ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 2, с. 148-173
УДК 551.251
КОЛЛИЗИОННЫЙ МЕТАМОРФИЗМ ДОКЕМБРИЙСКИХ КОМПЛЕКСОВ В ЗААНГАРСКОЙ ЧАСТИ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА
© 2008 г. И. И. Лиханов, В. В. Ревердатто, П. С. Козлов, Н. В. Попов
Институт геологии и минералогии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия; e-mail: likh@uiggm.nsc.ru Поступила в редакцию 20.11.2006 г.
Получена после доработки 03.05.2007 г.
Предпринято изучение трех комплексов, расположенных в зонах Ишимбинского и Татарского глубинных разломов (заангарская часть Енисейского кряжа), для выяснения характерных особенностей их метаморфической эволюции и обоснования специфики геодинамических процессов в регионе. В результате геолого-петрологических исследований с применением геотермобарометрии и P-T трендов метаморфизма было установлено, что неопротерозойский кианит-силлиманитовый метаморфизм умеренных давлений накладывался на регионально-метаморфические породы низких давлений среднерифейского возраста. Среди общих особенностей кианит-силлиманитового метаморфизма выделяются следующие: (1) развитие деформационных текстур/структур и кианитсодержа-щих бластомилонитов с силлиманитом, гранатом и ставролитом по андалузитсодержащим парагенезисам регионального метаморфизма; (2) незначительная видимая мощность зонального метаморфизма умеренных давлений (от 2.5 до 7 км), локализованного вблизи надвигов; (3) низкий геотермический градиент при метаморфизме (от 1-7 до 12°С/км); (4) постепенное повышение общего давления метаморфизма в направлении с юго-запада на северо-восток при приближении к надвигам. Эти особенности являются характерным признаком коллизионного метаморфизма при надвигах континентальных блоков и свидетельствуют о почти изотермическом погружении толщ пород. Обоснование этого процесса осуществлено в рамках модели тектонического утолщения земной коры в результате быстрого надвига с последующим быстрым подъемом и эрозией. Анализ полученных результатов с учетом северо-восточного падения надвигов позволяет рассматривать кианитсодержащие метапелиты умеренных давлений как продукты коллизионного метаморфизма, сформированные в процессе однонаправленного надвигания на Енисейский кряж блоков древних пород со стороны Сибирского кратона.
Краевые части кратонов хранят в себе ценную информацию об особенностях эволюции литосферы: о росте континентальной коры, распаде континентов и раскрытии океанов и о многих других геодинамических событиях. Этим объясняется повышенный научный интерес к проблемам реконструкции процессов формирования аккреционно-коллизионных структур континентов и тектонической эволюции покровно-складчатых поясов на границе кратонов (Dobretsov et ¿1., 2003; Ы1ат et ¿1., 2003; ,^М1еу et ¿1., 2002; Волкова, Скляров, 2007 и др.). Юго-западное обрамление Сибирского кратона включает в себя гетерогенные блоки Енисейского кряжа и северных склонов Восточного Саяна в составе Центрально-Азиатского орогенного пояса, что позволяет проводить межрегиональные корреляции для реконструкции сложной тектонической структуры Центральной Азии. Исследования по строению и эволюции мезо-неопротерозойских континентальных окраин Сибири имеют важное значение для решения широко дискутируемого в современной литературе вопроса о вхождении Сибирского кратона в состав позднепротерозойского супер-
континента Родиния и последующего его распада в неопротерозое с образованием Палеоазиатского океана (Pisarevsky et ¿1., 2003).
Енисейский кряж является одним из наиболее интересных в геодинамическом аспекте регионов Сибири. В отличие от многих других регионов Сибири, здесь представлен наиболее полный и представительный разрез докембрия от па-леопротерозоя до венда включительно. Тесное пространственное совмещение разнообразных магматических и метаморфических комплексов свидетельствует о весьма сложной тектонической эволюции региона. В частности, важнейшей особенностью метаморфических комплексов Енисейского кряжа является неоднородность метаморфизма по режиму давления, выраженная в проявлении регионального метаморфизма двух фациальных серий: андалузит-силлиманитовой (низких давлений) и кианит-силлиманитовой (умеренных давлений) (Козлов, Лепезин, 1995). Метаморфизм умеренных давлений следует за метаморфизмом низких давлений и проявляется локально вблизи надвигов, в результате чего про-
