ПЕТРОЛОГИЯ, 2007, том 15, № 6, с. 620-644
УДК 551.242:552.3
ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЗДНЕМИОЦЕНОВЫХ СУБЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНЫХ БАЗАЛЬТОВ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ РОЛИ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ЛИТОСФЕРЫ В ИХ ПРОИСХОЖДЕНИИ
© 2007 г. А. А. Чащин*, Ю. А. Мартынов*, С. В. Рассказов**, С. О. Максимов*, И. С. Брандт**, Е. В. Саранина**
Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения РАН
690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, Россия; e-mail: achashin@mail.ru
**Институт земной коры Сибирского отделения РАН
664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия; e-mail: rassk@gpg.crust.irk.ru
Поступила в редакцию 14.06.2005 г.
На основании изучения содержаний петрогенных оксидов, микроэлементов (методом ICP-MS) и изотопных отношений стронция в позднемиоценовых субщелочных и щелочных базальтоидах юга Дальнего Востока России, формировавшихся на заключительной стадии развития внутриплатного базальтового вулканизма, показаны вариации их основных геохимических и минералогических характеристик в различных тектономагматических террейнах. Определяющую роль в петрогенезисе изученных пород играла обогащенная и гетерогенная континентальная литосфера, в различной степени переработанная постаккреционными разновозрастными субдукционными процессами. Впервые получены геохимические доказательства существования пермской субдукции, связанной с погружением Солонкерской палеоокеанической плиты под Амурский микроконтинент.
Позднекайнозойские внутриплитные преимущественно основные по составу вулканические породы, в виде сравнительно небольших полей, достаточно широко распространены в пределах восточной окраины Евразии, от Японских островов на востоке до Монголии на западе. Наименее изучены они в пределах Дальнего Востока России. Опубликованные в последнее десятилетие петрологические работы (Есин и др., 1992; Мартынов, 1999; Сахно, 2001; Рассказов и др., 2003 и др.) касались главным образом наиболее широко распространенных толеитовых и субщелочных базальтов главной фазы вулканической активности. Щелочные и умеренно-щелочные базальты, завершающие разрез вулканического плато или формирующие обособленные, сравнительно небольшие моногенные вулканические постройки, оставались практически неизученными. Цель данной работы - восполнить этот пробел на основании новых данных, полученных при изучении позднекайнозойских вулканитов южной и северо-западной частей Приморья.
Кроме решения геолого-петрологических проблем, изучение позднекайнозойских щелочных и умеренно-щелочных базальтов представляет и определенный практический интерес, поскольку с ними пространственно ассоциируют
россыпи сапфиров (Ананьев и др., 1998; Высоцкий и др., 2002; Баркар, 2004 и др.).
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выполненные исследования базируются на аналитическом изучении более 150 наименее измененных, согласно петрографическим исследованиям, образцов.
Состав минералов определяли на микрозонде СатеЬах в Институте вулканологии ДВО РАН (г. Петропавловск-Камчатский) и на микроанализаторе JXA-5а в ДВГИ ДВО РАН (г. Владивосток). Анализ осуществляли при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе зонда около 50 нА. В качестве эталонов использовали химически проанализированные однородные по составу минералы (санидин - для Si, Ка, К, А1; диопсид - для Са и Mg; оливин - для Fe; ильменит - для Т и родонит - для Мп). Ошибка анализа не более 1.52 отн. %.
Содержание петрогенных оксидов определяли традиционным химическим методом в аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН (аналитики Л.В. Шкодюк, Г.И. Макарова, С.П. Баталова). Там же выполнен изотопный анализ кислорода
силикатов. Подготовка образцов в последнем случае проведена по лазерной методике A.B. Игнатьева и T.A. Веливецкой (2005). Измерение изотопных соотношений 180/160 проведено на изотопном масс-спектрометре Finnigan MAT-252 с использованием двойной системы напуска. Воспроизводимость определения 5180 образцов составляет ±0.1 %0.
Определение концентраций микроэлементов методом ICP-MS, изотопных стронциевых отношений и K-Ar возрастов вулканических пород проводили в лаборатории изотопии и геохронологии Института земной коры СО РАН (г. Иркутск). Химическую подготовку проб для элементного и изотопного анализов осуществляли на основе бидистиллята глубинной воды оз. Байкал. В процессе пробоподготовки использовали двукратно очищенные на изотермических перегонках особо чистые кислоты. Плавиковую кислоту очищали в тефлоновых аппаратах, а воду, азотную и соляную кислоты - в кварцевых аппаратах. Измерения методом ICP-MS проводили в Иркутском Центре коллективного пользования на масс-спектрометре VG Plasmaquad PQ2+. Калибровку прибора осуществляли по международным стандартам BHVO-1, AGV-1 и BIR-1 и внутрилабораторному стандарту базанита U-94-5.
