СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2007, том 15, № 2, с. 3-24
УДК 55093:5517124(57152+5173)
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НИЖНЕГО ДОКЕМБРИЯ ДЗАБХАНСКОГО МИКРОКОНТИНЕНТА ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ: ВОЗРАСТ, ИСТОЧНИКИ, ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
© 2007 г. И. К. Козаков*, Е. Б. Сальникова*, Т. Вонг**, А. Н. Диденко***, Ю. В. Плоткина*, В. Н. Подковыров*
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург **Геологический институт академии геологических наук, Пекин, Китай ***Геологический институт РАН, Москва Поступила в редакцию 24.01.2006 г., получена после доработки 24.04.2006 г.
В аккреционной области мозаичного строения - раннекаледонском супертеррейне Центральной Азии - дорифейские комплексы (байдарагинский и бумбугерский) представлены в Байдарикском блоке Дзабханского микроконтинента. Результаты исследований на ион-ионном микрозонде SHRIMP II цирконов и Nd изотопно-геохимические данные позволили установить возраст протоли-та верхнеархейских ортогнейсов байдарагинского комплекса, а также интервал накопления и источники нижнепротерозойских метаосадков бумбугерского комплекса. Установленные возрастные рубежи развития кристаллических комплексов Байдарикского блока позволяют сопоставлять их с образованиями фундамента древних кратонов Северной Евразии. На основе интерпретации палеомагнитных данных рассматриваются возможное положение Дзабханского микроконтинента в раннем протерозое и путь его миграции при трансформации суперконтинентов Колумбия-Родиния-Пангея.
Ключевые слова. Геохронология, цирконы, ^ систематика, архей, нижний протерозой, Дзабхан-ский микроконтинент, Центральная Азия, протерозойские суперконтиненты.
ВВЕДЕНИЕ
Геологическое строение Центральной Азии определяется сочетанием двух типов структур: мозаичного и линейного строения (Моссаковский и др., 1993; Диденко и др., 1994). В аккреционной области мозаичного строения - раннекаледонском супертеррейне - представлены фрагменты массивов с кристаллическим основанием, венд-раннепалеозойские отложения океанических бассейнов и островных дуг (Коваленко и др., 2005). Структуры с кристаллическим основанием рассматриваются как микроконтиненты - фрагменты входивших в суперконтинент Родиния континентальных массивов, причлененные к структурам обрамления Сибирского кратона в ходе развития Палеоазиатского океана. Наиболее крупные массивы, для которых предполагалось дорифейское основание, это Дзабханский, Тувино-Монгольский и Южно-Гобийский (рис. 1). Дзабханский и Тувино-Монгольский массивы объединялись в единый венд-кембрийский Боксон-Хубсугул-Дзабханский микроконтинент с нижнедокембрийским фундаментом, являвшийся в рифее частью Сибирского кратона (Берзин и др., 1994; Беличенко, Боос, 1988; Беличенко и др., 2003, Кузмичев, 2004). В альтернативной модели предполагается, что Дзабханский и Тувино-Монгольский микроконти-
ненты в конце позднего протерозоя отделились от Восточной Гондваны и в ходе развития Палеоазиатского океана были причленены к аккреционным сооружениям южного обрамления Сибирского кратона (Моссаковский и др., 1993; Диденко и др., 1994). Однако результаты U-Pb геохронологических и Nd и Pb-Pb изотопных исследований показали ограниченное развитие раннедокембрийской коры в основании не только подвижных поясов, но и микроконтинентов региона (Ранний докембрий..., 1993; Коваленко и др., 1996, 1999; Козаков и др., 2003, 2005). Единственными структурами, для которых получены данные, подтверждающие присутствие дорифейских комплексов в основании, являются Байдарикский блок Дзабханского микроконтинента (Козаков и др., 1997) и незначительный по масштабу выход "Гарганской глыбы" (Восточный Саян). В результате U-Th-Pb исследований (SHRIMP II) цирконов из кристаллических пород ее фундамента определен возраст высокотемпературного метаморфизма 2664 ± 15 млн. лет (Ковач и др., 2005). Геолого-геохронологические исследования (U-Pb метод по цирконам) гранитои-дов Байдарикского блока показали, что становление главных картируемых структур в его основании произошло в интервале 1854 ± 5-1825 ± 5 млн. лет, а более ранние структурно-метаморфические пре-
60° 75° 90° 105° 120° 135° 150°
Семипалатинск!
3651
102
32 ^3 ШШЛ4
£3 8 [КЗ 9 ЮЗю^Ип
01
114°
5 ^6 ^7 12 13 14
Рис. 1. Схема положения кристаллических комплексов в структурах восточного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса. Составлена на основе материалов (Тектоническая карта..., 1978; Моссаковский и др., 1993; Козаков и др., 2003, 2005а).
1 - древние платформы; 2-3 - структуры раннекаледонской области мозаичного строения: 2 - неопротерозойские и раннепалеозойские, 3 - среднепалеозойские; 4-6 - линейные аккреционно-коллизионные пояса: 4 - позднепалеозой-ские (герцинские), 5 - раннемезозойские (индосинийские), 6 - позднемезозойские; 7 - фанерозойские вулканические пояса; 8-10 - фрагменты континентальных массивов: 8 - с дорифейским основанием (2 - Дзабханский, 4 - Гарганская "глыба"), 9 - с рифейским основанием (1 - Тувино-Монгольский, 3 - Южно-Гобийский), 10 - с кристаллическими комплексами неустановленного возраста; 11 - кристаллические комплексы, связанные с развитием каледонид (510480 млн. лет); 12 - зона кристаллических комплексов Южно-Алтайского метаморфического пояса, связанных с развитием герцинид (390-360 млн. лет); 13 - зона кристаллических комплексов Южно-Гобийского метаморфического пояса, связанных с развитием индосинид (220-230 млн. лет); 14 - главные тектонические границы. Цифры на рисунке - возраст в млн. лет (и-РЬ метод по циркону).
