Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Неоген-четвертичный кислый магматизм Курильской островной дуги

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Неоген-четвертичный кислый магматизм Курильской островной дуги"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 552. И: 552.13: 553.31

РЫБИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

НЕОГЕН - ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ КИСЛЫЙ МАГМАТИЗМ КУРИЛЬСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

Специальность 04. 00. 08 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Владивосток 1997

Работа выполнена в Институте морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН, г. Южно-Сахалинск.

Научные руководители:

\

доктор геолого-минералогических наук Б.Н. Пискунов (ИМГиГДВО РАН) доктор геолого-минералогических наук Г.Б. Ферштатер (ИГиГ УрО РАН)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук профессор С.А. Щека (ДВГИ

ДВО РАН) доктор геолого-минералогических наук Е.П. Леликов (ТОЙ ДВО РАН)

Ведущая организация:

Государственное унитарное предприятие "Сахалинская геолого-разведочная экспедиция"

Защита диссертации состоится 199^г. в '^'часов

в конференц - зале ДВГИ, на заседании Специализированного совета Д.003.54.1 Дальневосточного геологического института ДВО РАН по адресу: 690022 Владивосток - 22, Проспект 100-летия Владивостока, 159, ДВГИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВО РАН. Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 690022. Владивосток - 22, Проспект 100-летия Владивостока, 159, ДВГИ. Ученому секретарю Спецсовета

Автореферат разослан " ^ « 199^г

Ученый секретарь Специализированного

совета, к.г.-м.н. __1 Б-И. Семеняк/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Петрологическое изучение продуктов вулканизма Курильской дуги как современного классического эталона ост-роводужной системы имеет важное значение для познания закономерностей образования ассоциаций эффузивных, субвулканических, интрузивных пород и оруденения. Знание строения, состава и взаимоотношений магматических пород типичной островной дуги открывает возможность и для решения обратной задачи - определение геодинамических условий и тектонической обстановки магматизма в древних складчатых поясах. В связи с этим в выполненном исследовании важная роль была уделена разработке критериев геохимической типизации пород, вещественному составу индикаторных комплексов и физико-химическим условиям становления кислых магматических образований.

Цели и задачи исследований. Цель работы состоит в установлении основных закономерностей проявления и условий формирования кислых пород в пределах островной суши Курильской островной дуги (КОД). При этом решались задачи:

1. Выявление характера распределения кислых пород КОД и их соотношений с основными вулканитами.

2. Геохимическая типизация интрузивных и вулканических пород.

3. Реконструкция физико - химических условий зарождения и эволюции кислых расплавов.

фактическая основа работы. В основу работы положен фактический материал, полученный автором во время полевых работ на островах Кунашир, Итуруп, Уруп, Симушир и Чирпой в составе экспедиций ИМГиГ ДВО РАН.

В работе использовано 250 новых анализов на породообразующие и микроэлементы, около 400 микрозондовых определений состава минералов, 20 определений абсолютного возраста K-Ar - методом, 36 анализов газовой фазы в породах и минералах.

Большая часть химических анализов на петрогенные элементы выполнена в аналитической лаборатории ИМГиГ, микроэлементов- в Бронницкой ГГЭ (г.Москва). Микрозондовые анализы произведены в ИГиГ (г. Новосибирск) и ДВГИ (г. Владивосток), определения абсолютного возраста (K-Ar метод) - в ИГиГ (г.Екатеринбург), анализы состава газов в ИЗК (г. Иркутск).

Для статистической обработки и решения задач классификации петрохимических данных создана База Аналитических Данных, в которой собраны практически все имеющиеся химические анализы по Курильской островной дуге.

1. Кислые породы Курильской островной дуги принадлежат к трем геохимическим типам, различающимся по петрохимическим, минерало гическим и изотопным характеристикам.

. 2, От северных к южным островам среди вулканитов возрастает доля кислых пород. Прирост кислого материала происходит за счет пород низкокалиевого типа.

3. Поперечная геохимическая зональность, хорошо проявленная для четвертичных пород, менее четко выражена в неогене, а в ряде вулка-ноструктур выявляется вертикальная зональность, связанная с увеличением содержаний литофильных элементов от ранних к поздним фазам.

4. По минеральным геотермобарометрам кристаллизация кислых пород происходила в интервале 1100-950°С при давлениях 5-0 Кбар. Низкокалиевые расплавы являлись более высокотемпературными и восстановленными, чем среднекалиевые.

Научная новизна работы. 1. Охарактеризованы проявления кислого магматизма Курильской островной дуги и определен характер их распределения. 2. Впервые проведена геохимическая типизация кислых пород и сделано сопоставление их с породами иных геоструктурных обста-новок. 3. Установлены основные параметры термодинамических условий эволюции кислых расплавов. 4. Показаны возможные варианты генезиса кислых пород.

Практическая ценность работы. Результаты по геохимической типизации кислых пород, позволяют использовать полученный материал при палеогеодинамических реконструкциях. Большая часть рудопроявле-ний полиметаллических и золото-серебряных руд, выявленных в пределах Курильской островной дуги, связаны с длительно развивающимися вулканоструктурами центрального типа, где прослеживается пространственная взаимосвязь рудных тел и кислых пород определенного петрохи-мического типа, что может быть использовано как поисковый критерий при геолого - съемочных работах.

Выводы автора по геохимической типизации кислых пород используются при составлении Государственной геологической карты м 1:200000 ГУП СахГРЭ.

Дпробаии^ работм- Основные положения диссертации были доложены на 14-й, 15-й, 16-й и 17-й конференциях молодых ученых ИМГиГ (Южно-Сахалинск), на 4-м Дальневосточном региональном петрографическом совещании (Южно-Сахалинск, 1988), на Всероссийском металло-геническом совещании "Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит" (Екатеринбург, 1994), на Всесоюзном семинаре "Вулкан Кудрявый, минералы кратера и проблемы их использования" (Черноголовка, 1994).

Обьем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа содержит 155 страниц текста, 37 рисунков и 12 таблиц. Список использованной литературы включает 90 наименований.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность научным руководителям - докторам геолого - минералогических наук Б.Н.Пискунову и Г.Б.Ферштатеру - за советы и постоянные консультации

процессе работы. Весьма полезным при подготовке диссертации было бсуждение работы с В.Я.Данченко, А.И. Абдурахмановым, В.П. Сема-иным (ИМГиГ ДВО РАН), С.В.Высоцким (ДВГИ ДВО РАН), В.И.Сье-иным (ТОЙ ДВО РАН), Б.Г. Лутцем, В.И.Ермаковым (ИФЗ РАН), К.И.Ш-[уловичем, М.А.Коржинским (ИЭМ РАН), В.С.Знаменским (ИГЕМ РАН). I ходе экспедиционных работ на Курильских островах автор пользовался остоянной поддержкой Г.С.Штейнберга, Р.ф! Булгакова, В.А. Мелкого, 1.Н.Кораблева, П.Ю.Ковтуновича, A.B. Соловьева, Н.П. Паровышной, l.A. Ефимовой, Т.И. Пискуновой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ОСТРОВОДУЖНАЯ МАГМАТИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ

Большая Курильская гряда (БКГ) представляет собой типичную нутреннюю вулканическую дугу Курило-Камчатской островодужной сис-емы и протягивается от полуострова Камчатка до о.Хоккайдо на 1250 м. По характеру глубинного строения земная кора юга Курильской дуги □ответствует континентальному типу с преобладанием мафической со-гавляющей (Сергеев и др., 1987; Злобин, 1987). Обобщенная сейсми-еская модель дуги состоит из четырех слоев, скорости в которых в сред-ем равняются 4,1; 6,0; 6,5 и 7,0 км/с. Выделенные слои интерпретиру-ртся как "вулканогенно-осадочный", "гранитно-гнейсовый" (верхний слой энсолидированной коры), "гранулито-гнейсовый" (промежуточный) и "ба-шьтовый" (нижний).

Основной особенностью строения внутренней вулканической дуги зляется широкое развитие в ее пределах позднекайнозойских вулкани-еских и вулканогенно-осадочных отложений, сформировавшихся в ста-ию развития островодужных поднятий. Фундаментом этих отложений зляются, вероятно, верхнемеловые осадочные, вулканические и магма-меские комплексы, обнажающиеся на островах Малой Курильской гря-ы. Мощность собственно островодужных вулканических и вулканоген-о-осадочных образований на юге БКГ достигает 7000м. Среди них по эзрасту выделяются миоценовые, миоцен-плиоценовые, плиоценовые и :твертичные отложения. Они объединяются в региональные литолого-гратиграфические комплексы (снизу-вверх): "зелено-туфовый", "флишо-цно-пемзовый", "субаквальный" и "эффузивно-пирокластический"(Пис-^нов, 1987). Сложены они вулканическими, вулканогенно-осадочными и ллканомиктовыми отложениями, в той или иной степени подвергнутыми горичным изменениям.

Неогеновые стратифицированные образования смяты в пологие сладки, разбиты на блоки многочисленными разломами и прорваны се-1ей интрузивных, субвулканических, экструзивных и дайковых тел раз-эобразного состава. Вмещающие и рвущие образования подвержены зна-

чительному гидротермальному и гидротермально-метасоматическому из менению.

Вулканические породы, входящие в состав стратифицированны: комплексов, обнаруживают отчетливое генетическое единство. По суще ству представлены они, одними и теми же петрографическими разновид ностями, включающими базальты, андезиты, дациты и риолиты. В соста ве каждого комплекса варьируют лишь количественные соотношения ос новных, средних и кислых пород, степень их измененности и содержани минералов-вкрапленников.

