Глубинное строение и палеомагнетизм анортозитов Геранского массива

Вестник ДВО РАН. 2011. № 3

Косынкин Артём Валерьевич

В 2009 г. окончил Тихоокеанский государственный университет. С 2009 г. работает инженером в лаборатории тектоники в Институте тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН, обучается в аспирантуре по специальности «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых».

А.В.Косынкин занимается изучением структурной позиции и генезиса анортозитовых массивов южного обрамления Сибирского кратона. А.В.Косынкин участвовал в работе пяти полевых отрядов (Каларский анор-тозитовый массив, Киселевско-Маноминский террейн, Сихотэ-Алинский хребет, дайковые комплексы Приморья); на международной конференции «Problems of Geocosmos» представил устный доклад «Петромагне-тизм анортозитов Геранского хребта и его структура по данным интерпретации геопотенциальных полей».

УДК (551.24+550.838.5) (571.62) А.В.КОСЫНКИН, Ю.Ф.МАНИЛОВ

Глубинное строение и палеомагнетизм анортозитов Геранского массива

На основе интерпретации геофизической, геологической и петрофизической информации построена геолого-геофизическая модель Геранского массива Алданского щита. По данным петромагнитных исследований установлен основной носитель магнетизма для анортозитов Геранского массива. После предварительной обработки и термомагнитной чистки коллекции по стандартной методике рассчитаны положения палеомагнитных полюсов для анортозитов во время образования высокотемпературной компоненты. Полученные палеомагнитные полюса для анортозитов сопоставлены с кривой кажущейся миграции полюса Сибирского кратона второй половины палеопротерозоя.

Ключевые слова: анортозиты, Геранский массив, Сибирский кратон, палеомагнетизм, геолого-геофизическая модель.

Deep structure and paleomagnetism of anorthosites of the Geran massif. A.V.KOSYNKIN, Yu.F.MANILOV (Yu.A.Kosygin Institute of Tectonics and Geophysics, FEB RAS, Khabarovsk).

On the basis of interpretation geophysical, geological and petrophysical information the geologo-geophysical model of the studied territory is constructed. By the data ofpetromagnetic researches the basic carrier of magnetism for anorthosites of the Geran massif is established. After preliminary processing and thermomagnetic cleaning of the collection by a standard technique, positions ofpaleomagnetic poles for anorthosites for the period offormation high-temperature

*КОСЫНКИН Артём Валерьевич - инженер, МАНИЛОВ Юрий Феликсович - научный сотрудник (Институт тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН, Хабаровск). *Е-тай: artem-ogr-31@mail.ru

Работа выполнена в рамках интеграционной программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН (проект ДВО РАН 09-1-ОНЗ-10) и при финансовой поддержке РФФИ (проект 09-05-00223а).

components are calculated. Receivedpaleomagnetic poles for anorthosites are compared with apparent pole wander curve of the Siberian craton on the second half ofpaleoproterozoic.

Key words: anorthosites, Geran massif, Siberian craton, paleomagnetism, geological and geophysical model.

Анортозитовые массивы, связанные с формированием раннедокембрийских подвижных зон земной коры, широко развиты в восточной части Азии вдоль южной окраины Северо-Азиатского докембрийского кратона [2]. Восточно-Азиатский анортозито-вый пояс субширотного простирания прослежен более чем на 3000 км от побережья Охотского моря через Забайкалье, Монголию до Алтае-Саянской области, состоит из десятка массивов автономных анортозитов общей площадью более 12 тыс. км2. Геранский массив (рис. 1) - один из крупнейших, расположен в зоне сочленения крупных раннедокембрийских тектонических структур Алданского щита и обрамляющей щит с юга позднеархейско-раннепротерозойской Джугджуро-Становой складчатой области, приурочен к выступам раннеархейского гранулит-гипербазитового фундамента. Породы массива ассоциируются с основными и высокоглиноземистыми кристаллическими сланцами, гнейсами, известко-во-алюмосиликатными породами, мегаультрабазитами [8].

