научная статья по теме ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИБИРИ И БАЛТИКИ НА ФИНАЛЬНОМ ЭТАПЕ АМАЛЬГАМАЦИИ ЕВРАЗИЙСКОЙ ЧАСТИ ПАНГЕИ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИБИРИ И БАЛТИКИ НА ФИНАЛЬНОМ ЭТАПЕ АМАЛЬГАМАЦИИ ЕВРАЗИЙСКОЙ ЧАСТИ ПАНГЕИ»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2015, № 2, с. 150-164

УДК 551.83, 551.248.1

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИБИРИ И БАЛТИКИ НА ФИНАЛЬНОМ ЭТАПЕ АМАЛЬГАМАЦИИ ЕВРАЗИЙСКОЙ ЧАСТИ ПАНГЕИ

© 2015 г. А. В. Шацилло

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: shatsillo@gmail.com Поступила в редакцию 18.12.2013 г.

На основе палеомагнитных данных рассматриваются возможные варианты взаимного положения древних остовов Сибирской платформы (Сибири) и Восточно-Европейской платформы (Балтики) в ранней перми и характер их перемещения на стадии консолидации в структуре суперконтинента Пангея. Анализ кинематики Сибири и Балтики показывает, что в течение перми они принадлежали разным литосферным плитам, но, уже с этого времени, могли испытывать согласованные перемещения. Структурные данные по складчатым областям, опоясывающим платформы, и ограничения по кинематическим параметрам позволяют предложить наиболее вероятный сценарий взаимодействия Сибири и Балтики в пермское время, согласно которому движение Сибири относительно Балтики может быть описано вращением по часовой стрелке вокруг полюса Эйлера, располагающегося на юго-западе архипелага Северная Земля. Такое взаимодействие палеоконтинентов согласуется с меридиональным удлинением, т.е. "выжиманием" по системам сдвиговых зон в северном и южном направлениях структур, реликты которых в настоящее время слагают фундамент ЗападноСибирской плиты, и подтверждается особенностями формирования ряда специфических структур Центрально-Азиатского складчатого пояса и Арктического региона.

DOI: 10.7868/S0002333715020088

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время накоплено достаточное количество геологических и геофизических данных, поддерживающих гипотезу суперконтинента Пангея [Morel, Irving, 1981; Smith, Livermore, 1991; Kent, Muttoni, 2003; и др.], в который, к концу палеозоя, объединились почти все континентальные блоки Земли. Амальгамация или "сборка" Пангеи рассматривается как достаточно длительный процесс, начавшийся еще в конце позднего докембрия — начале кембрия и выраженный в последовательном ассамблировании континентальных блоков в композитные континенты с их последующей консолидацией в единый суперконтинент (рис. 1).

Финальный этап амальгамации северной части суперконтинента приходится на поздний карбон — пермь, когда континенты Аркт-Лавруссия (включавший Арктиду, Лаврентию и Балтику), Казахстания, Тарим и Сибирь объединились в континент Аркт-Лавразия, который, при последующем столкновении с Гондваной (объединявшей южные континенты) и образовал Пангею. В отличие от большинства других крупных сиали-ческих блоков, вошедших в состав композитных континентов уже в раннем и среднем палеозое, Сибирь испытывала "автономный" дрейф вплоть

до позднего палеозоя. Очевидно, что взаимодействие палеоконтинентов в процессе ассамблиро-вания Пангеи в значительной степени обусловило "стиль" тектоники и структурный рисунок на их окраинах и в обрамляющих складчатых поясах. Таким образом, восстановление взаимного положения и характера перемещения Сибири, Балтики и других древних ядер консолидации Северной Евразии в течение позднего палеозоя имеет первостепенное значение для понимания процессов, происходивших в это время в складчатых поясах.

Существующие геодинамические модели развития Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) и Арктических областей в позднем палеозое в качестве главного структурообразующего механизма предполагают правостороннее (по часовой стрелке) вращение Сибири в субконсо-лидированной структуре каледонид — герцинид Северной Евразии. Именно такое вращение может реализовать наблюдаемый характер тектоники, наиболее ярким проявлением которой являются крупноамплитудные левые сдвиги и сопряженные с ними структуры сжатия — растяжения, широко распространенные в пределах ЦАСП [Буслов и др., 2003; Буслов, 2011; и др.]. К такому заключению пришли авторы первых плитотекто-нических реконструкций территории бывшего

З. Гондвана

В. Гондвана

н

Гондвана |

| Сибирь|

| Лаврентия |

Казахстан

Балтика

А

рктида

Аркт-Европа|

|Аркт-Лавруссия|

- зоны субдукции - оси спрединга

30°

Ю. Китай J

кватор

30

Неопротерозой Кембрий Ордовик Силур Девон

Карбон Пермь Триас Юра

545

495

440 415

360

300

250 200 млн лет

Рис. 1. Реконструкция Пангеи для поздней перми и последовательность амальгамации суперконтинента (согласно работам [Тогеу1к, 2003] и [Кузнецов, 2009; Кшпе180У е! а1., 2010], соответственно).

