Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая




Скачать 310.95 Kb.
НазваниеПространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая
страница1/2
ЧУВАШОВА Ирина Сергеевна
Дата конвертации06.02.2016
Размер310.95 Kb.
ТипАвтореферат
источникhttp://www.crust.irk.ru/images/upload/newsfull147/155.doc
  1   2


РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Учреждение Российской академии наук Институт земной коры


На правах рукописи


ЧУВАШОВА Ирина Сергеевна


ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ИСТОЧНИКИ

КАЙНОЗОЙСКОГО ВУЛКАНИЗМА

ЦЕНТРАЛЬНОЙ МОНГОЛИИ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО КИТАЯ


Специальность 25.00.04 – петрология, вулканология


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого–минералогических наук

Иркутск 2010


Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук

Институт земной коры Сибирского отделения РАН


Научный руководитель: доктор геолого–минералогических наук, профессор

Рассказов Сергей Васильевич


Официальные оппоненты: доктор геолого–минералогических наук, профессор

Грудинин Мефодий Иванович

доктор геолого–минералогических наук

Высоцкий Сергей Викторович


Ведущая организация: Институт тектоники и геофизики

ДВО РАН


Защита состоится "22" ноября 2010 г. в "___" часов на заседании диссертационного Совета Д 003.022.02 при Институте земной коры СО РАН,

по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128, ИЗК СО РАН.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института земной коры

СО РАН


Автореферат разослан "___" ___________ 2010 г.


Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого–минералогических наук Ю.В. Меньшагин

Введение


Актуальность исследования. Проблема эволюции кайнозойского континентального вулканизма является фундаментальной проблемой, от решения которой на материале конкретных регионов зависит понимание современного состояния континентальной литосферы в рамках принятых геологических концепций. Решение этой проблемы требует постановки комплексных геохронологических и геохимических исследований эволюции магматических процессов наиболее показательных обстановок. Общее определение континентальных вулканических пород как производных источников «внутриплитного» геохимического типа уже недостаточно на современном этапе развития глубинной петрологии. Необходима разработка тонких геохимических критериев происхождения их компонентов. Ключевое значение для решения вопросов соотношений влияния различных факторов магмообразования на территории Азии и изучения проблемы мантийных источников имеют кайнозойские вулканические породы Центральной Монголии и Северо-Восточного Китая, где они представлены калинатровой и калиевой сериями. Решение проблемы эволюции магматизма этих ключевых территорий требует особых подходов к изучению вулканических пород – выявления периодичности глубинных магматических процессов с определением времени перестроек магматических систем, выделения геохимических типов активных магматических источников на основе понятий конвектирующей подлитосферной мантии, слэбовых фрагментов, погруженных в астеносферу, мантийной или коровой частей литосферы. Такие исследования составляют раздел химической геодинамики, получившей развитие при изотопных исследованиях океанических базальтов [Allègre, 1982; Zindler, Hart, 1986; Hofmann, 1997, 2003]. Компонентный состав источников континентального мантийного магматизма служит предметом дискуссии [Menzies et al., 1983, 1991; Menzies, 1990; Рассказов и др., 2005; Dickin, 2005; Ярмолюк и др., 2007; и др.].

Цель исследования – выявить источники магматических расплавов калиевой и калинатровой серий в кайнозое Азии.

Основные задачи:

1. Изучить строение вулканических комплексов Центральной Монголии и Северо-Восточного Китая. Выполнить датирование, определить микроэлементный и изотопный состав вулканических пород.

2. Установить характер пространственно-временной эволюции магматических серий.

3. Определить геохимические типы магматических источников и выяснить соотношения их активности в пространстве и времени.

4. Провести детальные исследования вулканических построек позднего плейстоцена и голоцена с оценкой современного состояния глубинных магматических систем.

Защищаемые положения:

1. Эволюция кайнозойской калинатровой серии вулканических и субвулканических пород Центральной Монголии была согласована с магматической эволюцией Тибета во временных интервалах Индо-Азиатской коллизии 66–43 млн лет назад и постколлизионной конвергенции 41–21, 20–10, 10–2 и <2 млн лет назад. Коллизии сопутствовали извержения умереннокалиевых лав Центральной Монголии, а постколлизионной конвергенции – чередовавшиеся извержения умеренно- и высококалиевых лав с менявшейся во времени квазипериодичностью.

2. В центральной части провинции Хелунцзян Северо-Восточного Китая в субмеридиональной зоне полей Кедонг–Еркешан–Удалианчи–Келуо–Ксаогулихе получила развитие калиевая серия, а в поперечной зоне полей Нуоминхе–Уйилинг – калинатровая.

3. Магматические выплавки в Центральной Монголии были производными конвергентных (слэбовых и надслэбовых) и рифтовых (литосферно–астеносферных) источников, а в Северо-Восточном Китае – рифтовых (литосферно–астеносферных).

4. В Центральной Монголии голоценовые расплавы поступали из надслэбового мантийного источника, проявлявшего активность на Тарят–Чулутынском поле, начиная с 1.2 млн лет назад, а в Северо-Восточном Китае представляли гетерогенный материал слэбовых и литосферно–астеносферных источников. При извержениях вулканов Лаохейшан и Хуошаошан в 1720–1721 гг. произошло быстрое утонение литосферы с активизацией нового источника, не свойственного предшествовавшей четвертичной вулканической активности на поле Удалианчи.

