Верхнемеловые риолитовые пеплы Деревянных Гор (остров Новая Сибирь, Новосибирские острова)
- Авторы: Костылева В.В.1, Щепетова Е.В.1, Котельников А.Е.2
-
Учреждения:
- Геологический институт РАН
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 20, № 1 (2019)
- Страницы: 37-47
- Раздел: Науки о земле
- URL: https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/21423
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2019-20-1-37-47
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Статья посвящена первым находкам риолитовых пеплов в верхнемеловых отложениях о. Новая Сибирь. В ходе полевых работ 2016 г. в районе мыса Утес Деревянных Гор было выявлено четыре слоя тонкозернистых нелитифицированных пеплов в составе турон-коньякской угленосной деревянногорской свиты. В статье представлены результаты петрографического, рентген-дифрактометрического и микрозондового анализа пирокластики из пепловых слоев. Предложена типизация вулканогенно-терригенных отложений. Образцы исследованы в прозрачных шлифах при помощи поляризационного микроскопа. Рентгенофазовый анализ глинистой фракции проводился с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-3. Микрорентгеноспектральные химические анализы витрокластов выполнены на сканирующем электронном микроскопе Jeol JSM-6480LV с микроанализатором Oxford Instruments INCA-Energy 350. Установлено, что деревянногорская свита сложена риолитовыми туффитами, среди которых залегают тонкозернистые кристалло-витрокластические и витрокластические пеплы низкои нормальнощелочных высококалиевых риолитов мощностью до 2,5 м. Отложения с низким содержанием пирокластики распространены незначительно. Новые данные о строении и составе деревянногорской свиты подтверждают гипотезу предыдущих исследователей о том, что осадконакопление в районе о. Новая Сибирь в позднем мелу сопровождалось эксплозивным кислым вулканизмом. Основной целью статьи является обсуждение источников пирокластического материала на территории Новосибирских островов в турон-коньякское время. Сделан вывод о территориальной близости палеовулканического центра извержений к области осадконакопления. Предположено, что палеовулканические центры находились в пределах современной территории островов Котельный, Земля Бунге, Фаддеевский и, вероятно, были унаследованы с раннеальбского времени.
Ключевые слова
Полный текст
Введение На Новосибирских островах верхнемеловые отложения известны только в пределах архипелага Анжу. По результатам среднемасштабной геологической съемки (1974-1977 гг.) в их составе выделены бунгинская (K2bn) и деревянногорская свиты (K2dr), сложенные вулканогенно-терригенными угленосными отложениями общей мощностью около 280 м [1-3]. Бунгинская свита распространена на Земле Бунге, о. Фаддеевский в заливе Геденштрома, и проливе Санникова, где не имеет естественных выходов на дневную поверхность [1; 2]. По данным картировочного бурения свита залегает с перерывом на коре выветривания риолитов нижнего альба, венчающих угленосную балыктахскую свиту апт-альбского возраста [2]. Деревянногорская свита вскрыта картировочной скважиной № 46 и имеет естественные выходы в береговых обрывах на юго-западном побережье о. Новая Сибирь, в районе мыса Утес Деревянных Гор, где согласно, без видимого перерыва залегает на верхней части бунгинской свиты (рис. 1). Деревянногорская свита также закартирована в верховьях правого притока р. Большая [2]. На о. Новая Сибирь верхнемеловые породы перекрыты средненеоплейстоценовыми осадками и интенсивно дислоцированы [4]. Деревянные Горы, начиная с экспедиций М. Геденштрома (1809 г.), П. Анжу (1820 г.), Э. Толля (1886 г.), привлекали внимание исследователей благодаря уникальному местонахождению ископаемой флоры, по которой уже в середине XX века и был установлен верхнемеловой возраст вмещающих толщ, уточненный М.Н. Бондаренко по результатам палинологического анализа до турон-коньяка [5- 7]. Значительное внимание геологов также было уделено строению верхнемелового разреза. О.А. Иванов и Д.С. Яшин пликативные и дизъюнктивные нарушения дочетвертичных отложений в районе Деревянных Гор связывали с альпийским циклом орогенеза [8]. М.