НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО ГЕОХРОНОЛОГИИ ЭОЦЕН-ОЛИГОЦЕНОВОГО ВУЛКАНИЗМА КРАСКИНСКОЙ РИФТОГЕННОЙ ВПАДИНЫ (ЮГО-ЗАПАДНОЕ ПРИМОРЬЕ)

НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО ГЕОХРОНОЛОГИИ ЭОЦЕН-ОЛИГОЦЕНОВОГО ВУЛКАНИЗМА КРАСКИНСКОЙ РИФТОГЕННОЙ ВПАДИНЫ (ЮГО-ЗАПАДНОЕ ПРИМОРЬЕ)

Научная статья

Попов В.К.¹, Чащин А.А.², Тсутсуми Ы.³, Чекрыжов И.Ю.⁴, Будницкий С.Ю.⁵

^{1,2, 4, 5} Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, Владивосток, Россия;

³ Департамент геологии и палеонтологии, Национальный музей природы и наук, Токио, Япония

* Корреспондирующий автор (achashchin[at]mail.ru)

Аннотация

Проведено K/Ar и Up/Pb (по циркону) изотопно-геохронологическое изучение вулканических пород Краскинской рифтогенной впадины на юго-западе Приморья. Изучена представительная коллекция образцов из стратотипических (опорных) разрезов зайсановского базальт-андезит-дацитового и краскинского дацит-риолитового комплексов. На основании полученных данных, сделано предположение о возможном проявлении двух импульсов вулканизма – около 55.5 и 43.8 - 33.5 млн лет назад. Показано, что основная стадия активного вулканизма в пределах впадины продолжалась в течение примерно 10 млн лет – от 43.8 до 33.5 млн лет назад, и характеризовалась синхронным извержением вулканитов основного и кислого состава.

Ключевые слова: изотопное датирование, геохронология, K-Ar метод, U-Pb метод, Краскинская впадина, Приморье, этапы вулканической активности.

NEW GEOCHRONOLOGY DATA ON EOCENE-OLIGOCENE VOLCANISM OF KRASKIN RIFT-RELATED BASIN (SOUTH-WESTERN PRIMORYE)

Research article

Popov V.K.¹, Chashchin A.A.^2, *, Tsutsumi Y.³, Chekryzhov I.Yu.⁴, Budnitsky S.Yu.⁵

^{1, 2, 4, 5} Far Eastern Geological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia;

³ Department of Geology and Paleontology, Natural Museum of Nature of Science, Tokio, Japan

* Corresponding author (achashchin[at]mail.ru)

Abstract

K/Ar and Up/Pb (by zircon) isotope-geochronological study of volcanic rocks of the Kraskin rift-related basin in the south-west of Primorye was carried out. A representative collection of specimens from stratotypic (support) sections of Zaisan basalt-andesite-dacite and Krasin dacite-rhyolite complexes was studied. Based on the data obtained, an assumption was made about the possible manifestation of two volcanic impulses – approximately 55.5 and 43.8 - 33.5 million years ago. It is shown that the main stage of active volcanism within the basin lasts for about 10 million years – from 43.8 to 33.5 million years ago, which was characterized by the synchronous eruption of volcanic rocks of basic and acidic composition.

Keywords: isotope age determination, geochronology, K-Ar method, U-Pb method, Kraskin basin, Primorye, stages of volcanic activity.

В палеогеновый период, на континентальной окраине Япономорского бассейна, в результате развития сдвигов в режиме транстенсии (сдвиг с растяжением) сформировались синсдвиговые бассейны типа пулл-апарт [1], описанные на территории Приморья и Приамурья, как Хасано-Амурский ареал рифтогенных впадин [2]. Геологическое развитие этих впадин сопровождалось многократными синхронными процессами вулканизма и осадконакопления, а также поствулканическим формированием цеолитовой и эпитермальной золото-серебряной минерализации. Несмотря на детальное геолого-петрологическое изучение данных структур, временная последовательность формирования осадочного и вулканогенного чехла впадин до сих пор не была обоснована надежными изотопными геохронологическими данными. Целью настоящего сообщения является обсуждение результатов геохронологического изучения образцов из базальт-андезитового зайсановского и риолит-дацитового краскинского комплексов, получивших свое распространение в пределах Краскинской рифтогенной впадины, расположенной на юго-западе Приморья.

Краткая геологическая характеристика

В структурном плане Краскинская впадина представляет собой тектоническую депрессию, вытянутую в широтном направлении более чем на 50 км, при ширине от 3 на западе до 12 км на востоке. Борта впадины ограничены сбросами и сбросо-сдвигами. Её южные и юго-западные фланги, в результате неотектонических движений были раздроблены, и в настоящее время погружены под водами залива Петра Великого [5].

Рис. 1. – Схематическая геологическая карта Краскинской впадины

1 - 2 – четвертичные аллювиальные континентальные (1) и морские (2) отложения; 3 – ранний миоцен, толща песчаников; 4 – олигоцен, туффитовая толща; 5 – эоцен-олигоцен, хасанская свита; 6 - 7 – эоцен, зайсановский комплекс: 6 – базальты, 7 – андезиты, дациты; 8-10 – эоцен, краскинский комплекс: 8 – риолиты, 9 –вулканические стёкла, 10 – дациты; 11 – нижний мел, гладкинская толща; 12 – образования до мелового возраста (граниты, роговики); 13 – разломы, главные (а) и второстепенные (б); 14 – места находок ископаемой флоры; 15 - местоположение образцов и их K-Ar возраст, млн лет; Звездочкой отмечены датировки, полученные U-Pb методам по цирконам; 16 – район исследований

 

Фундамент впадины сложен метаморфическими, осадочно-вулканогенными и интрузивными образованиями палеозойского Лаоелин-Гродековского террейна, а также прорывающими, и часто перекрывающими их раннеюрскими и раннемеловым магматическими комплексами.

Породы чехла впадины представлены в основании молассоидными отложениями палеоцен-эоценовой угленосной назимовской свиты [7], залегающими выше эоценовыми вулканитами зайсановского и краскинского комплексов, а также осадочными отложениями эоцен-олигоценовой промышленно-угленосной хасанской свиты и наращивающими ее туфогенно-осадочными отложениями олигоценовой туффитовой толщи и раннемиоценовой толщи песчаников (рис. 1).

Результаты геохронологических исследований

Геохронологические исследования образцов проводились K-Ar методом по валу пород в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН по методике, изложенной в [9]. Одновременно было осуществлено U-Pb изотопное датирование кислых пород изученных комплексов по цирконам, с применением метода лазерной абляции ICP-MS в Национальном музее Геологии и Палеонтологии г. Цукуба, Япония по методике, описанной в работе [10].

Зайсановский комплекс представлен базальтами, андезибазальтами, андезитами, реже дацитами. Породы комплекса слагают руины сложной вулканической постройки на полуостровах Новгородский и Краббе, а также встречаются в виде роя даек (дайковые поля) основного и кислого состава на восточных флангах (бортах) впадины. Их выходы фиксируются в береговых обнажениях м. Дегера и м. Лукина.

Согласно ранее полученным калий-аргоновым датировкам [8], базальты зайсановского комплекса, закартированные в пределах п-ова Краббе, имеют возраст 39-35 млн лет. Нами было проведено дополнительное K-Ar датирование покровов базальтов (по валу пород), расположенных в устье р. Гладкая. Полученные датировки (41.3±1.0 и 39.9±1.8 млн лет) подтвердили эоценовый возраст данных магматических образований. Примечательно, что для неизменных «чёрных» базальтов одной из даек м. Лукина методом ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирования ранее был получен возраст 38.1±1.3 млн лет [6]. Таким образом, внедрение базальтовых даек на восточном фланге впадины близко по времени к формированию покровных базальтов п-ова Краббе и устья р. Гладкой.

Возраст андезитов п-ва Посьет и п-ва Краббе, определенный K-Ar методом, составляет 36.0-35.6 млн лет [8]. Для получения более полной информации о возрасте формирования кислых пород комплекса, нами были выполнены K-Ar измерения возраста дацитов косы Назимова и дацитов юго-западного берега оз. Лебединое. Полученные для них по валовым пробам K-Ar датировки дали значения возраста 34.1±0.9 и 37,5±0.9 млн. лет соответственно. Параллельно нами были проведены U-Pb геохронологические исследования зерен цирконов из пробы андезитов, отобранной в бухте Островная п-ва Краббе.

Цирконы из андезитов представлены мелкими прозрачными зернами бледно-розовой окраски, которые, как правило, имеют короткопризматическую, реже длиннопризматическую форму кристаллов. В катодолюминесцентном изображении (КЛ) большинство из них обнаруживают осцилляторную зональность. Величина Th/U отношения, в изученных кристаллах, варьирует от 0.55 до 1.40. В целом, наблюдаемый характер зональности, а также величина Th/U отношения, соответствуют цирконам магматического генезиса. Возраст андезитов зайсановского комплекса, впервые определенный U/Pb методом по изотопии цирконов, составляет 36.74 ± 0.47 млн лет.

Краскинский комплекс сложен разнофациальными типами кислых пород – флюидальными и брекчиевыми лавами риолитов, риодацитов, вулканическими стеклами, туфами риолитов и туффитами, слагающими вулканические постройки на восточном берегу бухты Экспедиции и полуостровах Новгородский и Краббе.

На сегодняшний день, для кислых вулканических пород (дациты и риолиты) комплекса имеется всего несколько изотопных датировок. Так, по результатам Rb-Sr изохронного датирования, для андезитов и дацитов п-ова Краббе был установлен возраст 33.5±1.1 млн лет [6]. Близкая датировка была получена K/Ar методом для дайки вулканического стекла риолитового состава, закартированной в бассейне р. Виноградная – 36.7±1.4 млн лет [3]. Для уточнения времени формирования кислых пород комплекса нами было выполнено повторное датирование дацитов и риолитов с помощью U-Pb метода по циркону.

Отобранные из экструзивных дацитов п-ова Краббе цирконы представляют собой прозрачные кристаллы короткопризматического и реже длиннопризматического облика. В некоторых из них, в режиме КЛ, видна отчётливая осциляторная зональность. Величина Th/U отношения в изученных цирконах составила 0.70-1.43. Установлено, что величина средневзвешенного изотопного возраста, полученная по 36 точкам измерений (по 42 зернам циркона), для изученных дацитов составляет 40.19± 0.38 млн. лет (СКВО = 1.9).

Между тем, в образце кластолав риолитового состава, отобранного в береговом обнажении северной части бухты Экспедиции, установлено присутствие кристаллов двух генераций.

Цирконы первой генерации - представлены преимущественно кристаллами удлиненно призматической формы, с характерными для магматических цирконов осциляторной зональностью и Th/U отношениями – 0.68-1.53. Средневзвешенный возраст данной группы цирконов, рассчитанный по 12 точкам измерений (девять зерен), составляет 40.3 ± 0.7 млн лет. Следует добавить, что близкая U-Pb датировка (по 39 зернам циркона) 36.6± 0.5 млн лет (СКВО = 2.3) была получена нами для флюидальных риолитов сопки Динозавр п-ова Краббе. Логично предположить, что полученные возраста цирконов, вероятно, отражают истинное время кристаллизации кислых пород комплекса.

Кристаллы второй генерации представлены короткопризматическими зёрнами и их обломками. Осцилляторная зональность в них слабо выражена, а величина Th/U отношения достигает значений 0.40 - 1.28. В целом, подобные характеристики свойственны магматическим цирконам. Средневзвешенный возраст, рассчитанный для цирконов этой генерации по 8 точкам измерений (шесть зерен), составляет 55.47 ± 2.5 млн лет при величине СКВО = 3.2. Скорее всего, данные цирконы, представляют собой ксеногенные кристаллы, оставшиеся от магматических пород, захваченных риолитовым расплавом в процессе его подъема к поверхности. В этой связи, можно предположить о возможном локальном проявлении вулканизма возрастом 55 млн лет в пределах Краскинской впадины. Примечательно, что в это же время произошло формирование кислых пород богопольской свиты (53-60 млн лет) в пределах Восточного Сихотэ-Алинского вулканического пояса [4].

Полученные к настоящему времени данные, о возрасте вулканитов зайсановского и краскинского комплексов, позволяют предположить о возможном проявлении двух импульсов эоценового вулканизма в пределах Краскинской впадины – около 55.5 и 43.8-33.5 млн лет назад. Причем, основная стадия активного вулканизма в пределах впадины продолжалась в течение примерно 10 млн лет – от 43.8 до 33.5 млн лет назад, и характеризовалась синхронным извержением вулканитов основного и кислого состава.

Финансирование Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ, гранта мол_а №18-35-00180.	Funding Researches is executed at financial support RFBR, the grant mol_a, No. 18-35-00180.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России: монография /отв. ред. А.И. Ханчук / Владивосток: Дальнаука. 2006. В 2-х томах. – Т. 1. – 572 с.
2. Попов В.К. Новые данные о возрасте эффузивов богопольской свиты в Приморье / В.К. Попов, А.В. Гребенников // Тихоокеанская геология. – 2001. – Т. 20. – №3. – C. 47-54.
3. Попов В.К. Петролого-геохимическая характеристика вулканических кайнозойских комплексов Краскинской впадины на примере п-ва Краббе (Приморье) / В.К. Попов, А.В. Гребенников, С.В. Коваленко, Т.К. Кутуб-Заде // Мезозойские и кайнозойские магматические и метаморфические образования Дальнего Востока: материалы V Дальневосточного регионального петрографического совещания. – Хабаровск: ФГУГГП “Хабаровскгеология“. 2001. – С. 38-40.
4. Попов В.К. Хасано-Амурский ареал (палеоцен-миоцен) Кислый вулканизм / В.К. Попов, А.В. Гребенников // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. – Владивосток: Дальнаука. 2006. – Т. 1. – С. 354-361.
5. Попов В.К., Кайнозойский вулканизм рифтогенных впадин юго-западного Приморья / В.К. Попов, А.А. Чащин – Владивосток: Дальнаука, 2014. – 63 с.
6. Рассказов С.В. Средне-позднекайнозойский магматизм континентальной окраины Япономорского бассейна: импульсное плавление мантии и коры юго-Западного Приморья / С.В. Рассказов, Т.А. Ясныгина, Е.В. Саранина и др. // Тихоокеанская геология. – 2004. – Т. 23. – № 6. – C. 3-31.
7. Седых А.К. Кайнозойские рифтогенные впадины Приморья (геологическое строение, минерагения и геодинамика углегенеза) / А.К. Седых – Владивосток: Дальнаука. 2008. – 248 с.
8. Чащин А.А. Геохимические особенности эоценового вулканизма рифтогенных впадин юго-западного Приморья / А.А. Чащин, В.К. Попов, В.П. Нечаев и др. // Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы: материалы Второго Всероссийского симпозиума с международным участием и молодежной научной школы, посвященных памяти академиков Н.А. Логачева и Е.Е. Милановского – Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2013. – Т. 2. – С. 164-168.
9. Чернышев И.В. K-Ar изотопная систематика и возраст новейшего вулканизма Казбекской вулканической области, Большой Кавказ / И.В. Чернышев, М.М. Аракелянц, В.А. Лебедев‚ С.Н. Бубнов // Доклады РАН. – – Т. 367. – № 6. – С. 810–814.
10. Tsutsumi Y. LA-ICP- MS and SHRIMP age of zircons in chevkinite and monazite tuffs from the Boso Peninsula, Central Japan / Y. Tsutsumi, K. Horie, T. Sano et al. // Bull. Natl. Mus. Nat. Sci., Ser. – 2012. – С. 38. – P. 15-32.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Geodinamika, magmatism i metallogeniya Vostoka Rossii [Geodynamics, Magmatism and Metallogeny of the Russia East] // Monograph in two books. Ed. by A.I. Khanchuk. Vladivostok: Dalnauka. - 2006. – V. 1. -572 p. [in Russian]
2. Popov V. K. Novye dannye o vozraste effuzivov bogopolskoi svity v Primorye [New ages for effusive rocks of the Bogopolskya formation, Primorsky Region] / Popov V. K., Grebennikov A. V. // Tihookeanskaya geologiya [Russian Journal of Pacific Geology]. - 2001. - V. 20. - No.3. – P. 47-54. [in Russian]
3. Popov V. K. Petrologo-geohimicheskaya harakteristika vulkanicheskih kaynozoiskih kompleksov Kraskinskoy vpadiny na primere poluostrova Krabbe (Primorye) [Petrologic and geochemical characteristics of Cenozoic volcanic complexes of the Kraskinskaya depression on the example of Krabbe Peninsula (Primorsky Region) / V. K. Popov, A. V. Grebennikov // Mezozoyskie i Kaynozoyskie magmaticheskie i metamorficheskie obrazovaniya Dalnego Vostoka: Materialy pyatogo Dalnevostochnogo regionalnogo soveshchaniya [Proceeding of the Fifth Far East Regional Petrographic Meeting “Mesozoic and Cenozoic Igneous and Metamorphic Formations of Far East:]. Khabarovsk: “Khabarovskgeologiya” Enterprise. - 2001. - P. 38-40. [in Russian]
4. Popov V. K. Hasano-Amurskiy areal (paleotsen-miotsen) Kislyi vulkanizm [Acid volcanism in the Khasan-Amur geographic range during Paleocene – Miocene / V. K. Popov, A. V. Grebennikov // Geodinamika, magmatism i metallogeniya Vostoka Rossii [Geodynamics, Magmatism and Metallogeny of the Russia East]. - Vladivostok: Dalnauka. - 2006. – V. 1. – P. 354-361 p. [in Russian]
5. Popov V. K. Kainozoiskiy vulkanizm riftogennyh vpadin yugo-zapadnogo Primorya [Cenozoic volcanism of riftogenic depressions in the south-west of Primorsky Region] / V. K. Popov, A. A. Chashchin. // Vladivostok: Dalnauka, - 2014. – 63 p. [in Russian]
6. Rasskazov S. V. Sredne-pozdnekainozoiskiy magmatism kontinentalnoi okrainy Yaponomorskogo basseyna: impulsnoe plavlenie mantii i kory yugo-zpadnogo Primorya [Middle-Late Cenozoic magmatism on continental margin of the Sea of Japan basin: pulsed melting of magma and crust in the south-west of Primorsky Region / S. V. Rasskazov, T. A. Yasnygina, E. V. Saranina et al. // Tihookeanskaya geologiya [Russian Journal of Pacific Geology]. – 2004. – V. 23. - № 6. – P. 3-31 [in Russian]
7. Sedykh A. K. Kainozoiskie riftogennye vpadiny Primorya (geologicheskoe stroenie, minerageniya i geodinamika uglegeneza) [The Cenozoic riftogenic depressions of Primorsky Region (geology, minerageny and geodynamics of coalification] / A. K. Sedykh // Vladivostok: Dalnauka. – 2008. – 248 p. [in Russian
8. Chashchin A. A. Geohemicheskie osobennosti eotsenovogo vulkanizma riftogennyh vpadin yugo-zapadnogo Primorya [Geochemical features of the Eocene volcanism of riftogenic depressions in the south-west of Primorsky Region] // A. A. Chashchin, V. K. Popov, V. P. Nechaev et al. // Materialy Vtorogo Vserossiyskogo simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem i molodezhnoy nauchnoy shkoly, posvyachennoy pamyati akademikov N. A. Logacheva i E. E. Milanovskogo “Kontinentalnyi riftogenez, soputstsvuyushchiye protsessy” [Proceedings of the Second All-Russia Symposium with International Participation “Continental rifting and related processes” combined with Youth Scientific School in the memory of N .A. Logachev and E. E. Milanovskiy Academicians of RAS.] – Irkutsk: Institute of the Earth’s Crust SB RAS. – 2013. – V. 2. – P. 164-168 [in Russian]
9. Chernyshev I. V. K-Ar izotopnaya sistematika i vozrast noveishego vulkanizma Kazbekskoy vulkanicheskoy oblasti, Bolshoy Kavkaz [K-Ar isotopic systamtics and age of modern volcanism in the Kazbek neovolcanic area, Bolshoy Kavkaz] / I. V. Chernyshev, M. M. Arakelyants, V. A. Lebedev, S. N. Bubnov // Doklady RAN [Proceedings of the Russian Academy of Sciences]. – 1999. – V. 367. - № 6. – P. 810–814. [in Russian]
10. Tsutsumi Y. LA-ICP- MS and SHRIMP age of zircons in chevkinite and monazite tuffs from the Boso Peninsula, Central Japan / Y. Tsutsumi, K. Horie, T. Sano et al. // Bull. Natl. Mus. Nat. Sci., Ser. –2012. – С. 38. – P. 15-32.