CC BY
49
Геохимия, минералогия, петрология
УДК 551.24+ 550.93+ 552.16
РОЛЬ ПЛЮМ-ТЕКТОНИКИ И СДВИГОВО-РАЗДВИГОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ЛИТОСФЕРЫ В ЭВОЛЮЦИИ РАННИХ КАЛЕДОНИД ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ И РУДОПРОДУКТИВНОСТИ МАГМ
А.Г. Владимиров1, В.Г. Владимиров2, Н.И. Волкова3, А.С. Мехоношин4, Г.А. Бабин5, А.В. Травин 6, Т.Б. Колотилина7, С.В. Хромых 8, Д.С. Юдин9, И.В. Кармышева10, И.Б. Корнева 11, Е.И. Михеев12
Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36.
I-3, 5,6,8-11Институт геологии и минералогии СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3. 4,7Институт геохимии СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского,1а.
4,7Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
5Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, г. Новосибирск, Красный пр., 67.
8Президиум Сибирского отделения РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3. 12 Новосибирский государственный университет, 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2.
Обсуждается роль плюм- и плейт-тектонических факторов в истории геологического развития ранних каледонид Центральной Азии. Выделен Алтае-Саянский плюм (£-О) и рассмотрена проблема его воздействия на литосферу Сибирского кратона и Палео-Азиатского океана. Проведена событийная корреляция магматизма, метаморфизма и сдвигово-раздвиговых деформаций Сангиленского (Юго-Восточная Тува) и Ольхонского (Западное Прибайкалье) регионов, которые свидетельствуют о синхронизации тектоно-термальных импульсов в Центральной Азии в позднекембрийско-ордовикский период времени.
Библиогр. 15 назв. Ил. 7.
Ключевые слова: сдвигово-раздвиговые деформации; тепловые импульсы; каледониды Центральной Азии; магматизм; метаморфизм; геохронология; рудопродуктивность.
Владимиров Александр Геннадьевич, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, профессор НГУ, и.о. профессора ТГУ, e-mail: vladimir@uiggm.nsc.ru
Vladimirov Alexander, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Principal Researcher, Professor of NSU, Acting Professor of TSU, e-mail: vladimir@uiggm.nsc.ru
2Владимиров Владимир Геннадьевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, e-mail: vvg58@uiggm.nsc.ru
Vladimirov Vladimir, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior research worker, e-mail: vvg58@uiggm.nsc.ru
3Волкова Нина Ивановна, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, email: nvolkova @uiggm.nsc.ru
Volkova Nina, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior research worker, e-mail: nvolkova @uiggm.nsc.ru
4Мехоношин Алексей Сергеевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, профессор НИ ИрГТУ, тел.: (3952) 42-99-46, e-mail: mekhonos@igc.irk.ru
Mekhonoshin Alexey - Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior research worker, Professor of NR ISTU, tel.: (3952) 42-99-46, e-mail: mekhonos@igc.irk.ru
5Бабин Геннадий Алексеевич, кандидат геолого-минералогических наук, зав. отделением, тел.: (383)222-09-47, e-mail: babin@sniiggims.ru
Babin Gennady, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Head of the Department, tel.: (383)222-09-47, e-mail: babin@sniiggims.ru
ROLE OF PLUME-TECTONICS AND STRIKE-SLIP DEFORMATIONS OF THE LITHOSPHERE IN THE EVOLUTION OF EARLY CENTRAL ASIAN CALEDONIDES AND ORE-BEARING OF MAGMAS
A.G. Vladimirov, V.G. Vladimirov, N.I. Volkova, A.S. Mekhonoshin, G.A. Babin, A.V. Travin, T.B. Kolotilina, S.V. Khromykh, D.S. Yudin, I.V. Karmysheva, I.B. Korneva, E.I. Mikheev
National Research Tomsk State University, 36, Lenin Av., Tomsk, 634050.
Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, 3, Academician Koptug's Av., Novosibirsk, 630090.
Institute of Geochemistry SB RAS, 1a, Favorsky St., Irkutsk, 664033.
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources RAS, 67, Krasny Av., Novosibirsk, 630091;
Presidium of SB RAS, 3, Academician Koptug's Av., Novosibirsk, 630090.
Novosibirsk State University, 2, Pirogov St., 3, Novosibirsk, 630090.
The article discusses the role of plume- and plate- tectonic factors in the geological evolution of Early Central Asian Caledonides. The authors identify the Altai-Sayan plume and examine the issue of its influence on the lithosphere of the Siberian Craton and the Paleo-Asian Ocean. They carry out the event correlation of magmatism, metamorphism and strike-slip deformations of Sangilen (South-East Tuva) and Olkhon (West Baikal Area) regions, which indicate the synchronization of tectono-thermal pulses in Central Asia in the Late Cambrian-Ordovician Period.
15 sources. 7 figures
Key words: strike-slip deformations; thermal pulses; the Central Asian Caledonides; magmatism; metamorphism; geochronology; ore-bearing.
