Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Тектоническая эволюция раннепалеозойских окраинных бассейнов Центрального Казахстана

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Тектоническая эволюция раннепалеозойских окраинных бассейнов Центрального Казахстана"

г ^ й? ^

Российская Академия Наук

Геологический институт

на правах рукописи

УДК 551.243(574.3)

ДЕГТЯРЁВ Кирилл Евгеньевич

Тектоническая эволюция раннепалеозойских окраинных бассейнов Центрального Казахстана

Специальность 04.00.01 - общая и региональная геология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в Геологическом институте Российской академии наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор

А.А.Моссаковский

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

А.С.Перфильев (ГИН РАН)

доктор геолого-минералогических наук А.М.Курчавов (ИГЕМ РАН)

Ведущая организация:

Геологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, кафедра исторической и региональной геологии

Защита состоится 24 апреля 1997 года в 1430 на заседании Специализированного Ученого совета Д.002.51.02 по геологии, геотектонике, геологии морей и океанов при Геологическом институте РАН по адресу:

109017, Москва Пыжевский пер. д.7, Геологический институт РАН, актовый зал.

Отзывы на автореферат просьба высылать в двух экземплярах, заверенных печатью, по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке геологической литературы Секции Наук о Земле РАН по адресу: Москва, Старомонетный пер., д.35.

Автореферат разослан 23 марта 1997 года. Ученый секретарь Специализированного совета

канд. геол.-мин. наук

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы В последние десятилетия в результате изучения современных островодужных систем и окраинноморских бассейнов были достигнуты большие успехи в понимании фундаментальных проблем эволюции литосферы в зонах перехода от континента к океану. Поэтому большой интерес представляет выявление подобных палеоструктур, изучение особенностей их развития. Это может позволить провести моделирование завершающих стадий развития современных краевых морей и островных дуг, эволюция которых в настоящее время не завершена.

Раннепалеозойские офиолитовые пояса и пояса известково-щелочных вулканических комплексов восточной части Центрального Казахстана являются благоприятными объектами, на примере которых можно проследить эволюцию па-леоаналогов современных краевых морей и вулканических островных дуг на всем ее протяжении.

Цели и задачи исследований. Целью данной работы является изучение За-падно-Чингизского офиолитового пояса и обрамляющих его поясов известково-щелочных вулканитов, реконструкция эволюции существовавших на их месте окраинного бассейна и вулканических островных дуг. В задачи входило изучение внутренней структуры офиолитового пояса, установление возраста слагающих его комплексов, и выявление этапов его развития. Было проведено сравнение Западно-Чингизского пояса с другими офиолитовыми поясами Центрального Казахстана и выявлены основные закономерности тектонической эволюции этих структур.

Научная новюна. Выявлена продольная и поперечная зональность Западно-Чингизского офиолитового пояса и Чингизского пояса известково-щелочных вулканитов. Установлено, что Западно-Чингизский офиолитовый пояс является реликтом задугового бассейна с корой океанического типа. С использованием па-леомагнитных данных реконструирована внутренняя структура и основные этапы развития этого бассейна.

Фактическая основа работы. Работа выполнена в рамках темы "Геодинамика фанерозойских складчатых сооружений" в Геологическом институте РАН. Фактический материал был собран автором в 1989-1993 годах в процессе геолого-съемочных и тематических работ, проводившихся в различных частях хребта Чингиз. Он представлен в виде геологических карт опорных участков масштаба 1: 25 ООО и карт сопредельных территорий масштаба 1: 100 ООО, составленных автором при работе в Центрально-Казахстанской экспедиции МГУ и в поле-

вых отрядах Геологического института РАН совместно с геологами Центральной поисково-съемочной экспедиции (г. Караганда). Часть материала представлена в виде таблиц, зарисовок и схем. В работе учтены литературные и фондовые материалы по офиолитам и кремнисто-базальтовым комплексам Центрального Казахстана.

Методы исследования. Основным методом исследований являлось детальное геологическое картирование в масштабе 1 : 25 ООО и крупнее с широким использованием разномасштабных аэрофотоснимков. Оно сопровождалось составлением общих и частных разрезов, их сопоставлением между собой, отбором проб на силикатный и спектральный анализы с их последующей обработкой.-Картирование сопровождалось биостратиграфическими работами по датированию вулка-ногенно-кремнистых и олнстостроыовых комплексов по остаткам конодойтов, сборы которых были сделаны ЕА.Сережниковой, ЛА.Курковской и автором, а определения - Л.А.Курковской и С.В.Дубининой. В камеральный период проводилось микроскопическое изучение пород и обработка петрохимических анализов по тр адщдаоиным методикам.

Основные защищаемые положения: • • ■

1. Западно-Чингизскнй офиолитовый пояс является реликтом междугового бассейна с корой океанического типа, развивавшегося в течении позднего кембрия -ордовика.

2. Заложение бассейна произошло в начале позднего кембрия в результате раскола среднекембрийской Чингизской островной дуги. Бассейн в течение всей эволюции был разделен на несколько сегментов, разделявшихся крупными разломами трансформного типа. В сегментах в разное время начинались раскрытие, закрытие, а сходные процессы отличались интенсивностью своего проявления.

3. В эволюции бассейна выделяется два крупных этапа: заложения и раскрытия, закрытия и превращения и покровно-складчатый пояс. На этапе раскрытия (поздний кембрий - арепиг) после нескольких фаз задугового растяжения (начало позднего кембрия, середина позднего кембрия, вторая половина арени-га) бассейн представлял собой совокупность глубоководных котловин, находившихся между Чингизской и Акбастауской вулканическими островным дугами.

4. На этапе закрытия (конец аренига - поздний ордовик) кремнистая седиментация сменилась кремнисто-туфогенной, в это же время в отдельных зонах происходит срыв кремнистого чехла с базальтового основания и формирование олисто-

стромовых толщ с кремнисто-туфогепным матриксом, залегающих непосредственно на базальтах. В течение среднего - позднего ордовика интенсивно дислоцированные комплексы Западно-Чилгизского бассейна причленялись к Чин-гизской островной дуге, размеры которой постепенно увеличивались.

5. В современной структуре Западно-Чингизского офиолитового пояса сохранились только фрагменты океанической коры междугового бассейна, формировавшиеся вблизи островодужных систем.

6. Тектурмас-Балхашский и Агадырский бассейны с океанической корой отличаются от Западно-Чингизского меньшей длительностью развития и более простой внутренней структурой. Время раскрытия каждого бассейна с более молодой океанической корой совпадает со временем начала закрытия соседнего бассейна с более древней корой: закрытие Западно-Чингизского бассейна начинается в раннем лланвирне, в это же время начинается раскрытие Тектурмас-Балхашского бассейна, в карадоке, когда начинается закрытие этого бассейна, раскрывается Агадырский бассейн.

Апробация работы. Некоторые результате работы изложены в отчете по геолого-съемочным работам в северной части хребта Чингиз (Глухенький и др., 1993), защищенном в ЦКПГО (г. Караганда). Основные положения диссертационной работы докладывались на Десятой Международной школе по морской геологии в г. Геленджике (1992г.), Первом Всероссийском петрографическом совещании в Уфе (1995 г.), Международном совещании по палеогеографии венда - раннего палеозоя в Екатеринбурге (1996 г.), на Тектоническом совещании "Тектоника Азии" в Москве (1997 г.), на заседаниях кафедры исторической и региональной геологии геологического факультета МГУ, ЦКЭ МГУ и на тектоническом коллоквиуме ГИН РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 170 страницах текста. Она содержит 41 рисунок. Библиография включает 85 наименований.

