Автор: Катков Сергей Михайлович
Название работы: Структурная эволюция западного сегмента Анюйско-Чукотской складчатой системы
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.03 - геотектоника и геодинамика
Классификационный индекс:
Ведущая организация: Объединенный институт физики Земли РАН, Москва
Руководитель:
профессор доктор геолого-минералогических наук Соколов Сергей Дмитриевич;
Оппонент:
профессор доктор геолого-минералогических наук Худолей Андрей Константинович;
кандидат геолого-минералогических наук Вержбицкий Владимир Евгеньевич;
Место защиты: ауд. 415, геологические факультет МГУ
Дата защиты: 2010-03-26 16:00
Издательство: Москва
Количество страниц: 198
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы.
Глава 1. История геологических исследований и геологическое строение Западной Чукотки.
Глава 2. Характер деформаций Анюйско-Чукотской складчатой системы в сравнении со структурами Южно-Анюйской сутуры.
Глава 3. Возраст деформаций Анюйско-Чукотской складчатой системы.
Глава 4. Тектоническая эволюция западного сегмента Анюйско-Чукотской складчатой системы.
Список основных публикаций по теме диссертации.
|
Реферат:
Общая характеристика работы..
Актуальность работы.
Вопросы тектоники северного обрамления Тихого океана остаются актуальными как в нашей стране, так и за рубежом. С начала 90-х годов ХХ века наблюдается повышенный интерес
к российскому сектору Восточной Арктики в связи с прогнозируемыми богатыми природными ресурсами и общей геополитической ситуацией. К золотодобывающим компаниям разрабатывающим
месторождении Чукотки в последнее время добавились нефте- и газодобывающие, внимание которых направлено на шельфовую части Восточно-Сибирского и Чукотского морей.
Первые тематические исследования геологии Западной Чукотки были проведены одновременно с геолого-съемочными работами масштаба 1:200000 в 1950-60-е годы (Садовский, Гельман,
1970). В публикациях затрагивались вопросы магматизма, метаморфизма и региональной геологии региона (Гельман, 1961, 1963). После выявления интенсивных покровно-складчатых
деформаций в комплексах Южно-Анюйской сутуры - ЮАС (Сеславинский, 1970, Натальин, 1980, Соколов и др., 2001), проявленных южнее, в Анюйско-Чукотской складчатой системе (АЧСС)
появились свидетельства о существовании надвиговых структур (Баранов, 1995) и двух-трех стадийной деформационной истории (Бондаренко, Лучицкая, 2003, Бондаренко, 2004). Но
структурные исследования АЧСС проводились локально. Известные изотопные датировки относятся к 60-м годам ХХ века.
Новые данные, полученные в последние годы, позволяют на современном уровне провести геохронологическое датирование магматических комплексов и деформационных этапов, а также
определить их генетическую связь с региональными тектоническими событиями мезозойского времени.
Цели и задачи исследования.
Основная цель работы выяснение внутренней структуры и деформационной истории западного сектора Анюйско-Чукотской складчатой системы. Для достижения поставленной цели потребовалось
решить следующие главные задачи:
Сбор и обработка структурных данных по палеозойским и мезозойским комплексам АЧСС.
Выделение структурных парагенезов АЧСС, их сопоставление со структурами ЮАС, а также корреляция времени их образования с мезозойскими тектоническими событиями Верхояно-Чукотской
складчатой области.
Абсолютное датирование магматических и метаморфических комплексов, выяснение их пространственной и возрастной связи с деформационными этапами.
Определение направлений векторов напряжения на основании структурно-кинематического анализа.
Установление особенностей и последовательности структурной эволюции западного сектора АЧСС.
Фактический материал и методология.