Научная новизна.

Выполненные исследования обозначили научное направление в рамках раздела химической геодинамики – реконструкции континентального магматизма на основе пространственно-временного анализа компонентов вулканических пород, характеризующих источники слэбов с надслэбовыми областями и литосферу с подстилающей астеносферой. Показано, что первая обстановка в основном реализовалась в развитии калинатровой серии, а вторая – калиевой.

В Центральной Монголии обосновано выделение геохимических групп пород калинатровой серии умереннокалиевого и высококалиевого состава с переходом к калиевой серии, а в Северо-Восточном Китае – групп пород калиевой серии с переходом, наоборот, к калинатровой серии.

По новым и опубликованным геохронологическим данным представлена полная картина пространственно-временной эволюции кайнозойского вулканизма Центральной Монголии, выраженной в мигрирующих синхронных и асинхронных извержениях умеренно- и высококалиевых лав. Установлено согласованное развитие кайнозойского магматизма Центральной Монголии и Тибета. Выделены магматические интервалы, связанные с коллизией Индостана и Азии, постколлизионной конвергенцией и сочетанием конвергенции и рифтогенеза.

Показано, что процессы конвергенции в Центральной Монголии приводили к активизации подлитосферных источников Саяно-Монгольского низкоскоростного домена с включением «активного» механизма рифтогенеза и выражались в активности малоглубинного литосферно–астеносферного источников с включением «пассивного» механизма, в то время как в Северо-Восточном Китае включался только «пассивный» механизм с вовлечением в плавление литосферно–астеносферных источников. Впервые установлено участие в магмообразовании конвектирующей астеносферы изотопно-обогащенного типа.

Получены первые U–Th датировки вулканических пород Центральной Азии, свидетельствующие о вулканическом импульсе в Центральной Монголии 70–50 тыс. лет назад. По микроэлементным и изотопным данным обоснована резкая смена мантийных источников при извержениях 1720–1721 гг. вулканов Лаохейшан и Хуошаошан, отразившая высокую эндогенную активность на востоке Азии.

Практическая значимость работы. Реконструкции магматической эволюции в Центральной Монголии и Северо-Восточном Китае обеспечивают научно-обоснованную оценку глубинного теплового режима территорий для выбора места оптимального заложения глубоких скважин для теплоснабжения населения. На территории Центральной Монголии установлено развитие магматизма рифтогенного типа во временном интервале 15.5–2.1 млн лет назад и последующий переход к магматизму конвергентного типа. Высокий тепловой поток в верхней части коры Восточного Хангая поддерживается в условиях преобладания процессов Индо-Азиатской конвергенции. Этот вывод имеет фундаментальное значение для расшифровки закономерностей современного распределения эндогенной активности в Азии. Выделены геохимические критерии высокой эндогенной активности на Востоке Азии и обосновано их прогностическое значение для оценки общих временных вариаций сейсмической и вулканической опасности территорий.

Методика исследований и объем нового фактического материала. Работа выполнена в лаборатории изотопии и геохронологии Института земной коры СО РАН при прохождении диссертантом целевой аспирантуры по направлению от геологического факультета ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет» по госбюджетным темам НИР «Магматизм, литогенез и сравнительная геохронология мезо-кайнозоя Внутренней и Восточной Азии» (2004-2006 гг.), «Эволюция седиментогенеза, биоценозов, магматизма и рудообразования в мезозое и кайнозое Внутренней и Восточной Азии» (2007-2009 гг.), «Изучение вулканизма, осадконакопления и экосистем Азии для обоснования рубежей важнейших структурных перестроек позднего мезозоя и кайнозоя» (2010-2012 гг.). Полевые работы проводились на территории Монголии в 2005–2010 гг., в Северо-Восточном Китае – в 2007 г., в Прибайкалье – в 2005–2009 гг. и на о. Сахалин – в 2010 г. Осуществлялась техническая обработка собранных коллекций, выполнялась подготовка проб для измерений изотопов стронция, систематизация и интерпретация данных. Аналитические исследования проводились по методикам, используемым в лаборатории изотопии и геохронологии (см. главу 2). В работу вовлечено более 1200 образцов вулканических пород. Во всех образцах определены микроэлементы методом ICP MS (химическая подготовка проб М.Е. Марковой, измерения и обработкой данных Т.А. Ясныгиной). Пятьдесят образцов датировано K–Ar методом (измерения концентраций радиогенного аргона С.Б. Брандта, И.С. Брандта и С.С. Брандта, концентраций калия – М.М. Самойленко). В 150 образцах измерены изотопные отношения стронция и в 50 образцах – изотопные отношения свинца и неодима (подготовка проб Е.В. Сараниной, измерения Н.Н. Фефелова). Петрогенные оксиды определены методами “мокрой химии” в аналитическом центре ИЗК СО РАН (аналитики: М.М. Самойленко, Г.В. Бондарева и Н.Н. Ухова).

