Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики

Акинин, Вячеслав Васильевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики"

На правах рукописи

Акинин Вячеслав Васильевич

ПОЗДНЕМЕЗОЗОЙСКИЙ И КАЙНОЗОЙСКИЙ МАГМАТИЗМ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НИЖНЕЙ КОРЫ В СЕВЕРНОМ ОБРАМЛЕНИИ ПАЦИФИКИ

Специальность: 25.00.04 - Петрология, вулканология

1 5 НОЯ 2012

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва 2012

005054728

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт Дальневосточного отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, В.А. Глебовицкий

член-корреспондент РАН,

доктор геолого-минералогических наук,

А.В. Самсонов

доктор геолого-минералогических наук, П.И. Федоров

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Защита состоится 20 декабря 2012 г. в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д 002.122.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) по адресу: 119017, Москва, Старомонетный переулок, д. 35

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЕМ РАН по адресу: г. Москва, Старомонетный пер., д. 35, ИГЕМ РАН.

Автореферат разослан 1 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук

М.А. Юдовская

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Тектонические и петрологические процессы, определяющие рост и преобразование континентальной земной коры в зоне перехода континент - океан, вызывают интерес у широкого круга исследователей наук о Земле. Главным способом познания строения коры и времени ее заложения остаются геологические наблюдения на поверхности Земли. Магматические, метаморфические и осадочные породы, обнаженные на поверхности, несут информацию о составе и времени формирования земной коры и мантии в своих изотопно-геохимических и геохронологических характеристиках. Особую роль в процессе познания занимают глубинные ксенолиты и ксенокристы, выносимые на поверхность щелочными базальтами и кимберлитами (Dawson, 1960; Соболев, 1974). Их исследование позволяет проследить историю, которая не отражается в данных геологии поверхности. В отличие от обнаженных перидотитовых массивов и гранулитовых поясов, испытавших длительную и многостадийную тектоническую эволюцию до выведения их на поверхность, ксенолиты доставлены практически мгновенно (первые дни и часы) и в большинстве случаев не подвергались каким-либо изменениям в верхней коре, а взаимодействие их с транспортирующей мантийной магмой ограничено чаще всего краевыми частями фрагментов. Таким образом, ксенолиты предоставляют нам «отпечаток» образа глубин в момент вулканических извержений. Исследуя состав и возраст этих обломков, можно не только обсуждать вещественное выполнение недр, но и проследить эволюцию и взаимосвязь процессов, происходящих в нижней коре и верхней мантии, лучше понять геологическую историю. Комбинирование таких петролого-геохронологических данных с геофизическими материалами позволяет оценивать модели глубинного строения.

Фундаментальный вклад в понимание процессов формирования и преобразования коры вносят результаты глубинного сейсмического профилирования, однако они ставят и новые вопросы. Как нам интегрировать сложную структурную и петрологическую историю, полученную при геологических исследованиях, с кажущейся относительно простой и современной сейсмической структурой глубокой коры? Как могут быть использованы результаты «поверхностной» геологии для понимания природы, истории и структуры глубинной части коры? Существенную помощь в ответах на эти вопросы могут оказать детальные исследования глубинных ксенолитов гранулитов и габброидов, характеризующих по современным представлениям нижнюю и среднюю кору (Rudnick, 1992; Rudnick, Gao, 2003). Локальные методы изотопного датирования минералов с помощью высокоразрешающего вторично-ионного микрозонда (SHRIMP) и метода изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием (ID-TIMS) позволяют датировать циркон из этих небольших по размеру ксенолитов, предметно подойти к обсуждению их истории, сопоставить с эволюцией обнаженных на поверхности магматических и метаморфических комплексов.

современными аналитическими методами привносит много нового в наше понимание их генезиса и эволюции. Глубинное строение коры в этом регионе неравномерно изучено геофизическими методами, новое знание дают материалы опорных геолого-геофизических профилей EW94-10, 2ДВ, ЗДВ. Надеемся, что наши исследования глубинных коровых ксенолитов будут вкладом в получение прямой информации о составе и возрасте глубоких горизонтов коры.

Особый интерес представляет оценка состава и возраста нижней коры на континентальных окраинах - своеобразных «субдукционных фабриках» (Tatsumi, 2005), где процессы эрозии и/или деламинации погружающихся блоков коры (вследствие субдукции и гравитационной неустойчивости) одновременны с наращиванием коры при магматической деятельности в окраинно-континентальных поясах и островных дугах, в том числе за счет внедрения ювенильного мантийного материала в «окна» мантийного клина, а также внутрикорового фракционирования и накопления кумулатов известково-щелочных магм (реламинация, по Hacker et al., 2011). Масс-балансовые расчеты показывают, что около 80% континентальной коры было генерировано вдоль деструктивных континентальных окраин (Rudnick, 1995), ведущую роль при этом играет базальтовый мантийный магматизм (Kay, Кау, 1985; Hawkesworth, Кешр, 2006). Около 65% объема современной коры было сформировано к рубежу 3 млрд лет, вслед за чем начались субдукционные процессы и выросла скорость формирования новообразованной коры, особенно выразительно в последние 200 млн лет (Dhuime et al., 2012) - Рис. 1.

Целью работы является получение нового знания о строении, возрасте и эволюции глубинных частей земной коры континентальных окраин северной Пацифики, что соответствует главным направлениям фундаментальных исследований РАН № 54 и 55. Для достижения цели решались следующие основные задачи:

1) определение возраста циркона, санидина, биотита, амфибола и пород современными локальными методами изотопного анализа (SHRIMP, ТИМС) для уточнения представлений о позднемезозойской магматической и метаморфической истории северной Пацифики; 2) реконструкция петрологических процессов, контролировавших эволюцию известково-щелочных магм в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе (ОЧВП), одном из крупнейших в Тихоокеанском кольце; 3) исследование неоднородности источников магм ОЧВП с использованием вариаций изотопных отношений Sr, Nd и Pb; 3) изучение проявлений кайнозойского внутриплитного щелочнобазальтового вулканизма в субарктической части Северо-Востока Сибири и на Аляске (геологическое картирование, датирование, оценка объема продуктов извержений, исследование минералогии, петрографии и геохимии), сопоставление времени проявления вулканизма и глобальных тектонических событий в Арктике; 4) оценка термодинамических условий выплавления магм и характеристика состава их мантийных источников; 5) петрологическое и изотопно-геохимическое изучение глубинных коровых ксенолитов из кайнозойских щелочных базальтоидов и характеристика на этой основе состава и возраста нижней коры зоны перехода континент - океан на севере Пацифики.

Объекты исследований: меловые вулканоплутонические комплексы ОЧВП и метаморфические комплексы гранито-гнейсовых куполов в его основании,

позднекайнозойские внутриконтинентальные щелочные базальты и мафические плагиоклазсодержащие ксенолиты в них. В магматических породах записаны этапы меловой и кайнозойской истории коры. Исследования автора вскрыли связи горных пород коровых ксенолитов с известково-щелочным магматизмом ОЧВП.

Диссертация основана на результатах полевых исследований почти всех известных проявлений внутриплитного кайнозойского щелочнобазальтового вулканизма в субарктической части Дальнего Востока России (Энмелен, Вилига, Анюй, Рудич), на Аляске (Имурук, Дэвил) и островах Берингова моря (о. Св. Лаврентия, о. Нунивак). В Охотско-Чукотском вулканогенном поясе детально изучены опорные стратиграфические разрезы вулканических накоплений и гранитоидные плутонические комплексы в его Западно-Охотской фланговой зоне (бассейн р. Урак), Охотском сегменте (Арманская, Малтано-Ольская вулканоструктуры, Омсукчанский прогиб), Центрально-Чукотском сегменте (Пегтымельский прогиб) и Восточно-Чукотской фланговой зоне (район пос. Провидения). В фундаменте под вулканическими полями исследованы метаморфические породы гранито-метаморфических куполов и выступов в арктической части Чукотки (Кооленьский купол, Сенявинское поднятие, Куульское поднятие), для сравнения привлечены опубликованные материалы по древнейшим породам на Аляске (комплексы Киглуайк, Бенделебен, Кивалик, Ном, Йорк).

Методы исследований включали традиционные полевые наблюдения и минералого-петрографические исследования пород. Аналитические методы включали: рентгено-флуоресцентный анализ пород на главные элементы (1225 образцов), ICP-MS анализ пород на примесные элементы (322 обр.), масс-спектрометрическое измерение изотопных отношений Sr, Nd, Pb (95 анализов), микрорентгеноспектральный анализ минералов (более 1000 анализов), вторично-ионная масс-спектрометрия пироксенов и циркона (25).

Ключевыми методами геохронологии были 40Аг/39Аг датирование К-содержащих минералов (43 обр.) и U-Pb датирование индивидуальных кристаллов циркона с использованием чувствительного высокоразрешающего ионного микрозонда SHRIMP-RG (более тысячи зерен из 107 обр.) Во всех датированных цирконах из ксенолитов измерялись содержания 36 примесных элементов. При интерпретации данных цирконометрии различались гомогенные и негомогенные популяции, в последних - ксенокристы, антекристы и автокристы. Детали измерений и интерпретаций изложены в специальном разделе.

В работе применены традиционные методы минеральной термобарометрии, петролого-геохимические расчеты для моделирования кристаллизации и контаминации родоначальных магм (DePaolo, 1981), частичного плавления мантийного вещества, включая стандартные процедуры модального частичного плавления с использованием постоянных коэффициентов распределения кристалл-расплав (Sims, DePaolo, 1997), а также более сложные по алгоритму уравнения динамического плавления (Zou, Reíd, 2001). В ряде случаев для расчета коэффициентов распределения кристалл - расплав применялась модель (Blundy, Wood, 1994), учитывающая зависимость от температуры, давления и общего состава системы. Для моделирования кристаллизации магм использована программа КОМАГМАТ и база данных INFOREX (Арискин, Бармина, 2000). Для расчета

температуры и давления сегрегации первичных магм базальтов использована программа PRIMELT2 (Herzberg, Asimow, 2003), а также другие (Albarede, 1992; Lee et al., 2009).

Научная новизна. Разработана концепция генетической сопряженности процессов магматизма и преобразования нижних горизонтов земной коры на активных континентальных окраинах. Показана главная роль меловых и палеоценовых эндогенных процессов в образовании новой ювенильной нижней коры в зоне перехода континент - океан в северной Пацифике.

Впервые для севера Пацифики изучены коровые ксенолиты в кайнозойских щелочных базальтах, что составляет целостный блок новой информации о составе и возрасте глубинной коры. Показано, что современная нижняя кора существенно мафическая, что она была глобально модифицирована в мелу при магматическом фракционировании и андерплейтинге известково-щелочных магм, испытала термальное преобразование в кампане - палеоцене. Установленный таким образом мел-палеоценовый возраст коры соответствует главным этапам метаморфизма и магматизма в регионе.

Полученные автором данные позволили существенно уточнить общий геохронологический интервал возраста крупнейшего на севере Пацифики окраинно-континентального Охотско-Чукотского вулканогенного пояса - 106-78 млн лет (вклад автора - 88 новых U-Pb и Ar-Ar датировок), выделить главные пики магматизма и обосновать импульсный и при этом асинхронный характер известково-щелочного вулканизма в разных сегментах пояса. Показано, что часть гранулитов и габброидов глубинных коровых ксенолитов одновозрастны с известково-щелочными магматическими породами ОЧВП и комплементарны им по составу.

Установлен раннемеловой пик метаморфизма и мезопротерозойский -палеозойский возраст протолита орто- и парагнейсов в Кооленьском гранито-метаморфическом куполе и Сенявинском выступе на Чукотском полуострове, получены первые количественные данные о термобарических условиях амфиболитового и гранулитового метаморфизма.

Впервые получены кондиционные значения возраста 40Аг/39Аг и К-Аг методами и изотопно-геохимические характеристики для ряда позднекайнозойских вулканических полей арктической Евразии и Аляски (Энмелен, Вилига, Рудич, Анюйские вулканы, Имурук).

Основные защищаемые положения.

1. Главное корообразующее событие в истории Северо-Востока Азии произошло в мелу и палеоцене и было сопряжено с процессами андерплейтинга известково-щелочных магм и глубинного метаморфизма, определившими близкий к современному состав и строение литосферы. Наиболее крупными результатами этих процессов стали образование краевых вулканических поясов и формирование ювенильной нижней базитовой коры.

активности 105, 100, 96, 92, 87, 82 и 77±1 млн лет. Главный объем извергнутого материала приходится на коньяк и сантон. Излияния высокоглиноземистых базальтов 78-76 млн лет назад завершили формирование ОЧВП, что зафиксировало смену надсубдукционной обстановки на режим трансформной окраины с локальными зонами растяжения. В генезисе надсубдукционных известково-щелочных магм ОЧВП, отличающихся по ряду геохимических параметров от магм зрелых островных дуг, ведущую роль играют конкурирующие процессы контаминации и фракционной кристаллизации родительской высокоглиноземистой базальтовой магмы.

3. Кайнозойская история преобразования коры Северо-Востока Азии и западной Аляски связана с внутриплитной деструкцией, инициированной удаленными подлитосферными событиями в северной Пацифике и Евразийском бассейне Арктики. Отражением деструкции является диффузно проявленный внутрпплитный щелочнобазальтовый вулканизм с главными эпизодами 27±1 млн лет, 5-6 млн лет и 1.5-0.1 млн лет. Источником выплавления кайнозойских магм служила неоднородная перидотитовая мантия с разной долей пироксенитового компонента, в целом деплетированная в отношении радиогенных изотопов и обогащенная несовместимыми примесными элементами.

4. Нижняя кора в континентальном обрамлении северной Пацифики имеет мафический состав, что следует из изучения ксенолитов в щелочных базальтах. Плагиоклазсодержащие коровые ксенолиты (пироксеновые мафические гранулиты, чарнокитоиды, пироксен-плагноклазовые кумулаты и гранатовые габбро) представляют фрагменты меловых глубинных плутонов и кумулатов известково-щелочных магм, испытавших чарнокитизацию и метаморфизм гранулитовой фации. Глубинный метаморфизм осуществлялся при тепловом потоке, повышенном по сравнению с тем, что принимается во многих моделях коллизионных/аккреционных процессов.

5. Нижняя кора на континентальных окраинах севера Пацифики имеет меловой и палеоценовый возраст. Судя по и-РЬ возрастам и геохимии ядер и кайм цирконов из коровых ксенолитов, магматическое подслаивание магм в нижнюю кору началось 108-76 млн лет назад, в последующем, 75-56 млн лет назад, глубинная кора испытала термальное преобразование. Альб-кампанское событие коррелятно пику метаморфизма в гранито-метаморфических куполах и формированию окраинно-континентального Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, кампан-палеоценовое событие коррелятно формированию более молодых краевых вулканических поясов и окраинных морей.

при реконструкции истории геологического развития Тихоокеанского подвижного пояса и Арктики, при интерпретации результатов сейсмотомографического профилирования, при петролого-геохимическом моделировании процессов корового анатексиса, фракционирования родоначальных магм и ассимиляции ими нижнекорового компонента.

Полученные результаты используются при региональных геологических работах различной направленности и масштаба. Автор вместе с И.Н. Котляром разработал структуру и идеологию пополнения компьютерной базы данных ГЕОХРОН (Акинин, Котляр, 1996), которая затем интегрирована в ГИС по геологии Северо-Востока России (Акинин, Ворошин, 2006). Эти базы постоянно используются в геологических работах. Автором инициированы и впервые выполнены многочисленные определения возраста магматических пород в ОЧВП и в Колымском батолитовом поясе с помощью методов 40Аг/39Аг и и-РЬ датирования. Авторская оценка возраста вулканических свит и толщ ОЧВП принята палеофитологами в качестве основы для определения возраста меловых стратотипических палеофлористических комплексов на Северо-Востоке Азии (Герман, 2011; Головнева, Щепетов, 2011). Изотопно-геохронологические и петрологические данные по гранитоидным и вулканическим комплексам нашли применение при составлении геологических карт нового поколения масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000 (листы Р-56, Р-55) и при проведении работ на золоторудных месторождениях Купол, Двойное, тематических работ в Карамкенском рудном узле. Материалы диссертации используются при обучении аспирантов, в том числе в Стэнфордском университете, США

Фактический материал и личный вклад автора. Все основные результаты исследований, приведенные в диссертации, получены лично автором или при его непосредственном участии за 25 лет работы в СВКНИИ ДВО РАН (г. Магадан) и во время 1-3-месячных визитов в зарубежные университеты. Первичные материалы были собраны при проведении полевых работ в различных районах Северо-Востока России и на Аляске (автор был руководителем экспедиций 16 полевых сезонов). В экспедициях собран большой фактический материал по геологии, в том числе коллекция редких коровых ксенолитов из поздненеогеновых вулканов субарктических регионов Чукотки и Аляски. На протяжении последнего десятилетия автор лично проводил изотопно-геохронологические и геохимические исследования циркона, монацита и сфена на ионном микрозонде БНЫМР-ШЗ в Стэнфордском университете, выполнял микрозондовые исследования и измерения отношений радиогенных изотопов в зарубежных лабораториях (Стэнфордский и Мичиганский университеты, США, Венский университет, Австрия).

Апробация работы. Основные положения работы неоднократно докладывались на различных совещаниях, крупнейшие из них - Всероссийские петрографические совещания (Сыктывкар, 2000; Апатиты, 2005; Екатеринбург, 2010;), П-У Изотопно-геохронологические конференции (Москва, 2003,2006, 2012; Санкт-Петербург, 2009), IV Палеовулканологический симпозиум (П.-Камчатский, 2009), 32-й Международный геологический конгресс (2003), ежегодные международные сессии Американского геофизического союза (Сан-Франциско, 1994-2011), 12-я Гольдшмидговская геохимическая конференция (Давос, 2002), конференция Минералогического общества Австрии (Вена, 2001), международная конференция по Арктическим

окраинам ICAM-IV (Магадан, 1994) и ICAM-VI (Фэрбенкс, 2011), сессия Европейского геологического общества (Вена, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 100 работ, в том числе 8 коллективных монографий и 30 статей в журналах перечня ВАК и иностранных рецензируемых журналах.

Структура, объем и содержание работы. Диссертация объемом 320 страниц состоит из введения, пяти глав и заключения, 88 рисунков, 34 таблиц, списка литературы из 405 наименований.

Благодарности. На разных этапах работы автор получал помощь и поддержку у чл.-корр. РАН H.A. Горячева, академика [В.И. Коваленко|, чл.-корр. РАН A.B. Соболева, д.г-м.н. Е.В. Шаркова, академика А.И. Ханчука, академика В.В. Ярмолюка, а также зарубежных коллег - Д. Амато, Д. Вудена, Э. Калверта, М. Родена, Т. Нтафлоса, Дж. Хуригана. Особую благодарность автор адресует профессору Стэнфордского университета Э. Миллер, которая постоянно оказывала всестороннее содействие исследованиям. Важную роль на начальном этапе научной деятельности сыграли мои старшие коллеги - д.г-м.н. [В.Ф.Белый), к.г-м.н. М.Л. Гельман, д.г-м.н. И.Н. Котляр. Плодотворный обмен мнениями и полезную критику автор получил от сотрудников СВКНИИ - д.г-м.н. И.Л. Жулановой, д.г.н. В.Н. Смирнова, д.г-м.н. Б.Ф. Палымского, а также сотрудников других организаций — д.г-м.н. A.B. Гирниса, к.г-м.н. П.Л. Тихомирова, к.г-м.н. В.Ф. Полина, чл.-корр. РАН В.Г. Сахно, д.г-м.н. A.A. Сорокина, д.г-м.н. Ю.А. Мартынова. Практическую помощь в выполнении ряда аналитических измерений оказали д.т.н. В.Я. Борходоев, к.г-м.н. Н.В. Бердников, а также весь инженерно-технический персонал лаборатории петрологии и изотопной геохронологии СВКНИИ. Неоценимую помощь при редактировании рукописи оказал М.Л. Гельман. Всем коллегам автор выражает искреннюю признательность. Значительная часть работы выполнена благодаря финансовой поддержке РФФИ (руководство грантами 96-05-66124, 01-05-65453, 06-05-64824, 07-05-10096, 09-05-91005-АНФ, 12-05-00874), ДВО РАН (гранты 03-III-A-08-008, 05-III-A-08-004, 06-III-А-08-349, 09-1-П16-11), Американского национального Научного Фонда и CRDF (NSF EAR-9393-17087, 0534183, RUG1-2994-MA-11) и Программ Президиума РАН № 16 и 4.

Глава 1. Тектоническая эволюция и строение коры континентальных окраин севера Пацифики (обзор геолого-геофизических и новых изотопно-геохронологических данных с акцентом на Беринговоморский регион)

В первой главе рассмотрены существующие подходы к изучению глубинного строения Земли, сделан краткий обзор тектонического строения Северо-Востока Азии и Аляски, приведены геолого-геофизические данные по глубинному строению коры в Беринговоморском блоке и северном Приохотье. Приведены новые данные изотопно-геохронологического и петрологического изучения древнейших метаморфических пород арктической Аляски и Чукотки, с акцентом на гранито-гнейсовые купола Чукотки. Первое защищаемое положение обосновывается в главах 1, 2 и 4.

Фундаментальный вклад в наше понимание строения коры внесли результаты глубинного сейсмического профилирования методом отраженных и преломленных волн. Структура континентальной коры делится по сейсмическим данным на

верхнюю, среднюю и нижнюю кору (Holbrook et al., 1992; Christensen, Mooney, 1995; Rudnick, Fountain, 1995), ранее было принято двучленное деление (см. Тектоносфера..., 1978). Верхняя кора доступна для опробования, и по грубой оценке ее средний состав близок к гранодиориту, обогащенному несовместимыми элементами и обедненному в отношении совместимых элементов (Taylor, McLennan, 1985). Более глубокие горизонты коры трудны для исследования, и для оценки состава в целом применяют три способа: 1) исследование высокоградных метаморфических пород амфиболитовой и гранулитовой фаций, которые обнажены на поверхности в поднятиях, вскрывших разрезы коры с глубины 20 км и более (Перчук, 1976; Fountain et al., 1990; Hart et al., 1990; Miller, Christensen, 1994; Kelemen et al., 2003); 2) изучение ксенолитов гранулитовой фации, которые доставлены к поверхности с больших глубин быстро поднявшимися мантийными магмами (Rudnick, 1992); 3) глубинные сейсмические исследования и изучение теплового потока (Smithson, 1978; Тектоносфера..., 1978; Christensen, Mooney, 1995). Синтез получаемых данных показывает, что с глубиной кора становится в большинстве случаев более мафической, а концентрации радиоактивных элементов, продуцирующих тепло, резко падают. Последнее связано отчасти с возрастанием уровня метаморфизма и увеличивающейся в целом долей мафических пород. Таким образом, кора вертикально грубо стратифицирована, хотя и демонстрируется ее гетерогенность (Rudnick, Gao, 2003).

По современным оценкам на основании модельных Hf возрастов и изотопии 8180 детритовых цирконов, доля новообразованной ювенильной коры резко возросла за последние 200 млн лет (Рис. 1). Это именно тот интервал времени, когда формируется Тихий океан и происходят глобальные аккреционно-коллизионные процессы на его континентальных окраинах.

2-я стадия Скорость роста коры^- 0 8 км3 год-1

1-я стадия Скорость роста коры - 3.0 км3 год1

Нет субдукции

Темп переработки коры

Hf модельные возрасты

L 50 S

1 2 3

Возраст, млрд пет

Рис. 1 Эволюционные кривые времени формирования ювенильной и переработанной коры, темпов ее преобразования (ОИште й а1., 2012). Построены по данным и-РЪ и Ж изотопного анализа детритовых цирконов из осадков, возраст отложения которых варьирует от позднего палеозоя до современного. Коричневая линия показывает темпы переработки континентальной коры, рассчитанные из распределения пропорций переработанной гибридной коры (оранжевая гистограмма) к новообразованной коре (зеленая гистограмма). Ювенильная кора характеризуется цирконами с мантийными значениями 6|80 и выдержанными Ж модельными возрастами, для гибридной или переработанной коры характерны «супракрустальные» цирконы с повышенным 8180 и варьирующими Ж возрастами. Показателен максимум новообразованной коры в последние 200 млн лет

1.1. Тектоническая история. Северо-Восток Азии и Аляска по современным тектоническим представлениям рассматриваются как сложный ансамбль фанерозойских орогенных поясов. В их истории, вслед за орогенным утолщением неопротерозойской коры, следуют палеозойские и раннемезозойские события коллизии вулканических дуг и аккреция террейнов, (Monger et al., 1991; Парфенов и др., 1993; Nokleberg et al., 1998; Геодинамика..., 2006). Континентальные окраины северо-запада Тихого океана, сформировались в течение мезозоя и кайнозоя как результат взаимодействия блоков океанической и континентальной коры и постепенного наращивания последней. Особенно ярко это проявляется на геологической карте: мы отчетливо видим омоложение геологических структур и уменьшение доли гранито-метаморфических комплексов и калиевых гранитоидов (признаки зрелой континентальной коры) в направлении от континента к океану. Эта самая общая, давно установленная закономерность легла в основу идеи конструктивного тектогенеза - преобразования океанической коры в континентальную (Пейве и др., 1976). В этих разработках рассматривалась главным образом тектоническая эволюция комплексов верхней коры. Строение и возраст глубинных частей остался за рамками обсуждения из-за отсутствия прямых данных. Вывод об относительной молодости коры, теперь уже для ее глубинных горизонтов, впервые доказывается в диссертации на основе изотопно-геохронологического изучения коровых ксенолитов (Akinin et al., 2009; Акинин и др., 2013).

Во многих тектонических построениях меловому и раннетретичному магматизму в окраинно-континентальных вулканоплутонических поясах отводилась незначительная роль. Вулканические накопления рассматривались лишь как кроющие комплексы (Парфенов и др., 1993; Nokleberg et al., 1998), ограничивающие верхний возрастной интервал предшествующих аккреционных событий. Однако после геологических исследований 90-х гг., сфокусированных на гнейсовых куполах, показано, что, например, Кордильерский орогенный «коллаж» мог быть подвержен существенной переработке вследствие глубинного метаморфизма и мелового магматизма (Miller et al., 1992; Amato et al., 1994; Гельман, 1996; BSGFP, 1997).

