Keywords
active continental margin
Eocene
Western Kamchatka
Section
Abstract
The authors studied the isotope-geochemical composition of the Eocene volcanic rocks from the Kinkilsk complex of Western Kamchatka. The peculiarities of the distribution of high field strength and heavy rare-earth elements and their ratio, as well as the isotopic composition of Sr, Nd and Pb suggest the formation of primary melts from depleted or poorly enriched in isotopic composition of the mantle wedge sources in different contaminated quartz-feldspathic sialic sediments. Two types of dependences of εNd in volcanic rocks of the complex on the degree of differentiation of rocks and inter-element relations are revealed. The first is associated with strong contamination of igneous melts with quartz-feldspathic sediments, the second relates to the fractionation of an isotopic (Nd)-enriched magmatic source with weak contamination of the melts with a crustal terrigenous material. The distribution of large-ion (LILE) elements is typical for sources of melts enriched with aqueous fluid and formed with the participation of a substance of a metasomatized mantle wedge.
References
Акинин В.В., Андроников А.В., Мукаса С.Б., Миллер Э.Л. Меловая нижняя кора континентального обрамления северной Пацифики: петролого-геохронологические данные по нижне-среднекоровым ксенолитам // Петрология. 2013. Т. 21. № 1. С. 34–73. https://doi.org/ 10.7868/S0869590313010032 [Akinin V.V., Andronikov A.V., Mukasa S.B., Miller E.L. Cretaceous lower crust of the continental margins of the northern Pacific: Petrological and geochronological data on lower to middle crustal xenoliths // Petrology. 2013. V. 21. № 1. P. 28−65. https://doi.org/10.1134/S0869591113010013].
Багдасарян Г.П., Гладенков Ю.Б., Шанцер А.Е. Изотопное датирование вулканогенных толщ палеогена и неогена Камчатки // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1994. Т .2. № 3. С. 87−91. [Bagdasaryan G.P., Gladenkov Yu.B., Shantser A.E. Isotope Dating of the Paleogene and Neogene Volcanogenic Sequences of Kamchatka // Stratigr. Geol. Korrelyatsiya. 1994. V. 2. № 3. P. 87–91 (in Russian)].
Богданов Н.А., Чехович В.Д. О коллизии Западно-Камчатской и Охотоморской плит // Геотектоника. 2002. № 1. С. 72−85 [Bogdanov N.A., Chekhovich V.D. On the collision of the West Kamchatka and the Sea of Okhotsk plates // Geotectonics. 2002. № 1. P. 72–85 (in Russian)].
Варнавский В.Г., Малышев Ю.Ф. Восточно-Азиатский грабеновый пояс // Тихоокеанская геология. 1986. № 3. С. 3−13 [Varnavskii V.G., Malyshev Yu.F. Eastern Asia Graben Belt // Tikhookeanskaya Geologia. 1986. №. 3. P. 3–13 (in Russian)].
Гладенков Ю.Б., Синельникова В.Н., Шанцер А.Е. и др. Эоцен Западной Камчатки. М.: Наука, 1991. 184 с. (Тр. ГИН РАН; Вып. 467). [Gladenkov Yu.B., Sinelnikova V.N., Shantser A.E. et al. Eocene of Western Kamchatka. Moscow: Nauka, 1991 (in Russian)].
Гладенков Ю.Б., Шанцер А.Е., Челебаева А.И. и др. Нижний палеоген западной Камчатки (стратиграфия, палеогеография, геологические события). М.: ГЕОС, 1997. 366 с. (Тр. ГИН РАН; Вып. 488). [Gladenkov Yu.B., Shantser A.E., Chelebaeva A.I. et al. Lower Paleogene of Western Kamchatka. Moscow: GEOS, 1997. 366 p. (in Russian)].
Леднева Г.В., Носова А.А., Соловьев А.В. «Известково-щелочной» магматизм хребта Омгон: свидетельство о раннепалеогеновом растяжении // Петрология. 2006. Т. 14. № 2. С. 168–202 [Ledneva G.V., Nosova A.A., Soloviev A.V. «Calc–Alkaline» Magmatism of the Omgon Range: Evidence for Early Paleogene Extension in the Western Kamchatka Segment of the Eurasian Continental Margin // Petrology. 2006. V. 14. № 2. P. 154–186. https://doi.org/10.1134/S0869591106020020].
