ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2007, № 10, с. 85-94
УДК [550.384:32:551.248.1]:551.735.9(470.1)
СРЕДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ УЧАСТОК КРИВОЙ КАЖУЩЕЙСЯ МИГРАЦИИ ПОЛЮСА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ:
НОВЫЕ ПАЛЕОМАГНИТНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛУРУ НЮЙСКО-БЕРЕЗОВСКОГО ФАЦИАЛЬНОГО РАЙОНА
© 2007 г. А. В. Шацилло1, В. И. Паверман2, В. Э. Павлов1
1Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва 2Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе Поступила в редакцию 09.03.2007 г.
Представлены результаты палеомагнитного исследования силура Нюйско-Березовского фациаль-ного района (р. Нюя и Лена, Восточная Сибирь). Изучены пестроцветные осадочные породы меут-ской и курунгской серий (лландовери, венлок и низы лудлова). По результатам детального терморазмагничивания коллекций выделены две стабильные компоненты намагниченности, одна из них (Б. = 193.8; й = 19.2; к = 10.7; аИа95 = 6.1), биполярная, и сформировалась, вероятно, во время или вскоре после образования пород, т.е. в раннем - начале позднего силура. Вторая (Б. = 199.1; 1.. = = 39.5; к = 19.8; аИа95 = 5.3), монополярная компонента, является, по всей видимости, метахронной, время ее образования может быть ограничено концом раннего - средним девоном. На основе полученных палеомагнитных данных оценены палеоширотное положение и кинематика перемещений Сибири в среднем палеозое. Рассчитанные палеомагнитные полюсы позволяют уточнить среднепа-леозойский сегмент кажущейся миграции полюса (КМП) Сибирской платформы.
РАС8: 91.25.Dx
ВВЕДЕНИЕ
Палеозойский этап геологической истории охватывает то "смутное" время, когда Сибирский кратон, после распада гипотетического мезо-не-опротерозойского суперконтинента Родиния, произошедшего, согласно [Dalziel, 1991; Hoffman, 1991 и др.] ~750 млн. лет назад, существовал обособлено от других древних кратонов. В это время, согласно современным представлениям [Зоненшайн и др., 1990; Khain et al., 2003 и др.], между Сибирским кра-тоном, Балтикой, Таримом и древними ядрами консолидации Китая и Казахстана происходит раскрытие Палеоазиатского океана. Это сопровождается формированием энсиматических островных дуг и их последующей аккрецией к окраинам Сибири, образовавшими, вместе с докембрийскими микроконтинентами и фрагментами океанической коры, коллаж террейнов южного (Алтае-Саянская и Байкальская складчатые области), западного (Енисейский Кряж) и северного (Таймыр) обрамления платформы [Mossakovsky et al., 1993; Диденко и др., 1994; Berzin, Dobretsov, 1993; Sengor et al., 1993; Верниковский, 1996; Верниковский, Верников-ская, 2006]. Предполагается, что такое обособленное положение от других древних платформ Сибирь занимала до конца среднего палеозоя, что завершилось герцинским орогенезом с коллизией Сибири с Евро-Америкой, Казахстанским конти-
нентом, Гондванскими и др. блоками и образованием единого суперконтинента Пангея.
Существующие геодинамические модели формирования палеозойской структуры складчатого обрамления Сибирской платформы, Балтики и смежных областей Урало-Монгольского подвижного пояса основаны, главным образом, на геологических материалах. Надежные палеомагнитные данные, с использованием которых было бы возможным протестировать существующие геологические модели и дать количественную основу для палеореконструкций, фрагментарны или крайне малочисленны, а, порой, противоречивы, что не всегда позволяет полноценно использовать их для решения задач тектоники и геодинамики палеозоя.
Для решения обозначенных проблем глобальной и региональной тектоники палеозоя необходимо получение надежных палеомагнитных данных для этого времени с построением кривых КМП, в первую очередь, для древних платформ, являющихся основными структурообразующими элементами континентальной литосферы.
Важнейший вклад в разработку кривых КМП для плит северной Евразии внесли работы сотрудников палеомагнитной лаборатории ВНИГРИ. Именно усилиями этого коллектива, под руководством А.Н. Храмова были получены первые "пионерские" данные по палеомагнетизму позднего докембрия и фанерозоя Сибирской и Восточно-
Европейской платформ, которые легли в основу первых кривых КМП [Храмов и др., 1974; 1982; Храмов, 1991 и др.].
На протяжении последних лет в лаборатории Главного геомагнитного поля ИФЗ РАН ведутся работы, являющиеся прямым продолжением исследований, выполненных в лаборатории А.Н. Храмова при изучении палеомагнетизма Сибирской платформы. Одной из важных задач этих работ является детализация среднепалеозойского сегмента сибирской кривой КМП, получение новых данных, в полной мере отвечающих существенно возросшим в последние годы требованиям к качеству палеомагнитных результатов.
