Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геодинамическая эволюция Таймырской складчатой области

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Геодинамическая эволюция Таймырской складчатой области"

На правах рукописи

БЕРНИКОВСКИЙ Валерий Арнольдович

ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ТАЙМЫРСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ

04.00.01 - общая и региональная геология 04.00.08 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК - 1995

Работа выполнена в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН М.И.Кузьмин

доктор геолого-минералогических наук Л.В.Махлаев доктор геолого-минералогических наук В.С.Старосельцев

Оппонирующая организация: Институт литосферы РАН, г.Москва

Защита состоится " 1993~г. в . 75" часов на

заседании диссертационного совета Д 002.50.03 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, Университетский пр., 3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГТМ СО РАН Автореферат разослан "<^¿7" А/РЯбУ^/ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета,к. г.-м. н.

Е.М.Хабаров

Общая характеристика работы

Разработка геодинамических моделей и реконструкция процессов формирования земной коры складчатых областей является актуальной проблемой современной геологической науки. Расшифровка многоэтапных процессов осадконакопления, метаморфизма и магматизма в складчатых областях позволяет более обосновано проводить тектоническое и иеталлогеническое районирование территорий, а также устанавливать коррелятивные связи с подобными структурами других регионов. Использование при тектонических реконструкциях 'данных петролого-геохимических и геохронологаческих исследований привело не только к установлению во многих складчатых поясах основных рубежей перестройки литосферы, но и пересмотру установившихся геологических представлений на процессы их образования.

Актуальность проблемы расшифровки геодинамической эволюции Таймырской складчатой области определяется отсутствием достоверных геологических и петрологических моделей для этой структуры, а также ее геологической значимостью как одной из крупнейших в Арктике, с одной стороны, так и в обрамлении Сибирской платформы, с другой. Сложность геологического строения региона и различия в концептуальных взглядах исследователей привели к широкому спектру мнений на тектоническую природу Таймыра - от схем в основу которых были положены представления об эволюции древней геосинклинали в архее-палеозое, до схем, опирающихся на движения литосферных плит и предполагающих северную часть Таймыра в качестве чужеродного блока по отношению к Сибирскому кратону. В наиболее значительных работах, оказавших заметное влияние на развитие представлений о формировании Таймыра, раскрываются различные аспекты геологии региона - особенности литологии, стратиграфии, магматизма, метаморфизма, тектоники и металлогении (Урванцев, 1931, 1949; Равич, 1954; Даминова, 1957; Равич, Чайка, 1962; Вакар, 1962; Погребицкий, 1971; Махлаев, Коробова, 1972; Забияка, 1974; Захаров и др., 1977; Махлаев, 1978; Беззубцев и др., 1986; Забияка и др., 1986; Уфлянд и др., 1991 и др.). К сожалению, достоверность полученных перечисленными авторами результатов существенно ограничивается почти полным отсутствием петролого-геохимических данных для "немых" докембрийских образований Таймыра. Следствием является произвольное, в

соответствие с той или иной тектонической схемой, решение вопросов типизации магматических комплексов, а также возраста и этамности магматизма и метаморфизма. Представляется очевидным, что реконструкция формирования таких полигенных и полихронных складчатых систем, к которым относится Таймыр, не возможна только на основании геологических и литолого-стратиграфических наблюдений. Они должны быть использованы в комплексе с петролого-геохимическими индикаторами, позволяющими сопоставление разнообразных метаморфических и магматичеких комплексов складчатых областей с подобными образованиями современных геодинамических обстановок.

Цель исследований заключается в разработке новой геодинамической модели и установлении основных рубежей формирования земной коры Таймырской складчатой области на основе обобщения геологических данных и использования современных петролого-геохимических и геохронологических исследований.

Основные задачи исследований:

- провести петролого-геохимическую типизацию океанических и островодужных комплексов и разработать модель формирования офиолитовых поясов Таймыра;

выделить основные типы метаморфизма и установить закономерности размещения метаморфических фаций и гидротермально-метасоматических образований;

- определить геодинамические условия образования гранитоидов разных типов;

- установить рубежи образования основных структур Таймыра на основании комплексного изотопно-геохимического датирования магматических и метаморфических пород;

- оценить коррелятивные связи индикаторных комплексов Таймыра с подобными структурами складчатого обрамления Сибирской платформы и арктических окраин.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положен собственный материал автора, собранный за период 1976-1995 гг, при выполнении плановых научно-исследовательских работ сначала в составе Красноярского филиала Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья, а затеи (с 1991 г) Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН. Кроме собственных каменных коллекций при

«s

аналитических исследованиях использовались коллекции образцов и шлифов А.И.Забияки, И.Д.Забияка, Н.И.Коробовой, Л.В.Махлаева, С.С.Сердюка и В.Ф.Проскурнина.

Теоретической основой решети поставленной проблемы является тектоника литосферных плит, предполагающая расхождение и схождение плит, выраженные рифтингом, спредингом, субдукцией, обдукцией и коллизией, при максимальной тектонической, магматической и метаморфической активности на границах плит.

Для решения указанных задач исследований был использован комплекс геологических, петролого-геохимических и

геохронологических методов. Геологические и метаморфические карты составлены на основе детального геологического картирования ключевых комплексов и петрографического изучения пород (более 4000 шлифов). Петролого-геохимические выводы опираются на оригинальные анализы пород на петрогенные и редкие (более 400), в том числе редкоземельные элементы (около 140), выполненные нейтронно-активационным, рентгено-флюоресцентным, атомным эмиссионным количественным и спектральным количественным методами в лабораториях Аналитического центра ОИГТиМ СО РАН (А.Д.Киреевым, М.С.Мельгуновым, В.С.Пархоменко, С.Т.Шестелем, Н.А.Яковлевой) и в Аналитическом центре Геологического института РАН (Москва) С.МЛяпуновым. При изучении метаморфических минералов выполнено более 300 микрозондовых анализов на рентгено-спектральном микроанализаторе в ОИГГиМ СО РАН. Выделение рубежей формирования Таймырской складчатой области основано на датировании индикаторных магматических и метаморфических комплексов Sm-Nd и U-Pb методами на многоколлекторном масс-спектрометре Finnigan МАТ-261 в ИГГД РАН (Санкт-Петербург) А.Б.Котовым, Л.А.Неймарком, В.П.Ковачем, Е.Б.Сальниковой и Rb-Sr, K-Ar и Ar-Ar методами на масс-спектрометре МИ-1201Т в ОИГГиМ СО РАН В.А.Пономарчуком и А.В.Травиным.

Основные защищаемые положения: 1. В Таймырской складчатой области выделяется три зоны -палеозойско-мезозойская Южно-Таймырская, соответствующая пассивной окраине Сибирского континента, позднерифейская Центрально-Таймырская, которая имеет аккреционную природу и включает террейны континентальных масс, островные дуги и чешуи океанической коры (офиолиты), и Северо-Таймырская, представляющая

собой докембрийскую окраину Карского континента, метаморфизованную и гранитизированную в позднем палеозое.

2. Офиолиты Центрально-Таймырского аккреционного пояса являются петролого-геохимическим индикатором геодинамической обстановки окраинного моря с корой океанского типа. Они были сформированы в позднем рифее, затем метаморфизованы в зеленосланцевой и амфиболитовой фациях и обдуцированы на континентальную окраину Сибирского континента в венде.

3. Образование разновозрастных гранитоидов связано с островодужными (толеитовый и андезитовый типы), син- и постколлизионными (известково-щелочной тип) и внутриплитными (щелочной тип) геодинамическими обстановками.

4. Формирование метаморфических пород разных типов происходило в позднем рифее-венде и в позднем палеозое. Они маркируют активные тектонические зоны - спрединга (океанский тип), субдухции (гранат-амфиболитовый, эклогит-глаукофансланцевый (?), гидротермальный типы) и коллизии (метаморфические ядра, зональные андалузит-силлиманитовый и кианит-силлиманитовый, контактовый типы).

5. В геодинамической эволюции изученного региона выделяется два главных события. Первое из них, позднерифейско-вендское, связано с образованием аккреционного пояса, вмещающего офиолиты, на границе с Сибирским кратоном. Это событие коррелируется с обдукцией офиолитов в западном и южном обрамлении Сибирского кратона (Енисейском кряже, Восточном Саяне и Северном Прибайкалье). Второе - позднепалеозойско-раннемезозойское, обусловлено коллизией Карского и Сибирского континентов и соответствует этапу формирования позднепалезойской Пангеи.

