Геохимия, геохронология и палеомагнетизм протерозойских пород Улканского прогиба (юго-восток Алдано-Становой провинции)

Научная смена

Вестник ДВО РАН. 2010. № 6

Песков Алексей Юрьевич

В 2008 г. с отличием окончил Тихоокеанский государственный университет (Хабаровск). В 2007 г. принят на должность ведущего инженера в Институт тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН. С июля 2008 г. - младший научный сотрудник лаборатории тектоники ИТиГ ДВО РАН. Обучается в аспирантуре по специальности «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых».

А.Ю.Песков проводит палеомагнитные, петромаг-нитные, геохимические и геохронологические исследования палеопротерозойских пород Улканского прогиба (юго-восток Алдано-Становой провинции) для разработки геодинамической модели формирования земной коры континентов в палеопротерозое. Его доклад о палеомагнетизме палеопротезоройских пород Улканского прогиба занял I место в XII конкурсе молодых ученых Хабаровского края в области наук о жизни и Земле и был отмечен дипломом губернатора. Алексей Юрьевич участвовал в работе девяти полевых отрядов (Улканский прогиб, Кун-Маньенское рудное поле, Каларский массив, Киселевско-Маноминский террейн, Окононское плато базальтов), делал устные и стендовые доклады на научных семинарах и конференциях («Вопросы геологии и комплексного освоения природных ресурсов Восточной Азии», V Сахалинская молодежная научная школа, «Problems of geocosmos» в Санкт-Петербурге, «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса» и др.).

УДК 553.521:550.384:550.4:551.2/.3 (571.62) А.Ю.ПЕСКОВ

Геохимия, геохронология и палеомагнетизм протерозойских пород Улканского прогиба

Представлены новые геохимические, геохронологические, петромагнитные и палеомагнитные данные о породах улканской серии. Возраст гранитоидов всех трех фаз Улканского массива определяется в интервале

ПЕСКОВ Алексей Юрьевич - младший научный сотрудник (Институт тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН, Хабаровск). E-mail: peskov@itig.as.khb.ru

Работа выполнена в рамках интеграционной программы ОНЗ РАН «Строение и формирование основных геологических структур подвижных поясов и платформ» (проект 09-1-ОНЗ-10) при финансовой поддержке РФФИ (проект 09-05-00223а) и ДВО РАН (проект 10-III-B-08-229).

1730-1725 млн лет. Проведена детальная температурная магнитная чистка для первой коллекции образцов трахидацитов элгэтэйской свиты и гранитоидов Улканского комплекса. Полученные палеомагнитные полюса сопоставлены с кривой КМП Сибирского кратона.

Ключевые слова: граниты, трахидациты, Улканский прогиб, Сибирский кратон, геохронология, геохимия, палеомагнетизм.

Geochemistry, geochronology and paleomagnetism of proterozoic rocks of the Ulkan trough (south-east of Aldan-Stanovoy province). A.Yu.PESKOV (Yu.A.Kosygin Institute of Tectonics and Geophysics, FEB RAS, Khabarovsk).

The paper offers new geochemical, geochronological, petromagnetic and paleomagnetic evidence on the Ulkan rocks. The age of granitoids of all three phases of the Ulkan massif is estimated in the interval from 1730 to 1725 Ma. Detailed thermomagnetic cleaning was performed for the first sample collection of trachydacites of the Elgetei Formation and granitoids of the Ulkan complex. The available paleomagnetic poles for the above rocks are comparable with the polar wander curve of the Siberian craton.

Key words: granites, trahidatsity, Ulkansky trough, Siberian craton, geochronology, geochemistry, paleo-magnetism.

Восстановление эволюции регионального тектонического элемента, каким является Сибирский кратон, - задача сложная, так как крупные фрагменты земной коры обычно неоднократно изменяются, что создает трудности при реконструкции последовательности геологических процессов. Особое значение приобретает изучение комплексов-индикаторов, особенности состава и возраст которых позволяют восстановить геодинамическую обстановку и уточнить сроки их формирования. В юго-восточной части кратона такие комплексы содержит Улканский прогиб. На юге он ограничен Джугджурским поднятием, на северо-западе и севере перекрыт вулканогенно-терригенными образованиями Учурской впадины, на востоке - меловыми эффузивами. Прогиб выполнен осадочно-вул-каногенной толщей верхнего карелия (рис. 1), стратотипной не только для Алдано-Стано-вой провинции, но и для всей Восточной Сибири и Дальнего Востока, выделяющейся в региональной шкале как улканий [3]. Образования улканской серии перекрыты нижнери-фейскими отложениями платформенного чехла и залегают с резким угловым несогласием на метаморфических породах Алдано-Станового щита и их коре выветривания, таким образом маркируя верхнее время окончательной консолидации кристаллического фундамента Сибирской платформы.

