научная статья по теме ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ–РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЙ ВНУТРИПЛИТНЫЙ МАГМАТИЗМ СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ТРАППЫ, РИФТЫ, БАТОЛИТЫ-ГИГАНТЫ И ГЕОДИНАМИКА ИХ ФОРМИРОВАНИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ–РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЙ ВНУТРИПЛИТНЫЙ МАГМАТИЗМ СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ТРАППЫ, РИФТЫ, БАТОЛИТЫ-ГИГАНТЫ И ГЕОДИНАМИКА ИХ ФОРМИРОВАНИЯ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2013, том 21, № 2, с. 115-142

УДК 550.42

ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ-РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЙ ВНУТРИПЛАТНЫЙ МАГМАТИЗМ СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ТРАППЫ, РИФТЫ, БАТОЛИТЫ-ГИГАНТЫ И ГЕОДИНАМИКА ИХ ФОРМИРОВАНИЯ © 2013 г. В. В. Ярмолюк*, М. И. Кузьмин**, А. М. Козловский*

*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; e-mail: yarm@igem.ru **Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН ул. Фаворского, 1а, Иркутск, 664033, Россия Поступила в редакцию 09.04.2012 г.

Получена после доработки 21.05.2012 г.

В Северной Азии в позднем палеозое и раннем мезозое образовался ряд крупных изверженных областей разного строения и состава, в том числе траппы Сибири и Тарима и гигантские рифтовые системы. Среди них наиболее сложно построенной и длительно развивавшейся была Центрально-Азиатская рифтовая система (ЦАРС), которая представляет крупный (3000 х 600 км) широтно-ори-ентированный пояс рифтовых зон, протягивающийся от Забайкалья и Монголии до республик Средней Азии и включающий в пределах Северо-Западного Китая траппы Тарима. Формирование ЦАРС началось в позднем карбоне, в ходе ее развития характеризовалось миграцией зон рифтоге-неза по площади и завершилось в ранней юре, охватив временной интервал продолжительностью около 110 млн. лет.

ЦАРС возникла в пределах активной окраины Сибирского континента. Ее специфической особенностью стали крупнейшие батолиты, формирование которых происходило одновременно с процессами рифтогенеза. Батолиты обрамляются рифтовыми зонами и совместно с ними образуют концентрически-зональные магматические ареалы, в строении которых проявления корового (грани-тоидного) магматизма были сосредоточены в их центральных частях, а мантийный (рифтовый) магматизм преобладал в прогибах и грабенах периферических зон. Для батолитов характерны геологические и изотопно-геохимические свидетельства формирования гранитоидов за счет анатекси-са вмещающих пород при активном, в том числе, вещественном участии мантийных магм. Такие зональные ареалы рассматриваются как аналоги крупных изверженных провинций, сформированные в специфических условиях активных континентальных окраин.

Формирование внутриплитных крупных магматических провинций Северной Азии связывается с перекрытием, по меньшей мере, двух мантийных плюмов Сибирским палеоконтинентом в ходе его перемещения над горячим полем мантии. В пределах континентальной литосферы мантийные плюмы инициировали активность внутриплитного типа, способствовали возникновению рифтовых расколов и обеспечивали формирование траппов, щелочнобазитовых и щелочносалических ассоциаций. В условиях стрессовых состояний, возникавших при разных типах коллизии в пределах активной окраины, мантийные расплавы не поднимались выше низов коры. Их тепловое воздействие на породы коры вызывало анатексис и, в конечном итоге, определяло образование батолитов.

Б01: 10.7868/80869590313010081

ВВЕДЕНИЕ

В позднем палеозое и раннем мезозое практически вся территория Северной Азии была охвачена процессами магматизма. Были сформированы траппы Сибирской платформы и Тарима, возникли крупные магматические ареалы в пределах складчатого обрамления платформы. В южном обрамлении Сибирской платформы (Монголия, Восточное Забайкалье) в это время сформировались магматические области концентрически-зонального строения, впервые выделенные в процессе работы Советско-Монгольской экспеди-

ции (Мезозойская и кайнозойская ..., 1975). На примере западного окончания Монголо-Охотского шва было показано (Зоненшайн и др., 1973), что центры подобных областей представляют собой крупные батолитовые "ядра", образованные гранодиорит-гранитными массивами, а их периферию трассируют зоны развития щелочных интрузий (зоны "распыленного" магматизма). Эта зональность в те времена не нашла должного объяснения, что было связано с отсутствием необходимых геологических, геохронологических и изотопно-геохимические данных.

Исследования последнего десятилетия показали, что магматизм рассматриваемой эпохи был связан с воздействием на литосферу Сибирского континента, включавшего Сибирский кратон и его складчатое обрамление, Северо-Азиатского (Добрецов, 2005; Ярмолюк, Коваленко, 2003а, 2003б; Ярмолюк и др., 2000) или, как было показано позднее, Африканского (Кшшт й а1., 2010; Кузьмин и др., 2011) суперплюма (горячего поля мантии), над которым Сибирский континент дрейфовал на протяжении всего фанерозоя. Взаимодействие отдельных горячих точек этого су-перплюма с континентом привело к образованию ряда магматических областей, различия в строении, составе и истории формирования которых определялись геотектоническими особенностями проявления магматизма. Если образование Таримских и Сибирских траппов в полной мере может быть соотнесено с автономной подлито-сферной мантийной активностью, то в пределах южного (в современных координатах) края палео-континента, представленного структурами Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП), внутриплитные процессы проявились в обстановке активной континентальной окраины, что отразилось на характере сформировавшихся магматических ассоциаций. Процессам конвергенции здесь соответствует краевой магматический пояс, протянувшийся на расстоянии свыше 3000 км при ширине до 800 км по территории Средней Азии, Северо-Западного Китая, Монголии и Забайкалья. На структуры этого пояса наложена Центрально-Азиатская рифтовая система, отдельные зоны которой формировались на протяжении перми и триаса.

