ПЕТРОЛОГИЯ, 2011, том 19, № 1, с. 56-79
УДК 552.3+550.4+550.93+551.24
СОСТАВ, ИСТОЧНИКИ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ
КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ ОЗЕРНОЙ ЗОНЫ КАЛЕДОНИД ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ: I. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
© 2011 г. В. В. Ярмолюк*, В. П. Ковач**, В. И. Коваленко*, Е. Б. Сальникова**, А. М. Козловский*, А. Б. Котов**, С. З. Яковлева**, А. М. Федосеенко**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 109017, Россия; e-mail:yarm@igem.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: v.p.kovach@gmail.com Поступила в редакцию 20.05.2010 г.
Рассмотрены данные о составе, строении и возрасте вулканогенных и кремнисто-терригенных комплексов Озерной зоны каледонид Центральной Азии, ассоциирующих с ними гранитоидов, и обсуждаются основные геологические закономерности формирования континентальной коры каледонид Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП).
В строение складчатых образований Озерной зоны выделяются комплексы вулканических пород — базальтовый, базальт-андезитовый и андезитовый, формировавшиеся в различных геодинамических условиях. Вулканические породы базальтового комплекса отличаются высокими содержаниями TiO2 и щелочей, ассоциацией с тонкозернистыми кремнистыми алевролитами и кремнисто-карбонатными породами. По этим параметрам они близки к комплексам океанических островов и, по-видимому, формировались в связи с активностью горячей точки мантии на значительном удалении от областей сноса терригенного материала.
Породы базальт-андезитового и андезитового комплексов характеризуются пониженными содержаниями TiO2, умеренными концентрациями щелочей и присутствием породообразующего амфибола. Они сопровождаются грубообломочными терригенными осадками, что указывает на образование в условиях вулканических дуг, в том числе сильно расчлененных. С этими комплексами постоянно ассоциируют кремнисто-терригенные осадочные толщи, близкие по особенностям строения к толщам аккреционного клина.
Установлены этапы эволюции складчатой структуры каледонид Озерной зоны. Заложение островных дуг произошло около 570 млн. лет назад. Их развитие сопровождалось формированием расслоенных габброидов и тоналит-трондьемитовых массивов и продолжалось вплоть до начала аккреции, которая произошла 515—480 млн. лет назад и характеризовалась образованием крупных массивов тоналит-гранодиорит-плагиогранитовой серии. Для постаккреционного этапа (470—440 млн. лет.) развития каледонид типичен интрузивный субщелочной и щелочной магматизм. Важной особенностью каледонид является участие внутриплитного магматизма на всех этапах развития, что объясняется аккрецией венд-кембрийских структур океанического ложа (островных дуг, океанических островов, задуговых бассейнов), произошедшей над горячей точкой мантии. Показателями внутриплитной активности стали субщелочные высокотитанистые базальты, щелочно-уль-траосновные комплексы с карбонатитами, массивы субщелочных и щелочных габброидов, нефелиновых сиенитов, щелочных гранитов, субщелочных гранитов и граносиенитов. Предполагается, что воздействие горячей точки мантии на характер магматизма в литосфере продолжался и после формирования каледонского складчатой области.
ВВЕДЕНИЕ
Проблемы строения и формирования Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) широко обсуждаются в геологической литературе (Мосса-ковский и др., 1993; Беличенко и др., 1994; Диденко и др., 1994; Добрецов и др., 2005; 8еп§ог й а1., 1993; 1акп е! а1., 2000; Коуа1епко е! а1., 2004; Эег^поу е! а1., 2001; Кгопег е! а1., 2007; ^пйеу е! а1., 2007 и др.). Это связано с тем, что до недавнего времени ЦАСП оставался слабо изученным, прежде всего в плане веще-
ственного состава слагающих его комплексов, их геохронологических и геодинамических характеристик, что служило препятствием для построения достоверных моделей его формирования.
Геологическое строение ЦАСП (Зоненшайн и др., 1990; Тектоника..., 1974; Моссаковский, 1975 и др.) определяет ряд складчатых поясов: позднери-фейских, каледонских, герцинских (варисцийских) и индосинийских, а также расположенных внутри них композитных микроконтинентов (Моссаков-
ский и др., 1993; Беличенко и др., 1994; Диденко и др., 1994; Коуа1епко й а1., 2004) (рис. 1). Формирование этих структур было сопряжено с исключительно широким проявлением разнообразного по возрасту и составу гранитоидного магматизма (Коваленко и др., 1996а; Оег^поу е! а1., 2001; Коуа1епко е! а1., 2004).
