Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 10

Взаимосвязь геодинамических процессов в Центрально-Азиатском складчатом поясе и на Сибиркой платформе рассмотрена по следующим темам: 1) общие проблемы тектоники и геодинамики Центрально-Азиатского складчатого пояса; 2) этапы осадочных и аккреционно-коллизионных процессов; 3) сопоставление этапов осадконакопления и источников сноса в северном и восточном обрамлении Сибирской платформы; 4) этапы развития Цетрально-Азиатского складчатого пояса (алтаид) и формирование позднегерцинских осадочных бассейнов. Изучение геохимических и изотопно-геохимических характеристик неопротерозой-палеозойских осадочных серий выявило синхронность осадконакопления в бассейнах различного типа как в пределах платформы, так и складчатого пояса. Это позволило более корректно на основе реконструкций геодинамических обстановок седиментогенеза отдельных осадочных бассейнов проследить развитие орогенных структур, окружающих Сибирский континент. Подтверждено выделение каледонской Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянско-Ольхонской сутурно-сдвиговой зоны, разделяющей окраинно-континентальные комплексы пород Сибирского и Казахстанского континентов соответственно с ювенильным и смешанным типами коры. Позднепалеозойские крупноамплитудные сдвиги во многом нарушили первичные соотношения, в связи с чем древние структуры различных окраин тектонически перемешаны друг с другом, что создает трудности интерпретации палеогеографической, палеотектонической и палеогеодинамической зональностей Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Приводятся данные об U-Pb возрасте (LA-ICP-MS) детритовых цирконов из позднедокембрийских терригенных пород байкальской серии и ушаковской свиты Западного Прибайкалья (южный фланг Сибирского кратона). Дана интерпретация источников обломочного материала для изученных осадочных толщ. Установлено, что возрасты наиболее молодой группы детритовых цирконов, выделенных из отложений верхней части байкальской серии и ушаковской свиты, позволяют ограничить время седиментации этих толщ вендом. Выявлено отсутствие в большей части проанализированных проб детритовых цирконов мезопротерозойского возраста, что подтверждает гипотезу о существовании глобального по своей продолжительности (около 1 млрд лет) перерыва в эндогенной активности, проявившегося в пределах южного фланга Сибирского кратона на протяжении докембрийского этапа его развития. Сделан вывод о том, что обилие неопротерозойских цирконов в песчаниках из верхних горизонтов байкальской серии и ушаковской свиты может быть объяснено сокращением площади океанического бассейна в результате сближения кратона с микроконтинентами и островными дугами, существовавшими в пределах Палеоазиатского океана.

Дана сравнительная геохимическая характеристика позднедокембрийских осадочных пород (усть-келянская и тулуинская толщи) Анамакит-Муйской зоны Байкало-Муйского пояса, определены условия осадконакопления, приведены первые результаты U-Pb LA-ICP-MS-датирования обломочных цирконов и Sm-Nd изотопные данные для отложений тулуинской толщи. В результате петрогеохимического исследования установлено, что рассматриваемые осадки являются «first cycle» породами, близкими по составу терригенным осадкам островных дуг. Весьма низкий уровень содержания в песчаниках усть-келянской толщи Th, Rb, Zr, Hf, LREE и повышенный — Co, Ni, Sc, V, Cr, Fe ₂O ₃* указывает на их сходство с отложениями океанических дуг, напротив, заметная обогащенность пород тулуинской толщи Zr, LREE, Th, Rb, Nb свидетельствует об их соответствии отложениям, образованным в условиях континентальных островных дуг или активной континентальной окраины. Изотопно-геохронологические исследования отложений тулуинской толщи отражают смешение детритового материала, образованного в результате эрозии неопротерозойских островодужных магматических ассоциаций с возрастом 625—700 млн лет, подобных развитым в Каралон-Мамаканской зоне (якорная и каралонская свиты) и более древних, подобных келянской (812—824 млн лет) и/или джалтукской сериям. Нижняя граница осадконакопления, судя по минимальному возрасту детритового циркона, соответствует 0.6 млрд лет.

В результате геохимических, Sm-Nd и Sr-изотопных исследований отложений байкальской и оселковой серий юга Сибирской платформы и U-Pb датирования LA-ICP-MS детритовых цирконов установлено, что их накопление происходило в венде в обстановках пассивной континентальной окраины. Возрастные ограничения интервала седиментации основаны на данных Sr-хемостратиграфии карбонатных отложений байкальской серии и U-Pb датирования LA-ICP-MS детритовых цирконов терригенных отложений первого цикла оселковой серии. Основные источники сноса для пород этих серий были постоянными и представляли собой породы чехла и фундамента Сибирской платформы. Лишь появление горизонтов туффитов в верхних частях серий указывает на активизацию этой структуры в поздневендское время, что находит отражение в изменениях геохимических характеристик терригенных пород и их более молодых Sm-Nd модельных возрастах.

