ГЕОТЕКТОНИКА, 2008, № 1, с. 12-26
УДК 551.242.51(571.5)
ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СИБИРСКОГО КРАТОНА: ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ, ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ДАННЫХ
© 2008 г. В. А. Глебовицкий, В. Я. Хильтова, И. К. Козаков
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2
Поступила в редакцию 10.04.2006 г.
Схема тектонического строения Сибирского кратона, предложенная в статье, составлена с использованием геологической схемы кратона, подготовленной на основе анализа многочисленных магнитометрических и гравиметрических карт разного масштаба, а также схемы простирания осей магнитных аномалий и синтеза геологических материалов по открытым территориям. В строении щитовых и платформенных территорий фундамента древней Сибирской платформы (Сибирского кратона) участвуют два разновозрастных и разных по геодинамическому развитию типа тектонических структур - архейские области и палеопротерозойские складчатые пояса. Становление архейских тектонических областей (гранит-зеленокаменных и гранулито-гнейсовых) произошло в мезо-и неоархее. Гранит-зеленокаменные области открытых и перекрытых платформенным чехлом территорий по существу не различаются, хотя в целом гранит-зеленокаменным областям Сибирского кратона свойственно отличие во внутреннем строении и составе слагающих пород как на ин-фра-, так и на супрауровнях. Архейские гранулито-гнейсовые области выделяются или как тектонические области, или как тектонические домены - глубинные сечения гранит-зеленокаменных областей. Палеопротерозойские коллизионные пояса, которые обусловили становление Сибирского кратона в качестве единой стабильной структуры, сформировались в интервале 2.1-1.8 млрд. лет, образовав две возрастные группы - 2.1-1.9 млрд. лет и 1.9-1.8 млрд. лет. В палеопротерозое на Сибирском кратоне возникли три типа глубинных разломных зон: 1) транслитосферные разломные зоны, образовавшиеся между тектоническими структурами разными по типу (тектонические области - коллизионные пояса) и возрасту (архейские области - протерозойские пояса); 2) внутрикоро-вые разломные зоны, возникающие как результат неравномерного подьема разных частей единой плиты и 3) транскоровые зоны, формирующиеся в плите, находящейся над погружающейся плитой.
ВВЕДЕНИЕ
Большой материал, накопленный за последние 30 лет по щитам и территориям Сибирского кратона, перекрытым платформенным чехлом, позволяет прослеживать тектонические структуры на всей площади кратона. Значительные данные получены по глубинному строению территории кратона на основе изучения верхнемантийных и коровых ксенолитов из кимберлитов [1, 14, 53, 55, 58, 64, 68], что способствует определению типов тектонических структур. Изотопно-геохимические характеристики верхнемантийных и нижнекоровых ксенолитов [27, 40, 46, 47] в сочетании с геолого-геохронологическими материалами по открытым территориям дали возможность увереннее определять не только тип тектонических структур, но и время их стабилизации.
Становление Сибирского кратона, как и других древних кратонов мира, большинство исследователей связывает с процессами палеопротеро-зойского тектогенеза, при котором произошла амальгамация архейских тектонических обла-
стей. Сочетание фрагментов архейской коры и раннепротерозойских подвижных поясов в структуре кратона установлено давно. Вместе с тем, границы архейских геоблоков и их геотектоническая сущность изучены слабо, отсутствуют данные по внутреннему геологическому строению разных тектонических структур.
В настоящее время имеется более десятка схем строения кратона, однако общепризнанная схема отсутствует. На основе геолого-геофизических материалов уже в 60-80 годах были созданы схемы тектонического строения Сибирского кратона [7, 9, 19, 21, 33]. Однако в то время, при почти полном отсутствии изотопно-геохимических и геохронологических данных по многим структурам, подходы к анализу геодинамических процессов были существенно иными. В последние годы широкое распространение получила тектоническая схема О.М. Розена [45-47, 68].
Материал, имеющийся в нашем распоряжении, характеризующий типовые структуры Сибирского кратона, позволяет дать иную схему его тектонического строения. Данная схема является
126° в.д.
Рис. 1. Схема расположения осей магнитных аномалий и палеопротерозойских разломов на Сибирском кратоне 1 - оси магнитных аномалий; 2 - контуры тел, выделенных по геофизическим характеристикам; 3 - разломы, граница Сибирской платформы (двойная линия); 4 - границы щитов.
результатом синтеза геофизических, геологических, геохронологических, изотопных данных и данных по термальному состоянию литосферы региона в раннем докембрии.