По соотношению "щелочность - кремнекислотность" вся совокуг ность вулканических пород островодужной ассоциации разделяется на тр петрохимические серии: низкокалиевую, среднекалиевую и субщелочнун различающиеся по минеральному и химическому составу (Пискунов, 198' Федорченко и др., 1989). Важной особенностью ассоциации является с зональное строение, выражающееся в приуроченности пород низкокали* вой серии к фронтальной части дуги, субщелочной - к тыловой. Средн! калиевые породы занимают промежуточное положение. Эта закономе] ность в распределении пород разных серий в структуре дуги проявле! наиболее четко в неизмененных вулканитах, слагающих современные четвертичные вулканы Большой Курильской гряды.

Кислый вулканизм, по сравнению с основным и средним, в сост ве островодужной ассоциации играет подчиненную роль, но тем не мен( имеет важное значение из-за своей роли как индикатора преобразован! коры и связи с ним рудообразования. Пространственно - временные ос бенности его проявления в КОД заключаются в неравномерном развит! на флангах дуги и интенсивности проявления в разные отрезки геолог ческой истории, а также в различной роли его продуктов среди вулкан ческих и интрузивных образований.

До недавнего времени кислым породам, уделялось недостаточ] внимания. Данные по ним привлекались-в основном при описании гом дромно развивающихся вулканических серий, при сопоставлении магм тических комплексов, характеристике стратифицированных толщ, корр ляции разрезов.

Из предыдущих работ следует назвать статьи Г.П. Вергуно (1961), Ю.Л. Неверова (1970) , И.А. Тарарина (1974), в которых приЕ дятся описания отдельных интрузивных массивов островов Кунашир Итуруп. Характеристика интрузивных, экструзивных, пемзово-игнимбр товых кислых наземных образований дана в монографиях К.Ф.Сергее (1966,1976), Б.Н. Пискунова (1987), В.И. Федорченко с соавторами (198' О.А Богатикова. и А.А Цветкова (1988) , Т.И. Фроловой с соавтора: (1985,1989). Данные по геохимии кислых пород подводной части Кури; ской островной дуги обобщены в монографиях Г.А. Авдейко с соавто{ ми (1992), Е.П. Леликова и А.Н. Маляренко (1994).

В эпоху четвертичного вулканизма дацитовые и риолитовые г роды приурочены к гомодромно развивающимся вулканическим центр г

эичем они появляются либо в тесной связи с андезито-базальтовыми и 1дезитовыми непрерывными сериями, либо сопряжены с заключительными стадиями эволюции вулканов - кальдерообразованием и посткаль-:рной экструзивной деятельностью. В меньшей степени объемы кислого ^лканизма возрастают за счет моногенных вулканов экструзий типа Икан-икот (о. Симушир). В переотложенном виде кислый пирокластический атериал встречается на низменных перешейках типа Роко (о. Итуруп) :з видимой связи с конкретными вулканическими центрами.

Для неогеновых магматических образований картина распреде-гния кислых пород существенно меняется. Дациты и риолиты в виде (-фов, лав, игнимбритов и переотложенного пеплово- пемзового материала тагают целые комплексы и пачки в составе неогенового разреза, без ви-имой связи с основными вулканитами. В отдельных вулкано-тектони-гских структурах эти породы являются доминирующими. На основе зализа гистограмм распределения неогеновых пород по 8Ю2 для разных гтровов и по дуге в целом показано, что от о.Парамушира до о.Кунаши-1 объем кислых пород возрастает от 15 до 44 %, а в целом для всей дуги эставляет 36% (рис.1). Среди интрузивных образований роль кислых ород еще более возрастает, хотя общий характер их пространственного аспределения вдоль дуги остается таким же как и для эффузивов.

Глава 2. КИСЛЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ.

Для петрохимического анализа использовано 500 опубликованных оригинальных полных силикатных анализов по субвулканическим теш, лавам, пемзово-игнимбритовой пирокластике с содержанием крем-езема > 63%. Материал сгруппирован по интервалам кремнекислотнос-г. 63-66%, 66-69%, 69-72%, 72-75%, 75-78%. По критерию, предложен-ому в сводке А.Эварта (1983), выделены низкокалиевые (НК) и средне-1лиевые (СК) типы. Образования повышенной щелочности исключены з выборки, в виду их редкой встречаемости в пределах Курильских ост-эвов. В настоящее время существует не более десятка анализов подоб-ых пород и ниже они привлекаются при сопоставлении серий. Среди изкокалиевых пород на тройной диаграмме Иа^О-^О-СаО выделяется зуппа пород (риодациты и риолиты), обогащенных натрием и с низким удержанием кальция (низкокальциевый тип). Подобные образования фактерны только для ранних этапов формирования БКГ и встречаются зи в пределах глубоко эродированных вулканоструктур центрального типа л.Прасолова, оз.Валентины, п-ов Ловцова - на о.Кунашир). Достаточно ;дки они на островах Итуруп, Уруп, Парамушир и полностью отсутству-т на Симушире и Онекотане.

Распределение кислых пород по щелочности в пределах всей дуги эстаточно неравномерное. На о.Парамушир среди кремнекислых обра-званий преобладают породы среднекалиевого типа. На островах Симу-ир, Уруп, Итуруп доля подобных пород находится в пределах 45-55%.

' На о.Кунашир наблюдается резкое снижение среднекалиевого типа до 30%. Отсюда следует, что максимум проявления кислого магматизма на южном фланге БКГ обязан в основном низкокалиевым породам (рис.1).

го о к о 2 2

га Т

го

т ф

о.

аз

80 604020-

1г1пг1п

Л

Кунашир Итуруп

Уруп Симушир Парамушир

Рис. 1. Гистограммы распределения кремнекислотности и калиевой щелочности в кислых породах Курильской островной дуги.

1 - Процент пород с содержанием 8Юг > 63%, 2- процент встречаемости низкокалиевых пород в выборке > 63% БЮ2.

Сопоставление средних составов выделенных типов показывает, что низкокальциевые породы имеют более высокие концентрации А1203, М§0, Ыа,0 и более низкую железистость (Ре203 +РеО) / (Ре03 + РеО + N^0), чем низко- и среднекалиевые типы, которые различаются между собой по содержанию А1203, РеО, СаО, Иа20, К20 и таким параметрам , как окисленность и железистость. По соотношению Ыа20/К20 = (4,3-6,3) НК-серия соответствует натриевому типу (Петрографический кодекс, 1992); №,0/К,0- отношение имеет тенденцию к росту с увеличением кремнекислотности. В СК серии Ыа20/К20- отношение имеет значения 1,1-2,3, что соответствует калий-натриевому типу щелочности,и прослеживается уменьшение значения этого параметра с ростом БЮ2.

Содержание литофильных элементов в кислых породах БКГ варьирует в широких пределах: ЯЬ - 3-75г/т, Ва -80-1000г/т, 5>г - 30-500 г/т. Минимальные концентрации этих элементов имеют высококальциевые плагиограниты о.Кунашир, максимальные- риодациты тыловой зоны центральной части КОД. В целом, неполнокристаллические породы богаче ли-тофильными элементами, чем интрузивные в рамках единых магматических серий. Средние составы для породных групп разных по кремнекислотности свидетельствуют, что породы среднекалиевой серии содержат в 2-3 раза больше ЛЬ, Б г, Ва, чем низкокалиевые разновидности. К/ ЯЬ отношение широко варьирует в низкокалиевой группе пород от 280 до 1100, и намечается тенденция его уменьшения с ростом кремнекислотности до величин, характерных для среднекалиевого типа пород, в которых отмечаются стабильные значения этой величины (320-580).

кокалиевой серии характерны содержания: 1-3 г/т НГи <1 г/т ЫЬ, в среднекалиевой 4-5 г/т НГ, 2-3 г/т ТМЬ. По содержанию Ъс различия отчетливо

выявляются только в интрузивных породах. для которых наблюдается прямая зависимость концентраций Zr и калиевой щелочноеги. В эффузивных и субвулканических разностях эти тенденции менее проявлены, xoih минимальные содержания чаще встречаются в низкокалиевых породах.

всего набора кислых пород, изменяются в интервалах U - 0.6-4,2 г/т, Th 0,9-7,8 г/т. что согласуется с предельными оценками 10.М. Пузанкова (1991) но риолитоидной группе пород. Наиболее радиоактивными являются дациты охотского побережья о.Уруи и риолпты, драгированные с нодводных склонов о.Броутон. Минимальными содержаниями РАЭ характеризуются низкокалиевые четвертичные ланиты влк.Менделеева и Занарицкого.

Латеральная радиохимическая зональность, выраженная в преобладании более радиоактивных пород с высоким Th/U отношением в тыловой части дуги наиболее обоснованно выявляется для южного и центрального звеньев дуги ( Авдейко и др.,1992). Следует также отметить, что высокорадиоактивные кислые породы встречаются и в центральной зоне (риодациты верховьев р.Камышовой на о.Кунашнр; риодациты в фундаменте влк.Мильна на о.Симушир), а низкорадиоактивные породы известны по Охотскому побережью (риодациты р.Рыбной на о.Уруи).

Для южного фланга дуги, наиболее исследованного в геохимическом плане, по средним составам удается проследить вариации радиохимических характеристик в продуктах вулканической деятельности разно-то возраста. Миоцен-плиоценовые кислые породы имеют более высокие концентрации U и Th при более низком содержании щелочей, чем их четвертичные петрохимические аналоги. Подобные факты могут свидетельствовать о более интенсивном вовлечении корового субстрата в процессы образования расплавов на ранних этапах формирования островной дуги. Подтверждением этому могут быть данные Т.П.Фроловой с соавторами ( 1984), о том что наиболее древние вулканические комплексы о.Кунашир имеют максимальные для дуги s7Sr/s6Sr отношения.

