УДК 551.24(571.5)
СТРОЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА РАЙОНА СОЧЛЕНЕНИЯ СЕВЕРНОГО ОКОНЧАНИЯ БАЙКАЛО-ПАТОМСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА С СИБИРСКИМ КРАТОНОМ
© 2011 г. В. А. Буш
ЗАО "ГНПП Аэрогеофизика", 103287Москва, 2-я Хуторская ул., д. 38/А, стр. 15 Поступила в редакцию 24.05.2010 г.
В статье освещены новые данные по глубинному строению кристаллического фундамента района сочленения северного окончания Байкало-Патомского складчатого пояса с Сибирским кратоном. Данные высокоточных аэрогеофизических съемок м-ба 1 : 50000 (магнитометрических, гравиметрических и радиометрических) при цифровой обработке позволяют построить трехмерные модели петрофизических свойств горных пород и раскрыть основные черты глубинной структуры дори-фейского кристаллического фундамента, перекрытого мощным осадочным чехлом. Выделены архейские и нижнепротерозойские метаморфические и интрузивные вещественно-петрофизические комплексы и представлена модель их вертикальных и горизонтальных взаимоотношений. Показана исключительно важная роль горизонтальных тектонических движений и перекрытий на величины во многие десятки километров во внутреннем строении кристаллического фундамента, а также тектоническое перекрытие краевой части Сибирского кратона шарьяжами Байкало-Патомского складчатого пояса. В частности, установлено полностью аллохтонное положение Котуйканской зоны сочленения Маганского и Далдынского террейнов и Алданской провинции на юге кратона. Это заставляет поставить вопрос об определенной переоценке существующих представлений о строении и истории формирования фундамента древнего Сибирского континента.
ВВЕДЕНИЕ
Внутреннее тектоническое строение кристаллического фундамента Сибирского кратона остается в наше время недостаточно изученным. Если его крупномасштабная структура и основные процессы формирования в последнее десятилетие раскрыты с достаточной полнотой в работах группы московских и сибирских исследователей [8—12], то внутреннее строение главных структурных элементов кратона, погребенных под мощными толщами платформенного чехла — крупных террейнов и разграничивающих их коллизионных зон (и, в частности, роль шарьяжных структур) — остается еще не ясным. В то же время в структуре раннедокембрийского кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы в последние годы установлена важная роль крупномасштабных тектонических перекрытий [1—4]. Представлялось вероятным наличие аналогичных структур и в фундаменте Сибирского кратона, однако материалов, раскрывающих их глубинное строение, до сих пор не имелось. Целью предпринятого нами исследования было изучить внутреннюю структуру кристаллического фундамента юга Сибирского кратона с применением объемного моделирования петрофизических его неоднородностей по данным современных высокоточных аэрогеофизиче-
ских съемок, оказавшегося столь продуктивным при упомянутых выше исследованиях.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В 2006—2009 гг. были проведены высокоточные аэрогеофизические съемки м-ба 1 : 50000 (магнитометрические, гравиметрические и радиометрические) в зоне, прилегающей к строящемуся нефтепроводу "Сибирь — Тихий океан" (рис. 1). Данные съемок позволили получить материалы, впервые раскрывшие внутреннее строение кристаллического фундамента южной части Сибирского кратона в полосе от Непско-Боту-обинской антеклизы вплоть до западного окончания Вилюйской синеклизы.
Для расшифровки внутреннего строения кристаллического фундамента этой территории была применена геолого-геофизическая интерпретация данных высокоточных аэромагнитных и аэрогравиметрических съемок и составлена Геолого-структурная карта верхней части кристаллического фундамента (рис. 2). При ее составлении использован методический подход, основанный на обработке цифровых данных аномальных магнитного поля и поля силы тяжести [1, 2, 4] с построением объемных (трехмерных) моделей распределения аномалообразующих тел в геологическом пространстве. В связи с новизной этого подхода, еще слабо известного широким кругам
(Г.
ВЯ
■ь^'е,
£
ТН
Щменяя Тунгуска . Тура
----*
Байкит
, Подкаменная
БН
г<
КН
ТН
М / : ^
КТ ВЛ
^мг^./Гдл г
ТН
I 1 V иДТ] } / Ъ
КТ КТ
Л ? / ^Л-ММ, >7Л
КТ БД
ОК
"К
1 Ш (
ч\
жт
/ I
АК
як
ШШ&
БР
° с
■ V"'
СТ
' МО
__ л
у
СТ
ТМ
МО
} VI
100 200 км
_I_I
а б в г д не III1 Г- 3 — 4 -- 6 —......"5 Г"1
Рис. 1. Тектоническое районирование аномального магнитного поля южной части Сибирского кратона 1 - аномальное магнитное поле АТа (нТл) по данным Карты аномального магнитного поля АТа России [6]: а - от -1000 до -250, б - от -250 до -100, в - от -100 до +50, г - от +50 до +400, д - от +400 до +1000, е - более +1000; 2—7 - Элементы тектонического районирования кристаллического фундамента Сибири по данным [8, 9] с дополнениями автора: 2 - границы складчатых систем, обрамляющих Сибирский кратон (в том числе с указанием направления надвигания), 3 - разломы, ограничивающие террейны и коллизионные тектонические зоны кристаллического фундамента Сибирского кратона (в том числе с указанием направления надвигания), 4 - прочие разломы (в том числе с указанием направления надвигания), 5 - линейные положительные магнитные аномалии, 6 - линейные отрицательные магнитные аномалии, 7 - площадь крупномасштабных аэрогеофизических съемок.
