ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 3, с. 277-295
УДК 552.11(551.24)
РАННЕКАЙНОЗОЙСКИЙ МАГМАТИЗМ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ
ОКРАИНЫ КАМЧАТКИ
© 2008 г. П. И. Федоров*, Д. В. Коваленко **, Т. Б. Баянова***, П. А. Серов ***
* Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7, Россия; e-mail: pi_fedorov@mail.ru ** Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: Dmitry@igem.ru *** Геологический институт КНЦ РАН 184200 Апатиты, ул. Ферсмана, 14, Россия Поступила в редакцию 20.09.2006 г. Получена после доработки 16.01.2007 г.
В работе рассматриваются изотопно-геохимические особенности магматических пород континентальной окраины Камчатки, образовавшихся на разных стадиях ее развития. Показано, что окраин-но-континентальный магматизм Камчатки эволюционировал от палеоцена до настоящего времени. Палеоценовые и среднепозднеэоценовые магматические комплексы характеризуются признаками надсубдукционного вулканизма. Магматические расплавы формировались из гетерогенных по изотопному составу (деплетированных и в разной степени обогащенных, возможно, в результате смешения с внутриплитными расплавами) мантийных источников и, вероятно, были контаминированы кварц-полевошпатовыми сиалическими осадками. Миоценовый доаккреционный этап отличается от палеоцен-эоценового изменением геохимического и изотопного состава мантийных источников магм: в магматических источниках миоценовых надсубдукционных магм отсутствовали обедненные радиогенным Nd изотопные составы, а источники внутриплитных магм были обогащены HFSE. Позднеплиоцен-четвертичные постаккреционные магмы Восточно-Камчатского пояса отличаются отсутствием внутриплитного компонента типа OIB.
Одной из актуальных проблем исследования активных континентальных окраин является выяснение зависимости характеристик окраинно-континентального магматизма от коллизионных тектонических событий, происходящих в их пределах. Как показано в многочисленных работах (Соколов, 1992; Аккреционная тектоника ..., 1993; Коваленко, 2003 и другие), наиболее распространен тип коллизии островная дуга-континент, который и будет обсуждаться в данной работе.
В рамках проблемы требуются исследования по различным направлениям: (1) выяснение и сравнение изотопных и геохимических характеристик мантийных и коровых источников до- и постколлизионного магматизма активной континентальной окраины; (2) изучение геохимических и изотопных характеристик мантийных и коровых источников магматизма островодужного тер-рейна, который претерпел коллизию с окраиной континента; (3) обобщение указанных выше изотопных и геохимических данных с тектоническими материалами для выяснения процессов взаимодействия областей верхней мантии и коры в период коллизии типа островная дуга-континент. Однако в современной литературе встречаются лишь единичные работы по данной проблеме.
Большая часть из них посвящена постколлизионному, редко - синколлизионному магматизму (например, Sajona et al., 2000; Elburg et al., 2002 и другие). Работы, в которых бы проводился всесторонний анализ проблемы с использованием современных геохимических и изотопных методик, нам не встречались.
Камчатка и юг Корякии рассматриваются как яркий пример активной континентальной окраины (Соколов, 1992; Аккреционная тектоника ..., 1993; Коваленко, 2003 и другие). В позднем мелу-кайнозое вулканизм континентальной окраины Корякии и Камчатки развивался на фоне двух значительных коллизионных событий типа островная дуга-континент - тектонического совмещения с материком двух крупных островодужных террей-нов в раннем эоцене и плиоцене (Аккреционная тектоника ..., 1993; Коваленко, 2003; Шапиро, Ландер, 2003). Палеоценовые магматические комплексы континентальной окраины были сформированы до аккреционных событий. Среднеэоцено-вые вулканические толщи Западной Камчатки, входящие в систему структур Западно-Камчатско-Корякского вулканогенного пояса, фиксируют завершение раннеэоценового аккреционного этапа и с резким угловым несогласием перекрывают сложно деформированные более древние породы.
Миоцен-раннеплиоценовые магматические породы Центрально-Камчатского вулканического пояса и некоторых районов Восточной Камчатки были сформированы до плиоценового этапа аккреции, а позднеплиоцен-четвертичные толщи Восточно-Камчатского вулканического пояса были образованы после него. Целью данной статьи являлось выяснение и сравнение изотопных и геохимических характеристик мантийных и коровых источников магматизма континентальной окраины Азии в районе Камчатки до и после каждого этапа коллизии. Создание тектономагматических моделей коллизии не предусматривалось, так как для этого необходимо изучение источников магматизма островодужных террейнов, вовлеченных в коллизию.
В настоящее время наиболее детально исследован миоцен-четвертичный магматизм Камчатки (Колосков, 2001; Перепелов, 2005; Федоров, Шапиро, 1998; Churikova et al., 2001; Hochstaedter et al., 1994; Kepezhinskas et al., 1997; Kersting, Arculus, 1995; Turner et al., 1998; Volynets et al., 1999 и др.). Первые геохимические данные по палеоцен-эоце-новым магматическим комплексам были опубликованы в работах (Пузанков, 1994; Гладенков и др., 1997; Шанцер, Федоров, 1999). В данной статье мы приводим новые результаты петролого-геохи-мического и изотопно-геохимического исследования палеоценовых и среднеэоценовых магматических пород континентальной окраины Камчатки и проводим сравнение характеристик магматизма континентальной окраины Камчатки до и после каждого этапа аккреции.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПАЛЕОЦЕНОВЫХ И ЭОЦЕНОВЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ КАМЧАТКИ
К автохтонным вулканогенным комплексам, происхождение которых связано с раннекайнозой-скими магматическими процессами на континентальной окраине Камчатки, мы относим палеоценовые вулканические комплексы Утхолокского полуострова и хребта Омгон и средневерхнеэоце-новые вулканогенные толщи Западной и Центральной Камчатки (рис. 1). Палеоценовые комплексы были сформированы до раннеэоценового этапа тектонической аккреции в районе Камчатки, а средневерхнеэоценовые - после него.
