocean and its framing (after [Chamov, Sokolov, 2022] with simplifications). 1 – land; 2, 3 – water areas: 2 – with isobath up to 500 m, 3 – with isobath over 500 m; 4, 5 – Mesozoic structures: 4 – Okhotsk-Chukotka volcanic belt, 5 – Kolyma structural loop; 6–8 – folding fronts and areas of their distribution: 6 – Caledonian and Ellesmere, 7 – Hercynian, 8 – Mesozoic; 9, 10 – rifting and seismicity structures: 9 – oceanic, 10 – continental; 11 – extinct spreading axes; 12 – faults: a – established, b – assumed; 13 – thrusts: a – local, b – regional; 14 – shifts.

Download (877KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The position of the work area relative to the main structures of the Laptev Sea flank of the Gakkel Ridge. Red lines – faults; PP – sampling sites; A–Z – profile lines and fragments of the CMP seismic sections: A–B – SMNG 18-14, B–G – SMNG 18-20, D–E – MAGE 90700, G–Z – ARC 14-05. The inset at the top shows the position of the Gakkel Ridge and the work area in the structure of the Arctic Ocean floor.

Download (343KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Bathymetric map and bottom relief profiles at the work site.

Download (498KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Carbonate formations of the Gakkel Ridge, the cement of which is represented by aragonite (a, b) and magnesian calcite (c, d).

Download (452KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of palynomorphs of different ages in the studied samples. The numbers inside the diagrams indicate the number of specimens taken into account for statistics. 1 – Permian–Jurassic (pollen); 2 – Early Jurassic (dinocysts); 3 – Lower Cretaceous (dinocysts, spores); 4 – Late Cretaceous (dinocysts, pollen); 5 – Paleogene (dinocysts); 6 – Cenozoic (pollen); 7 – Neogene/Quaternary (pollen).

Download (99KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The ratio of the isotopic composition of carbon and strontium in authigenic carbonates of the Gakkel Ridge. МВ – the ratio of ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr in modern seawater [Kuznetsov et al., 2012].

Download (62KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».