изучения поведения геомагнитного поля во время Мелового суперхрона прямой полярности
Лебедев И. Е.
1, 2, Усанова О. И.
1, Фадеева Т. И.
1, Пасенко А. М.
1, Гаврюшкин Д. А.
11 Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, Москва
2 Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Охотско-Чукотский пояс является уникальным по масштабам вулканиче- ским объектом, который формировался в широком интервале времени с апта (K1) по сеноман (K2) [Тихомиров, 2018]. Важной его особенностью является то, что время его формирования в значительной степени совпало со временем существования Мелового суперхрона прямой полярности. Таким образом, вулканические образования Охотско-Чукотского вулканического пояса могут оказаться перспективным объектом для изучения характеристик геомагнит- ного поля (направления, палеонапряженности и вековых вариаций) во время Мелового суперхрона. Эти данные необходимы, в частности, для тестирова- ния различных моделей, объясняющих существование геомагнитных суперх- ронов.
Центрально-Чукотский сектор Охотско-Чукотского вулканического пояса (ОЧВП) расположен в Чукотском автономном округе. Данный регион отли- чается низкой транспортной доступностью, что накладывает некоторые трудности в изучении данного региона. В ходе полевых работ 2019 года были проведены рекогносцировочные работы в разных частях Охотско-Чукотского вулканического пояса в составе двух полевых отрядов. Первая группа рабо- тала в районе г. Билибино, а вторая вдоль дороги Певек-Эгвекинот. В данной
работе представлены результаты работ первой – Билибинской группы. Нами были опробованы вулканические породы в районе оз. Раучуа (67.8° 168.9°), низовьев р. Тимофеевка (66.9 170.3°), верховьев р. Угаткин (67.2° 171°) и рядом с месторождением Купол (66.8° 169.8°).
Точка в районе оз. Раучуа относится к Тытыльевеемской впадине, которая может относиться к самым ранним этапам становления ОЧВП или предше- ствует его заложению. Породы в основном представлены основными лавами и их туфами. Изотопная датировка по циркону указывает на ее аптское время формирования (121–118 Ma) [Тихомиров, 2018]. Точки в районе р. Тимофе- евки, р. Угаткин и месторождения Купол находятся в основной части Охот- ско-Чукотского вулканического пояса. Породы в районе Тимофеевки в ос- новном представлены лавами основного состава и их туфами. Согласно ле- генде геологической карты 1:1000000 породы относятся к Коэквуньской и Саламихинской свитам, которые датируются альбом [Малышева и др., 2012], однако по результатам датирования цирконов были получены возраста 90–84 Ma, что соответствует турон-коньякскому веку. Образования в верховьях р.
Угаткин имеют более кислый состав, где преобладают андезиты, дациты и их туфы [Малышева и др., 2012], которые имеют схожие абсолютные возраста с породами возле р. Тимофеевка. Отобранные нами вулканиты в районе место- рождения Купол имеют преимущественно основной состав и датированы по циркону 98–87 Ma, что соответствует сеноман-туронскому веку [П.Л.Тихомиров, устное сообщение].
Породы ОЧВП, как правило, не несут значимых следов тектонических деформаций, за исключением кальдерной тектоники. Пологие складки наблюдаются лишь в нижних частях ОЧВП, к которым, вероятно, относится наша точка в районе оз. Раучуа [Тихомиров, 2018]. Однако наличие или от- сутствие тектоники остается дискуссионным. В опробованных нами обнаже- ниях геологических признаков деформаций нами замечено не было. Впрочем, даже определение элемента залегания вулканических пород в данных обна- жениях было невозможно. Поэтому в данной работе мы исходим из предпо- ложения, что тектонической активности в районе наших работ не происходи- ло, а иногда наблюдаемое моноклинальное залегание пород отражает элемен- ты палеорельефа, а не последующие дислокации.
