СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2015, том 23, № 1, с. 60-82
УДК 551.24:552.32(571.66)
ПОЗДНЕМЕЛОВОЙ ГРАНИТОИДНЫЙ МАГМАТИЗМ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ: ГЕОХРОНОЛОГИЯ И ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА
© 2015 г. А. В. Соловьев***, М. В. Лучицкая**, О. Б. Селянгин***, Дж. К. Хоуриган****
*ОАО "Росгеология", Москва, Россия **Геологический институт РАН, Москва, Россия ***Научно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
****Университет Калифорнии, Санта-Круз, США e-mail: fission-track@mail.ru Поступила в редакцию 26.06.2013 г., получена после доработки 07.04.2014 г.
Представлены новые результаты детального геолого-структурного, геохронологического, петрографического и петрогеохимического изучения позднемеловых гранитоидов южной части Срединного хребта. U-Pb SIMS и LA-ICPMS датирование цирконов этих гранитоидов свидетельствует о том, что на юге Срединного хребта Камчатки в кампане (от 83.1 ± 2.0 до 76.2 ± 1.5 млн лет назад) широко проявился гранитоидный магматизм. Кампанские гранитоиды маркируют начало становления "новообразованной" континентальной коры Камчатки. Особенности состава позднемеловых гранитоидов указывают на их сходство с высокоглиноземистыми гранитами I-типа. Полученные данные позволяют выделить кампанский этап магматической активности на юге Камчатки.
Ключевые слова: кампанский этап, гранитоидный магматизм, U-Pb SIMS и LA-ICP-MS датирование, петрогеохимия, Срединный хребет, Камчатка.
DOI: 10.7868/S0869592X15010081
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы благодаря использованию современных локальных геохронологических методов надежно обоснован позднемеловой возраст гранитоидных пород на юге Срединного хребта Камчатки. Кампанские гранитоиды широко проявлены среди наиболее глубоко метаморфизован-ных образований в южной части Срединного хребта (Соловьев, 2008; Лучицкая и др., 2008; Hourigan et al., 2009; Лучицкая, Соловьев, 2010). Таким образом, накопилось достаточно данных для выделения кампанского этапа гранитообра-зования на Камчатке.
Кампанские гнейсированные граниты выделены на юге Срединного хребта Камчатки в качестве крутогоровского комплекса и интрудируют метаморфические образования колпаковской серии (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995; Лучицкая и др., 2008). Возраст позднемелового магматизма обоснован U-Pb датировками цирконов (табл. 1) и лежит в пределах от 83.1 ± 2.0 до 76.2 ± 1.5 млн лет назад. Гранитоиды маркируют начало становления "новообразованной" континентальной коры Камчатки. Цель настоящей работы — детальное геолого-структурное, геохронологическое, пет-
рографическое и петрогеохимическое изучение позднемеловых гранитоидов южной части Срединного хребта, а также реконструкция геодинамической обстановки их формирования на основе петрогеохимических и возрастных характеристик гранитоидов.
МЕЛОВЫЕ ГРАНИТОИДЫ В СТРУКТУРЕ
ЮГА СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ
Проявления позднемелового гранитоидного магматизма (Лучицкая и др., 2008; Иоиг1§ап й а1., 2009) пространственно связаны с выходом метаморфических пород Камчатки в Малкинском поднятии Срединного хребта (рис. 1) (Карта..., 1999). Происхождение, возраст и природа прото-лита метаморфических пород Срединного хребта Камчатки являются предметом дискуссий на протяжении последних 30 лет (Лебедев, 1967; Марченко, 1975; Ханчук, 1985; Рихтер, 1995; Государственная., 2006; Соловьев, 2008; Иоиг1§ап й а1., 2009; Селянгин, 2009 и многие другие). Покров-но-складчатое строение метаморфических комплексов Срединного хребта Камчатки впервые было установлено Г.В. Жегаловой (1978, 1981). В ходе последующих работ эти представления полу-
Таблица 1. Сводная таблица геохронологических данных по меловым магматическим и ортометаморфическим породам юга Срединного хребта Камчатки
Образец Комплекс Метод, Широта Долгота Возраст, млн лет Ссылка
и тип породы минерал северная восточная (±2а)
02LG24 Крутогоровский гранит U-Pb SIMS, циркон 54°50.564' 157°22.754' 78.5 ± 1.5 Ношп§ап е1 а1., 2009
M-024/1 Крутогоровский гранит U-Pb SIMS, циркон 54°29.907' 157°25.994' 80.2 ± 0.9 Настоящая работа, табл. 2
04AS99 Крутогоровский гранит U-Pb SIMS, циркон 54°23.895' 157°09.081' 79.2 ± 1.9 Настоящая работа, табл. 3
04AS75 Ортогнейс U-Pb SIMS, циркон 54°27.047' 157°11.512' 79.3 ± 0.9 Настоящая работа, табл. 4
M-438/1 Гнейсированный гранит U-Pb SIMS, циркон 54°27.405' 157°09.850' 83.1 ± 2.0 Лучицкая, Соловьев, 2010
M-439/1 Гнейсированный гранит U-Pb SIMS, циркон 54°26.194' 157°09.650' 76.2 ± 1.5 Лучицкая, Соловьев, 2010
M-427/1 Двуслюдяной гранит U-Pb SIMS, циркон 54°32.472' 157°24.272' 81.1 ± 1.8 Лучицкая, Соловьев, 2010
С10-3 Гнейсированный гранит U/Pb LA-ICPMS, Месторождение Шануч 77.9 ± 1.4 Настоящая работа,
циркон табл. 5
С-11 Гнейсированный гранит U/Pb LA-ICPMS, Месторождение Шануч 80.4 ± 1.2 Настоящая работа,
циркон табл. 5
Крутогоровский гранит U-Pb SIMS, циркон 80.0 ± 5.0 Государственная..., 2006
Крутогоровский гранит U-Pb SIMS, циркон 81.0 ± 2.5 Государственная., 2006
Кольский гранит U-Pb SIMS, циркон 80.0 ± 2.0 Государственная., 2006
чили дальнейшее развитие (Рихтер, 1995; Бонда-ренко, 1997; Кирмасов и др., 2004; Соловьев, 2008; Шапиро и др., 2008; Ношп§ап й а1., 2009; Лучиц-кая, Соловьев, 2012). Согласно схеме, обоснованной структурными наблюдениями и геохронологическими данными, образования колпаковской серии, прорванные гранитоидами крутогоровско-го комплекса, перекрываются отложениями камчатской серии (шихтинской свиты) и хейванской свиты (рис. 1, 2) (Шапиро и др., 2008; Лучицкая, Соловьев, 2012). Эти подразделения вместе с не-метаморфизованными отложениями хозгонской свиты относятся к автохтону. Аллохтон представлен образованиями андриановской, химкинской, ирунейской и кирганикской свит. Фактически метаморфические образования колпаковской серии, прорванные гнейсированными гранитоида-ми крутогоровского комплекса, являются фундаментом на юге Срединного хребта Камчатки.