Для изотопного анализа стронция разложение проб осуществляли на воздухе в тефлоновой посуде смесью концентрированных плавиковой и азотной кислот. Стронций выделяли на хромато-графических колонках с внутренним диаметром 8 мм, заполненных 5 см3 смолы Dowex 50 х 8 крупностью 200-400 меш. В качестве элюента использовали 2N соляную кислоту. Изотопные отношения стронция измеряли на масс-спектрометре Finnigan MAT-262 в Иркутском Центре коллективного пользования. Измерения K-Ar возрастов вулканических пород проводили на масс-спектрометре МИ-1201, усовершенствованном для одновременного измерения масс 36Ar и 40Ar методом изотопного разбавления. Разбавление осуществляли воздушным аргоном. Концентрацию калия определяли по трем навескам фотометрией пламени с погрешностью измерений, обычно не превышавшей 1.5%. Общая погрешность K-Ar возраста складывалась из инструментальных погрешностей измерений калия и радиогенного аргона.
ГЕОЛОГИЯ
Строение фундамента
Согласно современным представлениям территория юга российского Дальнего Востока - это коллаж разновозрастных аккретированных блоков. С позиций террейнового анализа (Ханчук
и др., 1995) на территории Приморья выделяются Ханкайский супертеррейн, Лаоелин-Гродеков-ский составной террейн и Сихотэ-Алинская аккреционная система (рис. 1).
Наиболее древний Ханкайский супертеррейн включает в себя несколько террейнов, сформировавшихся в разных геодинамических условиях. Матвеевско-Нахимовский террейн представляет собой фрагмент континентальной окраины; Спасский - входил в состав додевонской аккреционной призмы; Вознесенский - часть кембрийской окраинно-континентальной вулканической дуги; Сергеевский - фрагмент палеозойско-мезо-зойской пассивной окраины, включенный в структуры юрской аккреционной призмы и испытавший вместе с ними цикл син- и постаккреционных преобразований.
Западнее Ханкайского супертеррейна располагается Лаоелин-Гродековский террейн, сложенный пермскими островодужными вулкано-плутоническими комплексами.
Наиболее молодая Сихотэ-Алинская аккреционная система образовалась на рубеже раннего и позднего мела в результате причленения к восточной окраине Азиатского континента разнотипных по происхождению террейнов. Самаркин-ский террейн является фрагментом юрской аккреционной призмы; Кемский - фрагмент апт-альбской островной дуги. Журавлевский турби-дитовый бассейн образован в обстановке трансформной окраины, а Таухинский террейн рассматривается в качестве фрагмента неокомов-ской аккреционной призмы (Голозубов, Ханчук, 1995; Ханчук и др., 1995).
Постаккреционная вулканическая активность в пределах юга Дальнего Востока России связана с субдукцией в позднем мелу океанической плиты Кула. В это время в восточной части Сихотэ-Алинского литосферного блока сформировался Восточно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс, сложенный вулканическими породами преимущественно кислого и среднего состава.
Кайнозойский, палеоген-раннемиоценовый, преимущественно базальтовый вулканизм, локализованный в пределах восточной части Сихотэ-Алинского литосферного блока и частично - в Лаоелин-Гродековском террейне, рассматривается как постсубдукционный, связанный с разрушением субдукционной пластины трансформными разломами, возникновением субдукционных "окон" (slab-window) и внедрением горячей асте-носферной мантии в субконтинентальную литосферу (Ханчук и др., 1997; Мартынов, 1999; Мартынов и др., 2006).
В позднем миоцене, после небольшого перерыва, началось формирование небольших изолированных базальтовых плато, тесно ассоциирующих с депрессиями, выполненными миоценовыми осадоч-
Рис. 1. Схематическая структурно-тектоническая карта юга Дальнего Востока России (Ханчук и др., 1995). 1-3 - аккреционные системы: Ханкайская (1), Лаоелин-Гродековская (2), Сихотэ-Алинская (3); 4 - позднекайнозой-ские платобазальты; 5 - главные разломы (1 - Арсеневский, 2 - Центральный, 3 - Западно-Приморский); 6 - центры субщелочного и щелочного магматизма: 1 - вулкан Бабушка-Дедушка, 2 - вулкан Подгелбаночный, 3 - вулкан Буреломный, 4 - экструзия Стариков Ключ, 5 - вулкан Борисовский, 6 - шлаковый конус Слабинка (Хабэ), 7 - экструзия Тригопункт, 8 - силообразное тело в истоках реки Вторая Речка, 9 - экструзия Нежинка.
ными отложениями. Заключительный этап вулканизма завершается формированием мелких моногенных вулканов, трубок взрыва, субвулканических тел субщелочного и щелочного состава, являющихся предметом данного исследования.
Геологическая характеристика позднекайнозойских внутриплитных базальтов
Шкотовское вулканическое плато расположено в междуречье рек Партизанская-Арсеньев-ка и Арсеньевка-Артемовка и занимает значительную площадь (около 1500 км2). Фундаментом
для большей части плато служат породы Сергеевского террейна, для северо-западного участка -породы Вознесенского террейна, а юго-восточной части - породы Самаркинского террейна.
Сложено плато преимущественно покровами низко- и умеренно-калиевых базальтов и андези-тобазальтов, часто переслаивающихся в нижней части разреза с прослоями и линзами туффитов, песков, глин, лингнитов (Берсенев, Денисов, 1971). По составу минералов-вкрапленников ба-зальтоиды подразделяются на бронзит-плагиокла-зовые и двупироксен-оливин-плагиоклазовые разновидности. Характерно, что смена одного петрографического типа на другой в пределах разр
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.