научная статья по теме РОЛЬ ВУЛКАНИЗМА В ФОРМИРОВАНИИ ЯПОНСКОГО, ОХОТСКОГО И ФИЛИППИНСКОГО ОКРАИННЫХ МОРЕЙ Геология

Текст научной статьи на тему «РОЛЬ ВУЛКАНИЗМА В ФОРМИРОВАНИИ ЯПОНСКОГО, ОХОТСКОГО И ФИЛИППИНСКОГО ОКРАИННЫХ МОРЕЙ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2010, том 18, № 6, с. 649-670

УДК [551.35:552.313](265.53+265.54+265.99)

РОЛЬ ВУЛКАНИЗМА В ФОРМИРОВАНИИ ЯПОНСКОГО, ОХОТСКОГО И ФИЛИППИНСКОГО ОКРАИННЫХ МОРЕЙ

© 2010 г. Т. А. Емельянова, Е. П. Леликов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН ул. Балтийская, 43, Владивосток, 690041, Россия; e-mail: emelyanova@poi.dvo.ru; lelikov@poi.dvo.ru

Поступила в редакцию 10.02.2010 г.

Получена после доработки 21.05.2010 г.

В статье приведены результаты петролого-геохимических исследований позднемезозойско-кайнозой-ских вулканических комплексов Японского, Охотского и Филиппинского окраинных морей Тихого океана. Новые геохимические данные позволили уточнить тип и характер различных этапов вулканизма в этих регионах, проследить его эволюцию от окраинноконтинентального до окраинноморского, установить магматические источники и геодинамические режимы образования глубоководных котловин. С помощью этих исследований были выявлены общие черты развития окраинных морей зоны перехода континент—океан центрально-азиатского сектора Тихого океана, указывающие на единство тектонических процессов, формирующих эту зону. Установлены также существенные региональные различия рассмотренных зон, связанные, главным образом, с разным типом земной коры, которая была вовлечена в основные тектономагматические события и участвовала в генерации магматических расплавов.

Окраинные моря являются важным элементом зоны перехода от Азиатского континента к Тихому океану. Несмотря на длительную историю изучения их геологического развития, остается ряд дискуссионных вопросов, в частности по проблеме происхождения впадин этих морей, времени их формирования, состава и характера земной коры, на которой закладывались и развивались эти структуры.

Существуют гипотезы о происхождении краевых морей вследствие рифтогенного раздвига, связанного с субдукцией плит океанической литосферы под окраину Азиатского континента (Кариг, 1974), либо растяжения — как результат непрерывного подъема мантийного диапира из субдуцирующей океанической коры (Кропоткин, 1971; Karig, 1971; Хаин, 1973; Милановский, 1976; Берсенев и др., 1987).

Относительно недавно широкое распространение получили гипотезы образования Японского моря в результате растягивающих внутриплитовых деформаций, вызванных относительным движением Тихоокеанской и Евразийской литосферных плит (Lalleman, Jolivet, 1985; Kimura, Tamaki, 1986; Tamaki, Honza, 1991; Tamaki et al., 1992). Рассматривается также механизм раскрытия Японского моря по модели сложной "pull-apart" котловины (Jolivet, Tamaki, 1992; Jolivet et al., 1994; Филатова, 2004). Согласно ей, открытие моря было инициировано движениями вдоль двух правосторонних систем разломов с горизонтальным сдвигом (strike-slip), одна из которых пересекает острова Хоккайдо и Сахалин, вторая располагается вдоль восточной окраины Кореи и в Цусимском проливе. В результате этих движений Японские острова мигрировали на юг после отделения от Приморья и Кореи. По современным пред-

ставлениям, основанным, в первую очередь, на результатах глубоководного бурения (Ingle, 1992; Tamaki et al., 1992), Японское море открывалось в период от 32 до 10 млн. лет. Его открытие сопровождалось быстрым опусканием дна и проявлением активного вулканизма. Наиболее быстро дно моря опускалось в раннем (23—19 млн. лет) и среднем (15—12.5 млн. лет) миоцене (Ingle, 1992). Считается, что ускоренное опускание отражало движение по зонам разломов.

Охотское море занимает особое положение среди окраинных морей зоны перехода от континента к Тихому океану. Оно распространяется вглубь Азиатского континента и характеризуется наличием обширного переуглубленного шельфа, который составляет около 90% его территории. Изучением пород складчатого фундамента Охотского моря занимались многие исследователи на протяжении нескольких десятилетий (Васильев и др., 1984; Гни-биденко, 1979; Корнев и др., 1982; Красный, 2002; Леликов, 1992; Леликов, Маляренко, 1994). Однако единого мнения о его строении, истории геологического развития и происхождении до настоящего времени не существует. Высказываются полярные точки зрения на формирование его структур — от их заложении на древнем докембрийском основании (Васильев, 1992; Гнибиденко, 1979) до полного отрицания возможности продолжения каких-либо структур Евразийского континента в пределы морского дна (Богданов, Добрецов, 2002). В последней работе Охотское море рассматривается как океаническое вулканическое плато, имеющее гомогенное строение. Детальное и обоснованное тектоническое районирование Охотоморского региона было сделано Г.С. Гнибиденко (1979). Тектонические и геоди-

намические особенности Охотоморского региона рассмотрены Н.А. Богдановым и В.Е. Хаином (Тектоническая карта..., 2000) и Л.И. Красным (2002).

