ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 5, с. 49-78
УДК: 551.242
ОРДОВИКСКИЕ СТРУКТУРНО-ФОРМАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ В АЛЛОХТОНАХ ЮЖНОГО УРАЛА
© 2008 г. А. В. Рязанцев, С. В. Дубинина, Н. Б. Кузнецов, А. А. Белова
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 22.05.2007 г.
В палеозоидах Южного Урала обосновано выделение ордовикских комплексов конвергентной окраины литосферных плит. На основе конодонтовой биостратиграфии произведено детальное расчленение и датирование нескольких типов ордовикских разрезов, слагающих аллохтоны и представляющих различные геодинамические обстановки. Вещественный состав, в том числе петроло-го-геохимические особенности вулканитов, свидетельствуют о развитии Палеоуральского океана, начиная с раннего палеозоя, и возникновении с конца лланвирна конвергентных соотношений плит. Надсубдукционный вулканизм в позднем ордовике сменяется внутриплатным вулканизмом зон растяжения, продолжавшимся по первую половину раннего силура включительно.
ВВЕДЕНИЕ
Южный Урал признается эталонным регионом для геодинамической модели коллизии дуга-континент [71 и др.]. В этой модели столкновение Магнитогорской дуги с пассивной окраиной континента, произошедшее в девоне, обусловило образование высокобарического максютовского комплекса. При этом считается, что конвергентные процессы в развивавшемся с ордовика Палео-уральском океане, начались только в раннем девоне. Наши данные, с уточнением возраста различных элементов разреза по конодонтам, позволили выделить ордовикские комплексы, которые могут интерпретироваться, как надсубдукционные. Они распространены в структурах палеоокеанического сектора уралид - в Присакмаро-Вознесенской и Сакмарской зонах (рис. 1). Присакмаро-Вознесен-ская зона представляет собой сутуру, в которую включены ордовикские, силурийские и девонские комплексы палеоструктур, располагавшихся между окраиной континента и Магнитогорской дугой. Окраина континента представлена допалеозой-скими и палеозойскими комплексами зоны Урал-тау. Вулканогенные и вулканогенно-осадочные комплексы Магнитогорской дуги слагают одноименную зону и охватывают интервал от раннего девона по ранний карбон включительно. Присак-маро-Вознесенская зона является корневой для системы аллохтонов Сакмаро-Кракинской зоны, шарьированных на край Восточно-Европейской платформы. Целью работы является выяснение геодинамических обстановок в ордовикской зоне перехода от континента к океану и доказательство существования в этот период конвергентной окраины. Ордовикские комплексы представлены несколькими типами разреза, сформированными на
этой окраине. Основные типы - это кремнисто-терригенный, кремнисто-туфогенный, вулканогенный смешанного состава и кремнисто-базальтовый. К различным элементам палеоокраины относятся офиолиты. Кремнисто-терригенный тип характеризует развитие рифтогенной пассивной окраины. Кремнисто-туфогенный тип в раннем ордовике отражает развитие рифтогенного прогиба, а в среднем и позднем формировался на склоне островной дуги. Вулканогенный смешанного состава тип разреза связан с развитием островной вулканической дуги. Кремнисто-базальтовый тип формировался в бассейне к востоку от островной дуги (в современных координатах).
СТРУКТУРА И КОМПЛЕКСЫ САКМАРСКОЙ ЗОНЫ
Сакмарская зона является элементом сложного Зилаиро-Кракинско-Сакмарского аллохтона (см. рис. 1). Структура зоны интерпретируется нами как синформно изогнутая лежачая антиформа (шарьяж). Впервые с таких позиций структура была рассмотрена С.В. Руженцевым [38]. И в более поздних работах зона рассматривается как тектонический покров [38, 69, 70 и др.]. В ядре антиформы находятся аллохтоны, сложенные вулканогенными, вулканогенно-осадочными и кремнистыми породами нижнего-среднего палеозоя, меланжами и олистостромами. На крыльях располагаются фаменские граувакки и каменноугольные теригенно-карбонатные породы [42]. В западной части зоны Уралтау шарьяж ограничен разломом западного падения [56]. Между зоной Уралтау на севере и Эбетинской антиформой на юге шарьяж смыкается с расположенной восточ-
56°00'
52°00'
Куванды
Рис. 5:
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15
2
Рис. 1. Основные структуры Южного Урала
1 - мезозойско-кайнозойские комплексы чехла Западно-Сибирской плиты; 2-7 - комплексы Западно-Уральской мегазо-ны: 2,3 - автохтонные комплексы: 2 - докембрийские, ранне- и среднепалеозойские, 3 - позднепалеозойские; 4-6 - аллох-тонные комплексы: 4 - ранне- и среднепалеозойские Сакмарской зоны (аллохтона), 5 - ранне- и среднепалеозойские на западе зоны Уралтау и в подкракинском аллохтоне, 6 - фаменско-турнейский(?) флиш, 7 - высокобарические метаморфиты зоны Уралтау (максютовский комплекс); 8-14 - комплексы Восточно-Уральской мегазоны: 8-11 - палеозойские комплексы: 8 - Присакмаро-Вознесенской зоны, 9 - Западно-Тагильской зоны, 10 -Западно-, Центрально- и Восточно-Магнитогорской зон, 11 - зонально метаморфизованные докембрийские(?) и палеозойские стратифицированные комплексы и офиолиты, позднепалеозойские (преимущественно) гранитоиды Восточно-Уральского поднятия; 12 -докембрийские(?), ранне- и среднепалеозойские комплексы Карталинско-Варнинской и Зауральской зон; 13 - ранне-и среднепалеозойские комплексы Денисовской зоны; 14 - ультрабазиты; 15 - участки обнаружения гранатовых пи-роксенитов. Буквами обозначены: Эбетинская антиформа (Э); офиолитовые массивы: Кракинский (Кр), Хабарнин-ский (Х), Кемпирсайский (К). Полигоны указывают положение участков на рисунках 2, 5, 8а
нее Присакмаро-Вознесенской корневой зоной. Большинство комплексов в Сакмарском шарьяже имеют аналоги и в Присакмаро-Вознесенской зоне.
