Гранитоидный магматизм субдукционно-коллизионных орогенов (на примере киммеридо-альпид Южного Памира)

Владимиров, Александр Геннадьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Гранитоидный магматизм субдукционно-коллизионных орогенов (на примере киммеридо-альпид Южного Памира)
ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Гранитоидный магматизм субдукционно-коллизионных орогенов (на примере киммеридо-альпид Южного Памира)"

' 9д

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОФИЗИКИ И

МИНЕРАЛОГИИ

на правах рукописи

ВЛАДИМИРОВ Александр Геннадьевич

УДК 552.32:552.11:551.24

ГРАНИТОИДНЫЙ МАГМАТИЗМ БДУКЦИОННО-КОЛЛИЗИОННЫХ ОРОГЕНОВ яа примере киммеридо-альпид Южного Памира)

04.00.08 - петрография, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Новосибирск -1992

Работа выполнена в Институте геологии СО РАН

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

БАЛитвиновский,

доктор геолого-минералогических наук Б.М.Чиков,

доктор геолого-минералогических наук В.ВЛрмолюк

Оппонирующая организация: Геологический институт РАН (г. Москва)

Защита состоится" 3 " 1993 г. в часов

на заседании специализированного совета Д.00250.05 при Объединенном Институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090 Новосибирск-90, Университетский пр, 3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН.

Автореферат разослан " 'Щ " С^яи^^^к 1992 г.

Ученый секретарь специализированного л А ^ совета, доктор геол.-миИ. наук Ф.ПЛеснов

Настоящая работа посвящена выяснению основных закономерностей эволюции гранитоидного магматизма и ультраметаморфизма в геодинамических обстановках активных континентальных окраин (АКО) андийского типа и зон континентальной коллизии. Известно (Зоненшайн, Кузьмин, Моралев, 1976; Яншин, Хаин, Гатинский, 1984; Богатиков, Зоненшайн, Коваленко, 1984; Добрецов, 1990), что во внутриконтинентальных складчатых поясах, прошедших длительное полицикличное развитие, эти геодинамические обстановки отвечали периодам наиболее массового гранитообразования, сопряженного с процессами орогенеза. Поэтому изучение и сопоставление особенностей эволюции гранитоидов в том и другом случае не только является важной задачей, стимулирующей развитие общих представлений о характере эволюции вещественного состава континентальной коры, но и позволяет подойти к решению одной из важнейших проблем геодинамики - проблеме связи гранитов и орогенеза.

В теории тектоники литосферных плит эта проблема решается на основе выделения субдукционных и коллизионных орогенов. В первых, развитых на АКО андийского типа, ведущая роль отводится известково-щелочным и субщелочным гранитоидам смешанного корово-мантийного происхождения; во вторых - известково-щелочным и низкощелочным гранитам, образующимся только за счет коллизионного утолщения, разогрева и частичного плавления сиалической коры.Тем самым предполагается, что принципиальное отличие субдукционных и коллизионных гранитов, в конечном счете, обусловлено особенностями динамики мантии, которая ведет себя либо активно в зонах погружения океанической плиты (диапиризм и выплавление глубинных магм, испытывающих смешение с анатектическими коровыми выплавками), либо относительно пассивно в зонах коллизии. Этот подход обоснован теоретически и подтвержден экспериментами, анализирующими условия выплавления, кристаллизации и синтексиса мантийных и коровых расплавов. Приходится, однако, констатировать, что полевые и петрогенетические исследования во многих случаях свидетельствуют о конвергентности гранитоидов, что предполагает совмещение в геологических структурах продуктов магматизма, индикаторных для разных геодинамических обстановок. Выявление и анализ сложных геодйнамических обстановок на конкретном региональном материале во многих отношениях является единственным подходом для понимания многообразных природных связей магматизма и тектоники (Богатиков, Зоненшайн, Коваленко,1984; Ярмолюк, Коваленко, 1991). Этот подход является ключевым и в проблеме связи гранитов с орогенезом.

