ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 4, с. 49-69
УДК 551.243.4:552.321(571.66)
ДВА ЭТАПА ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИТОИДОВ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ: ИХ ТЕКТОНИЧЕСКАЯ И ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
© 2008 г. М. В. Лучицкая1, А. В. Соловьев1, Дж. К. Хоуриган2
Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., д. 7 2Университет Калифорнии, Санта Круз, США Поступила в редакцию 21.05.2007 г.
В результате эоценовой коллизии меловой-палеоценовой Ачайваям-Валагинской островной дуги с северо-восточной окраиной Азии на юге Камчатки сформировалась новообразованная континентальная кора. В Срединном хребте Камчатки широко проявились процессы мигматизации и грани-тообразования. В данной статье детально охарактеризованы тектоническая позиция и особенности состава гранитоидов Малкинского поднятия Срединного хребта Камчатки, приводятся определения возрастов, полученные современным прецизионным методом (U-Pb SHRIMP) по цирконам. Установлено два главных этапа гранитообразования: кампанский (около 80-78 млн. лет назад) и эоцено-вый (около 52 ± 2 млн. лет назад). Можно предполагать, что гранитообразование в кампане происходило в результате частичного плавления вещества аккреционной призмы при андерплейтинге мафического материала в ее основании или при погружении океанического хребта под аккреционную призму. Обоснована связь формирования эоценовых гранитов с коллизией Ачайваям-Валагинской энсиматиче-ской островной дуги с Камчатской окраиной Евразии. На юге Камчатки (Малкинское поднятие Срединного хребта) коллизия дуги и континента началась 55-53 млн. лет назад, в результате чего островодужные комплексы были надвинуты на терригенные толщи окраины континента. Мощность аллохтона была достаточной для погружения автохтона на значительные глубины. Это привело к глубокому метаморфизму как автохтона, так и нижней части аллохтона, а также к выплавлению и внедрению гранитоидов (около 52 ± 2 млн. лет назад). Аномально быстрый прогрев коры, возможно, был связан с подъемом астеносферных масс в результате отрыва слэба Евразиатской плиты, погружавшейся под Ачайваям-Валагинскую дугу.
ВВЕДЕНИЕ
Континентальная кора Камчатки является новообразованной: большая часть ее гранитно-метаморфического слоя сформировалась в конце позднего мела-палеогена и продолжает формироваться в настоящее время. Становление континентальной коры Камчатки в значительной степени было связано с процессом аккреции разновозрастных гетерогенных террейнов [1, 7, 11, 12, 15, 17, 33, 43, 84]. В процессе аккреции в кайнозое произошло столкновение (коллизия) двух островных дуг с северо-восточной окраиной Азиатского континента. В эоцене произошла коллизия меловой-палеоценовой Ачайваям-Валагинской островной дуги с окраиной континента, а в миоцене к Азии причленилась Кроноцкая островная дуга. Тектонические модели коллизии дуга-континент были разработаны для Срединного хребта Камчатки и Южной Корякии на основе данных детального геологического картирования, структурного и палеомагнитного анализа, датирования цирконов методами SHRIMP и трекового анализа, а также физического моделирования [14, 16, 17, 36, 59]. Однако процесс гранитообразования как важный фактор формирования новообразо-
ванной континентальной коры остался слабоизу-ченным. В Срединном хребте Камчатки интрузивные комплексы гранитного состава разного возраста имеют широкое распространение. В основном они приурочены к области развития метаморфических толщ Малкинского выступа. В данной статье рассмотрены тектоническая позиция, возраст и особенности состава двух гранитоидных комплексов, которые маркируют главные этапы тектонической эволюции комплексов Срединного хребта и являются комплексами-показателями становления новообразованной континентальной коры Камчатки.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРЫ МАЛКИНСКОГО ПОДНЯТИЯ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ
Наиболее крупные выходы метаморфических пород Камчатки расположены в Малкинском поднятии Срединного хребта. Они простираются в меридиональном направлении на расстояние около 200 км при ширине выхода 30-40 км (рис. 1) [13]. Происхождение, возраст, характер структуры, соотношение комплексов и природа протоли-
158° В
54° С
ШВШ1 2
V V 'Л/ '] о 3
4
5
Мл
6
КмЦ 7
8
9
10 11
Й 12
су Ув 13
та метаморфических пород Срединного хребта Камчатки являются предметом дискуссий на протяжении последних 30 лет [22, 24, 26, 34, 39, 40 и ссылки в них]. Ранее в строении метаморфических толщ Срединного хребта выделялись два
структурных элемента: фундамент и залегающий на нем с базальными конгломератами в основании чехол [39, 40]. В работах [23, 39, 40] была обоснована точка зрения о несогласном налегании пород малкинской серии в составе шихтин-
Рис. 1. Упрощенная тектоническая карта юга Срединного хребта Камчатки (по [86], с изменениями) и схематический профиль по линии А-А'. На западном склоне Малкинского поднятия сняты постпалеогеновые отложения 1 - миоцен-четвертичные терригенные отложения Центрально-Камчатского грабена; 2, 3 - неоавтохтон: 2 - эоцено-вые конгломераты барабской свиты, 3 - палеогеновые (?) вулканиты свиты горы Черной; 4 - неметаморфизованный аллохтон: верхнемеловые-палеоценовые кремнисто-вулканогенные образования ирунейской и кирганикской свит; 5 - неметаморфизованный автохтон: меловые-палеоценовые терригенные отложения хозгонской свиты; 6 - мета-морфизованный аллохтон: верхнемеловые образования малкинского комплекса (Мл); 7, 8 - метаморфизованный автохтон: 7 - палеоценовые сланцы камчатской свиты (Км), 8 - меловые гнейсы колпаковской серии и крутогоровский комплекс гнейсовидных гранитов (Кл-Кр); 9 - Андриановская сутура; 10 - надвиги; 11 - сбросы; 12 - номера изученных участков: I - район верховий реки Крутогорова (см. рис. 3), II - район верховий реки Андриановка, III - район реки Колпакова (см. рис. 4); 13- на профиле: а - направления вращений, установленные по кинематическим индикаторам [14], б - направления перемещений по разломам
ской, андриановской, хейванской, химкинской и алисторской свит (чехол) на породы колпаковской серии (фундамент) с выделением базальных конгломератов в основании шихтинской свиты. К фундаменту относили сложнодислоцированные полиметаморфические образования колпаковской серии и прорывающие их крутогоровские граниты; к чехлу - полого залегающие одноактно и неоднородно метаморфизованные толщи мал-кинской серии.
