ГЕОТЕКТОНИКА, 2011, № 4, с. 43-59
УДК 550.4:552.323.4
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЛОСЕВСКОЙ ШОВНОЙ ЗОНЫ ВОРОНЕЖСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА В ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЕ
© 2011 г. В. М. Ненахов, С. В. Бондаренко
Воронежский государственный университет, Воронеж, 394006, Университетская пл., д. 1
Поступила в редакцию 05.02.2010 г.
На основании вещественного наполнения структуры Лосевской шовной зоны, а также полученных и/РЬ возрастных характеристик воронежской свиты и уточненного возраста коллизии предложена новая модель ее тектонической эволюции. Модель включает этапы деструкции континента Сарма-тии, формирование активной континентальной окраины западно-тихоокеанского и андского типов, кулисообразно сменяющих друг друга с севера на юг, а также коллизию Сарматии и Волго-Ура-лии, с четко проявленной позднеорогенной стадией, которой соответствует воронежская свита и венчающая ее Байгоровская вулкано-плутоническая структура.
ВВЕДЕНИЕ
Формирование Лосевской шовной зоны Воронежского кристаллического массива (В КМ) до последнего времени остается предметом дискуссий. Полученные новые данные по воронежской свите и сопряженным с ней комплексам (лосевская и донская серии с их ассоциациями, Байгоровская вулкано-плутоническая структура, ольховский, шукавский и воронцовский комплексы) позволяют внести существенные коррективы в устоявшиеся представления. Вне зависимости от взглядов на геодинамическую эволюцию ВКМ в целом, все исследователи территории единодушны в оценке принципиального строения кристаллического основания, состоящего из двух мегаблоков (КМА и юго-восточного), разделенных Лосевской шовной зоной. В различных литературных источниках [20, 22, 34, 38, 40 и др.] за юго-восточным ме-габлоком закрепились различные названия (Во-ронежско-Куйбышевский, Хоперский, Калач-Эртильский и др.), как, впрочем, и за шовной зоной, которая также называется по-разному (Ли-венско-Богучарская [38], Липецко-Лосевская [20]). В предлагаемой работе мы используем наиболее часто употребляемую терминологию: юго-восточный блок мы называем Хоперским, шовную зону — Лосевской шовной зоной (ЛШЗ). Ключевым вопросом для установления геодинамической природы ВКМ в целом остается ЛШЗ, в связи с чем расшифровка внутреннего строения и восстановление условий ее эволюции в палеопро-терозое по-прежнему является важнейшей фундаментальной и прикладной задачей. Неоднозначность оценки геодинамической природы ЛШЗ до настоящего времени в значительной степени связана с неоднозначностью положения воронежской свиты и сопряженных с ней комплексов в структуре сутуры. В этой связи особый ак-
цент в предлагаемой работе авторы уделяют именно ей.
ЛШЗ в субмериадиональном направлении прослежена на расстояние ~300 км, при ширине, меняющейся от 10 км в южной части до 20—50 км в северной. В плане зона 8-образно изгибается (рис. 1). Ее площадь составляет примерно 12500 км2. С севера и юга она ограничена соответственно структурами Пачелмского и Донецкого авлакоге-нов. Структурно-вещественное наполнение Лосевской шовной зоны по простиранию меняется (табл. 2). В южной части зона сложена донским типом обоянского комплекса в ассоциации с павловским комплексом гранитоидов, в северной — метавулканогенными отложениями лосевской серии в ассоциации с усманским плагиогранит-ным и рождественским габброидным комплексами и залегающими выше отложениями воронежской свиты и сопряженными с ней вулканогенными породами Байгоровской вулкано-плутонической структуры (БВПС), ольховским плутоническим и шукавским микститовым комплексами. Остановимся на их краткой геолого-вещественной характеристике.
СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННЫЕ КОМПЛЕКСЫ ЛОСЕВСКОЙ ШОВНОЙ ЗОНЫ
Стратифицированные образования
Лосевская серия представлена комплексом ме-таморфизованных вулканогенных, вулканоген-но-осадочных и осадочных образований.
К настоящему времени сложилось два мнения по поводу сериальной принадлежность лосевской серии. Согласно первому [35], образования серии относились к непрерывному базальт-андезит-да-цитовому ряду, при этом некоторые основные ме-тавулканиты лосевской серии рассматривались
1
2
3
<51 4
5
ш 6
<£> 7
8
у/ 9
ы 10
ш 11
£*?/ 12
Ш¥ 13
шш шш 14
Iх 1 15
ш 16
и 17
© 118
Сарматия (Блок КМА)
I ГСмоленс^
Ц\ —£
) -
О* Ф ^ Брянск
^ ^Харьков
Лосевская шовная ** зона
Волго-Уралия (Хоперский блок)
Рис. 1. Схема геологического строения Лосевской шовной зоны [20]
1 — Структурно-вещественные комплексы мегаблока КМА; 2-4 — структурно-вещественные комплексы Хоперского мегаблока: 2 — воронцовская серия, 3 — бобровский гранитовый комплекс, 4 — мамонский перидотит-габбронорито-вый и еланский норит-перидотитовый комплексы; 5—17 — структурно-вещественные комплексы Лосевской шовной зоны: 5 — лосевская серия стрелицкий тип, 6 — лосевская серия подгоренский тип, 7 — усманский плагиогранитный комплекс, 8 — рождественский габбровый комплекс, 9 — воронежская свита, 10 — Байгоровская вулкано-плутониче-ская структура, 11, 12 — ольховский монцонит-габбронорит-гранитный комплекс (1, 2 фазы), 13 — шукавский верлит-габбровый комлекс, 14 — обоянский комплекс (донской тип), 15,16 — павловский мигматит-гранит-граносиенитовый комплекс (1, 2 фазы), 17 — лискинский гранитный комплекс; 18 — Ольховско-Шукавский блок; 19 — разрывные нарушения: а — постколлизионные, б — синколлизионные, в — позднеколлизионные (ретрошарьяж)
как коматиитовые базальты [17]. Согласно второму — отмечается бимодальное распределение пет-рогенных окислов в породах серии, но присутствие андезитов не исключается, что позволило относить лосевскую серию к базальт-риолитовой (±андезиты) формации [38].