Объект исследования. В • основу работы положены результаты изучения магматизма и ультраметаморфизма Южного Памира,

входящего в состав Памиро-Гималайского сектора Средиземноморского внутриконтинентального складчатого пояса. Установлено [4], что в регионе исключительно широко развиты орогенные гранитоиды, относящиеся к геодинамическим обстановкам: 1) краевого пояса АКО андийского типа и последовавшей вслед коллизии с микроконтинентом (ранние киммериды); 2) тылового пояса АКО андийского типа и последовавшей Инд-Евразийской коллизии (поздние киммериды-альпиды). По интенсивности, разнообразию состава и генезису гранитоиды рассматриваемой территории сопоставляются с Забайкальем и Северной Монголией, однако здесь их изучение существенно облегчено из-за высокой концентрации на небольшой площади, прекрасной обнаженности и относительно легкой доступности. Важной особенностью является мощное проявление позднеальпийских тектонических движений, благодаря которым на современный эрозионный уровень выведены глубинные корни раннемезозойского коллизионного орогена и обнажены глубинные зоны кайнозойских гранитов. Это позволило провести в ряде случаев сопоставление гранитоидных комплексов различных фаций глубинности, что обычно не удается сделать в фанерозойских складчатых областях.

Цель и задачи исследования. Основная цель исследования состояла в том, чтобы на основе изучения мезозой-кайнозойского магматизма и ультраметаморфизма Южного Памира, привлечения сравнительного материала по Памиро-Гималаям, а также другим современным и древним эталонотипным регионам выявить общие закономерности формирования орогенных гранитоидов в геодинамических обстановках, отвечавших континентальной коллизии и активной континентальной окраине андийского типа.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: 1) изучить состав, пространственное и возрастное распределение продуктов гранитоидного магматизма и ультраметаморфизма в киммеридо-альпидах Южного Памира, расчленить их на комплексы, отвечающие различным стадиям развития внутриконтинентального складчатого пояса; 2) провести сравнительный анализ гранитоидов, характерных для геодинамических обстановок субдукционного и коллизионного орогенеза, выявить специфику их состава, эволюционные тенденции, структурную позицию и петрогенетические особенности; 3) определить место, время, условия проявления и характер эволюции редкометалльных гранитов, а также их соотношение с орогеническими стадиями в регионе; 4) выявить особенности структурного развития гранитных поясов Памиро-Гималаев в позднем палеозое-кайнозое и ' соотношение процессов их образования с процессами взаимодействия Евразийского континента и палеоокеана Тетис.

Фактическая основа работы. Диссертационная работа является результатом многолетних полевых и петрологических исследований автора на территории Южного Памира (1981-1992 гг.), которые финансировались в соответствии с планами НИР Института геологии СО РАН (г.Новосибирск), а также имели экономическую поддержку со стороны Таджикской поисковосгьемочной экспедиции (г. Душанбе). В последние годы работы по этой проблеме входили составной частью в проект "Ксенолит" Международной программы "Литосфера", грант "Прогноз" Объединенного Ученого совета наук о Земле СО РАН, проект "Эволюционные магматические и катастрофические процессы" (Программа РАН "Глобальные изменения природной среды и климата").

В ходе проведенного исследования систематизирован имеющийся и получен большой объем новых данных по киммеридо-альпийскому магматизму и метаморфизму региона! Наряду с собственными материалами, автором учтены наиболее ' важные результаты геологосъемочных и тематических работ; выполнявшихся совместно с коллегами из ПО "Таджикгеология", ОИГГМ СО РАН, ИГ АН Таджикистана, а также опубликованные данные по Памиру и сопредельным территориям.

Методика исследований включала разномасштабное геолого-петрографическоё картирование, в ходе которого делался упор на выяснение структурно-возрастных взаимоотношений магматических и ультраметаморфических образований, а также на их геохронологическое датирование. Особое внимание уделялось вещественной характеристике пород с использованием традиционных микроскопических методов, определением состава минералов микрорентгено-спектральным методом, а также петрохимическим и геохимическим исследованиям, в основе которых лежали аналитические данные, полученные химическим, рентгенофлюоресцентным, спектрально-эмиссионным, атомно-абсорбционным и инструментальным нейтронно-акт'ивационным методами (лаборатории ОИГГМ СО РАН, ИМГРЭ, ПО "Таджикгеология", ПО "Казрудгеология" и др.).

