УДК 550.93:552.51:551.72(571.53/.55)
ВОЗРАСТНЫЕ УРОВНИ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ НАКОПЛЕНИЯ ДОКЕМБРИЙСКИХ ТОЛЩ УРИКСКО-ИЙСКОГО ГРАБЕНА, ЮГ СИБИРСКОГО КРАТОНА
© 2014 г. Д. П. Гладкочуб, А. М. Мазукабзов, А. М. Станевич, Т. В. Донская,
З. Л. Мотова, В. А. Ванин
Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128 e-mail: gladkochub@mail.ru Поступила в редакцию 24.02.2014 г.
Проведено изучение раннепротерозойских осадочных и осадочно-вулканогенных разрезов Урик-ско-Ийского грабена, располагающегося на южном фланге Сибирского кратона. На основе изотопного (U-Pb LA-ICP-MS) датирования детритовых цирконов, содержащихся в обломочной фракции исследованных пород, отобранных из разрезов, для грабена выделены и обоснованы три основных этапа растяжения, сопровождавшегося процессами осадконакопления, каждый из которых характеризуется определенными типами осадков и режимом их накопления. Показано, что наиболее древние отложения (ингашинская свита) маркируют ранние события растяжения (~1.91—1.87 млрд лет), которые были обусловлены коллапсом орогена, возникшего при коллизии Бирюсинского и Шарыжал-гайского блоков. Образованный в результате этого растяжения бассейн может рассматриваться в качестве палеоавлакогена. На завершающей стадии первого этапа растяжения произошло внедрение в литосферу кратона гранитоидов саянского комплекса. Второй этап растяжения, начавшийся ~1.75 млрд лет назад, сопровождался накоплением отложений далдарминской свиты при вероятном воздействии на литосферу Сибирского кратона мантийного плюма. На завершающих стадиях этого этапа (~1.70 мдрд лет) произошла инверсия напряжений и на месте палеоавлакогена возникла внут-рикратонная складчатая зона. Третий этап растяжения (~1.65—1.60 млрд лет) соответствует времени накопления молассоидных отложений ермосохинской свиты во впадинах типа пулл-апарт. Финальные стадии этого рифтогенного процесса были отмечены внедрением в отложения ермосохинской свиты гранитоидов чернозиминского комплекса (1.53 млрд лет), маркирующих завершение активных тектонических событий в регионе. Показано, что после рубежа 1.5 млрд лет Урикско-Ийский грабен превратился во внутрикратонную область стабильного развития. Приведенные результаты позволяют коренным образом пересмотреть тектоническую историю становления и развития Урик-ско-Ийского грабена. В свете новых представлений эта структура может быть интерпретирована как длительно развивавшийся палеоавлакоген, а смена выявленных обстановок осадконакопления во времени (от палео- до мезопротерозоя) отражает особенности процесса формирование консолидированной континентальной литосферы южного фланга Сибирского кратона.
Ключевые слова: осадочные толщи, детритовые цирконы, оценка возраста, геодинамический режим, докембрий, Сибирский кратон
DOI: 10.7868/S0016853X14050038
ВВЕДЕНИЕ
Изучение геодинамических условий, времени заложения и сценария развития докембрийских осадочных бассейнов представляет собой, в большинстве случаев, трудновыполнимую задачу в силу сильной тектонической нарушенности (плохой сохранности) осадочных разрезов, их высокой степени метаморфического преобразования, а также отсутствия возможностей прямого изотопного датирования пород, слагающих эти разрезы. При этом расшифровка стадийности развития палеобассейнов напрямую зависит от корректности определения возрастных рубежей
этапов седиментации, каждый из которых отражает последовательную смену во времени различных геодинамических режимов. Косвенные данные, такие как положение осадочных толщ в разрезе, их прорывание интрузивными образованиями с известными абсолютными возрастами и др., позволяют лишь отчасти приблизиться к пониманию времени накопления тех или иных осадочных последовательностей. Значительный прогресс в изучении данной проблемы наметился в последние годы, в связи с активным внедрением в практику научных исследований методов изотопного (и-РЬ ЬА-1СР-М8) датиро-
2
17
Рис. 1. Схема геологического строения южной части Сибирского кратона
1 — фанерозойский осадочный чехол; 2 — раннедо-кембрийские выступы фундамента (Бк — Байкальский; Б — Бирюсинский; Г — Голоустенский; Ш — Шарыжалгайский); 3 — палеопротерозойский Урик-ско-Ийский грабен (У); 4 — отложения неопротерозойской окраины кратона; 5 — Центрально-Азиатский складчатый пояс. Контуром показано приблизительное расположение рис. 2
вания детритовых цирконов, содержащихся в обломочной фракции осадочных пород [49 и ссылки в этой работе]. В качестве пионерских работ в данной тематике, касающихся расшифровки возраста и геодинамических условий эволюции па-леобассейнов докембрия, располагавшихся на площади Сибирского кратона, могут быть отмечены следующие статьи: [9, 10, 42, 45, 57]. В настоящей работе приводятся результаты подобного исследования, выполненного для докембрий-ских толщ Урикско-Ийского грабена. Выбор этих отложений в качестве объекта исследований обусловлен тем, что сравнительно невысокая степень метаморфической и тектонической переработки позволяет использовать эти толщи не только для выявления основных возрастных уровней проявления процессов седиментации, но и для расшифровки геодинамических режимов, контролировавших развитие палеобассейна, эволюционировавшего в протерозое на юге Сибирского кратона. В связи с тем, что из-за недостаточной обнаженности территории практически для всех рассматриваемых стратоподразделений отсутствуют надежно задокументированные ограниче-
ния (контакты с подстилающими и перекрывающими толщами), при интерпретации полученных результатов будет использоваться такое понятие как "возрастной уровень". Под этим термином авторы предлагают понимать сменяющие друг друга в разрезе осадочные и вулканогенно-оса-дочные толщи, отвечающие отдельным выделенным в данном районе свитам.
