ГЕОТЕКТОНИКА, 2011, № 1, с. 28-57
УДК 551.24(574+575)
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ РАННЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ОСТРОВОДУЖНЫХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ КАЛЕДОНИД КАЗАХСТАНА И СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ
© 2011 г. К. Е. Дегтярев
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 22.03.2010 г.
В каледонидах Казахстана и Северного Тянь-Шаня выделены протяженные Сарыаркинский и Чин-гиз-Северотяньшаньский вулканические пояса, испытавшие вторичные деформации. В строении поясов принимают участие главным образом изверженные породы раннепалеозойских островодужных систем различных типов и сопряженных с ними бассейнов с океанической корой. Сарыаркинский вулканический пояс имеет сложную покровно-складчатую структуру и сформирован в результате тектонического совмещения (в середине аренига и середине лланвирна) комплексов ранне-среднекем-брийской и позднекембрийско-раннеордовикской энсиматических островных дуг и бассейнов с океанической корой. Чингиз-Северотяньшаньский вулканический пояс характеризуется достаточно простой складчатой структурой и образован средне-позднеордовикскими вулканическими и плутоническими ассоциациями энсиалической островной дуги, которые залегают на гетерогенном фундаменте, сложенном комплексами Сарыаркинского пояса и докембрийскими сиалическими образованиями. На основании изучения строения и изотопно-геохимических особенностей состава палеозойских магматических комплексов установлена гетерогенность строения континентальной коры различных сегментов каледонид Казахстана. Кора Чингизского сегмента в ее верхней части образована комплексами раннепалеозойских островодужных систем и бассейнов с океанической корой, участвующими в строении Сарыаркинского и Чингиз-Северотяньшаньского вулканических поясов, а также средне-позднепалеозойскими континентальными изверженными породами. Глубинные горизонты коры этого сегмента сложены преимущественно базитовыми породами раннепалеозойских надсубдукци-онных комплексов. Верхняя часть континентальной коры Степнякского сегмента представлена средне-позднеордовикскими островодужными комплексами Чингиз-Северотяньшаньского пояса и раннеордо-викскими рифтогенными вулканитами кислого состава. Средние горизонты коры сложены сиалическими породами рифея, раннего протерозоя и, вероятно, архея, а нижние горизонты — позднедокембрийскими изверженными породами преимущественно основного состава.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема тектонической эволюции островодужных систем и их роли в формировании континентальной коры относится к числу наиболее актуальных фундаментальных проблем в науках о Земле. Островодужные комплексы в пределах многих палеозойских складчатых поясов слагают крупные сегменты, изучение которых позволяет выявлять основные этапы и закономерности формирования континентальной коры в островных дугах, определить роль и значение новообразованного сиалического вещества в коре этих поясов. С развитием новых прецизионных методов изучения стратифицированных и плутонических комплексов появилась возможность делать выводы о строении, возрасте и составе не только верхних, но также средних и нижних горизонтов коры палеозойских складчатых сооружений, сложенных островодужными комплексами. Каледонские складчатые сооружения Казахстана и Северного Тянь-Шаня, являющиеся прекрасными
примерами островодужных провинций, где возможно изучение процессов формирования континентальной коры, строения и состава ее различных горизонтов. Изучение строения и состава палеозойских вулканогенно-осадочных и плутонических комплексов позволило реконструировать тектоническую эволюцию и разработать интегрированную геодинамическую модель формирования континентальной коры каледонид Казахстана и Северного Тянь-Шаня.
Структура палеозоид Казахстана и Северного Тянь-Шаня
В строении палеозоид Казахстана и Северного Тянь-Шаня участвуют сиалические массивы с до-кембрийской континентальной корой, а также комплексы палеозойских активных континентальных окраин различных типов. Формирование структуры палеозоид Казахстана и Северного Тянь-Шаня связано с несколькими этапами кале-
донских и варисцийских деформаций. В ходе ва-рисцийского тектогенеза общий структурный рисунок этой области определялся коллизией Восточно-Европейского, Сибирского и Таримского континентальных блоков, которая сопровождалась "раздавливанием" расположенных между ними палеозойских складчатых систем. Отражением этих дислокаций явилось формирование Казахстанского ороклина — крупной горизонтальной складки, в которую деформированы палеозойские и более древние складчатые зоны. Подобные структуры являются характерными элементами тектоники латерального выжимания, проявляющейся при коллизионном взаимодействии крупных континентальных блоков. Особенностью Казахстанского ороклина является его формирование в условиях продольного изгиба складчатых структур в горизонтальной плоскости, что может быть связано с отсутствием жесткого блока во внутренней части ороклина [28, 53].