В настоящее время не существует согласованного мнения о принадлежности анортози-товых комплексов Геранского массива к аллохтонному или автохтонному типу, в то время как вопрос генезиса является одним из важнейших для понимания особенностей тектонического развития региона и дальнейших палеомагнитных исследований [2, 7].

Задачами наших исследований были определение структуры Геранского массива, построение геолого-геофизической модели, получение надежных петромагнитных и палеомагнитных данных для анортозитов, выяснение положения палеоструктуры на сфере.

Рис. 1. Карта тектонического районирования области сочленения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского поясов. 1) молодые платформы; 2) зеленокаменные пояса; 3) краевые прогибы; 4, 5 - вулканические пояса, зоны, впадины: 4) кислого и среднего, 5) основного состава; 6-8 - границы тектонических элементов: 6) главных, 7) второстепенных, 8) прочих; 9) профили; 10) Геранский массив

При построении геолого-геофизической модели использованы карты наблюденного поля силы тяжести Дg м-ба 1 : 50 000, 1 : 200 000; карты наблюденного магнитного поля -1 : 50 000, 1 : 200 000; геологические карты территории - 1 : 50 000, 1 : 200 000, 1 : 500 000; данные петрофизических свойств горных пород региона [3].

Для петромагнитного и палеомагнитного изучения отобрана коллекция ориентированных образцов (50 шт.) из 4 обнажений Геранского массива (55,96° с.ш., 134,42° в.д.).

Модель Геранского массива представляет собой многослойную геолого-геофизическую среду. Для выделения внутрикоровых границ в пределах изучаемой территории использовали интерпретацию гравиметрических, сейсмометрических и магнитных данных. Для определения глубинной структуры делали количественную оценку глубин кромок аномалиеобразующих объектов посредством пакета программ COSCAD 3Dt, применяли стандартные и нестандартные трансформации наблюденных гравитационного и магнитного полей с помощью системы ГИС ИНТЕГРО [1]. Для геологической идентификации полученных физических объектов использовали данные о петрофизических свойствах горных пород [3, 5] в сопоставлении с геологическими съемками.

Сведения о распределении магнитных и гравитирующих источников с глубиной в совокупности с геологической и петрофизической информацией позволили построить геолого-геофизические разрезы по профилям (рис. 2). Согласно полученной модели Геранский массив представляет собой пластину мощностью 6-8 (максимум до 12) км, наклоненную к северу. Корни массива, возможно, срезаны меловыми интрузиями.

Проведено детальное петромагнитное изучение образцов отобранной коллекции. По данным термомагнитного анализа основным носителем магнетизма в изучаемых породах является катиондефицитный магнетит. Коэффициент анизотропии начальной магнитной

Рис. 2. Геолого-геофизические модели по профилям I-I (а), II-II (б), V—V (в), VI—VI (г). 1 - границы геологических объектов; 2 — разломы; 3 — анортозиты; 4 — раннеархейские гранулиты; 5 — раннеархейские образования Алданского щита; 6 — терригенно-карбонатные породы раннего рифея; 7 — позднеархейские гнейсы; 8 — щелочные граниты протерозойского возраста; 9 — гранодиориты юрского возраста; 10 — область контакта щелочных гранитов и юрских гранодиоритов; 11 — вулканогенные образования мезозоя

Рис. 3. Сравнение полученных палеополюсов с кривой кажущейся миграции полюса Сибири на конец палеопро-терозоя. Квадраты - палеомагнитные полюсы, полученные по Геранским анортозитам (наши данные) без учета (а) и с учетом (б) поправки на разворот Алдано-Становой провинции в палеопротерозое; кружок - палеомагнит-ный полюс, полученный по Геранским анортозитам Н.П.Михайловой [8]; пунктирная стрелка - кривая кажущейся миграции полюса Сибири на конец палеопротерозоя [4]; числа - время нахождения полюса в указанной области, миллион лет назад

восприимчивости анортозитов находится в пределах 0-25%, большая часть образцов коллекции - в интервале 0-7%.

