ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2007, № 10, с. 60-72
УДК 550.384
РЕЗУЛЬТАТЫ ПАЛЕОМАГНИТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ БАЙКАЛЬСКОГО ВЫСТУПА СИБИРСКОГО КРАТОНА
© 2007 г. В. Ю. Водовозов1, А. Н. Диденко2, Д. П. Гладкочуб3, А. М. Мазукабзов3,
Т. В. Донская3
1Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, vodo@ifz.ru 2Геологический институт РАН, г. Москва 3Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск Поступила в редакцию 09.03.2007 г.
В статье представлены палеомагнитные результаты, полученные при изучении раннепротерозой-ских образований Байкальского выступа Сибирского кратона, а именно терригенно-вулканогенных пород акитканской серии Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса (возраст 1850-1880 млн. лет) и базитовых даек чайского комплекса (1674 млн. лет), развитых в его пределах. Новые данные ориентированы на расшифровку сценария становления структуры Сибирского кратона в раннем докембрии. Полученные палеомагнитные направления образуют на сфере две группы распределения векторов характеристических компонент намагниченности, названные нами (южная) и (западная), соответственно. '^"-группу выполняют три статистически различающихся кластера, каждый из которых представляет первичные компоненты намагниченности разных временных уровней конца раннего протерозоя. '^"-группе соответствуют направления, связанные с метахронной намагниченностью, приобретенной, вероятно, в рифее. Получены четыре палеомагнитных полюса, два из которых отвечают понятию "ключевых" и соответствуют двум временным уровням раннего протерозоя - 1875 и 1670 млн. лет. Два других полюса могут быть использованы для детализации протерозойской части траектории кажущейся миграции полюса (ТКМП) Сибири. Представленные данные свидетельствуют о том, что в конце раннего протерозоя завершилось формирование структуры южной части Сибирского кратона, в результате чего перемещение различных блоков, слагающих его южный фланг (в частности Шарыжалгайского и Байкальского выступов), осуществлялось согласованно.
РАС8: 91.25.Dx
ВВЕДЕНИЕ
На современном уровне развития палеомагнитных исследований реконструкции, предлагаемые для раннедокембрийского периода развития Земли, остаются крайне скудны и неоднозначны. По нашему мнению, подобная ограниченность данных для раннего докембрия обусловлена следующими основными причинами. Во-первых, специфичность раннепротерозойских образований накладывает ряд ограничений на применение палеомагнитного метода (менее 14% палеомагнитных определений сделано по осадочным породам), что выражается в проблематичности применения двух прямых основных полевых тестов палеомагнитной стабильности - складки и конгломератов. Во-вторых, на площади древних кратонов представительные и доступные для палеомагнитного изучения ранне-докембрийские комплексы представлены крайне неравномерно. Подобное обстоятельство приводит к неравномерности распределения раннепротерозойских палеомагнитных определений, полученных для геологических комплексов древних щитов. Наиболее наглядно различие степени палеомагнитной изученности древних кратонов проявлено
на примере Сибирского кратона. Так, до 2003 г. для раннепротерозойских пород Сибири имелось всего 6 палеомагнитных определений. Примерно такое же положение с палеомагнитными данными наблюдается для Северного Китая и Южной Америки. В то же время, для других древних кратонов к настоящему времени получено существенно больше палеомагнитных определений. Особенно это заметно для Канадского щита и Гренландии (всего 247 определений), Балтийского, Украинского щитов и Воронежского массива (всего 239 определений). При этом все вышерассмотренные палеомагнитные определения достаточно равномерно распределены по временной шкале.
Становится очевидным, что получение надежных палеомагнитных направлений по хорошо датированным раннепротерозойским комплексам Сибири крайне необходимо для построения обоснованных палеогеодинамических моделей развития как собственно Сибири, так и возможности тестирования гипотезы существования раннепротеро-зойского суперконтинента.
Критерии выбора стабильных в палеомагнит-ном отношении объектов, разработанные для фа-
нерозойских пород [например, Didenko, Pechersky, 1993; Van der Voo, 1993], зачастую не работают при изучении докембрийских образований, претерпевших существенные метаморфические изменения. Существенное влияние на интерпретацию палеомагнитных данных имеет также точность определения возраста пород, выполненных различными геохронологическими методами. Количество объектов надежных в палеомагнитном отношении, с одной стороны, и хорошо датированных, с другой, среди раннедокембрийских геологических комплексов Сибирского кратона ограничено. На юге кратона к подобным объектам относятся Шарыжалгайский и Байкальский выступы его фундамента [Gladkochub et al., 2006]. В пределах последнего значительный интерес для палео-магнитного изучения имеют породы Северо-Бай-кальского вулканоплутонического пояса.
