Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 505, № 2, стр. 170-175

На континентальной окраине Дальнего Востока Азии известно небольшое количество выходов пермских гранитоидов (рис. 1 а), одно из них ‒ в Буреинско-Цзямусинском орогенном поясе Приморья, в составе сложного палеозойского Гродековского батолита [2, 3], другое ‒ в поясе Маизуру, в юго-западной Японии [4], и третье – в восточной части Монголо-Охотского орогена (Селемджинский и Токурский террейны, [5]). Главным образом это надсубдукционные известково-щелочные гранитоиды нормального I типа, низко- и умереннокалиевые, с положительными значениями εNd (устное сообщение Н.Н. Крука). На крайнем Северо-Востоке Азии гранитов такого возраста до последнего времени известно не было. В процессе наших полевых работ 2016‒2018 гг. интрузии пермских гранитоидов были обнаружены на п-ве Тайгонос и п-ве Кони-Пьягина, в фундаменте Удско-Мургальской магматической дуги. Кони-Тайгоносский сегмент этой дуги рассматривался как фрагмент энсиматической островной дуги [1] и окраинно-континентальной дуги [6]. Значение нашей находки состоит в том, что позволяет расширить знания о проявлениях позднепалеозойского магматизма на континентальной окраине Востока Азии, предположить существование протяженной пермской магматической дуги. В настоящем сообщении мы приводим первые данные о возрасте и составе таких пермских интрузий.

Рис. 1.

Распространение пермских гранитоидов на Дальнем Востоке РФ. (а) ‒ Схема орогенных поясов востока Азии (по Л.М. Парфенову и др. [1], с изменениями). Звездами показаны места проявлений пермских гранитоидов в Монголо-Охотском орогене (МО), Буреинско-Цзямусинском орогенном поясе (БЦ) и поясе Маизуру (М) по [2, 4, 5]. Темно-серым фоном показаны кратонные блоки, светло-зеленым – Охотско-Чукотский, темно-зеленым – Удско-Мургальский окраинно-континентальные вулкано-плутонические пояса. Красным квадратом – расположение геологических карт (б) и (в). (б, в) – Геологические карты участков распространения пермских гранитоидов на п-ве Кони (б) и п-ве Тайгонос (в). При составлении использованы материалы из работ [8, 9]. 1 ‒ неоген-четвертичные образования, 2 – юрские осадочные и вулканогенные образования, 3 – триасовые осадочные и вулканогенно-осадочные образования, 4 – пермские осадочные и вулканогенные образования, 5 – интрузии пермских монцонитов и гранитоидов, 6 – интрузии верхенеюрских габброидов и базальтов, 7 – интрузии раннемеловых диоритов и габбро, 8 – интрузии раннемеловых гранитоидов, 9 – местонахождения фауны, 10 ‒ месторасположение датированных образцов пермских гранитоидов.

В центральной части п-ва Тайгонос, в истоках рр. Бол. Чайбуха и Кыччаваям, на площади 11.7 км² обнажается интрузия Айчан, которая сложена серыми и темно-серыми среднезернистыми амфибол-биотитовыми монцонитами и монцогаббродиоритами. На геологической карте первого поколения масштаба 1:200 000 интрузия показана как раннемеловая, прорывающая и метаморфизующая юрские и триасовые осадки [7]. В результате более поздних геолого-съемочных работ 1994 г. [8] эти толщи были отнесены по возрасту к пермским и триасовым, однако в непосредственном окружении Айчанского массива находки фауны не известны (рис. 1в).

Наши U‒Pb SHRIMP-датировки (ЦИИ ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург) циркона из двух образцов монцонитов массива Айчан показали раннепермский возраст 290 ± 2 млн лет и 297 ± 3 млн лет (рис. 2, обр. 68, координаты: 161°21.84 в.д., 61°69.07 с.ш.; обр. 70, координаты: 161°22.22 в.д., 61°69.21 с.ш.), при этом унаследованных древних ядер обнаружено не было. Полевые наблюдения показали, что монцониты метаморфизуют вмещающие алевролиты и песчаники и поэтому возраст последних определенно древнее раннепермского, возможно каменноугольный (рис. 1 в).