К. Косько и Г.В. Труфанов описали складчато-надвиговые деформации, обусловленные, по их мнению, геодинамической активизацией в Северо-Восточной Арктике в олигоцен-миоцене [3]. Позднее была выдвинута гипотеза о гляциодинамической природе дислокаций [4; 9; 10]. Однако детальное литолого-петрографическое изучение верхнемеловых отложений деревянногорской свиты и исследование их вещественного состава с применением комплекса современных методов не проводились. До настоящего времени эти породы не были типизированы, а условия их образования подробно не обсуждались. В публикациях упоминается о присутствии в разрезе туфогенных пород с высоким содержанием кислого вулканического стекла, на основании чего выдвигаются предположения об интенсивной вулканической деятельности на окружающей территории и продолжении до середины позднего мела посторогенного внутриплитного магматизма, начальная фаза которого на Новосибирских островах относится к первой половине альба [1; 2; 6; 8; 11]. В 2016-2017 гг. в рамках проекта ПАО «НК “Роснефть”» Геологическим институтом РАН на о. Новая Сибирь были проведены полевые работы с последующей лабораторно-аналитической обработкой полученного геологического материала. В результате детальных исследований было установлено широкое распространение и значительное разнообразие кислого пирокластического материала в деревянногорской свите. Впервые выявлено не менее пяти слоев пеплов риолитового состава в разрезе. Целью настоящей статьи является типизация вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород верхнего мела в районе мыса Утес Деревянных Гор и представление новых данных, позволяющих судить о генезисе вулканических пеплов деревянногорской свиты. 1. Методика отбора проб и методы исследования Верхнемеловые отложения о. Новая Сибирь в основном не литифицированы, но находятся в мерзлом состоянии. При отборе образцов места взятия проб тщательно зачищались от оттаявшего в летнее время грунта для исключения засорения проб посторонним материалом. Мерзлая порода высушивалась сразу после оттаивания и упаковывалась без потери каких-либо компонентов. В ста- Рис. 1. Региональное положение о. Новая Сибирь, поля распространения верхнемеловых отложений (по [2], показано штриховкой) и сводный разрез деревянногорской свиты в районе мыса Утес Деревянных Гор: 1 - пески гравелитистые; 2 - пески; 3 - туффиты риолитовые псаммитовые нелитифицированные; 4 - туффиты псаммитовые литифицированные и туфопесчаники риолитовые; 5 - туффиты риолитовые алевритовые нелитифицированные и туфоалевриты; 6 - туффиты риолитовые алевритовые литифицированные и туфоалевролиты; 7 - туффиты риолитовые пелитовые нелитифицированные и туфопелиты; 8 - туффиты риолитовые пелитовые литифицированные и туфоаргиллиты; 9 - пепел риолитовый; 10 - угли бурые; 11 - отпечатки листьев меловой флоры; 12 - обломки углефицированных стволов деревьев; 13 - переотложенный уголь бурый; 14 - угловое несогласие; 15 - положение в разрезе исследованных образцов пеплов [Figure 1. Regional position of Novaya Sibir Island, fields of distribution of Upper Cretaceous deposits (by [2], it’s shown by shading) and composite section of Derevyannye Gory Formation in area of cape Utes Derevyannykh Gor] тье приводится макроскопическое описание отложений в оттаявшем состоянии. Минералого-петрографическое изучение пород проведено в прозрачных покрытых шлифах при помощи поляризационного микроскопа. Рыхлые пеплы изучались в шлифах с эпоксидным цементом (показатель преломления ~ 1,57). Рентгенофазовый анализ глинистой фракции (<2 μm) проводился с помощью дифрактометра ДРОН-3 в ориентированных препаратах: воздушно-сухом, насыщенном этиленкгликолем и прокаленном (до 550 °С) состояниях (МГУ имени М.В. Ломоносова, аналитик В.Л. Косоруков, кафедра литологии и морской геологии). Изображение пеплов в отраженных электронах (BSE) и микрорентгеноспектральные химические анализы витрокластов выполнены на сканирующем электронном микроскопе Jeol JSM-6480 LV с микроанализатором Oxford Instruments INCA-Energy 350 (МГУ имени М.В. Ломоносова, аналитик Н.Н. Кошлякова, лаборатория локальных методов исследования вещества). 