В данных точках нами были опробовано от 8 до 20 вулканических пото- ков по 12–20 образцов с каждого потока (сайта). Потоки в основном выделя- лись по уступам в рельефе и положению по абсолютной высоте. На данный момент обработана пилотная коллекция, включающая в себя по 2–3 образца с каждого потока. По ней произведены замеры анизотропии магнитной вос- приимчивости (AMS) для уточнения залегания тел, уточнения выделения потоков и др. Выполнены петромагнитные исследования: термомагнитные анализы (Tk и Is), сняты гистерезисные параметры для построения диаграм- мы Дея-Данлопа и диаграммы-FORC. А также проведены магнитные чистки переменным магнитным полем и температурой для выявления направления геомагнитного поля.
Рис. 1 Фрагмент космического снимка с точками отбора.
Магнитная фракция в основном представлена минералами титаномагне- титовой группы (рис 2). Точки Кюри лежат в области от 540° до 580°, что говорит о малом содержания титана. Иногда наблюдаются небольшие пики на кривой нагрева в районе 300–400° и не наблюдаются на кривой охлажде- ния. Это может быть связано с наличием сульфидов. При нагреве до 700°
градусов почти во всех образцах происходят преобразования магнитных ми- нералов, которые выражаются в разных кривых нагрева и охлаждения для одного образца.
Согласно диаграмме Дея-Данлопа, почти все образцы попадают в область псевдооднодоменных зерен. А образцы из окрестностей Купола ближе всего тяготеют к однодоменному составу. Эти результаты также подтвердили не- сколько FORC-диаграмм.
Объемная магнитная восприимчивость имеет различные значения от 1×10−4 до 3×10−2 ед. СИ. Достаточно большой разброс значений связан с раз- ным составом магнитной фракции в разных потоках, что может быть исполь- зовано для дальнейшего уточнения разности потоков. Степень анизотропии имеет достаточно низкие значения в пределах первых процентов. Наиболее характерна плоскостная или трехосная магнитная текстура. Нормаль к мини- мальной оси AMS обычно совпадает с ожидаемым субгоризонтальным зале- ганием исследуемых вулканических пород, что говорит о нормальном (N- тип) AMS. Исключением является точка в районе Раучуа, где минимальная
ось направлена по направлению предполагаемого падения пород. Это скорее всего связано с инверсионным типом AMS (R-тип), который может быть свя- зан с преобладанием однодоменных зерен.
Рис. 2 Примеры термомагнитных анализов (Kt сверху и Is снизу) для образцов ото- бранных возле рек Тимофеевка (слева) и Угаткин (справа). Красная линия – нагрев, синяя – охлаждение.
В результате компонентного анализа ступенчатых магнитных чисток тем- пературой и переменным полем в подавляющем большинстве обработанных образцов уверенно выделятся одна компонента северо-западного склонения и высокого наклонения, скорее всего являющаяся характеристической (рис 3).
Ее направление отлично от современного и схоже с ожидаемым для ОЧВП во время его формирования. Однако для данного утверждения необходимо ста- тистическое подтверждение обработкой оставшейся части отобранной кол- лекции.
Таким образом, изученные породы Чукотского сектора Охотско- Чукотского вулканического пояса несут в себе палеомагнитную запись очень хорошего качества, которая, вероятно, отражает направление и, возможно, напряженность геомагнитного поля времени формирования этих пород. По- лученные данные указывают на высокую перспективность опробованных объектов для постановки детальных палеомагнитных исследований, направ- ленных на изучение характеристик геомагнитного поля Мелового суперхро- на.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта № 19-47-04110.
Рис. 3 Пример чисток температурой (TT) и переменным полем (AF) для одного из образцов у р. Тимофеевка. Диаграмма Зийдервельда – слева, стереопроекция – по центру и диаграмма размагничивания – справа.
Литература
1. Малышева Г. М., Исаева Е. П., Тихомиров Ю. Б., Вяткин Б. В. Государствен- ная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье по- коление). Серия Чукотская. Лист Q-59 – Марково. Объяснительная записка. – СПб.:
Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2012 г. 226 с.
2. П.Л. Тихомиров Меловой окраинно-континентальный магматизм северо-востока Азии и вопросы генезиса крупнейших фанерозойских провинций кремнекислого вулканизма: дис. д. г-м. н., МГУ, М., 2018