Раннеюрский вулканизм Кобюминской системы складок: Южное Верхоянье, Якутия

Актуальность работы. Южное Верхоянье — это обширная территория, входящая в состав Верхояно-Колымской складчатой системы, расположенная между Сибирской платформой и Адыча-Эльгинским поднятием, переходящая на севере в мезозоиды Западного Верхоянья, а на юге ограниченная складчатыми сооружениями Становика и Джугджура.

В пределах Южного Верхоянья наиболее широко развиты породы верхоянского терригенного комплекса, который включает отложения нижнего карбона — средней юры (местами келловейского яруса верхней юры). Верхоянский комплекс представлен почти исключительно терригенными толщами, относящимися к аспидной и флишоидной, реже — к грубообломочной терригенной формациям. Исключение составляют наиболее молодые раннеюрские породы, представленные наряду с терригенными породами и вулканогенными образованиями, образующими мощные толщи абонской осадочно-вулканогенной серии, сосредоточенной в пределах Кобюминской системы складок.

Степень изученности проявлений раннеюрского вулканизма недостаточная. До проведенных нами исследований существовало представление о том, что единственными и наиболее представительными были раннеюрские осадочно-вулканогенные отложения, вскрытые по ручью Круг и представленные в основном толщей лав базальтов, переслаивающихся с терригенными породами. Вулканокластические отложения в существующем объеме не были установлены, не изучались их петрографический состав, текстурно-структурные признаки, несмотря на то, что они существенно уточняют сведения об условиях формирования отложений раннеюрского возраста в регионе.

В этой связи предпринятая работа по всестороннему изучению геологических, петрохимических и геохимических особенностей раннеюрских вулканогенных пород Кобюминской системы складок, позволяющих установить природу раннеюрского вулканизма и уточнить историю геологического развития Южного Верхоянья, весьма актуальна.

Цель и задачи работы. Целью исследований является реконструкция обстановки формирования нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений, установление их генетической природы, а также определение геодинамического режима проявления раннеюрского вулканизма на территории Южного Верхоянья. Для ее реализации решались следующие задачи:

1. Проведение полевых геологических исследований в районах проявления раннеюрского вулканизма в пределах Кобюминской системы складок с детальной геологической документацией и отбором образцов и проб.

2. Изучение петрографического состава эффузивных, вулканокластических, осадочно-вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород раннеюрского возраста.

3. Исследование петрохимического и геохимического состава раннеюрских эффузивных пород.

4. На основе полученных фактических геологических, петрографических, петрохимических и литологических данных проведение фациального анализа нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений с целью реконструкции обстановки их образования и обоснования геодинамического режима проявления раннеюрского магматизма.

Методы исследований и фактический материал. В диссертации представлены результаты полевых исследований в пределах Южного Верхоянья, камеральной обработки материала автором, проведенные в 20 032 008 гг. в Якутском государственном университете. В ходе проведения полевых исследований изучены не только выходы наиболее полных разрезов вулканогенных толщ, но и отдельные тела интрузивов предположительно мезозойского возраста.

В работе использованы все имеющиеся к настоящему времени фондовые материалы и публикации, характеризующие раннеюрский магматизм и литологию нижнеюрских осадочных отложений Южного Верхоянья.

При проведении исследований особое внимание было обращено на отбор и обработку проб на различные виды лабораторных анализов. Пробы обрабатывались вручную с соблюдением мер стерильности. Поскольку объектом изучения были достаточно древние магматические породы, специально исследовались степень и характер вторичных преобразований. Полученные аналитические данные послужили основой для изучения петрохимической и геохимической характеристики вулканических пород. Основной объем анализов выполнен методом ISP-MS на приборе ELEMENTИв Байкальском аналитическом центре ИНЦ СО РАН в г. Иркутск. В работе также использовались аналитический материал предыдущих исследователей (Амузинский и др., 1975, Попов, 1986, Ивенсен, 1994). Для решения поставленных задач использовано порядка 100 химических анализов, изучено 150 прозрачных шлифов, составлены и изучены генетические диаграммы.

Научная новизна и практическое значение работы. В результате проведенных исследований в пределах Кобюминской системы складок установлен и скоррелирован новый тип разреза осадочно-вулканогенной толщи раннеюрского возраста. Впервые в геологии региона петрографически и петрохимически охарактеризован большой спектр ранее не изученных вулканокластических и вулканогенно-осадочных пород, а также проведен фациальный анализ нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений. Аргументировано новое представление о палеогеографических условиях и геодинамическом режиме проявления раннеюрского вулканизма.

Практическое значение работы определяется тем, что полученные фактические материалы и сделанные автором выводы существенно уточняют геологическую историю формирования Южного Верхоянья, что коренным образом меняет возможную металлогеническую специализацию. Результаты работы могут быть использованы при металлогеническом районировании и обосновании геолого-поисковых работ на территории Южного Верхоянья.

Защищаемые положения.

1. В Кобюминской системе складок установлен и скоррелирован новый тип разреза отложений нижнеюрской абонской осадочно-вулканогенной серии, отличающийся от ранее известных разрезов серии широким спектром вулканогенных пород, строением и взаимоотношением с осадочными породами. В процессе изучения удалось уточнить, что абонская осадочно-вулканогенная серия состоит из базальтовой и андезит-базальтовой ассоциации вулканогенных пород.

