ГЕОХИМИЯ, 2012, № 10, с. 966-976
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ДРЕВНЕЙШИЕ ГРАНИТОИДЫ ЗААНГАРЬЯ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА: U-Pb и Sm-Nd ДАННЫЕ, ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ
© 2012 г. И. И. Лиханов, Н. В. Попов, А. Д. Ножкин
Институт геологии и минералогии СО РАН им. В.С. Соболева 630090, Новосибирск, просп. академ. Коптюга, 3, e-mail: likh@igm.nsc.ru Поступила в редакцию 22.03.2011 г. Принята к печати 23.08.2011 г.
Ключевые слова: мезопротерозой, гранитоиды, U-Pb и Sm-Nd геохронология, геохимия, Енисейский кряж, Сибирский кратон.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в литературе известны несколько альтернативных геодинамических моделей развития Енисейского кряжа. Это приводит к противоречивым вариантам трактовки целого ряда ключевых вопросов геологии региона. Современные геодинамические реконструкции эволюции Енисейского кряжа базируются на предположениях о низкой эндогенной активности в регионе в огромном возрастном диапазоне ~1 млрд. лет — со времени внедрения таракских гранитоидов (1900—1840 млн. лет), прорывающих гранулиты и амфиболиты Ангаро-Канского тер-рейна, до среднего неопротерозоя (~750 млн. лет) [1]. На основании этого в ряде последних работ были пересмотрены результаты более ранних геохронологических исследований и сделан вывод об отсутствии на Енисейском кряже проявлений мезопротерозойских, в том числе гренвильских, событий [2]. Однако характер развития земной коры на данном этапе остается не вполне ясным из-за отсутствия или недостатка прецизионных изотопных датировок.
Недавно нами были получены первые U—Pb SHRIMP II и 40Ar—39Ar оценки возраста метапе-литов, указывающие на связь регионального метаморфизма Енисейского кряжа с гренвильским орогенезом [3]. В рамках современной концепции о суперконтинентальных циклах [4] эти результаты позволили не только уточнить ранние представления о развитии земной коры в регионе, но и открыли перспективы для обнаружения следов предыстории коллизионных орогенов, выявленных для большинства мезопротерозойских кратонов.
С этой целью нами на основе анализа новых изотопно-геохронологических и геохимических данных предпринята попытка оценить геодинамическую природу и возраст апогранитоидных пород немтихинского комплекса и их протолита. Вопрос о тектонической позиции и возрасте это-
го кристаллического комплекса, варьирующего по разным оценкам во временном диапазоне от архея [5] до неопротерозоя [6], является предметом дискуссий, что усиливает интерес к этим породам.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕГИОНА В РИФЕЕ
Енисейский кряж представляет собой покров-но-складчатый пояс преимущественно СЗ-ЮВ простирания, расположенный на западной окраине Сибирского кратона. Он имеет протяженность почти 700 км при ширине от 50 до 200 км (рис. 1) и разделен Ангарским региональным разломом на два крупных сегмента — Южно-Енисейский и Заангарский. К югу от Ангарского разлома выделяются два террейна — палеопротерозойский Ангаро-Канский и неопротерозойский Преди-винский. К северу от Ангарского разлома, в заан-гарской части, Енисейский кряж сложен преимущественно мезо- и неопротерозойскими породами, составляющими Восточно-Ангарский, Центрально-Ангарский и Исаковский террейны [2]. Все террейны представляют собой тектонические блоки и пластины 200—500 км длиной и 50—80 км шириной (рис. 1), которые разделены системой крупных глубинных разломов [7] и сопровождающих оперяющих структур, в зоне влияния которых происходит коллизия более мелких блоков с образованием надвигов [8]. Это является причиной проявления в регионе неоднородного по давлению регионального метаморфизма, выраженного в сочетании двух фациальных серий низких и умеренных давлений [9]. Метаморфизм умеренных давлений, связанный с коллизией, локально " накладывается" на метаморфические породы низких давлений и рассматривается как более поздний; в результате этого происходит прогрессивное замещение андалузита кианитом и образование новых минеральных ассоциаций и деформационных структур [10].
Рис. 1. Геологическая схема участка в бассейне верховьев р. Чапа и схематический разрез по линии А-Б; на врезке — положение Енисейского кряжа (в увеличенном масштабе 2 : 1) и его террейнов: 1 — Центрально-Ангарский, 2 — Восточно-Ангарский, 3 — Исаковский, 4 — Предивинский и 5 — Ангаро-Канский.
1—4 — свиты: (1) лопатинская — алевролитовые сланцы и метапесчаники; (2) кординская — кварциты, двуслюдяные кристаллические сланцы с гранатом и ставролитом; (3) рязановская — биотит-амфиболовые кристаллические сланцы, мраморы, амфиболиты; (4) хребта Карпинского — высокоглиноземистые двуслюдяные гнейсы с гранатом, ставролитом и полиморфами А^Ю5; 5—7 — немтихинский комплекс: (5) верхний этаж — плагиогнейсы биотитовые, биотит-амфиболовые, сланцы кварц-полевошпат-двуслюдяные, кварциты; (6) нижний этаж — серые плагиогнейсы биотит-амфиболовые, плагиогнейсограниты, кристаллические сланцы высокоглиноземистые; (7) — карбонатные породы (а) и амфиболиты (б); (8) — разломы (а), надвиги (б) и геологические границы (в); (9) — место опробования для изотопного датирования.
