УДК 552.3+550.4+550.93+551.24
СОСТАВ, ИСТОЧНИКИ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ ОЗЕРНОЙ ЗОНЫ КАЛЕДОНИД ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ. II. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И Ш-ИЗОТОПНЫЕ ДАННЫЕ
© 2011 г. В. П. Ковач*, В. В. Ярмолюк**, |В. И. Коваленко**, А. М. Козловский**,
А. Б. Котов*, Л. Б. Терентьева*
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: v.p.kovach@gmail.com **Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 109017, Россия; e-mail:yarm@igem.ru Поступила в редакцию 10.10.2010 г.
Во второй части статьи рассмотрены данные о геохимических и Мё-изотопных особенностях вулканогенных и кремнисто-терригенных комплексов Озерной зоны каледонид Центральной Азии, ассоциирующих с ними разновозрастных гранитоидов, и на основе синтеза геологических, геохронологических, геохимических и изотопных данных обсуждаются вопросы об источниках пород и ведущих механизмах формирования и эволюции континентальной коры каледонид Центрально-Азиатского складчатого пояса. Установлено, что ювенильная сиалическая кора Озерной зоны была образована в венд-кембрийское время (около 570—490 млн. лет назад) в обстановке внутриокеанических островных дуг и океанических островов из деплетированных мантийных источников с вовлечением в зоны субдукции корового материала в форме осадков, а также во время аккреционных процессов амальгамации палеоокеанических и островодужных комплексов и докембрийских микроконтинентов, завершившихся к рубежу около 490 млн. лет назад.
Источником исходных расплавов низко-!! базальтов, андезитов и дацитов офиолитовых и островодужных комплексов Озерной зоны являлась, главным образом, деплетированная мантия надсубдукционно-го клина. В петрогенезисе высоко-!! базальтов и габброидов океанических плато участвовал также обогащенный плюмовый источник.
Источниками сноса терригенных осадочных пород, ассоциирующих с вулканитами, являлись породы, близкие по составу к вмещающим, при подчиненной варьирующей роли древнего корового материала, поступавшего в океанический бассейн вследствие размыва докембрийских микроконтинентов. Осадочные породы аккреционной призмы формировались при размыве преимущественно ювенильных островодужных источников с незначительным участием пород зрелой континентальной коры. На островодужной и аккреционной стадиях развития Озерной зоны (около 540—490 млн. лет назад) происходило становление гранитоидов натровой серии высоко- и низкоглиноземистого типов посредством разноглубинного плавления деплетированных мантийных источников — метабазитов субдуцирующей океанической плиты и мантийного клина, а также в основании островной дуги при подчиненном участии древнекорового материала. Источниками расплавов постаккреционных гранитоидов каледонид Центральной Азии выступали преимущественно породы ювенильной каледонской коры при прогрессивной добавке древнего корового компонента, вследствие тектонического смешения пород офиолито-вых и островодужных комплексов и микроконтинентов.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что венд — раннепалеозойский период эволюции Центрально-Азиатского складчатого пояса характеризуется обширным ростом ювенильной континентальной коры и позволяют выделить соответствующий этап ювенильного корообразования.
ВВЕДЕНИЕ
Вопросы формирования и эволюции земной коры являются одними из ключевых в науках о Земле. В результате проведенных за последние десятилетия изотопных и геохронологических исследований получены оценки скоростей роста и механизмов формирования континентальной коры, изучено распределение масс континентальной коры различного возраста (например, Armstrong, 1991; DePaolo et al., 1991; Condie,
1998). Большинство исследователей сходится во мнении, что основная масса (около 80%) континентальной коры была образована в результате эпизодических корообразующих процессов, проявившихся около 2.7 и 1.9 и 1.2 млрд. лет назад, а в фанерозое скорости ее роста были незначительными (Шпё1еу, 1995; СопШе, 2001а). Вместе с тем выполненные к настоящему времени геохронологические и изотопные исследования фанеро-зойских гранитоидов Кордильер и Аппалачей Се-
верной Америки, Восточной Австралии и Центральной Азии (Коваленко и др., 1996а, 1999; Jahn et al., 2000a, 2000b; Wu et al., 2000; DePaolo et al., 1991; Kovalenko et al., 2004; Patchett, Samson, 2003) показали, что большая их часть характеризуется низкими первичными отношениями Sr; и положительными величинами sNd(T), что свидетельствует об их образовании из "ювенильных" источников и, таким образом, позволяет выделить фанерозойский период интенсивного формирования континентальной коры. Это, в свою очередь, выдвинуло на передний план вопросы о геодинамических и петрологических механизмах формирования и эволюции фанерозойской юве-нильной континентальной коры, о ее источниках, о выделении корообразующих событий и оценке скоростей роста континентальной коры в позднем докембрии и фанерозое.
