ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2012, № 9-10, с. 74-87
УДК 550.384
ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ СУБВУЛКАНИЧЕСКИХ ТРАППОВ СЕВЕРА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ - НЕКОТОРЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ © 2012 г. Р. В. Веселовский1, 2, К. М. Константинов3, А. В. Латышев1, 2, А. М. Фетисова1
Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, г. Москва 2Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва 3Научно-исследовательское геологическое предприятие АК "АЛРОСА", г. Мирный Поступила в редакцию 05.09.2011 г.
В настоящей работе приведены новые палеомагнитные данные по дайкам, силлам и вулканическим потокам, расположенным на севере Сибирской платформы и не охваченным ранее систематическими палеомагнитными исследованиями. Анализ полученных и опубликованных ранее данных дает важные временные ограничения на продолжительность и характер развития пермо-триасовых магматических событий в рассматриваемых регионах. Наши результаты еще раз иллюстрируют, что для получения точной оценки положения палеомагнитного полюса при уровне вековых вариаций, сопоставимых с современными, на северных палеоширотах необходимо опробовать не менее 30—40 быстро остывающих магматических тел (даек, потоков, небольших силлов).
Ключевые слова: Сибирская платформа, траппы, пермь-триас, палеомагнетизм, вековые вариации.
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то, что палеомагнитные исследования пермо-триасовых траппов Сибирской платформы имеют уже более чем полувековую историю, изучены они крайне неравномерно. В первую очередь палеомагнитными исследованиями охватывались (что неудивительно) мощные толщи эффузивных траппов двух наиболее представительных трапповых провинций — Норильской и Маймеча-Котуйской. При этом изучение проявлений траппового магматизма в других районах носило скорее отрывочный и несистематический характер, часто осуществляясь попутно, в качестве дополнения к другим исследованиям. Между тем, палеомагнитная информация по эффузивным и интрузивным трапповым образованиям из разных регионов Сибирской платформы необходима для решения широкого круга задач, таких как: уточнение положения пермо-триасо-вого палеомагнитного полюса Сибирской платформы, изучение геометрии геомагнитного поля на рубеже палеозойской и мезозойской эр, оценка возможности пространственной миграции магматических центров, получение временных ограничений на длительность пермо-триасового магматизма в регионах и на платформе в целом, ряда задач геологического картирования и др.
В настоящей работе приводятся палеомагнит-ные данные по дайкам, силлам и, в значительно меньшей степени, эффузивным трапповым образованиям пермо-триасового возраста, располо-
женным на севере Сибирской платформы и не охваченным ранее систематическими палеомаг-нитными исследованиями.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Бассейн р. Котуй. Палеомагнитные исследования проводились на интрузивных телах (дайки и силлы) пермо-триасового возраста [Объяснительная записка... , 1978], расположенных в долинах рек Котуй и Котуйкан, а также левых притоков р. Котуйкан — рек Джогджо и Илья (рис. 1а, 1б). Состав и форма даек существенно разнятся: долеритовые дайки преимущественно субвертикальны и имеют значительную мощность (5—30 м); дайки щелочных пород обычно маломощны (не более первых метров) и имеют причудливую конфигурацию с обилием коленообразных пережимов. Исследованные дайки и силлы внедрены в субгоризонтально залегающую толщу осадочного чехла, начиная с рифейских и заканчивая верхнепермскими осадочными породами. Геохронологические определения изотопного возраста изученных тел отсутствуют. Всего отобрано 233 образца.
В нижнем течении р. Маймеча, в устье р. Дель-кан (рис. 1а), были опробованы щелочные лам-профиры, слагающие структуру типа "дайка в дайке". Согласно [Объяснительная записка. , 1996] структура состоит из более чем 40 маломощных полудаек, имеющих зоны закалки (1—5 см) и
Рис. 1. Объекты исследований: (а) — географическое расположение районов исследований (Котуй, Делькан, Попигай, Уджа) и района р. Мойеро [Pavlov et al., 2007]; (б) — размещение исследованных интрузивных тел на геологической схеме бассейна р. Котуй; (в) — исследованные интрузивные тела в долине рек Попигай и Фомич.
характеризующихся постоянством состава. С одной стороны, наличие контактовых зон означает, что более древняя дайка успевала застыть перед внедрением последующей дайки, т.е. между инъекциями новых порций магмы проходило некоторое время. С другой стороны, одинаковый состав даек свидетельствует об отсутствии эволюционирования магмы, что, скорее всего, говорит о непродолжительности образования всей структуры.
Из 20 последовательно залегающих полудаек, мощность каждой из которых не превышает 70 см, было отобрано в общей сложности 100 ориентированных образцов. Контакты даек наклонены: азимут падения составляет 60° СВ при среднем угле падения 75°, что согласуется с элементами залегания прорванных этими дайками лав майме-чинской свиты и залегающей ниже дельканской свиты. Предполагая первично вертикальное залегание даек, мы использовали эти величины для пересчета полученных палеомагнитных направлений в древнюю (стратиграфическую) систему координат.
