Новые данные по строению Наданьхада-Бикинского террейна юрской аккреционной призмы (Сихотэ-Алинь)
Кемкин И.В. (kemkin@fegi.ru) Дальневосточный геологический институт ДВО РАН,
Характерной чертой геологического строения Тихоокеанской окраины Азии является широкое развитие в ее структуре фрагментов (террейнов) древних аккреционных призм (Ханчук и др., 1989; Натальин, 1991; Соколов, 1992; Парфенов и др., 1998; Ханчук, 2000; Соколов и др., 2001; Кемкин, Филиппов, 2002; Кемкин, 2006; Геодинамика..., 2006 и др.). В частности, на юге Дальнего Востока, в пределах Сихотэ-Алинь-Приамур-Сахалинского региона (рис. L4), установлены выходы юрской, титон-раннеготеривской, готеривско-альбской и сеноман-палеоценовой аккреционных призм. Каждая из призм представлена несколькими террейнами, например, юрская включает Самаркинский, Наданьхада-Бикинский, Хабаровский и Баджальский террейны (Кемкин, 2006 и др.).
Аккреционные призмы это сложнодислоцированные тектоно-седиментационные комплексы, образующиеся в основании континентальных и островодужных склонов в результате последовательного причленения разрозненных фрагментов осадочного чехла и положительных морфоструктур океанической литосферы в ходе ее субдукции. Формирование призм сопровождается счешуиванием субдуцирующихся осадков желоба (offscraping), а также подслаиванием (underplating) и дуплексированием (duplexing) океанических пород (рис. 2). По этой причине они характеризуются сложным чешуйчато-поддвиговым строением и представлены многократным чередованием тектонических пластин и блоков, сложенных океаническими (пелагические и гемипелагические отложения и фрагменты подводных гор), окраинноокеаническими (песчано-сланцевые толщи) и меланжевыми образованиями. Формируясь в зонах непосредственного взаимодействия литосферных плит, аккреционные призмы, по сути, являются единственными прямыми вещественными свидетельствами специфического геодинамического режима на конвергентных границах плит (т.е. субдукции океанической литосферы) и, соответственно, носителями информации о последовательности и характере протекавших здесь событий. В этой связи изучение древних призм важно как для уточнения строения сложенных ими регионов и их геологической эволюции, так и для выяснения особенностей процесса аккреции на различных участках конвергентной границы и корреляции геологических событий в зоне сочленения литосферных плит.
Буквы в кружках: Ц - Центральный Сихотэ-Алиньский, А - Арсеньевский, М - Меридиональный, МФ - Мишань-Фушун-Алчанский, КЧ - Катэн-Чукенский, КР - Курский, Л - Ляолихэ, Д - Дахэчжэньский разломы, AM - Амурская и КУ - Куканская зоны разломов.
Sm - Самаркинский, Nb - Наданьхада-Бикинский, Kh - Хабаровский, В - Баджальский террейны юрской аккреционной призмы.
Рис. 2. Модель строения аккреционной призмы (по Hashimoto, Kimura, 1999)
Основу изучения древних призм составляют литологические, структурные и палеонтологические исследования, целью которых является расшифровка особенностей строения призм, выяснение истинной стратиграфической последовательности отложений, реконструкция первичного разреза аккретированных фрагментов чехла океанической плиты и уточнение времени их аккреции для расчленения призм на разновозрастные тектоно-стратиграфические единицы, отвечающие определенным этапам формирования призм, т.е. конкретным эпизодам аккреции фрагментов чехла океанической плиты. Благодаря такому комплексному подходу, например, в составе Самаркинского террейна юрской призмы нами выделено пять последовательных комплексов, отражающих историю его формирования (Кемкин, Филиппов, 2002; Кемкин, 2006 и др.). Наданьхада-Бикинский террейн в этом отношении изучен слабее. Ниже приводятся новые данные литолого-биостратиграфических исследований, позволяющие восполнить этот пробел.
