ГЕОТЕКТОНИКА, 2012, № 4, с. 28-41
УДК 552.323.5:551.72(571./.5)
БАЗИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ СИБИРСКОГО КРАТОНА В ПРОТЕРОЗОЕ: ОБЗОР ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ И ИХ ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
© 2012 г. Д. П. Гладкочуб1, Т. В. Донская1, Р. Эрнст2, А. М. Мазукабзов1, Е. В. Скляров1, С. А. Писаревский3, М. Вингейт4, У. Седерлунд5
1 Институт земной коры (ИЗК) СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128
2 "Эрнст Геосайнс", К1Т3У2, Оттава, Марграве Авеню, Онтарио, Канада 3 Университет Западной Австралии, 6009, Перт, Стирлинг Хайвэй, 35, Австралия 4 Геологическая служба Западной Австралии, 6004, Перт, Плайнстрит, 100, Австралия 5 Университет Лунда, 22362, Лунд, Сульвегатан, 12, Швеция Поступила в редакцию 04.02.2011 г.
Проведен анализ геологических данных и изотопных датировок, полученных для докембрийских базитовых комплексов Сибирского кратона. Установлено, что в истории докембрийского базитово-го магматизма Сибири могут быть выделены три основных импульса, каждому из которых отвечает определенный этап геодинамической эволюции кратона и Земли в целом. В позднем палеопротеро-зое внедрение базитов (главным образом на юге и севере кратона) происходило на фоне постколлизионного растяжения, сменившего предшествующую коллизионно-аккреционную стадию, ответственную за формирование кратона. В мезопротерозое базитовый магматизм, проявившийся главным образом на севере кратона, контролировался рассеянным внутриплитным растяжением, обусловленным, по-видимому, воздействием мантийного плюма. Базитовый магматизм неопротерозоя масштабно проявился в пределах южной и юго-восточной частей кратона и был обусловлен рифтогенными процессами, сопровождавшими распад суперконтинента Родиния и раскрытие вдоль южной окраины Сибирского кратона Палеоазиатского океана.
ВВЕДЕНИЕ
Геодинамические реконструкции и модели, разрабатываемые для геологического прошлого, во многом опираются на ту информацию, которую несут в себе породы основного состава, т.е. базиты. Информативность подобных образований обусловлена целым рядом факторов, среди которых в качестве основных могут быть выделены следующие:
1) образовываясь, в большинстве случаев, из мантии, базиты несут в себе информацию о составе мантийных источников, существовавших на различных этапах развития Земли (см. обзор в [43]);
2) геохимические характеристики базитов, зачастую, играют важную индикаторную роль для распознавания геодинамических режимов, контролирующих магматические процессы (см. обзор в [13]);
3) геохронологические данные, получаемые по
базитам (кроме постоянно формирующихся ба-
зальтов в срединно-океанических хребтах), отражают принципиальные рубежи тектонических перестроек, происходящих в пределах различных геоблоков, а корреляция эпох базитового магматизма, проявившихся на различных континентах,
позволяет распознавать ключевые рубежи суперконтинентальных циклов;
4) петрофизические характеристики базитов, а именно их способность накапливать и сохранять информацию о расположении магнитных полюсов в момент кристаллизации базитовой магмы, делают эти породы незаменимыми при проведении палинспастических и палеогеографических реконструкций [34, 35, 47, 51, 55, 56].
Необходимо заметить, что взятые по отдельности петрографические, геохимические, геохронологические или петрофизические данные, получаемые по базитам, не обеспечивают достаточного уровня создаваемых реконструкций и только лишь совокупность большинства этих характеристик позволяет корректно решать вопрос о природе и геодинамической специфике базитовых комплексов. Однако зачастую первичные вещественные характеристики древних базитов (минеральный состав, петрохимия, геохимия) в значительной степени нарушены вторичными гете-рохимическими преобразованиями. Кроме этого, конвергентность вещественных признаков бази-тов обуславливается еще целым рядом факторов, таких как условия и механизмы кристаллизации магм, степень контаминированности первичных расплавов веществом континентальной коры, ге-
терогенность мантийных источников и т.п. На фоне этих "ограничений", касающихся вещественных характеристик базитов, на первый план выходят геохронологические данные, которые являются базисом при проведении широких меж-кратонных корреляций, в том числе при расшифровке этапов становления и распада суперконтинентов.
В начале нового века в практику обобщения геохронологических данных (в том числе, получаемых по базитам) вошло такое понятие как "бар-код" (или bar-code, согласно [29]) анализ. Суть этого метода заключается в том, что для рассматриваемых террейнов (кратонов) на основе геохронологических данных выделяются этапы активного магматизма, которые, при их графическом вынесении на диаграмму в координатах террейн — возраст интрузий, образуют полоски, напоминающие штриховой код (или бар-код). Последующее сравнение подобных диаграмм (бар-кодов) построенных для нескольких террейнов или кратонов позволяет оценивать масштабы выявленных этапов магматической активности, а также проводить широкие геологические корреляции. Именно эта относительно новая для России методика представления геохронологических данных использована в статье при анализе закономерностей проявления и размещения докем-брийских базитовых интрузий на площади Сибирского кратона.
