СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2008, том 16, № 6, с. 64-75
УДК 550.93:552.3.551.21(571.66)
ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО И ИЗОТОПНОГО ВОЗРАСТА ОХОТСКО-ЧУКОТСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА
© 2008 г. В. Ф. Белый
Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН, Магадан
Поступила в редакцию 28.06. 2007 г.
Рабочая стратиграфическая схема Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП), принятая 3-м Межведомственным региональным стратиграфическим совещанием (МРСС), основана на данных среднемасштабных геологических съемок и установленных при этом последовательностях эндемичных флор развивавшегося вулканического нагорья, а также на данных палинологии и магни-тостратиграфии (Решения 3-го МРС..., 2003). ОЧВП формировался в течение среднего альба-сан-тона (возможно, начала кампана). Слагающие его толщи относятся к буор-кемюсскому (ранний и средний альб), арманскому (поздний альб), амкинскому (сеноман) и аркагалинскому (турон-сантон) фитостратиграфическим горизонтам. Серьезным препятствием для увязки горизонтов с общей геохронологической шкалой является отсутствие данных об их соотношениях с охарактеризованными фауной морскими слоями. Преодоление существующих трудностей геологическими методами возможно путем проведения детальных палинологических и тефрохронологических исследований. Для решения вопросов возраста ОЧВП привлекались вначале K-Ar и Rb-Sr, а в последние годы - Ar-Ar и U-Pb (SHRIMP) изотопные методы. Как дополнение к рабочей стратиграфической схеме принята схема расчленения вулканитов ОЧВП по реликтовым K-Ar и изохронным Rb-Sr датам, в целом подтверждающая геологические представления о возрасте ОЧВП. С появлением Ar-Ar и U-Pb датировок (всего менее 100 определений) из Охотского, Центрально-Чукотского и Анадырского секторов внешней зоны ОЧВП высказываются мнения о необходимости радикальной ревизии его возраста. Анализ новых изотопных данных показал, что, во-первых, существенные расхождения между изотопными и геологическими данными существуют в Охотском и в Центрально-Чукотском секторах, но проявляются они по-разному; во-вторых, в Анадырском секторе между изотопными и геологическими данными сколько-нибудь значимых расхождений нет. Из этого следует эмпирический вывод о влиянии геологических факторов на изотопные системы ("часы"). Значительные расхождения существуют также между Ar-Ar и U-Pb изотопными датами. Все это свидетельствует о неопределенности цифр изотопного датирования и о преждевременности предложений ревизии возраста ОЧВП.
Ключевые слова. Охотско-Чукотский вулканогенный пояс, геологический и изотопный возраст, фитостратиграфия, палинология, тефрохронология, изотопные методы.
ВВЕДЕНИЕ
Крупнейшее эмпирическое обобщение геологии, повлиявшее на формирование современного научно-естественного мировоззрения, - это необратимость времени, запечатленного в более чем 4 млрд.-летней истории Земли "Время - феномен удивительный. Сущность его нам непонятна, но ориентироваться в нем мы умеем потому, что оно поддается измерению" (Гумилев, 2002, с. 717). Однако измеренным может быть только то, что есть или осталось в качестве материального свидетельства феномена времени, но не то, что еще не произошло. Поэтому мы, действительно, достаточно уверенно ориентируемся в прошлом и беспомощны в попытках предвидеть будущее.
Феномен времени является неотъемлемой частью всего естествознания, но лишь во второй половине XIX века со становлением научной геоло-
гии появились первые оценки длительности геологических процессов и возраста Земли. Они вступали в противоречие с религиозными и существовавшими тогда научными (прежде всего физическими) представлениями, и только открытие явления радиоактивности дало основание Э. Ре-зерфорду в 1904 г. утверждать, что возраст Земли действительно достигает нескольких сотен миллионов, возможно, миллиардов лет. Это событие, вероятно, можно считать началом применения изотопных методов в геологии.
Широкое применение различных изотопных методов для датирования горных пород относится ко второй половине XX века. Особенно эффективно они использовались при изучении до-кембрийских образований. Но применительно к фанерозою "реальная ценность этих методов в стратиграфии регламентируется первоначально
Рис. 1. Схема районирования ОЧВП и положения обсуждаемых в статье объектов.
1 - ОЧВП и граница его внешней и внутренней зон (вершины треугольников обращены в сторону внутренней зоны);
2 - граница секторов (О - Охотского, Пе - Пенжинского, А - Анадырского, ЦЧ - Центрально-Чукотского) и фланговых зон (ЗО - Западно-Охотской, ВЧ - Восточно-Чукотской) ОЧВП; 3 - Пегтымельский компенсационный вулка-нотектонический прогиб; 4 - северная граница распространения вулканитов второго цикла в Пегтымельском прогибе; 5 - местоположение обсуждаемых в статье новых Ar-Ar и U-Pb изотопных данных (1 - Арманская вулканострук-тура, 2 - Малтано-Ольское вулканическое поле, 3 - бассейн р. Мечег, 4 - левобережье р. Паляваам, 5 - верховье р. Чимчемимыль, 6 - Кайемравеемская вулканоструктура); 6 - палинокомплексы (1 - эмунэрэтский, поздний турон, 2 - энмываамский, ранний сенон); 7 - стратотипический район еропольской свиты в нижнем течении рек Еропол и Яб-лон; 8 - районы Анадырско-Корякской складчатой системы (Г - р. Гребенка, П - Восточный склон хребта Пекульней, Р - хребет Рарыткин).
