ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2014, № 3, с. 3-23
УДК 551.21+550.42
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ СООТНОШЕНИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ АССОЦИАЦИЙ РАЗНОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ БЕЛОГОЛОВСКОГО МАССИВА (СРЕДИННЫЙ ХРЕБЕТ КАМЧАТКИ). ЧАСТЬ 1. ГЕОЛОГИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД
© 2014 г. Г. Б. Флеров1, А. Б. Перепелов2, М. Ю. Пузанков1, А. В. Колосков1, Т. М. Философова1, Ю. Д. Щербаков2
1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: flerov@kscnet.ru 2Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН 664303 Иркутск, ул. Фаворского, 1А, e-mail: region@igc.ikr.ru Поступила в редакцию 07.06.2013 г.
Предложена геолого-петрологическая модель формирования Белоголовского вулканического массива позднеплиоценового—раннеплейстоценового времени. Выделено две петрохимические серии пород разной щелочности: нормальной и умеренно-щелочной. Характер эволюции продуктов вулканизма и минералогический состав пород разной щелочности свидетельствуют о пространственной независимости и разной глубине очагов родительских магм их продуцирующих. Ведущим процессом, ответственным за образование расплавов, исходных для спектра пород внутри каждой серии, является кристаллизационная дифференциация. Эволюция щелочно-базальтовой магмы проходила ступенчато с образованием автономных дочерних расплавов состава: трахибазальты— трахиандезиты—трахиты—трахириолиты, комендиты, локализованных в разноглубинных промежуточных очагах.
DOI: 10.7868/S020303061403002X
Среди позднекайнозойских вулканитов Кури-ло-Камчатской островодужной системы выделяется несколько петрогеохимических серий пород по щелочности. Каждая серия характеризуется особенностями вещественного состава и магмо-генеза, развита в определенных геолого-структурных зонах и отражает различную геодинамическую обстановку формирования ассоциаций пород определенного геохимического типа — собственно островодужного и внутриплатного [Во-лынец и др., 1986, 1987, 1990а; Волынец, 1993; Перепелов, 1989; Перепелов и др., 2007; Колосков, 1999, 2006]. В то же время имеют место геологические объекты совместного проявления вулканических ассоциаций пород разных петрогеохими-ческих серий, взаимоотношение которых представляет интерес в отношении петрогенезиса магм. В частности, в пределах Срединного хребта к таким объектам относятся кальдера Уксичан, вулканические массивы Кекукнайский и Белого-ловский [Антипин и др., 1987; Флеров и др., 2009; Колосков и др., 2011, 2013]. В настоящей работе представлены результаты петрологических исследований Белоголовского массива, проведенных
нами в районе речной сети 1-я Белоголовая и Морошка в 2005, 2007 гг., а также использованы данные [Волынец и др, 1990б] и материалы геологи-1
ческой съемки .
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАССИВА
Белоголовский палеовулканический массив располагается в ЮЗ части позднекайнозойского вулканического пояса Срединного хребта Камчатки на западном склоне последнего в верховьях рек 1-я Белоголовая и Морошка в 20—25 км к северу от Ичинского вулкана (рис. 1). Массив представляет собой морфологически плохо выраженную, сильно эродированную вулкано-тектоническую струк-
1 Хасанов Ш.Г. Геологическое строение и полезные ископаемые бассейнов рек Правой Рассошины, Копылье, Быстрой (Хайрюзовки), Быстрой (Козыревки), Сухарики // Отчет Центрально-Камчатской партии о геологическом доизучении
ранее заснятых площадей масштаба 1 : 200 000 и подготовке к изданию комплекта Государственной геологической карты РФ масштаба 1 : 200000 (издание второе), проведенных в 2003—2007 гг. Листы N-57-11, III. Петропавловск-Камчатский: ФГУ "КамТФГИ", 2007. Фонды ОАО "Камчатгеология".
157°47' в.д.
55°51' с.ш.-'
1ЕЗ 2 ЕЗ3
4
5 |-х-:-| 6
1Д
*
.и Ь I I I I I I < \1 N
ч ^
*
\
V \1
I"
ь с
I I
111
I
••.V"-г л шл^ \/ /.QIIIks Чу ЩЛ _ЧУ
\\SnVs. V V V
V V УК.*.'.у/ V V дк; V „.у
V ^ V У\у V
V V \ V У\>\ у^
V V ^чУ ^ I I \у V У УХУ V Д+ (V- ь
V V V V \Д V/ NN Ьт 1 1 V V V Л ^^/у^т3^ \ 1
у V д у ДА .\v\tV I ^
V V Учх X V \%т\ V "V и и В „N1 У \У у \т т\ у \Ч I. I
к -л \ - 1 % • I
ОХОТСКОЕ МОРЕ Г
Г ТИХИЕ ОКЕАН
км
0 100 200 I_I_I
Рис. 1. Геологическая схема Белоголовского массива.
1—5 — Белоголовский комплекс (N2): 1 — андезибазальты, андезиты, дациты толщи 1 (N2 Ь^); 2 — трахибазальты, тра-хиандезибазальты и трахиандезиты толщи 2 (N2 Ы2); 3—4 — трахиты толщи 3 (N2 Ы3): лавовые потоки и туфы (3), экструзии (4); 5 — субвулканические тела трахириолитов и комендитов (N2 Ы4); 6 — андезибазальты, андезиты Рассошин-ского комплекса (0Е-1ге); 7 — дайки пород основного и среднего составов Белоголовского и Рассошинского комплексов (а), дайки трахитов, трахириолитов и комендитов (б); 8 — оливиновые базальты Козыревского комплекса (Отд ks); 9 — рыхлые четвертичные отложения; 10 — геологические границы: установленные (а), предполагаемые (б); 11 — разрывные нарушения: установленные (а), скрытые под рыхлыми отложениями (б). На врезке — район исследований. Схема составлена авторами с привлечением материалов геологических съемок (Ш.Г. Хасанов1).
