Западная Чукотка в середине мелового периода, около 120 миллионов лет назад, выглядела совсем не так, как сегодня. Это был не край вечной мерзлоты и тундры, а эпицентр гигантских геологических катаклизмов. Российские ученые детально изучили так называемый Нембондинский прогиб — огромную геологическую структуру, и выяснили, что в этом районе бушевали не одно, а сразу три мощных вулканических события, каждое из которых кардинально меняло ландшафт и было вызвано уникальными процессами в недрах Земли.
Первое пробуждение огненной стихии произошло в раннем апте — примерно 123–120 миллионов лет назад. Тогда здесь начали изливаться раскаленные лавы преимущественно андезитового и базальтового состава, сформировав так называемую ильгувеемскую толщу. Ученые связывают этот всплеск вулканизма с грандиозным тектоническим событием — закрытием Южно-Аннойской сутурной зоны, своего рода «шва» между столкнувшимися участками земной коры. Интересно, что одновременно с этим ровно такие же процессы происходили к северу, в районе Тытыльвеемского пояса. Вулканы словно включились по обе стороны от гигантского разлома, работая как единый механизм. Геологи интерпретируют этот этап как результат сдвиговых движений: земная кора не просто сжималась, а смещалась горизонтально, создавая зоны растяжения — так называемые pull-apart бассейны, куда тут же устремлялась магма.
Второе событие случилось чуть позже, на рубеже позднего апта и раннего альба (118–112 миллионов лет назад). Если первый акт был спектаклем темно-серых и черных базальтов, то второй ознаменовался куда более «кислыми» и вязкими составами — дацитами и риолитами. Эта толща получила название дигрувеемской. Магма в этот период застывала не только в виде лавовых покровов, но и формировала субвулканические тела — грибообразные интрузии, которые так и не прорвались на поверхность. Важно, что и этот этап оказался синхронным активности в Тытыльвеемском поясе, что подчеркивает связь вулканизма Нембондинского прогиба с общими геодинамическими процессами на огромной территории.
Наконец, третий, заключительный этап пришелся на альбский век — примерно 108–99 миллионов лет назад. К этому моменту характер вулканизма снова изменился. На сцену вышли трахиандезибазальты и трахиандезиты — породы, богатые щелочами, особенно калием. Эта толща, названная теленеутской, ознаменовала собой начало формирования знаменитого Охотско-Чукотского вулкано-плутонического пояса — одного из крупнейших в мире поясов такого рода. И тут кроется главная интрига: геохимия этих пород кардинально отличается от более древних. Если первые два события ученые связывают со сдвиговыми, «синсдвиговыми» процессами, то третий этап носит уже классический надсубдукционный характер. Это значит, что к этому времени здесь начала работать полноценная зона субдукции — одна плита земной коры стала уходить под другую, вызывая мощное плавление пород и извержения, характерные для тихоокеанских «Огненных колец».
Чтобы разобраться во всей этой хронологии, исследователи применили метод U-Pb датирования по циркону — микроскопическим кристаллам, которые, словно капсулы времени, сохраняют информацию о возрасте породы с погрешностью всего в 1–2 миллиона лет. Они проанализировали 16 образцов из разных частей прогиба. Выяснилось, что вулканиты трех толщ действительно имеют разный возраст и, что особенно важно, отличаются по «магнезиальности» — содержанию магния. Самые древние, аптские породы оказались наиболее «примитивными» и богатыми магнием, что говорит о том, что они образовались из слабо измененной мантийной магмы. А вот молодые, альбские породы уже прошли долгий путь эволюции в земной коре и истощились по магнию.
Но почему это важно не только для геологов? Дело в том, что такие исследования помогают восстановить палеогеографию Арктики и Северо-Востока Азии. Понимание того, как и когда открывались эти pull-apart бассейны, как происходила перестройка движения литосферных плит, позволяет точнее предсказывать, где искать полезные ископаемые — например, золото, серебро, медь. Кроме того, это живой пример того, как наша планета дышит и меняется: миллионы лет назад на месте скучной тундры полыхали вулканы, двигались континенты, а расплавленная магма формировала новую кору. Сегодня эти процессы затихли, но их следы — трехцветные разрезы вулканических толщ — остались, и ученые научились читать их как захватывающую книгу об огненной юности Чукотки.
Исследование опубликовано в журнале «Тихоокеанская геология»
