УДК 551.1:553.3/4
Посвящается памяти выдающегося Российского геолога и петролога академика В.И. Коваленко
ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ И РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЙ РЕДКОМЕТАЛЬНЫЙ МАГМАТИЗМ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ: ЭТАПЫ, ОБЛАСТИ И ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ © 2012 г. В. В. Ярмолюк*, М. И. Кузьмин**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., д. 35 **Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН 664033, Иркутск, ул. Фаворского, д.1а Поступила в редакцию 26.03.2012 г.
В истории формирования Центрально-Азиатского складчатого пояса позднепалеозойская и ранне-мезозойская эпохи выделяются высокой редкометальной продуктивностью. В это время сформировался ряд крупных месторождений РЗЭ, Та, /г, Ве, Бп, Ы, Мо, Яе и др. Они, как правило, имеют магматическую природу и связаны с массивами глубоко дифференцированных магматических пород разного состава — от ультраосновных—щелочных с карбонатитами, до щелочных и Ы^-гранитов. Проявления редкометального магматизма в целом сопряжены с рифтовыми зонами Центрально-Азиатской рифтовой системы, формирование которой протекало между 310 и 190 млн. лет назад и было сопряжено с образованием последовательного ряда магматических ареалов преимущественно зонального строения — Баргузинского, Хангайского и Хентей-Даурского с крупнейшими гранитными батолитами в центре и рифтовыми зонами по обрамлению. Вещественная структура зональных ареалов указывает на их формирование над изометричными мантийными источниками или мантийными плюмами при участии масштабного корового анатексиса. Очевидная связь редкоме-тальных месторождений с проявлениями мантийного магматизма в пределах зональных ареалов является показателем важной роли плюмовых источников в их образовании.
ВВЕДЕНИЕ
В основе металлогенических теорий всегда лежал поиск геологических факторов, определивших появление и размещение эндогенных месторождений. В рамках геосинклинальной концепции формирование месторождений связывалось со структурными комплексами разных стадий геосинклинального процесса. С появлением теории тектоники литосферных плит возникло новое понимание механизмов эндогенной, в том числе металлогенической активности. Были выявлены основные закономерности размещения полезных ископаемых на поверхности Земли, и было показано, что формирование большого количества эндогенных месторождений регулируется процессами, протекающими на границах литосферных плит. Эта связь особенно выразительно проявлена в складчатых областях, которые, как правило, формировались вдоль границ древних литосферных плит. Однако существуют группы месторождений, образование которых не находит
Адрес для переписки: В.В. Ярмолюк. E-mail: yarm@igem.ru
должного объяснения ни с позиций геосинклинальной концепции, ни с позиций тектоники литосферных плит. Ранее для объяснения формирования подобных рудных месторождений, а также ассоциирующих с ними во времени и пространстве магматических пород, образование которых не было связано с развитием складчатых областей, вводились специальные тектонические представления — активизация, ревивация, структуры Дива и т.п. (Нагибина, 1963; Мезозойская и кайнозойская.., 1975; Щеглов, Говоров, 1985). С позиций тектоники литосферных плит они рассматриваются как проявления внутриплитной геологической активности, т. е. такой активности, которая не была связана с границами литосферных плит (Добрецов, 1997; Добрецов и др., 2010; Берзина, Сотников, 2007; Pirajno, 2000).
Для объяснения природы внутриплитных процессов в середине 60-х годов Дж.Т. Вильсоном (Wilson, 1965) была предложена гипотеза горячих точек — мантийных струй. Горячие точки вначале были выделены в океане на примере Гавайской цепи островов, позднее они стали выделяться и на континентах, в том числе на примере прошлых
геологических эпох. Прежде всего, в эту категорию попали траппы, затем связью с мантийными плюмами стали объяснять другие проявления внутриплитной активности, в том числе сопровождающиеся формированием рудных месторождений (Pirajno, 2000).
Мантийные плюмы являются одними из важнейших проявлений механизмов глубинной геодинамики (Morgan, 1971; Maruyama et al., 2007; Добрецов и др., 2001; Зоненшайн, Кузьмин, 1992). В основе соответствующей концепции, включающей в качестве частного варианта теорию тектоники плит, лежит понимание взаимосвязи геологических процессов, протекающих в различных оболочках нашей планеты. Большую роль в развитии соответствующих представлений имеет открытие в начале 80-х годов прошлого столетия слоя "Д" (Dziewonski, 1984), который располагается на границе ядро—мантия, имеет мощность 150—350 км и характеризующийся высоким градиентом температуры и перепадом ее от 4000°С на подошве слоя до 3000°С на его кровле. Именно до этого слоя доходят отдельные фрагменты лито-сферных "слэбов", погружающихся в мантию в зонах субдукции (Zhao, 2001, 2007). Компенсируется этот нисходящий поток подъемом глубинного вещества, восходящим от слоя "Д" к поверхности Земли в форме мантийных струй (плюмов) и обеспечивающим, таким образом, общемантийную конвекцию (Yuen et al., 2007; Kovalenko et al., 2010; Kuzmin et al., 2010; Li, Zhong, 2009).
