Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа




Скачать 70.79 Kb.
НазваниеКоллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа
Дата конвертации06.02.2016
Размер70.79 Kb.
ТипДокументы
источникhttp://earth.jscc.ru/uu2006/avtors/Короновский/Короновский.doc

КОЛЛИЗИОННЫЙ ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ БОЛЬШОГО КАВКАЗА

Н. В. Короновский, Л. И. Демина


Московский государственный университет им. М.В Ломоносова, Москва, koronovsky@dynamo.geol.msu.ru, demina@dynamo.geol.msu.ru


Большой Кавказ, как и в целом Кавказский регион в позднекайнозойское время находился в состоянии общего субмеридионального сжатия, которое продолжается и в настоящее время. Наличие этого сжатия, проявляющегося на протяжении 6 млн. лет, подтверждается данными GPS [Шевченко и др., 1999 и другие]. Сжатие в целом ориентировано в направлении ССВ-ЮЮЗ, отличаясь в деталях в различных структурных зонах. Оно обусловлено процессами коллизии Африкано-Аравийской и Евразийской литосферных плит, происходящими за счет раскрытия, начиная с поздней юры, Атлантического океана и, соответственно, закрытия океанического бассейна Тетис. Во всем Кавказском синтаксисе, сильно пережатой части Альпийского пояса, чувствуется влияние самой северной части Аравийского клина, как бы его «острия» (индентора), на северной проекции которого располагаются наиболее возвышенные участки рельефа, как на Малом, так и на Большом Кавказе. Аккомодация субмеридионального сжатия выражается, начиная с позднего эоцена, в формировании системы разрывных нарушений, в основном надвигового и сдвигового характеров. Сочетания как левых, так и правых сдвигов со сбросами различных простираний создало структурную сеть, с которой связано проявление позднекайнозойского вулканизма на поверхности. В сдвиговых зонах на отдельных участках могли возникнуть обстановки транспрессии, особенно благоприятные для образования вулканических центров и магматических очагов. Важнейшую роль в общей структуре Кавказского сегмента в целом и Большого Кавказа, в частности, играет Аграхан-Тбилисско-Левантинская левосдвиговая зона (АТЛСЗ). Она маркируется не только геологическими данными, но и сгущениями эпицентров землетрясений [Короновский, Демина, 1999].

Коллизионные процессы в Кавказском сегменте сопровождались мощнейшим наземным вулканизмом и интрузивным магматизмом, наиболее широко развитым в пределах Малого Кавказа и постепенно убывающим в северном направлении. На Большом Кавказе и в южном Предкавказье выделяется одна провинция новейшего вулканизма и интрузивного магматизма, приуроченная к 250-километровому отрезку между вулканами Эльбрусом на западе и Казбеком на востоке и характеризующемуся наибольшими высотами рельефа. Западнее и восточнее этого отрезка вершинная поверхность Главного хребта скачкообразно понижается почти на километр.

Нижний предел возраста молодых магматических пород Большого Кавказа составляет 7-8 млн. лет для кислых магматических диапиров Минераловодского района, а верхний – 2-3 тысячи лет для голоценовых потоков Эльбруса и Казбека. Максимальная вспышка вулканической активности была в позднем плиоцене, когда формировались мощные толщи риолитовых игнимбритов в Эльбрус-Чегемском районе. Восточнее продукты извержений этого времени образовали огромную толщу вулканогенно-обломочных пород свиты рухдзуар, развитой в западной части Терско-Каспийского передового прогиба, но сами вулканы оказались полностью размытыми, за исключением Казбека.

Позднекайнозойские магматиты Большого Кавказа относятся преимущественно к известково-щелочным, реже субщелочным сериям, и их состав изменяется от базальтов и трахибазальтов до ультракислых риолитов, при этом кислые разности нормальной щелочности (риолиты, риодациты, дациты) преобладают над основными, средними и субщелочными. В Казбекской вулканической области развиты более основные и щелочные вулканиты по сравнению с Эльбрусской. По соотношению FeO, MgO и TiO2 толеитовый тренд дифференциации устанавливается только для трахибазальтов района Ванати.

В целом отмечается антидромный характер вулканизма: в процессе эволюции магматизма наблюдается уменьшение кремнекислотности и калиевости вулканитов, что особенно ярко проявлено в химическом составе пород Эльбрус-Верхнечегемского и Казбекского вулканических районов. Вулканиты Большого Кавказа характеризуются низкими содержаниями Тi, Fe, тяжелых REE, Y во всем диапазоне составов, в то время как содержания Аl и Na достаточно высокое. Это выражается в довольно частом присутствии в кислых разностях вулканитов нормативного корунда, особенно в породах Эльбруса и Чегема ( до 2.12 %), а также нормативного нефелина в более основных вулканитах, при этом наблюдается возрастание его содержаний в породах Казбекской области (до 5.5 %, Казбек) по сравнению с Эльбрусской (до 1.34%, Сурх-Крандух). Максимальным содержанием нормативного нефелина характеризуются трахибазальты потока Ванати (до16.46 %).

