Вещественный состав мел-палеогеновых пород Котиковской серии полуострова терпения (о. Сахалин) (стр. 1 )

УДК 552.551.781 (571.642)

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МЕЛ-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ПОРОД КОТИКОВСКОЙ СЕРИИ ПОЛУОСТРОВА ТЕРПЕНИЯ (о. Сахалин)

, ,

,

Тихоокеанский океанологический институт им. ДВО РАН, Владивосток

АННОТАЦИЯ

Исследован вещественный состав радиоляриевых и иноцерамовых маастрихт-датских слоев учирской свиты, флишоидных палеоцен-эоценовых отложений заслоновской, туровской и ольдонской свит п-ова Терпения (Восточный Сахалин, котиковская серия). Рассмотрена проблема присутствия аммонитов в раннепалеогеновых толщах полуострова. Показаны основные этапы развития южной части Восточно-Сахалинского антиклинория в период верхний мел – ранний палеоген.

Ключевые слова: Восточно-Сахалинский антиклинорий, п-ов Терпения, котиковская серия, учирская свита, заслоновская свита, туровская свита, ольдонская свита, верхний мел, кайнозой, палеоцен, эоцен, радиолярии, палинофлора, обломки пород, минеральный состав цемента.

ВВЕДЕНИЕ

Тектоническая структура - Восточно-Сахалинские горы – п-ов Терпения - подводный хребет Терпения, входящая в состав южной части Восточно-Сахалинского атиклинория [1] является ключевым объектом в решении проблемы происхождения Курильской котловины. На п-ове Терпения [28] и в основании кайнозойского чехла подводного хребта Терпения [2, 27] установлены морские палеоцен-эоценовые отложения1. Геофизические данные, по мнению ряда исследователей, свидетельствуют о существовании в палеоценовое время в районе хребта полного набора морфоструктур окраинного моря, включая континентальный склон и глубоководную котловину [2, 3].

Авторами настоящей статьи предпринята попытка восстановления истории развития подводного хребта Терпения в кайнозое (как части Восточно-Сахалинского антиклинория), опираясь на геологические исследования прилегающей суши - п-ова Терпения, являющегося его континентальным продолжением. При проведении береговых экспедиций в этом районе (2000 и 2003 г. г.) были получены новые данные, которые и являются предметом обсуждения.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДЫДУЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В юго-восточной части Восточно-Сахалинских гор и на п-ове Терпения широко развиты отложения котиковской серии [5, 9, 14, 30]. Они представлены вулканогенно-кремнистыми отложениями учирской свиты и терригенными образованиями заслоновской, туровской и ольдонской свит, выполняющих синклинальную структуру. На основе единичных определений макрофауны и флоры отложения котиковской серии относятся к верхнему мелу, но имеются сведения, указывающие на более молодой возраст части этих пород. В кремнистых прослоях учирской свиты, залегающей в основании серии, были обнаружены радиолярии, среди которых определена Thecosphaera cf. votschvinensis Lipm. Этот вид характерен для вочвинского комплекса позднемелового-раннепалеогенового возраста Корякского нагорья и п-ова Камчатки [14]. также, предполагал, что верхняя часть ольдонской свиты может иметь датский возраст. [30] всю ольдонскую свиту условно относил к датскому ярусу палеогена, поскольку в слоях нижележащей туровской свиты содержатся остатки маастрихт-датской флоры.

По данным непрерывного сейсмопрофилирования (НСП) мелководный шельф восточнее Восточно-Сахалинских гор и побережья п-ова Терпения представляет собой террасу, образовавшуюся в результате морской абразии осадочных пород приподнятого западного борта кайнозойского бассейна. При его подъеме и последующем размыве на поверхность дна были выведены самые нижние осадочные толщи бассейна, называемого Прибрежным [26] или Пограничным [23]. В присахалинской части шельфа поверхность фундамента подстилающего кайнозойские осадочные породы имеет тенденцию к погружению под побережье острова, а мощность осадочной толщи увеличивается за счет появления более ранних образований, отсутствующих в разрезе на остальной части акватории. Самые древние отложения в удаленных от побережья районах шельфа представлены верхними толщами пиленгской свиты – нижними толщами борской свиты [23]. На прилегающей суше (Пограничный район Восточного Сахалина) отложения этих свит датированы на основе зональных диатомовых комплексов олигоценом – ранним миоценом [7; 32]. Эти данные говорят о том, что абразионная терраса ближе к берегу сложена более ранними кайнозойскими (старше олигоценовой пиленгской свиты) осадочными породами, а наиболее древние из них должны выходить на побережье. О возможном присутствии кайнозойских отложений в данном районе свидетельствуют и другие исследования [22, 23, 26, 33]. Кроме того, на подводном хребте Терпения были установлены морские отложения позднепалеоцен-раннеэоценового возраста [2, 27]. Вследствие их широкого развития на подводном хребте можно было ожидать нахождение одновозрастных осадочных толщ и на его континентальном продолжении – п-ове Терпения, где они и были обнаружены [28].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Во время экспедиций на п-ов Терпения (Восточный Сахалин) в 2000 и 2003 г. г. были опробованы отложения учирской и заслоновской свит (на западном побережье полуострова между мысами Острый и Обширный), а на восточном побережье - заслоновской, туровской и ольдонской (между мысами Святой и Давыдова) (рис. 1, 2). Координаты точек отбора образцов определялись по персональным навигаторам GPS-38 и «Magellan», а измерения элементов залегания пород – горным компасом.