2. Типизация верхнемеловых вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород о. Новая Сибирь В основу типизации положена классификация, отраженная в Петрографическом кодексе, с некоторыми изменениями согласно А.В. Вану и Ю.П. Казанскому [12; 13]. К пеплам мы относим рыхлые эксплозивно-обломочные отложения, на 90-100 % сложенные необработанным пирокластическим материалом размерностью менее 2,0 мм [13]. Верхнемеловой разрез о. Новая Сибирь сложен в основном терригенновулканокластическими породами: нелитифицированными кристалло-витрокластическим и витрокластическим риолитовым туффитам пелитовой, алевритовой и псаммитовой размерности с содержанием необработанной пирокластики от 90 до 50 % (рис. 1, литологическая колонка). Реже встречаются литифицированные, сходные по составу туффиты. Иногда в разрезе наблюдаются вулканокласто-терригенные (туфогенные) отложения с более низкой долей сингенетичной пирокластики - от 50 до 10 % и высоким содержанием терригенного материала (50-90 %) - туфопески, туфоалевриты и туфопелиты. Наиболее широко распространены нелитифицированные отложения подобного типа, реже встречаются литифицированные разновидности. Ювенильные пирокластические компоненты в тонкозернистых (алевропелитовых) отложениях представлены кристаллокластами биотита и кислым вулканическим стеклом, пылеватая фракция которого девитрифицирована и преобразована в смектит и иллит-смектит, иногда в смеси с гейландитом и тридимитом. В некоторых образцах присутствует резургентный материал в виде девитрифицированных частиц вулканических стекол с аксиолитовой внутренней структурой. В псаммитовых отложениях присутствуют идиоморфные кристаллокласты кварца с нормальным погасанием и резорбированной поверхностью. Терригенные компоненты представлены кварцем (метаморфогенным и гранитоидным), плагиоклазами, калиевыми полевыми шпатами, а также обломками пород: фельзитами, сферолитфельзитами, углистыми аргиллитами, алевролитами, слюдисто-кварцевыми метаморфитами, иногда измененными базальтами. Часто присутствуют тонкие чешуйки светлой слюды. Степень окатанности терригенного материала в псаммитах плохая и средняя. Среди глинистых терригенных компонентов наблюдается каолинит и иллит. 3. Краткое описание разреза Предыдущими исследователями было выявлено трехчленное строение деревянногорской свиты [3]. В естественных обнажениях в районе мыса Утес Деревянных Гор нами также выделено три толщи (снизу вверх): подугольная (I), угленосная (II) и надугольная (III) (рис. 1). Общая видимая мощность разреза составляет около 95 м. Верхнемеловые отложения с размывом и угловым несогласием перекрыты средненеоплейстоценовой континентальной терригенной толщей мощностью до 40 м, которая ранее датировалась плиоценом [2]. Отложения верхнего мела и среднего неоплейстоцена совместно гляциодислоцированы: разбиты серией надвигов северо-западного простирания на пластины, внутри которых слои смяты в складки или залегают моноклинально с падением на северо-восток. Вкрест простирания структур наблюдается неоднократное повторение разрезов. Толщи, слагающие деревянногорскую свиту, имеют в различной степени выраженное циклическое строение. Циклиты обычно характеризуются регрессивной направленностью. В основании видимой части разреза подугольной толщи (I) залегают зеленовато-коричневые и шоколадно-коричневые (углистые) пелитовые и алевропелитовые нелитифицированные туффиты, которые вверх по разрезу постепенно сменяются несколько более крупнозернистыми зеленоватосерыми и светло-серыми пелито-алевритовыми и алевритовыми туффитами, включающими два маломощных (0,2-0,5 м) прерывистых пласта бурых углей. В нижней и верхней частях подугольной толщи выявлены два не выдержанных по мощности (0,3-1,0 м) слоя зеленых вязких вулканических пеплов. В кровле толщи залегают туффиты псаммитовые литифицированные светло-серые и розовато-серые на свежем сколе, разнозернистые, с плитчатой отдельностью, фрагментами углефицированных стволов деревьев и многочисленными отпечатками листовой флоры на поверхностях напластования (рис. 1, литологическая колонка). Именно по этим флороносным породам были изучены многочисленные виды новосибирской флоры туронского возраста [6; 7]. Максимальная видимая мощность толщи достигает 35 м. Выше согласно, без признаков размыва залегает угленосная толща (II), разрез которой имеет ярко выраженное циклическое строение. Нами установлено не менее пяти регрессивных циклитов с пластами бурых углей в основании. Мощность угольных пластов составляет 3,0-7,0 м. Для угольных пластов характерны невыдержанность мощностей по простиранию и прослои темно-серых углистых пелитовых и алевропелитовых туффитов. Иногда буроугольные пласты подстилаются линзующимися прослоями сидерита (0,2-0,4 м). Верхняя часть циклитов обычно представлена светло-серыми алевритовыми и псаммито-алевритовыми туффитами или туфоалевритами и туфопесками, реже присутствуют литифицированные псаммитовые плитчатые туффиты (до 1,0 м) с редкими отпечатками листовой флоры и хаотично расположенными фрагментами древесных стволов в подошве слоя. В средней части угленосной толщи залегает однородный слой светло-серого алевритового вулканического пепла мощностью 2,5 м (рис. 1, литологическая колонка). Верхняя часть толщи эродирована. В большинстве разрезов толща заканчивается пластом бурого угля, в кровле которого наблюдаются явные признаки выветривания. Мощность угленосной толщи составляет около 40 м. Выше по разрезу с размывом, угловым и азимутальным несогласием залегает надугольная толща (III). Верхняя часть толщи эродирована. На изученной площади мощность надугольной толщи колеблется от 2 до 15 м. В наиболее полных разрезах наблюдается цикличность. Нижняя часть циклитов образована светлыми бежево-серыми рыхлыми туффитами алевритовыми, которые вверх по разрезу постепенно сменяются алевро-псаммитовыми туффитами, слагающими верхнюю часть циклитов. Иногда в основании циклитов залегают очень тонкозернистые темно-серые углистые туффиты или туфопелиты, тогда как в верхней части циклитов могут присутствовать маломощные (до 0,5 м) прослои псаммитовых туффитов. В отложениях встречаются углефицированные остатки корневой системы растений и фрагменты древесных стволов, ориентированные в юго-западном направлении. В некоторых обнажениях прослеживается маломощный (0,2-0,5 м) слой зеленого вязкого алеврито-пелитового вулканического пепла. 4. Вещественный состав вулканических пеплов В деревянногорской свите нами установлено не менее четырех слоев вулканических пеплов. Их положение в разрезе показано на рис. 1 (литологическая колонка). В подугольной и надугольной толщах встречаются в основном неслоистые алевритопелитовые и пелито-алевритовые пеплы, которые в обнажениях выглядят как пластичные вязкие зеленые глины. В шлифах наблюдается комковатая текстура, псаммито-алеврито-пелитовая кристалло-витрокластическая структура; характерна средняя сортировка и беспорядочная, хаотичная ориентировка пепловых частиц. Количество необработанного изотропного прозрачного вулканического стекла крупнопелитовой, реже алевритовой размерности (0,01-0,005 мм) составляет 30-50 %. Форма витрокластов остроугольная рогульчатая, каплевидная. В пепловой массе хаотично рассеяны кристаллокласты красновато-коричневого и зеленовато-коричневого биотита (0,5- 0,1 мм и менее), иногда слабо опацитизированного, часто со следами отламывания. Количество биотита колеблется от 10 до 50 % (рис. 2). Рис. 2. Микрофотография риолитового алеврито-пелитового кристалло-витрокластического пепла с крупными кристаллокластами биотита. Верхний мел, деревянногорская свита, подугольная толща, мыс Утес Деревянных Гор [Figure 2. Microphotograph of rhyolitic aleuropelitic crystal-vitric ashes with large biotite crystalloclast. Upper Cretaceous, Derevyannye Gory Formation, podugolnaya series, cape Utes Derevyannykh Gor] В некоторых образцах присутствует предположительно резургентный материал алевритовой размерности в виде кристаллокластов кварца копьевидной формы и девитрифицированных пепловых частиц с аксиолитовой внутренней структурой. Матрикс пеплов тонкопелитовый (20-60 %). По данным рентгенофазового анализа в составе глинистой фракции преобладает смектит (49-73 %), присутствует смешанослойный иллит-смектит (до 34 %) (табл. 1, образцы № 1-3). Таблица 1/Table 1 Относительное содержание минералов глинистой