научная статья по теме ДВА ЭТАПА ЭКСПЛОЗИВНОГО ВУЛКАНИЗМА ПРИЭЛЬБРУСЬЯ: ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВУЛКАНИТОВ И ИХ РОЛЬ В НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ИСТОРИИ БОЛЬШОГО КАВКАЗА Геология

Текст научной статьи на тему «ДВА ЭТАПА ЭКСПЛОЗИВНОГО ВУЛКАНИЗМА ПРИЭЛЬБРУСЬЯ: ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВУЛКАНИТОВ И ИХ РОЛЬ В НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ИСТОРИИ БОЛЬШОГО КАВКАЗА»

СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 1, с. 100-130

УДК 550.93

ДВА ЭТАПА ЭКСПЛОЗИВНОГО ВУЛКАНИЗМА ПРИЭЛЬБРУСЬЯ:

ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВУЛКАНИТОВ И ИХ РОЛЬ В НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ИСТОРИИ БОЛЬШОГО КАВКАЗА

© 2014 г. И. В. Чернышев, С. Н. Бубнов, В. А. Лебедев, Ю. В. Гольцман,

Э. Д. Баирова, А. И. Якушев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва

e-mail: bubnov@igem.ru Поступила в редакцию 03.07.2012 г.

Выявлены хронологические закономерности развития молодого эксплозивного вулканизма в При-эльбрусье (Большой Кавказ). Полученные изотопно-геохронологические данные указывают на то, что игнимбриты и ассоциированные с ними вулканогенные породы сформировались здесь в течение двух различных этапов магматической активности Большого Кавказа — среднеплиоценового (3.0—2.75 млн. лет назад) и ранненеоплейстоценового (0.84—0.70 млн. лет назад). Нахождение в Приэльбрусье двух значительно оторванных во времени групп пирокластических образований, а также анализ их размещения позволили предположить наличие в этой части Эльбрусской вулканической области двух разновозрастных пространственно совмещенных вулканических центров: Тыр-ныаузского, локализованного в плиоценовое время на территории восточной и южной частей При-эльбрусья и четвертичного Эльбрусского — единственного центра новейшей вулканической активности не только в Приэльбрусье, но и на всей территории Эльбрусской неовулканической области. Анализ хронологии магматических событий и вещественных особенностей молодых магматических пород Приэльбрусья в период времени от 3 млн. лет назад до голоцена показывает, что кальдерная стадия в истории развития собственно вулкана Эльбрус еще не была пройдена и высока вероятность развития подобного сценария катастрофического магматизма в будущем.

Ключевые слова: Приэльбрусье, изотопная геохронология, молодой эксплозивный вулканизм, иг-нимбриты, вулканический центр, геохронологическая шкала, вулканическая активность, кальдера.

Б01: 10.7868/80869592X14010025

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее опасных форм активности вулканов являются эксплозивные извержения взрывного типа. История человеческой цивилизации сохранила сведения о целом ряде подобных природных катаклизмов катастрофического масштаба, произошедших в разных частях планеты и повлекших многочисленные человеческие жертвы. Многие из них изменили ход истории и повлияли на судьбы целых народов и культур. Ярким примером является эксплозивное извержение около 1400 г. до н.э. вулкана Санторин в Эгейском море, которое сопровождалось выбросом огромного количества пирокластического материала (~72 км3) и привело к гибели многочисленных греческих городов и поселений на побережье, на островах Крит и Тира (Фера), а также на других островах, по мнению некоторых исследователей входивших в состав воспетой Платоном легендарной Атлантиды. Этот катаклизм определил закат великой минойской культуры. Широко известно катастрофическое эксплозив-

ное извержение в 1835 г. вулкана Косигуана (Никарагуа), пароксизм которого вызвал образование палящих туч, а площадь, охваченная пепло-падами, достигла 4 млн. км2. Вулканический пепел при взрывных извержениях вулкана Сьер-ра-Асуль (1926—1932 гг.) на островах Хуан-Фернандес покрыл южную часть Южной Америки и в результате аэрального переноса достиг Африки и Новой Зеландии.

Типичными продуктами эксплозивных извержений катмайского и плинианского типов являются сваренные и спекшиеся эксплозивно-обломочные породы (агглютинаты, спекшиеся туфы и игнимбриты). Из них наиболее интересными в петрографическом и генетическом плане являются игнимбриты — породы, происхождение которых и до настоящего времени остается не до конца ясным. Это в значительной мере обусловлено тем, что фактически не известны научно описанные примеры исторических извержений игнимбритов, как, впрочем, и современного образования других сваренных и спекшихся вулканопластических по-

род. По мнению ряда исследователей, игнимбри-ты — это продукты высокоподвижных и высокотемпературных пепловых пирокластических потоков ("раскаленных туч"), образованных в результате эксплозивных извержений (Marshall, 1935; Заварицкий, 1947 и др.). По другим представлениям, игнимбриты, а также другие спекшиеся и сваренные вулканопластические породы образовались в результате лавовых излияний (Левинсон-Лессинг, 1928; Лучицкий, 1985 и др.). Многие авторы отмечают связь игнимбритов и спекшихся туфов с образованием кальдер взрывного типа (Williams, 1941 и др.), сформировавшихся при обрушении вулканической постройки из-за практически мгновенного опустошения малоглубинной магматической камеры.