Различным стадиям развития континентальной окраины соответствуют разные группы магматических ассоциаций. Более ранняя из них типична для обстановки конвергентных границ ли-тосферных плит. Эту группу представляют вулканические ассоциации дифференцированного комплекса, сложенные известково-щелоч-ными и субщелочными породами широкого диапазона составов (базальты, андезиты, дациты, риолиты), а также соответствующие им по составу гранитоиды (гранодиориты, нормальные и субщелочные граниты, граносиениты). Формирование этих ассоциаций протекало в раннем и среднем карбоне в пределах Южной Монголии и вплоть до позднего карбона в Центральной и Северной Монголии — Забайкалье (Моссаковский, 1975; Ярмолюк, 1983). Возникший краевой магматический пояс характеризуется петрохимиче-ской зональностью, связанной, прежде всего, с ростом к внутриконтинентальным его участкам содержания К2О в однотипных базальтах и андезитах (Ярмолюк, 1983). Подобная зональность типична для магматизма надсубдукционных зон и, наряду с геологическими данными, свидетель-

ствует о формировании рассматриваемой группы ассоциаций в обстановке конвергенции лито-сферных плит.

Вторая группа ассоциаций формировалась начиная с конца позднего карбона до ранней юры включительно. Для пород этой группы характерна вещественная специфика и особенности структурного контроля, типичные для континентальных рифтов. Среди них преобладают породы бимодального (базальт-комендит-пантеллерито-вого) вулканического комплекса, выполняющие системы протяженных грабенов. Зоны рифтоге-неза трассируются продольными дайковыми поясами, а также многочисленными массивами щелочных гранитов и сиенитов. Совокупность возникших в это время зон бимодального магматизма, выделенных нами как позднепалео-зойская—раннемезозойская Центрально-Азиатская рифтовая система (ЦАРС) (Ярмолюк, Коваленко, 1991), охватила всю территорию ЦАСП. В последнее десятилетие китайскими геологами выполнен большой объем исследований в Северо-Западном Китае, где на западном окончании ЦАРС были открыты раннепермские траппы Тарима (Цзян и др., 2006; Борисенко и др., 2006; 2Иоп§ йа1., 2008; Рщто й а1., 2008; Ы йа1., 2008). Это открытие расширило спектр пород и форм проявления внутриплитной активности в пределах южного края Сибирского палеоконтинента и явилось дополнительным подтверждением внут-риплитной природы возникшей здесь рифтовой системы.

В то же время ЦАРС характеризуется рядом специфических черт, не свойственных "классическим" рифтам. В ее строении участвуют не только трапы и щелочные бимодальные комплексы, но и нормальные граниты, в том числе образующие крупнейшие батолиты Азии: Ангаро-Витимский, Хангайский и Хентейский. Эти батолиты совместно с обрамляющими их рифтовыми зонами образуют автономно развивавшиеся концентрически-зональные магматические ареалы (Кшшт й а1., 2010; Кузьмин и др., 2011; Ярмолюк, Коваленко, 2003а; Ярмолюк и др., 2002; Уагшо1уик, Кшшт, 2011). Столь необычное сочетание магматических пород, типичных, с одной стороны, для зон рифтогенеза, и, с другой — для конвергентных зон, на наш взгляд, обусловлено сложной геодинамической обстановкой, сложившейся в пределах АКО Сибирского палеоконтинента. Она стала результатом взаимодействия конвергентной границы палеоконтинента с горячими точками мантии, которые он перекрыл в ходе плейт-тектонических перемещений (Кшшт йа1., 2010, Кузьмин и др., 2011, Ярмолюк и др., 2000).

Цель настоящей статьи — показать закономерности проявления внутриплитной активности в

пределах Сибирского палеоконтинента во времени и пространстве и связать выявленные особенности с процессами взаимодействия континента с горячими точками мантии (мантийными плю-мами). Основное внимание будет уделено магматизму ЦАРС, который, как уже отмечалось, обладает рядом характеристик, нетипичных для областей континентального рифтогенеза.

ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЕ— РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЕ ВНУТРИПЛАТНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ОБЛАСТИ СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ

В табл. 1 систематизированы данные о времени проявления внутриплитных процессов в пределах Сибирского палеоконтинента (Северной Азии), в соответствии с которыми в истории формирования рифтовой системы выделяются три крупных этапа: 1) позднекарбоновый-раннепермский, 2) пермский-раннетриасовый, 3) позднетриасо-вый-раннеюрский. Общая схема размещения магматических областей, отвечающих этим этапам, приведена на рис. 1.

Позднекарбоновый—раннепермский этап

Этот этап охватил интервал времени между 320 и 275 млн. лет назад. Ему соответствует образование двух пространственно обособленных областей внутрип

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