Перепелов А.Б. Кайнозойский магматизм Камчатки на этапах смены геодинамических обстановок. Дисс. докт. геол.-мин. наук. Иркутск: Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН? 2014. 361 с. [Perepelov A.B. Cenozoic magmatism of Kamchatka at the stages of changing geodynamic settings. Thesis submitted for the degree of Dr. of Geology at the A.P. Vinogradov Ins. of Geochemistry Sibirian Branch of RAS. 2014. 361 p. (in Russian)].
Перепелов А.Б., Иванов А.В. Магматические образования обстановок трансформных континентальных окраин: Западно-Камчатский ареал калиевого щелочного магматизма (эоцен – олигоцен) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России / Отв. ред. А.И. Ханчук. Владивосток: Дальнаука. 2006. С. 369–382 [Perepelov A.B., Ivanov A.V. Magmatic formations of settings of transform continental margins: potassium alkaline magmatism of Western-Kamchatka (eocene-oligocene) / Geodynamics, magmatism and metallogeny of Easten Russia (Ed. by A. I. Khanchuk) / Vladivostok: Dal’nauka, 2004. P. 369–382 (in Russian)].
Федоров П.И., Коваленко Д.В., Агеева О.А. Западнокамчатско-Корякский окраинно-континентальный вулканогенный пояс: возраст, состав и источники формирования // Геохимия. 2011. № 8. С. 813−838 [Fedorov P.I., Kovalenko D.V., Ageeva O.A. Western Kamchatka–Koryak Continental-Margin Volcanogenic Belt: Age, Composition, and Sources // Geochemistry Int. 2011. V. 49. № 8. P. 768–792. https://doi.org/10.1134/S0016702911060036].
Федоров П.И., Коваленко Д.В., Баянова Т.Б., Серов П.А. Раннекайнозойский магматизм континентальной окраины Камчатки // Петрология. 2008. Т. 16. № 3. С. 277–295 [Fedorov P.I., Kovalenko D.V., Bayanova T.B., Serov P. A. Early Cenozoic Magmatism in the Continental Margin of Kamchatka // Petrology. 2008. V. 16. № 3. P. 261–278. https://doi.org/10.1134 /S086959110803003X].
Федоров П.И., Смирнов В.Н. Раннекайнозойский вулканизм Колючинско-Мечигменского грабена (Чукотский полуостров) // Петрология. 2014. Т. 22. № 1. С. 60–71. https://doi.org/10.7868/S0869590314010038 [Fedorov P.I., Smirnov V.N. Early Cenozoic Volcanism of the Kolyuchin–Mechigmen Graben, Chukotka Peninsula // Petrology. 2014. V. 22. № 1. P. 54–64. https://doi.org/10.1134/S0869591114010032].
Федоров П.И., Филатова Н.И. Геохимия и петрология позднемеловых-кайнозойских базальтов зон растяжения на континентальной окраине Северо-Востока Азии // Геохимия. 1999. № 2. С. 115–132 [Fedorov P.I., Filatova N.I. Geochemistry and Petrology of Late Cretaceous and Cenozoic Basalts from Extensional Zones at the Continental Margin of Northeastern Asia // Geochemistry Int. 1999. V. 37. №. 2. 1999. P. 91–107 (in Russian)].
Филатова Н.И. Периокеанические вулканогенные пояса. М.: Наука, 1988. 264 с. [Filatova N.I., Periooceanic Volcanogenic Belts. Moscow: Nauka, 1988. 264 p. (in Russian)].
Шанцер А.Е., Федоров П.И. Геохимия нижнекайнозойских вулканических пород Западной Камчатки // Бюллетень МОИП. Сер. геологич. 1999, Т. 74. Вып. 6. С. 20–28. [Shantser A.E., Fedorov P.I. Geochemistry of the Lower Cenozoic Volcanic Rocks of Western Kamchatka // Byull. Mosk. O-va Ispyt. Prir., Otd. Geol. 1999. V. 74. № 6. P. 20–28 (in Russian)].