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи в журналах, статья в INTERNET и 56 сообщений в тематических сборниках и материалах конференций. Одна статья находится в печати. Результаты исследований представлены на 9 международных, 15 российских и 5 молодежных конференциях, в том числе на Генеральной ассамблее Европейского союза геологических наук (Вена, 2007 г., 2008 г.), 3ей конференции Александра фон Гумбольта «Восточно-Азиатский Муссон, прошлое, настоящее и будущее» (Пекин, 2007 г.), симпозиуме «Крупные магматические провинции Азии, мантийные плюмы и металлогения» (Новосибирск, 2007 г.), VI и VIII Российско–Монгольских конференциях по астрономии и геофизике (Иркутск, 2006 г., 2010 г.), симпозиуме, посвященном 100-летию со дня рождения академика В.С. Соболева «Петрология литосферы и происхождением алмаза» (Новосибирск, 2008 г.), научных конференциях «Геодинамика формирования подвижных поясов Земли» и «Структурно-вещественные комплексы и проблемы геодинамики докембрия фанерозойских орогенов» (Екатеринбург, 2007 г., 2008 г.), III симпозиуме по вулканологии и палеовулканологии (Улан-Удэ, 2006 г.), конференции, посвященной памяти Л.М. Парфенова «Тектоника и металлогения Северной Циркум-Пацифики и Восточной Азии» (Хабаровск, 2007 г.), конференции «Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды» (Иркутск, 2007 г.), совещании «Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия» (Иркутск, 2009 г.), VI Всероссийском совещании по изучению четвертичного периода (Новосибирск, 2009 г.), симпозиуме, посвященном 80-летию со дня рождения академика Н.А. Логачева «Кайнозойский континентальный рифтогенез» (Иркутск, 2010 г.), III и IV конференциях по изотопной геохронологии (Москва, Санкт-Петербург, 2006 г., 2009 г.), IV, V, VI и VIII конференциях «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (Иркутск, 2006 г., 2007 г., 2008 г., 2010 г.), конференции «Проблемы современной сейсмогеологии и геодинамики Центральной и Восточной Азии» (Иркутск, 2007 г.), XVIII cимпозиуме по геохимии изотопов имени академика А.П. Виноградова (Москва, 2007 г.), XL, XLI и XLIII Тектонических совещаниях (Москва, 2007 г., 2008 г., 2010 г.), XXV семинаре «Щелочной магматизм Земли» (Санкт-Петербург–Москва, 2008 г.), Всероссийском петрографическом совещании (Екатеринбург, 2010 г.), XXI, XXII и XXIII молодежных конференциях (Иркутск, 2005 г., 2007 г., 2009 г.), конференции молодых ученых «Современные проблемы геохимии» (Иркутск, 2007 г.), 2-ой региональной конференции молодых ученых (Владивосток, 2008 г.).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения общим объемом 160 страниц машинописного текста. В ней содержатся 147 иллюстраций, 12 таблиц и список литературы из 299 наименований.

Автор благодарит научного руководителя С.В. Рассказова за постановку проблемы и помощь в подготовке диссертации, К.В. Ершова – за организацию полевых работ и техническую помощь в обработке материала, других сотрудников лаборатории – за плодотворное сотрудничество при выполнении аналитических работ и конструктивное обсуждение полученных результатов, декана геологического факультета ГОУ ВПО ИГУ С.П. Примину и преподавателей – за поддержку, оказанную в период прохождения целевой аспирантуры. Полевые работы на территории Монголии курировались ученым секретарем Исследовательского центра по астрономии и геофизике МАН С. Дэмбэрэлом, а на территории Северо-Восточного Китая – сотрудником Института геологии и геофизики КАН, академиком Я. Лиу. В процессе подготовки диссертации автор получал материальную поддержку «Фонда содействия отечественной науке» (2007–2008 гг.) и целевой аспирантуры в рамках реализации ФЦП «Научные и научно–педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы (ГК № П1688). Текст подготовлен при финансировании интеграционного проекта СО РАН № 5/2009 и проекта ФЦП «Научные и научно–педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы (ГК № П736).


Глава 1. Предшествующие работы и геодинамические интерпретации

В главе рассмотрен кайнозойский этап Азии в контексте ее геологической предыстории и сделан обзор опубликованных материалов по кайнозою Центральной Монголии и Северо-Восточного Китая.

Азия – часть суперконтинента Евразия – состоит из раннедокембрийских кратонов с разделяющими их докембрийскими и фанерозойскими складчатыми поясами [Козаков и др., 1997; Коваленко и др., 2003; и др.]. Важнейшее значение в геологической эволюции Центральной Азии имели структурные швы, образовавшиеся в результате закрытия палеоокеанов. Один из таких швов представлен Урало–Монгольским линеаментом, разделяющим территорию Монголии на Северный и Южный мегаблоки с разным геологическим развитием. Кора Северного мегаблока сформировалась в середине палеозоя с причленением по Урало–Монгольскому линеаменту коры позднего палеозоя и мезозоя [Яншин, 1974; Tseden et al., 1992].

