ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2013, № 6, с. 77-90
УДК 550.384
СВИДЕТЕЛЬСТВА КРАТКИХ ИНТЕНСИВНЫХ ПИКОВ МАГМАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ЮГЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ (АНГАРО-ТАСЕЕВСКАЯ ВПАДИНА) НА ОСНОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПАЛЕОМАГНИТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
© 2013 г. А. В. Латышев1, 2, Р. В. Веселовский1, 2, А. В. Иванов3, А. М. Фетисова1, В. Э. Павлов2
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, г. Москва 2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва 3 Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск Поступила в редакцию 13.03.2013 г.
На основе палеомагнитных исследований интрузивных и эксплозивных пермо-триасовых траппов в бассейне р. Ангары (Сибирская платформа) показано, что в процессе формирования траппов имели место три кратких и очень интенсивных магматических события, приведшие к внедрению трех крупных долеритовых силлов (Толстомысовского, Падунского и Тулунского) и формированию туфовой толщи капаевской свиты. Эти вспышки магматизма происходили на фоне менее интенсивной длительной магматической активности, выраженной в формировании мелких интрузивных тел и туфовых пачек. Анализ геохронологических данных и корреляция траппов р. Ангары с разрезами эффузивных траппов севера Сибирской платформы (Норильский и Маймеча-Котуйский районы) свидетельствует о внедрении Толстомысовского силла и извержении комагматичных ему туфов ка-паевской свиты в раннетриасовое время. Полученные палеомагнитные данные противоречат существующим представлениям об одновозрастности Падунского и Толстомысовского силлов и указывают на отнесение к одному и тому же силлу разновозрастных магматических тел.
БО1: 10.7868/80002333713050037
ВВЕДЕНИЕ
Сибирская трапповая провинция считается крупнейшей областью проявления внутриплит-ного базальтового магматизма в фанерозое [Васильев и др., 2000; Никишин, 2000]. В настоящее время интерес к Сибирским траппам связан с выявлением возможной причинно-следственной связи между извержением огромных объемов вулканического материала и катастрофическим массовым вымиранием видов на границе перми и триаса [Courtillot, Olson, 2007]. Принимая во внимание существующие оценки объема продуктов траппового вулканизма (2—5 млн. км3 — [Васильев и др., 2000; Fedorenko et al., 1996]) и длительности вулканической активности (1—2 млн. лет — [Kamo et al., 2003; Renne, Basu, 1991]), в случае равномерного формирования траппов средняя скорость извержений не превышает 5 км3 в год. Эта величина не превышает объемы базальтов, формирующихся ежегодно в срединно-океаниче-ских хребтах [Davies, 1999] и поэтому является недостаточной, чтобы вызвать биосферную катастрофу. Однако в последнее время на примере Деканских траппов было показано, что трапповый вулканизм мог протекать в виде коротких интенсивных вспышек, разделенных более длительны-
ми периодами покоя [Chenet et al., 2008]. В случае кратковременных интенсивных пульсов магматизма катастрофические последствия для окружающей среды являются более вероятными. Подобный характер магматической активности был установлен для Норильского и Маймеча-Котуй-ского районов севера Сибирской трапповой провинции [Павлов и др., 2011]. При выделении пульсов вулканической активности в этих работах использовался палеомагнитный метод, который позволяет рассматривать вулканогенные разрезы в более детальном временном масштабе, чем обеспечивают изотопно-геохронологические методы. Мы применили тот же метод для оценки интенсивности пермо-триасового магматизма юга Сибирской платформы. Результаты выполненной работы представлены в настоящей статье.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
В южной части Сибирской платформы пермо-триасовые траппы распространены на территории Ангаро-Тасеевской впадины и Иркутского амфитеатра (рис. 1). К северу расположен пологий борт Тунгусской синеклизы, где продукты пермо-триасового вулканизма представлены туфами, туффитами и туфопесчаниками, отражаю-
Рис. 1. Сибирская трапповая провинция. Расположение исследованных районов: 1 — Норильск; 2 — Котуй; 3 — Ангара.
щими начальные стадии магматической активности [Домышев, 1974]. Южная краевая часть распространения вулканогенно-осадочной толщи Тунгусской синеклизы расположена в бассейне среднего течения р. Ангары. Туфогенные отложения здесь представлены базальтовыми туфами, туффитами и вулканогенно-осадочными породами (туфопесчаниками и туфоалевролитами), изначально отнесенными к нижнетриасовой кор-1
вунчанской свите [Домышев, 1974]. В работе [Наумов, Анкудимова, 1995] на основании состава палинокомплексов туфогенная толща этого района выделена в самостоятельную капаевскую свиту корвунчанской серии. Породы этой серии характеризуются существенной фациальной изменчивостью; наиболее полные разрезы туфоген-ной толщи известны в пределах железорудных месторождений Ангаро-Илимского района [Наумов, Анкудимова, 1995]. Мощность туфогенной толщи в долине р. Ангары изменяется от 50 до 300 м. Особенности туфогенных образований в данном районе по сравнению с другими района-
1 Объяснительная записка к листу О-48-УП геологической карты СССР масштаба 1 : 200 000. М. 1980. Объяснительная записка к листу О-48-ХШ геологической карты СССР масштаба 1 : 200000. М.: изд-во "Недра". 1967.
