= ГЕОЛОГИЯ
УДК [552.14:551.242.22] (571.64)
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕЛОВЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНО-САХАЛИНСКОГО ТЕРРЕЙНА © 2015 г. А. И. Малиновский, В. В. Голозубов, С. А. Касаткин
Представлено академиком РАН Ханчуком 11.11.2014 г. Поступило 01.12.2014 г.
На основании анализа и интерпретации результатов изучения вещественного состава терригенных пород устанавливаются источники питания и обстановки формирования меловых отложений Западно-Сахалинского террейна. Седиментация происходила вдоль границы континент—океан на фоне крупномасштабных левосторонних трансформных скольжений плиты Изанаги относительно Евро-Азиатского континента при малой роли вулканических процессов. Основным источником вещества была энсиалическая островная дуга, а также гранитно-метаморфические породы зрелой континентальной окраины и фрагменты древних аккреционных призм, в строении которых участвовали офиолиты и кремни.
Б01: 10.7868/80869565215210173
Одна из важнейших фундаментальных проблем современной геологии — выяснение палеогеографических, палеогеодинамических обстановок формирования и эволюции осадочных бассейнов, фрагменты которых, в частности, устанавливаются в террейнах древних орогенных поясов, аккрети-рованных к восточной окраине континента Евразия. Особое внимание привлекают террейны, представляющие собой фрагменты турбидитовых бассейнов, имеющих различное происхождение и геодинамическая типизация которых соответственно затруднена [1, 2]. Пример террейна такого типа — мел-кайнозойский Западно-Сахалинский, образованный толщами осадочных и вулка-ногенно-осадочных пород общей мощностью до 17000 м.
Террейн протягивается полосой шириной до 70 км вдоль побережья Татарского пролива на 650 км. Его границы — Западно-Сахалинская, Тымь-Поронайская системы разломов (рис. 1). Объектами изучения были альб-датские в различной степени дислоцированные отложения мощностью до 9000 м, среди которых широко развиты турбидиты, а также горизонты алевролитов, песчаников, гравелитов, конгломератов [3]. Многочисленными исследованиями ([4, 5] и др.) уста-
Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток E-mail: malinovsky@fegi.ru, mal44@mail.ru
новлено, что разрезы мела южной и северной частей террейна значительно различаются по мощностям и обстановкам осадконакопления. Отложения южной части (рис. 1) представлены преимущественно тонкообломочными терриген-ными образованиями (алевролиты и менее песчаники), объединенными в айскую, найбинскую, быковскую, красноярковскую свиты. В основании разреза отложений северной части залегает берриас-альбская вулканогенно-кремнистая само-хинская толща, формировавшаяся на различных участках океанической плиты [5]. Альб-датские терригенные отложения объединены в буюклин-скую, побединскую, тымовскую, верблюжегор-скую, арковскую, жонкьерскую, красноярковскую свиты. В их разрезах значительно увеличивается роль песчаных пород и присутствуют многочисленные пачки ритмичного строения. Следует отметить минимальное влияние на процессы осадконакоп-ления конседиментационного андезито-ба-зальтового вулканизма, который фиксируется главным образом на сеноманском и маастрихтском уровнях разреза.
Особенности строения разрезов меловых отложений террейна свидетельствуют о накоплении осадков в морских обстановках — мелководных и значительно более глубоководных. О мелководно-сти обстановок свидетельствуют текстурные особенности отложений, грубообломочные породы, остатки мелководной фауны, обильный растительный детрит, наблюдаемые переходы в континентальные угленосные отложения. Среди относитель-
5
317
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Западно-Сахалинского террейна и литолого-стратиграфические колонки его южной и северной частей.
Карта: 1 — меловые терригенные образования, 2 — палеоцен-плиоценовые терригенные и вулканогенные образования, 3 — террейны и перекрывающие комплексы Восточного Сахалина, 4 — разломы. Колонки: 5 — конгломераты, гравелиты, 6 — песчаники, 7 — алевролиты, аргиллиты, 8 — ритмичное переслаивание песчаников и алевролитов, 9 — базальты, 10 — туфы, туффиты, 11 — кремнистые, кремнисто-глинистые породы, 12 — угли.
но глубоководных отложений выделяются толщи двух типов [5]: 1) глубоководных илов, накапливавшихся в относительно спокойных условиях бассейновой равнины и нижней части континентального склона; 2) турбидитов, обладающих всеми харак-
терными для них признаками. Турбидиты нередко ассоциируют с конгломератами, гравелитами, грубозернистыми песчаниками, формировавшимися высокоплотностными зерновыми и дебризными потоками. Такой генетический набор отложений
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ОБСТАНОВКИ
319
Q
(а)
MF
80-
60
40
80 20
(б)
Вулканические и глубоководные районы " Тихого океана и окраинных морей
Активные континентальные окраины, континентальные шельфы 'и склоны окраинных морей
MT
Пассивные и трансформные континентальные окраины
GM
Рис. 2. Геодинамическая интерпретация состава породообразующих компонентов (а) и тяжелых минералов (б) песчаников Западно-Сахалинского террейна.