1.2. Геология районов проявлений кайнозойского щелочнобазалътового вулканизма с ксенолитами. Проявления кайнозойского (большей частью поздненеогенового) щелочнобазальтового вулканизма обнаружены повсюду вдоль континентального обрамления северной Пацифики (Рис. 2). Обычно это небольшие щитовые вулканы, сопровождающиеся потоками лав протяженностью от сотен метров до десятков километров. Нередки изолированные остатки некков, даек и шлаковых конусов. В этих вулканических полях доминируют обогащенные легкими редкоземельными элементами щелочные базальты, тефриты и меланефелиниты с характерными внутриплитными геохимическими характеристиками, высокими содержаниями Nb и Та, пониженными содержаниями Rb и Cs, относительно деплетированными изотопными отношениями Sr, Nd, Pb (Moll-Stalcup, 1994; Акинин и др., 2008).

Наиболее хорошо изучены проявления в Беринговоморской провинции: на о. Нунивак (Francis, 1976; Roden et al., 1984, 1995), на о. Св. Лаврентия (Moll-Stalcup, 1994; Wirth et al., 2002), на Чукотском полуострове в Энмеленских вулканах (Акинин, Апт, 1994; Akinin et al., 1997; Akinin et al., 2005) и м. Наварин (Федоров и др., 1993;

Колосков, 1999), а также в Вилигинском вулканическом поле в северном Приохотье (Акинин и др., 2008; Ntaflos et al., 2008), в Арктике, на о-вах Жохова и Вилькицкого (Silantyev et al., 2004). Большинство щелочных базальтоидов с верхнемантийными и нижнекоровыми ксенолитами. Около 80-90% в популяции ксенолитов составляют шпинелевые лерцолиты, что обычно для всех подобных проявлений в мире. В диссертации главное место уделяется исследованию коровых ксенолитов, сложенных пироксеновыми гранулитами и габброидами, которые составляют менее 2% от всей популяции ксенолитов. Именно эти образования единственно представляют прямую информацию о составе и возрасте глубинных частей земной коры в регионе, нередко содержат циркон - наиболее надежный геохронометр. Для ксенолитов гранулитов или габброидов характерен особый петрографический облик с массивной или слабопроявленной директивной текстурой. Эти породы имеют одну важную универсальную особенность - они не содержат водных минералов, таких как амфибол или биотит.

Возраст фундамента в районах щелочнобазальтового вулканизма очень различен (Рис. 2). На о. Нунивак и м. Наварин в фундаменте вскрыты поздеюрско-раннемеловые терригенные и офиолитовые ассоциации. В районе энмеленских и вилигинских вулканов обнажены палеозойские кристаллические сланцы, триасовые и юрские осадки, а также меловые известково-щелочные вулканические породы ОВЧП. Континентальный блок п-ова Сьюард, где известно самое большое Имурукское поле кайнозойских щелочных базальтов, практически целиком сложен нижне- и среднепалеозойскими метаморфическими породами, перекрывающими неопротерозойский фундамент (Till et al., 1986), U-Pb возраст циркона в породах которого варьирует от 750 до 550 млн лет (Moore et al., 1994; Amato et al., 2009). Девонские плутоны с U-Pb возрастами от 390 до 340 млн лет рассекают фундамент и некоторые перекрывающие свиты (Kos'ko et al., 1993; Moore et al., 1994; Natal'in et al., 1999). Древнейшие метаморфические породы внешне сходны меж собой на обширных площадях, это позволяло исследователям предполагать распространение докембрийского фундамента во всем регионе, несмотря на ограниченное количество действительных обнажений (Белый, 1964; Шульдинер, Недомолкин, 1973; Жуланова, 1990; Dumoulin et al., 2002).

На Чукотском п-ове и Аляске примечательны высокоградные гранито-метаморфические куполы - Кооленьский, Сенявинский, Киглуайк (Ко, Suffi соответственно, на Рис. 2). Возраст протолита и высокоградного полиэтапного метаморфизма в этих структурах рядом исследователей принимался архейским (Шульдинер, Недомолкин, 1976; Жуланова, 1990), другие считали его палеозойским (Гнибиденко, 1969; Bunker et al., 1979), третьи (Гельман, 1973; Натальин, 1979), не отрицая наличия древних пород, обращали внимание только на палеозойско-мезозойские эпизоды метаморфизма. Во всех отмеченных случаях возраст событий принимался либо по геологическим соображениям (внешнее сходство с древними комплексами Сибири), либо на основании Rb-Sr и K-Ar датировок по валу пород, недостаточно точных и крайне редко воспроизводимых. Первые же систематические U-Pb датировки циркона и монацита из этих метаморфических пород выявили неопротерозойский и девонский возраст магматических протолитов, которые

120-Е 130-Е 160-Е 130-W 100°W 90'W

Рис. 2 Схема тектонического районирования северной Пацифики по возрасту глубинной континентальной коры. Составлена автором с использованием (Юешрегег et al., 2002; Тектоническая карта..., 19В0). Расположение исследованных коровых ксенолитов из кайнозойских вулканических пород показано звездочками. 1 — меловой (альб - кампан) Охотско-Чукотский вулканогенный пояс (ОЧВП); 2 - меловые гранито-метаморфические куполы и выступы с неопротерозойским протолитом (Ki — Киглуайк, Ко — Кооленьский, S — Сенявинский, ftu - Куульский, А - Алярмаутский); 3 - позднекайнозойские внутриплатные вулканические поля щелочных базальтоидов, содержащие нижнекоровые ксенолиты (названия на схеме); 4 - современные вулканы Курило-Камчатской островной дуги, содержащие преимущественно верхнекоровые ксенолиты в вулканитах. Области континентальной и океанической коры разного возраста: 5 — дорифейская континентальная кора (САК — СевероАмериканский кратон, ОХ — Охотский микрократон, ОМ - Омолонский микрократон); б -области с палеозойской континентальной корой; 7 - позднемеловая континентальная кора; 8 -позднемиоценовая континентальная кора; 9 - формирующийся гранито-метаморфический слой континентальной коры; 10 — области с современной океанической корой. Пунктиром показаны региональные сейсмические профили (EW94-10, 2-ДВ). Фото справа вверху — коровый ксенолит в базаните из вулканического поля Имурук, Аляска

испытали последний пик метаморфизма в раннем мелу (BSGFP, 1997; Natal'in et al., 1999; Akinin, Calvert, 2002; Amato et al., 2009; Akinin et al., 2011). Модельные Nd возраста ортогнейсов нео- и мезопротерозойские, а самые древние детритовые цирконы в парагнейсах имеют U-Pb возраст 2.0-1.8 млрд лет. На этом основании был сделан вывод о мезо- и палеопротерозойском возрасте протолита древнейших пород Аляски и Чукотки, но не об архейском (Amato et al., 2009; Akinin et al., 2011). При этом надежные даты последних пиков метаморфизма в этих метаморфических

куполах растяжения составляет около 91 млн лет для Киглуайка (Amato et al., 1994), около 108 млн лет для Кооленьского (BSGFP, 1997) и около 135 млн лет для Сенявинского (Calvert, 1998). Киглуайк является наиболее хорошо изученным из всех гнейсовых куполов, в нем прекрасно обнажены метаморфические породы амфиболитовой и гранулитовой фаций, в которых проявлены деформации, приводящие к утонению перекрывающих пород при росте гнейсового купола сквозь верхнюю кору (Miller et al., 1992; Amato et al., 2002). Гнейсовый купол Киглуайк интрудирован на глубине одноименным гранитоидным плутоном с возрастом 91 млн лет, который рассматривается как источник тепла для высокоградного метаморфизма и парциального плавления (Amato et al., 1994; Amato, Wright, 1997).

В фанерозойской магматической истории северной Пацифики важную роль играет ОЧВП. Прослеживаясь на 3000 км вдоль континентальной окраины российского Северо-Востока, пояс обрывается в районе Берингова пролива, не продолжаясь на Аляску в полном объеме. На п-ове Сьюард и о. Св. Лаврентия известны лишь интрузии, одновозрастные с вулканитами ОЧВП (Moll-Stalcup, 1994). В целом магматические породы ОЧВП имеют возраст от альба до кампана, в основании пояса имеются и более древние вулканиты и гранитоиды с возрастом 120-150 млн лет (Белый, 2008; Акинин, Миллер, 2011). На заключительных стадиях развития ОЧВП происходила миграция (откат) зоны палеосубдукции: в Беринговоморском регионе, к югу от ОЧВП, формируется мел-палеоценовый Анадырско-Бристольский вулканогенный пояс, а в Охотско-Камчатском регионе, к востоку от ОЧВП, формируется бассейн Охотского моря и Корякско-Камчатский вулканогенный пояс. Таким образом, можно предполагать, что какая-то часть мел-палеоценовых магматических пород внедрялась уже в режиме растяжения. Это предположение носит и региональное геологическое обоснование, вулканогенные пояса имеют разный возраст, реконструируется последовательная миграция в сторону океана вулканогенных поясов: альб-кампанский ОЧВП, кампан-палеоценовый Анадырско-Бристольский, кайнозойский Корякско-Камчатский (Акинин, Миллер, 2011).

1.3. Геофизические данные. Данные сейсмического профилирования в районе Берингова пролива и северного Приохотья (профили EW94-10, 2 ДВ на Рис. 2) отражают строение коры и мантии в тех же районах, где исследованы глубинные ксенолиты. Геофизические данные позволяют предметно обсуждать структурное соотношение и взаимосвязь глубинных пород (ксенолиты) с геологией верхней коры. Мощность коры под западной Аляской и Беринговым проливом всего около 30-35 км, средняя и нижняя кора региона характеризуется многочисленными субгоризонтальными отражающими площадками и слабым рельефом Мохо (Klemperer et al., 2002). Субгоризонтальные отражения встречаются в нижних 1/3 до 2/3 частях земной коры и наиболее рельефны на 500-километровом участке от северной части Берингова пролива до о. Св. Лаврентия и чуть южнее. Около п-ова Сьюард высокоотражающие поверхности залегают на самой маленькой глубине в 5— 10 км. Регион выдержанной по мощности коры и начало проявлений субгоризонтальных сейсмоотражащих площадок соответствует распространению мелового магматизма на поверхности (Рис. 2; 3).

Сейсмоотражающие площадки в нижней коре, после того, как они были обнаружены впервые, интерпретированы как характерные для утоненной коры под

молодыми провинциями растяжения, такими как в Северном море и в провинции Бассейнов и Хребтов на западе США (Matthews, Cheadle, 1986; Klemperer et al., 1986; Allmendinger et al., 1987). В целом отражающие поверхности могут представлять тектоническую расслоенность (продуцируемую течением коры) и/или первичную расслоенность изверженных пород, продуцируемую слоистой структурой мафических силлов в нижней коре (e.g., Green et al., 1990; Warner, 1990; Леонов, 1993; Levander et al., 2005). Скорость прохождения сейсмических волн в нижней части коры под Беринговым проливом варьирует от 6.1 до 6.7 км/с (Wolf et al., 2002). Эти скорости не согласуются с большими объемами подстилающих мафических магм, для которых мы должны наблюдать более высокие скорости порядка 7 км/с. Возможно, что пониженные значения скоростей, полученные при сейсмических экспериментах, обусловлены интегральной величиной для неоднородной нижней коры, состоящей из кислой и средней изверженной или метаморфической породы (Vp - 6.5 км/с) и силлов габброидов или линз мафических гранулитов (Vp ~ 7км/с) (Klemperer et al., 2002). Такие мафические породы, вероятнее всего, и являются источником для некоторых типов ксенолитов, захваченных неогеновыми щелочными базальтами и обсуждаемых в диссертации. Расчетные значения скоростей прохождения сейсмических волн в породах, слагающих глубинные коровые ксенолиты, составляют в среднем около 7±0.3 км/с (Акинин и др., 2013) и получены нами с использованием уравнения (Behn, Kelemen, 2003). Относительно низкие скорости в средней коре предполагают, что отражающие поверхности, наблюдаемые выше в коре, должны представлять субгоризонтально перемещенную композиционную расслоенность в древних метаморфических и кислых изверженных породах (парагнейсах и ортогнейсах), возможно, аналогичных тем, что обнажены в гранито-метаморфических куполах.

В северном Приохотье строение земной коры несколько сложнее. Так, вдоль побережья Охотского моря, в области внутренней зоны ОЧВП, земная кора имеет мощность около 35-37 км. Однако уже в 100 км от побережья, под внешней зоной ОЧВП около границы с Яно-Колымским орогенным поясом, кора достигает мощности 55-58 км (Сурков и др., 2007). Мы интерпретируем это утолщение как погружение (foundering) тяжелой гранатсодержащей «эклогитовой» нижней коры в верхнюю мантию. Под Балыгычано-Сугойским прогибом, там, где исследованы ксенолиты Вилигинского вулканического поля, граница Мохо не проявлена, сейсмическая структура этого участка весьма необычна и характеризуется отсутствием отражающих площадок (Горячев и др., 2007). Эта зона сейсмической прозрачности может быть интерпретирована и как результат сильных деформаций, и как зона высокой проницаемости, возникшей после погружения или деламинации тяжелой нижней коры и начала внедрения астеносферного материала.

Ксенолиты и их возраст, обсуждаемые ниже, предоставляют достаточно строгий тест для выводов и заключений из геофизических исследований, а также основу для понимания коровых тектонических и магматических процессов, вовлеченных в формирование сейсмически отражающей континентальной коры.

Берингийская окраина

* * ( Л ^ V' V^V i^ifK

\ 1 A Ifli t Ъ* ' -J-i ïiui ' орогена Хребта Брукса w Ч, \

r-'frfT • 'ks

Уп. вертикального масштаба = 5x

„ KM -9l)0 -ЙО0 I ГбСЮ 5JÔ 4oul 3ÔÔ l-Sl» 13Ô kmO I 4 00 I

2 N 60 N 62 N 644Î 66 N

17446'W 171°51'W 168-17W

154'17'W

Анадырско-Бристольский Охотско-Чукотский вулканогенный пояс вулканогенный пояс (альб-кампан)

(кампан-лалеоцен) и гранито-метаморфические купола в основании

осадки во впадине 0.5-15 км

Мохо выражено,

слабо отраж. нижняя кора

Кристаллический фундамент около поверхности Высокоогражающая нижняя кора

Увеличение верт. мясштлол =2х

Микроплита Арктическая Аляска - Чукотка ►—iT7în

мощность осадков 0.5-15 км

Высокоотражающее Мохо, слабоотражающая

Рис. 3 Интерпретационный разрез по линии глубинною сейсмического профилирования EW94-10 вдоль Берингова пролива (расположение линии - пунктиром на рис. 2). Модифицировано, используя исходные данные (Klemperer et al.. 2002; Akinin et al.. 2009). Покачаны проекции местоположений захвата коровых ксенолитов гранулитов поздпеиеогеиовыми щелочными базальтоидами (звезды), а также область высоко» гражающнх площадок в нижней коре (св.-зеленым). которая интерпретирована здесь как новообразованная меловая кора

Глава 2. Позднемезозойский магматизм и эволюция известково-щелочных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса

Во второй главе приведены авторские результаты изучения вулканических и интрузивных пород позднемелового Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП), дано обоснование второго защищаемого положения.

ОЧВП - крупнейший на западе Пацифики окраинно-континентальный пояс андийского типа, отличающийся от Анд тем, что заложился на коре меньшей мощности, значительно более разнородной по составу и возрасту. При более чем 3000 км протяженности ОЧВП, общий объем сохранившихся вулканических отложений в нем оценивается в 1 млн км3 (Белый, 1977, 1994). С учетом унесенного фреатического материала и синхронных интрузий гранитоидного ряда оценки могут достигать не менее 2 млн км3 (Акинин, Миллер, 2011). Так, на северном склоне Аляски, на площади около 50 тыс. км2 распространены отложения тефры мощностью 25-200 м, тефра очень близка по составу и возрасту породам ОЧВП (Bergman et al., 2006). Наиболее популярна гипотеза о надсубдукционной природе ОЧВП (Зоненшайн и др., 1976; Парфенов, 1984), однако сложная конфигурация и сегментация пояса, далеко вдающиеся в континент линейные вулканогенные прогибы и обширные поля игнимбритов позволяют привлекать геодинамические режимы растяжений для генезиса отдельных секторов. Совершенно очевидно, что гигантский объем изверженного материала в ОЧВП предполагает сопоставимые объемы кумулатов на глубине и значительно большие объемы меловых интрузий, в том числе и в основании коры.

В ОЧВП - тектонотипе окраинно-континентальных вулканогенных поясов, значительно больше андезитов, чем в зрелых островных дугах (ЗОС - Курило-Камчатской и Алеутской) и Андийском окраинно-континентальном поясе (Котляр, 1986). Сравнительная характеристика вулканических пород в этих четырех структурах позволила также заключить, что в ОЧВП сосредоточены значительно большие объемы кислого игнимбритового вулканизма, а по составу породы отличаются повышенными концентрациями К, Ti, Р и трендом в область высококалиевых известково-щелочных серий (Акинин, Миллер, 2001) - Рис. 4.

Среди андезитов ОЧВП пока не обнаружено примитивных разностей (Mg#>0.6), имеются относительно известковистые породы, неизвестные в структурах Андийского типа, и значительную долю составляют умеренно-щелочные породы, не характерные для ЗОС (Котляр и др., 1981; Котляр, Акинин, 2001). Генезис известково-щелочных серий обсуждается с привлечением разнообразных моделей, при этом наиболее непротиворечивой в геохимическом отношении является модель конкурирующих фракционной кристаллизации и ассимиляции (Рябчиков и др., 1978; Кадик и др., 1986; Kelemen et al., 2003). В приложении к ОЧВП проблему происхождения известково-щелочных серий в связи с их рудоносностью целенаправленно разрабатывал И.Н. Котляр (1986, 1990). Им предложена гипотеза формирования андезитов ОЧВП вследствие дебазификации базальтового расплава трансмагматическим водно-углекислым флюидом, развивающая теорию метамагматизма Д.С. Коржинского (1976) и уточняющая ее в части неодинакового воздействия флюида на расплавы различного состава.

Охотско-Чукотский окраинно-континетальный вулканогенный пояс (N=1710)

Рнс. 4 Различие в вариациях химического состава вулканических пород окраинно-континентальных поясов (ОКП) и зрелых островных луг (ЗОД). Левые диаграммы показывают, что лавы ОЧВП тяготеют к области высококалиевых известково-щелочных серий, а лавы Курильской дуги - к области голеи говых серий. Средние гистограммы концентраций 8Ю; в лавах демонстрируют значительно большую долю кислых магм в ОЧВП (цветные линии - кривые плотности вероятности с главными пиками). Правые дншраммы демонстрируют обогащенность магм окраинно-континентальных поясов титаном н калием (состав пород изображен в изолиниях плотности распределения точек составов), пунктирная прямая - линия дискриминации между ОКП и ЗОД по (Пискунов. 1987). Источники данных: по Курильской дуге-онлайновая база данных ОКЖОСК (1Шр:\^еогос.трс1мпа1пг), по ОЧВП - (Котляр. 1981) и авторские данные (878 ан.)

БЮг+ЗСаО

45 55 65 75 вЮг

Курильская островная дуга (N=1217) N

базальты

В диссертации приведен большой объем новых геохимических данных по составу пород ОЧВП, включая изотопно-геохимические характеристики. На этой основе, применяя разные подходы в численном моделировании, вариации примесных и главных элементов в базальтах и андезитах ОЧВП интерпретированы как отражение конкурирующих процессов ассимиляции и фракционной кристаллизации при эволюции родительской базальтовой магмы (Рис. 5). Показана существенная латеральная неоднородность источников известково-щелочных магм и разный состав ассимилированного корового материала вдоль ОЧВП на протяжении более 2500 км (Акинин, Миллер, 2011). Первичные изотопные отношения Sr, Nd, Pb в вулканитах Охотского сектора относительно деплетированы и близки к линии смешения компонентов PREMA и BSE. В Западно-Охотской фланговой зоне источник магм содержит существенную примесь обогащенного компонента EMI, что согласуется с особым строением фундамента ОЧВП в этой зоне - докембрийским Охотским массивом. Это подтверждается и самыми древними модельными Nd возрастами по вулканитам Ульинского прогиба от 1.3 до 1.8 млрд лет. В Центрально- и Восточно-Чукотской зонах магмы ОЧВП содержат примеси компонента EMII (Акинин, Миллер, 2011).

Особую остроту в последнее десятилетие приобрел вопрос о возрасте ОЧВП. Большой вклад в решение этой проблемы внесли В.Ф. Белый, Е.Л.Лебедев, В.А. Самылина, Н.И. Филатова, C.B. Щепетов, А.Б. Герман, H.H. Котляр и многие другие исследователи, которые использовали для определения возраста палеофитологические методы и K-Ar, Rb-Sr датировки по валу пород. Применение новых методов локального изотопного датирования минералов и их зон (SHRIMP, 40Ar/39Ar) продемонстрировало в последние годы, в отличие от традиционных K-Ar и Rb-Sr датировок, исключительно хорошую воспроизводимость дат для одних и тех же объектов. Для вулканитов из частных разрезов и отдельных гранитоидных интрузий были установлены достаточно узкие временные интервалы формирования, которые, однако, асинхронны в пространстве (Kelley et al., 1999; Акинин и др., 2000; Ispolatov et al., 2004; Hourigan, Akinin, 2004; Акинин, Ханчук, 2005; Тихомиров и др., 2006; Сахно и др., 2010). Эти данные позволили поставить вопрос о ревизии возраста ОЧВП в целом, по-новому взглянуть на общую длительность и асинхронность его развития. В 2006-2011 гт. были выполнены масштабные изотопно-геохронологические работы, и в целом для ОЧВП установлен прерывистый характер магматизма от среднего альба до среднего кампана, от 106 до 78 млн лет, что коррелирует с изменением скорости движения океанических плит Изанаги и Кула в Палеопацифике (Акинин, Миллер, 2011). По латерали пояса вулканизм асинхронен. Выделяется несколько пиков вулканизма с модами около 105, 100, 96, 92.5, 87, 82 и 77 млн лет (Рис. 6).

Коньяк-сантонские пики относятся к наиболее объемным стадиям среднего и позднего циклов кислого вулканизма. Реконструируется спад, перерыв магматической активности в конце сеномана - начале турона. Завершают извержения платобазальты с возрастом около 76-78 млн лет, которые фиксируют изменение геодинамической обстановки с фронтальной субдукции на режим трансформной окраины и проявлениями базальтов в зонах локальным растяжений, поперечных общей трансформной окраине.

• ранние и средние стадии вулканизма ОЧВП ■ финальные платобазалыы ОЧВП

Рис. 5 Диаграммы распределения примесных элементов в лавах ОЧВП. На диаграмме (а) покачаны модельные тренды фракционной кристаллизации в закрытых условиях (CCF), конкурирующих ассимиляции и фракционной кристаллизации (AFC, R - доля фракционирования относительно ассимиляции) и чистой ассимиляции (ВА), рассчитанные по уравнениям (DePaolo, 1981 ). Ассимилянт - ортогнейс Кооленьского купола (обр. M18, Rb = 140 ppm, Sr = 546 ppm). На диаграмме (б) линии со стрелками - модельные тренды эволюции состава магм, выплавляемых с участием разной доли субдуцнруемых осадков, пунктир - процент ассимилированных осадочных пород мантийного клина (Рсагсе.2008).

очвп

мм/год

Кула, норм. Изанаги, танге|щ. - Ч Е I

1 Изанаги, норм. S3 Ч fc'l <L> -Q сС И1 _1 щ

80 100 120 140 160 млн. лег

Рпе. 6 Корреляция возраста магматических пород в ОЧВП и структурах его основания {верхний график) с изменением скорости движения плит в Палеопацифике в мелу (нижний график), по (Акинин, Миллер, 2011).

Гистограмма возрастов вулканических пород ОЧВП и структур его основания построена, используя 55 авторских датировок и данные из публикаций (Ке11еу е! а1., 1999; 1$ро1а№у е1а1., 2004; Тихомиров и др., 2006; таИоптоу м а1., 2008, 2012; Мишин и др., 2008). Толстая кривая - относительная плотность вероятности распределения изотопных дат.

Нижний график демонстрирует изменение направления и скорости движения тихоокеанских плит в меловом периоде относительно палеоокраины северо-востока Азии с простиранием 35'Е. Тангенциальный и нормальный компонент движений рассчитан с использованием данных (ЕпдеЬге150п е1а1., 1985)

С учетом новых более надежных датировок в отдельных крупных кальдерах реконструируется катастрофический характер извержений с достаточно узким интервалом вулканизма (< 2 млн лет). Скорость вулканических накоплений в таких структурах достигала 0.15-0.36 км3/год и более. В Пегтымельском прогибе на Чукотке вулканические породы, объем которых составляет около 113 тыс. км3, были извержены за 2 млн лет, что позволяет предполагать развитие здесь в коньяке гигантской магматической провинции кислого состава или супервулканов (silicic LIP, Bryan, Ernst, 2007).

Неожиданным результатом цирконометрии является то, что все изученные магматические цирконы не содержат признаков древних компонентов. Среди более чем 500 датированных ядер и кайм индивидуальных кристаллов циркона из 86 образцов магматических пород ОЧВП не обнаружено ни одного с относительно древними - палеозойскими или докембрийскими унаследованными захваченными ядрами. Это не значит, что унаследованных доменов нет совсем. Они есть (особенно характерны для туфов и игнимбритов), однако их U-Pb возраст не древнее раннего мела. Результаты цирконометрии исследованных магматических пород вместе с данными по петрологии и геохронологии нижнекоровых ксенолитов гранулитов и габброидов позволяют предполагать всеобъемлющую модификацию и меловой возраст глубоких частей земной коры, возможно, и Мохо, на континентальных окраинах севера Пацифики (Akinin et al., 2009; Акинин, Миллер, 2011).

Глава 3. Кайнозойский внутриплитный щелочнобазальтовый вулканизм Северо-Востока Азии и Аляски

В третьей главе дана характеристика всех известных проявлений щелочнобазальтового вулканизма в субарктической части Северо-Востока Азии и Аляски, обосновывается третье положение. Автором проведено прецизионное 40Аг/39Аг датирование большинства проявлений, изучен минеральный и изотопный состав лав. Показана подлитосферная природа источников вулканизма, который в целом маркирует зоны деструкции консолидированных участков коры без существенного изменения состава ее нижних горизонтов. Кратко охарактеризованы некоторые важные популяции мантийных ксенолитов в базальтах.