Новизна работы. Личный вклад:

1. На основе изучения состава петрогенных, редких (включая редкоземельные) элементов и изотопно-геохимических исследований охарактеризованы петрологические и геохимические особенности офиолитов Таймыра, доказан их позднерифейский возраст и предложены модели их формирования.

2. С использованием фациального принципа расчленения метаморфических пород, методов метаморфического картирования, гермобарометрии и микрозондового изучения метаморфических минералов, выделены основные типы метаморфизма и составлена карта метаморфических фаций Таймыра масштаба 1: 500 ООО.

3. Опираясь на современные петролого-геохимические классификации, в изученном регионе установлено шесть типов гранитоидов и обосновано их формирование в различных геодинамических условиях.

4. С применением комплекса методов изотопно-геохимического датирования (Sm-Nd, U-Pb, Rb-Sr, K-Ar и Ar-Ar методы) магматических и метаморфических пород определены основные рубежи формирования региона.

5. На основе тектоники литосферных плит и обобщения геологических и новых петролого-геохимических данных предложена новая модель формирования земной коры Таймырской складчатой области.

Практическая значимость результатов: Выявленные закономерности формирования комплексов земной коры Таймырской складчатой области M017T быть использованы при геодинамических реконструкциях других складчатых областей, в том числе обрамления Сибирского кратона и арктических окраин, что будет способствовать совершенствованию теоретических основ геодинамики и решению проблем межрегиональных корреляций. Решение ряда петрологических вопросов, касающихся типизации пород офиолитовых комплексов, гранитоидов и метаморфитов, имеет самостоятельное значение и может быть использовано при геолого-съемочных работах. Разработанная модель эволюции земной коры и установленная гидротермально-метасоматическая и рудная специализация выделенных геодинамических зон могут быть применены при металлогенических и поисковых работах в регионе и аналогичных зонах в Арктике, где вопросы удешевления работ на основе корреляции и аналогии являются весьма актуальными.

Апробация работы: Различные стороны проведенных исследований обсуждались на многих международных, всесоюзных и всероссийских совещаниях и конференциях. Основные положения и выводы работы были доложены на XXVII Тектоническом совещании по теме "Тектоника и метаморфизм" (Москва, 1994), на Всероссийском совещании "Состояние, проблемы и задачи геологического картирования областей развития докембрия на территории России" (Санкт-Петербург, 1994), на Международных конференциях по Арктическим окраинам (ICAM, Магадан, 1994) и по геологии рудных месторождений (IAGOD, Пекин, 1994), на Всероссийском петрографическом совещании "Магматизм и геодинамика" (Уфа, 1995) и на Всероссийском совещании "Главнейшие рубежи геологической эволюции Земли в докембрии и их изотопно-геохронологическое обоснование" (Санкт-Петербург, 1995).

1 I

По теме диссертации опубликовано 40 работ, включая одну коллективную монографию.

Успешному проведению исследований на всех этапах способствовали постоянная поддержка, советы и консультации академика НЛДобрецова, которому автор выражает свою искреннюю признательность.

Автор пользуется случаем выразить свою благодарность коллегам из разных организаций за многолетние совместные полевые и камеральные работы, помощь в проведении полевых работ, поддержку и многочисленные дискуссии: сотрудникам по работе в Красноярском филиале СНИИГТиМС - А.И.Забияке, И.Д.Забияка, С.С.Сердюку, С.И.Злобину, Ю.В.Гусарову, Н.И.Коробовой, Э.НЛинду, Т.Я.Корневу, В.М.Даценко; геологам Полярной партии НКГРЭ - М.М.Гончарову, Н.И.Деминовичу, Г.ГЛопатину, В.К.Ояберю, В.В.Стеблеву; соавторам многих исследований и публикаций - А.Е.Верниковской, А.Б.Котову, В.П.Ковачу, С.МЛяпунову, Л.А.Неймарку, В.А.Пономарчуку,

B.Ф.Проскурнину, Е.Б.Сальниковой, А.В.Травину, С.З.Яковлевой, а также сотрудникам, оказавшим большую помощь в аналитических исследованиях, обработке полученных данных, подготовке графических приложений и рукописи к печати - А.Д.Кирееву, В.С.Пархоменко,

C.Т.Шестелю, О.С.Хмельниковой, Н.А.Яковлевой, А.В.Радостевой,

A.И.Черных, В.В.Битковой и О.С.Мириевской.

При разработке отдельных положений в разные периоды исследований ряд вопросов обсуждался со многими специалистами, высказавшими полезные замечания и рекомендации: академиками и член-корреспондентами РАН - О.А.Богатиковым, Н.А.Богдановым, Ч.Б.Борукаевым, В.А.Глебовицким, Л.П.Зоненшайном, В.И.Коваленко, М.И.Кузьминым, Г.В.Поляковым, В.В.Ревердатто, М.А.Семихатовым,

B.Е.Хаиным; американскими и канадскими учеными - КДаусоном, Р.Колманом, Р.Кекхэмом, Э.Миллер, В.Ноклбергом; докторами и кандидатами наук - Г.Н.Аношиным, И.В.Ащепковым, А.К.Башариным, Н.А.Берзиным, В.И.Будановым, В.А.Буряком, М.М.Бусловым,

A.А.Бухаровым, В.А.Бушем, А.Г.Владимировым, А.С.Гибшером,

C.М.Жмодиком, Ю.И.Захаровым, В.В.Золотухиным, А.Э.Изохом, Э.Г.Конниковым, А.Б.Кузьмичевым, Л.В.Кунгурцевьш, Г.ГЛепезиным,

B.А.Макрыгиной, Л.В.Махлаевым, А.Г»Мироновым, Н.Н.Нагайцевой, Л.М.Натаповым, А.Д.Ножкиным, Л.М.Парфеновым, Н.В.Поповым, О.М.Розеном, В.А.Симоновым, Е.В.Скляровым, Е.В.Хаиным,

Б.М.Чиковым, Н.К.Шануренко. Всем вышеназванным коллегам автор глубоко признателен.

Работа выполнена в лаборатории корреляции геологических процессов ОИГТиМ СО РАН. Исследования по рифейским офиолитовым комплексам являются частью проекта 1.1.3 "Крупнейшие перестройки в рифее" Государственной научно-технической программы "Глобальные изменения природной среды и климата". Петролого-геохимические и геохронологические исследования также получили финансовую поддержку благодаря Российскому фонду фундаментальных исследований (проект 95-05-14602) и Международному научному фонду (проект ИРСООО).

Основное содержание работы Глава 1. Основные черты структуры Таймыра

Таймырская складчатая область прослеживается почти на 1000 км, при ширине более 300 км, вдоль побережья Карского моря. Ее южная граница скрыта под мезо-кайнозойскими отложениями Енисей-Хатангского прогиба, а северная часть перекрыта водами Карского моря. Общие черты геологического строения региона, присутствие докембрийских метаморфических комплексов, а также широкое развитие надвиговых структур впервые были установлены Н.Н.Урванцевым (1931, 1949). Им же была опубликована первая тектоническая схема Таймыра, согласно которой этот регион представляет собой фрагмент центральной зоны и южного крыла герцинского геосинклиального складчатого сооружения. Дугообразную форму основных структур Таймыра Н.Н.Урванцев считал показателем надвигания древних формаций на периферическую зону развития палеозоя, прилегающую к Сибирской платформе. По мере накопления фактического материала развивались новые представления о тектонической природе Таймыра (Равич, 1954; Вакар, 1962; Погребицкий, 1971; Забияка, 1974; Махлаев, 1978; Беззубцев и др., 1986 и др.). Несмотря на разнообразие взглядов, все перечисленные авторы пытались объяснить тектоническую эволюцию Таймырской складчатой области с геосинклинальных позиций, как правило, не уделяя необходимого внимания горизонтальным перемещениям, которые отметил Н.Н.Урванцев. О них вновь заговорили после появления статьи

Л.В.Махлаева (1988), рассматривающего Мамонто-Шренковскую структуру в качестве аллохтона, и обобщающих работ Л.П.Зоненшайна, Л.М.Натапова и А.К.Уфлянда с соавторами (1987; 1990; 1991), впервые предложивших схему тектонической эволюции Таймыра, основывающуюся на теории тектоники литосферных плит.