В геологической истории развития Центральной Азии особое место занимает венд-кембро-ордовикский этап, в течение которого произошла аккреция окраинноморско-островодужных систем к Сибирскому кратону. С точки зрения классической плейт-тектоники эти геодинамические процессы были оха-растеризованы Н.Л. Добрецовым с соав-
торами, а также А.М.Дж. Шенгером и Б.Н. Натальиным в рамках Международного проекта IGCP-380 (1990-1993), основные материалы которого опубликованы в спецвыпуске журнала «Геология и геофизика» (1994. Т. 35, № 7-8). Результаты более поздних структурно-петрологических и изотопно-геохронологических исследований отражены в
6Травин Алексей Валентинович, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел.: (383) 334-28-39, e-mail: travin@uiggm.nsc.ru;
Travin Alexey, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior research worker, tel.: (383) 33428-39, e-mail: travin@uiggm.nsc.ru
7Колотилина Татьяна Борисовна, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, доцент НИ ИрГТУ, тел.: (3952) 42-99-46, e-mail: tak@igc.irk.ru;
Kolotilina Tatiana - Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior researcher, Associate professor of NR ISTU, tel.: (3952) 42-99-46, e-mail: tak@igc.irk.ru
8Хромых Сергей Владимирович, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, учёный секретарь, тел.: (383) 333-35-23, e-mail: serkhrom@uiggm.nsc.ru;
Khromykh Sergei, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Research worker, Scientific Coordinator, tel.: (383) 3333523, e-mail: serkhrom@uiggm.nsc.ru
9Юдин Денис Сергеевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел.: (383) 330-78-39, e-mail: dsyudin@gmail. com
Yudin Denis, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior research worker, tel.: (383) 33078-39, e-mail: dsyudin@gmail.com
10Кармышева Ирина Владимировна, младший научный сотрудник, e-mail: iri@uiggm.nsc.ru
Karmysheva Irina, Junior research worker, e-mail: iri@uiggm.nsc.ru
11Корнева Ирина Борисовна, аспирант, e-mail: Irina.B.Korneva@gmail.com
Korneva Irina, Postgraduate, e-mail: Irina.B.Korneva@gmail.com
12 Михеев Евгений Игоревич, магистрант, e-mail: mikheev.evg@gmail.com
Mikheev Evgeny, Undergraduate, e-mail: mikheev.evg@gmail.com
в работах Международных проектов IGCP-420 «Continental Growth in the Phanerozoic: Evidence from Central Asia» (2000-2003) и IGCP-480 «Structural and Tectonic Correlation Across the Central Asia Orogenic Collage: North-Eastern Segment» (2004-2006).
За прошедшие 10 лет накоплена новая геологическая, структурно-петрологическая и изотопно-геохронологическая информация, которая позволила обосновать активную роль мантии, проявившуюся в ходе становления Сибирского континента и его взаимодействия с Палео-Азиатским океаном. Это отражено в циклах статей Н.Л. Добре-цова, В.И. Коваленко, М.И. Кузьмина и В.В. Ярмолюка (1999-2010), а также в материалах ежегодной конференции «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», г. Иркутск, 2003-2010.
Однако остались нерешенными вопросы относительной роли плюм- и плейт-тектонических факторов в формировании ранних каледонид Центральной Азии.
Плюм-тектонические факторы. Для Центральной Азии сейчас можно считать обоснованной активную роль термохимических плюмов (Таримский, Р2, Сибирский, P2-Ti, Тибетский, KZ), динамика формирования которых принципиально отличается от детально изученных внутриконтинентальных рифто-вых систем, например, Восточно-Африканских рифтов [6].
Для крупных изверженных провинций Центральной Азии (LIP), являющихся отражением термохимических плюмов на наблюдаемом эрозионном срезе земнойкоры, не характерно формирование инициальных купольных поднятий с последующим «тройным» расколом и рифтогенезом. Напротив, определяющее значение получают траппы, сопряженные с рассеянными трещинными деформациями (Сибирь), трансрегиональные рои и дайковые по-
яса щелочно-базитовых даек (Забайкалье), расслоенные габброиды с Си-№ и ЭПГ-оруденением, метаморфические комплексы НР^Т и НТ^Р типов, а также гранитоидные батолиты (Алтае-Саянская складчатая область, Забайкалье, Северо-Западная Монголия и Восточный Казахстан), с которыми связаны промышленные месторождения золота, железа и редких металлов (Мо-2п-РЬ-Св, Та-№ и др.).
В этих специфических геодинамических обстановках стираются индикаторные признаки плюмового магматизма, которые в конкретных регионах Центральной Азии зачастую сохраняют петрогеохимические и изотопно-геохимические характеристики надсубдукци-онных процессов, связанных с взаимодействием Сибирского континента и микроконтинентов с Палео-Азиатским океаном. Вместе с тем масштабы магматизма в Центральной Азии оказываются намного больше, чем в современных окраинноморско-островодужных системах и (или) на активных континентальных окраинах.