Для редкоземельных элементов (Р13) кислых пород Курильских островов наиболее распространенным является хондритовый тип распределения (рис. 2). Он характерен для четвертичных низкокалиевых вулка-ни гов разной кремнекислотности, верхнемиоцен-плиоценовых дацитов и риодацптов о.Кунашир. Внутри этот тина при сходстве общих тенденций наблюдаются вариации по сумме РЗЭ и Eu/Eu* отношению. Сопряженное увеличение щелочности и кремнекислотности в породах отдельных вулканоструктур сопровождается увеличением содержаний РЗЭ и углублением европиевой аномалии

1 3 □ 4

см А

Рис. 2. Содержания редкоземельных элементов в интрузивных и эффузивных породах Курильских островов, нормализованные по хондриту (Frey, 1984). 1- Тоналиты и плагиограниты (Цветков и др., 1990), 2- дациты и риолиты сред-некалиевой серии (Фролова и др., 1989), 4- вулканиты кунаширского комплекса (Фролова и др., 1984), 5- океанические плагиограниты (Колман и др., 1983).

Второй, сильно дифференцированный тип распределения, характеризующийся избытком легких лантаноидов и дефицитом тяжелых, обнаружен в риодацитах CK и ВК серий.

Третий тип, впервые выделенный Т.И.Фроловой (1984), имеет спектр распределения с дефицитом легких лантаноидов, сходный со спектром океанических толеитов. Породы с таким спектром РЗЭ принадлежат к наиболее древним низкокальциевым образованиям БКГ.

Изотопный состав стронция варьирует в небольших пределах. В кислых четвертичных породах Sr-изотопные отношения составляют 0,70297-0,70348, в неогеновых породах они несколько выше (0,703400,70426), как и в ксенолитах кислого состава- (0,70368-0,70468). Мини* мальные значения отмечены в риодацитах о.Броутон, максимальные- в плагиогранитах м.Прасолова. Независимо от щелочности и кремнекис-лотносги вулканиты о.Симушир имеют более низкие изотопные метки, чем породы о.Кунашир.

Для оценки поперечной зональности довольно мало данных, но все же для двух секторов дуги явно выявляется уменьшение соотношения "Sr/M'Sr от осевой зоны к тыловой (о.Симушир - о.Броутон; кальдера Львиная пасть - подводный влк.192м) (Авдейко и др., 1992).В этом случае устанавливается обратная зависимость между количеством радиогенного стронция в породе и К, Rb. Следует отметить, что вариации К,О ( 0.62,2%) п Rb ( 8-55 г/т) в кислых породах о.Симушир практически не сказываются на изотопных отношениях. Имеющиеся данные для о.Кунашир (Виноградов и др., 1986; Фролова и др., 1989) позволяют наметить, по изотопии Sr, вертикальную зональность. Средние значения по кунаширско-

ly, алехинскому, фрегатскому комплексам и современным вулканам сви-етельствуют о достаточно определенной зависимости возрастания 87Sr/ sSr с удревнением возраста пород, что связано с уменьшением коровой онтаминации со временем.

Состав газовой фазы различных типов кислых пород был изучен помощью метода высокотемпературной газовой хроматографии в лабо-атории Ф. А.Летникова Института Земной коры СО АН СССР. Содержа-|ие фтора и хлора в минералах определялось с помощью рентгеновского 1икроанализатора. По валовым пробам фиксируется различие по общей азонасыщенности и структуре газовой фазы в породах различной ще-ючности. Породы среднекалиевой серии более насыщены флюидными омпонентами, такими как Н20, С02> СО; в низкокалиевой серии в значи-ельных количествах фиксируется Нг От ранних к поздним этапам крис-аллизации происходит эволюция флюида, связанная с увеличением об-цего объема и окисленности газовой фазы.

Во всех фтор-хлорсодержащих минералах, независимо от фаци-льной и петрохимической принадлежности пород, F/C1 отношения боль-ие единицы. Минералы интрузивных пород, по сравнению с субвулкани-[ескими, более обогащены F и Cl и в меньшей мере- другими летучими омпонентами. Апатиты из пород низкокалиевого типа имеют более вы-окие содержания F и низкие Cl, чем минералы из среднекалиевых по-юд. По коэффициенту разделения фтора между апатитом и расплавом со-(ержание фтора в кислых расплавах составляло 0,068-0,082%, причем шнимальные значения характеризуют породы среднекалиевого типа.

Глава 3. КИСЛЫЕ ИНТРУЗИВНЫЕ ПОРОДЫ.

Наиболее широко интрузивные образования распространены на кКунашир. Главная особенность интрузивов наиболее южного острова >КГ заключается в преобладании среди петрографических разновидности пород с содержанием Si02 в интервале 64-74%. Более основные раз-ювидности находятся в подчиненном количестве. Наиболее крупными на ютрове являются Прасоловский, Валентиновский, Орловский, Докучаев-:кий и Мечниковский массивы. Кроме того, плагиограниты были встре-[ены при бурении скважины в районе п.Отрадное. С тихоокеанской :тороны острова (п-ов Ловцова, междуречье рр.Космодемьянской-Илю-нина) прослеживаются горизонты конгломератов, содержащие многочис-[енные глыбы плагиогранитов и кварцевых диоритов, что позволяет сде-1ать предположение о широком распространении кислых интрузивных юрод на острове, ныне перекрытых вулканогенно - осадочными образо->аниями. .

Таблица I

Средние составы кислых интрузивных пород о. Кунашир

1 2 3 4 5 6

эю2 65,9 72,1 70,7 67,5 71,1 66,3

тю2 0.5 0.4 0.4 0.6 0,5 0.6

МЛ 15,4 13,5 14,3 14,3 14,4 14,7

Ре2Оэ 1.6 1 2.2 2.8 2,2 2.1

РеО 3,8 3,4 1.8 2,9 1.2 2,4

МдО 2.7 1,8 1 3,8 1.2 2,2

СаО 1,9 1.2 3.8 2,9 2,3 3

Шг О 4.8 4.9 3,7 3.6 3,6 3.5

к2о 0,8 0,6 0,3 0,3 1,5 2,2

п 10 30 11 3 10 11

РЬ 10 7 5 5 16 50

Бг 400 160 180 320 209 400

Ва 250 110 120 210 390 1000

Бс 20 17 16 26 12 13

2г 90 70 110 90 123 180

НГ 3 4 3 3 5 4

ыь 1 1 1 1 1,6 3

Та 0,2 0,2 02 0.2 0,2 0,3

ТГ> 1.5 2.6 2 2.1 5 6

и 1 1.1 1 1 2,5 1,4

V 150 50 60 200 64 80

Сг 40 35 18 65 15 60

N1 8 10 20 10 6 7

Со 8 3 5 10 10 5

Си 30 34 10 26 60 35

гп 100 200 80 130 220 ■40

РЬ 20 20 15 ■ 16 13 20

п 2 3 3 2 3 3

Примечания: 1-2 - тоналит (1) и плагиогранит (2) Прасоловского массива; 3- плагиогранит Мечниковского массива; 4 - тоналит Лобановского массива; 5- плагиогранит Орловского массива; 6- гранодиорит Докучаевского массива.

Интрузивные породы на о.Уруп представлены в основном диорр тами, кварцевыми диоритами и диоритовыми порфиритами, главные вь ходы которых сосредоточены на тихоокеанской стороне острова. Граните идные тела довольно редки и встречаются в поле развития диоритов кварцевых диоритов в верховьях рр.Утесный, Галинка, Нигори. Общим особенностями гранитоидов является преимущественно низкокалиевый сс став, низкое содержание темноцветных минералов, высокая основное! плагиоклаза, увеличение кремнекислотности от краевых зон к центру и* трузивных тел.

На северных Курильских островах наиболее представительны интрузивным массивом, в составе которого присутствуют гранитоиднь: породы, является массив Центральный на о.Парамушир.

По соотношению кремнекислоты и суммы щелочей все грани теплы Курильских осгровов принадлежат к ряду нормальной и пониженной щелочности. Максимум точек попадает в интервал К,0н^а,0 = 5-6,5%. Наименее щелочными оказываются андезин-лабрадоровые плагиограни-ты мыса Мечникова и р.Лобанова, а наибольшие концентрации щелочей имеют гранодиориты м. Докучаева.

Среди семейства гранитоидов на диаграмме К,О - БЮ, (рис. 3), отчетливо выделяются две группы пород, соответствующие низкокалие-воп и среднекалиевой сериям (табл.1). Наибольшее число фигуративных точек попадает в область с содержанием К,0 < 1%. По классификации Г.Б.Ферштатера (1987) интрузивные породы с соответствующими содержаниями калия принадлежат к низкокалиевой серии, а по соотношению №20/К,0 (>4) - к натриевой серии. Другая час ть гранитоидов обособляется в поле среднекалиевой и на границе ее с субщелочной серией.

Рис. 3, Диаграмма К20-8Ю2-

Римскими цифрами обозначены поля шпкокалисвой ( I ), срелнскалиевой ( II). высококалиевои ( III) серий по В.И. Федорченко с соавторами (1989). Интрузивные массивы:!- Докучаевский, 2 - Валентиновский, 3 - Мечниковский, 4 - Орловский, 5 - Прасоловскнй, 6 - Галинковский, 7 - Нигорийский, 8 - Ущельный, 9 - Центральный. 1 - 5- о.Кунашир, 6-8- о.Уруп, 9- о.Парамушир.