Региональная тектоническая позиция и строение Наданьхада-Бикинского террейна
Наданьхада-Бикинский террейн расположен в бассейне нижнего течения р. Уссури от устья р. Черная Речка до устья р. Наолихэ и протягивается вдоль северо-западного края клинообразного выступа Бурея-Цзямусы-Ханкайского супертеррейна полосой северовосточного простирания шириной до 60 км на расстояние 350 км (рис. \Б). От последнего он отделен Дахечженьским и Мишань-Фушун-Алчанским разломами, а от Хабаровского и Самаркинского террейнов, соответственно, разломами Ляолихэ и Арсеньевским. Долина р. Уссури делит террейн на две части: юго-западную (Наданьхада, в пределах КНР) и северо-восточную (Бикинскую, на стыке Приморского и Хабаровского краев).
Согласно имеющимся данным (Mizutani et al., 1989; Филиппов, 1990; Shao et al., 1992; Филиппов, Кемкин, 2004 и др.) террейн сложен многократно чередующимися разновеликими тектоническими пластинами триас-раннеюрских кремней, ранне-среднеюрских кремнисто-глинистых пород и средне-позднеюрских песчаников и
алевролитов, вулканитов основного состава и хаотических образований (рис. 3), несогласно перекрытых раннемеловыми терригенными мелководными отложениями и вулканитами позднемелового и палеогенового возраста. В отдельных тектонических пластинах кремнисто-терригенных образований наблюдаются относительно полные
фрагменты первичного разреза осадочного чехла океанической плиты с сохранившимися
Рис. 3. Схема геологического строения Наданьхада-Бикинского террейна по (Shaoetal., 1992; Филиппов, Кемкин, 2005 с изменениями).
2006 и др.) установлено, что состав и возраст пород в таких пластинах отличается, на основании чего в составе террейна первоначально (Кемкин, 2006; Kemkin, Sha, 2006) было выделено две тектоно-стратиграфических единицы - Улиткинский и Хорско-Хонгилингский комплексы. Первый комплекс представлен кремнисто-терригенной последовательностью, возраст кремней в которой от анизия по байос, переходных слоев (кремнистых аргиллитов) - позднеюрский, а терригенных пород позднеюрско-раннеберриасовый. Отличительная черта комплекса - наличие линз и прослоев (до 150 м мощностью) пелитоморфных известняков на позднекарнийско-норийском интервале кремневой части разреза. Второй комплекс также представлен кремнисто-терригенной последовательностью. Однако возраст кремней здесь от анизия до ранней юры, переходных слоев - плинсбахский, а терригенных - среднеюрский. Главная особенность этого комплекса - присутствие среди терригенных пород горизонтов хаотических образований с экзотическими обломками - каменноугольно-пермскими известняками, базальтами, пермскими и триасовыми кремнями.
В ходе недавно проведенных литолого-биостратиграфических исследований кремнисто-терригенных отложений Наданьхада-Бикинского террейна нами получены новые данные по возрасту переходных слоев и терригенных пород. Работы проводились в юго-западном районе Бикинской части террейна на трех участках (водораздел рек Уссури-Пешкова, бассейны рек Перепелинная и Кедровка) в пределах тектонической пластины, располагающейся структурно ниже Хорско-Хонгилингского комплекса, но выше Улиткинского (рис.3). Рассматриваемый фрагмент первичного разреза чехла океанической плиты интенсивно дислоцирован. Породы смяты в асимметричные разноамплитудные, нередко опрокинутые складки северо-восточного простирания и многократно сдуплексированы (результат синаккреционной тектоники), что проявляется в 3-4 кратном повторении в разрезе одновозрастных частей (особенно четко это наблюдается в кремнях). Кроме того, они разбиты многочисленными нарушениями типа сдвигов и сбросов (результат постаккрециионной тектоники), что придает им блоковое строение.
