научная статья по теме ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ИЗОТОПНЫЕ SR–ND ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ВУЛКАНИТОВ ГЕГАМСКОГО НАГОРЬЯ (МАЛЫЙ КАВКАЗ, АРМЕНИЯ) Геофизика

Текст научной статьи на тему «ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ИЗОТОПНЫЕ SR–ND ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ВУЛКАНИТОВ ГЕГАМСКОГО НАГОРЬЯ (МАЛЫЙ КАВКАЗ, АРМЕНИЯ)»

УДК 550.93,550.42

ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ИЗОТОПНЫЕ Sr-Nd ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ВУЛКАНИТОВ ГЕГАМСКОГО

НАГОРЬЯ (МАЛЫЙ КАВКАЗ, АРМЕНИЯ) © 2013 г. В. А. Лебедев, И. В. Чернышев, К. Н. Шатагин, С. Н. Бубнов, А. И. Якушев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017Москва, Старомонетный пер., 35, e-mail: leb@igem.ru Поступила в редакцию 25.01.2012 г.

Проведены комплексные изотопно-геохронологические, петрологические и изотопно-геохимические (Sr—Nd) исследования четвертичного магматизма Гегамской неовулканической области (Малый Кавказ, Армения). Согласно полученным данным продолжительность периода новейшей вулканической активности в пределах этого региона составила около 700 тыс. лет — от 700 до первых десятков тысяч лет назад. Определены временные рамки пяти дискретных фаз четвертичного вулканизма: I - около 700, II - 550-480, III - 190-150, IV - 110-70 и V - менее 50 тыс. лет назад. Продолжительность этих фаз, по всей видимости, составила первые десятки тысяч лет; в свою очередь они разделялись сопоставимыми по длительности периодами затишья в эруптивной деятельности. Петрологические и изотопно-геохимические характеристики эффузивов Гегамской области свидетельствуют о том, что они относятся к бимодальной ассоциации риолиты - трахиандезиты-трахиан-дезибазальты, в происхождении которой ведущую роль играли процессы фракционной кристаллизации первичных базитовых расплавов при резко подчиненном значении ассимиляции глубинными магмами корового вещества. Изотопные параметры изученных вулканитов (87Sr/86Sr - 0.704100.70437 и 6Nd от +3.3 до +4.0), практически идентичные для средних-основных и кислых разностей ассоциации и сходные с таковыми для молодых базитов других областей Малого Кавказа, указывают на общность происхождения всех четвертичных магматических образований региона, в петрогенезисе которых, по-видимому, принимал участие единый мантийный источник OIB-типа, имеющий некоторую региональную специфику состава генерируемых им расплавов.

Анализ расположения четвертичных вулканов на территории центральной части Армении (Гегам-ская и Арагацкая области) и примыкающего к ней с запада Карсского плато свидетельствует о наличии латеральной миграции новейшей магматической активности в этом регионе в течение времени с запада на восток. Наиболее поздние ее проявления имели место на территории восточной части Гегамской области, где, по-видимому, в первую очередь возможно возобновление извержений в будущем.

DOI: 10.7868/S0203030613030048

ВВЕДЕНИЕ

На территории Кавказско-Восточноанатолий-ского сегмента Альпийско-Гималайского складчатого пояса вне зоны Тихоокеанского огненного кольца расположен один из крупнейших ареалов молодого магматизма Земли. Вулканическая активность в этой части планеты проявилась в геотектонической обстановке континентальной коллизии Евразийской и Аравийской литосферных плит, продолжающейся по настоящее время. В результате раскрытия Красного моря и перемещения Аравии в северном направлении, предположительно в конце палеогена — начале неогена, произошло окончательное закрытие существовавшего ранее океанического бассейна Неотетис, и вследствие созданного взаимодействующими плитами грандиозного давления в режиме сжатия в пределах сегмента началось прогрессирующее утолщение земной коры и воздымание рельефа с возникно-

вением субширотных горных цепей Большого и Малого Кавказа, а также обрамляющих их обширных высокогорных плато. Между Аравийской и Евразийской плитами оказался зажат целый ряд микроплит (Турецкая, Иранская, Черноморская, Южно-Каспийская) и микротеррейнов, конвергентные границы которых по-прежнему являются зонами повышенной тектонической активности.

Неоген-четвертичные магматические образования на территории Кавказско-Восточноанато-лийского сегмента в основном пространственно распространены в пределах четырех крупных вулканических дуг (рис. 1): I — влк. Немрут — влк. Сю-пхан — влк. Мейдан — влк. Этруск — влк. Тендю-рек — влк. Чубуклу, II — влк. Бингель — влк. Кесе-даг — влк. Зордаг — влк. Арарат — влк. Саханд, III — плато Элязыг — Эрзурумское плато — Карсское плато — влк. Арагац — Гегамское нагорье — Сю-

40

42

ЛЕБЕДЕВ и др. 44 46

44

42

40

38

Рис. 1. Схематическая карта проявлений позднекайнозойского магматизма в пределах Кавказско-Восточноанатолий-ского сегмента Альпийско-Гималайского складчатого пояса.

1 — крупнейшие вулканы, 2 — ареал распространения молодых магматических пород, 3 — граница надвигающейся Аравийской плиты, 4 — вулканические дуги, 5 — район исследований.