Работа над диссертацией началась в Центрально-Казахстанской экспедиции МГУ под руководством профессора Ю.А.Зайцева и академика Е.Е.Милановского и была закончена в лаборатории Геодинамики фанерозоя Геологического института РАН под руководством доктора геолого-минералогических наук профессора А.А.Моссаковского, которым автор выражает признательность за творческую помощь и поддержку.

В процессе подготовки работы автор пользовался консультациями и поддержкой В.И.Борисенка, которому выражает искреннюю благодарность.

Сбор материала и обсуждение работы поводился совместно с А.С.Якубчуком, которому автор выражает сердечную благодарность. Выполнению работы содействовали сотрудники ЦКЭ МГУ А.В.Рязанцев, ЛЛ.Курковская,

A.Р.Орлова, Е.А.Сережникова, сотрудники Центральной поисково-съемочной экспедиции (г. Караганда) В.Я.Глухенький, Б.П.Васильев, В.Ч.Аутустыняк, Ю.А.Васюков, сотрудники Геологического института РАН С.А.Куренков, С.Г.Самыгин, Т.Н.Хераскова, Лаборатория региональной геодинамики -Л.А.Савостин, которых автор благодарит за обсуждение и помощь в работе. Автор выражает свою признательность О.В.Астраханцеву, И.И.Бабариной, С.В.Дубинипой, Б.Я.Журавлеву, А.М.Никишину, С.В.Руженцеву, А.А.Федотовой, Е.В.Хаину, А.Ф.Читалину, за обсуждение вопросов, возникавших в ходе работы и написании текста. Особую благодарность автор выражет Н.Б.Кузнецову за очень большую помощь при подготовке работы. Автор благодарит Ал.В.Тевелева за ознакомление с работой, сделанные замечания и предложения. Автор благодарит

B.А.Котова, Г.П.Корнилову и сотрудников картографического бюро геологического факультета МГУ за помощь в оформлении работы.

Введение

В восточной части Центрального Казахстана нижнепалеозойские комплексы участвуют в строении двух типов структур: поясов говестково-щелочпых дифференцированных вулканитов и офиолитовых поясов.

В строении поясов дифференцированных вулканитов главную роль играют известково-щелочные эффузивы, туфогенные и флишевые комплексы, а также интрузивы гранодиоритового состава. Эти структуры по набору формаций и истории развития считаются аналогами современных вулканических островных дуг (Самыгин, 1982, 1990, Самыгин, Хераскова, 1994). В восточной части Центрального Казахстана выделяются Бощекульский, Чингизский и Байдаулет-Александровский и Акбастауский пояса дифференцированных вулканитов.

Для офиолитовых поясов характерно присутствие мантийных перидотитов, габбро-ультрабазитового комплекса, кремнисто-базальтовых, кремнистых, кремнисто-туфогенных и слистостромовых толщ. Выделяются Майкаин-Кызылтасский, Западно-Чингизский, Тектурмас-Балхашский и Агадырский офио-литовые пояса.

В последние десять лет, в основном усилиями сотрудников Центрально-Казахстанской экспедиции МГУ, было предпринято детальное изучение большинства офиолитовых поясов, в результате которого было установлено их по-кровно-складчатое строение, определен возраст кремнисто-базальтовых толщ и выявлены особенности строения офиолитовых разрезов. Также было установлено, что офиолитовые пояса являются реликтами раннепалеозойских бассейнов с корой океанического типа.

Практически не изученным остался лишь Западно-Чингизский офиолито-вый пояс, строению которого в основном и посвящена данная работа. Не были известны соотношения этого пояса с обрамляющими поясами дифференцированных вулканитов па разных стадиях их развития. Слабо изученными оставались вопросы эволюции офиолитовых поясов на этапе формирования покровно-складчатой структуры. Большой интерес представляет сравнение тектонической эволюции разных офиолитовых поясов и выявление общих закономерностей их развития. Эти проблемы также освещены в работе.

Глава 1

История развития взглядов на условия формирования и возраст комплексов Западно-Чингтского офцолитопоге пояса.

В истории изучения кремнисто-вулканогенно-терригенных комплексов За-падно-Чингизского пояса выделяется несколько этапов.

Первые исследователи (Н.Г.Маркова, В.Б.Качуров, И.Ф.Трусова) Запад-но-Чингизского региона отнесли различные кремнистые, кремписто-терригенные и базальтовые толщи к нижнему силуру (ордовику), кроме того выделялись докем-брийские и кембрийские зеленосланцевые комплексы.

В конце 50-х - начале 60-х годов определяющими являлись работы группы геологов ИГН АН Каз.ССР под руководством Р.А.Борукаева, которыми проводились среднемасштабные геолого-съемочные, стратиграфические и тектонические исследования. В результате этих работ было установлено, что на Западном Чингизе распространены те же комплексы, что и на северо-востоке Центрального Казахстана. Все базальтовые и кремнисто-базальтовые толщи были отнесены к верхнепротерозойским ерементауской и акдымской сериям. Во всех этих толщах не было обнаружено никаких органических остатков и их возраст определялся только на основании межрегиональных корреляций. Представления различных исследователей об условиях формирования комплексов Западного Чингиза были обобщены

Р.А.Борукаевъш (Геология..., 1962). Распространенные в этом регионе комплексы были разделены на офиолитовую, яшмовую и терригенно-карбонатную формации. Считалось, что формирование этих формаций происходило в глубоком геосинклинальном троге, заложенном на докембрийском сиалическом субстрате. Осадконакопление завершилось интенсивной складчатостью с образованием крупных глубинных разломов, по которым произошло внедрение основных и ультраосновных интрузий.

С середины 60-х - до начала 70-х годов изучение Западного Чингиза связано с проведением крупномасштабных геологических съемок и тематических стратиграфических исследований. Наиболее значительным достижением этих исследований были находки археоциат верхов алданского - низов ленского ярусов в известняках балкыбекской свиты. На этом основании балкыбекская и перекрывающая ее ушкызыльская свиты были отнесены к нижнему кембрию (Жаутиков др., 1976,).

Принципиально иной подход был предложен Р.М.Антошоком, который первым для Центрального Казахстана применил учение А.В.Пейве об океанической коре геологического прошлого. Р.М.Антошоком был сделан вывод о формировании кремнисто-базальтовых комплексов Центрального Казахстана на ме-ланократовом океаническом фундаменте. Также было показано широкое распространение серпентинитового меланжа в офиолитовых зонах (Антонкж, 1971).

Дальнейшая эволюция представлений об условиях формирования кремнисто-базальтовых комплексов основывалась уже на этих выводах. Было предложено разделять Центральный Казахстан на два геоблока: Западный, в котором широко распространены выходы метаморфических докембрийских образований и Восточный, где докембрийскис комплексы отсутствуют и широко развиты офио-литы, кремнисто-базальтовые и известково-щелочные вулканические серии (Антошок и др., 1977). С.Г.Самыгиным было обосновано выделение островодуж-ных систем и выявлены основные этапы их эволюции (Тектоника Казахстана, 1982). В Чингизском регионе впервые в Центральном Казахстане было установлено широкое распространение доскладчатых тектонических покровов и ояисто-стромовых комплексов (Тектоника Казахстана, 1982, Самыгин, 1984).

В 80-е годы проводились тематические и геолого-съемочные работы в Тек-турмасском, Майкаин-Кызылтасском и Северо-Балхашском офиолитовых поясах. Было выявлено их сложное покровно-складчатое строение, широкое распространение олистостромов, присутствие полных офиолитовых разрезов и ранне-

среднеордовикский возраст кремнисто-базальтовых толщ (Герасимова и др., 1992, Новикова и др., 1993).