Результаты микрофаунистических исследований показывают, что возрастной диапазон кремней в пределах рассматриваемой тектонической пластины от анизия (возможно и древнее, так как из первых 10 м кремневого разреза не удалось выделить фауну радиолярий) до тоар-аалена. Переходные слои (кремнистые аргиллиты) содержат радиолярии, характеризующие относительно широкий возрастной интервал - от средней до поздней юры. Однако, совместное сонахождение видов (рис. 4) StichocapsarobustaMatsuoka, ProtunumaturboMatsuoka, StichocapsadecoraRust, TricolocapsaplicarumYao, эволюционно первое появление которых приходится на поздний байос, и Cyrtocapsa
mastoideaYao, UnumatypicusIchikawa et Yao, Unumalatusicostatus(Aita), завершивших свою эволюции в позднем байосе, позволяет ограничить возраст пород поздним байосом.
В алевролитах, постепенно сменяющих кремнистые аргиллиты, также содержатся средне-позднеюрские радиолярии. По совместному сонахождению видов StichocapsadecoraRust, ArchicapsapachydermaTan Sin Hok, TricolocapsafusiformisYao, HsuumbelliatulumPessagno & Whalen возраст пород может быть ограничен интервалом поздний байос - средний бат. Но, учитывая позднебайосский возраст подстилающих алевролиты кремнистых аргиллитов, возраст первых, очевидно, ранне - среднебатский.
Рис. 4. Некоторые среднеюрские радиолярии Уссурийского комплекса.
Полученные новые данные имеют важное значение, так как каждая группа отложений в кремнисто-террегинных последовательностях обладает определенной информативностью. Так, кремнистые аргиллиты фиксируют момент подхода участка океанической плиты к конвергентной границе. Терригенные породы, накопление которых осуществляется в желобе, указывают на начало погружения участка океанической плиты в зону субдукции и, соответственно, последующей аккреции фрагментов ее осадочного чехла. Следовательно, изученная кремнисто-терригенная последовательность (назовем ее Уссурийская) по возрасту пород и времени аккреции не имеет аналогов среди ранее описанных комплексов Наданьхада-Бикинского террейна и установлена впервые.
Таким образом, с учетом новых данных в составе террейна выделяется уже, как минимум, три тектоно-стратиграфические единицы, характеризующие последовательные этапы его формирования (рис. 5). По совокупности литолого-возрастных данных они уверенно коррелируются с конкретными структурными единицами наиболее полно изученного Самаркинского террейна юрской призмы. Так Улиткинский комплекс, соответсвующий нижнему структурному уровню, сопоставим с самой нижней тектоно-стратиграфической единицей Самаркинского террейна Катенским комплексом (Кемкин, 2006). Уссурийский комплекс, слагающий более высокий структурный уровнь, коррелируется с Бреевским комплексом, а Хорско-Хонгилингский комплекс сопоставим с Амба-Матайским, для которого тоже характерны хаотические образования с экзотическими (палеозойскими) обломками.
Следует также отметить, что в юго-западных районах хребта Наданьхада-Алинь (в пределах Китая) широко распространены породы палеозойской офиолитовой ассоциации (Дахэчжэньские офиолиты), представленые серией разрозненных разновеликих пластин, сложенных базальтами (нередко в ассоциации с каменноугольно-пермскими известняками и кремнями), серпентинитами и габброидами (Mizutani et al., 1989; Shao et al., 1992 и др.). Аналогичного состава и возраста пластины слагают (Кемкин, 2006) самый верхний структурный уровень Самаркинского террейна (Калиновский и Себучарский комплексы). Эти данные позволяют предполагать в составе Наданьхада-Бикинского террейна еще, как минимум, две тектоно-стратиграфические единицы. Таким образом, Наданьхада-Бикинский террейн, равно как Самаркинский и Хабаровский террейны юрской призмы, состоит из разновозрастных комплексов, отражающих процесс последовательной аккреции разноудаленных от центра спрединга фрагментов чехла палеоокеанической плиты. Сравнительный анализ одновозрастных комплексов в разных террейнах юрской призмы указывает на единство геодинамического режима вдоль восточной окраины Палеоазиатского континента в юрское время.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ (№ НШ-245.2008.5) и гранта ДВО РАН (№ 09-Ш-А-08-403).