По данным U-Pb датирования обломочных цирконов из нижнекаменноугольных песчаников фронтальной части севера Верхоянского складчато-надвигового пояса впервые было установлено, что возрастные спектры в отложениях нижнего визе (крестяхская свита) и верхнего визе—серпуховского ярусов (тиксинская свита) резко различны. Ранневизейские песчаники содержат до 95 % обломочных цирконов докембрийского возраста, а поздневизейско-серпуховского только 55 %. Возрасты и характер распределения докембрийских цирконов близки, свидетельствуя, что при накоплении отложений поздневизейско-серпуховского времени значительный вклад вносили продукты перемыва терригенных осадков крестяхской свиты или те же источники, которые доминировали в ранневизейское время: кристаллический фундамент кратона, эродированные мезо- и неопротерозойские осадочные комплексы, магматические породы Центрального Таймыра. В отложениях тиксинской свиты 45 % обломочных цирконов имеют палеозойский возраст, а 24 % — раннепалеозойский с превалирующими кембрий-ордовикскими возрастами. Потенциальными питающими провинциями, в которых широко распространены магматические породы такого возраста, могли быть складчатые пояса, протягивающиеся вдоль северной, западной или юго-западной периферии Сибирской платформы, — Таймыро-Североземельский и Центрально-Азиатский. Присутствие цирконов средне- и позднедевонского возраста связывается с размывом гранитоидов Енисейского кряжа и Алтае-Саянской области. Источником раннекаменноугольных детритовых цирконов могли служить магматические породы Таймыро-Североземельского складчатого пояса, подтверждая, что к этому времени произошла коллизия Карского террейна с северной окраиной Сибирского континента. В ранневизейское время осадконакопление происходило в небольших конусах выноса, возможно, у подножия крутого эскарпа, возникшего на поздней стадии среднепалеозойского рифтогенеза. Основным поставщиком кластики были небольшие речные потоки, которые размывали относительно близлежащие толщи. В поздневизейско-серпуховское время резко увеличилось количество обломочного материала и появились детритовые цирконы из новых источников сноса — складчатых поясов северной и юго-западной периферии Сибирского континента. В это время уже существовала крупная речная система, которая могла переносить обломочный материал на большое расстояние и отлагать его в подводных конусах выноса на севере Верхоянской пассивной континентальной окраины.

Приводятся результаты геолого-структурных и геохимических исследований синметаморфических гранитоидов Тутайского и Южно-Ольхонского массивов Ольхонского террейна Центрально-Азиатского орогенного пояса, а также оценка возраста U-Pb методом по циркону гранитов Тутайского массива. Структурные и петрологические данные свидетельствуют о синскладчатом и синметаморфическом характере гранитоидов. Датирование U-Pb методом по циркону гранитов Тутайского массива показало, что они имеют возраст 488.6 ± 8.0 млн лет, который практически совпал с оценкой возраста 495 ± 6 млн лет, полученной ранее для кварцевых сиенитов Южно-Ольхонского массива. Оба массива занимают одинаковую позицию в структуре региона. Завершающие этапы деформаций и метаморфические преобразования гранитоидов отвечают рубежу 464 ± 11 млн лет. Тутайский массив сложен умеренно калиевыми гранитами, а Южно-Ольхонский массив образован кварцевыми сиенитами и гранитами. Геохимические характеристики гранитов обоих массивов (низкие содержания Y и Yb, фракционированные спектры распределения редкоземельных элементов) свидетельствуют о том, что их формирование происходило в условиях кристаллизации граната в рестите на глубинных уровнях коры. Кварцевые сиениты Южно-Ольхонского массива обнаруживают более высокие по сравнению с гранитами содержания Y, Yb. Данный факт может указывать на то, что магмы кварцевых сиенитов в процессе их формирования и эволюции не находились в равновесии с гранатсодержащими минеральными парагенезисами. В качестве субстрата для гранитов Тутайского и Южно-Ольхонского массивов принимаются коровые породы кварц-полевошпатового состава, а для кварцевых сиенитов Южно-Ольхонского массива допускается смешанный (корово-мантийный) источник. Предполагается, что образование гранитоидов происходило в коре, утолщенной в результате аккреции. При этом ранние аккреционные события, выделенные в регионе впервые, затронули не только Прибрежную зону, в которой расположены Тутайский и Южно-Ольхонский массивы, но и всю мегазону Анга—Сатюрты Ольхонского террейна. Аккреционный этап завершился тектоническим сближением и косой коллизией Ольхонского террейна и Сибирского континента, когда тотальное развитие получил сдвиговый тектогенез.

