научная статья по теме ИСТОЧНИКИ И ОБЛАСТИ СНОСА ПАЛЕОЗОЙСКИХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЛЬДОЙСКОГО ТЕРРЕЙНА ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА: РЕЗУЛЬТАТЫ SM–ND ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ И U-PB ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ (LA-ICP-MS) ИССЛЕДОВАНИЙ Геология

Текст научной статьи на тему «ИСТОЧНИКИ И ОБЛАСТИ СНОСА ПАЛЕОЗОЙСКИХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЛЬДОЙСКОГО ТЕРРЕЙНА ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА: РЕЗУЛЬТАТЫ SM–ND ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ И U-PB ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ (LA-ICP-MS) ИССЛЕДОВАНИЙ»

ГЕОХИМИЯ, 2015, № 6, с. 539-550

ИСТОЧНИКИ И ОБЛАСТИ СНОСА ПАЛЕОЗОЙСКИХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЛЬДОЙСКОГО ТЕРРЕЙНА

ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА: РЕЗУЛЬТАТЫ Sm-Nd ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ И U-Pb ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ (LA-ICP-MS) ИССЛЕДОВАНИЙ

© 2015 г. А. А. Сорокин*, Ю. Н. Смирнова*, А. Б. Котов**, В. П. Ковач**, Е. Б. Сальникова**, Л. И. Попеко***

*Институт геологии и природопользования ДВО РАН 675000, Благовещенск, пер. Релочный, 1 e-mail: sorokin@ascnet.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 e-mail: abkotov-spb@mail.ru ***Институт тектоники и геофизики ДВО РАН 680000, Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65 e-mail: popeko@itig.as.khb.ru Поступила в редакцию 05.06.2013 г. Принята к печати 26.09.2014 г.

По результатам Sm—Nd изотопно-геохимических исследований палеозойских терригенных отложений Ольдойского террейна и U—Pb датирования детритовых цирконов методом LA-ICP-MS показано, что главными источниками исходного для них обломочного материала послужили поздне-докембрийские гранитоиды, а также ранне- и среднепалеозойские гранитоиды и вулканиты, образование которых было связано главным образом с процессами переработки позднедокембрийской континентальной коры. В силуре терригенный материал в бассейн осадконакопления поступал в основном за счет разрушения позднедокембрийских и раннепалеозойских гранитоидов. В девоне произошло увеличение количества областей сноса — в осадочный бассейн начали поступать продукты разрушения среднепалеозойских гранитоидов и вулканических пород кислого состава. Выявленные диапазоны возрастов детритовых цирконов из песчаников средне-верхнедевонской ольдой-ской и нижнекаменноугольной типаринской свит практически соответствуют стратиграфическим возрастам свит, что свидетельствует о накоплении терригенных отложений Ольдойского террейна, по крайней мере со среднего девона, на фоне активной магматической деятельности, т.е. в обстановке зрелой островной дуги или активной континентальной окраины.

Ключевые слова: Центрально-Азиатский складчатый пояс, Ольдойский террейн, терригенные отложения, детритовые цирконы, ЬА-!СР-Ы8.

Б01: 10.7868/8001675251504007Х

ВВЕДЕНИЕ

Центрально-Азиатский складчатый пояс является одной из главнейших и, одновременно, наиболее сложно построенных тектонических структур Евразии (Моссаковский и др., 1993; Диденко и др., 1994; Парфенов и др., 2003; Ханчук, 2006; Ы й а1., 2003 и др.), располагающейся между Севе-ро-Азиатским кратоном, с одной стороны, Сино-Корейским кратоном и Таримским блоком, с другой (рис. 1). Несмотря на то, что история формирования пояса издавна привлекает внимание ис-

следователей, существующие геодинамические модели остаются достаточно противоречивыми. Одним из наименее исследованных аспектов в решении этой сложной и многогранной проблемы является вещественный состав осадочных комплексов. Эти комплексы в современном структурном плане представляют собой фрагменты некогда обширных бассейнов, а их геохимические особенности являются достаточно чутким индикатором геодинамических обстановок осадкона-копления.