Надежные палеомагнитные данные для фанеро-зоя Сибирской платформы получены по раннему палеозою и для рубежа пермь-триас. Для средне-позднепалеозойского интервала данные, которые хотя бы в какой-то степени удовлетворяют критериям надежности [Van der Voo, 1993], ограничиваются четырьмя определениями. Два из них приходятся на пограничный уровень O3-S1 [Gallet, Pavlov, 1996; Torsvik et al., 1995], причем оба имеют довольно слабое статистическое обоснование (получены по 20 и 9 образцам, соответственно). Одно определение относится к интервалу D3-Cx [Kravchinsky et al., 2002], это определение получено по недатированным субвулканическим телам (кимберлитовые трубки и силлы) Вилюйской палеорифтовой системы (Вилюйско-Мархинский район), возраст которых определен несколько условно, исходя из геологических соображений, что, несомненно, является недостатком данного определения. В то же время единичные определения U-Pb методом ким-берлитовых трубок из смежных районов (Алакит-Мархинское и Далдынское поле) укладываются в интервал 344-362 млн. лет (сводка в [Василенко и др., 2000]), что соответствует концу позднего девона - началу раннего карбона. Совсем недавно по раннепермским дайковым роям юго-западного побережья оз. Байкал получены новые палеомагнитные и геохронологические данные [Pisarevsky et al., 2006]. Следует, однако, признать, что данное определение нуждается в подтверждении по "жесткой" части платформы, так как оно получено по району с интенсивной тектоникой, связанной с раскрытием байкальского рифта.
Единичные палеомагнитные определения по среднему-позднему палеозою Сибири, полученные на "старом" методическом и аппаратурном уровне [Камышева, 1973; 1975; Давыдов, Крав-чинский, 1973; Писаревский, 1982; Родионов и др., 1982 и др.], с одной стороны формально не удовлетворяют современным требованиям а, с другой, имеют достаточно противоречивый характер [см. Smethurst et al., 1998]. То есть, по сути, интервал от конца позднего ордовика и до конца перми (а это
около 200 млн. лет) является "проблемным" в па-леомагнитной летописи палеозоя Сибири.
ГЕОЛОГИЯ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
В силурийских отложениях Восточной Сибири по особенностям фациального состава выделяется пять фациальных субрегионов [Тесаков и др., 2000]. В целом, в направлении с юга на север (от Нюйско-Березовского и Иркутского субрегионов к Северному Таймыру) наблюдается смена фаций от лагунных и мелкого шельфа, включающих красноцветы, на фации глубокого шельфа, представленные аргиллитами с граптолитами и редкими прослоями известняков [Тесаков и др., 2000]. Одними из перспективных для постановки палеомагнитных исследований являются объекты, включающие красноцветные разности - к таким объектам на территории Сибирской платформы относятся силурийские разрезы Нюйско-Березовского фациального района, изученные в данной работе (рис. 1).
В осадочных толщах силура Нюйско-Березовского фациального района (рис. 1) выделяется две серии - меутская и курунгская, общей мощностью около 330 м [Тесаков и др., 2000]. Первая серия включает меличанскую и утаканскую свиты, вторая нюйскую и нерюктейскую. Толщи меут-ской и курунгской серий сложены преимущественно сероцветными, реже пестроцветными доломитами и доломитовыми мергелями, включающими маломощные пачки пестроцветных алевролитов и аргиллитов. Силурийские отложения согласно и с постепенным переходом залегают на краснока-менской серии верхнего ордовика [Замараев, 1984], взаимоотношения толщ силура данного региона с девонскими отложениями неизвестны [Тесаков и др., 2000]. В структурном отношении рассматриваемый район принадлежит к Витимо-Джербинской синклинали, простирающейся в северо-восточном направлении от устья р. Витим до р. Джерба, ядро этой структуры сложено породами нижнего силура, а крылья отложениями кембрия - ордовика [Замараев, 1984]. По нашим наблюдениям, в разрезах рек Нюя и Лена толщи осложнены пологоскладчатыми деформациями -в редких случаях углы падения пластов превышают 10°. По комплексам фаунистических остатков меутская и курунгская серии сопоставляются с лландоверийским, венлокским и низами лудлов-ского (нижний горсти) ярусов [Тесаков и др., 2000] Международной шкалы, что соответствует интервалу 443-422 млн. лет. Силурийские отложения были опробованы в девяти береговых обнажениях р. Нюя (рис. 1) на участке от урочища Кюрюэтей-Хая до урочища Красный Камень и на левом берегу р. Лена, примерно в 8 км выше пос. Нюя, всего было отобрано 200 ориентированных
116°
ур
Кюрюэтей-Хая N-1
sP/
N-3
N-4
N-5
N-7
N-6
L-1
10 км
оз. Тенгелилях N-9
ур. Красный Камень
п. Нюя
60.6°
Нюйско-Березовский фациальный район
Рис. 1. Географическое положение объектов исследования. Кружки и соответствующие им индексы - изученные обнажения.
образцов, представленных пестроцветными разностями.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ ОБРАБОТКИ
Лабораторные исследования проводились на аппаратурной базе палеомагнитных лабораторий Университета Санта-Круз (США) и Мюнхенского Университета (Германия). Все образцы прошли детальную температурную чистку (12-19 шагов) до полного разрушения естественной остаточной намагниченности (ЕОН), с использованием установок терморазмагничивания TSD-1, TSD-2. Замеры ЕОН проводились на сквид-магнитометрах 2G-Enterprise, лабораторные процедуры выполнялись в помещениях, экранированных от внешнего геомагнитного поля.
Значительная часть образцов из разрезов р. Нюя не несет полезного палеомагнитного сигнала - породы или
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.