Обломочный материал пород изучался в шлифах под поляризационным микроскопом Amplival. Состав цемента определялся рентгеноструктурным анализом на дифрактометре «Дрон-2.0» с Cu-kб излучением (плоский графитовый монохроматор), напряжением на аноде 30 kV и силой тока 40 mA. Образцы снимались в валовой пробе (фракция <0,16 mm) ориентированной из водной суспензии в воздушно-сухом, насыщенном этиленгликолем и прокаленном при 550є С в течение трех часов состояниях. Идентификация смешаннослойных минералов проводилась на основе моделей предложенных [11].

Полученные РЕЗУЛЬТАТЫ

Литолого-петрографическое описание

Учирская свита, залегающая в основании котиковской серии, слагает береговые обрывы залива Терпения севернее и южнее пос. Котиково, а также обнажается на восточном побережье одноименного полуострова в районе мысов Беллинсгаузена, Гвоздева и Шельтинга (рис. 1, 2). Мощность свиты 1000-2500 м. Она представлена преимущественно зелеными и ярко зелеными кремнистыми алевролитами, переслаивающимися с псаммитовыми и псефитовыми туфами и туффитами [14]. Местами алевролиты переполнены обломками раковин радиально-ребристых иноцерамов, образующих иногда слои мощностью до 0,2 м. В южном направлении резко возрастает участие вулканомиктовых туфоконгломератов и туфоконгломерато-брекчий, а также появляются агломераты.

В кремнистых алевролитах и туфопесчаниках на восточном побережье были определены раковины двустворчатых (Inoceramus ex gr. schmidtii Mich., I. ex gr. sachalinensis Sok., Anomya sp.) и брюхоногих (Patella gigantea Schmidt) моллюсков, а также аммонит Eupachydiscus aff. haradai Jimbo. Кроме этого, в породах учирской свиты обнаружил радиолярии (среди которых был определен вид Thecosphaera cf. votschvinensis Lipman) и отметил их сходство с вочвинским комплексом Корякского нагорья, возраст которого определялся как маастрихт-даний. Тем не менее, на основе макрофауны свита была датирована поздним кампаном [14].

Отложения учирской свиты (рис. 4, 9 а) изучались нами на западном побережье на участках м. Сигнальный - пос. Котиково и оз. Туровское - м. Пята (рис. 1, 2). На первом участке (обр. 209-237) слои обнажаются в береговом обрыве тектонического блока от м. Сигнальный до тектонической (по руслу ручья) границы с заслоновской свитой (около 4 км севернее пос. Котиково). Разрез представлен вулканотерригенными, вулканогенно-осадочными и кремнистыми породами. В нижней части разреза преобладают тонкозернистые разности – кремнистые алевролиты и алевроаргиллиты с прослоями туфов и туфопесчаников, а верхняя - представлена преимущественно агломератовыми туфами (рис. 4), вулканогенными конгломератами и конгломератобрекчиями. Межглыбовое пространство агломератовых туфов (обр. 213) заполнено обломочными зернами измененных эффузивов (от 0,2 до 4,0 мм) и сцементировано цеолитовым материалом. Вулканомиктовые песчаники (обр. 209, 210) верхней части разреза имеют аналогичный цемент порового и базального типов.

Нижние части берегового обрыва представлены переслаиванием кремнистых алевроаргиллитов и аргиллитов с туфопесчаниками и туфами. В районе м. Острый и южнее указанные породы слагают ритмичную слоистую толщу, содержащую многочисленные раковины иноцерамов (рис. 9 а), погружающуюся на северо-восток. Ее видимая мощность (в береговом обрыве) более 50 м. В основании обрыва располагается прослой мощностью около 20 см (в приливно-отливной зоне до 40 см), маркирующий самую нижнюю часть видимого разреза и состоящий, в основном, из обломков призматических слоев иноцерамов (рис. 9 г). Беспорядочная ориентировка обломков раковин этого слоя отражает, по-видимому, катастрофическое событие, произошедшее в учирское время.

Иноцерамсодержащая толща имеет ритмичное строение. Ритм (снизу вверх) начинается с туфопесчаника с мелкими обломками раковин, выше он сменяется породами с постепенно уменьшающейся зернистостью (туфопесчаником, алевролитом и алевроаргиллитом), не содержащими обломков раковин. В самой верхней части появляются алевроаргиллиты с раковинами иноцерамов. Мощность ритма от 0,2 до 2,0 м. Граница ритмов располагается между алевроаргиллитами, вмещающими раковины иноцерамов размером до 30 см в диаметре и туфопесчаниками, содержащими мелкие (от долей мм до первых см) обломки раковин (рис. 11).

Туфопесчаники среднезернистые (обр. 439, 443) состоят из обломков эффузивов, вулканического (цеолитизированного) стекла, призматических слоев иноцерамов, плагиоклаза, редко зерен пироксена и глауконитоподобного минерала (петрографическое определение). Встречаются единичные (0,2 мм) реликты радиолярий. Стекло и часть обломков плагиоклаза, вероятно, пирокластического генезиса. Непосредственно на контакте с алевроаргиллитами (прослой 2 мм), туфопесчаники содержат значительную (от 25 до 50%) примесь обломков иноцерамов размером 0,1 – 1,2 мм. Цемент пород цеолитовый. В алевроаргиллитах, на контакте с туфопесчаниками (обр. 439, 443), редкие псаммитовые (0,1-0,2 мм) зерна представлены плагиоклазом, цеолитизированным стеклом и обломками эффузивов. Для алевроаргиллитов характерна значительная (до 25%) примесь радиолярий плохой сохранности.