научная статья по теме ГЕОХИМИЯ И ГЕНЕЗИС МЕТАБАЗИТОВ КОЛПАКОВСКОЙ СЕРИИ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ Математика

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЯ И ГЕНЕЗИС МЕТАБАЗИТОВ КОЛПАКОВСКОЙ СЕРИИ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 456, № 2, с. 193-199

= ГЕОЛОГИЯ :

УДК[552.16+550.42] (571.66)

ГЕОХИМИЯ И ГЕНЕЗИС МЕТАБАЗИТОВ КОЛПАКОВСКОЙ СЕРИИ

СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ © 2014 г. И. А. Тарарин, З. Г. Бадрединов

Представлено академиком Ю.М. Пущаровским 26.02.2013 г. Поступило 06.03.2013 г.

Б01: 10.7868/80869565214140242

Новейшие данные по изотопии Мё, ЯЪ, 8г, РЬ, полученные для осадочных и магматических пород Охотского моря [1], а также последние материалы по цирконологии метатерригенных отложений и гранитоидов Срединнокамчатского кристаллического массива [2—5] свидетельствуют об эпиконтинентальном типе коры основания Охотского моря и поступлении терригенного материала в осадочные отложения Срединного хребта Камчатки при эрозии зрелой континентальной коры.

Новым дополнением к этим материалам служат данные по вулканогенным породам из разрезов терригенных отложений Срединного хребта, свидетельствующие, что накопление терригенных пород сопровождалось активным вулканизмом, совпадающим по времени с началом формирования Охотско-Чукотского вулканогенного пояса [6]. Широкое распространение основных и ультраосновных вулканических пород в разрезах терриген-ных отложений указывает на наличие в основании осадочного бассейна магматического очага, послужившего, по нашему мнению, источником тепла и флюидов, обусловивших процессы гранитизации и метаморфизм пород Срединной Камчатки.

В данной работе приведены новые данные по геохимии, минералогии метабазитов колпаков-ской серии Срединнокамчатского массива и предложен механизм их формирования среди терригенных отложений мелового эпиконтинен-тального окраинного бассейна.

Колпаковская серия мощностью более 2500 м апотерригенных метаморфических пород обнажается в основании видимого разреза отложений Срединнокамчатского массива и по литологиче-скому составу разделена на нижнюю, среднюю и верхнюю толщи. Нижняя толща наиболее широко распространена в пределах массива и представлена мигматизированными кианит-гранат-

Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток

биотитовыми ± ставролит ± мусковит, гранат-биотит-мусковитовыми плагиогнейсами и мигматитами. В средней толще преобладают биоти-товые и гранат-биотитовые плагиогнейсы, степень мигматизации которых несколько ниже, чем пород нижней толщи.

Комплекс пород верхней толщи обнажается только в северной части массива на правобережье истоков р. Золотая и на левобережье р. Средняя Андриановка. Он представлен чередованием амфиболитов, гранатовых амфиболитов, клинопи-роксен-амфиболовых (нередко с гранатом) кристаллических сланцев, гранат-амфиболовых, гра-нат-биотит-амфиболовых, гранат- биотитовых, кианит-гранат-биотитовых плагиогнейсов и гра-натсодержащих кварцитов.

Метаморфизм пород колпаковской серии отвечает кианит-силлиманитовой минеральной субфации амфиболитовой фации: 600—660°C и 5.9—6.9 кбар, что обусловливает широкое развитие кианита в гранат-биотитовых ± ставролит плагиогнейсах [7]. Последующая гранитизация и мигматизация плагиогнейсов происходит на фоне значительного снижения глубинности (620— 650°C, 1.9—3.0 кбар [7]), свидетельством чему служат реакционные структуры замещения кианита андалузитом в метаморфических породах и жильных синметаморфических гранитах и пегматитах.

SHRIMP радиоизотопные U—Pb-исследова-ния цирконов показали, что протолит отложений колпаковской серии отвечает возрастной границе раннего и позднего мела (100—90 млн лет) и был регионально метаморфизован в среднем эоцене (52 ± 2 млн лет назад) [2, 3].

Помимо цирконов указанного возраста в породах колпаковской серии установлены детрито-вые цирконы с возрастами от протерозоя до раннего мела [2—5], что свидетельствует о зрелости континентальной коры, служившей источником осадочного материала при формировании стратифицированных отложений Камчатки.

5

193

Эпиконтинентальная природа терригенных отложений подтверждается геохимическими исследованиями и изотопией осадочных пород. Изотопно-геохимические Sm—Nd-исследования метаосадочных образований колпаковской, камчатской, малкинской и кихчикской серий [8] отражают сходство изотопного состава Nd, средних значений изотопных отношений 147Sm/144Nd 0.1148-0.1223, 143Nd/144Nd 0.512394-0.512470, sNd от -2.8 до -4.2 в породах этих серий, указывая на геохимическое единство источников сноса, усредненный модельный Sm-Nd-возраст которых 1.17 млрд лет [8].

Таким образом, стратифицированные серии терригенных пород Центральной Камчатки представляют собой комплекс зонально метамор-физованных терригенных отложений, формировавшихся в едином морском бассейне в поздне-мезозойский цикл седиментации за счет эрозии одной и той же питающей провинции восточной окраины Азиатского континента.

Возраст протолитов метабазитов, залегающих в разрезе колпаковской серии, принимается равным возрасту протолита метаосадочных пород (100-90 млн лет) и совпадает со временем начала формирования Охотско-Чукотского вулканогенного пояса [6] вдоль восточной окраины Азиатского континента.