фракции в вулканических пеплах, % № образца S I I-S Kl Ceo Td Total 1 50 11 34 5 0 0 100 2 49 7 34 6 0 4 100 3 73 9 13 5 0 0 100 4 93 4 0 3 0 0 100 5 37 3 3 5 49 3 100 [Abundance of minerals of clay fraction in volcanic ashes, %] ное, полностью изотропное, с показателем преломления много ниже эпоксидной смолы. Преобладают остроугольная, вытянутая и рогульчатая формы витрокластов. На микрофотографии вулканического пепла в отраженных электронах также наблюдаются витрокласты с единичными или множественными газовыми полостями (рис. 4). Примечание: S - смектит; I - иллит; Kl - каолинит; Td - тридимит; Ceo - цеолит; I-S - иллит-смектит. Note: S - smectite; I - illite; Kl - kaolinite; Td - tridymite; Ceo - zeolite; I-S - illite-smectite. Смектитовые глинистые минералы образовались, по-видимому, в результате постседиментационной трансформации наиболее тонкодисперсной витрокластики. В образце пепла № 5 (надугольная толща) с пониженным содержанием смектита наблюдается значительное количество гейландита. В некоторых образцах присутствует тридимит, который наряду с другими компонентами также являются продуктом преобразования пылеватой фракции вулканического стекла. Относительное содержание терригенных глинистых минералов - иллита и каолинита - в глинистой фракции пеплов низкое и в сумме не превышает 7-16 %. Наиболее детально нами изучен слой алевритового пепла из угленосной толщи, вскрывающейся в борту безымянного ручья на востоке Деревянных Гор. При макроскопических наблюдениях пепел светло-серого цвета, на выветрелой поверхности почти белый, хорошо средне сортированный, с неотчетливо проявленной горизонтальной слоистостью (слабостратифицированный) (рис. 3). В отличие от вмещающих пород, слой пепла не содержит углефицированных растительных остатков. В петрографических шлифах наблюдается витрокластическая пелито-алевритовая и пелитопсаммито-алевритовая структура, средняя сортированность и беспорядочная микротекстура. Пелитовый материал (до 10 %) по данным рентгенофазового анализа представлен смектитом, который является продуктом разложения наиболее тонкодиперсной фракции вулканического стекла (табл. 1, образец № 4). Присутствуют единичные кристаллокласты зеленовато-коричневого биотита. Вулканическое стекло алевритовой (0,1-0,01 мм), редко мелкопсаммитовой (до 0,15 мм) размерности, без признаков окатанности, бесцветное, прозрач- 2,5 м Рис. 3. Слой риолитового пепла в разрезе угленосной толщи (указан стрелкой). Верхний мел, деревянногорская свита, мыс Утес Деревянных Гор [Figure 3. Layer of rhyolitic ashes in a section of carboniferous series (specified by arrow). Upper Cretaceous, Derevyannye Gory Formation, cape Utes Derevyannykh Gor] Рис. 4. Микрофотография пепла риолитового витрокластического в отраженных электронах. Верхний мел, деревянногорская свита, угленосная толща, мыс Утес Деревянных Гор. Цифрами обозначены номера микрорентгеноспектральных химических анализов (Spectrum), приведенные в табл. 2 [Figure 4. Microphotograph of rhyolitic vitroclastic ashes in the reflected electrons. Upper Cretaceous, Derevyannye Gory Formation, carboniferous series, cape Utes Derevyannykh Gor. Figures designated numbers of chemical X-ray microanalysis (Spectrum) shown in Table 2] Микрорентгеноспектральные химические анализы различных морфологических типов вулканических стекол показали сходные результаты (табл. 2). Количество SiO2 составляет 72,90-75,12 %, суммарное содержание оксидов щелочных металлов (Na2О + K2О) колеблется от 4,52 до 7,25 %. В соответствии с петрохимическими показателями, изученный вулканический пепел на диаграмме TAS (Total alkali-silica diagram) располагается в пределах двух диагностических полей - низкощелочных и нормальнощелочных риолитов (рис. 5, а). Величины отношения Na2O/K2O (0,12-0,26 %) во всех проанализированных частицах вулканического стекла близкие и свидетельствуют о калиевом типе щелочности. Содержание K2O в них составляет 4,01-5,88 %. На диаграмме, построенной в координатах K2O-SiO2 [12], исследованное риолитовое стекло относится к высококалиевой разновидности (рис. 5, б). Таким образом, петрохимические показатели позволяют относить вулканические