ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 2, с. 207-224
УДК 552.16 (571.66)
ГРАНУЛИТЫ КОЛПАКОВСКОЙ СЕРИИ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ - МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?
© 2008 г. И. А.Тарарин
Дальневосточный геологический институт ДВО РАН 690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, Россия; e-mail: itararin@mail.ru
Поступила в редакцию 23.03.2006 г.
Получена после доработки 20.05.2007 г.
Геологические, минералогические и геотермобарометрические данные свидетельствуют о том, что региональный метаморфизм исходных терригенных образований колпаковской серии, залегающей в основании разреза Срединно-Камчатского кристаллического массива, отвечал кианитовой минеральной субфации амфиболитовой фации: температуре 560-660°C и давлению 5.9-6.9 кбар, что обусловливало широкое развитие кианита в высокоглиноземистых гранат-биотитовых плагиогней-сах. Показано, что последующая гранитизация и мигматизация плагиогнейсов происходили на фоне снижения давления (глубинности), свидетельством чему служат реакционные структуры замещения кианита андалузитом как в метаморфических породах, так и в жильных синметаморфических гра-нитоидах и пегматитах. Температура процессов гранитизации и мигматизации плагиогнейсов оценивается в 620-650°C, а давление (глубинность) - в 1.9-3.0 кбар. Кислотное выщелачивание, сопровождавшее процессы гранитизации и мигматизации, приводило к интенсивному замещению биотита метаморфических и жильных магматических пород силлиманитом (фибролитом) и в меньшей меньше мусковитом. Установлено, что наиболее высокотемпературные ортопироксен-кордиерит-биотит-ортоклаз-плагиоклаз-кварцевые минеральные ассоциации, отвечающие температуре 830-840°C, формировались в колпаковской серии не в результате регионального метаморфизма ее исходных пород, а образовывались позднее в контактовых ореолах габбро-гранитоидных интрузивов лавкинского интрузивного комплекса олигоцен-миоценового возраста за счет гранат-биотитовых и кианит-гранат-биотитовых плагиогнейсов амфиболитовой фации и поэтому не могут служить доказательством раннего гранулитового этапа метаморфизма ее отложений.
Общепризнано, что глубокометаморфизован-ные породы гранулитовой фации - типичные образования докембрийских платформенных областей, щитов и срединных массивов и слагают мощные толщи, физико-химические условия метаморфизма которых выдержанны на больших площадях. Предполагалось, что в молодых складчатых сооружениях породы гранулитовой фации представляют собой продукты полиметаморфизма более древних докембрийских образований. Однако исследования последних десятилетий показали, что парагенезисы гранулитовой фации встречаются и в более молодых (в том числе и в мезозойских) комплексах островных дуг и оро-генных поясов.
Типичным примером раннемеловых гранули-товых ортогнейсов в островодужных образованиях является комплекс пород Западного Фьюор-ленда Южного острова Новой Зеландии (Brad-shaw, 1988; Clarke et al., 2000; Mattison et al., 1986), обнажающихся на площади 170 x 20 км. U-Pb и Pb-Pb изотопные данные по циркону и U-Pb и 87Sr/86Sr по апатиту свидетельствуют о том, что двупироксеновые ортогнейсы Западного Фьюор-ленда, метаморфизованные в условиях гранулитовой фации (T = 650-700°C, Ps ~ 12 кбар), образо-
вались примерно 116 млн. лет назад за счет габбро-норитов Дарранского магматического комплекса Восточного Фьюорленда, внедрившихся 137 ± ± 1 млн. лет назад в надсубдукционной обстановке островной дуги (МаШшоп й а1., 1986).
Другим примером молодых (66-97 млн. лет по данным и-РЬ изотопии циркона) метаморфических ассоциаций гранулитовой фации (Т = 750-850°С, р = 5-8 кбар) могут служить выходы этих пород вблизи железнодорожной станции Куинит-са (Кдап^а) в Британской Колумбии Канады (НоШз1ег, 1975). Здесь гранулитовые парагенезисы сформировались за счет базальтов, известко-вистых и высокоглиноземистых осадочных пород, сохранившихся в провесах кровли над комплексом магматических пород Береговых батолитов Северной Америки.
Метаморфические породы Камчатки, слагающие огромный (250 х 40 км) Срединно-Камчат-ский кристаллический массив, испытали метаморфические преобразования в широком диапазоне температур и давления. Ряд исследователей полагает, что колпаковская серия, залегающая в основании метаморфического разреза массива, сложена неоднократно метаморфизованными до-
кембрийскими породами, первичный метаморфизм которых достигал уровня гранулитовой фации (Марков, 1975; Марченко, 1975; Смирнов, 1983; Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987). Свидетельством этому служили единичные находки в колпаковской серии гранат-ортопироксен-корди-ерит-биотит-плагиоклаз-кварцевых ассоциаций (Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987).
Цель данной работы - показать, что метаморфизм колпаковской серии отвечает термодинамическим условиям амфиболитовой фации, а более высокотемпературные Opx-Crd-Bt-Or-Pl-Qtz1 парагенезисы, в которых иногда сохраняется гранат в виде редких бронированных реликтов в плагиоклазе, образовались не в результате регионального метаморфизма исходных пород колпаковской серии, а формировались позднее за счет ее гранат-биотитовых и кианит-гранат-биотитовых плагиогнейсов и мигматитов амфиболитовой фации во внутренних частях контактовых ореолов массивов лавкинского интрузивного комплекса олигоцен-миоценового возраста (Карта..., 1999).
