Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 505, № 1, стр. 46-52

Габброиды малоглубинных пластовых интрузий (анюйский плутонический комплекс), приуроченные к разобщенным в пространстве антиклинальным поднятиям Анюйско-Чукотской складчатой системы, являются проявлениями предположительно пермско-триасового внутриплитного базитового магматизма [2–5, 8, 13, 14] в области шельфа и континентального склона Чукотского микроконтинента в составе микроплиты Арктической Аляски–Чукотки [6]. Возраст этих пород, имеющий принципиальное значение для геологических корреляций, геодинамических и тектонических построений, обосновывается преимущественно геологическими соотношениями, либо данными K–Ar-датирования по валовым составам пород. Силлы, дайки и небольшие интрузии габброидов повсеместно прорывают раннетриасовые и ранне–среднетриасовые терригенные (в том числе, метаморфизованные) толщи, вместе с которыми смяты в складки. Они также локально внедрены вдоль контакта толщ раннего и среднего триаса и не встречаются в отложениях позднего триаса (рис. 1). Изотопно-геохронологические определения возраста пород сводятся к архивным данным K–Ar-датирования по валовым составам пород [1] с трудно интерпретируемыми датами от 280 до 100 млн лет, а также единственному U–Th–Pb-определению возраста зерен циркона из габбро окрестностей Колючинской губы на Восточной Чукотке [14].

Рис. 1.

Геологическая и тектоническая позиции объектов исследования. (а) Принципиальные тектонические структуры Северо-Востока Азии. Сокращения: АА – Арктическая Аляска, В – Верхоянская складчатая система, ВГ – Врангелевско-Геральдский надвиг, К – Колымская петля, АЧ – Анюйско-Чукотская складчатая система, ЮАТ – Южно-Анюйский террейн. Положение района исследования показано квадратом. (б) Схема геологического строения Кепервеемского и Алярмаутского поднятий (по геологической карте масштаба 1 : 1 000 000, редактор Городинский М.Е., Северо-Восточное ПГО “Севвостокгеология”, 1998 г.; с генерализацией). 1–3 – границы: 1 – микроплиты Арктической Аляски – Чукотки: (а) установленная, (б) – предполагаемая; 2 – складчатых областей; 3 – магматической провинции Сибири. 1 – толщи нижнего мела; К₁, 2 – гранитоиды преимущественно раннего мела, К₁: а – интрузии, б – дайки; 3 – габброиды раннего мела, К₁: а – интрузии, б – дайки; 4 – толщи верхней юры, J₃; 5–7: терригенные толщи, 5 – верхнего триаса, Т₃, 6 – нижнего – среднего триаса, Т_1-2, 7 – нижнего триаса, Т₁; 8 – гипабиссальные интрузии анюйского комплекса; 9 – толщи девона, 10 – толщи нижнего–среднего карбона; 11 – разрывные нарушения: а – установленные, б – предполагаемые.

Целью настоящей работы является обоснование времени и длительности проявления внутриплитного магматизма в Анюйско-Чукотской складчатой системе на основе U–Th–Pb (SIMS)-датирования зерен циркона из габброидов анюйского плутонического комплекса Западной Чукотки, распространенных в пределах Алярмаутского и Кепервеемского поднятий, а также безымянного поднятия, расположенного южнее м. Медвежий (рис. 1).

При исследовании габброидов в прозрачно-полированных шлифах с использованием электронного микроскопа Phenom XL (ГИН РАН) было установлено присутствие в них зерен циркона размером до 50–100 мкм, разной морфологии и в ассоциации с минералами разных генераций (рис. 2). Включения циркона в клинопироксене представлены как призматическими кристаллами, так и зернами без определенных кристаллографических очертаний (рис. 2а, б), при этом для идиоморфных зерен циркона характерны “пористые” участки с включениями силикатных минералов. Включение циркона в роговой обманке представлено дипирамидально-призматическим зерном c “ажурным” строением частично резорбированной краевой части (рис. 2в, г). Зерна циркона в ассоциации с плагиоклазом и псевдоморфозами хлорита по биотиту имеют сложные очертания и гипидиоморфны по отношению к силикатным минералам (рис. 2д). Включения циркона в ильмените имеют игольчатую форму (рис. 2 е). Важно отметить, что участки “пористого” и “ажурного” строения в зернах циркона рядом исследователей рассматриваются как признак низкотемпературного растворения метамиктного циркона [10, 12].

Рис. 2.

Циркон в габбро. Изображения во вторично-рассеянных электронах, выполненные с помощью электронного микроскопа Phenom XL (ГИН РАН). а – обр. Bl14-23: зерна циркона в клинопироксене; б – увеличенный фрагмент рис. а: габбро содержит как идиоморфные кристаллы циркона с признаками коррозии, так и зерна циркона, не имеющие четких кристаллографических очертаний; идиоморфные кристаллы по морфологии похожи на датированные метамиктные цирконы образцов 200.02, 1194.01 и Bl14-33. в – обр. Bl14-3: корродированное бипирамидально-призматическое зерно циркона в магнезиальной роговой обманке; краевые части зерна имеют “ажурное” строение и содержат включения силикатных минералов; г – увеличенный фрагмент рис. в, демонстрирующий характер “растворения” граней кристалла циркона; д – Bl14-26: гипидиоморфные зерна циркона в ассоциации с плагиоклазом среднего–кислого состава и псевдоморфозами хлорита по биотиту; е – Bl14-3: игольчатые кристаллы циркона в ильмените. Сокращения: Ab – альбит, Bi – биотит, Cal – кальцит, Chl – хлорит, Cpx – клинопироксен, Hbl – роговая обманка, Ilm – ильменит, Pl – плагиоклаз, Zr – циркон.

Выделение зерен циркона проводилось в лабораториях ВСЕГЕИ (обр. 200.02, 203.01, 1194.01) и ГИН РАН (обр. Bl14-33) с использованием щековых дробилок, концентрационных столов и тяжелых жидкостей. U–Th–Pb SIMS-датирование цирконов выполнено в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ на мультиколлекторном вторично-ионном высокоразрешающем микрозонде SHRIMP-II (Австралия). В качестве возрастного стандарта был использован циркон TEMORA из лейкогаббро Middledale (Лахланский складчатый пояс, Восточная Австралия) с рекомендованной величиной ²⁰⁶Pb/²³⁸U-отношения 0.0665, соответствующей возрасту 416.75 млн лет [9]. Катодолюминесцентные изображения цирконов также получены во ВСЕГЕИ на сканирующем электронном микроскопе “CamScan” MX2500 (Великобритания) с катодолюминесцентной системой CLI/QUA2, “Bentham”. Методики аналитических исследований детально описаны на сайте http://geochron.vsegei.ru/.

Из габброидов были выделены зерна циркона разной морфологии и разных возрастных диапазонов. В настоящей статье обсуждаются возрастные определения только наиболее молодой популяции цирконов, результаты измерений которых приведены в Приложении 1 . Данные для древних цирконов, рассмотрение которых выходит за рамки настоящей статьи, приведены на сайте http://geochron.vsegei.ru/.

В обр. 1194.01 (69°22′19.48″ с.ш., 162°53′9.02″ в.д., безымянное поднятие, расположенное южнее м. Медвежий) наиболее молодая популяция цирконов представлена тремя зернами с умеренными содержаниями урана (436–511 г/т) и величинами Th/U-отношения 1.1–1.6, т.е. с характеристиками цирконов магматического генезиса из габбро [11]. Эти зерна представляют собой фрагменты дипирамидально-призматических кристаллов с осцилляторной зональностью (рис. 3а). Конкордантный возраст, рассчитанный по этим зернам, составляет 251 ± 7 млн лет, что отвечает границе перми–триаса. Этот возраст, несмотря на его расчет только по трем зернам, согласуется с геологическими наблюдениями и, по-видимому, отвечает времени кристаллизации цирконов и вмещающего габбро.

Рис. 3.

Диаграммы с конкордией для цирконов наиболее молодой популяции из габброидов обр. 1194.01 (а), обр. 203.01 (б) и обр. 200.02 (в). Построение диаграмм и расчеты значений возраста выполнены с использованием программы IsoplotR [16]. Эллипсы для индивидуальных замеров показаны с ошибкой 2σ; конкордантные возрасты указаны с ошибкой ±2σ (95% доверительный интервал). Приведены катодолюминесцентные изображения типичных зерен циркона.

В обр. 203.01 (68°10′16.22″ с.ш., 166°13′29.27″ в.д., Кепервеемское поднятие) было проанализировано 10 зерен циркона, характеризующихся умеренными и повышенными содержаниями урана (283–1078 г/т) и величинами Th/U-отношения, равными 0.8–1.7. Из них только пять зерен с содержаниями урана менее 660 г/т и величинами Th/U-отношения 0.9–1.2 формально отвечают критериям цирконов магматического генезиса [11]. По замерам в этих пяти зернах рассчитан конкордантный возраст 244 ± 2 млн лет (рис. 3б), полностью перекрывающийся в пределах погрешностей с оценкой возраста 246 ± 2 млн лет по всем десяти замерам в образце (Приложение 1 ). Эти оценки возраста, отвечающие границе раннего–среднего триаса, по-видимому, соответствуют времени кристаллизации цирконов и вмещающих их габбро.