Плейт-тектонические факторы. Роль сдвигово-раздвиговых деформаций литосферы, как одного из определяющих факторов в истории тектонического развития континентов, неоднократно подчеркивалась академиком В.Е. Хаи-ным. Здесь важно отметить, что в Центральной Азии сдвигово-раздвиговые деформации литосферы и, как следствие, возникновение локальных участков декомпрессии, обеспечивают подъем астеносферных выступов на границу «мантия-кора» с формированием крупных очагов базитовых магм. Эти очаги являются главным стимулирующим фактором при прогреве и гранитизации земной коры и одновременно опреде-ля-ют рудогенерирующий потенциал Южной Сибири. Однако, остаются нерешенными вопросы, связанные с механизмами контрастного метаморфизма (НР^Т и НТ^Р-типы) и подплавления нижней коры, а также динамики вне-
дрения и становления рудопродуктив-ных базитовых и гранитоидных магм на верхние уровни земной коры.
В настоящей статье эти вопросы обсуждаются на примере сравнительного анализа и событийной корреляции магматизма, метаморфизма и сдвигово-раздвиговых деформаций раннекаледон-ских горноскладчатых сооружений Сангиленского (Юго-Восточная Тува) и Ольхонского (Западное Прибайкалье) регионов. Первый пример отвечает варианту коллизии «Тувино-Монгольский микроконтинент - островная дуга», второй - «Сибирский кратон - островная дуга».
Прежде чем перейти к сравнительной характеристике этих эталоно-типных регионов, необходимо ввести понятие Алтае-Саянской крупной изверженной провинции (ASLIP), влияние которой на геологическую структуру западного сектора Центрально-Азиатского складчатого пояса, по мнению авторов настоящей статьи, являлось определяющим.
Алтае-Саянский плюм (€3-0). С учетом имеющихся представлений о геодинамической природе и диагностических признаках изверженных провинций (LIP) (www.largeigneousprovinces. org) охарактеризуем масштабы, структуру и специфику мантийно-корового взаимодействия Алтае-Саянского плю-ма с литосферой Сибирского кратона и Палео-Азиатского океана в кембрийско-ордовикское время.
На рис. 1 показаны кембро-ордо-викские метаморфические и магматические комплексы, отражающие контуры Алтае-Саянского плюма на современном эрозионном срезе земной коры. На рис. 2 приведены гистограммы изотопно-геохронологических дат, построенные для магматических систем мантийного и корового генезиса. Обращает на себя внимание синхронизация процессов мантийно-корового взаимодействия в возрастном интервале 510-450 млн лет. Кроме того, выявлен статисти-
чески достоверный пик гранитоидного магматизма (400-380 млн лет), объяснение которого выходит за рамки настоящей статьи. Здесь важно подчеркнуть, что на территории Южной Сибири отсутствуют отчетливые геологические признаки воздействия ASLIP на Сибирский кратон, что предполагает обратную вергенцию падения субдук-ционных зон под микроконтиненты и супертеррейны, океанические плато и симаунты, входящие в структуру ПалеоАзиатского океана. Вместе с тем, обращают на себя внимание гигантские масштабы кембрийско-ордовикских гранитоидных батолитов Центральной Азии, сопоставимые с Андийской окраиной Южной Америки, а также широкое развитие крупномасштабных «горячих» сдвигово-раздвиговых систем, контролирующих пассивное внедрение мантийных и коровых магм на верхние уровни земной коры. Последний момент является наиболее дискуссионным и его обоснование следует рассматривать как одну из главных задач настоящей статьи.
Сангиленское горно-складчатое сооружение (Юго-Восточная Тува)
было сформировано в раннекаледонское время в результате косой коллизии Таннуольской островодужной системы с Тувино-Монгольским микроконтинентом (ТММ) [2-3, 5, 8-10, 13].
На рис. 3-4 представлены тектонические схемы Западного Сангилена с вынесенными результатами изотопно-геохронологических и структурно-кинематических данных, подтверждающих левосторонний характер сдвигово-раз-двиговых деформаций во время коллапса раннекаледонского горно-складчатого сооружения и его развала в условиях вязко- и хрупко-пластичных деформаций земной коры. Эти материалы позволяют реконструировать геодинамическую модель формирования Сангилен-ского аккреционно-коллизионного оро-гена. Выделены следующие этапы (от ранних к поздним) [2-3, 5].
Рис 1. Тектоническая позиция Алтае-Саянской крупной изверженной провинции (ASLIP) в структурах Центральной Азии. Составлена на основе материалов [1-4,
7-11,13-15] с авторскими дополнениями:
1 - Сибирский кратон; 2 - микроконтиненты с рифейским терригенно-карбонатным чехлом и наложенные на их краевые части раннекаледонские коллизионно-сдвиговые пояса ремобилизации (shear-zones); 3 - рифтогенные комплексы (R3); 4-6 - островодужные комплексы (4 - позднерифейские, 5 -вендские, 6 - кембрийские); 7 - террейны с раннекаледонской ремобилизацией коры; 8 - орогенные молассы и осадочные бассейны (подний кембрий - силур); 9 - геологические комплексы среднего палеозоя - раннего мезозоя; 10 - гранитоидные батолиты раннего палеозоя; 11 - основные разломы; 12 -аккреционно-коллизионные орогены раннекаледонского возраста (1 - Сангиленский регион, Юго-Восточная Тува, 2 - Ольхонский регион, Западное Прибайкалье)
Окраинноморско-островодужный этап (~620-520 млн лет). На окраине ТММ преобладали пликативные деформации, которые можно наблюдать в кар-бонатно-терригенных толщах Западного и Центрального Сангилена. Происходило сжатие и одновременно утолщение окраинно-континентальной литосферы ТММ, что обеспечило условия для проявления прогрессивного метаморфизма, не превышавшего уровень зеле-носланцевой фации. На этот период к проникающим тектоническим нарушениям можно отнести лишь Агардаг-скую офиолитовую зону. Нижняя воз-
растная граница ее заложения может быть определена по обдуцированному на край ТММ офиолитовому комплексу (569±1 млн лет, и/РЬ [3]).
