научная статья по теме ГЕОДИНАМИКА ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОГО МАГМАТИЗМА ТЯНЬ-ШАНЯ И ЕГО ОБРАМЛЕНИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОДИНАМИКА ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОГО МАГМАТИЗМА ТЯНЬ-ШАНЯ И ЕГО ОБРАМЛЕНИЯ»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 4, с. 61-81

УДК 551.24(235)

ГЕОДИНАМИКА ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОГО МАГМАТИЗМА ТЯНЬ-ШАНЯ И ЕГО ОБРАМЛЕНИЯ

© 2013 г. Ю. С. Бискэ1, Д. Л. Конопелько1, Р. Зельтманн2

1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034, Университетская наб., д. 7/9 2Музей Естественной Истории (NHM), Центр исследования минеральных ресурсов России и Центральной Азии

(CERCAMS), Лондон, Cromwell Road, SW7 5BD, UK Поступила в редакцию 10.05.2012 г.

История магматизма на современной территории Тянь-Шаня и его обрамления в девоне—перми рассмотрена с использованием новых изотопных датировок. Показано, что интенсивность и состав магматических проявлений определяются взаимодействием локального теплового состояния верхней мантии региона (плюмы) и динамики литосферы в более широком региональном масштабе (движение плит).

В результате амальгамации древних масс и островных дуг, а также внедрения гранитоидов в конце ордовика — начале силура был образован Казахстанский палеоконтинент, частично включавший современный Тянь-Шань и Кызылкумы. Девонский период начался здесь с разогрева мантии, что проявилось в виде внутриплитного базальтового вулканизма в южном обрамлении Казахстанского палеоконтинента (Туркестанский палеоокеан) и в развитии на его окраине обширной области над-субдукционного магматизма. В конце среднего — позднем девоне окраины Туркестанского палео-океана пассивны, область внутриплитного океанского магматизма сместилась к востоку, активная окраина сохранилась лишь на стыке с Джунгаро-Балхашским палеоокеаном. Новый период активного магматизма вызван общим сокращением пространства региона в обстановке конвергенции плит. Он начался в раннем карбоне на Джунгаро-Балхашской окраине Казахстанского палеоконти-нента и южной (Палеотетической) окраине Каракум-Таджикского палеоконтинента, а в позднем карбоне проявился вдоль северной границы закрывавшегося между ними Туркестанского палео-океана. Исчезновение к концу карбона океанских глубоководных бассейнов сопровождалось проявлением коллизионного гранитного магматизма, наследовавшего зоны субдукции. Постколлизионный магматизм укладывается по времени в раннюю пермь и проявляет максимум около 280 млн. лет. В отличие от позднекаменноугольных, раннепермские гранитоиды более независимы в своем пространственном размещении от коллизионных швов. Магматизм этого времени включает: 1) в Тяньшаньской части бывшего Казахстанского палеоконтинента — продолжение над-субдукционного процесса (I-граниты и др.), с переходом к бимодальному типу; 2) в Южном Тянь-Шане — наложение А-гранитоидов на внешние герциниды и передовой прогиб окраины Таримско-го палеоконтинента (Кокшаал—Халыктау) и внедрение разнообразных (I, S, A-типы, вплоть до щелочных сиенитов) гранитоидов в пределах линейного орогена Кызылкумо-Алая; 3) на Таримском палеоконтиненте — внутриплитные базальты и щелочные интрузии. Синхронность максимального проявления и нетипичное сочетание магматических формаций, с распространением магматизма на форланд, легче объяснить воздействием на литосферу Таримского плюма, который, достигнув ее своей основной массой к началу перми, мог придать коллизионному процессу более отчетливое термальное выражение. Размещение гранитоидов в верхней части коры контролировалось постколлизионными региональными сдвигами и складками (антиформами) последнего этапа палеозойской конвергенции.

Б01: 10.7868/80016853X13040024

ВВЕДЕНИЕ

Ороген Тянь-Шаня в широком его понимании, от Кызылкумских возвышенностей на западе и до Гобийского Алтая на востоке, представляет собой позднепалеозойское (герцинское, в широкой трактовке термина) коллизионное сооружение длиной до 3000 км, в основном доступное исследованию благодаря кайнозойской внутриплитной активизации, создавшей современную высокорас-

члененную горную область. Центральное положение в Тяньшаньском регионе занимает южная часть Казахстанского (в разных публикациях применяются названия Киргизско-Казахский, Казахстан-Илийский) палеоконтинента, кора которого образована к силуру в результате амальгамации более древних, в основном неопротерозойских, континентальных масс и раннепа-леозойских островных дуг. Докембрийские блоки

Рис. 1. Общая схема тектонического районирования Тянь-Шаня и расположение датированных массивов гранитои-дов, по [74] с изменениями

Белый фон — постпалеозойский чехол (названы основные депрессионные области); серый фон — палеозой и докембрий, в составе палеоконтинентов (выделены крапом): Казахстана (СВТШ — Северо-восточный Тянь-Шань, СТШ — Северный Тянь-Шань, СрТШ — Срединный Тянь-Шань, ЦТШ — Центральный Тянь-Шань), Каракум-Таджикистана (КТ), Тарима, а также коллизионного пояса — Южного Тянь-Шаня (ЮТШ); 1—3 — датированные авторами интрузивные массивы: 1 — раннепермские, 2 — позднекарбоновые, 3 — раннедевонские. Буквами также обозначены сутуры: Б — Баингольская (Джунгарская), Южнотяньшаньская (Т — Туркестанский, АИ — Атбаши-Иныльчекский сегмент), ТФ — Таласо-Ферганский сдвиг