ми Тунгусской синеклизы — более высокая степень фациальной изменчивости, значительная доля ксеногенного материала в составе литокла-стов с отдельными обломками палеозойских осадочных пород размером до 2—3 м, а также крутые тектонические контакты с подстилающим осадочным комплексом, часто с интрузивами доле-ритов и значительными амплитудами смещения [Домышев, 1974]. Возраст туфогенных отложений района р. Ангары согласно объяснительным запискам к листам Государственной Геологической Карты 1 : 2000001 устанавливался по аналогии с корвунчанской свитой в центральной части Тунгусской синеклизы как раннетриасовый. С другой стороны, в работе [Наумов, Анкудимова, 1995] по палинокомплексам возраст туфогенной толщи был определен как татарский век верхней перми, в отличие от раннетриасовой корвунчан-ской свиты центральной части Тунгусской синек-лизы. Далее в отношении туфогенной толщи района р. Ангары будет использоваться термин "капа-евская свита", предложенный в работе [Наумов, Анкудимова, 1995], чтобы отличать исследуемую толщу от корвунчанской свиты, распространенной повсеместно в Тунгусской синеклизе.
Рис. 2. Геологическая схема исследованной территории по [1уапоу е! а1., 2013; Феоктистов, 1976] и расположение па-леомагнитных сайтов. Долеритовые силлы: и — Усольский, Ти — Тулунский, Ра — Падунский, То — Толстомысовский, СИ — Чуно-Бирюсинский.
96° Е
98 ° Е
106 ° Е
108 ° Е
По периферии зоны распространения вулканогенной толщи Тунгусской синеклизы протягивается обширная зона распространения долери-товых силлов, которые выходят на поверхность главным образом на окраинах Ангаро-Тасеевской впадины. На основании полевых наблюдений и анализа данных скважин выделяют 6 крупных силлов, внедренных в различные горизонты палеозойских отложений [Феоктистов, 1976]: Усольский, Заярский, Тулунский, Толстомысовский, Падунский, Чуно-Бирюсинский (рис. 2). Все перечисленные силлы с запада на восток поднимаются в более высокие стратиграфические горизонты, что свидетельствует о внедрении магмы с запада на восток (рис. 3). Предполагается, что локальная очаговая зона располагалась в западной части Ангаро-Тасеевской впадины, а протяженность пластовых интрузивов достигала 500 км [Феоктистов, 1976].
Самый нижний Усольский силл залегает в отложениях нижнего кембрия, постепенно переходя в более высокие стратиграфические горизонты
и выклиниваясь с запада на восток. Средняя мощность силла около 100 м, протяженность с запада на восток более 400 км. На поверхность Усольский силл не выходит, однако в междуречье Ангары и Илима обнажается Заярский силл, возможно, связанный с Усольским [Феоктистов, 1976; Феоктистов, 1978]. Заярский силл внедрен в нижнекембрийские отложения в 200—600 м стратиграфически выше Усольского.
Тулунский силл залегает в отложениях верхнего кембрия — нижнего ордовика, стратиграфически поднимаясь в восточном направлении и выходя на поверхность в междуречье Оки и Ии. Мощность силла составляет 90 м, а выявленная протяженность в северо-западном направлении — до 300 км [Феоктистов, 1976].
Падунский силл обнажается в западной части Иркутского амфитеатра, близ границы с Приса-янской областью, а также по южной и восточной периферии Ангаро-Тасеевской впадины до г. Братска. В центральной части Ангаро-Тасеев-ской впадины Падунский силл залегает в отложе-
Чуно-Бирюсинский силл
S O Толстомысовский силл
В
Рис. 3. Схематический разрез через Ангаро-Тасеевскую впадину по [Ivanov et al., 2009].
ниях нижнего ордовика, а к востоку постепенно переходит в вышележащие стратиграфические горизонты. В бассейнах р. Катанги, Непы, Ангары и Чуны силл, согласно общепринятым представлениям, разветвляется [Феоктистов, 1976; Наумов, Анкудимова, 1995; Ivanov et al., 2009]. Толстомысовский силл, рассматриваемый как нижний апофиз Падунского, [Феоктистов, 1976], выходит на поверхность в районе г. Усть-Илимск и к востоку от р. Ангары, прорывая туфогенные отложения ка-паевской [Наумов, Анкудимова 1995] или тутон-чанской и корвунчанской свит [Домышев, 1974]. Верхний силл значительно эродирован и обнажается только в бассейне р. Непы. Протяженность Падунского и Толстомысовского силлов превышает 200 км, а мощность достигает 250 м [Феоктистов, 1978; Ivanov et al., 2008].
Чуно-Бирюсинский силл прорывает отложения верхнего ордовика — силура и прослеживается в виде разрозненных останцов в междуречье Ангары и Бирюсы. По мнению некоторых исследователей [Наумов, Анкудимова, 1995], этот силл также является апофизом Падунского силла.
Данные о возрасте силлов противоречивы. Непосредственные секущие контакты между разными силлами и другие геологические свидетельства возрастных соотношений не известны, однако Падунский, Толстомысовский и Чуно-Бирюсин-ский силлы прорываются многочисленными трубками взрыва, с которыми связаны железорудные месторождения Ангаро-Илимского района. По одной из версий [Феоктистов, 1978], эти трубки взрыва
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.