ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2013, № 2, с. 145-186
УДК 553.96:551.762(571.54)
СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ И ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫЕ ФОРМАЦИИ В МЕЗОЗОЙСКИХ И КАЙНОЗОЙСКИХ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ РИФТОВЫХ ВПАДИНАХ ПРИБАЙКАЛЬЯ И ЮЖНОЙ МОНГОЛИИ
© 2013 г. Ю. Г. Цеховский
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: tsekhovsky@mail.ru Поступила в редакцию 08.02.2012 г.
В статье на примере исследований мезозойских и кайнозойских толщ, выполняющих рифтовые впадины Прибайкалья (Забайкалья и Байкальского района), а также Гобийского Алтая в Южной Монголии, впервые рассмотрены закономерности седиментогенеза и вулканогеннно-осадочные формации1, характерные для этих структур. Показано, что в строении разрезов континентальных рифтовых впадин принимают участие равнинные фэновые и орогенные молассовые формации, которые ранее объединялись в семейство орогенных моласс. Обилие грубого материала в фэновых формациях (служившего основанием для их отнесения к молассам) связано с разрушением бортовых уступов грабенов, располагавшихся в ландшафтах древних холмистых равнин. Охарактеризованы литолого-фациальный состав и обстановки осадконакопления рифтовых фэновых и молассо-вых формаций в зонах с гумидным и аридным палеоклиматом; приведены признаки, позволяющие различать эти парагенезы. Установлено, что образовавшиеся в эпохи выравнивания рельефа рифтовые фэновые формации не имеют аналогов за пределами рифтовых зон. И, напротив, в эпохи орогенеза однотипные по строению, составу и условиям осадконакопления молассы возникали в различных тектонических структурах.
DOI: 10.7868/S0024497X13020055
Выяснению закономерностей седиментогенеза и характеристике осадочных формаций в континентальных рифтах посвящены многие публикации. В настоящее время термин "рифт" трактуют неоднозначно. Основываясь на работах [Геологический словарь, 1978; Грачев, 1977; Леонов, 2001], к континентальным рифтам автор относит линейно вытянутые на сотни километров структуры растяжения земной коры, обычно осложненные сдвиговыми деформациями. Они представляют собою цепочки удлиненных грабенов, разделенных трансферными перемычками, а также нередко сливающиеся между собою и образующие прогибы (грабен-синклинали или депрессии). Эти структуры приурочены к зонам крупных, длительно живущих разломов, а вдоль простирания рифтовой системы они ограничены сбросами с переменной полярностью.
1 К формациям, вслед за Н.С. Шатским [1965], автор относит естественно обособляющиеся в разрезах комплексы горных пород, отдельные члены которых (породы, их пачки, толщи, свиты) парагенетически связаны друг с другом как в латеральных направлениях, так и в вертикальной стратиграфической последовательности. Подобные парагенезы отражают важные этапы геологической истории развития регионов.
Формированию рифта обычно предшествует предрифтовая стадия [Грачев, Девяткин, 1997; Леонов, 2001], с которой связывают повышенную сейсмичность и тепловой поток, возникновение разрывных нарушений, проявления магматизма, образование отдельных грабенов, а также, нередко, пенепленизацию рельефа и формирование площадных кор выветривания, чему, так же, как и рифтообразованию, благоприятствуют обстановки растяжения земной коры [Цеховский др., 1996а, б; Цеховский, Ахметьев, 2003а, б]. Однако установлено, что наличие предрифтового режима не подразумевает обязательного его перехода в режим рифтогенеза [Грачев, Девяткин,1977; Леонов, 2001].
В настоящей работе рассматривается строение осадочного чехла собственно рифтовой стадии развития характеризуемых континентальных структур. Традиционной является точка зрения, согласно которой процессы осадконакопления и формации, выполняющие рифтовые впадины, а также развитые за их пределами принципиально однотипны. Они контролируются наличием горного или равнинного рельефа в областях денудации, во многом определяющего обстановки осад-конакопления в прилегающих впадинах, и меня-
ются в зависимости от гумидного или аридного типов климата. Данная проблема особенно полно рассмотрена на примере мезозойских и кайнозойских континентальных рифтов [Логачев, 1968; Грачев, 1977; Николаев, 1986; Маслов, 1994, 2002; Маслов, Алексеев, 2003]. Общей их закономерностью является двучленное строение разреза с преобладанием наиболее тонкозернистых осадков (иногда называемых молассоидами) в нижней части и грубозернистых (орогенных моласс) — в верхней. Это отражает две последовательно сменяющие друг-друга стадии: "медленный рифтинг" с компенсированным осадконакоплением и "быстрый рифтинг" с некомпенсированным осадконакоплением.
Отмечается, что формирование молассоидов происходило во впадинах среди равнинного рельефа (поставлявшего небольшие объемы тонкозернистого материала в области аккумуляции) при геоморфологически не выраженных или слабо выраженных пологих прибортовых уступов впадин. В отличие от этого накопление моласс осуществлялось в межгорных впадинах с проявлением двух параллельно идущих процессов — поднятием их бортов и проседанием днищ. При этом борта рифтовых впадин ограничены отчетливо выраженными эскарпами, связанными с системами разломов. В условиях контрастного рельефа и значительных перепадов высот происходит обильное поступление грубообломочного материала на дно впадин.
