ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 437, № 2, с. 215-219
= ГЕОЛОГИЯ =
УДК 551.242.31:551.243.4:550.4:552.313.1 (571.651)
СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ ОФИОЛИТОВ УСТЬ-БЕЛЬСКИХ ГОР (ЧУКОТКА) © 2011 г. А. В. Моисеев, С. Д. Соколов, Я. Хаясака
Представлено академиком М.А. Федонкиным 05.08.2010 г. Поступило 05.08.2010 г.
Структуры Усть-Бельских гор относятся к Западно-Корякской и Анадырско-Корякской складчатым системам (рис. 1а). Соответственно выделяются Усть-Бельский и Алганский террейны. Для Западно-Корякской складчатой системы характерны островодужные комплексы широкого стратиграфического диапазона от карбона до нижнего мела включительно [2]. Они формировались вдоль конвергентной границы Азиатского континента и северо-западной Пацифики [3—5]. Па-леотектонические реконструкции этой границы базировались на изучении Тайгоносского, Пен-жинского и Пекульнейского сегментов [5, 6]. В этом плане Усть-Бельский сегмент, где основное внимание было уделено изучению офиоли-тов, оставался мало информативным и выпадал из общей схемы распределения островодужных образований. Совместные российско-японские исследования, проведенные в 2007 г., позволили получить новые данные, часть из которых непосредственно связана с реконструкцией острово-дужного вулканизма, а также с возрастом ультра-базит-габбрового комплекса.
В составе Усть-Бельского террейна выделяется несколько тектонических пластин, сложенных дезинтегрированными офиолитами и вмещающими их осадочными отложениями [3, 7, 8]. Принято считать, что наиболее полный разрез офио-литов и перекрывающих их образований слагает Отрожнинскую пластину. В основании покрова залегает серпентинитовый меланж с блоками ги-пербазитов, габбро, плагиогранитов, диабазов, родингитов, зеленых сланцев, а также терриген-ных пород нижележащей пластины. Выше расположены пластины: серпентинизированных дуни-тов, гарцбургитов и лерцолитов; амфиболизиро-ванных габбро и диабазов с реликтами гипербазитов. Верхняя часть офиолитового раз-
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Department of Earth and Planetary Systems Science, Graduate School of Science, Hiroshima University, Japan
реза сложена вулканогенными породами, среди которых встречаются диабазы, базальты, долери-ты, гиалокластиты и лавобрекчии. Состав вулканитов указывал на их образование в обстановке срединно-океанического хребта [3, 8]. Вулканиты перекрываются туфогенно-терригенным чехлом среднего девона—нижнего карбона с горизонтами конгломератов, известняков и кремнистых пород. В конгломератах содержатся обломки серпентинитов, диабазов, кремней, зерна хромшпинелида [7]. Ультрабазит-габбровый, вулканогенный и перекрывающий туфогенно-терригенный комплексы прорваны дайками с радиологическими возрастами в интервале 340—180 млн лет, K-Ar-ме-тод [7] и 370—400 млн лет, Ar-Ar-метод [8].
На основании среднедевонско-раннекамен-ноугольного возраста перекрывающих отложений возраст вулканогенного комплекса условно считался раннедевонским, а офиолиты рассматривались как среднепалеозойские [3, 7, 8]. Однако при полевых исследованиях стратиграфический контакт осадочного чехла с вулканитами нами нигде не наблюдался. Более того, вдоль границы с вулканитами встречаются разные горизонты чехла. В работе А.А. Александрова [7] вблизи контакта указана находка фауны эйфель-ского яруса, тогда как конодонты, выделенные из базальных слоев на западном склоне горы Отрож-ная, указывают на франский ярус вмещающих пород [9]. Следовательно, контакт имеет тектоническую природу. В ряде образцов содержатся смешанные виды конодонтов, неизвестных в Усть-Бельских горах, указывающие на интенсивный перемыв силурийских и нижнедевонских пород.
Первые результаты датирования цирконов пород Усть-Бельского массива показывают его сложную историю. Цирконы, выделенные из метагаб-бро, дали возрасты 799 ± 15 млн лет для магматического циркона и 361.3 ± 9.5 и 315.4 ± 9.3 млн лет для метаморфических цирконов [10]. Изотопный возраст плагиогранитов, генетически связанных с габ-броидами, составляет 556 ± 12 млн лет [11]. Также
• • • »_ •_ •_
43 С7
V. •
7
14
Рис. 1. Тектоническая схема северо-востока Евразии с указанием положения Усть-Бельских гор (а) и схема их геологического строения (б), составленная С.А. Паланджяном с использованием материалов А.А. Александрова, В.А. Захарова, Г.Е. Некрасова, Г.Г. Кайгородцева и др. ( по [1], с изменениями). а: 1—3 — Верхояно-Чукотская складчатая область: 1 — террейны с континентальной корой, 2 — палеозойско-мезозойские отложения, 3 — коллизионные сутуры, 4 — Западно-Корякская складчатая система, 5 — Корякско-Камчатская складчатая область, 6 — Охотско-Чукотский вулканогенный пояс. б: 1 — четвертичные отложения; 2 — эоцен-миоценовые вулканогенно-осадочные образования; 3 — верхнеесенонская молассовая толща; 4 — сеноман-туронские терригенные породы; 5 — раннепалеозойские пла-гиограниты, микроплагиограниты, гранодиориты; 6 — условно раннемеловые шаровые базальты, кремнисто-глинистые сланцы и алевролиты горы Вилка; 7 — среднеюрско-раннемеловые отложения пекульнейвеемской свиты; 8 — позднеюрско-раннемеловые терригенные отложения; 9 — среднеюрские терригенные отложения; 10 — условно палеозойские вулканогенные образования; 11 — среднедевонско-раннекаменноугольные туфогенно-терригенные образования; 12 — серпентинитовый меланж; 13 — нерасчлененные ультрабазиты, габбро и габбро-диабазы; 14 — вершина горы Отрожная.