Важнейшим инструментом изучения плюмов, их природы и строения стали сейсмотомографи-ческие исследования (Dziewonski, 1984; Fukao etal., 1994; Maruyama et al., 2007; Zhao, 2001, 2007), которые позволили изучить распределение горячих (низкоскоростных) областей мантии в недрах Земли. Благодаря им были выявлены крупные низкоскоростные мантийные провинции — они же суперплюмы: Африканский и Тихоокеанский (Yuen et al., 2007; Li, Zhong, 2009). Было показано, что такие суперплюмы поднимаются до границы нижней и верхней мантии, выше которой распадаются на ряд изолированных плю-мов, проявляющихся в структурах поверхности Земли в виде скоплений горячих точек. Ранее до эпохи сейсмотомографических исследований такие скопления горячих точек выделялись нами (Зоненшайн, Кузьмин, 1983) в качестве горячих полей мантии.
Нами был выполнен анализ распределения разновозрастных внутриплитовых магматических провинций в структурах Сибири и ее Центрально-Азиатского складчатого обрамления в интервале 700—750 млн. лет тому назад (время выхода Сибири из состава суперконтинента Родиния вследствие его раскола) до современности с использованием абсолютных реконструкций (Kuzmin et al.,
2010; Кузьмин и др., 2011). В результате было показано, что Сибирский континент с рубежа ~550 млн. лет (т.е. с начала фанерозоя) дрейфовал над Африканской низкоскоростной мантийной провинцией. Это определило исключительную роль мантийных плюмов в геологическом развитии континента и, в частности, в формировании специфических особенностей его эндогенной металлогении. Еще на стадии распада Родинии с активностью плюмов было сопряжено образование в краевых участках Сибири базит-ультрабазито-вых комплексов с месторождениями Си и N1 с Р1-минерализацией, а также ультраосновных — ще-лочно-карбонатитовых комплексов с редкоме-тальными (Та, Nb, РЗЭ) месторождениями (Яр-молюк и др., 2005). С фанерозойскими плюмами связывается образование многочисленных ред-кометальных месторождений в пределах разновозрастных металлогенических провинций в различных районах Центрально-Азиатского складчатого пояса (Коваленко и др., 2006а).
Общая картина участия мантийных плюмов в формировании фанерозойской металлогении Сибири нуждается в глубоком и всестороннем осмыслении. В настоящей статье остановимся только на вопросах позднепалеозойской и ранне-мезозойской истории Центральной Азии, когда в пределах этой территории сформировался ряд крупных редкометальных месторождений. Их изучению много лет своей творческой жизни посвятил Вячеслав Иванович Коваленко. В ходе своих исследований он пришел к пониманию, что формирование таких месторождений связано с активностью долгоживущего плюма, который был назван Центрально-Азиатским (Коваленко и др., 2006а; Ярмолюк и др., 2000; Ярмолюк, Коваленко, 2003б). Одним из наиболее ярких проявлений подобной активности стали крупные зональные магматические ареалы ^агшо1уик, Кшшт, 2011), в центральных участках которых располагаются крупнейшие батолиты мира (Хан-гайский, Ангаро-Витимский, Хентейский), а периферию образуют рифтовые зоны с широким развитием редкометального магматизма и связанных с ним редкометальных месторождений (Коваленко и др., 2006а).
Следует отметить, что впервые зональные ареалы с периферическими зонами редкометальных пород были выделены при участии В.И. Коваленко в 1973 г. (Зоненшайн и др., 1973). Однако их "глубокое" проникновение вглубь Сибирского континента связывалось тогда с зонами трансформных разломов, проникающих в континент со стороны океанических пространств Тихого океана. В дальнейшем, уже в конце XX в. и в начале XXI в., интерпретация такой зональности делалась на основании глубинной геодинамики, тектоники плюмов. Подробное рассмотрение данного положения приведено в настоящей статье.
ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЕ-РАННЕМЕЗОЗОЙСКИЕ РЕДКОМЕТАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ
Как известно, территория Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) характеризуется широким развитием редкометальных месторождений. Достаточно упомянуть такие гиганты, как Асхатин, Тостыг, Соль-Бельдыр, Улуг-Танзек, Ка-расук, Ермаковка, Зашихинское, Бурпала, Акит-ское и многие другие (Межеловский, Смыслов, 2001). Их формирование происходило в разное время, что позволяет выделить ряд крупных ме-таллогенических эпох (Коваленко и др., 2006а,б). Среди них выделим позднепалеозойскую-ранне-мезозойскую эпоху, характеризующуюся особо высокой редкометальной продуктивностью. В это время сформировался ряд крупных месторождений РЗЭ, Та, №, Ъг, Ве, Бп, Ы, Мо, Яе и др. Они имеют магматическую природу и, как правило, связаны с массивами глубоко дифференцированных магматических пород разного состава - от ультраосновных-щелочных до щелочных и Ы-Б-гранитов (Коваленко и др., 2006а).
Закономерности возрастного и пространственного распределения рудоносных и рудокон-тролирующих магматических комплексов определяются их связью с рядом магматических ареалов внутрипл
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.