Рис. 2.

Результаты изотопного U‒Pb-датирования циркона из пермских монцонитов и гранитоидов Северо-Востока Азии на диаграммах с конкордией. Эллипсы – погрешности изотопных отношений индивидуальных измерений, 2-сигма. Точечным пунктиром показаны анализы, исключенные из расчета средневзвешенного.

По химическому составу породы относятся к I типу гранитоидов вулканических дуг шошонитовой серии (SiO₂ от 58.7 до 59.1 мас. %; Na₂O + + K₂O > 7 мас. %) перглиноземистого ряда (ASI = = 1.4‒1.3). Все изученные породы магнезиальные (Fe* = 0.75‒0.73) с низкими концентрациями Nb (2.1–5.1 г/т), Ta (<0.24 г/т), суммы Zr + Nb + Ce + Y (222–218 г/т) и умеренных Rb (110 г/т). Сумма РЗЭ варьирует от 111 до 120 г/т, (La/Yb)_N от 5.7 до 5.8, (Eu/Eu*) от 0.89 до 0.95, Sr/Y от 22 до 28. В монцонитах плагиоклаз (An_31–51), микроклин и роговая обманка (замещена актинолитом) формируют гипидиоморфнозернистую структуру ранней генерации. Биотит и кварц находятся в интерстициях и отражают позднюю стадию кристаллизации расплава. Первичные изотопные отношения Sr и Nd в айчанских монцонитах характеризуются близкими к мантийным величинам (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.070378, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512448, εNd = = +2.0) (табл. 1).

На п-ве Кони-Пьягина, в береговых обрывах залива Забияка, мы обнаружили еще две интрузии гранитоидов пермского возраста (рис. 1 в). В одной из них лейкократовые граниты насыщены многочисленными блоками и, возможно, дайками? базальтов, так что вместе они образуют магматический минглинг-комплекс. Средневзвешенный ²⁰⁶Pb/²³⁸U-возраст циркона из пермских лейкократовых гранитов (обр. Ко7, координаты: 152°24.43 в.д., 59°00.08 с.ш.) по результатам датирования методом LA‒ICP‒MS (ЦКП ГИ СО РАН, г. Улан-Удэ) составил 257 ± 2 млн лет (СКВО = 1.7, р = 0.19; рис. 2). В восточном контакте этот комплекс прорывается меловыми диоритами с возрастом циркона 104 ± 1 млн лет (СКВО = 1.2, р = 0.2). В западном экзоконтакте, за зоной разлома обнажаются триасовые вулканогенно-осадочные отложения с фауной. В 13 км к востоку циркон из еще одного небольшого массива субвулканических гранит-порфиров (обр. Ko21, координаты: 152°47.11 в.д., 59°00.97 с.ш.) показал средневзвешенный ²⁰⁶Pb/²³⁸U возраст 275 ± ± 2 млн лет (СКВО = 0.42, р = 0.52; рис. 2). Взаимоотношения с вмещающими вулканогенно-осадочными породами, возраст которых остается открытым, не выяснены в силу закрытости контактов (рис. 1б).