Следует подчеркнуть,что выполнение этой работы стало возможным, благодаря геологам, внесшим за последние три десятилетия существенный вклад в разработку региональных и теоретических проблем Памира (Г.САверьянов, М.БАкрамов, Р.Б.Баратов, А.Р.Баратов, Р.Т.Беляева, А.С.Борисенко, В.И.Буданов, К.Т.Буданова, В.П.Булин, Н.Г.Власов, В.Н.Волков, ВА.Глебовицкий, Э. А Дмитриев, В.ИДронов, Г.МДругова, Л.В.Идрисова, А.П.Карякин, С.И.Коноваленко, В.К.Кучай, Э-ЯЛевен, В.СЛутков, М.М.Малых, А.М.Месхи, В.В.Могаровский, М.И.Московченко, В.В.Нарижнев, Б.Р.Пашков, Л.Н.Россовский, С.Н.Руднев, С.В.Руженцев, И.С.Седова, ВА.Соколов, ВЖСтеблова,

Х.С.Таджидинов, Р.Х.Хасанов, М.А.Тютин, Б-Я.Хорева, Э.С.Чернер, В.П.Чупин, Л.Н.Шарпенок, ЛЛЛПанин, ВА.Швольман и другие).

Научная новизна. 1. Выявлен, систематизирован и обоснован раннекиммерийский формационный ряд. метаморфогенных, ультраметаморфогенных и гранигоидных образований в области перехода Юго-Восточного и Юго-Западного Памира, отвечающий глубокоэродированному "гранитно-метаморфическому ядру" коллизионного орогена. 2. Разработана схема расчленения мезозой-кайнозойских редкометалльных гранитов, проведена их корреляция по отдельным массивам и очаговым ареалам, показана ведущая роль летучих в их формировании и специализации на различное оруденение. 3. Обоснован стресс-генезис крупнейшего в регионе Памирско-Шугнанского полихронного гранит-лейкогранитного плутона и его сателлитов. 4. Показана специфика габбро-гранитного и гранитного орогенного магматизма Памиро-Гималаев в простых и сложных геодинамических обстановках. В целом диссертация представляет собой пример детального регионального исследования гранитоидного магматизма, в котором на основе сравнения полученных материалов с эталонотипными полигонами (современные и древние обстановки АКО андийского типа и зоны коллизии) предпринята попытка решить проблему связи гранитов с субдукционным и коллизионным орогенезом.

Основные защищаемые положения сформулированы в заключении.

Практическое значение. Разработаны и рекомендованы к использованию в ПО "Таджикгеология" вещественные критерии разделения гранитоидов и мигматитов, участвующих в строении абиссальных, мезоабиссальных и гипабиссальных комплексов Южного Памира. Новые материалы и сводные отчеты по магматизму региона, выполненные автором, использованы при создании Теологической карты Таджикской ССР и прилегающих территорий м-ба 1:500000 (ВСЕГЕИ, Л., 1989), а также в подготовленной к печати "Тектонической карте Таджикистана и прилегающих территорий м-ба 1:500000". Важное значение для поисковых работ имеют данные по обоснованию разновозрастное™ редкометалльных гранитов Южного Памира, а также выявление в Базардаринском районе онгонитов, имеющих тесную пространственно-временную сопряженность с оловянным оруденением.

Апробация работы и публикации. Основные положения работы были апробированы на Международном совещании "Геодинамическая эволюция и главные черты палеоазиатского океана" (Улан-Удэ, 1990), на Всесоюзных и Региональных петрографических совещаниях • (Новосибирск, 1986; СвердловскД986; Ленинабад,1988), на Всесоюзном тектоническом совещании (Новосибирск, 1991), на совещаниях и рабочих симпозиумах по проекту "Ксенолит" Международной программы

"Литосфера" (Новосибирск,1985; Черноголовка, 1988; Новосибирск, 1989), на специализированных совещаниях по проблемам минералогии, геохимии, металлогении и тектоники (Москва, 1984,1985; Иркутск, 1988 Новосибирск, 1990 и др.). По теме диссертации автором опубликовано 65 работ, в число которых входит пять коллективных монографий.

