CC BY
28
УДК 551.24+551.71
СТРУКТУРЫ РИФЕИД ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ
9 о
, Л.А.Рапацкая2, А.А.Иванов3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Установлено, что после распада архей-раннепротерозойского континента на два кратона, Сибирский и Северокитайский, между ними в рифее был образован рифейский континент, сочленивший эти кратоны вновь в единый Сино-Сибирский праконтинент, который распался в позднерифейско-раннепалеозойское время. Нынешние ри-феиды Центральной Азии представляют собой обрамления древних кратонов и террейны, отчлененные от них в процессе деструкции. Ил. 4. Библиогр. 10 назв.
Ключевые слова: рифеиды; Сибирская и Северокитайская платформы.
А.Н.Иванов1
STRUCTURES OF CENTRAL ASIAN RIPHEANIDES A.N. Ivanov, L.A. Rapatskaya, A.A. Ivanov
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
It is found that after the breakup of Archean - Early Proterozoic continent into two Cratons, the Siberian and North Chinese ones, a Riphean continent was formed between them. The last joined these cratons again into a single Sino-Siberian pra-continent that broke apart in the Late Riphean - Early Paleozoic time. Current ripheanides of the Central Asia are the framing of the ancient cratons and terranes abjuncted from them in the destruction process. 4 figures. 10 sources.
Key words: ripheanides; Siberian and North Chinese Platforms.
Ранее в статье «Дорифейская эволюция Сино-Сибирского праконтинента» и других работах рассмотрены процессы его дорифейской истории [4, 5]. В этой статье предлагается краткий обзор эволюции рифейских структур Центральной Азии, сформировавшихся на месте Центральноазиатского палеоокеа-на.
С начала позднего протерозоя, местами с конца раннего протерозоя, реконструируются процессы деструкции Сино-Сибирского раннедокембрийского континента, ведущей формой тектонического выражения которых явились многочисленные и разнообразные структуры рифтогенеза. Развитие этих структур сопровождалось раскрытием коры океанического типа, рекуррентно протекавшим и в фанерозое и чередовавшимся с фазами коллизии разновозрастных и гетерогенных континентальных сиалических масс (микроконтинентов, терейнов).
Наиболее выразительно процессы деструкции проявились в рифее и раннем палеозое, когда наряду с рифтогенезом по окраинам литосферных блоков происходили крупноамплитудные раздвиги внутри континента. Именно в это время, по-видимому, произошло раскрытие Казахстано-Монгольского праокеа-на с последующим формированием энсиматических
каледонских структур Алтае-Саянской, Западно-Монгольской, Казахстано-Тяньшаньской областей.
Почти одновременно с этим раскрытием произошло раскрытие и Зайсано-Гобийской океанической ветви с последующим формированием энсиматических структур главной герцинской полосы Центрально-Азиатского складчатого пояса. В это же время, по данным китайских геологов, предполагаются структурное обособление Таримской и Северокитайской платформ, а также другие крупноамплитудные деструкции в пределах Северного Китая [1, 9, 10].
Наличие океанического субстрата в зонах деструкции, относящегося к рифею, отмечалось на южной окраине Сибирской платформы, но не было известно ранее на северной периферии Северокитайской платформы. Теперь такие данные есть, на них мы остановимся ниже.
Примечательно, что в нижнем палеозое произошло раскрытие и палеокеана Япитус. Эти и другие глобальные деструктивные катаклизмы начала палеозоя сопровождались в Центральной Азии крупными перестройками структурных планов, щелочным магматизмом, обширными рифей-кембрийскими трансгрессиями на окраинах эпирифейского континента. В это же время формируются существенно карбонатные
1 Иванов Александр Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры прикладной геологии, е-mail: Ivanov [email protected]
Ivanov Alexander, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor of the Department of Applied Geology, e-mail: Ivanov [email protected]
2Рапацкая Лариса Александровна, кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры прикладной геологии, е-mail: Rapatskya [email protected]
Rapatskaya Larisa, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Professor of the Department of Applied Geology, e-mail: Rapatskya [email protected]
3Иванов Алексей Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, инженер-геолог, е-mail: Ivanov [email protected] Ivanov Aleksei, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Engineer-Geologist, e-mail: Ivanov [email protected]
фосфоритоносные шельфовые комплексы в Сибири и в окраинных сегментах древних структур Китая.