В данной статье мы представляем новые палео-магнитные результаты, полученные при исследовании раннепротерозойских терригенно-вулкано-генных образований, представленных в южной части Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса (рис. 1), а также базитовых даек чайского комплекса, прорывающих породы этого пояса. Эти данные в совокупности с ранее опубликованными результатами [Диденко и др., 2003; 2005; Эволюция южной..., 2006] позволяют нам подойти к расшифровке процессов становления структуры Сибирского кратона в раннем докембрии. Необходимо отметить, что палеомагнитные исследования пород нижнего протерозоя этого региона проводятся впервые.
РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЙ
Северо-Байкальский вулканоплутонический пояс (СБВПП) приурочен к Байкальскому выступу фундамента Сибирского кратона и, согласно существующим схемам [Розен и др., 2006; Gladkochub et al., 2006 и др.], является составной частью Акиткан-ского орогенного пояса, разделяющего Алданский и Ангаро-Анабарский супертеррейны. В современном рельефе региона южная часть СБВПП географически приурочена к Байкальскому хребту, а его центральная и северная части соответствуют поднятиям Акитканского хребта. Согласно опубликованных данных [Ларин и др., 2003; Донская и др., 2005а], Северо-Байкальский вулканоплутонический пояс был сформирован в раннем протерозое в обстановке постколлизионного растяжения после завершения основных коллизион-но-аккреционных событий, связанных с консолидацией Алданского и Ангаро-Анабарского супертер-рейнов в единую структуру Сибирского кратона.
Раннедокембрийский фундамент Байкальского выступа Сибирского кратона представлен архейскими тоналитами, раннепротерозойскими ме-таморфизованными образованиями сарминской и
чуйской серий, разгнейсованными гранитоидами чуйского комплекса с возрастом 2.02-2.06 млрд. лет. Все эти образования были объединены в единую структуру Сибирского кратона в ходе ранне-протерозойских коллизионно-аккреционных событий. Комплексами-индикаторами этих событий в пределах региона являются синколлизионные гра-нитоиды кочериковского комплекса с возрастом 1.91 млрд. лет [Бибикова и др., 1987] и гранулиты мыса Калтыгей с возрастом 1.88 млрд. лет [Poller et al., 2005]. Вышеперечисленные образования с угловым несогласием перекрываются неметаморфизо-ванными терригенно-вулканогенными породами Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса и прорываются гранитоидами приморского, ирельского, абчадского комплексов. На основании U-Pb датирования по цирконам возраст вулканитов Северо-Байкальского пояса и вышеуказанных комплексов гранитоидов оценивается временным интервалом 1.85-1.87 млрд. лет, что позволяет рассматривать эти породы как постколлизионные образования [Неймарк и др., 1991; Ларин и др., 2003; Донская и др., 2003; Донская и др., 2006; Poller et al., 2005].
Непосредственно в составе Северо-Байкальско-го вулканоплутонического пояса объединяются терригенно-вулканогенные образования акиткан-ской серии и гранитоиды ирельского комплекса, комагматичные кислым вулканитам акитканской серии [Салоп, 1964; Мац и др., 1968]. В настоящей работе, вслед за А.М. Мазукабзовым [Мазукабзов, 2003], принято трехчленное деление акитканской серии, подразумевающее выделение в ее строении малокосинской (mk), хибеленской (hb) и чайской свит (снизу верх). В пределах исследованной территории (южная часть Северо-Байкальского пояса) отложения чайской свиты не представлены и поэтому будут выведены за рамки рассмотрения. Ма-локосинская свита в районах работ сложена песчаниками, конгломератами, алевролитами, туфами и эффузивами основного и кислого состава. Для нее характерна резкая фациальная изменчивость и пестрая окраска пород. Хибеленская свита сложена разнообразными продуктами вулканической деятельности - покровами кварцевых и фельзито-вых порфиров и их туфами, чередующимися с осадочными породами.
В пределах Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса отложения акитканской серии и комагматичные им гранитоиды ирельского комплекса интрудированы мощными дайкообразны-ми телами габбро-долеритов чайского комплекса с возрастом 1.67 млрд. лет и дайками позднепроте-розойских долеритов с возрастом 780 млн. лет [Гладкочуб и др., 2007].
Отложения акитканской серии, гранитоиды и вышерассмотренные базитовые интрузии перекрываются с угловым несогласием верхнерифей-
54° N
венд-фанерозойский осадочный чехол
мезо-неопротерозойская пассивная окраина
108° Е
110° Е
112° Е
114° Е
116° Е
Раннедокембрийский метаморфический фундамент
Я О н
ей
а
эК
к а
о а к ю к
о
нерасчлененный
Сарминская серия
Чуйский комплекс 58° N
палеопротерозойские катаклазированные гранитоиды
палеопротерозойские недеформированные гранитоиды
Палеопротерозойские вулкано-осадочные отложения
, Северо-Байкальский вулкано-плутонический пояс
Акитканский хребет
52° N
50 100 км
_I_I
Рис. 1. Геологическая схема юга Сибирского кратона. Прямоугольниками обозначены районы работ на Байкальском хребте.
скими осадочными образованиями байкальской серии. В связи с тем, что на отдельных участках отложения акитканской и байкальской серий совместно подвергнуты складчатости и деформация
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.