Следует отметить, что интрузивные массивы сложены в основном однотипными иетрохимическими разностями и лишь гранитопды Центрального массива о.Парамушир испытывают инверсию натриевой специфики щелочей на калий-натриевую в процессе эволюции магматического очага. Большая часть нормативных составов гранитоидов на диаграмме АЬ-Ап-Ог (рис. 4) располагаются вдоль оси АЬ-Ап с содержанием нормативного калиевого полевою шпата <10%, что по классификации Г.Б.Ферштатера (1987), соотиектвуог млагиограиитам. Среди них выделяется группа (Мечниковский. Ущельный, Лобановский) с высокими отношениями 0'(<3 > АЬ+Ог) н А1г(Ап - АЬ+Ог), характерными для предельно известкопистых плагпогранитов ич офнолптовых комплексов. Другая группа (Прасоловскнй и Валентиновский массивы с высоким содержанием нормативного кварца) имеет анортитовое число <10. Эти закономерности отражают специфику низкокалпевых интрузивных пород и иозво-

ляет выделить среди них высококалыдиевые и низкокальциевые плагио-граниты.

Гранитоиды с более высоким содержанием ортоклазовой составляющей располагаются в поле грондьемитов и калий-натриевых гранитов (Орловский, Докучаевский массивы и 7-я субфаза Центрального массива), наиболее калиевые из них близки к минимуму системы кварц-альбит-ортоклаз. Для них выявляется тенденция сопряженного увеличения известковости и калиевой щелочности, в отличие от низкокалиевых серий, обладающих обратными соотношениями.

Высококальциевые, низкокальциевые плагиограниты и калий-натриевые гранитоиды различаются и по другим стандартным петрохими-ческим параметрам. Высококальциевым плагиогранитам присуща наиболее высокая степень окисленности железа, максимальные значения коэффициента глиноземистости (А1203/ (Ре0+Ре203+ М§0)=29) и минимальный коэффициент агпаитности (Ыа20 + К20) / А1,0, = 0,47). Низкокальциевые плагиограниты - наименее окисленные (Ре203/ (Ре203+Ре0)=0,28) и имеют наиболее высокий коэффициент агпаитности . Калий-натриевые гранодиориты характеризуются средними значениями этих параметров, исключая коэффициент агпаитности, который имеет слабую отрицательную корреляцию с калиевой щелочностью.

Концентрации микроэлементов достаточно хорошо подчеркивают различия в составе гранитоидов, выявленные при петрохимическом анализе. Для пород калий-натриевого типа характерны повышенные содержания И.Ь, Бг, Ва, ЫЬ, Та, ТЬ, и, Сг, Ьа относительно близких по крем-некислотности пород низкокалиевой серии. ЯЬ и Ва четко коррелируют с калием и интенсивно накапливаются в поздних дифференциатах калий-натриевых серий. В низкокалиевых сериях минн.мальные концентрации Шэ и Ва наблюдаются в наиболее кремнекислых членах серии с максимумом в кварцевых диоритах и тоналитах.

Содержания другой группы некогерентных элементов (2т, НГ, ТИ, и) возрастают от габбро-диоритов к более кислым породам в обеих сериях. Концентрации элементов группы железа - (V, Сг, Со) убывают с ростом кремнекислотности в известково-щелочных гранитоидах; в низкокалиевом типе серий эти тенденции проявлены менее отчетливо.

Наиболее низкими содержаниями Бг и ЯЬ (рис. 5). характеризуются плагиограниты Мечниковского массива. Подобные соотношения характерны для серий офполитовых комплексов (Колман и др.,1983), пла-гиогранитной серии Катынадырского массива в Зап. Мугоджарах (Фер-штагер, 1987), комататичпой примитивным базальтам, близким по со-.ставу к океаническим толеитам.

Гомодромные серим Прасоловского, Орловского и Галинковского массивов с более высоким содержанием ЯЬ имеют геохимическую общность с эвгеосинклннальнымн габбро-плагиогранитными сериями, ассоциирующими с контрастными раннегсосинклипальными вулканитами. Особенное положение на графике имеют породы Докучаевского массива, имею-

цие наиболее высокие концентрации 5г и ЯЬ, характерные для калий-1атриевых габбро-гранитоидных серий островодужных и геосинклиналь-шх геодинамических режимов. По соотношению КЬ-(У+ЫЬ), Nb-Y (Реагсе а1., 1984) калий-натриевые гранитоиды попадают в поле гранитоидов >стровных дуг, низкокалиевые серии располагаются на границе их с океа-шческими плагиогранитами.

An

Рис. 4. Диаграмма Ab - An - Or.

'имскими цифрами обозначены поля: плагиогранитов (I), малокалиевых грани-ов и трондьемитов (II), калий-натриевых гранитов (III), калиевых гранитов (IV) ультракалиевых гранитов (V). Интрузивные массивы: I- Докучаевский, 2 -1алснтиновский. 3 - Мечниковский, 4 - Орловский, 5 - Прзсоловский, 6 - Галин-овский, 7 - Центральный. Контуром выделены поля составов отдельных масси-ов.

!оля порол производных различных исходных магм: слева от линии ?0 - толеи-эвон океанической; между линиями РС} и МЫ - толеитовой континентальной и стронодужной (Фср!нтатер, 19940). Пунктиром показаны поля: низкокалиевой ). среднекалиевой (II) и высококалиевой (III) серий. 1 - 6 Тренды интрузивных ассивов: I- Докучаевский, 2 - Мечниковский, 3 - Прасоловский. 4 - Галинков-<ий. 5 - Ущсльный, 6 - Орловский.

Большинство известных в пределах БКГ рудопроявлений относятся к колчеданной, полиметаллической и золото-серебряной формациям, подразделяемым на ряд субформацин в соответствии с приуроченностью к различным магматическим комплексам (Данченко, 1986,1987.1991).

Наиболее древнему базальт- риолитовому (зеленотуфовому) комплексу присущи серно- и медно- цинково- колчеданные проявления, представленные преимущественно жилами н минерализованными брекчиями в низкокальцпевых рнодапитах и комагматичных им плагпогранитах реже- в осадочных горизонтах, приуроченных к смене кислых туфов мелкообломочными туффитами (Прасоловское и Валенгиновское рудопрояв ления).

Для позднемиоцен-плпоценовых вулканитов характерно полиметаллическое и золото- серебряное оруденение. Для магматических тел это! с возраста отмечается корреляция состава руд с составом и фациальным1 особенностями вмещающих пород. Экструзии андезитов и дацитов со провождаюгея барит- сульфидными жилами и минерализованными брек чиями, а вмещающие туфолавы, нгнимбриты, туфобрекчии, разнообло мочные туфы содержат вкрапленность и гнезда сульфидов.

Большинство Аи-А§ проявлений тгого возраста располагается I пределах дацит-риодацитовых экструзий (жилы и минерализованные за лежи ) или в лагунно-озерных отложениях, либо сопровождают тела туф физитов или дайки базальтов и риолитов. Золото-серебряные рудопрояв ления формируются после колчеданных и полиметаллических, даже в те; случаях, когда они совмещены с одновозрастными магматическими обра зованпями.

Позднеплиоценовый цикл вулканизма представлен субаквальны ми андезито-базальтами и экструзивными телами дацитов. Рудная мине рализация сопряжена с кислыми дифференциатами этого комплекса. Он представлена цветными и редкими (Медное, Лесное на о.Парамушир Шулы инское на о.Кунашир) или благородными (Извилистое на о.Птурут Озерное, Малайское, Алехинское на о.Кунашир ) металлами.

С четвертичным вулканизмом КОД связаны проявления серы, от ложения минерализованных источников, а также редкометальная мине рализация (с Яе, 1п, ве, Мо. Бп и др.) открытая в последнее время, н влк.Кудрявый (северо-восточная часть о. Итуруп), где был впервые обнг ружен природный сульфид рения. Комплексные геолого-геофизические ш следования проведенные в районе влк.Кудрявый дают нозможност полагать, что образование металлоносных сублиматов связано с разгру кой магматического очага андезито-дацитового состава.

С четвертичными пемзовыми отложениями дацитового и риод; цитового состава генетически связаны экзогенные месторождения тип номагнетитовых песков.

Глава 4. ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ

Оливины. Довольно редко встречаются в кислых породах. Наиболее значительные количества этого минерала (до 1,5%) обнаружены в юродах принадлежащих к заключительным этапам развития низкокали-вых базальт-андезит-дацитовых серий (купол влк.Менделеева, пемзы да-1Итового состава влк. Заварицкого) в ассоциации с плагиоклазом, квар-1ем, орто-, клинопироксеном и магнетитом. Формы обособления- отдель-[ые кристаллы и сростки с плагиоклазом Ап 90, часто в оливинах выявится зональность Ра 23 - Ра 30. Содержание СаО изменяется от 0,2 до 1,28%, причем концентрация его увеличивается с ростом железистости щивинов. Высокая магнезиальность оливинов, реакционные взаимоот-юшения с расплавом, ассоциация с анортитом, свидетельствуют о ксено-енном характере этих вкрапленников.

феобладающими темноцветными минералами в кислых породах НК- сети. В среднекалиевых вулканитах имеют место значительные вариации сак по общему содержанию этих минералов в породах, так и по соотно-цению орто- и клинопироксенов. От фронтальной к тыловой зоне в этом ипе пород в целом уменьшается содержание безводных минералов, среде которых преобладающим становится ортопироксен.

