ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 6, с. 70-91
УДК 551.243 (571.661)
ЛАТЕРАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР В ЗОНЕ ЭОЦЕНОВОЙ КОЛЛИЗИИ ОСТРОВНОЙ ДУГИ С КОНТИНЕНТОМ (КАМЧАТКА)
© 2008 г. М. Н. Шапиро1, А. В. Соловьев2, Дж. К. Хоуриган3
1Институт физики Земли РАН, 123810, Москва, Большая Грузинская ул., д. 10 2Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 3Университет Калифорнии, Санта Круз, США Поступила в редакцию 12.02.2007 г.
В статье рассматривается латеральная изменчивость тектонических структур в зоне коллизии мел-палеоценовой Ачайваям-Валагинской островной дуги с северо-восточной окраиной Азии. Показано сходство и различие эоценовых коллизионных структур на севере и на юге Камчатки. На севере Камчатки границей континента и дуги является Лесновско-Ватынский надвиг, формирование которого завершилось около 45 млн. лет назад. Тонкий субгоризонтальный аллохтон этого надвига, сложенный породами дуги перекрывает деформированные, но неметаморфизованные терригенные толщи окраины Азии. Общая структура шва на перешейке Камчатки и на юге Корякии сопоставима со структурой самой верхней части зоны субдукции, где тонкий литосферный клин тектонически перекрывает интенсивно деформированные осадки, сорванные с погружающейся плиты.
На юге Камчатки (Малкинское поднятие Срединного хребта) коллизия дуги и континента началась 55-53 млн. лет назад также с надвигания островодужных комплексов на терригенные толщи окраины континента. Но мощность аллохтона была значительно больше, чем на севере. Сразу после этого и автохтон, и нижняя часть аллохтона были деформированы и погружены на значительные глубины. Это привело к метаморфизму как автохтона (колпаковская и камчатская серии, хейванская свита), так и нижней части аллохтона (андриановская и химкинская свиты). Аномально быстрый прогрев коры, вероятнее всего, был связан с подъемом астеносферных масс в результате отрыва слэба Евразиатской плиты, погружавшейся под Ачайваям-Валагинскую дугу.
ВВЕДЕНИЕ
На большей части территории Олюторско-Кам-чатской тектонической области (рис. 1): в Олютор-ской зоне, на острове Карагинском, на перешейке (рис. 2) и в восточных хребтах Камчатки, а также на юге Срединного хребта (рис. 5) кампан-маастрихт-ские и нижнепалеоценовые породы представлены преимущественно вулканитами, вулканогенно-оса-дочными и кремнистыми породами, геохимический и фациальный анализ которых позволяет сопоставлять их, прежде всего, с комплексами энсиматиче-ских островных дуг [4, 13, 50, 55].
