научная статья по теме РЕКОНСТРУКЦИЯ ПИТАЮЩИХ ПРОВИНЦИЙ И ТЕКТОНИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ В КАРБОНЕ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОМ ОБРАМЛЕНИИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ U-PB ДАТИРОВАНИЯ ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНОВ Геология

Текст научной статьи на тему «РЕКОНСТРУКЦИЯ ПИТАЮЩИХ ПРОВИНЦИЙ И ТЕКТОНИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ В КАРБОНЕ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОМ ОБРАМЛЕНИИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ U-PB ДАТИРОВАНИЯ ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНОВ»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 2, с. 32-41

УДК 551.26.23

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПИТАЮЩИХ ПРОВИНЦИЙ И ТЕКТОНИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ В КАРБОНЕ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОМ ОБРАМЛЕНИИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ U-Pb ДАТИРОВАНИЯ

ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНОВ © 2013 г. В. Б. Ершова1, А. К. Худолей1, А. В. Прокопьев2

1 Геологический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, 199034, Санкт-Петерербург, Университетская наб., д. 7/9 2 Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, 677980, Якутск, просп. Ленина, д. 39 Поступила в редакцию 22.03.2012 г.

Впервые проведено И-РЪ датирование обломочных цирконов из каменноугольных отложений северной части фронтальной зоны Верхоянского складчато-надвигового пояса (Хараулахский анти-клинорий) на границе с Сибирской платформой. Распределение возрастов обломочных цирконов в четырех датированных образцах во многом сходно, что позволяет предположить доминирующую роль одних и тех же источников поступления обломочного материала. Во всех образцах преобладают цирконы докембрийского возраста, среди которых большинство составляют палеопротерозой-ские и неопротерозойские зерна. Также многочисленны раннеордовикские и позднедевонские— раннекаменноугольные обломочные цирконы. Основными источниками сноса для исследуемых толщ, вероятно, являлись магматические породы Таймыро-Североземельского и/или Центрально-Азиатского складчатых поясов, располагавшиеся вдоль северного, западного и юго-западного обрамления Сибирского континента. Обломочный материал на столь большое расстояние переносился крупными речными системами, аналогичными современной Миссисипи и отлагался в подводных конусах выноса на пассивной окраине Сибирского континента. Присутствие детритовых цирконов, возраст которых близок времени осадконакопления каменноугольных толщ Северного Верхоянья (320—340 млн. лет) позволяет предположить их происхождение из Таймыро-Северозе-мельского складчатого пояса. Это может свидетельствовать о том, что коллизия Карского блока и Сибирского континента началась уже в раннем карбоне. Проведенное исследование показывает возможности метода датирования обломочных цирконов при палеогеографических и тектонических реконструкциях.

Б01: 10.7868/80016853X12060021

ВВЕДЕНИЕ

Верхоянский комплекс позднепалеозойско-мезозойского возраста слагает один из крупнейших в мире бассейнов терригенного осадкона-копления — Верхоянскую пассивную окраину Сибирского континента. Обломочный материал отлагался в дельтах и связанных с ними подводных конусах выноса, размеры которых позволяют предполагать наличие речных систем, сопоставимых с Миссисипи и другими наиболее крупными современными реками [9, 12, 14, 20, 23, 27]. Вместе с тем, происхождение такого огромного объема обломочного материала остается дискуссионным. В значительной степени это связано с неоднозначностью имеющейся информации о расположении питающих провинций и возможных путей транспортировки кластического материала. Недавно выполненное исследование И-РЪ возрастов обломочных цирконов из песчаников Западного Верхоянья показало, что их основной

источник находился в орогенных поясах, расположенных к югу и юго-западу от Сибирской платформы, что подтверждает высказывавшиеся ранее предположения о существовании крупных речных систем в позднем палеозое на Сибирской платформе [33]. Для северной части Верхоянского складчато-надвигового пояса подобных исследований не проводилось, и данная статья призвана хотя бы частично восполнить этот пробел.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РЕГИОНА

Исследуемая территория расположена в северной части фронтальной зоны Верхоянского складчато-надвигового пояса на границе с Сибирской платформой, в пределах Хараулахского антиклинория (рис. 1, 2) [13]. Антиклинорий сложен, главным образом, пермскими толщами, представленными переслаивающимися песчаниками, алевролитами и аргиллитами. На западе ан-

Рис. 1. Тектоническая схема восточной Сибири

тиклинория пермские отложения несогласно залегают на доломитах верхнего кембрия. В северном направлении в разрезе появляются подстилающие пермские породы каменноугольные толщи преимущественно терригенного состава. Каменноугольные отложения на изученной территории без видимого несогласия залегают на верхнедевонских, в составе которых доминируют карбонаты и базальты при подчиненной роли терриген-ных пород. В целом, верхнепалеозойские осадочные толщи представляют собой отложения пассивной окраины Сибирского континента, сформировавшейся здесь после девонского риф-тогенеза [12, 13].

Основным объектом наших исследований являются каменноугольные отложения, фиксирующие наиболее ранние стадии пост-рифтовой эволюции осадочного бассейна и превращения его в пассивную окраину. На всей восточной окраине Сибирского континента они накапливались в сходных условиях, и их строение и состав имеют много общих черт [4, 12].

