научная статья по теме РАННЕЭОЦЕНОВЫЙ МАГМАТИЗМ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ: СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Геология

Текст научной статьи на тему «РАННЕЭОЦЕНОВЫЙ МАГМАТИЗМ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ: СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2012, том 20, № 2, с. 166-207

УДК 551.24:552.32(571.66)

РАННЕЭОЦЕНОВЫЙ МАГМАТИЗМ СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ: СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

© 2012 г. М. В. Лучицкая, А. В. Соловьев

Геологический институт РАН Пыжевский пер., 7, Москва 119017, Россия; e-mail: luchitskaya@ginras.ru

Поступила в редакцию 15.03.2011 г.

Получена после доработки 24.09.2011 г.

На юге Срединного хребта Камчатки в раннем эоцене (около 52 ± 2 млн. лет назад) широко проявлены процессы мигматизации и гранитообразования. В статье рассмотрены особенности состава и условия формирования раннеэоценовых гранитоидов. В пределах Малкинского поднятия присутствуют как равномернозернистые высокоглиноземистые двуслюдяные гранатсодержащие граниты и мигматиты, так и тоналиты, трондьемиты (ТТГ). Петрографический состав и петрохимические характеристики большей части гранитов Малкинского поднятия Срединного хребта (высокие содержания SiO2, наличие мусковита и граната в составе пород, соотношение в них коэффициента глиноземистости ASI и SiO2, FeOt + MgO + TiO2 и SiO2, Al2O3/TiO2 и CaO/Na2O), а также составы биотитов указывают на их сходство с гранитами S-типа. Характер распределения РЗЭ, данные по содержаниям Sr, Y позволяют предполагать, что при формировании гранитов и ТТГ в процесс плавления вовлекаются два типа источника: метаосадочный и метабазитовый. Метаосадочный характер протолита большей части гранитов подтверждается сходством спектров распределения РЗЭ гранитов и вмещающих метатерригенных пород колпаковской и камчатской серий. Вариации отношений Rb/Ba и Rb/Sr в гранитах показывают, что их протолитом могли служить метаосадочные породы, как обедненные, так и обогащенные пелитовым компонентом. Наличие помимо основного объема гранитов, сходных с гранитами S-типа, ТТГ, вероятно, имеющих мафический характер протолита, позволяют в целом сопоставлять раннеэоценовые гра-нитоиды с Кордильерским типом S-гранитов.

Коллизия Ачайваям-Валагинской энсиматической островной дуги с Камчатской окраиной Евразии, начавшаяся 55—53 млн. лет назад, предшествовала раннеэоценовому магматизму. В процессе коллизии комплексы дуги были надвинуты на отложения континентальной окраины, что вызвало их быстрое погружение, прогрев коры, мигматизацию и выплавление гранитов, тоналитов и трондьемитов 52 ± 2 млн. лет назад при температурах от 645 до 815°С. Для настолько быстрого прогрева (максимум 3—5 млн. лет) необходим дополнительный источник тепла, которым, по-видимому, являлась мантия, воздействовавшая на основание коры в результате отрыва слэба. Поступление мантийного материала привело к становлению одновозрастных гранитоидам интрузивов норит-кортландитовой формации, несущих сульфидную медно-никелевую минерализацию.

Таким образом, особенности состава гранитоидов и данные о интрузиях норит-кортландитовой формации, позволяют предполагать вовлечение мантийного вещества в процесс раннеэоценового синколли-зионного магмогенеза на Камчатке. Новые U-Pb датировки цирконов с использованием SHRIMP из гранитоидов и опубликованные в последние годы данные о возрасте норит-кортландитовых интрузивов указывают на их одновозрастность и позволяют выделить раннеэоценовый этап магматической активности на Камчатке.

