ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 446, № 4, с. 423-426
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.24+552.3+550.4(571.642)
ИЗВЕРЖЕННЫЕ ПОРОДЫ ЦЕНТРАЛЬНО-САХАЛИНСКОГО КОЛЛИЗИОННОГО ШВА (о. САХАЛИН) © 2012 г. В. М. Гранник
Представлено академиком Ю.М. Пущаровским 28.03.2012 г. Поступило 20.03.2012 г.
В складчато-блоковом и покровно-надвиго-вом геологическом строении о-ва Сахалин установлен Центрально-Сахалинский коллизионный шов. Этот шов был назван Центрально-Сахалинской субдукционной сутурой (рис. 1) [1]. Центрально-Сахалинская субдукционная палеозона входила в состав раннемеловой континентальной окраины, включавшей Сихотэ-Алинское окраинное море, Ребун-Кабато-Монероно-Самар-гинскую вулканическую островную дугу (ВОД), Иссикари-Румои и Западно-Сахалинский пред-дуговые прогибы, Центрально-Сахалинскую и Ка-муикотан субдукционные палеозоны. Центрально-Сахалинская субдукционная палеозона в конце раннемелового—начале позднемелового времени была заблокирована Поронайским микроконтинентом, что способствовало завершению развития раннемеловой континентальной окраины, деформациям накопившихся отложений, образованию Центрально-Сахалинского коллизионного шва, миграции верхней части субдукционной палеозоны на восточный край Поронайского микроконтинента [1]. Предложенный позже пет-рохимический способ [2] позволяет в настоящее время восстановить геодинамические обстановки формирования изверженных пород па-леозойско-мезозойской океанской плиты по ее фрагментам, присутствующим в Центрально-Сахалинском коллизионном шве. Кроме того, появилась возможность определить магмогене-рирующие тектоно-магматические структуры, функционировавшие в процессе перемещения океанской плиты, субдуцировавшей в раннем мелу в Центрально-Сахалинскую субдукционную палеозону. Настоящая статья посвящена решению поставленной задачи.
Центрально-Сахалинский коллизионный шов представлен мощной зоной меланжированных крупноблоковых микститов мощностью 65—70 км, включающей террейны палеозойско—раннемезо-
Институт морской геологии и геофизики
Дальневосточного отделения
Российской Академии наук, Южно-Сахалинск
зойских, триасовых—раннемеловых, юрских—ран-немеловых, раннемеловых, позднемеловых—палеогеновых вулканогенно-кремнистых пород океанской плиты и более мелкие их фрагменты. Перечисленные включения сцементированы сер-пентинитовым или терригенным тонкоперетер-тым цементом и перекрыты альб-сеноманскими, позднемеловыми и кайнозойскими вулканоген-но-кремнисто-терригенными окраинно-морски-ми и континентальными отложениями. С запада и востока коллизионный шов ограничен глубинными разломами [1, 3], положение которых прослеживается по цепочкам высокоградиентных (несколько десятков миллигал) гравитационных ступеней (рис. 2, 1), а блокировавшего субдукци-онную палеозону Поронайского микроконтинента (рис. 2, 2) — по гравитационному минимуму. Сходство аномалий гравитационного поля террейнов океанской плиты (рис. 2, 9, 10) и западно-сахалинской полосы гравитационных аномалий (рис. 2, 3—8) позволило предположить, что западно-сахалинские аномалии вызваны субду-цированными террейнами предположительно палеозойско-раннемезозойской океанской плиты. Вычисленные для них средние глубины погружения и глубины до верхних кромок позволили установить их пространственное положение (см. профиль АБ на врезке рис. 2).