Химический состав лейкогранитов и лейкогранит-порфиров на п-ве Кони-Пьягина соответствует, также как и для тайгоносских, шошонитовым и высоко-К известково-щелочным сериям (SiO₂ от 73 до 72.5 мас. %, Na₂O+K₂O = 7.7–4 мас. %), перглиноземистого, магнезиального ряда (ASI = 2.4‒1.7; Fe* = 0.68‒0.79), для которых характерны низкие концентрации Nb (5.1–1.5 г/т), Ta (1.4–0.14), суммы Zr + Nb + Ce + Y (170–129 г/т) и Rb (64–53 г/т). Сумма РЗЭ варьирует от 35 до 56 г/т, (La/Yb)_N от 4.2 до 5.2, (Eu/Eu*) от 0.73 до 1.24, Sr/Y от 17 до 35. Такие геохимические характеристики характерны для I типа гранитов вулканических дуг. Первичные изотопные отношения Sr и Nd в гранитах характеризуются близкими к мантийным характеристиками (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = = 0.70300‒0.70334, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512677‒0.512699, εNd = +7.7 и +7.6; табл. 1). Судя по высоким положительным значениям εNd, граниты выплавлялись из источника, содержащего значимые количества ювенильного мантийного материала без признаков зрелой континентальной коры. Об этом же свидетельствуют и относительно молодые двустадийные расчетные модельные Nd-возраста отделения протолита, составившие для образцов с п-ва Кони-Пьягина около 420‒408 млн лет, а с п-ва Тайгонос – 748 млн лет. Такие характеристики протолита вообще характерны для магматических пород Кони-Тайгоносского сегмента Удско-Мургальской дуги, в частности для гранитов Восточно-Тайгоносского и Прибрежного батолитов на Тайгоносе [10], а также базальтов кытыймской свиты там же [11]. Не исключено, что в основании Кони-Тайгоносского сегмента существенную долю составляют фрагменты океанических пород, плавление которых обеспечило мантийные изотопные характеристики магматических пород Удско-Мургальской дуги. В определенном смысле такие данные могут указывать на энсиматическую природу дуги. На это же указывает широкое распространение в районе морских пермских и триасовых осадочных и вулканогенно-осадочных отложений.

Важное значение находки пермских гранитоидов приобретает в свете обсуждения источника детрита для пермских осадочных бассейнов Северо-Востока Азии. В частности, в пермских осадках Омолонского массива, Балыгычано-Сугойского поднятия и Аян-Юряхского антиклинория описаны диамиктиты, в которых выявлена преобладающая популяция детритового циркона с возрастами как раз от 250 до 300 млн лет [12]. Предполагалось, что источник таких цирконов, которые происходят из обломков вулканических пород в диамиктитах, расположен в Удско-Мургальской дуге, однако это никак не было обосновано аналитическим материалами, тем более что на Тайгоносе были описаны только базальты и пикробазальты пермского возраста [13, 14]. Наши находки и датировки пермских гранитов позволяют сейчас предметно обсуждать этот аспект. Выявленные проявления пермских гранитоидов и монцонитов мы предлагаем выделить в качестве нового пермского айчанского магматического комплекса. Ранее эти интрузии гранитоидов в прибрежной части листов O-56 и P-57 были показаны как раннемеловые.

Судя по средне- и раннепермскому возрасту, обнаруженные гранитоиды могут быть сопоставлены с таковыми, обнаженными в Монголо-Охотском орогенном поясе (МО на рис. 1а), а также в Японии (пояс Маизуру – М на рис. 1а) и Приморье (Гродековский батолит в массиве Ханка – БЦ на рис. 1а). Для двух последних, кроме позднепермских [2], получены датировки циркона с возрастами от 292 до 280 млн лет [4, 15]. Гранитоиды в Монголо-Охотском складчатом поясе преимущественно позднепермские, с возрастами 257‒250 млн лет [5] и они распространены, судя по картам, вне пределов Удско-Мургальской дуги. Раннепермские магматические породы, установленные в западной части Ханкайского массива, интерпретированы как сформированные в обстановке растяжения, инициированной амальгамацией кристаллических массивов Ханка и Дзямусы [15]. При этом авторы полагают, что в перми под западную часть Ханкайского массива происходила субдукция хребта Палеоазиатского океана [15]. Судя по положительным величинам εHf в цирконе из этих монцогранитов и риолитов, они, также как и кони-тайгоносские, формировались из источника с существенной долей ювенильного (океанического?) материала. В нашем случае привлечение комплексов палеоазиатского океана для интерпретаций в силу удаленности наших объектов практически исключено.

В любом случае наши находки позволяют надежно обосновать более широкое распространение пермских гранитоидных комплексов на континентальной окраине Востока Азии, которые, по-видимому, отражают начало самых ранних этапов субдукции океанической коры Палеопацифика на континентальной окраине Азии.