Одной из наиболее крупных областей юве-нильного корообразования является Центрально-Азиатский складчатый пояс (ЦАСП) (Коваленко и др., 1996а, 1999; Jahn et al., 2000a, 2000b; Kovalenko et al., 2004), формирование которого протекало, начиная с позднего рифея и до начала мезозоя. Наиболее крупным фрагментом ЦАСП является складчатая область каледонид (см. рис. 1 в (Ярмолюк и др., 2011)). Ювенильная природа ее коры была установлена на основе сравнительно немногочисленных данных, относящихся к образованиям, рассредоточенным по огромной территории (Коваленко и др., 1999, 2003; Kovalenko et al., 2004). Более того, в материалах, послуживших основой для таких построений, практически остутствовали данные о породах, слагающих вулканогенные и кремнисто-терригенные складчатые комплексы каледонид и, соответственно, определивших состав и строение их коры и отразивших механизмы ее формирования. Нами проведены систематические исследования таких комплексов пород на примере Озерной зоны, крупнейшей в строении каледонид ЦАСП (рис. 1). В первой части статьи (Ярмолюк и др., 2011) были рассмотрены особенности геологического строения Озерной зоны, охарактеризованы вулканические и терригенные толщи, участвующие в ее строении, и сделаны предварительные выводы о геодинамических условиях их формирования. В настоящей статье приведены данные о геохимических и изотопных характеристиках вулканических, плутонических и осадочных пород Озерной зоны, обобщены имеющиеся литературные сведения, и на этой основе рассмотрены вопросы о источниках пород ювенильной континентальной коры региона, о механизмах ее формирования и последующего преобразования.
Кратко напомним самые общие геологические характеристики Озерной зоны, которые более подробно были изложены ранее (Ярмолюк и др., 2011). Строение ее покровно-складчатой структу-
ры определяют комплексы вулканических пород — базальтовый, базальт-андезитовый и андезито-вый, а также кремнисто-терригенный комплекс. Выделенные комплексы различаются составом вулканических и ассоциирующих с ними осадочных пород, что, вероятно, было связано с различными палеотектоническими условиями их образования. Высокотитанистые субщелочные базальты базальтового комплекса сопоставимы с породами океанических плато и островов и, по-видимому, формировались в связи с активностью горячей точки мантии на значительном удалении от областей сноса. Породы базальт-андезитового и андезитового комплексов характеризуются низкими содержаниями ТЮ2 и сопровождаются грубо-обломочными терригенными породами, что послужило основанием для их связи с вулканическими дугами, в том числе сильно расчлененными. Породы кремнисто-терригенного комплекса, которые находятся в пространственной ассоциации с выходами пород базальт-андезитового комплекса, представляют обстановку аккреционного клина.
Формирование этих комплексов началось около 570 млн. лет назад. Их развитие, сопровождавшееся проявлениями плутонического магматизма, продолжалось вплоть до начала аккреции, которая произошла в интервале 510—480 млн. лет назад. На доаккреционной (островодужной) стадии были сформированы расслоенные габброиды (527 ± 43 млн. лет назад), Западно-Баянхаирхан-ский тоналит-трондьемитовый массив в хр. Сейр (514 ± 8 млн. лет назад) и щелочные граниты Бо-минхаринского массива (511 ± 2 млн. лет назад). В ходе аккреции в каледонидах Озерной зоны сформировался ряд крупных массивов тоналит-гранодиорит-плагиогранитовой серии, в том числе Хиргиснурский массив (495 ± 2 млн. лет назад). В постаккреционный период (470—390 млн. лет назад) в Озерной зоне произошло становление интрузий гранодиоритов, гранитов, субщелочных и щелочных гранитоидов.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Континентальная кора является результатом проявления магматических процессов химической дифференциации мантии, приводящей к образованию вулканитов среднего и кислого состава и гранитоидов и их последующей переработке. Понимание истории дифференциации мантии и ведущих процессов формирования земной коры невозможно без идентификации источников и палеотектонических обстановок формирования пород, участвующих в ее строении. Породы океанических комплексов (океанических спрединговых хребтов, плато и островов) несут информацию о составе мантийных источников и, в свою очередь, выступают в качестве источников (субдукцирующие океаническая кора и литосфе-
Рис. 1. Схема геологического строения северной части Озерной зоны.
1 — позднемезозойские и кайнозойские отложения; 2 — юрские конгломераты; 3 — юрские риолиты; 4 — ранне- и сред-непалеозойские отложения Монгольского и Гобийского Алтая; 5 — палеозойские гранитоиды; 6 — венд-раннекем-брийские вулканогенные и кремнисто-терригенные толщи палеокеанических и островодужных комплексов; 7 — ультраосновные породы офиолитовых комплексов; 8 — образования Дзабханского микроконтинента; 9 — разломы; 10 — места отбора проб и их номера в табл. 1 и 2; 11 — район исследований хр. Сейр (рис. 2).
ра, надсубдукционный мантийный клин) и образований (вулканиты и гранитоиды островных дуг) ювенильной континентальной коры в островных дуга
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.