К началу кайнозоя на Северо-Востоке Азии была сформирована близкая к современным границам континентальная окраина. Начиная с этого времени, вслед за завершением аккреционно-коллизионных событий, смещением зоны субдукции к Камчатке и закрытием бассейна Берингова моря Алеутской дугой, в геодинамическом режиме развития континентальной окраины Палеопацифики ведущую роль приобретают деструктивные процессы внутри плит и на их границах. Импульсом для таких деструктивных процессов могло быть как действие сил тектонического характера (Леонов, 2001), так и зарождение горячих точек и плюмов в удаленных регионах, с образованием структур растяжения в ситуации, относимой к тыловому окраинно-континентальному рифтогенезу (Ярмолюк, Коваленко, 1991). Важное значение имеет начавшийся 55-50 млн лет назад и продолжающийся и поныне спрединг в хр. Гаккеля.

В субарктической части Северо-Востока России и Аляски (Лаверов и др., 2006) мы выделяем две провинции - Континентальную или Северо-Восточную (СВП) и Беринговоморскую (БП), вулканизм в которых проявился внутри и около границ Североамериканской и Беринговоморской литосферных плит, соответственно с главными по объему импульсами 27±1 млн лет, 5-6 млн лет и 1.5-0.1 млн лет. Лавы двух провинций имеют тонкие геохимические различия (Рис. 7; 8).

Континентальная провинг/ия расположена в северной части Северо-Востока России (Магаданская область, Чукотский автономный округ и восточная Якутия) и характеризуется относительно низкой вулканической активностью. Шесть относительно хорошо изученных проявлений базальтового вулканизма включают: 1) Анюйские (Ar-Ar возраст 12-43 тыс. лет) и Алучинские вулканы (Ar-Ar возраст 277 тыс. лет); 2) Кедонский вулкан (К-Аг возраст ~ 9 млн лет); 3) Вилигинское вулканическое поле (Ar-Ar возраст 10-8 млн лет); 4) вулкан Балаган-Тас (Ar-Ar возраст ~ 266 тыс. лет); 5) Тарынское проявление («вулкан Рудича», Ar-Ar возраст 37 млн лет); 6) проявление на островах Жохова и Вилькицкого в арктическом архипелаге Де-Лонга (Рис. 2) и др. Большая часть вулканических проявлений (3, 4, 5, 6) локализуется около интерпретируемых границ плит с высокой сейсмической активностью, другая (1, 2) - определенно занимает внутриплитное положение в практически асейсмичных областях. Наиболее древнее из изученных проявлений -Тарынское (Рудич - 34 млн лет), остальные проявления имеют возраст от 10-8 млн лет и моложе.

Беринговоморская провинция кайнозойского (28-0.1 млн лет) щелочнобазальтового вулканизма (Акинин, Апт, 1994; Moll-Stalcup, 1994) включает

проявления на островах Берингова моря и прилегающих участках суши на Чукотке и Аляске (Рис. 2; 3). По объему извергнутых щелочнобазальтовых магм и проявлений -это наиболее масштабное кайнозойское магматическое событие в Арктике. CaO (K+Na)/AI Д

Расплавы при парциальном плавлении перидотита

Солидус-(Р, ГПа)

Расплавы при парциальном sr ; плавлении пироксенита

Беринговоморская провинция

МдО

S¡02

Ьеринговоморская провинция иеверо-ьосток ииоири

О Энмелен О Бэсел • Энмелен (Мыль-Мыль) О Кэндл О Энмелен (расплав в ксенолитах) X о-ва Прибылова(81.<Зеогде&31.Раи1) + м. Наварин ^ Тэллер • о.Св. Лаврентия + Приндл □ Имурук (олигоцен-миоценовый) Ф Кликитарик □ Имурук (голоцен) & о.Стюарт х о.Нунивак о ФортХамлин О Девил Маунтинс <"> Буззард г Св. Михаила * вп. Наварин (драгировано) Д Вилига А Рудич К Сеймкан X Балаган-Тас ♦ Анюйские вулканы ♦ Кедон о Коркодон •к Архипелаг Де-Лонга (Арктика)

Рис. 7 Вариации содержаний главных элементов в кайнозойских внутриплитных мафических и ультрамафических вулканических породах Североамериканской плиты (Беринговоморская и Континентальная Северо-Восточная провинции), отражающие потенциальный пироксенитовый состав мантийных источников для наиболее недосыщенных SiCb лав. На диаграмме CaO-MgO серым фоном и красной толстой линией обозначен состав первичных магм, продуцируемых при аккумулятивном парциальном плавлении фертильного перидотита. Область ниже пунктирной зеленой линии отвечает составу магм, выплавляемых с участием пироксенитового источника или при фракционировании пироксена (Herzberg, Asimow, 2008). Черная линия со стрелкой -типичный тренд эволюции первичных магм, формирующих габбро при кристаллизации в коре; резкое падение СаО характерно для магм с MgO < 10 вес. %. На диаграмме Si02 vs. (K+Na)/Al серыми квадратами нанесены составы минералов из мантийных ксенолитов

Химический состав исследованных вулканитов (оливиновых меланефелинитов, базанитов, тефритов и щелочных базальтов) отличается заметным обогащением Ti, Fe, высоким содержанием некогерентных элементов, особенно Nb и Та, и пониженным содержанием Rb и Cs, свойствами, характерными для базальтов океанических островов и внутриконтинентальных. Для лав характерны прямолинейный фракционированный график распределения редкоземельных элементов, низкие отношения Zr/Nb, La/Nb, К/Р, отсутствие прямых корреляций Si02 с 87Sr/86Sr, очень слабые вариации когерентных элементов. Все это указывает на нефракционированный примитивный характер магм, без признаков коровой контаминации. Геохимические данные (например, Br/Sr, La/K, Si02 vs CaO - Рис. 7) и данные новейших экспериментов и петрологических моделей (Hirshmann et al., 2003; Sobolev et

al., 2005; 2007; Herzberg, 2006) указывают, что OIB-подобные расплавы, такие как исследуемые нами недосыщенные Si02 щелочные базальты, базаниты и нефелиниты, могли выплавляться не из гранатовых или фертильных лерцолитов, а из источника с существенной долей пироксенитов (Рис. 7). Важная роль амфибола в источнике также неоднократно подчеркивалась (Francis, Ludden, 1990, Pilet et al., 2008), однако генеральный тренд исследованных щелочных базальтоидов в целом следует линии, соединяющей составы клинопироксена и флогопита из мантийных перидотитовых и пироксенитовых ксенолитов (Рис. 7). Это может указывать на главную роль этих минеральных фаз в составе источника внутриплитных щелочнобазальтовых магм.

Различие изотопных отношений указывает на то, что состав мантийных источников в разных проявлениях несколько различен, большинство значений находится на поле перекрытия полей MORB и OIB (Рис. 8). Отношения изотопов Sr и Nd, Pb в лавах Вилигинского ареала, вулканического поля Имурук, о. Нунивак, Теллер, о. Св. Павла соответствуют наиболее деплетированным мантийным резервуарам. Самые аномальные изотопные характеристики установлены в базальтах, драгированных во впадине Наварин. Напротив, изотопные отношения в лавах Анюйских вулканов, о. Св. Михаила, Буззард и, отчасти, м. Наварин варьируют широко. Фигуративные точки изученных вулканитов располагаются на линии смешения компонентов DMM+HIMU с EM-II (Рис. 8). В целом по изотопному составу РЬ и Sr Беринговоморская провинция отличается от Континентальной Северо-Восточной более деплетированным составом и выраженной примесью компонента EM-II (Св. Михаила, Хамлин, Буззард, впадина Наварин). Истощенные изотопные параметры щелочных мафических лав и обогащенность их несовместимыми примесными элементами могут быть объяснены относительно молодым (менее 200 млн лет) метасоматическим событием: оно не успело ещё привести к сдвигу в изотопных отношениях радиогенных элементов (Menzies, Murthy, 1980; Когарко и др., 1996).

Оценки потенциальной температуры мантии под вулканическими полями могут косвенно указывать, существовал ли во время выплавления избыточный источник тепла или, напротив, температура не превышает ту, которая характерна для окружающей мантии. Такие оценки позволяют обсудить геодинамические условия генерации, проявлены ли плавление и магматизм в режиме литосферного растяжения и пассивного мантийного апвеллинга или, альтернативно, мы имеем дело с термальнопобуждаемым частичным плавлением и апвеллингом. Потенциальная температура мантии для сегрегации первичных магм Северо-Востока Сибири и Аляски рассчитана с использованием программы PRIMELT2 (Herzberg, Asimow, 2008). Полученные значения температуры по большей части высокие, достигают 1550-1650°С (Вилига, Анюй, Энмелен, Имурук, Св. Лаврентия, Св. Михаила, Св. Георгия, Де-Лонга). Эти оценки температуры, скорее всего, являются завышенными, потому что в процессе расчета постоянно регистрируется пироксенитовый источник магм или фракционирование пироксена (Рис. 7). В любом случае эти температуры корреспондируют с высоким геотермальным градиентом, типичным для мантийного апвеллинга и плюмового источника без влияния литосферного растяжения (Putirka et al., 2007; Harstie, Kerr, 2010). В некоторых вулканических полях (Вилига, Имурук)

установлены повышенные значения изотопного отношения 3Не/4Не (R/Ra = 25-28), характерные для гавайских лав (Акинин, Леонова, 2010). Кроме того, рассчитаны температуры и давления сегрегации расплавов по уравнениям (Albarede, 1992; Putirka, 2008; Lee at al., 2009). Термобарометрия дает оценки до Т = 1600-1450°С и Р = 4.5-2 ГПа. Самые высокие оценки давления получены для наиболее недосыщенных Si02 меланефелинитов и базанитов из вулканических полей Вилиги, Энмелена, Приндл и Де-Лонга, соответствующие глубинам около 120-150 км.

"SrfSr

0.702 0703 0.704 0.705 0.706 "''""16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 "Sr/"Sr !™Pb/2"Pb

Рис. 8 Вариации изотопных отношений в кайнозойских внутриплитных базальтах и ультраосновных фоидитах на Северо-Востоке Сибири и на Аляске. Источники данных: Акинин, Апт, 1997; Апт и др., 1998; Грачев, 2003; Колосков, 1999; Федоров, 2006; Akinin et al., 2005; Davis et al., 1993; Moll-Stalcup, 1995; Mukasa, Andronikov, 2002, 2007; Roden, 1982; Tschegg et al., 2011. MORB - деплетированная мантия срединно-океанических базальтов; EM I - обогащенная мантия 1; EM II - обогащенная мантия 2; HIMU - компонент о. Св. Елены (с высоким 23sU/204Pb). Серые точки - базальты MORB и ОЮ (Stracke et al., 2003, 2005). Остальные знаки на рис.7

Заметные вариации изотопных данных от проявления к проявлению, некоторая растянутость во времени вулканизма и сравнительно небольшой объем его продуктов позволяют заключить, что такой внутриплитный вулканизм в Североамериканской плите не может быть продуктом единого плюма, как не может быть и результатом рифтогенеза. Однако высокие рассчитанные потенциальные температуры в мантии, а также повышенные значения 3Не/4Не в некоторых объектах, указывают все же на присутствие плюм-подобного компонента в источниках. Такие внутриконтинентальные проявления щелочнобазальтового и ультраосновного вулканизма совокупно можно назвать «блуждающая горячая точка». В отличие от классической гавайской ситуации с направленным движением относительно однородной океанической плиты, в нашем случае движение горячей точки имеет сложную траекторию из-за сильной неоднородности континентальных плит и разной направленности их деформаций и движений. Ослабленные зоны литосферы около сейсмически активных границ плит и микроплит логично считать как наиболее подходящие для проявлений внутриплитного континентального вулканизма. Так, проявления на островах Де-Лонга, вулканы Балаган-Тас, Рудич и Вилигинские можно связать с процессами на деструктивной границе между Евразийской и Североамериканской плитами в сейсмически активных областях. В Беринговоморской провинции самые крупные по объему извержения наиболее

глубинных и высокотемпературных магм (Имурук, Теллер, Св. Лаврентия, Св. Михаила, Энмелен, м. Наварин, о-ва Прибылова) как раз локализованы около границ Беринговоморской микроплиты. Наиболее сложными для геодинамических корреляций остаются Кедонские и Анюйские вулканы, расположенные в асейсмических зонах. Так как Анюйские вулканы локализуются в шовной Южно-Анюйской сутуре, закрывшейся в раннем мелу, можно предполагать подновление в позднем кайнозое этой шовной зоны по системе крупных правосторонних сдвигов, инициированных силами удаленного характера в Арктике. Процессы на удаленных границах литосферных плит хотя и не являлись непосредственным спусковым крючком для вулканических извержений, но могли влиять опосредованно через контролируемое ими изменение в региональных тектонических напряжениях (Иванов, 2011).

Глава 4. Меловая нижняя кора континентальных окраин севера Пацифики: петролого-геохронологические данные по глубинным коровым ксенолитам

В четвертой главе представлены результаты детального исследования глубинных коровых ксенолитов (61 образец), их состава и возраста, проведенного с акцентом на изотопно-геохимическое изучение циркона методом 5Н1ИМР-1Ш (147 индивидуальных кристаллов в 15 образцах из 5 проявлений). На этой основе сформулированы и обоснованы третье и четвертое защищаемые положения.

4.1. Типы ксенолитов. Среди коровых ксенолитов необходимо различать: 1) собственно глубинные ксенолиты пород из нижней и средней коры, которые, как правило, выносятся примитивными магмами вместе с мантийными ксенолитами перидотитов и пироксенитов; 2) ксенолиты верхнекоровьгх пород, соответствующих обнаженным на поверхности или в неглубоко залегающем фундаменте, 3) кумулаты или родственные (гомеогенные) полнокристаллические включения. Самый простой способ разграничения может быть основан на сравнении состава и возраста пород ксенолитов с вмещающими их магматическими породами и с породами геологических комплексов, обнаженных на поверхности. Кумулаты или интрателлурические включения (3), кроме комплементарности по составу с вмещающими их магматическими телами (интрузии, лавы), обнаруживают и близкий им возраст. Верхнекоровым ксенолитам из неглубоко залегающего фундамента (2) с большой вероятностью могут быть найдены эквиваленты по составу и возрасту среди известных в регионе магматических и метаморфических комплексов. Наконец, наиболее интересные и важные собственно нижне- и среднекоровые ксенолиты (1) характеризуется минеральными парагенезисами с высокими (как в гранулитовой фации) расчетными параметрами равновесного давления; как правило, похожих по петрографии, геохимии и возрасту горных пород на поверхности в регионе найти не удается. Выделяя ксенолиты группы (1), надо учитывать, что мантийные магмы, транспортирующие ксенолиты, не обнаруживают геохимических признаков кристаллофракционирования и контаминации; судя по расчетам, такие магмы достигают поверхности из мантии в течение первых дней или часов без признаков задержки (Ке11еу, \Vartho, 2000). Таким образом, вероятность захвата боковых пород близповерхностного фундамента очень не велика. Именно поэтому ксенолиты гранулитов и габброидов из кимберлитов и щелочных базальтоидов характеризуют

по современным представлениям нижнюю и среднюю кору (Rudnick, 1992; Rudnick, Gao, 2003).

В популяциях глубинных ксенолитов пироксеновые гранулиты и габброиды составляют обычно менее 2%. Именно эти редкие и очень небольшие (обычно 3-5 см) образцы полнокристаллических плагиоклазсодержащих пород составляют один их главных объектов диссертационного исследования. У них особый петрографический облик с массивной или слабопроявленной директивной текстурой. В их составе нет ни амфибола, ни биотита, никаких других водосодержащих минералов. Эта универсальная особенность ксенолитов такого рода из многих, далеко расположенных друг от друга местонахождений может указывать на то, что «опробован» глубинный горизонт коры, имеющий глобальное распространение. Надсубдукционные известково-щелочные вулканиты Курило-Камчатской и Алеутской дуг также выносят коровые ксенолиты - разнообразные габброиды и гранитоиды (Ермаков и др., 1978; Kay, Kay, 1985), однако они отличаются от ксенолитов из щелочных базальтоидов разнообразием состава и петрографических структур, а также наличием в парагенезисах водосодержащих минералов (амфибол и биотит).

4.2. Петрология и геохимия глубинных коровых ксенолитов. 61 образец свежих плагиоклазсодержащих ксенолитов (30 образцов из Энмеленских вулканов, 18 образцов из вулканического поля Имурук, 2 образца с о. Нунивак, 2 образца с о. Св. Лаврентия, 7 образцов из Вилигинского вулканического поля, 2 образца из щелочных базальтов Приморья) исследован петрографически и геохимически. Для сравнения привлекались опубликованные фрагментарные данные по плагиоклазсодержащим ксенолитам о. Нунивак (Francis, 1976; Roden et al., 1995), м. Наварин (Федоров и др., 1993) и о. Св. Лаврентия (Wirth et al., 2002). В шлифах породы среднезернистые, с полигональной гранобластической структурой, интерпретируемой как результат статического уравновешивания при высоких температурах в течение относительно продолжительного периода. Во всех ксенолитах отсутствуют водосодержащие минералы, что типично для гранулитовой фации метаморфизма. Плагиоклаз доминирует, достигая 50-80% объема породы. Кроме плагиоклаза, содержатся ортопироксен, клинопироксен, ±кварц, ±калиевый полевой шпат и Fe-Ti оксиды. Акцессорные апатит и циркон встречаются в виде включений в плагиоклазе и реже пироксене. Обнаруженная разница в петрографических структурах и геохимии свежих плагиоклазсодержащих ксенолитов хорошо изученных энмеленских ксенолитов позволила разделить их на три группы (Рис. 9). Группу 1 (Рис. 9 а, г, ж) составляют обогащенные LREE основные и средние двупироксеновые гранулиты и чарнокитоиды - кварцевые нориты, иотуниты с характерным парагенезисом ортопироксен+мезопертит. Группу 2 (Рис. 9 б, д, з) составляют пироксен-плагиоклазовые кумулаты с характерной положительной Ей аномалией, в неё входят нориты, габбронориты и пегматитовое оливиновое габбро. Группу 3 (Рис. 9 в, е, к) составляют обедненные LREE гранатовые и келифитовые (апогранатовые) габбро. Особенно хорошо различие между тремя выделенными группами видно на графиках распределения редкоземельных элементов, главным образом по степени обогащения легкими редкоземельными элементами (LREE) и проявленности Ей аномалии. Предполагается, что основные и средние ксенолиты-чарнокитоиды могут отражать преобразование состава коры под воздействием мантийных магм и флюидов. Не

{j^MOtt^^-. . 3.-1Tv.T. ^

Келифитовое габбро (апогранатовое)

' !'v' l'm' tu' Tb' Ho' Im' l'.i Ce V Sin i.; Uy Kr Vh

исключая ни метаморфического, ни магматического происхождения чарнокитов, многие исследователи отмечали, что они формируются в условиях близких к гранулитовой фации, при высокой активности К и С02 во флюиде (Newton, 1992; Перчук, Геря, 1992; Wilson et al., 1996).

Большинство пород ксенолитов относятся к разностям с ЭЮ2 = 45-53 мас.% и Г^О = 3-8 мас.%. На вариационных диаграммах выступают типичные для процессов магматического фракционирования закономерности в поведении элементов: положительная корреляция СаО с и отрицательная корреляция М§0 с 8Ю2,

N^0 с №20 + К20 (это согласуется с наблюдаемыми вариациями содержания модальных клинопироксена и полевого шпата). При некотором разбросе содержания Сг и № положительно коррелируют с М§#, в то время как отношение Ьа/Бт демонстрирует обратную зависимость с Таким образом, геохимия пород

позволяет предполагать их магматическое происхождение с участием процессов фракционирования и аккумуляции кристаллов. Относительно продолжительная

Рис. 9 Три группы плагиоклазсодержащих ксенолитов из базанитов и оливиновых меланефелинитов с о. Св. Лаврентия (а, б) и с Энмелена (в, г, д, е, ж, з, к). Микрофотографии а, б, в - с анализатором, г, д, е - без анализатором. Распределение нормализованных к хондриту ЛЕЕ для валового состава породы и для клинопироксена трех представительных образцов ксенолитов показано на нижних диаграммах. Обозначение минералов на фото: Срх -клинопироксен, Орх - ортопироксен, Р1 - плагиоклаз, Ой - кварц, Ке1 - апогранатовый келифит По (Актт е1 а1„ 2009)

_2-я группа

Пнроксен-плап

кумулаты, EN132

резиденция в условиях высокой температуры объясняет последующий метаморфизм гранулитовой фации. Все исследованные ксенолиты в целом похожи по составу на нижнекоровые ксенолиты, известные в других регионах мира.

Примечательно, что в энмеленских ксенолитах 2-й группы наблюдаются выраженные позитивные аномалии Sr и Ва, обратные негативным аномалиям этих элементов в известково-щелочных магмах ОЧВП. Эти различия и сходства позволяют предположить, что породы ксенолитов этой группы представляют собой богатые плагиоклазом глубинные кумулаты известково-щелочных магм.

Ксенолиты доставлены из нижних и средних горизонтов земной коры, судя по данным минеральной термобарометрии и расчетным скоростным сейсмическим характеристикам (Р = 5-12 кб, Т = 740-1100°С, Vp = 7.1±0.3км/сек). Для оценок использованы разнообразные инструменты минеральной термобарометрии (Wells, 1977; Bray, Kohler, 1990; McCarthy, Patino Douce, 1997; Andersen, Lindsley, 1988; Nimis, Taylor, 2000; Behn, Kelemen, 2003; Putirka, 2008; TERMOCALC - Holland, Powell, 1998), включая термометр «Ti в цирконе» (Ferry, Watson, 2007). Для ксенолитов келифитовых габбро оценки давления максимальные и составили от 9 до 15 кб, клинопироксены в этих породах наиболее титанистые и глиноземистые (Al = 0.35-0.6, Ti = 0.3-0.6 ф.е. на 60).

В ксенолитах рассчитаны температуры равновесия более высокие, чем в метаморфических породах гранито-гнейсовых куполов (Рис. 10). Температуры парагенезисов минералов ксенолитов, вместе с их геохимическими особенностями, указывают на надсолидусные условия. Моделируемые Р-Т тренды остывания в обстановке континентальной коллизии (Thompson, Connolly, 1995) таковы, что этот тектонический механизм не может дать температур минеральных равновесий Беринговоморских гранито-гнейсовых куполов и нижнекоровых ксенолитов. Для таких повышенных температур требуется дополнительный источник тепла, который мог быть индуцирован внедряющимися в нижнюю кору мантийными мафическими магмами или поднятием астеносферы. Это заключение не должно быть неожиданным, гранулитовый метаморфизм исследован во многих регионах Земли и обычно именно в мантийном магматизме видят причину повышенных температур (например, Sandiford, Powell, 1986; Gerya, Burg, 2007). Примечательно, что и для континентальной мантии под фанерозойскими поясами в сравнении с раннедокембрийскими структурами устанавливается значительно более высокий геотермальный градиент (Glebovitsky et al., 2004).

Изотопные характеристики гранулитов и габброидов в ксенолитах из разных местонахождений различаются между собой, что может указывать на различный состав нижней коры в регионе (Рис. 11, Таблица). Так, в ксенолитах о. Нунивак изотопные отношения наиболее деплетированные, а в ксенолитах п-ова Сьюард (Имурук) наиболее обогащенные. Различаются по изотопному составу и ксенолиты трех выделенных групп в энмеленских и вилигинских лавах, что предполагает маловероятным их генетические взаимосвязи. Первичные (для возраста 100 млн лет) изотопные отношения в валовом составе пород ксенолитов и монофракциях клинопироксена и плагиоклаза из них для большинства образцов (за исключением двух имурукских) следуют главному мантийному тренду в направлении обогащенного источника EM-II и находятся на диаграммах в полях составов MORB

и OIB (87Sr/86Sr =0.70247-0.70715; 143Nd/144Nd = 0.51243-0.51322; 206Pb/204Pb = 18.0718.61 - Рис. 11). Ксенолиты о. Нунивак имеют относительно однородные и наиболее деплетированные, похожие на MORB, изотопные характеристики 87Sr/86Sr (0.702420.70257) и 143Nd/144Nd (0.5129^0.5132). Остров Нунивак и м. Наварин находятся близ южной границы Берингова шельфа (Рис. 2). Деплетированные MORB-подобные изотопно-геохимические характеристики происходящих отсюда ксенолитов (Roden et al., 1995; Федоров и др., 1993), отличают их от тех, что собраны севернее в Беринговоморской провинции, где в ксенолитах обнаружены OIB-подобные метки. Можно предположить, что к югу от Арктическо-Аляскинской плиты состав нижней коры меняется.