КРИТЕРИИ ВЫДЕЛЕНИЯ СТРУКТУР ПОГРЕБЕННОГО ФУНДАМЕНТА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
Важную роль при выделении тектонических структур играли материалы по раннему докембрию щитовых территорий. Для закрытых территорий А.Н. Берковским было обработано несколько десятков магнитометрических и гравиметрических карт разного масштаба. Были проанализированы морфология магнитного и гравитационного полей, их интенсивность, размеры аномалий. Полученые данные позволили создать схему магнитных аномалий [63], по их соотношениям с аномалиями поля силы тяжести судить о составе и распространенности разных геологических тел под платформенным чехлом и об их тектонических соотношениях, т.е. получить схему геологического строения кратона. Методика обработки геофизических полей с совместным
анализом петрографического состава пород была разработана А.Н. Берковским и Л.П. Бондаренко при изучении тектоники Балтийского щита и Восточно-Европейской платформы [6, 32], для Сибирской платформы похожие, но менее детальные, исследования проводились Р.А. Гафаровым с коллегами [9, 10], Э.Э. Фотиади с коллегами [57], М.П. Гришиным [19] и другими.
Схема магнитных аномалий территории Сибирского кратона приведена на рис. 1. Она, как известно, определяет простирание тектонических структур. На схеме геологического строения Сибирского кратона (рис. 2) даны области распространения и состав геологических тел, которые устанавливались по соотношениям магнитометрических и гравиметрических данных и сопоставлялись, при возможности, с опубликованными в литературе результатами изучения коровых ксенолитов. При рассмотрении схемы следует учитывать, что получаемые геофизическими методами масштабы геологических тел в фундаменте, погребенном под платформенным чехлом, значительно больше истинных. Кроме того, при определении состава геологического тела на первом
Рис. 2. Схема геологического строения Сибирского кратона ( по материалам А.Н. Берковского с дополнениями) 1 - гранито-гнейсы; 2 - гранито-гнейсы с включениями амфиболитов; 3 - эндербит-чарнокито-гнейсы и чарнокито-гнейсы; 4 - зеленокаменные пояса преимущественно бимодального типа; 5 - породы основного и среднего состава среди гранито-гнейсов: а - интрузивные, б - эффузивные; 6 - участки широкого распространения калиевых гранитов и их мигматитов; 7 - основные и ультраосновные сланцы; 8 - основные и средние породы среди амфиболито-гнейсов; 9 - глубокометаморфизованные высокоглиноземистые породы; 10 - основные, ультраосновные породы, анортозиты, эклогиты; 11 - гнейсы и сланцы; 12 - гнейсы, карбонатные породы, амфиболиты, глиноземистые породы, среди которых массивы гранитов (а), вулкано-плутоническая ассоциация акитканской серии (•); граниты, слабометаморфизо-ванные вулканиты; 13 - преимущественно сланцы разного состава, иногда гранито-гнейсы; 14 - оси магнитных аномалий; 15 - разломные зоны
месте отмечены породы, которые являются главными носителями геофизических характеристик. Это не исключает нахождения в геологическом теле других пород, менее значимых при интерпретации геофизических полей На кратоне удалось установить 9 типов геологических тел разного состава и различного масштаба. Ниже приводятся геофизические характеристики наиболее распространенных пород, важных для отнесения территорий к тому или иному типу тектонических структур.
Прежде всего, выделяются следующие области:
1 - с регионально пониженным полем силы тяжести, с магнитными аномалиями различной интенсивности и простирания, области с зонами спокойного магнитного поля и зонами, где аномалии отсутствуют. Подобные геофизические характеристики свойственны областям регионального
распространения гранито-гнейсов и гранитов. Аналогичный состав пород на выделенных территориях подтверждается составом коровых ксенолитов из кимберлитовых трубок и глубоких скважин.
2 - области с повышенным полем силы тяжести и характерной насыщенностью магнитными аномалиями, образующими линейный или сложный структурный рисунок. Приведенные геофизические характеристики свойственны эндербит-чарнокитовой ассоциации пород.
3 - области с повышенным полем силы тяжести, в которых магнитные аномалии редки или отсутствуют. Области имеют региональное распространение и соотнесены с амфиболито-гней-совой ассоциацией пород.
Эти три типа пород ареального распространения приняты за инфраструктурный комплекс тек-
тонических областей архейского возраста. Ш модельный возраст гранито-гнейсов на открытых территориях 3.8-3.5 млрд. лет [29], возраст цирконов в них 3335 ± 3 млн. лет [72]. Подстилаются области древней мантией. Яе-Ов модельный возраст литосферных перидотитов из трубки Удачная 3.8 млрд. лет [73]. Результаты изучения включений сульфидов в алмазах [54] позволили подтвердить архейский возраст мантии (3.0-2.8 млрд. лет) и стабилизацию большей части литосферы Сибирского кратона в архейское время.
На территориях ареального распространения разных по составу гранито- и эндербито-гнейсов установлены локальные зоны узких линейных аномалий поля силы тяжести, которые сопровождаются линейными магнитными аномалиями. Эти структуры были определены как архейские зеленокаменные пояса, в которых развиты основные и ультраосновные вулканиты, вероятно, при подчиненном количестве более кислых пород. На открытых территориях зеленокаменные пояса такого типа часто имеют аналогичные геофизические поля и датируются археем.
Тела с повыше
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.