Химический состав вкрапленников пироксенов из кислых пород 1а диаграмме \Vo-En-Fs соответствует в основном высококальциевым ав-итам и низкожелезистым гиперстенам. Точки составов минералов из ос-ювной массы низкокалиевых пород перекрывают всю область от авгита ю феррогиперстена. Кроме того, в риодацитах фронтальной зоны встре-1ены пироксены диопсид-салитового состава, близкие по составу вкрап-¡енникам из базальтов тыловой зоны. Основные вариации химических юставов клинопироксенов определяются петрохимической спецификой \ в меньшей степени зависят от кремнекислотности пород. Для пироксенов шзкокалиевых пород характерны высокая железистость, низкое содер-кание А1 и Л, относительно пироксенов из среднекалиевых вулканитов. Эртопироксены низкокалиевых дацитов и риолитов бедны А1 и Т1 и обогащены Са, в сравнении с минералами среднекалиевой серии.

Амфиболы. По классификации У.А. Дира (1965), соответствуют )быкновенной и паргаситовой роговым обманкам. На диаграмме Р - А1 -51 - (№+К) обособляются три группы амфиболов. В первую группу вхо-\ят обыкновенные роговые обманки среднекалиевых риодацитов, даци-гов, андезито-дацитов и низкокалиевых риодацитов. Для них характерен «большой разброс содержаний элементов в формуле: 81=6,8-7,5; Т1=0,08-),2; А1=0,8-1,3; Са=0,55-0,85; Ыа+К= 0,6- 0,2. При этом, железистость юговых обманок из риодацитов низкокалиевой серии значительно выше, 1ем в минералах известково-щелочной серии. В дацитах, риодацитах и сислых андезитах железистость меняется от 28 до 33%.

Во вторую группу входят минералы из кислых андезитов тыловой \ дацитов центральной части дуги. Их отличительные особенности от ми-

нералов первой группы- более высокая глиноземистость, щелочность и титанистость. Формульные единицы основных элементов: = 6,4-6,8; Т! =0,15-0,35; Са = 0,65-2,0; 0,5-0,8; А1 = 1,5-1,9.

Амфиболц, объединенные в третью группу, относятся к паргаси-товой роговой обманке. В кислых породах они встречены только в сред-некалиевых дацитах островов Итуруп и Уруп. Близкие по составу амфиболы характерны для базальтов вулканических построек, глубоко выдвинутых в тыл островной дуги. Для них типичны высокая глиноземистость (до 16 масс.%) и щелочность за счет натрия. От минералов ультраосновных включений (Волынец, 1990) их отличает только более высокая желе-зистость.

Биотит в качестве породообразующего минерала характерен для кислых пород тыловой и, в меньшей степени, центральной зон КОД. По количественному соотношению водосодержащих темноцветных минералов преобладают парагенезисы с роговой обманкой. Среди интрузивных пород разности содержащие биотит, представлены еще меньше (Докуча-евский и Орловский массивы). Биотиты из гранодиоритов заметно более железистые и, судя по дефициту суммы, содержат больше воды, чем вкрапленники из стекловатых пород, что свидетельствует о более низких температурах кристаллизации.

Плагиоклазы. Являются наиболее распространенными минералами как в основных, так и в кислых породах. Исключение составляют лишь некоторые базальты тыловой зоны, где суммарное содержание темноцветных минералов близко к содержанию плагиоклаза (Волынец и др., 1990), и ультракислые риолиты с преобладанием кварца среди вкрапленников.

Детальные исследования плагиоклазов из кислых пород показывают значительные вариации их состава по стадиям выделения из расплава. По морфологии и взаимоотношению с другими фазами различаются: ксеногенные вкрапленники, порфировые выделения, гломеропор-фировые полиминеральные агрегаты, микролиты. Ксеногенные вкрапленники встречаются в дацитах, реже в риодацитах низкой щелочности. Для них типичны: высокая кальциевость, наличие зон обрастания более кислым плагиоклазом, сильная резорбированность и замещение вторичными минералами, ассоциация с магнезиальным оливином и пироксеном.

Порфировые вкрапленники кислых пород представлены зональными таблитчатыми кристаллами размером до 1-2 мм. Их состав зависит от сериальной принадлежности и кремнекислотности пород. В низкокалиевых сериях для андезито-дацитов типичны составы Ап 70 - 80, для среднекалиевых- Ап 40-60. Эти же тенденции прослеживаются и в более кислых породах: двупироксеновые риодациты содержат плагиоклаз Ап40-55, роговообманковые разности- Ап 30-35. В целом, с увеличением кремнекислотности пород в обеих сериях плагиоклазы становятся менее кальциевыми. Максимальное содержание ортоклазовой составляющей (до 4 мол.%) характерно для плагиоклазов из среднекалиевых риодацитов; содержание ИеО изменяется от 0,2 до 0,7 масс.% при максимальных кон-

ятрациях в андезито-дацитах.

Плагиоклазы из гломеропорфировых полиминеральных агрегатов «ки по химическому составу центральным частям порфировых вкрап-1ников и подчиняются тем же закономерностям изменения состава в щсимости от щелочности и кремнекислотности пород, что достаточно гко определяет их родственность расплавам .

Титаномагнетиты. Основные формы выделения- порфировые эапленники, сегрегации с плагиоклазом и пироксенами, микролиты, [сокие (7-14 масс.%) содержания Ti02 типичны для пород низкокалие-л серии, причем минералы риодацитов более титанистые, чем дацитов. таномагнетиты среднекалиевых пород содержат от 3 цо 7% TiO и, в том, менее титанистыми являются минералы риодацитов. Содержание >0 в среднем составляет 1-2 масс. %. Максимальные концентрации (до >) отмечаются в единичных образцах из низкокалиевых андезитов, ми-мальные- в риодацитах той же серии. Повышенные содержания А120} бщем характерны для минералов среднекалиевых пород. Составы ти-юмагнетитов интрузивных пород отличаются от субвулканических бо-: низкими содержаниями MgO, Ti02, А1,03 и повышенными МпО. В 1гиогранитах магнетиты более титанистые, чем в гранодиоритах.

Ильмениты встречаются реже, чем титаномагнетиты. Для мине-юв амфиболсодержащих пород характерно более высокое содержание ^атитовой молекулы по сравнению с пироксеновыми разностями. Со-зжание TÍO, увеличивается от основных пород к кислым.

Глава 5. Физико-химические условия формирования кислых магматических пород.

Для количественной оценки температур кристаллизации исполь-¡ались геотермометры: плагиоклазовый (Kudo et al., 1970), двупироксе-шй (Lindsley, 1983) и биотит-амфиболовый (Перчук,1973).

Сравнение температур кристаллизации вкрапленников из пород, 1зких по кремнекислотности, но различающихся по щелочности, мока-зает, что при заданном давлении водного флюида плагиоклазы низко-шевых риодацитов кристаллизовались при температурах на 60-130° С ше, чем плагиоклазы из среднекалиевых аналогов" rio кремнекислот-;ти. В дацитовой группе пород эти закономерности проявлены менее [етливо.

Фигуративные точки составов ортопироксенов низкокалиевых по-1 на диаграмме Д.К.Линдсли расположены на графике выше изотермы )0° С. Кроме того довольно часто в лом типе пород, для микролитов ксируется более высокая (на 40-60° С) Ткр. по сравнению с порфиро-мн вкрапленниками. Ортопнроксены среднекалиевых порол имеют iee низкие температуры кристаллизации (800-900° С). Точки сост авов шопироксенов лежат в пределах изотерм 800-1150° С. Четко выражен-к зависимостей от щелочности и кремнекислотности не прослеживает-

ся. хотя минимальные температуры чаще встречаются в ппзкокалиев! породах. Случаи совпадения "Гкр. орто- и клиноиироксенов довольно ре кл и встречаются только в низкокалиевом типе пород (например, для гл меропорфировых сростков- 1100-1120° С). Чаще ортопироксены низкок лиевых пород более высокотемпературные, чем клиноннроксены. что св детельствует о неравновесности тгой ассоциации и ранней кристалли: ции ортоиироксена.

По сосуществующим Fe-Ti окислам кристаллизация вкрапленн ковтитаномагнетита и ильменита происходила в широком диапазоне те ператур (1050-750° С) между буферами QFM и НМ. Выявляется доволь четкая зависимость значений Т и logfO, от щелочности пород. Фиту] тивные точки ннзкокалиевых и среднекалневых вулканитов разделяют на графике амфибол-биотитовым буфером Кармайкла, что свидегелы вует о различном окислительно-восстановительном режиме в кислых p¡ плавах различного петрохимнческого типа. Следует отметить, что с yi личением кремнекислотносги расплавов в низкокалиевых породах уме1 шаегся фугитивность кислорода, а в среднекалиевом типе этот иараме близок в дацитовой и риодацитовой группах пород.

Для определения глубины кристаллизации кислых пород, сод| жащих в качестве породообразующих минералов амфибол, использо лись геобарометры: амфибол-илагиоклазовый (Ферштатер,1990), амс] бол-биотитовый (Перчук, 1973) , амфибол-кремнекислотность поро (Takahashi,1987), дающие в общем сопоставимые результаты. Hanóoj универсальным, на наш взгляд, является геобарометр Г.Б.Ферштатера. i зволяющип учитывать давление при кристаллизации разных генерат амфибола. Для интрузивных пород по коэффициентам распределет кремния и алюминия между роговой обманкой и плагиоклазом уетан ливаются близкие условия кристаллизации илагиогранитов и гранод ритов, фигуративные точки которых группируются ниже 0,5 Кбар. Ран! амфиболы гомеогенных включений занимают интервал 0,5-1 Кбар образование интерстиционных фаз в них происходило в условиях бл ких с илагиогранитами.