Параллельно с деструкциями Сино-Сибирского праконтинента протекали процессы коллизии в его внутренних зонах, сопровождающиеся повторным орогенезом. В конце палеозоя коллизионные процессы завершили спайку блоков Сино-Сибирского крато-на, а мезо-кайнозойское продолжение этих процессов происходило уже в континентальных условиях. Причем, в мезо-кайнозойский орогенез были вовлечены гигантские пространства гетерогенных и разновозрастных структур Центральной, Восточной и Юго-Восточной Азии. Формами их выражения явились структуры гранито-сводового тектогенеза, эпиконти-нентальные прогибы, вулканоплутонические пояса, рифты, формирование которых сопровождалось гра-нитоидным и базальтоидным магматизмом, пликатив-ными и дизъюнктивными деформациями.
Совокупность всех этих структур и процессов или отдельные их разновидности известны в литературе под различными наименованиями, отражающими представления конкретных геологов о их природе. Большой вклад в их изучение, помимо русских геологов, внесли китайские специалисты: Чинь Года, назвавший структуры этого этапа формирования «Структурами Дива», и Чинь Юйчи, под редакцией которого в 1990 г. вышла подробная геологическая карта Китая [1].
В современной структуре Азии от Сино-Сибирского праконтинента наиболее сохранились блоки Сибирского, Северокитайского, Южнокитайского и Корейского кратонов, а также выступы архейских
комплексов в срединных массивах и горстах среди протерозойских и палеозойских эпикратонных систем складок в их обрамлении. Переработанное раннедо-кембрийское основание по геолого-геохимическим и геофизическим данным реконструируется в пределах всех палеозойских складчатых сооружений Центрально-Азиатского пояса, что служит, в частности, основанием для выделения "древнего темени Азии" в новом понимании [6].
С изложенных позиций находит объяснение весь ансамбль структурных сооружений, известных в области Сино-Сибирского праконтинента. На рис. 1 показаны главные структурные элементы Центральной Азии по реконструкции Л.П.Зоненшайна [2]. Микроконтиненты, отчлененные от кратонов океанами, достаточно подробно охарактеризованы в геологической литературе как срединные массивы, заключенные в складчатые пояса более поздней консолидации. Степень переработки этих "обломков", прежде единого Сино-Сибирского праконтинента, неоднозначна, а деструкция их продолжалась на протяжении всего позднего протерозоя и фанерозоя. Реликты архей-раннепротерозойской коры известны в Восточно-Саянском массиве, Северо-Монгольской, Центрально-Монгольской и Внутренне-Монгольской зонах. Офио-литовые ассоциации пород известны не только в открытых палеоокеанах, но и в микроокеанах (внутри-континентальные палеорифты), разделяющих микроконтиненты.
Меньше данных по строению Внутренне-Монгольской зоны, расположенной на территории Китая (автономный район «Внутренняя Монголия»).
Рис.1. Главные структурные элементы Центральной Азии по данным российских авторов: 1 - дори-фейские и рифейские структуры; 2 - платформенный чехол; 3 - флишевые и 4 - вулканические образования; 5 - офиолиты; СП - Сибирская платформа; ВСМ - Восточно-Саянский массив; Д - Джидинская и И - Идерская зоны; СМЗ - Северо-Монгольская, хХэ - Хангай-Хэнтэйская, ЦМЗ - Центрально-Монгольская, ЮМЗ - ЮжноМонгольская, ЮГЗ - Южно-Гобийская, ВМЗ - Внутренне-Монгольская зоны; КП - Китайская платформа
Здесь реликты древней континентальной коры локализуются в виде субширотных дуг, направленных выпуклой стороной на юго-запад.
