УДК 550.93:551.7/.24(571.52+517.3)
КОНВЕРГЕНТНЫЕ ГРАНИЦЫ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ МАГМАТИЧЕСКИЕ И МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ В СТРУКТУРЕ КАЛЕДОНИД ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ
© 2012 г. И. К. Козаков1, Е. Б. Сальникова1, В. В. Ярмолюк2, А. М. Козловский2, В. П. Ковач1, П. Я. Азимов1, И. В. Анисимова1, В. И. Лебедев3, Г. Энжин4, Ч. Эрдэнэжаргал4, Ю. В. Плоткина1,
А. М. Федосеенко1, С. З. Яковлева1
1 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2 2 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, 119017Москва, Старомонетный пер., д. 35 3 Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, 667007 Республика Тыва, Кызыл, ул. Интернациональная, д. 117а 4 Институт геологии и минеральных ресурсов академии наук Монголии, Монголия, Улан-Батор, ул. Мира, д. 63
Поступила в редакцию 24.04.2010 г.
В аккреционно-коллизионной области восточного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса (раннекаледонском супертеррейне Центральной Азии) установлены фрагменты кристаллических комплексов, в которых раннепалеозойскому предшествовал вендский метаморфизм умеренного—повышенного давления. В работе рассмотрена геодинамическая обстановка формирования вендского (~560—570 млн. лет) Южно-Хангайского метаморфического пояса, расположенного в зоне сочленения Байдарикского блока и позднерифейского (~665 млн. лет) офиолитового комплекса Баянхонгорской зоны. Становление пояса отражает образование на рубеже около 570 млн. лет конвергентной границы в обрамлении Дзабханского микроконтинента. В это же время в палео-океанической области происходило формирование островодужного комплекса. Проявление метаморфизма повышенного давления свидетельствует о том, что в венде в обрамлении континентальных блоков были сформированы структуры с достаточно мощной континентальной корой. Вендский метаморфизм установлен также в Тувино-Монгольском массиве и в Канском блоке Восточного Саяна, что позволяет выделять позднебайкальский этап в развитии раннекаледонского супертеррейна Центральной Азии, предшествовавший становлению его структуры в позднем кембрии — раннем ордовике. Становление аккреционно-коллизионной структуры раннекаледонского супертеррейна Центральной Азии сопровождалось в позднем кембрии — ордовике региональным метаморфизмом пониженного давления, который достигал в глубинных сечениях аккреционно-коллизионного сооружения условий гранулитовой фации. Выходы кристаллических комплексов, локализованных в структурах южного обрамления каледонского палеоконтинента, рассматриваются как фрагменты раннепалеозойского Центрально-Монгольского метаморфического пояса.
ВВЕДЕНИЕ
На рубеже 500 млн. лет произошла аккреция фрагментов континентальных массивов, которые, по-видимому, ранее входили в состав Роди-нии, с позднерифейскими и венд-раннепалео-зойскими океаническими и островодужными комплексами Палеоазиатского океана [2]. В ходе этой аккреции сформировался раннекаледон-ский супертеррейн Центральной Азии. До недавнего времени в литературе преобладали представления о том, что доаккреционная стадия развития раннекаледонского супертеррейна характеризовалась, главным образом, магматической активностью, сопряженной с энсиматическими островными дугами, а аккреционная стадия стала временем регионального метаморфизма, охва-
тившего в раннем палеозое (в интервале 505— 480 млн. лет назад) всю его территорию. В последние годы были получены данные, свидетельствующие о существовании в структурах каледонид более ранних (вендских и раннекембрийских) проявлений метаморфизма [6, 9]. Геологическая позиция таких комплексов оставалась не совсем понятной вследствие фрагментарности их выходов и интенсивной переработки в раннем палеозое.
В статье мы намерены рассмотреть соотношения разновозрастных метаморфических поясов, участвующих в строении каледонид, определить их тектоническую позицию и оценить характер геодинамических процессов, которые привели к их формированию. Статья основана на новых геологических, геохронологических (и-РЬ датирование единичных зерен и микронавесок цирко-
Рис. 1. Схема положения Южно-Хангайского и Центрально-Монгольского метаморфических поясов в структурах восточного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса, на основе [8]
1 — древние платформы; 2 — структуры ранних каледонид; 3 — структуры поздних каледонид; 4, 5 — линейные аккреционно-коллизионные пояса: 4 — раннегерцинские, 5 — раннемезозойские (индосинийские); 6 — фанерозойские вулканические пояса; 7—9 — фрагменты континентальных массивов: 7 — с дорифейским основанием (I — Дзабханский микроконтинент, II — Тарбагатайский выступ), 8 — с рифейским основанием (III — Тувино-Монгольский микроконтинент, IV — Сонгинский выступ), 9 — с гетерогенным рифей-раннепалеозойским основанием (V — Южно-Гобийский микроконтинент); 10 — Южно-Хангайский метаморфический пояс; 11 — Центрально-Монгольский метаморфический пояс; 12 — главные тектонические границы; 13 — положение участков, в которых установлено проявление: вендского (а) и раннепалеозойского (б) метаморфизма по [4, 6, 9]. Цифры на схеме — положение датированных участков: 1 — Тацаингольский блок, 2 — Гоби-Алтайский блок, 3 — Амсархалойский блок, 4 — Дарибский блок, 5 — Бага-Богдин-ский блок [23]
на), Мё изотопных и геохимических данных для пород вендского Южно-Хангайского и раннепалеозойского Центрально-Монгольского метаморфических поясов, а также для сопряженных с ними магматических пород, зафиксировавших характер и время становления соответствующих конвергентных границ (рис. 1).