В Западно-Чингизском районе подобные исследования были проведены только в горах Токай и Караадыр (С.Г.Самыгин, Н.Н.Сигачева). Было установлено покровно-складчатое строение этого участка, выявлено присутствие фрагментов офиолитового разреза, в кремнистых и кремнисто-базальтовых толщах Л.А.Курковской были обнаружены конодонты позднего кембрия - раннего трема-дока, выделены олистостромы силурийского возраста (Тектоника Казахстана, 1982, Сигачева и др., 1989, Беляев и др., 1990).

Новые материалы по стратиграфии и структуре офиолитовых поясов, в том числе Западно-Чингизского, и поясов дифференцированных вулканитов позволили А.С.Якубчуку выдвинуть идею об офиолитовых поясах, как о реликтах нескольких задуговых бассейнов, эволюция которых происходила синхронно с осгроводужными системами (Якубчук, 1990).

Глава 1

Структуры обрамления Западно-Чингизского офиолитового пояса

Западно-Чинггоский офиолитовый пояс в структуре палеозоид восточной части Центрального Казахстана располагается между Чинтизским и Акбастауским поясами дифференцированных вулканитов.

Чингизский пояс, как структура с преобладанием в разрезах известково-щелочных вулканических серий, был выделен С.Г.Самыгиным, им же было установлено, что в раннем палеозое этот пояс являлся сложно построенной и длительно развивавшейся островодужной системой (Тектоника Казахстана, 1982). Чингиз-ская вулканическая островодужная система начала свое развитие в среднем кембрии. Заложение этой островной дуги произошло в пределах Казахстанской окраины Палеоазиатского океана (Зоненшайн и др., 1990, Моссаковский и др., 1993), которая именно с этого времени превращается в активную окраину Западно-Тихоокеанского типа. Фундамент Чингизской дуги образован меланократовыми метаморфическими породами (амфиболитами и амфиболовыми сланцами) докем-брийского (?) возраста и базальтоидами нижнего кембрия, характерной чертой является отсутствие в фундаменте офиолитов.

В раннепалеозойской эволюции Чингизского пояса можно выделить два крупных этапа: среднекембрийско-лланвирнский и средне-позднеордовикский, в

которых может выделяться несколько стадий. Эти этапы разделены лланвирнской эпохой покровообразования.

В течение первого этапа выделяются среднекембрийская и позднекембрий-ско-лланвирнская стадии, каждая из которых начиналась с бурной вулканической деятельности, а заканчивалась накоплением карбонатных или кремнисто-терригенных толщ. Для каждой из стадий устанавливается присутствие комплексов вулканической гряды, представленных известково-щелочными эффузивами и вул-каногенно-осадочными породами с линзами водорослевых известняков с различной бентосной фауной (центральная часть пояса), а также комплексов, формировавшихся в склоновой части дуги и образованных кремнисто-туфогенными и туфо-терригепными толщами с конодонтами н граптолитами (юго-западная часть пояса).

Наиболее достоверно этот латеральный ряд восстанавливается для позднего кембрия - яланвирна. Для первого этапа устанавливается, что на юго-западе Чингизской дуги располагалась ее тыловая часть, а фронт, вероятно, находился на северо-востоке.

В середине лланвирна происходит совмещение склоновых комплексов с образованиями вулканической гряды - формируется сложно построенный Цецт-рально-Чингизский покров, впервые выделенный С.Г.Самыгиным (Самыгин, 1984). При этом устанавливается юго-западное (в современных координатах) направление движения этого покрова.

Средне-позднеордовикские комплексы второго этапа развития Чингизско-го пояса резко несогласно перекрывают более древние образования и запечатывают локровную структуру. Этот этап распадается на средне- и позднеордо-викскую стадии. В среднем ордовике в центральной части пояса формировались преимущественно вулканогенно-осадочные и флишоидные толщи, тогда как в юго-западной части - приближенной к Западно-Чингизскому офиолитовому поясу происходит образование сложного аккреционного комплекса, в строении которого участвуют пластины известково-щелочных вулканитов, кремнисто-туфогенно-терргенных и кремнисто-базальтовых комплексов. Пластины расслаиваются крупноглыбовыми олистостромами.

Верхнеордовикские образования вулканической дуги представлены зеле-ноцветными терригенньши и вулканогенными толщами в центральной части пояса, где с несогласием перекрывают более древние комплексы. В юго-западной час-

ти на среднеордовикском аккреционном комплексе формируется невулканическая островная дуга, которая маркируется рифогенными известняками.

Таким образом, в среднем и позднем ордовике покровно-олистостромовые комплексы формируются с юго-запада от вулканической дуги, т.е. происходит перемещение ее фронта на юго-запад и изменяется полярность.

Анализ состава среднекембрийско-ордовикских вулканических пород Чин-гизского пояса позволяет относить их к типичной натровой известково-щелочной серии, сходной с комплексами современных вулканических островных дуг.

Акбастауский пояс дифференцированных вулканитов располагается юго-западнее офиолитового пояса. Его отличительной особенностью является присутствие в разрезах только ордовикских вулканогепно-осадочных комплексов и наличие в фундаменте всего офиолитового набора пород.

В развитии пояса выделяются два этапа ранне-среднеордовикский и сред-не-позднеордовикский. Также как и в Чингизском поясе каждый этап начинается с вулканической деятельности, а заканчивается накоплением различных осадочных пород.

Характерной чертой комплексов первого этапа является широкое распространение среди эффузивов кремнисто-туфогенных пород и полное отсутствие карбонатов, которые появляются только среди вулканогенных комплексов второго этапа.

В связи с фрагментарной обнаженностью и слабой изученностью трудно сделать выводы о направлении полярности Акбастауской вулканической дуги.

Сравнение основных закономерностей развития Чигизского и Ак-бастауского поясов позволяет сделать следующие выводы:

• с северо-запада на юго-восток (современные координаты) происходит омоложение возраста островодужных комплексов;

• в том же направлении упрощается их внутреннее строение и история развития;

• изменяется строение фундамента островных дуг - от сложного с участием различных вулканогенных и метаморфических толщ (Чингизская дуга) к мелано-кратовому с полным набором пород офиолитовой ассоциации (Акбастауская дуга);

• от Чингизского к Акбастаускому поясу происходит изменение состава ассоциирующих с известково-щелочными эффузивами осадочных пород: уменьшается роль карбонатов, исчезают флишевые комплексы, в большом количестве появляются кремнистые породы;

• обе островодужные системы относятся к унаследованным (Дегтярев, 1993), в пределах которых известково-щелочные вулканические комплексы каждого следующего этапа наложены на аналогичные комплексы предыдущих этапов в пределах одной и той же структуры.

Глава 3

Опорные участки распространения кремнисто - терригенно - вулканогенных комплексов Западно-Чингизского офиолитового пояса: основные черты стратиграфии и структуры.

Западно-Чиигизский офиолиговый пояс разделяет пояса дифференцированных вулканитов. Ультрабазит-габбровые, кремнисто-базальтовые, кремнистые, кремнисто-туфогенные, олистостромовые комплексы позднего кембрия - ордовика, образующие этот пояс, обладают сложной покровно-складчатой структурой с сочетанием доскладчатых конседиментациоштых и соскладчатых тектонических покровов.

