научная статья по теме ИНЪЕКЦИОННЫЕ КАРБОНАТНЫЕ И СИЛИКАТНО-КАРБОНАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В КОЛЛИЗИОННЫХ СИСТЕМАХ НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ИНЪЕКЦИОННЫЕ КАРБОНАТНЫЕ И СИЛИКАТНО-КАРБОНАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В КОЛЛИЗИОННЫХ СИСТЕМАХ НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 3, с. 58-77

УДК 551.242.3 (235.2)

ИНЪЕКЦИОННЫЕ КАРБОНАТНЫЕ И СИЛИКАТНО-КАРБОНАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В КОЛЛИЗИОННЫХ СИСТЕМАХ НА ПРИМЕРЕ

ЗАПАДНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ

© 2013 г. Е. В. Скляров1, В. С. Федоровский2, А. Б. Котов3, А. В. Лавренчук4, А. М. Мазукабзов1, А. Е. Старикова4

1 Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128 2 Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 3Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2 4 Институт геологии и минералогии СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Коптюга, д. 3

Поступила в редакцию 23.04.2012 г.

В пределах Ольхонской коллизионной системы раннего палеозоя (Западное Прибайкалье) выделено два типа инъекционных карбонатных и карбонатно-силикатных пород: синметаморфический мраморный меланж и жильные тела в амфиболитах, габброидах и сиенитах. Для мраморного меланжа характерно присутствие разноразмерных обломков силикатных пород (кристаллические сланцы, гнейсы, метагаббро, граниты). Предполагается его внедрение в силикатную матрицу в результате вязко-пластического течения. Жильные тела кальцитового, доломитового состава и карбонат-но-силикатных пород характеризуются массивной текстурой и мелкозернистым строением. Нередко они ассоциируют с субсинхронными жилами гранитов и дайками долеритов, обнаруживая иногда признаки карбонатно-силикатного минглинга. Для этих жил предполагается внедрение порций карбонатного или карбонатно-силикатного состава на поздних стадиях синметаморфиче-ского тектогенеза. По своим изотопно-геохимическим и минералогическим характеристикам эти карбонатные породы отличаются от мантийных карбонатитов, и скорее всего их образование связано с плавлением осадочных карбонатных пород в нижней коре в присутствии водного флюида по модели, предложенной Д.Р. Ленцем [29]. Процессы сдвигового тектогенеза способствовали дренированию нижней коры и верхней мантии и обеспечивали поступление на верхние уровни коры карбонатного материала в виде выплавок и вязко-пластических смесей, равно как и коровых гранитов, а также порций мантийных базитовых расплавов. Инъекционные карбонатные породы описаны и в других метаморфических комплексах, в том числе в каледонидах Норвегии и в пределах Гималайской коллизионной системы.

Б01: 10.7868/80016853X13020070

ВВЕДЕНИЕ

Карбонатные и карбонатно-силикатные породы традиционно считаются надежными индикаторами исходной стратификации метаморфических комплексов. На основании появления таких пород в разрезах обычно предполагается, что и ассоциирующие с ними гнейсы или кристаллические сланцы являются первично осадочными или вулканогенными породами. Магматические карбонатные породы — карбонатиты — встречаются гораздо реже и обладают специфическими изотопно-геохимическими и минералогическими характеристиками [23]. Поэтому, даже специфическая, явно "инъекционная" форма тел карбонатных пород в сложнодислоцированных метаморфических комплексах обычно не порождает сомнений в их первично осадочном происхождении (естественно, исключая карбонатиты), по-

скольку высокая пластичность карбонатных пород при больших температурах может быть причиной их выжимания, перемещения и внедрения на отдельных участках [35]. Масштабы такого перемещения обычно невелики — они ограничиваются первыми метрами, реже десятками метров. В статье мы используем нейтральный термин "инъекционные", и он объединяет любые (вязко-пластические и расплавные) варианты внедрений карбонатных пород в коровых условиях, независимо от расстояний транспорта таких образований. Многочисленные признаки инъекционного поведения карбонатных пород обнаружены в пределах Ольхонской коллизионной системы раннего палеозоя, однако это явление не уникально, хотя и не является широко известным.

Еще в 1988 г. Г.Б. Ферштатер и Е.В. Пушкарев [22] описали в офиолитах Кемпирсайско-Хабар-нинского комплекса жильные карбонатные

(кальцитовые и доломитовые) тела и зоны брекчий с кальцитовым цементом. Рассматривая возможные варианты их генезиса, авторы осторожно предположили, что карбонатные породы являются продуктами плавления осадочных карбонатных серий. От мантийных карбонатитов их отличает отсутствие индикаторных минеральных ассоциаций и коровые изотопно-геохимические характеристики. В то же время целый ряд геолого-минералогических признаков, прежде всего, наличие обломков пород и минералов, отсутствующих во вмещающих образованиях, а также высокотемпературные минеральные ассоциации противоречат гидротермальному генезису или протрузивному внедрению гипотетически подстилающих осадочных карбонатных комплексов.