Объем работы. Диссертация объемом 616 страниц состоит из семи глав, введения, заключения и содержит 108 иллюстраций, 66 таблиц, список литературы из 414 наименований.

Изучение орогенного гранитоидного магматизма внутриконтинентальных складчатых областей начато автором в 70-х годах по инициативе ЭЛ.Изоха, П.В.Ермолова и проводилось на нескольких полигонах (каледониды Юго-Восточной Тувы, 1987-1990 гг., герциниды Восточного Казахстана, 1974-1982 гг., киммеридо-альпиды Южного Памира, 1981-1992 гг. и Вьетнама, 1985-1986 гг.). Кроме того, автор имел возможность ознакомиться с древнейшими гранитоидами Украинского и Балтийского щитов. Исследования проводились в тесном творческом содружестве с петрологами, геохимиками, стратиграфами и тектонистами, в том числе знатоками регионов (С.В.Бухарев, Р.Т.Беляева,

B.Р.Ветрин, Г.В.Виноградова, А.С.Гибшер, В.И. Дронов, П.В.Ермолов, ДВ.Идрисова, Э-П.Изох, А.Э.Изох, Г.ГЛепезин, БАЛигвиновский, М.А.Тютин, Г.Б.Ферштатер, Э.СЛернер .и др.), что способствовало формированию научных взглядов автора. В полевых исследованиях на Памире автор многие годы сотрудничал с Р.Т.Беляевой, М.М.Малых,

C.Н.Рудневым, ВЛ.Чупиным и др. Ценные консультации по частным вопросам диссертационной темы и, в целом, по работе были сделаны В.И.Будановым, К.Т.Будановой, А.С.Борисенко, НЛДобрецовым, Э.П.Изохом, С.В.Руженцевым, Е.В. Скляровым, СВ.Тычковым, B.C. Федоровским, Е.М. Хабаровым, В.Е. Хаиным, Е.В.Хаиным, В..Н.Шараповым и В.В. Ярмолюком. Оформление диссертации выполнено ВД. Ахметовой и Т.В. Мирясовой. Благодарю всех за сотрудничество и оказанную помощь.

Принятые сокращения: All - алланит. And - андалузит, Ар -апатит, Bi - биотит, Cord - кордиерит,Срх - клинопироксен, En -энстатит, Fsp - калиевый полевой uinam, Gr - гранат, Um -ильменит,НЫ - роговая обманка, Mon - монацит,Micr - микроклин, My -мусковит, Орх - ортопироксен,ОП - ортоклаз, PI - плагиоклаз, Рх -пироксены (нерасчлененные), Frt - протолитионит, Qz - кварц, Sil -силлиманит, Sp - шпинель, Sph - сфен, Tpz - топаз, Turm - турмалин, Zr -циркон. Подстроченные индексы обозначают номер PI и /,% в Fe-Mg-минералах; ЮлП - Юго-Западный Памир; ЮВП - Юго-Восточный Памир; АКО - активная континентальная окраина;СВК - структурно-вещественный комплекс; РЭ - редкие элементы; РАЭ - радиоактивные элементы; РЗЭ - редкоземельные элементы; г-з - грубозернистый;к-з -крупнозернистый; с-з - сред незернистый; м-з - мелкозернистый; н-з -неравномернозернистый; р-з - равномернозернистышРФ - ранняя интрузивная фаза;ГФ - главная интрузивная фаза; ФДИ - группа фаз дополнительных интрузий; ЗФ - группа фаз, завершающих становление массива (комплекса).

Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, МАГМАТИЗМ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЮГО-ВОСТОЧНОГО И ЮГО-ЗАПАДНОГО ПАМИРА

Основы тектонического . районирования заложены Д.В.Наливкиным, ВА.Николаевьш, И.Е.Губиным, В А.Масленниковым, АТШарковским и В.П.Бархатовым (1926-1963 гг.). Эти представления развиты и детализированы в работах В.И.Буданова, К.Т.Будановой, В.П.Булина, В.Н.Волкова, ВА.Глебовицкого, В.ИДронова, Г.МДруговой, ЭЛЛевена, А.М.Месхи, М.И.Московченко, БР.Пашкова, С.В.Руженцева, БЛ.Хоревой, Э.С.Чернера (1963-1983 гг.). Новые данные получены в результате крупномасштабных поисковосъемочных работ (Э.СЛернер, М.М.Малых, Р.Т.Беляева, А.П.Карякин и др.) и связанных с ними углубленных тематических исследований (Буданов, 1984; Петрография..., 1988; Буданова, 1989; Пашков, Буданов, 1990; Дронов, 1986, 1988; Тютин,1990; Лутков,1991; [8-9, 11, 15, 19]). Комплексный анализ этих материалов, проведенный в [4], позволил пересмотреть тектоническое районирование, главным образом, за счет обособления самостоятельных структур в области перехода ЮЗП и ЮВП (рис.1). В соответствии с этими данными, в истории региона выделяются следующие важнейшие этапы геологического развития: докембрийский, каменноугольно?-раннепермский, пермско-триасовый, юрСкий, мел-палеогеновый и олигоцен-миоценовый.

В работе рассмотрены докембрийские СВК Юго-Западного Памира с позиций наиболее вероятных гранитообразующих субстратов. Отмечено, что Горанская зона имеет мраморно-гнейсово-сланцевый состав с эвапоритовыми прослоями, аномально обогащенными В и С1 (до 1%). Хорогская шовная - метабазитовый; Шахдаринская - мраморно-гнейсово-сланцевый с повышенной долей метатерригенных и метаандезитоидных разностей. В Корумдинской зоне преобладают ортогнейсы тоналитового состава, отвечавшие краевому поясу АКО (Tj-Т3?). Для Булункульской и Аличурской зон обосновывается гектоно-магматическая автономность, связанная . с формированием высокоградиентного гранитно-метаморфического ядра индосинийского коллизионного орогена.

Для Юго-Восточного Памира рассмотрены особенности глубинных включений из кайнозойских щелочно-базальтоидных трубок взрыва (Дмитриев, 1976; Лутков, 1991; Chupín, Dobretsov, 1991), а также из мезозойских интрузивных гранитоидов [2-4, 7]. В целом они указывают на эклогит-пироксенит-гранулитовый состав нижней коры и мантии.

Карбон?-ранняя пермь. В пределах ЮЗП достоверные выходы не известны, на ЮВП терригенно-флишоидные отложения этого возраста слагают основание фанерозойского разреза (подошва не обнажена). Предполагается, что нижняя часть толщи имела глубоководное,

субокеаническое происхождение,а верхняя - мелководное, окраинно-шельфовое (Запрометов и др, 1988).

Пермь-триас. В пределах ЮВП выделяются автохтонные и аллохтонные одновозрастые отложения.. Для автохтона (внутренние конседиментационные зоны (Дронов, Левен, 1961) характерен карбонатно-терригенный состав пород с редкими прослоями пермских вулканитов. Режим осадконакопления и вулканизма отвечал обстановке окраинного бассейна, в котором на рубеже ранней -поздней перми произошли площадные маломощные излияния толеитовых базальтов, а затем проявился вулканизм центрального типа с базальтами повышенной титанистости, фосфористости (Новиков, 1979; [4]). В поздней перми субщелочной базальтовый вулканизм сходного типа проявился и в смежном Рушан-Пшартском Памире, где он привел к формированию триасовой рифтогенной структуры (Пашков, Швольман, 1979).

Для аллохтонных покровов (Периферийная зона) характерно присутствие мощных толщ базальт-пикробазальтов,перемежающихся с карбонатно-терригенными отложе:ниями флишоидно-олистостромового типа. Наряду с основными вулканитами, здесь выявлены линзы апогарцбургитов, силлы габбро-диабазов и дайки плагиогранофиров, отражающие стадию перехода к офиолитогенезу. Делается вывод, что комплексы Периферийной зоны представляют собой фрагменты самостоятельного субокеанического бассейна, располагавшегося в области перехода Юго-Восточного и Юго-Западного Памира и в среднем-позднем триасе обдуцированного на автохтон. Анализ состава и эволюционных тенденций вулканических пород. [4] указывает на их принадлежность к Ре-Тьбазальтоидам, индикаторным для обстановок внутриконтинентальных рифтов и (или) океанических островов над "горячими точками". Завершается разрез Периферийной зоны кремнекислыми плюмазитовыми вулканитами, имеющими черты "чисто" континентального происхождения, а также мощной молассово-олистостромовой толщей (Т3п).

Триасовым комплексам, определяющим главные черты Корумдинской, Булункульской и Аличурской зон ЮЗП, посвящены вторая-третья главы диссертации. Поэтому здесь только констатируется их специфика и принадлежность к двум последовательно сменившимся - геодинамическим обстановкам: 1) краевому поясу АКО андийского типа, Т-рТз?; 2) континентальной коллизии и становлению сложнопостроенного гранитно-метаморфического ядра орогена, Т2?-Т13п. Завершается раннемезозойский формационный ряд внедрением аномально бороносных редкометалльно-плюмазитовых гранитов (Т23п) с существенно вольфрамовым оруденением (тафрогенная стадия).

Юра. Отложения юры представлены на ЮВП карбонатами, имеющими конседиментационно-зональное строение (Дронов, >

Рис. 1. Схема размещения фанерозойских магматических формаций в тектонических структурах Юго-Западного и Юго-Восточного Памира. Составлена А.Г.Владимировым с использованием материалов Р.Т.Беляевой, В.И.Буданова, К.Т.Будановой, М.М.Малых, С.Н.Руднева, Э.СЛернера и других.

1 - Четвертичные впадины. Структурно-формационные зоны: 2 - Рушан-Пшартского и Центрального Памира; 3-7 - Юго-Восточного Памира на триасовый период (3. - Периферийная, 4 - Окраинная, 5 -Промежуточная, 6 - Переходная, 7 - Осевая); 8 - 14 - Юго-Западного Памира (8 - Аличурская, 9 -Булункульская, 10 - Курумдинская, И - Шахдаринская, 12 - Хорогская, 13 - Горанская, 14 - Ваханская).

Магматичекие ассоциации. 16 - альпийского цикла тектогенеза. (редкометалльные

пегматитоносные стресс-граниты памирского комплекса); 17-19 - позднекиммерийского цикла тектогенеза. К]_2 (17 - трахиандезитобазальт-кварцевый латит-риолиты и кварцевый монцонит -граносиенит-граниты кыр-кызылрабатской группы комплексов, 18 - редкометалльно-плюмазитовые граниты . и онгонйты базардаринской группы комплексов, 19 - монцогаббро-монцодиорит гранодиорит-граниты базаррык-акджарской группы комплексов); 20-26 -' раннекиммерийского цикла тектогенеза. Т-^-Тзд (20 -редкометалльно-плюмазитовые граниты башгумбезской группы комплексов, 21 - пегматитоносные стресс-ю граниты шугнанского комплекса, 22 - монцодиорит-кварцевый монцонит - гранодиорит - граниты сереташского комплекса, 23 - палингенно-метасоматические граниты ортобузского комплекса, 24 -кварцдиорит-тоналит-граниты тагаркакинского и южно-аличурского комплексов, 25 - то же, гунтского комплекса, 26 - гранодиорит-граниты реджисткого комплекса. Бластомилониты по гнейсотоналитам корумдинского и мигматит-граниты аличурского комплексов показаны в составе субстрата одноименных зон).

27 - а - крупнейшие региональные разломы, б - интрузивные контакты, в - границы между структурно-формационными зонами, нерасчлененные.