Амфиболы из неполнокристаллических пород по Al/Si coothoi нию разбиваются.на три группы. В первую входят роговые обманки дацитов и риодацитов среднекалиевой серии н риолнтов низкокалне серии с Al/Si=l,2-1,4, сосуществующие с плагиоклазом Ап35-50; дав ние для этой ассоциации составляет 1-2 Кбар. Вторая группа- кислые дезиты и дациты среднекалиевого тина имеет Al/Si в амфиболе 2.4-, плагиоклаз, предс тавленный составом Ап40-60. Общее давление для i определяется в 3-4 Кбар. Наиболее высокоглиноземпсгые амфиболы, о единенные в третью группу (с Al/Si 0,40-0,45), обнаружены в даци Охотоморского побережья. Они встречаются в виде сегретапий (о.Уру) в качестве акцессорных, совместно с амфиболами 1 и 2 типов. По > причине не всегда удается определи ть спнгенетичнып с ними платок: Учитывая возможные варианты, давление может быть экстраполиров

о величин 3-6 Кбар. Геобарометр Н.Такахаши дает результаты в среднем меньшие на 0,5 Кбар.

По кальций-алюминиевым соотношениям в клинопироксенах (Не-теренко,1993) кристаллизация этих минеральных фаз происходила в ин-ервале 0-5 Кбар. Минимальные значения кальций-алюминиевого отношения (400-500), отвечающие уровню пятибарной кристаллизации, име-эт клинопироксены из низкокалиевых дацитов, где они являются единст-енными темноцветными минералами, и дациты среднекалиевого типа, де клинонироксены находятся в ассоциации с высокоглиноземистым пар-аситом. Максимальные значения характерны для дацитов из пемз низко-:алиевого типа (влк.Головнина, перешеек Ветровой), которые несут, по ;сей видимости, информацию о кристаллизации в близповерхностной маг-штической камере.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

1. С севера на юг КОД увеличивается количество кислого мате-(иала как среди вулканических, так и интрузивных образований. Для ин-рузивных тел отмечается усложнение внутреннего строения , смена дву-[ироксенового парагенезиса темноцветных минералов на роговообман-:овый. Резкое увеличение кислого материала на южном фланге дуги проводит за счет пород низкокалиевого типа.

2. Поперечная зональность, хорошо проявленная для четвертич-1ых пород, имеет более сложную природу в неогене. С одной стороны, на [римере Докучаевского и Мечниковского центров эндогенной активности ¡ыявляется вещественное родство интрузивных и эффузивных пород на :сем протяжении развития вулканоструктур с миоцена до квартера. Дру-ие типы вулканоструктур (например, Прасоловская) на начальных эта-[ах своего развития представлены породами преимущественно низкока-1иевого типа, а плиоценовые субвулканические тела существенно обога-цены некогерентными элементами, что указывает на существование в ряде лучаев вертикальной зональности.

3. Петрогеохимические и минералогические особенности позво-1яют выделить три обособленные группы пород. К первому типу относят-я высококальциевые тоналиты, плагиограниты, дациты, риодацигы, [меющие умеренные содержания Ыа,0, предельно низкие - К,О, лито-)ильных элементов и плоский спектр распределения РЗЭ. По геохими-[еским особенностям они сходны с плагиогранитами из офиолитовых юмплексов. Второй тип представлен низкокальциевыми плагиогранита-1И и риодацитами с высокими содержаниями Иа20, умеренными- К20, штофильных элементов и дефицитом легких РЗЭ. По геохимическим арактеристикам они подобны тоналитам и трондьемитам, которые нахо-ятся в ассоциации с контрастными раннегеосинклинальными вулкани-ами. К тре! ьему типу относятся калий-натриевые гранодиориты и даци-

ты. Этим породам присуща максимальная обогащенность щелочами, ли-тофильными элементами и легкими РЗЭ, что сближает их с кислыми породами материковых окраин.

Для первого и второго типов пород выявляется несомненная взаимосвязь основного, среднего и кислого магматизма, которая проявляется в совместном нахождении пород различной кремнекислотности, многофазном строении некоторых интрузивов, наличии ксенолитов основного состава и минеральных фаз, характерных для базитов, в кислых породах, сопряженности геохимических и изотопных характеристик основных и кислых пород в большей части современных вулканических построек. Все это указывает на возможность получения кислых расплавов за счет кристаллизационной дифференциации основных магм. Вместе с тем, немногочисленные данные по изотопии Sr, свидетельствуют, что наиболее высокие отношения 87Sr/Sr86 имеют наиболее древние проявления кислого магматизма, представленные вторым типом магматитов (Ку.наширский комплекс, Прасоловский массив). В ряде случаев устанавливается корреляция этого параметра с кремнекислотностью, что может свидетельствовать об участии в процессе магмообразования материала коры. Более детальные изотопные исследования кайнозойского кислого магматизма в пределах всей дуги по всей видимости значительно расширят область распространения пород с повышенным содержанием радиогенного стронция и позволят построить более оптимальную модель генезиса этих пород.

4. Сравнение кислых пород I и III типа показывают, что от фронта к тылу дуги в субвулканических породах и лавах происходит смена двупироксеновой ассоциации на биотит - роговообманковую. В целом, выделяются следующие ассоциации породообразующих минералов (исключая Fe-Ti окислы) в породах дацит - риодацитового состава: PI + Q; Р1 +Срх + Орх +Q; PI + Орх + Amf + Q; PI + Срх + Орх + Amf + Q;Pl+Opx+Amf+Cpx+Q; Pl+Opx+Amf+Cpx+Bi+Q; Pl+Amf+Bi+ Opx+Q. Первые три ассоциации из низкокалиевой серии, остальные- из среднека-лиевой. В интрузивных породах минеральные ассоциации менее контрастны вследствие субсолидусных преобразований. Амфибол является типо-морфным минералом во всех гранитоидах, а первичный биотит присутствует только в калий - натриевых гранитоидах. Породообразующие минералы, являющиеся транзитными для обеих серий (Р1, Срх, Орх, Mt, Ilm), значительно различаются в близких по кремнекислотности породах. В низкокалиевых породах плагиоклазы более кальциевые и содержат меньше ортоклазовой составляющей, клинопироксены менее железистые и глиноземистые, магнетиты более титанистые, ильмениты содержат меньше гематитовой составляющей. Близкие тенденции изменения состава минералов вкрапленников характерны и для средне-основных вулканитов тыловой и фронтальной частей островной дуги, что свидетельствует об общности физико -химических условий образования всей совокупности пород по кремнекислотности в рамках единых магматических серий.

5. По данным высокотемпературной газовой хроматографии ио-

эоды среднекалиевой серии более насыщены флюидными компонентами л имеют более окисленную структуру газов, чем низкокалиевые породы. Z увеличением кремнекислотности пород в обеих сериях увеличивается збьем газовой фазы и ее окисленность. Использование минеральных гео-гермобарометров и метода гомогенизации включений в минералах дает возможность оценить температуру, давление, фугитивность кислорода кристаллизации вкрапленников кислых породах. Низкокалиевые породы по данным плагиоклазовой и двупироксеновой термометрии, являются более высокотемпературными образованиями, а по сосуществующим Fe-Ti окислам имеют более низкие значения ГО2, чем среднекалиевые породы. По данным роговообманковых геобарометров кристаллизация амфибола в CK- типе пород происходила на глубинах 15-18, 9-12, 3-6 км, что свидетельствует о существовании системы магматических камер до глубин 18 км. Клинопироксены кристаллизовались на глубинах от 15 до О км.

6. Большинство известных полиметаллических и золото-серебряных рудопроявлений в пределах островной суши Курильской островной дуги пространственно связано с разнофациальными проявлениями кислого магматизма, а в ряде случаев устанавливается комплементарность руд и вмещающих пород.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Вулкано-плутонические ассоциации Большекурильского вулканического пояса. // Тез. докл. IV Дальневосточного петрографического совещания. Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1988. с. 48-49 (в соавторстве с Пискуновым Б.Н. и Данченко В.Я.).

2. Два типа гранитоидов на южном фланге Курильской островной дуги. // Тез. докл. XVI Конференции молодых ученых и специалистов. Южно - Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1989. с.7.

3. Водосодержащие ликвидусные фазы в интрузивных породах о.Кунашир. //Тез. докл. XVI Конференция молодых ученых и специалистов. Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1989. с. 6.

4. Амфиболы интрузивных пород о.Кунашир. //Тихоокеанская геология N 2, 1990. с. 108-111.

5. Петрогенетические типы кислых пород южной части Курильской островной дуги. // В сб.: Актуальные вопросы геологии, геофизики и биологии. Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1990. с.14-16.

6. Вулканизм северо-западной части Тихого океана и структур переходной зоны.// Отчет о НИР ИМГиГ ДВО АН СССР. N г. р. 01. 86.0133528. Южно - Сахалинск, 1990. 202 С. (в соавторстве с Пискуновым Б.Н., Данченко В.Я.)

7. Контрастные типы кислых вулканитов Курильских островов. // В сб.: Геология и полезные ископаемые Урала". Свердловск, 1991. с. 2228.

8. Плагиограниты и гранодиориты о.Кунашир - эволюция состава или латеральная зональность. // Тихоокеанская геология N 2,1991. с.16-40 (в соавторстве с Пискуновым Б.Н.).

