Литосфера Тянь-Шаня (Таджикистан) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ____________________________________2008, том 51, №2_________________________________

ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.14:550.42(575.3)

В.С.Лутков, А.М.Бабаев ЛИТОСФЕРА ТЯНЬ-ШАНЯ (ТАДЖИКИСТАН)

(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиевым 29.10.2007 г.)

Проблема состава и эволюции земной коры и верхней мантии наиболее хорошо изучена на платформах (щиты, нодули в кимберлитах и лампроитах), тогда как аналогичная информация по подвижным поясам ограничена. Герциниды Тянь-Шаня, являющиеся частью Центрально-Азиатского пояса, представляют уникальный полигон для рассмотрения вопросов глубинной геологии складчатых областей. Сведения о составе и строении литосферы региона опубликованы в ряде работ [1, и др.]. Однако за последние годы накоплены существенно новые факты, что неизбежно привело к иным представлениям о глубинном строении региона. К настоящему времени литосфера региона по своей изученности занимает среди подвижных поясов одно из ведущих мест в мире.

До настоящего времени главными при изучении глубинного строения, в том числе сейсмотектоники и расшифровки сейсмогенерирующих зон остаются геофизические методы. Вместе с тем последние, отражая физические свойства тех или иных слоев и границ, не несут непосредственной информации об их веществе. Как показали данные по Кольской сверхглубокой скважине, на геофизические параметры больше влияют плотность, флюидные потоки, деформации пород [2].

Геологический профиль Тянь-Шаня определяется в основном эпикратонными энсиа-лическими структурами с корой континентального типа (АКО, палеорифты, блоки докембрия) на фоне дефицита островодужных зон и офиолитовых поясов. Неотектонические процессы, в частности, сейсмическая активность связаны с относительно малоглубинными (ко-ровыми) очагами, а ее интенсивность возрастает в восточном направлении [3]. Следует отметить, что корреляция между веществом литосферы и сейсмоактивностью определенных блоков и/или глубинных разломов весьма сложна, т.к. приходится сравнивать современные сейсмологические данные и состав ШХ\ - литосферы. Вместе с тем надо учитывать, что ряд эндогенных процессов в регионе имел унаследованный характер (¥Ъ-КЪ - эволюция глубинных разломов [3], повторяемость во времени состава магматитов и т.д.). Кстати, это противоречит взглядам о значительных горизонтальных смещениях зон (блоков) в фанерозойской эволюции региона.

Главное преимущество Тянь-Шаня - существование нескольких независимых и/или взаимодополняющих источников информации о вещественном составе и строении литосферы: блоки докембрия, разноглубинные и разновозрастные магматиты, трубки взрыва и дайки с глубинными ксенолитами.

Определение средневзвешенного химизма блоков докембрия, а также верхнекоровых нодулей в щелочных базитах и гранитах позволило оценить состав гранитнометаморфического слоя [4]. Доля гранитоидов в разрезах верхней коры мала (10-20%), однако поскольку они наследуют петрогеохимические черты метаморфических субстратов, их можно использовать для приближенной оценки состава коры. Средний состав верхней коры отвечает К-дациту. Его провинциальные особенности выражены в высокой роли метапелитов и S - гранитов, низкой окисленности Fe, обогащенности Li, Cs, Sn, Pb, Cr, Th и дефиците U, Nb, Ba, Y, Ni, V.

Одна из важнейших областей, о которых мы знаем меньше всего - нижняя часть континентальной коры [5]. Главным источником информации о составе гнейсо-гранулитового слоя (870-950оС; 7-11 кб) в Тянь-Шане являются нодули гранулитов - наиболее достоверные образцы этого слоя [5]. Представительность опробования подкреплена большим числом включений (более 1200 шт.), содержащихся в нескольких десятках трубок и даек разных зон. Средний химизм нижней коры в блоках континентального типа отвечает К-мелаандезиту [6], обогащенному щелочами и рядом литофильных редких элементов. Несмотря на определенные преобразования вещества нижней коры региона в фанерозое они сопоставимы с гранулито-гнейсовыми блоками ряда щитов.