исходит прогрессивное замещение андалузита кианитом и образование новых минеральных ассоциаций и деформационных структур (Likhanov et al., 2004). Это представляет значительный петрологический интерес, так как известно, что среди прогрессивных минеральных реакций между полиморфными модификациями Al2SiO5 наиболее обычны замещения андалузита или кианита силлиманитом, характерные для зональных метаморфических комплексов низких и умеренных давлений. Наблюдаемые в Енисейском кряже замещения андалузита кианитом на прогрессивном этапе метаморфизма являются редкостью, поскольку стационарная континентальная геотерма обычно не пересекает линию равновесия андалузит-кианит (Kerrick, 1990). В литературе известно только несколько примеров (Северо-Западные Кордильеры, США и Канада; нагорье Далредиан, Шотландия; Центральные и Северо-Западные Аппалачи, США; Кольский полуостров и Енисейский кряж), где прогрессивные преобразования андалузита в кианит объяснялись увеличением давления в результате (1) надвигов (thrust loading) (Бельков, 1963; Ушакова, 1966; Crawford, Mark, 1982; Baker, 1987; Clarke et al., 1987; Beddoe-Stephens, 1990; Spear et al., 1990, 2002) или (2) магматической "нагрузки" (magma loading), т.е. ростом литостатического давления под действием интрузивного тела (Brown, Walker, 1993; Brown, 1996; Whitney et al., 1999). Конфигурации P-T трендов позволяют отличать первые геодинамические обстановки от вторых (например, Jamieson et al., 1998, 2002). В этом контексте мы провели геолого-петрологические исследования трех метаморфических комплексов заангарской части Енисейского кряжа для выявления характерных особенностей их метаморфической эволюции и обоснования специфики геодинамических процессов в регионе.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА
Енисейский кряж представляет собой покров-но-складчатый пояс преимущественно СЗ-ЮВ простирания, расположенный в юго-западном обрамлении Сибирской платформы. Он имеет протяженность почти 700 км при ширине от 50 до 200 км (рис. 1). Эта крупная коллизионно-аккре-ционная структура хорошо отделяется по геологическим и геофизическим данным от соседних с ней территорий Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты (Крылов и др., 1967; Сурков и др., 1996; Беляев, Башарин, 2001; Старосельцев и др., 2003). Енисейский кряж разделен Ангарским региональным разломом восточно-северовосточного простирания, в кинематике которого устанавливаются компоненты как надвига, так и сдвига (Хераскова, 1999), на два крупных сегмен-
та - Южно-Енисейский и Заангарский. К югу от Ангарского разлома выделяются два террейна -палеопротерозойский Ангаро-Канский и неопротерозойский Предивинский. К северу от Ангарского разлома, в заангарской части, Енисейский кряж сложен преимущественно мезо- и неопротерозойскими породами, составляющими Восточно-Ангарский, Центрально-Ангарский и Исаковский террейны (Лобковский и др., 2004; Vermk-ovsky et al., 2003). Все террейны представляют собой тектонические блоки и пластины 200-500 км длиной и 50-80 км шириной (рис. 1), которые разделены крупнейшими глубинными разломами ^шй et al., 2000). Эти разломы сопровождаются оперяющими разломами более высокого порядка, в зоне которых происходит коллизия блоков с образованием надвигов (Егоров, 2004).
Ангаро-Канский террейн сложен тремя комплексами пород с древнейшим в регионе возрастом протолита 2600-2700 млн. лет (Бибикова и др., 1993), представленными: (1) существенно ги-перстен-гранат-ортоклазовыми гнейсами и дву-пироксеновыми кристаллическими сланцами (ку-зеевская толща канской серии); (2) силлиманит-биотит-гранатовыми гнейсами и пироксен-гра-нат-кордиеритовыми породами (атамановская толща канской серии); (3) амфиболитами, дву-слюдяными гнейсами и мраморами (енисейская серия). По уровню метаморфических преобразований два первых комплекса пород отвечают преимущественно гранулитовой, а третий - амфибо-литовой фациям регионального метаморфизма (Попов, 2001; Ножкин, 1999). Породы канского гранулитового комплекса вмещают гранитоиды Таракского массива и тесно ассоциируют с пирок-сеновыми гранитоидами - чарнокитами. И-РЬ датировки по цирконам, полученные в последнее время, свидетельствуют о том, что гранулитовый метаморфизм, формирование чарнокитов и гра-нитоидов Таракского массива происходили в диапазоне 1900-1840 млн. лет (Ножкин и др., 2003а; Бибикова и др., 1993).
Предивинский террейн сложен комплексом неопротерозойских осадочно-вулканогенных пород, представленных базальтами, андезитоба-зальтами, андезитами, дацитами и риолитами, ме-таморфизованными в условиях зеленосланцевой фации. С вулканогенными породами ассоциируют габброидные и диорит-плагиогранитные массивы. Ранее все эти породы относили к раннедокем-брийскому Приенисейскому зеленокаменному поясу (Ножкин, 1985). Современные исследования, выполненные И-РЬ методом по цирконам, показали позднепротерозойский (вендский) возраст формирования этих пород в интервале 637628 млн. лет (Vernikovsky et а1., 2003). По представлениям этих авторов слабометаморфизован-ные породы комплекса Предивинского террейна совместно с ассоциирующими габбро-диоритами
ЛИХАНОВ и др. 94°
Рис. 1. Схематическая тектоническая карта Енисейского кряжа (Верниковский, Верниковская, 2006) и местоположение участков с проявлением метаморфизма кианит-силлиманитового типа.
1 - чехол; 2 - молассы; 3 - преимущественно карбонатные отложения; 4 - офиолитовые и островодужные комплексы Приенисейского пояса; 5 - гранитоиды; 6 - офиолиты Рыбинско-Панимбинского пояса; 7 - метаморфические комплексы от зеленосланцевой до амфиболитовой фации; 8 - раннедокембрийские гранулит-амфиболитовые комплексы; 9 - региональные разломы (а) и геологические границы (б). Буквы в кружках - главные надвиги: И - Ишимбин-ский, Т - Татарский
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.