В обр. 200.02 (68°47′38.68″ с.ш., 165°36′7.83″ в.д., Алярмаутское поднятие) установлены идиоморфные призматические кристаллы, похожие на зерна циркона из шлифов (рис. 2а, б). Это темные на катодолюминесцентных изображениях цирконы без зональности, c признаками коррозии отдельных участков (предположительно метамиктных) и включениями силикатных минералов (рис. 3в). Для измерений выбирались оптически прозрачные однородные области зерен без видимых дефектов и включений. Проанализированные участки характеризуются высокими и очень высокими содержаниями урана (814–3697 г/т) и повышенными величинами Th/U-отношения (1.2–2.8). Проанализировано 19 высокоурановых зерен, значения возраста которых охватывают интервал от 246 ± 6 млн лет до 272 ± 7 млн лет. Величина дискордантности (D) ²⁰⁷Pb/²³⁵Pb- и ²⁰⁶Pb/²³⁸U-дат [17] варьирует от –1 до +4%. В нашем случае ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-возрасты не обсуждаются, учитывая большую погрешность SIMS-анализа для мезозойских и позднепалеозойских дат. По замерам в этих зернах рассчитан конкордантный возраст 259 ± 3 млн лет (рис. 3а), отвечающий средней перми. Высокоурановые цирконы, по-видимому, имели первично магматический генезис. Однако высокие содержания урана датированных участков минерала, существенно превышающие таковые в магматических цирконах из габбро [11], позволяют предполагать, что U-Th-Pb изотопная система была нарушена, а полученный для них среднепермский конкордантный возраст несколько древнее реального возраста цирконов [18] и не отвечают времени кристаллизации как самих цирконов, так и вмещающих их габбро.

Единичные зерна высокоурановых цирконов с повышенными величинами Th/U-отношения наряду с умеренноурановыми магматическими цирконами были установлены в образцах, рассмотренных выше, а также в обр. Bl14-33 (68°10′6.2″ с.ш., 166°32′15.8″ в.д., Кепервеемское поднятие). В обр. 1194.01 проанализировано одно зерно высокоуранового циркона (U = 3617 г/т, Th/U = 1.5); оно имеет возраст 267 ± 6 млн лет (D = –0.8%), более древний по сравнению с умеренноурановыми цирконами из этого же образца. В обр. 203.01 высокоурановые цирконы (U = 844–1078 г/т, Th/U = 1.1–1.7) показывают возраст 247 ± 2 млн лет, который совпадает с оценкой конкордантного возраста умеренноурановых цирконов в этом же образце. Из обр. Bl14-33 выделено 4 зерна циркона этого типа, по одному из которых с содержанием U = 1517 г/т и величиной Th/U-отношения = 1.6 был получен возраст 250 ± 3 млн лет (D = 0.4%). Возрасты единичных зерен высокоурановых цирконов из образцов 1194.01, 203.01 и Bl14-33 укладываются в интервал возрастов, определенных в образце 200.02.

Таким образом, значения возраста, отвечающие времени кристаллизации наиболее молодой популяции цирконов и вмещающих их габбро, по-видимому, указывают на проявление внутриплитной магматической активности в поднятии, расположенном южнее м. Медвежий на Западной Чукотке, на границе перми–триаса (ок. 251 млн лет), синхронно с проявлением внутриплитного магматизма в окрестностях Колючинской губы на Восточной Чукотке (ок. 252 млн лет) [14]. В пределах Кепервеемского поднятия Западной Чукотки внутриплитный магматизм, вероятно, проявился несколько позже, на границе раннего–среднего триаса (ок. 244–246 млн лет), что согласуется с возрастом фаунистических находок в толщах, вмещающих габброиды [7]. Возможно, к этому же времени относятся и проявления внутриплитного магматизма Восточной Чукотки (долина р. Кымынейвеем и р. Плоская) [13], где нами отмечались недатированные тела габброидов, залегающие на границе толщ раннего и среднего триаса. Возрасты высокоурановых цирконов из габбро Алярмаутского поднятия, по-видимому, не отвечают времени кристаллизации пород, что не позволяет расширить интервал проявления внутриплитного магматизма до средней перми.

Новые возрастные данные свидетельствуют о едином этапе масштабного внутриплитного магматизма в пределах Чукотского микроконтинента, наиболее ранние проявления которого, по-видимому, следует относить к рубежу перми–триаса, а наиболее поздние – к рубежу среднего–позднего триаса. По времени этот магматизм соответствует началу разрушения Пангеи. Приуроченность габброидов анюйского плутонического комплекса к синхронным с ними отложениям шельфа и континентального склона сближает обстановку проявления этого магматизма с обстановками вулканических рифтовых окраин. Последние типичны для периферии крупных магматических провинций континентов, приурочены к зонам перехода от континента к океану, и их формирование связывают с активностью мантийных плюмов [15].