В Олюторской зоне (см. рис. 1), на перешейке Камчатки (см. рис. 2) и юге Срединного хребта (рис. 5) океанические и островодужные комплексы мела-палеоцена надвинуты на одновозраст-ные терригенные толщи, обломочный материал которых поступал с северо-восточной Азии [8, 34, 56, 59]. Это позволило предполагать, что большая, юго-восточная часть Камчатско-Олютор-ской зоны (кроме восточных полуостровов Камчатки) образована фрагментами одной крупной энсиматической островной дуги, которая возникла в океане, а затем была причленена к континенту [14, 19, 36, 54]. Это предположение согласуется
Рис. 1. Схема тектонического районирования Камчатки и Южной Корякии
1-8 - элементы чехла: 1-5 - субаэральные вулканические пояса и ареалы: 1 - Восточно-Камчатский пояс (N2 - ныне); 2 - Центрально-Камчатский (Р3?? - ныне); 3 - Кинкильский (Западно-Камчатско-Корякский) (Р2-з); 4 - Апукско-Вы-венкский (N2^); 5 - Черепановский (Р^); 6-9 - седиментационные прогибы и депрессии: 6 - Западно-Камчатский прогиб ^-N2); 7 - Центрально-Камчатская депрессия (N2^); 8 - Ильпинско-Пахачинский прогиб ^-N1); 9 - Пусто-рецко-Парапольский прогиб ^-ф; 10-15 - террейны фундамента: 10 - Омгоно-Укэлаятский террейн - терригенные отложения подножия континента (К2-Р2); 11 - Ачайваям-Валагинская палеоостровная дуга (К2-Р1); 12 - Ветловско -Говенская аккреционная призма (Р2 - N1); 13 - Кроноцко-Командорская палеостровная дуга (К2-Р3); 14 - метаморфи-ты по породам Омгоно-Укэлаятского и Ачайваям-Валагинского террейнов; 15 - террейны северной Корякии; 16 -тектонические сутуры - надвиги (цифры в черных кружках): 1 - Ватыно-Вывенкский, 2 - Лесновский, 3 - Андрианов-ский, 4 - Говенский, 5 - Карагинский, 6 - Ветловский, 7 - Гречишкина, 8 - Валагинский
с.ш. 62°
160°
164°
168°
172° в.д.
-о
в
>
Я К ч О
м тЗ
>
Рис. 2. Схема геологического строения перешейка полуострова Камчатка (А) (по [42] с использованием материалов [7]); Б - схематический геологический про-^ филь по линии 1-1
04 Для А и Б: 1 - автохтонный комплекс - лесновская серия (верхний мел? - средний эоцен); 2 - аллохтонный комплекс - ирунейская свита (верхний мел); 3-6 -
неоавтохтонный комплекс: 3 - эффузивы средне-верхнеэоценовой кинкильской свиты (Западно-Камчатский вулканический пояс); 4 - верхнеэоцен-нижнемио-^ ценовые осадочные толщи и миоплиоценовые вулканиты Центрально-Камчатского пояса; 5 - рыхлые четвертичные образования; 6 - Шаманкинский массив
§ гранитоидов; 7,8 - терригенные комплексы Западной Камчатки: 7 - тальническая свита (верхний мел); 8 - геткилнинская свита (палеоцен); 9 - тектонические
границы: а - Лесновский надвиг и б - прочие разрывы
СЗ Окраина Азии
Ачайваям-Валагинская дуга
ЮВ
1 — 2 + + + + + 3\\\\ 4
"Хл:-: 6 г 7 а ^ . 8 ^ 5 9
10
Рис. 3. Схематическая модель коллизии северного сегмента Ачайваям-Валагинской островной дуги с северо-восточной окраиной Азии. А - конец кампана (около 75 млн. лет назад), Б - середина лютета (около 46 млн. лет назад) 1 - литосферная мантия; 2 - океаническая кора; 3 - континентальная кора; 4 - кора энсиматической островной дуги; 5 - терригенные отложения; 6 - вулканогенные образования; 7 - доколлизионные островодужные магматические камеры; 8 - слоистость в терригенном комплексе; 9 - разрывы: а - главные, • - второстепенные; 10 - астеносферные потоки
Окраина Азии
Ачайваям-Валагинская дуга
Рис. 4. Схема строения области сочленения северного сегмента Ачайваям-Валагинской островной дуги с окраиной Азии для начала лютета (около 48 млн. лет назад)
1 - литосферная мантия; 2 - континентальная кора; 3 - океаническая кора; 4 - кора энсиматической островной дуги; 5 - терригенные отложения; 6 - главная поверхность надвига (Ватыно-Лесновский надвиг)
)(&*(*&&%%*)&%%*&&%)')&&%**)&%$*&#%%(*&%%'*&&%%*&#%)')&&%$
А
в
55°20' с.ш.