Казахстанский ороклин, сформировавшийся в результате нескольких фаз варисцийских деформаций, маркируется Казахстанским девонским и Балхаш-Илийским позднепалеозойскими и вул-кано-плутоническими поясами, являющимися типичными структурами активных континентальных окраин Андского типа (рис. 1). Эти пояса обрамляют внутреннюю Джунгаро-Балхашскую варисцийскую складчатую область, в строении которой участвуют в основном среднепалеозой-ские флишевые комплексы преддуговых прогибов [Рязанцев, 1999]. Девонский пояс первоначально имел очертания близкие к прямолинейным, а его изгибание, начавшееся в среднем девоне продолжалось до конца палеозоя, что подтверждается как структурными, так и палеомаг-нитными данными [11, 84, 85, 90]. Эволюция Балхаш-Илийского позднепалеозойского пояса началась на фоне продолжающихся варисцийских деформаций, поэтому его первичные очертания, скорее всего, были не прямолинейными. Последовавшие в конце палеозоя деформации привели к еще большему ороклинальному изгибанию этого пояса и уменьшению радиуса его кривизны. В раннем триасе Казахстанский ороклин был нарушен серией крупных северо-западных правых и субширотных левых сдвигов, которые еще более исказили первичную структуру палеозоид и вызвали дополнительное поперечное сокращение ороклина [77, 86].
Девонские и позднепалеозойские комплексы вулкано-плутонических поясов представлены континентальными вулканогенными и вулкано-генно-осадочными толщами, имеющими достаточно простую складчатую структуру, для которой характерны крупные брахиморфные складки с падениями пластов на крыльях под углами не более 30—40°. Эти комплексы со стратиграфическим и угловым несогласием залегают на подсти-
лающих нижнепалеозойских и докембрийских образованиях. Следовательно, изгибу в горизонтальной плоскости, в результате которого образовался Казахстанский ороклин, подвергались как средне-позднепалеозойские вулкано-плутониче-ские пояса, так и более древние структуры фундамента этих поясов. Поэтому при реконструкции каледонской структуры Казахстана и Северного Тянь-Шаня необходимо учитывать наложенные варисцийские и киммерийские деформации, которые привели к ороклинальному изгибу всех более древних структур и смещению их сегментов по крупным сдвигам.
Докембрийские и нижнепалеозойские комплексы, кроме средне-позднепалеозойских деформаций, связанных с образованием Казахстанского ороклина, подверглись интенсивным ран-непалеозойским дислокациям, среди которых наибольшее значение имеют системы тектонических покровов, крупные сдвиги и изоклинальные горизонтальные складки. Каледонские структуры в пределах Казахстана, Северного и Срединного Тянь-Шаня образованы комплексами, формирование которых происходила как на континентальной (сиалические массивы, перекрытые тер-ригенно-карбонатными чехлами, рифтогенные зоны, энсиалические островные дуги), так и на океанической (энсиматические островные дуги, океанические бассейны) коре.
При рассмотрении каледонских структур Казахстана, Северного и Срединного Тянь-Шаня от внешних частей ороклина к внутренним наиболее крупными из них являются следующие: Ишим-Нарынская рифтогенная зона, зона массивов с докембрийской континентальной корой, Сарыаркинский вулканический пояс, массивы с до-кембрийской континентальной корой, Ерементау-Бурунтауская рифтогенная зона, Чингиз-Северо-тяньшаньский вулканический пояс, Ескембай-Балкыбекский офиолитовый пояс, Байдаулет-Акбастауский вулканический пояс, Джунгаро-Балхашская область (рис. 2).
Ишим-Нарынская рифтогенная зона занимает в ороклине внешнее положение и прослеживается от южного обрамления Кокчетавского массива (Джаркаинагачский сегмент) к югу в западное обрамление Улутауского массива (Байконурский сегмент), далее в Большой Каратау (Каратауский сегмент) и в Пскемский и Сандалашский хребты (Чаткальский сегмент). Нарынский сегмент смещен относительно Чаткальского по Талассо-Фер-ганскому правому сдвигу на 100 км и простирается от хребта Кок-Ийрим Тау до хребта Сарыджаз в субширотном направлении. Общая протяженность Ишим-Нырынской зоны составляет более 2000 км.
Во всех сегментах зоны отмечается налегание верхнерифейских или вендских толщ на более
древние, в том числе нижнепротерозойские, комплексы. Верхнерифейские комплексы представлены кислыми эффузивами, либо контрастными базальт-риолитовыми сериями, которые сопровождаются щелочными гранитами и сиенитами. Характерными элементами вендских разрезов являются грубообломочные породы, основные эф-фузивы повышенной щелочности, карбонатные и кремнистые породы. Мощность вендских толщ достигает 1500—2000 м. Далее разрез наращивается сланцево-карбонатными толщами кембрия— лланвирна мощностью 400—800 м. Средний и верхний ордовик представлены мощными (до 2000 м) флишевыми сериями [3, 9, 10, 40, 41]. По строению разрезов, составу осадочных и магматических комплексов Ишим-Нарынской зоны, предполагается, что они формировались в пределах крупного рифтогенного прогиба, заложенного в позднем рифее — венде на более древнем си-алическом фундаменте.
Зона массивов с докембрийской континентальной корой располагается к северу и вост
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.