на главную

А.В.Соловьев(1), Е.С.Григоренко(2), Дж.К.Хоуриган(3)

(1) Институт литосферы окраинных и внутренних морей (ИЛ) РАН, Москва, Россия
(2) Геологический факультет Московского государственного университета (МГУ), Москва, Россия
(3) Стэнфордский Университет, Стэнфорд, США

Возраст и состав барабской свиты: время коллизии меловой островной дуги с Евразиатской континентальной окраиной (Срединный хребет, Камчатка)

Современная структура Камчатки сформирована за счет аккреционно-коллизионных процессов, происходивших в конце мезозоя √ кайнозое в пределах северо-восточной окраины Евразии [2]. Одним из ключевых моментов кайнозойской истории региона была коллизия меловой островной дуги с Евразией. Северный сегмент дуги, обнажающийся на Камчатском перешейке, по Лесновскому надвигу обдуцирован на отложения континентальной окраины в среднем эоцене [6]. Южный сегмент дуги надвинут на метаморфические комплексы Срединного хребта Камчатки, рассматриваемые как выведенная на поверхность часть Охотоморского континентального блока [3, 5] или как выступ фундамента Западно-Камчатской микроплиты [1]. С востока на метаморфиты Срединного хребта шарьированы меловые√палеогеновые комплексы, сформированные в пределах островной дуги и окраинного моря, отделявшего эту дугу от Евразиатской окраины. Время коллизии меловой дуги с Евразией на Южной Камчатке остается дискуссионным [4, 6].

Одним из ключевых объектов для решения вопроса о времени коллизии дуги с метаморфитами Срединного хребта является барабская свита. Это наиболее древний неоавтохтон в Срединном хребте, так как он с несогласием налегает как на метаморфические комплексы (малкинская серия), так и на образования островной дуги (ирунейская свита). Отложения барабской свиты представлены континентальными конгломератами и на основании флористических данных (определения А.И.Челебаевой) датируются поздним кампаном √ ранним маастрихтом [4].

Состав барабской свиты. Отложения барабской свиты в стратотипическом месте (район горы Бараба) подразделяются на две толщи. Нижняя толща, с несогласием налегающая на сланцы и филлиты малкинской серии, представлена туфогенными и вулканомиктовыми конгломератами, туфогенными песчаниками и туфами андезидацитового состава. Матрикс конгломератов сложен вулканомиктовыми песчаниками, гальки представлены дацитовыми порфиритами, порфировидными гранитами, базальтами, риолитами, яшмами, кремнями, песчаниками. Нижняя толща имеет мощность около 150 м [4]. Верхняя толща, согласно перекрывающая нижнюю, сложена полимиктовыми конгломератами, конглобрекчиями, гравелитами и песчаниками, реже алевролитами. Матрикс конгломератов песчанистый, гальки представлены преимущественно метаморфическими породами (филлиты, сланцы, гнейсы), хотя встречаются и вулканиты. Верхняя толща имеет мощность около 800 м. На правом борту р. Капитанской в 1.5 км от устья под толщей барабских конгломератов описан фрагмент туфокремнистого неметаморфизованного разреза (мощность 10 м), относимого нами к ирунейской свите. Ниже залегают хлоритовые сланцы и филлиты хейванской свиты.

Из конгломератов барабской свиты было отобрано 100 галек, гальки отбирались случайным образом, что позволяет считать выборку представительной. Состав галек изучен в шлифах (рис. 1). В изученной выборке преобладают вулканиты (риолиты, дациты, андезиты, андезибазальты). По-видимому, вулканиты могут происходить из ирунейской, кирганикской, квахонской свит, либо из более молодых толщ (свита горы Черной и черепановская). Второе место после вулканитов занимают метаморфические породы, галька по составу идентична породам малкинской серии (шихтинская, хейванская, андриановская, химкинская свиты), изредка встречаются гнейсы, вероятно, из колпаковской серии. Граниты могут происходить из крутогоровского комплекса [3].

