СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2004, том 12, № 4, с. 110-117
УДК 550.93:551.243.4
ВОЗРАСТ БАРАБСКОЙ СВИТЫ ПО ДАННЫМ U/Pb (SHRIMP) ДАТИРОВАНИЯ (СРЕДИННЫЙ ХРЕБЕТ, КАМЧАТКА): ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ
© 2004 г. А. В. Соловьев*, Дж. К. Хоуриган**, М. Т. Брэндон***, Дж. И. Гарвер****, Е. С. Григоренко*
*Институт литосферы окраинных и внутренних морей РАН, Москва **Стэнфордский университет, Стэнфорд, США ***Отделение геологии и геофизики, Йелъский университет, Нъю-Хевен, США ****Геологическое отделение, Юнион Колледж, Скенектади, США Поступила в редакцию 17.03.2003 г.
Барабская свита, обнажающаяся в Срединном хребте (Камчатка) и представленная континентальными конгломератами, долгое время на основании определений флоры считалась верхнекампан-нижнемаастрихтской. Цирконы из туфа нижнего горизонта барабской свиты датированы U/Pb (SHRIMP) методом как 50.5 ± 1.2 млн. лет. Таким образом, возраст начала осадконакопления пород барабской свиты соответствует концу раннего эоцена. Отложения барабской свиты несогласно перекрывают сланцы и филлиты малкинской серии, возраст метаморфизма которой может быть оценен как досреднеэоценовый. Также барабские породы с несогласием налегают на окраинно-мор-ские ирунейские отложения, надвинутые на метаморфические комплексы, что позволяет предполагать досреднеэоценовый этап надвигообразования.
Ключевые слова. Эоцен, циркон, U/Pb SHRIMP, барабская свита, Срединный хребет, Камчатка.
ВВЕДЕНИЕ
Современная структура Камчатки сформирована за счет аккреционно-коллизионных процессов, происходивших в конце мезозоя-кайнозое в пределах северо-восточной окраины Евразии (Богданов, Чехович, 2002; Константиновская, 2002). Одним из важных моментов кайнозойской истории региона была коллизия меловой островной дуги с Евразией (Кош1апипоу8ка1а, 2000; Бо-1оу1еу й а1, 2002). Северный сегмент дуги по Лес-новскому надвигу обдуцирован на отложения континентальной окраины в среднем эоцене (Соловьев и др., 2002). Южный сегмент дуги (Вала-гинский) по Андриановскому шву надвинут на метаморфические комплексы Срединного хребта Камчатки, рассматриваемые как выведенная на поверхность часть Охотоморского континентального блока (Ханчук, 1985; Кош1апИпоу8ка1а, 2000), или как выступ фундамента Западно-Камчатской микроплиты (Богданов, Чехович, 2002). С востока на метаморфиты Срединного хребта шарьированы меловые-палеогеновые комплексы, сформированные в пределах Валагинской островной дуги и окраинного моря, отделявшего
эту дугу от Евразиатской окраины (Зинкевич и др., 1994; Константиновская, 2002).
Отложения барабской свиты, обнажающиеся в Срединном хребте Камчатки и представленные континентальными конгломератами, долгое время рассматривались как наиболее древний неоавтохтон, так как они с несогласием налегают как на метаморфические комплексы, так и на меловые окраинно-морские образования (Шапиро и др., 1986). На основании флористических данных (определения А.И. Челебаевой) отложения барабской свиты датируются поздним кампаном-ранним маастрихтом (Шапиро и др., 1986). Данные о возрасте барабской свиты, наряду с ее структурным положением и составом, часто использовались при построении геодинамических моделей эволюции южной Камчатки (Шапиро и др., 1986; Зинкевич и др., 1994; Рихтер, 1995; Kon-stantinovskia, 2000). В статье приводятся новые данные о возрасте цирконов U/Pb (SHRIMP) из базального горизонта барабской свиты и рассматриваются некоторые геологические следствия.
158°В
156° 162°
54°С -
Рис. 1. Упрощенная тектоническая карта Срединного хребта Камчатки (7ткеу1еИ е1 а1., 1998; с изменениями) и схема взаимоотношений главных структурных единиц.
1 - миоцен - четвертичные отложения Центрально-Камчатского грабена; 2 - эоцен-четвертичные отложения Западно-Камчатского бассейна; 3 - трансгрессивное налегание; 4 - неоавтохтон - барабская свита (Бр) (50 млн. лет); 5 -несогласие в основании барабской свиты (Шапиро и др., 1986); 6 - верхнемеловые образования островодужного тер-рейна; 7 - Андриановский надвиг; 8 - малкинский комплекс (Мл); 9 - надвиг (Рихтер, 1995); 10 - шихтинский (камчатский) комплекс (Мл); 11 - несогласие в основании шихтинского комплекса (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995); 12 - колпа-ковский и крутогоровский комплексы (Кл-Кр); 13 - сбросы; 14 - второстепенные разломы.
СТРОЕНИЕ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ
В южной части Срединного хребта Камчатки метаморфические образования протягиваются в меридиональном направлении на расстояние около 200 км при ширине выхода 30-40 км (рис. 1). Метаморфические комплексы Срединного хребта подразделяются на три структурных комплекса. Нижним структурным элементом являются высокометаморфизованные породы колпаков-ской серии (мигматизированные гнейсы, гнейсы, кристаллические сланцы), прорванные двуслюдя-ными гранитами крутогоровского комплекса.