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы благодаря использованию современных прецизионных геохронологических методов на юге Срединного хребта Камчатки установлен раннеэоценовый возраст интрузивных пород различного состава. Раннеэоценовые гранитоиды и мигматиты широко проявлены в пределах метаморфических образований в южной части Срединного хребта (Иоип§ап й а1., 2004, 2009; Соловьев, 2008; Лучицкая и др., 2008). Кроме того, в этом регионе описаны интрузии норит-кортландитовой формации, несущие сульфидные медно-никелевые руды, того же возраста (Конников и др., 2006а, 2010; Степанов, Трухин, 2007; Сидоров, 2009; Трухин и др., 2008, 2009). Таким образом, накопилось достаточно

данных для выделения раннеэоценового этапа магматической активности на Камчатке.

Раннеэоценовые граниты на юге Срединного хребта Камчатки интрудируют как метаморфиты автохтона (колпаковская серия, крутогоровские гнейсированные гранитоиды, камчатская и хей-ванская свиты), так и метаморфизованные образования аллохтона (андриановская, химкинская свиты) (Соловьев, 2008). Таким образом, прорывая зону главного надвига, эти гранитоиды могут быть классифицированы как "сшивающие" интрузии. Возраст раннеэоценового магматизма и анатексиса обоснован и-РЬ датировками цирконов и монацитов (табл. 1) и принимается равным 52 ± 2 млн. лет (Иоиг1§ап й а1., 2009).

Таблица 1. Сводная таблица геохронологических данных по раннеэоценовым мигматитам и магматическим породам юга Срединного хребта Камчатки

Номер образца Комплекс и тип породы Метод, минерал Широта Долгота Возраст, млн. лет (±2ст) Литературная ссылка

Мигматиты и гранитоиды

02JH47/1 Колпаковская серия, мигматит Th-Pb SHRIMP, монацит 54°50.120'С 157°23.096'В 52.4 ±0.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02JH47/1 Колпаковская серия, мигматит U-Pb SHRIMP, циркон (каемки) 54°50.120'С 157°23.096'В 51.2 ±0.5 (Ноигщапе1а1.,2009)

02JH47/2 Колпаковская серия, мигматит Th-Pb SHRIMP, монацит 54°50.120'С 157°23.096'В 51.7 ±0.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02JH14 Колпаковская серия, гнейс Th-Pb SHRIMP, монацит 54°49.288' С 157°13.258'В 50.5 ±0.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02JH111 Рвущая дайка гранита Th-Pb SHRIMP, монацит 54°37.547' С 157°35.049'В 51.9 ±0.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02JH111 Рвущая дайка гранита U-Pb SHRIMP, циркон 54°37.547' С 157°35.049'В 52.6 ±1.2 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02JH117 Гранит Th-Pb SHRIMP, монацит 54°37.017'С 157°34.935'В 52.1 ±0.6 (Ноип§апега1.,2009)

02JH117 Гранит U-Pb SHRIMP, циркон 54°37.017'С 157°34.935'В 50.1 ±1.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

02AS04 Биотитовый тоналит U-Pb SHRIMP, циркон 54°53.150'С 157°17.200' В 51.5 ±0.7 (НоиЙБап ег а1., 2009)

04AS67 Гранит U-Pb SHRIMP, циркон 54°27.703' С 157°26.520'В 54.9 ±0.5 (Настоящ. статья, табл. 2)

2110в Колпаковская серия, мигмати-зированный амфиболит U-Pb SHRIMP, 2 точки в одном цирконе - - 48.7 ±0.8 (Кузьмин и др., 2009)

1241д Колпаковская серия, мигмати-зированный амфиболит U-Pb SHRIMP, циркон - - 50.3 ±4.0 (Кузьмин и др., 2009)

Интрузии норит-кортландитовой формации

К2-394 Массив Кувалорог, габбро U-Pb SHRIMP, циркон - - 50.8 ±1.4 (Конников и др., 2006а)

КС-5 Массив Кувалорог, габбро Ar-Ar, биотит, амфибол - - 57.2 ±1.4 (Конников и др., 2006а)

Д-5 Массив Дукук, габброиды U-Pb SHRIMP, циркон - - 53.6 ±2.0 (Конников и др., 2010)

СШ-1.5,7 ША-3.5 Массив Шануч, габбро-диори-ты и диориты Rb-Sr, биотит, амфибол (изохрона по 5 образцам) - - 49.2 ±2.7 (Степанов, Трухин, 2007)

