ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2007, № 1, с. 3-31
УДК 551.24.01/552.3
ПОЗДНЕМЕЛОВОЙ - РАННЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ ЮЖНОЙ МОНГОЛИИ - СЛЕД ЮЖНО-ХАНГАЙСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ МАНТИИ
© 2007 г. В. В. Ярмолшк1, Е. А. Кудряшова1, А. М. Козловский1, В. М. Саватенков2
1Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, 119017 2Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, 199034
Поступила в редакцию 13.03.2006 г.
Гоби-Тяньшаньский вулканический ареал (Южная Монголия) является составной частью Южно-Хангайской вулканической области (ЮХВО). Формирование лавовых полей было связано с тремя этапами вулканической активности: позднемеловым (88-71 млн. лет), палеоцен-раннеэоценовым (62-47 млн. лет) и раннеолигоценовым (37-30 млн. лет). Разновозрастные проявления вулканизма представлены трахибазальтами, трахиандезибазальтами, базанитами и меланефелинитами. Они имеют близкие геохимические характеристики и по этим параметрам сопоставляются с базальтами 01В-типа. Изотопный состав ^г, №) пород свидетельствует о формировании источников магматизма в результате смешения умеренно деплетированной мантии типа РЯЕМА и обогащенной неодимом мантии типа ЕМ-1. Изучены закономерности миграции центров разновозрастного вулканизма по его площади. Наиболее ранние (позднемеловые) проявления вулканизма были сосредоточены в основном в пределах южной части ареала, палеоцен-раннеэоценовые излияния происходили в центральной его части, а раннеолигоценовые - в северной части ареала. Выявленная миграция центров вулканической активности связывается с движениями литосферной плиты относительно локализованного источника горячей мантии (Южно-Хангайской горячей точки мантии), контролировавшей вулканическую активность в пределах ЮХВО. В структуре литосферы региона этой горячей точке соответствуют локальные выступы астеносферы, поднимающиеся до глубины ~50 км.
К концу карбона произошло сближение Севе-ро-Азиатского и Китайского континентов, сопровождавшееся последовательным закрытием Палеоазиатского океана. Морской бассейн, выделяемый как Монголо-Охотский прогиб, сохранился лишь в восточной части палеоокеана, но и он закрылся к началу юры [3]. С этого времени большая часть Центральной Азии оказалась глубоко внутри континента. Поэтому магматизм, протекавший в позднем мезозое и кайнозое на ее территории далеко за пределами границ литосферных плит, стал ярким примером связи с внутриплитной активностью. Эта магматическая деятельность была многоэтапной и в то же время пространственно локализованной в ряде участков Центральной Азии, что позволило выделить в регионе несколько длительно развивавшихся вулканических областей - Восточно-Монгольскую, Западно-Забайкальскую, Южно-Хангайскую [18]. Причина длительного их развития, охватившего интервалы времени до 150 млн. лет, связывается с формированием областей над горячими точками мантии, воздействовавшими на малоподвижную относительно них литосферу. Этапность в развитии областей определялась чередованием вспышек вулканизма, разделенных между собой интервалами затишья продолжительностью до 10 млн. лет и происходивших без заметного изменения струк-
турных условий его проявления [15, 18]. Общей особенностью этих областей стало то, что на протяжении позднего мела и палеогена вулканическая активность в их пределах была резко снижена. Поэтому вулканические продукты, соответствующие этим этапам развития вулканических областей и имевшие ограниченное распространение, оставались долгое время практически не изученными геохронологическими и изотопно-геохимическими данными, а их геологическая позиция не была определена. Вследствие этого в литературе преобладали представления об отсутствии связи между ранними (раннемеловыми) и поздними (позднекайнозойскими) стадиями формирования областей и о принадлежности отвечающих этим стадиям вулканических продуктов разновозрастным и независимым в своем развитии вулканическим ареалам [9, 10]. В качестве примера приведем ЮХВО, в истории образования которой выделяются раннемеловая и позднекай-нозойская эпохи повышенной активности, характеризовавшиеся относительно крупными объемами вулканических излиянияний (до 1000 км3 и более). Интервал времени между 90 и 30 млн. лет считался амагматическим. Это послужило основным доводом для выделения меловой Гоби-Алтайской и позднекайнозойской Хангайской вул-
канических областей, лишенных исторических связей [9, 10].
В статье на основе новых палеовулканологических, геохронологических и изотопно-геохимических данных рассмотрены особенности вулканизма позднемелового - раннекайнозойского интервала магматической истории ЮХВО и определены возрастные закономерности проявления вулканизма. Кроме того, показано, что характер вулканизма, включая структурные закономерности его проявления и тип излияний, оставался практически неизменным в течение этого времени, а состав вулканических продуктов и соответственно состав источников вулканизма несущественно менялся во времени.