Наиболее полная сводка по вещественным особенностям серии принадлежит Р.А. Терентье-ву [29], который предлагает выделять внутри лосевской серии два типа формаций и соответствующих им толщ: 1) метаморфизованная контрастная базальт-плагиориолитовая (стрелицкая толща) и 2) непрерывно дифференцированная известково-щелочная плагиобазальт-андезит-плагиориолитовая (подгоренская толща). Формирование контрастной и непрерывно дифференцированной формаций разорвано во времени. Они отличаются по степени метаморфизма и слагают разные структурные этажи. Что касается геодинамических условий формирования лосевской серии, то Р.А. Терентьев [28—31] контрастную формацию относит к структурно-вещественному комплексу (СВК) задуговых бассейнов, а непрерывно дифференцированную формацию — к островодужному. Следует указать на сомнительность суждения автора, так как в этом случае стрелицкий и подгоренский типы лосевской серии были бы субсинхронны, но разделены лате-рально. Действительная картина обратная. Кроме того, контрастная базальт-плагиориолитовая формация в зоне спрединга задугового бассейна маловероятна. Контрастные вулканические серии обычно являются комплексами-индикаторами внутриконтинентальных рифтовых зон либо рифтов, сопряженных с периконтинентальными орогенами.
Донская ассоциация обоянского комплекса широко развита в южной части ЛШЗ, протягиваясь полосой шириной от 23 до 80 км. На геологических картах докембрия ВКМ они обычно относились к нерасчлененному комплексу пород обоян-ской и михайловской серий, хотя еще Б.И. Епифанов [10] предложил выделять эти образования в самостоятельную донскую серию. Как показали последние исследования [40], это предложение было вполне оправдано. При изучении керна скважин обращает внимание выдержанность ми-нералого-петрографического состава пород ассоциации. На этой площади преобладают однородные неравномерно среднезернистые биотит-ро-
говообманковые гнейсы — гранодиоритогнейсы. Характерно постоянное присутствие в заметных количествах сфена, образованного за счет ильменита, при этом можно наблюдать все стадии замещения ильменита. В виде единичных тел (слоев мощностью до 200 м) отмечаются серые мелкозернистые биотитовые гнейсы; часто в разрезах скважин отмечаются мелкозернистые амфиболиты, часть которых обладает секущими гнейсова-тость контактами. Не менее значительная часть маломощных (доли метра, первые метры) амфиболитов представлена пластообразными телами, залегающими согласно с ориентировкой гнейсо-ватости гранодиоритогнейсов. В разрезах скважин обычны обломочные формы амфиболитов, амфиболизированных пироксенитов, плагиокла-зовых ортопород среднего состава порфировид-ной текстуры. Размер обломков 0.5—15 см, редко больше, их контуры угловатые и овальные, контакты с кварц-биотит-амфиболовым матриксом четкие. В ряде разрезов скважин наблюдалось частое, но не ритмичное переслаивание биотит-ам-фиболовых гнейсов различной зернистости и с разным содержанием главных породообразующих минералов — биотита, роговой обманки, плагиоклаза и кварца.
Петрохимический анализ позволяет заключить, что большинство первичных составов гнейсов следует интерпретировать как граувакковые, однако в координатах петрогенных отношений проекции их составов образуют тренд, соответствующий базальт-андезит-дацитовому. Кажущееся противоречие объясняется ограниченной ролью процессов осадочной дифференциации в ходе накопления первично грубообломочных отложений и резким преобладанием магматических пород на площадях сноса.
Воронцовская серия. Образования воронцов-ской серии приурочены к Хоперскому блоку и занимают зону шириной 100—150 км, вытянутую в северо-западном направлении на 500—600 км. Западной границей распространения серии является Лосевско-Мамонский глубинный разлом. Восточная граница с Камышинским блоком Волго-Уральского сегмента Восточно-Европейской платформы не имеет четкого выражения в связи с погружением поверхности кристаллического фундамента на глубину более 800 м.
Таблица 1. Схема стратиграфии и магматизма Лосевской шовной зоны и Хоперского блока ВКМ
S
н
о
Местные стратиграфические подразделения и плутонические комплексы
А
Лосевская шовная зона Хотерский мегаблок
Супракрустальные образования Плутонические комрлексы Супракрустальные образования Плутонические комплексы
1900 ± 50
Воронежская свита
в ассоциации с Байгоровской вулкано-плутонической структурой (И/РЬ 2039 ± 11 млн. лет*) и ольховским комплексом (И/РЬ 2050 ± 23 млн.
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.