Эльбрусская неовулканическая область (ЭНВО) Большого Кавказа является одним из регионов Кавказского сегмента Альпийского складчатого пояса, где неоген-четвертичный эксплозивный магматизм проявился в значительных масштабах. Ее особенность заключается в том, что молодой, в том числе игнимбритовый, вулканизм развивался здесь в геодинамической обстановке активности горячего поля мантии (Бубнов, 2003 и др.) и геотектонических условиях "жесткой" коллизии Аравийской и Евроазиатской литосферных плит.

Очевидно, что всестороннее изучение молодого эксплозивного магматизма Земли имеет принципиальное значение при прогнозе будущих катастрофических взрывных извержений. Отметим, что Эльбрус, в окрестностях которого распространены покровы молодых игнимбритов и туфов, отнесен к категории "А" действующих вулканов (Гущенко, 1979 и др.), или, по крайней мере, как следует из геохронологических данных (Чернышев и др., 2001, 2008; Лебедев и др., 2005, 2010a и др.), его следует считать потенциально активным. Поэтому для Эльбруса вполне актуальной задачей является установление места, хронологии и масштабов неоген-четвертичного эксплозивного вулканизма, проявления которого известны в Приэльбрусье (рис. 1), и определение особенностей современной стадии развития вулкана в целях предотвращения последствий возобновления его, возможно, эксплозивной активности.

Настоящая работа является продолжением наших исследований геохронологии и петрогенези-са продуктов неоген-четвертичной эндогенной активности Кавказского региона, и в том числе Эльбрусского вулканического центра (ЭВЦ) — одного из крупнейших очагов четвертичной активности Европы (Чернышев и др., 2001, 2008, 2011; Бубнов, 2003; Лебедев и др., 2005, 2010a, 2010б, 2011 и др.). В статье приводятся и обсуждаются новые результаты изотопного датирования молодых пирокластических образований, а также

других изверженных пород на территории При-эльбрусья.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Общие сведения

Неоген-четвертичный магматизм Большого Кавказа развивался на протяжении 8.5—8 млн. лет в течение трех этапов: позднемиоценового (8.5— 4.5 млн. лет), плиоценового (4.0—1.6 млн. лет) и антропогенового (моложе 1.5 млн. лет назад) (Милановский, Короновский, 1973; Чернышев и др., 2008; Лебедев и др., 2010а и др.). Его проявления локализованы на территории трех неовулканических областей — Эльбрусской, Казбекской и Центрально-Грузинской (Милановский, Короновский, 1973 и др.). Несмотря на общность геодинамических и геотектонических причин эндогенной активности, молодой вулканизм каждой из них имеет свои особенности, в частности разные временные рамки этапов развития и масштабы магматической деятельности, различия в вещественном составе изверженных пород и нередко в формах проявлений.

ЭНВО расположена в пределах Эльбрусско-Малкинско-Минераловодского поднятия Большого Кавказа и охватывает территорию, ограниченную верхним течением р. Кубань на западе, р. Кума на севере, р. Черек на востоке и Главным Кавказским хребтом на юге. В ее пределах известны четыре района проявления неоген-четвертичного магматизма: Минераловодский, Чегемский, Тырныаузский и Эльбрусский (Милановский, Короновский, 1973 и др.). Последний из них охватывает юго-западную часть области; на его территории локализован одноименный четвер-

1

тичный вулканический центр (рис. 1). Как уже было отмечено выше, особенностью Эльбрусско-

1 Вулканический центр — это территориально обособленная

группа вулканов и интрузий, связанных преемственностью

магматических событий, общностью времени их проявле-

ния и петрогенезиса слагающих их магматических пород. Они объединены локализованным в пространстве и активным на протяжении всей истории развития центра единым эндогенным источником, генерирующим их материнские

расплавы. Вулканический центр — это долгоживущий центр эндогенной активности, "генетическая ячейка вулканизма" (Вулканический..., 1980), содержащая ключевые сведения об основных закономерностях эволюции вулканизма региона в течение конкретного этапа его развития,

об особенностях связанных с вулканизмом структуро-, го-ро- и корообразования, тектонических движений, о взаимосвязи различных форм магматизма и генезиса магм, возникновения и эволюции гидротермальных и рудообразую-щих систем. В отличие от вулканического центра, термин "вулканический (магматический) район" несет, прежде всего, "территориальную" нагрузку. Под вулканическим (магматическим) районом понимается тектонически и/или географически обособленная часть вулканической области, в пределах которой магматическая активность развивалась, как правило, в течение нескольких геохронологических эпох.

Рис. 1. Геологическая карта проявлений неоген-четвертичного магматизма в Приэльбрусье (составлена В.А. Лебедевым). 1 — средне-поздненеоплейстоценовые—голоценовые (?) лавы вулкана Эльбрус: 2 — ранненеоплейстоценовые пиро-кластические образования (игнимбриты, туфы, туфолавы) и лавы Эльбрусского центра, 3 — остатки ранненеоплейсто-ценовых вулканических аппаратов; 4 — эоплейстоценовые лавы Эльбрусского центра; 5 — позднеплиоценовые грани-тоиды; 6 — некки, дайки и субвулканические тела позднеплиоценовых риолитов и витрофиров, покровы кислых ту-фолав; 7 — среднеплиоценовые пирокластические образования Тырныаузского вулканического центра; 8 — четвертичные вулканы; 9 — ледники и фирновые поля; 10 — места отбора проб.

го магматического

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком