Охотско-Чукотский вулканогенный пояс: прецизионная
геохронология (40Ar/39Ar и U-Pb SHRIMP-датирование) в приложении к общей длительности и периодичности вулканизма
1, 2
1Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН,
Магадан, *****@***ru
2 Геологический факультет МГУ, Москва
Пространственно-временные особенности формирования и эволюции Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП) являются критическими для нашего понимания тектонической эволюции северо-восточной окраины Азии, механизмов, ответственных за течение вулканических процессов в окраинно-континентальных поясах. Время заложения и продолжительность извержений в ОЧВП принадлежат к ключевой информации, которая при синхронизации с магматизмом на прилегающих структурах поможет предметно обсудить тектоническую историю окраины Палеопацифики, проследить связь с процессами в океанической её части. Точные данные о возрасте главных эпизодов вулканизма ОЧВП важны и для направления поисков эпитермальных Au-Ag месторождений. Особый интерес представляет возможность реконструкции палеоклимата в меловой эпохе на основании прецизионного изотопного датирования флороносных вулканитов.
Почти всеми исследователями интервал времени формирования ОЧВП принимался как альб – кампан (около 20-35 млн лет) – на основании фитостратиграфических данных, либо изотопного K-Ar и Rb-Sr датирования горных пород по валу. В последних публикациях длительность формирования пояса сужается до 25 млн лет (средний альб – сантон по [Белый, 1994]) и даже домлн лет (ранний альб – сеноман по [Котляр, Русакова, 2004]). Используемые до последнего времени K-Ar и Rb-Sr датировки давали значительный разброс дат, нередко трудно интерпретируемый [напр. Котляр и др., 2001]. Возникающие при этом сложности обусловлены отсутствием в этих методах внутреннего контроля нарушенности изотопных систем, разным подходом к интерпретации дат и, как следствие, получением невоспроизводимых результатов. Ar-Ar датирование по минералам, а особенно U-Pb датирование единичных кристаллов циркона, имеют в этом смысле ряд известных преимуществ, главное из которых – устойчивость циркона к наложенным преобразованиям (температура изотопного закрытия минерала достигает 900 С ). Первые полученные надлежащим способом минеральные Ar-Ar и U-Pb датировки вулканитов ОЧВП дали совершенно новые оценки возраста начала извержений и длительности известково-щелочного вулканизма в ряде вулканоструктур [Kelley et al., 1999; Акинин и др., 2000; Hourigan, Akinin, 2004; Ispolatov et al., 2004; Тихомиров и др., 2005]. Возраст главного объема вулканических накоплений во внешней зоне Охотско-Чукотского вулканогенного пояса приходится на турон – ранний кампан, от 90 до 81 млн. лет [Акинин, Ханчук, 2005]. Не противоречат этим данным и результаты датирования детритовых цирконов из флороносных вулканогенно-осадочных слоев арманской свиты и андезитовых туфов нараулийской свиты, слагающих низы разреза ОЧВП в Охотском секторе. Наиболее молодые популяции циркона в них имеют возраст около 91 млн лет и названные свиты не могут быть древнее. При этом не исключается асинхронность проявлений вулканизма в разных секторах и зонах пояса и наличие более древних, подчиненных по объему импульсов [Тихомиров и др., 2005], однако относятся ли эти импульсы к собственно этапу вулканизма ОЧВП, остается неопределенным. Во внутренней зоне ОЧВП датированы пока только постаккреционные Восточно -Тайгоносский и Магаданский габбро-гранитные батолиты, U-Pb возраст для них находится в интервале 107-95 млн лет [Hourigan, 2003], откуда может следовать предположение о возможном спаде магматической активности на континентальной окраине в интервале 90-94 млн лет назад. В целом, если учитывать все новые U-Pb и 40Ar/39Ar геохронологические данные только по вулканическим породам ОЧВП (всего 70 образцов в базе данных ГЕОХРОН), на суммарной гистограмме предварительно можно выделить три пика вулканизма с возрастом 82, 87 и 94 млн лет (Рис.1). Два первых приходятся на главный объем извержений во внешней зоне, а последний представляет пока еще единичные датировки вулканитов из основания пояса в Западно-Охотской и Восточно-Чукотской фланговых зонах и Анадырском секторе. Плато-базальты, венчающие разрезы вулканитов ОЧВП с пиком около 76 млн лет, не включаются в состав пояса т. к. имеют иные геохимические характеристики [Филатова, 1988] и извергались только через 4-5 млн лет после излияния предшествующих последних порций известково-щелочных магм [Hourigan, Akinin, 2004].