образования, установленные в бумбугерском комплексе, протекали в интервале 2364 ± 6-2308 ± ± 4 млн. лет (Ранний докембрий., 1993). Для циркона из тоналитовых гнейсов байдарагинского комплекса был получен возраст 2646 ± 45 млн. лет (Митрофанов и др., 1985). Ш изотопные исследования раннепротерозойских и архейских гранитои-дов и супракрустальных комплексов позволили предполагать проявление корообразующих процессов в раннем протерозое (1.8-2.5 млрд. лет) и архее (2.9-3.3 млрд. лет) (Козаков и др., 1997). В целом, в соответствии с имеющимися на сегодняшний день данными только Байдарикский блок фундамента Дзабханского микроконтинента и Гарганскую глыбу можно рассматривать как
фрагменты древних платформ. С этих позиций можно полагать, что в структуре раннекаледон-ского супертеррейна Центральной Азии указанные фрагменты тектонически совмещены с позд-нерифейскими и венд-раннепалеозойскими океаническими и островодужными комплексами и континентальными массивами с рифейским основанием (Козаков и др., 2005, 2005а). Вместе с тем, имеющиеся в настоящее время и-РЬ геохронологические и Ш изотопные данные не позволяют сделать заключение о возрасте дорифейских супракрустальных толщ метаморфических комплексов Байдарикского блока.
В статье приведены результаты и-Т^РЬ изотопных исследований цирконов из метатерригенных
90° 100° 110° 120°
fST
V Улан-Батор''-'•r,,,,,' /
\ Бумбугер ©
i JL ' ©©Баян-Хонгор ^
н г о * V"
V^.^ J -300 км
-Хонгор
□ i EZ32 Г 16 F^l7 Г^ п R7:^ 14 15
101°23/28/ в.д.
45°45/14/> с.ш.
Рис. 2. Схема геологического положения кристаллических комплексов Байдарикского блока. Составлена на основе материалов (Бойшенко, 1978; Коваленко и др., 2005; Козаков, 1986).
1-3 отложения: 1 - мезозойские и кайнозойские, 2 - верхнепалеозойские, 3 - нижне- и среднепалеозойские; 4-5 - Бай-дарикский блок: 4 - ульдзитгольский комплекс чехла (средний-верхний рифей), 5 - нерасчлененные верхнеархейский (байдарагинский) и нижнепротерозойский (бумбугерский) комплексы основания; 6 - Баян-Хонгорская зона офиоли-тового меланжа; 7-8 - породы вендского низкоградиентного метаморфического пояса, развивающегося по породам ульдзитгольского комплекса (7) и кристаллическим породам неустановленного возраста (8); 9 - нерасчлененные гра-нитоиды позднего палеозоя-раннего мезозоя; 10 - нерасчлененные гранитоиды палеозоя; 11 - вендский (пост-поздне-коллизионный) диорит-гранодиорит-гранитный комплекс; 12 - зоны контактового высокоградиентного метаморфизма; 13 - зоны разломов; 14 - установленная зона стратиграфического несогласия в основании ульдзитгольского комплекса; 15 - места отбора геохронологических проб, для которых получен возраст, млн. лет: 1 - 547 ± 4, 2 - 562 ± 2; 3 - 2646 ± 45, 4 - 1854 ± 5, 5 - 2364 ± 6 (см. табл. 1).
пород бумбугерского и ортогнейсов байдарагинско-го комплексов Байдарикского блока Дзабханского микроконтинента, полученные на ион-ионном микрозонде SHRIMP II. Эти результаты и ранее полученные оценки возраста цирконов U-Pb методом в сочетании с Nd изотопно-геохимическими данными позволяют установить интервал накопления и источники метаосадков бумбугерского комплекса, а также возможный возраст протолита архейских тоналитовых "серых гнейсов" байдарагинского комплекса. Установленные этапы формирования нижнедокембрийских комплексов Байдарикского блока сходны с известными для фундамента древних кратонов Северной Евразии. На основе интерпретации палеомагнитных данных, полученных ранее (Диденко и др., 1999, 2005), рассматриваются возможное положение Дзабханского микроконтинента в раннем протерозое и возможный путь его дрейфа при трансформации суперконтинентов Колумбия-Родиния-Пангея.
ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ И Ш ИЗОТОПНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Наиболее полно нижнедокембрийские образования представлены в северо-западной части Бай-
дарикского блока в районе сомона Бумбугер (рис. 2, 3). В их составе были выделены дорифей-ские байдарагинский и бумбугерский комплексы (Митрофанов и др., 1981; Козаков, 1986), с несогласием перекрытые преимущественно черносланце-выми толщами (Тектоника Монгольской..., 1974), включенными нами в состав ульдзитгольского комплекса среднего-верхнего рифея (рис. 3а). Возрастные соотношения между байдарагинским и бумбу-герским комплексами и толщами, входящими в их состав, не определены, так как все геологические границы между ними сформированы в ходе ранне-протерозойского (1854 ± 5 млн. лет) метаморфизма (табл. 1) и представляют собой зоны рассланцева-ния, параллельные осевым поверхностям главных картируемых прямых изоклинальных складок север
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.