В пределах Таймырской складчатой области выделяется три зоны Южно-, Центрально- и Северо-Таймырская, отличительные особенности строения и состава которых свидетельствуют о различных геодинамических условиях их формирования (рис. 1). ЮжноТаймырская палеозойско-мезозойская складчатая зона представляет собой пассивную окраину Сибирского континента. В ее северной части преобладают карбонатные породы ордовикско-среднекаменноугольного возраста, а в южной - прибрежно-морские терригенные отложения позднего карбона-перми и пермско-раннетриасовые вулканогенно-осадочные отложения, вмещающие покровы базальтов, а также дайки и силлы долеритов трапповой формации. Значительно в меньшем объеме, чем трапповый, в Южно-Таймырской зоне проявлен мезозойский магматизм пестрого состава - от гранодиоритов, субщелочных и щелочных гранитов и сиенитов до нефелиновых сиенитов. Центрально-Таймырская зона имеет аккреционную природу. В ее составе присутствуют метаморфизованные блоки континентальных масс, фрагменты островных дуг, отложения задугового бассейна и чешуи океанической коры (офиолиты), перекрытые венд-раннекаменноугольным чехлом. Северо-Таймырская зона сложена преимущественно позднерифейскими флишоидными отложениями склона и подножья Карского континента, метаморфизоваными и гранитизированными в позднем палеозое. Тектоническое совмещение рассматриваемых структур I порядка происходило по надвигам, горизонтальные перемещения по крупнейшим из которых оцениваются в десятки (Урванцев, 1949; Уфлявд и др., 1991) или первые сотни км (Беззубцев и др., 1986).

Глава 2. Центрально-Таймырский докембрийский аккреционный пояс

В пределах аккреционного пояса отчетливо выделяются два террейна высокометаморфизованных и гранитизированных пород -Мамонто-Шренковский и Фаддеевский, ряд террейнов и пластин,

«5

Рис. 1. Схема тектонического районирования Таймырской складчатой области

Северо-Таймырская зона: 1,2 - флишовдные отложения Карского континента: 1 - позднерифейские, зонально-метаморфизованаые и гранитизированные в Ргз, 2 - венд-кембрийские (непереработанные); 3 - коллизионные гранитоиды (Ргз); Центрально-Таймырска» зона: 4 • кристаллические комплексы Мамонто-Шренковского (1) и Фаддеевского (II) террейнов, переработанные в Из-У; 5 -коллизионные граниты (1?з-У), 6 - офиолитовый комплекс (Из); 7 - островодужвый комплекс (Из); 8 - вулканогевно-осаяочные островодужиые, пред- и задуговые отложения (Яз); 9 - террейны, сложенные карбонатными отложениями (Яз); 10 - олистостромы (а) и молассы коллизионные (б); И - терригенно-осадочные отложения чехла аккреционного блока р/-С1); Южно-Таймырскаа зона: 12-13 - отложения пассивной окраины Сибирского кратона: 12 - карбонатные (0-С2), 13 - террнгенные (С3-Р); 14 - терригенно-вулканогенныг образования рифтов (Р2-Т1У, 15 - юрско-кайнозойские отложения; 16 - надвиги (а) и прочие разрывные нарушения (б). Надвиги, обозначенные буквами: А - Главный Таймырский; Б - Диабазовый; В - Пясино-Фадцеевский; Г - Пограничный.

сложенных островодужными, задуговыми и океаническими комплексами, а также существенно карбонатные блоки. Контакты между блоками и пластинами - тектонические, по надвигам, часто трассируются зонами катаклаза и милонитизации. Наибольшее внимание в этой главе уделено метаморфическим и магматическим комплексам, играющим ведущую роль в расшифровке условий и времени образования аккреционного пояса.

Мамонто-Шренковский и Фаддеевский террейны во многом схожи между собой и отличаются от других по составу и уровню метаморфических преобразований. В строении описываемых террейнов принимают участие высокометаморфизованные (эпидот-амфиболитовая и амфиболитовая фации) метатерригенные породы - плагиогнейсы и кристаллические сланцы, среди которых присутствуют тела автохтонных и параавтохтонных гранитов, гранито-гнейсы и мигматиты (рис. 2). Значительно в меньшей степени представлены пластины и линзы метабазитов, преобразованных в биотит-амфиболовые кристаллические сланцы и амфиболиты, а также кварцитов и мраморов. Породы часто интенсивно катаклазированы, милонитизированы и диафторированы.

Изучение метапелитов обоих террейнов показало близость их химических составов и высокую зрелость осадков, соответствующую отложениям пассивной континентальной окраины. Микрозондовые исследования минералов этих пород позволили установить сложную зональность гранатов, присущую только этим образованиям. Основная ее особенность - значительное изменение содержания гроссулярового минала от 3-4 мол.% в центральных частях зерен до 20-24 мол.% в краевых, что может указывать на повышение давления при минералообразовании и/или изменение состава флюида. Эти данные хорошо дополняются присутствием в юго-восточных приграничных частях описываемых блоков парагенезисов минералов, характеризующих условия повышенных или высоких давлений. В пределах Мамонто-Шренковской структуры это - единичные находки глаукофана и омфацита (Махлаев, 1988) и установление эклогитоподобных пород (Беззубцев и др., 1986), а в зоне сочленения Фаддеевского террейна и Становского офиолитового пояса - наличие узкой зоны кианитовых сланцев с мусковитом, силлиманитом ич сапфирином, непосредственно примыкающих к гранатовым амфиболитам. Оценка РТ-условий метаморфизма в таких зонах по разным геотермобарометрам показывает

Рис. 2. Карта метаморфизма Таймырской складчатой области

1-3 - фации умеренных давлений: амфиболитовая и нерасчлененные амфиболитовая и эпидот-амфиболитовая (1), ЭПИДОТ-амфиболитомя (2), зеленослапцсвая (3); 4-5 - фации нерасчлененные по давлению: зеленосланцевая (4), зеленосланцевая и эпидот-амфиболитовая (5); 6 - эпидот-амфиболитовая и амфиболитовая повышенных давлений; 7 - пренит-пумпеллиитовая; 8 - фации контактового метаморфизма; 9-11 - магматические формации (Из): мигматит-гранитовая и гранито-гнейсовая (9), офисяитовая (10), плагиограиитовая (11); 12 • син- и постхоллизионные гранитоиды (Ргз) нерасчлененные; 13 - неметаморфизованные отложения (Pz-Q); 14 - основные надвиги (а) и разломы (б).

температуры до_ 600-700°, при давлении 6-9 кбар. Таким образом, имеющиеся данные свидетельствуют о сложной метаморфической эволюции пород рассматриваемых террейнов - от преобразований в условиях умеренных давлений на коллизионном этапе до формирования высокобарических парагенезисов в зоне субдукции.

С коллизионной обстановкой в пределах этих террейнов связано образование автохтонных и параавтохтонных гранитов, впервые описанных М.Г.Равичем (1954) в качестве "формации катакластических порфировидных гранитоидов". По составу это обычно порфировидные биотитовые, биотит-амфиболовые и двуслюдяные граниты нормального и субщелочного ряда калиево-натриевой серии от кварцевых диоритов до лейкогранитов. Распределения РЗЭ в рассматриваемых гранитоидах близки таковым во вмещающих их метапелитах. Вместе с тем они по содержанию петрогенных компонентов и редких элементов могут быть отнесены к разностям переходного типа между Б и I гранитами, что позволяет предполагать их формирование в зоне столкновения континентального блока с островной дугой. Широкий интервал и-РЬ по цирконам и изохронных Шэ-Бг датировок (850-600 млн. лет) объясняется смешанной природой корового протолита и, в связи с этим, разновозрастносгью унаследованных древних компонентов РЬ в цирконах. Этот вывод подтверждается модельными возрастами корового протолита рассчитанными по Бт-Ш данным (1500-2100 млн. лег).

Островодужные, задуговые и океанические комплексы занимают большую часть Центрально-Таймырской зоны. В их составе преобладают вулканиты толеитовой и известково-щелочной серий - лавы основного, среднего и кислого состава, среди которых часто присутствуют клинья карбонатных пород и турбидитов. Широкое развитие получили серпентинизированные ультрабазиты, метагабброиды и габбродиабазы, описанные сначала в качестве гипербазитовых и дайковых поясов (Залялеев, Беззубцев, 1975; Забияка и др., 1986), а затем - офиолитовой ассоциации (Зоненшайн и др., 1990; Уфлянд и др., 1991; Берниковский, 1992, 1995; Хаин и др., 1993).

