ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 441, № 4, с. 499-503
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.24 + 552.3 + 550.4(571.642)
ПЕТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБСТАНОВОК ФОРМИРОВАНИЯ ИЗВЕРЖЕННЫХ ПОРОД (НА ПРИМЕРЕ ШМИДТОВСКОГО ТЕРРЕЙНА, О. САХАЛИН)
© 2011 г. В. М. Гранник, член-корреспондент РАН Б. В. Левин
Поступило 21.06.2011 г.
Для изверженных пород Сахалина ранее были установлены океанская, окраинно-морская, ост-роводужная и континентальная рифтовые обстановки формирования без уточнения конкретных магмогенерирующих структур [1]. Однако оказалось, что примененная для этих целей факторная диаграмма Дж.А. Пирса [2] обладает большой эмпирической ошибкой (около 30%) распознавания тектонической позиции базальтов. Кроме того, на этой диаграмме более 70% фигуративных точек таких внутриплитных базальтов, как траппы, и около 22% базальтов континентальных рифтов попадают в поле островодужной ассоциации [3]. Надежные факторные диаграммы для уточнения геодинамических обстановок формирования базальтов с доказанной принадлежностью к конкретным океанским или континентальным структурам были разработаны С.Д. Великосла-винским и В.А. Глебовицким [3]. Вполне очевидно, что для того чтобы устанавливать с помощью этих диаграмм геодинамические обстановки формирования изверженных пород древних складча-то-блоковых и покровно-надвиговых систем необходимо предварительно произвести разграничение пород на океанские и континентальные типы. Для этой цели авторы использовали факторную диаграмму [4], на которой довольно надежно разделяются не только базальты, но и все дифференциаты серий континентальных и океанских изверженных пород. После этого на разработанных для базальтов факторных диаграммах [3] устанавливается принадлежность их к океанским МОЯБ, WPB, 1АВ или континентальным трапповым, островодужным, континентальным рифтовым образованиям. Принадлежность изверженных пород к внешним островным дугам, вулканическим поясам тыловых зон островодуж-ных систем или окраинно-континентальным вул-
Институт морской геологии и геофизики
Дальневосточного отделения
Российской Академии наук, Южно-Сахалинск
каноплутоническим поясам производится на соответствующей диаграмме из работы [4]. Цель сообщения — показать эффективность предложенного петрохимического способа определения геодинамических обстановок формирования изверженных пород и магмогене-рирующих тектонических структур на примере Шмидтовского террейна о. Сахалин.
В настоящее время обоснованы следующие представления о тектонической природе изверженных пород Шмидтовского террейна. В.С. Рождественский [5] в процессе выполнения крупномасштабных геолого-съемочных работ установил, что Шмидтовский террейн состоит из серии по-кровно-надвиговых пластин (Западно-Шмидтов-ской, Елизаветинской, Промежуточной и Восточ-но-Шмидтовской), имеющих внутреннее чешуйча-то-надвиговое строение, которые считаются структурно-формационными зонами, надвинутыми друг на друга. Западно-Шмидтовская пластина представляет собой позднемеловую островную дугу, заложенную на континентальном основании, Елизаветинская пластина — преддуговой прогиб, Восточно-Шмидтовская пластина — глубоководный желоб. Одним из авторов на п-ове Шмидта [6] были реконструированы вулканические острова, прибрежные равнины, преддуговой и междуговой прогибы, сложенные позднемело-выми—палеогеновыми отложениями, которые были включены в состав Восточно-Сахалинской островодужной системы. В.П. Симаненко с соавторами [7, 8] вулканиты марийской толщи п-ова Шмидта, изученные с применением современных геохимических методов, были включены в состав более древней (раннемеловой) Монероно-Самаргинской островодужной системы.
В складчато-блоковом и покровно-надвиговом геологическом строении о. Сахалин и дна прилегающих акваторий установлены: Западно-Сахалинская и Восточно-Сахалинская складчатые системы, состоящие из террейнов аккреционных призм и аккреционно--коллизионных комплексов, Центрально-Сахалинская и Охотоморская субдукци-
499
5*
Рис. 1. а —упрощенная тектоническая схема о. Сахалин [1]. 1 — кайнозойские отложения; 2 — террейны: Ш — Шмид-товский, СН — Северо-Набильский, ХК — Хановско-Краснотымовский, ТАр — Таулан-Армуданский, Н — Набиль-ский, Р — Рымникский, Г — Гомонский, Т — Терпеньевский, В — Вальзинский, ТЮ — Тюлений, С — Сусунайский, ОС — Озерско-Свободненский, РМ — Ребун-Монеронский, ТА — Тонино-Анивский, ЗС — Западно-Сахалинский; 3 — разломы и субдукционные сутуры: I — Центрально-Сахалинская, II — Охотоморская. б — тектоническая схема Шмид-товского террейна и геологический разрез по линии I—I' [5]. 1 — кайнозойские отложения; 2 — фрагменты вулканических островов; 3 — фрагменты преддугового и междугового прогибов; 4 — офиолитовые аллохтоны (серпентинизиро-ванные перидотиты, серпентиниты, серпентинитовый меланж); 5 — плагиограниты; 6 — габбро; 7 — габбро-диабазы, 8 — фрагменты базальтового слоя юрско-меловой океанской плиты; 9 — сдвиги и взбросо-сдвиги: 1 — Лонгрийский, 2 — Хейтонский, 3 — Туинский, 4 — Куэгдинский, 5 — Западно-Шмидтовский; 10 — тектонические чешуи; 11 — разломы: а — надвиги, б — сдвиги и взбросо-сдвиги. I—IV — на схеме номера тектонических пластин: I — Западно-Шмидтов-ская, II — Елизаветинская, III — Промежуточная, IV — Восточно-Шмидтовская.