9. О пётрохимическом родстве составов интрузивных и эффузивных пород Курильских островов. // В сб.: Геология, металлогения и гидрогеология Сахалина и Курильских островов". Владивосток, 1991. с. 8290 (в соавторстве с Пискуновым Б.Н.).

10. Петрография и минералогия кислых пород Курильской островной дуги. // В сб.: Актуальные вопросы геологии, геофизики и биологии. Южно-Сахалинск, 1991, с. 31-52.

11. Types of acid rocks and pumice formation in the Kuril Islands, t /International Conference on Active volcanoes and Rise Mitigation. Napoli. 1991. c.82.

12. Магматизм и оруденение в структурах земной коры Курильской островной дуги. // Тез. докл. совещания : Металлогения складчатых систем позиций тектоники плит. Екатеринбург, 1994. с. 82-83. (в соавторстве с Данченко В.Я., Пискуновым Б.Н.).

13. Интрузивные породы Большой Курильской гряды: петрография и петрогенезис.// Препринт. Южно-Сахалинск, 1994. 54 С. (в соавторстве с Данченко В.Я.).

14. Оценка масштабов рениевого рудопроявления на влк. Кудрявый (о. Итуруп Курильские острова). // Отчет о НИР N г. р. 01910023169 ИМГиГ ДВО РАН, Южно-Сахалинск, 1995. 80 С. (в соавторстве с Штейн-бергом Г.С., Булгаковым Р.Ф., Данченко В.Я).

15. Кислый магматизм и рудоносность южной части Курильски? островов как индикаторы геодинамического режима островных дуг. Отчет о НИР N г. р. 01910023167, ИМГиГ ДВО РАН, Южно-Сахалинск, 1995 90 С. (в соавторстве с Пискуновым Б.Н., Данченко В.Я).

16. Минералогия и физико-химические условия кристаллизацш кислых пород. // В сб.: Петрология и рудоносность магматических образований Курильской островной дуги. Владивосток, 1997.

17. Петрохимическая типизация гранитоидов Большой Курильско? гряды. // В сб.: Петрология и рудоносность магматических образованиг Курильской островной дуги. Владивосток, 1997. (В соавторстве с Пискуновым Б. Н.)

Александр Викторович Рыбин

НЕГЕН - ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ КИСЛЫЙ МАГМАТИЗМ КУРИЛЬСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

Автореферат

Подписано в печать 14. 10. 96. Заказ 1753. Усл. печ. лист 1.5. Уч. изд. лист 1.0. Формат 60 / 64/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж 100 экэ. Офсетный цех.

ИНСТИТУТ МОРСКОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ ДВО РАН г. Южно - Сахалинск ул.Науки

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Рыбин, Александр Викторович, Южно-Сахалинск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ МОРСКОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 552. 11:552. 13:553.31

РЫБИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

НЕОГЕН - ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ КИСЛЫЙ МАГМАТИЗМ КУРИЛЬСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

Специальность 04. 00. 08 - петрология, вулканология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук

Б.Н. Пискунов доктор геолого-минералогических наук

Г.Б. Ферштатер

Южно-Сахалинск 1996

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3

1. Неоген-четвертичная островодужная магматическая ассоциация

1.1. Краткий геолого-геофизический очерк 7

1.3. Кислые породы в составе ассоциации 14

2. Кислые вулканические породы

2.1. Петрографический состав 21

2.2. Включения 26

2.3. Геохимический состав 31

2.4. Состав газовой фазы 60

3. Кислые интрузивные породы

3.1. Распространение и вещественный состав 65

3.2. Петрохимическая характеристика и типизация гранитоидов 85

3.3. Комагматичность интрузивных и эффузивных пород 99

3.4. Связь кислого магматизма и оруденения 104

4. Породообразующие минералы.

4.1. Оливины 107

4.2. Моноклинные и ромбические пироксены 107 4.3 .Амфиболы и биотиты 113

4.4. Плагиоклазы 120

4.5. Титаномагнетиты и ильмениты 124

5. Физико-химические условия формирования кислых магматических пород 128

Заключение 136

Литература 141

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И

БКГ - Большая Курильская гряда.

КОД - Курильская островная дуга.

СК - Среднекалиевая серия.

НК - Низкокалиевая серия.

ВК - Высококалиевая серия.

ВТД - Вулкано-тектоническая депрессия.

В ТС - Вулканогенно-тектоническая структура (центрального типа). Вкл - Включения.

ТЕРМИНОВ

f- Железистость (Ре2Оз+РеО/Ре2Оз+РеО+МеО). Г - Окисленность (Ре20з/Ре20з+Ре0).

АЬ - Альбит Ап - Анортит

М^ - Магнетит И - Ильменит Р1 - Плагиоклаз

Срх - Клинопироксен С) - Кварц

Орх - Ортопироксен

АтГ - Амфибол Еп - Энстатит \¥о - Воластонит Рз - Ферросилит Ог - Гранат В1 - Биотит 01 - Оливин

ВВЕДЕНИЕ

Островные - дуги области взаимодействия океанической и континентальной литосфер ("переходная зона" или "зона сочленения") являются уникальным научным полигоном, на котором отрабатываются основные модели геологических процессов. Изучение современных активных зон Земли показало, что каждому их типу соответствует своя геодинамическая обстановка, характеризующаяся специфическим глубинным строением, напряженностью магматического и тектонического режимов, а также определенными магматическими формациями.

В истории развития главных структур переходной зоны - островных дуг, магматизм является одним из наиболее ярко выраженных процессов глубинной дифференциации земных недр и сопровождается разнообразными рудообразующими процессами. Эндогенный вынос магматического и рудного вещества приводит к глубокому преобразованию земной коры в районе дуг и формированию в зоне взаимодействия литосфер континентального ее типа.

Петрологическое изучение продуктов вулканизма Курильской дуги как современного классического эталона островодужной системы имеет важное значение для познания закономерностей образования ассоциаций эффузивных, субвулканических, интрузивных пород и оруденения. Знание строения, состава и взаимоотношений магматических пород типичной островной дуги открывает возможность для решения обратной задачи - определение по составу индикаторных магматических комплексов, тектонической обстановки и геодинамических условий магматизма в древних складчатых поясах. В связи с этим в выполненном исследовании важная роль была уделена разработке критериев геохимической типизации, вещественному составу индикаторных комплексов и физико-химическим условиям становления кислых пород.

Цели и задачи исследований.

Цель работы состоит в установлении основных закономерностей проявлений и условий формирования кислых пород в пределах островной суши Курильской островной дуги. При этом решались задачи:

1. Выявление характера распределения кислых пород КОД и их соотношений с основными вулканитами.

2. Изучение состава и петрогеохимическая типизация интрузивных и вулканических пород.

3. Реконструкция физико-химических условий зарождения и эволюции кислых расплавов.

В основу работы положен фактический материал полученный автором во время полевых работ на островах Кунашир, Итуруп, Уруп, Симу-шир, Чирпой в составе экспедиций лаборатории геологии островных дуг ИМГиГ ДВО РАН и литературные данные.

В работе использовано 250 новых анализов на породообразующие окислам и микроэлементы, около 400 микрозондовых определений состава породообразующих минералов, 20 определений абсолютного возраста K-Ar методом, 36 анализов газовой фазы в породах и минералах.

Большая часть химических анализов на петрогенные элементы выполнены в аналитической лаборатории ИМГиГ, микроэлементов в Бронницкой ГГЭ (г.Москва). Микрозондовые анализы проведены в ИГиГ (г.Новосибирск) и ДВГИ (г.Владивосток), определения абсолютного возраста (K-Ar метод) - в ИГиГ (г.Екатеринбург), анализы состава газов в ИЗК (г. Иркутск).

Для статистической обработки и решения задач классификации пет-рохимических данных использовалась База Аналитических Данных, созданная в лаборатории геологии островных дуг ИМГиГ, в которой собраны практически все имеющиеся химические анализы по Курильской остров-

ной дуге.

Основные защищаемые положения.

1. Кислые породы Курильской островной дуги принадлежат к трем геохимическим типам, различающимся по петрохимическим, минералогическим и изотопным характеристикам.

2. От северных к южным островам возрастает среди вулканитов доля кислых пород. Прирост кислого материала происходит за счет пород низкокалиевого типа.

3. Поперечная геохимическая зональность, хорошо проявленная для четвертичных пород, менее четко выражена в неогене, а в ряде вулканост-руктур выявляется вертикальная зональность связанная с увеличением содержаний литофильных элементов от ранних к поздним фазам.

4. По минеральным геотермобарометрам кристаллизация кислых пород происходила в интервале 1100-950°С и давлениях 5-0 Кбар. Низкокалиевые расплавы являлись более высокотемпературными и восстановленными, чем среднекалиевые.

Научная новизна работы.

1. Охарактеризованы проявления кислого магматизма Курильской островной дуги и определен характер их распределения.

2. Впервые дана геохимическая типизация кислых пород и сделано сопоставление с породами иных геоструктурных обстановок.

3. Установлены основные параметры термодинамических условий эволюции кислых расплавов.

4. Показаны возможные варианты генезиса кислых пород.

Практическая ценность работы.

Результаты по геохимической типизации кислых пород, позволяют использовать полученный материал при палеогеодинамических реконструкциях. Большая часть рудопроявлений полиметаллических и золото-

серебряных руд, выявленных в пределах Курильской островной дуги, связаны с длительно развивающимися вулканоструктурами центрального типа, где прослеживается пространственная взаимосвязь рудных тел и кислых пород определенного петрохимического типа, что может быть использовано как поисковый критерий при геолого-съемочных работах.