туру и осложнен многочисленными разрывными дислокациями различного направления и протяженности, расчленяющими массив на блоки. Он
является фрагментом одноименного комплекса, который включает покровные и субвулканические образования нормально-щелочного и субщелочно-
го состава с широким диапазоном кремнекислотно-сти. Покровные образования представлены переслаиванием андезибазальтов, андезитов, базальтов, их туфов и лавобрекчий, трахибазальтов, трахиандези-базальтов, трахиандезитов, трахитов и их туфов, тра-хидацитов. Редко в разрезе наблюдаются пласты и прослои туфопесчаников, туфоалевролитов, туфо-гравелитов и туфоконгломератов. Возраст комплекса по геологии, калий-аргону и палеомагнитным данным определяется как плиоценовый (N2) в интервале 1.6—2.8 млн лет назад, мощность его составляет 850 м. В геологическом отношении он занимает положение между нижележащим Кахтунским андези-базальтовым комплексом (^_2) и несогласно на нем залегающим трахибазальт-базальтовым эоплейсто-ценовым Рассошинским комплексом ^^ге)1.
В пределах массива Белоголовский комплекс представлен тремя стратиграфически выдержанными лаво-пирокластическими толщами пород состава:
1. Андезибазальты, андезиты, в малой степени дациты (N2 Ь11). Отмечен лишь один поток сильно измененного базальта. С покровными вулканитами тесно связаны жерловые образования и субвулканические проявления габбро-порфиритов, пироксеновых диорит-порфиритов. Полный разрез этой толщи обнажается за пределами Белого-ловского массива по р. Носичан, где он представлен серией пород от базальтов до риодацитов.
2. Трахибазальты, трахиандезиты, в малой степени трахидациты (^ Ь12).
3. Трахиты (^ Ь13).
Стратиграфические взаимоотношения первых двух толщ неопределенные, однако, слагающие их вулканиты имеют соответствующие им площадные проявления, связанные с автономными, пространственно разобщенными эруптивными центрами. Отложения этих толщ слагают два соседствующих тектонических блока, разделенных дугообразным разломом по реке 1-я Белоголов-ская. Предположительно виртуальные центры вулканизма располагаются: нормальнощелочно-го вулканизма — в средней части массива, субщелочного — в юго-западной части последнего. Реконструкция разреза по фрагментам обнажений свидетельствует о гомодромной направленности проявлений вулканизма в каждом из этих центров. В то же время отмечается пространственная сопряженность их проявлений, а в пределах одного разреза наблюдалось переслаивание потоков андезибазальтов и трахиандезитов. Такие соотношения позволяют предполагать субсинхронность извержений магм разной щелочности, что находит свое отражение в наличии промежуточных разностей пород. Трахиты толщи залегают стратиграфически выше и представлены лавами, в меньшей степени лавобрекчиями и туфами. Так же они образуют дайки и экструзии. Последние располагаются в пределах выхода пород толщи 1 и
хорошо выражены в рельефе. Вулканиты Белого-ловского комплекса интрудированы многочисленными штоками, силлами и дайками состава пород комплекса. На отдельных участках дайки образуют сплошную густую сеть, образуя дайковые поля. Формирование комплекса завершается внедрением небольших тел трахириолитов и ко-мендитов. Контакты с вмещающими породами как рвущие, так и тектонические. Все образования комплекса перекрываются лавами состава андези-базальтов и андезитов Рассошинского комплекса, которые повсеместно слагают гребневые части хребтов и секутся дайками того же состава. Самые молодые вулканические образования представлены оливиновыми базальтами Козыревского комплекса четвертичного возраста (QIH ks), сформировавшими покров на северо-восточном и восточном обрамлении массива.
На диаграммах рис. 2 отчетливо выделяются дискретные совокупности фигуративных точек составов пород Белоголовского комплекса, соответствующие вполне определенным природным ассоциациям, слагающим описанные выше толщи.
Нормально-щелочные породы: I. Андезибазаль-ты—андезиты—дациты. Эта ассоциация включает в себя также вулканиты толщи р. Носичан, расширяя интервал составов пород от базальтов до риодацитов.
Умеренно-щелочные породы: II. Трахибазальты-трахиандезибазальты; III. Трахиандезиты-трахи-дациты; IV. Трахиты.
Умеренно-щелочные и щелочные породы: V. Тра-хириолиты, комендиты.
Согласно классификации [LeBas et al., 1986], по соотношению щелочей трахибазальты и трахиандезиты представлены как K-Na, так и Na-K разновидностями пород. Если трахибазальтам (II) соответствует один диапазон кремнекислотности, то содержание SiO2 (мас. %) в трахиандезитах (III) повышается от натриевых разностей к калиевым в интервалах 54.9-56.7 и 56.6-61.2 соответственно. Их геологическое положение в непрерывном разрезе, обнажающемся в правом притоке р. Морошка, позволяет определить временную последовательность их образования в эволюции магмы повышенной щелочности: K-Na трахибазальты ^ Na-K трахибазальты ^ Na-K трахиандезиты ^ K-Na трахиандезиты ^ трахиты. Андезибазальты и андезиты Рассошинского комплекса занимают промежуточную позицию между нормально и у
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.