Кайнозойские вулканические поля Центральной Монголии и Северо-Восточного Китая служили в качестве объектов исследований, начиная с XIX столетия. В 1970–1980-х годах наиболее весомый вклад в изучение кайнозойского вулканизма Центральной Монголии был сделан Е.В. Девяткиным, Н.А. Кориной, В.В. Кепежинскас, Ю.С. Геншафтом и А.Я. Салтыковским. В период с 1995 по 2010 гг. были получены новые материалы Х. Енкхтувшином, Т. Барри, В.В. Ярмолюком, С.В. Рассказовым и др. Современные вулканические проявления Северо-Восточного Китая в провинции Хелунцзян стали известны главным образом благодаря российским ученым В.П. Васильеву, И.К. Вислоуху, А.Н. Заварицкому и др. К настоящему времени вулканизм Северо-Восточного Китая подробно охарактеризован в работах Я. Лиу, Ю. Ванга, М. Жанга и др.

Для объяснения распространения вулканизма в Центральной Монголии предложено 4 гипотезы: 1) «предрифтовая», 2) плюмовая, 3) влияния Индо-Азиатской коллизии и 4) влияния этой коллизии с постколлизионной конвергенцией, а также взаимодействия плит Тихого океана с окраиной Азии. Краткий обзор геологической истории и основных мотивов кайнозойской активизации территории свидетельствует о важной роли межплитных процессов – Индо-Азиатской коллизии и постколлизионной конвергенции, а также взаимодействия плит Тихого океана с восточной окраиной Азии.


Глава 2. Методика аналитических исследований

При систематических геохимических исследованиях вулканических пород используются результаты их предшествующего K–Ar и 40Ar/39Ar датирования с представлением новых K–Ar датировок. Впервые по образцам автора выполнены измерения возраста позднеплейстоценовых лав Центральной Монголии по неравновесной серии радионуклидов цепочки распада 238U. При первичной аналитической обработке собранной коллекции разновозрастных лав всего кайнозоя Центральной Монголии с площади около 300 тыс. км2 в сопоставлении с коллекцией позднекайнозойских лав Северо-Восточного Китая с площади около 75 тыс. км2 для всех проб определялся состав петрогенных оксидов (классический метод) и микроэлементов (метод ICP MS). В качестве наиболее показательной характеристики мантийного источника магматического расплава исследовались изотопные отношения Sr с выделением его микроколичеств для изотопного анализа по экспрессной методике с использованием одноразовой смолы Sr Spec фирмы EIChroM Industries, США. Анализ изотопов Nd и Pb проводился выборочно по пробам, имеющим ключевое значение в интерпретации изотопов Sr. Результаты измерений приводились к значениям международных стандартных образцов. Rb–Sr-изотопная система чувствительна к пост-магматическим изменениям и процессам выветривания пород, поэтому значения (87Sr/86Sr)0 могут быть искажены. Для исследований возможного влияния фактора наложенных изменений проводились исследования изотопного состава стронция с предварительной кислотной обработкой проб. Они показали хорошую воспроизводимость результатов измерений изотопов Sr с кислотной обработкой и без нее в неизмененных породах позднего кайнозоя и существенное уменьшение значений изотопных отношений в пробах измененных пород среднего–позднего кайнозоя, обработанных кислотой, по сравнению с теми же пробами, не подвергавшимися обработке.


Глава 3. Строение вулканических комплексов

В главе представлены результаты исследований вулканических полей Центральной Монголии возрастного интервала последних 88 млн лет (рис. 1) и вулканических полей Северо-Восточного Китая возрастного интервала последних 9.7 млн лет (рис. 2). На основе радиоизотопного датирования пород, представлены схемы разновозрастных вулканических зон и ареалов с характеристикой разрезов вулканических толщ и описанием строения вулканических аппаратов.



Рис. 1. Пространственное распределение зон и вулканических ареалов в Центральной Монголии.

1 – линейная зона; 2 – изометричный ареал; 3 – орогенная провинция [Корина, 1982]: 4 – пограничная (северная и восточная) провинция и Южно-Хангайское плоскогорье [Корина, 1982]; 5-9 – возрастные интервалы вулканических полей (млн лет): 5 – 88-71, позднемеловой, 6 – 66-43, палеоцен – среднеэоценовый, 7 – 41-12, среднеэоценовый – среднемиоценовый, 8 – 17-10, миоценовый, 9 – <10, позднемиоценовый – четвертичный; 10 – граница Монголии. Схема составлена с использованием опубликованных работ и результатов исследований автора.



Рис. 2. Схема пространственного распределения вулканических пород в центральной части провинции Хелунцзян (на врезке территория исследований выделена прямоугольником) [Чувашова и др., 2009]. На рис. б-е – гистограммы содержаний калия в вулканических породах.

В субмеридиональной зоне Кедонг-Еркешан-Удалианчи-Келуо-Ксаогулихе сосредоточен магматизм калиевой серии, а в субширотной зоне Нуоминхе-Уйилинг – калинатровой.