онные сутуры (швы субдукционных палеозон), Поронайский и Охотоморский микроконтиненты [1]. Перечисленные террейны перекрыты кайнозойскими отложениями, залегающими на большей части территории с размывом и структурным несогласием (рис. 1).
На рис. 1б показано геологическое строение Шмидтовского террейна по данным [5]. Западно-Шмидтовская пластина отделена от серии восточных пластин полосой палеогеновых—неогеновых отложений, смятых в узкие, сильно сжатые складки с наклоном осевых плоскостей на севе-
ро-восток (см. разрез на рис. 1б). В нижней части пластина сложена песчаниками, гравелитами, алевролитами с линзами кремнистых пород и ри-фогенных известняков, а в верхней части — песчаниками, алевролитами и аргиллитами с углистыми прослоями и обильными включениями углефици-рованных растительных остатков (славянская свита, мощность 1400—1500 м, коньяк—ранний кампан). В районе Эспенбергского горного массива наблюдаются супракрустальные части разрушенной вулканической постройки — силлы, дайки, экструзивные тела трахитов, пироксено-
вых сиенитов, альбитофиров, дацитов, трахиан-дезитов, трахиандезитобазальтов. Сводовая часть и крылья Эспенбергской антиклинали сложены покровами и туфами трахиандезитов, трахиба-зальтов и трахилипаритодацитов палеогенового возраста (радиологический возраст 50 млн лет). Северная часть этой пластины сложена андезито-выми, андезибазальтовыми и базальтовыми пор-фиритами, андезитодацитами, липаритами, туфами, туфобрекчиями и экструзивно-жерловыми образованиями мыса Марии (марийская свита, мощность 1800 м, установленный по радиоляриям возраст валанжин—альб [7], радиологический возраст 99—39 млн лет — альб—эоцен [6]). Надви-говые чешуи Елизаветинской пластины в южной части сложены терригенно-вулканогенными образованиями славянской и марийской свит, а в северной части — терригенно-пирокластически-ми флишоидными и флишевыми комплексами тойской (ранний сеноман) и томинской (сенон— кампан) свит. Перекрыты они чешуей серпенти-нитового меланжа с включениями блоков и глыб перидотитов, плагиогранитов, родингитов, амфиболитов, глаукофановых сланцев и фрагментов орлинской спилито-диабазово-яшмовой толщи (мощность 900 м, юра—ранний мел).
Промежуточная пластина представляет собой смещенную в южном направлении по Хейтон-скому и Лонгрийскому взбросо-сдвигам часть Елизаветинской пластины.
Восточно-Шмидтовская пластина перекрывает по субгоризонтальной поверхности верхнемеловые осадочные образования Промежуточной пластины. Нижняя часть этой пластины сложена серпентинитовым меланжем (мощность десятки метров), включающим глыбы и блоки роговооб-манковых габбро, диоритовых лампрофиров, ро-дингитов, гарцбургитов, лерцолитов и хромитов. Верхняя часть пластины сложена серпентинизи-рованными гарцбургитами, среди которых встречаются лерцолиты, верлиты и энстатититы. В средней и северной частях эта пластина по пологому надвигу перекрыта чешуей океанских базальтов орлинской толщи. В районе горы Кручинной она прорвана серией диабазовых и преобладающих плагиогранитных параллельных даек с радиологическим возрастом 87.1 млн лет. Эта чешуя по пологому надвигу, падающему на восток, перекрыта чешуей габброидов и диабазов, также пронизанных комплексом параллельных даек. Кроме того, в состав Шмидтовского террейна входят базальты юрско-раннемеловой орлинской толщи и Восточно-Шмидтовского хребта, офио-литы пластин которого один из авторов считает фрагментами Охотоморской субдукционной су-туры, надвинутыми здесь на сеноманские фли-шоидные образования тойской свиты [1].
На классификационную TAS-диаграмму [9] (рис. 2) были нанесены только анализы извержен-
Na2O + K2O, мас. % 16г
14 12 10 8 б 4 2
35 39 43 47 51 55 59 бЗ б7 71 75
Ультра- I Осн°в-| Средние ¡Кислые Si2O, мас. %
основные
Рис. 2. TAS-диаграмма химической классификации изверженных пород [9]. А — низкощелочные: 1 — андезиты, 2 — дациты, 3 — риодациты, 4 — риолиты; Б — нормально-щелочные: 5 — пикриты, 6 — пикроба-зальты, 7 — основные пикробазальты, базальты, 8 — андезибазальты, 9 — андезиты, 10 — дациты, 11 — риодациты, 12 — риолиты; В — умеренно-щелочные: 13 — пикриты, 14 — пикробазальты, 15 — трахибазальты, 16 — трахиандезибазальты, 17 — трахиандезиты, 18 — трахидациты, 19 — трахириодациты, 20 — трахириоли-ты; Г — щелочные: 21 — трахиты, 22 — пантеллериты, 23 — комендиты, 24 — щелочные трахиты, 25 — щелочные пикриты, пикробазальты, 26 — щелочные базальты, 27 — фонотефриты, 28 — тефрифонолиты, 29 — фонолиты; 30—32 — фойдовые породы: 30 — щелочные пикриты, 31, 32 — фоидиты.
ных пород с хорошо сохранившимся первичным составом и небольшими потерями при прокаливании. На этой диаграмме островодужные породы Шмидтовского террейна, образующие дифференцированную серию, расположились преимущественно в полях умеренно-щелочных (В) и щелочных (Г) пород (названия пород
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.