Следует заметить, что до 90-х годов прошлого века информация о возрасте базитов ограничивались лишь редкими K-Ar датировками, полученными по валу пород (например [48, 49]). На протяжении последних 20 лет появилась целая серия прецизионных (U-Pb SHRIMP-II по циркону и бадделеиту, 40Ar-39Ar и Sm-Nd по минералам) определений возрастов базитов, развитых в пределах различных участков Сибирского кратона [26, 27, 34, 40, 53, 54, 56 и др.].
В настоящей статье авторы представляют обобщение всех опубликованных к настоящему времени надежных геохронологических данных, полученных для базитовых комплексов Сибирского кратона, а также приводят геодинамическую интерпретацию основных этапов (пиков) базитового магматизма, проявивишихся на площади кратона в докембрии.
В качестве важных ремарок авторы обращают внимание читателей на три важных аспекта: 1) в статье рассматриваются и обсуждаются только те базитовые интрузии, которые располагаются непосредственно на площади Сибирского кратона, исключая базиты террейнов, аккретированных к кратону в позднем неопротерозое и фанерозое; 2) в обзоре обсуждаются только надежные геохронологические данные (U-Pb SHRIMP-II по циркону и бадделеиту, 40Ar-39Ar и Sm-Nd по минера-
лам и др.), и все предлагаемые геодинамические интерпретации опираются на использование лишь этих валидных датировок; 3) метаморфизо-ванные базиты не рассматриваются в рамках статьи в связи с тем, что возраст их формирования не может быть уверенно определен методами изотопной геохронологии в силу значительной, либо полной замещенности первично магматических минералов наложенными метаморфическими ассоциациями.
Занимаясь проблемой докембрийского базитового магматизма Сибири, стоит иметь в виду тот факт, что большая часть кратона перекрыта фанерозойским осадочным чехлом, в связи с чем изучение базитовых комплексов возможно только лишь в пределах немногочисленных выступов фундамента, а также на площади локального развития осадочных толщ позднего докембрия (рис. 1). Кроме этого, к настоящему времени остается еще целый ряд базитовых комплексов, возраст которых может приниматься лишь на основе единичных K-Ar валовых определений. Принимая во внимание указанные выше обстоятельства, авторы отдают себе отчет в том, что предлагаемые в статье выводы могут не в полной мере отражать все возрастные спектры базитовых комплексов Сибирского кратона. По сути, статья, предлагаемая карта и корреляционная схема докембрий-ского базитового магматизма Сибири, являются отражением современного (2011 г.) состояния изучения данной проблемы, о чем авторы напоминают читателям перед изложением результатов проведенных исследований.
ОСНОВНЫЕ РУБЕЖИ ПРОЯВЛЕНИЯ БАЗИТОВОГО МАГМАТИЗМА В ДОКЕМБРИИ
Средний палеопротерозой (~1.90 млрд. лет)
Палеопротерозойский этап является ключевым в истории Сибирского кратона. Именно на этом этапе (~2.1—1.9 млрд. лет) произошла амальгамация раннедокембрийских супертеррейнов (Тунгусский, Ангаро-Анабарский, Алданский, Оленекский) в единую структуру кратона (обзор в [20, 39, 52]). Это событие сопровождалось формированием коллизионных зон и поясов, как во внутренних, так и в периферийных областях кра-тона. Аккреционно-коллизионные события па-леопротерозоя, сопровождавшиеся значительной метаморфической переработкой первично магматических породных ассоциаций (в том числе базитовых комплексов), разделили все базитовые интрузии в две основные группы: до- и постметаморфические.
Дометаморфические базиты, представленные в настоящее время в виде амфиболитов, встречаются во всех раннедокембрийских выступах фун-
17 а, б
■6 «^и,.
Сибирский кратон
26 б
22
1 22
, . / /
/
10
9 б 26 а
11
АС
20 24 а, б
СД
! а, б, в*
60° с.ш.
50°
90°
100°
110°
120°
130° в.д.
1
2
3
2 а
4
О б •
а о в
5
7
Рис. 1. Схема размещения протерозойских базитовых комплексов на площади Сибирского кратона 1 — фанерозойский чехол; 2 — выступы фундамента кратона; 3 — неопротерозойские осадочные толщи; 4 — дайковые комплексы; 5 — массивы и силлы (а — палеопротерозойские; б — мезопротерозойские; в — неопротерозойские); 6 — предполагаемое продолжение дайковых роев под фанерозойским чехлом; 7 — центр позднепалеопротерозойской КМП [8]. Сокращения: Ан — Анабраский выступ; АС — Алдано-Становой выступ; Бк — Байкальский выступ; Бр — Бирюсинский выступ; Ен — Енисейский выступ (кряж); Ол — Оленекский выступ; СД — Сетте-Дабан; Уд — Уджинский палеорифт; УИ — Урикско-Ийский грабен; Ш — Шарыжалгайский выступ
дамента Сибирского кратона, слагая отдельные массивы и (или) участвуя в разрезах метаморфических комплексов. Например, в пределах Шары-жалгайского краевого выступа (юг кратона) подобные метабазиты слагают линейные, прослеживающиеся на десятки и сотни метров тела мелко-среднезернистых гранатовых амфиболитов, мощность которых варьирует от 5—10 до 100— 2
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.