Позднее в Гималаях были описаны рои дайко-вых тел карбонатных пород, прорывающие грану-литы Кристаллического массива (Greater Himalayan Crystallines) [31]. Ранее они интерпретировались как прослои мраморов в гнейсах. Однако Ю. Лью с соавторами [31] убедительно показали их инъекционную природу. В отличие от мантийных карбонатитов, изотопно-геохимические и минералогические особенности многочисленных тел доломитовых и более редких кальцитовых "мраморов" свидетельствуют об их формировании в результате плавления осадочно-карбонат-ного субстрата. Именно поэтому для карбонатных пород был предложен термин "карбонатито-подобные породы".

Коровые карбонатные выплавки и вязко-пластичные протрузии были обнаружены в каледо-нидах Норвегии [34], а также в палеопротерозой-ском метаморфическом комплексе Северо-Ки-тайского кратона [38]. В последнем случае датирование по цирконам из многочисленных тел карбонатно-силикатных пород показало, что внедрение карбонатов субсинхронно с процессами гранулитового метаморфизма вмещающей гнейсовой толщи, а изотопные исследования (Nd, O, C) подтвердили отсутствие мантийных меток. Поэтому Ю. Ван с соавторами [38] предложили для таких карбонатно-силикатных пород термин "коровые карбонатиты" (crustal carbonatite).

Есть и другие, немногочисленные примеры "неосадочного" проявления карбонатных пород в метаморфических толщах. В частности, ремоби-лизованные карбонатные дайки были описаны в докембрийском кристаллическом фундаменте на территории Йемена [28], а также в кристаллическом массиве Молданубикум [25].

В Ольхонском регионе Западного Прибайкалья, в коллизионной системе ранних каледонид, установлены многочисленные проявления инъ-

екционных карбонатных и карбонатно-силикат-ных пород двух типов. Первый из них был определен как синметаморфический мраморный меланж, возникавший как следствие вязко-пластического течения [16]. Второй тип объединяет карбонатные породы с признаками их кристаллизации из расплава и определенный вначале как "квазикарбонатиты" [12], а затем как "карбо-налиты" [13]. Последний термин казался нам наиболее удачным, но, к сожалению, выяснилось, что он уже использован в геологической литературе для обозначения других пород. Хотя до сих пор нам не удалось найти соответствующий приемлемый термин для такой линии развития, ясно, что само явление обнаружено, и в Ольхонском регионе присутствуют свидетельства и твердо-пластического, и расплавного внедрения карбонатных пород.

Возможность плавления карбонатных пород в коровых условиях подтверждена экспериментально [39], а механизм и модель такого плавления и последующего внедрения обоснованы Д.Р. Ленцем [29], однако прямых доказательств расплавленного состояния (расплавных включений) карбонатных и карбонатно силикатных пород пока не обнаружено ни в Приольхонье, ни в других перечисленных выше регионах. Именно поэтому рассматриваемые породы целесообразно объединить в рамках более общей группы с нейтральным названием — "инъекционные карбонатные породы". На западном побережье Байкала (в Приольхонье и на острове Ольхон) выявлены многочисленные и разнообразные формы подобных образований [14], результаты изучения которых обсуждаются в статье и могут уже сейчас представлять интерес для читателей журнала.

Позиция инъекционных карбонатных пород в структуре Ольхонской коллизионной системы

Раннепалеозойская Ольхонская коллизионная система Западного Прибайкалья образована сложным комплексом разнообразных магматических и метаморфических пород. Она сформирована в результате нескольких этапов тектогенеза (покровный, купольный, сдвиговый), сопровождавшихся высокотемпературными метаморфическими преобразованиями, базитовым и гранито-идным магматизмом [15, 18]. Охарактеризованные в многочисленных публикациях структурно-вещественные парагенезисы, отвечающие раннему надвигообразованию, последующему купольному тектогенезу и завершающим сдвиговым деформациям, были сформированы в раннем палеозое [1] в результате двух коллизионных событий (микроконтинент—островная дуга и

м

и о н и

о к а

£

Рис. 1. Схемы расположения вязких сдвигов раннепалеозойской коллизионной системы в Приольхонье (а) и распространения карбонатных пород на территории ^ Приольхонья (черное) (б)

1 — Сибирский кратон (метаморфические породы раннего докембрия); 2—8 — Ольхонский террейн раннего палеозоя: 2 — метаморфический комплекс зоны Анга-Сапорты, к» 3 - метаморфический комплекс зоны Крестовская-Тажеран, 4 — коллизионный шов раннего палеозоя (бластомилониты), 5— вязкие сдвиги коллизионной системы, 6 - гра-

2 ница коллизионной системы в современном срезе (уступ Приморского разлома кайнозойской Байкальской рифтовой системы); 7,8— основные площади развития инъек-

ционных карбонатных и силикатно-карбонагных комплексов: 7— синметаморфический мраморный меланж, 8— жильные карбонатные и силикатно-карбонагные породы

(б)

микроконтинент—континент) [6, 16, 36]. Наиболее мощно и многообразно проявлены процессы сдвигового тектогенеза, определившие генеральную структуру Ольхонского региона, в которой выделяются пакеты сдвиговых пластин различного состава, морфологии и внутренней структуры. Сдвиговые пластины разделены вязко-пластическими швами (зонами) бластомилонитов. На рис. 1а показаны основные структуры такого типа.

Карбонатные породы (кальцитовые и доломитовые мраморы, в меньшей мере кальцифиры) составляют около 20% всего объема пород Оль-хонской коллизионной зоны (рис. 1б). Нередко мраморы сла

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