Раннеколлизионный этап (530-510 млн лет). Прекращение субдукции и возрастание давления океанической ли-тосферной плиты на край ТММ повлекло за собой увеличение интенсивности орогенных процессов на Сангилене и, как следствие, возрастание уровня метаморфизма до верхов эпидот-амфиболи-товой фации повышенных давлений (кианитсодержащие ассоциации) НР^ типа. Магматизм был незначителен (ин-
Рис. 2. Гистограммы изотопно-геохронологических дат (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr, Ar-Ar методы), построенные для магматических систем мантийного (А) и корового (Б) генезиса:
в основу положена объектно-ориентированная база изотопно-геохронологических данных
Г.А. Бабина (СНИИГГиМС, г. Новосибирск)
ъекции тоналит-трондъемитовых расплавов ортоадырского комплекса [9]). Возрастной рубеж 525-510 млн лет являлся ключевым в эволюции региона - произошло заложение проникающих дизъюнктивов (Эрзинская и Кокмолгар-гинская сдвиговые зоны), которые совместно с Агардагской шовной зоной сформировали сдвиговую систему и привели к фрагментации коры Санги-ленского массива на Мугуро-Чинчи-лигский и Эрзин-Нарынский тектонические блоки. Характер деформаций изменился с покровно-складчатых на сдвигово-раздвиговый. В условиях продолжающегося косого сжатия деформации с правосдвиго-взбросовой кинема-
тикой привели к реологическому расслоению коры по деколлементам с формированием промежуточных магматических камер. Внедрение по ослабленным зонам базитовых расплавов (Пра-вотарлашкинский массив, 524±9 млн лет, амфибол, Ar/Ar [3]) обеспечивало дополнительный прогрев метаосадоч-ных толщ. В то же время прогрев в сочетании со сбросом общего давления привел к частичному плавлению мета-осадков, смене характера метаморфизма от повышенных давлений на метаморфизм умеренных давлений андалузит-силлиманитового типа [3, 5].
Позднеколлизионный этап (500490 млн. лет) фиксируется ослаблением
Рис. 3. Тектоническая схема Сангиленского аккреционно-коллизионного орогена (Юго-Восточная Тува) с вынесенными изотопно-геохронологическими данными (U-Pb, Rb-Sr, Ar-Ar) метаморфических и магматических комплексов ([2-3, 5, 8-10], с авторскими дополнениями):
1 - Эрзинская и Кокмолгаргинская трансформно-сдвиговые зоны (Ci-2); 2 - Агардагская аккреционно-коллизионная сдвиговая зона (У-С1); 3 - Мугуро-Чинчилигский метаморфический блок; 4 - Эрзин-Нарынский метаморфический блок; 5 - эрзинский гранулитовый мигматит-гранитный комплекс (€3-О1); 6 - Таннуольская островная дуга (V-C1); 7 - карбонатно-терригенный чехол Тувино-Монгольского микроконтинента (V1); 8 - габбро-диориты и габброиды Правотарлашкинского массива; 9 - башкымугур-байдагская габбро-монцодиорит-гранит-лейкогранитная серия (О1-2); 10 - нижнеэрзинско-тесхемская-габбро-монцодиорит-граносиенит-гранитная серия (О1); 11 - границы покровов; 12 - номера метаморфических и магматических комплексов и массивов, для которых проведены изотопно-геохронологические исследования: 1 - Правотарлашкинский массив, 2 - дайки тоналитов-трондьемитов, 3 -монцодиориты и кварцевые диориты Баянкольского массива, 4 - габброиды Баянкольского массива, 5 - Эрзинский массив, 6 - Матутский массив, 7 - Ухадагский массив, 8 -Нижнеулорский массив, 9 - тесхемский комплекс, 10 - мигматит-граниты эрзинского гранулитового мигматит-гранитного комплекса, 11 - минглинг дайки, 12 - Башкымугурский массив, 13 - Байдагский массив, 14 - биотитовые гнейсы, 15 - камптонитовые дайки
транспрессионного режима и сменой правосдвиго-взбросовой кинематики на левосдвиговую. Появление локальных сдвигово-раздвиговых зон обеспечило условия для инъецирования базитовых расплавов в верхние уровни коры -
внедрение и становление Баянкольского (489±3 млн лет, амфибол, Ar/Ar; 497±4, 507±14 млн лет, циркон, U-Pb) и Эрзинского (492±10 млн лет, циркон, U-Pb; 486±10, 490±10 млн лет, вал, Rb/Sr) габбро-монцодиоритовых массивов [2-
ю
-1)1 [7^2 ЕЗз П4 05 О6 Н7 ■ ИЗ9 11*110 Рис. 4. Структурно-кинематическая схема Западного Сангилена с вынесенными представительными фотографиями обнажений, описывающих кинематику вдоль Эрзинской сдвигово-раздвиговой зоны (Юго-Восточная Тува).