Большинство исследователей Камчатки полагает, что современная ее структура сформировалась за счет аккреционных процессов конца мезозоя-начала кайнозоя в пределах северо-восточной окраины Евразии (Богданов, 2002; Зоненшайн и др., 1990; Константиновская, 1999, 2002; Меланхолина, 1988; Парфенов и др., 1993, 1999; Рихтер, 1995; Соколов, 1992; Соловьев, 2005; Соловьев и др., 2002; Ставский, 1988; Шапиро, 1995; Konstantinovskaia, 2001; Watson, Fujita, 1985). Согласно этой концепции, определяющее значение в кайнозойской истории региона имела коллизия меловой Озерновско-Валагинской (Кирмасов и др., 2004; Konstantinovskaia, 2001) или Ачайваям-Валагинской (Зинкевич, Цуканов, 1992; Шапиро, 1995; Чехович, Сухов, 2006) энси-матической островной дуги с Азиатским континентом (Konstantinovskaia, 2004; Соловьев, 2005; Soloviev et al., 2002). Предполагается, что северный сегмент этой дуги по Лесновскому надвигу был обдуцирован на отложения континентальной окраины Азии в среднем эоцене (Соловьев и др., 1998, 2002; Шапиро и др., 2001; Чехович, Сухов, 2006), а южный сегмент дуги (Валагинский) и мел-палеогеновые комплексы шельфа и окраинного моря, отделявшие дугу от Азиатской окраины, по Андриановскому шву в раннем эоцене бы-
1 В статье приняты следующие символы: And - андалузит, Bt -биотит, Crd - кордиерит, En - энстатит, Fs - ферросилит, Grt - гранат (с - центр, г - край кристалла), Ilm - ильменит, Ky - кианит, Ms - мусковит, Opx - ортопироксен, Or - ка-линатровый полевой шпат, Pl^g - плагиоклаз и содержание в нем анортитовой молекулы XAn = Ca/(Ca + Na + K), Qtz -кварц, Sil - силлиманит (фибролит), Spl - шпинель, St -ставролит, Wo - волластонит. XMg = Mg/(Mg + Fe + Mn).
ли надвинуты на вулканогенно-осадочные образования Срединного хребта Камчатки (Зинкевич и др., 1994; Кирмасов и др., 2004; Константиновская, 2002, 2003; Соловьев, 2005; Бо1оу1еу й а1., 2002), обусловив интенсивный метаморфизм в подошве аллохтона.
Альтернативная точка зрения на геологические события позднего мезозоя-кайнозоя Камчатки высказана А.Е. Шанцером и А.И. Челебае-вой (2004), обосновывающими рифтовую модель тектонического развития этого региона, согласно которой определяющим фактором является риф-тинг на континентальной или субконтинентальной коре. По их мнению, именно процессы риф-тогенеза ответственны за формирование склад-чато-надвиговой структуры Камчатки, определяя этот период геологического развития как предо-строводужный этап (Шанцер, Челебаева, 2004).
Геотектоническая природа метаморфических образований Срединного хребта различными авторами также трактуется по-разному. Одни исследователи рассматривают метаморфические комплексы хребта как продукт позднемелового метаморфизма и гранитизации мезозойских оса-дочно-вулканогенных образований (Лебедев, 1967; Лебедев, Бондаренко, 1962; вшЫёепко е! а1., 1974; ЬеЪеёеу е! а1., 1967) или как результат эоце-нового метаморфизма, обусловленного коллизией энсиматической островной дуги с северо-восточной окраиной Азиатского континента (Кир-масов и др., 2004; Соловьев, 2005; Ноий§ап е! а1., 2001, 2003). Другие геологи склонны считать их выступом Охотоморского микроконтинента (Объяснительная..., 2000; Зоненшайн и др., 1990; Константиновская, 2003; Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987; Райепоу, Ка1а1'т, 1986) или Западно-Камчатской микроплиты (Богданов, Добре-цов, 2002; Богданов, Чехович, 2002) с протерозойским возрастом фундамента.
Наконец, согласно представлениям (Некрасов, 2000, 2003), Срединно-Камчатский и Ганальский кристаллические массивы представляют собой зональные метаморфические ядра, в которых на современную поверхность выведены метамор-физованные образования допозднемеловой зоны коллизии Охотоморского и Укэлаят-Срединно-камчатского континентальных массивов, сформировавших в низких широтах на раннесреднепа-леозойском этапе развития Тихоокеанского подвижного пояса протяженный континентальный массив совместно с континентальными блоками Центральной Азии и массивами Североамериканского континента. Предполагается, что на рубеже мезозоя и кайнозоя в связи с формированием современной океанической литосферы Тихого океана эти континентальные блоки вместе с ак-кретированными к ним островодужными террей-нами испытали дрейф на север и были причлене-
ны к Азиатскому и Северо-Американскому континентам (Некрасов, 2000, 2003). Эти представления основаны на данных о зональности распределения кварц-полевошпатовых граув-акковых песчаников в разрезах Корякско-Кам-чатского региона, происхождение которых традиционно связывается с размывом Охотско-Чукотского окраинно-континентального вулканического пояса, маркирующего в позднем мезозое окраину Азиатского континента. Однако, как считает Г.Е. Некрасов (2000, 2003), анализ зональности меловых Корякско-Камчатских структур противоречит
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.