Офиолиты формируют два пояса северо-восточного простирания -Челюскинский и Становской. Изучение внутреннего строения, состава поясов, соотношения океанических и островодужных комплексов, а также типов их метаморфических преобразований позволили установить как общие черты, так и отличительные особенности каждого из них. В пределах Челюскинского пояса составы наиболее информативных пород

- базальтов варьируют в широких пределах - от пикритобазальтов до лейко- и андезитобазальтов. При этом, они относятся к низкокалиевым толеитам натриевой серии. В Мод-Кунарской зоне базальты, ассоциирующиеся с ультрабазитами и габброидами, значительно обеднены лигофильными элементами и имеют промежуточный тип распределения редких элементов между Н-типом СОХ, толеитовыми базальтами надсубдукционных зон и океанических островов (рис. 3). Другая группа базальтов, слагающая совместно с андезитами и риолитами покров Кунарской зоны, обогащается относительно первой К, Rb, Ва, Th, а также легкими РЗЭ, занимая промежуточное положение между толеитовыми и известково-щелочными типами. Базальты Унгинской зоны характеризуются более компактной областью составов и обогащением ТЮг до 1.75-2.25 мас.%, что является обычным для тыловых зон развивающейся островной дуги при задуговом спрединге (Богатиков, Цветков, 1988). Таким образом, в пределах Челюскинского пояса обнаруживается эволюция составов базальтов от примитивных, сформировавшихся в спрединговых зонах окраинного моря, до базальтов в разной степени обогащенных элементами с крупными ионными радиусами в результате субдукции и формирования островной дуги. Метабазальты Становского пояса еще более обогащены литофильными элементами. В них содержание К2О и Rb возрастает относительно Челюскинских почти на порядок, что объясняется близостью континента и более существенным влиянием зоны субдукции при их формировании.

Продолжают низкокалиевый ряд базитов Челюскинского пояса -плагиограниты тоналит-трондьемитовой серии, подобные по составу плагиогранитам типичных офиолитовых комплексов, описанным в качестве океанических плагиогранитов. (Coleman, Peterman, 1975), гранитов габбро-плагиогранитового (Зоненшайн и др., 1976), толеитового (Таусон, 1977; Кузьмин, 1985) и М-типов (White, 1979). Они слагают пластинообразные тела видимой мощностью до 1 км среди метабазальтов, андезито-базальтов и мегагабброидов. Плагиограниты характеризуются низкими концентрациями К2О, Rb, Nb, U, Th, повышеными Y и Zr, а распределение РЗЭ близко к таковому для среднего базальта Срединно-Атлантического хребта, а также для габброидов, базальтов и андезито-базальтов рассматриваемого офиолитового комплекса. U-Pb по цирконам и Rb-Sr изохронное датирование этих плагиогранитов свидетельствует о' позднерифейском возрасте их формирования (740-720 млн. лет). Полученные модельные

Рис. 3. Мультикомпонентные диаграммы для метабазальтов офиолитовых поясов Северного Таймыра

Поля составов метабазальтов: А, Б - Мод-Кунарская зона (А - руч. Мод, Б -р.Кунар, оз. Путевое, бух. Восточная); В - Унгинская зона; Г - Становская зона. Типы базальтов показаны усредненными линиями по (Реагсе е1 а1., 1984); 1 - Н-тип СОХ; 2 - толыпокый над зоной субдухции; 3 - толеитовый океанических островов; 4 - высококалиевый известково-щелочной; 5 -щелочной

возрасты по Sm-Nd изотопным данным (850-785 млн. лет) близки к указанным значениям, а установленная величина i47Sm/I44Nd = 0.17 является типичной для пород основного состава, что еще раз свидетельствует о когенетичности тоналитов и трондьемитов с базитами Челюскинского офиолитового пояса.

Породы океанических., островодужных и задуговых комплексов регионально метаморфизованы от зеленосланцевой фации в пределах Челюскинского пояса до амфиболитовой фации повышенных давлений в Становском. В последнем случае по базальтам развиваются гранатовые амфиболиты, что, по мнению автора, наряду с другими фактами, отмеченными выше, свидетельствует о преобразованиях в палеозоне субдукции. Возраст этого метаморфизма определен комплексом методов (Sm-Nd, Rb-Sr и K-Ar) и соответствует интервалу 570-600 млн. лет.

Глава 3. Карский, континент

Значительную часть Северо-Таймырской зоны занимают метаморфизованные, ритмично переслаивающиеся песчаники, алевролиты и пелиты континентального склона и подножья. Возраст этой толщи определяется рифейскими акритархами. Некоторые исследователи считают его позднедокембрийско-кембрийским (Кабаньков и др., 1978; Беззубцев и др., 1986), опираясь на кембрийскую фауну, установленную в пределах Хутудинского террейна, отделенного от собственно Карского блока Главным Таймырским надвигом. Последнее не позволяет решить этот вопрос однозначно. Среди флишоидных отложений размещены гранитоиды автохтонного, параавтохтонного и аллохтонного типов. Значительно в меньшем объеме присутствуют блоки амфиболитов и биотит-амфиболовых кристаллических сланцев. Они имеют тектонические контакты с флишоидными отложениями и, вероятно, являются блоками Центрально-Таймырского пояса, вскрытыми в эрозионных и тектонических "окнах", что подтверждается сравнением химических составов этих амфиболитов с метаандезито-базальтами аккреционного блока.

Флишоидные отложения зонально метаморфизованы от низких ступеней зеленосланцевой до амфиболитовой фации умеренных давлений. Наиболее наглядно постепенность метаморфических преобразований наблюдается в западной части зоны (Берег Харитона Лаптева), где последовательно фиксируется смена индекс-минералов от

биотита до силлиманита. Также постепенно изменяется состав метаморфических минералов. В частности, снижение содержания спессартинового минала в гранате от низкотемпературных к высокотемпературным зонам от 15-16 до 3-4 мол.% сопровождается ростом доли пиропового компонента - от 8-9 до 19-21 мол.%. Оценка РТ-параметров метаморфизма по различным геотермобарометрам показала, что температуры от гранатовой зоны до силлиманитовой меняются от 460 до 650°С, а давления от 3 до 6.5 кбар, что соответствует эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фациям умеренных давлений (Добрецов и др., 1972).

Метаморфические преобразования амфиболитовой фации часто сопровождаются мигматизацией и гранитизацией с формированием удлиненных тел (обычно площадью до первых десятков кв. км) автохтонных биотитовых и двуслюдяных порфиробластических гнейсогранитов, субщелочных гранитов и кварцевых сиенитов. Среди метаморфитов эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций присутствуют параавтохтонные и аллохтонные гранитоиды. Причем, степень "перемещенное™" гранитоидов возрастает с запада на восток -автохтонные разности присутствуют только в западной части региона (Берег Харитона Лаптева), а для полуострова Челюскин присущи отчетливо дискордантные массивы. Последние прорывают как регионально метаморфизованные образования (флишоидные Карского континента и вулканогенно-осадочные рифейской островной дуга), так и неметаморфизованные палеозойские отложения чехла аккреционного блока, формируя ореолы контактовых роговиков. Вещественный состав аллохтонных массивов более разнообразен, чем у вышеописанных автохтонных разностей. В них присутствуют разности порфировидных, биотит-амфиболовых гранитов, гранодиоритов, граносиенитов, а также кварцевых сиенитов, диоритов и монцонитов,

Петрохимические характеристики наряду с особенностями состава редких элементов позволяют рассматривать гранитоиды СевероТаймырской зоны в качестве коровых известково-щелочного ряда переходного типа между Б и I гранитами. Сравнение редкоэлементного состава автохтонных и аллохтонных разностей свидетельствует о снижении содержаний Шэ в последних при повышении Бг и Ва, что характерно для постколлизионных 'гранитов латитового типа. Специфические черты разных типов • гранитов устанавливаются и при анализе распределения в них РЗЭ. Для автохтонных гранитоидов

геохимические свойства в значительной степени унаследованы от пород субстрата. В аллохтонных разностях существенно возрастает отношение La к Yb, что свидетельствует об отчетливом фракционировании РЗЭ -преимущественном выносе тяжелых лантаноидов.

