ПЕТРОЛОГИЯ, 2014, том 22, № 1, с. 60-71
УДК (550.4:551.24.01.:552.313)(571/651)
РАННЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ КОЛЮЧИНСКО-МЕЧИГМЕНСКОГО ГРАБЕНА, ЧУКОТСКИЙ ПОЛУОСТРОВ
© 2014 г. П. И. Федоров*, В. Н. Смирнов**
*Геологический институт РАН Пыжевский пер., 7, Москва, 119017, Россия; e-mail:pi_fedorov@mail.ru **Северо-восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН ул. Портовая, 16, Магадан, 685000, Россия; e-mail: smirnov@neisri.ru Поступила в редакцию 14.04.2013 г. Получена после доработки 20.08.2013 г.
Изучен изотопно-геохимический состав позднепалеоцен-раннеэоценовых базальтоидов центральной части Колючинско-Мечигменского грабена на востоке Чукотского п-ова. Распределение петро-генных и редких элементов, а также их межэлементные отношения свидетельствуют о формировании базальтоидов в обстановке окраинно-континентального рифтогенеза. Примечательной чертой базальтов является сочетание в их составе деплетированных, внутриплитных и надсубдукционных геохимических характеристик, отличающих вулканиты горы Отдельной как от пород надсубдукционных вулканических поясов, так и от толеитов и щелочных лав континентальных рифтов и океанических островов. Крайне высокие, по сравнению с аналогичными вулканитами зон растяжения, 87Sr/86Sr отношения в базальтах горы Отдельной, связаны, вероятно, с вовлечением в зону магмогенерации карбонатного материала.
DOI: 10.7868/S0869590314010038
ВВЕДЕНИЕ
Северо-восточная окраина позднемелового Евроазиатского континента претерпела деструкцию и рифтогенез в течение двух главных этапов — ма-астрихт-раннепалеогенового и миоцен-четвертичного (Нижний палеоген..., 1997; Федоров, 2006; Федоров, Филатова, 1999; Филатова, 1987, 1988 и др.). За этот период времени были сформированы системы сдвигов, сбросов и грабенов, а также поля базальтоидов с внутриплитными геохимическими характеристиками в сочетании с терригенными грабеновыми фациями.
Терригенные и магматические комплексы ма-астрихт-раннеэоценового возраста размещаются в системах грабенов, которые, нарушая восточный край Евроазиатского континента, в целом конформно трассируют границу последнего с палео-пацификом. Системы грабенов несогласно пересекают разнообразные в генетическом и возрастном отношениях геологические образования Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, южной части Сибирского кратона, Верхояно-Чукот-ской тектонической области, а также Восточно-Чукотского, Северо-Охотского и Северо-Коряк-ского сегментов аккреционно-коллизионного орогенического пояса (Федоров, Филатова, 1999).
На востоке Чукотского полуострова установлен ряд геологических объектов, указывающих на рифтогенный характер развития полуострова в
течение кайнозоя. Это — межгорные впадины, ареалы базальтоидного магматизма с характеристиками внутриплитного магматизма, высокая сейсмическая активность, термальные источники. Подобная ассоциация позволила В.Ф. Белому выделить серию субпараллельных структурных прогибов, названную " Мечигменской рифтовой зоной" (Белый, 1995). Вместе с тем остаются мало исследованными структурные и вещественные характеристики ряда объектов зоны, а сама природа рифтогенеза трактуется крайне неоднозначно (Богданов и др., 1995; Fujita et al., 2002).
На востоке Чукотского п-ова проявления ран-некайнозойского вулканизма рассматривались в составе медвежинской, нунлигранской и тнеквэ-эмской свит палеогенового возраста(?) (Крюков, 1980; Тихоокеанская окраина Азии, 1991), образуя бимодальную базальт-риолитовую серию с резким преобладанием высокоглиноземистых (17.4—18.5 мас. % Al2O3) умеренно-титанистых (1.5—1.7 мас. % TiO2) толеитов. Исследования последних лет показали, что раннепалеогеновый вулканизм востока полуострова более разнообразен и представлен как толеитовыми ассоциациями, так и собственно щелочными.
Настоящая работа посвящена изотопно-геохимическим характеристикам раннепалеогено-вых базальтоидов вулканического ареала горы Отдельной (Игэльвеемская впадина) в составе
Таблица 1. Результаты датирования базальтов горы Отдельная, Восточная Чукотка
Номер образца Порода K2O ± а, мас. % 40Аг , ^rad ± а, нг/ г T ± а, млн лет
Э-1-04/1 Базальт 2.15 ± 0.01 9.09 ± 0.09 60 ± 1
Э-1-04/2 Базальт 2.02 ± 0.02 8.53 ± 0.12 60 ± 1
Э-1-04/3 Базальт 1.76 ± 0.01 6.63 ± 0.21 54 ± 2
Э-1-04/4 Базальт 1.69 ± 0.01 6.59 ± 0.05 55 ± 1
Примечание. Определения абсолютного возраста проводили в Лаборатории петрологии и изотопной геохронологии СВКНИИ ДВО РАН (аналитик А.Д. Люскин).
Колючинско-Мечигменского грабена восточной части Чукотского п-ова.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Согласно данным геологического картирования (Крюков, 1980; Крюков, Плясунов, 1987; Жу-ланова, 1990 и др.), докайнозойское тектоническое основание Чукотского полуострова представлено Уэленским и Сенявинским блоками Восточно-Чукотского докембрийского массива, разделяющими их мезозойскими структурами Чаун-Чукотской складчатой зоны, а также наложенными образованиями Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Основными кайнозойскими структурами полуострова являются глыбовые поднятия главного водораздела и п-ова Даурки-на, а также Колючинско-Мечигменская, Улюве-емская, Игэльвеемская и другие межгорные впадины, выполненные кайнозойскими континентальными и морскими отложениями.
В начале палеогена тектономагматическая активизация выразилась в формировании наложенных впадин, вмещающих мощные толщи континентальных терригенных осадков с прослоями ту-фогенных пород и, как выяснилось в последнее время, в достаточно обширных проявлениях бази-тового вулканизма. В ходе геологической съемки (Крюков, 1980) были установлены базальтовые покровы в Игэльвеемской впадине (рис. 1) и в верховьях рек Крынэнэйвеем и Пучэвеем, расположенных к северо-востоку от Колючинско-Мечигмен-ской впадины. Среди вулканогенных образований выделяются две различающиеся по составу разновидности оливинсодержащих базальтов: натриевых и субщелочных калиево-натриевых, возраст которых был определен, по косвенным признакам, как неоген-четвертичный (Крюков, 1980).
В Игэльвеемской впадине на склонах горы Отдельной установлены более шести потоков базальтов общей мощностью до 190 м. Базальты перекрывают потоки вулканитов и гранитоидные массивы Охотско-Чукотского вулканоплутони-ческого пояса позднемелового возраста и в свою очередь перекрываются флювиогляциальными позднеплейстоценовыми отложениями. Выпол-
ненные в СВКНИИ ДВО РАН калий-аргоновый анализы четырех образцов базальтов из горы Отдельной (табл. 1) показали их возраст от 54 ± 2 до 60 ± 1 млн лет (Смирнов и др., 2007). Таким образом, тектоническая активизация Чукотского полуострова в начале кайнозоя проявилась не только формированием межгорных впадин, но и сопровождалась излияниями значительных масс субщелочных базальтов. Вместе с тем на отдельных ареалах потоки базальтов несогласно залегают на образованиях раннепалеогеновой нунли-гранской свиты, что позволяет предположить, что часть базальтовых покровов Колючинско-Мечигменской зоны имеет более молодой (постпалеогеновый (?)) возраст.
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ И СОСТАВ МИНЕРАЛОВ
Базальты горы Отдельной — порфировые породы с интерсертальной основной массой. Вкрапленники сложены плагиоклазами, оливинами, кли-нопироксенами, а также выделениями титаномаг-нетита и сфена. Плагиоклазы — лабродоры и андезиты (An533-45 8). Клинопироксены представлены высокотитанистыми (TiO2 1.65-3.0 мас. %) железистыми авгитами (En35i0-29-7Wo4A9-A5AFs18i9-251) размером от 0.5 до 1.0 мм, часто образующими гломеропорфировые сростки с плагиоклазами и титаномагнетитами. Состав оливинов варьирует в пределах 43-57% Fo. Основная масса представлена ассоциацией клинопироксена, плагиоклазов, титаномагнетита. Базальты частично изменены: в отдельных образцах отмечается карбонатизация и соссюритизация основной массы.
ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗАЛЬТОВ
Петрохимические характеристики пород приведены в табл. 2 и на рис. 2-5. Согласно петрохи-мической классификации, базальты горы Отдельной по составу отвечают трахибазальтам (Le Bas et al., 1986) и располагаются в области щелочных пород (Irvine, Baragar, 1971) (рис. 2а). Базальты - умеренно-калиевые (K2O/Na2O = 0.6-0.8; рис. 2б), высокотитанистые (TiO2 2.7-3.1 мас. %), с
Рис. 1. Схема геологического строения района горы Отдельной, восток Чукоткого полуострова (по Ю.В. Крюкову, 1980, с дополнениями).
1 — позднечетвертичные аллювиальные и ледниковые отложения; 2 — палеогеновые дайки трахибазальтов и долери-тов; 3 — раннепалеогеновые потоки базальтов; 4 — позднемеловая эгвекинотская серия: риолиты, туфы, туфопесчани-ки, алевролиты; 5 — позднемеловые гранитоидные интрузивы сложного состава, 6 — позднемеловые граниты и грано-диориты; 7 — раннемеловые диориты и габбро-диориты; 8 — раннемеловые гранитоидные интрузивы сложного состава; 9 — раннемеловые амфибол-биотитовые граниты; 10 — раннемеловые двуслюдяные граниты; 11 — триасовые интрузивы габбро и габбро-диабазов; 12 — пермско(?)-триасовые песчаники, глинистые сланцы и алевролиты иуль-тинской серии; 13 — протерозойские гнейсы, амфиболиты, кристаллические сланцы, мраморы; 14 — зоны дробления, 15 — разрывные нарушения.
высокими содержаниями железа (Ре203 12.6— 14.1 мас. %) и фосфора (Р205 0.85-1.0 мас. %). Низкие концентрации N1 и Сг, наряду с невысокой магнезиальностью (mg# = 0.6-0.4), характеризуют их как дифференциаты первичных расплавов.
Поведение редких элементов демонстрирует двойственность индикаторных характеристик пород (рис. 3). Так, базальтоиды имеют высокие Zг/Y отношения (7.1-9.0) при концентрациях Zг
и Y (270—300 и 31—40 ppm, соответственно), что свойственно внутриплатным базальтам. Отношения La/Ta, варьирующие от 23 до 26, охватывают интервалы значений, с одной стороны, лав островных дуг и активных континентальных окраин, с другой — океанических и континентальных внутриплитных вулканитов. Th/Ta отношения изменяются от 2.7 до 3.0, занимая промежуточное положение между вариациями отношений в лавах срединно-океанических хребтов (Th/Ta = 0.45—
Рис. 2. TAS (а) и K20—K20/Na20 (б) диаграммы для раннекайнозойских базальтов Северо-Востока Азии. 1 — позднепал
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.