Условные обозначения к карте см. на рис. 3. Представительные фотографии обнажений: (А) - Левоедвиговые деформации, наложенные на мигматиты и автохтонные граниты эрзинского гранулитового мигматит-гранитного комплекса. Индикатором левого сдвига является структура растяжения типа С'/Э. (Б) - Левосдвиговые деформации, наложенные на граниты Матутского гнейсогранитного комплекса. Индикатором левого сдвига является структура растяжения типа С'/Э. (В) - Складка волочения, образованная при левом сдвиге. Деформация прожилка лейкосомы в мигматитах эрзинского гранулитового комплекса на западном контакте Баянкольского массива. (Г) -Хрупко-пластичные левосдвиговые деформации в обрамлении Нижнеулорского массива. Складка Рамси, представляющая собой эшелонированную систему трещин раскрытия, заполненных кварцевым материалом.
3, 5, 8-10]. Продолжался локальный прогрев коры, приуроченный преимущественно к Агардагскому, Эрзинскому и Кокмолгаргинскому дизъюнктивам, с региональным метаморфизмом умеренных давлений андалузит-силлиманито-вого типа. Возрастной рубеж (490-480 млн лет) отвечает кардинальному переходу от условий сжатия к растяжению. Начавшееся общее растяжение со сбросом давления обеспечило условия для широкого развития в верхней коре «рассеянной» трещинной тектоники, повсеместного образования и перемещения внутрикоровых кислых расплавов - ме-зоабиссальные гранитоиды тесхемского субщелочного граносиенит-гранит-лей-когранитного комплекса (485±15 млн лет, амфибол, Ar/Ar; 480±5 млн лет, циркон, U-Pb; 471±10, 473±7 млн лет, вал, Rb/Sr), синкинематические жилы, дайки и пластообразные залежи чжар-галантского гранит-лейкогранитного комплекса (489±3, 489±3 млн лет, циркон, U-Pb).
Коллапс коллизионного орогена (470-460 млн лет) отражает смену геодинамической обстановки сжатия на сдвигово-раздвиговое растяжение. Первоначально эти деформации реализовы-вались в пределах сдвиговых зон с внедрением в локальные области раздвигов мантийных магм (Башкымугурский габ-броидный массив (465±6 млн лет, циркон, U-Pb; 465±1, 468±1 млн лет, амфибол, Ar-Ar; 465±5 млн лет, вал, Rb-Sr) и коровых выплавок известково-щелоч-ных и (или) субщелочных гранит-лейко-гранитов. В дальнейшем в режим растяжения был вовлечен весь ороген. Формирующаяся система сопряженных сдвигово-раздвиговых зон контролировала внедрение значительных объемов расплавов основного и кислого составов. Внедрение базитовых расплавов привело к контактовому прогреву гранат-биотитовых гнейсов Мугуро-Чин-чилигского блока (464±1 млн лет, биотит, Ar-Ar) и гранат-биотит-кордиери-товых гнейсов Эрзинской сдвиговой зо-
ны (468±6, 469±8 млн лет, вал, Rb-Sr). Петрологическим индикатором этой стадии являются многочисленные комбинированные базит-гранитные дайки и минглинг-дайки, указывающие на синхронное вскрытие разноглубинных магматических камер в нижней и средней коре (471±2 млн лет, амфибол, Ar-Ar; 463±1 млн лет, биотит, Ar-Ar; 467±21 млн лет, вал, Rb-Sr).
Внутриплитные этапы (450-430 млн лет) отображают трансформно-сдвиговое растяжение континентальной литосферы, что сопровождалось трещинной тектоникой, внедрением даек камптонитов и мончикитов агардаг-ского щелочно-базальтоидного комплекса (448±2 млн лет, амфибол, Ar-Ar; 441±1 млн лет, биотит, Ar-Ar), минг-линг-даек (434±2 млн лет, биотит, ArAr) и локальным регрессивным метаморфизмом пород до уровня зелено-сланцевой фации.
Ольхонский регион (Западное Прибайкалье) в структурном отношении представляет собой коллизионный коллаж, сложенный разномасштабными пакетами тектонических литопластин, бластомилонитов и милонитов, различающихся породными ансамблями, составом протолитов, степенью их метаморфических преобразований и спецификой магматизма [1, 4, 11, 14-15]. На рис. 5 показана тектоническая схема Ольхонского региона (врезка) и объектно-ориентированная база петрологических и изотопно-геохронологических данных. C северо-запада на юго-восток здесь выделяются три главные зоны (ли-топластины): Чернорудская - гранули-товый метаморфизм, Анга-Сахюрты -амфиболитовый метаморфизм и Ангин-ская - эпидот-амфиболитовый метаморфизм.