Рис. 1. Геологическая схема Верхнего Приамурья. Составлена по (Геологическая карта Приамурья...,1999) с упрощениями авторов.

1 — южная окраина Северо-Азиатского кратона; 2 — условно докембрийские магматические и метаморфические комплексы Аргунского террейна; 3 — палеозойские океанические образования Монголо-Охотского складчатого пояса; 4 — 6 — терригенно-карбонатные отложения Ольдойского террейна: 4 — силурийские, 5 — девонские, 6 — раннекамен-ноугольные: 7 — позднепалеозойские интрузивные комплексы; 8 — мезозойские флишоидные отложения Верхнеамурского прогиба; 9 — средне-верхнеюрские преимущественно грубообломочные отложения; 10 — раннемеловые интрузивные и вулканические образования; 11 — кайнозойские рыхлые отложения; 12 — разломы; 13 — места отбора образцов для и—РЬ геохронологических (ЬА-1СРМ8) исследований и их номера.

На врезке показано положение Ольдойского террейна в структуре восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса (тектоническая основа по (Парфенов Л.М. и др.): 1 — континентальные массивы (АР — Аргунский (Аргун-Идермегский), БЦ — Бурея-Цзямусинский); 2 — палеозойские-раннемезозойские складчатые пояса (МО — Монголо-Охотский, ЮМ — Южномонгольский, СЛ — Солонкерский, ВД — Вундурмиао); 3 — Ольдойский террейн; 4 — позднеюрско-раннемеловые орогенные пояса.

Как показывает накопленный к настоящему времени опыт изучения осадочных комплексов подвижных поясов (Маслов и др., 2003; Маслов и др., 2006; Маслов и др., 2008; Маслов и др., 2013; Han et al., 2011; Long et al., 2010; Long et al., 2012 и др.), наиболее подходящими объектами для реконструкции геодинамических обстановок их формирования являются крупные терригенные последовательности, изучение которых позволяет выявить главные черты эволюции осадочных бассейнов и соответственно проследить эволюцию геодинамических обстановок в течение длительного периода осадконакопления. В пределах восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса к числу таких объектов относится Ольдойский террейн (рис. 1), который располо-

жен в северо-восточной части Аргунского (Ар-гун-Идермегского) супертеррейна и непосредственно примыкает с юга к Монголо-Охотскому складчатому поясу. Он сложен дислоцированными палеозойскими терригенными и терригенно-кар-бонатными отложениями и обычно рассматривается в качестве фрагмента пассивной континентальной окраины (Парфенов и др., 2003; Ханчук, 2006 и др.). Однако полученные недавно геохимические данные (Сорокин и др., 2010б; Сорокин и др., 2012; Смирнова и др., 2013) противоречат этому представлению. Они позволяют предполагать, что на ранних стадиях формирования Ольдойско-го террейна осадконакопление протекало в обстановке пассивной континентальной окраины, а на завершающих — в обстановке островной дуги или

активной континентальной окраины. В данной статье обсуждаются результаты Sm—Nd изотопно-геохимических и U—Pb геохронологических (LA-ICP-MS) исследований терригенных отложений Ольдойского террейна, позволяющие идентифицировать источники и в первом приближении определить области сноса осадочного материала и тем самым уточнить существующие представления о геодинамических обстановках их образования.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО

СТРОЕНИЯ ОЛЬДОЙСКОГО ТЕРРЕЙНА

Ольдойский террейн представляет собой узкий (от 30 до 60 км шириной) дугообразно изогнутый блок, вытянутый более чем на 500 км в субширотном направлении (рис. 1) от бассейна нижнего течения р. Амазар на западе до р. Зеи на востоке. Вопросы геологии этого террейна неоднократно рассматривались в литературе (Парфенов и др., 2003; Ханчук, 2006; Нагибина, 1963; Нагибина, 1969; Попеко и др., 1993 и др.). В его геологическом строении выделена следующая последовательность осадочных образований (Ханчук, 2006; Решения ..., 1994; Козак и Вахтомин, 2000а; Козак и Вахто-мин, 2000б; Козак и др., 2002а; Козак и др., 2002б): 1) силурийские кварцевые песчаники и кварциты с прослоями глинистых сланцев и алевролитов, в основании которых отмечаются гравелиты и конгломераты (омутнинская свита, 1300—2500 м); 2) нижнедевонские песчаники, алевролиты и известняки (большеневерская свита, 950—1300 м); 3) нижне-среднедевонские известко-вистые алевролиты, известняки и известковистые песчаники (имачинская свита, 750—950 м); 4) средне-верхнедевонские и верхнедевонские песчаники, алевролиты, реже известняки (ольдойская и тепловская свиты более 1700 м); 5) нижнекаменноугольные песчаники и алевролиты с прослоями известняков, в основании - конгломераты (типа-ринская свита, 800—900 м). Важно отметить, что еще М.С. Нагибиной (Нагибина, 1969) отмечалось присутствие в девонских и каменоугольных терригенных отложениях Ольдойского террейна прослоев пепловых туфов и туффитов кислого состава.

Среди палеозойских отложений Ольдойского террейна, смятых в систему крупных северо-восточных и северо-западных линейных прямых открытых складок (Козак и Вахтомин, 2000а; Козак и Вахтомин, 2000б; Козак и др., 2002а; Козак и др., 2002б), присутствуют тектонические блоки, сложенные кембрийскими, ордовикскими, а также ранне- и средне-девонскими гранитоидами (Сорокин и др., 2002; Сорокин и др., 2004; Sorokin and Kudryashov, 2004; Sorokin et al., 2009). Весь ансамбль силурийских, девонских и нижнекаменноугольных отложений Ольдойского террейна прорван много-

численными габбро-диорит-гранодиорит-гранит-ными интрузиями урушинского комплекса (Геологическая ..., 1999; Козак и Вахтомин, 2000а; Козак и Вахтомин, 20006; Козак и др., 2002а; Козак и др., 20026; Мартынюк и др., 1990), возраст которых составляет 278—274 млн. лет (Сорокин и др., 2005; Sorokin and Kudryashov, 2004).

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДИКИ

Sm—Nd изотопно-геохимические исследования выполнены в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (г. Санкт-Петербург) по методике, описанной в (Котов и др., 1995). Изотопные составы Sm и Nd измерены на многоколлекторном масс-спектрометре TRITON TI в статическом режиме. Измеренные отношения 143Nd/144Nd нормализованы к отношению 146Nd/144Nd = 0.7219 и приведены к отношению 143Nd/144Nd = 0.511860 в Nd стандарте La Jolla. Средневзвешенное значение 143Nd/144Nd в Nd стандарте La Jolla за период измерений составило 0.511844 ± 10 (n = 12). Точность определения концентраций Sm и Nd ± ± 0.5%, изотопных отношений 147Sm/144Nd — ±0.5%, 143Nd/144Nd - ±0.005% (2а). Уровень холостого опыта не превышал 0.05-0.2 нг Sm и 0.10.5 нг Nd. При расчете величин eNd(t) и модельных возрастов tNd(DM) использованы современные значения CHUR по (Jakobsen, Wasserburg, 1984) (143Nd/144Nd = 0.512638, 147Sm/144Nd = 0.1967) и DM по (Goldstein, Jacobsen, 1988) (143Nd/144Nd = = 0.513151, 147Sm/144Nd = 0.21365).

U-Pb геохронологические исследования детритовых цирконов (около 100 зерен из каждого образца) выполнены в корпорации "Apatite to Zircon, Inc" (Айдахо, США) на ICP масс-спектрометре ELEMENT 2, оснащенном системой лазерной абляции (LA) New Wave YAG 213 нм, с предварительным изучением их внутреннего строения в режиме катодолюминесценции. Д

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