В пределах Улканского прогиба выделяют 3 вулканоплутонических комплекса [1], в составе которых существенное место занимают гранитоиды и родственные им кислые интрузивные породы: улкачанский (преимущественно габбровый, трахибазальтовый; гранитоиды в незначительном количестве представлены субщелочными лейкогранитами и сиенитами), элгэтэйский (преимущественно базальт-трахириолитовый; гранитоиды и родственные им породы представлены субщелочными гранит-порфирами и сиенитами) и улканский (широко представлен гранитоидами). Изотопными методами установлен возраст (млн лет) гранитоидов Улканского массива: 1-я фаза - 1721 (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr); 2-я фаза - 1715, 1716 (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr); 3-я фаза - 1690, 1676 (U-Pb) и 1703 (Sm-Nd) [4].

Мы проанализировали граниты всех фаз Улканского комплекса и трахидациты элгэтэйской свиты. На дискриминационных диаграммах Yb-Th/Ta и Th/Hf-Ta/Hf все фигуративные точки анализов трахидацитов элгэтэйской свиты лежат в поле активной континентальной окраины, что позволяет нам предполагать их образование в аналогичных условиях.

Согласно классификации [6], гранитоиды всех комплексов относятся к железистым (FeO*/(FeO*+MgO) > 0,8) и являются щелочными и щелочно-известковыми образованиями. На классификационной диаграмме фигуративные точки анализов всех исследованных гранитоидов располагаются в поле WPG (внутриплатных гранитов). Это может свидетельствовать, что геодинамическая обстановка в момент их выплавки могла быть как внутриплитной [4], так и постколлизионной.

IJi'DC

Рис. 1. Геологическая схема Улканского прогиба. 1) кристаллический фундамент щита; 2-4 - улканская серия нижнего протерозоя, свиты: 2) топориканская, 3) улкачанская, 4) элгэтэйская; 5, 6 - уянская серия, свиты: 5) би-риндинская, 6) конкулинская; 7) учурская серия (гонамская свита); 8) венд-нижний кембрий (усть-юдомская и пестроцветная свиты); 9) меловые вулканиты; 10) архейские анортозиты древнеджугджурского комплекса; 11-19 - раннепротерозойские интрузии: 11) дайки габброидов в кристаллическом фундаменте щита, 12) ду-ниты и клинопироксениты кондерского комплекса, 13) экструзии (а) и дайки (б) трахибазальтов улкачанского комплекса, 14) габбродиабазы гекунданского комплекса, 15) субвулканические (а) и экструзивно-жерловые (б) образования элгэтэйского базальт-трахириолитового комплекса; 16-18 - гранитоиды улканского комплекса: 16) субщелочные лейкограниты и граниты, кварцевые сиениты, монцониты и сиениты 1-й фазы, 17) субщелочные лейкограниты 2-й фазы, 18) щелочные граниты и кварцевые сиениты 3-й фазы; 19) дайки габбродиабазов маймаканского комплекса; 20) меловые гранитоиды; 21) кора выветривания; 22) разрывные нарушения главные (а), прочие (б); 23) геологические границы; 24) точки опробования 2008 г. Главные разломы (цифры в кружках): 1 - Южноучурский, 2 - Североучурский, 3 - Гарындинский, 4 - Чадский, 5 - Улкачанский, 6 - Топориканский, 7 - Учур-Элгэтэйский, 8 - Ныгваганский, 9 - Бириндинский, 10 - Маймаканский, 11 - Улкано-Бириндинский, 12 - Нимарский. Интрузивные массивы: архейские: Д - Древнеджугджурский; раннепротерозойские: Г - Гекун-данский, НО - Нимаро-Олдоньдонский, Б - Бырайынский, ЮУ - Южноучурский, У - Улканский, Н - Ныгваган-ский, Ч - Чадский; меловой: С - Секталийский

По нашим данным, возраст гранитов 1-й и 3-й фаз оценивается в 1730 и 1725 млн лет (рис. 2), соответственно (определения U/Pb по цирконам выполнены методом изотопного разбавления в геохронологической лаборатории Геохронологического института РАН).

Для рекогносцировочной коллекции1 образцов трахидацитов элгэтэйской свиты и гра-нитоидов Улканского комплекса проведена детальная температурная магнитная чистка до 580-640°С. Поведение NRM

1 Первая коллекция образцов горных пород какой-либо геологической структуры, которая служит для получения начальных палеомагнитных данных и определения следующих (более удачных в плане палеомагнитной стабильности) мест (сайтов) отбора проб.