Ранние каледониды Ольхонского региона Западного Прибайкалья, участвующие в строении складчатого обрамления Сибирского кратона, представляют собой уникальный геологический полигон для изучения процессов мантийно-корового взаимодействия на глубинных уровнях земной коры. В статье охарактеризованы реститовые гипербазитовые тела и будины, пространственно приуроченные к разломам (бластомилонитовым швам), и синкинематические граниты, отвечающие амфиболитовой фации метаморфизма. Приведены оценки РТ -параметров метаморфизма складчатого обрамления гипербазитовых тел, химический и минеральный составы гипербазитов, бластомилонитов и синкинематических гранитов, результаты U-Pb и Ar-Ar изотопного датирования. Особое внимание уделено термальной истории тектонического экспонирования гипербазитовых тел как реликтов палеоокеанической коры в коллизионной системе ранних каледонид Западного Прибайкалья.

Проведено комплексное геолого-геофизическое исследование области сочленения восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса с Сибирской платформой в полосе профиля 3-ДВ (52—60° с.ш., 122—129° в.д.) Сковородино—Томмот, где серией глубинных разломов пояс отделен от Алдано-Станового щита платформы. Получены следующие основные результаты: сейсмические, плотностные, геоэлектрические характеристики пород, на основании которых определены (уточнены) внутрикоровые границы тектонических структур; установлены крупноблоковая делимость земной коры, обусловленная разломами мантийного заложения, и различие слоистой структуры коры для щита и складчатых областей; на основе имеющихся палеомагнитных данных выполнены палинспастические реконструкции для 180 и 140 млн лет, наиболее продуктивной металлогенической эпохи в регионе, сопряженной во времени с коллизионными процессами при закрытии Монголо-Охотского палеобассейна.

В Алтае-Саянской складчатой области широко распространены позднепалеозойские тектонические покровы, ассоциирующие с одновозрастными крупноамплитудными сдвигами северо-восточного простирания. В позднепалеозойских аллохтонах и автохтонах сохранились фрагменты ранних этапов складчатости. Каледонские покровно-сдвиговые и сдвиговые структуры, сопровождающиеся формированием метаморфических комплексов и гранитов, характерны для субширотной сутурно-сдвиговой зоны, разделяющей Казахстанско-Байкальский составной континент и Сибирский континент. На Горном Алтае позднепалеозойские покровы оконтуривают автохтонную структуру, сложенную фрагментом венд-кембрийской Кузнецко-Алтайской островной дуги Сибирского континента, включающей аккреционные клинья Бийско-Катунской и Курайской зон, покровно-складчатые деформации в которых проявились в позднем докембрии—раннем кембрии, т.е. соответствуют салаирской складчатости. Салаирская покровно-складчатая структура стратиграфически перекрыта мощным (достигающим 15 км) стратифицированным комплексом пород Ануйско-Чуйской зоны, представленным среднекембрийско-раннеордовикскими образованиями преддугового прогиба, сменяющимися несогласно залегающими ордовикско-раннедевонскими карбонатно-терригенными толщами пассивной окраины. В свою очередь, они прорваны интрузиями и несогласно перекрыты вулканогенно-осадочным комплексом пород девонской активной окраины. Завершает разрез фаменско-визейская моласса, трансгрессивно перекрывающая девонские образования. Моласса и несогласие в ее основании фиксируют крупную позднепалеозойскую складчатость, которая интенсивно проявлена в деформациях краевых частей автохтона вблизи Каимской, Чарышско-Теректинской и Телецко-Курайской покровно-сдвиговых структур. К двум последним приурочены тектонические пластины верхнекарбоновой угленосной молассы. Возрасты детритовых цирконов из среднекембрийско-раннеордовикских осадочных пород преддугового прогиба Ануйско-Чуйской зоны Горного Алтая свидетельствуют, что их источником являлись верхненеопротерозойско-кембрийские магматические породы Кузнецко-Алтайской островной дуги. Они в большей мере также представлены в отложениях ордовикско-раннедевонской пассивной окраины, где малую долю составляют палеопротерозойские цирконы, которые могли быть принесены с Сибирского кратона. Широкий возрастной спектр цирконов среднедевонско-раннекарбонового, позднеордовикско-раннесилурийского, кембрийско-раннеордовикского, мезопротерозойского, раннесреднепротерозойского и раннепалеопротерозойского возрастов датирован в позднекарбоновой молассе Юго-Восточного Алтая. Выявленные даты сопоставимы с магматическими и метаморфическими породами Казахстанско-Байкальского составного континента, включающего Тувино-Монгольскую островную дугу и аккретированные к ней континентальные блоки Гондваны , и ограничивающей его с севера каледонской сутурно-сдвиговой зоны. Приведенные в статье данные подтверждают точку зрения, что в Алтае-Саянском регионе совмещены комплексы пород различной геодинамической природы. С одной стороны, они представлены окраинно-континентальными образованиями западной части Сибирского континента, в аккреционных комплексах которой распространены только фрагменты океанической коры. С другой стороны, Казахстанско-Байкальским составным континентом, включающим континентальные блоки Гондваны. В раннем—среднем палеозое они были отделены Обь-Зайсанским океаническим бассейном, его фрагменты представлены в вышеуказанной каледонской сутурно-сдвиговой зоне. На древние структуры наложены позднепалеозойские деформации, формирующие крупный Центрально-Азиатский внутриконтинентальный ороген, образованный дальним воздействием коллизией Восточно-Европейского, Сибирского и Казахстанско-Байкальского континентов.

Обобщены результаты геологических, геохронологических, геохимических и изотопно-геохимических исследований венд-раннекембрийского островодужного плагиогранитоидного магматизма АССО и Озерной зоны Западной Монголии, и на этой основе выполнен анализ масштабов развития плагиогранитоидного магматизма, рассмотрены особенности вещественного состава и изотопных характеристик гранитоидов, установлены основные источники исходных для плагиогранитоидов расплавов, а также ведущие механизмы, приведшие к формированию раннекаледонской ювенильной коры.

Представлены результаты петрологических, изотопно-геохимических и геохронологических исследований габбро-пикритоидных массивов Алтайской коллизионной системы герцинид (Восточный Казахстан). Анализ геологических, геохимических и геохронологических данных позволяет считать их индикаторами активности Таримского плюма. Установлено, что формирование габброидов и пикритоидов происходило в два этапа (~ 293 и 280 млн лет) в антидромной последовательности, которая может быть объяснена моделью взаимодействия термохимических плюмов с литосферой. Ранняя стадия магматической активности, на которой были сформированы массивы субщелочных габброидов, отражает первое взаимодействие поднимающегося плюма с литосферой со сравнительно невысокими степенями плавления подлитосферных субстратов. Дальнейшее развитие этого взаимодействия характеризовалось растеканием головной части плюма под литосферой, значительным прогревом ее основания, сопровождавшимся, вероятно, внедрением глубинных расплавов, что привело к формированию Cu-Ni-ЭПГ-рудоносных габбро-пикритоидных интрузивов на территории Алтайской коллизионной системы и Северо-Западного Китая.

Приводятся данные по геологической позиции, возрасту, вещественному составу и петрогенезису мезоабиссальных плагиогранитов северной части Рудного Алтая, возраст которых ранее считался раннесреднедевонским. Комплексом изотопно-геохронологических данных (U-Pb по цирконам, Ar-Ar по амфиболу и биотиту) обоснован среднекаменноугольный (322—318 млн лет) возраст гранитоидов. В результате геолого-структурных исследований установлено, что внедрение гранитоидов соответствовало моменту смены тектонических напряжений от сжатия к левому сдвигу. На этом основании сделан вывод о формировании гранитоидов на пике коллизии Сибирского и Казахстанского палеоконтинентов. Геохимические и изотопные исследования показали, что большинство проанализированных плагиогранитов относятся к высокоглиноземистому (континентальному) типу и сформированы при глубинном плавлении ( P ≈ 15 кбар) метабазитовых субстратов, состав которых, судя по результатам геохимического моделирования и изучения изотопного состава Nd, приближается к N-MORB. В то же время в составе постгранитной дайковой серии присутствуют плагиограниты низкоглиноземистого (океанического) типа, что свидетельствует о плавлении гетерогенной коры Рудного Алтая на разных уровнях глубинности в условиях ее коллизионного утолщения.