Палеоценовый вулканогенный комплекс Утхолокского полуострова представлен толщей субаэральных двупироксеновых базальтов, ам-фиболовых андезитов, липаритов, агломерато-вых и псефитовых туфов андезитового состава, тонкообломочных тефроидов с остатками обуглившегося детрита и фрагментами отпечатков листьев. Мощность толщи колеблется от первых десятков до первых сотен метров. Возраст вулка-
нитов, определенный K-Ar методом по валовым пробам, соответствует позднему маастрихту-ран-нему данию (60 ± 4, 61 ± 5, 56 ± 4, 63 ± 4, 64 ± 4 млн. лет) (Гладенков и др., 1997). Вулканогенный комплекс согласно перекрыт флишоидными терри-генными толщами свиты мыса Зубчатый, представленной кварц-полевошпатовыми субаркозо-выми песчаниками, аргиллитами и алевролитами, вероятно накапливавшимися на склоне и у подножия окраины Азиатского континента. Выше с размывом и угловым несогласием залегают сред-неэоценовые снатольская и ковачинская свиты (Гладенков и др., 1997).
На хребте Омгон палеоценовые вулканические породы залегают в виде силлов основного и кислого состава во флишоидной терригенной кварц-полевошпатовой толще омгонской серии, схожей по составу со свитой мыса Зубчатый и, вероятно, также маркирующей континентальную окраину Азии (Коваленко, 2003). Возраст силлов, определенный по трековому анализу цирконов, соответствует 63 ± 7 и 61 ± 7 млн. лет (Леднева и др., 2006). Возраст кварц-полевошпатовых пород определяется как альб-ранний сенон по флоре и макрофауне (Геология СССР, 1964) и датируется 80 ± 4, 85 ± 4, 100 ± 6, 102 ± 19 млн. лет по трековому анализу цирконов (Соловьев, 2005). Вся структура с размывом и угловым несогласием перекрывается среднеэоценовой снатольской свитой (Гладенков и др., 1997).
Средневерхнеэоценовый вулканогенный комплекс Западной и Центральной Камчатки (рис. 1) сформирован после раннеэоценового этапа тектонической аккреции на Камчатке и в составе неоавтохтонного комплекса континентальной окраины Азии перекрывает с размывом и резким угловым несогласием аккреционные покровно-складчатые структуры. Комплекс образован субаэральными лавами дифференцированной базальт-андезит-дацит-риолитовой ассоциации, лавобрекчиями и глыбовыми агломератовыми туфами. Из различных районов имеются следующие определения возраста этих пород K-Ar методом по валовым пробам: Кинкильский мыс - 46 ± 2, 37 ± 1, 43 ± 5, 46 ± 1, 41 ± 1 млн. лет (Гладенков и др., 1990); побережье Пенжинской губы от р. Пустая до устья р. Шаманка - 48 ± 1, 49 ± 2, 47 ± 3,
49 ± 3, 49 ± 2, 50 ± 1, 45 ± 1, 47 ± 2, 49 ± 2, 49 ± 1,
50 ± 2, 48 ± 2, 51 ± 2, 47 ± 3, 53 ± 2 млн. лет (Багда-сарян и др., 1994); центральная часть Камчатского перешейка - 46 ± 0.2 млн. лет (андезитоба-зальт), 44 ± 2 млн. лет (Шаманкинская гранитоид-ная интрузия) (Федорчук, Извеков, 1992), водораздел рек Правая Лесная и Шаманка -46 ± 1.3 млн. лет (Гладенков и др., 1997). Rb-Sr датирование Шаманкинского интрузива по плагиоклазу, роговой обманке и биотиту показало соответственно 47 ± 1, 44 ± 1, 44 ± 1 млн. лет (Соловьев и др., 2002), по вулканическим породам мыса Хай-
162° в.д. 60° с.ш.
Рис. 1. Схема размещения раннекайнозойских магматических комплексов в пределах Западной Камчатки. 1-3 - магматические комплексы континентальной окраины Камчатки: 1 - палеоценовые, 2 - среднеэоценовые, 3 - миоцен-четвертичные; 4 - районы, в которых были проведены исследования. 1 - Утхолокский полуостров, 2 - хребет Омгон, 3 - устье р. Анадырка-Кинкильский мыс, 4 - мыс Тэви, 5 - мыс Ребро, 6 - бухта Подкагерная, 7 - истоки р. Шаманка, 8 - Шаманкинская интрузия, 9 - гора Черная, 10 - мыс Хайрюзова. ЦКВП и ВКВП - Центрально- и Восточно-Камчатский вулканические пояса. Штриховкой показаны районы, в которых ярко проявлены деформации пород: среднеэоценовые (диагональная штриховка), миоценовые (горизонтальная штриховка).
рюзова методом трекового датирования было получено определение 30 млн. лет (A.B. Соловьев, устное сообщение).
Близкие по возрасту ву
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.