ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 5, с. 3-24
ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ НОВЕЙШЕГО ВУЛКАНИЗМА
СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ
© 2009 г. В. И. Коваленко, В. В. Ярмолюк, О. А. Богатиков
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН,
119017, Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 17.03.2009 г.
На основе анализа составленного ГИС-макета карты новейшего вулканизма северной Евразии оценено его геодинамическое положение. Главной пространственной закономерностью его распределения является распространение вокруг крупнейших и древних тектонических блоков Евразии -Русской и Сибирской платформ от северной арктической части Северной Евразии до Северо-Востока и Дальнего Востока через Центральную Азию, Кавказ и до Западной Европы. Асимметрия пространственного распределения новейшего вулканизма Северной Евразии выражается в специфике его состава и, соответственно, его геодинамических обстановок. Арктическая часть Северной Евразии представлена внутриплитными щелочными и субщелочными базитами различных островов Северного Ледовитого океана и толеитовыми базальтами срединно-океанического хребта Гак-келя. Южная, восточная и западная части вулканического ареала характеризуется сочетанием внут-риплитных щелочных и субщелочных базитов, включая карбонатиты в Афганистане, и острово-дужных или коллизионных дифференцированных базальт-андезит-риолитовых ассоциаций. Такая специфика распределения новейшего вулканизма определяется термальным состоянием мантии под Северной Евразией. В процессе формирования суперконтинента Пангея была субдуцирована огромная масса океанической литосферы, которая концентрировалась в первую очередь под Евразией (холодный суперплюм) и которая охладила эту часть мантии, сохранив на протяжении 200 млн. лет почти без существенного изменения суперконтинент северную Пангею. Это привело к формированию различных поверхностных геодинамических обстановок и более глубинных внутриплит-ных процессов в регионе и проявлению связанного с ними вулканизма. Внутриплитный вулканизм востока и юга Северной Евразии контролируется, как правило, верхнемантийными плюмами. Появление последних в зонах конвергенции литосферных плит связывается с восходящими потоками мантии из нижних ее более горячих горизонтов, компенсирующими погружение в мантию холодных литосферных слэбов. Со времени распада Пангеи, процесс которого мало сказался на части суперконтинента северного полушария Земли, начали формироваться морские бассейны с океанической корой (мел-кайнозой), что означало распад суперконтинента северного полушария Земли. На наш взгляд возникший при этом молодой Северный Ледовитый океан до появления хребта Гаккеля и, возможно, океанической части Амеразийского бассейна можно рассматривать как типичный внутриконтинентальный бассейн в центре суперконтинента [48]. Образование этого бассейна, скорее всего, происходило под воздействием мантийных плюмов, равивавшихся при их последовательном продвижении (экспансия по Ю.М. Пущаровскому) к северу от Центральной Атлантики, включая предпологаемый плюм Северного полюса (ИДЫР).
ВВЕДЕНИЕ
В рамках Программы Президиума РАН "Изменение природной среды и климата: природные катастрофы" одним из центральных проектов по вулканизму является проект "Новейший вулканизм: закономерности его активности и сопутствующие катастрофические следствия". Среди задач этого проекта главнейшей является выявление закономерностей пространственного и временного распространения новейшего вулканизма в пределах Северной Евразии. В настоящей статье приведены оригинальные данные и результаты обобщения многочисленных фактических материалов по закономерностям пространственного и временного распределения новейшего вулканизма Северной Евразии, выполненного, прежде всего, в виде ГИС-макета карты новейшего вулканизма
Северной Евразии (рис. 1). С учетом таких параметров, как тип вулканизма, состав вулканических продуктов, возрастные тенденции в развитии вулканической деятельности и геодинамическое положение новейшего вулканизма на рассматриваемой территории выполнено районирование территории континента с выделением районов с разной вулканической активностью и геодинамическим положением. Для отдельных районов изучены и охарактеризованы связи новейшего вулканизма не только с геодинамикой, но и с новейшей тектоникой и горообразованием. Особо отметим, что результаты этой статьи в значительной степени базируются на данных, полученных высокоточными геохронологическими методами (калий-аргоновым и радиоуглеродным) в лабораториях ИГЕМ РАН и ГИН РАН, опубли-
кованных весьма подробно в специальной коллективной монографии, название которой идентично названию упомянутого выше проекта [14], а в предельно сжатой форме в статье в Докладах РАН [18]. В результате проведенных работ мы получили огромное количество нового оригинального фактического материала, который невозможно сколько-нибудь подробно изложить в журнальной статье. Читатель может легко ознакомиться с ним в упомянутой выше монографии [14]. Здесь же мы представим его в краткой форме, достаточной по нашему мнению для анализа геодинамической позиции новейшего вулканизма в северной Евразии.