Рис. 1. Состав галек барабских конгломератов

Сравнение состава песчаников из галек барабских конгломератов и песчаников из отложений хозгонской свиты показало их идентичность. Также сходны радиоляриты (кремни, яшмы) в гальках с радиоляритами, характерными для ирунейской свиты. Таким образом, среди галек барабских конгломератов присутствуют как породы палеоокраины Евразии (метаморфиты, граниты крутогоровского комплекса, песчаники хозгонской свиты), так и породы, характерные для столкнувшейся с ней островной дуги (вулканиты и радиоляриты ирунейской свиты). Наличие в гальках обломков как автохтона, так и аллохтона говорит о том, что барабская свита сформировалась уже после их тектонического совмещения. Возраст барабской свиты определяет верхний временной предел коллизии.

Возраст барабской свиты. Кристаллы циркона были выделены из дацитового туфа базального горизонта нижней толщи барабской свиты (обр. 01JG-11). Из образца было отобрано около 50 зерен циркона, они проверялись на отсутствие трещин и включений. Для изучения зональности и внутренней структуры цирконов использовался катодолюминесцентный детектор. Изотопные измерения проводились на SHRIMP-RG в микроаналитическом центре Станфорд-USGS. Изучение катодолюминесцентных имиджей зерен показало, что в них отсутствуют ядра ксенокрист. Возраст по 16 зернам соответствует 50.5+/-0.9 (+/-2сигма млн лет (рис. 2). Разброс данных связан только с аналитическими неточностями, так как СКВО = 0.27.

Рис. 2. График Тера-Вассербурга для образца 01JG-11
Горизонтальная сплошная линия √ конкордия

Таким образом, возраст кристаллизации цирконов соответствует 50.5+/-0.9 млн лет. Так как возраст туфа должен быть моложе возраста содержащихся в них цирконов, значит возраст нижних горизонтов барабской свиты моложе 50 млн лет, а учитывая, что датированный образец - туф, можно считать, что этот возраст близок к возрасту осадконакопления барабской свиты.
Новая датировка существенно отличается от данных о позднекампан-раннемаастрихтском возрасте свиты, полученных по флоре [4]. Нижние горизонты барабской свиты начали формироваться в среднем эоцене, после 50 млн лет. Таким образом, новые данные о возрасте барабской свиты отодвигают верхнюю границу коллизии меловой дуги с метаморфитами Срединного массива до рубежа 50 млн лет.
Данное исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проект ╧02-05-64967) и NSF OPP-9911910.

Литература

1.  Богданов Н.А., Чехович В.Д. О коллизии Западно-Камчатской и Охотоморской плит // Геотектоника. 2002. ╧1. С. 72√85.
2.  Объяснительная записка к Тектонической карте Охотоморского региона масштаба 1:2 500 000 / Под ред. Н.А.Богданова, В.Е.Хаина. М.: ИЛ РАН, 2000. 193 с.
3.  Ханчук А.И. Эволюция древней сиалической коры в островодужных системах восточной Азии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. 138 с.
4.  Шапиро М.Н., Разницын Ю.Н., Шанцер А.Е., Ландер А.В. Структура северо-восточного обрамления массива метаморфических пород Срединного хребта Камчатки // Очерки по геологии Востока СССР. М.: Наука, 1986. С. 5√21.
5.  Konstantinovskaia E.A. Geodynamics of the Early Eocene Arc-Continent collision reconstructed froom the Kamchatka orogenic belt (NE Russia) // Tectonophysics. 2000. V. 325, ╧ 1/2. P. 87√105.
6.  Soloviev A.V., Shapiro M.N., Garver J.I., Shcherbinina E.A. and Kravchenko-Berezhnoy I.R. New age data from the Lesnaya Group: A key to understanding the timing of arc-continent collision, Kamchatka, Russia // The Island Arc. 2002. V. 11, ╧ 1. P. 79√90.

на главную