Общий объем отложений, слагающих ОЧВП, мы оцениваем с помощью ГИС по геологии Северо-Востока России в 2,9 млн км3 (при принятой средней мощности в 1 км), что почти в 3 раза больше, чем это считалось раньше. Так, по данным и общий объем извергнутых вулканических формаций составляет в ОЧВП около тыс. км3 за период около 25 млн лет, от среднего альба до сантона. Таким образом, скорость вулканических накоплений составляла около 0,05 км3/год, что представляется нам недостаточным. Если принимать во внимание последние прецизионные измерения возраста с помощью U-Pb SHRIMP датирования циркона и 40Ar/39Ar датирования фенокристаллов санидина, биотита и амфибола, то интервал времени формирования ОЧВП в отдельных вулканоструктурах значительно сужается. В структурах Пегтымельского прогиба на Чукотке, Арманской вулканоструктуре и Гайчанской кальдере в Северном Приохотье реконструируется катастрофический характер вулканизма, когда главный объем известково-щелочных вулканитов был извергнут в течение 2 – 5 млн лет. В Пегтымельском прогибе общая мощность вулканитов составляет 3-4 км, при этом разница в возрасте нижней алькаквуньской и верхней коэквуньской свит укладывается в интервал около 2 млн лет [Kelley et al., 1999; Ispolatov et al., 2004]. С учетом этих новых более надежных датировок скорость вулканических накоплений в отдельных вулканоструктурах достигала 0,15-0,36 км3/год и более (при общем объеме извержений во внешней зоне 723 тыс. км3). Все приведенные простейшие расчеты безусловно предварительные, однако мотивируют к построению более точных объемных моделей строения и эволюции ОЧВП. Наиболее перспективным нам представляется исследование пространственно-временных особенностей магматизма с использованием геофизических данных в пределах отдельных локальных вулканоструктур.
Исследования выполнены при поддержке гранта ДВО РАН 05-III-A-08-004, гранта РФФИ а и гранта Стэнфордского Университета (BVG-2004).
Список литературы
В., И. Охотско-Чукотский вулканогенный пояс: ревизия возраста на основе новых 40Ar/39Ar и U-Pb изотопных данных // Доклады Академии Наук. 2005, T. 404, № 5. C. 654-658.
В., Хоуриган Дж., Райт Дж., Ф. Новые данные о возрасте Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (U-Pb SHRIMP-датирование) // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма. М.: ИГЕМ РАН, 2006.
Геология Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1994, 76 c.
, , Изотопные системы магматических и метаморфических комплексов Северо-Востока России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2001, 319 с.
Н., Б. Меловой магматизм и рудоносность Охотско-Чукотской области: геолого-геохронологическая корреляция. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2004, 152 c.
Л., В., О., Ю., В. Асинхронность формирования Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (новые данные 40Ar/39Ar и U-Pb геохронологии) // Тектоника земной коры и мантии. Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых. материалы XXXVIII Тектонического совещания: М.: ГЕОС, 2005, Vol. 2. P. 274-277.
Периокеанические вулканогенные пояса. М.: Недра, 1988, 264 c.
Hourigan J. K. Mesozoic-Cenozoic tectonic and magmatic evolution of the Northeast Russian margin [PhD thesis ]: Stanford University, 2003, 218 c.
Hourigan J. K., Akinin V. V. Tectonic and chronostratigraphic implications of new 40Ar/39Ar geochronology and geochemistry of the Arman and Maltan-Ola volcanic fields, Okhotsk-Chukotka volcanic belt, northeastern Russia// Geological Society of America Bulletin, 2004, Vol. 116, № 5/6. P. 637-654.
Ispolatov V. O., Tikhomirov P. L., Heizler M., Cherepanova I. Yu. New 40Ar/39Ar Ages of Cretaceous Continental Volcanics from Central Chukotka: Implications for Initiation and Duration of Volcanism within the Northern Part of the Okhotsk Chukotka Volcanic Belt (Northeastern Eurasia)// Journal of Geology, 2004, Vol. 112. P. 369-377.
Kelley S. P., Spicer R. A., Herman A. B. New 40Ar/39Ar dates for Cretaceous Chauna Group tephra, north-eastern Russia, and their implications for the geological history and floral evolution of the North Pacific region // Cretaceous Research, 1999, Vol. 20, №. 1. P. 97-106.
