Катастрофические извержения плинианского типа с выбросом пирокластики на большие расстояния в Северо-Восточной Азии происходили неоднократно в плейстоцен-голоцене и в историческое время. Основными источниками эксплозивных извержений в настоящее время являются вулканы Камчатки, где находятся 29 действующих вулканов и извержения которых в плейстоцене и голоцене носили катастрофический характер [Базанова и др., 2003; Мелекесцев и др., 1991 и др.].

На территории континентальной части Северо-Восточной Азии действующих вулканов единицы. Это вулкан Пектусан (Байтоушань), расположенный на стыке трех государств - России, КНДР и КНР. При последнем его катастрофическом извержении, произошедшем более тысячи лет назад, было выброшено более 100 км³ трахитовой тефры, достигшей Японских островов.

На территории Магаданской области и на Чукотке известно несколько районов распространения пепловых залежей, детально описанных в работах магаданских и камчатских исследователей, в которых дается подробная характеристика пепловых залежей, их морфология и возраст на основании радиоуглеродного метода [Мелекесцев и др., 1991; Глушкова и др., 2001 и др.] (рис. 1). На основании морфологических признаков и возрастной корреляции делается вывод, что источником магаданских пеплов были катастрофические извержения камчатских вулканов [Мелекесцев и др., 1991].

Осадки оз. Эльгыгытгын, в рамках совместного российско-немецкого проекта, изучали с целью определения палеоклиматического изменения в плейстоцене и голоцене. Был получен 13-метровый разрез верхней части донных осадков, мощность которых в озерной кальдере составляет 350-400 м [Минюк и др., 2003; Черепанова и др., 2003]. В скважине на глубине 2-3 и 7-8 м были обнаружены пеплы, возраст которых по составу диатомовых водорослей был определен как верхнеплейстоценовый. Верхний горизонт соответствует интервалу времени в 40-60 тыс. лет, а нижний - 160-180 тыс. лет [Черепанова и др., 2003]. Для анализа пеплы этих горизонтов были любезно предоставлены Ю. Олафом из Лейпцигского университета (Германия).

В коллекции для анализа не оказалось риодацитовой тефры древних и современных извержений вулкана Карымского, Шевелуча и других соответствующего возрастного диапазона извержений. Кроме того, на Северо-Востоке России известны вулканические постройки и лавовые потоки вулканов, деятельность которых по данным изотопного датирования (K-Ar, Rb-Sr, Ar-Ar) определена для вулканов Рудич и Джек в интервале (млн. лет) 38-35, для вулкана на о. Жохова - 2.2-0.5, Алучинских вулканов и их потоков, а также Билибинского - 0.8-0.5, вулканов Устиева и Балаган-Тас - 0.4-0.2. Вулканы извергали базальтовые лавы (пикритовые и щелочные базальты и андезито-базальты), для которых пирокластические извержения весьма ограничены и слагают небольшие конусы [Сурнин и др., 1998]. Вопрос о распространении пепловых образований этих вулканов в составе плиоценовых и плейстоценовых осадков Северо-Востока остается пока не изученным. Решение вопроса о происхождении пепловых горизонтов в поздне-плейстоценовых и голоценовых осадках Магаданской области проводилось на основе сопоставления результатов петрохимических, микроэлементных (в том числе и REE) как магаданских, так и камчатских пеплов с учетом хронологических данных, полученных главным образом радиоуглеродным методом в лабораториях ГИН, СВКНИИ [Мелекесцев и др., 1991; Глушкова и др., 2001].

Детальные описания пепловых горизонтов Магаданской области с определением возраста радиоуглеродным методом позволяют судить о большом возрастном диапазоне. Но основная часть пепловых горизонтов (Левая Палатка, оз. Чистое, Гранд и Левый Дивный) имеет возраст ≈7.6 тыс. лет [Мелекесцев и др., 1991]. Наиболее молодым является горизонт вулканического пепла в районе порта г. Магадан - 2.5 тыс. лет, а самым древним - Уптарская залежь (70 тыс. лет), представленная двумя крупными линзами среди ледниковых и водно-ледниковых отложений. Уптарская залежь в длину имеет около 60 м и мощность 7-14 м. Для нее характерно переслаивание пепла разных оттенков, отдельные слои разделены линзами песка и гравия. Она относится, как и большинство пепловых горизонтов [Глушкова и др., 2001], к категории переотложенных пеплов.

Для сопоставления были подобраны пеплы и тефра камчатских вулканов: кальдеры оз. Курильского, Хангара, Ксудача, Жупанова, Авачинского, Горелого и др., которые в большей степени являются базальтовыми, андезито-базальтовыми и в меньшей степени дацитовыми.

Для корреляции пепловых образований Северо-Востока России и пеплов катастрофических извержений вулканов Камчатки были проведены определения петрохимического состава пеплов и тефры, концентрации микроэлементов, REE на JCP-MS в СибГЕОХИ (Иркутск). Полученные данные позволили провести сопоставления результатов исследований пеплов этих регионов и сделать корреляцию спектров микро- и редкоземельных элементов и определить наиболее индикаторные соотношения элементов (табл. 1; рис. 2).