Литература
Кемкин И.В. Геодинамическая эволюция Сихотэ-Алиня и Япономорского региона в мезозое. М.: «Наука». 2006. 258 с.
Кемкин И.В., Филиппов А.Н. Строение и условия образования Самаркинской аккреционной призмы Южнго Сихотэ-Алиня // Геотектоника. 2002. Т. 36. № 5. С. 79-88.
Натальин Б. А. Мезозойская аккреционная и коллизионная тектоника Юга Дальнего Востока СССР // Тихоокеанская геология. 1991. № 5. С. 3-23.
Парфенов Л.М., Ноклеберг У.Дж., Ханчук А.И. Принципы составления и главные подразделения легенды геодинамической карты северной и центральной Азии, юга российского Дальнего Востока, Кореи и Японии // Тихоокеанская геология. 1998. Т. 17. № 3. С. 3-13.
Соколов С. Д. Аккреционная тектоника Корякско-Чукотского сегмента Тихоокеанского пояса. М.: Наука, 1992. (Труды ГИН; Вып. 479). 182 с.
Соколов С.Д., Бондаренко Г.Е., Морозов О.Л., Алексютин М.В., Паланджян С.А., Худолей А.К. Особенности строения палеоаккреционных призм на примере п-ова Тайгонос (Северо-Восток России) //Докл. РАН. 2001. Т.377. № 6. С. 807-811.
Филиппов А. Н. Формационный анализ мезозойских отложений Западного Сихотэ-Алиня. Владивосток: ДВО АН СССР, 1990. 144с.
Филиппов А.Н., Кемкин И.В. «Култухинская свита» - тектоно-стратиграфический комплекс юрско-берриасской аккреционной призмы Западного Сихотэ-Алиня // Тихоокеанская геология. 2004. Т. 23. № 4. С. 43-53.
Филиппов А.Н., Кемкин И.В. Первые находки среднеюрских и нижнемеловых (валанжин) радиоляриевых ассоциаций в Западном Сихотэ-Алине и их тектоническое значение // Докл. РАН. 2005. Т. 404. № 5. С. 664-667.
Ханчук А.И. Палеогеодинамический анализ формирования рудных месторождений Дальнего Востока России // Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 5-34.
Ханчук А.И., Кемкин И.В., Панченко И.В. Геодинамическая эволюция юга Дальнего Востока в среднем палеозое - раннем мезозое // Тихоокеанская окраина Азии. Т.1. Геология. М.: Наука, 1989. С. 218-255.
Kemkin I.V., Filippov A.N. Structure and genesis of lower structural unit of the Samarka Jurassic accretionary prism (Sikhote-Alin, Russia) // Geodiversitas. 2001. V. 23. № 3. P. 323-339.
Kemkin I.V., Sha Jingeng. Main Jurassic geological events along the eastern Paleo-Asian continental margin. // Progress in Natural Science. Beijing. Science in China Press. 2006. V. 16. P. 68-89.
Mizutani S., Shao J. A., Zhang Q. Y. The Nadanhada terrane in relation to Mesozoic tectonics on continental margins of East Asia. // Acta Geol. Sinica. 1989. Vol. 63. № 3. P. 204-216.
Shao J. A., Tang K. D., Wang С Y., Zang Q. J., Zhang Y. P. Structural features and evolution of the Nadanhada terrane. // Science in China. Ser. B. 1992. Vol. 35. N. 5. P. 621-630.
Yang Q., Mizutani S. Radiolaria from the Nadanhada terrane, northeast China. // Journ. Earth Sci., NagoyaUniv. 1991. Vol. 38. P. 49-78.