Сусунайский, Таулан-Армуданский и Ханов-ско-Краснотымовский террейны океанской плиты, присутствующие в зоне коллизионного шва, испытали субдукционное погружение и полный или частичный динамометаморфизм слагающих их пород. В их строении принимают участие ор-тосланцы, парасланцы, метаморфические породы с реликтовыми структурами и текстурами, а также с хорошо сохранившимся первичным составом. Сусунайский террейн океанской плиты сложен разнообразными базальтами, долеритами и габбро, а также осадочными песчано-глинисты-ми, кремнистыми, карбонатными породами, ме-таморфизованными в условиях низкотемпературных зеленосланцевой, эпидот-амфиболитовой фаций средних давлений и глаукофан-лавсонито-вой фации высоких давлений и низких темпера-
140°
Рис. 1. Упрощенная тектоническая схема о. Сахалин [1]. 1 — кайнозойские отложения; 2 — террейны: Ш — Шмидтовский, СН — Северо-Набильский, ХК — Ха-новско-Краснотымовский, ТАр — Таулан-Армудан-ский, Н — Набильский, Р — Рымникский, Г — Гомон-ский, Т — Терпеньевский, В — Вальзинский, ТЮ — Тюлений, С — Сусунайский, ОС — Озерско-Свобод-ненский, ТА — Тонино-Анивский, ЗС — Западно-Сахалинский, РМ — Ребун-Монеронский; 3 — разломы и коллизионные швы (субдукционные сутуры): I — Центрально-Сахалинская, II — Охотоморская.
тур. Установленный по органическим остаткам возраст первичных пород считается позднеперм-ским и триасовым—раннемеловым. Радиологический возраст метаморфических пород укладывается в ряд значений от 206—178 до 28—1.8 млн лет, соответствующих различным этапам их метамор-
54° с.ш.
46°
140°
144° в.д.
Рис. 2. Схема гравитационного поля о. Сахалин [3] с реконструкциями автора [1]. 1 — наиболее пониженные значения силы тяжести, 2 — относительные минимумы, 3 — относительно повышенные аномалии, 4 — отчетливые максимумы, 5 — гравитационные ступени, 6 — контуры аномальных зон. Цифры на схеме: 1 — Центрально-Сахалинский коллизионный шов (субдукционная сутура), 2 — Поронайский микроконтинент, 3—8 — гравитационные максимумы, соответствующие субдуцированным терейнам океанской плиты: 3 — Рыбновский, 4 — Погибинский, 5 — Александровский, 6 — Красногорский, 7 — Холмский, 8 — Ульяновский; 9, 10 — террейны океанской плиты: 9 — Сусунайский, 10 — Озерско-Свободненский и Тонино-Анивский. На врезке на совмещенном профиле АБ показано залегание субдуцированных террейнов океанской плиты.
ИЗВЕРЖЕННЫЕ ПОРОДЫ
425
№20 + К20, мас. % 15 13 11 9 7 5 3 1
35 39 43 47 51 55 59 63 67 71 75
Д I Е I Ж I З 8Ю2, мас. %
(б)
Г
20 >
12 Б 4 А
к
60
50 40 30 20 10
°ош°
° л"
ооА II
.ОО а!