СССР [Зоненшайн и др., 1990], использовавшие для оценки вращения Сибири накопленные к тому времени палеомагнитные данные [Храмов и др., 1982] и данные по траекториям движения континентов над горячими точками ^опепзЬат е! а1., 1985]. В дальнейшем, эта идея получила широкое признание, впрочем, без подкрепления доказательной палеомагнитной базой [Буслов и др., 2003; Филиппова и др., 2001; и др.]. Некоторыми авторами аналогичные правосторонние вращения Сибири предполагались и для мезозоя [Баженов, Моссаковский, 1986; Метелкин и др., 2008; Метелкин, 2010; и др.], что ставило вопрос о жесткости Северной Евразии в послепалеозой-ское время. Однако анализ всего комплекса па-леомагнитных данных по мезозою и кайнозою Сибири и ее складчатого обрамления, накопленных к 2012 г. [Павлов, 2012], при сравнении с данными по Балтике показал, что, в пределах точности палеомагнитного метода, такие вращения не фиксируются. То есть начиная с триаса, можно рассматривать Сибирь и Балтику как элементы единой жесткой структуры, как это и предполагалось в классических работах [Зоненшайн и др., 1990; Храмов и др., 1982; и др.]. Таким образом, процессы консолидации Северной Евразии и, соответственно, "главные" воздействия кратонов

на структуры обрамляющих складчатых поясов, произошли в домезозойское время.

Палеомагнитные данные для пермо-карбона Сибири и Казахстана, которые позволили бы выполнить такие построения, до последнего времени были крайне малочисленны и недостаточно надежны [Pisarevsky et al., 2006; Храмов и др., 1982; Печерский, Диденко, 1995; и др.]. Напротив, для Балтики позднепалеозойский интервал достаточно хорошо охарактеризован палеомагнит-ными определениями [Torsvik, Cocks, 2005]. Недавно появились валидные результаты и по центральному и восточному Казахстану [Abrazhevich et al., 2008; Levashova et al., 2003], указывающие на частичную консолидацию казахстанских структур и Балтики уже в ранней перми. В настоящей работе, на основе новых палеомагнитных результатов по ранней перми Сибири [Шацилло и др., 2014] и опубликованных материалов, будут рассмотрены возможные сценарии взаимодействия 1

Сибири с Балтикой и отражение процесса их столкновения в структурах складчатых поясов.

1 Здесь и далее Балтика рассматривается совместно с Тима-но-Печорским регионом и архипелагом Новая Земля, являющихся частями Арктиды.

(а)

(б)

90° N

80 70 60 50

60° N

60 70 80 90 100 110 120 130 (в)

30° N

70 60 50

10 20 30 40 50 60 70

Рис. 2. Палеогеографическое положение Сибири и Балтики в раннепермское время и на рубеже пермь—триас (а) и скорость широтного дрейфа Сибири (б) и Балтики (в) в течение перми.

На рисунках (б) и (в) изолинии пермских скоростей платформ в современных координатах; положительные значения скорости — северный дрейф, отрицательные- южный. Подробнее о построении кинематического графика см. в работе [Шацилло, 2011]. Прочие пояснения в тексте.

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ДРЕЙФА СИБИРИ И БАЛТИКИ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРМИ

Для расчета кинематических параметров дрейфа Сибири и Балтики использовались палеомаг-нитные полюсы для двух возрастных уровней — ранняя пермь (290 млн лет) и рубеж пермь-триас (250 млн лет). Сибирский раннепермский полюс (Plong = 125.8; Plat = 36.1; A95 = 4.1; N = 23) получен по гранитам Ангаро-Витимского батолита и перемагниченным вмещающим породам Байка-ло-Патомского региона [Шацилло и др., 2014]. Полюс Балтики для этого возраста (Plong = 166.7; Plat = 43.0; A95 = 1.8; n = 67) взят из синтетической кривой кажущейся миграции полюса (КМП) Лавруссии из работы [Torsvik, Cocks, 2005]. Исходя из предпосылки о ригидности Северной Евразии в мезозое [Павлов, 2012], в качестве общего пермь-триасового полюса для Сибири и Балтики использовался средний полюс Сибирских траппов "NSP-4" (Plong = 151.1; Plat = 57.2; A95 = 4.0; n = 8), предложенный в работе [Pavlov et al., 2007].

Выполненные на основе рассматриваемого набора данных палеогеографические построения показывают (рис. 2а), что в течение пермского времени Балтика и Сибирь испытывали северный дрейф, при котором Балтика переместилась из тропических и субтропических широт в умерен-

ные, а Сибирь из умеренных — субарктических широт в субарктические, испытав при этом значительный разворот по часовой стрелке. В перми северной окраиной Балтики была ее Тимано-Но-воземельская часть, север Сибири "смещался" от Алданской окраины на восток (к Сетте-Дабану).

Площадные оценки кинематических параметров палеоконтинентов представлены на (рис. 2б, 2в). Отметим, что, если оценки скорости широтного перемещения не зависят от характера движения платформ, т.е. от положения платформы относительно полюса вращения (позицию которого вычислить на основе только лишь палеомагнитных данных нельзя), то оценки скорости вращательной компоненты зависят от этого критически. Поэтому при анализе вращений информативны только данные по разнице склонений, характеризующие результирующий поворот относительно меридианной сетки. Как видно (рис. 2), в течение перми, Балтика практически не испытывала вращений, и ее перемещение характеризовал северный дрейф, скорость которого составляла около 4 см/год. Напротив, определяющей компонентой движения Сибири было вращение по часовой стрелке, составившее для центральных частей платформы около 60 градусов. В результате такого разворота Сибирь испытывала "дифференцированный" широтный дрейф, при котором современная юго-западная окраина платформы

о

смещалась к югу, а северная — к северу, с максимальной скоростью около 4—5 см/год.

Результаты проведенного анализа убедительно показывают, что в течение пермского времени Сибирь и Балтика были составляющим

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»