В мезо-неопротерозойской истории региона выделяется несколько тектонических событий, контролируемых растяжением и сжатием континентальной коры в пределах крупных линеамент-ных структур [3]. На рубеже палео-мезопротеро-зоя происходило заложение и развитие слабо выраженных рифтовых депрессий с накоплением железисто-глиноземистых отложений тейской серии. Последующие процессы рифтинга и интенсивное растяжение коры обусловило в начале среднего рифея образование перикратонного прогиба и приенисейской региональной сдвиговой зоны, излияния пикробазальт-базальтовых лав рыбинско-панимбинского вулканического пояса и становление сопутствующих комплексов рифтогенных бластомилонитов. Рифтовое пери-кратонное опускание определило накопление осадочных толщ сухопитской серии, продолжающееся вплоть до гренвильских коллизионных событий. Закрытие этого бассейна в конце мезо-протерозоя и инверсия растяжения на режим сжатия привела к формированию аккреционно-коллизионного орогена с интенсивной складчатостью, деформациями и метаморфизмом пород. На начальных этапах произошло образование двух поясов гранитогнейсовых куполов, сопряженных с высокоградиентным региональным метаморфизмом низких давлений [11]. Наиболее глубинные блоки пород гаревского комплекса подверглись метаморфизму умеренных давлений в условиях амфиболитовой фации [12]. Связь этих процессов с гренвильской орогенией, проявившейся примерно в это же время и в других литосферных блоках Азиатского континента [13], обоснована ранними геохронологическими исследованиями тейского гранитогнейсового купола (1000-900 млн. лет) [11] и подтверждена новыми прецизионными датировками цирконов и слюд из метапелитов тейского метаморфического комплекса (973-953 млн. лет) [14]. Продолжающееся сжатие коры в течение позднеколлизион-ного этапа развития орогена (900-860 млн. лет) привело к эксгумации блоков пород гаревского и тейского комплексов в зонах субвертикальных разломов взбросо-сдвигового характера. Одновременно с формированием шиарзон пластического течения субстрата на этом этапе формировались гранитоидные плутоны, сложенные гра-нодиоритами и низкощелочными гранитами [6], вблизи которых происходил термический прогрев регионально-метаморфизованных пород [15]. Синхронно с этими процессами вблизи надвигов в зоне Татарского глубинного разлома был локально проявлен метаморфизм умеренных давлений позднерифейского (849-862 млн. лет) возраста [16]. Формирование этих метаморфических комплексов происходило в результате надвига на Енисейский кряж блоков пород со стороны Сибирского кратона, что подтверждается геофизи-
ческими данными [8] и результатами исследований природы и U—Pb SHRIMP-II и Sm—Nd оценками возрастов протолитов метапелитов, сформированных 1.9—2.0 млрд. лет тому назад в пределах Сибирского кратона [17]. На рубеже 798—802 млн. лет в регионе был проявлен повторный коллизионный метаморфизм с участием надвигов [18]. В отличие от более древних проявлений коллизионного метаморфизма эти породы сформировались в результате встречных движений восточного направления в зоне оперяющих разломов более высокого порядка. Полный геодинамический цикл завершался проявлением импульсов рифтогенного и внутриплитного магматизма на рубежах 780, 750, 700 и 670—650 млн. лет [19], связанного с проявлением плюмовой активно активности, обусловившей распад Родинии.
МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Район исследования расположен в пределах Центрально-Ангарского террейна, ограниченного протяженными зонами глубинных разломов и сложенного преимущественно метаморфизован-ными терригенными и терригенно-карбонатны-ми отложениями рифея с общей мощностью 10— 15 км. В основании разреза этой последовательности пород залегает немтихинский инфракру-стальный комплекс, который ранее относился к архейским образованиям [5]. Его породы картируются в виде удлиненных выступов с окаймляющими линейными телами тейской серии. Складчатая структура участка осложнена серией дизъюнкти-вов северо-западного простирания, относящихся к Уволжской зоне разломов в северном секторе Татарского глубинного разлома, а также надвигами преимущественно субмеридионального направления (рис. 1). Немтихинский метакомплекс характеризуется контрастным составом вулканогенных и магматических пород. В его нижней части преобладают серые биотитовые плагиогнейсы с подчиненными двуслюдяными гранатовыми и амфиболовы-ми гнейсами, амфиболитами, кислыми кристаллическими сланцами, высокоглиноземистыми с прослоями кварцитов. В верхней части среди этих пород широко развиты амфиболиты (метамор-физованные аналоги основных и ультраосновных вулканитов шумихинского пикрит-базальтового комплекса) и карбонатные породы — мраморы и кальцифиры.
Нами изучены плагиогнейсограниты в составе немтихинского комплекса на максимальном удалении от воздействия молодых гранитоидов. В районе исследования, бассейне верховьев р. Чапа и ее правого притока р. Колоромо, обнажается блок размером около 10 х 4—5 км (рис. 1). Место опробования расположено в правобережье р. Ко-
н К
Ц 100
о ><
се
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.