Западно-Чингизский пояс разделяется на два крупных сегмента, различающихся по возрасту комплексов неоавтохтона. В Северном сегменте неавтохтон представлен терригенными, вулканогенными и карбонатными толщами верхнего ордовика. В пределах Южного сегмента верхнеордовикские олистостромовые комплексы участвуют в покровно-складчатой структуре, а к неоавтохтону относятся только нижнесилурийские образования.

Северный сегмент Западно-Чингизского офиолитового пояса.

К Северному сегменту откосятся три участка: горы Джиланды, окрестности озер Алкасор и Сарыкаска; горы Бабалы, Аркалык, Муржик, Мая л жен; горы Токай и Караадыр. Для этих участков характерны плановые изгибы складчатых структур с образованием ситмоиды. На всех участках выделяются аналогичные по составу, строению и возрасту комплексы, занимающие близкое структурное положение.

В Северном сегменте по составу, строению и возрасту нижнепалеозойских комплексов выделяются зоны двух типов: в строении первых участвуют офиолиты, кремнисто-базальтовые, кремнистые и олистостромовые толщи верхнего кембрия -среднего ордовика, в зонах второго типа широко распространены дифференцированные вулканиты среднего кембрия, а верхнекембрийские и нюкнеордовикские комплексы представлены кремнисто-терригенными толщами.

Зоны первого типа: Аркалык - Джиландинская и Токайская.

В Аркалык - Джиландинской зоне паравтохтоном являются дифференцированные вулканические толщи Чингизского пояса, условно относящиеся к нижнему ордовику. Офиотпы, кремнисто-базальтовые, кремнистые, кремнисто-туфогенные и олистостромовые толщи образуют три крупных соскладчатых покрова. В строении нижнего (Аркалыкского) покрова участвуют аренигские базальты и кремни перекрытые среднеордовикскими туфогенными песчаниками и алевролитами. Средний (Актасский) покров сложен верхнекембрийскими кремнисто-базальтовыми толщами, на которых несогласно залегает среднеордовикский олис-тостром, содержащий глыбы и отторженцы аренигских яшм и кремней. Верхний (Омарбулакский) покров образован верхнекембрийскими базальтами и кремнисто-терригеняой толщей верхнего кембрия - среднего ордовика. Покровы часто подстилаются серпентинитовым меланжем, в состав которого входят глыбы пород ду-нит-гарцбургитового комплекса и габброидов.

В строении Токайской зоны также участвуют три соскладчатых покрова. Нижний (Северо-Токайский) покров образован нижнеородовикскими ультрабази-тами и габбро, аренигскими базальтами с линзами яшм. Средний (Западно-Токайский) покров сложен верхпекембрийскими кремнисто-базальтовыми толщами несогласно перекрытыми нижде-среднеордовикским олистостромом с глыбами верхнекембрийских кремней. В строении верхнего (Токайского) покрова участвуют верхнекембрийские базальты и кремнисто-терригенная толща верхнего кембрия - нижнего ордовика.

Таким образом, в Аркалык-Джиландинской и Токайской зонах от покрова к покрову возраст кремнисто-базальтовых толщ меняется от начала позднего кембрия до среднего аренига, а кремнистых толщ от середины позднего кембрия до конца раннего ордовика. При этом наиболее древние комплексы занимают самое высокое структурное положение.

Характерными комплексами рассматриваемых зон являются кремнисто-туфогенные толщи и олистостромы с кремнисто-туфогенным матриксом. В результате проведенных исследований, по находкам конодонтов в матриксе, впервые достоверно установлен лланвирнский возраст олистостромов в Аркалыкской зоне и позднеаренигский - в Токайской зоне (Дегтярев и др, 1995). В этих толщах чередуются горизонты, насыщенные глыбами и пачки, сложенные преимущественно матриксом. Эти пачки имеют флишоидное строение: пижние элементы ритмов образованы вулканомиктовыми и туфогенными песчаниками, гравелитами, конгломе-

ратами и осадочными брекчиями, а верхние - алевролитами, туффитами, кремнистыми алевролитами и глинистыми яшмами. Глыбы, крупные отторженцы и запечатанные пластины сложены почти исключительно кремнистыми породами. Их возраст установлен по находкам конодонтов (аренигский в Аркалыкской зоне и позднексмбрийский в Токайской зоне). Часто отторженцы и пластины имеют сложно складчатую внутреннюю структуру, дискордантную их ограничениям. Кроме кремнистых пород небольшие глыбы очень редко сложены базальтами и в единичных случаях габброидами.

К зонам второго типа в Северном сегменте относится Маялжен-Жандосская зона, разделяющая Аркалык-Джиландинскую и Токайскую. Отличительной чертой рассматриваемой зоны является полное отсутствие кремнисто-базальтовых толщ верхнего кембрия - нижнего ордовика. Для этой зоны характерно широкое распространение среднекембрийских известково-щелочных эффузи-вов, залегающих на комплексе меланократовых метаморфических пород предположительно докембрийского возраста. По составу и строению разрезов средне-кембрийские комплексы этой зоиы сходны с одновозрастными образованиями Чингизского пояса дифференцированных вулканитов. Среднекембрийские вулканиты перекрыты верхнекембрийско-нижнеордовикскими маломощными крем-нисто-терригенными толщами.

Формирование покровно-складчагой структуры в пределах Северного сегмента в основном завершилось к началу позднего ордовика. Комплексы неоавтохтона сложены верхнеордовикскими флишоидно-молассовыми и вулканогенными и карбонатными тошцами, которые аналогичны одновозрастным комплексам Чингизского пояса дифференцированных вулканитов.

Южный сегмент Западно-Чингизского офиолитового пояса

К Южном сегменту относится участок в бассейне рек Балга, Балкыбек и Арсалан. Для него характерны ярко выраженные линейные ориентировки основных складчато-разрывных структур.

Здесь также выделяются зоны двух типов, аналогичные зонам Северного сегмента.

Зоны первого типа: Кызылжальская, Акирекская и Кызылкаинская соответствуют трем крупным соскладчатым покровам. В Кызылжальской зоне присутствуют позднекембрийские габбро, кремнисто-базальтовые толщи верхнего кембрия и кремнисто-туфогенная толща нижнего ордовика - лланвирна. В строении Акирекской зоны участвуют кремнисто-базальтовые и кремнистые толщи нижнего

ордовика и лланвирнский олистосгром. В Кызылканнской зоне выделяются сред-неордовикские кремнисто-базальтовые и средне-верхнеордовикские кремнисто-туфогенные толщи.'

Тектонические покровы часто подстилаются и расслаиваются верхнеордовикскими олистостромами. Эти олистостромы имеют терригенный матрикс в их строении участвуют глыбы яшм, кремней и известняков. Глыбы имеют небольшую (до нескольких десятков метров) протяженность и неравномерно распределены по разрезу. В составе олистостромов преобладают породы матрикса, которые представлены зеленоцветцыми крупно-среднезернистыми песчаниками и алевролитами, реже гравелитами и конгломератами.

Зона второго типа, к которой относятся Балкыбекский и Томанский покровы, отделяет Кызылжальскую зону от Акирекской и Кызылканнской. В ее строении участвуют долалеозойские метаморфические комплексы, а также вулканогенные толщи нижнего и среднего кембрия, аналогичные одновозрастным комплексам Чингизского пояса дифференцированных вулканитов. Нижне-среднеордовикские образования в этой зоне представлены маломощными крем-нисто-терригенными разрезами.

