УДК 549.6(571.651)
ФЕНОКРИСТЫ В КРЕМНЕКИСЛЫХ ВУЛКАНИТАХ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ОХОТСКО-ЧУКОТСКОГО ПОЯСА И УСЛОВИЯ ИХ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
© 2011 г. О. И. Кабанова, П. Л. Тихомиров, В. О. Япаскурт
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет Ленинские Горы, 1, МГУ, Москва,119234, Россия; e-mail.1500geol@rambler.ru Поступила в редакцию 10.02.2010 г.
Получена после доработки 28.09.2010 г.
В статье представлены результаты микроанализа фенокрист из кремнекислых вулканитов северной части Охотско-Чукотского вулканического пояса. Расчет параметров состояния магматических систем с помощью методов минеральной термобарометрии показывает, что кристаллизация фенокрист протекала при 750—1050°С. Наиболее близкими к реальным представляются результаты расчетов по программе QUILF и по амфибол-плагиоклазовому равновесию. Расчетные температуры в ряде случаев оказались выше средних оценок по тем же парагенезисам для прочих вулканических областей Земли. Вероятная причина — относительно низкое давление воды в первичных кислых магмах ОЧВП, что, в свою очередь, предполагает пониженное содержание водных фаз в протолите. Литостатическое давление при формировании амфиболсодержащих парагенезисов оценивается в 1—4 кбар, что соответствует глубинам 4—15 км.
Выявлены отчетливые пространственные вариации магнезиальности биотита и амфибола, предположительно связанные с различным режимом кислорода в питающих магматических камерах. Для фронтальной зоны ЦЧС уровень расчетной варьирует между NN0+1 и NN0+3, для АС и тыловой зоны ЦЧС — между QFM-1 и NN0+1. Из возможных факторов, контролирующих уровень фу-гитивности кислорода в кислых магмах, наиболее эффективным представляются вариации содержаний высоковосстановленных фаз (в частности, органического углерода) в коровом протолите. При относительно однородном валовом составе кремнекислых вулканитов составы фенокрист Fe-М§ силикатов могут существенно различаться, что позволяет использовать их в качестве дополнительного инструмента для расчленения и корреляции вулканогенных толщ.
ВВЕДЕНИЕ
Меловой Охотско-Чукотский вулканический пояс (ОЧВП) протягивается на 3200 км вдоль северо-восточной окраины Евразии от западного побережья Охотского моря до восточной части Чукотского полуострова (рис. 1) и, согласно современным представлениям (Парфенов, 1984; №к1еЬег§ е!а1., 2001), имеет субдукционную природу. Общий объем вулканитов ОЧВП приблизительно оценивается в 1 млн. км3 (Котляр и др., 1981).
Одной из особенностей Охотско-Чукотского пояса, отличающих его от большинства прочих надсубдукционных вулканических провинций, является значительная доля кремнекислых вулканитов, в отдельных сегментах достигающая 80— 90% от общего объема изверженных пород (И^откоу е! а1., 2008а). Уровень эрозионного среза ОЧВП меняется от первых сотен метров до 2—3 км, обеспечивая, таким образом, доступ к вулканическим комплексам, различным по возрасту и глубине формирования. Также вулканический пояс характеризуется отсутствием значимых следов наложенных тектонических событий и регионального метаморфизма. Таким образом, ОЧВП является привлекательным объектом для петрологиче-
ских и палеовулканологических исследований. К этому добавляется и практический интерес, обусловленный открытием промышленных месторождений золота, серебра, олова и ртути, генетически связанных с ОЧВП.
Систематическое геологическое изучение Охотско-Чукотского вулканического пояса начато в 1950-е годы. В ходе геологосъемочных и тематических исследовательских работ 1950-1980-х гг. собран обширный материал, включающий данные о структурных взаимоотношениях геологических тел, описания разрезов, результаты петрографических исследований, определения ископаемой флоры. Также для пород ОЧВП были получены более 1000 (Котляр, Русакова, 2004) К-Аг датировок и десятки тысяч анализов на петро-генные элементы. В течение последних десяти лет к данным о возрасте ОЧВП добавились результаты 40Аг/39Аг и и-РЬ определений, дающие основания для ревизии стратиграфических схем (Ьро1а-!оу е! а1., 2004; Иоиг1§ап, Актт, 2004; Тихомиров и др., 2006; ИкИоткоу е! а1., 2008а, 2008б; Мишин и др., 2008), однако для получения полной картины развития вулканического пояса этих датировок пока недостаточно. Еще более отрывочны
291
5*
130° E
140°E 150°E
160° E
170° E
180°
170° W
68° N
64° N
60°N
68°N
64°N
60°N
140°Е 150° Е 160°Е 170°Е 180°
| .. Сибирская платформа | i Тытыльвеемский вулканоплутонический пояс (апт)
[Щ Кратонные террейны гтгтгп Фрагменты позднеюрско-неокомовых
тт _ '-'-'магматических островных дуг
Чукотская складчатая область • . (преимущественно комплексы пассивной у/, Южно-Анюйская сутура
окраины Чукотского микроконтинента) sss г
Область "Колымской петли" (коллаж ,-, Верхояно-Индигирская отадтатад класть (преимущест-
- разнородных террейнов, включающих кратонные " " венно комплексы пассивной окраины Сибирского блоки, комплексы активных и пассивных окраин, континента)
офиолиты), позднемезозойской консолддации ^ Западно-Корякская аккреционная складчатая область
Корякско-Камчатская аккреционная складчатая Юрско-раннемеловые синколлизионные впадины
область кайнозойской консолидации
Границы поперечных сегментов ОЧВП
к ОЧВП (альб-кампан)
П Границы территории, показанной на рис. 2
Рис. 1. Тектоническая схема Северо-Востока Азии (Nokleberg et al., 2001; Соколов и др., 2001, с упрощениями и изменениями).