Морфология массивов, соотношение гранитов с вмещающими породами, а также их химический состав указывают на то, что формирование части из них (автохтонные и параавтохтонные разности Берега Харитона Лаптева) происходило в синколлйзионных условиях, другие же (аллохтонные массивы Северо-Восточного Таймыра) - в постколлизионных или орогенных. Эти выводы подтверждаются результатами комплексных геохронологических исследований (Sm-Nd, U-Pb, .Rb-Sr и K-Ar методы). U-Pb данные для цирконов и монацита из автохтонных гранитов отвечают возрасту формирования 306±2 млн. лет и указывают на присутствие в цирконах унаследованного древнего компонента радиогенного РЬ, свидетельствуя о вкладе древней коры. Они находятся в соответствии с Sm-Nd данными (модельный возраст корового протолита 1080-1170 млн. лет). Датирование этих гранитов Rb-Sr изохронным методом показало 277±4 млн лет, что близко возрасту метаморфитов, вмещающих граниты - 272-279 млн. лет. Возраст аллохтонных гранитоидов полуострова Челюскин, определенный Rb-Sr методом (валовая и минеральная изохроны), соответствует 258 млн. лет. Установленный интервал между формированием син- и постколлизионных гранитоидов соответствует таковому для многих фанерозойских складчатых поясов - 5-20 млн. лет (Кориковский, 1995).

Глава 4. Геодинамическая эволюция Таймыра и соотношение главных тектонических событий, магматизма, метаморфизма и металлогении

Для расшифровки геодинамической эволюции складчатых областей в последние годы все больше используются петролого-геохимические и геохронологические данные, а некоторые магматические и метаморфические комплексы стали уверенно рассматриваться в качестве индикаторных. Прежде всего к ним относятся: офиолиты и островодужные вулканиты, отражающие океаническую, окраинноморскую и островодужную обстановки; зеленосланцевые, высокобарические и зональные метаморфические комплексы, свидетельствующие о развитии определенных активных тектонических зон и гранитоиды, позволяющие по их химическому (главным образом

редкоэлементному и изотопному) составу устанавливать геодинамические условия их проявления.

Важнейшая индикаторная роль рифейских офиолитов Таймыра заключается в том, что они указывают на существование между Сибирским и Карским палеоконтинентами пространства с океанической корой. Особенности строения и состава, показанные в главе 2, позволяют предположить, что формирование рассматриваемых офиолитовых поясов связано с субдукционными и спрединговыми зонами окраиною моря (рис. 4). О возрастных рубежах существования океанического бассейна можно судить по датированию плагиогранитов офиолитового комплекса (740-720 млн. лет - U-Pb и Rb-Sr данные и 850-785 млн. лет - Sm-Nd модельные данные) и возрасту метаморфизма протолита гранатовых амфиболитов (606-570 млн. лет - Sm-Nd, Rb-Sr и K-Ar данные), свидетельствующему о столкновении докембрийского аккреционного блока с Сибирским континентом.

Многообразие палеоактивных тектонических зон в пределах Таймырской складчатой области предопределило широкое развитие метаморфических, фаций и разновозрастных метаморфических поясов (рис. 2). В палеоокеанических и островодужных комплексах Центрально-Таймырской зоны проявлены "океанский" и "гидротермальный" по НЛ.Добрецову (1995) типы метаморфизма, характерные для зон растяжения во внутриокеанических и периокеанических обстановках, а также для островных дуг. Значительный объем этих комплексов метаморфизован в условиях зеленосланцевой фации. В том случае, когда породы аккреционного блока вовлекаются в зону субдукции - формируются минеральные парагенезисы повышенных давлений, как это . показано на примере гранатовых амфиболитов Становского офиолитового пояса, кианитовых сланцев зоны сочленения последнего с Фадцеевским террейном и метаморфитов юго-восточной части Мамонто-Шренковского блока. Эти метаморфические преобразования показывают, что в области сочленения двух крупнейших зон региона - Центрально- и Южно-Таймырской, на поверхность выведены высокобарические породы, трассирующие пояс палеосубдукции более чем на 400 км.

Типы метаморфизма и гранитоидного магматизма, характерные для зон столкновения (дуга-континент, континент-континент) проявлены в пределах Мамонто-Шренковского и Фадцеевского террейнов, а также Карского континента. В главах 2 и 3 показаны особенности строения

Рис. 4. Модель формирования офиолитовых покровов Северного Таймыра

А - начало формирования энсиматического окраинного бассейна. В Челюскинской зоне - субдухция океанической плиты под океаническую, додуговый спрединг и формирование офиолитов. В Сгановской зоне - возникновение спрединговой зоны в окраинном бассейне, образование лайковых и силловых комплексов; Б - в Челюскинской зоне - подводный дуговый вулканизм, образование примитивных вулканитов; в Сгановской зоне - захлопывание спредингового центра, субдукция и образование примитивных вулканитов; В - в Челюскинской зоне - закрытие спредингового центра, расчешуивание, скучивание и аккреция с континентальными террейнами; в Сгановской зоне - продолжение субдукции, формирование метаморфитов высоких давлений, а в надсубдукционной зоне - известково-щелочных вулканитов; Г -коллизия аккреционного блока с континентом, вывод ультрабазитовых и метаморфических пластин к поверхности, формирование офиолитовых покровов. 1 - континентальная кора; 2 - океаническая кора; 3 - глубоководные осадки; 4 -карбонатные породы; 5 - метаперидотигы, серпентинитовый меяанж; б - метагабброиды; 7 - толеитовые метабазальты; 8 - гранатовые амфиболиты; 9 - островодужный комплекс; 10 - плагиограниты толеитового ряда; 11 - олистостромы; 12 - тектонические покровы.

этих структур, составы и возраст протолитов и последующей их гранитоидио-метаморфической переработки на разных этапах развития региона. Гранито-гнейсовые блоки таких структур все чаще описываются в литературе в качестве комплексов метаморфических ядер (Coney, Harms, 1984; Dewey, 1988; Miller et al„ 1992; Скляров, 1994; Добрецов, 1995). Модель формирования метаморфических и гранитоидных комплексов при коллизии Карского и Сибирского континентов в позднем палеозое показана на рис. 5. Кроме коллизионных обстановок гранитоиды Таймырской складчатой области фиксируют и другие геодинамические режимы. В обстановках энсиматической и энсиалической дуг происходило формирование плагаогранитов толеитового и андезитового или М и I-типов. С континентальным рифтогенезом раннемезозойского возраста связан тип субщелочных и щелочных гранитов, гранодиоритов, гранит-порфиров, нередко ассоциирующихся с сиенитами и нефелиновыми сиенитами, а иногда и с породами траппового комплекса. Особенности химического состава гранитоидов Таймыра показаны на рис. 6.

Обобщение всей имеющейся геологической информации, изучение рассмотренных индикаторных комплексов и установление их возраста позволило выделить основные этапы формирования Таймырской складчатой области {таблица). При этом, главными в геодинамической эволюции региона являются два события. Первое из них, позднерифейско-вендское, связано с образованием аккреционного пояса, вмещающего офиолиты, островные дуги и континентальные террейны, на границе с Сибирским кратоном. Оно сопровождалось гранитоидным магматизмом, вулканизмом, метаморфизмом разных типов, обдукцией покровов на континент й формированием моласс. С позднего венда по ранний карбон в регионе происходит накопление терригенно-карбонатных формаций в условиях пассивной окраины. Второе главное событие начинается в позднекаменноугольно-пермское время столкновением двух континентов - Сибирского и Карского. Оно фиксируется формированием синколлизионных извесгково-щелочных гранитоидов, зонального метаморфического комплекса андалузит-сшшиманитового типа, а затем (в поздней перми) - постколлизионных (орогенных) гранитоидов латитового типа с роговиковыми ореолами. В это время (с позднего карбона) происходит качественная смена осадконакопления в Южно-Таймырской зоне - с появлением нового источника сноса карбонатные осадки вытесняются терригенными.

Рис. 5. Модель формирования метаморфических и гранитоидных комплексов при коллизии Карского континента с Сибирским в позднем палеозое

1 - литосферная мантия; 2 - океаническая кора; 3 - зона анатектического гранитообразования; 4-6 - фации метаморфизма: 4 - амфиболитовая; 5 - эпидот-амфиболитовая; 6 - зеленосланцевая; 7 - неметаморфизованные породы; 8 - базитовые расплавы, образованные при смешении глубинных магм с продуктами плавления океанической и континентальной коры; 9 - кислые расплавы; 10 - синколлизионные автохтонные и параавтохтонные граниты; II - постколлизионные гранитоидные плутоны.