2. Фациальный анализ нижнеюрских пород абонской осадочно-вулканогенной серии позволил выявить отложения жерловой, прижерловой, склоновой и удаленной частей раннеюрского палеовулкана стромболианского типа извержения в субаэральной обстановке, а также отложения синхронных подводно-трещинных излияний в восточной части региона.

3. Совокупность полученных геологических, петрохимических и геохимических данных о составе и строении раннеюрских осадочно-вулканогенных толщ показала, что абонская осадочно-вулканогенная серия сформировалась в субширотной рифтовой зоне в морском окраинно-континентальном седиментационном бассейне.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых изданиях, утвержденных перечнем ВАК России.

Основные положения диссертации освещались на ХХХУ-ХХХУШ Тектонических совещаниях (Москва, 2004, 2005) — на Республиканской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Минерально-сырьевые ресурсы и освоение недр Якутии» (Якутск, 2005) — на III Всероссийском симпозиуме по вулканизму и палеовулканизму (Улан-Удэ,.

2006) — на конференции научной молодежи, посвященной 50-летию Сибирского отделения Российской Академии Наук (Якутск, 2007) — на Международной научно-практической конференции «Южная Якутияновый этап индустриального развития» (Нерюнгри, 2007) — на Аспирантских чтениях Якутского государственного университета (2007, 2008) — на Форуме научной молодежи Республики Саха (Якутия), посвященному году академика В. П. Ларионова (Якутск, 2008) — на Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые наукам о Земле» (Москва 2008) — на XLVI Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008) — XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008).

Научные результаты исследований автора в 2006 году докладывались на заседании Объединенного Ученого Совета по наукам о Земле при Академии Наук Республики Саха (Якутия). В 2007 году автор являлась стипендиатом АН PC (Я) среди молодых научных работников Республики Саха (Якутия), в 2008 году обладателем Гранта Президента Республики Саха (Якутия) и Гранта Ректора ГОУ ВПО «ЯГУ им. М.К. Аммосова».

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы — 185 страниц, включая 70 рисунков, 5 таблиц. Список цитируемой литературы включает 80 наименований.

Заключение

.

В работе проанализирован и систематизирован большой фактический материал по раннеюрскому вулканизму Южного Верхоянья, который наиболее полно проявился в пределах Кобюминской системы складок. Раннеюрские вулканогенные породы объединяются в абонскую осадочно-вулканогенную серию, состоящую из эффузивных, эффузивно-обломочных. пирокластических, осадочно-вулканогенных пород переслаивающихся с терригенными породами.

В процессе полевых геологических наблюдений в Кобюминской системе складок установлен новый опорный разрез отложений абонской осадочно-вулканогенной серии нижней юры, который отличается от ранее изученных разрезов строением и составом вулканогенных пород, а также взаимоотношением с осадочными породами. Этот разрез расположен в бассейне р. Луговая и преимущественно состоит из пирокластических и эффузивно-обломочных пород, представленных глыбовыми и агломератовыми туфами базальтов, андезибазальтов и андезитов, шлаковыми туфами, агглютинатами, ксенотуфами и кластолавами. Лавовые отложения (базальты, андезибазальты и базальты) присутствуют в значительно меньшем объеме и чаще образуют неоднородные пласты с кластолавовыми породами. Ранее известные разрезы абонской осадочно-вулканогенной серии, особенно разрез, развитый в бассейне руч. Круг и считающийся стратотипическим разрезом, преимущественно состоят из потоков и покровов миндалекаменного базальта, переслаивающихся с морскими терригенными отложениями, паратуффитами и в меньшей степени с пирокластическими породами. Вновь выявленный разрез абонской серии сопоставляется с одновозрастными разрезами по маркирующему горизонту алевролитов и аргиллитов с остатками фауны пелеципод группы Награх.

Проведенный фациальный анализ абонской осадочно-вулканогенной серии позволил выявить отложения жерловой, прижерловой, склоновой и удаленной частей раннеюрского палеовулкана стромболианского типа извержения. Жерловая и прижерловая части представлены агломератовым и кластолавовым генетическими типами, сформированными в аэральных условиях. Склоновая и удаленная части представлены лавовым, туфовым генетическими типами подводного происхождения. Также в составе абонской серии установлены продукты подводных трещинных излияний.

В результате анализа и синтеза геологического материала о строении и составе абонской осадочно-вулканогенной серии, а также данных по геологическому строению Южного Верхоянья и истории его геологического развития, нами установлено, что существовавший с раннего карбона Оймяконский океанический бассейн в раннеюрское время представлял собой малый океанический бассейн, который с запада обрамлялся континентом, с которого происходил снос терригенного материала. В раннеюрское время вулканическая активизация произошла в субширотной линейной зоне, ограниченной с севера Брюнгадинским разломом и с юга Сунтар-Буор-Юряхским разломом. Время заложения этих разломов литологи отмечают как раннекаменноугольное [25]. Установлено, что субширотная линейная зона заложилась в прибрежно-морской обстановке открытого или островного шельфа окраинно-континентального седиментационного бассейна. В западной части располагались вулканические палеоострова, на которых в аэральных условиях происходило извержение вулканов стромболианского типа. Восточнее в подводной обстановке происходили трещинные излияния базальтов. Возникшая ассоциация вулканических пород по своим петрохимическим и геохимическим особенностям соответствует вулканическим породам окраинно-континентальных рифтовых систем. В целом в раннеюрское время в окраинно-континентальном седиментационном бассейне образовался незначительный по размерам вулканический архипелаг на рифтогенной структуре, в которой в результате вулканической деятельности и осадконакопления сформировалась абонская осадочно-вулканогенная серия.