Исследованные дайки относятся к образованиям усть-дельканского комплекса [Объяснительная записка. , 1996] и могут рассматриваться как наиболее молодые магматические образования Маймеча-Котуйской провинции, поскольку они прорывают карбонатиты последней фазы внедрения Гулинского плутона [Объяснительная записка..., 1996], возраст которых, согласно изотопно-геохронологическим данным, составляет 250.2 ± 0.3 млн. лет [Като й а1., 2003].
Бассейн р. Попигай. Для проведения палеомаг-нитных исследований в нижнем течении р. Попигай и его левого притока р. Фомич (рис. 1а, 1в) нами были опробованы две дайки основных пород, мощностью 70 см и 5 м, прорывающие залегающие субгоризонтально кембрийские карбонатные породы. Кроме того, в трех обнажениях в районе с. Сопочное были опробованы базальтовые потоки (до 5 в каждом обнажении), мощность каждого из которых не превышала 8 м. Всего было отобрано 66 образцов.
Бассейн р. Ужа (рис. 1а). Нами отобраны образцы траппов на двух участках (рис. 2а). На участке 1 (восточный борт Анабарской антекли-зы), в нижнем течении р. Уджа, от устья р.Чымара до р. Анабар (рис. 2б), изучены долериты Уджин-ского силла (обн. 26, 34, 58, 58', 72, 74 и 79) и щелочные базиты эбехаинского интрузивного комплекса [Томшин и др., 1997] — трахидолериты (обн. 28, 30, 56 и 76), трахиандезиты (обн. 71) и монцонитпорфиры (обн. 57). Полевыми наблюдениями установлено, что образцы из обн. 58' представляют контактовую зону пересечения силла долеритов дайкой трахидолеритов. Участок 2 (Билиро-Уджинское поднятие) располо-
жен в верхнем течении р. Уджа, в районе устья ее левого притока р. Томтор (рис. 2в). Здесь изучены долериты Верхнеуджинского интрузива — 4 дайки (обн. 4, 6, 8а и 8б) и силл (обн. 17), которые прорывают терригенно-карбонатные породы том-торской свиты венда и перекрываются по размытой поверхности нижнеюрскими отложениями плинсбахского яруса, залегающими субгоризонтально. Возраст долеритов, выполненный Ar/Ar методом по монофракции плагиоклаза, оценивается в 245—232 млн. лет [Константинов и др., 2009]. Всего было отобрано 172 образца.
ПАЛЕОМАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ Методика палеомагнитных исследований
Отбор палеомагнитных коллекций производился вручную, при ориентировке штуфов в пространстве использовался горный компас. Каждый геологический объект (дайка, силл, лавовый поток) опробовался в одном сайте; в каждом сайте отбиралось от 10 до 25 ориентированных штуфов. Из каждого штуфа на камнерезном станке выпиливался один образец кубической формы с ребром 1 или 2 см.
Лабораторные палеомагнитные исследования выполнялись в Институте физики Земли РАН (г. Москва), Петромагнитной лаборатории геологического факультета МГУ и Специализированной партии петрофизических исследований Ама-кинской ГРЭ АК "АЛРОСА" (пгт. Айхал) в соответствии со стандартной методикой [Zijderveld, 1967; Храмов и др., 1982; Шипунов, 1999; McFad-den, 1988; McFadden, McElhinny, 1990; Torsvik et al., 1990]. Все образцы были подвергнуты детальной температурной чистке, которая выполнялась до температур 580—630°С; коллекции траппов бассейна р. Уджа также подвергались чистке переменным магнитным полем до 100 мТл. При температурной чистке образцы в печи располагались произвольно. Число шагов чистки составляло обычно не менее 12, в ряде случаев детальность чистки увеличивалась. Для размагничивания образцов использовались немагнитные печи (TD-80 (Magnetic Measurements Ltd., Великобритания), TD-48 (ASC, США)) и размагничивающие устройства переменного тока AF-Demagnetizer (Molspin LTD, Великобритания) с величиной некомпенсированного поля не более 5—10 нТл. Измерения остаточной намагниченности производились на спин-магнитометрах производства AGICO (Чехия): JR-4, JR-5, JR-6.
Измерения намагниченности выполнялись в пространстве, экранированном от внешнего магнитного поля. Обработка измерений выполнялась при помощи пакета программ Энкина [En-kin, 1994], использующего при выделении компонент намагниченности метод PCA [Kirschvink,
(б)
114°00'
Условные обозначения:
Четвертичные отложения
р
е
Юрские отложения
Крупные пластовые интрузивы (силлы)
Пермские отложения Кембрийские отложения
О 74
Мелкие интрузивные тела (силлы и дайки) пермо-триасового возраста
Разрывные нарушения
Точки отбора образцов (обнажения и их номера)
Рис. 2. Объекты исследований в бассейне р. Уджа: (а) — географическое расположение участков 1 и 2; (б), (в) — размещение исследованных магматических тел на геологической схеме участка 1 и участка 2 соответственно.
1980]. Расчет параметров вековых вариаций производился с использованием пакета программ Л. Токс [Таихе, 2010]. Здесь и далее под термином "вековые вариации геомагнитного поля" подразумевается исключительно изменение направления геомагнитного поля в результате вековых вариаций.
Результаты палеомагнитных измерений
В связи с тем, что во всех местах отбора, за исключением устья р. Делькан, первичное залегание изученных объектов не нарушено, палеомаг-нит
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.