Рис. 2. Новые геохронологические данные по гранитам Улканского комплекса: граниты 1-й (а) и 3-й (б) фаз

на диаграммах Зийдервельда выделяются 1-2 компоненты: высокотемпературная (Dec = 48,8°, Inc = 47,4°) - в диапазоне 400-580°С; низкотемпературная близка к современной. Часть диаграмм Зийдервельда интерпретировать невозможно из-за хаотического поведения NRM в ходе температурной магнитной чистки образцов.

Полагаем, что Улканский массив вместе с Сибирским кратоном не испытывал вращений вокруг горизонтальной оси после внедрения гранитоидов, следовательно, направление высокотемпературной компоненты намагниченности гранитов в современной системе координат (рис. 3) соответствует палеомагнитному полюсу с координатами Plat = -46°, Plong = 61,8° (dp = 14°, dm = 9,1°), который близок (при учете поправки за разворот Алда-но-Становой провинции Сибирского кратона относительно Ангаро-Анабарской в среднем палеозое [5]) палеомагнитному полюсу на ~1730 млн лет, полученному по кузеевитам (гранитоидам) Ангаро-Канского выступа [2].

Более надежный в методическом отношении палеомагнитный полюс получен для высокотемпературной компоненты намагниченности трахидацитов элгэтэйской свиты, наблюдаются положительный тест обращения и большая сходимость единичных векторов в древней системе координат. Направление этой компоненты составляет: Dec = 127,9°, Inc = 43,4° (К = 48,1, a9S = 4,4°) (рис. 3), что соответствует палеомагнитному полюсу с координатами Plat = -2,3°, Plong = 0° (dp = 10,8°, dm = 6,7°). Положение этого полюса даже с учетом поправки на разворот Алдано-Становой провинции Сибирского кратона относительно Ангаро-Анабар-ской провинции в среднем палеозое существенно отличается от координат палеомагнитных полюсов Ангаро-Ана-барской провинции Сибирского кратона в интервале 1675-1860 млн лет [2].

Таким образом, возраст гранитоидов всех трех фаз Улканского массива определяется в интервале 1725-1730 млн лет. Гранитоиды улканского комплекса

Рис. 3. Среднее направление (1) и область распределе-формир°вались в анорогенных услови- ния (2) высокотемпературной компоненты намагничен-ях в интервале 1730-1725 Ма. Согласно ности для гранитов и трахидацитов Улканского комплекса

палеомагнитным данным по гранитам Улканского массива, Алдано-Становая и Ангаро-Анабарская провинции Сибирского кратона в это время являлись единым континентальным блоком, который, вероятно, входил в состав суперконтинента Колумбия.

Вероятно, формирование вулканических пород улканской серии связано с геодинамической обстановкой трансформной континентальной окраины типа трансформный сдвиг - раздвиг (рифт). Согласно палеомагнитным данным, при формировании указанных пород (предположительно 1840 млн лет) Улканский прогиб и, вероятно, Алдано-Становая провинция не были жестко связаны с основным телом Сибирского кратона. Затем на изученной территории произошло столкновение крупного континентального блока (Сибирского кратона или его части) с позднепалеопротерозойским суперконтинентом Колумбия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гурьянов В.А. Геология и металлогения Улканского района (Алдано-Становой щит). Владивосток: Дальнаука, 2007. 227 с.

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

3. Карсаков Л.П., Бибикова Е.В., Богомолова Л.М. и др. Региональная стратиграфическая схема нижнего докембрия Алдано-Станового региона (Состояние и проблемы) // Стратиграфия архея и нижнего протерозоя СССР. Уфа: УрО АН СССР, 1990. С. 17-21.

4. Ларин А.М. Рапакивигранитсодержащие магматические ассоциации: геологическое положение, возраст, источники: автореф. дис. ... д-ра геол.-минер. наук. М.: ИЕМ РАН, 2008. 47 с.

5. Pavlov V., Bachtadse V., Mikhailov V. New Middle Cambrian and Middle Ordovician palaeomagnetic data from Siberia: Liandelian magnetostratigraphy and relative rotation between the Aldan and Anabar-Angara blocks // Earth Planet. Sci. Lett. 2008. Vol. 276. P. 229-242.

6. Whalen J.B., Currie K.L., Chappel B.W. A-type granites: geochemical characteristics and petrogenesis // Contrib. Mineral. Petrol. 1987. Vol. 95. P. 407-419.