Наименования массивов, очаговых ареалов и вулконотектонических структур (1 - Ящилькульский, 2 -Южно-Памирской, 3 - Намангудский, 4 - Ортокараджилгинский, 5 - Базардаринский, 6 - Аличурский, 7 -Башгумбезский, 8 - Бозтеринский, 9 - Курустыкский, 10 - Уртабузский, 11 - Шугнанский, 12 - Памирский, 13 -Лянгарский, 14 - Койтезекский, 15 - Южно-Аличурский, 16 - Тагаркакинский и Ортобузский нерасчлененные, 17 - Западно-Зоркульский, 18 - Тюльпарский, 19 - Тавдымский.

ЛевенД9б1; Руженцев, 1968).На отложениях перми-триаса, в том числе аллохтонных, они залегают с несогласием, фиксируя переход в спокойный субплатформенный режим. Магматизм не установлен.

Мел-палеоген. К началу мела Южный Памир находился в обстановке континентального осадконакопления. Среди магматических пород наиболее ранними являлись шошонит-латит-риолитовые эффузивы и экструзивные тела (Месхи, 1964, 1974). Их меловой возраст оспаривается (Дронов, Бронникова, 1988), но принят автором на основании повторного К-Аг-датирования пород. К наиболее мощным проявлениям магматизма этой эпохи следует относить многофазные массивы монцогаббро-монцодиорит-гранодиорит-гранитного и редкометалльно-гранитного составов, завершившиеся

постмагматическим оловянным оруденением (Месхи и др., 1972; [19, 23]). Анализ латерально-временной зональности мелового магматизма Памиро-Гималаев свидетельствует об их формировании в палеообстановке тыловой части АКО андийского типа.

Олигоцен-миоцен. К" этой стадии относятся крупные массивы неогеновых гранит-лейкогранитов с редкометалльно-пегматитовым оруденением (Шанин и др. 1979; Ростовский,1987), для которых предполагается стресс-генезис [26]. Венчает комплекс альпийской активизации пестроцветная глубообломочная моласса.

Таким образом, формирование региональных структур Южного Памира включает два крупных этапа: раннемезозойский и позднемезозой-кайнозойский. Первый этап отражает полный цикл Уилсона, спецификой которого был возбужденный характер мантии ("горячая точка") на стадии деструкции континентальной коры и весьма высокоградиентные процессы ремобилизации и гранитизации фундамента после коллизии. Второй этап фиксирует две орогенические эпохи гранитообразования, соответствующие обстановкам тыловой части АКО андийского типа, а затем Инд-Евразийской коллизии. Завершается раздел сводной схемой корреляции магматических и ультраметаморфических комплексов региона, а также обоснованием их

возраста и-РЬ-, ЯЬ-Бг- и К-Аг-методами [4,15,19,26].

Глава 2. ГЕОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ И МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАННЕКИММЕРИЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ЮГО-ВОСТОЧНОГО И ЮГО-ЗАПАДНОГО ПАМИРА

Гранитоиды характеризуются латерально-временной зональностью, увязанной с определенными стадиями эволюции геодинамического режима (табл. 1).

Схема корреляции гранитоидных иультраметаморфических комплексов в области перехода Юго-Восточного и Юго-Западного Памира и геодинамические обстановки их формирования

Возраст Стадии Шахдарин екая зона ЮЗП Корумдин екая зона ЮЗП Булункульская зона ЮЗП . Аличурская зона ЮЗП Периферийная зона ЮВП (аллохтон) Внутренние зоны ЮВП (автохтон)

Т23п Постколлизионная (тафрогенная) - - - Башгумбезский и курустыкский комплексы редкометалльных грантов

тЬп Позднекол-лизионная (внутрикон-тинентальная субдукция и орогенез) Шугнанский комплекс гранит-лейкограни- тов стресс-типа Ортобузский комплекс палингенно-метасоматичес-ких гранитов Сереташский комплекс монцодиорит гранодиорит- гранитов Мурзабекская и ирикякская свиты дацит-риолитов и их туфов ?

