Изучение тектонических процессов в областях конвергенции литосферных плит методами трекового датирования и структурного анализа

Южно-Анюйская складчатая зона в последние десятилетия большинством исследователей рассматривается как коллизионная сутура, возникшая в результате столкновения в раннем мелу Евразии и микроконтинента Чукотка -Арктическая Аляска и закрытия Южно-Анюйского океанического бассейна (Сеславинский, 1979; Парфенов, 1984; Noklenberg et al., 1998; Natal'in et al., 1999; Соколов и др., 2001). В последние годы в Южно-Анюйской сутуре на западной Чукотке были закартированы тектонические покровы северной вергентности (Бондаренко и др., 2001; Соколов и др., 2001). В пределах Южно-Анюйской зоны терригенные толщи опробовались в бассейне реки Уямканда (Западная Чукотка, отбор проб Г.Е. Бондаренко) и на острове Большой Ляховский (Новосибирские острова, отбор проб А.Б. Кузьмичев).

2.2. Датирование флишевых отложений Западной Чукотки (район реки Уямканда)

В бассейне реки Уямканда опробован дистальный флиш предположительно верхнеюрского возраста и проксимальный флиш, ранее условно относимый к верхнему триасу (см. табл. 5). Возраст зерен во всех образцах распределен в широком интервале, в песчаниках присутствуют две разновозрастные популяции циркона, это позволяет предполагать, что после накопления цирконы не испытали вторичного отжига. Однако в научной литературе известны примеры, когда в образце присутствуют несколько популяций циркона, но треки в одних зернах циркона подверглись отжигу (т.е. их возраст <омоложен>), а в других нет (т.е. возраст соответствует времени их остывания в источниках сноса) (Hasebe et al., 1993; Garver, Bartholomew, 2001). Обычно это происходит, в случае достаточно длительного времени нахождения породы в зоне температур, близких к температуре закрытия трековой системы в цирконе, а цирконы, содержащиеся в породе, имеют различные свойства и в разной степени подвержены отжигу треков. Свойства циркона, которые влияют на отжиг треков, на сегодняшний день изучены слабо (Rahn et al., 2002). В первую очередь исследователи обращают внимание на нарушенность структуры циркона треками a-распада, аномальное содержание урана, отношение урана и тория и другие параметры. Как было показано в работе (Garver, Bartholomew, 2001), отжиг треков при пониженных температурах (около 200°С) происходит в зернах циркона со структурой, сильно нарушенной треками a-распада, и повышенным содержанием урана. На графике возраст зерен - содержание урана перегретые зерна образуют отдельный кластер, нарушающий линейную зависимость, характерную для неперегретых образцов (Garver, Bartholomew, 2001). Такие графики были построены для датированных образцов из Южно-Анюйской сутуры. На графиках не наблюдается четко обособленных кластеров и значительного отклонения от линейной зависимости. Таким образом, цирконы в образцах из Южно-Анюйской зоны, по-видимому, не подвергались частичному отжигу и их возраста отражают время остывания цирконов в источниках сноса. Значит, возраст молодых популяций цирконов определяет нижний предел возраста накопления содержащих их отложений. Если же синхронно с накоплением толщ в непосредственной близости

происходили вулканические извержения, то возраст цирконов молодой популяции будет близок к возрасту осадконакопления терригенных толщ.

Таблица 5. Трековый возраст детритовых цирконов из песчаников Южно-Анюйской зоны
Nобр.	Тип толщи	Nt	Возраст популяций циркона
			P1 (млн. лет)	P2 (млн. лет)
9986	Проксимальные	50	131.1 $\pm$ 7.5	344.5 $\pm$ 70.3
	турбидиты		88.5%	11.5%
9947	Дистальные	47	155.4 $\pm$ 9.0	354.2 $\pm$ 90.3
	турбидиты		94.4%	5.6%
9947/1	Дистальные	38	149.6 $\pm$ 10.2	293.8 $\pm$ 59.9
	турбидиты		79.5%	20.5%

Примечание. см. примечание к таблице 3.

2.3. Датирование флишевых отложений острова Большой Ляховский

Остров Большой Ляховский расположен на южной окраине Новосибирской платформы. Палеозойский карбонатный чехол этой платформы выходит севернее Ляховских островов -на островах Котельный и Бельковский. Южнее Ляховских островов на материке выходят позднеюрские вулканиты и граувакки, которые обычно включают в состав Анюйско-Святоносской островной дуги. Общепризнанным является то, что террейн, соответствующий Анюйско-Святоносской дуге отделяется от Новосибирской платформы Южно-Анюйской сутурой. Терригенный флиш (бурустасская свита) слагает большую часть острова Большой Ляховский, данные о возрасте флиша достаточно протоворечивы (Войцеховский, Сороков, 1957; Виноградов и др., 1974; Геологическая карта, 1999). Согласно последним сводкам, его возраст считался пермо-триасовым. Анализ состава песчаников указывает на то, что отложения бурустасской свиты накапливалась одновременно с коллизией Анюйско-Святоносской дуги и Новосибирской платформы (Kuzmichev, Soloviev, 2004). В Южно-Анюйском районе возраст синколлизионных терригенных отложений соответствует концу юры -неокому (Бондаренко и др., 2003). Эти данные заставили нас предположить, что установленный ранее пермо-триасовый возраст бурустасской свиты является неверным.