Метабазиты в составе колпаковской серии представлены амфиболитами, гранатовыми амфиболитами, клинопироксен-амфиболовыми ± ± гранат кристаллическими сланцами и бесплагио-клазовыми оливин-пироксеновыми амфиболитами. Эти типы пород, за исключением бесплагио-клазовых оливин-пироксеновых амфиболитов, присутствуют в разрезе всех трех толщ серии, слагая пластовые тела (в различной степени будинирован-ные) мощностью от первых до 50-100 м, испытавших метаморфизм, изофациальный с вмещающими их образованиями. Наибольшее количество ме-табазитов отмечено в верхней толще, что позволяет характеризовать ее как существенно вулканогенную с горизонтами терригенных пород в отличие от существенно терригенных нижних толщ. В составе верхней толщи отсутствуют бесплагиоклазовые оливин-пироксеновые амфиболиты, образующие редкие будины (мощностью первые метры) среди метатерригенных пород нижних двух толщ.

Наиболее распространенными метабазитами колпаковской серии являются амфиболиты Ore +

+ Hbl + Pl1 и основные кристаллические сланцы Ore + Cpx + Hbl + Pl ± Grt. Гранатовые амфиболи-

1 Alm — альмандин, Cpx — моноклинный пироксен, Hbl — роговая обманка, Grs — гроссуляр, Grt — гранат, Ore — рудный, Pl — плагиоклаз, Prp — пироп, Sps — спессартин, ^Mg = Mg/(Fe + Mn + Mg).

ты Ore + Grt + Hbl + Pl более типичны для верхней толщи серии.

Амфибол метабазитовых пород представлен бурой или зеленовато-бурой ферроэденитовой, ферропаргаситовой и реже магнезиальной роговой обманкой с магнезиальностью XMg 0.35—0.49 при повышении в основных кристаллосланцах до 0.52—0.60. Клинопироксен метабазитов — салит

WO48—50En30—35Fs15—20.

Гранат характеризуется прямой и обратной зо-нальностями в зависимости от степени гранитизации и мигматизации базитовых пород, что обусловливает вариации компонентного его состава (%): Alm 40-45, Prp 8-10, Sps 5-7, Grs 42-45. Наиболее высокие концентрации Mn-минала в гранатах отмечены в гранат-биотит-амфиболовых плагио-гнейсах и кварцитах.

Химический состав метабазитовых пород Сре-диннокамчатского массива (табл. 1) свидетельствует о вулканогенной природе протолитов, что согласуется с условиями геологического залегания мета-базитов в разрезе терригенных пород. Большая часть метабазитов колпаковской серии отвечает составу базальтов (табл. 1, ан. 1-16), а бесплагиокла-зовые разности - пикритам (табл. 1, ан. 17).

На диаграммах SiO2-(Na2O + K2O) и SiO2-K2O (рис. 1) фигуративные точки метабазитов формируют поля, параллельные вертикальной оси, пересекая области толеитовых, известково-щелоч-ных и щелочных серий вулканитов. Изменение концентраций щелочей (не связанное с изменением концентрации кремния) обусловлено влиянием наложенных процессов. Учитывая это, для геохимической характеристики метабазитов были привлечены данные по распределению в них РЗЭ и TiO2, как наименее подвижных при вторичных изменениях.

Большинство спектров РЗЭ метабазальтов кол-паковской серии параллельно трендам толеитов MOR, отличаясь более высокими концентрациями редких земель (рис. 2). Метабазальты характеризуются слабо фракционированным (Lan/Smn 0.671.42; LaB/YbB 0.58-1.93) распределением РЗЭ и слабо выраженной отрицательной Eu-аномалией.

Для метапикритов характерно преобладание оксида Al над оксидом Ca, обогащение тяжелыми РЗЭ относительно легких, что может свидетельствовать о дифференциации исходного расплава с накоплением в пикритах оливина. По характеру распределения РЗЭ изученные метапикриты соответствуют пикритам офиолитовых комплексов [13], отличаясь несколько повышенными концентрациями Si и Al.

По концентрации оксида Ti метабазиты делятся на низко-, умеренно- (преобладают) и высокотитанистые разности. Вместе с тем различие пород по концентрациям оксида Ti не контролируется изменением их железистости (табл. 1), как

Рис. 1. Петрохимические диаграммы SiÜ2—(Na2O + K2O) и SiO2—K2O для метабазитовых пород колпаковской серии Срединнокамчатского массива. Использованы данные табл. 1 и неопубликованные анализы авторов. 1 — амфиболиты; 2 — гранатовые амфиболиты; 3 — основные кристаллические сланцы; 4 — гранат-биотит-амфиболо-вые плагиогнейсы; 5 — метапикриты; 6 — базальты хозгонской свиты кихчикской серии [10].

Na2O + K2O, мас. %

SiO2, мас. %

• 1 □ 2 A3 х 4 о5 ж 6

следовало ожидать, если бы рассматриваемые вулканиты представляли собой единую магматическую серию.

Своеобразие химического состава метабазитов колпаковской серии заключается в том, что среди них наблюдаются толеитовые базальты, характерные для разных геодинамических обстановок: типичные островодужные (низкотитанистые) и типичные океанические (умеренно- и высокотитанистые) в ассоциации с ультраосновными вулканитами — пикритами. Подобная специфика хи-

мизма основных пород характерна для окраинно-континентальных осадочных бассейнов [1, 5, 14], заложившихся на коре сиалического типа. Очевидно, что для Срединного хребта Камчатки существовали сходные геодинамические условия базитового магматизма.

Подъем мантийного вещества под зоной растяжения континентальной коры осадочного бассейна и п

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

Пoхожие научные работыпо теме «Математика»