Образования колпаковской серии, прорванные гнейсированными крутогоровскими гранитами, образуют нижний структурный этаж автохтона. Колпаковская серия представлена мигматизиро-ванными силлиманитовыми, кианитовыми, кор-диеритовыми, кордиерит-гиперстеновыми, гра-
нат-биотитовыми и биотитовыми гнейсами и плагиогнейсами с редкими прослоями биотит-амфиболовых гнейсов, гранат-клинопироксено-вых кристаллических сланцев, амфиболитов, гранатовых амфиболитов, метакарбонатных пород (Марченко, 1975; Ханчук, 1985; Тарарин, 2008). Образования колпаковской серии первично представляли собой преимущественно осадочные тер-ригенные породы диорит-тоналитового состава с преобладанием железистых глинистых разностей (Ханчук, 1985) или вулканогенно-граувакково-глинистые (Тарарин, 1988; Рихтер, 1995). Прото-литом амфиболитов, по-видимому, были высокотитанистые океанические базальты (Рихтер, 1995). Линзовидная форма амфиболитовых тел и присутствие метакарбонатных пород, встречающихся среди преимущественно метатерригенных пород, позволяют считать приконтинентальные субдук-ционно-аккреционные призмы возможными аналогами колпаковской серии (Ханчук, 1985).
Среди гранитоидов крутогоровского комплекса (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995; Лучицкая и др., 2008), прорывающих отложения колпаковской серии, преобладают гнейсированные разности, хотя встречаются и равномернозернистые поро-
Q 1
V V V V V
л л л
Л Л Л
1МИ1
+ + +
б
■ - б
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15
16
17
18
19
20
55°20' с.ш.
54°40'
157° в.д.
54°00'
10 км
158°
б
а
ды (Лучицкая, Соловьев, 2010). По составу круто-горовский комплекс представлен биотитовыми, двуслюдяными гранитами с гранатом и без него. Наши исследования показали, что граниты кру-тогоровского комплекса имеют большее распространение по площади, чем считалось ранее.
Данные о возрасте колпаковской серии противоречивы и обсуждаются в (Соловьев, 2008; Тара-рин, 2008). На современной геологической карте возраст протолита колпаковской серии показан протерозойским, а возраст двух этапов ее метаморфизма соответствует 140—127 и 70—60 млн лет (Государственная..., 2006). U-Pb SIMS-датирова-ние цирконов из пород колпаковской серии указывает на то, что протолит гнейсов накапливался до конца раннего—начала позднего мела (Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009). Возраст гнейси-рованных гранитоидов крутогоровского комплекса, прорывающих образования колпаковской серии, определен в интервале от 83.1 ± 2.0 до 76.2 ± 1.5 млн лет (рис. 1, табл. 1) и является верхним возрастным пределом формирования образований колпаковской серии. Отметим, что на правом борту р. Поперечная опробован орто-гнейс, цирконы из которого дали конкордантный возраст 79.3 ± 0.9 млн лет (табл. 1, рис. 1). В породах колпаковской серии отмечаются оторочки цирконов, для которых был определен возраст 77 млн лет (Bindeman et al., 2002). Близкие датировки крутогоровских гранитоидов и метаморфических преобразований пород колпаковской серии позволяют предполагать единство проявления процессов гранитообразования и метаморфизма.
Породы камчатской серии залегают на круто-горовских гранитах, прорывающих колпаков-скую серию, с несогласием и базальными конгломератами в основании (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995). Камчатская серия представлена преимущественно биотитовыми сланцами и плагиогнейса-ми с гранатом, ставролитом, кианитом, силлиманитом. Датировки цирконов (U-Pb SIMS) из пород камчатской серии указывают на то, что осадконакопление протолита камчатских сланцев происходило в палеоцене (Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009). Хейванская свита сложена
филлитами, метапесчаниками и метаалевролита-ми, реже аргиллитами и гравелитами и метамор-физована от хлоритовой субфации до биотит-гранатовых сланцев (Рихтер, 1995). Датирование цирконов (U-Pb SIMS) из сланцев хейванской свиты указывает на раннемеловой возраст прото-лита (Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009).
В состав аллохтона Малкинского поднятия Срединного хребта Камчатки включены андриа-новская и химкинская (алисторская) свиты (Рихтер, 1995; Бондаренко, 1997; Шапиро и др., 2008). Убедительно показано, что отложения андрианов-ской свиты
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.