Эти литопластины на современном эрозионном срезе разделены более узкими полосами с наиболее интенсивным развитием процессов милонитиза-ции. Термохронологические тренды с оценкой возрастов, состава протолитов,
415±3(Amf) 410±2(Amf)
424±4 (Bt)___
415±4(Ms)[448±4(Amf)||423±4 (Bt)||448±4 (Amf)|
435±4 (Amf)_
419±4 (Bt) 406±3,5 (Bt)| |439±7 (Amf)| |445±2 (Amf)|
439±4 (Amf) 430±4 (Bt) 437±5 (Amf) 432±6 (Bt)
|471±6 (Amf)
104° I 108-1 Г 3
i / ® п
Приольхс
п i А—
|106° \ 5 Оки
|430±6 (Bt)| |500±3 (Amf)| |435±4 (Bt)|
412±4 (Bt) 391 ±4 (Bt)
1
- - 2
i
¡394±4 (Amf)| |412±5 (Bt)|[434±5 (Amf)| |413±4 (Ms)| |447±14 (Amf)]
с?
["« ж » 8 » >» 10
ш 11
Рис. 5. Тектоническая схема Ольхоиского аккреционно-коллизионного орогена (Западное Прибайкалье) с вынесенными изотопно-геохронологическими данными метаморфических и магматических комплексов ([1, 4, 14, 15], с авторскими дополнениями): 1 - архей-раннепротерозойские структурно-вещественные комплексы Сибирского кратона; 2 - бластомилониты Приморского разлома и "коллизионного шва"; 3-7 - раннепалеозойские структурно-вещественные комплексы Ольхонского региона: 3 - метаморфические породы Чернорудской зоны (гранулитовая фация), 4 - метаморфические породы зоны Шида (амфиболитовая фация), 5 - метаморфические породы зоны Анга-Сахюрты (амфиболитовая фация), 6 - метаморфические породы «комплекса Орсо» (эпидот-амфиболитовая фация), 7 - метаморфические породы Ангинской зоны (эпидот-амфиболитовая фация); 8-10 - раннепалеозойские интрузивные комплексы: 8 - массивы габброидов, монцодиоритов, монцонитов бирхинского комплекса в Ангинской зоне, 9 - тела и жилы гранитоидов шаранурского (в зонах Анга-Сахюрты и Чернорудской) и айнского (в Ангинской зоне) комплексов, 10 - Тажеранский массив щелочных габброидов, нефелиновых сиенитов и сиенитов; 11-точки отбора проб для геохронологических исследований: (а) - U-Pb изотопное датирование по циркону (Zm-циркон), (б) - 40Аг/39Аг датирование по калийсодержащим минералам. Результаты датирования приведены в млн. лет, условные обозначения даны по (Kretz, 1983): Amf - амфибол, Bt - биотит, Ms - мусковит.
Чернорудская зона
-ов Шида
Зона Анга-Сахюрты
Ангинская зона
Приольхс нье,
Иркутск
Айский массив
Тажеранский массив
СО «
п н
а
О
п К о -1
о о н
ы
а
О п К С
Рис. 6. Структурно-кинематическая схема Ольхонского аккреционно-коллизионного орогена (Западное Прибайкалье) с представительными фотографиями шлифов, ОПИСЫВаЮЩИХ кинематику деформаций: Условные обозначения к карте см. на рис. 5. Представительные шлифы: (А) - Деформации гранитогнейсов при левостороннем сбросо-сдвиге. Индикатором левосдвиговой кинематики является структура растяжения типа С/в, сформированная волокнистыми агрегатами фибролита. (Б) - Деформации бластомилонитов по биотитовым сланцам при правостороннем взбросо-сдвиге. Индикаторами деформаций являются структуры растяжения С/в типа, тайлинг порфирокластов полевого шпата. (В) - Деформации бластомилонитов по гранат-биотитовым сланцам при левостороннем сбросо-сдвиге. Следы "холодной" милонитизации отсутствуют. Индикаторами правовсторонней кинематики являются структуры растяжения С/С/5 типа, вращение порфирокластов полевого шпата и граната, наклонные структуры по направлению сдвига шестоватых агрегатов кварца.
Р-Т параметров метаморфизма и специфики магматизма позволяют предложить следующий сценарий геодинамического развития Ольхонского региона [1, 4, 14].
Окраинноморско-островодужный этап (620-525 млн лет). На южной окраине Сибирской платформы (в современных координатах) существовал окраинноморско-островодужный бассейн, фрагментами которого на современном эрозионном срезе являются толеитовые метабазальты и габбро-пироксениты Чернорудской зоны (возраст метабазальтового протолита 624 ± 11 млн лет, циркон [1, 4]). Реконструкция термохронологической эволюции гранулитов и синметаморфических габ-бро-пироксенитов представлена в [14].
Раннеколлизионный этап (530+5 млн лет). В этот период времени произошло региональное метаморфическое событие (амфиболитовая фация), предшествующее гранулитовому метаморфизму. Вероятнее всего, намеченный возрастной рубеж отражает финальную стадию надсубдукционных процессов.