Температура,°С

Рис. 10 Р-Т условия равновесия парагенезисов в ксенолитах из щелочнобазальтовых лав в сравнении с условиями метаморфизма гранито-гнейсовых куполов (Akinin et al., 2009). «Mus-dm» and «Bio-dm» - кривые «сухого» плавления мусковита и биотита соответственно (Thompson, Connolly, 1995). Р-Т условия эволюции метаморфических пород из меловых гранито-гнейсовых куполов (купола Кооленьский и Киглуайк, Сенявинское поднятие). Серая стрелка демонстрирует РТ тренд остывания при метаморфизме типа Барроу (Jamieson et al., 1998). Температуры равновесия для ксенолитов рассчитаны по геотермометру (Wells, 1977), давление - по геобарометру (McCarthy, Patino Douce, 1998)

■ : ^ Модельные P-T-t траектории для коллизионной обстановки (Thompson and Connolly. 1995) •****. Гранулиты Мира \ Ч (Hartey, 1989)

РТ- оценки и тренд остывания в гранито-гнейсовых куполах Коолень и Киглуайк (Akinin and Calvert, 2003; Patrick and Evans, 1989) Типичный РТ-тренд метаморфизма Барроу (Jamieson et al., 1998)

среЛиекировые ксенашпш: (1 и 2 фуппа) (3 группа)

Лаврентия

Энмеленские ксенолиты 1-й группы (чарнокитоиды) с изотопными характеристиками, близкими к BSE (87Sr/86Sr =0.70496-0.70547; 143Nd/144Nd = 0.51251-0.51259) показывают в целом сходство по этим параметрам с известково-щелочными породами Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (Рис. 11). В ксенолитах 2-й группы (мафические расплавы и кумулаты) изотопные отношения Sr и Nd несколько более деплетированные (87Sr/86Sr = 0.7045-0.7046; 143Nd/144Nd = 0.51266-0.5127), а в группе 3 (келифитовое габбро) отчетливо более деплетированные (87Sr/86Sr = 0.70366-0.70397; 143Nd/144Nd = 0.51279-0.51295), как и в сопровождающих их мантийных ксенолитах. Изотопные отношения РЬ в ксенолитах

варьируют незначительно, точки расположены на диаграммах справа от геохроны 4.57 млрд лет, в поле фанерозойских нижнекоровых гранулитов мира. За исключением образцов с о. Нунивак, имеющих примеси компонента HIMU, изотопные отношения в остальных образцах варьируют в интервале составов от модельных значений PREMA до ЕМП (206РЬ/204РЬ = 18.07- 18.99; 207РЬ/204РЬ = 15.4215.6; 208Pb/204Pb = 37.48-38.63). Похожие вариации наблюдаются и во всех мезозойско-кайнозойских мантийных и верхнекоровых породах региона, указывая на принадлежность пород к единому литосферному домену.

Nd/ Nd(/)

0.5135

s'Sr/"6Sr(0

1 р^ММЬ

каинозоиские ¡елочные (азальты

.Ссн-

0.5115

-1 1 л em-ii 1 ж* n '.

- т-\ Ещ. у -

- ч! morb £ ii1mu.

. 1

0.5125 ■

0.5120

17 18 19 !"'РЬ/™РЬ

нижнекоровые ксенолиты: о Энмелен (1-2 группы) Д о. Св. Лаврентия • Энмелен (3 группа) □ Имурук V Вилнга ° о-Нунивак

- среднее (медианное значение)

17 18 19 20 21 ""РЬ/"'РЬ

Известково-щелочные магмы ОЧВП

I . .1 Охотский I.-. -: I Центрально-Чукотский

1^11 сектор СОК) 1 сектор (ССН)

[7ГП Западно Охотская [ТТЛ Восточно-Чукотская

фланговая зона (\УО) 1,1 фланговая зона (ЕСИ) СМ ОСУВ - высокоглиноземнстные базальты, родоначальные магмы . Парагнейсы, амфиболиты и гранулиты

мезозойских гранитно-метаморфических куполов

Рис. 11 Изотопный состав пород нижнекоровых ксенолитов севера Пацифики в сравнении с известково-щелочными магматическими породами Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (по Акинин, Миллер, 2011). Конечные мантийные компоненты (DMM, MORB, EM, HMU, BSE, PREMA, по Zindler, Hart, 1986)

Таблица. Химический состав представительных образцов средне- нижнекоровых ксенолитов северной Пацифики

№ обр. EN 131-5 G3s EN 131-2 EN132 EN131-16 EN131-15 VL1-LC1 VL5-LC1 16-llk NVF-1 NPA LC I ilo

Порода n n GAR n GAR GAR gn GAR n gn среднее! N=29)

Вулкан Энмелен Энмелен Энмелен Энмелен Энмелен Энмелен Вилигз Вилига Имурук Нунизак

Долгота," 175.19 W 175.36 W 175.19 W 175.28 W 175.19 W 175.19 W 155.15 E 155.57 Е 163 2 W 166 34 W

Широта,0 65.04 65.11 65.04 65.06 65.04 65.04 61.213 61.393 65.45 60.14

S¡0¡ 51.52 53.07 44.92 52.39 47.83 47.86 52.29 46.57 58.23 49.54 50.3 5.7

T¡0¡ 0.81 1.24 0.48 0.19 1.2 1.18 0.89 1.01 0.49 0.4 0.7 0.5

«А 19.82 16.7 23.15 22.28 17.41 17.63 17.36 16.09 13.42 17.43 17.7 3.3

FeO 7.85 11.3 6.79 5.06 10.2 10.16 8.52 9.3 7.79 4.39 7.6 2.5

МпО 0.11 0.22 0.09 0.09 0.17 0.16 0.17 0.18 0.24 0.09 0.1 0.1

MgO 4.19 5.53 7.26 5.65 6.71 6.84 6.43 8.25 6 9.89 8.3 5.4

СаО 8.88 6.22 14.43 9.71 10.7 10.68 8.75 9.93 5.84 15.74 9.9 3.4

Na¡0 4.32 3.45 1.73 3.41 3.46 3.19 3.71 4.92 3.95 1.63 3.0 1.4

К,0 1.13 0.63 0.33 0.6 0.86 0.8 0.77 2.01 3.01 0.03 0.9 0.9

РА 0.18 0.31 0.07 0.02 0.34 0.35 0.13 0.31 0.07 0.02 0.2 0.1

ппп 0.07 0.05 0.08

Сумма 99.11 98.74 99.25 99.45 98.88 98.85 99.02 98.57 99.12 99.16 98.7

Сг 73 90 108 194 54 203 241 395 230 979 335 368

Ni 55 43 92 126 28 65 120 113 84 102 277 623

Se 26.6 20.4 22.2 18.9 38.7 31.7 22 23 24.7 24 13

Pb 3.9 6.5 1.5 2.6 1.6 2.6 5.1 3.7 2.3

Rb 4.8 2.9 3.3 3.2 1.5 4.3 3.5 17 21 1.6 9.7 17

Ba 288 530 107 178 53 321 202 462 229 17 282 286

Sr 596 424 610 725 546 934 537 823 346 274.7 613 315

Ta 0.4 0.6 1.5 0 0.1 0.3 0.16 0.45 0.8 0.01 0.4 0.4

МЬ 7.2 6.6 11 0.5 0.9 4.4 5.6 11.1 12.4 0.5 5.5 7.9

Hf 1.9 0.4 1.6 0.2 0.4 0.8 0.8 1.4 1.4 0.4 1.0 0.6

Ir 87 52 44 23 32 51 46.0 72 78 14.3 51 27

Y 16.7 13.5 4.8 2.4 14.2 17.5 12.8 19.4 30.3 7.5 14 7.9

Th 0.40 0.10 1.30 0.10 0.10 0.30 0.20 0.54 0.70 0.04 0.4 0.4

и 0.20 0.20 0.60 0.00 0.10 0.20 0.11 0.28 0.30 0.01 0.3 0.3

La 12.6 11.8 4.4 1.8 1.2 7.9 6.9 9.3 6.1 1.1 5.8 4.6

Ce 28 24.6 8.6 3.5 3.3 19.5 23.0 30.0 13.9 3.2 14.4 10.3

Pr 3.8 3.2 1.1 0.4 0.7 2.9 1.9 3.0 1.8 0.5 2.0 1.3

Nd 16 13.2 4.7 1.9 4.1 14.3 9.0 14.4 7.8 2.7 8.7 6.1

Sm 3.6 2.8 1.2 0.4 1.6 3.6 2.2 3.6 2.2 0.9 2.1 1.6

Eu 1.2 1.1 0.6 0.9 0.8 1.4 0.9 1.2 1.4 0.5 0.9 0.5

Gd 3.2 2.5 1.1 0.5 2 3.8 2.7 4.4 3.4 0.8 2.7 1.6

Tb 0.5 0.3 0.2 0.1 0.4 0.5 0.35 0.60 0.7 0.19 0.4 0.3

Dy 2.9 2.2 1.0 0.4 2 2 3.1 2.37 3.68 5.0 1.21 2.6 1.5

Но 0.6 0.4 0.2 0.1 0.5 0.6 0.45 0.70 1.2 0.6 0.3

Er 1.7 1.4 0.5 0.3 1.4 1.7 1.40 1.98 3.6 0.69 l.S 0.9

Tm 0.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2 0.17 0.24 0.6 0.2 0.1

Vb 1.5 1.3 0.5 0.4 1.2 1.5 1.40 1.75 3.6 0.63 1J2. 0.9

Lu 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2 0.18 0.22 0.6 0.09 0.2 0.1

"Sr/"Sr 0.70508 0.70514 0.70384 0.70450 0.703907 0.703665 0.704644* 0.70366 0.70616 0.70247 0.70400 0 001

141Nd/,44Nd 0.51257 051259 0.51295 0 51271 0.512846 0.512793 0.512913* 0.51285 0.51298 0.51317 0.51285 0 0001

!uiPb/!04Pb 18.45 18.40 18.18 18 36 18.43 18 45 18.49* 18.07 18.57 18.16 18.44 0.06

!í'Pb/¡"Pb 15.52 15.49 15 47 15.57 15.56 15.54 15.57* 15 45 15.44 15.40 15.52 0.04

*"Pb/!c4Pb 38.24 38.13 37.87 38.29 3831 38.21 38.28* 37.80 38.04 37.48 38.22 0 03

cNd^cj -0.5 -0.1 6.7 2.1 3.7 3.6 4.8 8.7 10.4 4.7

TU, 1093 987 500 812 908 750 146 820

Mg» 0.545 0.507 0.692 0.701 0.580 0.585 0.574 0.613 0.618 0.801 0.636 0.1

Vp, км/с 6.9 6.8 7.3 7.0 7.1 7.1 7.0 7.1 6.7 7.4 7.1 0.3

Примечание: Породы: п - ортопироксеновый гранулит, gn - двупироксеновый хранулит, GAR -гранатовое (келифитовое) габбро. NPA LC - средний состав нижней коры севера Пацифики, рассчитанный из состава 29 образцов глубинных коровых ксенолитов. T(Dnl) - расчетный Nd модельный возраст отделения коры от деплетированной мантии в млн лет, Mg# = Mg/(Mg + Fe) мол., Vp - расчетная скорость сейсмических волн (по уравнению Behn, Kelemen, 2003). * - Для монофракции клинопироксена.

Оценки состава гипотетического родоначального расплава, равновесного минеральным ассоциациям ксенолитов и формирующего андерплейтинг в нижней коре, рассчитаны несколькими способами. Первый способ - моделирование обратного хода фракционной кристаллизации и расчет равновесного кумулатам расплава, используя модальный состав ксенолитов и комбинированные коэффициенты распределения кристалл-расплав из экспериментальных данных. Второй путь - расчет равновесных клинопироксенам и цирконам расплавов, используя коэффициенты распределения примесных элементов. Расчеты указали на два типа потенциальных родоначальных расплавов, близких в одном случае к щелочным габбро и сиенитам, в другом - к андезитам и базальтам известково-щелочных серий (Рис. 12).

1000

. юоо

Р 10

светло-серый - кислые магмы ОЧВП темно-серый - основные магмы ОЧВП

La Ce Рг NdPmSni Eu Gd Tb Dy I lo Er Tm Yb Lu

! I I I I

EN 132

светло-серый - средние-основные интрузии ОЧВП (Si02<60%)

темно-серый - средние-основные вулканиты ОЧВП (Si02<6№¿)

Ва и Nb La Pli Sr Zr Sin Ti Yb Rb l'h К Ta Ce Pr Nd Hf Eu Y Li

Рис. 12 Распределение некогерентных примесных элементов в рассчитанных гипотетических родоначальных расплавах для энмеленского ксенолита группы 2 (пироксен-плагиоклазовый кумулат, обр. ENI 32). Нормализовано к хондриту и примитивной мантии (McDonough, Sun, 1995). Кружки - ликвидусы рассчитаны, используя обратный ход фракционной кристаллизации по уравнению Рэлея Cuq=C"soi/[-D'í'(Di - 1)]. Сцч - состав элемента i в родоначапьном ликвидусе, Csoi - состав элемента i в твердой фазе, D' - валовый коэффициент распределения для элемента i, F - доля остаточного расплава (F= 0.9-0.5). Валовый коэффициент распределения рассчитан, используя моду породы и коэффициенты распределения кристалл-расплав (Kempton et al., 1997). Пунктирная линия - ликвидус рассчитан по составу клинопироксена (коэффициенты распределения пироксен-расплав по (Hart, Dunn, 1994)). Крестики - ликвидус рассчитан по составу циркона (коэффициенты распределения циркон-расплав по (Sato et al., 2002; Rubatto, Hermann, 2007). Серым фоном показана область составов известково-щелочных магматических пород Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (Акинин, Миллер, 2011)

В целом изотопно-геохимические данные, вместе с результатами минеральной термобарометрии, позволяют предполагать, что ксенолиты гранатовых и келифитовых габбро являются наиболее глубинными фрагментами подслаивающих интрузий, формирующихся из МОКВ-подобных ЬКЕЕ-деплетированных мантийных резервуаров. N(1 модельные возраста, рассчитанные по валовому составу пород ксенолитов, большей частью неопротерозойские, при разбросе от 500 до 1000 млн лет (Таблица), что в целом совпадет с оценками для известково-щелочного магматизма в ОЧВП (Акинин, Миллер, 2011).

4.3. U-Pb геохронология и геохимия циркона. Более 170 U-Pb SHRIMP-RG датировок ядра и периферии в 125 отдельных кристаллах циркона из коровых ксенолитов предоставляют богатый материал для корреляции глубинной истории коры с историей магматизма, метаморфизма и деформаций, выявленных при геологическом изучении земной поверхности.

Самый неожиданный результат состоит в том, что все цирконы ксенолитов имеют только меловой и палеоценовый возраст при возрасте транспортирующих их лав от 27 до 2 млн лет (Рис. 13). Цирконы ксенолитов, характеризующих обширную область под Энмеленскими вулканами, о. Св. Лаврентия, вулканическим полем Имурук на п-ове Сьюард, Вилигинским полем в северном Приохотье (Рис. 2) не просто молодые, но и не содержат древних унаследованных доменов, чего следовало бы ожидать, учитывая широкое распространение на поверхности региона докембрийских и палеозойских пород. Этот парадокс характерен и для других регионов мира, включая древнейшие кратоны: там, где исследован возраст нижнекоровых ксенолитов (Costa, Rey, 1995; Chen et al., 1994; Davis et al., 2003; Rudnick, Gao, 2003), он оказывается моложе древнейших пород на поверхности, но не в такой степени, как на севере Пацифики.

_HAL IP_

БА пивп

Нижнекоровые ксенолиты: IJ Энмелен (1) []Св. Лаврентия(2) Л Имурук (3) [] Вцлига (4) [J Бабушка (5)

20 30 40

/ TL. Г H г)

pi^^àôi1 °6"'6 "Ч1 >

к/ //^ifkáÍ-.!^ /s^s^F" ш IM / a. IÊ T л \ m \

/ И '|7Л /¡^ Г

-ri4.il

110 120 130 140 150

Рис. 13. Гистограмма 11-РЬ 8НШМР-1Ю возрастов для цирконов из глубинных коровых ксенолитов севера Пацифики (Актт й а1„ 2009; Акинин и др., 2013). Серым фоном выделены интервалы возрастов магматизма в Бристальско-Анадырском, Охогско-Чукотском вулканогенных поясах и гипотетическом Арктическом плюме (БА, ОЧВП, НАЫР соответственно)

Примечательно, что интервалы возрастов, полученные для цирконов из ксенолитов Энмелена, о. Св. Лаврентия и Вилиги почти одинаковы, при этом и по морфологии и по характеру зональности цирконы из этих районов тоже удивительно сходны. Для большинства образцов и-РЬ даты варьируют от 60 до 107 млн лет, лишь два кристалла из ста семидесяти имеют даты около 134 и 147 млн лет (Рис. 13), около 90% всех датировок с учетом погрешности расположены на конкордии. Каждый образец ксенолита содержит цирконы с различающимися датами (общие вариации в

одном образце достигают 15-37 млн лет).

Наиболее представительно исследованные энмеленские цирконы разделены на три популяции по геохимии и типу зональности кристаллов (Рис. 14). Для популяции 1 характерны цирконы с осцилляционной зональностью в ядре и без явно выраженной гомогенной каймы, с пиком U-Pb возраста около 90 млн лет. Для популяции 2 свойственны цирконы с осцилляционно зональным или секториальным ядром, обрастающим гомогенной обедненной ураном каймой (пик на гистограмме U-Pb дат около 83.5 млн лет). Для популяции 3 типичны незональные индивиды с двумя пиками U-Pb дат, около 78 и 70 млн лет. Ядерные части кристаллов иногда древнее кайм (альб-кампан в ядрах, кампан-палеоцен в каймах) и сохраняют более высокие концентрации REE (Рис. 14).

. 1 1 гт

Г 95.1 ±3.1 iféK я«-«»1 1

г 1 , Ж Лш -g

■ Í л =

If шш 1

: ; ^Т5.4±7 q

■ í , i i i i i i > i EN 131-8 ^

30 40 50 60 ТО 80 90 100 110 120 130 140 La Се Рг Nd PrnSm Ей Gd Tb Dy Но Er Tm Yb Lu

U-Pb дата, млн лет

Рис. 14. Три типа (популяций) цирконов из энмеленских ксенолитов, различающиеся по характеру зональности в катодолюминесцентном излучении, средневзвешенному U-Pb возрасту и суммарной концентрации REE

По-видимому, вариации РЬ/ U возрастов цирконов из ксенолитов обусловлены, главным образом, потерей РЬ в микромасштабе кристаллов при позднемеловом-палеоценовом метаморфизме и чарнокитизации коры, что вызвано внедрением в нижнюю кору мантийных мафических магм. Повышенные температуры равновесия, рассчитанные для нижнекоровых ксенолитов (740-890°С для большинства образцов) почти достигают критических температур закрытия для циркона (900°С по Lee et al., 1997), и это может объяснить нарушения изотопных систем в кристаллах при медленном остывании или прогреве в магматических и метаморфических процессах. Однако полная переустановка U-Pb изотопной системы цирконов исключается, так как в ядрах многих кристаллов видны реликты магматических доменов с осцилляционной зональностью (Рис. 14).

Самые древние даты, которые установили в цирконах изученных ксенолитов, составили 134.1±4.4 (один из цирконов в ксенолите Имурук) и 147±1млн лет (один из цирконов ксенолитов Вилиги). Хотя эти даты требуют воспроизведения, они, тем не менее, могут быть сопоставлены с крупными магматическими событиями -магматизмом в Удско-Мургальской островной дуге и ранней активностью (137-120 млн лет) в вулканической дуге Юкон-Коюкук на Аляске (Box, Patton, 1989; Miller,

Hudson, 1991). Готерив-барремская дата может быть сопоставлена с началом магматической деятельности HALIP в Арктике, а также пиком регионального метаморфизма в Сенявинском поднятии на Чукотском п-ове (Calvert, 1999), и с проявлением метаморфизма фации голубых сланцев в хр. Брукса и на п-ове Сьюард (>125 млн лет, Hannula et al., 1995).

Глава 5. Формирование нижней коры н этапы эндогенных корообразующих процессов на континентальных окраинах

В пятой главе результаты исследования по коровым ксенолитам синтезированы с данными по геофизике и геологии в континентальном обрамлении севера Пацифики (Беринговоморский регион и северное Приохотье). Дополнительно обосновывается первое положение.

Генерация и преобразование континентальной коры в фанерозое связывается с процессами последовательной аккреции (скучивании) островодужных и океанических террейнов на континентальных окраинах и магматизмом на деструктивных границах плит (Hawkesworth, Kemp, 2006). Базальтовый магматизм островных дуг и краевых поясов является инициальным добавлением масс в кору, а уже последующие процессы фракционирования, ассимиляции, гомогенизации и корового анатексиса формируют зрелость коры (Davidson, Arculus, 2006). Изучая детально развитие гранито-гнейсовых куполов, последующую эволюцию меловых известково-щелочных магматических пород и глубинные коровые ксенолиты в северной Пацифике, приходим к выводу, что, начиная с мела, феномен магматизма был главным фактором роста и преобразования глубоких горизонтов коры в зонах перехода океан - континент.

Несмотря на ограниченную распространенность исследованных нижнекоровых ксенолитов, геохронологические результаты для них - исключительно выдержанные на обширной площади, что свидетельствует о региональной природе полученных заключений о магматической и тектонической эволюции глубинных частей. Изотопно-геохронологические исследования позволяют сделать вывод о том, что формирование нижней коры под континентальной окраиной севера Пацифики в близких к современным очертаниям было завершено в мелу (107—78 млн лет) при магматическом андерплейтинге, затем кора испытала термальное событие в кампане - палеоцене (75-60 млн лет). Альб-сантонское событие, записанное в ядрах цирконов нижнекоровых ксенолитов, коррелятно пику метаморфизма в гранито-метаморфических куполах Беринговоморского региона (Amato et al., 1997; Akinin, Calvert, 2002) и формированию гигантского окраинно-континентального Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Как раз большинство U-Pb дат в цирконах нижнекоровых ксенолитов относится к интервалу 100-78 млн лет, что полностью совпадает с современной оценкой возраста ОЧВП (Акинин, Миллер, 2011). Кампан-палеоценовые даты в цирконах ксенолитов совпадают со временем формирования Анадырско-Бристольского магматического пояса (Юкон-Канути и Кускоквим на Аляске), который накладывается на ОЧВП, смещаясь к югу и востоку от него, возможно, отражая миграцию магматизма в обстановке растяжения (Рис. 13, вставка).

Таким образом, магматизм выступает как ведущий петрологический процесс,

модифицирующий кору в мелу и палеоцене. Миграция магматизма к югу, к границе Беринговоморского шельфа, соответствующий скачок во времени между 80 и 76 млн лет согласуются с представлением об отступании или откате мантийного источника магм вместе с зоной субдукции в течение этапа растяжения (Amato, Wright, 1997). Термальный прогрев (и ослабление прочности) коры под воздействием магматизма 76-55 млн лет назад могли контролировать утонение коры, о котором говорят пулл-апарт впадины вдоль кромки Берингова шельфа. Впадины отражают наиболее молодые тектонические события, модифицировавшие глубинные части земной коры под внешней зоной Беринговоморского шельфа (Worrall, 1991).

Парадоксальный факт отсутствия древних захваченных компонентов в цирконах исследованных нижнекоровых ксенолитов свидетельствует либо о значительно большей роли ювенильного магматизма на глубине, чем это предполагалось по геофизическим данным, либо о полном нарушении изотопной системы цирконов вне зависимости от типа пород (глобальной переустановке на ноль U-Pb «изотопных часов» в мелу-палеоцене). Последний вариант маловероятен, так как предполагает, что все захваченные древние цирконы протолита были полностью переплавлены в нижней коре высокотемпературными мафическими магмами. Можно предположить, что нижняя кора Беринговоморского региона содержит сейчас значительные объемы ювенильных меловых и палеогеновых магматических пород среднего и основного состава. Исходная домеловая кора, по-видимому, была также уже сильно переработанной и неоднородной, ювенильной океанической под островными дугами и с нео- и мезопротерозойскими блоками под континентальными окраинами. На это указывает сложная аккреционно-коллизионная геологическая история зон перехода континент - океан, а также Nd модельные возраста ксенолитов с довольно большими вариациями от 100 млн лет до 1 млрд лет (eNd от 0 до +8 и +10).

В любом случае, каков бы ни был возраст исходного докембрийского кристаллического основания и какие бы аккреционные комплексы ни формировали нижнюю кору в континентальном обрамлении севера Пацифики в период до мелового магматизма и растяжения, сейчас все эти геологические образования замещены и ремобилизованы, на глубине сформированы значительно более молодые породы (мелового и палеогенового возраста). Реликты древней истории сохранились только в блоках супракрустальных пород в верхней и средней коре, несмотря на меловые деформации и метаморфизм (Рис. 15).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на обнаженные на поверхности докембрийские и палеозойские породы и аккреционную тектоническую историю севера Пацифики (Северо-Восток Азии, Аляска, Камчатка), похоже, что существенный объем современной нижней коры континентальных окраин значительно моложе и генерирован меловыми постаккреционными магматическими событиями. Данные по ксенолитам позволяют предположить, что с глубиной возрастает роль позднемеловых и палеоценовых мафических интрузий и кумулатов известково-щелочных магм. Вывод следует из петролого-геохронологического изучения нижне-среднекоровых ксенолитов, вынесенных на поверхность мантийными щелочнобазальтовыми лавами, а также определения U-Pb возраста ядер цирконов из магматических пород региона.

О]

гнейс, купол

Меловые изограды Иэвестково-щелочной магматизм и гранито-гнейсовые окраинно-континентальных поясов купола

Окт

поздненеогеновых щелочнобазальтовых магм

Рис. 15 Схематический модельный разрез, суммирующий интерпретацию, обсуждаемых данных в контексте меловой нижней коры континентальных окраин под регионом Берингова пролива (по Акшш й а1., 2009 с изменениями). Фрагмент разреза сейсмического профиля из (Юетрегег й а1„ 2002)

Позднемезозойская история нижней коры отражена в главных меловых эндогенных событиях - пике метаморфизма в гранито-метаморфических куполах и последующем формировании крупных Охотско-Чукотского (106-78 млн лет) и Анадырско-Бристольского (75-55 млн лет) окраинно-континентальных вулканогенных поясов. Кайнозойская история преобразования коры связана с внутриплитной деструкцией, инициированной удаленными мантийными подлитосферными событиями в северной Пацифике и Евразийском бассейне Арктики, отраженными в диффузно проявленном внутриплитном щелочнобазальтовом вулканизме.