никское нагорье — влк. Себелан, IV — Эрушети-Арсианское нагорье — Джавахетское нагорье. Эти дуги обрамляют с северо-востока клин надвигающейся Аравийской плиты и разделены горными хребтами или межгорными впадинами, где на дневную поверхность выходят породы разновозрастного фундамента. В северной части региона на Большом Кавказе очаги молодого магматизма немногочисленны, рассеяны на значительной площади и только в редких случаях представлены крупными вулканическими центрами (Эльбрус -ский, Казбекский, Чегемский).

Многие исследователи в настоящее время сходятся во мнении, что молодой магматизм Кавказа и Восточной Анатолии имеет преимущественно внутриплитную природу и в петрогенезисе пород главную роль играют мантийные источники ве-

щества, а геотектонический режим континентальной коллизии не играет ключевой роли в зарождении и развитии здесь вулканической активности [Реагсе, 1990; Леонов, 2007 и др.]. Предполагаемое наличие сложной геодинамической обстановки в пределах рассматриваемого региона, где вулканическая деятельность, связанная с активным состоянием мантии, проявилась на фоне конвергенции сразу нескольких континентальных литосферных плит, явилось предпосылкой для разработки большого числа петрогенетических моделей (более 10), с разных точек зрения пытавшихся прояснить причины возникновения масштабной магматической активности в этой части Альпийского пояса. Эти модели (тектоническое выдавливание микроплит, субдукция океанической части Аравийской плиты с последующим отрывом и плавлением слэба,

локальный рифтогенез, утолщение и декомпрес-сионное плавление коры, подъем мантийного плюма, деламинация литосферной мантии и др.), их преимущества и слабые стороны, достаточно детально обсуждены в работе М. Кескина [Ке8кт, 2007]. Авторы настоящей статьи в качестве первопричины позднекайнозойского магматизма Кав-казско-Восточноанатолийского сегмента рассматривают долговременную активность горячей точки (поля) мантии с вовлечением в процесс генерации магм, в том числе, и нижнемантийных уровней [Лебедев и др., 2006 и др.]. Широкий спектр химических составов, наблюдаемый для молодых изверженных пород региона, по нашим данным, обусловлен интенсивной ассимиляцией материнскими глубинными магмами вещества геохимически неоднородной континентальной коры, хотя для ряда неовулканических областей Кавказа ведущую роль, по-видимому, играли процессы кристаллизационной дифференциации первично мантийных или гибридных расплавов в промежуточных магматических камерах [Лебедев и др., 2010 и др.].

Настоящая работа посвящена обсуждению результатов проведенного нами изотопно-геохронологического и петролого-геохимического изучения продуктов новейшего (четвертичного) магматизма Гегамской неовулканической области -одного из крупных очагов молодой вулканической активности на Малом Кавказе (см. рис. 1). Значительный объем полученных изотопных датировок, результаты изучения Яг—Мё изотопной систематики, петрографического облика и химического состава пород позволили сделать ряд важных выводов относительно хронологии развития новейшего вулканизма в этом регионе, определить временные рамки отдельных фаз активности, выявить основные черты химизма магм и особенности их петрогенезиса в пределах данной части Кавказско-Восточноанатолийского сегмента Альпийского пояса. В статье также затронуты проблемы пространственной миграции магматизма на Малом Кавказе в четвертичное время, и освещены некоторые прогностические аспекты, связанные с возможным возобновлением катастрофических вулканических извержений на территории Закавказья.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ГЕГАМСКОГО НАГОРЬЯ

Гегамское вулканическое нагорье, территория которого обычно рассматривается в качестве отдельной неовулканической области [например, Тутберидзе, 2004] позднекайнозойской магматической провинции Малого Кавказа, расположено в центральной части Армении к западу от озера Севан (рис. 2). На севере и западе оно ограничено долиной р. Раздан, в южной части смыкается с от-

рогами субширотного Варденисского хребта, а на юго-западе плавно понижается и в районе г. Ереван переходит в Араратскую долину.

Геоморфологически, рассматриваемый регион представляет собой сводовое поднятие, в центральной части которого возвышается субмеридиональный Гегамский хребет протяженностью свыше 50 км. В южной части нагорья, примыкающей к Араратской равнине, средняя высота рельефа составляет около 1000 м над уровнем моря; на севере и на побережье оз. Севан высотные отметки достигают значений 1800-2000 м, а в зоне водораздельного хребта — превышают 3000 м. Высочайшая вершина Гегамского нагорья, являющаяся третьей по своей величине на территории Армении, — конус Аждаак имеет высоту 3597 м. Западная часть региона (Котайкская или Раздан-ская зона) представляет собой сглаженное молодыми лавовыми потоками плато, плавно понижающееся к югу, на котором расположено два крупных риолитовых куполовидных вулкана - Атис и Гутансар. На востоке, на побережье оз. Севан также расположен ряд лавовых плато, в то время как центральная часть региона представляет собой типичное высокогорье Малого Кавказа.

Согласно современным представлениям о новейшей геотектонике Закавказья центральная часть Армении расположена в пределах северо-западного окончания Иранской литосферной микроплиты. Породы фундамента, образовавшиеся на разных этапах становления этого террейна и обнажающиеся в пределах Гегамского нагорья только в его периферийных частях, представлены палеозойскими метаморфическими (сланцы, мрам

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