Южная подзона простирается более чем на 700 км. Она сложена комплексом метаморфических пород с абсолютным возрастом 1060 млн лет. На западе в эту подзону включают в районе хребта Тотошань метаморфические породы: мраморы, кварциты, серицит-кварцевые и другие кристаллические сланцы с абсолютным возрастом 1700-2440 млн лет.
С позднепротерозойскими породами контакты тектонические, типа сбросов. Позднепротерозойские толщи включают офиолитовые ассоциации. По данным китайских геологов (Ню Шуин и др.) [10], микроконтиненты образовались в результате отчленения от Северокитайской платформы.
Достоверно доказываются синий-кембрийский и ордовикский, а также более древние этапы деструкции, соответствующие движению Люлян (выборгское) и движению Чиньюй (гренвильское) [5].
Северная подзона сливается с ЮГЗ. Среди них не обнаружены породы архейского-раннепротерозой-ского фундамента. Близкие по составу тотошаньским метаморфитам мраморы, кварциты и слюдяные сланцы датируются рифей-вендским возрастом.
Докембрийский фундамент обрамляется вулканитами нижне-среднего ордовика средне-основного и средне-кислого составов с кластическими и карбонатными формациями, которые интерпретируются как отложения вулканической дуги на континентальной периферии с фундаментом континентальной коры [7].
Полное замыкание периферического океана в северном обрамлении Северокитайской платформы завершилось в среднем карбоне [6].
Замыкание внутриконтинентального Хэнтэйского морского бассейна произошло в позднем палеозое, а полное сочленение южного и северного сегментов
бывшего древнего единого праконтинента завершилось на границе с ранним мезозоем. Этот шов проходит по Южно-Монгольской зоне [2, 3].
Таким образом, развитие Сино-Сибирского праконтинента происходило на фоне непрестанной деструкции с последующим нарастанием как периферии континентов, так и более мелких блоков (терейнов) континентальной новообразованной корой. В палеозое нарастает роль движений с полным замыканием палеоокеанов.
По данным российских (Л.П.Зоненшайн и др.) и китайских геологов (Ню Шуин, Щуй Чуанши и др.) тектоническая зональность Центральной Азии сформировалась в рифейско-палеозойское время (рис. 1, 2). В этом виден основной мотив развития Сино-Сибирского праконтинента на протяжении всей до-кембрийской истории: деструктивно-конструктивные преобразования коры, в том числе и океанической, происходили на истощенной мантии, ранее подстилавшей единый праконтинент с развитой континентальной корой [7, 8].
До недавних пор оставались проблематичными два важных положения:
1) наличие в складчатом обрамлении Северокитайской платформы рифеид, которые широко развиты в южном обрамлении Сибирского кратона;
2) время заложения древнейшей океанической коры после деструкции Сино-Сибирского праконтинента.
В результате структурного регионального картирования Внутренне-Монгольской провинции Северного Китая, проведенного по программе КМГЭ сотрудниками Хэбэйского геологического института (провинция Хэбэй, Китай), выявлена рифейская система Ланшань-Бэйюнь-Обо, датированная возрастом 1800-1000 млн лет и соответствующая по структурному положению и возрасту рифеидам Сибири. Она расположена в тектонической зоне Ланьшань-Солуншань складчатого
ниями авторов статьи: 1 - фундамент древних платформ (АR-РR1); 2 - системы средне-позднепротерозойской
складчатости; 3 - микроконтиненты протерозойской складчатости в системах каледонской и герцинской складчатых областей; 4 - системы каледонской складчатости; 5 - системы раннегерцинской складчатости; 6, 7 - системы позднегерцинской складчатости (А - северное обрамление Северокитайской платформы, В - южное обрамление Сибирской платформы); 8 - пограничные разломы; 9 - зона сочленения Сибирского и Северокитайского сегментов в позднем палеозое - раннем мезозое; 10 - региональные разломы
пояса обрамления Северокитайской платформы. Внутри этой системы локализован крупный микроконтинент, имеющий субширотное простирание и представляющий собой обломок фундамента Северокитайской платформы, отсеченный на восточном фланге от платформы краевым швом, а на западном - ри-фейской складчатой системой. Возраст метаморфических пород, слагающих этот микроконтинент (25001800 млн лет), соответствует раннему протерозою.