Исследованные глубинные ксенолиты гранулитов и габброидов из кайнозойских щелочнобазальтовых лав доставлены из нижних и средних горизонтов земной коры, судя по данным минеральной термобарометрии и расчетным сейсмическим характеристикам (Р = 5-12 кб, Т = 740-1100°С, Ур = 7.1±0.3км/с). Ксенолиты различаются по петрографии и изотопно-геохимическим характеристикам и, в целом, могут быть разделены на две группы. Деплетированные в отношении радиогенных изотопов и ЬЯЕЕ основные гранулиты и гранатовые габбро наиболее глубинные и могут представлять ювенильные расплавы, постилающие нижнюю кору в виде силлов. Обогащенные плагиоклазом кумулаты, чарнокитоиды и средние гранулиты, напротив, 1Л1ЕЕ и изотопнообогащенные, с положительной Ей аномалией и новообразованным «метаморфическим» цирконом, могут представлять среднюю кору, существенно метаморфизованную и переплавленную. Последние имеют

признаки происхождения в результате магматического фракционирования известково-щелочных магм и последующего метаморфизма в условиях гранулитовой фации. Ксенолиты о. Нунивак и м. Наварин отличаются более деплетированными геохимическими и изотопными характеристиками (MORB-like) и указывают на отличающийся состав нижней коры около южной границы Беринговоморского шельфа. U-Pb возраст циркона из ксенолитов варьирует от мела до палеоцена, главным образом в интервале 107-56 млн лет. Даты интерпретированы как отражающие магматическую и метаморфическую стадии роста и модификации нижней коры в регионе. Распределение дат отвечает альбскому метаморфизму и всплыванию гранито-метаморфических куполов, последующему магматизму в двух крупнейших магматических поясах региона - Охотско-Чукотском и Анадырско-Бристольском. Отсутствие захваченных унаследованных древних доменов в цирконах и из ксенолитов и из магматических пород региона предоставляют сильные аргументы в пользу идеи о внедрении ювенильного материала и андерплейтинга известково-щелочных магм в нижнюю кору в мелу.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии, главы в монографиях

1. Акинин В.В., Апт Ю.Е. Энмеленские вулканы (Чукотский п-ов): петрология щелочных лав и глубинных включений. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН , 1994, 97с.

2. Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы (коллектив авторов с участием В.В. Акинина) / Ред. Н.П. Лаверов. М.: ИГЕМ РАН, 2007. 200 с.

3. Акинин В.В., Евдокимов А.Н., Кораго Е.А., Ступак Ф.М. Новейший вулканизм арктической окраины Северной Евразии. С. 41-80 // Изменение окружающей среды и климата; природные и связанные с ними техногенные катастрофы: в 8 томах. Т. 2. Новейший вулканизм Северной Евразии: закономерности развития, вулканическая опасность, связь с глубинными процессами и изменениями природной среды и климата / Ред. В.И. Коваленко, В.В. Ярмолюк, О.А. Богатиков. М.: ИГЕМ РАН, 2008а. С. 41-80.

4. Miller E.L., Ireland T.R., Klemperer S.L., Wirth K.R., Akinin V.V., Brocher T.M. Constraints on the age of formation of seismically reflective middle and lower crust beneath the Bering Shelf: SHRIMP zircon dating of xenoliths from Saint Lawrence Island // Tectonic evolution of the Bering Shelf -Chukchi Sea - Arctic margin and adjacent landmasses / Eds. E.L. Miller, A. Grantz, S.L. Klemperer. Geological Society of America Special paper 360. 2002. P. 195-208.

5. Akinin V.V., Calvert A.T. Cretaceous mid-crustal metamorphism and exhumation of the Koolen gneiss dome, Chukotka Peninsula, northeastern Russia // Tectonic evolution of the Bering Shelf -Chukchi Sea - Arctic margin and adjacent landmasses. Boulder, Colorado / Eds. E.L. Miller, A. Grantz, S.L. Klemperer. Geological Society of America Special Paper 360. 2002. P. 147-165.

6. Ntaflos Th., Tschegg C., Coltorti M., Akinin V.V., Kosler J. Asthenospheric signature in fertile spinel lherzolites from the Villiga Volcanic Field in NE Russian // Metasomatism in Oceanic and Continental Lithospheric Mantle / Eds. M. Coltorti, M. Gregoire. Geological Society of London, Special Publications 293. 2008. P. 57-81.

7. Akinin V.V., Miller E.L., Wooden J. Petrology and Geochronology of Crustal Xenoliths from the Bering Strait Region: Linking Deep and Shallow Processes in Extending Continental Crust // Crustal Cross Sections from the Western North American Cordillera and Elsewhere: Implications for Tectonic and Petrologic Processes / Eds. R.B. Miller, A.W. Snoke. Geological Society of America Special publication 456. 2009. P. 39-68.

8. Miller E.L., Katkov S.M., Strickland А., Того J, Akinin V.V., Dumitru T.A. Geochronology and thermochronology of Cretaceous plutons and metamorphic country rocks, Anyui-Chukotka fold belt, North East Arctic Russia // Origin of Northeastern Russia: Paleomagnetism, Geology and Tectonics // Eds. D.B. Stone et. al. Stephan Mueller Publication Series. 2009. P. 157-175.

Статьи в журналах перечня ВАК и зарубежных журналах, имеющих нндекс цнтируемости

1. Белый В.Ф., Акинин В.В. Коматииты юго-востока Чукотского полуострова // Изв. АН СССР. 1988. Т. 6. С. 44-58.

2. Белый В.Ф., Акинин В.В., Гельман M.JI. Вулканические и плутонические ультрамафиты Пенжинско-Анадырского региона (Северо-Восток СССР) // Бюлл. МОИП. 1988. Т. 63, № 5. С. 108-123.

3. Апт Ю.Е., Акинин В.В. Прозрачные и матовые мегакристы клинопироксенов в лейцитсодержащих оливиновых меланефелинитах на Чукотском полуострове // Зап. ВМО. 1994. Т. 3. С. 181-198.

4. Bering Strait Geologic Field Party (Akinin V.V., Gelman M.L., Sedov B.M., Amato J.M., Miller E.L., Того J., Calvert A.T., Fantini R.M., Wright J.E., Natal'in B.A.). Koolen metamorphic complex, NE Russia: implications for the tectonic evolution of the Bering Strait region // Tectonics. 1997. Vol. 16, No 5. P. 713-729.

5. Акинин B.B., Апт Ю.Е., Ащепков И.В., Ляпунов С.М. Геохимия глубинных ксенолитов из меланефелинитов Северо-Востока России // Доклады Академии Наук. 1997. Т. 355, № 1. С. 80-84.

6. Akinin V.V., Roden M.F., Francis D.M., Apt J.E., Moll-Stalcup E. Compositional and thermal state of the upper mantle beneath the Bering Sea Basalt Province: Evidence from the Chukchi Peninsula of Russia // Canadian Journal of Earth Science. 1997. Vol. 34, No 6. P. 789-800.

7. Апт Ю.Е., Акинин В.В., Райт Дж. Изотопы Sr, Nd, и Pb в неогеновых меланефелинитах и глубинных ксенолитах на Северо-Востоке России // Геохимия. 1998. № 1. С. 28-37.

8. Hourigan J.K., Akinin V.V. Tectonic and chronostratigraphic implications of new 40Ar/39Ar geochronology and geochemistry of the Arman and Maltan-Ola volcanic fields, Okhotsk-Chukotka volcanic belt, northeastern Russia // Geological Society of America Bulletin. 2004. Vol. 116, No 5. P. 637-654.

9. Akinin V.V., Sobolev A.V., Ntaflos Th., Richter W. Clinopyroxene megacrysts from Enmelen melanephelinitic volcanoes (Chukchi Peninsula, Russia): application to composition and evolution of mantle melts // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2005. Vol. 150. P. 85-101.

10. Акинин B.B., Ханчук А.И. Охотско-Чукотский вулканогенный пояс: ревизия возраста на основе новых 40Аг/39Аг и U-Pb изотопных данных // Доклады

Академии наук. 2005. Т. 404, № 5. С. 654-658.

11. Тихомиров П.Л., Акинин В.В., Исполатов В.О., Александер П., Черепанова И.Ю., Загоскин В.В. Возраст северной части Охотско-Чукотского вулканогенного пояса: новые данные Аг-Аг и U-Pb геохронологии // Стратиграфия и геологическая корреляция. 2006. Т. 14, № 5. С. 81-95.

12. Акинин В.В., Ворошин С.В. Интеграция геохронологических баз данных и ГИС для анализа эволюции магматизма на Северо-Востоке Азии // Тихоокеанская геология. 2006. Т. 25, № 5. С. 39-50.

13. Лаверов Н.П., Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А., Акинин В.В., Гурбанов А.Г., Евдокимов А.Н., Кудряшова Е.А., Певзнер М.М., Пономарева

B.В., Сахно В.Г. Новейший вулканизм Евразии: районирование и обстановки формирования // Доклады Академии наук. 2006. Т. 410, № 4. С. 498-502.

14. Miller Е., Того J., Gehrels G., Amato J.M., Prokopiev A., Tuchkova M.I., Akinin V.V., Dumitru T.A., Moore Т.Е., Cecile M.P. New insights into Arctic paleogeography and tectonics from U-Pb detrital zircon geochronology // Tectonics. 2006. Vol. 25. No TC3013, doi: 10.1029/2005TC001830.

15. Мишин Л.Ф., Акинин B.B., Мишин Е.Л. Новые данные о возрасте магматических пород западного сектора Охотско-Чукотского вулканического пояса // Тихоокеанская геология. 2008. Т. 27, No 5. С. 12-24.

16. Тихомиров П.Л., Акинин В.В., Накамура Э. Мезозойский магматизм Центральной Чукотки: новые данные U-Pb геохронологии и их геодинамическая интерпретация // Доклады РАН. 2008. Т. 419, № 2. С. 237-241.

17. Сахно В.Г., Акинин В.В. Первые данные U-Pb датирования вулканических пород Восточно-Сихотэ-Алиньского пояса // Доклады Академии наук. 2008. Т. 418, № 2.

C. 226-231.

18. Solovova I.P., Ntaflos Th., Girnis A., Kononkova N.N., Akinin V.V. Generation and evolution of Cenozoic alkaline rocks from the Chukchi peninsula, Russia: Insight from melt and fluid inclusions // Acta Petrologica Sinica. 2007. Vol. 23, No 1. P. 83-92.

19. Miller E.L., Akinin V.V. Geology of the Bering Shelf Region of Alaska-Russia: Implications for extensional processes in continental crust // Ores and orogenesis: Circum-Pacific tectonics, geologic evolution, and ore deposits / Eds. J.E. Spencer, R. Titley. Arizona Geological Society Digest 22, 2008. P. 203-212.

20. Акинин B.B., Прокопьев A.B., Topo X., Миллер Э.Л., Вуден Дж., Горячев Н.А., Альшевский А.В., Бахарев А.Г., Трунилина В.A. U-Pb SHRIMP возраст гранитоидов Главного батолитового пояса (Северо-Восток Азии) // Доклады Академии наук. 2009. Т. 426, № 2. С.216-221.

21. Акинин В.В., Леонова В.В. Возраст и изотопный состав гелия в поздненеогеновых щелочнобазальтовых магмах и ксенолитах Вилигинского вулканического поля (северное Приохотье) // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2010. № 1.С. 25-32.

22. Бяков А.С., Ведерников И.Л., Акинин В.В. Пермские диамиктиты Северо-Востока Азии и их вероятное происхождение // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2010. № 1. С. 14-24.

23. Сахно В.Г., Полин В.Ф., Акинин В.В., Аленичева А.А., Тихомиров П.Л., Молл-Столкап Е.Дж. Разновременность формирования Амгуэмо-Канчаланского и

Энмываамского вулканических полей ОЧВП по данным изотопного датирования // Доклады Академии наук. 2010. Т. 434, № 2. С. 365-371

24. Акинин В.В., Миллер Э.Л. Эволюция известково-щелочных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Петрология. 2011. Т. 19, № 3. С. 249-290.

25. Tschegg С., Ntaflos Th., Akinin V.V. Polybaric petrogenesis of Neogene alkaline magmas in an extensional tectonic environment: Viliga Volcanic Field, northeast Russia // Lithos. 2011. Vol. 122, No 1-2. P. 13-24.

26. Tschegg C., Bizimis M., Schneider D., Akinin V.V., Ntaflos Th. Magmatism at the Eurasian - North American modern plate boundary: Constraints from alkaline volcanism in the Chersky Belt (Yakutia) // Lithos. 2011. Vol. 125, No 1-2. P. 825-835.

27. Изох А.Э., Горячев H.A., Алыпевский A.B., Акинин В.В. Сохатиный дифференцированный габбро-монцодиоритовый интрузив - пример синбатолитовых габброидов Яно-Колымской системы // Доклады Академии наук.

2012. Т. 444, № 2. С. 180-184.

28. Tschegg С., Ntaflos Th., Akinin V.V., Hauzenberger С. Carbonate-rich melt infiltration in peridotite xenoliths from the Eurasian-North American modern plate boundary (Chersky Range, Yakutia) // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2012. Vol. 164, P. 441-455.

29. Amato J.M., Aleinikoff J., Akinin V.V., McClelland В., Того Т. Age, chemistry, and correlations of Neoproterozoic-Devonian igneous rocks of the Arctic Alaska-Chukotka Terrane: A review with new data // Geological Society of America special publication.

2013. (In press).

30. Акинин B.B., Андроников A.B., Мукаса С., Миллер Э.Л. Меловая нижняя кора континентального обрамления северной Пацифики: петролого-геохронологические данные по нижне-среднекоровым ксенолитам // Петрология. 2013. № 1. (В печати).

Дополнительные статьи в рецензируемых изданиях:

1. Белый В.Ф., Акинин В.В. Геологическое строение и офиолиты полуострова Елистратова. Ч. 1 Стратиграфия докайнозойских образований. Геология ультрамафитов и габброидов. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1985. 57 е.; Ч. 2 Петрография ультрамафитов и габброидов. Рудопроявления. Тектоническое развитие. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1985. 64 с.

2. Акинин В.В., Апт Ю.Е., Белая Б.Ф., Белый В.Ф., Люскин А.Д. Возраст щелочнобазитового вулканизма Чукотского полуострова по палинологическим и К-Ar данным // Континентальный палеоген и неоген Северо-Востока СССР. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1988. С. 13-23.

3. Akinin V.V. Petrology of alkali lavas and deep-seated inclusions of Enmelen volcanoes, Chukchi Peninsula // Proceedings of the International Conference on Arctic Margins / Eds. K.V. Simakov, D.K. Thurston. Magadan: NESC FEB RAN, 1995. P. 138-146.

4. Акинин В.В., Котляр И.Н. ГЕОХРОН - компьютерная база данных изотопного датирования минералов, горных пород и руд Северо-Востока России // Магматизм и оруденение Северо-Востока России / Ред. С.Г. Бялобжеский. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997. С. 313-318.

5. Акинин В.В., Апт Ю.Е. Позднекайнозойский щелочнобазитовый вулканизм на Северо-Востоке России // Магматизм и оруденение Северо-Востока России / Ред.

С.Г. Бялобжеский. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997. С. 155-175.

6. Акинин В.В., Хуриган Д., Миллер Э.М. Новые данные о возрасте ольской свиты ОЧВП в бассейне р. Хета (по результатам Ar-Ar датирования) // Магматизм и метаморфизм Северо-Востока Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2000. С. 8284.

7. Акинин В.В., Миллер Э.Л., Ирланд Т., Гельман M.JL, Уирс К.А. Состав и история формирования нижней коры под Беринговым проливом: результаты микрозондового исследования главных минералов и SHRIMP-датирования цирконов из мафических ксенолитов в поздненеогеновых щелочных базальтах // Петрография на рубеже XXI века: итоги и перспективы. Материалы 2-го Всероссийского петрографического совещания. Сыктывкар, 2000. Т. 2. С. 3.

8. Акинин B.B. ПЕТРОДАТ - пакет прикладных программ для петролого-геохимических баз данных // Применение персональных ЭВМ в геологических исследованиях / Ред. С.Г. Бялобжеский, А.Н. Петров. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2001.С. 77-80.

9. Акинин В.В., Ворошин C.B., Гельман М.Л., Леонова В.В., Миллер ЭЛ. SHRIMP-датирование метаморфических ксенолитов из лампрофира на золоторудном месторождении Дегдекан: к истории преобразований континентальной земной коры в Аян-Юряхском антиклинории (Яно-Колымская складчатая система) // Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин севера Пацифики. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2003. Т. 2. С. 142-146.

10. Акинин В.В. Мезозойско-кайнозойская переработка нижней коры Беринговоморской провинции по данным изучения средне-нижнекоровых ксенолитов // Эволюция петрогенезиса и дифференциация Земли: Материалы Международного (X всероссийского) петрографического совещания. Апатиты: КНЦ РАН, 2005. Т. 1. С. 10-12.

11. Акинин В.В., Калверт А., Хоуриган Дж., Леонова В.В., Рассказов C.B. Состав и эволюция щелочнобазальтовых магм вулканического поля Имурук, п-ов Сьюард, Аляска (Берингийская вулканическая провинция) // Геология, география и биологическое разнообразие Северо-Востока России. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2006. С. 44-46.

12. Акинин В.В. Окно в нижнюю кору Беринговоморской провинции: состав и SHRIMP-датирование ксенолитов из щелочных базальтоидов // Геология, геохимия и геофизика: Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 10-летию РФФИ. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2002. С. 154-155.

13. Акинин В.В. Эволюция известково-щелочных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Вулканизм и геодинамика: Материалы IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2009. Т 1. С. 235-237.

Автореферат докторской диссертации

Подписано в печать 01.09.2012 Формат 60x88/16 Объем 2 усл. печ. л. Тираж 150 экз. Типография ООО «Полиарк» Магадан, 685000, ул. Пролетарская, 49 к.1 (41322) 6-23-85

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Акинин, Вячеслав Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

Методы исследований.

Глава 1. Тектоническая эволюция и строение коры континентальных окраин севера Пацифики (обзор геолого-геофизических и новых изотопногеохронологических данных с акцентом на Беринговоморский регион).зо

1.1. Тектоническая история.

1.2. Геология районов проявлений кайнозойского щелочнобазальтового вулканизма с ксенолитами.

1.2.1. Древнейшие метаморфические комплексы террейна Арктическая Аляска-Чукотка.

1.2.2. Позднемезозойская магматическая история.

1.2.3. Кайнозойский внутриплитный щелочнобазальтовый вулканизм и коровые ксенолиты.

1.3. Геофизические данные.

1.4 Выводы.

Глава 2. Позднемезозойский магматизм и эволюция известково-щелочных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса.

2.1. Актуальность исследования и постановка проблемы.

2.2. Краткие геологические сведения.

2.3. Объекты исследований.

2.4. Возраст Охотско-Чукотского вулканогенного пояса.

2.4.1. Западно-Охотская фланговая зона.

2.4.2. Охотский сегмент.

2.4.3. Центрально-Чукотский сегмент.

2.4.4. Восточно-Чукотская фланговая зона.

2.4.5. Синхронные вулканические породы на Аляске и в Сихотэ-Алине.

2.5. Состав и эволюция известково-щелочных магм ОЧВП.

2.5.1. Общая характеристика состава и сравнение с современными островными дугами.

2.5.2. Андезиты.

2.6. Изотопный состав источников магм.

2.7. Выводы.

Глава 3. Кайнозойский внутриплитный щелочнобазальтовый вулканизм Северо-Востока Азии и Аляски.

3.1. Актуальность исследований, главные районы проявлений.

3.2. Краткое геолого-петрологическое описание проявлений.

3.2.1. Берингийская провинция позднекайнозойского базальтового вулканизма.

3.2.2. Континентальная Северо-Восточная провинция.

3.3. Геохимия.

3.4. Давление и температура генерации магм.

3.5. Эволюция и reo динамические условия проявления кайнозойского внутриплитного вулканизма.

3.6. Глубинное строение коры и мантии под кайнозойскими внутриплит-ными вулканическими полями.

3.7. Выводы.

Глава 4. Меловая нижняя кора континентальных окраин севера Пацифи-ки: петролого-геохронологические данные по глубинным коровым ксенолитам.

4.1. Типы ксенолитов.

4.2. Петрология и геохимия глубинных коровых ксенолитов.

4.2.1. Петрография.

4.2.2. Геохимия главных элементов.

4.2.3. Геохимия примесных элементов.

4.2.4. Результаты минеральной термобарометрии.

4.2.5. Изотопно-геохимические характеристики ксенолитов.

4.3. U-Pb геохронология и геохимия циркона.

4.4. Выводы.

Глава 5. Формирование нижней коры и этапы эндогенных корообразующих процессов на континентальных окраинах.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики"

Актуальность работы. Тектонические и петрологические процессы, определяющие рост и преобразование континентальной земной коры в зоне перехода континент - океан, вызывают интерес у широкого круга исследователей наук о Земле. Главным способом познания строения коры и времени её заложения остаются геологические наблюдения на поверхности Земли. Магматические, метаморфические и осадочные породы, обнаженные на поверхности, несут информацию о составе и времени формирования земной коры и мантии в своих изотопно-геохимических и геохронологических характеристиках. Особую роль в процессе познания занимают глубинные ксенолиты и ксенокристы, выносимые на поверхность щелочными базальтами и кимберлитами (Dawson, 1960; Бобриевич и др., 1964; Соболев, 1974). Их исследование позволяет проследить историю, которая не отражается в данных геологии поверхности. В отличие от обнаженных перидотитовых массивов и гра-нулитовых поясов, испытавших длительную и многостадийную тектоническую эволюцию до выведения их на поверхность, ксенолиты доставлены практически мгновенно (первые дни и часы: Kelley, Wartho, 2000) и в большинстве случаев не подвергались каким-либо изменениям в верхней коре, а взаимодействие их с транспортирующей мантийной магмой ограничено чаще всего краевыми частями фрагментов. Таким образом, ксенолиты предоставляют нам «отпечаток» образа глубин в момент вулканических извержений. Исследуя состав и возраст этих обломков можно обсуждать не только вещественное выполнение недр, но и проследить эволюцию и взаимосвязь процессов, происходящих в нижней коре и верхней мантии, лучше понять геологическую историю. Комбинирование таких петролого-геохронологических данных с геофизическими материалами позволяет оценивать модели глубинного строения.

Фундаментальный вклад в наше понимание процессов формирования и преобразования коры вносят результаты глубинного сейсмического профилирования, однако они ставят и новые вопросы. Как нам интегрировать сложную структурную и петрологическую историю, полученную при геологических исследованиях, с кажущейся относительно простой и современной сейсмической структурой глубокой коры? Как могут быть использованы результаты «поверхностной» геологии для понимания природы, истории и структуры глубинной части коры? Существенную помощь в ответах на эти вопросы могут оказать детальные исследования глубинных ксенолитов гра-нулитов и габброидов, характеризующих по современным представлениям нижнюю и среднюю кору (Rudnick, 1992; Rudnick, Gao, 2003). Локальные методы изотопного датирования минералов с помощью высокоразрешающего вторично-ионного микрозонда (SHRIMP) и метода изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием (ID-TIMS) позволяют датировать циркон из этих небольших по размеру ксенолитов, предметно подойти к обсуждению их истории, сопоставить с эволюцией обнаженных на поверхности магматических и метаморфических комплексов.

Север Пацифики (север Дальнего Востока РФ, Аляска, Берингово и Охотское моря) представляет собой уникальный полигон для исследования эволюции коры и мантии континентальных окраин. Большая часть этой территории сложена на поверхности позднемезозойскими магматическими породами, исследование которых современными аналитическими методами привносит много нового в наше понимание их генезиса и эволюции. Глубинное строение коры в этом регионе неравномерно изучено геофизическими методами, новое знание дают материалы опорных геолого-геофизических профилей EW94-10, 2ДВ, ЗДВ. Наши проведенные исследования глубинных коровых ксенолитов, надеемся, будут вкладом в получение прямой информации о составе и возрасте глубоких горизонтов коры.

Особый интерес представляет оценка состава и возраста нижней коры на континентальных окраинах - своеобразных «субдукционных фабриках» (Tatsumi, 2005), где процессы эрозии и/или деламинации погружающихся блоков коры (вследствие субдукции и гравитационной неустойчивости) происходят одновременно с наращиванием коры при магматической деятельности в окраинно-континентальных поясах и островных дугах, в том числе за счет внедрения ювенильного мантийного материала в «окна» мантийного клина, а также внутрикорового фракционирования и накопления кумулатов известково-щелочных магм (реламинация, по Hacker et al., 2011). Масс-балансовые расчеты показывают, что около 80% континентальной коры было генерировано вдоль деструктивных континентальных окраин (Rudnick, 1995), ведущую роль при этом играет базальтовый мантийный магматизм (Kay, Kay, 1985; Hawkesworth, Kemp, 2006). Около 65% объема современной коры было сформировано к рубежу 3 млрд лет, вслед за чем начались субдукцион-ные процессы и выросла скорость деструкции коры (Dhuime et al., 2012). По современным оценкам на основании модельных Hf возрастов и изотопии ô180 детритовых цирконов, доля новообразованной ювенильной коры резко возрастает в последние 200 млн лет (Рис. 1). Это именно тот интервал времени, когда формируется Палеопацифик и происходят глобальные аккреционно-коллизионные процессы на его континентальных окраинах.

2-я стадия 1-я стадия

Скорость роста коры - 0.8 км3 гад-1 Скорость роста коры - 3.0 км3 гад-1

Возраст, млрд лет

Рис. 1 Эволюционные кривые распределения расчетных НГ модельных возрастов в цирконах, возрастов новой ювенильной и переработанной коры фИште е1 а1., 2012). Построены по данным 11-РЬ и НГ изотопного анализа детритовых цирконов из осадков, возраст отложения которых варьирует от позднего палеозоя до современного. Коричневая линия показывает темпы переработки континентальной коры, рассчитанные из распределения пропорций переработанной гибридной коры оранжевая гистограмма) к новообразованной коре (зеленая гистограмма). Юве

18 нильная кора характеризуется цирконами с мантийными значениями 5 О и выдержанными НГ модельными возрастами, для гибридной или переработанной коры ха

18 рактерны «супракрустальные» цирконы с повышенным 8 О и варьирующими НГ возрастами.

Целью работы является получение нового знания о строении, возрасте и эволюции глубинных частей земной коры континентальных окраин Северной Пацифики, что соответствует главным направлениям фундаментальных исследований РАН № 54 и 55. Для достижения цели решались следующие основные задачи: 1) определение возраста циркона, санидина, биотита, амфибола и пород современными локальными методами изотопного анализа (SHRIMP, ID-TIMS) для уточнения представлений о позднемезозойской магматической и метаморфической истории северной Пацифики; 2) реконструкция петрологических процессов, контролировавших эволюцию известково-щелочных магм в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе (ОЧВП), одном из крупнейших в Тихоокеанском кольце; 3) исследование неоднородности источников магм ОЧВП, используя вариации изотопных отношений Sr, Nd и Pb; 3) изучение проявлений кайнозойского внутриплитного щелочнобазаль-тового вулканизма в субарктической части Северо-Востока Сибири и на Аляске (геологическое картирование, датирование, оценка объема продуктов извержений, исследование минералогии, петрографии и геохимии), сопоставление времени проявления вулканизма и глобальных тектонических событий в Арктике; 4) оценка термодинамических условий выплавления магм и характеристика состава их мантийных источников; 5) петрологическое и изотопно-геохимическое изучение глубинных коровых ксенолитов из кайнозойских щелочных базальтоидов и характеристика на этой основе состава и возраста нижней коры зоны перехода континент - океан на севере Пацифики.

