ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 5, с. 548-568
УДК 552.3+550.4+550.93+551.24
ПЕТРОЛОГИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ И ПЛУТОНИЧЕСКИХ ПОРОД УЙМЕНО-ЛЕБЕДСКОГО АРЕАЛА, ГОРНЫЙ АЛТАЙ
© 2008 г. Н. Н. Крук*, Г. А. Бабин**, Е. А. Крук*, С. Н. Руднев*, М. Л. Куйбида*
*Институт геологии и минералогии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия; e-mail: kruk@sbras.nsc.ru
** ФГУГП "Запсибгеолсъемка" 654919 с. Елань, Новокузнецкий район, Кемеровская область, Россия; e-mail: babin_ga@mail.ru Поступила в редакцию 10.08.2007 г.
Получена после доработки 12.01.2008 г.
Уймено-Лебедской вулканоплутонический ареал расположен на стыке структур Горного Алтая, Горной Шории и Западного Саяна и входит в состав девон-раннекаменноугольного Салаиро-Алтай-ского вулканоплутонического пояса. Вулканическая фация ареала слагает контрастную нырнин-ско-саганскую серию, включающую базальт-андезибазальтовую и базальт-риолитовую ассоциации. Плутоническая фация представлена мультиплетной элекмонарской серией, в которой выделяются два самостоятельных комплекса: монцогаббро-монцодиорит-гранодиорит-гранитный и гранодиорит-гранит-лейкогранитный. Распределение вулканических и плутонических пород имеет асимметричный характер: вулканические толщи выполняют унаследованные прогибы в восточной части ареала, а плутонические локализуются в его западной части и приурочены к системе разломов, оперяющих трансрегиональную Кузнецко-Телецко-Курайскую сдвиговую зону. Базальты нырнинско-саганской серии сочетают геохимические признаки надсубдукционных и рифтогенных пород. Эволюция базальтоидного магматизма отражает формирование и развитие надсубдукцион-ного мантийного клина в тыловой части активной континентальной окраины при одновременном воздействии внутриплатного мантийного источника. Генерация кислых вулканитов происходила в условиях нижней коры (P > 10 кбар) за счет метабазитовых субстратов и сопровождалась привно-сом калия в анатектические очаги. Габброиды элекмонарской серии имеют надсубдукционные геохимические характеристики и не несут признаков рифтогенных пород. Состав гранитоидов серии свидетельствует о существенно меньших, в сравнении с кислыми вулканитами, глубинах их генерации. Уймено-Лебедской вулканоплутонический ареал северо-восточной части Горного Алтая сформирован в тыловой части активной континентальной окраины андского типа. Образование магматических комплексов охватывало длительный временной интервал: от раннего эмса, когда началось формирование активной континентальной окраины, до конца эйфельского или, что более вероятно, до начала живетского века.
Проблема пространственно-временного соотношения и особенностей петрогенезиса пород вулканических и плутонических фаций вулкано-плутонических поясов остается одной из наиболее актуальных и важных для понимания природы этих крупных, зачастую трансрегиональных структур. Традиционно считается, что эффузивные и интрузивные породы, входящие в их состав, комагматичны, то есть сформировались за счет эволюции единой первичной магмы (или нескольких различных магм), а наблюдаемые различия в количественном соотношении пород, особенностях их минерального и вещественного состава обусловлены различными механизмами эволюции первичных магм (пути дифференциации, степень контаминации коровыми субстратами, Р-Т условия кристаллизации расплавов и т.д.). Для локальных вулканоплутонических структур такая точка зрения в ряде случаев может быть обосно-
вана путем крупномасштабного картирования и детальных наблюдений взаимоотношения пород. Однако крупные вулканоплутонические пояса, как правило, представляют собой не цепочки вулканоплутонических структур, а достаточно обширные магматические ареалы, часть из которых сложена исключительно вулканическими или вулканогенно-осадочными толщами, в то время как в других частях резко преобладают интрузивные образования. При этом структура поясов зачастую дискордантна по отношению к более ранним геологическим образованиям, что определяет гетерогенность их фундамента, резкие колебания мощности литосферы и составов коровых протолитов, еще более затрудняя реконструкцию условий и механизмов магмообразова-ния. В этих условиях понимание природы вулканоплутонических ассоциаций возможно только в результате детальных петрологических исследо-
ваний слагающих их пород, определения их возрастных соотношений как геологическими, так и радиологическими методами, реконструкции на этой основе последовательности процессов образования и эволюции магматических расплавов и сопоставления этих данных с историей геологического развития региона в целом.
В данной работе предпринята попытка установить пространственно-временные соотношения, особенности вещественного состава и петрогене-зиса пород вулканической и плутонической фаций девонских магматических пород северо-восточной части Горного Алтая, объединяемых в единый Уймено-Лебедской вулканоплутониче-ский ареал (сектор) протяженного Салаиро-Ал-тайского вулканоплутонического пояса девон-раннекаменноугольного возраста (Шокальский и др., 2000).
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Уймено-Лебедской вулканоплутонический ареал расположен на стыке геологических структур Горного Алтая, Горной Шории и Западного Саяна. Район характеризуется гетерогенным строением фундамента, в котором совмещены (зачастую тектонически) геологические блоки различной природы и возраста.