Севернее к рифейской системе Ланьшань-
Бэйюнь-Обо примыкает каледонская зона Вендур-миао, которая сменяется герцинской складчатой зоной Внешней Монголии по тектоническому шву Хогеншань (рис. 3).
Таким образом, в складчатом обрамлении Северокитайской платформы впервые выявлена тектоническая зональность, симметричная зональности обрамления Сибирской платформы. В настоящее время достаточно оснований утверждать, что древние массивы, нарушающие эту зональность и заключенные в
Рис. 3. Тектоническая схема зоны Ланьшань - Солуншань. Древняя континентальная кора: 1- континентальное ядро архея (до 2500 млн лет); 2 - раннепротерозойские массивы (2500-1800 млн лет); 3 - позднепротерозой-ские массивы (1800-1000 млн лет). Переходная кора растяжения: 4 - метаосновные, ультра-щелочные, диабазовые породы (абиссальная метаформация); 5 - метабазальты; 6 - средне-основные, среднекислые метавулкани-ты. Палеозойская складчатость континентальной коры: 7 - системы каледонской складчатости; 8 - системы раннегерцинской складчатости; 9 - системы позднегерцинской складчатости. Океаническая кора: 10 - серпентиниты; 11 - серпентинито-гетерогенные породы. Кора переходного типа зоны сочленения: 12 - островодуж-ные толеиты внутренних зон; 13 - стратифицированные вулканиты, имеющие в основании континентальную кору; 14 - граниты, гранодиориты, диориты; 15 - аккреционная призма океанического желоба; 16 - флиш внешнего островодужного бассейна. Метаморфизм: 17 - зон с низкой температурой и высоким давлением; 18 - зон с высокой температурой и низким давлением. Тектонические границы: 19-21 - литосферные разломы первого (19), второго (20) и третьего (21) порядка; 22 - зона сочленения Сибирского и Северокитайского сегментов в поздне-герцинское-раннемезозойское время; 23 - зона меланжа. Цифры на карте: 1 - Северокитайская платформа: 1-1 -древнее ядро континента; 1-2 - раннепротерозойский массив; 1-3 - позднепротерозойская складчатая система Ланьшань-Бэйюнь-Обо, соответствующая сибирскому рифею. 2 - складчатая система палеозоя Внутренней Монголии: 2-1 - каледонская складчатая система Вендурмиао; 2-2 - раннегерцинская складчатая система Со-луньшань-Эрдаочень-Силамулин; 2-3 - позднегерцинская складчатая система Эрлянь-Хогеншань; 2-4 - микроконтинент Баоинту-Эргомиао-Щилинхот. 3 - Южно-Монгольская складчатая зона южного обрамления Сибирской
платформы
рифейских и фанерозойских складчатых зонах, - это микроконтиненты (террейны), отчлененные от Сино-Сибирского праконтинента в результате его деструкции. Остается проблематичным вопрос о времени первой планетарной деструкции и распада единого Сино-Сибирского праконтинента с последующим дрейфом его сегментов.