Анализ данных по сейсмическому профилированию и бурению в центральной части Зилаир-ского прогиба между Сакмарскими и Кракински-ми аллохтонами [56, 58], позволяет установить фронтальную часть шарьяжа (замок лежачей антиформы) на западе Зилаирского прогиба. Замок устанавливается по данным бурения в висячем крыле Мурадымского надвига восточного падения. Он сложен фаменскими и нижнекаменноугольными толщами, относящимися к глубоким шельфовым фациям, под которыми залегают девонские мелководные шельфовые известняки. Элемент замка вскрывается и восточнее, где Покровский надвиг восточного падения разделяет на подзилаирском уровне площади распространения карбонатных шельфовых отложений края Восточно-Европейской платформы на западе и кремнисто-вулканогенных и терригенных на востоке. В плане шарьяж представлен меридионально вытянутой синформой, состоящей из нескольких аллохтонов (рис. 2). Синформа представляет лежачее крыло шарьяжа. На ее крыльях располагается внешний пакет аллохтонов, сложенный кремнисто-туфогенным и кремнисто-терригенным типами отложений в стратиграфическом диапазоне от верхнего кембрия и трема-докского яруса по франский ярус включительно, граувакками зилаирской серии фаменского яруса и перекрывающим карбонатным флишем каменноугольного возраста.
В следующем к ядру синформы аллохтоне распространены девонские вулканогенные толщи и микститы - серпентинитовые меланжи и олисто-стромы с блоками офиолитов; полимиктовые девонские олистостромы с блоками метааркозовых и метабазитовых кристаллических сланцев, нижнекембрийских известняков и базальтов, верхнекембрийских базальтов, кремни, туфогенно-кремнистые породы, известняки нижнего-среднего девона.
Аллохтон, слагающий ядро синформы представлен ордовикскими вулканитами смешанного состава, базальтами нижнего силура, углеродистыми и кремнистыми сланцами нижнего силура - нижнего девона, вулканитами нижнего-среднего-(верхнего?) девона. Эти образования представляют, по-видимому, первично единую стратиграфическую последовательность.
Наиболее высокое структурное положение занимают аллохтоны Хабарнинского и Катралин-ского офиолитовых массивов. Офиолиты подстилаются метабазитами и метааркозами, возраст высокотемпературного метаморфизма которых около 415 млн. лет [3]. В некоторых элементах Сакмарского шарьяжа происходит усложнение
структуры за счет "сдваивания" в структуре ал-лохтонных пакетов [38].
ТИПЫ И ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ОРДОВИКСКИХ РАЗРЕЗОВ САКМАРСКОЙ ЗОНЫ.
Кремнисто-терригенный тип разреза
Кремнисто-терригенный тип в Сакмарских аллохтонах распространен на границе с зоной Урал-тау и на крыльях Блявинской синформы (см. рис. 2). Это орская серия, или по другим схемам, кидря-совская (серия) свита, возраст которой по трилобитам, брахиоподам, граптолитам и хитинозоям охватывает интервал от раннего тремадока по ранний арениг включительно [1, 8, 22, 66]. С точки зрения Н.Я. Анцыгина, по трилобитам доказывается присутствие в разрезе верхнего кембрия. На крыльях Эбетинской антиформы свита с размывом залегает на лушниковском вулканогенном комплексе вендского(?) возраста [1, 54, 55].
Свита представлена, в основном, терригенны-ми породами - кварцевыми, кварц-полевошпатовыми, реже полимиктовыми песчаниками, в меньшей степени гравелитами и конгломератами. Глубоководные фации представлены глинистыми и кремнистыми сланцами. В разрезе отмечаются уровни со структурами оползания, олистостромы. На некоторых уровнях присутствует тефра кислого состава. В верхней части разреза, которая на юге Сакмарского аллохтона выделяется как куагачская свита, отмечаются силлы и потоки базальтов, а также туфы кварцевых рио-литов, известняки [16].
Близкий состав имеют некоторые уровни дубово-дольской и кураганской свит. Дубоводольская свита (700 м) представлена переслаивающимися серыми и зелеными аргиллитами, алевролитами и мелкозернистыми кварцевыми песчаниками. По конодон-там, граптолитам и хитинозоям возраст свиты определяется, как арениг-лланвирнский [27, 67, 68].
В районе дер. Караколь-Михайловское песчаники кидрясовской свиты отделены разломами от фрагмента разреза, в котором линзы известняков (до 30 м) и вулканомиктовых конгломератов расслоены черными кремнями (до 10 м). В известняках содержатся арениг-ллавирнские трилобиты и брахиоподы [8, 10]. Также нами выделены коно-донты Рег^оп аси1еа1ш Hadding, 8рто^8 8рта1т8 (Hadding) и др. (определения Т.Ю. Толмачевой (ВСЕГЕИ)). Ордовикские породы имеют тектонические
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.