Для решения поставленных задач особое внимание было уделено получению нового фактического материала на территории западного сектора Анюйско-Чукотской складчатой системы и
центральной части Южно-Анюйской сутуры. Материалы были собраны автором в течение трех полевых сезонов на Западной Чукотке (2002-2004 гг.). Полевые исследования включали структурно-кинематический
и структурно-парагенетический анализ, отбор проб для геохронологических, петрографических и микроструктурных анализов. Детальные мезо-структурные исследования проводились
на 18 опорных участках (Рис.1). В камеральный период проводились петрографические и микроструктурные исследования (319 прозрачных шлифов); по данным структурно-кинематических
исследований строились стереограммы (более 1600 замеров); проводилась сепарация мономинеральных фракций и последующее определение абсолютного возраста: из гранитоидов АЧСС
циркон и апатит (8 образцов); из палеозойских метаморфических пород Алярмаутского поднятия биотит (8 образцов); обломочных цирконов из терригенных мезозойских комплексов
(17 образцов). Автором проведено изотопное U-Pb датирование магматических цирконов из гранитоидов на установке SHRIMP-RG (8 смен, 12 образцов, 176 анализов).
Автор принимал непосредственное участие во всех этапах работ: от полевых изысканий, сбора коллекций, проведении систематических структурных исследований, изучении шлифов и
аншлифов, минеральной сепарации, проведении смен в качестве оператора установки SHRIMP-RG, до публикации и представления результатов на научных конференциях.
Материалы были получены в период работы в Лаборатории тектоники океанов и приокеанических зон ГИН РАН, под руководством д.г.-м.н. профессора С.Д.Соколова. Работы проводились
при поддержке грантов РФФИ, программ ОНЗ РАН, Ведущей научной школы Тектоника и геодинамика океанов и активных континентальных окраин (руководитель академик Ю.М. Пущаровский).
Научная новизна.
Большинством исследователей Южно-Анюйская сутура рассматривается как шов, сформированный в процессе раннемеловой коллизии Евразии и Чукотского микроконтинента (Сеславинский,
1979, Соколов и др., 2001 и др.). Время завершения коллизии остается дискуссионным. Для решения этой проблемы было проведено геохронологическое датирование недеформированных
гранитоидов, прорывающих коллизионные структуры. Полученные возраста цирконов от 117.5 до 108.5 (U-Pb методом) определяют завершение коллизии рубежом 117.5 млн. лет. Современными
изотопными методами (U-Pb SHRIMP и 39Ar/40Ar) установлен возраст синдеформационного метаморфизма регионального масштаба - от 108.9 до 103.2 млн. лет.
Для АЧСС впервые выполнены детальные структурные наблюдения с использованием мезо- и микроструктурного анализов. Выделено 4 типа структурных парагенезов, определены их пространственные
характеристики и установлена связь с тектоническими событиями в Арктическом регионе. Использование структурных и геохронологических методов позволили уточнить и значительно
дополнить существующую схему тектонического развития района.
Предложена новая тектоническая модель Алярмаутского поднятия, образовавшегося в условиях растяжения. Рассмотрены черты сходства и отличия внутренней структуры и истории формировании
поднятия по сравнению с классическими моделями "метаморфических ядер".
Рис. 1. Геологическая карта Алярмаутской структуры и интегрированный профиль, по материалам ГГК-200. 1- 2 отложения: 1 четвертичные, 2- вулканогенные (К); 3- гранитоиды
(К); 4- диориты и габброиды (К); 5- массивные песчаники (J3-K1); 6- филлитовые сланцы (Т3); 7- алевриты с прослоями песчаников (Т2), 8- алевролиты и песчаники (Т1); 9- слюдяные
сланцы, известняки (D3(?)-C1); 10- 11 оси структур регионального масштаба: 10 - антиформ, 11- синформ; 12- элементы залегания: слоистость (а), сланцеватость и кливаж (б);
13- надвиги (а), другие разрывные нарушения (б); 14- граница распространения структурного парагенеза D2; 15-16 - схематическое отображение структурных парагенезисов на профиле:
15 - D1, 16- D2; 17- участки детальных структурных исследований: 1-Погынден, 2-Тайный, 3-Люпвеем, 4-Отрог, 5-Вернитакайвеем, 6-Мырговаам, 7-верхний Погынден, 8-Мачваваам,
9-Мал. Анюй, 10-Алискерово, 11-Юж. Люпвеем, 12-Ягельный, 13-верхний Кытеп, 14-каньон Кытеп, 15-Энмынвеем, 16-верхний Мачваваам, 17-Скалистая; 17 - геохронологические пробы:
U-Pb(звезда), Ar/Ar(ромб).