Позднеколлизионный этап (500490 млн лет). Этот возрастной рубеж следует связывать с кульминацией коллизионного сжатия, сопровождавшегося заложением проникающих нарушений первого порядка, контролирующих внедрение габброидов бирхинского (озер-ского) комплекса (Ангинская зона), габбро-пироксенитов, гиперстеновых плагиогранитов и кварцсодержащих сиенитов чернорудского комплекса (Чер-норудская зона). Массовое внедрение базитовых расплавов обеспечило прогрев и метаморфизм земной коры, вплоть до гранулитовой фации метаморфизма. Обращает на себя внимание отсутствие метаморфических и магматических пород с возрастом 495±5 млн лет в зоне Анга-Сахюрты, что позволяет предположить ее гипсометрически более высокое положение в коллизионном горно-складчатом сооружении.
Коллапс коллизионного орогена (~470±5 млн лет). Этот возрастной рубеж является ключевым в истории геологического развития Ольхонского региона и, по всей вероятности, отражает интерференцию плейт- и плюмтекто-нических факторов. К структурообразующим факторам следует отнести сдвигово-раздвиговые деформации в условиях перехода от тектонической обстановки сжатия (транспрессия и горообразование) к длительному периоду растяжения и развала горно-складчатого сооружения. Индикатором смены тектонического режима служит резкое изменение кинематики движений от правосторонних сдвиго-взбросовых на левосторонние, сопровождавшиеся внедрением синкинематических стресс-гранитов шаранурского комплекса и минглинг-даек (рис. 6). В Ангинской зоне этому же возрастному рубежу отвечают субщелочные микрогаббро, сиениты и нефелиновые сиениты таже-ранского комплекса, внедрение и становление которых также контролировалось левосторонними сдвиговыми деформациями [15].
Внутриплитные этапы (440-415 млн лет) характеризуются амагматич-ностью в условиях широкого распространения милонитизации и бластоми-лонитизации толщ (левосторонняя кинематика деформаций) при относительно низких Р-Т-условиях (эпидот-амфибо-литовая и зеленосланцевая фации метаморфизма). Эти возрастные рубежи соответствуют активизации тектонических движений (Приморский разлом и комплекс Орсо), происходивших в геодинамических условиях затухания Ал-тае-Саянского плюма, и одновременно -проворачивания Сибирского кратона против часовой стрелки.
Обсуждение результатов. Сравнительный анализ масштабов магматизма, метаморфизма и активности сдви-гово-раздвиговых деформаций в ранних каледонидах Центральной Азии позволяет предположить, что энергетичес-
кими источниками постколлизионных и внутриплитных геодинамических событий являлись термохимические плюмы [6].
Корреляция тектонических, метаморфических и магматических событий, произошедших на разноглубинных срезах земной коры Центральной Азии, подтверждает синхронизацию геологических событий во временном интервале 500-450 млн. лет (рис. 7). Раннека-ледонские аккреционно-коллизионные горно-складчатые сооружения Санги-ленского (Юго-Восточная Тува) и Оль-хонского (Западное Прибайкалье) регионов представляют собой геологические примеры кардинальной смены косого тангенциального сжатия литосферных плит и (или) микроплит на стадии закрытия Палео-Азиатского океана трансформными сдвигово-раздвиговыми де-
формациями. Это позволяет утверждать, что геодинамические сценарии зарождения, становления и коллапса коллизионных орогенов, реализованных в вариантах коллизии «микроконтинент - островная дуга» и «континент -островная дуга» чрезвычайно сходны. Учитывая геологические, структурно-петрологические и изотопно-геохронологические данные (см. рис. 3-6), можно считать очевидным, что значительные территории Центральной Азии в поздне-кембрийско-ордовикский период испытывали тепловые импульсы в системе «мантия - земная кора» и сопровождались реологическим расслоением земной коры.
В общепринятых геологических и тектонических терминах эти процессы ранее не описывались, и здесь предлагается ввести новое понятие - «горячие
Рис. 7. Гистограммы распределения изотопно-геохронологических данных (U-Pb, Rb-Sr, Ar-Ar) для аккреционно-коллизионныхраннекаледонских систем: А) Ольхонский регион, Западное Прибайкалье; Б) Сангиленский регион, Юго-Восточная Тува.
сдвиговые системы». Этот термин отражает взаимодействие мантии и коры в условиях сдвигово-раздвиговых деформаций, когда происходит увеличение теплового потока, вызывающее пиковые метаморфические процессы в земной коре при коллапсе коллизионных орогенов, а также внедрение и становление мантийных и коровых магм на верхние уровни земной коры.
В заключение можно сделать следующие выводы:
1. Впервые обоснованы масштабы, структура и возраст Алтае-Саянской крупной изверженной провинции, являющейся отражением плюмовой активности в позднекембрийско-ордовикский период времени на территории Центральной Азии. Корреляция метаморфических и магматических событий, а также импульсов сдвигово-раздвиговых деформаций литосферы подтверждает вывод о том, что позднекембрийско-ор-довикский этап являлся кардинальным возрастным рубежом в истории геодинамического развития Сибирского кра-тона и Центрально-Азиатского складчатого пояса. В этот период были заложены главные структурные линеамен-ты, определившие стиль и структурный рисунок геологического строения Центральной Азии.