Реконструкция океанической коры на территории Центральной Азии, относящейся к раннерифейскому времени, к настоящему времени не выполнена. В то же время досреднерифейские датировки отдельных офиолитовых комплексов имеются. Так, в южносибирском обрамлении на офиолитовые ассоциации с возрастом свыше 1 млн лет на огромной территории от Енисейского кряжа до Восточного Саяна ранее указывал Л.П.Зоненшайн с соавторами [3]. Рифейско-раннепалеозойские офиолитовые комплексы развиты еще более широко.
На Восточном Саяне известны спилит-диабазовые толщи, подстилающие отложения верхнего рифея. Гипербазиты ильчирского комплекса и включающие их зеленосланцевые толщи датируются возрастом 1000 млн лет. Достоверно допалеозойские метабазиты известны в северном обрамлении Северо-Китайской платформы. Здесь же вдоль северной границы ранне-рифейского блока Ланьшань-Бэйюнь-Обо развита абиссальная формация ультраосновных пород, возраст которых досреднерифейский. При этом на известных палеореконструкциях Л.П.Зоненшайна данные об офиолитовых ассоциациях в обрамлении Северокитайской платформы отсутствуют.
Представленная на рис. 3 схема размещения офиолитовых комплексов составлена по данным Л.П.Зоненшайна с соавторами [3] с добавлениями новых данных [6,7]. По выходам офиолитовых комплексов реконструируется не только ложе ПалеоАзиатского океана, но и время его заложения.
Изложенный материал свидетельствует о том, что дрейф Северокитайского материка относительно Сибирского начался не в раннем палеозое, а значительно раньше. Началом этого дрейфа следует считать движение Люлян. Наличие среднерифейских офиолитовых комплексов и их симметричное положение относительно древних блоков можно интерпретировать однозначно: в среднерифейское время сформировался рифейский палеоокеан с океанической корой на месте деструкции единого Сино-Сибирского праконтинента. Дальнейшая эволюция не привела к его расширению в этой части Центральной Азии до формирования на его месте рифейской складчатости, то есть зрелой рифейской континентальной коры.
Следующая деструкция уже рифейского континента произошла в позднем рифее или начале палеозоя. Офиолитовые комплексы этого возраста тяготеют к рифейским континентальным массивам. В осевой части находятся лишь герцинские офиолитовые комплексы.
Таким образом, в длительной эволюции Палеоазиатского океана Центральной Азии, расположенного между двумя сегментами единого Сино-Сибирского праконтинента, следует циклическое его раскрытие с частичным или полным замыканием к началу формирования коллизионной байкальской (позднери-фейской) складчатости, позднекаледонской и поздне-герцинской.
Рис. 4. Рифейско-раннепалеозойская реконструкция Центральной Азии [5]: 1 - районы распространения офиолитовых комплексов; 2 - допозднерифейская континентальная кора; 3 - допозднерифейская континентальная кора с платформенным чехлом; 4 - границы допозднерифейских блоков; 5 - разломы; 6 - границы мезо-кайнозойского чехла; СП - Сибирская, СКП -Северокитайская платформы
Симметричность положения разновозрастных складчатых структур относительно оси герцинского палеоконтинента повсеместно нарушается наличием в зонах разновозрастных складчатых систем более древних микроконтинентов, возраст которых закономерно возрастает в обе стороны от оси палеоокеана.
Представленная здесь схема противоречит общепринятой точке зрения о том, что распад архейско-раннепротерозойского праконтинента раз и навсегда перевёл окраины полученных сегментов в пассивный режим эволюции. Напротив, она свидетельствует о многократном переходе этих окраин из пассивного в активный режим: островодужное наращивание континентов (аккреционный орогенез), сменявшееся коллизионными взаимоотношениями микроконтинентов (те-рейнов) и крупных сегментов - кратонов (коллизионный орогенез).
Библиографический список
1. Геологическая карта Китая / под ред. Чинь Юйчи. Пекин, чатых поясов // 27 Международн. геол. конгр. М., 1984. Т.7. 1990 (на китайском языке). С. 48-59.