Защищаемые положения.
1. Для западного сегмента Анюйско-Чукотской складчатой системы установлены признаки тектонической неоднородности, имеющие региональное значение и представленные четырьмя типами
структурных парагенезов: 1) складки F1 северо-западного простирания с кливажем S1 (от веерообразного кливажа осевой плоскости до слабонаклонного), сформированные в условиях
СВ-ЮЗ сжатия; 2) редкие правосдвиговые складки (F12) и зеркала скольжения северо-западного простирания; 3) характерная для Алярмаутского поднятия пологая метаморфическая сланцеватость
S2, с изоклинальными складками кварцевых жил (F2), линз, будин, образовавшаяся в процессе растяжения от СВ-ЮЗ до СЗ-ЮВ направления; 4) кинк-бенды, пологие открытые складки
F3, грубый кливаж S3 и хрупкие разнонаправленные взбросы и сбросы, формировавшиеся в обстановке общего субширотного сжатия.
2. Возраст кристаллизации цирконов из недеформированных гранитоидов Алярмаутского поднятия (Люпвеемский и Быстринский массивы), а также плутонов Пырканай, Кэлильвун, Алискеровский
и Южно-Анюйский определен U-Pb (SHRIMP) методом как апт-раннеальбский (от 117.5 до 108.5 млн.лет), что определяет верхний возрастной рубеж завершения коллизионных деформаций.
3. Геохронологические данные и структурные наблюдения позволили выявить в тектонической истории региона три последовательных этапа деформаций. Ранний этап (D1), характеризующийся
напряженной региональной складчатостью и покровообразованием, привел к формированию Южно-Анюйской сутуры и коллизионного орогена, становление которых завершились в предаптское
время (до 117.5 млн. лет). Тектонический режим регионального растяжения (D2), существовал в интервале от ~117 до ~105 млн. лет и сопровождался становлением Алярмаутской гранитно-метаморфической
структуры. Смена режима коллизии и регионального тектонического укорочения растяжением сопровождалась внедрением гранитоидов. Затем последовал этап молодых (позднемеловых-кайнозойских)
внутриплитных хрупких деформаций (D3).
Практическая значимость.
Золотое оруденение Чукотки связано с гранитоидами чукотского комплекса (Жуланова и др., 2007). Для метаморфических куполов Северо-Востока связь метаморфизма, гранитообразования
и золото-кварцевого оруденения, известны датировки кварцевых жил 121-98 млн.лет (Горячев, 1997). Авторские данные о структурном развитии района помогают уточнить тектоническое
положение золоторудных комплексов, определить рудолокализующие структуры района и региона в целом.
Анализ тектонических структур Анюйско-Чукотской складчатой системы в сопоставлении со структурами шельфовой части Чукотского и Восточно-Сибирского морей может использоваться
для бассейнового районирования и анализа перспектив нефтегазоностности восточной части Российской Арктики.
Апробация работы и публикации.
Диссертант является автором или соавтором 28 публикаций по теме диссертации в отечественных и зарубежных изданиях. Основные результаты диссертационного исследования представлены
в статьях в журналах Доклады РАН, Геотектоника, Бюллетень МОИП и др. Отдельные результаты и материалы диссертации обсуждались на Всероссийском Тектоническом совещании
2004, 2005, 2006, 2008, и 2009г.г. (Москва, ГИН РАН и МГУ им. Ломоносова); конференции Американского Геофизического Союза (AGU) 2005 и 2006 г.г.; Всероссийской конференции
по изотопной геохронологии (Санкт-Петербург, 2009 г.), а также внутриинститутских и лабораторных заседаниях ГИН РАН (2002-2009 г.г.).
Структура и объем диссертации.
