Палеомагнетизм траппов Сибирской платформы : оценка длительности и интенсивности магматизма на примере Норильского района и Ангаро-Тасеевской впадины

• Автор: Латышев, Антон Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Геологическая изученность Сибирской трапповой провинции

Глава 2. Методика исследований

2.1. Палеомагнитные методы

2.2. Термомагнитный анализ

2.3. Микрозондовый анализ

Глава 3. Геологическое строение Сибирской трапповой провинции

3.1. Общая характеристика

3.2. Траппы на Сибирской платформе

3.3. Возраст траппов Сибирской платформы

3.4. Оценки объема Сибирских траппов
3.5. Другие районы Сибирской трапповой провинции
3.6. Обзор моделей формирования Сибирских траппов
Глава 4. Геологическое строение и петрография щелочных пород Маймеча-Котуйского района
4.1. Геология района
4.2. Петрография вулканитов Маймеча-Котуйского района
4.3. Выводы о стратиграфической принадлежности опорных разрезов
Глава 5. Магнитная минералогия вулканитов Маймеча-Котуйского и Норильского районов
5.1. Использование магнитоминералогических методов для обоснования
первичности намагниченности
5.2. Магнитная минералогия вулканитов Маймеча-Котуйского и Норильского
районов
Глава 6. Результаты исследований траппов Норильского района
6.1. Г еология района
6.2. Состояние изученности магнитостратиграфии траппов Норильского района..
6.3. Палеомагнитные исследования
6.4. Выводы
Глава 7. Результаты исследований траппов Ангаро-Тасеевской впадины
7.1. Г еология района
7.2. Палеомагнитные исследования
7.3. Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Введение
Актуальность исследований. Сибирская трапповая провинция считается крупнейшей областью проявления внутриплатного базальтового магматизма в фанерозое. Объем продуктов вулканической активности по современным оценкам составляет 2-5 млн. км3 (Васильев и др., 2000; Fedorenko et al., 1996). Длительность основной фазы траппового магматизма согласно изотопным датировкам не превышала 1-2 млн. лет (Като et al., 2003; Renne, Basu, 1991).
В настоящий момент интерес к Сибирским траппам связан как с проблемой механизмов формирования крупных магматических провинций (LIP), так и с происхождением медно-никелевых и платиновых месторождений, приуроченных к расслоенным интрузивам трапповой формации (Норильский район). Для понимания роли первичного магматического расплава в формировании руд особое значение имеет проблема соотношения интрузивов с эффузивной трапповой толщей. Несмотря на наличие схемы интрузивных образований, возраст, последовательность внедрения интрузивов и их взаимоотношения с туфо-лавовой толщей остаются дискуссионными.
Для континентальных вулканических провинций особенно актуальна проблема корреляции разрезов. Стратиграфические, палеонтологические и геохимические методы не обеспечивают надежного сопоставления разных районов Сибирской трапповой провинции. Если учитывать длительность основной фазы магматизма на Сибирской платформе (1-2 млн. лет), изотопные методы также не достигают необходимой для детальной корреляции точности. Для траппов Норильского района ситуация усугубляется тем, что единственная уран-свинцовая датировка (Kamo et al., 1996) получена по интрузиву Норильск-1, корреляция которого с туфо-лавовой толщей является дискуссионной. В связи с этим представляется перспективным использование палеомагнитного метода в комплексе со всеми вышеперечисленными для сопоставления разных районов Сибирской трапповой провинции и корреляции эффузивных и интрузивных продуктов магматизма.
В настоящее время интерес к Сибирским траппам связан с выявлением возможной причинно-следственной связи между извержением огромных объемов вулканического материала и катастрофическим массовым вымиранием видов на границе перми и триаса (Courtillot, Olson, 2007). Если принять во внимание вышеуказанные оценки объема продуктов вулканизма и длительности вулканической активности, то в случае равномерного формирования траппов средняя скорость извержений не превышала 5 км3 в год. Эта величина сопоставима с объемами базальтов, формирующихся в настоящее время ежегодно в срединно-океанических хребтах (Davies, 1999) и, очевидно, является

