ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 448, № 5, с. 576-582
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 550.93
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ МИГРАЦИЯ МАГМАТИЗМА В ПРЕДЕЛАХ КАВКАЗСКОГО СЕГМЕНТА АЛЬПИЙСКОГО ПОЯСА В РАННЕМ НЕОГЕНЕ В УСЛОВИЯХ СМЕНЫ ГЕОТЕКТОНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ: ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ © 2013 г. В. А. Лебедев, В. Н. Волков, А. К. Сагателян, академик И. В. Чернышев
Поступило 18.09.2012 г.
Б01: 10.7868/80869565213050204
Миоценовая эпоха является важнейшим, возможно ключевым, временным отрезком в кайнозойской истории Евразийско-Аравийской коллизионной зоны (ЕАКЗ), на котором произошли окончательное закрытие океанического бассейна Неотетис и прекращение субдукции под складчатые сооружения Понтийских гор и Малого Кавказа, началась "жесткая" стадия конвергенции между сомкнувшимися литосферными плитами и микроплитами и как следствие этого — воздыма-ние и образование грандиозных горных цепей и обширных плато Кавказского сегмента Альпий-ско-Гималайского складчатого пояса (АГП). Следствием смены региональной геотектонической обстановки стало в том числе и эволюционное изменение характера развивавшейся в этой части Земли вулканической активности — от надсубдук-ционного магматизма континентальной окраины к типичному континентальному внутриплитному магматизму.
Не останавливаясь здесь в деталях на анализе всех (более 10) опубликованных петрогенетиче-ских моделей, разработанных за последние десятилетия для объяснения причин зарождения внутриплитного магматизма в пределах Восточной Анатолии и Кавказа, отметим, что в совокупности они сводятся к двум базовым предположениям.
(1) Позднекайнозойская вулканическая деятельность на территории Кавказского сегмента является следствием активности астеносферной и субастеносферной мантии. В результате распространения Красноморского плюма в северном направлении вдоль зоны Левантийского
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва
Центр эколого-ноосферных исследований Национальной академии наук Республики Армения, Ереван
трансформного разлома под ЕАКЗ образовалось "горячее поле" мантии, а геотектоническая обстановка конвергенции континентальных плит не играет определяющей роли в возникновении и развитии здесь молодого магматизма [1, 2 и др.].
(2) Основной причиной развития внутриплит-ной вулканической активности на территории рассматриваемого региона в неоген-четвертичное время является континентальная коллизия. Взаимодействие крупных и целого ряда микроплит и террейнов привело к отрыву, погружению и плавлению слэба субдуцировавшей ранее под Понтий-ские горы и Малый Кавказ океанической части Аравийской плиты (деламинации литосферы под регионом, декомпрессионному плавлению в нижней части коры и т.п.). В свою очередь это вызвало пассивный подъем астеносферной мантии под Кавказским сегментом АГП и зарождение магматизма, по своим геохимическим характеристикам сходного с внутриплитным [3 и др.].
Несомненно, установление точных временных рамок для периода смены типа магматической активности на Кавказе и в Восточной Анатолии, происходившей на фоне постепенного изменения в этом регионе геодинамического режима и геотектонической обстановки, является одной из фундаментальных задач при изучении молодого континентального вулканизма Земли. Проведенные ранее многолетние исследования показали, что по своим геохимическим и изотопно-геохимическим характеристикам позднемиоценовые проявления магматизма на Большом Кавказе (8.5—6.0 млн лет назад), Малом Кавказе (9—5 млн лет) и Восточной Анатолии (11—5 млн лет) относятся уже к внутриплитному типу [3—5 и др.], в то время как раннеолигоценовая (35—28 млн лет назад) вулканическая активность Малокавказ-ско-Понтийской дуги (МПД), бесспорно, развивалась еще в режиме континентальной окраины над зоной субдукции (рис. 1). Необходимо отметить в этой связи, что в центральной части Во-
Рис. 1. Ареалы вулканизма на территории Кавказско-Анатолийского сегмента Альпийского пояса в палеогене—среднем миоцене. 1 — палеогеновый вулканический пояс (МПД); 2 — очаги раннемиоценового вулканизма; 3 — очаги сред-немиоценового вулканизма; 4 — ранне- и среднемиоценовая вулканические дуги; 5 — смещение фронта внутриплит-ного магматизма на север в позднем миоцене (указаны временные рубежи, млн лет назад).
сточной Анатолии распространены морские карбонатные отложения бурдигальского яруса. Это указывает на существование здесь глубоководного бассейна Неотетис вплоть до середины неогена (16—15 млн лет назад) [7].
Период с конца олигоцена до второй половины миоцена, на который, таким образом, для Кавказского сегмента приходится трансформация типа магматизма, обычно ранее рассматривался как амагматичный либо как временной отрезок с очень небольшими по масштабам проявлениями вулканической деятельности [6 и др.]. Несколько лет назад нами были получены первые свидетельства того, что в среднем миоцене (15—13 млн лет) магматическая активность на территории Кавказского сегмента АГП проявилась достаточно интенсивно, хотя ее продукты и не имеют здесь широкого площадного распространения (эффу-зивы комплекса Alada g к северу от оз. Ван, интрузии сиенитов в юго-западной Грузии [7, 8]).
Систематических исследований, в том числе изотопно-геохронологических, позволяющих пролить свет на вопрос о том, в каких масштабах на территории Кавказа и Восточной Анатолии была проявлена раннемиоценовая вулканическая ак-
тивность и каковы ее природа, интенсивность и ареал распространения, до настоящего времени не предпринималось. Известно только, что возраст последней фазы становления крупного Мегри-Ор-дубадского полигенного плутона на границе Армении и Нахичевани (Азербайджан), согласно опубликованным изотопным данным армянских исследователей [9 и др.], составляет 25—20 млн лет; кроме того, имеется одна K-Ar-дата для вулканитов из окрестностей г. Эрзурум в Турции, также попадающая в этот возрастной диапазон [10].
