Е.А. Чернышева, Г.С. Харин... - Институт океанологии им. П. П

МАГМАТИЗМ ИСЛАНДСКОГО (СИБИРСКОГО) ПЛЮМА И
ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ГЕОЛОГИЮ, ГЕОДИНАМИКУ,
ФОРМИРОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И
МОРФОСТРУКТУР МОРЕЙ ЗАПАДНОЙ АРКТИКИ
Г.С. Харин, Е.А. Чернышева, Д.В. Ерошенко
Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН,
E-mail: [email protected]
В мезозое и кайнозое литосферные плиты Западной Арктики в составе
Лавразийского континента проходили над Исландским мантийным плюмом,
позтому значительные площади Европейских шельфовых морей (Северного,
Норвежского, Гренландского, Баренцева, Печорского, Карского) являлись
регионами, где
активизация
под воздействием глубинных мантийных масс происходила
магматических
и
тектонических
процессов,
влиявших
на
формирование морфоструктур и рельефа дна морей, на состав и мощности
морских осадочных толщ, на рудогенез и геоэкологию. В данном докладе
главное внимание уделяется плюмовому вулканизму, своеобразному следу на
поверхности литосферных плит, образовавшемуся при их прохождении над
горячими точками плюма. Возраст магматических образований вдоль следа
плюма закономерно измененяется от наиболее древнего позднепермскогораннетриасового - в южных районах Карского и Печорского морей, затем
позднеюрского-раннемелового – в Баренцевом море, на севере Новой Земли,
Земле Франца-Иосифа (ЗФИ), Земле Короля Карла (ЗКК), Шпицбергене,
позднемелового – на плато Ермак, Морис-Джесуп, о. Элсмир, Северной
Гренландии, палеогенового – в Юго-Восточной и Западной Гренландии, на
плато Роколл, Воринг и Британских островах и, наконец, миоцен-современного
– в Исландии и на Шпицбергене. В восточной части этого следа появление
обширных
базальтовых
полей
на
Сибирской
платформе
связано
с
деятельностью Сибирского плюма 250-248 млн. лет назад, в западной части
след Исландского плюма сейчас проецируется в виде многочисленных вулканов
в Восточной Исландии. Кроме закономерностей в изменении возраста
магматических пород следа плюма, важное значение для его идентификации
имеют данные по их петрологии и геохимии. Проведенные нами исследования
(Харин, 2000; Харин и др., 2003; Чернышева и др., 2005) показали, что и пермотриасовые
базальты
Карского
бассейна,
и
позднеюрские-раннемеловые
базальты архипелагов Баренцева моря формировались на литосферных плитах
континентального типа. Об этом свидетельствуют геохимические «метки»,
указывающие на присутствие материала континентальной коры в очагах
выплавления базальтов. Самая большая доля коровой составляющей отмечается
в базальтах Карского моря, которые по петролого-геохимическим признакам
очень близки сибирским траппам. Их характеризуют очень низкие отношения
Nb/U 6-7,5 и Ce/Pb 7,5-8,5 (в океанических базальтах величины этих отношений
50 и 25, соответственно). В базальтах Баренцева моря примесь коровой
составляющей меньше, величина отношения Nb/U изменяется, соответственно,
от 18 в мезозойских базальтах Шпицбергена до 20-25 и 30-31 в базальтах ЗФИ и
ЗКК. Состав базальтов архипелагов Баренцева моря отличается от более
древних базальтов Карского моря последовательным изменением петрологогеохимических характеристик, в соответствии с вариациями тектонических (и
геодинамических) условий выплавления. Субщелочные разности базальтов
ЗФИ генерированы на большей глубине, чем толеитовые базальты ЗФИ, ЗКК и
Шпицбергена.
Режим
растяжения,
сопровождавшийся
выплавлением
толеитовых базальтов, сменился обстановкой рифтогенеза в районе островов
ЗКК (район Ольга-Медвежинского рифта), - возможно, связанного с влиянием
океанического спрединга в Канадской впадине в это время. Во всяком случае,
на ЗКК мы имеем пример базальтов «океанического» типа, с аномально
высокими величинами маркирующего отношения Ce/Pb до 44 и 82 при
значениях не выше 13-15 в остальных базальтах этих островов. Формирование
спредингового хребта Гаккеля в кайнозое к северу от района островов являлось
продолжением
спрединга
в
Северной
Атлантике
и
сопровождалось
выплавлением океанических базальтов, по составу сопоставимых с базальтами
хребтов Мона, Эгир, Книповича. По сравнению с «океаническими» базальтами
ЗКК базальты хребта Гаккеля имеют признаки менее глубинных расплавов
более высокой степени плавления, обедненных редкими элементами.
В
деятельности
периодичность.
Эпохи
Исландского
плюма
наблюдалась
активного
вулканизма
(обычно
разноранговая
2-3
млн.
лет)
повторялись через 20-30 млн. лет. Это хорошо выявлено по данным
распределения прослоев вулканического пепла в кайнозойском осадочном
чехле Норвежского и Гренландского морей (Харин, 2000; Харин, Ерошенко,
2007). В Норвежско-Гренландском бассейне магматизм Исландского плюма
имел особенно большое значение в формировании пришельфовых плато и
островов, что объясняется тем, что здесь влияние Исландского плюма
наложилось на продвижение спредингового Срединно-Атлантического хребта в
эту часть древнего континента Лавразии. Возникавшие при этом грабены и
рифты очень быстро заполнялись базальтовыми лавами и вулканокластикой,
мощность толщи которых достигала 20 км. Из продуктов магматизма
Исландского плюма состоят многие острова этого бассейна (Исландия.
Фарерские, Колбенсей, Сюртсей и др.). Частично ими сложены северные
Британские острова. В Карском и Баренцевом морях плюмовый мезозойский
магматизм проявлялся в другой обстановке. Здесь не было ярко выраженного
спрединга, а наличие мощного осадочного чехла на платформенных плитах
благоприятствовало формированию многочисленных пластовых интрузий,
силлов, и лишь там, где магма достигала поверхности, возникали плато,
формировались вулканы центрального типа и вулканогенно-осадочные острова.
На таких островах в архипелагах ЗФИ, ЗКК, а также северной части Новой
Земли, на Шпицбергене и островах Канадской Арктики развиты пластовые
интрузии, вертикальные дайки долеритов и реликты вулканических конусов.
С плюмовым магматизмом связаны также процессы преобразования
вмещающих
пород,
вплоть
до
их
гранитизации,
и
возникновение
гидротермальных рудных полей Ново-Земельского типа. Тепловые потоки,
возникающие
при
импульсах
магматизма
вызывали
пиролитические
преобразования органического вещества осадочных толщ и возникновение зон
нефте- и газообразования.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 01-05-64182 и 06-05-64169).
Литература:
1. Харин Г.С. Импульсы магматизма Исландского плюма // Петрология.
2000. Т. 8. № 2. С. 115-130.
2. Харин Г.С., Чернышева Е.А., Ерошенко Д.В. Исландский плюм и
вулканизм Арктических морей // Вулканизм и геодинамика.
Екатеринбург. Материалы III-го Всероссийск. симпоз. по вулканологии и
палеовулканологии. 2003. С. 220-225.
3. Чернышева Е.А., Харин Г.С., Столбов Н.М. Базальтовый магматизм
Арктических морей, связанный с деятельностью Исландского плюма в
мезозое // Петрология. 2005. Т.13. С. 319-336.