Диссертация объемом 198 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, 95 рисунков, 6 таблиц и приложений (таблиц замеров структурных элементов, микроструктурного
описания шлифов, таблиц с результатами геохронологических анализов). Список литературы состоит из 216 наименований.
Благодарности.
Автор считает необходимым искренне поблагодарить своих учителей и старших наставников С.Д.Соколова (ГИН РАН, Москва), E.L.Miller (Стэнфордский университет, США), В.С.Милеева
(МГУ, Москва) и других, благодаря которым произошло научное становление автора как исследователя.
Также хотелось бы отдельно поблагодарить С.В.Богданову, К.Е.Дегтярева, К.А.Крылова, А.Б.Кузмичева, Н.Б.Кузнецова, М.В.Лучицкую, А.О.Мазаровича, А.М.Никишина, Г.Н.Савельеву,
Е.В.Склярова, В.С.Федоровского, D.Gee и многих других, общение с которыми повлияло на научное мировоззрение автора.
Во время полевых исследований автор пользовался консультациями, советами и поддержкой В.В.Акинина, О.В.Астраханцева, С.П.Глотова, К.Е.Дегтярева, И.И.Подгорного, О.Л.Морозова,
С.Д.Соколова, М.И.Тучковой, С.А.Куренкова, J.Amato, E.L.Miller, J.Toro.
Автор выражает искреннюю признательность друзьям и коллегам из Стэнфордского университета, США (A.Strickland, T.Dumitru, M.McWilliams, J.Fosdick, K.Whitehill и др.) за содействие
при проведении изотопных исследований. При интерпретации геохронологических данных автор пользовался консультациями сотрудников Стэнфордской лаборатории SHRIMP Геологической
службы США (J.Wooden, B.Ito и др.) и отечественных ученых (А.В.Соловьев, ГИН РАН, Москва, и В.В.Акинин СВКНИИ ДВО РАН, Магадан). Автор также благодарен В.В.Акинину за предоставление
цирконов одного из анализируемых образцов.
Вопросы структурного анализа обсуждались с E.L.Miller, J.Toro, И.И.Подгорным, А.Б.Кирмасовым и другими, а связь структурных и литологических преобразований с М.И.Тучковой,
за что автор очень признателен коллегам.
Также хотелось бы поблагодарить родных, друзей и коллег из МГУ и ГИН РАН, которые все это время помогали и поддерживали.
|
Библиография:
Список основных публикаций по теме диссертации: Статьи: Подгорный И.И., Миллер Э.Л., Катков С.М. Структурный стиль палеозойских и мезозойских отложений южной части Алярмаутского поднятия, Западная Чукотка (Северо-Восток России) // Бюл. МОИП, 2006. Т.81. Вып.3. C.12-21. Катков С.М., Стриклэнд А., Миллер Э.Л., Торо Дж. О возрасте гранитных интрузий Анюйско-Чукотской складчатой системы // Докл. РАН, 2007, Т.414, 2. C.1-4. Тучкова М.И., Морозов О.Л., Катков С.М. Нижнее-среднетриасовые отложения р.Энмынвеем (Западная Чукотка) // Литология и полезные ископаемые, 2007. 5. C. 486-502. Тучкова М.И., Морозов О.Л., Акименко Г.И., Катков С.М. Результаты литологических исследований опорного разреза нижнее-среднетриасовых отложений (Западная Чукотка). // Докл. РАН, 2008, Т.418, 3, C.366-371. Katkov S.M., Strickland A., Miller E.L, Podgorny I.I., Toro J. Deformation history of Central Chukotka. Northeastern Arctic Russia // In.: Stone D.B., Origin of Northeastern Russia: Paleomagnetism, Geology and Tectonic, Geophysical Institute Report UAG-R-330, University of Alaska, Fairbanks, AK (CD), 2006. Miller E.L, Toro J., Gehrels G., Tuchkova M., Katkov S. Detrital zircons ages from Late Jurasic-Early Cretaceous Myrgovaam Basin sandstones (Rauchua Trough), western Chukotka, NE Russia // In Stone D.B., Origin of Northeastern Russia: Paleomagnetism, Geology and Tectonic, Geophysical Institute Report UAG-R-330, University of Alaska, Fairbanks, AK (CD), 2006. Miller E.L., Katkov S.M., Strickland A., Toro J., Akinin V.V., Dumitru T.A. Geochronology and thermochronology of Cretaceous plutons and metamorphic country rocks, Anyui-Chukotka fold belt, North-East Arctic Russia. // Stephan Mueller Special Publication Series. V. 4. "Geology, geophysics and tectonics of Northeastern Russia: a tribute to Leonid Parfenov". 