пеплы деревянногорской свиты к низкои нормальнощелочному высококалиевым типам риолитов. Таблица 2/Table 2 Результаты микрорентгеноспектрального химического анализа витрокластов (образец № 4) [Chemical X-ray microanalysis results of vitroclasts (sample no. 4)] № Оксиды [Oxides], % Spectrum Na Mg Al Si Cl K Ca Ti Fe Total 02 1,18 - 11,28 73,75 0,14 5,21 0,78 0,13 0,87 93,34 03 1,37 - 11,4 74,36 0,12 5,88 0,71 0,08 0,89 94,81 04 1,17 - 11,38 74,78 0,1 5,22 0,79 0,1 0,89 94,43 05 0,95 0,08 11,47 74,04 0,12 4,98 0,8 0,12 0,87 93,43 06 0,93 0,08 11,38 73,98 0,13 5,05 0,8 0,11 0,96 93,42 07 0,49 0,08 11,07 73,71 0,10 4,03 0,69 0,07 0,91 91,15 08 0,84 0,06 11,21 72,90 0,12 4,52 0,79 0,11 0,91 91,47 09 0,51 0,09 11,69 75,55 0,12 4,01 0,84 0,12 0,88 93,81 10 1,07 0,08 11,45 74,3 0,16 5,1 0,86 0,12 1,00 94,14 11 1,36 0,08 11,57 75,12 0,1 5,92 0,88 0,12 0,86 96,01 12 0,76 0,10 11,21 73,54 0,12 4,49 0,79 0,11 0,92 92,04 Рис. 5. Диаграммы а - TAS для вулканитов в координатах содержания SiO2 и суммы щелочей (масс. %); б - зависимость содержания K2O от SiO2 (масс. %). Поля на диаграммах нанесены по [12] [Figure 5. Graphical chart: а - TAS for volcanics, coordinates indicate content of SiO2 and the sum of alkalis (% wt); б - relationship between the K2O content and SiO2 (% wt). Fields on charts are put by [12]] 5. Обсуждение результатов Детальное опробование разреза верхнемеловых пород в районе мыса Утес Деревянных Гор на о. Новая Сибирь позволило выявить широкое распространение терригенно-вулканокластических образований - риолитовых туффитов пелитовой, алевритовой и псаммитовой размерности. Установлено, что, помимо туффитов и менее распространенных туфогенных отложений, в деревянногорской свите присутствуют слои тонкозернистых кристалло-витрокластических и витрокластических вулканических пеплов. Таким образом, в позднемеловое время терригенная седиментация на данной территории сопровождалась практически непрерывной эксплозивной вулканической деятельностью и накоплением в осадках продуктов кислого вулканизма. Эти процессы были значительно более интенсивными, чем предполагали предыдущие исследователи [8]. Пепловые слои нарушают седиментационную цикличность, характеризуются средней отсортированностью, однородным минеральным и химическим составом пирокластического материала. Слои пеплов имеют довольно значительную мощность (0,3-2,5 м) и в разрезе не образуют парагенезов с какими-либо иными продуктами эксплозивного вулканизма: отложениями пирокластических потоков, волн и пепловых облаков пирокластических потоков. Следовательно, они образовались путем осаждения из принесенных ветром пепловых шлейфов, ранее отсепарированных из эруптивной колонны при одиночных или серии субодновременных извержений различной силы [14]. Палеовулканический центр или группа подобных центров находились, повидимому, на расстоянии не более 100 км от области седиментации. Основываясь на имеющихся в литературе данных об эоловом распространении кислой пирокластики от центра извержения, можно заключить, что в случае расположения области седиментации на более значительном удалении от вулканического центра мощность прослоев пепла, даже при катастрофических эксплозиях, не превышала бы нескольких сантиметров [15]. В ближайшем к Новосибирским островам секторе СевероВосточной Арктики кислые вулканические породы верхнего мела (94-84 млн лет) известны в пределах Охотско-Чукотского вулканического пояса (ОЧВП) [16]. Однако, вследствие значительного расстояния (до 1000 км), предположение о том, что источником поступления риолитовых пеплов в район Новосибирских островов в туроне-коньяке были действующие вулканы ОЧВП, представляется маловероятным. В пользу близкого расположения вулканических центров свидетельствует присутствие в псаммитовых туффитах среди пирокластического материала идиоморфных кристаллокластов кварца с резорбированной поверхностью, а в пеплах - резургентного вулканического материала и значительного количества кристаллокластов ювенильного биотита. Известно, что на островах Котельный, Земля Бунге, Фаддеевский и на севере пролива Санникова широко развиты нижнеальбские высококалиевые низкои нормальнощелочные (изредка щелочные) риолиты, риолитовые игнимбриты и туфы калий-натрового и калиевого типа щелочности (верхи балыктахской свиты, тугуттахская толща) [1; 11; 17]. На островах Земле Бунге и Фаддеевский мощность риолитового покрова составляет 50-60 м [2]. На о. Котельный суммарная мощность прослоев риолитовых вулканогенных пород достигает 170 м, а возможно и более [11]. А.