Объекты исследований: меловые вулкано-плутонические комплексы ОЧВП и метаморфические комплексы гранито-гнейсовых куполов в его основании, позднекайнозойские внутриконтинентальные щелочные базальты и глубинные мантийные и коровые ксенолиты в последних. В магматических породах в той или иной степени подробности записаны этапы меловой и кайнозойской истории коры. Исследования автора вскрыли связи горных пород коровых ксенолитов с известково-щелочным магматизмом ОЧВП.

Диссертация основана на результатах полевых исследований почти всех известных проявлений внутриплитного кайнозойского щелочнобазальтового вулканизма в субарктической части Дальнего Востока России (Энмелен, Ви-лига, Анюй, Рудич), на Аляске (Имурук, Дэвил) и островах Берингова моря (о. Св. Лаврентия, о. Нунивак). В Охотско-Чукотском вулканогенном поясе детально изучены опорные стратиграфические разрезы вулканических накоплений и плутонические комплексы в его Западно-Охотской фланговой зоне (бассейн р. Урак), Охотском сегменте (Арманская, Малтано-Ольская вулка-ноструктуры, Омсукчанский прогиб), Центрально-Чукотском сегменте (Пег-тымельский прогиб) и Восточно-Чукотской фланговой зоне (район п. Провидения). В фундаменте под вулканическими полями исследованы метаморфические породы гранито-гнейсовых куполов и выступов в арктической части Чукотки (Кооленьский купол, Сенявинское поднятие, Куульское поднятие), для сравнения привлечены опубликованные материалы по древнейшим породам на Аляске (комплексы Киглуайк, Бенделебен, Кивалик, Ном, Йорк).

Кроме изложенных выше объектов, автор исследовал граниты и коровью ксенолиты Яно-Колымской золотоносной провинции. Эти опубликованные материалы либо не вошли в текст работы, либо были лишь кратко упомянуты в целях сокращения объема диссертации.

Методы исследований включали традиционные полевые наблюдения и минералого-петрографические исследования пород. Аналитические методы включали: рентгенофлуоресцентный анализ пород на главные элементы (1225 образцов), 1СР-МБ анализ пород на примесные элементы (322 обр.), масс-спектрометрическое измерение изотопных отношений 8г, N(1, РЬ (95 анализов), микрорентгеноспектральный анализ минералов (более 1 ООО анализов), вторично-ионная масс-спектрометрия пироксенов и циркона (25).

Ключевыми методами геохронологии были 40Аг/39Аг датирование К-содержащих минералов (43 обр.) и И-РЬ датирование индивидуальных кристаллов циркона с использованием чувствительного высокоразрешающего ионного микрозонда 8НШМР-1Ш (более тысячи зерен из 107 обр.) Во всех датированных цирконах из ксенолитов измерялись содержания 36 примесных элементов. При интерпретации данных цирконометрии различались гомогенные и негомогенные популяции, в последних - ксенокристы, антекри-сты и автокристы. Детали аналитических измерений и интерпретаций изложены в специальном разделе.

В работе применены традиционные методы минеральной термобаромет-рии, петролого-геохимические расчеты для моделирования кристаллизации и контаминации родоначальных магм (DePaolo, 1981), частичного плавления мантийного вещества, включая стандартные процедуры модального частичного плавления с использованием постоянных коэффициентов распределения кристалл-расплав (напр., Sims, DePaolo, 1997), а также более сложные по алгоритму уравнения динамического плавления (Zou, Reid, 2001). В ряде случаев для расчета коэффициентов распределения кристалл - расплав применялась модель (Blundy, Wood, 1994), учитывающая зависимость от температуры, давления и общего состава системы. Для моделирования кристаллизации магм использована программа КОМАГМАТ и база данных INFOREX (Ари-скин, Бармина, 2000). Для расчета температуры и давления сегрегации первичных магм базальтов использована программа PRIMELT2 (Herzberg, Asimow, 2003), а также другие уравнения (Albarede, 1992; Lee et al., 2009).

Впервые для севера Пацифики изучены коровые ксенолиты в кайнозойских щелочных базальтах, что позволяет получить новую информацию о составе и возрасте глубинной коры. Показано, что современная нижняя кора существенно мафическая, что она была глобально модифицирована в мелу при магматическом фракционировании и андерплейтинге известково-щелочных магм, испытала термальное преобразование в кампане-палеоцене.

Установленный таким образом мел-палеоценовый возраст коры соответствует главным этапам метаморфизма и магматизма в регионе.

Полученные автором данные позволили существенно уточнить общий интервал возраста крупнейшего на севере Пацифики окраинно-континентального Охотско-Чукотского вулканогенного пояса - 106-78 млн лет (вклад автора - 88 новых U-Pb и Ar-Ar датировок), выделить главные пики магматизма и обосновать импульсный и асинхронный характер известко-во-щелочного вулканизма в разных сегментах пояса. Показано, что часть гранулитов и габброидов глубинных коровых ксенолитов одновозрастны с известково-щелочными магматическими породами ОЧВП и комплементарны им по составу.

Получены первые данные о термобарических условиях амфиболитового и гранулитового метаморфизма и термохронологии эксгумации позднемезо-зойских Кооленьского гранито-гнейсового купола и Сенявинского выступа на Чукотском п-ове. Установлен раннемеловой пик метаморфизма и мезо-протерозойский-палеозойский возраст протолита орто- и парагнейсов в куполах.

Впервые получены кондиционные значения возраста 40Аг/39Аг и K-Ar методами и изотопно-геохимические характеристики для ряда позднекайно-зойских вулканических полей арктической Евразии и Аляски (Энмелен, Ви-лига, Рудича, Анюйские вулканы^ Имурук).

Теоретическая и практическая значимость работы. В диссертации обоснована концепция о ведущей роли магматизма в процессах роста и модификации земной коры в зонах перехода континент - океан. Решена крупная научная проблема происхождения и возраста глубоких горизонтов земной коры континентальных окраин, установлена ведущая роль меловых и палеоценовых эндогенных событий в зарождении и преобразовании нижней коры севера Пацифики. Уточнена длительность и показана асинхронность магматизма в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе, с развитием которого прямо связано формирование большого количества эпитермальных месторождений золота. Выводы могут быть использованы при реконструкции истории геологического развития Тихоокеанского подвижного пояса и Арктики, при интерпретации результатов сейсмотомографического профилирования, при петролого-геохимическом моделировании процессов корового ана-тексиса, фракционирования родоначальных магм и ассимиляции ими нижне-корового компонента.

Полученные результаты используются при региональных геологических работах различной направленности и масштаба. Автор вместе с И. Н. Котля-ром разработал структуру и идеологию пополнения компьютерной базы данных ГЕОХРОН (Акинин, Котляр, 1996), которая затем интегрирована в ГИС по геологии Северо-Востока России (Акинин, Ворошин, 2006). Эти базы постоянно используются в геологических работах. Автором инициированы и впервые выполнены многочисленные определения возраста магматических пород в ОЧВП и в Колымском батолитовом поясе с помощью методов 40Аг/39Аг и и-РЬ датирования. Авторская оценка возраста вулканических свит и толщ ОЧВП принята палеофитологами в качестве основы для определения возраста меловых стратотипических палеофлористических комплексов на Северо-Востоке Азии (Герман, 2011; Головнева, Щепетов, 2011). Изотопно-геохронологические и петрологические данные по гранитоидным и вулканическим комплексам нашли применение при составлении геологических карт нового поколения масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000 (Кузнецов и др., 2008,2011; Шокальский и др., 2010ф) и при проведении работ на золоторудных месторождениях Купол, Двойное, тематических работ в Карамкенском рудном узле (Тригубович и др., 2007ф). Материалы диссертации используются при обучении аспирантов, в том числе в Стэнфордском университете, США (https://pangea.stanford.edu/research/groups/structure/index.php?page=3).

Фактический материал и личный вклад автора. Все основные результаты исследований, приведенные в диссертации, получены лично автором или при его непосредственном участии за 25 лет работы в СВКНИИ ДВО РАН (г. Магадан) и во время 1-3 месячных визитов в зарубежные университеты. Первичные материалы были собраны при проведении полевых работ в различных районах Северо-Востока России и на Аляске (автор был руководителем экспедиций 16 полевых сезонов). Во время экспедиций собран большой фактический материал по геологии арктической части Чукотки, в том числе коллекция редких коровых ксенолитов из поздненеогеновых вулканов Аляски, Чукотки, Магаданской области, Якутии и севера Хабаровского края. На протяжении последнего десятилетия автор лично проводил изотопно-геохронологические и геохимические исследования циркона, монацита и сфена на ионном микрозонде SHRJMP-RG в Стэнфордском университете, выполнял микрозондовые исследования и измерения отношений радиогенных изотопов в зарубежных лабораториях (Стэнфордский и Мичиганский университеты США, Венский университет Австрии).

Апробация работы. Основные положения работы неоднократно докладывались на различных совещаниях, крупнейшие из них - Всероссийские Петрографические совещания (Сыктывкар, 2000; Апатиты, 2005; Екатеринбург, 2010;), II-V Изотопно-геохронологические конференции (Москва, 2003, 2006, 2012, Санкт-Петербург, 2009), IV Палеовулканологический симпозиум (П.Камчатский, 2009), 32-й Международный геологический конгресс (2003), ежегодные международные сессии Американского геофизического союза (Сан-Франциско, 1994-2011), 12-я Гольдшмидтовская геохимическая конференция (Давос, 2002), конференция Минералогического общества Австрии (Вена, 2001), международная конференция по Арктическим окраинам ICAM-IV (Магадан, 1994) и ICAM-VI (Фэрбенкс, 2011), сессия Европейского геологического общества (Вена, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 100 работ, в том числе 7 монографий (6 - разделы в коллективных монографиях), 30 статей в журналах перечня ВАК и иностранных рецензируемых журналах (Петрология, Геохимия, Доклады РАН, Стратиграфия и геологическая корреляция, Тихоокеанская геология, Contribution to Mineralogy and Petrology, Lithos, Tectonics, Canadian Journal of Earth Science, Geological Society of America Bulletin и др).

Структура, объём и содержание работы. Диссертация объёмом 320 страниц состоит из введения, пяти глав и заключения, 89 рисунков, 36 таблиц, списка литературы из 425 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Акинин, Вячеслав Васильевич

Выводы

1. Разработана концепция генетической сопряженности процессов магматизма и преобразования нижних горизонтов земной коры на активных континентальных окраинах (Актт е! а1., 2009; Акинин и др., 2013). Показана главная роль меловых и палеоценовых эндогенных процессов в образовании новой ювенильной нижней коры в зоне перехода континент - океан в северной Паци-фике.

2. Хотя докембрийские и палеозойские породы обнажаются на современной поверхности, а тектоническая история севера Пацифики (Северо-Востока Азии и Аляски), трактуется как аккреционная, похоже, что существенный объем современной нижней коры континентальных окраин генерирован меловыми постаккреционными магматическими событиями. Исследование состава и возраста глубинных коровых ксенолитов, доставленных к поверхности поздненеоге-новыми щелочными базальтоидами, вместе с синтезом данных по геофизике и геологии севера Пацифики позволяет заключить, что подавляющая часть низов земной коры континентального обрамления образовалась в результате взаимосвязанных глубинных эндогенных процессов - известково-щелочного магматизма и высокоградного метаморфизма.

3. Изотопно-геохронологическое изучение ядер и кайм цирконов из коровых ксенолитов на Северо-Востоке Азии и на Аляске показало только меловые и палеоценовые и-РЬ даты. Современная нижняя кора в зоне перехода континент - океан региона была сформирована при магматическом андерплейтинге известково-щелочных магм 107-80 млн лет назад и затем испытала термальное событие в кампане-палеоцене 75-56 млн лет назад. Эти мел-палеоценовые 11-РЬ даты в цирконах ксенолитов такие же, как у главных тектонических, магматических и метаморфических событий в регионе: пик последнего высокоградного метаморфизма в гранито-гнейсовых куполах, формирование Охотско-Чукотского и Анадырско-Бристольского окраинно-континентальных вулкано-плутонических поясов, возможно, развитие НАЫР в Арктике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации путем синтеза геологических и геофизических данных, на примере севера Пацифики, исследуются магматизм и корообразующие процессы в областях конвергентных границ плит. На новом уровне проведено петрологическое и изотопно-геохронологическое изучение древнейших метаморфических пород в гранито-гнейсовых куполах региона, известково-щелочных магматических пород в крупнейшем окраинно-континентальном Охотско-Чукотском вулканогенном поясе, кайнозойских внутриплатных щелочных базальтоидов и содержащихся в них глубинных ксенолитов. Полученные данные позволяют сформулировать следующие основные защищаемые положения:

1. Главное корообразующее событие в истории Северо-Востока Азии произошло в мелу и палеоцене и было сопряжено с процессами андер-плейтинга известково-щелочных магм и глубинного метаморфизма, определившими близкий к современному состав и строение литосферы. Наиболее крупными результатами этих процессов стали образование краевых вулканических поясов и формирование ювенильной нижней базитовой коры.

2. Магматизм в крупнейшем окраинно-континентальном Охотско-Чукотском вулканогенном поясе (ОЧВП) развивался от среднего альба до середины кампана (106-78 млн лет), что коррелирует с изменением скорости движения океанических плит Изанаги и Кула в Палеопацифике. Для магматизма ОЧВП характерен асинхронный, прерывистый характер с пиками вулканической активности: 105, 100, 96, 92, 87, 82 и 77±1 млн лет. Главный объем извергнутого материала приходится на коньяк и сантон. Излияния высокоглиноземистых базальтов 76-78 млн лет назад завершили формирование ОЧВП, что зафиксировало смену надсубдукционной обстановки режимом трансформной окраины с локальными зонами растяжения. В генезисе надсубдукционных известково-щелочных магм ОЧВП, отличающихся по ряду геохимических параметров от магм зрелых островных дуг, ведущую роль играют конкурирующие процессы контаминации и фракционной кристаллизации родительской высокоглиноземистой базальтовой магмы.

3. Кайнозойская история преобразования коры Северо-Востока Азии и западной Аляски связана с внутриплитной деструкцией, инициированной удаленными подлитосферными событиями в северной Паци-фике и Евразийском бассейне Арктики. Отражением деструкции является диффузно проявленный внутриплитный щелочнобазальтовый вулканизм с главными эпизодами 27±1 млн лет, 5-6 млн лет и 1.5-0.1 млн лет. Источником выплавления кайнозойских магм служила неоднородная перидотитовая мантия с разной долей пироксенитового компонента, в целом, деплетированная в отношении радиогенных изотопов и обогащенная несовместимыми примесными элементами.

4. Нижняя кора в континентальном обрамлении северной Пацифи-ки имеет мафический состав, что следует из изучения ксенолитов в щелочных базальтах. Плагиоклазсодержащие коровые ксенолиты (пирок-сеновые мафические гранулиты, чарнокитоиды, пироксен-плагиоклазовые кумулаты и гранатовые габбро) представляют фрагменты меловых глубинных плутонов и кумулатов известково-щелочных магм, испытавших чарнокитизацию и метаморфизм гранулитовой фации. Глубинный метаморфизм осуществлялся при тепловом потоке, повышенном по сравнению с тем, что принимается во многих моделях коллизионных/аккреционных процессов.

286 метаморфических куполах и формированию окраинно-континентального Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, кампан-палеоценовое событие коррелятно формированию более молодых вулкано-плутонических поясов и окраинных морей.

Отсутствие захваченных унаследованных древних доменов в цирконах как из ксенолитов, так и из магматических пород предоставляет сильные аргументы в пользу идеи о внедрении в мелу ювенильного материала и андер-плейтинга известково-щелочных магм в нижнюю кору. Изотопногеохимические данные по ксенолитам согласуются с этим заключением. * *

В диссертации впервые дана систематическая характеристика коровых ксенолитов региона. В ней обоснована концепция о ведущей роли магматизма в процессах роста и модификации земной коры в зонах перехода континент-океан. Предлагается решение научной проблемы - о происхождении и возрасте глубоких горизонтов земной коры континентальных окраин. Установлена ведущая роль меловых и палеоценовых эндогенных событий в образовании нижней коры на севере Пацифики. Уточнена длительность и показана асинхронность магматизма в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе, с развитием которого связано формирование разнообразных месторождений полезных ископаемых, включая эпитермальные месторождения золота и серебра. Результаты работ диссертанта являются вкладом в реконструкцию истории геологического развития Тихоокеанского подвижного пояса и Арктики, могут быть использованы при интерпретации результатов сейсмотомо-графического профилирования, при петролого-геохимическом моделировании процессов корового анатексиса, фракционирования родоначальных магм и ассимиляции ими нижнекорового компонента.

В заключение целесообразно наметить дальнейшие перспективы развития проведенных исследований. Продолжается систематическое накопление данных по составу и возрасту магматических и метаморфических пород не только из новых объектов в континентальном обрамлении Пацифики, но и в Арктике. Особый акцент делается на локальных методах изотопного анализа минералов-геохронометров. В настоящее время автор проводит углубленные исследования по следующим темам:

1. Возраст и состав континентальной коры Чукотско-Аляскинского сектора Арктики. Акцент в исследованиях делается на изотопно-геохимическом изучении древнейших метаморфических пород арктического побережья и нижнекоровых ксенолитов из щелочных базальтов на островах архипелага Де-Лонга.

2. Возраст и состав глубинных коровых ксенолитов из вулканов Камчатки и Курильских островов (предварительные данные имеются по коллекциям В.А. Ермакова, Т. Г. Чуриковой, A.B. Колоскова).

3. Кроме традиционного локального U-Pb датирования циркона, монацита и сфена, в тех же точках исследуется поведение концентраций широкого круга примесных элементов, используя локальные методы анализа (SHRIMP-RG; САМЕСА-1280-HR, LAM-ICP-MS). Особый акцент делается на полу

I о чении данных по изотопному составу О и модельного Hf возраста цирконов. Отдельное направление составляет систематика микровключений в унаследованных древних ядрах цирконов. 4. Экспериментальная отработка методики высокотемпературной химической абразии цирконов в лабораториях ДВО РАН для целей прецизионного U-Pb датирования (CA-TIMS, CA-SHRIMP).

5. Гранитоидный магматизм Яно-Колымской золотоносной провинции: изотопно-геохимические характеристики и связь с оруденением.

6. Изучение опыта прецизионного 40Ar/39Ar и К-Ar датирования и геохронологического картирования плиоцен-голоценовых вулканов Северной Америки с целью организации такого рода исследований на Камчатке.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Акинин, Вячеслав Васильевич, Москва

1. Акинин В.В. ПЕТРОДАТ пакет прикладных программ для петролого-геохимических баз данных // Применение персональных ЭВМ в геологических исследованиях / Ред. С.Г. Бялобжеский, А.Н. Петров. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН. 2001. С. 77-80.

2. Акинин В.В. Эволюция известково-щел очных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса: Вулканизм и геодинамика: Материалы IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2009. Т. 1. С. 235-237.

3. Акинин В.В., Андроников A.B., Мукаса С., Миллер Э.Л. Меловая нижняя кора континентальных окраин севера Пацифики: петролого-геохронологические данные по нижне-среднекоровым ксенолитам // Петрология, 2013. Т.21, № 1, С. 34-73.

4. Акинин В.В., Апт Ю.Е. Энмеленские вулканы (Чукотский п-ов): петрология щелочных лав и глубинных включений. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1994. 97 с.

5. Акинин В.В., Апт Ю.Е. Позднекайнозойский щелочнобазитовый вулканизм на Северо-Востоке России // Магматизм и оруденение Северо-Востока России / Ред. С.Г. Бялобжеский. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997. С. 155-175.

6. Акинин В.В., Апт Ю.Е., Белая Б.Ф., Белый В.Ф., Люскин А.Д. Возраст щелочнобазитового вулканизма Чукотского полуострова по палинологическим и

7. К-Ar данным // Континентальный палеоген и неоген Северо-Востока СССР, 1988. Т. 1. С. 13-23.

8. Акинин В.В., Ворошин C.B. Интеграция геохронологических баз данных и ГИС для анализа эволюции магматизма на Северо-Востоке Азии // Тихоокеанская геология. 2006. Т. 25. № 5. С. 39-50.

9. Акинин В.В., Леонова В.В. Возраст и изотопный состав гелия в поздненеогеновых щелочнобазальтовых магмах и ксенолитах Вилигинского вулканического поля (северное Приохотье) // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2010. № 1. С. 25-32.

10. Акинин В.В., Котляр И.Н. ГЕОХРОН компьютерная база данных изотопного датирования минералов, горных пород и руд Северо-Востока России // Магматизм и оруденение Северо-Востока России / Под ред. С.Г. Бялобжеского. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997. С. 313-318.

11. Акинин В.В., Миллер Э.Л. Эволюция известково-щелочных магм Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Петрология. 2011. № 3. С. 249-290.

12. Акинин В.В., Ханчук А.И. Охотско-Чукотский вулканогенный пояс: ревизия возраста на основе новых 40Аг/39Аг и U-Pb изотопных данных // Доклады Академии наук. 2005. Т. 404. № 5. С. 654-658.

13. Акинин В.В., Хоуриган Д., Миллер Э.М. Новые данные о возрасте ольской свиты ОЧВП в бассейне р. Хета (по результатам Ar-Ar датирования) // Магматизм и метаморфизм СВ Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2000. С. 82-84.

14. Аранович Л.Я. Биотит-гранатовые равновесия в метапелитах. I. Термодина-мика твердых растворов и минеральных реакций // Очерки физико-химической петрологии. Москва: Наука, 1983. Вып. XI. С. 121-136.

15. Аранович Л.Я., Лаврентьева И.В., Косякова H.A. Биотит-гранатовый и биотит-ортопироксеновый геотермометры: калибровка с учетом переменной содержания AI в биотите // Геохимия. 1988. № 5. С. 668-676.

16. Апт Ю.Е., Акинин В.В. Прозрачные и матовые мегакристы клинопироксенов в лейцитсодержащих оливиновых меланефелинитах на Чукотском полуострове // Зап. ВМО. 1994. Т. 3. С. 181-198.

17. Апт Ю.Е., Акинин В.В., Райт Дж.Е., Изотопы Sr, Nd, и Pb в неогеновых меланефелинитах и глубинных ксенолитах на Северо-Востоке России // Геохимия. 1998. № 1.С. 28-37.

18. Аргунов М.С., Гавриков С.И. Раннечетвертичный вулкан Балаган-Тас // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1960. № 8. С. 90-93.

19. Арискин A.A., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука, МАИК. 2000. 363 с.

20. Бабанский А.Д., Рябчиков И.Д., Богатиков O.A. Эволюция щелочноземельных магм. М.: Наука, 1983.96 с.

21. Белый В.Ф. Стратиграфия и структуры Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Наука, 1977. 171 с.

22. Белый В.Ф. Геология Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Магадан:

23. СВКНИИ ДВО РАН, 1994. 76 с. Белый В.Ф. Проблемы геологического и изотопного возраста Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2008. Т. 16. № 6. С. 64-75.

24. Белый В.Ф., Белая Б.В. Поздняя стадия развития Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (верхнее течение р. Энмываам). Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1998. 108 с.

25. Белый В.Ф., Акинин В.В. Коматииты юго-востока Чукотского полуострова // Изв.

26. АН СССР. 1988. Т. 6. С. 44-58. Белов Е.М., Смыслов С.А., Талова Г.Н. Антропогеновые вулканы Восточной

27. Ващилов Ю.Я. Глубинная структура, геодинамика и геокинематика Северо-Востока России // Структура и геокинематика литосферы Востока России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1993. С. 19-42. Геологическая карта Северо-Востока СССР, масштаб 1:1500000 // гл. ред.

28. Владивосток: Дальнаука, 2006. 572 с. Герман А.Б. Альбская-палеоценовая флора Северной Пацифики / Труды ГИН РАН. Москва: ГЕОС, 2011. Вып. 592. 280 с.

29. Глебовицкий В.Ю., Каминский В.Д., Минаков А.Н., Меркурьев С.А., Чилдерс В.А., Брозена Д.М. Формирование Евразийского бассейна в Арктическом океане по данным геофизического анализа аномальных магнитных полей // Геотектоника. 2006. Т. 40. С.263-281.

30. Глебовицкий В.А., Седова И.С. Анатексис и формирование коровых магматических очагов: петрологические и геологические доказательства (Беломорская и Свекофеннская провинции, Балтийский щит) // ЗВМО. 1998. №4. С. 5-26.

31. Головнева Л.Б., Щепетов C.B. Карамкенский флористический комплекс из позднемеловых образований Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Палеоботаника. 2011. № 2. С. 100-113.

32. Городинский М.Е., Довгаль Ю.М., Стерлигова В.Е. Алучинская группа позднечетвертичных вулканов Западной Чукотки // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1967. № 12. С. 72-83.

33. Городинский М.Е., Довгаль Ю.М., Стерлигова В.Е. Четвертичный вулканизм бассейна р. Большой Анюй // Магматизм Северо-Востока Азии: Труды Первого Северо-Восточного Петрографического совещания. Магадан, 1975. Ч. 2. С. 297304.

34. Гнибиденко Г.С. Метаморфические комплексы в структурах северо-западного сектора Тихоокеанского подвижного пояса. Москва: Недра, 1969. 135 с.

35. Грачев А.Ф. Четвертичный вулканизм и проблемы геодинамики Северо-Восточной Азии // Физика Земли. 1999. № 9. С. 19-37.

36. Гусаров Б.М., Гусарова Г.А., Показаньев В.П. Государственная геологическая карта СССР, масштаба 1: 200000, серия Омолонская, Лист Q-57-XXXIII, XXXIV. Объяснительная записка / Ред. М.И. Терехов. Москва: СВТГУ Мингео СССР, 1981.