Южно-Хангайский метаморфический пояс
Южно-Хангайский метаморфический пояс (ЮХМП) прослеживается с северо-запада на юго-восток на расстояние около 200 км вдоль северного края Байдарикского блока Дзабханского микроконтинента. В современной геологической структуре он расположен вдоль зоны сочленения
Байдарикского блока с офиолитами Баянхонгор-ской зоны (БХЗ) (рис. 2).
Метаморфические комплексы ЮХМП. В северо-западной части Байдарикского блока представлены верхнеархейский и нижнепротерозойский кристаллические комплексы, слагающие фундамент Дзабханского микроконтинента [5]. Породы раннедокембрийского фундамента с несогласием перекрыты преимущественно зелено-сланцевыми толщами, объединяемыми в ульд-зитгольский комплекс. Возраст этих толщ предположительно соответствует среднему рифею или началу позднего рифея. Метатерригенные породы ульдзитгольского комплекса имеют значения Мё модельных возрастов 2.8—2.3 млрд. лет. Наиболее древние значения модельных возрастов устанавливаются вблизи базального горизонта, а влияние более молодого источника сноса проявлено севернее, вблизи зоны сочленения с офиолитами БХЗ.
На большей части выходов ульдзитгольского комплекса уровень метаморфизма не превышает зеленосланцевой фации. Повышение Р-Т-усло-вий регионального метаморфизма в его породах до уровня амфиболитовой фации кианит-силли-манитовой фациальной серии фиксируется вдоль зоны сочленения с толщами БХЗ. Здесь развиты сланцы с парагенезисами: кианит-ставролит-гранат-биотит-плагиоклаз-кварц и гранат-кианит-мусковит-биотит-плагиоклаз-кварц. Сланцы с указанными парагенезисами прослеживаются с северо-запада на юго-восток от района р. Ульд-зит-гол до р. Туин-гол (см. рис. 2). Характерно, что здесь макроскопически видны крупные (иногда более 1 см) кристаллы ставролита и кианита, которые не вовлекаются в более поздние деформации. По мере приближения к базальному квар-цитовому горизонту ульдзитгольского комплекса уровень метаморфизма уменьшается. В кристаллических образованиях раннего докембрия указанные метаморфические преобразования и сопряженная с ними складчатость не проявлены [5].
Условия кианитового метаморфизма в зоне амфиболитовой фации определены для пород двух участков (среднего течения рек Ульдзит-гол и Туин-гол) с помощью метода мультиравновес-ной термобарометрии TWEEQU [19] с использованием программы TWQ 2.02Ь и базой термодинамических данных [18, 20] по ассоциациям плагиоклаз-кварц-биотит-мусковит-гранат-ильменит-рутил (Ульдзит-гол) и плагиоклаз-кварц-гранат-биотит-кианит-ильменит-рутил (Туин-гол). Для сланцев Ульдзит-гола полученные результаты лежат в диапазоне 570—620°С и 8—10 кбар, для сланцев Туин-гола — в диапазоне 600—650°С и 7— 8 кбар.
В юго-восточном направлении в бассейне реки Тацаин-гол и хребте Усгэхийн-нуру глубоко-
метаморфизованные пара- и ортопороды также относились к раннедокембрийскому фундаменту Байдарикского блока [1, 11]. Однако здесь не установлены архейские и раннепротерозойские возрастные рубежи и аналоги байдаргинского и/или бумбугерского комплексов, что нашло подтверждение и в результатах Мё изотопных исследований [5, 6]. Исходя из этого, развитые здесь кристаллические породы были рассмотрены нами в составе самостоятельного Тацаингольского блока и был выделен одноименный метаморфический комплекс [6].
Для наиболее раннего метаморфизма амфибо-литовой фации кианит-силлиманитового типа 1
(М1) в тацаингольском комплексе установлена оценка возраста по цирконам кианитсодержащих пегматоидных гранитов и сиенитов 562 ± 2 и 564 ± 5 млн. лет [6]. Однако в породах тацаин-гольского комплекса проявлен также и более поздний метаморфизм амфиболитовой фации андалузит-силлиманитовой фациальной серии (М2). В глиноземистых гнейсах устанавливаются неравновесные ассоциации, содержащие кианит, ставролит, андалузит и силлиманит. В результате интенсивного проявления наложенных структурно-метаморфических преобразований М2 структурный план тацаингольского комплекса определяет система разновозрастных тектонических пластин, разделенных субвертикальными зонами рассланцевания северо-западного простирания. Именно в этих зонах представлены парагенезисы амфиболитовой фации андалузит-силлиманито-вой фациальной серии М2. Завершение этого метаморфизма фиксируют пегматоидные граниты, пересекающие ранние северо-западные субвертикальные структуры, которые не вовлекаются в процессы более позднего метаморфизма М2. В сдвиговых зонах, связанных с метаморфизмом М2, в структурно-метаморфические преобразования вовлечены и более
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.