Для палеомагнитных исследований образцы коллекции подвергли ступенчатой температурной чистке при температуре от 100 до 595°С в немагнитной электропечи с четырьмя пермаллоевыми экранами. Частоту чистки увеличивали с температурой: в интервале до 400°С шаг составлял 50-100°С, выше 400°С - 10-30°С. Для каждого образца на весь интервал чистки приходилось не менее 14 шагов. Измерения остаточной намагниченности проводились на спин-магнитометре JR-6A, помещенном в кольца Гельмгольца. Перед температурной чисткой у всех образцов измерили начальную магнитную восприимчивость на каппамосте MFK1-FA в 15 положениях и рассчитали ее полные эллипсоиды. Для выделения компонент естественной остаточной намагниченности (NRM) каждого образца использовали компьютерные программы компонентного анализа с иллюстрацией результатов на диаграммах Зийдервельда [9] и стереограммах. Образцы большей части коллекции показали удовлетворительную палеомагнитную стабильность.

При компонентном анализе NRM образцов уверенно выделяется высокотемпературная компонента намагниченности при температуре 500-595°С. Направление высокотемпературной компоненты NRM большинства образцов располагается на стереограмме в 3-м квадранте (древние координаты). Низко- и среднетемпературная компоненты представляют собой наложение современной компоненты геомагнитного поля на первичную намагниченность. Среднее направление данных 4 точек отбора в современной системе координат Dec = 185,8°, Inc = 23,2°, k = 91,5.

По палеомагнитно стабильным образцам анортозитов рассчитан виртуальный геомагнитный полюс (VGP). Координаты виртуального полюса составляют: Plat = -21,8°, Plong = 128,3°, dp = 1,6°, dm = 3,0°, B95 = 2,2°, paleolatitude = -12,1°. При сравнении полученного палеополюса с учетом поправки на разворот Алдано-Становой провинции относительно Ангаро-Анабарской на 25о с кривой кажущейся миграции полюса Сибири [4, 6] для конца палеопротерозоя видно, что они не совпадают (рис. 3).

Таким образом, Геранский анортозитовый массив относится к массивам аллохтонного типа. Основным носителем магнетизма в анортозитах является катиондефицитный магнетит. Полученные палеомагнитные полюса для анортозитов массива не совпадают с траекторией кажущейся миграции полюса Сибири на вторую половину палеопротерозоя. Это позволяет утверждать, что во время образования высокотемпературной компоненты NRM массив не был тектонически когерентен Сибирскому кратону.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабаянц П.С. Алгоритм решения прогнозно-поисковых задач в рамках вероятностно-статистического подхода для качественных признаков // Изв. вузов. Геология и разведка. 1990. № 1. С. 96-100.

2. Богатиков О.А. Анортозиты. М.: Недра, 1979. 232 с.

3. Гурович В.Г., Романовский Н.П. Физические свойства горных пород Дальнего Востока: справочник. Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. 393 с.

4. Диденко А.Н., Козаков И.К., Дворова А.В. Палеомагнетизм гранитов Ангаро-Канского выступа Сибирского кратона // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 1. С. 72-78.

5. Дортман Н. Б. Петрофизика: справочник. В 3 т. М.: Наука, 1992. Т. 1. 392 с.; т. 3. 288 с.

6. Мазукабзов А.М., Гладкочуб Д.П., Донская Т.В. и др. Эволюция южной части Сибирского кратона в докембрии / науч. ред. Е.В.Скляров. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. 367 с.

7. Михайлова Н.П. Палеомагнетизм анортозитов. Киев: Наук. думка, 1994. 212 с.

8. Михайлова Н.П., Кравченко С.Н. Палеомагнитная характеристика анортозитовых массивов Дальнего Востока // Геодинамика. 1986. № 5. С. 50-55.

9. Zijderveld J.D.A. A.C. demagnetization of rocks: analysis of results // Methods in Paleomagnetism / ed. D.W.Collinson, K.M.Creer. Amsterdam: Elsevier, 1967. P. 254-286.