корректной их обоснованностью палеонтологическими материалами" (Найдин, 1998). Обсуждая проблему возраста стратиграфических границ, К.В. Симаков отмечал, что «... показания радиологических и палеобиосферных (геологических -В.Б.) "часов" связаны отношениями как дополнительности, так и неопределенности» (Симаков, 2004, с. 312).
Определение геологического (палеобиосфер-ного) возраста основано на абсолютных по своей универсальности эмпирических обобщениях: 1) стратиграфическая последовательность, в которой каждое вышележащее подразделение (слой, пачка, свита, серия) моложе подстилающего; 2) необратимость развития органического мира.
Изотопный возраст выражается цифрами, показывающими вероятную длительность существования изотопной системы. Однако следует помнить, что огромное (если не подавляющее) количество изотопных, прежде всего K-Ar, дат остается невостребованным, ибо они либо не согласуются с геологическим возрастом, либо признаются не валидными вследствие расхождения с данными, полученными другими изотопными методами, считающимися более надежными. Поскольку изотопная система принципиально ненаблюдаема, то очевидно, что во всех цифрах изотопных дат неизбежен элемент неопределенности.
РАБОЧАЯ СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧВП
В декабре 2002 г. на 3-м МРСС по Северо-Востоку России в Санкт-Петербурге была принята новая рабочая стратиграфическая схема ОЧВП (рис. 1, 2). Она основана на анализе и корреляции стратиграфических последовательностей и заключенных в них тафофлор, установленных в процессе проведения среднемасштабных геологических съемок и тематических работ, а также на новых палинологических и палеомагнитных данных (Решения 3-го МРС..., 2003). Эндемичный состав палеофлор ОЧВП (прежде всего - чаун-ской и аркагалинской), отсутствие прямых соотношений их с фаунистически охарактеризованными морскими отложениями являются существенными препятствиями для решения вопросов возраста структуры в целом и отдельных стратиграфических подразделений. По сути принятая схема -это эмпирическое обобщение, базирующееся на комплексе геологических данных, в которых систематический состав листовых тафофлор не является единственным руководящим признаком. Тем не менее в схеме ясно видна общая тенденция изменения палеофлор в процессе развития ОЧВП, показаны региональные и локальные па-леофлористические неоднородности, отражающие особенности разных стадий развития вулканического нагорья (Белый, 1997, 2005).
з-о
Ох
I Пен | Ан |
ц-ч
Млн. лет
Ярус, подъ-ярус
Региональная стратиграфическая схема ОЧВП - 2002 (горизонты)
Ярус
Кам-пан
85
90-
95
100
105
110
Сан-тон
Коньяк
н
о а
Ю31-
св
Кам-пан
Аркагалинский
__л_ лв* # __
'д
*
# Э^
л Ф f
Амкинский
Сан-тон
А
-К « О «
К
н
о а
U
<
1 w ^ р 1
Буор-кемюсский
<
н
п
<
с и
кии
н
п
<
5 * * 6 &> е> 7 8
Рис. 2. Стратиграфическая схема Охотско-Чукотского вулканогенного пояса.
1 - топтанская тафофлора; 2-4 - арманскиИ горизонт (2 - арманская, 3 - чаунская, 4 - чинганджинская флоры); 5-8 - аркагалинскиИ горизонт (5 - аркагалинская флора, 6 - локальные тафофлоры, 7 - палинокомплексы, 8 - клю-евская Я-зона: а - установленная в разрезах, б - экстраполяция); 9 - положение подошвы формации глиноземистых платобазальтов.
З-О - Западно-Охотская фланговая зона, Ох - ОхотскиИ, Пен - ПенжинскиИ, Ан - АнадырскиИ, Ц-Ч - Центрально-ЧукотскиИ секторы ОЧВП. Тафофлоры: Д - дукчандинская, ЛВ - лево-вархаламская, А - аянкинская, М - мургаль-ская, К - кытэмнаИская, Э - усть-эмунэрэтская; 1-5 - палинокомплексы: 1 - кетандинскиИ, 2 - первомаИскиИ, 3 - куИ-викеньевскиИ, 4 - эмунэрэтскиИ, 5 - энмываамскиИ. Шкала времени на рис. 2 и 3 по (Огаё81ет е! а1., 1995).
3
3
2
1
9
Согласно геологическим данным формирование ОЧВП происходило в течение среднего аль-ба-сантона (возможно, начала кампана). Его образования разделены на четыре фитостратигра-фических горизонта: буор-кемюсскиИ (ранниИ и средниИ альб), арманскиИ (поздниИ альб), амкин-скиИ (сеноман, вероятно исключая верхнюю часть), аркагалинскиИ (турон-сантон, возможно, и низы кампана). АрманскиИ горизонт флористически неоднороден; в его состав входят арманская, чаунская и чинганджинская локальные па-леофлоры, каждая из которых имеет своИ ареал распространения. Флористическая неоднородность арманского горизонта, вероятно, обусловлена как достаточно быстроИ глобальноИ сменоИ
флор мезофита флорами каИнофита, так и региональными обстановками формирования растительных сообществ в условиях вулканического нагорья. Три нижних горизонта отвечают раннеИ стадии развития ОЧВП, в течение котороИ образовалось около 90% обема вулканитов; аркагалинскиИ горизонт представляет позднюю стадию его развития. Вулканические накопления раннеИ и позднеИ стадиИ раз
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.