Главные сегменты (секторы) ОЧВП (Белый, 1977): З-О — Западно-Охотский, ОС — Охотский, ПС — Пенжинский, АС — Анадырский, ЦЧС — Центрально-Чукотский, В-Ч — Восточно-Чукотский.
сведения о петрологии магматических систем ОЧВП, основанные на прецизионных данных о микроэлементном составе пород и на данных микроанализа магматических фаз. В публикациях приведена информация лишь по породам отдельных вулканоструктур, расположенных в центральных и северных сегментах вулканического пояса (Захаров, Кравцова, 1999; Полин, Молл-Столкап, 1999; ТкИоткоу й а1., 20086).
В настоящей работе представлены результаты исследования кислых вулканитов Охотско-Чукот-ского пояса, направленного на оценку условий кристаллизации магм и выявления пространственных и временных вариаций этих условий. Образцы для исследования отобраны в северной части ОЧВП на территории площадью около 15 тыс. км2 (рис. 1, 2). Расчеты Р-Т условий производились, исходя из
данных о составе вкрапленников. Относительное разнообразие парагенезисов фенокрист кремнекислых вулканитов делает возможным использование нескольких равновесий (например, Manley, Bacon, 2000, Nabelek et al., 1987; Bohlen, Lindsley, 1987) и позволяет оценить сходимость результатов, полученных с помощью разных геотермометров. Наше исследование включало: (1) опробование вулканогенных толщ, (2) микроанализ минералов вкрапленников с использованием рентгеновского и волнового детекторов, (3) оценку параметров состояния магматических систем минеральной тер-мобарометрии, (4) изучение вариаций этих характеристик в пределах рассматриваемой части ОЧВП и сравнение полученных результатов с данными по другим вулканическим провинциям.
164° Е ^ООТ7 176° Е
68°40' N
168° Е
172 ° Е
68° N
66° N
168°Е
172 ° Е
Пекульнейская 176° Е дуга
0 50 км
■ 1 2 --------- 3 4 £ШШ5 !6 7 8 I 9 1
11 12 13 14 15 16 17 18 19
Рис. 2. Схема геологического строения северной части ОЧВП СПкЬотпо' й а1., 20086, с изменениями и дополнениями). 1 — выступы палеозойского фундамента; 2 — пермо-триасовые комплексы пассивной окраины Чукотского микроконтинента; 3—4 — комплексы поздней юры—неокома (Южно-Анюйская, Олойская и Пекульнейская зоны): 3 — осадочные и вулканогенно-осадочные комплексы задуговых и преддуговых бассейнов; 4 — фрагменты вулканических дуг; 5 — области позднеорогенного вулканизма (апт—ранний альб?); 6 — син- и постколлизионные осадочные бассейны поздней юры—неокома; 7—12 — Охотско-Чукотский вулканический пояс; поля распространения пород, соответствующих различным стадиям активности (млн. лет): 7 - 106-98; 8 - 94-91; 9 - 89-87; 10 - 85.5-83.5; 11 - 79-74(?); 12 -область, для которой нет надежных датировок вулканитов; 13 - отложения кайнозойских межгорных впадин; 14 - гра-нитоидные и габбро-гранитоидные интрузивы (палеозой-поздний мел); 15 - основные и ультраосновные породы палеозойских и мезозойских офиолитовых комплексов; 16 - предполагаемые границы позднеорогенного Тытыльвеем-ского вулканического пояса аптского возраста (Тихомиров и др., 2009); 17-18 - границы главных структурных подразделений ОЧВП (Белый, 1977): 17 - граница тыловой и фронтальной зон; 18 - границы сегментов (АС -Анадырский, ЦЧС - Центрально-Чукотский); 19 - точки отбора образцов, использованных в данном исследовании.
РАЙОНИРОВАНИЕ ОЧВП И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ИЗУЧЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ
В составе ОЧВП принято выделять две продольные зоны (тыловую и фронтальную) и шесть поперечных сегментов (Белый, 1977). Общая мощность вулканогенных образований тыловой зоны оценивается в 2-4 км, фронтальной - в 4-6 км. От фронтальной зоны к тыловой доля кислых вулканитов увеличивается. Поперечные сегменты (Западно-Охотский, Охотский, Пенжинский, Анадырский, Центрально-Чукотский и Восточно-Чукотский, рис. 2) отражают гетерогенность фундамента ОЧВП и отличаются друг от друга объемным соотношением кислых и основных пород (Котляр и др., 1981).
Образцы для исследования были отобраны в смежных Центрально-Чукотском (ЦЧС) и Анадырском (АС) сегментах ОЧВП (рис. 2). Сводные разрезы ЦЧС и АС показаны на рис. 3. Ниже приведено краткое описание геологического строения этой части вулканического пояса. Приведенные мощности стратонов соответствуют максимальным оценкам В.А. Варламовой и др. (2004).
В основании ЦЧС доминируют терригенные отложения триаса, смятые в пологие складки. Согласно существующим представлениям, они накопились в области пассивной окраины Чукотского микроконтинента (Парфенов, 1984; Soko1ov е! а1., 2002). В западной части ЦЧС вулканиты ОЧВП несогласно залегают на образованиях апт-ского позднеорогенного Тытыльвеемского вулка-
ю чо
-Рь
Центрально-Чукотский сегмент
Г-
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.