2009. P.157-175. Материалы и тезисы: Катков С.М., Подгорный И.И. Использование структурных методов для восстановления деформационной истории района на примере Алярмаутского поднятия (Западная Чукотка) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Информационные материалы 12-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт. 2003. С.211-214. Подгорный И.И., Катков С.М. Структурные особенности мезозойских отложений центральной части Южно-Анюйской сутуры (Западная Чукотка, Северо-Восток Азии) // Современные вопросы геологии. Сборник научных трудов, М.: Научный мир. 2003. С.37-41. Подгорный И.И., Катков С.М. Особенности структурообразования комплексов Алярмаутского поднятия, Западная Чукотка (Северо-Восток России) // Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Материалы молодежной школы-конференции XXXVII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2004. C.216-220. Тучкова М.И., Миллер Э.Л., Джерель Дж., Торо Х.П., Катков С.М. Палеореконструкция триасового бассейна Западной Чукотки по результатам датирования цирконов // Области активного тектогенеза в современной и древней истории Земли. Материалы ХХХIX Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2006. Т.2. С.324-327. Лучицкая М.В., Бондаренко Г.Е., Катков С.М. Постколлизионные гранитоиды Алярмаутского поднятия Западной Чукотки: особенности состава и возраст // Материалы XVII международной научной конференции по морской геологии Геология морей и океанов, М. 2007. Т.4. С.221223. Катков С.М., Миллер Э.Л., Торо Дж. Возраст деформационных структур Анюйско-Чукотской складчатой системы (Восточная Арктика) // Геология полярных областей Земли. Материалы XLII тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2009. Т.1. С. 264-266. Катков С.М. Абсолютное датирование деформационных событий Анюйско-Чукотской складчатой системы (Северо-восток России) // Материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П.Карпинского, 2009. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ. С. 41-44. Катков С.М., Миллер Э.Л., Торо Дж. U-Pb и Ar/Ar датирование магматических и метаморфических комплексов Западной Чукотки // Изотопные системы и время геологических процессов. Материалы IV Российской конференции по изотопной геохронологии. СПб. 2009. С. 222-225. Лучицкая М.В., Соколов С.Д., Бондаренко Г.Е., Катков С.М. Гранитоидный магматизм Алярмаутского поднятия Западной Чукотки // Материалы совещания Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Т.2. Иркутск. 2009. С.182-184. Katkov S.M, Miller E.L, Podgorny I.I., Toro J. Deformation history of Central Chukotka. Northeastern Arctic Russia // EOS Transactions, AGU 85 (47), Fall Meeting Suppl. Abstract GP41A-0378. 2005. Katkov S.M, Strickland A., Miller E.L, Podgorny I.I, Toro, J. Dating Deformation in the Anyui-Chukotka fold belt, Northeastern Arctic Russia // EOS Transactions, AGU 86 (52), Fall Meeting Suppl. Abstract T11B-0378. 2006. Toro J., Miller E.L., Katkov S. Does the Brooks Range Orogen Extend into Chukotka? // Geological Society of America Abstracts with Programs, V. 38, 5, 2006, P.34. Luchitskaya M.V., Bondarenko G.E., Katkov S.M. Composition and age of granitoids in the structure of Alarmaut rise, Anyui-Chukotka fold belt, West Chukotka // Abstracts and Proceedings of the Geological Society of Norway. The Fifth International Conference on Arctic Margins. 2007. 2. P. 264.
|
|