Глава 4. Пространственно-временное распределение вулканических пород

калиевой и калинатровой серий

Согласно систематике магматических пород [Магматические горные породы…, 1985; Le Bas, 1989], породы с отношением 0.2 < K2O/Na2O < 1.0 относятся к калинатровой серии, а с отношением K2O/Na2O > 1.0 – к калиевой. При петрохимических исследованиях пород переходного состава между калиевой и калинатровой сериями используются термины «высококалиевый» и «умереннокалиевый». Такой подход учитывает только концентрации калия [Foley et al., 1987]. На полях центральной части провинции Хелунцзян Северо-Восточного Китая преобладают лавы калиевой серии, а на полях Центральной Монголии – калинатровой. Но на первой территории, наряду с калиевыми лавами, присутствуют лавы Нуоминхе и Мааншан, соответствующие калинатровой серии по отношению K2O/Na2O < 1 , а на второй – наоборот, наряду с калинатровыми лавами, имеются лавы, сопоставимые по этому отношению с калиевой серией. На эту особенность лав района оз. Угей-Нур последней территории впервые обратили внимание А.Я. Салтыковский и др. [1984].

С одной стороны, состав калиевых лав Угей-Нурского поля резко отличается от составов близких по возрасту лав Цэцэрлэгского поля, обладающих низким отношением K2O/Na2O, а с другой стороны – лишь в единичных образцах Угей-Нурского поля концентрации Ba и Rb – геохимически близких элементов к калию – достигают концентраций в типичной калиевой серии. Высококалиевые породы Центральной Монголии с содержанием K = 2.3–4.8 мас. % относятся к переходной группе от калинатровой серии к калиевой и, подобным образом, породы с пониженным отношением K2O/Na2O в Северо-Восточном Китае рассматриваются в качестве переходной группы от калиевой серии к калинатровой.

Исходя из пространственно-временного анализа распределения лав калиевой, калинатровой серий и лав переходного состава обоснована модель влияния межплитных процессов на кайнозойскую активизацию Азии. Установлено, что эволюция магматизма в Центральной Монголии происходила согласованно с эволюцией магматизма в Тибете, сопровождавшего Индо-Азиатскую коллизию 66–43 млн лет назад и постколлизионную конвергенцию 41–21, 20–10, 10–2 и <2 млн лет назад. Коллизии сопутствовали извержения умереннокалиевых лав Центральной Монголии, а постколлизионной конвергенции – чередовавшиеся извержения умеренно- и высококалиевых лав. Установлена менявшаяся во времени квазипериодичность 10 млн лет в интервале 41–21 млн лет назад, 6–8 млн лет – 24–10 млн лет назад, 2.5 млн лет – 10–2 млн лет назад и 0.3–0.7 млн лет – <2 млн лет назад.

Подчеркнуто отличие преимущественно калинатрового магматизма Центральной Монголии от преимущественно калиевого магматизма Северо-Восточного Китая. Первый определялся «активным» и «пассивным» механизмами глубинной магмогенерации, а второй – «пассивным» механизмом.


Глава 5. Магматические источники

В современной сейсмической структуре верхней мантии Азии сочетаются разновозрастные высокоскоростные слэбы (блоки) и надслэбовые (надблоковые) низкоскоростные аномалии, поэтому в работе исследуется геохимическая гетерогенность кайнозойского магматизма этой территории с учетом вовлечения в плавление обедненного слэбового и обогащенного надслэбового материала.

Океанические слэбы погружаются под континентальную литосферу на конвергентных границах. Для выделения трендов позднекайнозойских комплементарных мантийных выплавок в зонах таких границ Азии использованы данные по комплементарности слэбовых и надслэбовых источников на диаграмме 10–3×K/Ta – La/Ta в сочетании с данными об относительном обеднении–обогащении этих источников радиогенными изотопами Sr и Nd. Показано отличие трендов выплавок зон конвергенции от трендов выплавок Гавайского горячего пятна. Установлено, что процессы, развивавшиеся в зоне Индо-Азиатской коллизии на юге Азии, способствовали продолжительной надслэбовой магматической активности, а субдукционные процессы на востоке – смене надслэбовых выплавок слэбовыми. Выделена также особая тенденция K/La = const, не свойственная вулканическим породам зон конвергенции и проявляющаяся в породах осевых рифтовых долин континентальных рифтов. Эта тенденция характеризует процесс вовлечения в плавление материала литосферы при ее рифтогенном утонении.

Активность конвергентных слэбовых и надслэбовых источников Центральной Монголии была разделена в пространстве и/или времени. В течение позднего мела и кайнозоя в Центральной Монголии преобладало поступление слэбового материала с активизацией надслэбовых источников во временных интервалах 76–71(?), 37–31, 13–11 и <3.6 млн лет назад.

Пространственно-временное распределение слэбовых источников было предопределено мантийными неоднородностями Урало-Монгольского линеамента. По характеру пространственно-временного распределения слэбового материала отчетливо различаются 2 этапа активности источников этого типа во временных интервалах 88–43 и <32 млн лет назад. Первый этап отражал эффект коллизионного воздействия на Азию преимущественно восточного угла Индостана, второй – общую постколлизионную конвергенцию Индийского индентера и Сибирского кратона. В позднем кайнозое активизация слэбовых источников последовательно распространялась в северо-восточном направлении от центрально-восточной части Дзабхан–Долино-Озерской зоны через хр. Восточный Хангай в Орхон–Селенгинское среднегорье. Распространение выплавок надслэбовых источников во временном интервале последних 41 млн лет было подчинено субширотным и субмеридиональным зонам с общим смещением к северу и северо-западу.