В породах разного возраста, развитых в пределах определенных вулканических районов и особенно центров извержения наблюдаются незначительные вариации содержаний многих химических элементов. В то же время пространственные вариации химизма вулканитов очень существенны, что убедительно было показано В.С. Поповым и др.[1987]. Особенно ярко это проявлено в распределении редких земель. Во всех типах пород легкие REE резко преобладают над тяжелыми. Степень дифференцированности спектров зависит от щелочности вулканитов. В базальтах и андезибазальтах европиевая аномалия проявлена слабо, кроме пород вулкана Кинжал. Наиболее низкими содержаниями редких земель по всему спектру характеризуются базальты вулкана Сурх-Крандух и андезибазальты Гудаурского потока. В пределах некоторых конкретных вулканических районов спектры REE пород различного по кремнекислотности состава очень близки (Верхний Чегем, Кельское нагорье). Породы Казбека резко отличаются от большинства вулканитов Большого Кавказа положительной европиевой аномалией, проявленной во всех типах ранних пород, при этом отчетливо наблюдается обогащение по всему спектру REE вулканитов более основного состава. В то же время в голоценовых андезидацитах четко выражена отрицательная европиевая аномалия. Для Эльбруса и окружающих его вулканчиков ситуация прямо противоположная: более ранние риодациты имеют слабый европиевый минимум, а более поздние дациты – максимум. Риодациты потока Битюк-Тюбе по сравнению с лавами Эльбруса существенно обогащены REE по всему спектру. Подобное латеральное изменение химического состава вулканитов Большого Кавказа свидетельствует о том, что первичные магмы выплавлялись в равновесии с различными, гетерогенными субстратами.

Все типы вулканитов резко обогащены литофильными элементами с крупными ионными радиусами. В мультиэлементных геохимических спектрах базальтов отчетливо проявлены положительные аномалии Th, La, Zr, Tb и отрицательные Sr, Ti, Y, и по характеру спектров они близки к составу постархейской континентальной коры.

По соотношению Cr-Ti, Ti-Zr, Zr-Ti-Y, Si-K-Ti, Si-K-Mg, Mg-K-Ti и др. магматиты Кавказа занимают промежуточное положение между вулканитами, образовавшимися в надсубдукционных и континентально-рифтовых обстановках. В то же время вулканиты различной кремнекислотности нормальной щелочности на диаграммах Si-K-Ti, Si-K-Mg занимают обособленные поля, что дает возможность использовать их как диагностические для геодинамической обстановки межконтинентальной коллизии (рис. 1). Базальты Кавказа по сравнению с породами других геодинамических обстановок существенно обогащены Zr. Это позволило дополнить общеизвестные дискриминационные диаграммы Zr-Ti, Zr-Y, Zr-Ti-Y полями для вулканитов, образовавшихся при процессах континентальной коллизии (рис. 2).

Первичное плавление в недрах Большого Кавказа осуществлялось на границе кора-мантия при ведущей роли процессов окисления глубинных трансмагматических флюидов [Короновский, Демина, 2004]. В процессе эволюции магматизма и при дальнейшей миграции флюидов в плавление вовлекались все большие объемы пород. На Большом Кавказе наиболее глубинными выплавками характеризуются вулканиты Казбекской области, приуроченные к АТЛСЗ. Только здесь появляются оливин-клинопироксеновые субщелочные базальты с толеитовой направленностью дифференциации.

В обстановке межконтинентальной коллизии физико-химичекие свойства расплавов и химизм магматических пород определяются не только термодинамическими и геодинамическими условиями плавления. Детальное изу­чение состава минералов из гломеропорфировых сростков, гомеогенных включений, а также сравнение их с вкрапленниками в лавах показывает, что термодинамические условия, в которых находи­лись магматические расплавы до их появления на поверхности Земли, претерпели длительную, многоэтапную эволюцию. Большую роль играли: 1) процессы кислотно-основного взаимодействия расплавов, флюидов и вмещающих толщ; 2) расслоение расплавов (ликвация) и их разогрев; 3) изменения режима общего давления на расплавы и повышение внутреннего давления в них при движении к поверхности. Все это отразилось на химическом и минералогическом составе вулканитов, а также кристаллизующихся фаз и их взаимоотношениях. Сравнение характера эволюции вулканизма наиболее крупных центров извержений Большого Кавказа позволяет сделать вывод, что Эльбрус по сравнению с Чегемом и Казбеком не прошел в своем развитии кальдерной стадии. Среди слагающих его вулканитов отсутствуют поздние посткальдерные более основные разности. С учетом наличия магматического очага под вулканом вполне можно ожидать в будущем катастрофического извержения Эльбруса с образованием взрывной кальдеры, как это установлено для Казбека.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 06-05-64437).

