ПЕТРОЛОГИЯ, 2007, том 15, № 6, с. 645-670
УДК 552.11(551.24)
ИСТОЧНИКИ И ЭВОЛЮЦИЯ КАЙНОЗОЙСКОГО НАДСУБДУКЦИОННОГО МАГМАТИЗМА ОЛЮТОРСКОГО ТЕКТОНИЧЕСКОГО БЛОКА, ЮГ КОРЯКСКОГО НАГОРЬЯ
© 2007 г. Д. В. Коваленко*, Т. Б. Баянова**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: Dmitry@igem.ru ** Геологический институт КНЦ РАН 184200 Апатиты, ул. Ферсмана, 14, Россия Поступила в редакцию 10.06.2006 г.
Приводятся результаты изучения особенностей геохимического и изотопного состава пород, сформированных в период эоценового надсубдукционного магматизма в Олюторском тектоническом блоке. Оценен вклад различных надсубдукционных компонентов в формирование магматических расплавов; проведено сравнение характеристик надсубдукционного магматизма Олюторского тектонического блока в эоцене и миоцен-четвертичное время и установлена связь кайнозойского магматизма блока с его тектоническим развитием. Эоцен-раннеолигоценовые надсубдукционные магмы были выплавлены из гетерогенных по изотопному и геохимическому составу гранатовых лер-цолитов мантийного клина. Возможно, до выплавления из них островодужных магм изначально деплетированные лерцолиты мантийного клина были локально в разной степени обогащены мантийными расплавами типа OIB, а затем вновь деплетированы ниже уровня MORB в результате экстракции из них магматического вещества. В эоцене в зоне субдукции было поглощено большое количество обогащенных радиогенным Nd кварц-полевошпатовых осадков, что привело к сильной контаминации ими магм, выплавленных из гранатовых лерцолитов мантийного клина. Для более поздних этапов субдукции характерно активное выплавление деплетированных по изотопному составу Nd адакитовых магм и обогащенных HFSE расплавов без признаков их контаминации сиали-ческими осадками. Сделано предположение о северном падении позднекайнозойской зоны субдукции под Олюторский тектонический блок. Показано, что выявленные закономерности надсубдукционного магматизма Олюторского тектонического блока могут быть связаны с кайнозойскими спрединговыми процессами в прото-Командорской котловине Берингова моря.
Согласно современным представлениям (например, Gill, 1981; Sajona et al., 2000; Kelemen et al., 2003 и другие), в образовании магм в надсубдукционных зонах могут участвовать следующие компоненты: расплавы, образованные при плавлении деплетированных или в разной степени обогащенных пород мантийного клина, субдуци-рованных осадков, континентальной коры, через которую проходят мантийные магмы, эклогитов или амфиболитов погружающейся океанической плиты (адакиты); флюиды, отделяющиеся от суб-дуцируемой плиты. В современных зонах субдукции влияние этих компонентов можно оценить только при постоянных геодинамических параметрах (скорость субдукции, состав субдуцирую-щего вещества, близость континента и другие). Изучая древние надсубдукционные комплексы, можно исследовать эволюцию процессов субдукции при различных геодинамических параметрах в течение длительного периода времени.
Геологическая история Олюторского тектонического блока неразрывно связана с надсубдук-ционными процессами, что нашло отражение в
характерном для зон субдукции магматизме. Детальные исследования показали, что в пределах Олюторского тектонического блока выделяются два периода активного надсубдукционного магматизма - позднемеловой-раннепалеоценовый (I) и среднеэоценовый-четвертичный (II). Между этими периодами в течение приблизительно 10 млн. лет магматические проявления в пределах Олюторского тектонического блока не выявлены. Очевидно, что вспышки или затухание надсубдукционного магматизма связаны соответственно с активизацией или прекращением субдукции под Олюторский тектонический блок, что, в свою очередь, зависит от тектонических процессов в северо-западной части Тихого океана. Важной особенностью строения Олюторского тектонического блока является то, что все стратиграфические подразделения в его пределах, в том числе и магматические комплексы, являются частями единого непрерывного разреза от позднего мела до миоцена без несогласий и следов размыва (Гладенков и др., 1988а, 19886; Тарасенко и др., 1970; Чамов, 1996). Также необходимо отметить,
что по палеомагнитным данным (Коваленко, 2003) Олюторский тектонический блок в течение палеоцена быстро (со скоростью около 12 см/год) перемещался с сороковых широт Тихого океана на север и с начала эоцена располагался на шестидесятых широтах, больше практически не меняя своего положения. Таким образом, на примере Олюторского блока представляется уникальная возможность проследить развитие надсубдукци-онных процессов за длительный период времени, при различных субдукционных и тектонических режимах (Богданов и др., 1982; Геология..., 1990; Коваленко, 2003 и другие). В настоящее время наиболее полно изучены геохимические и изотопные особенности миоцен-четвертичного магматизма Олюторского блока (Кепежинскас, 1990; Kepezhinskas et а1., 1997). Предварительные исследования более древних комплексов сводились лишь к выяснению их геодинамической природы (Кравченко-Бережной, 1989).