были проведены определения 40Аг/39Аг-возрастов амфиболов из метагаббро Усть-Бельского массива [8] 367 ± 12.5 и 383.9 ± 11.2 млн лет, которые интерпретируются как минимальные.
Вулканогенный комплекс, надстраивающий ультрабазит-габбровую часть офиолитового разреза Отрожнинской пластины, имеет однородный состав. Породы сильно деформированы и брекчированы, поэтому оценить долю пирокла-стических разностей не представляется возможным. В единичных случаях наблюдались фрагменты лав с подушечной отдельностью.
В составе туфогенно-терригенного комплекса помимо туфов были встречены два горизонта магматических пород.
Для выяснения геодинамической обстановки образования магматических пород проведено петрографическое и геохимическое изучение шести образцов из вулканогенного и трех образцов из туфогенно-терригенного комплексов.
Магматические породы вулканогенного комплекса представлены базальтами с апоинтерсер-тальной и миндалекаменной текстурами. Помимо эффузивов встречаются полнокристаллические гипабиссальные породы с микродолеритовой и пор-фировидной структурами. По содержанию кремнезема (8Ю2 до 49.38 мас. %) породы соответствуют основным. Породы относятся к толеитовой серии. Низкие концентрации калия (К20 0.07—0.99 мас. %), определяют их натриевую специфику (№20/К20 > > 4). Спектр концентраций РЗЭ (рис. 2б) показывает деплетированность легкими редкими землями относительно тяжелых (^а/УЬ)и = 0.87—1.01), а также низкие концентрации РЗЭ в целом ((La + + 8ш + УЬ)„ = 47.58-110.39). На спайдер-диа-грамме (см. рис. 2а) породы вулканического комплекса образуют плоскую линию (№/ЫЬ* =
= 0.6 -1.19; Та/Та* = 0.82-1.45)1. Таким образом, вещественный состав магматических пород вулканогенного комплекса указывает на их сходство с базальтами срединно-океанических хребтов.
Магматические образования туфогенно-тер-ригенного комплекса имеют иной минеральный и геохимический состав. Породы представлены кварцевыми микродиоритами, содержащими, помимо плагиоклаза и пироксена, кварц (до 15%), биотит и калиевый полевой шпат. Также из данной толщи изучен образец габбро, где клино-пироксен (авгит) замещается роговой обманкой, а в интерстициях между кристаллами плагиоклаза и клинопироксена отмечены ксеноморфные выделения кварца и калиевого полевого шпата. По сравнению с описанными выше базальтоидами породы характеризуются более высокими кон-
1 Nb/Nb* = NbN/(UN • LaN)0'5; Ta/Ta* = TaN/(UN • LaN)0'5.
N-содержание элемента нормировано на содержание в
N-MORB.
центрациями кремнезема (SiO2 до 61.59 мас. %), калия (K2O до 2.2 мас. %, Na2o/K2O = 1.29-2.85). Породы обладают низкими концентрациями TiO2 (до 1.33 против 2.58 мас. % в магматических породах вулканогенного комплекса).
Кривые распределения РЗЭ в кварцевых микродиоритах (рис. 2г) имеют отрицательный наклон и характеризуются резким обогащением всеми мягкими РЗЭ относительно тяжелых ((La/Yb)n = 3.52-4.34). В габбро такое обогащение выражено нечетко ((La/Yb)n = 1.35). На муль-тиэлементном графике магматических пород ту-фогенно-терригенного комплекса (рис. 2в) наблюдаются повышенные содержания элементов группы LILE (Rb, Ba, Cs, Th), слабо проявленный Ti-минимум, четкие Nb-Ta-минимумы (Nb/Nb* = 0.15-0.2; Ta/Ta* = 0.18-0.21), низкие значения (Ho, Y, Dy). Такие геохимические характеристики вулканогенных образований туфоген-но-терригенного комплекса указывают на их образование в надсубдукционных условиях.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы. В составе Отрожнинской пластины помимо офи-олитов магматические образования были установлены среди туфогенно-терригенного комплекса, который рассматривался как чехол офио-литовой ассоциации, позволявший датировать офиолиты как среднепалеозойские образования.
Вулканогенный офиолитовой комплекс имеет толеитовый состав и геохимические параметры, указывающие на сходство с базальтами средин-но-океанических хребтов. Субвулканические тела, залегающие среди терригенно-туфогенного комплекса среднего девона-нижнего карбона, относятся к субщелочным породам. Характер распределения элементов-примесей указывает на возможность их образования в супрасубдукцион-ной обстановке. Кроме того, обилие пирокласти-ческих пород, а также смешанный карбонатно-терригенный мелководный характер осадков позволяют сделать вывод об их образовании в остро-водужной обстановке.
Этот вывод имеет важное значение для палео-тектонических реконструкций конвергентной границы Азиатского континента и северо-западной Пацифики. Во-первых, есть основание продолжить Кони-Тайгоносскую дугу в Усть-Вельский сегмент. Во-вторых, следует изменить пред
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.