Месторождение Геофизическое Rb-Sr, флогопит, биотит, амфибол - - 53.3 ±1.8 (Трухин и др., 2008)

69-1,360-2, 377 Массив Кувалорог, кортланди-ты и флогопитовые горнблен-диты Rb-Sr, флогопит, биотит, амфибол (изохрона по 3 образцам) - - 55.2 ±2.2 (Трухин и др., 2009; Степанов и др., 2010)

Массив Шануч, габбро Ar-Ar - - 49.8 ±0.3 (ВипсИгеп ег а1., 2003; Сидоров, 2009)

Дукукский комплекс, 6 габбро-кортландитовых силлов Ar-Ar - - 49.8-53.0 (ВипсИгеп ег а1., 2003; Сидоров, 2009)

2

Я Я

И (Ö О

к и я о и £

Н S

0J

О та

й

S Я

я о

о

X та

И

Gl $

о\

Установлено, что раннеэоценовый гранитоид-ный магматизм на юге Срединного хребта Камчатки инициирован коллизией Ачайваям-Валагин-ской энсиматической дуги с Камчатской окраиной Евразии (Кирмасов и др., 2004; Соловьев, 2008; Лучицкая и др., 2008; Hourigan et al., 2009). Гранитоиды сформированы на синколлизионной стадии и маркируют становление "новообразованной" континентальной коры Камчатки.

В настоящей статье представлены новые результаты детального геолого-структурного, петрографического и петрогеохимического изучения раннеэоценовых гранитоидов южной части Срединного хребта. Гранитоиды, для которых приводятся новые геохимические данные, имеют надежный возрастной контроль, обоснованный датировками цирконов и монацитов (U-Pb метод, SHRIMP). Петролого-геохимические и возрастные характеристики гранитоидов использованы также для реконструкции геодинамической обстановки их формирования и, в частности, для решения вопроса об участии мантийного вещества в процессе синколлизионного магмогенеза.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЮГА

СРЕДИННОГО ХРЕБТА КАМЧАТКИ

Проявления раннеэоценового магматизма (Кирмасов и др., 2004; Трухин и др., 2008; Шапиро и др., 2008; Селянгин, 2009) пространственно связаны с крупным выходом метаморфических пород Камчатки, расположенным в Малкинском поднятии Срединного хребта (Карта..., 1999). Метаморфические породы Малкинского поднятия простираются в меридиональном направлении на расстояние около 200 км при ширине выхода 30— 40 км (рис. 1) (Карта., 1999). Происхождение, возраст, характер структуры, соотношение комплексов и природа протолита метаморфических пород Срединного хребта Камчатки являются предметом дискуссий на протяжении последних 30 лет (Лебедев, 1967; Марченко, 1975; Ханчук, 1985; Рихтер, 1995; Государственная., 2006; Соловьев, 2008; Селянгин, 2009 и многие другие). Авторы придерживаются представлений о по-

кровно-складчатом строении метаморфических комплексов Срединного хребта Камчатки, впервые высказанных Г.В. Жегаловой (1978, 1981). В ходе последующих работ эти представления получили дальнейшее развитие (Рихтер, 1995; Бонда-ренко, 1997; Кирмасов и др., 2004). В настоящей статье за основу принимается схема (Соловьев, 2008; Шапиро и др., 2008; Hourigan et al., 2009), обоснованная структурными наблюдениями и новыми геохронологическими данными. Согласно этой схеме колпаковская серия, прорванная гранитами крутогоровского комплекса, и перекрывающие ее отложения камчатской серии (шихтинской свиты) и хейванской свиты являются автохтоном (рис. 1—3) (Шапиро и др., 2008). Неметаморфизованные отложения хозгонской свиты также относятся к автохтону. Аллохтон представлен образованиями андриановской, химкинской, ирунейской и кирганикской свит.

Образования колпаковской серии, прорванные гнейсированными крутогоровскими гранитами, образуют нижний структурный этаж автохтона. Колпаковская

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.

Показать целиком