Данные о литологическом составе каменноугольных отложений рассматриваемого региона показаны на рис. 3. Нижние части разреза представлены известняками бастахской свиты (тур-нейский ярус) мощностью до 120 м. В визейское время происходит резкая смена обстановок осад-конакопления, и нижневизейские отложения представлены двумя контрастными фациально замещающими друг друга по простиранию толщами. Первая состоит из грубозернистых, с преобладанием песчаников и конгломератов, отложений высокоплотных потоков (крестяхская свита мощностью до 240 м), тогда как в составе второй толщи преобладают кремнистые породы (нижняя часть атырдахской свиты мощностью 50—60 м). Характер контакта крестяхской свиты с нижележащими отложениями не установлен. На м. Крест-Тумса кровля крестяхской свиты осложнена сбросо-сдвигом субмеридионального простирания. Кремнистые отложения нижней под-свиты атырдахской свиты без видимого несогласия залегают на подстилающих их известняках бастахской свиты и перекрываются терригенны-

127°00' 128°00' 129°00'

3 5

. к ^ * 1 h 1Ш 10

^=^11 | ★ 1 12

Рис. 2. Тектоническая схема северной части Харау-лахского антиклинория и места отбора проб

1 — надвиги; 2 — предполагаемые надвиги; 3 — сбросы; 4 — предполагаемые сбросы; 5 — разломы с неизвестной кинематикой; 6 — палеогеновые отложения; 7 — мезозойские отложения; 8 — пермские отложения; 9 — каменноугольные отложения; 10 — девонские отложения; 11 — кембрийские отложения; 12 — места отбора и номера образцов (1 — 09АП60/1, 2 — 09АП73/1, 3 - 09АП55/1, 4 - 09АП44/1)

ми толщами верхней подсвиты атырдахской свиты. В разрезе по Быковской протоке дельты р. Лены напротив о-ва Чай-Ары в составе атырдахской свиты наблюдается чередование кремнистых и глинистых пачек, а завершается разрез грубооб-ломочными породами [3].

Верхневизейские отложения на м. Крест-Тум-са представлены сокольской свитой мощностью 150 м, сложенной алевролитами и аргиллитами с подчиненными прослоями песчаников и гравелитов. Южнее верхневизейские отложения представлены преимущественно алевролитами с подчиненными прослоями песчаников мощностью до 200 м и относятся к верхней подсвите атырдах-ской свиты.

Перекрывают отложения сокольской и атырдахской свит однородные темно-серые аргиллиты тиксинской свиты (верхний визе — серпухов-ский ярус). Аргиллиты плотные, местами осколь-чатые и плитчатые с редкими и маломощными прослоями алевролитов и песчаников. Мощность свиты на исследуемой территории варьирует от 500 до 750 м [2].

Тугасирская свита (верхний карбон) представлена переслаиванием алевролитов и песчаников мощностью до 400 м. Характер контактов с подстилающими и перекрывающими породами согласный.

Нами произведено датирование цирконов из четырех образцов песчаников каменноугольного возраста — по одному образцу из сокольской и тиксинской свит и двух образцов из тугасирской свиты. Образцы отобраны из разрезов, расположенных на м. Крест-Тумса, в Быковской протоке дельты р. Лены и в районе урочища Ханчочун-Кысам (см. рис. 2, 3).

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Предварительная пробоподготовка и выделение цирконов были сделаны в ИГГД РАН (г. Санкт-Петербург) по стандартной методике. U-Pb датирование цирконов производилось компанией Apatite to Zircon Inc. в Геоаналитической лаборатории Университета штата Вашингтон в г. Пуллман (США) методом LA-ICP-MS. Измерения производились на масс-спектрометре Element2, соединенном в единую систему с лазерной установкой New Wave YAG 213 по методике, разработанной в этой лаборатории [24]. Диаметр кратера во всех измерениях составлял 20 мкм. Итоговые U-Pb датировки, полученные для каждого отдельного определения, фиксировались с аналитической ошибкой измерения, равной ±2ст. При проведении исследований использовались стандарты FC, Temora и ряд других. Построение графиков распределения плотности вероятности возрастов производилось в программе Isoplot 3.0 [30].

В каждом образце изучалось по 110 зерен цирконов. Из-за технических сбоев были исключены из дальнейшего рассмотрения в трех образцах по 1 зерну и в одном образце — 2 зерна и при интерпретации данных рассматривались 435 зерен. Для обломочных цирконов с возрастом более 1000 млн. лет за время их кристаллизации в исходной породе принимался возраст, рассчитанный по отношению 207Pb/206Pb, а для более молодых — возраст, рассчитанный по отношению 206Pb/238U. Значения возраста обломочных цирконов варьируют от 300 до 3315 млн. лет. Для зерен древнее 1000 млн. лет все 253 измерения (58% всех цирконов) характеризуются дискордантностью возраста менее 15%. Для зерен моложе 1000 млн.

???

Рис. 3. Сводный стратиграфический разрез каменноугольных отложений изученной территории с указанием уровней отбора проб, по [1, 2] с изменениями

1 — аргиллиты; 2 — алевролиты; 3 — песчаники; 4 — гравелиты; 5 — конгломераты; 6 — известняки; 7 — доломиты; 8 — кремни; 9 - уровни отбора и номера образцов (09АП60/1, 09АП73/1, 09АП55/1, 09АП44/1)

лет дискордантность возраста заметно увеличивается, что характерно для результатов, полученных данных методом. Так, для 88 зерен с возрастом

моложе 400 млн. лет дискордантность выше 15% фиксируется в 50 зернах, а выше 30% — в 23 зернах. Столь высокая дискордантность требует

15

10

5

0 20

15

10

5

0 20

15

10

5

0

30 25 20

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