2. Зоненшайн Л.П. Тектоника внутриконтинентальных склад- 3. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Моралёв В.М. Глобальная
тектоника, магматизм и металлогения. М.: Недра, 1976. 231 с.
4. Иванов А.Н. Региональные геологические системы. Проблемы типизации // Проблемы геологии Центральной Азии. 1997. Вып. 2. С. 5-13.
5. Иванов А.Н. Региональные магмогенерирующие геологические системы зрелой континентальной литосферы. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 176 с.
6. Региональные геологические системы Центральной Азии.
/ А.Н.Иванов [и др.]. М.: Недра, 1993. 255 с.
7. Иванов А.Н., Рапацкая Л.А., Гэрэл О. Корреляция докембрия Центральной Азии // Известия вузов Сибири. 1999. Вып. 3. С. 175-176.
8. Косыгин Ю.А. Тектоника. М.: Недра, 1983.
9. Journal of Hebey College of Geology, 1993. С. 6-8.
10. Nyu Shuin. Manzhi gouzao yu ziyuan huanjing. Peigin, 2008. 307 с.
УДК 663.1:628.32
СОВРЕМЕННЫЕ ФИТОТЕХНОЛОГИИ В РЕШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА
С.С.Тимофеева1, С.С.Тимофеев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проведена оценка перспектив и возможностей применения современных фитотехнологий в решении экологических проблем Байкальского региона. Рассмотрены фитотехнологии, используемые в очистке сточных вод с помощью водных растений и водорослей, в оздоровлении воздушной среды промышленных предприятий, фиторе-мидиация загрязненных почв и осадков. Ил. 1. Библиогр. 18 назв.
Ключевые слова: фитотехнологии; водные растения; очистка сточных вод; экологический фитодизайн промышленных объектов; фиторемидиация.
MODERN PHYTOTECHNOLOGIES IN SOLVING ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF THE BAIKAL REGION S.S. Timofeeva, S.S. Timofeev
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The assessment of prospects and possibilities to apply modern phytotechnologies in solving environmental problems of the Baikal region is carried out. The authors consider phytotechnologies used in wastewater treatment by means of aquatic plants and algae, in the recovery of air quality of industrial enterprises, and phytoremediation of contaminated soils and precipitations. 1 figure. 18 sources.
Key words: phytotechnologies; water plants; wastewater treatment; environmental phytodesign of industrial facilities; phytoremediation.
В числе приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в Российской Федерации, определенных указом президента от 21 мая 2006 г. на перспективу, выделены «живые системы» и «рациональное природопользование». Именно разработка и реализация экобиозащитных технологий обеспечат восстановление и защиту природной среды от загрязнения и истощения.
В настоящее время соблюдение требований экологической безопасности является непременным условием любой хозяйственной деятельности. Для преодоления глобального экологического кризиса практически во всех странах мира, и в России в том числе, введено чрезвычайно жесткое природоохранное законодательство, суть которого сводится к сле-
дующему: кто загрязняет - тот и очищает; предприятие, которое не в состоянии обеспечить надлежащую защиту природной среды, не имеет право на существование. Ужесточение природоохранных законодательных требований путем периодического увеличения размеров платежей за загрязнение окружающей природной среды и штрафных санкций за нарушение природоохранного законодательства ставит перед фактом, что загрязнять окружающую среду экономически не выгодно. Уже сегодня достоверно доказано, что меры по восстановлению здоровья населения, нарушенного в результате неблагоприятного состояния окружающей среды, обходятся во много раз дороже профилактических природоохранных мероприятий. А чем измерить ухудшение демографической об-
1Тимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405106.
Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Safety of Life Activity, tel.: (3952) 405106.
2Тимофеев Семен Сергеевич, старший преподаватель кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405671.
Timofeev Semen, Senior Lecturer of the Department of Industrial Ecology and Safety of Life Activity, tel.: (3952)405671.