Активизация рифтовых литосферно–астеносферных источников была пространственно связана с образованием впадин Центрально-Монгольской рифтовой зоны, являющейся по характеру глубинной динамики частью Байкальской рифтовой системы. Рифтогенная преимущественно литосферная высококалиевая магмогенерация была инициирована в центральной части Центрально-Монгольской рифтовой зоны, в Орхон–Селенгинском среднегорье. В координатах изотопов Nd и Sr тренды лав этой территории возрастного диапазона от 15.5 до 2.8 млн лет Угей-Нурского, Нижне-Орхонского, Хануйского полей и диапазона <2 млн лет Селенгинского поля соединялись между собой в точке, соответствующей общему подлитосферному компоненту Байкальской рифтовой системы (компоненту А). Изотопно-обогащенный надслэбовый компонент в магматических процессах не проявлялся.

После перестройки магматической системы Центральной Монголии около 10 млн лет назад, произошедшей на фоне ослабления конвергентного магматизма и формирования впадин Центрально-Монгольской рифтовой зоны, имел место интервал 9.6–2.1 млн лет назад импульсного противофазного проявления конвергентных (надслэбовых) и рифтогенных (литосферно–астеносферных) магматических процессов в Чулутынской зоне, маркировавшей западное окончание рифтовой структуры. В северной части Чулутынской зоны, на Тарят–Чулутынском поле, фазы рифтогенного плавления литосферы 7.1–5.9 и 4.6–3.8 млн лет назад чередовались с фазами плавления материала надслэбовых источников в интервалах 5.8–5.6 и ~2.7 млн лет назад. В южной части зоны, на Верхне-Чулутынском поле, изливались лавы, связанные только с импульсами рифтогенного плавления литосферы.

При геохимических исследованиях вулканических пород позднекайнозойских полей центральной части провинции Хелунцзян выделено 4 группы с различными концентрациями SiO2, K2O и значениями Mg#. Установлены существенные микроэлементные и изотопные различия между группами. Вулканические породы подразделены на калиевую и калинатровую серии.

В обеих сериях присутствовал общий изотопно-обогащенный компонент с отношениями 87Sr/86Sr ~0.7052, 143Nd/144Nd ~0.51243, 206Pb/204Pb ~17.0. Предполагается, что этот компонент характеризовал материал верхней части астеносферы, образовавшейся в процессе мезозойско–кайнозойской эрозии изотопно-обогащенной литосферы континентальной окраины Восточной Азии.

По изотопно-геохимическим параметрам Sr и Pb вулканических пород установлено распространение однородного изотопно-обогащенного слоя астеносферы под обширной территорией Восточной Азии. Изотопно-обогащенный астеносферный компонент континентальной окраины проявился в надсубдукционном магматизме островной дуги Северо-Восточной Японии во временном интервале 30–20 млн лет назад. Вследствие процессов, повлекших за собой раскрытие впадины Японского моря около 15 млн лет назад и последующую эволюцию Японской дуги с 15 до 9 млн лет назад, связь островодужного магматизма с астеносферой континентальной окраины оказалась прерванной. Астеносферный материал этого типа продолжал вовлекаться в магмогенерирующие процессы только под континентальной окраиной в сочетании с материалом субдуцированных океанических слэбов и литосферы.


Глава 6. Современное состояние магматических систем

Юные вулканические извержения в Центральной Монголии, Северном Забайкалье и Северо-Восточном Китае согласованы между собой во времени. Общим спусковым механизмом вулканизма удаленных территорий явился последний сильный тектонический импульс, распространившийся в Азии из зоны Индо-Азиатского взаимодействия. Максимальный тектонический стресс выразился в структурной перестройке зоны юного вулканизма хр. Удокан в Северном Забайкалье около 8780 лет назад. На Тарят–Чулутынском поле Центральной Монголии извержения субширотной линии вулканов Однобокий, Лиственничный и Сосновый предшествовали этой структурной перестройке, а извержения северо–северо-восточной линии построек вулкана Хорго и излияния лавовых потоков, затопивших территорию либо соответствовали моменту перестройки, либо следовали непосредственно после нее. В Северо-Восточном Китае вулканизм начался одновременно с перестройкой вулканической зоны хр. Удокан, а максимальная частота извержений была достигнута через 6000–8000 лет после перестройки, т.е. в последние 2500–2200 лет.

В качестве мантийного субстрата магматических расплавов юных вулканов Тарят–Чулутынского поля и Северо-Восточного Китая служили гранатовые перидотиты, модифицированные флюидной проработкой. Судя по высоким коэффициентам корреляции между несовместимыми элементами и однородному изотопному составу стронция, базальтоиды Тарятской впадины были производными единого мантийного источника, действовавшего начиная с 1.2 млн лет назад. Голоценовым базальтоидам Северо-Восточного Китая свойственна существенная гетерогенность по несовместимым микроэлементам и изотопным отношениям 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd, 206Pb/204Pb (для современных вулканов Удалианчи также по 230Th/238U).