Б. Кузьмичев с соавторами предполагают, что на о. Котельный палеовулканические постройки располагались в его центральной части (район среднего течения р. Балыктах) [11]. Наиболее вероятно, что в позднем мелу действующие центры кислого эксплозивного вулканизма были унаследованы с конца раннего мела и могли располагаться не только на о. Котельный, но и на островах Земля Бунге, Фаддеевский и в проливе Санникова, хотя явных следов древних вулканических построек или кальдер в пределах последних пока не обнаружено. Петрохимические данные также свидетельствуют о единой природе магматического очага нижнеальбских и турон-коньякских риолитовых вулканитов архипелага Анжу. Выводы 1. Полевые наблюдения естественных обнажений верхнего мела деревянногорской свиты на о. Новая Сибирь в районе мыса Утес Деревянных Гор и последующие минералого-петрографические исследования пород показали, что свита сложена преимущественно кристалло-витрокластическими и витрокластическими туффитами при подчиненной роли туфогенных образований. В составе свиты впервые выявлено не менее четырех слоев тонкозернистых риолитовых пеплов, что свидетельствует об относительно непрерывной и весьма интенсивной эксплозивной вулканической деятельности в турон-коньякское время. 2. По имеющимся к настоящему времени данным сложно определить характер позднемеловых извержений. Однако есть все основания предполагать, что слои пеплов в деревянногорской свите накопились в результате выпадения мелко-тонкозернистой тефры из пепловых шлейфов, отделившихся от эруптивной колонны при вулканических извержениях различной силы (одиночных или серии субодновременных); распространение пепловых шлейфов контролировалось направлением ветров. 3. Значительные мощности пеплов (до 2,5 м), особенности гранулометрического и вещественного составов пирокластики (присутствие обломков вулканического стекла псаммито-алевритовой размерности, крупных кристаллокластов ювенильного биотита, девитрифицированного стекловатого резургентного материала) свидетельствуют о близком (до 100 км) расположении позднемеловых вулканических центров относительно изученной территории. Позднемеловые вулканические центры, по-видимому, были унаследованы с раннеальбского времени. Ближайшие из них могли располагаться в пределах Земли Бунге и в северной части пролива Санникова. Близкое петрохимическое соответствие верхнемеловых пеплов о. Новая Сибирь и нижнеальбских риолитов, игнимбритов и туфов, развитых на других островах архипелага Анжу, позволяет предположить единство магматического очага при извержениях кислой магмы в конце раннего мела и в позднем мелу. Дальнейшие исследования вещественного состава верхнемеловых пеплов и туффитов деревянногорской свиты позволят более определенно установить генезис пирокластического материала.
Об авторах
Виктория Васильевна Костылева
Геологический институт РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: kovikto@yandex.ru
Старший научный сотрудник лаборатории сравнительного анализа осадочных бассейнов, к.г.-м.н.
Российская Федерация, 110017, Москва, Пыжевский пер., 7Елена Владимировна Щепетова
Геологический институт РАН
Email: kovikto@yandex.ru
Старший научный сотрудник лаборатории седиментологии и геохимии осадочных бассейнов, к.г.-м.н.
Российская Федерация, 110017, Москва, Пыжевский пер., 7Александр Евгеньевич Котельников
Российский университет дружбы народов
Email: kovikto@yandex.ru
Доцент, департамент недропользования и нефтегазового дела, к.г.-м.н., доцент
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Список литературы
- Труфанов Г.В., Бондаренко Н.М., Абрамова Л.Н. Верхнемеловые отложения островов Анжу Новосибирского архипелага // Верхний палеозой и мезозой островов и побережья арктических морей СССР. Л.: Изд-во НИИГА, 1979. С. 121-125.