Представления о покровно-складчатом строении Срединнокамчатского массива впервые были высказаны Г.В. Жегаловой [10]. В ходе последующих тематических работ эти представления получили дальнейшее развитие [2, 25, 26]. А.В. Рихтером [25] было установлено в верховьях р. Крутогорова, что образования андриановской свиты с серпентинитовым меланжем в основании надвинуты на крутогоровские граниты или на отложения шихтинской свиты. Аллохтонное положение андриановской свиты отмечалось и на восточном склоне Срединного хребта [28].
В результате тематических работ, проведенных в 2001-2006 гг.сотрудниками Геологического института РАН, было подтверждено аллохтонное залегание андриановской свиты в долинах
рек Крутогорова и Левая Андриановка на образованиях автохтона (колпаковская и камчатская серии) (рис. 2, 3, см. рис. 1), показана дискордант-ность структурных планов колпаковской и камчатской серий [14]. Согласно последним работам, структура Малкинского поднятия описана как по-кровно-складчатая. Колпаковский комплекс, прорванный гранитами крутогоровского комплекса, и перекрывающие его отложения камчатской серии (шихтинской свиты) являются автохтоном (рис. 4) [45]. Неметаморфизованные отложения хозгонской свиты также относятся к автохтону. Аллохтон представлен образованиями андриановской, химкинской, ирунейской и кирганикской свит.
К неоавтохтону в покровно-складчатой структуре Срединного хребта относятся отложения барабской свиты, представленные континентальными конгломератами. Они с несогласием налегают как на метаморфические комплексы, так и на меловые отложения ирунейской свиты (см. рис. 1) [44]. На основании флористических данных отложения барабской свиты датируются поздним кампаном [42]. U-Pb SHRIMP датирование цирконов из дацитового туфа базального горизонта низов барабской свиты дает возраст
Западно-Камчатская зона
Западно-Камчатский бассейн (эоцен—миоцен)
ртт^тт^Т] Кинкильские I / 4 /4 / ч вулканиты (эоцен)
Ирунейская свита
_А_А_
^_^ сз
Хозгонская свита ^ '" " ".....' (мел—палеоцен)
р
о
Метаморфические фации §
та
□ зеленые сланцы |
амфиболиты л
гранулиты пен
еп
т
О
Малкинское поднятие Срединный хребет
[■..■■..■■..■■..■■..■■.I Центрально-Камчатский грабен г-"""-"-"■■"■! (миоцен—четвертичный)
<_й=>■..■I Барабские V; '. ".'.1 конгломераты
Комплексы дуги: Ирунейская свита (верхний мел-палеоцен)
Химкинские филлиты I Мл I Хейванские филлиты
- Андриановские сланцы
надвиг [26]
Камчатские сланцы
Несогласие [40] Колпаковские гнейсы, Крутогоровские граниты
Км
Кл-Кр
Рис. 2. Схема взаимоотношений главных структурных единиц Западно-Камчатской зоны, Малкинского поднятия Срединного хребта
157°10'
157°15'
157°20'
157°25' в.д.
l
О 1 + +1 2
a б
PH 4
5 -
. 6 ^ l2 45 l5 02'as04 l8
1000 H
м
A'
-1500
-1000 м
B'
-1500
-1000 м
[л> юв сз
\sST--pN. - l
У/ А 2
^ + Г
X WpJ^v^/ 4
~50 м+ 'х i i У7+ + +\ /
// f +
Рис. 3. Схема геологического строения верховий реки Крутогорова (по [8, 26] с изменениями А.Б. Кирмасова - неопубликованные данные)
1-4 - аллохтон: 1 - сланцы химкинской свиты, 2 - сланцы хейванской свиты, 3 - сланцы и кварциты андриановской свиты (а - на карте, б - на профилях), 4 - метагипербазиты; 5-7 - автохтон: 5 - сланцы камчатской серии, 6 - гнейсо-видные граниты крутогоровского комплекса, 7 - гнейсы и мигматиты колпаковской серии; 8 - равномернозернистые граниты; 9 - диориты; 10 - габброиды; 11 - туфы; 12 - разломы: а - установленные, б - предполагаемые; 13 - уступ вулкано-тектонической кальдеры вулкана Хангар; 14,15 - элементы залегания: 14 - сланцеватости: а - наклонной, б - субвертикальной, 15 - минеральной линейности; 16 - линии разрезов; 17 - номера детально изученных участков; 18 - номера отбора
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.