А - положение Карского и Сибирского континентов перед коллизией (>306 ман. лет); Б - коллизионная стадия (306-260 млн. лет); В - постколлизионная стадия (260-250 млн. лет).

Сжатие, вызванное движением Карского континентального блока, и формирование крупного орогена в Северо-Таймырской зоне привели на границе перми и триаса к континентальному рифтогенезу в ЮжноТаймырской зоне (перед фронтом складчатых сооружений) и интенсивному трапповому вулканизму. Одновременно с последним или вслед за ним, происходит формирование плутонов пестрого состава с субщелочным и щелочным уклоном, что типично для внутриплитных (внутриконтинентальных) обстановок. Они завершают на Таймыре интенсивную магматическую деятельность позднепалеозойско-мезозойского возраста. К концу триаса завершается формирование Таймырской складчатой области в качестве сводового поднятия.

Особенности геодинамики крупнейших структур Таймыра предопределили их металлогеническую специализацию - золотую для

■ 1 а2 лЗ ¿4 о 5 »6

Рис. 6. Особенности химического состава гранитоидов Таймыра 1,2 - плагиограниты толеитового (1) и андезитового (2) ряда (R3); 3-6 - гранитоиды известково-щепочного ряда Мамонто-Шренховского (3), Фаддеевского (4) террейнов (R3); синколлизионные (5) и постколлизионные (6) Карского континента (Pz3). Поля составов гранитов даны по (Реагсе et al„ 1984): VAG - вулканических дуг; syn-COLG -синколлизионные; WPG - ввутриплитные; ORG - океанических хребтов.

• »

Центрально- и Северо-Таймырской и полиметаллическую для ЮжноТаймырской зоны. В первой из них наиболее важными типами золотого оруденения являются березит-лиственитовые метасоматиты, формирующие в островодужных вулканитах линейные приразломные зоны значительных масштабов, а также кварцево-жильный и сульфидно-кварцевый типы, включая черносланцевые комплексы. Потенциальные перспективы на золото этой зоны представляются значительными, если учесть, что кроме перечисленных эндогенных типов здесь присутствуют в качестве промежуточных коллекторов позднерифейские и мезозойские конгломераты, коры химического выветривания, а также россыпные объекты. Вероятно, что золотоносность пород Центрально-Таймырской зоны оказала существенное влияние на формирование золото-кварцевых жил в Северо-Таймырской. Об этом свидетельствует значительное по масштабам перекрытие островодужных и океанических комплексов флишоидными отложениями Карского континента, развитие мощного и протяженного (сотни км) кварцево-жильного пояса вдоль зоны Главного Таймырского надвига, соскладчатый характер кварцевых жил. Перераспределение золота как из подстилающих пород, так и внутри флишоидной толщи происходило при региональном метаморфизме и магматизме коллизионного этапа. С последним также связано образование керамических и иусковит-редкометальных пегматитов.

Существенно полиметаллическая специализация ЮжноТаймырской зоны определяется широким развитием траппового комплекса силлов и даек габбро-долеритовой и трахидолеритовой формаций, дифференцированных интрузивов пикрит-габбро-долеритового состава, а также комплекса малых интрузий пестрого состава. Здесь установлены проявления медно-никелевой, свинцово-цинковой, сурьмяно-ртутно-мышьяковой рудных формаций, а также комплексное флюорит-барит-редкоземельное оруденение.

Глава 5. Корреляция основных структурно-вещественных комплексов

и рубежей формирования Таймырской складчатой области с

подобными структурами обрамления Сибирской платформы

и Арктики

Для оценки коррелятивных связей структурно-вещественных комплексов Таймыра с подобными образованиями складчатого обрамления Сибирской платформы и арктических окраин особое

Таблица. Основные этапы формирование Таймырской складчатой области

Этапы Геодинамическая обстановка Осадочные формации Тип магматизма Тип метамофизма Рубежи, млн. лет Структурная зона

Позднери-фейский Зоны растяжения в окраинном море Субдукция Островные дуги Терригенно-карбонат-ная и углеродисто-кремнисто-сланцевая окраинного моря Вулканогенно-терри-генно-карбонатная подножья островных дуг Офиолиты Толеитовый и известково-ще-лочной вулканизм Плагиограниты толеитового и андезитового типа Океанский, гидротермальный, зеленослан-цевый 740-850 Центрально-Таймырский аккреционный пояс

Столкновение дуги с микрокоети-нентом Олистостромовая Известково-щелочные гранитоиды Гранито-гнейсовый 612-850

Вендский Субдукция (аккреционный блок - Сибирский континент) Столкновение и обдукция покровов на континент молассоидная Кианит-смллиманитовый Гранат-амфиболитовый Эклогит-глаукофа-новый (?) 570-606 Центрально-Таймырский аккреционный блок - область сочленения с ЮжноТаймырской зоной

Окраинно-континентальный рифтогенез Туфогенно-терригенно-карбонатная Трахибазальтовый и бимодальный рифтогенный вулканизм Зеленослан-цсвый . Осевая часть аккреционного блока

Венд-каменноугольный Пассивная окраина Сибирского континента терригенно-карбонатная Центрально-Таймырская зона

продолжение таблицы

Венд-каменноугольный Углеродисто-кремнисто-сланцевая глубоководной впадины Область сочленения Центрально- и Южно-Таймырской зон

Карбонатная и терри-генная прибрежно-морская и морская ЮжноТаймырская зона

Позднека- менно-угольный -пермский Столкновение Карского континента с Сибирским Орогенез Синколлизионные известхово-ще-лочные гранито-иды Постколлизионные гранитоиды латитового типа гранито-гней-совый зональный андапузит-силлиманитово-го типа контактовый 260-306 250-260 СевероТаймырская зона Северо- и Центрально-Таймырская зона

Краевой прогиб терригенная мелководного моря и угленосная Южно Таймырская

Поздне-пермский -триасовый Рифтогенез окраинноконти-нентальный и вулканогенно-терригенные рифтогенных впадин Трапповый магматизм контактовый 242-249 ЮжноТаймырская Единичн.дайки Сев. и Центр. Таймыра

внутриконтинен-тальный Внутриплитный гранитоидный магматизм повышенной щелочности, сиениты и нефелиновые сиениты контактовый ЮжноТаймырская

внимание было уделено комплексам активных палеозой, фиксирующим обстановки раскрытия океанов и коллизионные обстановки.

Сопоставления рифейских офиолитовых поясов обрамления Сибирского кратона проводились и ранее (Добрецов, Зоненшайн, 1985; Хаин и др., 1993 и др.), но в них, в связи с ограниченной информацией, офиолиты Таймыра характеризовались или очень кратко, или о них только упоминалось. Приведенный в работе сравнительный анализ офиолитов Таймыра, Енисейского кряжа, Восточного Саяна и Северного Прибайкалья на основе новых петролого-геохимических данных позволил установить у них не только большую степень сходства в строении и составе, но и близкую геохимическую специализацию, свидетельствующую об окраинно-морской обстановке формирования.

Однако, несмотря на то, что их средне-позднерифейский возраст сомнения не вызывает, наиболее вероятно асинхронное формирование этих офиолитов вокруг Сибирского континента. Для каждого пояса установлено как минимум два временных рубежа - позднерифейский (для Енисейского - среднерифейский) и вендский. Второй рубеж всюду фиксируется в интервале 575-620 млн. лет. Он соответствует времени метаморфизма океанических и островодужных комплексов при коллизии островных дуг или аккреционных блоков с Сибирским континентом и особых противоречий не вызывает. Первый рубеж (от 720 до 900 млн. лет, иногда более) отражает время формирования офиолитов, фиксируя раскрытие Палео-Азиатского океана и Палео-Пацифики. Широкий интервал датировок, вероятно, связан как с неодновременным распадом суперконтинента во всех его частях, так и с проблемами датирования. Тем не менее, имеющиеся данные доказывают существование в позднем рифее вокруг Палеосибири океанического пространства, формирование которого могло начаться уже в конце среднего рифея, одновременно или почти одновременно с раскрытием Гренвильского океана при распаде ранне-среднерифейской Пангеи.