ОБЗОР ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Урикско-Ийский грабен располагается в южной части Сибирского кратона между Шарыжал-гайским и Бирюсинским выступами фундамента (рис. 1, 2). Грабен представляет собой линейную зону, вытянутую в северо-западном направлении, ширина которой достигает 30 км при протяженности до 200 км. Восточный контакт грабена проходит по Точерскому разлому (рис. 3), западная граница трассируется гранитами саянского комплекса. Северная часть грабена перекрывается позднедокембрийскими толщами Присаянского прогиба, а его южное окончание срезается зоной Главного Саянского разлома.
Мощность осадочных и осадочно-вулканоген-ных образований в пределах грабена, по данным геолого-съемочных работ, достигает 15 км. В настоящее время не существует единого мнения о стратиграфической последовательности и объеме выделяемых свит. В ходе съемочных и тематических работ создано несколько стратиграфических схем Урикско-Ийского грабена, нередко противоречащих друг другу. В связи с этим, последовательность осадочных образований и объем стратиграфических подразделений грабена до настоящего времени являются предметом постоянных дискуссий [14, 15, 17, 19, 22, 24, 36].
Неоднозначность трактовки стратиграфического разреза грабена обусловлена рядом причин. Во-первых, в силу достаточно монотонного (неконтрастного) литологического набора осадков, слагающих целый ряд типовых разрезов, в состав различных по названию свит зачастую относят одни и те же одновозрастные породные ассоциации, что противоречит положениям Стратиграфического кодекса [34, 35]. Во-вторых, отсутствие надежно установленных контактов между выделяемыми свитами и их взаимных переходов по мере наращивания разреза затрудняет расшифровку последовательности расположения свит в сводном разрезе отложений грабена.
Отмеченные обстоятельства и в настоящее время не позволяют приблизиться к распознанию стадийности накопления осадочно-вулканоген-ных толщ грабена, используя лишь такие тради-
100° 102° 104°
54°
52°
Рис. 2. Схема расположения основных структурно-вещественных комплексов в пределах Присаянского поднятия Сибирского кратона
1 — рифей-фанерозойский чехол; 2 — палеопротерозойский Урикско-Ийский грабен; 3 — раннепротерозойские гра-нитоиды (саянский комплекс); 4 — раннедокембрийские выступы фундамента: Ш — Шарыжалгайский, Б — Бирюсин-ский; 5 — Центрально-Азиатский складчатый пояс; 6 — основные разломы; 7 — контуры рис. 3
ционные для геологосъемочных работ инструменты, как описание основных литологических типов пород и выполнение стратиграфических сопоставлений редких, и далеко разнесенных друг от друга, разрезов (обнажений). Так, согласно относительно современной стратиграфической схеме, утвержденной в легенде к Государственной геологической карте Российской Федерации (масштаб 1 : 1000000, лист N-47) [3], в строении грабена выделяются объединенные в раннепротерозойскую сублукскую серию следующие свиты (снизу вверх): шаблыкская, большере-ченская, далдарминская и урикская, а также ин-гашинская, одайская и ермосохинская свиты. При этом раннепротерозойская ингашинская свита, согласно данной схеме, помещается стратиграфически выше урикской свиты, и не рассматривается в составе сублукской серии, а отложения одайской и ермосохинской свит относятся к раннему рифею (мезопротерозою).
Подобное расчленение разреза противоречит общепринятой трактовке структуры грабена как узкой протяженной синформы северо-западного простирания, внутренняя вещественно-возрастная зональность которой объясняет расположение более древних толщ в ее краевых частях и выполнение осевой зоны наиболее молодыми отложениями (см. рис. 1). В связи с этим, авторами статьи принимается иная стратиграфическая схема [24, 46], согласно которой в строении грабена выделяется следующая последовательность свит
раннего протерозоя (снизу вверх): шаблыкская, большереченская (ингашинская), далдарминская, урикская (аршанская) свиты сублукской серии, а также ангаульская и одайская свиты калба-зыкской серии. Залегающие в верхних частях разреза отложения ермосохинской свиты традиционно рассматриваются в качестве наиболее молодых и относятся к раннему рифею (рис. 4).
Вулканогенно-осадочные толщи Урикско-Ийского грабена дислоцированы с формированием линейной складчатости и разломов севе
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.