Наименования террейнов и коллизионных тектонических зон кристаллического фундамента Сибирского кратона и его обрамлений [по 8, 9]: Сибирский кратон: ТН - Тунгусский супертеррейн, КН - Канский блок, ШЖ - Шарыжал-гайская зона, БТ - коллизионная зона Байкало-Таймырского (Саяно-Таймырского) линамента, МГ - Маганский террейн, ЧН - Чонская зона, ЕР - Ербогаченский блок, АК - Акитканская зона, КТ - Котуйканская коллизионная зона, ДЛ - Далдынский террейн, ВЛ - Вилюйская зона, ХП - Хапчанская зона, БЛ - Билляхская зона, ОЛ - Олек-минский террейн, ЗА - Западно-Алданский (Алданский) террейн, НМ - Нимнырский террейн, ТД - Тыркандинская зона, УЛ - Улканская зона, УЧ - Учурчский террейн, СТ - Становая провинция. Обрамления Сибирского кратона: ВЯ - Верхоянская складчатая область, МО - Монголо-Охотская складчатая область, ТМ - Тувино-Монгольский блок, ЕН - Енисейский кряж. Байкало-Патомская складчатая область: ЖП - Жуинско-Патомская зона, БД - Бодай-бинская зона, ОК - Окинская зона, БВ - Байкало-Витимская зона, БР - Баргузинская зона
7
геологов-тектонистов, он будет вкратце освещен ниже.
Первым шагом использованной методики был расчет эффективных плотностей образований фундамента и степени их намагниченности по технологии REIST. С этой целью выполнялось физико-математическое моделирование потенциальных полей в слой, ограниченный сверху Главной магнитоактивной поверхностью (ГМАП). Последняя по опыту сопоставления с сейсмическими и буровыми данными как на Восточно-Европейской, так и на Сибирской платформе в подавляющем большинстве случаев соответствует глубине залегания поверхности дорифейского кристаллического фундамента. По результатам расчетов строились карты эффективной плотности и эффективной намагниченности горных пород, слагающих поверхность кристаллического фундамента.
Вторым шагом была разработка производных карт петрофизических комплексов фундамента по технологии CLASS2, созданных путем взаимной корреляции данных о расчетных эффективных плотностях и эффективных намагниченно-стях пород фундамента. Для этого на двухмерную диаграмму классификации петрофизических свойств пород фундамента выводились частоты встречаемости определенных сочетаний эффективной плотности и намагниченности пород и определялись кластеры, отвечающие различным
вещественно-петрофизическим комплексам — ВПК. В связи с отсутствием прямых определений плотности и намагниченности пород фундамента в скважинах на территории съемок, значения этих показателей на диаграммах были первоначально рассчитаны в единицах отклонения от средневзвешенных по району величин.
Количественная характеристика показателей эффективной плотности пород тех или иных ВПК в дальнейшем дается нами с условным (!) пересчетом в абсолютные величины этих параметров. При этом мы опираемся на коэффициент, обеспечивающий приведение расчетной средней эффективной плотности к величине 2.67 г/см3 — средней плотности пород кристаллического фундамента древних платформ. Эти параметры применяются нами к плутоническим ВПК. Для метаморфических ВПК в значение расчетной эффективной плотности вводится поправка со значением —3%, отражающая трещиноватость горных пород в естественном залегании по сравнению со значением стандартных плотностей пород, замеренной в образцах. Именно эти откорректированные значения эффективной плотности и фигурируют в нижеследующем тексте.
Эффективная намагниченность ВПК фундамента исследованного района в связи с отсутствием прямых ее определений оценивается нами лишь качественно как низкая, ниже средней, средняя, выше средней и высокая. Петрофизиче-
Рис. 2. Схематизированная геолого-структурная карта верхней части кристаллического фундамента зоны сочленения северного окончания Байкало-Патомского складчатого пояса с Сибирским кратоном
Маганский террейн. Метаморфические ВПК: нижний—средний архей: 1 — аналоги верхнеанабарской серии (плагио-гнейсы и гиперстеновые гнейсы), 2 — аналоги верхнеламуйской серии (амфиболовые и биотитовые гнейсы, кварциты и мраморы), 3 — аналоги вюрбурской серии (метаосадочный карбонатно-граувакково-вулканогенный комплекс). Плутонические ВПК: 4 — архейские интрузии среднего состава — диориты, гранодиориты, 5 — раннепротерозойские интрузии — граниты, гранодиориты.
Котуйканская коллизионная зона. Метаморфические ВПК: нижний протерозой, меланократовая серия: 6 — ВПК габб-ро-норитового (?) состава, 7 — ВПК габбро-амфиболитового (?) состава; 8 — мезократовая серия — габбро-диориты или метаморфически преобразованные базиты; лейкократовая серия: 9 — гнейсы, амфиболиты и сланцы по вулканитам из-вестково-щелочной серии и терригенным породам, 10 — сланцы, кварциты и карбонаты островной дуги. Олекминский террейн. Метаморфические ВПК: средний архей, нижний структурный этаж: 11 — гранулит-гнейсовый комплекс, 12 — предположител
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.