Из анализа представленного материала можно сделать следующие предварительные выводы, учитывая, что не все пеплы Камчатки были включены в исследования для корреляции и сопоставления.

1. Пеплы Северо-Востока России по изотопному датированию (¹⁴С, Ar-Ar) могут быть разделены на пять возрастных групп (тыс. лет): 3.5; 7.6; 40; 40-60; 160-180. Наиболее многочисленные места нахождения характеризуются возрастом в 7.6 тыс. лет. Но среди них нет однообразия как по петрохимическому составу, так и концентрациям микро- и редкоземельных элементов (табл. 1; рис. 2). Некоторую аналогию можно наметить между обн. Левая Палатка и оз. Чистое, а также Порт-Магадан и Лев. Дивный, хотя Порт-Магадан и Левый Дивный имеют различный возраст и состав. Наиболее сильно отличаются пеплы Уптарской залежи от всех остальных как по возрасту, так и по микро- и редкоземельному составу (табл. 1; рис. 2).

2. При сопоставлении магаданских пеплов с одновозрастными пеплами камчатских вулканов наиболее сопоставимой является тефра кальдеры оз. Курильского, но следует отметить определенные отличия как по петрохимическому, так и по микроэлементному составам. Пеплы оз. Гранд и оз. Эльгыгытгын наиболее близки к пеплам кальдеры Курильского озера, но разнятся как по возрасту (7.6 тыс. лет для оз. Гранд и Курильского и 40-60 и 160-180 - для оз. Эльгыгытгын), так и по спектрам микроэлементов.

Степень близости и различия составов магаданских и камчатских пеплов хорошо отражена на спайдердиаграммах, а также на анализе индикаторных соотношений микроэлементов, таких как Sr/Nb, Sr/Rb и др. Это выявлено как в пеплах близкого возрастного интервала, так и в разновозрастных прослоях (рис. 2).

3. Тефра и пеплы базальтовых вулканов Северо-Востока (о. Жохова, Алучинский и др.) на основе данных по петрохимическому и микроэлементному составам не могут быть источниками этих пепловых прослоев (рис. 2).

4. Разнообразие по составу пеплов Северо-Востока России можно объяснить смешением различных по составу и возрастам пеплов при их переотложении в процессе формирования пепловых прослоев. Весьма интересные данные были получены при определении возраста пеплов кальдеры оз. Эльгыгытгын. Исследование микрофауны из керна этого озера [Wood, 1979] показало, что наряду с позднеплейстоценовыми диатомовыми водорослями в разрезе присутствуют створки более древних диатомей (миоценовых). Таким образом, процесс смешения при переотложении мог затронуть пеплы различного состава и возраста формирования (извержения вулканов), т.е. могли быть различные источники (центры извержения).

5. Дацитовый и риолитовый состав более древних (70, 40-60, 160-180 тыс. лет) пеплов Северо-Востока России не находит себе аналогов в эталонных коллекциях камчатских пеплов, проанализированных в этой работе. Особенности составов этих пеплов (редкоземельного, микро- и петрогеохимического) позволяют заключить, что их происхождение связано с местными центрами извержений, которые пока еще не выявлены.

Работа выполнена при поддержке проектов № 13 и 16 Президиума РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Базанова Л.И., Брайцева О.А., Пузанков М.Ю. и др. Катастрофические плинианские извержения начальной фазы формирования молодого конуса вулкана Авачинский (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2003. № 5. С. 20-40.

2. Глушкова О.Ю., Галанин А.А., Смирнов В.Н. В кн.: Проблемы геологии и металлогении Северо-Востока Азии на рубеже тысячелетия. Магадан, 2001. Т. 3. С. 14-20.

3. Мелекесцев И.В., Глушкова О.Ю., Кирьянов В.Ю. и др. Происхождение и возраст Магаданских вулканических пеплов // Доклады РАН. 1991. Т. 317. №5. С. 1188-1192.

4. Минюк П.С., Борходоев В.Я., Черепанова М.В. и др. В кн.: Геодинамика. Магматизм и минераге-ния континентальных окраин Севера Пацифики. Магадан, 2003. Т. 1. С. 263-266.

5. Сурнин А.А., Округин А.В., Зайцев А.И. Глубинные ксенолиты в базальтах Восточной Якутии // Отечественная геология. 1998. Т. 6. С. 44-48.

6. Черепанова М.В., Минюк П.С., Бригхан-Гретте Дж. В кн.: Геодинамика. Магматизм и минера-гения континентальных окраин Севера Пацифики. Магадан, 2003. Т. 1. С. 266-269.

7. Wood D.A. A variably veined suboceanic upper mantle – genetic significance for mid-ocean ridge basalts from geochemical evidence // Geology. 1979. V. 7. № 3. P. 499-503.