УДК [551.7:552.4](571.66)
Светлой памяти Михаила Михайловича Лебедева, нашего учителя и коллеги, посвящаем
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ СРЕДИННОКАМЧАТСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА: ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВОЗРАСТ © 2015 г. И. А. Тарарин, З. Г. Бадрединов
Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, г. Владивосток
e-mail: itararin@mail.ru, badre9@mail.ru Поступила в редакцию 20.12.2013 г., получена после доработки 19.02.2014 г.
Проведен детальный анализ изотопно-геохронологических и изотопно-геохимических данных, полученных в последнее время разными исследователями, в том числе авторами настоящей работы, для метаморфических образований Срединного хребта Камчатки, формировавшихся в пределах мелового окраинно-континентального осадочного бассейна. Сделан вывод об одновозрастности всех метаморфических комплексов, которые представляют собой не стратифицированные во времени образования, а последовательность метаморфических фаций от наиболее высокотемпературных в ядре метаморфической зоны до низкотемпературных на ее флангах, что обусловлено процессами метаморфизма, гранитизации и формирования гранитогнейсовых куполов около 52 млн лет назад. Эти процессы привели к резкому воздыманию центральных частей метаморфической зоны хребта, их интенсивной эрозии, обусловив повсеместные тектонические взаимоотношения между глубоко-и слабометаморфизованными образованиями.
Ключевые слова: стратиграфия, метаморфические комплексы, U-Pb (SHRIMP) возраст, окраинно-континентальный осадочный бассейн, Срединный хребет, Камчатка.
Б01: 10.7868/80869592X15020064
ВВЕДЕНИЕ
В течение более чем столетнего периода геологических исследований Камчатки была разработана схема стратиграфии немых в палеонтологическом отношении метаморфических толщ Срединнокамчатского кристаллического массива, намечены фации и этапы метаморфических преобразований исходных отложений, установлена перспективность магматических комплексов на промышленную медно-никелевую (с платиноидами) и золотую минерализацию. Однако новые данные об абсолютном возрасте метаморфизма и возрасте протолитов метаморфических пород, а также исследования по геохимии изотопов Мё, 8г и РЬ позволяют пересмотреть сложившуюся за многие годы исследований схему стратиграфического расчленения метаморфизованных вулкано-генно-осадочных отложений Срединного хребта Камчатки и предложить новую модель истории геологического развития этого региона, приняв за основу стратиграфическую схему, разработанную
более сорока лет назад камчатским геологом Михаилом Михайловичем Лебедевым (Лебедев, 1967; Лебедев, Бондаренко, 1962; ЬеЬеёеу й а1., 1967).
РАЗВИТИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ИХ СТРОЕНИИ
В центральной части Срединного хребта Камчатки широким развитием пользуются метаморфические образования, которые различными исследователями датируются от докембрия до позднего мела. Детальный обзор существующих стратиграфических схем этих образований приведен М.С. Марковым (Марков, 1975), позднее А.И. Ханчуком (Ханчук, 1985) и Дж. Хоуриганом и др. (Иоиг1§ап е! а1., 2009). Несмотря на различия этих стратиграфических схем, в современной стратиграфии хребта в основном были сохранены привычные названия серий и свит и их последовательность (Государственная..., 2006), принятые в ранних стратиграфических схемах (Геология.,
1964). Основой для стратиграфического расчленения метаморфических толщ Срединнокамчат-ского массива служили их относительное положение в разрезе и степень метаморфизма. Исторически сложилось, что наиболее мета-морфизованные породы, объединенные в колпа-ковскую серию и обнажающиеся в центральной (осевой) части метаморфической зоны хребта, относились к наиболее древним образованиям, возраст которых оценивался докембрием (Геология..., 1964; Марченко, 1975; Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987). М.М. Лебедевым (Лебедев, 1967; Лебедев, Бондаренко, 1962) была предложена схема, согласно которой метаморфические породы Срединного хребта Камчатки рассматривались как одновозрастные позднемеловые образования, испытавшие зональный метаморфизм в позднемеловое время. Но эта точка зрения не получила поддержки из-за недостатка абсолютных датировок метаморфических пород.
Колпаковская серия. Метаморфические породы этой серии мощностью более 3 км, приуроченные к основанию разреза метаморфических образований Срединного хребта (Геология., 1964; Государственная., 2006; Карта., 1999; Соловьев, 2008; Тарарин, 2008; Ханчук, 1985; Ноий§ап й а1., 2009), протягиваются субмеридиональной полосой в осевой зоне хребта шириной от 20 до 35 км на расстояние около 160 км от вулкана Хангар на севере до бассейна р. Правый Кихчик на юге. В нижних частях разреза серии мощностью около 2000 м преобладают мигматизированные кианит-гранат-биотитовые (±ставролит ± мусковит) и гранат-биотит-мусковитовые (±ставролит) пла-гиогнейсы и мигматиты (рис. 1), содержащие раз-будинированные тела амфиболитов, гранатовых амфиболитов, клинопироксен-амфиболовых кристаллических сланцев мощностью от первых до 100 и более метров и реже будины ультраосновных метавулканитов и известково-силикатных пород размером от первых сантиметров до первых метров.
Средняя часть разреза серии мощностью около 0.9 км сложена биотитовыми и гранат-биотитовыми плагиогнейсами (рис. 1), степень гранитизации и мигматизации которых несколько ниже, чем в основании разреза.