представлены микроконтинентами Срединного Тянь-Шаня, а также Муюнкумским и Иссык-кульским массивами, входящими в состав Северного Тянь-Шаня (рис. 1). Восточным продолжением одного из этих массивов (по нашему мнению, Иссыккульского, хотя имеются и другие трактовки) является "Центральный Тянь-Шань" в работах китайских авторов [44, 52, 78—80, 82 и др.]. Эта узкая зона выходов кристаллического докембрия на востоке Тянь-Шаня действительно соответствует его водораздельной части; от Северного Тянь-Шаня она отличается главным образом появлением вулканических и осадочных комплексов силура. Северо-восточный (Северный, в китайских источниках) Тянь-Шань образован в результате аккреции островодужных структур к Казахстанскому палеоконтиненту, происходившей в девоне и карбоне, а Южный — при коллизии этого палеоконтинента и промежуточных малых континентальных масс с крайним на юго-западе области Каракум-Таджикским (Байсунским), также протерозойским палеокон-тинентом [9, 11, 13, 39].

Мы рассмотрим динамику событий последующего периода, для которого наиболее приемлемой реконструкцией является система из двух главных океанских бассейнов — Палеотетическо-го на юге (современные координаты), Палеоазиатского (в широком смысле, включая Джунгаро-Балхашский) на северо-востоке. Между ними находился Туркестанский бассейн, разделявший Казахстанский и Каракумо-Таджикский палео-

континенты [13, 50]. Завершением периода стала позднепалеозойская коллизия и формирование современной Северной Евразии.

Палеозойский магматизм Тянь-Шаня и соседних территорий освещен в сводных работах [17— 20, 31, 34, 80]. Сейчас анализ магматических событий может быть проделан заново с использованием геохронологических данных, полученных за последние 10—15 лет современными — главным образом, и-РЬ методом по отдельным зернам цирконов [52, 60—62, 74, 79 и др.]. На рис. 1 показаны результаты датирования, полученные авторами. Для китайской части Тянь-Шаня (восточнее долготы 80°, а также южный склон восточнее Кашгара) сводка новейших данных частично сделана в [52, 79].

Можно считать общепризнанным подразделение геодинамических обстановок проявления магматизма на дивергентные (рифтовые, спре-динговые), конвергентные (субдукционные, коллизионные) и внутриплитные. Последний тип логично объяснять причиной, не следующей из кинематики и энергетики движения литосфер -ных плит: отсюда концепция "горячих точек", порожденных локально-восходящим мантийным материалом плюмов. Конечно, горячие точки могут сопровождать и отчасти вызывать раскол континентов, а затем и спрединг океанской литосферы, в том числе в окраинных морях. Однако можно полагать, что и конвергенция плит может происходить с проявлением горячих или "более горячих" пятен, вызванных автономной глубин-

ной причиной. В таком случае должно происходить наложение одного типа магматизма на другой. Постараемся проследить эти сочетания, разбив магматическую/геодинамическую историю региона на несколько этапов.

Ранний девон и эйфель (416—391 млн. лет)

Показано [50], что в начале девона Казахстанский палеоконтинент был окружен кольцом активных окраин с характерными проявлениями надсубдукционного магматизма. Мы не рассматриваем здесь (рис. 2) первоначальную конфигурацию этих окраин. Некоторые из них, скорее всего, были более прямолинейными и сильно преобразованы вследствие сдвигов на фоне ороклинного изгиба, возникшего ближе к концу палеозоя [65].

Северная окраина Казахстанского палеоконтинента (координаты здесь и далее — современные), более отчетлива и может быть прослежена по хребтам северной части Тянь-Шаня. Она продолжает к юго-востоку "Казахстанский вулкано-плу-тонический пояс" Центрального Казахстана и отделяет его от внутренней зоны Джунгаро-Бал-хашского палеоокеана [3, 5]. Ширина зоны интрузивных и вулканических проявлений в основном раннего—среднего девона, считая от южного Прибалхашья и южной части Джунгарского Алатау на севере до Киргизского, Таласского и Терскейского хребтов на юге, составляет около 300 км, что сопоставимо как с масштабом того же пояса севернее на территории Центрального Казахстана, так и с шириной более поздних структур

Рис. 2. Магматические комплексы раннего девона Тянь-Шаня и его обрамления

1 — Внутриплитные вулканиты основного, реже контрастного состава; 2—3 — вулканические и плутонические комплексы активных окраин Казахстанского палеоконтинента и островных дуг: 2 —известково-щелочные, 3 — щелочные; 4 — гранитоиды; 5 — более поздние надвиги и сутуры, наследующие магматические фронты; 6 — прочие разрывы (бергштрихами показаны надвиги), 7 — вулканические комплексы внутренних областей Туркестанского и Джунгаро-Бал-хашского океанов; 8 — додевонские палеконтиненты (ТР — Таримский, КЗ — Казахстанский, КТ — Караку-мо-Таджикский), 9 — постпалеозойский чехол. Буквами обозначены также: Ак — Актюз, Ал — Алайский хребет, Бк — Баянкол, ДА — хр. Джунгарский Алатау, Дн — Дананху, Дж — Джаныджерский хребет, Кг — Киргизский хребет, Кк — Коксу, Кр — Кураминский хребет, Пс — горы Писталитау, Сх — Сох, Тв — Туву, Тр — Терскейский хребет, Хе — Хейиншань, Чт —

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.

Показать целиком