Филиппинское море заложилось на коре океанического типа, мощность которой под котловинами не превышает 4—6 км, увеличиваясь до 12—15 км под хребтами и поднятиями (Louden, 1980). Нами рассматривается только вулканизм хребта Кюсю-Палау, на происхождение которого существует несколько точек зрения. Одни исследователи, вслед за Д. Каригом (Karig, 1971), считают его остаточной островной дугой, отделившей блок океана (Западно-Филиппинскую котловину). Другие относят хребет к структурам, подобным океаническим островам, происхождение которых они связывают с системой субмеридиональных разломов (Мельниченко идр., 1999; Съедин и др., 2005). В одном лишь мнения многих исследователей совпадают: большая часть хребта Кюсю-Палау была заложена на океанической коре. На это указывают, в первую очередь, обнаруженные в его пределах мезозойские метаморфические сланцы, эдуктом которых служили океанические толеиты (Леликов, 1992).

Проблема происхождения и история развития окраинных морей Тихого океана рассматривались, прежде всего, с тектонических позиций. В решении данных вопросов большое значение имеет изучение магматических процессов как основных показателей энергетической активности земных недр, формирующих главные тектонические элементы зоны перехода от континента к Тихому океану. Нами предпринята попытка определения связи между глубинным строением структур морского дна и геохимическими особенностями слагающих их магматических образований и роли процессов вулканизма в формировании его структур.

В геологическом строении этих морей широко распространены разновозрастные вулканические породы, которые залегают в виде покровов или формируют отдельные вулканические постройки и хребты. Они являются производными различных типов магм, состав которых определяется положением магматического очага, мощностью и составом земной коры, смешением магм различного состава и контаминацией расплавом вмещающих пород. Данные о геологическом положении вулканитов, их минеральном составе и геохимических особенностях играют определяющую роль в понимании происхождения и эволюции окраинных морей. Окраинные моря с различным геологическим строением, составом и мощностью земной коры представляют собой уникальный объект для оценки роли вулканизма в их формировании. Цель настоящей статьи — характеристика кайнозойских этапов вулканизма, поскольку именно они сопровождали основные геологические события. А позднемезозойские вулканиты Охотского и Японского морей, участвующие в строении их фундамента и представляющие собой

подводное продолжение континентальных структур, рассматриваются очень сжато.

В статье дано краткое описание вулканических пород, поскольку наиболее полная петрографическая, петрогеохимическая характеристика и данные радиоизотопного определения их возраста подробно приведены в ранних работах (Емельянова, 2004, 2008; Емельянова, Леликов, 2010; Емельянова и др., 2003; Леликов, Емельянова, 2002; Леликов, Карп, 2004; Леликов, Емельянова, 2007; Леликов и др., 2001, 2008).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Образцы вулканических пород были получены в результате драгирования возвышенностей, вулканических хребтов и отдельных построек в котловинах Японского, Охотского и Филиппинского морей в рейсах НИС Тихоокеанского океанологического института (г Владивосток) и Института морской геологии и геофизики (г. Южно-Сахалинск) ДВО РАН.

Лабораторные исследования проводили петрографическими и геохимическими методами. Химический состав минералов определяли на микрозонде JXA-8100 в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН (г. Владивосток), а петрогенный состав пород (мас. %) — методом "мокрой химии" в ЦЛ Приморгеологии (г. Владивосток), аналитик И.Н. Якушева. Содержание редкометальных и редкоземельных элементов определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе ICP-MS Elan DRC II Perkin Elmer (США) чувствительностью до 10-11 в инновационно-аналитическом центре в Институте тектоники и геофизики ДВО РАН (г. Хабаровск). Изотопные отношения Sr и Nd и определения радиоизотопного возраста выполняли по образцам авторов K-Ar методом в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН (г Москва). Определение содержания радиогенного аргона проводили на масс-спектрометре МИ-1201 ИГ-методом изотопного разбавления с применением в качестве трасера 38Ar; определение калия — методом пламенной спектрофото-метрии. При расчете возраста использованы константы: DK = 0.581 х 10-10 год-1, □□_ = 4.962 х х 10_10 год-1, 40K = 0.01167 (ат. %).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Японское море

Японское море является одним из самых изученных объектов зоны перехода континент-океан (рис. 1). Главной его морфологической особенностью является то, что большую часть его площади занимают глубоководные котловины _ Японская (Центральная), Ямато (Хонсю) и Цусимская, меньшая доля приходится на области шельфа, материкового склона и подводных возвышенностей (Берсенев и др., 1987). В центральной части моря расположена

130°

РОЛЬ ВУЛКАНИЗМА В ФОРМИРОВАНИИ 135° 140° 145° 150°

155°

130°

135°

140°

145°

150°

155°

Рис. 1. Схема расположения полигонов и станций драгирования (1) и скважин глубоководного бурения "ГОГОЕЗ Resolutin" (2) в глубоководных котловинах Японского и Охотского морей.

крупная возвышенность Яма

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.

Показать целиком