Содержание к диссертации
Глава I. Геологическое строение Южного Верхоянья, обзор представлений о природе Кобюминской системы складок1.1. Геологическое строение Южного Верхоянья
1.1.1. Стратиграфия
1.1.2. Магматизм
1.1.3. Тектоническое строение
1.2. Обзор представлений о роли в геологической истории Южного Верхоянья этапа формирования Кобюминской системы складок
1.3. Раннеюрские вулканические комплексы ВерхояноКолымской складчатой системы
1.4. Вопросы терминологии
1.5. Методика применения петрохимических и геохимических данных при реконструкции геодинамического режима
Глава II. Геологическая позиция нижнеюрской абонскои осадочновулканогенной серии
2.1. Геологическое строение Кобюминской системы складок
2.2. Строение абонскои осадочно-вулканогенной серии нижней
Бассейн ручья Круг
Бассейн реки Луговая
Глава III Петрографическая и петрохимическая характеристика вулканических пород абонскои осадочно-вулканогенной серии
3.1. Эффузивные породы
3.1.1 Текстурные особенности эффузивных пород
3.1.2. Петрографическая характеристика эффузивных пород
3.2. Вулканокластические породы
3.2.1. Текстурные особенности вулканокластических пород
3.2.2. Петрографическая характеристика вулканокластических пород
3.3. Петрохимическая и геохимическая характеристика эффузивных пород абонской осадочно-вулканогенной серии
3.3.1. Петрохимия вулканических пород
3.3.2. Особенности распределения элементов-примесей в вулканических породах
Глава IV Условия проявления вулканизма раннеюрского возраста в Кобюминской системе складок
4.1. Краткая литологическая характеристика осадочных пород в разрезах абонской осадочно-вулканогенной серии
4.2. Условия формирования нижнеюрской абонской осадочновулканогенной серии
4.3. Геохимический анализ вулканических пород абонской осадочно-вулканогенной серии
4.4. Геодинамические условия проявления раннеюрского вулканизма в Южном Верхоянье
Введение к работе
Актуальность работы. Южное Верхоянье - это обширная территория, входящая в состав Верхояно-Колымской складчатой системы, расположенная между Сибирской платформой и Адыча-Эльгинским поднятием, переходящая на севере в мезозоиды Западного Верхоянья, а на юге ограниченная складчатыми сооружениями Становика и Джугджура.
В пределах Южного Верхоянья наиболее широко развиты породы верхоянского терригенного комплекса, который включает отложения нижнего карбона - средней юры (местами келловейского яруса верхней
юры). Верхоянский комплекс представлен почти исключительно терригенными толщами, относящимися к аспидной и флишоидной, реже - к грубообломочной терригенной формациям. Исключение составляют наиболее молодые раннеюрские породы, представленные наряду с терригенными породами и вулканогенными образованиями, образующими мощные толщи абонской осадочно-вулканогенной серии, сосредоточенной в пределах Кобюминской системы складок.
Степень изученности проявлений раннеюрского вулканизма недостаточная. До проведенных нами исследований существовало представление о том, что единственными и наиболее представительными были раннеюрские осадочно-вулканогенные отложения, вскрытые по ручью Круг и представленные в основном толщей лав базальтов, переслаивающихся с терригенными породами. Вулканокластические отложения в существующем объеме не были установлены, не изучались их петрографический состав, текстурно-структурные признаки, несмотря на то, что они существенно уточняют сведения об условиях формирования отложений раннеюрского возраста в регионе.
В этой связи предпринятая работа по всестороннему изучению геологических, петрохимических и геохимических особенностей раннеюрских вулканогенных пород Кобюминской системы складок, позволяющих установить природу раннеюрского вулканизма и уточнить историю геологического развития Южного Верхоянья, весьма актуальна.
Цель и задачи работы. Целью исследований является реконструкция обстановки формирования нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений, установление их генетической природы, а также определение геодинамического режима проявления раннеюрского вулканизма на территории Южного Верхоянья. Для ее реализации решались следующие задачи:
1. Проведение полевых геологических исследований в районах проявления раннеюрского вулканизма в пределах Кобюминской системы складок с детальной геологической документацией и отбором образцов и проб.
2. Изучение петрографического состава эффузивных, вулканокластических, осадочно-вулканогенных и вулканогенноосадочных пород раннеюрского возраста.
3. Исследование петрохимического и геохимического состава раннеюрских эффузивных пород.
4. На основе полученных фактических геологических, петрографических, петрохимических и литологических данных проведение фациального анализа нижнеюрских осадочновулканогенных отложений с целью реконструкции обстановки их образования и обоснования геодинамического режима проявления раннеюрского магматизма.
Методы исследований и фактический материал. В диссертации представлены результаты полевых исследований в пределах Южного Верхоянья, камеральной обработки материала автором, проведенные в 2003- 2008 гг. в Якутском государственном университете. В ходе проведения полевых исследований изучены не только выходы наиболее полных разрезов вулканогенных толщ, но и отдельные тела интрузивов предположительно мезозойского возраста.
В работе использованы все имеющиеся к настоящему времени фондовые материалы и публикации, характеризующие раннеюрский магматизм и литологию нижнеюрских осадочных отложений Южного Верхоянья.
При проведении исследований особое внимание было обращено на отбор и обработку проб на различные виды лабораторных анализов. Пробы обрабатывались вручную с соблюдением мер стерильности. Поскольку объектом изучения были достаточно древние магматические породы, специально исследовались степень и характер вторичных преобразований.
Полученные аналитические данные послужили основой для изучения петрохимической и геохимической характеристики вулканических пород.
Основной объем анализов выполнен методом ISP-MS на приборе ELEMENT
• II в Байкальском аналитическом центре ИНЦ СО РАН в г. Иркутск. В работе также использовались аналитический материал предыдущих исследователей (Амузинский и др., 1975, Попов, 1986, Ивенсен, 1994). Для решения поставленных задач использовано порядка 100 химических анализов, изучено 150 прозрачных шлифов, составлены и изучены генетические диаграммы.
Научная новизна и практическое значение работы. В результате проведенных исследований в пределах Кобюминской системы складок установлен и скоррелирован новый тип разреза осадочно-вулканогенной толщи раннеюрского возраста. Впервые в геологии региона петрографически и петрохимически охарактеризован большой спектр ранее не изученных вулканокластических и вулканогенно-осадочных пород, а также проведен фациальный анализ нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений.
Аргументировано новое представление о палеогеографических условиях и геодинамическом режиме проявления раннеюрского вулканизма.
Практическое значение работы определяется тем, что полученные фактические материалы и сделанные автором выводы существенно уточняют геологическую историю формирования Южного Верхоянья, что коренным образом меняет возможную металлогеническую специализацию. Результаты работы могут быть использованы при металлогеническом районировании и обосновании геолого-поисковых работ на территории Южного Верхоянья.
Защищаемые положения
1. В Кобюминской системе складок установлен и скоррелирован новый тип разреза отложений нижнеюрской абонской осадочновулканогенной серии, отличающийся от ранее известных разрезов серии широким спектром вулканогенных пород, строением и взаимоотношением с осадочными породами. В процессе изучения удалось уточнить, что абонская осадочно-вулканогенная серия состоит из базальтовой и андезитбазальтовой ассоциации вулканогенных пород.
2. Фациальный анализ нижнеюрских пород абонской осадочновулканогенной серии позволил выявить отложения жерловой, прижерловой, склоновой и удаленной частей раннеюрского палеовулкана стромболианского типа извержения в субаэральной обстановке, а также отложения синхронных подводно-трещинных излияний в восточной части региона.
3. Совокупность полученных геологических, петрохимических и геохимических данных о составе и строении раннеюрских осадочновулканогенных толщ показала, что абонская осадочно-вулканогенная серия сформировалась в субширотной рифтовой зоне в морском окраинноконтинентальном седиментационном бассейне.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых изданиях, утвержденных перечнем ВАК России.
Основные положения диссертации освещались на XXXV-XXXVIII Тектонических совещаниях (Москва, 2004, 2005); на Республиканской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Минерально-сырьевые ресурсы и освоение недр Якутии» (Якутск, 2005); на III Всероссийском симпозиуме по вулканизму и палеовулканизму (Улан-Удэ, 2006); на конференции научной молодежи, посвященной 50-летию Сибирского отделения Российской Академии Наук (Якутск, 2007); на Международной научно-практической конференции «Южная Якутия - новый этап индустриального развития» (Нерюнгри, 2007); на Аспирантских чтениях Якутского государственного университета (2007, 2008); на Форуме научной молодежи Республики Саха (Якутия), посвященному году академика В.П. Ларионова (Якутск, 2008); на Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые наукам о Земле» (Москва 2008); на XL VI Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008); XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008).
Научные результаты исследований автора в 2006 году докладывались на заседании Объединенного Ученого Совета по наукам о Земле при Академии Наук Республики Саха (Якутия). В 2007 году автор являлась стипендиатом АН PC (Я) среди молодых научных работников Республики Саха (Якутия), в 2008 году обладателем Гранта Президента Республики Саха
(Якутия) и Гранта Ректора ГОУ ВПО «ЯГУ им. М.К. Аммосова».
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы - 185 страниц, включая 70 рисунков, 5 таблиц. Список цитируемой литературы включает 80 наименований.
Работа выполнена на кафедре минералогии и петрографии геологоразведочного факультета ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова» под научным руководством заведующего кафедрой, доктора геолого-минералогических наук, профессора, заслуженного геолога PC (Я) И.И. Колодезникова, которому автор выражает искреннюю благодарность. Диссертант глубоко признателен ветеранам изучения раннеюрского вулканизма, доцентам В.П. Семенову и Б.И. Попову, за предоставление принадлежавшего им геологического материала и за оказание научно-методической помощи в обработке материала. Автор благодарен докторам геолого-минералогических наук А.И. Киселеву, В.И. Жижину, В.М. Никитину, М.Д. Томшину, а также Б.Н. Туласынову, Н.Н. Иванову, В.А. Ануфриеву, А.Е. Васильевой, В.А. Забелину, всем коллегам за научные консультации, помощь в обработке материала, моральную поддержку и дружеские советы.