Одним из важных объектов верхней мантии являются щелочные базиты MZ1 диат-рем (90 шт) и даек. Они выступают не только в качестве «транспорта», выносящегося к поверхности фрагменты глубинного вещества. Еще существеннее, что они являются результатом плавления разуплотненных и метасоматизированных мантийных субстратов. Среди трубок присутствуют недифференцированные (примитивные) пикробазиты - непосредственные продукты плавления мантийных метасоматитов. Процессы внутримантийного магматизма и метасоматоза, ведущие к разогреву и разуплотнению первичной мантии, часто сопровождаются аномально высокими концентрациями редких элементов. Предполагается их сверхглубинный источник, связанный с нижнемантийными плюмами и «дочерними» диапирами. Это подтверждается обнаружением в ряде тел микроалмазов, многочисленные находки которых в Тянь-Шане позволили выделить один из крупнейших в мире поясов алмазоносных щелочных базитов [7].

В литосфере региона коромантийный слой занимает промежуточное положение между нижнекоровыми гранулитами и верхней мантией (12-17 кб; 900-1000оС). В его составе преобладают плагиоклазовые пироксениты, горнблендиты и биотит-керсутитовые габбро. Средний состав слоя отвечает субщелочному Fe-Ti - пикробазиту. Хотя по физическим свойствам он тяготеет к «базальтовому» слою коры, но по составу и генезису тесно связан с мантийными породами и процессами. В геохимическом плане он отражает перенос субщелочных К - пикритоидных магм (щелочи, Ti, Fe, Al, летучие - H2O, CO2 F, P), а также Nb, Zr, Ba, Sr,

ЯЬ, ТЬ и т.д. [8]. При этом происходит наращивание коры за счет магматического андерплей-тинга.

Построение моделей верхней мантии по ксенолитам предполагает, что их распространенность в общем согласуется с реальными соотношениями в литосферном разрезе. Неоднородность мантии определяется процессами деплетирования (плавления) и метасоматоза разных типов. Преобладают нодули шпинелевой и шпинель-гранатовой фации (1000-1170°С, 16-22 кб), хотя как указано выше, некоторые их очаги достигают уровня алмазной фации. Особенности мантии Тянь-Шаня включают достаточно широкое развитие гарцбургитов (около 20%), более характерных для платформ, а также мощное проявление процессов метасоматоза, преимущественно калиевого. Характерны также пониженная фугитивность кислорода и высокая насыщенность углеродом. Следует отметить, что общий геохимический профиль региона в общем коррелируется с высокой калиевостью и редкоэлементной спецификой мантийных метасоматитов и щелочных базитов [9]. Наблюдается геохимическая связь между разноглубинными оболочками и слоями литосферы Тянь-Шаня. Основная геохимическая специфика верхней мантии и земной коры региона, вероятно, заложенная еще в докембрии, во многом предопределила геохимический и металлогенический профиль Тянь-Шаньской провинции.

Работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра

(грант А-1418).

Институт геологии Поступило 29.10.2007 г.

АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Земная кора и верхняя мантия Таджикистана. Дониш: Душанбе, 1981, 283 с.

2. Кольская сверглубокая. М.: Недра, 1984, 490 с.

3. Бабаев А.М. и др. Сейсмические условия территории Таджикистана. Душанбе: Международный университет Таджикистана, 2005, 92 с.

4. Лутков В.С. и др. - Геохимия, 1999, №6, с.574-581.

5. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988, 379 с.

6. Лутков В.С. и др. - Геохимия, 2002, №4, с.386-398.

7. Лутков В.С., Файзиев А.Р. - Докл. РАН, 2007, Т.413, №2, с.1-3.

8. Лутков В.С. - Геохимия, 2000, №3, с.334-340.

9. Лутков В.С. и др. - Геохимия, 2007, №5, с.507-521.

В.С.Лутков, А.М.Бабаев ЛИТОСФЕРАИ ТЁН-ШОН (ТО^ИКИСТОН)

Маълумотх,ои нав оид ба бурриши кабати мантия ва мантияю пустлохи Тён-Шон оварда шудаанд. Алоках,ои хдрорап ва падидах,ои генетикии таркиби гуногуни кабатх,ои ли-тосфераи минтака ошкор карда шудаанд.

V.S.Lutkov, A.M.Babaev LITHOSPHERE OF TIEN-SHAN (TAJIKISTAN)

This of papers as the result of material of composition of alkaline basites, mantle xenoliths and continental crust.