Б
54°40'
157° в.д. l
км 0
10 км
-Хц^
Т-=г
+
s
15 22
2 9 1б
Y Y Y Y Y
З 10 17
4 11 1S
S
5 12 19
15S°
б 1З 20
.л" "л—: л л
a _ — ■
7 14 21
г
5
с палеомагнитными данными о северном дрейфе большинства мел-нижнепалеоценовых острово-дужных пород на 10-15° [18, 23, 29]. Существование такой палеодуги отмечалось в [9], а под названием Ачайваям-Озерновско-Валагинской она была выделена в статье [14]. В данной статье будем называть ее Ачайваям-Валагинская дуга (АВД) [54]. Структуры, связанные с причленени-ем этой дуги к окраине Азии, наиболее детально изучены в Олюторской зоне (Олюторский и Вет-вейский хребты) [35, 39], на перешейке Камчатки (Лесновское поднятие) (см. рис. 2) [42] и в южной части Срединного хребта (Малкинское поднятие) (рис. 5) [17].
В настоящей статье представлены материалы, характеризующие латеральную изменчивость структур в зоне коллизии Ачайваям-Валагинской дуги с северо-восточной окраиной Азии.
ИСТОРИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Н.П. Митрофанов [27] был первым, кто опубликовал доказательства того, что в Олюторской зоне верхнемеловые кремнисто-вулканогенные формации ватынской серии образуют тектонический покров, надвинутый на терригенные толщи центрально-корякской (укэлаятской) серии. Общая геометрия этого покрова была выяснена еще раньше, в ходе геологических съемок (1 : 1000000, 1 : 200000), когда надвиг картировался как стратиграфическая граница. В последующие три десятилетия контуры этой структуры были детализированы главным образом в ходе тематических исследований, проведенных учеными Института литосферы и Геологического института РАН [1, 2, 4, 35 и др.]. Фронтальная часть аллохтона картируется как пологая слабо деформированная пластина мощностью до нескольких километров при ширине порядка 30-40 км [15]. Аллохтон Ватынско-Вывенского надвига сложен несколькими интенсивно деформированными
комплексами пород, часть которых по составу вулканитов и осадков близка к океаническим образованиям, в то время, как другая близка к ост-роводужным формациям [1, 4]. Палеомагнитные данные указали на значительный северный дрейф аллохтонных комплексов до их причлене-ния к континенту [18]. Но еще до получения этих данных появилось предположение, что кремнисто-вулканогенные аллохтонные комплексы Олюторской зоны представляют крупные фрагменты внутриокеанической позднемеловой островной дуги причлененные к СВ Азии в результате кайнозойского дрейфа океанических плит Па-цифики [44]. В терминах тектоники террейнов эти фрагменты образуют наиболее молодой из экзотических террейнов Корякского нагорья [34]. Ватыно-Вывенский надвиг может рассматриваться как тектонический шов, ограничивающий Олюторский островодужный террейн.
На перешейке Камчатки (Лесновское поднятие) наблюдается пологая и маломощная аллох-тонная пластина островодужных и океанических (?) вулканогенно-осадочных пород (ирунейская свита), перекрывающая интенсивно дислоцированную лесновскую серию - полный аналог укэ-лаятского флиша [53, 58]. Палеомагнитные исследования верхнемеловых островодужных пород аллохтона также показали их значительный северный дрейф относительно СВ Азии [23]. Детали строения Ватыно-Вывенского и Лесновско-го надвигов (милониты, тектонические меланжи, мезоструктуры) практически идентичны, что позволяет рассматривать их как части единого надвига, разделенные выходами позднекайнозой-ских вулканитов. Соответственно, верхнемеловые кремнисто-вулканогенные комплексы Лес-новского поднятия большинством исследователей относятся к той же палеодуге, что и аналогичные формации Олюторской зоны [10, 54].
Рис. 5. Схема геологического строения южной части Срединного хребта Камчатки (с изменениями авторов по [15]) 1 - четвертичные отложения; 2 - четвертичные вулканиты: а - риолиты, б - базальты; 3 - м
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.