Четвертичная эволюция магматизма центральной части поля Удалианчи отражала сравнительно медленную эрозию нижней части литосферы во временном интервале 1.33–0.16 млн лет назад и ее быстрое утонение при извержениях вулканов Лаохейшан и Хуошаошан в 1720–1721 гг.

Заключение


В работе приведены новые данные, полученные по кайнозойским вулканическим полям Центральной Монголии и Северо-Восточного Китая. Результаты выполненного опробования представлены в детальных разрезах вулканических толщ, схемах вулканических аппаратов и субвулканических тел.

При сопоставлении вариаций калия и K/Na отношений в лавах сделан вывод о том, что вулканические породы Центральной Монголии образуют калинатровую серию с переходом к калиевой, а породы центральной части провинции Хелунцзян Северо-Восточного Китая – калиевую серию с переходом к калинатровой. На основе результатов радиоизотопного датирования вулканических пород Центральной Монголии, реконструирована пространственно-временная эволюция вулканизма калинатровой серии в линейных зонах и изометричных ареалах в интервале последних 88 млн лет. В центральной части провинции Хелунцзян Северо-Восточного Китая установлен контроль вулканизма последних 9.6 млн лет субмеридиональной зоной полей калиевой серии Кедонг–Еркешан–Удалианчи–Келуо–Ксаогулихе и субширотной зоной полей калинатровой серии Нуоминхе–Уйилинг.

По относительным вариациям калия в разновозрастных вулканических породах была установлена согласованная пространственно-временная эволюция кайнозойского магматизма Центральной Монголии с эволюцией магматизма Тибета в рамках временных интервалов, соответствовавших Индо-Азиатской коллизии и постколлизионной конвергенции. Феномен цикличных вариаций калия в постколлизионных лавах Центральной Монголии исследовался затем с точки зрения определения глубинных источников групп умеренно- и высококалиевого состава и их пространственно-временной смены в ходе эволюции магматизма. Были идентифицированы выплавки из комплементарных конвергентных (слэбовых и надслэбовых) и рифтовых (литосферно–астеносферных) источников. Установлен пространственно-временной переход с юга на север от подлитосферных источников конвергентного типа Южной и Средней Гоби в область их современной активности, совместной с литосферно–астеносферными источниками Центрально-Монгольской рифтовой зоны. В Северо-Восточном Китае выявлена литосферно–астеносферная природа магматических источников.

Задача оценки современного состояния магматических систем решалась при сопоставлении позднеплейстоценового и голоценового вулканизма территорий. Установлено, что лавы Тарят–Чулутынского поля Центральной Монголии были производными единого замкнутого мантийного источника, действовавшего начиная с 1.2 млн лет назад, а расплавы голоценовых вулканов Северо-Восточного Китая образовались при смешении материала разных литосферных и подлитосферных источников. При извержении вулканов Лаохейшан и Хуошаошан в 1720–1721 гг. произошла активизация нового источника, не свойственного предшествовавшей четвертичной вулканической активности поля Удалианчи.


Список публикаций по теме диссертации:

Статьи в журналах:

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н. Голоценовый вулканизм в Центральной Монголии и Северо-Восточном Китае: асинхронное декомпрессионное и флюидное плавление мантии // Вулканология и сейсмология. 2007. № 6. С. 3–23.

Рассказов С.В., Чувашова И.С., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н., Брандт И.С., Брандт С.Б. Слэбовые и надслэбовые позднекайнозойские выплавки в зонах конвергентных границ Азии и Восточном Хангае, Центральная Монголия // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2008. № 1. С. 43–67.

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Лиу Я., Менг Ф., Ясныгина Т.А., Фефелов Н.Н., Саранина Е.В. Изотопно-обогащенные компоненты в эволюции позднекайнозойского калиевого магматизма провинции Хейлонгджанг, Северо-Восточный Китай // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2009. Т. 2, № 2. С. 181–198.

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Брандт С.Б. Цикличные вариации калия в позднекайнозойских лавах Центральной Монголии // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2010. Т. 3, № 1. С. 159–176.

Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Чувашова И.С., Фефелов Н.Н., Саранина Е.В. Мантийные источники кайнозойских вулканических пород Восточной Азии: производные слэбов, подлитосферной конвекции и литосферы // Тихоокеанская геология. 2010 (в печати).

Публикация в INTERNET:

Chuvashova I.S., Liu J., Rasskazov S.V., Ming F., Yasnygina T.A., Fefelov N.N., Saranina E.V. Latest Pleistocene through Holocene Volcanism in Central Mongolia and Northeast China: Partial Melting in Closed and Open Mantle Sources // http://www.mantleplumes.org /MongoliaVolcanism.html

Основные работы, опубликованные в сборниках и материалах конференций:

Рассказов С.В., Мордвинова В.В., Чувашова И.С., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н., Брандт И.С., Брандт С.Б., Ершов К.В. Кайнозойский вулканизм локальных низкоскоростных мантийных аномалий Центральной Монголии и Юго-Западного Прибайкалья // Вулканизм и геодинамика: Мат-лы III Всероссийского симпозиум по вулканологии и палеовулканологии. Т.1. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского научного центра, 2006. С. 280–283.