Нами проведено изотопно-геохронологическое изучение (K-Ar- и 40Аг/39Аг-методами) ряда магматических пород Южной Армении (Зангезурский хребет) и Восточной Анатолии (район г. Ташлычай, истоки р. Мурат), которые по их стратиграфическому положению могли быть отнесены к образованиям раннего-среднего неогена. Полученные результаты позволяют уточнить имеющиеся представления об истории развития вулканической активности в пределах ЕАКЗ в позднем кайнозое, выявить новые этапы молодого магматизма и определить важнейшие временные рубежи, на которых происходила смена его генетического типа в разных частях данного региона.
Таблица 1. Результаты К—Аг-датирования магматических пород Малого Кавказа
Образец Объект, порода, место отбора Материал Калий, % 40Аг , ^радо нг/г ± СТ 40Аг , % (в образце) Возраст, млн лет ± 2ст
19-3/81* Субвулканическое тело санидиновых риолит-порфиров (Елпинский комплекс) у развалин с. Ортун, район с. Елпин, Вайоцдзор, Армения Санидин 8.32 7.38 ± 0.03 9.4 12.7 ± 0.3
20/81* Субвулканическое тело санидиновых сиенит-порфиров (Елпинский комплекс) на водораздельном гребне в 1.5 км к СЗ от развалин с. Ортун, район с. Елпин, Вайоцдзор, Армения То же Биотит Основная масса 8.92 7.42 4.39 7.67 ± 6.51 ± 3.920 ± 0.03 0.02 0.016 22.6 18.0 16.6 12.4 ± 0.3 12.6 ± 0.3 12.8 ± 0.3
11/81* Покров андезитов джульского горизонта у подножья горы Агйарган в районе с. Угедзор (Кочбек), Вайоцдзор, Армения Плагиоклаз 0.605 0.740 ± 0.006 20.6 17.6 ± 0.9
12/81* Покров крупнопорфировых андезидацитов, район перевала Воротан (Кочбек), северный склон горы Каракая, Сюник, Армения Биотит 5.45 6.32 ± 0.03 29.4 16.7 ± 0.4
13/82* Стекловатые риолиты джульского горизонта на северном склоне горы Агйарган в районе с. Угедзор (Кочбек), Вайоцдзор, Армения То же Стекло 6.15 4.40 7.61 ± 5.084 ± 0.03 0.019 43.6 17.9 17.7 ± 0.4 16.6 ± 0.4
19/82* Субвулканическое тело риодацитов в палеогеновых толщах в районе с. Зедеа (Зейта) к югу от г. Ехегнадзор, Вайоцдзор, Армения Основная масса 3.25 5.37 ± 0.02 16.4 23.7 ± 0.6
21/82* Покров стекловатых риолитов на склоне горы Кузучи-даг, дорога от с. Муцк (Барц-раван) к оз. Зардов (Зардан-Гель), Сюник, Армения Биотит Стекло 6.63 5.33 18.19 ± 12.21 ± 0.06 0.05 11.1 15.8 39.1 ± 0.8 32.7 ± 0.8
4** Дайкообразное тело сиенитов в районе с. Агаракадзор к югу от г. Ехегнадзор, Вайоцдзор, Армения Биотит 7.14 12.6 ± 0.3 35.5 24.8 ± 1.1
09-УШ-185а Массив гранодиоритов у с. Саманёлу к югу от г. Ташлычай, Восточная Анатолия, Турция (39.526090° с.ш., 43.303510° в.д., ^0384) То же Амфибол 6.67 0.89 10.78 ± 1.458 ± 0.04 0.010 12.7 48.1 23.2 ± 0.5 23.5 ± 0.9
Примечание. * Образцы из коллекции В.Н. Волкова (ИГЕМ РАН); ** образец из коллекции Ф.И. Вольфсона; ошибка определения содержания калия — ±1% отн. (а).
К—Аг-датирование кайнозойских магматических пород южной части Малого Кавказа и Восточной Анатолии выполнено с использованием мономинеральных фракций и основной массы пород (табл. 1). Концентрация радиогенного аргона определялась на масс-спектрометре МИ-1201 ИГ (СЭЛМИ, Украина) методом изотопного разбавления с моноизотопом 38Аг в качестве трасера, содержание калия — методом пламенной спектрометрии на фотометре ФПА-01 ("Элам-центр", Россия). Датировки 40Аг/39Аг-методом двух образцов биотита из вулканических пород Зангезур-ского хребта были выполнены на масс-спектрометре МИ-1330 (Россия) с использованием ступенчатого нагрева (табл. 2). Облучение образцов проведено потоком быстрых нейтронов в ядерном реакторе Национального исследовательского центра "Курчатовский институт". В качестве монито-
ра потока использован международный стандартный образец амфибола ММИЪ-1. Места отбора изученных проб приведены в табл. 1 и на рис. 2.
Как было отмечено выше, на границе Армении и Нахичевани в южной части Зангезурского хребта известен крупный (35 х 20 км) Мегри-Ордубад-ский интрузивный массив (рис. 1), сложенный различными по составу и геохимическим характеристикам породами [11 и др.]. Исследования, проведенные армянскими геологами, позволили установить многофазный характер его формирования. На основании серии К—Аг-датировок, полученных в 60-х гг. XX в. в ИГН НАН Армении,
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.