2. Рассмотренные материалы по ранним каледонидам Западного Сан-гилена (ЮВ Тува) и Ольхонского региона (Западное Прибайкалье) указывают на сходный геодинамический сценарий аккреционно-коллизионных событий и коллапса коллизионных оро-генов в условиях подъема верхнемантийных астеносферных выступов (мантийных диапиров).
3. Введено новое тектоническое и геодинамическое понятие - «горячие сдвиговые системы» как альтернатива рифтовым системам в геодинамических условиях сжатия и скольжения лито-сферных плит и микроплит на постколлизионном этапе орогенеза.
4. Рудогенерирующий потенциал Южной Сибири во многом определяется формированием на границе «мантия-кора» крупных очагов базитовых магм.
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН (Программа фундаментальных
исследований ИП ОНЗ-9.3), РФФИ (гранты № 11-05-00144; 11-05-00758).
Библиографический список
1. Владимиров А.Г., Волкова Н.И., Мехоношин А.С. и др. Геодинамическая модель ранних каледонид Ольхонского региона (Западное Прибайкалье) // Докл. РАН. - 2011. - Т. 435, № 6. - С. 17.
2. Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Владимиров В.Г. и др. Синкинематичес-кие граниты и коллизионно-сдвиговые деформации Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува) // Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41, № 3. - С. 398-413.
3. Владимиров В.Г., Владимиров А.Г., Гибшер А.С. и др. Модель тектоно-метаморфической эволюции Сангилена (ЮВ Тува, Центральная Азия) как отражение раннекаледонского аккреционно-коллизионного тектогенеза // Докл. РАН. - 2005. - Т. 405, № 1. - С. 82-88.
4. Волкова Н.И., Владимиров А.Г., Травин А.В. и др. И-РЬ изотопное датирование ^НИМР-П) цирконов из гранулитов Ольхонского региона Западного Прибайкалья: возраст протолита и проблема геодинамической интерпретации гранулитового метаморфизма // Докл. АН. - 2010. - Т. 432, № 6. - С. 797-800.
5. Гибшер А.С., Владимиров А.Г., Владимиров В.Г. Геодинамическая природа раннепалеозойской покровно-складчатой структуры Сангилена (Юго-Восточная Тува) // Докл. РАН. - 2000, т. 370, № 4. - С. 489-492.
6. Добрецов Н.Л. Геологические следствия термохимической модели
плюмов // Геология и геофизика. - 2008. - Т. 49, № 7. - С. 587-604.
7. Добрецов Н.Л., Буслов М.М. Позднекембрийско-ордовикская тектоника и геодинамика Центральной Азии // Геология и геофизика. - 2007. - Т. 48, № 1. - С. 93-108.
8. Изох А.Э., Каргополов С.А., Шелепаев Р.А. и др. Базитовый магматизм кембро-ордовикского этапа Алтае-Саянской складчатой области и связь с ним метаморфизма высоких температур и низких давлений // Материалы конф. -Новосибирск: Изд-во ИГиЛ СО РАН, 2001. - С. 68-72.
9. Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. и др. Возраст метаморфизма кристаллических комплексов Тувино-Монгольского массива: результаты U-Pb геохронологических исследований гра-нитоидов // Петрология. - 1999. - Т. 7. -№ 2. - С. 174-190.
10. Козаков И.К., Ковач В.П., Ярмо-люк В.В. и др. Корообразующие процессы в геологическом развитии Тувино-Монгольского массива: Sm-Nd изотопные и геохимические данные по грани-тоидам // Петрология. - 2003. - Т. 11, № 5. - С. 491-511.
11. Мехоношин А.С. Колотилина Т.Б., Орсоев Д.А. и др. Индикаторная роль базит-ультрабазитовых комплексов в интерпретации геодинамической при-
роды тектонических блоков южного обрамления Сибирского кратона // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): материалы совещания. - Иркутск. - 2005. - Т. 2. - С. 49-53.
12. Пучков В.Н. Взаимоотношения плюм- и плейт-тектоники в перспективе развития глобальной геодинамической теории // Геодинамика, магматизм, метаморфизм и рудообразование. - Екатеринбург: УРО ИГиГ, 2007. - С. 23-52.
13. Руднев С.Н., Владимиров А.Г., Пономарчук В.А. и др. Раннепалеозой-ские гранитоидные батолиты Алтае-Са-янской складчатой области (латерально-временная зональность и источники) // Доклады РАН. - 2004, т. 396, № 3. - С. 369-373.
14. Травин А.В., Юдин Д.С., Владимиров А.Г. и др. Термохронология Чер-норудской гранулитовой зоны (Ольхон-ский регион, Западное Прибайкалье) // Геохимия. - 2009. - Т. 50, № 11. -С. 1181-1199.
15. Федоровский В.С., Скляров Е.В., Изох А.Э. и др. Сдвиговый тектогенез и щелочно-базитовый магматизм в коллизионной системе каледонид Западного Прибайкалья // Геология и геофизика. - 2010. - Т. 51, № 5. - С. 682-701.
Рецензент кандидат геолого-минералогических наук доцент Иркутского государственного технического университета И.Н. Семейкин