37. Довгаль Ю.М. Геологическая карта СССР. Анюйско-Чаунская серия. Лист Q-58-IX, X. Магадан: Мингео СССР, 1964.

38. Довгаль Ю.М., Часовитин М.Д. Вулкан Билибина новый четвертичный вулкан в северо-восточном Приколымье // Геология и геофизика. 1965. № 6. С. 35-46.

39. Ермаков В.А., Фарберов А.И., Хотин М.Ю., Ванде-Кирков Ю.В. Включения габброидов и амфиболитов в вулканических породах Камчатки // Включения в вулканических породах Курило-Камчатской островной дуги. Москва: Наука, 1978. С. 67-123.

40. Жуланова И.Л. Земная кора Северо-Востока Азии в докембрии и фанерозое. М.: Наука, 1990. 304 с.

41. Коржинский Д.С. Кислотно-основное взаимодействие магмы с трансмагматическими флюидами // МГК, XXV сессия: Доклады советских геологов. Геохимия, минералогия, петрология. М.: Наука, 1976. С. 320-328.

42. Котляр И.Н. Золото-серебряная рудоносность вулканоструктур Охотско-Чу-котского пояса. М.: Наука, 1986. 263 с.

43. Котляр И.Н. Петрология и рудоносность магматических формаций Охотско-Чукотского вулканогенного пояса: Автореферат дис. . докт. геол.-минер. наук. Ленинград: ЛГИ им. Г.В. Плеханова, 1990. 39 с.

44. Котляр И.Н., Белый В.Ф., Милов А.П. Петрохимия магматических формаций Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Наука, 1981. 223 с.

45. Котляр И.Н., Жуланова И.Л., Русакова Т.Б., Гагиева A.M. Изотопные системы магматических и метаморфических комплексов Северо-Востока России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2001. 319 с.

46. Котляр И.Н., Русакова Т.Б. Меловой магматизм и рудоносность Охотско-Чукотской области: геолого-геохронологическая корреляция. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2004. 152 с.

47. Котов А.Б. Граничные условия геодинамических моделей формирования континентальной коры Алданского щита. Автореф. дис. докт. геол.-мин. наук. СПб: СПбГУ, 2003. 78 с.

48. Кузнецов В.М. Геологическая карта СССР. Среднеколымская серия. Лист Q-56-XXXV-XXXVI. Магадан: Мингео СССР, 1979.

49. Лебедев E.J1. Стратиграфия и возраст Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Наука, 1987. 175 с.

50. Лейер П., Парфенов Л.М., Сурнин A.A., Тимофеев В.Ф. Первые 40Аг-39Аг определения возраста магматических и метаморфических пород Верхояно-Колымских мезозоид // Доклады Академии наук. 1993. Т. 329. № 5. С. 621-624.

51. Леонов Ю.Г. Континентальный рифтогенез: современные представления, проблемы и решения // Фундаментальные проблемы общей тектоники / Ред. Ю.М. Пущаровский. М.: Научный мир, 2001. С. 155-173.

52. Леонов Ю.Г. Тектонические критерии интерпретации сейсмических отражающих горизонтов в нижней коре континентов // Геотектоника. 1993. № 5. С. 4-15.

53. Леонова В.В., Вольф Ю.В., Акинин В.В. Позднекайнозойские щелочные лавы бассейна р. Вилига (северное Приохотье) // Наука Северо-Востока России -начало века. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2005. С. 109-111.

54. Леонова Л.Л. Геохимия четвертичных и современных вулканических пород Курильских островов и Камчатки // Геохимия. 1979. № 2. С. 179-198.

55. Лысак.С.В.,Зорин Ю.А. Геотермическое поле Байкальской рифтовой зоны. М.:Наука, 1976. 92с.

56. Лычагин П.П. Щелочные базиты Северо-Востока СССР // Тихоокеанская геология. 1982. №6. С. 85-93.

57. Марков М.С., Аверьянова В.Н., Карташов И.П. и др. Мезокайнозойская история и строение коры Охотского региона. М.:Наука, 1967. 224 с.

58. Мартынов Ю.А., Геохимия базальтов активных континентальных окраин и зрелых островных дуг на примере северо-западной Пацифики. Владивосток: Дальнаука. 1999, 218 с.

59. Мартынов Ю.А., Ханчук А.И. Кайнозойский вулкуанизм восточного Сихотэ-Алиня: результаты и перспективы петрологических исследований // Петрология. Т.21, №1, 2013, в печати.

60. Мишин Л.Ф., Акинин В.В., Мишин Е.Л. Новые данные о возрасте магматических пород западного сектора Охотско-Чукотского вулканического пояса // Тихоокеанская геология. 2008. Т. 27. № 5. С. 12-24.

61. Моссаковский A.A. Структурные и вещественные аспекты проблемы становления контиеннтальной коры // Тектоническое развитие земной коры и разломы. М.: Наука, 1979. С.159-170.

62. Натальин Б.А. Тектоническая природа метаморфического комплекса Чукотского полуострова // Геология и геофизика. 1979. № 6. С. 31-38.

63. Некрасов И.Я. Трансиндигирская вулканогенная зона и ее тектоническая природа // Доклады Академии наук. 1998. Т. 362. № 5. С. 653-656.

64. Парфенов JI.M. Континентальные окраины и островные дуги мезозоид Северо-Востока Азии. Новосибирск: Наука, 1984. 192 с.

65. Парфёнов JIM., Натапов Л.М., Соколов С.Д., Цуканов Н.В. Террейны и аккреционная тектоника Северо-Востока Азии // Геотектоника. 1993. № 1. С. 68-78.

66. Певзнер М.М., Герцев Д.О., Романенко Ф.А., Кущева Ю.В. Первые данные об изотопном возрасте Анюйского вулкана, Чукотка // Доклады Академии наук, 2011. Т. 438. № 4. С. 497^199.

67. Перчук Л.Л. Эволюция метаморфизма // Эксперимент в решении актуальных задач геологии. М.: Наука, 1986. С. 151-173.

68. Перчук Л.Л. Базификация как магматическое замещение // Очерки физико-химической петрологии. М.: Наука, 1987. Вып. 14. С. 39-64.

69. Перчук Л.Л., Геря Т.В. Доказательство подвижности калия при чарнокитизации гнейсов // Доклады Академии наук. 1993. Т. 330. № 2. С. 245-248.

70. Перчук Л.Л., Лаврентьева И.В., Аранович Л.Я., Подлесский К.К. Биотит-гранатовые равновесия и эволюция метаморфизма. М.: Наука, 1983. 197 с.

71. Пискунов Б.Н. Геолого-петрологическая специфика вулканизма островных дуг. М.: Наука, 1987. 238 с.

72. Полин В.Ф., Молл-Столкап Е.Дж. Петролого-геохимические критерии тектонических условий формирования Чукотского звена Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Тихоокеанская геология. 1999. Т. 18. № 4. С. 29^17.

73. Рабкин М.И. Щелочные и ультраосновные эффузивы южной части Чукотского полуострова // Сборник статей по геологии Арктики. Л.: Водтрансиздат, 1954. Т. 43. С. 210-224. (Тр. НИИГА; Вып. 3).

74. Решения Третьего межведомственного регионального стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и мезозою Северо-Востока России / Под ред. Т.Н. Корень, Г.В. Котляр. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. 268 с.

75. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.:Недра, 1981.584 с.

76. Рудич К.Н. Позднечетвертичный вулкан Балаган-Тас // Современный вулканизм Северо-Восточной Сибири. М.: Наука, 1964. С. 3-44.

77. Рябчиков И.Д., Богатиков O.A., Бабанский А.Д. Физико-химические проблемы происхождения щелочноземельных магм. // Изв. АН СССР. 1978. № 8. С. 5-18.

78. Салоп Л.И. Геологическое развитие Земли в докембрии. Л.: Недра, 1982. 343 с.

79. Самылина В.А. Аркагалинская стратофлора Северо-Востока Азии. Л.: Наука, 1988. 131 с.

80. Сахно В.Г. Позднемезозойско-кайнозойский континентальный вулканизм Востока Азии. Владивосток: Дальнаука. 2002. 336 с.

81. Сахно В.Г., Акинин В.В. Первые данные U-Pb датирования вулканических пород Восточно-Сихотэ-Алиньского пояса // Доклады Академии наук. 2008. Т. 418. № 2. С. 226-231.

82. Сеславинский К.Б. Южно-Анюйская сутура (Западная Чукотка) // Доклады АН СССР. 1979. Т. 249. №5. С. 1181-1185.

83. Сидоров A.A. Золото-серебряная формация Восточно-Азиатских вулканогенных поясов. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ СССР, 1978. 370 с.

84. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1974. 264 с.

85. Строение земной коры в области перехода от Азиатского континента к Тихому океану, ред. Е.И. Гальперин, И.П. Косминская, М.: Наука, 1964. 308 с.

86. Стружков С.Ф., Константинов М.М. Металлогения золота и серебря Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Научный Мир, 2005. 320 с.

87. Сурков B.C., Сальников A.C., Кузнецов В.Л., Липилин A.B., Селезнев B.C., Еманов А.Ф., Соловьев В.М. Строение земной коры Магаданского сектора северо-востока России по данным ГСЗ: Сборник научных трудов. Новосибирск: Наука, 2007. С. 13-21.

88. Сурнин A.A., Округин A.B., Зайцев А.И. Глубинные ксенолиты в базальтах Восточной Якутии // Отечественная геология. 1998. № 6. С. 44-48.

89. Тектоническая карта Востока СССР и сопредельных областей масштаба 1:2500000. ред. С.М.Тильман и др. Магадан: ГУГК. Мин-во геологии СССР, 1979.

90. Тектоносфера Земли / Ред. В.В. Белоусов. М.: Наука, 1978. 531 с.

91. Тихомиров П.Л., Акинин В.В., Накамура Э. Мезозойский магматизм Центральной Чукотки: новые данные U-Pb геохронологии и их геодинамическая интерпретация // Доклады Академии наук. 2008. Т. 419. № 2. С. 237-241.

92. Тихомиров П.Л., Лучицкая М.В., Шац А.Л. Возраст гранитоидных плутонов северной Чукотки: состояние проблемы и новые SHRIMP U-Pb датировки цирконов // Доклады Академии наук. 2011. Т. 440. № 4. С. 1-4.

93. Умитбаев Р. Б. Охотско-Чаунская металлогеническая провинция. М.: Наука, 1986. 286 с.

94. Устиев Е.К. Анюйский вулкан и проблемы четвертичного вулканизма Северо-Востока СССР. Москва: Госгеолтехиздат, 1961, 123 с.

95. Устиев Е.К. Охотский тектономагматический пояс и некоторые связанные с ним проблемы // Советская геология. 1959. № 3. С.3-26.

96. Устиев Е.К. Проблемы вулкано-плутонизма. Вулкано-плутонические формации // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1963. № 12. С. 3-30.

97. Федоров П.И. Кайнозойский вулканизм в зонах растяжения на восточной окраине Азии // Труды Геологического института РАН. 2006. Вып. 537. 316 с.

98. Федоров П.И., Колосков Ф.В., Ляпунов С.М. Глубинные ксенолиты из щелочных базальтов мыса Наварин (Восток Корякского нагорья) // Доклады Академии наук. 1993. Т. 333. № 2. С. 246-249.

99. Филатова Н.И. Периокеанические вулканогенные пояса. М.: Недра, 1988. 264 с.

100. Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин A.B., Фролов В.Т., Сывороткин В.Л. Происхождение вулканических серий островных дуг. М.: Недра. 1985. 275 с.

101. Хаин В.Е., Филатова Н.И., Полякова И.Д. Тектоника, геодинамика и перспективы нефтегазоносности Восточно-Арктических морей и их континентального обрамления. Тр. ГИН РАН, вып. 601. Москва: Наука. 2009. 227с.

102. Ханчук А.И., Иванов В.В. Мезо-кайнозойские геодинамические обстановки и золотое оруденение Дальнего Востока России // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 11. С. 1635-1645.

103. Шокальский С. П., Шпикерман В. И., Аленичева А. А. и др. Отчет «Оценка потенциально ресурсных минерагенических зон аккреционно-коллизионных областей и областей активизации Урала, Сибири и Дальнего Востока», 2010. М., Росгеолфонд.

104. Шульдинер В.И., Недомолкин В.Ф. Кристаллический фундамент Эскимосского массива // Советская геология. 1976. № 10. С. 33-47.

105. Щепетов С.В. Стратиграфия континентального мела Северо-Востока России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1995. 122 с.

106. Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов H.JI. Структура верхней мантии Арктического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика. 2012. в печати.

107. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Рифтогенный магматизм активных континентальных окраин и его рудоносность. М.: Наука, 1991. 263 с.

108. Albarede F. Haw deep to common basaltic magmas form and differentiate? // Journal of Geophysical Research. 1992. Vol. 97. P. 10997-11009.

109. Akinin V.V., Miller E.L., Layer P. Late Cretaceous modification of deep continental crust in the NE Paleo Pacific: additional evidence from Viliga lower crust xenoliths // EOS Trans. AGU. Vol. 86 (52). Fall Meet. Suppl, 2005a. Abstract V51D-1516.

110. Akinin V.V., Miller E.L., Wooden J. Petrology and Geochronology of Crustal Xenoliths from the Bering Strait Region: Linking Deep and Shallow Processes in Extending Continental Crust // Geological Society of America Special Paper 456. 2009. P. 39-68.

111. Amato J.M., Wright J.E. Potassic mafic magmatism in the Kigluaik gneiss dome, Northern Alaska: a geochemical study of arc magmatism in an extensional tectonic setting // Journal of Geophysical Research. 1997. Vol. 102. P. 8065-8084.

112. Amato J.M., Wright J.E, Gans P.B., Miller E.L. Magmatically induced metamorphism and deformation in the Kigluaik gneiss dome, Seward Peninsula, Alaska // Tectonics. 1994. Vol. 13. P. 515-527.

113. Andersen D.J., Lindsley D.H. Internally consistent solution models for Fe-Mg-Mn-Ti oxides: Fe-Ti oxides // American Mineralogist. 1988. Vol. 79. No 7/8. P. 714-726.

114. Andersen D.J., Lindsley D.H., Davidson P.M. Quilf: a pascal program to assess equilibria among Fe-Mg-Mn-Ti oxides, pyroxenes, olivine, and quartz // Computers & Geosciences. 1993. Vol. 19. No 9. P. 1333-1350.

115. Arculus R.J. Aspects of magma genesis in arcs. Lithos, 1994, Vol. 33, P.l 89-208.

116. Rollinson H. Crustal generation in the Archean // Evolution and differentiation of the continental crust / Eds. M. Brown, T. Rushmer. Cambridge: Cambridge University press, 2006. P. 173-230.

117. Beattie P. Olivine-melt and orthopyroxene-melt equilibria // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1993. Vol. 115. P. 103-111.

118. Behn M.D., Kelemen P.B. Relationship between seismic P-wave velocity and the composition of anhydrous igneous and meta-igneous rocks // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. Vol. 4. No 5. P. 1041. doi:10.1029/2002GC 000393.

119. Bell D.R., Rossman G.R., Moore R.O. Abundance and partitioning of OH in a high-pressure magmatic system: Megacrysts from the Monastery kimberlite, South Africa // Journal of Petrology. 2004. Vol. 45. P. 1539-1564.

120. Belousova E.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y, Fisher N.I. Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2002. Vol. 143. P. 602-622.

121. BSGFP (Bering Strait Geologic Field Party Akinin et al.). Koolen metamorphic complex, NE Russia: Implications for the tectonic evolution of the Bering Strait region //Tectonics. 1997. Vol. 16. P. 713-729.

122. Bergman S.C., Akinin V.V., Miller E.L., Layer P. North Alaska Upper Cretaceous tephra: Eurasian or North American source calderas? // Geological Society of America, Abstracts with Programs. 2006. Vol. 38. P. 90.

123. Black L.P., Williams I.S., Compston W. Four zircon ages from one rock: the history of a 3930 Ma-old granulite from Mount Somes, Enderby Land, Antarctica // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1984. Vol. 94. P. 427-437.

124. Blundy J., Cashman K. Penological reconstruction of magmatic system variables and processes: Minerals, inclusions and volcanic processes // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2008. Vol. 69. P. 179-239.

125. Blundy J., Wood B. Prediction of crystal-melt partition coefficients from elastic moduli // Nature. 1994. Vol. 372. P. 452-454.

126. Box S.E., Patton W.W.Jr. Igneous history of the Koyukuk terrane, western Alaska: Constraints of the origin, evolution and ultimate collision of an accreted island arc terrane // Journal of Geophysical Research. 1989. Vol. 94. P. 15,843-15,868.

127. Brey G.P., Kohler T. Geothermobarometry in four-phase lherzolites II. New thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers // Journal of Petrology. 1990. Vol. 31. No 6. P. 1353-1378.

128. Bryan S., Ernst R. Revised Definition of Large Igneous Province (LIP) // Earth Science Reviews, doi: 10.1016/j.earscirev.2007.08.008, 2007. P. 1-59.

129. Calvert A.T. Metamorphism and exhumation of mid-crustal gneiss domes in the Arctic Alaska terrane: Ph.D. thesis. Santa Barbara: University of California, 1999. 198 p.

130. Carmichael I.S.E. The iron-titanium oxides of salic volcanic rocks and their associated ferromagnesian silicates: Contrib Mineral Petrol, 1967. Vol. 14, No. 1, P. 36-64.

131. Cecile M.P., Harrison J.C., Kos'ko M.K., Parrish R. Precambrian U-Pb ages of igneous rocks, Wrangel Island Complex, Wrangel Island, U.S.S.R. // Canadian Journal of Earth Sciences. 1991. Vol. 28. P. 1340-1348.

132. Chen Y.D., O'Reilly S.Y., Kinny P.D., Griffin W.L. Dating lower crustal and upper mantle events: an ion microprobe study of xenoliths from kimberlitic pipes // Lithos. 1994. Vol. 32. P. 77-94.

133. Cherniak D.J., Hanchar J.M., Watson E.B. Rare-earth diffusion in zircon // Chemical Geology. 1997. Vol. 14. P. 289-301.

134. Christensen N.I., Mooney W.D. Seismic velocity structure and composition of the continental crust: a global view // Journal of Geophysical Research. 1995. 100(B7). P. 9761-9788.

135. Clague D.A., Frey F.A. Petrology and trace element geochemistry of the Honolulu Volcanics, Oahu: Implications for the oceanic mantle below Hawaii // Journal of Petrology. 1982. Vol. 23. P. 447-504.

136. Clement S.W.J., Compston W. Ion probe parameters for very high resolution without loss of sensitivity // US Geological Survey Circular. 1994. Vol. 1107. 62 p.

137. Costa S., Rey P. Lower crustal rejuvenation and growth during post-thickening collapse : insights from a crustal cross section through a Variscan metamorphic core complex // Geology. 1995. Vol. 23. No 10. P. 905-908.

138. Dalrymple G.B., Alexander E.C.Jr., Lanphere M.A., Kraker G.P. Irradiation of samples for 40Ar/39Ar dating using the Geological Survey TRIGA reactor // US Geological Survey Prof. Paper 1176. 1981. 55 p.

139. Dalrymple G.B., Duffield W.A. High precision 40Ar/39Ar dating of Oligocene rhyolites from the Mogollon-Datil volcanic field using a continuous laser system // Geophysical Research Letters. 1988. Vol. 15. P. 463-366.

140. Dalton J.A., Wood B.J. The partitioning of Fe and Mg between olivine and carbonate and the stability of carbonate under mantle conditions // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1993. Vol. 114. P. 501-509.

141. Dasgupta R., Hirschmann M. M., Smith N.D. Partial melting experiments on peridotite+C02 at 3 GPa and genesis of alkalic ocean island basalts, J. Petrol., 2007. Vol. 48, P. 2093-2124

142. Davidson J.P., Arculus R.J. The significance of Phanerozoic arc magmatism in generating continental crust // Evolution and differentiation of the continental crust / Eds. M. Brown, T. Rushmer. Cambridge: Cambridge University press, 2006. P. 135-172.

143. Davis A.S., Gunn S.H., Gray L.-B., Marlow M.S., Wong F.L. Petrology and isotopic composition of Quaternary basanites dredged from the Bering Sea continental margin near Navarin Basin // Canadian Journal Earth Science. 1993. Vol. 30. P. 975-984.

144. Davis W.J., Canil D., MacKenzie J.M., Carbno G.B. Petrology and U-Pb geochronology of lower crustal xenoliths and the development of a craton, Slave province, Canada // Lithos. 2003. Vol. 71. P. 541-573.

145. Dawson J.B. A comparative study of the geology and petrography of the kimberlites of the Basutoland province: Ph. D. thesis. University Leeds. 1960.

146. De Hoog J.C.M., Gall L., Cornell D.H. Trace-element geochemistry of mantle olivine and application to mantle pedogenesis and geothermobarometry // Chemical Geology. 2009. Vol. 270. P. 196-215.

147. DePaolo D.J. Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization // Earth and Planetary Science Letters. 1981. Vol. 53. P. 189— 202.

148. Dhuime B., Hawkesworth C.J., Cawood P.A., Storey C.D. A change in the geodynamics of continental growth 3 Billion years ago // Science. 2012. Vol. 335. P. 1334-1336.

149. Dillon J.T., Pessel G.H., Chen J.H., Veach N.C. Middle Proterozoic magmatism and orogenesis in the Brooks Range, Alaska // Geology. 1980. Vol. 8. P. 338-343.

150. Drachev S.S., Savostin L.A., Groshev V.G., Bruni I.E. Structure and geology of the continental shelf of the Laptev Sea, Eastern Russian Arctic // Tectonophysics. 1998. Vol. 298. P. 357-393.

151. Ducea M.N., Saleeby J.B. Buoyancy sources for a large, unrooted mountain range, the Sierra Nevada, California: Evidence from xenolith thermobarometry // Journal of Geophysical Research. 1996. Vol. 101. P. 8229-8244.

152. Elliott T. Tracers of the Slab // Inside the Subduction Factory / Ed. J.M. Eiler. Washington, DC, American Geophysical Union. 2003. P. 23-45.

153. Ellis D.J., Green D.H. An experimental study the effect of Ca upon garnet clinopyroxene Fe-Mg exchange equilibria // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1979. Vol. 71. No l.P. 13-22.

154. Engebretson D.C., Cox A., Gordon R.G. Relative motions between oceanic and continental plates in the Pacific Basin // Special Paper. Boulder: Geological Society of America. 1985. 59 p.

155. Evolution and differentiation of the continental crust . Eds. Brown M., Rushmer T. Cambridge University Press, 2006. P. 553.

156. Feeley T.C., Winer G.S. Evidence for fractionation of Quaternary basalts on St. Paul Island, Alaska, with implications for the development of shallow magma chambers beneath Bering Sea volcanoes // Lithos. 1999. Vol. 46. P. 661-676.

157. Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon geothermometer // Contributions to Mineralogy and Petrology, 2007. Vol. 154. P. 429^137.

158. Fisher R.V., Schmincke H.U. Pyroclastic rocks. Berlin. Springer-Verlag. 1984. 472 p.

159. Fitton, J.G. Coupled molybdenum and niobium depletion in continental basalts.Earth and Planetary Science Letters, 1995. Vol. 136, P.715-721.

160. Forbes R.B., Evans B.W., Thurston S.P. Regional progressive high pressure metamorphism, Seward Peninsula, Alaska // Journal of Metamorphic Geology. 1984. Vol. 2. P. 43-54.

161. Fountain D.M., Percival J., Salisbury M.H. Exposed cross sections of the continental crust-synopsis // Exposed Cross-sections of the Continental Crust / Eds. M.H. Salisbury, D.M. Fountain. Kluwer, Amsterdam, 1990. P. 653-662.

162. Francis D.M. Corona-bearing pyroxene granulite xenoliths and the lower crust beneath Nunivak Island, Alaska // Canadian Mineralogist. 1976. Vol. 14. P. 291-298.

163. Francis D.M. The implications of the compositional dependence of texture in spinel lherzolite xenoliths // Journal of Geology. 1978. Vol. 86. P. 473^85.

164. Francis D., Ludden J. The mantle source for olivine nephelinite, basanite, and alkaline olivine basalt at Fort Selkirk, Yukon, Canada // Journal of Petrology. 1990. Vol. 31. No 2. P. 371-400.

165. Gerya T.V., Burg J-P. Intrusion of ultramaflc magmatic bodies into the continental crust: numerical simulation // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2007. Vol. 160. No 2. P. 124-142.

166. Gill J.B. Orogenic Andesites and Plate Tectonics. New York: Springer, 1981. 390 p.

167. Glebovitsky V.A., Nikitina L.P., Khiltova V.Ya., Ovchinnikov N.O. The thermal regimes of the upper mantle beneath Precambrian and Phanerozoic structures up to the thermobarometry data of mantle xenoliths // Lithos. 2004. Vol. 74, No 1-2, P. 1-20.

168. Glebovitsky V.A., Marker M., Alexeev N. et al. Age, evolution and regional setting of the Palaeoproterozoic Umba zone, Kola Peninsula: constraints from new geological, geochemical and U-Pb zircon data // Precambr. Research. 2001. Vol. 105. P. 247-267.

169. Gorbatov A.S., Widiyantoro S., Fukao Y., Gordeeev E. Signature of remnant slabs in the North Pacific from P-wave tomography // Geophysical Journal International. 2000. Vol. 142. P. 27-36.

170. Gottlieb E., Miller E. Cretaceous Magmatism in the Arctic: Slab versus Plume? Or Slab and Plume Together? // ICAM-VI. Conference abstracts. Geophysical Institute Report UAG-R-335, University of Alaska, Fairbanks, Alaska, 2012, P. 63-64.

171. Grimes C.B., Wooden J.L., Vazquez J.A. Deciphering tectonic provenance signatures from the trace element geochemistry of igneous zircon // EOS Trans. AGU, Fall Meet. Suppl. USA, San-Francisco, 2011. P. V11A-2509.

172. Hacker B.R., Kelemen P.B., Behn M.D. Differentiation of the continental crust by relamination // Earth and Planetary Science Letters. 2011. Vol. 307. P. 501-516.

