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.
Основная цель работы - выяснение внутренней структуры и деформационной истории западного сектора Анюйско-Чукотской складчатой системы. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие главные задачи:
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.