Наличие докембрийских метаморфических и магматических комплексов среди основных структур Арктики позволило предположить многим авторам существование между Лаврентией, Сибирью и Балтикой древнего континента (или континентов) - Гиперборейской платформы, Барёнцевоморской плиты, Баренции, Арктиды или Арктического континента, по разным авторам (Шатский, 1963; Устрицкий, 1975; Хаин, 1977; Зоненшайн, Натапов, 1987; Богданов, Тильман, 1992; СопсНе, Иогеп, 1994) распад и столкновение частей которого с другими

континентами привели к формированию коллизионных зон. Проведенный анализ имеющихся материалов по Таймыру, островам Врангеля, Новосибирским, Шпицберген, полуострову Сьюард, хребту Брукса и северной части Канадского архипелага (Пирия) подтверждает высказанные ранее предположения. Во всех этих структурах среди палеозойско-мезозойских коллизионных комплексов установлены докембрийские блоки близкого состава и возраста. Обычно в них присутствуют порфировидные гранитовды с широким развитием катакластических текстур и милонитов, гранито-гнейсы или ортогнейсы, возраст формирования которых соответствует 800-950 млн. лег, иногда возрастая до 1000-1070 млн. лет в Канадском архипелаге и уменьшаясь до 700 млн. лет на Аляске. В изученных цирконах этих гранитоидов установлено наличие древнего радиогенного РЬ, что, с одной стороны, влияет на широкие возрастные интервалы, а с другой - вместе с модельными Sm-Nd датировками в интервале 1400-2000, чаще 1800-1900 млн. лет указывает на то, что протолитом для них была кора нижнепротерозойско-нижнерифейского возраста. Кроме метаосадочных и гранитоидных пород в рассматриваемых террейнах всегда присутствуют ортоамфиболиты, в том числе гранатовые, ассоциирующиеся с пластинами серпентинизированных ультрабазитов, габброидами и габбро-диабазами дайко-силлового комплекса. Здесь же часто устанавливаются островодужные вулканиты (900-700 млн. лет) и в ряде случаев - эклогиты и глаукофановые сланцы с возрастом метаморфизма от 700 до 570 млн. лет.

Таким образом, распад допозднерифейского суперконтинента (Пангеи) привел к расколам на континентальных шельфовых окраинах и вьщелению блоков в самостоятельные террейны. Последние аккретировали с островными дугами, а уже с венда началось их причленение к континентам, фиксирующееся формированием метаморфических комплексов, в том числе повышенных и высоких давлений.

Следующий этап значительных преобразований Арктических окраин начинается в раннем девоне коллизионными событиями на Аляске. Подобные события затем последовательно "продвигаются" на восток (в современных координатах), фиксируясь девонскими гранодиоритами северной части Канадского арипелага и архипелага Шпицберген, позднекаменноугольно-пермскими гранитоидами Таймыра и позднеюрско-раннемеловыми гранодиоритами и субщелочными

гранитами Новосибирских островов, острова Врангеля, Яно-Колымского пояса и Аляски. Указанные девонские коллизионные события, вероятно, связаны с формированием Евроамерйки (Зоненшайн, Натапов, 1987), а более поздние - с образованием Лавразии и последовательным закрытием Южно-Анюйского океанического залива Палео-Тихого океана (Панталассы), отделяющего от Сибири - Карский континент и Чукотку.

Заключение

Основной особенностью выполненного исследования является то, что воссоздание истории формирования и эволюции земной коры Таймырской складчатой области базируется на теории тектоники литосферных плит и петролого-геохимических и геохронологических исследованиях индикаторных комплексов типичных геодинамических обстановок. При этом, в работе использован весь геологический фактический материал, накопленный за многолетнее изучение региона.

Использование в качестве теоретической основы тектоники литосферных плит дает очевидные преимущества для расшифровки формирования Таймырской складчатой области, относительно исследований, базирующихся на представлениях об эволюции древней геосинклинали. В частности, в предыдущих работах не находили ответа вопросы о причинах многообразия типов метаморфизма и гранитоидного магматизма в регионе, а также многоэтапное™ их проявления. Исходя из геосинклинальной концепции развития региона не было ясно, каким образом между зрелыми сиалическими массами образовались узкие офиолитовые пояса, породы которых соответствуют по составу современным океанскйм комплексам. Не находили объяснения (в лучшем случае констатировались) факты значительных горизонтальных перемещений блоков и пластин относительно друг друга и многочисленные надвиговые структуры разных порядков, что является следствием взаимодействия плит в результате столкновений. Последнее объясняет трудности и неоднозначность расчленения "немых" докембрийских интенсивно дислоцированных, метаморфизованных и горизонтально перемещенных образований только на основании литолого-стратиграфических и петрографических методов. Поэтому в главах 2 и 3 основное внимание уделено петролого-геохимическим и геохронологическим исследованиям докембрийских и палеозойских

комплексов. Эти работы позволили не только провести типизацию магматических и метаморфических пород, установить причины и рубежи их формирования, но и показать в главе 4 соотношение магматических и метаморфических событий в регионе с тектоническими.

Одним из основных результатов исследования является выделение двух главных рубежей в формировании земной коры Таймырской складчатой области. Первый из них, позднерифейско-вендский, связан с образованием аккреционного блока, вмещающего офиолиты, и его причленением к Сибири, а второй обусловлен столкновением Карского и Сибирского континентов в позднепалеозойское время. Выделение и обоснование названных рубежей для Таймыра существенно отличает проведенные исследования от всех предыдущих. Обращает на себя внимание то, что они соответствуют двум крупнейшим событиям перестройки литосферы Земли - распаду допозднерифейского суперконтинента (Пангеи) и формированию новой Пангеи на рубеже палеозоя и мезозоя. Полученные результаты согласуются с данными корреляции основных структурно-вещественных комплексов и рубежей формирования Таймырской складчатой области с подобными структурами обрамления Сибирской платформы и Арктики.

В работе рассмотрены ключевые проблемы формирования земной коры и геодинамической эволюции Таймырской складчатой области, но остаются многие вопросы, касающиеся строения, состава и происхождения осадочных, метаморфических и магматических комплексов, требующие дополнительных и новых исследований. Так, в области метаморфической петрологии необходимо более глубокое изучение особенностей состава и условий формирования пояса высоких давлений, прослеживающегося вдоль сочленения Центрально- и ЮжноТаймырской зон и , включающего гранатовые амфиболиты, эклогитоподобные породы и, вероятно, глаукофановые сланцы. Повышенный интерес к этому поясу определяется тем, что породы его слагающие, вероятно, фиксируют метаморфические преобразования в палеозоне субдукции. В области магматической петрологии Таймыра более актуальной представляется дальнейшая разработка вопросов соотношения гранитоидного и траппового магматизма на границе перми и триаса. В связи с широким развитием траппового магматизма на Сибирской платформе и проявлением подобных постколлизионных гранитоидов. латитового типа этого рубежа во многих регионах,

обозначенная проблема выходит за рамки региональной.

Дальнейшее изучение рифейских офиолитов Таймыра также необходимо направить и на решение проблем формирования региона, и на решение общегеологических вопросов. Первые должны включать более детальные петрологические исследования, позволяющие раскрыть эволюцию формирования Челюскинского и Становского поясов, и их пространственные и временные соотношения. Вторые связаны с проблемой древних офиолитов и установлением рубежей раскрытия палеоокеанов. Они могут бьггь направлены на изучение индикаторной роли офиолитов в расшифровке рифейского рубежа перестройки литосферы Земли, а также на выявление особенностей докембрийских офиолитов в сравнении с фанерозойскими.

Особо следует обратить внимание на то, что более углубленное изучение перечисленных проблем не возможно без дальнейшего изотопного датирования метаморфических и магматических комплексов прецизионными методами. В работе приведены первые результаты исследования Бт-Ш систем в таймырских комплексах, позволяющие говорить о возрасте протолита, а значит и о возрасте коры за счет которой они формировались. Получены новые возрастные и-РЬ данные по цирконам и изохронные Шэ-Бг определения. Однако, несмотря на то, что выполненный объем изотопно-геохронологических работ значительно превышает все предыдущие исследования в регионе, его все еще крайне не достаточно для решения современных петрологических задач, в частности в координатах Р-Т-Т (давление-температура-время).