Тяжелая фракция содержит цирконы разнообразного цвета, габитуса и степени окатанности, что свидетельствует о нескольких источниках сноса. Из двух образцов датировано по 40 зерен циркона (табл. 6). Трековое датирование показало, что оба образца содержат популяцию циркона, возраст которой около 160 млн. лет (163.7 $\pm$ 9.3 и 159.0 $\pm$ 23.8 млн. лет). Мы предполагаем, что источником этих цирконов могла быть Анюйско-Святоносская дуга, в которой широко проявлена средне-позднеюрская вулканическая активность. Кроме того, образец 146/1 содержит популяцию циркона с возрастом 119.6 $\pm$ 14.5 (1 $\sigma$ ) млн. лет. Возможны два варианта интерпретации данного возраста. Во-первых, источником цирконов этой популяции могли являться комплексы горных пород быстро выведенные с глубинных уровней (глубина изотермы $\sim$ 200°С). Мы не можем полностью исключить вариант частичного вторичного отжига, так как возраст популяции близок к возрасту гранитного массива - 114.4 $\pm$ 0.5 млн. лет (Layer et al., 2001), прорывающего флиш бурустасской свиты.

Таблица 6. Трековый возраст детритовых цирконов из песчаников бурустасской свиты
N образца	Свита	Nt	Возраст популяций циркона
N образца	Свита	Nt	P1 млн. лет	P2 млн. лет
L145-8	Бурустасская	40	163.7 $\pm$ 9.2 (100%)	-
L146-1	Бурустасская	40	119.6 $\pm$ 14.5 (57.5%)	159.0 $\pm$ 23.8 (42.5%)

Примечание. см. примечание к таблице 3.

2.4. Эволюция Южно-Анюйского бассейна в поздней юре и раннем мелу

Данные трекового датирования показали, что верхнеюрско-нижнемеловые терригенные образования распространены в пределах Южно-Анюйской зоны значительно шире, чем это предполагалось ранее (Бондаренко и др., 2003; Kuzmichev, Soloviev, 2003).

В бассейне реки Уямканда (Западная Чукотка) опробован дистальный флиш предположительно верхнеюрского возраста и проксимальный флиш, ранее условно относимый к верхнему триасу. Трековое датирование показало, что песчаники из флишевых разрезов содержат детритовый циркон двух разновозрастных популяций.

Молодые популяции циркона из песчаников дистальных турбидитов имеют возраста 149.6 $\pm$ 10.2 и 155.4 $\pm$ 9.0 млн. лет (верхняя юра), а из грубозернистых песчаников проксимальных турбидитов - 131.1 $\pm$ 7.5 млн. лет (нижний мел). Полученные данные свидетельствуют, что верхнемезозойские складчатые деформации в Южно-Анюйской сутуре сопровождались формированием краевого осадочного бассейна (Бондаренко и др., 2003).

Возраст терригенных отложений острова Большой Ляховский -конец юры -начало мела (Kuzmichev, Soloviev, 2004). Нижний предел возраста определяют доколлизионные вулканиты Анюйско-Святоносской дуги, участвовавшей в коллизии и поставлявшей кластику в бассейн форланда. Присутствие средне-позднеюрской (около 160 млн. лет) популяции детритовых цирконов в песчаниках подтверждено данными трекового датирования. Верхний предел возраста соответствует апту (114.4 $\pm$ 0.5 млн. лет), возрасту постколлизионных гранитов, прорывающих терригенные породы. Терригенные отложения острова Большой Ляховский накапливались в бассейне на южной окраине Новосибирской платформы одновременно с ее коллизией с Анюйско-Святоносской дугой.

Таким образом, аналогичный по возрасту и тектоническому положению комплекс терригенных пород присутствует в пределах Западной Чукотки (Бондаренко и др., 2003) и на островах Большой Ляховский (Kuzmichev, Soloviev, 2004), Столбовой, Малый Ляховский (Геологическая карта, 1999). Все эти комплексы расположены севернее Южно-Анюйской сутуры и накапливались в пределах единого краевого бассейна. Эти новые данные позволяют в общих чертах реконструировать обширный осадочный палеобассейн, который сформировался перед фронтом покровно-складчатого сооружения.

Полные данные о работе

К.А. Бычков/Геологический факультет МГУ

См. также

Строение тектоносферы Зондской зоны субдукции на основе геофизических данных:

Строение тектоносферы Зондской зоны субдукции на основе геофизических данных: Глава 4. Двухмерное моделирование строения тектоносферы Зондской зоны субдукции

Содвиговые деформации литосферы и их место в геодинамическом развитии складчатых поясов. Л.М.Расцветаев

Геодинамическое положение верхнекайнозойского вулканизма Эгейско-Кавказского сегмента Альпийского складчатого пояса.: ГЛАВА 4. Cовременная геодинамика и разломная тектоника.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