Этот элемент рассматривался как ядро (или основание) Срединно-Камчатского массива (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995). Данные о возрасте метамор-фитов колпаковского комплекса и крутогоров-ских гранитов весьма противоречивы (Объяснительная записка..., 2000). Породы колпаковского и крутогоровского комплексов со стратиграфическим несогласием перекрываются метатерриген-ными отложениями шихтинской свиты, местами отмечаются базальные конгломераты (Ханчук, 1985; Рихтер, 1995). Шихтинская свита представлена гранат-биотитовыми, ставролитовыми сланцами, ставролит-силлиманитовыми и биотит-муско-
II
Рис. 2. Схема геологического строения района горы Бараба (Срединный хребет, Камчатка) (А) и схематический профиль по линии I-II (Б) (Сляднев и др., 1997 изменено с учетом материалов Шапиро и др., 1986; Зинкевич и др., 1994).
1 - неразделенные метаморфические образования малкинской серии и шихтинской свиты проблематичного возраста; 2 - верхнемеловые туфо-кремни-стые отложения ирунейской свиты; 3 - верхнемеловые терригенные отложения хозгонской свиты; 4 -эоценовые туфо-терригенные отложения барабской свиты; 5 - миоценовые граниты; 6 - надвиг отложений ирунейской свиты на метаморфические образования; 7 - надвиг пород хозгонской свиты на отложения барабской свиты: а - на карте, б - на профиле; 8 - субвертикальные разломы; 9 - граница несогласного залегания; 10 - звездочкой показано место отбора пробы для U/Pb датирования, квадратом - место сборов флоры (Шапиро и др., 1986), треугольником - вершина горы Бараба.
Битовыми плагиогнейсами и мигматитами (Хан-чук, 1985; Рихтер, 1995). Малкинский комплекс, включающий породы андриановской, хейванской и химкинской свит, надвинут на отложения шихтинской свиты (Рихтер, 1995). Андриановская свита, некоторыми исследователями сопоставляемая с алисторской свитой (Бондаренко, 1997), сложена амфиболовыми, эпидот-амфиболовыми, клинопироксен-амфиболовыми кристаллическими сланцами, амфиболитами. Андриановская свита согласно перекрывается метатерригенной хейванской свитой, которая сменяется вверх по разрезу метавулканогенной химкинской свитой. Породы малкинского комплекса метаморфизо-ваны от зеленосланцевой фации до амфиболито-вой (Ханчук, 1985).
Неметаморфизованные образования на западном склоне Срединного хребта, представленные породами хозгонской свиты позднемелового возраста, сложены флишоидными отложениями кварц-полевошпатового состава (Шапиро и др., 1986) и имеют тектонические контакты с метаморфическими комплексами.
Верхнемеловые породы ирунейского покрова (ирунейская и кирганикская свиты) надвинуты по Андриановскому шву как на метаморфические комплексы, так и на отложения хозгонской свиты. Отложения ирунейской свиты (сантон (?)-ма-астрихт) представлены терригенно-кремнисто-вулканогенными отложениями, сформированными в условиях окраинно-морского бассейна и на склоне островной дуги. Кирганикская свита (верхний кампан (?)-маастрихт) сложна грубооб-ломочными туфогенными породами, эффузива-ми основного и среднего состава и образовалась в пределах островодужной системы (Зинкевич и др., 1994).
Неоавтохтонный комплекс, перекрывающий как метаморфические породы, так и ирунейский аллохтон, представлен отложениями барабской свиты, детальное описание которой приводится ниже (рис. 2). Несогласный стратиграфический контакт барабских отложений с метаморфическими и ирунейскими породами описывался И.А. Сидор-чуком, Э.М. Ерешко в ходе геолого-съемочных работ, затем М.Н. Шапиро с соавторами (1986) при тематических работах.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА БАРАБСКОЙ СВИТЫ
Отложения барабской свиты в стратотипичес-ком месте (рис. 2) (район горы Бараба) подразделяются на две толщи. Нижняя толща, с несогласием налегающая на сланцы и филлиты малкинской серии, представлена туфогенными и вулканомик-товыми конгломератами, туфогенными песчаниками и туфами андезидацитового состава. Це-
A
ЮЗ I Б II СВ
мент конгломератов - песчаный, содержит примесь пирокластического материала, близкого по составу к обломочным включениям. Обломки представлены роговообманковыми дацитовыми порфиритами, порфировидными гранитами, базальтами, кислыми туфами, туфосилицитами, яшмами, кремнями, песчаниками. Обломки хорошо окатаны, их размер варьирует от песчаных до валунных разностей. Нижняя толща имеет мощность около 150 м (Шапиро и др., 1986; Зинкевич и др., 1994).
Верхняя толща, согласно перекрывающая нижнюю, сложена полимиктовыми конгломератами, конглобрекчиями, гравелитами и песчаниками, реже алевролитами. Цемент песчанистый, иногда алевропелитовый. Обломки представлены преимущественно метаморфическими породами (филлиты, сланцы, гнейсы), хотя встречаются и вулканиты. Обломки метаморфических пород плохо окатаны, признаки сортировки отсутствуют. Кроме метаморфитов, встречаются гальки гранитоидов, кварца и полевого шпата, окатанные гораздо лучше, что может свидетельствовать о более удаленном источнике сноса (Ко-лодяжный и др., 1996). Верхняя толща имеет мощность около 800 м.
Стратиграфическая граница между нижней и верхней толщами резкая, что, по-видимому, связано с быстрой сменой источников сноса. Хотя переходных разностей с равным количеством вулканогенного и метаморфического материала не наблюдается, все же в верхней части нижней толщи содержание обломков
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.