Рассказов С.В., Чувашова И.С., Мордвинова В.В., Брандт И.С., Брандт С.Б., Ершов К.В. Развитие кайнозойского магматизма Центральной Азии как выражение процессов образования Саяно-Монгольского низкоскоростного мантийного домена // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2006. С. 95–98.

Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Чувашова И.С., Брандт И.С., Брандт С.Б., Демонтерова Е.И., Бехтур Б. Динамика плавления мантии под Центральной Монголией в интервале последних 4 млн лет: соотношения редких земель в лавах Хануйского вулканического поля // VI Российско–Монгольская конференция по астрономии и геофизике. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2006. С. 150–164.

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Брандт И.С., Брандт С.Б., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н., Иванов А.В. Изотопно-геохимическая характеристика разновозрастных вулканических пород позднего кайнозоя Тарятской впадины, Центральная Монголия // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма. Т. 2. Мат-лы III Российской конференции по изотопной геохронологии. М.: ГЕОС, 2006. С. 401–405.

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н. Четвертичные вулканические породы Центральной Монголии и Восточного Китая: сравнительный анализ геохимических характеристик мантийных магматических источников в приложении к геодинамике // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2006. C. 210–213.

Рассказов С.В., Чувашова И.С. Структурные признаки синкинематической эволюции средне-позднекайнозойского вулканизма Центральной Монголии // Проблемы современной сейсмогеологии и геодинамики Центральной и Восточной Азии. Мат-лы совещания. Т. 2. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2007. С. 90–97.

Рассказов С.В., Брандт И.С., Брандт С.Б., Чувашова И.С. Позднекайнозойская магматическая динамика Центральной Монголии: воздействие плюмов на литосферу или влияние Индо-Азиатской коллизии? // Геодинамика формирования подвижных поясов Земли. Мат-лы международной научной конференции. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2007. С. 245–248.

Рассказов С.В., Брандт С.Б., Брандт И.С., Чувашова И.С., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н., Ершов К.В. Соотношения кайнозойской магматической активности Саяно-Монгольского и Забайкальского низкоскоростных доменов // Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды. Мат-лы Всероссийской научной конференции. Иркутск: Институт геохимии СО РАН, 2007. С. 63–67.

Рассказов С.В., Чувашова И.С., Брандт И.С., Брандт С.Б., Ясныгина Т.А. Кратонные и внекратонные источники глубинного мантийного калиевого магматизма континентов последних 45 млн лет // Тектоника и металлогения Северной Циркум-Пацифики и Восточной Азии: Мат-лы Всероссийской конференции c международным участием, посвященной памяти Л.М. Парфенова. Хабаровск: ИТиГ ДВО РАН, 2007. С. 288–292.

Рассказов С.В., Чувашова И.С., Мордвинова В.В., Кожевников В.М. Роль кратонного раздела Леман в кайнозойской динамике верхней мантии Центральной Азии: интерпретация моделей скоростей сейсмических волн в свете пространственно-временной эволюции вулканизма // Фундаментальные проблемы геотектоники. Тез. докл. XL Тектонического совещания. М.: МГУ, 2007. С. 126–129.
  1   2

Похожие:

Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconВ улан-Батор е состоялся «круглый стол», посвященный 5 50-лети ю Казахского ханства
Улан-Батор состоялся «круглый стол» на тему «550-летие Казахского ханства: актуальные вопросы истории Казахстана и Монголии», организованный...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconГеологический институт
Эволюция корово-мантийного магматизма и основных типов структур различных геодинамических обстановок рифея и палеозоя восточного...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconРеферат Философия Древнего Китая. Конфуцианство и даосизм
Философия как теоретическая дисциплина о мире и человеке практически одновременно возникает на Западе и на Востоке. Становление восточного...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconСоциально-культурное развитие диаспор Северо-Восточного Казахстана в
Охватывает два периода: период тоталитарной системы социализма с чрезмерной идеологизацией экономики, обороны, культуры, сверхцентрализацией...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconПлан. I. Введение II. Конструктивные особенности жилища: а Неолита; б Эпохи бронзы; в Первых веков нашей эры III. Эволюция интерьера IV. Традиционное сельское жилище современного Китая
Жилище – это область культуры, которая формировалась в течение длительного времени. На развитие жилища оказали влияние многообразные...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Роль Китая в современной мировой экономике. Место постсоветского пространства в региональной экономической стратегии Китая. 7
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconПамятка туристу, выезжающему в Румынию
Румыния расположена в юго-восточной части центральной Европы. На севере она граничит с Украиной, на востоке с Республикой Молдова...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconВзаимодействие России и Китая в рамках Шанхайской организации сотрудничества
Аннотация: Статья посвящена основным аспектам взаимодействия двух крупнейших держав России и Китая в рамках шос
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconСеверо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева
Ргкп «Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева», находящийся Северо-Казахстанской обл., г. Петропавловск,...
Пространственно-временная эволюция и источники кайнозойского вулканизма центральной монголии и северо-восточного китая iconСеверо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева
Ргкп «Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева», находящийся Северо-Казахстанской обл.,г. Петропавловск,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница