научная статья по теме ВУЛКАН ПЕКТУСАН: ХРОНОЛОГИЯ ИЗВЕРЖЕНИЙ, СОСТАВ И ЭВОЛЮЦИЯ МАГМ НА ОСНОВЕ K–AR-ДАТИРОВАНИЯ И ИЗОТОПОВ 87SR/86SR И 18O Математика

Текст научной статьи на тему «ВУЛКАН ПЕКТУСАН: ХРОНОЛОГИЯ ИЗВЕРЖЕНИЙ, СОСТАВ И ЭВОЛЮЦИЯ МАГМ НА ОСНОВЕ K–AR-ДАТИРОВАНИЯ И ИЗОТОПОВ 87SR/86SR И 18O»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 412, № 2, с. 226-233

ГЕОЛОГИЯ

УДК 552.313.554

ВУЛКАН ПЕКТУСАН: ХРОНОЛОГИЯ ИЗВЕРЖЕНИЙ, СОСТАВ И ЭВОЛЮЦИЯ МАГМ НА ОСНОВЕ К-Аг-ДАТИРОВАНИЯ

И ИЗОТОПОВ 8^г№г И 5180

© 2007 г. Член-корреспондент РАН В. Г. Сахно

Поступило 28.07.2006 г.

В пределах Дальнего Востока широко распространены базальтовые плато, долинные лавовые потоки, моногенные вулканы, излияния и извержения которых происходили в позднем миоцене и плиоцене. Современная вулканическая деятельность проявлена очень ограниченно, главным образом на юге Дальнего Востока: вулканы Уда-лянчи, Эркэшань, Цзинбоху (Северо-Восточный Китай), вулканы Токинского Становика (север Амурской области). Извержения этих вулканов (некоторые из них извергались в XVIII в.) проявились главным образом излияниями щелочных ба-зальтоидов (базанитов, лейцитовых базанитов, лейцититов и др.) и ограничились небольшим ареалом. Принято считать, что этот регион не является вулканически активным, а извержения в современное время не представляют опасности. Геологические исследования прошлого столетия показали, что расположенный на юге Дальнего Востока вулкан Пектусан (Байтоушань) извергался в историческое время, но об активности его деятельности в прошлом известно пока очень немного. Отсутствуют достоверные данные о масштабности, активности извержений на ранних этапах его развития, сведения о составе вулканических продуктов, цикличности и т.д. Это не позволяет дать оценку вулканической опасности. Некоторые вопросы геологии вулкана были затронуты в работах корейских, китайских и российских геологов [1-6 и др.]. Детальное изучение его строения и эволюции магматических событий возможно только на основе изотопной геохронологии пород, изучения разрезов, выделения циклов наиболее сильных извержений и характера эксплозивной активности в прошлом. Изотопное датирование таких пород, поскольку вулканические события проходили в позднем плейстоцене и голоцене, возможно только на основе новой методики, разработанной в ИГЕМ РАН [7].

Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток

Вулкан Пектусан расположен на границе двух стран - Северной Кореи и Китая, в непосредственной близости от Южного Приморья России (рис.1). Его географические координаты 42°06' с.ш., 128°04' в.д.

В 2004-2005 гг. нами выполнены исследования северо-восточного и западного склонов вулкана, в результате которых получен оригинальный материал по строению, составу и возрасту вулканических толщ от подножия до вершины. По южной стороне (Северо-Корейской) использованы геологические материалы по [3]. Новые данные по геохронологии, составу слагающих толщ позволили выделить этапы, циклы в развитии вулкана, а результаты изотопных исследований (по стронцию и кислороду) - рассмотреть некоторые вопросы генезиса щелочно-сиалических пород.

Этап формирования щитового вулкана отвечает наиболее ранним излияниям базальтов и трахитов, приуроченных к пересечению разломной системы Таньлу (ее восточной ветви) и разлома Пектусан. Здесь известны и более древние палеогеновые и миоценовые платоба-зальты (табл. 1). Продукты формирования щитового вулкана представлены щелочными базальтами, высокотитанистыми и высокожелезистыми разностями с высокой суммой щелочей и преобладанием натрия над калием. Выше по разрезу они сменяются менее железистыми и титанистыми, но более щелочными базальтами (I цикл). Это плотные афировые породы, в верхней части покровов появляются пористые с переходами в шлаковидные фации. Второй (II) цикл ознаменовался излиянием более магнезиальных и более натровых, но менее титанистых, субщелочных базальтов. Верхняя часть щитового вулкана (III цикл) представлена маломощными покровными излияниями трахиандезитов и трахитов.

На южной стороне, в низах щитового вулкана северокорейские геологи выделяют покровные трахиты, переслаивающиеся с субщелочными базальтами, возраст которых определен как поздне-плиоценовый (3.0-3.11 [3]). По данным [3] омоло-

127° 128° 128° 132° 136°

42°

45°

42°

42°

129°

Рис. 1. Схема геологического строения вулкана Пектусан составлена на основе геологических карт и космических снимков (Magmatic map of Jilin Province, China. M-6 1000000, 1989; 7). 1 - фундамент: a - мезозойские граниты, б - ар-хейско-протерозойские комплексы; 2 - комендит-риолитовые пеплы (1903 г. извержения); 3 - трахиты; 4 - базальты щитового вулкана; 5 - базальтовое плато (миоцен-палеоген); 6 - кальдера, заполненная оз. Тянчи; 7 - внешняя кальдера; 8 - жерловины моногенных базальтовых вулканов; 9 - Пектусанский разлом; 10 - разломы системы Таньлу; 11 - горячие источники и их температура; 12 - трубки взрывов.

жение центров излияния базальтов продвигается в северном направлении вдоль Пектусанского разлома.

Суммарная площадь щитового вулкана оценивается в 15-16 тыс. км2, а общий объем извергнутых продуктов - не менее 10-15 тыс. км3.

Формирование конуса страто-вулкана началось после перерыва, равного 450-500 тыс. лет, излиянием потоков трахитов и продолжалось на протяжении более 400 тыс. лет. Периклинальное залегание потоков трахитов хорошо прослеживается по окружности всего вулкана. Разрез конуса представлен потоками трахитовых лав, при этом их состав снизу вверх меняется мало: увеличением содержания кремнекислотно-сти и уменьшением магнезиальности при незначительных колебаниях соотношения №/К. Были сформированы мощные толщи покровных трахитов, прорванные трубчатыми телами (диаметром до 200-300 м) щелочных базальтов на северном и

западном склонах вулкана. Возраст внедрения щелочных базальтов - 240-245 тыс. лет назад. Завершается этот этап извержениями игнимбритов тра-хидацитового состава, перемежающихся с потоками лав трахитов. Реставрированная высота вулкана на этом этапе достигала не менее 3.0-3.5 тыс. м.

Кальдерный этап. В конце формирования конуса вулкана произошли эксплозивные извержения пеплов, брекчий и игнимбритов трахитового состава. Развитию кальдерного процесса -сильным эксплозивным извержениям - предшествовали внедрения трубчатых тел трахибазаль-тов и трахиандезитов, остатки которых обнаружены на западном склоне у кромки внешней кальдеры. Их возраст датирован 100-125 тыс. лет ВР. После небольшого перерыва начались извержение брекчий туфов и излияние игнимбритов в интервале 65-95 тыс лет назад. На западном склоне в это время формируется бокка, из которой изливаются трахитовые лавы. А завершается этот

Таблица 1. Петрохимический состав (мае. %), тусан

изотопные данные стронция и кислорода и абсолютный возраст представительных пород вулкана Пек- 8

к

а т

со

Порода, фация

№ пробы SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 FeO MnO CaO MgO Na2O K2O P2O5 H2O- П.п.п. Сумма 87Sr/86Sr 518O Возраст, млн. лет (K-Ar), тыс. лет (14C)

4 71.72 0.15 10.76 3.61 1.01 0.08 0.44 0.04 5.37 4.18 0.04 0.22 2.22 99.88 5.9 1903*

26-16 57.62 0.88 17.79 3.84 1.61 0.11 4.01 1.69 6.04 4.71 0.13 - 0.80 99.43 0.70516 ± ± 11 6.1 1903*

26-16 6.4

26-1а 70.24 0.31 9.86 4.59 0.12 0.09 0.64 0.39 5.20 4.61 0.03 - 3.50 99.58 0.70496 ± ± 13 5.9 1903*

26-1а

1д 70.70 0.21 12.31 1.75 2.27 0.06 0.27 0.04 4.93 4.41 0.05 0.10 2.58 99.68 6.6 1903*

3-1 65.91 0.31 15.56 2.74 2.63 0.10 1.00 0.12 5.81 5.14 0.05 0.12 0.30 99.80 6.1 1702*

3а 65.73 0.45 14.40 3.19 2.76 0.09 0.55 0.47 6.70 5.18 0.15 0.10 0.48 100.25 4.5 1702*

16 68.07 0.29 14.29 4.65 1.32 0.12 0.55 0.08 5.43 4.82 0.05 0.03 0.16 99.85 5.8 969 ± 20AD**

1г 68.05 0.27 14.06 5.00 0.36 0.11 0.66 0.03 5.70 4.75 0.05 - 0.20 99.89 5.0 969 ± 20AD**

4000ВР (2130ВР)**

28/46 66.41 0.28 11.23 5.68 0.17 0.13 0.65 0.30 6.51 4.71 0.03 - 3.50 99.59 0.70527 ± ± 22 6.2

1а 63.98 0.52 16.57 4.45 1.02 0.11 1.64 0.24 5.65 5.13 0.12 0.05 0.11 99.55 4.7 0.040 ± 0.03

1и/ос 63.18 0.44 17.25 2.20 2.62 0.11 1.72 0.32 5.55 5.34 0.13 - 0.67 99.53 0.70547 ± ± 13 5.8 0.065 ± 0.015

1/м 6.0 0.090 ± 0.015

26/16 64.97 0.49 14.20 3.20 2.88 0.19 1.53 0.21 5.61 5.56 0.09 - 0.50 99.44 5.4 0.065 ± 0.015

29/3в 63.89 0.43 15.10 3.21 2.43 0.13 1.38 0.64 5.81 6.12 0.09 - 0.60 99.83 6.3 0.040-0.065 ± ± 0.03

26/12 66.85 0.46 15.10 2.96 2.60 0.14 1.17 0.08 5.37 4.58 0.06 0.16 0.29 99.82 7.1 0.095 ± 0.015

28/1 54.86 2.10 16.78 2.91 5.51 0.10 6.38 3.37 3.82 2.83 0.05 - 0.61 99.49 5.1 0.100 ± 0.025

28/2 55.04 1.70 15.92 3.43 4.40 0.13 5.69 3.76 4.29 3.41 0.42 - 1.40 99.59 6.3 0.125 ± 0.025

й

3

н р

е и л

4

а к т с о П

Пемза щелочного риолита

Черный трахит в пемзе комендита

КПШ из трахита 26-16

Брекчия, обломок пемзы, комендит

КПШ из комендита 26-1а Брекчия комендита Игнимбрит Игнимбрит, покров

И О ä а Ä и

Ä ä Ä и и

Я Я

я

Ä ä

н

0 Я

1

Я 2

О О

о

IV

Шлаки, обломки; пеплы пантеллерита, комендита

Слабоспекшийся игнимбрит пантеллерита

О >

X О

й ы

н р

е д

л

л а

«

III

Тефра пантеллерита, пеплы

Игнимбрит, пеплы трахита

II

Трахит, черная тефра, обломки в брекчии

Черная пемза трахита из брекчии

КПШ из черной пемзы

Трахит, бокка, покров

Игнимбрит трахита, покров, сев. склон

Трахит, покровы, брекчии

Трахибазальт, трубка То же

I

I

Таблица 1. Окончание

Этап Цикл Порода, фация № пробы SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 FeO MnO CaO MgO Na2O K2O P2O5 H2O- П.п.п. Сумма 87Sr/86Sr 518O Возраст, млн. лет (K-Ar), тыс. лет (14C)

а н Трахиты, покров 20 64.72 0.44 16.60 3.47 1.24 0.09 1.66 0.35 5.31 5.35 0.08 0.18 0.11 99.60 0.704898 ± ± 17 5.1 0.135 ± 0.025

а к ч ^ я а о ^ н о м е III Игнимбриты слабос-пекшиеся 176 66.18 0.31 14.77 4.04 1.77 0.12 0.49 0.35 6.04 4.90 - 0.14 0.43 99.97

II Трубка щелочных базальтов с КПШ Трубка щелочных базальтов, сев. склон Трубка щелочных базальтов 28/19а 28/206 21/1 51.27 50.06 50.83 1.72 2.29 2.92 16.05 16.32 16.96 3.37 4.04 2.65 7.40 6.25 7.22 0.18 0.17 0.13 8.22 8.04 8.29 7.05 6.03 4.86 3.08 3.94 3.27 0.93 1.72 2.34 0.28 0.52 0.58 - 0.30 0.50 99.85 99.85 100.05 0.70472 ± ± 10 0.70491 ± ± 11 0.70483 ± ± 13 6.5 6.0 6.0 0.245 ± 0.03 0.240 ± 0.03 0.245 ± 0.03

и н а я о & и £ & о О Трахит, покров То же 7 12 67.63 67.27 0.37 0.29 14.61 14.83 4.83 4.40 0.23 0.7

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