Список литературы


Демина Л. И., Симонов Д. А. Вулканиты как индикаторы процесса континентальной коллизии // Докл.. РАН, 1999, Т. 366, № 6. С.793-796.

Короновский Н. В., Демина Л. И. Коллизионный этап развития Кавказского сектора Альпийского складчатого пояса: геодинамика и магматизм // Геотектоника, 1999, № 2. С. 17-35.

Короновский Н. В., Демина Л. И. Магматический петрогенезис коллизионного этапа развития Кавказа // Труды ГИН. Вып. 565. Современные проблемы геологии. М.: Наука, 2004. С. 370-391.

Попов В. С., Семина В. А., Николаенко Ю. С. Геохимия новейших вулканитов Кавказа и их происхождение // Геохимия континентального вулканизма. М.: Наука, 1987. С.143-231.

Шевченко В. И., Гусева Т. В., Лукин А. А. и др. Современная геодинамика Кавказа (по результатам GPS измерений и сейсмологическим данным) // Физика Земли, 1999, № 9. С. 3-18.

Pearce J. A., Cann J. A. Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses // Earht Planet. Sci. Lett., 1973, Vol. 19. P. 290-300.

Pearce J. A., Norry M. J. Petrogenetic Implications of Ti, Zr, Y and Nb Variations in Volanic Rocks // Contrib. Mineral. Petrol., 1979, Vol. 69. P. 33-47.

Рис. 1. Диаграммы SiO2-K2O-MgO и SiO2-K2O-TiO2 для позднекайнозойских вулканитов нормальной щелочности Большого Кавказа. Данные авторов и В.С. Попова и др. [1987]. Поля вулканитов на диаграммах: MOR-срединно-океанических хребтов; SSZ-зон субдукций; CR-континентальных рифтов; CCZ-зон континентальной коллизии по [Демина, Симонов, 1999].
Рис. 2. Диаграммы Zr-Ti (А), Zr-Y (Б), Zr-Ti-Y (В) для позднекайнозойских базальтов Большого Кавказа. Данные авторов и В.С. Попова и др. [1987]. Поля на диаграммах. На А: A, B – низкокалиевые толеиты; B, D – базальты океанического дна; A, C – известково-щелочные базальты, по [Pearce, Cann, 1973]. На Б: A – внутриплитные базальты; B – базальты островных дуг; C – базальты срединно-океанических хребтов, по [Pearce, Norry, 1979]. На В: A, B – низкокалиевые толеиты; B, C – известково-щелочные базальты; B – базальты океанического дна; D – внутриплитные базальты, по [Pearce, Cann, 1973]. На всех диаграммах: CCZ – базальты зон континентальной коллизии, по [Короновский, Демина, 2004].

Похожие:

Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconГамма-активационная авторадиография: моделирование и реализация установки для выравнивания активирующей дозы излучения по поверхности аншлифа большого размера при облучении на микротроне
Представлены результаты по разработке аппаратно-программного решения для равномерного облучения на микротроне геологических образцов...
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconРаннепалеозойский коллизионный магматизм прибайкалья (хамар-дабан, ольхон): геохимическая типизация гранитоидов, связь с процессами метаморфизма и источники магм

Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconТриасовый вулканизм запада западно-сибирской плиты
Институт геологии и геохимии им акад. А. Н. Заварицкого Уро ран, г. Екатеринбург ()
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconФ. И. Ростовский дв геологический институт дво ран, Владивосток
Вулканизм (палеовулканизм) как отражение процессов дегазации астеносферы (палеоастеносферы)
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconОтделение наук о земле
...
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconНаучные основы формирования смешанных агроценозов кормовых трав в горной зоне Центральной части Северного Кавказа
Работа выполнена в фгоу впо «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В. М. Кокова» в 1998-2008 гг
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconФгоувпо «Чеченский государственный университет» г. Грозный e-mail:
Экосистемы Кавказа испытывают в последнее время очень сильное возрастающее воздействие антропогенного фактора, что угрожает разрушением...
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconНейтринный телескоп antares, включая развитие методики создания нейтринного телескопа большого объема в рамках проекта km3net и программы развития
Нейтринный телескоп (antares, включая развитие методики создания нейтринного телескопа большого объема в рамках проекта km3net и...
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconЭколого-агрохимическая оценка почв предгорий центрального кавказа при их длительном сельскохозяйственном использовании и применении удобрений
Диссертационная работа выполнена на кафедре агрохимии и почвоведения фгоу впо «Горский государственный аграрный университет» и фгу...
Коллизионный позднекайнозойский вулканизм большого кавказа iconВулканизм и структура юго-западной камчатки
Управление природных ресурсов и охраны окружающей среды мпр россии по Камчатской области и Корякскому автономному округу г. Петропавловск-Камчатский....
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


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