Определяющей тектонической единицей в до-девонской истории района был Бийско-Катун-ский антиклинорный блок, занимающий центральную часть ареала. Его наиболее древние отложения представлены кремнисто-карбонатными и известково-доломитовыми толщами позднего рифея-венда. Поздневендско-среднекембрийские образования слагают сложнопостроенную карбо-натно-терригенно-вулканогенную толщу, включающую основные вулканиты OIT- и OlB-типов, черные сланцы и известняки. Эти образования интерпретируются большинством исследователей (Берзин и др., 1994; Шокальский и др., 2000; Vladimirov et al., 2001) как фрагменты чехла и склоновых фаций палеоокеанического поднятия. С другой точки зрения (Гибшер и др., 1997), данные отложения представляют собой латеральный ряд палеоморфоструктур задугового бассейна с активным спредингом. Принципиальным в данном случае является то обстоятельство, что Бийско-Катунское поднятие (независимо от его природы) имеет утолщенную литосферу существенно базальтового состава и в более поздних тектонических процессах играло роль жесткой рамы. Наряду с Бийско-Катунским блоком на периферии района находятся еще несколько блоков сходного строения, имеющих позднепротерозой-ское океаническое основание (Мрасское, Азар-тальское и др. поднятия (см. врезку на рис. 1) (Хераскова, Гаврилова, 1996; Бабин и др., 1996; Владимиров и др., 1999).
С востока к Бийско-Катунскому поднятию примыкают фрагменты (блоки) венд-раннекем-брийских островных дуг. Их основание сложено подушечными лавами базальтов, геохимические параметры которых предполагают их формирование из деплетированного мантийного источника типа К-МОЯБ с существенным воздействием на состав родоначальной магмы надсубдукцион-ного фактора (У1аШш1гоу й а1., 2001; Бабин и др., 2003). Океанические базальты согласно перекрываются нижнекембрийскими островодужны-ми вулканогенно-осадочными последовательностями с гомодромной эволюцией составов и повышением щелочности вулканитов снизу вверх по разрезу. Толщи островодужных пород интенсивно деформированы, местами в той или иной степени метаморфизованы и часто надвинуты на образования Бийско-Катунского блока, что не позволяет надежно установить его границы. По мнению (Агшш1е§ й а1., 1999; У1аШш1гоу й а1., 2001), эти комплексы представляют собой фрагмент грандиозной по масштабам аккреционной призмы венд-раннепалеозойского возраста, охватывающей Кузнецкий Алатау, Горную Шорию и восточную часть Горного Алтая. Геодинамический сценарий эволюции региона в этой интерпретации включает заложение в венде системы островных дуг, формирование в их фронтальной части аккреционной призмы и "запечатывание" субдукции в конце раннего-начале среднего кембрия в момент причленения крупных океанических поднятий (Добрецов, Кирдяшкин, 1994; Доб-рецов и др., 1995; Буслов, 1998). Начиная с этого момента осадконакопление в Бийско-Катунском блоке практически прекратилось, в то время как в зоне развития островодужных комплексов в среднем-позднем кембрии отлагались преимущественно грубообломочные терригенные осадки.
Масштабные аккреционно-коллизионные события, происходившие в Алтае-Саянской области в позднем кембрии-раннем ордовике, были связаны с закрытием океанического бассейна и причленением к окраине Сибирского континента блоков гондванской группы: Алтае-Монгольско-го, Чулышманского и Курчумского террейнов (Дергунов, 1967; Берзин и др., 1994). Они сопровождались формированием мощных терригенно-карбонатных толщ с прослоями конгломератов, в гальке которых содержится весь спектр пород венда-кембрия (Ермиков и др., 1979). Одновременно зафиксировано формирование многочисленных плагиогранитоидных интрузий (Владимиров и др., 2001; Руднев и др., 2004) и активизация тектонических движений (в том числе сдвиговых) в трансрегиональной Кузнецко-Телецко-Курай-ской зоне разломов, что обусловило фрагментацию Бийско-Катунского поднятия, надвигание на него фрагментов островодужных толщ и определило формирование остаточных бассейнов (Уй-
~ 10
1 11
2 \1 ч 12
3 13
4 14
5 15
6 16
7 17
8 а б 18
9 19
10
км 10 0
I_1_
10
_I_
87° 20 км
Рис. 1. Схема геологического строения северной части Уймено-Лебедского вулканоплутонического ареала по (У1айш1гоу е1 а1., 2001; Государственная..., 2001) с дополнениями авторов.
1 - четвертичные отложения; 2-6 - отложения Лебедского и Уйменского прогибов: 2 - песчано-сланцевые отложения байгольской свиты (Пзй"), 3 - вулканогенно-осадочные толщи саганской свиты Ф2), 4 - вулканогенно-осадочные толщи нырнинской свиты ф^), 5 - красноцветные песчаники и алевролиты кубойской свиты (01), 6 - мелководные тер-ригенные и терригенно-карбонатные отложения позднего ордовика-силура; 7 - раннеордовикская моласса; 8 - сред-не-позднекембрийские гр
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.