Карта новейшего вулканизма Северной Евразии: районирование и геодинамические обстановки формирования
Вопреки представлениям, бытовавшим даже в среде геологов, о том, что в пределах России только его крайние восточные регионы (Камчатка и Курильские острова) являются вулканически опасными, в результате проведенных исследований было установлено, что потенциальная вулканическая опасность угрожает более обширным территориям, охватывающим практически всю северо-восточную, арктическую и южную периферию нашей страны. Эта опасность обусловлена такими типами вулканической активности, которые для Камчатки и Курил в целом не характерны и связаны, прежде всего, с иными геодинамическими обстановками проявления вулканизма: внутриплитными и коллизионными. Было установлено, что центры такой активности располагаются как в пределах территории нашей страны, так и вблизи ее границ. Поэтому возникла проблема картографического отображения территорий проявления новейшего вулканизма на всей территории Северной Евразии.
Решение этой проблемы в рамках Программы "Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы" привело к созданию на ГИС-основе карты новейшего вулканизма Северной Евразии (см. рис. 1). В основу ее были положены результаты исследований больших коллективов геологов, обобщенные и дополненные исполнителями работ по Программе. Главной целью при составлении этой карты являлось выделение территорий, которые могут рассматриваться как регионы проявления новейшего вулканизма. К их числу отнесены вулканические области, в пределах которых вулканическая активность проявлялась в интервале плейстоцена и голоцена (<1.8 млн. лет), но с учетом последних изменений тектонического и геодинамического режима проявления вулканизма. Последнее условие необхо-
димо, так как позволяет считать, что вплоть до настоящего времени в пределах конкретной вулканической области природа вулканической деятельности остается неизменной и, следовательно, в регионе сохраняются условия для повторения извержений. Соответственно на карте отображены характеристики вулканических областей в первую очередь для последних этапов их активности. Эти этапы существенно различаются по своей продолжительности для разных областей, и поэтому их возрастной объем на карте также может существенно различаться. Например, на Камчатке современный структурный план проявления вулканизма начал формироваться около 50 тыс. лет назад, и именно вулканизм этого этапа воспроизведен на карте рис. 1. В то же время для внутриплитных областей Центральной Азии геодинамический и тектонический режим вулканизма остается неизменным на протяжении всего позднего кайнозоя (>25 млн. лет), и практически нет критериев для разделения их геологической истории на этапы, которые можно было бы связать с принципиальными изменениями в характере вулканической деятельности. Поэтому, на карте рис. 1 вулканизм этих областей воспроизведен в объеме всего позднего кайнозоя.
В качестве структурной основы ГИС-макета карты рис. 1 были использованы специальные карты, выполненные в виде отдельных слоев -это карты рельефа, новейшей тектоники [12], новейших разломов [11], распределения очагов землетрясений [28]. На эти карты были спроецированы ареалы развития вулканизма, что позволило рассмотреть связи последних с большой группой независимых показателей современной эндогенной активности и в результате оценить наиболее общие закономерности проявления новейшего вулканизма в пределах Северной Евразии. На этой основе проведено районирование северной части континента с выделением вулканических областей, различающихся составами вулканических продуктов, закономерностями развития вулканизма и геологическими условиями его проявления. На карте (см. рис. 1) показано распределение вулканически активных территорий в системе орографических структур Евразии. Отмечается закономерная связь вулканических ареалов с молодыми горными областями, то есть с зонами высокой неотектонической активности. Последняя проявляется и в широком развитии в этих областях микроплит, отличающихся более мелкими размерами по сравнению с обычными литосферными плитами. Такие зоны формируют периферию Евразийской литосферной плиты, имея при этом разную геодинамическую природу.
Главной пространственной закономерностью распределения новейшего вулканизма в Север-
Рис. 1. Карта новейшего вулканизма Северной Евразии
Условные обозначения составлены с использованием легенды Карты новейшей тектоники мира [12]
ной Евразии является его симметрично-ассимет-ричный характер. Симметричное его распределение сразу бросается в глаза при анализе карты рис. 1 и обусловлено распространением новейшего вулканизма в виде пояса вулканических областей вокруг крупнейших и древних тектонических блоков Евразии - Русской и Сибирской платформ. В пределах этого пояса, начиная с западной Арктики и двигаясь на ее восток, новейший вулканизм прослеживается с островов Шпицбер
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.