Целью данной статьи являлось: 1) изучение геохимических особенностей и изотопного состава Ш для пород, сформированных в период эоце-нового надсубдукционного магматизма Олюторского блока, и оценка вклада различных надсуб-дукционных компонентов в формирование магматических расплавов; 2) сравнение характеристик надсубдукционного магматизма Олюторского тектонического блока в эоцене и миоцен-четвертичное время; 3) корреляция особенностей кайнозойского магматизма Олюторского блока с его тектоническим развитием и развитием северо-западной части Тихого океана.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ КАЙНОЗОЙСКИХ МАГМАТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ОЛЮТОРСКОГО ТЕКТОНИЧЕСКОГО БЛОКА
Олюторский тектонический блок, занимающий южную часть Корякии, рассматривается как крупный террейн с длительной тектонической историей. В позднем мелу и начале кайнозоя он двигался вместе с литосферными плитами Тихого океана и в миоцене был тектонически совмещен с окраиной Евразии (Чехович, 1993; Коваленко, 2003). Палеомагнитные данные показывают, что на границе мела и кайнозоя блок располагался на сороковых широтах, а в начале эоцена уже находился на шестидесятых широтах и в более позднее время практически не перемещался (Коваленко, 2003). Сложное тектоническое развитие блока отражено в его геологической структуре. В пределах блока В.Д. Чеховичем (1993) был выделен ряд структурных зон, характеризующихся присутствием различных комплексов магматических и осадочных пород и разным стилем их деформаций.
Магматические породы разного генезиса известны практически во всех структурных зонах Олюторского тектонического блока (рис. 1) (Чехович, 1993; Богданов и др., 1982; Геология., 1990; Кравченко-Бережной, 1989; Кепежинскас, 1990; Kepezhinskas et а1., 1997 и другие). В большинстве структурных зон наиболее широко распространены позднемеловые-раннепалеоценовые магматические комплексы, которые представлены кремнисто-вулканогенными и вулканогенно-осадочными толщами, накопившимися в пределах островных дуг или окраинно-морских бассейнов. Более молодые эоцен-олигоценовые магматические породы присутствуют в основном в структуре центральной части Олюторского блока - в зоне Ильпинско-Пахачинского прогиба и в Говенской зоне (Чехович, 1993; Геология., 1990; Кравченко-Бережной, 1989), а миоцен-четвертичные вулканогенные толщи (Кепежинскас, 1990; Kepezhinskas et а1., 1997), фрагментарно распространенные на востоке и западе Олюторского блока, с размывом и резким угловым несогласием перекрывают более древние структуры (рис. 1).
В Говенской зоне эоцен-олигоценовые вулка-ногенно-осадочные толщи практически полностью слагают хребет Малиновского, простирающийся вдоль побережья Берингова моря от р. Апука до мыса Говена (Чехович, 1993; Геология., 1990; Кравченко-Бережной, 1989). В разрезах вулканогенно-осадочного комплекса преобладают разнообразные туфобрекчии, от глыбовых до мелкообломочных, туфы, туфопес-чаники, туфоалевролиты, маломощные потоки подушечных лав и достаточно протяженные лавовые покровы. Описание некоторых разрезов вулканогенно-осадочного комплекса приведено в (Геология., 1990). По составу лавы и пирокла-стические породы представляют непрерывный ряд от базальтов до риолитов. В основном преобладают базальты и андезиты, значительно реже встречаются более кислые породы. Подушечная и шаровая отдельность в лавах свидетельствует об их формировании в подводных условиях. Общая мощность вулканогенно-осадочных толщ составляет 1500-2000 м (Геология., 1990). Предварительные геохимические исследования эоцено-вых магматических пород хребта Малиновского в районе озера Илир-Гытгын (Кравченко-Бережной, 1989) показали их надсубдукционную природу.
Как уже отмечалось, эоцен-олигоценовые вулканогенно-осадочные толщи Говенской зоны занимают верхнее положение в едином стратиграфическом разрезе от позднего мела до олиго-цена, в котором отсутствуют структурные несогласия и следы размывов (Чамов, 1996). Нижняя часть этой стратиграфической последовательности сложена позднемеловыми-раннепалеоцено-выми магматическими и кремнистыми толщами,
Рис. 1. (а). Геологическая схема северо-западного складчатого обрамления Командорской котловины (Чехович, 1993). 1-3 - океанические комплексы: 1 - офиолитовый (К2), 2 - океанических базальтов (К2а1-ср), 3 - океанических базальтов щелочного типа (К2ср-ё); 4, 5 - комплексы глубоководных желобов и аккреционных призм: 4 - флишоидный (?! -Р3), 5 - осадочного меланжа (К-Р3); 6-10 - островодужные комплексы: 6 - кремнисто-вулканогенный (К2St-cp), 7 -вулканогенно-обломочный (К2ср-ё), 8 - комплекс реликтов магматических камер островной дуги (дунит-клинопи-роксенит-габбровый) (Р), 9 - вулканогенно-осадочный (- Р3), 10 - вулканогенно-терригенный (К2- Р3); 11, 12 -комплексы активных континентальных окраин: 11 - Апукско-Вывенский (N2^), 12 - Западно-Камчатско-Корякский (Р); 13 - рифтогенные вулканиты Апукского грабена (Р -N); 14 - рыхлые неоген-четвертичные отложения; 15 - фли-шевые
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.