Шапиро М.Н., Соловьев А.В. Кайнозойские вулканические пояса северной Камчатки и их роль в региональных моделях субдукции // Геотектоника. 2011. № 3. С. 48−63 [Shapiro M.N., Solov’ev A.V. Cenozoic volcanic rocks of North Kamchatka: In search of subduction zones // Geotectonics. 2011. V. 45. № 3. P. 210–224. https://doi.org/10.1134/S0016852111030071].
Ханчук А.И., Иванов В.В. Мезо-кайнозойские геодинамические обстановки и золотое оруденение Дальнего Востока России // Геология и геофиз. 1999. Т. 40. № 11. С. 1635–1645 [Khanchuk A.I., Ivanov V.V. Meso–Cenozoic geodynamic settings and gold mineralization of the Russian Far East //Geol. Geofiz. 1999. V. 40. № 11. P. 1635–1645 (in Russian)].
Чехович В.Д., Сухов А.Н. О некоторых нерешенных вопросах геологического развития Западной Камчатки в позднемезозойское-раннепалеогеновое время // Западная Камчатка: геологическое развитие в мезозое. Отв. ред. Ю.Б. Гладенков, С.А. Паланджян. М.: Научный мир, 2005. С. 195–220 [Chekhovich V. D., Sukhov A.N. On some unresolved issues of the geological development of Western Kamchatka in the Late Mesozoic-Early Paleogene time. In: Western Kamchatka: Tectonic Evolution in the Mesozoic. (Ed. by Yu. B. Gladenkov and S. A. Palandzhan). Moscow: Nauchnyi Mir, 2005. P. 195–220 (in Russian)].
Condie К. High field strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes? // Lithos. 2005. V. 79. P. 491–504. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2004.09.014.
Fitton J.G., Saunders A.D., Norry M.J. et al. Thermal and chemical structure of the Iceland plume // Earth and Planetary Science Letters. 1997. P. 153. P. 197–208. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(97)00170-2.
Hart S.R. Heterogeneous mantle domains: signatures, genesis and mixing chronologies // Earth and Planetary Science Letters.1988. V. 90. P. 273–296. https://doi.org/10.1016/0012-821X(88)90131-8.
Hofmann A.W., Jochum K.P., Seufert M., White W.M. Nb and Pb in oceanic basalts: new constraints on mantle evolution // Earth and Planetary Science Letters. 1986. V. 79. № 1–2. P. 33–45. https://doi.org/10.1016/0012-821X(86)90038-5.
Miller D.M., Goldstein S.L., Langmuir C.H. Cerium/lead and lead isotope ratios in arc magmas and the enrichment of lead in the continents // Naure. 1994. V. 368. P. 514−520. https://doi.org/10.1038/368514a0.
Münker С. Nb/Ta fractionation in a Cambrian arc/back arc system, New Zealand: source constraints and application of refined ICPMS techniques // Chemical Geology. 1998. V. 144. № l–2. P. 23–45. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(97)00105-8.
Pearce J.A., Kempton P.D., Nowell G.M., Noble S.R. Hf-Nd element and isotope perspective on the nature and provenance of mantle and subduction components in Western Pacific arc-basin systems // Journal Petrology 1999. P. 40. P. 1579–1611. https://doi.org/10.1093/petroj/40.11.1579.
Peccerillo A., Taylor S.R. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Norhern Turkey // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1976. V. 58. P. 63–81. https://doi.org/10.1007/BF00384745.
Rudnick R., Gao S. Composition of the continental crust. In: The crust (ed. R.L. Rudnick). 2003. V. 3. Treatise on Geochemistry (eds. H.D., Holland and K.K., Turekian). Elsevier-Pergamon, Oxford, pp.1–64. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4.
Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts. In: Magmatism in ocean basin. Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry. Geol. Soc. Spec. Publ. London. 1989. V. 42. P. 313–345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
Yogodzinski G.M., Kay R.W., Volynets O.N. et al. Magnesian andesite in the western Aleutian Komandorsky region: implications for slab melting and processes in the mantle wedge // Geological Society of America Bulletin. 1995. V. 107. P. 505–519. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1995)107<0505:MAITWA>2.3.CO;2.
Zindler A., Hart S. Chemical geodynamics // Ann. Rev. Earth and Planetary Science Letters.1986. V. 14. P. 493–571. https://doi.org/10.1146/annurev.ea.14.050186.002425.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.