Краткие геологические сведения. К ЮХВО относятся фрагменты слабо дислоцированных лавовых плато, распространенные на обширных пространствах между хребтами Гобийского Тянь-Шаня и центральными частями Хангайского нагорья [15]. История развития области прослеживается с конца юры. На протяжении раннего мела вулканическая деятельность была связана с образованием грабенов Гоби-Алтайской рифтовой зоны, в пределах которых накапливались вулканические толщи мощностью до 1000 м и более [9, 13, 21]. Вулканизм здесь проявился в серию этапов, постепенно затухая к рубежу 100-90 млн. лет назад, когда в основном в пределах восточной оконечности хребтов Гобийского Алтая возникла большая группа лакколитов, штоков и небольших лавовых полей, сложенных базанитами. Между 90 и 30 млн. лет вулканическая деятельность была локализована, главным образом, к югу от хребтов Гобийского Алтая в межгорных впадинах Гобийского Тянь-Шаня [14, 19]. Начиная с 30 млн. лет, зона активного вулканизма постепенно смещалась к северу на территорию Долины Озер, южного и центрального Хангая, и именно здесь сосредоточено большинство центров миоценового - плейстоценового вулканизма [2, 9, 20]. На всем протяжении геологической истории ЮХВО в составе ее вулканических продуктов преобладали субщелочные базальты и щелочные базальтоиды. Эпизодическим стало образование трахириолитов (в середине раннего мела), меланефелинитов, фонолитов и трахитов в ассоциации с карбонатитами (конец юры - начало раннего мела) [12, 13]. Со второй половины раннего мела до голоцена включительно формировались исключительно основные породы субщелочной и щелочной серии.
В этой статье объектом исследований стали вулканические поля, сформированные в интервале 90-30 млн. лет [14, 19]. Ареал их распространения (далее Гоби-Тяньшаньский ареал) охватывает обширную территорию в районе восточного окончания хребтов Гобийского Тянь-Шаня (рис. 1).
Проявления вулканизма в основном тяготеют к межгорным впадинам, выполненным позднеме-ловыми - кайнозойскими отложениями, реже отмечаются вдоль склонов и осевых частей хребтов. Распределение лавовых полей, а также ассоциирующих с ними даек, штоков и других субвулканических тел контролируется субширотными сбросами и грабенами, которые, судя по отсутствию вулканитов на их поднятых плечах, формировались одновременно с вулканизмом.
Первые сведения о возрасте вулканических образований в этой части Южной Монголии и, в частности, об их принадлежности к позднемело-вым и раннекайнозойским этапам вулканизма были получены Т.А. Николаевой и В.Ф. Шуваловым [14]. Позднее систематические палеовулканологические, геохронологические и изотопно-геохимические исследования этих полей были проведены нами [19]. Результаты К-Аг датирования вулканических пород, дополненные новыми данными, приведены в табл. 1 и обобщены на рис. 2. С учетом имеющихся геохронологических данных и закономерностей распределения близких по возрасту вулканических полей мы выделяем в истории ареала следующие этапы вулканизма: позднемеловой, для которого установлен диапазон возрастов между 71 и 88 млн. лет, палеоцен-раннеэоценовый, объединяющий лавовые поля, сформированные между 47 и 62 млн. лет, и ран-неолигоценовый, породы которого сформировались между 30 и 37 млн. лет.
Позднемеловой этап - вулканические поля этого возраста распространены преимущественно в южной части ареала. Они локализуются вдоль бортов крупной впадины Бордзонгийн-Го-би, а также в пределах широтного грабена Хурм-эн, срезающего с юга структуры хр. Гурбан-Сай-хан (рис. 1). Отдельные небольшие штоки и экструзии пород известны западнее и севернее за пределами этих структур, поэтому общая площадь распространения пород этого возраста в целом оценивается более чем в 30 тыс. км2.
K-Ar датировки пород этой группы вулканических полей в основном группируются в интервале значений 71-75 (±5) млн. лет (табл. 1). Несколько более древний возраст (88 ± 4 млн. лет) соответствует трахибазальтовым штокам горы Дурвэлджин-Ула на южном склоне хр. Ноен и породам Хурмэнского вулканического поля (84 ± 5 млн. лет), которые, возможно, отвечают начальной фазе позднемелового вулканизма. Таким образом, время формирования пород рассматриваемого этапа растянулось на интервал между 88 и 71 млн. лет назад.
Магматические продукты этапа представлены фрагментами маломощных (первые десятки метров) лавовых плато, в строении которых местами сохранились останцы сильно эродированных шла-
ПОЗДНЕМЕЛОВОИ - РАННЕКАИНОЗОИСКИИ ВУЛКАНИЗМ 102° 104° 106°
44°
42°
102°
104°
106°
С>33 1 %6С 2 3 о 4 5
Рис. 1. Схема размещения позднемеловых - раннекайнозойских лавовых полей в пределах Гоби-Тяньшаньского вулканического ареала. 1-3 - лавовые поля вулканических этапов и их возраст в млн. лет: 1 - раннеолигоценовый; 2 -палеоцен-раннеэоценовый; 3 - позднемеловой; 4 - вулканические центры (руины шлаковых конусов); 5 - разломы; 6 - русла временных потоков.
ковых конусов, а также вулканическими куполами, дайками, штоками и лакколитами. Как правило, излившиеся породы и субвулканические образования пространственно разобщены, причем
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.