Выполненные за последние два десятилетия геохронологические, геохимические и изотопные исследования магматических комплексов ЦАСП выявили широкое распространение пород с изотопными характеристиками ювенильной континентальной коры. На этом основании возникли представления о связи формирования континентальной коры ЦАСП с процессами ювенильного ко-рообразования (Коваленко и др., 1996а; 1аИп е! а1., 2000; т е! а1., 2000; Коуа1епко е! а1., 2004), которые протекали в регионе на протяжении палеозоя и, скорее всего, позднего рифея. Важной, но пока еще дискуссионной, составляющей этих представлений являются вопросы о механизмах формирования и источниках пород ювенильной континентальной коры, о природе ее последующих преобразований, о выделении корообразующих событий и об оценке скоростей роста континентальной коры в позднем докембрии и фанерозое. Прежде всего, это относится к каледонидам ЦАСП, составляющим основной его объем и насыщенным многочисленными более древними блоками (террейнами), что долгое время служило причиной для представления о формировании каледонид на древнем континентальном основании (Тектоника..., 1974). К настоящему времени получено много новых данных о составе и возрасте гранитоидов в каледонидах ЦАСП (Коваленко и др., 2003, 2004; Козаков и др., 2002, 2003, 2007; Руднев и др., 2006, 2009а; Гордиенко и др., 2006; 8а1шкоуа е! а1., 2001 и др.), тогда как строение, а также геохимические и изотопно-геохимические особенности стратифицированных вулканогенных и вулканогенно-осадочных комплексов каледонид оставались, за редким исключением (Коваленко и др., 1996б, 2005; №зипош1уа е! а1., 2009), не охарактеризованными. Однако именно участвующие в их строении породы океанических и островодужных комплексов, в первую очередь, отражают характер тех процессов, которые привели к образованию основного объема континентальной коры каледонид ЦАСП.
В последние годы был выполнен большой объем исследований офиолитовых комплексов Озерной зоны, занимающей ключевое положение в структуре каледонид ЦАСП. Детально изучены строение этих комплексов, выполнены геохимические и Nd-изотопные исследования входящих в их состав вулканогенных и терригенных пород, а также геохронологические и изотопные исследования ассоциирующих с ними гранитоидов, фиксирующих основные рубежы в истории формирования континентальной коры каледонид. В настоящей статье обобщены полученные нами данные о составе и строении офио-литовых и островодужных комплексов и терриген-но-сланцевых толщ Озерной зоны каледонид Цен-
тральной Азии, а также о составе и возрасте ассоциирующих с ними гранитоидов и рассмотрены основные геологические закономерности формирования континентальной коры каледонид ЦАСП. Во второй части статьи приведены данные о геохимических и изотопных характеристиках вулканических, плутонических и осадочных пород Озерной зоны и на этой основе рассмотрены вопросы об источниках ювенильной континентальной коры региона, а также механизмах ее формирования и последующего преобразования.
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОЗЕРНОЙ ЗОНЫ
Озерная зона ранних каледонид Монголии является крупнейшей зоной распространения офиоли-товых и островодужных комплексов в составе каледонского супертеррейна ЦАСП. В современной структуре Центральной Азии ей соответствует Котловина Больших Озер Западной Монголии (рис. 1). Границами зоны служат на западе поздние каледо-ниды Монгольского и Гобийского Алтая, а на востоке — структуры дорифейского Дзабханского (Бай-драгского по (Badarch е! а1., 2002)) микроконтинента (Дергунов, 1989). На севере она переходит в структуры Таннуольской зоны Тувы и граничит со структурами Западного Саяна. Геологическое строение Озерной зоны рассмотрено в работах А.Б. Дергуно-ва (1989), А.Б. Дергунова с соавторами (1980), ТН. Херасковой (1986), В.И. Коваленко с соавторами (1996б), В.В. Ярмолюка с соавторами (2002, 2003), С.Н. Руднева с соавторами (2009а) и других исследователей. В этих работах дана общая характеристика состава и строения комплексов пород, составляющих структуру зоны, определены закономерности их распространения, приведены немногочисленные на то время геохимические и изотопные данные для магматических пород отдельных участков Озерной зоны.
Озерная зона (рис. 2) характеризуется покровно-складчатой структурой, характер которой определяют тектонически совмещенные блоки и пластины, сложенные разными по составу венд-кембрийскими фрагментами офиолитовых и островодужных комплексов. К офиолитовой ассоциации отнесены, как правило, тектонически совмещенные гиперба-зиты, полосчатое габбро, комплексы параллельных даек, а также породы спилит-диабазовой толщи, включающей шаровые и подушечные зеленокамен-но измененные базальты, лавобрекчии, гиалокла-ститы, туффосилициты, туффиты и кремнистые тонкозернистые осадочные породы (Дергунов, 1989; Эегёипоу е! а1., 2001). В соответствии с имеющимися геохронологическими данными (Гибшер и др., 2001; Козаков и др., 2002) формирование офиолитовых комплексов началось в позднем венде, около 570 млн. лет назад.
Было показано (Дергунов, 1989), что распределение разных по составу комплексов по площади
Озерной зоны подчиняется определенной зональности, которая предполагает разные геодинамические условия их образования. В участках, пограничных с древними террейнами, обрамляющими Озерную зону, такими как Дзабханский (Цаган-Дельская подзона), Сангиленский (Хан-Хухейская подзона), Дариби, в основании разрезов местами наблюдаются конгломераты, сложенные продуктами размыва этих террейнов, а в соста
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.