Верхняя часть разреза колпаковской серии мощностью более 0.7 км обнажается только в северной части метаморфической зоны на правобережье истоков р. Золотая и на левобережье р. Средняя Андриановка (рис. 1) и представлена чередованием мигматизированных амфиболитов, гранатовых амфиболитов, клинопироксен-амфи-боловых (нередко с гранатом) основных кристаллических сланцев, гранат-биотит-амфиболовых, гранат-биотитовых и кианит-гранат-биотитовых плагиогнейсов и гранатсодержащих кварцитов.
Петрологические исследования метаморфических пород колпаковской серии свидетельствуют, что их исходные породы были регионально мета-морфизованы в раннем эоцене (52 ± 2 млн лет назад; Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009) в условиях кианит-силлиманитовой субфации глубинности амфиболитовой фации при температуре 560— 660°C и давлении Ps = 5.9—6.9 кбар, что обусловило широкое развитие кианита в исходных высокоглиноземистых породах (Тарарин, 1988, 2008). Интенсивная гранитизация и мигматизация пла-гиогнейсов, сопровождавшие метаморфические процессы с формированием гнейсово-купольных структур, происходили на фоне значительного снижения давления (до 2—3 кбар), минералогическим свидетельством чего служат реакционные структуры замещения кианита андалузитом как в метаморфических породах, так и в жильных син-метаморфических гранитах и пегматитах.
Взаимоотношения колпаковской серии с вы-шезалегающими метаморфическими отложениями отчетливо выражены в истоках р. Крутогорова (рис. 2). Здесь породы серии, прорываемые кру-
тогоровскими гранитоидами с U-Pb1 возрастом около 80 млн лет (Лучицкая, 2012; Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009), перекрываются отложениями малкинской серии, включающей ших-тинскую, андриановскую, хейванскую и химкинскую свиты (Геология., 1964; Рихтер, 1995; Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987; Соловьев, 2008; Hourigan et al., 2009).
Зона контакта пород шихтинской свиты и колпаковской серии в истоках р. Крутогорова интерпретируется геологами по-разному. Часть исследователей (Рихтер, 1995; Соловьев, 2008; Ханчук, 1985; Шульдинер и др., 1987; Hourigan et al., 2009) считает, что апотерригенные породы свиты со стратиграфическим несогласием залегают на метаморфических породах колпаковской серии и содержат в основании маломощный (до 1.5 м) не выдержанный по простиранию базальный горизонт мелкозернистых лейкократовых гранат-слюдистых "метадресвяников" с обломками кру-тогоровских гранитов и плагиогнейсов колпаков-ской серии размером от нескольких сантиметров до первых метров.
По мнению других исследователей (Бондаренко, 1992; Кирмасов и др., 2004; Некрасов, 2003), кристаллические сланцы шихтинской свиты отделены от залегающих ниже плагиогнейсов и мигматитов колпаковской серии и гранитоидов Крутогоровского интрузива разломной зоной крупного Андриановского надвига, имеющего в своем основании горизонт серпентинитового меланжа, бластомилонитов и тектонических брек-
1 Все приведенные U-Pb датировки возраста цирконов получены методом SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) на приборе SHRIMP.
157°08.9'
157°
54°54.1'
54°40'
35.8' в.д. 54°54.1' с.ш.
1 |.= ■■■ 2 ^3 4 05 £^6 7 ■ ■■ 8 ^¿19 "10^11 ^12 13.7^14 ||-,,16 17 5 км
_I.
157°08.9'
157
54°40' 35.8'
Рис. 1. Схематическая геологическая карта северной части Срединнокамчатского кристаллического массива (истоки рек Крутогорова, Золотая, Хейван и Квахона). Составлена с использованием карты полезных ископаемых (Карта., 1999). 1 — аллювиальные отложения; 2 — четвертичные вулканиты кальдеры вулкана Хангар: андезиты, дациты, кислые пемзы; 3 — химкинская свита ^Ьш: метавулканиты основного и среднего состава, метаморфизованные кремнисто-вулканогенные породы, метапесчаники; 4 — хейванская свита к^ьу: филлиты, кристаллические сланцы, метапесчани-ки, метаалевролиты; 5 — андриановская свита К^ап: амфиболовые, амфибол-плагиоклазовые, эпидот-амфибол-пла-гиоклазовые сланцы основного и ультраосновного состава, филлитовидные сланцы, метатуфобрекчии; 6 — камчатская серия (шихтинская свита) К^кш: биотитовые, гранат-биотитовые, гранат-ставролит-биотитовые и гранат-ставролит-слюдистые кристаллические сланцы; 7—9 — колпаковская серия К^Ы: 7 — верхняя толща: чередование амфиболитов, гранатовых амфиболитов, клинопироксен-амфиболовых основных сланцев, гранат-биотит-амфи-боловых плагиогнейсов и кварцитов, кианитсодержащих плагиогнейсов, 8 — средняя толща: гранат-слюдистые пла-гиогнейсы, мигматиты, 9 — нижняя толща: высокоглиноземистые кианитсодержащие плагиогнейсы, мигматиты, реже амфиболиты и гранатовые амфиболиты; 10 — лавкинский плутонический комплекс Рз—М^: габбро, габбро-но-риты, диориты, гранодиориты, монцониты, кварцевые сиениты; 11 — крутогоровский плутонический комплекс К^
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.