Сравнение основных особенностей строения Северного и Южного сегментов показывает, что наряду с общими чертами существуют и определенные отличия, наиболее существенными го которых являются:

• различное время начала формирования кремнисто-базальтовых комплексов: в Северном сегменте - начало позднего кембрия, а в Южном - середина позднего кембрия;

• различный возрастной диапазон кремнисто-базальтовых комплексов: в Северном сегменте - поздний кембрий - арениг, в Южном - поздний кембрий - ллан-дейло;

• различное время первого появления олистостромовых толщ: в Северном сегменте - арениг, в Южном - конец среднего ордовика;

• широкое распространение в пределах Северного сегмента вижне-среднеордовикских олистостромов с кремнисто-терригенным матриксом, содержащих глыбы и отторженцы кремней, несогласно залегающих на кремнисто-базальтовых толщах верхнего кембрия; и отсутствие подобных соотношений в Южном сегменте;

• различное время завершения формирования покровно-складчатой структуры: в Северном сегменте - начало позднего ордовика, в Южном - начало силура.

Анализ выявленных отличий показывает, что они, скорее всего, обусловлены различиями в эволюции различных участков офиолитового пояса, а не последующим расчленением его на сегменты. На этом основании можно сделать вывод о первичной сегментации пояса, которая могла определяться несколькими крупными разломами трансформного типа.

Глава 4

Тектоническая эволюция Западно-Чингизского окраинного бассейна

Анализ основных черт стратиграфии и структуры комплексов Западно-Чиигизского офиолитового пояса позволил установить, что этот пояс может быть разделен на два сегмента с различной тектонической эволюцией, а в пределах каждого из сегментов выделить зоны двух типов, сопоставляемые с различными структурами современных окраинноморских бассейнов.

Зоны первого типа, в строении которых участвуют офиолиты, кремнисто-базальтовые и кремнистые комплексы, сопоставляются с глубоководными котловинами с корой океанического типа. Аналогами таких структур могут являться За-падно-Филипинская, Паресе-Вела и другие котловины Западной Пацифики (Геология дна..., 1980, Шараськин, 1992), Офиолиты и кремнисто-базальтовые комплексы, участвующие в строении этих зон и имеющие различный возраст, интерпретируются как фрагменты океанической коры различного возраста, а кремнистые комплексы соответственно как фрагменты осадочного чехла океанической коры.

В Северном сегменте выделяются фрагменты океанической коры начала верхнего кембрия, середины верхнего кембрия и среднего-позднего арснига, а в Южном сегменте - середины верхнего кембрия, среднего-позднего аренига и среднего ордовика.

Кремнисто-базальтовые и кремнистые комплексы палеокотловин можпо объединить в несколько формаций, различающихся особенностями состава слагающих пород. Наиболее четко разделяются поздиекембрийские и ранне-средиеордовикские формации. Для кремнисто-базальтовых формаций верхнего кембрия характерна ассоциация базальтов с мощными горизонтами кремней и фтанитов при подчиненной роли яшм, также широко распространены линзы известняков, в которых иногда присутствуют остатки трилобитов и брахиопод. Кремнистые формации этого возраста сложены в основном серыми кремнями и фтанитами, реже яшмами. Кремнисто-базальтовые формации нижнего-среднего

ордовика представляют собой монотонные базальтовые толщи с редкими линзами и горизонтами красных яшм, в них полностью отсутствуют известняки и фтанито-иды. Кремнистые формации этого возраста сложены разнообразными яшмами, из органических остатков присутствуют только конодонты и радиолярии. Несмотря на различия в составе осадочных пород базальты позднего кембрия и раннего -среднего ордовика имеют сходный петрохимический состав и на диаграммах №20+Кг0 - ЭЮг, АЬОз - РеО*+ТЮз - Г^О, ТЮ2 - РеО*/МцО и других попадают в поля базальтов, характерных для структур с океанической корой. Это подтверждает отнесение кремнисто-базальтовых формаций к комплексам коры океанического типа.

Зоны второго типа, имеющие фундамент, сложенный различными доверх-некембрийскими вулканогенными и метаморфическими комплексами, перекрытый кремнисто-терригенными породами верхнего кембрия - среднего, ордовика, интерпретируются как фрагменты остаточных дуг. Под остаточными дугами погашаются вулканически пассивные поднятия, фундамент которых сложен островодуж-ными комплексами, а чехол аналогичен чехлу котловин с океанической корой. Современным аналогом остаточных дуг может служить хребет Кюсю-Палау (Геология дна..., 1980, Шараськин, 1992). Сходство доверхнекембрийских комплексов этих зон с одновозрастными образованиями Чингизского пояса дифференцированных вулканитов является доказательством того, что в результате раскола именно этой структуры началось формирование котловин с океанической корой позднего кембрия и раннего ордовика.

Таким образом, положение Заладно-Чипгизского офиолитового пояса между двумя поясами дифференцированных вулканитов, сопоставляемых с вулканическими островными дугами, а также особенности строения и состава кремнистых и кремнисто-базальтовых комплексов позволяет сделать вывод, что этот пояс является реликтом междугового бассейна с корой океанического тппа. Бассейн имел гетерогенный фундамент, в котловинах это была океаническая кора различного возраста, а в остаточных дугах - островодужные комплексы. Остаточные дуги являлись фрагментами именно Чингизской островной дуги, в результате раскола которой и произошло заложение бассейна.

Присутствие в офиолитовом поясе комплексов остаточных дуг, общее надвигание кремнисто-базальтовых комплексов на островодужные вулканиты Чингизского пояса позволяет предположить, что большая часть сохранившихся в современной структуре комплексов котловин с океанической корой формировалась

вблизи Чингизской островной дуги. Также в строении офиолитового пояса участвуют и комплексы, формировавшиеся, вероятно, вблизи Акбастауской дуги. К ним относятся средне-позднеордовикские кремнисто-базальтовые и кремнисто-туфогенные толщи Кызылкаинской зоны Южного сегмента, в составе которых присутствует сингенетичный туфогенный материал среднего состава, аналогичный вулканитам этой островной дуги.

Такое разделение комплексов глубоководных котловин подтверждается палеомагнитыми данными, которые свидетельствуют о близэкваториальных па-леоширотах формирования большинства кремнисто-базальтовых комплексов и Чингизского пояса и о палеоширотах 16-20° с. щ. для Акбастауского пояса (Печерский, Диденко, 1995). При этом выяснилось, что комплексы центральной части бассейна в современной структуре не сохранилось.

На основании данных по строению, особенностям структуры и возрасту комплексов Западно-Чингизского пояса были составлены реконструкции разных этапов тектонической эволюции бассейна. В развитии бассейна выделяются два крупных этапа: заложения и раскрытия - поздний кембрий-ранний ордовик; закрытия и превращения в покровно-складчатый пояс - средний-поздний ордовик.

На протяжении обоих этапов бассейн был разделен на сегменты крупными разломами. В пределах этих сегментов в разное время начинались процессы раскрытия и закрытия бассейна, в разное время происходило покровообразование и причленение кремнисто-базальтовых комплексов к островным дугам.

На первом этапе выделяются две островные дуги и разделяющий их междуговой бассейн, в котором присутствуют котловины с океанической корой и остаточные дуги. В котловинах выделяются зоны с океанической корой: начала позднего кембрия, середины позднего кембрия и среднего-позднего аренига. Раскрытие бассейна в различных сегментах происходило в разное время (Северный сегмент -начало позднего кембрия, Южный сегмент - середина позднего кембрия). В конце раннего ордовика в отдельных зонах Северного сегмента уже происходит срыв кремнистого чехла с базальтового основания и начинается формирование первых олистостромов с кремнисто-туфогенным матриксом.

В начале второго этапа (средний ордовик) интенсивные процессы закрытия происходят в Северном сегменте, где образуются мощные олистостромовые толщи, причем в глыбах и отторженцах присутствуют почти исключительно кремнистые породы. Эти процессы происходят в зонах приближенных к Чингизской дуге, и только вблизи Акбастауской дуги продолжается растяжение и формирование ба-

зальтов. К концу среднего ордовика в Северном сегменте уже была сформирована покровно-складчатая структура.

В конце второго этапа (поздний ордовик) наиболее отчетливо проявлено разделение бассейна на сегменты. Так, в Северном сегменте процессы покровооб-разования уже завершились, и различные бассейновые комплексы были причлене-ны к Чингизской дуге, за счет чего значительно увеличилась ее площадь. В это же время в Южном сегменте происходило формирование покровно-олистостромовых комплексов как вблизи Чингизской, так и вблизи Акбастауской островных дуг. В конце ордовика происходит коллизия островных дуг и окончательное закрытие междугояого бассейна. Силурийские монотонные терригенные толщи перекрывают как комплексы обеих дуг, так и междугового бассейна.

Глава 5

Основные черты строения и эволюции других раннепалеозойских бассейнов с корон океанического nma в Центральном Казахстане

В восточной части Центрального Казахстана, кроме Западно-Чинигзского пояса известны и другие офиолитовые пояса: Майкаин-Кызылтасскнй, Тектурмас-Балхашский и Агадырский, также являющиеся реликтами окраипноморсюях бас-сейпов бассейнов с корой океанического типа. Развитие этих бассейнов, как и За-падно-Чингизского, происходит в пределах Казахстанской активной континентальной окраины Палеоазиатского океана. Для проведения сравнения и выявления общих закономерностей эволюции этих бассейнов целесообразно кратко рассмотреть их строение и историю развития.

Майкаин-Кызыптасский офиолитовый пояс расположен на северо-востоке Центрального Казахстана, разделяет Бощекульский и Байдаулет-Александровский пояса дифференцированных вулканитов и рассматривается как смещенное по Центрально-Казахстанскому правому сдвигу продолжение Западно-Чингизского офиолитового пояса (Якубчук, Дегтярев, 1991). Майкаин-Кызылтасский пояс по типу строения, возрасту кремнисто-базальтовых и кремнистых толщ может быть разделен на две зоны: Ангренсорскую и Толпакскую (Степанец, 1992, Новикова и ДР., 1993).

В Ангренсорской зоне офиолитовая ассоциация слагает фрагменты консе-диментационных доскладчатых и соскладчатых тектонических покровов. Офиоли-ты в этой зоне встречаются лишь в виде серпентинитового меланжа, а вулканоген-

но-кремнистые и кремнистые комплексы, слагают пластины, отторженцы и глыбы либо в олистостромах, либо в серпентинитовом меланже. Вулканогенно-кремнистые образования (косгомбайская серия) расчленяются на несколько толщ, различающихся некоторыми особенностями состава, имеют аренигский возраст. Верхнекембрийские и среднеордовикские кремнистые породы представлены только отдельными олистолитами. Олистостромовая толща верхов карадока - низов ашгилла насыщена глыбами, отторженцами и крупными пластинами ордовикских кремнистых и вулканогенных пород, габброндов и ультрабазитов, также присутствуют олистолиты базальтов с линзами известняков нижнего кембрия и известняков всех отделов кембрия. Олистостром залегает на мощной флишевой толще нижнего карадока (еркебидаикская свита) и перекрывается рифовыми известняками низов ашгилла (аналоги акдомбакской свиты), флишоидными толщами верхов ашгилла (оройская свита) и нижнего силура.

Комплексы, слагающие Толпакскую зону, участвуют в строении пакета покровов, надвинутых с юго-востока на образования Ангренсорской зоны. В этой зоне присутствует полный офиолитовый разрез, завершающийся вулканогенно-кремнистой толпакской серией, состоящей из базальтовой (верхний арениг) и кремнисто-туфогенно-терригенной (лланвирн) толщ. Отличительной особенностью этой зоны является отсутствие в ее разрезах флишевых толщ среднего ордовика и верхнеордовикских олистостромов.

Заложе1ше Майкаин-Кызылтасского бассейна, по-видимому, происходило в тылу Бощекульской островодужной системы. На протяжении всей эволюции бассейна отмечаются резкие различия Ангренсорской и Толпакской зон. Развитие Ангренсорской зоны началось, вероятно, в конце кембрия, и к середине аренига она представляла собой довольно сложно построенную котловину, в одних областях которой происходило растяжение и излияния базальтов, а в других накопление кремнистых толщ. Во второй половине среднего ордовика кремнисто-вулканогенные разрезы этой зоны были перекрыты мощными флишевымиг толщами, что привело к заполнению и обмелению глубоководной котловины. Уже на этом этапе начались процессы закрытия бассейна, выразившиеся в формировании маломощных среднеордовикских олистостромов. Однако, наиболее мощно процессы закрытия в Ангренсорской зоне проявились в первой половине ашгилла, когда со своего основания были сорваны не только комплексы океанической коры (кремнистые и кремнисто-базальтовые толщи), но и фрагменты верхней мантии

(дунит-гарцбургитовый комплекс), и сформировались мощные олистостромовые толщи с запечатанными конседиментационными шарьяжами.

В Толпакской зоне в конце аренига начинается спрединг, формируется дайковый комплекс и базальтовые толщи. В ллаттирне уже отмечаются призпаки начала закрытия бассейна - начинает формироваться кремннсто-туфогенно-терригенная толща с элементами олистостромового строения, в обломках которой присутствуют как офиолитовые, так и островодужные комплексы.

Различная эволюция Ангренсорской и Толпакской зон вызвана их первичным достаточно удаленным расположением друг от друга. Для комплексов Ангренсорской зоны предполагается, что их формирование происходило вблизи Бо-щекулъской островной островной дуги, а комплексов Толпакской зоны - в непосредственной близости от Байдаулет-Александровской душ.

Первичное расположение Ангренсорской зоны вблизи Бощекульской дуги, а Толпакской зоны - вблизи Байдаулет-Александровской подтверждается палео-магнитными данными (Печерский, Диденко, 1995). Нижне-среднеордовикские комплексы Ангренсорской зоны и Бощекульского пояса формировались в близэк-ваториальных палеоширотах (1,5° с.ш. - 3° ю.ш.), а одновозрастные толщи Толпакской зоны и Байдаулет-Александровского пояса - на широтах 15-16° с.ш. Эти данные свидетельствуют о значительных размерах Майкан-Кызылтасского бассейна, ширина которого составляла в раннем ордовике не менее 1500-2000км. При этом становится очевидным, что комплексы Ангренсорской и Толпакской зон, сохранившиеся в современной структуре офиолитового пояса, формировались в краевых частях этого бассейна.

Приведенные данные о строении и эволюции Майкаин-Кызылтасского бассейна свидетельствуют о его существенных отличиях от Западно-Чингизского бассейна, заключающихся в следующем:

• относительно короткий - арениг ( не более 12-15 млн.лет) интервал формирования океанической коры;

• отсутствие в структуре бассейна остаточных дуг;

• практически полное отсутствие кремнисто-туфогенных толщ и олистостромов с кремнисто-туфогенным матриксом и широкое распространение флищевых комплексов на этапе закрытия бассейна;

• мощное сжатие на заключительной стадии развития бассейна и формирование конседиментационных покровов и олистостромов, в строении которых участвуют не только комплексы океанической коры, но и верхней мантии.

Эти отличия позволяют предположить, что Майкаин-Кызылтасский и За-падно-Чингизский бассейны разделялись крупным разломом трансформного типа, сходным по своей природе с разломами, разделяющими сегменты Западно-Чингизского бассейна. Несмотря на указанные различия Толпакская зона Майка-ин-Кызылтасского пояса может сопоставляться Кызылкаинской зоной Южного сегмента Западно-Чингизского пояса, Ангренсорская зона - с остальными зонами Западно-Чипгизского пояса.

Тектурмас-Балхашский офиолитовый пояс состоит из двух сегментов Тек-турмасского и Балхашского.

В современной структуре Тектурмасского сегмента выделяются два крупных соскладчатых покрова (Якубчук, 1989, Герасимова и др., 1992): Базарбайский (северный) и Тектурмасско-Сарытауский (южный). В обоих покровах основание разрезов сложено разновозрастными и разнотипными офиолитовыми ассоциациями. В Базарбайском покрове это полный офиолитовый разрез, который заканчивается толщей базальтов верхов лланвирна низов лландейло, перекрытых крем-нисто-туфогенной толщей карадока-среднего лландовери. В Тектурмасско-Сарыгауском покрове офиолиты представлены серпентинитовым меланжем, который подстилает базальты низов лланвирна. На базальтах с несогласием залегает кремнисто-туфогенная олистостромовая толща карадока - среднего лландовери, в глыбах и отторженцах присутствуют в основном кремнистые породы верхов лланвирна - лландейло.

В Балхашском сегменте (по данным М.З.Новиковой, H.A.Герасимовой, А.С.Якубчука) ультрабазит-габбровые комплексы участвуют в строении трех крупных соскладчатых покровов. В их строении наряду с офиолитами принимает участие толща базальтов с линзами яшм низов лланвирна. В каждом покрове на этих базальтах несогласно залегают карадок-позднеордовикские образования. В Западном покрове это вулканогенно-осадочная толща с дифференцированными вулканитами, в Центральном покрове это кремнисто-туфогенная толща, а в Восточном - олистостромовая толща, в которой в виде пластин и отторженцев находятся кремнистые породы лланвирна -низов лландейло и базальты лландейло,

На основании этих данных можно реконструировать эволюцию этого бассейна. Он заложен в тылу Байдаулет-Александровской и Акбастауской островных дуг в самом конце раннего ордовика. В течение лланвирна-лландейло в этом бассейне были сформированы две зоны с разновозрастной океанической корой. При

этом во время формирования более молодой коры в зоне с более древней накапливался кремнистый чехол. В бассейне отсутствовали остаточные дуги. Перелом в развитии бассейна происходит в начале карадока, когда начинается сближение зон с разновозрастной океанической корой. При этом происходит срыв кремнистого чехла, а в Балхашском сегменте и базальтов, сопровождавшийся формированием олистостромовых комплексов. Эти процессы продолжались до начала силура. Устанавливается, что перемещение покровов происходило с юго-юго-востока на северо-северо-запад.

Несмотря на большое сходство строения и эволюции Тектурмасского и Балхашского сегментов, они различаются пространственным положением зон с разновозрастной океанической корой и участием в конседимептационных покровах Балхашского сегмента кремнисто-базальтовых комплексов лландейло. Эти отличия не позволяют считать Балхашский сегмент непосредственным продолжением Тектурмасского, что подтверждается палеомагнитными данными, которые свидетельствуют о формировании кремнисто-базальтовых комплексов этих двух сегментов в разных палеоширотах (среднеордовикские комплексы Тектурмасского сегмента - 9-10° с. ш., а Балхашского-14° с.ш.) (Печерский, Диденко, 1995).

Лгадырский офиолитовый пояс. Комплексы этого пояса образуют крупный покров надвинутый на силурийские терригенные толщи Жаман-Сарысуйского синклинория. Ультрамафит-габбровые комплексы представлены изолированными телами серпентинитов. Кремнисто-базальтовые толщи (по данным М.З.Новиковой и Н.А.Герасимовой) разделяются на вулканогенную верхов карадока, сложенную различными базальтами с прослоями яшм, вулканогенно-осадочную лландовери-венлока, состоящую из различных кремнисто-туфогенных пород с отдельными потоками базальтов, и толщу красных кремнистых алевролитов венлока. Эти комплексы перекрываются терригенным разрезом верхнего силура. В восточной части пояса в лудловской части разреза присутствует мощная олистостромовая толща (Тевелев и др., 1997), в состав которой входят различного размера глыбы и оттор-женцы верхнеордовикских базальтов и яшм, а также известняки с разнообразными органическими остатками лудловского возраста (акканский горизонт). В западной части пояса этому уровню соответствует конгломератовая толща, где в гальках также отмечаются базальты и яшмы.

Агадырский бассейн начал свое развитие в конце карадока, формирование океанической коры происходило в пределах одной зоны и продолжалось в течение

позднего ордовика и, возможно, начала лландовери. Затем (лландовери - венлок) в котловине накапливались кремнисто-терригенно-туфогенные толщи. Закрытие бассейна началось в лудлове, когда произошел срыв кремнисто-базальтовых толщ с фундамента и формирование олистостромов. Распределение на площади олисто-стромовых толщ позволяет предположить, что движение покровов происходило с юго-юго-запада на северо-северо-восток.

Развитие как в Тектурмас-Балхашского, так и Агадырского бассейнов продолжалось и после эпох покровообразования и формирования олистостромов. В дальнейшем эти структуры представляли собой прогибы с гетерогенным фундаментом, которые заполнялись мощными терригеныыми толщами (силура - зйфеля -Тектурмас-Балхашский бассейн, пржидолия - Эйфеля - Агадырский бассейн). Современная структура этих офиолитовых поясов была в основном сформирована в среднем девоне в результате тельбесской фазы складчатости.

Глава 6

Основные закономерности тектонической эволюции раннепалсозойских окраинных бассейнов Центрального Казахстана.

Изучение особенностей строения и развития различных раннепалеозойских бассейнов с корой океанического типа в Центральном Казахстане дает возможность провести их сравнепие, выявить наиболее общие закономерности их тектонической эволюции и проследить их изменение во времени и в пространстве (Дегтярев, 1997).

Пространственно-временные закономерности распределения бассейнов на площади и их соотношение с островными дугами..

• с северо-востока на юго-запад (современные координаты) происходит омоложение возраста заложения структур с корой океанического типа (от позднего кембрия до карадока);

• в этом же направлении происходит упрощение внутреннего строения бассейнов, уменьшение продолжительности их развития и протяженности; время раскрытия бассейна с более молодой океанической корой совпадает со временем начала закрытия соседнего бассейна с более древней корой: закрытие Западно-Чингизского бассейна начинается в раннем лланвирне (а на отдельных участках и в конце аренига), в это же время начинается раскрытие Тектурмас-

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ РАННЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ОКРАИННЫХ БАССЕЙНОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА

СООТНОШЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАЧАЛА РАСКРЫТИЯ И ЗАКРЫТИЯ

АГАДЫРСКИЙ

и С тигилл

я я карадок

а О « X ялаядейло

ляан$ирн

о «= арениг

£ тренадок

поздний КЕМБРИЙ

МАЙКАИН- КЫЗЫЛТАССКИЙ ТЕКТУРМАС-БАЛХАШСКИЙ И ЗАПАДНО-ЧИНГИЗСЮТЙ

МАЙКАИН- КЫЗЫЛТАССКИЙ И 1АПАДНО-ЧИНГШСКИЙ

ТЕКТУРМАС-БАЛХАШСКИЙ

АГАДЫРСКИЙ

ИЗМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Количество зон с разновозрастной корой океанического типа 1000 км 40 млн. л. -1 |-1 ■ ■ ■

Протяженность в современной структуре

Продолжительность времени раскрытия

600 км

200 км

10 млн. л. I-1

7 млн. л.

Балхашского бассейна, в карадоке, когда начинается закрытие этого бассейна, раскрывается Агадырский бассейн (рис);

• на всем протяжении своего развития бассейны связаны с обрамляющими остро-водужными системами. Это выражается в их междуговом или задуговом положении, присутствии остаточных дуг и широком распространении кремнисто-туфогенных комплексов;

• сопоставление фаз вулканической активности в островных дугах и фаз задуго-вого растяжения в задуговом бассейне (на примере Чингизской и Акбастаускай островных дуг и Западно-Чинггоского бассейна) показало, что в большинстве случаев эти фазы асинхронны.

Закономерности внутреннего строения бассейнов.

• во всех бассейнах в течение времени их раскрытия формируются несколько зон с океанической корой различного возраста, соответствующих нескольким этапам задугового растяжения. Количество этих зон изменяется от трех в Западно-Чингизском бассейне до одной в Агадырском;

• крайне ограниченное развитие комплекса параллельных даек, во всех рассмотренных структурах, и присутствие комплексов "силл в силле", вероятно, свидетельствует об особых условиях задугового растяжения;

• закрытие бассейнов начинается со сближения слагающих их кремнисто-базальтовых и кремнистых комплексов с островными дугами и накопления кремнисто-туфогенных толщ. В это же время в отдельных зонах начинается формирование конседиментационных покровов и олистостромовых толщ. В строении этих покровов участвуют в основном комплексы, слагающие кремнистый чехол , т.е. срыв проходит, как правило, по кровле базальтового фундамента;

• поперечными разломами бассейны часто разделены на сегменты, в пределах которых в разное время начинается и заканчивается раскрытие и закрытие, а сходные процессы отличаются интенсивностью своего проявления;

• в современной структуре сохраняются только те комплексы окраинных бассейнов, которые формировались вблизи островодужных систем и не обнаружено комплексов центральных частей бассейнов.

Сравнение особенностей тектонической эволюции раннепалеозойских бассейнов с корой океанического типа Центрального Казахстана и закономерностей

развития кайнозойских краевых морей западной части Тихого океана (Шараськин,

1992) свидетельствует о совпадении основных тенденций их эволюции. Это позво-

ляет сделать вывод о том, что в Центральном Казахстане раннепалеозойские структуры с корой океанического типа представляли собой систему окраинных бассейнов эволюционировавшую во времени.

Заключение

Анализ особенностей строения и развития Западно-Чингизского окраинного бассейна, сравнение с другими подобными структурами восточной части Центрального Казахстана позволил выявить некоторые наиболее характерные закономерности тектонической эволюции этих структур и сформулировать их в виде защищаемых положений.

1. Западно-Чингизский офиолитовый пояс является реликтом междугового бассейна с корой океанического типа, развивавшегося в течении позднего кембрия -ордовика.

2. Заложение бассейна произошло в начале позднего кембрия в результате раскола среднекембрийской Чингизской островной дуги. Бассейн в течение всей эволюции был разделен на несколько сегментов, разделявшихся крупные разломы трансформного типа. В сегментах в разное время начинались раскрытие, закрытие, а сходные процессы отличались интенсивностью своего проявления.

3. В эволюции бассейна выделяется два крупных этапа: заложения и раскрытия, закрытия и превращения и локровно-складчатый пояс. На этапе раскрытия (поздний кембрий - арениг) после нескольких фаз (начало позднего кембрия, середина позднего кембрия, вторая половила аренига) задутового растяжения бассейн представлял собой совокупность глубоководных котловин и остаточных дуг, находившихся между Чингизской и Акбастауской вулканическими островным дугами.

4. На этапе закрытия (конец аренига - поздний ордовик) кремнистая седиментация сменилась кремнисто-туфогенной, в это же время в отдельных зонах происходит срыв кремнистого чехла с базальтового основания и формирование олисто-стромовых толщ с кремнисто-туфогенным матриксом, залегающих непосредственно на базальтах. В течение среднего - позднего ордовика интенсивно дислоцированные комплексы Западно-Чингизского бассейна причленялись к Чингизской островной дуге, размеры которой постепенно увеличивались.

5. В современной структуре Западно-Чингизского офиолитового пояса сохранились только фрагменты океанической коры междугового бассейна, формировавшиеся вблизи островодужных систем.

6. Тектурмас-Балхашский и Агадырский бассейны с океанической корой отличаются от Западно-Чиигизского меньшей длительностью развития и более простой внутренней структурой. Время раскрытия каждого бассейна с более молодой океанической корой совпадает со временем начала закрытия соседнего бассейна с более древней корой: закрытие Западно-Чингизского бассейна начинается в раннем лланвирне, в это же время начинается раскрытие Тектурмас-Балхашского бассейна, в карадоке, когда начинается закрытие этого бассейна, раскрывается Агадырский бассейн.

Таким образом, изучение Западно-Чигизского офиолитового пояса и других подобных структур Центрального Казахстана позволило выявить основные закономерности их развития и установить особенности тектонической эволюции Казахстанской окраины Палеоазиатского океана в раннем палеозое.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Палеозойская геодинамика Центрального Казахстана. Тектонические исследования при средне- и крупномасштабном геокартировашш. М. Наука, 1989, с. 187-198. (Совм. с В.И.Борисенком, А.В.Рязанцевым, А.С.Якубчуком и др.)

2. О характере сочленения Чингизского и Бощекульского направлений в каледо-нидах северо-востока Центрального Казахстана. Доклады АН СССР 1991, т.317, №4, с.957-962. (Совм. с А.С.Якубчуком).

3. Раннедалеозойскяй окраинный бассейн Западного Чингиза. Тезисы докладов 10 Международной школы морской геологии, том. ГО с. 128-129, Москва, 1992.

4. Два типа раннепалеозойских осгроводужных систем Центрального Казахстана. Доклады Акад. Наук, 1993, т. 331, № 1, с. 74-77.

5. Древнейшие олистостромы Центрального Казахстана. Доклады Академии Наук, 1995, т.340, №2, с. 206-211. (Совм. с Е-А.Сережниковой, С.В.Дубининой).

6. Особенности эволюции, магматизма н металлогении раннепалеозойских остро-водужных систем Центрального Казахстана. Материалы первого Всероссийского петрографического совещания. Тезисы докладов. Уфа, 1995, кн.1, с.68-69.

7. Тектоника Заладно-Чингизкого раннепалеозойского окраинного бассейна (Центральный Казахстан). Тезисы докладов совещания "Тектоника Азии", Москва, 1997, с. 84-86.

8. Основные закономерности тектонической эволюции раннепалеозойских окраинных бассейнов Центрального Казахстана. Тезисы докладов совещания "Тектоника Азии", Москва, 1997, с. 86-88.

9. Стратиграфия и особенности строения нижнепалеозойского карбонатно-кремнисто-туфогенного комплекса хребта Чингиз (Восточный Казахстан). Стартиграфия и геологическая корреляция (в печати). (Совм. с С.В.Дубининой и А.Р.Орловой).

10.The remnants of the Palaeo-Asian Ocean within Central Kazakhstan. Reconstruction of the Palaeo-Asian Ocean. Papers of the 29 International Geological Congress Kyoto. Prod. 283, VSP, 1993, p.1-19. (СовмсА.С-Якубчуком).