Автор надеется, что разработанная геодинамическая модель отвечает современному состоянию науки, а выполненные исследования и установленные закономерности формирования Таймырской складчатой области будут способствовать проведению геологосъемочных, металлогенических и поисковых работ в регионе, а также совершенствованию теоретических основ геодинамики и решению некоторых проблем межрегиональных корреляций.

Список основных работ по теме диссертации

1. Забияка А.И., Забияка И.Д., Сердюк С.С., Берниковский В.А. Роль регионального метаморфизма в локализации сульфидного оруденения в докембрийских комплесах Таймыра // Метаморфогенное рудообразование раннего докембрия. Апатиты: Изд-во Кольского

филиала АН СССР, 1980, с. 92-98.

2. Берниковский В.А. О метасоматитах березит-лиственитового типа на полуострове Челюскина // Новые данные по геологии и полезным ископаемым Красноярского края и Тувинской АССР. Красноярск: ПГО "Красноярскгеология", 1980, с. 41-42.

3. Забияка А.И., Забияка И.Д., Берниковский В.А. и др. Золото в докембрийских породах полуострова Челюскин (Северо-Восточный Таймыр) И М.: ВИНИТИ, N 680-82 деп., 1982, 13 с.

4. Берниковский В.А. Особенности состава гранатов и биотитов метаморфических пород Северо-Восточного Таймыра и их петрологическое значение // Типоморфизм минералов и его прикладное значение. Чита, ЗАБНИИ МГ СССР, 1983, с. 137-141.

5. Забияка И.Д., Забияка А.И., Берниковский В.А. Особенности локализации гидротермально-метасоматических образований восточной части Карской (Северо-Таймырской) металлогенической провинции // Минералогия и полезные ископаемые Красноярского края. Новосибирск, 1983, с. 91-95.

6. Забияка И.Д., Забияка А.И., Берниковский В.А., Коробейников А.Ф. Роль регионального метаморфизма в концентрации золота в докембрийских породах Таймыра // Докл. АН СССР, 1983, т. 269, N 6, 1430-1433.

7. Берниковский В.А. Низкотемпературные метасоматиты зоны Серебрянского разлома (Северо-Восточный Таймыр) и их поисковое значение // Петрология и полезные ископаемые Красноярского края. Новосибирск, Наука, 1984, с. 65-69.

8. Берниковский В.А., Забияка И.Д. Метаморфические комплексы Северо-Восточного Таймыра // Геология и геофизика, 1985, N 7, с. 5764.

9. Берниковский В.А., Забияка А.И., Забияка И.Д., Сердюк С.С. Полигенетичность золоторудной минерализации северного обрамления Сибирской платформы // Критерии отличия метаморфогенных и магматогенных гидротермальных месторождений. Новосибирск, Наука, 1985, с. 58-64.

10. Берниковский В.А., Забияка А.И., Забияка И.Д., Сердюк С.С. Региональная зональность гидротермально-метасоматических образований Северо-Восточного Таймыра // Геохимия и петрология рудных районов Красноярского края. Новосибирск, Наука, 1985, с. 101106.

11. Забияка А.И., Забияка И.Д., Берниковский В.А. и др. Геологическое строение и тектоническое развитие Северо-Восточного Таймыра // Новосибирск, Наука, 1986, 144 с.»

12. Берниковский В.А. Гранаты метаморфических комплексов СевероВосточного Таймыра // Геология и геофизика, 1988, N 1, с. 59-64.

13. Берниковский В.А. Метаморфизм докембрийских и палеозойских образований Северо-Восточного Таймыра // Актуальные вопросы региональной геологии Сибири. Новосибирск, Изд-во НЛО "Сибгео", 1990, с. 46-48.

14. Корнев Т.Я., Берниковский В.А. Петрохимические особенности вулканитов основного и ультраосновного состава в зеленокаменных поясах Енисейского кряжа // Геохимические типы и рудонрсность базит-гипербазитовых, гранулит-тейсовых комплексов, зеленокаменных поясов и офиолитов. Иркутск, Изд-во Ин-та геохимии, 1990, с. 142-147.

15. Забияка А.И., Берниковский В.А., Забияка И.Д. и др. Геохимическая модель распределения золота в экзоконтактовом ореоле гранитоидного массива II Докл. АН СССР, 1990, т. 313, N 4, с. 959-962.

16. Берниковский В.А. Метаморфические формации и геодинамика Северного Таймыра // Геология и геофизика, 1992, N 11, с. 51-59.

17. Берниковский В.А., Неймарк Л.А., Проскурнин В.Ф. и др. О позднерифейском возрасте плагиогранитов Кунарского массива (СевероВосточный Таймыр) по результатам U-Pb датирования цирконов II Докл. РАН, 1993, т. 331, N 6, с. 706-708.

18. Берниковский В.А., Берниковская А.Е. К проблеме формирования докембрийских метаморфических комплексов Северного Таймыра // Тектоника и метаморфизм. М., МГУ, 1994, с. 14-16.

19. Берниковский В.А., Берниковская А.Е., Ножкин А.Д., Пономарчук В.А. Рифейские офиолиты Исаковского пояса (Енисейский кряж) // Геология и геофизика, 1994, N 7-8, с. 169-180.

20. Берниковский В.А. Геологическое картирование докембрийских метаморфических образований Северного Таймыра // Состояние, проблемы и задачи геологического картирования областей развития докембрия на территории России. С.Петербург, Изд-во ВСЕГЕИ, 1994, с. 23-24.

21. Берниковский В.А. Особенности формирования метаморфических комплексов Северного Таймыра в рифее и палеозое // Петрология, 1995, т.З, N 1, с.63-81

22. Берниковский В.А. Гранитоиды Северного Таймыра различных

«

геодинамических обстановок // Магматизм и геодинамика, Матер. 1ш Всерос. петр. совещ., Кн.Т, Уфа, Изд-во ин-та геологии УНЦ РАН, 1995, с. 38-39.

23. Берниковский В.А., Неймарк JI.A., Пономарчук В.А., Яковлева С.З. Новые данные комплексного (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr и К-Ar) датирования коллизионных гранитов и метаморфитов Северного Таймыра // Докл. РАН, 1995, т. 344, N 3, с. 359-363.

24. Берниковский В.А. Геодинамическая эволюция Таймырской складчатой области // Тихоокеан. геология, 1995, N 4, с. 71-80.

25. Берниковский В.А., Неймарк JI.A., Пономарчук В.А. и др. Геохимия и возраст коллизионых гранитоидов и метаморфитов Карского микроконтинента (Северный Таймыр) // Геология и геофизика, 1995, т.36, N12, с. 50-64.

26. Берниковский В.А., Берниковская А.Е., Черных А.И., Мельгунов М.С. Петрология и геохимия рифейских офиолитов Северного Таймыра // Геология и геофизика, 1996, N 1.

27. Берниковский В.А., Котов А.Б., Пономарчук В.А. и др. Позднерифейско-вендское событие в формировании Северного Таймыра (на основе Sm-Nd, Rb-Sr, К-Аг датирования гранатовых амфиболитов Становского офиолитового пояса) // Докл. РАН, в печати.

28. Vemikovsky V.A., Vernikovskaya А.Е., Nozkin A.D., Ponomarchuk V.A. Geochemistry and age of Isakov belt ophiolites (Yenisey Ridge) II Report N 4 of the IGCP Preject 283; Abstr. Novosibirsk, 1993, p. 138-140

29. Vemikovsky V.A. Peculiarities of mineral composition and conditions of metamorphism for various geodynamic complexes, Northern Taimyr // Abstr. 16th General Meeting IMA, Pisa, Italy, 1994, p. 425-426.

- 30. Vemikovsky V.A. To the formation of Taimyr folded area in the Riphean and Paleozoic // Abstr. Intern, conf. on Arctic margins. Magadan, 1994, 124 p.

31. Vemikovsky V.A., Vernikovskaya A.E., Lyapunov S.M. et al. Penological - geochemical peculiarities and age of plagiogranites of the Cheliuskin ophiolite belt, North Taimyr. International geology review (1995, in press).

32. Vemikovsky V.A. To geodynamic evolution of the Taimyr folded area // Proceeding ICAM, 1995 (in press).

Технический редактор О.М.Вараксина

Подписано к печати 30.10.95. Бумага 60x84/16. Печ.л.1,86 Тираж 150. Заказ 401.

Новосибирск, 90, Университетский просп., 3 НИЦ ОИГГМ СО РАН