а — типы бассейновых обстановок. Бассейны пассивных континентальных окраин (ТЕ); бассейны активных континентальных окраин: осложненные сдвиговыми дислокациями по трансформным разломам (SS), сопряженные с окра-инно-континентальной магматической дугой (СА), с океанической вулканической дугой ^А — преддуговые, ВА — за-дуговые). Q — кварц, L — обломки пород, F — полевые шпаты.
б — ассоциации тяжелых минералов. Суммы содержаний: MF — оливина, орто-, клинопироксенов, зеленой роговой обманки; МТ — эпидота, граната, сине-зеленых амфиболов; GM — циркона, турмалина, ставролита, дистена, силлиманита, андалузита.
предполагает их накопление в широком спектре обстановок подводного континентального склона, его подножья и на прилегающих участках бассейновой равнины. Основными агентами транспортировки и отложения обломочного материала были гравитационные потоки различной плотности, состава и происхождения. Полученные данные свидетельствуют о восточном направлении транспортировки кластики [5].
Относительно палеотектонической обстановки формирования меловых отложений террейна существуют разнообразные точки зрения. Тер-рейн рассматривали как фрагмент краевой части Охотоморской плиты [6], аналог глубоководного желоба [7], фрагмент преддугового прогиба для Монероно-Самаргинской островной дуги [5, 8]. По нашему мнению, модели, предусматривающие седиментацию в пределах одной из зон активных окраин [5—8], для рассматриваемой ситуации маловероятны. Для разрезов мела Западно-Сахалинского террейна характерны крайне малая роль конседиментационного вулканизма, отсутствие структурных, текстурных признаков, которые позволили бы отнести эти образования к надсубдукци-онным аккреционным призмам. С перечисленными особенностями состава преимущественно позд-немеловых отложений Западно-Сахалинского террейна резко контрастируют замещающие их по латерали наземные вулканиты Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса, фиксирующие
активную окраину Андийского типа [1, 2]. С учетом этих обстоятельств, а также имеющихся данных о характере динамо-кинематических соотношений континентальной и океанической плит в меловое время, высказано предположение о формировании отложений Западно-Сахалинского террейна на участке окраины, где субдукция сменилась скольжением океанической плиты относительно края континента [2]. Цель нашей публикации — проверить это предположение на основе анализа и интерпретации результатов изучения вещественного состава терригенных пород.
Для определения состава областей питания и выяснения палегеодинамических обстановок формирования отложений Западно-Сахалинского се-диментационного бассейна исследовали вещественный состав песчаных и глинисто-алевритовых пород. По породообразующим компонентам песчаники террейна — кварц-полевошпатовые, полево-шпатово-кварцевые граувакки. Кварца в породах не более 40%, полевых шпатов до 60%, среди обломков преобладают кремнистые, терригенные, эффузивные породы, более редки кварциты, слюдистые сланцы. Палеогеодинамическая интерпретация состава породообразующих компонентов на диаграмме Q—L—F [9] (рис. 2а) свидетельствует, что осадконакопление происходило на активной континентальной окраине в бассейне, связанном с крупными сдвиговыми дислокациями по трансформным разломам. Область же питания
F2 -2.3-,
(а)
Базальты островных дуг и океанического дна
Мп
(б)
80 /_□ °\\\20 20
60
Метаморфизм > ^ ! низких давлений 1 \ I и гранитоиды | ^
40
40;
/
I
1С
20/ ААфФ^ЛиТоВа^а и /
7 А \ V''- Ч *
60
---□ °п I
80
МБ / 80 60 \ 40
Гранулитовая Эклогитовая фация фация
20
Са
Рис. 3. Дискриминационные диаграммы составов (а) клинопироксенов и (б) гранатов из песчаников Западно-Сахалинского террейна и их вероятных источников.
F1 -0.012 • SiO2 - 0.0807 • 1Ю2 + 0.0026 • А1203 - 0.0012 • FeO - 0.0026 • МпО + 0.0087 • МбО - 0.0128 • СаО - 0.0419 • • №2О; F2= -0.0496 • SiO2 - 0.0818 • ТЮ2 - 0.02126 • А1203 - 0.0041 • FeO - 0.1435 • МпО - 0.0029 • МбО - 0.0085 • СаО + + 0.0160 • №2О.
совмещала в себе сиалическую сушу и зрелую глубоко эродированную энсиалическую островную дугу, в которой эрозия достигла полнокристаллических батолитов, подстилающих вулканиты.
Известно, что различным тектоническим об-становкам седиментации свойственны свои ассоциации тяжелых минералов. Все тяжелые обломочные минералы песчаников Западно-Сахалинского террейна с известной долей условности можно разделить на две ассоциации. В преобладающую сиалическую (в отдельных пробах до 90% всех минералов) входят типичные гранитно-метаморфические минералы, %: циркон (до 80), гранат (до 40), турмалин (до 25), апатит (до 20), сфен (до 4). В фемическую ассоциацию, находящуюся в подчиненном количестве (до 55%), входят минералы вулканокластики, %: орто- (до 4), клинопироксены (до 50), роговая обманка (до 30), хромит (до 35), магнетит (до 35). Анализ ассоциаций тяжелых минералов на диаграмме МБ-МТ-GM [10] (рис. 2б) свидетельствует, что они формировались под влиянием двух главных ис
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.