173. Hanchar J.M., Finch R.J., Hoskin P.W.O., Watson E.B., Cherniak D.J., Mariano A.M. Rare earth elements in synthetic zircon: Part 1. Synthesis, and rare earth element and phosphorus doping // American Mineralogist. 2001. Vol. 86. P. 667-680.

174. Hannula K.A., McWilliams M.O. Reconsideration of the age of blueschist facies metamorphism on the Seward Peninsula, Alaska, based on phengite 40Ar/39Ar results // Journal of Metamorphic Geology. 1995. Vol. 13. P. 125-139.

175. Harrison T.M., Watson E.B. Kinetics of zircon dissolution and zirconium diffusion in granitic melts of variable water content // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1983. Vol. 84. P. 66-72.

176. Harrison T.M., Schmitt A.K., McCulloch M.T., Lovera O.M. Early (>4.5 Ga) formation of terrestrial crust: Lu-Hf, 8180, and Ti thermometry results for Hadean zircons // Earth and Planetary Science Letters. 2008. Vol. 268. P. 476-486.

177. Hart S.R., Dunn T. Experimental cpx/melt partitioning of 24 trace elements // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1993. Vol. 113. P. 1-8.

178. Hastie A.R., Kerr A.C. Mantle plume or slab window?: physical and geochemical constraints on the origin of the Caribbean oceanic plateau // Earth-Science Reviews. 2010. Vol. 98. P. 283-293.

179. Hawkesworth C.J., Kemp A.I.S. Evolution of the continental crust // Nature. 2006. Vol. 443. No 10. P. 811-817.

180. Hazen R.M., Finger L.W. Crystal structure and compressibility of zircon at high pressure // American Mineralogist. 1979. Vol. 64. P. 196-201.

181. Herzberg C. Geodynamic information in peridotite petrology // Journal of Petrology. 2004. Vol. 45. P. 2507-2530.

182. Herzberg C. Petrology and thermal structure of the Hawaiian plume from Mauna Kea volcano // Nature. 2006. Vol. 444. P. 605-609.

183. Herzberg C., Asimow P.D. Petrology of some oceanic island basalts: PRIMELT2.XLS software for primary magma calculation // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2008. Vol. 9. No 9. P. Q09001. doi:10.1029/2008GC.

184. Hirshmann M.M., Kogiso T., Baker M.B., Stolper E.M. Alkalic magmas generated by partial melting of garnet pyroxenite // Geology. 2003. Vol. 31. No 6. P. 481-484.

185. Holbrook W.S., Mooney W.D., Christensen N.I. The seismic velocity structure of the deep continental crust // Continental Lower Crust / Eds. D.M. Fountain, R. Arculus, R.W. Kay. Elsevier, Amsterdam, 1992. P. 1-44.

186. Holland J.G., Lambert R.St. The Chemistry and Origin of the Lewisian Gneisses of the Scottish Mainland: the Scaurie and Inver Assemblages and Sub-Crustal Accretion // Precambrian Research. 1975. Vol. 2. No 2. P. 161-188.

187. Holland T.J.B., Powell R. An internally-consistent thermodynamic data set for phases of penological interest // Journal of Metamorphic Geology. 1998. Vol. 16. P. 309-343.

188. Hoffmann A.W., Jochum K.P., Seufert M., White W.M. Nb and Pb in oceanic basalts: new constraints on mantle evolution. Earth and Planetary Science Letters, 1986. Vol. 79, P. 33-45.

189. Hopkins D.M. Geology of the Imuruk Lake Area, Seward Peninsula, Alaska // US Geological Survey Bulletin 1141-C, 1963. P. 101.

190. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemisty / Eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. Washington: MSA, 2003. Vol. 53. P. 27-62.

191. Hourigan J.K. Mesozoic-Cenozoic tectonic and magmatic evolution of the Northeast Russian margin: PhD thesis. Stanford: Stanford University, 2003. 218 p.

192. Kay R.W. Aleutian magnesian andesites: melts from subducted Pacific ocean crust // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1978. Vol. 4. P. 117-132.

193. Kay S.M., Kay R.W. Role of crystal cumulates and the oceanic crust in the formation on the lower crust of the Aleutian arc // Geology. 1985. Vol. 13. P. 461-464.

194. Katz R.F., Spiegelman M., Langmuir C.H. A new parameterization of hydrous mantle melting // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. Vol. 4. doi: 10.1029/2002GC000433.

195. Kelley S.P., Wartho J-A. Rapid kimberlite ascent and the significance of Ar-Ar ages in xenolith phlogopites // Science. 2000. Vol. 289. P. 609-611.

196. Kempton P.D., Downes H., Embey-Isztin A. Mafic granulite xenoliths in Neogene alkali basalts from the Western Pannonian Basin: insights into the Lower Crust of a Collapsed Orogen // Journal of Petrology. 1997. Vol. 38. No 7. P. 941-970.

197. Kempton P.D., Harmon R.S. Oxygen isotope evidence for large-scale hybridization of the lower crust during magmatic underplating // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. Vol. 56. P. 971-986.

198. Klemperer S.L., Hauge T.A., Hauser E.C., Oliver J.E., Potter C.J. The Moho in the northern Basin and Range province, Nevada, along the COCORP 40 N seismic-reflection transect // Geological Society of America Bulletin. 1986. Vol. 97. P. 603618.

199. Klemperer S.L., Hurich C.A. Lithospheric structure of the North Sea from deep seismic reflection profiling // Tectonic evolution of the North Sea rifts / Eds. D.J. Blundell, A.D. Gibbs. Oxford, UK: Oxford University Press. 1990. P. 37-63.

200. Kohler T.P., Brey G.P. Calcium exchange between olivine and clinopyroxene calibrated as a geothermobarometr for natural peridetites from 2 to 60 kb with applications // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1990. Vol. 54. No 9. P. 2375-2388.

201. Kos'ko M.K., Cecile M.P., Harrison J.C., Ganelin V.G., Khandoshko N,V., Lopatin B.G. Geology of Wrangel Island, between Chukchi and East Siberian seas, northeastern Russia. Ottawa, Geological Survey of Canada Bulletin 461, 1993. 101 p.

202. Mackey K.G., Fujita K., Gunbina L.V., Kovalev V.N., Imaev V.S., Koz'min B.M., Imaeva L.P. Seismicity of the Bering Strait region: evidence for a Bering block // Geology. 1997. Vol. 25(11). P. 979-982.

203. Mann P., Taira A. Global tectonic significance of the Solomon Islands and Ontong Java Plateau convergent zone: Tectonophysics, 2004. Vol. 389, P. 137-190.

204. Marlow M.S., Scholl D.W., Cooper A.K., Buffington E.C. Structure and evolution of Bering Sea shelf south of St. Lawrence Island // American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 1976. Vol. 60. P. 161-183.

205. Martin H. Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids // Lithos. 1999. V. 46. P. 411-429.

206. Martinson J.M. Zircon U-Pb chemical abrasion («CA-TIMS») method: combining annealing and multi-step partial dissolution analysis for improved precision and accuracy of zircon ages // Chemical Geology. 2005. Vol. 220. No 1-2. P. 47-66.

207. Martinson J.M. Analysis of the relative decay constants of 235U and 238U by multi-step CA-TIMS measurements of closed-system natural zircon samples // Chemical Geology. 2010. Vol. 275. P. 186-198.

208. Mazdab F.M., Wooden J.L. Trace element analysis in zircon by ion microprobe (SHRIMP-RG); technique and applications // Geochimica et Cosmochmica Acta, 2006. Vol. 70. Supp. 1, P. A40.

209. McCarthy T.C., Patino Douce A.E. Empirical calibration of the silica-Ca-tschermak's-anorthite (SCAn) geobarometer // Journal of Metamorphic Petrology. 1997. Vol. 16. P. 675-686.

210. McClelland W.C. New U-Pb SHRIMP ages from Devonian felsic volcanic and Proterozoic plutonic rocks of the southern Brooks Range, AK // Geological Society of America, Abstracts with Programs, 2006. Vol. 38. No 5. P. 12.

211. McKenzie D., Bickle M.J. The volume and composition of melt generated by extension of the lithosphere // Journal of Petrology. 1988. Vol. 29. P. 625-679.

212. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. P. 223-253.

213. Menzies M.A., Murthy V.R. Nd and Sr isotope geochemistry of hydrous mantle nodules and their host alkali basalts: implications for local heterogeneities in metasomatically veined mantle // Earth and Planetary Science Letters. 1980. Vol. 46. P. 322-334.

214. Miller E.L., Calvert A.T., Little T.A. Strain-collapsed metamorphic isograds in a sillimanite gneiss dome, Seward Peninsula, Alaska // Geology. 1992. Vol. 20. P. 48790.

215. Miller E.L., Hudson T.L. Mid-Cretaceous extensional fragmentation of a Jurassic-Early Cretaceous compressional orogen, Alaska // Tectonics. 1991. Vol. 10. P. 781-796.

216. Miller J.D., Christensen N.I. Seismic signature and geochemistry of an island arc: a multidisciplinary study of the Kohistan accreted terrane, northern Pakistan // Journal of Geophysical Research. 1994. (B) 99. P. 11623-11642.

217. Moll-Stalcup E.J. Latest Cretaceous and Cenozoic magmatism in mainland Alaska // The Geology of North America / Eds. G. Plafker, H.C. Berg. Boulder, Colorado: Geological Society of America. 1994. Vol. G-l. P. 589-620.

218. Moll-Stalcup E.J. The origin of the Bering Sea basalt province, Western Alaska // Proceedings of the International Conference on Arctic Margins / Eds. K.V. Simakov,• D,K. Thurston. Magadan, Russia: NESC FEB RAS, 1995. P. 113-123.

219. Moll-Stalcup E.J., Krogh T.E., Kamo S., Lane L., Cecile M.P., Gorodinsky M.E. Geochemistry and U-Pb geochronology of arc-related magamatic rocks, Northeastern Russia // GSA meeting 91st Ann. Cordilleran Section. 1995. Vol. 27. No 5. P. 65.

220. Mooney W.D., Meissner R. Multi-genetic origin of crustal reflectivity: a review of seismic reflection profiling of the continental lower crust and Moho // Continental Lower. Crust / Eds. D.M. Fountain, R. Arculus, R.W. Kay. Elsevier, 1992. P. 45-80.

221. Mukasa S.B., Andronikov A.V., Hall C.M. 40Ar/39Ar Chronology and Eruption Rates of Cenozoic Volcanism in the Eastern Bering Sea Volcanic Province, Alaska // Journal of Geophysical Research, 2007. Vol. 112. No 18. doi: 10.1029/2006JB004452.

222. Mukasa S.B., Shervais J.W., Wilshire H.G., Nielson J.E. Intrinsic Nd, Pb and Sr isotopic heterogeneities in the Lherz Alpine Peridotite Massif, French Pyrenees // J. Petrol., 1991. P. 117-134.

223. Nakamura K., Jacob K.H., Davies J.N. Volcanoes as possible indicators of tectonic stress orientation, Aleutians and Alaska // Bulletin of the Earthquake Research institute. 1977. Vol. 55. P. 87-112.

224. Natal'in B.A., Amato J.M., Toro J., Wright J.E Paleozoic rocks of northern Chukotka Peninsula, Russian Far East: Implications for the tectonics of the Arctic region // Tectonics. 1999. Vol. 18. P. 977-1003.

225. Newton R.C. An overview of charnockite // Precambrian Research. 1992. Vol. 55. P. 399405.

226. Nimis P. Clinopyroxene geobarometry of magmatic rocks, Part 2: Structural geobarometers for basic to acid, tholeiitic and mildly alkaline magmatic systems // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1999. Vol. 135. No 1. P. 62-74.

227. Nokleberg W.J., Parfenov L.M., Monger J.W.H., Norton I.O., Khanchuk A.I., Stone D.B., Scholl D.W., Fujita K. Phanerozoic tectonic evolution of the circum-north Pacific. Reston, Virginia, U.S. Geological Survey Open-File Report 98-754, 1998. 125 p.

228. Padovani E.R., Carter J.L. Non-equilibrium partial fusion due to decompression and thermal effects in crustal xenoliths // Magma genesis / Ed. H.B.J. Dick. Portland, Oregon Department of Geology and Mineral Industries Bulletin 96, 1977. P. 43-57.

229. Patrick B.E., Evans B.W. Metamorphic evolution of the Seward Peninsula blueschist Terrane // Journal of Petrology. 1989. Vol. 30. No 3. P. 531-555.

230. Patrick B.E., Lieberman J.E. Thermal overprint on blueschists of the Seward Peninsula: The Lepontine in Alaska // Geology. 1988. Vol. 16. No 12. P. 1100-1103.

231. Patrick, B. E., and McClelland, W. C., Late Proterozoic granitic magmatism on Seward Peninsula and a Barentian origin for Arctic Alaska-Chukotka // Geology. 1995. Vol. 23. P. 81-84.

232. Patton W.W., Csejtey B. Geologic map of Saint Lawrence Island. US Geological Survey Miscellaneous Investigation, Series Map 1-203, scale 1:250 000, 1 sheet. 1980.

233. Patton W.W., Stern T.W.Jr., Arth J.G., Carlson C. New U/Pb ages from granite and granite gneiss in the Ruby Geanticline and southern Brooks Range, Alaska // Journal of Geology. 1987. vol. 95. p. 118-126.

234. Pearce J.A. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust //Lithos. 2008. V. 100. P. 14-48.

235. Pearce J.A., Cann J.R. Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analysis // Earth and Planetary Science Letters. 1973. Vol. 19. P. 290-300.

236. Pearson D.G., Canil D., Shirey S.B. Mantle Samples Includet in Volcanic Rocks: Xenolits and Diamonds. // Treatise on geochemistry, Vol. 2. The Mantle and Core / Ed. R.W. Carlson. Oxford, United Kingdom, Elsevier, 2005. P. 171-275.

237. Porcelli D., Ballentine C.J. Models for the distribution of terrestrial noble gases and the evolution of the atmosphere // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. Vol. 47. P. 412—480.

238. Putirka K. Clinopyroxene + liquid equilibria to 100 kbar and 2450 K // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1999. Vol. 135. P. 151-163.

239. Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems: Minerals, inclusions and volcanic processes // Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2008. Vol. 69. P. 61120.

240. Putirka K.D., Perfit M., Ryerson F.J., Jackson M.G. Ambient and excess mantle temperatures, olivine thermometry, and active vs. passive upwelling // Chemical Geology. 2007. Vol. 241. P. 177-206.

241. Raterman N.S., McClelland W.C., Presnell R.D. Geochronology and lithogeochemistry of volcanic rocks of the Ambler District, southern Brooks Range, Alaska // Geological Society of America, Abstracts with Programs, 2006. Vol. 38. No 5. P. 69.

242. Renne P.R., Swisher C.C., Deino A.L., Karner D.B., Owens T.L., DePaolo D.J. Intercalibration of standards, absolute ages and uncertainties in 40Ar/39Ar dating // Chemical Geology. 1998. Vol. 145. P. 117-152.

243. Roden M.F. Geochemistry of the Earth's Mantle, Nunivak Island, Alaska, and other Areas: Evidence from Xenolith Studies PhD. Dissertation., MIT. 1982. 413 p.

244. Roden M.F., Francis D.M., Frey F.A. An example of consequent mantle metasomatism in peridotite inclusions from Nunivak Island, Alaska // Journal of Petrology. 1984. Vol. 25. P. 546-577.

245. Roden M.F., Francis D.M., Frey F.A. Upper mantle composition beneath the eastern Bering Sea // Proceedings of the International Conference on Arctic Margins / Eds. K.V. Simakov, D.K. Thurston. Magadan: NESC RAS, 1995. P. 147-152.

246. Rowe H. Pedogenesis of plutons and hypabyssal rocks of the Bering Strait Region, Chukotka, Russia: M.S. thesis. Houston, Texas: Rice University, 1998. 90 p.

247. Rubatto D., Hermann J. Experimental zircon/melt and zircon/garnet trace element partitioning and implications for the geochronology of crustal rocks // Chemical Geology. 2007. Vol. 241. P. 38-61.

248. Rubatto D., Williams I.S., Buck I.S. Zircon and monazite response to prograde metamorphism in the Reynolds Range, central Australia // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2001. Vol. 140. P. 458-468.

249. Rudnick R.L. Xenoliths samples of the lower continental crust // Continental lower crust / Eds. D.M. Fountain, R. Arculus, R.W. Kay. Amsterdam, The Netherlands, Elsevier, Development in Geotectonics 23, 1992. P. 269-316.

250. Rudnick R.L., Fountain D.M. Nature and composition of the continental crust: a lower crustal perspective // Reviews of Geophysics. 1995. Vol. 33. P. 267-309.

251. Rudnick R.L. Making continental crust // Nature. 1995. Vol. 378. P. 571-578.

252. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // Treatise on Geochemistry, Crust, vol. 3 / Eds. H.D. Holland, K.K. Turekian. Oxford, United Kingdom, Elsevier, 2003. P. 1-64.

253. Rudnick R. L., Williams I.S. Dating the lower crust by ion microprobe // Earth and Planetary Science Letters. 1987. Vol. 85. P. 145-161.

254. Sandiford M., Powell R. Deep crustal metamorphism during continental extension: modern and ancient examples // Earth and Planetary Science Letters. 1986. Vol. 79. No 1. P. 151-158.

255. Sano Y., Terada K., Fukuoka T. High mass resolution ion microprobe analysis of rare earth elements in silicate glass, apatite and zircon: lack of matrix dependency // Chemical Geology. 2002. Vol. 184. P. 217-230.

256. Sato M. Nickel content of basaltic magmas: identification of primary magmas and measure of the degree of olivine fractionation // Lithos. 1977. Vol. 10. P. 113-120.

257. Schmitz M.D., Bowring S.A. The significance of U-Pb zircon dates in lower crustal xenoliths from the southwestern margin of the Kaapvaal craton, southern Africa // Chemical Geology. 2000. Vol. 172. P. 59-76.

258. Sengor A.M.C., Natal'in B.A. Paleotectonics of Asia: fragments of a synthesis // The tectonic evolution of Asia / Eds. A. Yin, M. Harrison. London: Cambridge University Press, 1996. P. 486-641.

259. Sims K.W.W., DePaolo D.J. Inferences about mantle magma sources from incompatible element concentration ratios in oceanic basalts // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1997. Vol. 61. No 4. P. 765-784.

260. Sinton C.W., Duncan R.A. Potential links between ocean plateau volcanism and global ocean anoxia at the Cenomanian-Turonian boundary // Economic Geology. 1997. Vol. 92. P. 836-842.

261. Smithson S.B. Modelling continental crust-structural and chemical constraints // Geophysical Research Letters. 1978. Vol. 5(9). P. 749-752.

262. Sobolev A.V., Hofmann A.W., Sobolev S.V., Nikogosian I.K. An olivine-free mantle source of Hawaiian shield basalts // Nature. 2005. Vol. 434. P. 590-597.

263. Sokolov S.D., Bondarenko G.Ye., Layer P.W., Kravchenko-Berezhnoy I.R. South Anyui suture: tectono-stratigraphy, deformations, and principal tectonic events // Stephan Mueller Spec. Publ. Ser., 2009. Vol. 4. P. 201-221.

264. Solovova I.P., Ntaflos Th., Girnis A., Kononkova N.N., Akinin V.V. Generation and evolution of Cenozoic alkaline rocks from the Chukchi peninsula, Russia: Insight from melt and fluid inclusions // Acta Petrologica Sinica. 2007. Vol. 23. No 1. P. 83-92.

265. Steiger R.H., Jager E. Subcommission on geochronology: Convention on the use of decay constants in geo- and cosmochronology // Earth and Planetary Science Letters. 1997. Vol. 36, P. 359-362.

266. Stracke A., Bizimis M., Salters V.J.M. Recycling oceanic crust: quantitative constraints // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. Vol. 4. No 3. doi:10.1029/2001GC000223

267. Stracke A., Hofmann A.W., Hart S.R. FOZO, HIMU, and the rest of the mantle zoo // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2005. Vol. 6. Q05007, doi: 10.1029/2004GC000824.

268. Stone D.B., Layer P.W., Raikevich M.I. Age and paleomagnetism of the Okhotsk-Chukotka Volcanic Belt (OCVB) near Lake El'gygytgyn, Chukotka, Russia // Stephan Mueller Spec. Publ. Ser., 2009. Vol. 4. P. 243-260.

269. Swanson S.E., Turner D.L., Fores R.B. Petrology and geochemistry of Tertiary and Quarternary basalts from Seward Peninsula, western Alaska // Geological Society of America, Abstract, 1981. Vol. 13. P. 563.

270. Tatsumi Y. The subduction factory: How it operates in the evolving Earth // GSA Today. 2005. Vol. 15. No 7. P. 4-10.

271. Taylor S.R., McLennan S.M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford. 1985. 311 p.

272. Thomas J.B., Bodnar R.J., Shimizu N., Sinha,A.K. Determination of zircon/melt trace element partition coefficients from SIMS analysis of melt inclusions in zircon // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. Vol. 66. P. 2887-2901.

273. Thompson A.B., Connolly J. Melting of the continental crust: some thermal and petrological constraints on anatexis in continental colli sional zones and other tectonic settings // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. P. 15,565-15,579.

274. Till A.B., Dumoulin J.A. Geology of Seward Peninsula and Saint Lawrence Island // The geology of Alaska / Eds. G. Plafker, H.C. Berg. Boulder, Colorado, Geological Society of America, The Geology of North America, 1994. Vol. G-l. P. 141-152.

275. Tikhomirov P.L., Kalinina E.A., Kobayashi K., Nakamura E. Late Mesozoic silicic magmatism of the North Chukotka area (NE Russia): Age, magma sources, and geodynamic implications // Lithos. 2008. V. 105. P. 329-346.

276. Toro J., Burnette L., Amato J., Repetski J.E., Gehrels G.E. The Mint River Fault: an extensional detachment in the York mountains, Seward Peninsula, Alaska // Geological Society of America, Abstracts with Programs, 2006. Vol. 38. No 5. P. 84.

277. Tschegg C., Bizimis M., Schneider D., Akinin V.V., Ntaflos Th. Magmatism at the Eurasian-North American modern plate boundary: Constraints from alkaline volcanism in the Chersky Belt (Yakutia) // Lithos. 201 la. Vol. 125. No 1-2. P. 825-835.

278. Tschegg C., Ntaflos Th., Akinin V.V. Polybaric pedogenesis of Neogene alkaline magmas in an extensional tectonic environment: Viliga Volcanic Field, northeast Russia // Lithos. 20116. Vol. 122. No 1-2. P. 13-24.

279. Tschegg C., Ntaflos Th., Coltorti M., Akinin V.V. Mantle xenoliths from the Viliga volcanic field, N-E Siberia: evidence for a fertile subcontinental lithosphere // 32nd International Geological Congress. Abs., 2004. Pt. 2. Abs. 255-34. P. 1153.

280. Valley J.W., Bindeman I.L., Peck W.H. Empirical calibration of oxygen isotope fractionation in zircon // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2003. Vol. 67. P. 32573266.

281. Valley J.W., Kinny P.D., Schulze D.J., Spicuzza M.J. Zircon megacrysts from kimberlite: oxygen isotope variability among mantle melts // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1998. Vol. 133. No 1-2. P. 1-11.

282. Von Drach V., Marsh B.D., Wasserburg G.J. Nd and Sr isotopes in the Aleutians: multicomponent parenthood of island-arc magmas // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1986. Vol. 92. No 1. P. 13-34.

283. Wallace M.E., Green D.H. An experimental determination of primary carbonatite magma composition//Nature. 1998. Vol. 335. P. 343-346.

284. Walter M.J. Melting of Garnet Peridotite and the Origin of Komatiite and Depleted Lithosphere: Journal of Petrology, 1998. Vol. 39, No. 1, P. 29-60.

285. Warner M.R. Basalts, water, or shear zones in the lower continental crust? // Tectonophysics. 1990. Vol. 173. P. 163-174.

286. Warner M., Morgan J., Barton P., Morgan P., Price C., Jones K. Seismic reflections from the mantle represent relict subduction zones within continental lithosphere // Geology. 1996. Vol. 24. P. 39^42.

287. Watson E.B. Dissolution, growth and survival of zircons during crustal fusion: Kinetic principles, geological models and implications for isotopic inheritance // Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences, 1996. Vol. 87. P. 43-56.

288. Watson E.B., Harrison T.M. New thermometer reveals minimum melting conditions on earliest Earth// Science. 2005. Vol. 308. P. 841-844.

289. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2006. Vol. 151. P. 413-433.

290. Webb S.A., Wood B.J. Spinel-pyroxene-garnet relationships and their dependence on Cr/Al ratio // Contrib. Miner, and Petrol. 1986. Vol.92. P.471-480.

291. Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in simple and complex systems // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1977. Vol. 62. P. 129-139.

292. Williams I.S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe: Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes // Reviews in Economic Geology. 1998. Vol. 7. P. 1-35.

293. Winer G.S., Feeley T.C., Cosca M.A. Basaltic volcanism in the Bering Sea: geochronology and volcanic evolution of St. Paul Island, Pribilof Island, Alaska // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2004. Vol. 134. P. 277-301.

294. Worrall D.M. Tectonic history of the Bering Sea and the evolution of Tertiary strike-slip basins of the Bering Shelf. Boulder, Colorado: Geological Society of America Special Paper 257, 1991. 120 p.

295. Wyllie P.J. Discussion of recent papers on carbonated peridotite, bearing on mantle metasomatism and magmatism // Earth and Planetary Science Letters. 1987. Vol. 82. P.

296. Yaxley G.M., Green D.H. Experimental reconstruction of carbonatite metasomatism in spinel peridotite xenoliths from western Victoria, Australia // Earth and Planetary Science Letters. 1996. Vol. 107. P. 305-317.

297. Zindler A., Hart S. Chemical Geodynamics // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1986. Vol. 14. P. 493-571.

298. Zou H., Reid M.R. Quantitative modeling of trace element fractionation during incongruent dynamic melting // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001. Vol. 65. No l.P. 153-162.

299. Zou H., Zindler A. Constraints on the degree of dynamic partial melting and source composition using concentration ratios in magmas // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. Vol. 60. No 4. P. 711-717.391.397.

Информация о работе

Акинин, Вячеслав Васильевич
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2012
ВАК 25.00.04

Диссертация

Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы