Палеомагнетизм миоценовых магматических образований Южной Камчатки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Реконструкция тектонической эволюции Камчатки крайне важна для расшифровки механизмов формирования складчатых поясов и развития субдукционных систем. В связи с этим необходимо получение надежной палеомагнитной информации по таким малоизученным сегментам Корякско-Камчатской складчатой области, как южная Камчатка. В настоящей работе представлены первые палеомагнитные данные по миоценовым магматическим телам прибрежного комплекса, широко распространенного на Тихоокеанском побережье южной Камчатки. По 33 сайтам рассчитан палеомагнитный полюс для миоцена южной Камчатки, который статистически значимо отличается от всех опубликованных кайнозойских полюсов по близлежащим регионам. Новые данные указывают на формирование миоценовых вулканитов на палеошироте, близкой к современному положению (52.3°), и свидетельствуют в пользу заложения миоценового надсубдукционного вулканического пояса на более древнем основании Олюторско-Камчатской складчатой системы, а не в пределах отдельного экзотического блока. Показано, что большая часть опробованных вулканитов сформировалась до основной фазы тектонических деформаций, однако по крайней мере часть изученных тел прямой полярности содержат постскладчатую намагниченность и, возможно, представляют собой продукты более молодых эпизодов магматизма.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Латышев

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН; Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: anton.latyshev@gmail.com
Россия, Москва; Москва; Петропавловск-Камчатский

М. Б. Аносова

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН; Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: anton.latyshev@gmail.com
Россия, Москва; Петропавловск-Камчатский

Е. А. Латанова

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН; Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: anton.latyshev@gmail.com
Россия, Москва; Москва

О. В. Бергаль-Кувикас

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН; Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга

Email: anton.latyshev@gmail.com
Россия, Петропавловск-Камчатский; Петропавловск-Камчатский

Список литературы

  1. Авдейко, Г.П., Палуева, А.А., Хлебородова, О.А. Геодинамические условия вулканизма и магмообразования Курило-Камчатской островодужной системы // Петрология. 2006. № 14 (3). С. 248-265.
  2. Бергаль-Кувикас О.В., Латышев А.В., Аносова М.Б., Латанова Е.А. Экспедиция по изучению миоценовых магматических пород Южной Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2022 № 4. С. 123–129.
  3. Богданов Н.А., Чехович В.Д. О коллизии Западно-Камчатской и Охотоморской плит // Геотектоника. 2002. №1. С. 72–85.
  4. Гапеев А.К., Цельмович В.А. Стадии окисления титаномагнетитовых зерен в изверженных породах // Деп. ВИНИТИ N1331-В89. М. 1989.
  5. Казанский А.Ю., Водовозов В.Ю., Гладенков А.Ю., Гладенков Ю.Б., Трубихин В.М. Магнитостратиграфия опорного разреза морского кайнозоя Западной Камчатки (бухта Квачина) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2021. № 29–1. С. 99–115.
  6. Коваленко Д.В. Палеомагнетизм палеогеновых комплексов п-ова Ильпинский // Геотектоника. 1992. № 5. С. 78–95.
  7. Коваленко Д.В. Палеомагнетизм геологических комплексов Камчатки и южной Корякии. Тектоническая и геофизическая интерпретация. М.: Научный мир. 2003. 256 с.
  8. Коваленко Д.В., Чернов Е.Е. Палеомагнетизм и тектоническая эволюция Камчатки и юга Корякии // Тихоокеанская геология. 2003. Т. 22. № 3. С. 48–73.
  9. Никишин А.М., Гревцев А.В., Малышев Н.А. История формирования осадочных бассейнов морей Дальнего Востока и Восточной Арктики. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. 2009. Т. 2. С. 85–88.
  10. Сляднев Б.И. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 1 000 000 (третье поколение). Серия Корякско-Камчатская. Лист N57 — Петропавловск-Камчатский. Объяснительная записка. ВСЕГЕИ. 2006. 376 с.
  11. Соловьев А.В., Шапиро М.Н., Гарвер Дж.И., Ландер А.В. Формирование Восточно-Камчатской аккреционной призмы по данным трекового датирования цирконов из терригенных пород // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 11. С. 1292—1302.
  12. Соловьев А.В. Изучение тектонических процессов в областях конвергенции литосферных плит методами трекового датирования и структурного анализа. М.: Наука. 2008. Тр. ГИН. Вып. 577. 319 с.
  13. Ханчук А.И., Гребенников А.В. Позднемиоцен-плиоценовая трансформная окраина Камчатки // Тихоокеанская геология. 2021. Т. 40. № 5. С. 3–15.
  14. Цуканов Н.В., Лучицкая М.В., Портнягин М.В., Савельев Д.П., Соловьев А.В., Hourigan J.K. Габбро-гранодиоритовый магматический комплекс Кроноцкой палеодуги (восточная Камчатка): возраст, состав и тектоническое положение // Геотектоника. 2022. № 5. С. 50–75.
  15. Шапиро М.Н. Позднемеловая Ачайваям-Валагинская вулканическая дуга (Камчатка) и кинематика плит северной Пацифики // Геотектоника. 1995. №1. С. 58–70.
  16. Шапиро М.Н., Соловьев А.В. Кинематическая модель формирования Олюторско-Камчатской складчатой области // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 8. С. 863–880.
  17. Шеймович В.С., Патока М.Г. Геологическое строение зон активного кайнозойского вулканизма. М.: Недра. 1989. 207 c.
  18. Шеймович В.С. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 200 000. Серия Южно-Камчатская. Листы N-57-XXI (Северные Коряки), N-57-XXVII (Петропавловск-Камчатский), N-57-XXXIII (Мутновская сопка). Объяснительная записка. М., 2000. 302 с.
  19. Bazhenov M.L., Zharov A.E., Levashova N.M., Kodama K., Bragin N.Y., Fedorov P.I., et al. Paleomagnetism of a Late Cretaceous island arc complex from South Sakhalin, East Asia: Convergent boundaries far away from the Asian continental margin? // Journal of Geophysical Research. 2001. V.106 (B9). P. 19,193–19,205.
  20. Bergal-Kuvikas O., Bindeman I., Chugaev A., Larionova Y., Perepelov A., Khubaeva O. Pleistocene-Holocene monogenetic volcanism at the Malko-Petropavlovsk zone of transverse dislocations on Kamchatka: Geochemical features and genesis // Pure and Applied Geophysics. 2022. V. 179 (11). P. 3989–4011.
  21. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: Grain size and composition dependence // Phys. Earth Planet. Inter. 1977. V. 13. P. 260–267.
  22. Debiche M.G., Watson G.S. Confidence limits and bias correction for estimating angles between directions with applications to paleomagnetism. // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. № B12. P. 24,405–24,430 (92JB01318).
  23. Dunlop D.J. Theory and application of the Day plot (Mrs/Ms versus Hcr/Hc) 1. Theoretical curves and tests using titanomagnetite data // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. P. 1—22.
  24. Enkin R.J. A computer program package for analysis and presentation of paleomagnetic data. Pacific Geoscience Centre, Geological Survey of Canada. 1994. 16 p.
  25. Fisher R. Dispersion on a sphere // Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical and Physical Sciences. 1953. V. 217 (1130). P. 295–305.
  26. Haggerty S.E. Oxidation of opaque mineral oxides in basalts. Oxide Minerals: Reviews in Mineralogy / Rumble D. (ed.). 1976. № 3. P. 1–98.
  27. Kirschvink J.L. The leastsquare line and plane and the analysis of paleomagnetic data // Geophys. J.R. Astron. Soc. 1980. V. 62. P. 699–718.
  28. Konstantinov K.M., Bazhenov M.L., Fetisova A.M., Khutorskoy M.D. Paleomagnetism of trap intrusions, East Siberia: Implications to flood basalt emplacement and the Permo-Triassic crisis of biosphere // Earth Planet. Sci. Lett. 2014. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2014.03.029.
  29. Lander A.V., Shapiro M.N. The origin of the modern Kamchatka subduction zone / J. Eichelberger, E. Gordeev, M. Kasahara, P. Izbekov, J. Lees (eds.). Volcanism and tectonics of the Kamchatka Peninsula and adjacent arcs: Geophysical monograph series. 2007. V. 172. P. 57–64.
  30. Latyshev A.V., Veselovskiy R.V., Ivanov A.V. Paleomagnetism of the Permian-Triassic intrusions from the Tunguska syncline and the Angara-Taseeva depression, Siberian Traps Large Igneous Province: Evidence of contrasting styles of magmatism // Tectonophysics. 2018. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.11.035
  31. Latyshev A., Krivolutskaya N., Ulyakhina P., Fetisova A., Veselovskiy R., Pasenko A., Khotylev A., Anosova M. Paleomagnetism of the Permian-Triassic intrusions of the Norilsk region (the Siberian platform, Russia): Implications for the timing and correlation of magmatic events, and magmatic evolution // Journal of Asian Earth Sciences. 2021. V. 217. P. 104858. doi: 10.1016/j.jseaes.2021.104858
  32. Latyshev A., Radko V., Veselovskiy R., Fetisova A., Krivolutskaya N., Fursova S. Reconstruction of the Magma Transport Patterns in the Permian-Triassic Siberian Traps from the Northwestern Siberian Platform on the Basis of Anisotropy of Magnetic Susceptibility Data // Minerals. 2023. V.13. P.446. https://doi.org/10.3390/min13030446
  33. Levashova N.M., Shapiro M.N., Bazhenov M.L. Late Cretaceous paleomagnetic data from the Median Range of Kamchatka, Russia: tectonic implications // Earth and planetary science letters. 1998. V. 163 (1–4). P. 235–246.
  34. Levashova N.M., Shapiro M.N., Beniamovsky V.N., Bazhenov M.L. Paleomagnetism and geochronology of the Late Cretaceous‐Paleogene island arc complex of the Kronotsky Peninsula, Kamchatka, Russia: Kinematic implications // Tectonics. 2000. V. 19 (5). P. 834–851.
  35. Liu Q., Deng C., Yu Y., Torrent J., Jackson M.J., Banerjee S.K., Zhu R. Temperature dependence of magnetic susceptibility in an argon environment: Implications for pedogenesis of Chinese loess/palaeosols // Geophysical Journal International. 2005. V. 161 (1). P. 102–112. doi: 10.1111/j.1365-246X.2005.02564.x
  36. McEnroe S.A. North America during the Lower Cretaceous: new palaeomagnetic constraints from intrusions in New England // Geophys. J. Int. 1996. V. 126. P. 417–494.
  37. McFadden P.L., McElhinny M.W. Classification of the reversal test in palaeomagnetism // Geophys. J. Int. 1990. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1990.tb05683.x
  38. Pechersky D.M., Levashova N.M., Shapiro M.N., Bazhenov M.L., Sharonova Z.V. Paleomagnetism of Palaeogene volcanic series of the Kamchatsky Mys Peninsula, East Kamchatka: the motion of an active island arc // Tectonophyslcs. 1997. V. 273. P. 219–237.
  39. Vaes B., van Hinsbergen D. J. J., Boschman L. M. Reconstruction of subduction and back‐arc spreading in the NW Pacific and Aleutian Basin: Clues to causes of Cretaceous and Eocene plate reorganizations // Tectonics. 2019. V. 38. P. 1367–1413.
  40. Veselovskiy R.V., Dubinya N.V., Ponomarev A.V., Fokin I.V., Patonin A.V., Pasenko A.M., Fetisova A.M., Matveev M.A., Afinogenova N.A., Rud’ko D.V., Chistyakova A.V. Shared research facilities “Petrophysics, geomechanics and paleomagnetism” of the Schmidt Institute of Physics of the Earth RAS // Geodynamics & Tectonophysics. 2022. V.13 (2). P. 579. doi: 10.5800/GT-2022-13-2-0579
  41. Watson G., Enkin R. The fold test in paleomagnetism as a parameter estimation problem // Geophysical Research Letters. 1993. V. 20 (19). P. 2135–2137. 1993. doi: 10.1029/93gl01901
  42. Zijderveld J.D.A. AC demagnetization of rocks: Analysis of results. Methods in Palaeomagnetism. 1967. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.03.066
  43. Zonenshain L.P, Kuzmin, M.I., and Natapov L.M. Geology of the USSR: A Plate-Tectonic Synthesis. Geodynamics Series. AGU, Washington, D.C. 1990. V. 21. 242 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геологическая схема района (по работе [Шеймович, Патока, 1989, с изменениями]): 1 — эоцен-четвертичные терригенные отложения; 2 — плейстоцен-голоценовые вулканогенные образования; 3 — плиоценовые вулканические породы преимущественно базальт-андезибазальтового состава; 4 — плиоцен-плейстоценовые вулканические породы преимущественно дацит-риолитового состава; 5 — миоценовые магматические образования прибрежного комплекса; 6 — меловые магматические и метаморфические образования; 7 — крупные четвертичные вулканические центры; 8 — точки опробования; 9 — границы Малко-Петропавловской зоны поперечных дислокаций. На врезке показаны границы тектонических зон по работе [Zonenshain et al., 1990; Никишин и др., 2009], с изменениями: I — Корякско-Западнокамчатский пояс террейнов; II — Олюторско-Срединнокамчатский пояс террейнов; III — Кроноцкий террейн.

Скачать (514KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения магнитных минералов в изученных магматических породах: (а) — гомогенные неизмененные кристаллы титаномагнетита в габброидах, сайт 17.2-21; (б) — зерна магнетита со структурами высокотемпературного гетерофазного окисления, гранодиориты, сайт 19-22; (в) — крупное зерно магнетита со структурами однофазного окисления, дайка андезитов, сайт 10-22; (г) — первично-магматические включения магнетита в амфиболе, гранодиориты Ахомтенского массива, сайт 19-22; (д) — магнетит с ламеллями ильменита в габброидах, сайт 21-21; (е) — скопление пирита в риолитах, сайт 6-21.

Скачать (583KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Магнитные свойства изученных образцов. (а)–(г) — температурные кривые зависимости магнитной восприимчивости: (а) — сайт 21-21, габбро; (б) — сайт 11-21, андезиты; (в) — сайт 19-22, гранодиориты; (г) — сайт 6-21, риолиты. (д) — диаграмма Дэя-Данлопа [Day et al., 1977; Dunlop, 2002]. Ms — намагниченность насыщения, Mrs — остаточная намагниченность насыщения, Hc — коэрцитивная сила, Hcr — остаточная коэрцитивная сила. Поля на диаграмме: SD — однодоменные зерна, PSD — псевдооднодоменные зерна, MD — многодоменные зерна.

Скачать (232KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты температурного размагничивания и чистки переменным полем: (а) — образец 219, сайт 18-22 (риолитовые туфы); (б) — образец 193, сайт 16-22 (андезиты); (в) — образец 241, сайт 20-22 (монцодиориты); (г) — образец 151, сайт 12-22 (андезиты); (д) — образец 195, сайт 17.2-21 (долериты); (е) — образец 181, сайт 7-21 (базальты). Система координат стратиграфическая.

Скачать (529KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение средних палеомагнитных направлений по сайтам: (а) — географическая система координат; (б) — стратиграфическая система координат. Залитые кружки — прямая полярность, полые кружки — обратная полярность.

Скачать (151KB)
Метаданные
7. Рис. 6. (а) — Средние направления для дирекционных групп: I — прямая полярность, географическая система координат; II — обратная полярность, стратиграфическая система координат. Звездочкой показано направление современного геомагнитного поля; (б) — палеомагнитный полюс для миоцена южной Камчатки и его сопоставление с опубликованными данными. 1 — средний полюс для миоценовых вулканитов прибрежного комплекса (данная работа); 2–5 — результаты предшественников: 2 — эоцен, Кроноцкий террейн [Levashova et al., 2000]; 3 — эоцен-олигоцен, полуостров Ильпинский [Коваленко, 1992]; 4 — эоцен, Кроноцкий террейн [Pechersky et al., 1997]; 5 — олигоцен-миоцен, Западная Камчатка [Казанский и др., 2021].

Скачать (341KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025