_ ,о_х_ хо° о
1
Б2(х)
1000
500 0
-500 -1000 -1500
о о
МОЯВ 1
_ о о 0о000 ° АО д 1
□ О д д А о О АА о о
о
1
- „ о о о д
- о р 1 1 1
- 1 1 А I
№РВ 1 1 0 ' 1 1
(в)
1АВ
-1000 -500
500
1000 А(х)
Бу
4000
3000 2000 1000 0
-1000 -2000 -3000 -4000
(г)
й'
11 13 15 (
-4000 -2000 0
2000 4000 Бх
й
0
Рис. 3. ТА8-диаграмма химической классификации (а) [6] и факторные диаграммы для разграничения и определения геодинамических обстановок формирования изверженных пород ( б—г) [7, 8]. 1—6 — метаморфические породы с хорошо сохранившимся первичным составом по вулканитам: 1 — позднепермского—триасового, позднепермского—ранне-мелового возраста, 2 — триасового-раннемелового, юрского-раннемелового, мезозойского возраста; 3 — раннеме-лового и альб—сеноманского возраста, 4 — позднемелового—палеогенового возраста, 5 — по габброидам, 6 — по субщелочным габброидам. а — ТА8-диаграмма химической классификации, изверженные породы: А — низкощелочные; Б — нормально-щелочные: 6 — ультраосновные пикробазальты, 7 — основные пикробазальты, базальты; В — умеренно-щелочные: 14 — умеренно-щелочные пикробазальты, 15 — трахибазальты, 16 — трахиандези-базальты; Г — щелочные: 25 — щелочные пикробазальты, 26 — щелочные базальты, 27 — фонотефриты; Д—З — изверженные породы состава: Д — ультраосновного, Е — основного, Ж — среднего, З — кислого. б — факторная диаграмма для разграничения океанских и континентальных пород: йй — дискриминантная линия, отделяющая составы изверженных пород океана и континента, 1—Ш — средние составы океанских базальтов: I — толеиты срединно-океанских хребтов, II — толеиты океанских островов, III — щелочные оливиновые базальты [7]. в, г — факторные диаграммы для определения геодинамических обстановок формирования базальтов [8]: в — океанских: M0RB — спрединговые, WPB — внутриплитные, !АВ — островодужные и окраинно-морские, г — континентальных: I — островодужные, II — трапповые, III — континентальные рифтовые.
фических преобразований, вызванных субдукци-онным погружением, блокировкой субдукцион-ной палеозоны Поронайским микроконтинентом, пликативными и дизъюнктивными дислокациями пород и быстрым выведением к поверхности (эксгумацией) субдуцированных террейнов [1, 4].
Таулан-Армуданский террейн сложен юрскими— сеноманскими и позднемеловыми—палеогеновыми кремнисто-вулканогенно-терригенными, частично метаморфизованными отложениями с горизонтами олистостром. Хановско-Краснотымовский террейн сложен триасовыми, юрскими—раннемеловыми и
позднемеловыми терригенно-вулканогенно-крем-нистыми, также частично метаморфизованными породами.
Установлено, что в раннемеловое время (135— 133—112 млн лет — валанжин-баррем-апт-альб) происходила субдукция Сусунайского, Таулан-Ар-муданского, Хановско-Краснотымовского, Александровского, Красногорского, Холмского и Ульяновского террейнов океанской плиты, которая сопровождалась формированием аккреционных призм и метаморфизмом пород. В это время океанская плита до субдукции подвергалась фрагментации разрывными нарушениями с образованием террейнов, которые субдуцировали на разную глубину с разными средними скоростями: Александровский на h = 38 км с V = 2.1 км/млн лет, Красногорский на h = 66 км с V = 3.7 км/млн лет, Холмский на h = 45 км с V = 2.5 км/млн лет, Ульяновский на h = 50 км с V = 2.8 км/ млн лет [1, 4]. Сусунайский террейн в валанжин-барремское и апт-альбское время испытал погружение на глубину 10 км и затем косо ориентированный подвиг на глубине более 10 км [5]. Таулан-Армуданский и Хановско-Краснотымовский террейны, судя по степени метаморфизма пород, испытали только частичное погружение в зону субдукции [1, 4].
На классификационную ТА8-диаграмму [6] и факторные диаграммы [7, 8] (рис. 3а—г) нанесены анализы изверженных пород Сусунайского, Тау-лан-Армуданского и Хановско-Краснотымов-ского террейнов только с хорошо сохранившимися первичным составом и небольшими потерями при прокаливании. На этой диаграмме (рис. 3а) рассматриваемые породы расположились преимущественно в полях нормально-щелочных — Б: 6 — ультраосновные пикробазальты, 7 — базальты, основные пикробазальты; умеренно-щелочных — В: 14 — ультраосновные щелочные пикробазаль-ты, 15 — трахибазал
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.