недостаточной, чтобы вызвать биосферную катастрофу. Однако в последнее время на примере Деканских траппов было показано, что трапповый вулканизм мог протекать в виде коротких интенсивных вспышек, разделенных более длительными периодами покоя (Chenet et al., 2008). В случае кратковременных интенсивных пульсов магматизма катастрофические последствия для окружающей среды являются более вероятными. Поэтому вопрос, происходило ли формирование Сибирских траппов равномерно или в виде коротких мощных пульсов вулканической активности представляется критическим для установления возможности их связи с пермо-триасовой биосферной катастрофой.
При выделении пульсов вулканической активности в этой работе использовался палеомагнитный метод, который позволяет рассматривать вулканогенные разрезы в более детальном временном масштабе, чем обеспечивают изотопно-геохронологические методы.
До последнего момента надежные и детальные палеомагнитные данные были получены только по Норильскому району (Lind et al., 1994; Heunemann et al., 2004; Gurevitch et al., 2004). В результате этих исследований были составлены магнитостратиграфические схемы туфо-лавовой толщи, а также выделены интервалы разреза, соответствующие инверсионному и экскурсионному состоянию геомагнитного поля (Heunemann et al., 2004; Gurevitch et al., 2004). Однако использование ограниченной магнитной чистки (Lind et al., 1994) и расхождения в магнитостратиграфических схемах разных авторов требуют дополнительных палеомагнитных исследований на других разрезах Норильского района и убедительных доказательств первичности намагниченности.
Нужно отметить, что возможное подтверждение существования инверсионного и экскурсионного интервалов в разрезе траппов Норильского района предостзвляе I существенные временные ограничения на формирование соответствующей части разреза, поскольку длительность инверсии геомагнитного поля вместе со следующим за ней экскурсом оценивается в 1-10 тыс. лет (Valet et al., 2012; Merrill et al., 1998).
Цели и задачи исследований. Основные цели работы - это получение временных ограничений на длительность траппового магматизма на Сибирской платформе и установление характера (равномерного или пульсового) магматической активности. Для этого были решены следующие задачи:
1. Выделение пульсов вулканической активности в разрезе туфо-лавовой толщи Норильского района.
2. Подтверждение записи инверсии геомагнитного поля в траппах Норильского района.

2000; Егоров, 1995) в наиболее полном разрезе свиты не обнаружены.
Онкучакская свита была исследована в опорных разрезах в долинах р. Котуй и Маймеча. В долине р. Котуй наиболее полный разрез свиты находится в урочище «Труба» в 10 км ниже пос. Каяк по течению р. Котуй. Разрез включает 42 лавовых потока мощностью 1-20 м, в среднем 5-8 м, с пачкой туфов мощностью 40 м в нижней части разреза. В кровле потоков часто выделяется зона миндалекаменных и брекчированных лав. Миндалины выполнены цеолитами, карбонатами, халцедоном. В кровле одного из потоков в средней части разреза обнаружена красная корка, свидетельствующая о наземном характере излияний.
В долине р. Маймеча наиболее полный разрез онкучакской свиты находится в левобережье реки напротив устья р. Чопко. Непрерывный разрез включает 44 лавовых потока мощностью 1-5 м.
Все лавовые потоки изученных разрезов сложены однородными базальтами и долеритами. Долериты (рис 4.56) характеризуются полнокристаллической пойкилоофитовой структурой, состоят из плагиоклаза и клинопироксена (авгит). Субидиоморфные лейсты плагиоклаза прорастают через более крупные ксеноморфные зерна клинопироксена. В небольших количествах присутствуют рудные минералы (титаномагнетит), редко - вкрапленники оливина, полностью замещенного идцингситом и боулингитом. Базальты имеют афировую или редкопорфировую структуру (рис. 4.5а), вкрапленники плагиоклаза занимают не более 5% объема породы, размер их - 0,3-0,5 мм. Редко встречаются вкрапленники клинопироксена и полностью замещенного оливина. Основная масса имеет интерсертальную или гиалопилитовую структуру и сложена клинопироксеном, плагиоклазом и титаномагнетитом, а также стеклом, замещенным вторичными минералами - карбонатами, цеолитами, хлоритом. Состав плагиоклаза в базальтах и долеритах — Ап44-Ап67 - андезин - лабрадор, определен по методу Мишель-Леви.
Тыванкитская свита исследована в разрезах в левобережье р. Маймеча и на правом берегу р. Маймеча напротив устья р. Коготок. Свита сложена потоками базальтов, долеритов, трахибазальтов, трахиандезитов. Мощность потоков в среднем составляет 4-8 м (за исключением трахиандезитов в основании верхнетыванкитской подсвиты, мощность которых достигает 10-15 м). Долериты и базальты тыванкитской подсвиты имеют такой же состав и структуру, что и аналогичные породы онкучакской свиты (рис. 4.6а). Трахибазальты (рис. 4.66) имеют редкопорфировую или афировую структуру. Вкрапленники плагиоклаза состава Ап38-Ап43 (андезин - лабрадор) составляют до 5% объема породы. Реже встречаются клинопироксен и рудные минералы, иногда — оливин