Некоторые авторы [Митчелл, Рединг, 1990; Chen et al., 1981, 1982] на примере третичных рифтовых впадин Северо-Восточного Китая также отмечают двухчленное строение их осадочного чехла. Было установлено, что и в начальную стадию формирования впадин (когда в озерах, временами имеющими связь с морем, накапливалась толща карбонатных пород) они представляли собою грабены с отчетливо выраженными бортовыми уступами. С учетом этого в эволюции рифтовых впадин в данном регионе выделяются: "ранняя провальная стадия (медленного погружения)" и "интенсивная провальная стадия (быстрого погружения)", которые соответственно коррелируются с медленным и быстрым рифтингом в прежней схеме. Принципиальное отличие этих схем состоит лишь в том, что согласно последней еще в начальную стадию рифтообразования предполагается активное образование грабенов.
В конце ХХ века была высказана новая точка зрения [Романовский, 1998; Митчелл, Рединг, 1990], согласно которой основным фактором, влияющим на смену процессов осадконакопления в рифтовых впадинах, являются не колебательные движения земной коры, отражающие наличие горного или равнинного рельефа в окружающих обла-
стях денудации, а скорости проседания дна структур. Но эти авторы лишь схематично характеризуют данные процессы.
Объектами литолого-фациальных и формаци-онных исследований служили мезозойские и кайнозойские отложения, выполняющие рифтовые впадины Прибайкалья (Западного Забайкалья и Байкальской области), а также Гобийского Алтая в Южной Монголии. Их характеристика содержится в публикациях [Флоренсов, 1960; Гоби-Алтайское ..., 1963; Логачевев, 1968; Логачев и др., 1974; Шувалов, 1975, 1982; Самойлов, Аракелянц, 1989; Синица, 1993; Нагибина, 1995; Скобло и др., 2001 и др.]. Согласно классификации [Самойлов, Ярмолюк, 1992] мезозойские рифты Западного Забайкалья и Гобийского Алтая относятся к восточно-африканскому типу, расположенному внутри континентальных плит и формирующемуся в условиях растяжения, и байкальскому типу, возникающему на фоне общего сжатия внутри или на периферии зон континентальной коллизии.
На территории Западного Забайкалья заложение рифтовых впадин проявилось локально в ранней юре, охватило большие площади в раннем мелу и завершилось в конце раннего мела. Ранне-меловые впадины Западного и Восточного Забайкалья входили в состав Забайкальской рифтовой системы, простирающейся с запада на северо-восток на 1300 км при ширине до 600 км [Писцов, 1982].
Для впадин Гобийского Алтая, входящих в состав Северо-Гобийской рифтовой зоны [Самойлов, Аракелянц, 1989], характерен длительный (с небольшими перерывами) диапазон рифтообра-зования — от ранней перми до позднего мела (се-номана) включительно. Касаясь мезозойского этапа отмечается, что заложение рифтовых впадин произошло в ранней-средней юре, резко усилилось в конце поздней юры и проявлялось на протяжении раннего мела.
Формирование Байкальского рифта в составе кайнозойской Байкало-Монгольской рифтовой системы началось в палеогене и продолжается в кайнозое в пределах Альпийско-Гималайского коллизионного горного пояса. Его образование связывают со столкновением Евразийской и Ин-достанской плит.
В характеризуемых регионах цепочки мезозойских или кайнозойских рифтовых впадин приурочены к зонам крупных разломов древнего заложения и длительного развития. В качестве примера приведена схема размещения подобных структур на территории Западного Забайкалья и Байкальской области (рис. 1).
Анализ материалов, посвященных характеристике рассматриваемых структур, свидетельству-
109° 110° 111° 112°
108
52°
51°
113° 54°
53°
52°
105° 106° 107° 108° 109° 110°
Рис. 1. Схема расположения мезозойских и кайнозойских рифтовых впадин и отложени на территории Прибайкалья. Составлена с использованием данных [Логачев и др., 1974].
1 — мезозойские впадины; 2 — кайнозойские впадины Байкальской рифтовой зоны; 3 — крупные кайнозойские разломы; 4 — крупные мезозойские и кайнозойские впадины (депрессии): I — Гусиноозерская, II — Иволгинско-Удинская, III — Тугнуй-Сухаринская; IV — Байкальская; 1—6 — обнажения или разрезы (1-6): 1 — четвертичная отложения (Байкальская депрессия, левый берег р. Аносовки); 2 — неогеновая танхойская свита (Байкальская депрессия карьер у г. Бабушкино); 3 — современные галечники (побережье оз. Байкал к северо-востоку от устья р. Мантурихи); 4 — нижнемеловая муртойская свита (Гусиноозерская депрессия); 5 — нижнемеловая холбольджинская свита (Гусинозерская депрессия); 6 — нижнеюрская березовская свита (Тугнуй-Сухаринская депрессия).
ет об их сложном строении и условиях образования [Логачев и др., 1974; Лукина, 1988; Цеховский и др., 2010]. Развитые здесь мелкие изолированные впадины представляют собой удлиненные, преимущественно односторонние или, реже, двухсторонние грабены, длина и ширина которых обычно не превыш
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.