Выводы автора по геохимической типизации кислых пород, используются при составлении Государственной геологической карты м 1:200000 ГУЛ СахГРЭ.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории островных дуг и различных симпозиумах и конференциях. По теме диссертации опубликовано 6 статей , 1 препринт и семь докладов.

Объем и построение работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы 150 страниц, включая 37 рисунков и 13 таблиц. Список использованной литературы содержит 90 наименований.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность научным руководителям - докторам геолого-минералогических наук Б.Н. Пис-кунову и Г.Б. Ферштатеру - за советы и постоянные консультации в процессе работы. Весьма полезным при подготовке диссертации было обсуждение работы с В.Я.Данченко, А.И. Абдурахмановым, В.П. Семакиным (ИМГиГ ДВО РАН), C.B. Высоцким (ДВГИ ДВО РАН), В.И. Съединым (ТОЙ ДВО РАН), Б.Г. Лутцем, В.И. Ермаковым (ИФЗ РАН), К.И. Шмуло-вичем, М.А.Коржинским (ИЭМ РАН), B.C. Знаменским (ИГЕМ РАН). В ходе экспедиционных работ на Курильских островах автор пользовался постоянной поддержкой Г.С. Штейнберга, Р.Ф. Булгакова, В.А.Мелкого, А.Н. Кораблева, П.Ю. Ковтуновича, A.B. Соловьева, Н.П. Паровышной, A.A. Ефимовой, Т.Н. Пискуновой.

1. НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ОСТРОВОДУЖНАЯ МАГМАТИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ

Общей особенностью строения островных дуг Востока Азии является широкое распространение на всех них позднекайнозойских (олигоцен -четвертичных) вулканических и вулканогенно-осадочных пород, сформировавшихся в стадию островодужных поднятий. И лишь на некоторых дугах, на их внешних грядах и в эрозионно-тектонических "окнах" на внутренних поднятиях, распространены более древние отложения, отличающиеся от вышележащих вулканитов по составу, условиям образования и происхождению. По мнению большинства исследователей, подобная закономерность строения свидетельствует о том, что заложение островных дуг произошло в конце палеогена на гетерогенном основании в результате грандиозной перестройки тектонического лика Земли.

Активный магматизм, протекавший в течение всего позднекайнозой-ского периода истории островных дуг, процессы деструкции и осадконако-пления в совокупности привели к образованию островодужной магматической ассоциации - вертикального ряда сложнопостроенных комплексов, состоящих из разнофациальных, преимущественно грубообломочных вулканических, вулканогенно-осадочных, вулканомиктовых и интрузивных пород. Магматическая деятельность в период развития дуг явилась главным поставщиком материала и носила пульсационный характер с периодическим усилением и ослаблением активности.

1.1. Краткий геолого-геофизический очерк

БКГ представляет собой типичную внутреннюю вулканическую дугу Курило-Камчатской островодужной системы и протягивается от полуост-

рова Камчатка до о. Хоккайдо на 1250 км.

По характеру глубинного строения и мощности слоев земная кора юга Курильской дуги соответствует континентальному типу с преобладанием мафической составляющей (16, 24). Обобщенная сейсмическая модель дуги состоит из четырех слоев, скорости в которых в среднем равняются 4Д; 6,0; 6,5 и 7,0 км/с. Граница М фиксируется на глубине 28-44 км и имеет скорость 8-8,2 км/с. Выделенные слои интерпретируются как вулка-ногенно-осадочный, "гранитно-гнейсовый" (верхний слой консолидированной коры), "гранулито-гнейсовый" (промежуточный) и "базальтовый" (нижний). Кровля консолидированной коры является кровлей гетерогенного фундамента, представленного нижне-среднемиоценовыми образованиями "зеленотуфового" комплекса и гипабиссальными гранитоидами. Нижележащий "промежуточный" слой отвечает по скоростям сейсмических волн габброидам, алливалитам, габбро-гранулитам и габбровым амфиболитам. Нижний, "базальтовый" слой, отличается от типичных моделей строения коры повышенной мощностью и сложен габбро, диабазами, габбро-пироксенитами.

Для Курильской дуги установлены аномальные свойства верхней мантии, проявляющиеся в наличии низкоскоростных слоев. Всего под дугой выделяется четыре астеносферных слоя в интервале глубин 60-430 км (58).

Одна из главных особенностей островных дуг - приуроченность к ним зон высокой сейсмической активности. Совокупность пространственного распределения гипоцентров землетрясений образует сейсмофокаль-ную зону (зона Беньофа-Заварицкого), представляющую систему глубоко проникающих тектонических зон, разделяющих геоблоки континента Евразии и Тихого океана.

Под Курильской дугой глубина очагов достигает 650 км, наклон зоны

меняется от 30 до 45°. По поведению сейсмоизобат обнаруживается относительное смещение участков скопления очагов землетрясений до 50 км по горизонтали и изменение их простираний до 30°. Плоскости, разделяющие фрагменты фокальных областей, совпадают с выраженными на поверхности крупными тектоническими зонами, что указывает на взаимосвязь глубинных сегментов с поверхностной геологией (56).

Региональные гравиметрические наблюдения свидетельствуют о резком нарушении изостазии в районе дуги, характеризующемся наличием интенсивных положительных и отрицательных аномалий Фая, связанных с поднятием дуги и впадиной желоба. Гравитационная характеристика островных дуг свидетельствует о неуравновешенности земной коры и ее недостаточной, для выполнения условий изостазии, мощности под поднятиями и избыточной - под желобами.

Основной особенностью строения внутренней вулканической дуги является широкое развитие в ее пределах позднекайнозойских вулканических и вулканогенно-осадочных отложений, сформировавшихся в стадию развития островодужных поднятий. Фундаментом этих отложений являются, вероятно, верхнемеловые осадочные, вулканические и магматические комплексы, обнажающиеся на островах Малой Курильской гряды (4, 16, 43,44, 55,69).

Мощность собственно островодужных вулканических и вулканогенно-осадочных образований на юге БКГ достигает 7000м. Среди них по возрасту выделяются миоценовые (в основании разреза возможно даже олиго-ценовые), миоцен-плиоценовые, плиоценовые и четвертичные отложения. Они объединяются в региональные литолого-стратиграфические комплексы (снизу - вверх) - "зеленотуфовый", флишоидно-пемзовый, субаквальный и эффузивно-пирокластический (43, 44). Сложены они вулканическими, вулканогенно-осадочными и вулканомиктовыми отложениями, в той или

иной степени подвергнутыми вторичным изменениям.

Базальт - риолитовый "зеленотуфовый" комплекс является наиболее древним и включает отложения от позднего олигоцена до среднего миоцена включительно. В нижней своей части он сложен грубообломочными вулканическими брекчиями основного, кислого и, реже, среднего состава, чередующимися с лавами базальтов, дацитов, риолитов, туфами, туфопес-чаниками и конгломерато-брекчиями. Нередко встречаются прослои спекшихся и сваренных туфов, а также игнимбриты. Все породы подвержены интенсивному вторичному перерождению с развитием комплекса вторичных минералов: альбита, хлорита, эпидота, карбоната и цеолитов. Из-за обилия вторичных минералов, придающих породам зеленоватую окраску, за этими образованиями закрепилось название "зеленые туфы". Верхи комплекса сложены чередующимися конгломератами, гравелитами, туфопес-чаниками и туфоалевролитами. Зеленокаменное изменение в этой части разреза постепенно затухает.

Дацитовый вулканогенно - кремнисто - диатомитовый комплекс широко развит на всех южных островах и включает отложения верхнего миоцена - нижнего плиоцена. Общим свойством входящих в него пород (особенно в верхах разреза) является слабая литифицированность, белесоватый облик и обилие обломков пемзы и светлого вулканического пепла. Часто встречаются кислые лавы и туфы, туфопесчаники и конгломераты. Характерным для комплекса является присутствие диатомитов и опоко-видных алевролитов, в составе которых важную роль играют остатки диа-томей, спикул губок и радиолярий. Породы пронизаны многочисленными близповерхностными субвулканическими и экструзивными телами дацито-вого и риолитового состава, часть их которых представляет жерла древних вулканов, поставлявших пемзовый материал для вулканогенно-осадочных отложений. Мощность комплекса достигает 1500 м.

Базальтоидный комплекс особенно широко развит на островах Итуруп и Уруп и достигает мощности в 1500 - 2000 м. Слагающие его верхнеплиоценовые породы имеют преимущественно вулканическое происхождение и представлены грубо чередующимися шаровыми лавами основного-среднего состава, обломочно-подушечными брекчиями, гиалокластитами. Особую роль играют аквагенные туфы, отличающиеся скорлуповатой формой обломков, свидетельствующей о взрывных извержениях в подводной обстановке. По составу среди вулканического материала преобладают базальты, андезито-базальты и андезиты; подчиненное значение имеют продукты кислого вулканизма. В составе почти всех пород встречаются вторичные минералы палагонит - смектитовой группы - продукты подводного изменения основного вулканического стекла.

Андезитовый комплекс формирует наземные постройки четвертичных и современных вулканов внутренней гряды. Сложен он разнообразными по составу лавами и туфами - базальтами, андезито-базальтами, андезитами, дацитами и риолитами при преимущественном развитии пород среднего состава. Обычно на каждом вулкане отмечается несколько разновидностей пород, и лишь немногие из них характеризуются резким преобладанием продуктов определенного состава. П