- Труфанов Г.В., Белоусов К.Н., Непомилуев В.Ф. Государственная геологическая карта СССР масштаба 1:200000. Листы T-54-XXXIV, XXXV, XXXVI; T-56XXXIII; S-54-IV,V, VI, X, XI, XII; S-55-I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII; S-56-III, VII. Объяснительная записка. М.: Мингео, 1986. (Серия «Новосибирские острова»).
- Kos’ko M.K., Trufanov G.V. Middle Cretaceous to Eopleistocene Sequences on the New Siberian Islands: an approach to interpret offshore seismic // Marine and Petroleum Geology. Vol. 19. No. 7. Pp. 901-919.
- Данукалова М.К., Кузьмичев А.Б. Деревянные горы (о. Новая Сибирь): складчато-надвиговый ороген неоплейстоценового возраста // Тектоника складчатых поясов Евразии: сходство, различие, характерные черты новейшего горообразования, региональные обобщения: материалы XLVI тектон. совещ. Т. 1. 2014. С. 104-106.
- Бондаренко Н.М. Состав и распространение спор и пыльцы в верхнем мелу острова Новая Сибирь (Новосибирские острова) // Палеонтологическое обоснование расчленения палеозоя и мезозоя арктических районов СССР. Л.: Севморгеология, 1983. С. 149-156.
- Герман А.Б., Александрова Г.Н., Кузьмичев А.Б. Фитостратиграфические и палеоклиматические исследования неморского мела Новосибирских островов (острова Котельный и Новая Сибирь) // Строение и история развития литосферы. Вклад России в Международный полярный год 2007/08 / под ред. Ю.Г. Леонова. М.; СПб.: Paulsen Editions, 2010. С. 384-402.
- Герман А.Б., Костылева В.В., Никольский П.А., Басилян А.Э., Котельников А.Е. Новые данные о позднемеловой флоре острова Новая Сибирь (Новосибирские острова) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2018. (В печати.)
- Иванов О.А., Яшин Д.С. Новые данные о геологическом строении острова Новая Сибирь // Труды НИИГА. 1959. Т. 96. Вып. 8. С. 61-78.
- Гросвальд М.Г. Признаки покровного оледенения Новосибирских островов и прилегающего шельфа // Докл. АН СССР. 1988. Т. 302. № 3. С. 654-659.
- Басилян А.Э., Никольский П.А., Анисимов М.А. Плейстоценовое оледенение Новосибирских островов - сомнений больше нет // Новости МПГ 2007/2008. 2008. № 12. С. 7-9.
- Кузьмичев А.Б., Александрова Г.Н., Герман А.Б. Аптальбские угленосные отложения острова Котельный (Новосибирские острова): новые данные о строении разреза и игнимбритовом вулканизме // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2009. Т. 17. № 5. С. 69-94.
- Петрографический кодекс. Магматические метаморфические, метасоматические, импактные образования. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2008.
- Ван А.В., Казанский Ю.П. Вулканокластический материал в осадках и осадочных породах. Новосибирск: Наука, 1985. 128 с.
- Гирина О.А. Конвективная гравитационная дифференциация пирокластики андезитовых вулканов // Литосфера. 2010. № 3. С. 135-144.
- Пономарева В.В. Крупнейшие эксплозивные вулканические извержения и применение их тефры для датирования и корреляции форм рельефа и отложений: автореф. дис. … д-ра геогр. наук. М., 2010.
- Соловьев В.И. Верхнемеловые игнимбриты Куйдусунской наложенной впадины // Вулканические и интрузивные формации Приохотья. Новосибирск: Наука, 1976. 188 с.
- Бургуто А.Г., Авдюничев В.В., Дорофеев В.К., Журавлев В.А., Зуйкова О.Н., Иванова А.М., Иванова В.В., Неупокоева А.А., Пашковская Е.А., Радченко М.С., Рекант П.В., Шкарубо С.И. Государственная геологическая карта Российской федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист S-53 (о. Столбовой), 54 (Ляховские о-ва). Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2016. (Серия «Лаптево-Сибироморская»).