Раннеколлизи онная (сводо-образование) Реджистский комплекс порфировидных гранитов Аличурский метаморфический комплекс и связанные с ним анатектические мигматит-' граниты

Т2-3 Обдукция рифтогенно-океанического комплекса Микро- > конто- > нент > Обдукция рифтогенно-океанического комплекса

Глаукофансланцевый метаморфизм Зеленосланцевый метаморфизм

> Активная континентальная окраина

Доколлизион-ная (АКО андийского типа)

тгтз? > > Габбро-диорит-тоналит-граниты

> > > > жорум->динский жомп->лекс тагаркакинский и южноаличурс-кий комплексы гунтский комплекс

1. Триасовая габбро-диорит-тоналит-гранитная ассоциация

доколлизионой стадии [4,1.5] В состав ассоциации входят четыре комплекса, расположенные в тектонически обособленных зонах или отдельных аллохтонных пластинах. В Корумдинской зоне тоналиты слагают сплошные полЯ, в Булункульской и Аличурской - представлены отдельными массивами или ареалами инъекционных тел. Здесь они испытали наложенный метаморфизм и мигматизацию, вплоть до формирования ремобилизационных гранитогнейсовых куполов. Особое положение занимают тоналиты южноаличурского комплекса, сохранившиеся неизмененными в составе тектонического отторженца. В работе дается сравнительная характеристика тех и других, из которой следует, что процессы ремобилизации не привели к кардинальному изменению вещественного состава. К общим признакам относятся многофазное гомодромное строение, существенно тоналитовый состав и сквозной парагенезис: (2г+ Р1+ В ¡54.57, к которому в меланократовых разностях примешивается НЫ, а в лейкократовых - Бвр, В тоналитах фиксируются резорбированные ядра обогащенного примесным железом битовнита, что является признаком смешения контрастных расплавов. На существенную роль метапелитового источника в магмогенезе указывают" повышенные концентрации К, П, Ве и легких РЗЭ. В целом, рассматриваемая ассоциация сопоставима с тоналит-гранитами и дацит-риолитами повышенной калиевости, характерными для АКО андийского типа.

2. Позднстриасовые гранитоидные ассоциации коллизионной стадии 2.1. Эволюция метаморфизма

В этой части суммированы данные по эволюции Р,Т-параметров метаморфизма и ультраметаморфизма в отдельных структурно-формационных зонах на раннемезозойский период времени. Обращается внимание на разнонаправленность трендов Р,Т-параметров, которые не могут быть описаны в рамках простого подъема геоблока и регрессивного метаморфизма. Предлагается двухстадийная модель, согласно которой на раннеколлизионной стадии произошел подъем изоград над мантийным источником тепла и мафитовых расплавов (сводообразование), на позднеколлизионной, благодаря тангенциальному сжатию, центральная часть свода была выдавлена вверх, а ее фланги испытали интенсивный динамометаморфизм, К-метасоматоз и кислотное выщелачивание. 2.2. Раннеколлизионный магматизм и ультраметаморфизм Реджистский гранодиорит-гранитный комплекс [4, 8] локализован в пределах Шахдаринской и Корумдинской зон. Гранитоиды имеют скудное развитие (<50 км2 ), сложены 2-3 интрузивными фазами. Из-за интенсивного ББр-порфиробластеза первичное строение массивов затушевано. Парагенезис: 0г+ Р140.14 + Г^сг+ В155,66 ± МуЮг, Моп,

Ilm, Ар, Zr. По составу относятся к гранитоидам K-Na-ряда с плюмазитовым уклоном и. типичным для палингенных гранитов распределением РЭ, РАЗ и РЗЭ (по Таусону, 1977). Характерная особенность - обилие слюд, имеющих повышенные концентрации хлора. Предполагается, что хлорная специализация летучих связана с составом магмообразующего субстрата, которому отвечала горанская гранулитовая серия с эвапоритовыми прослоями.

Аличурский мигматит-гранитный комплекс [4,13] локализован в Аличурской и Булункульской зонах (>40% • So6ui). Выделяются тонкополосчатые (15-20%), теневые (60-65%) мигматиты, автохтонные и параавтохтонные тела гомогенных гнейсогранитов (10-15%), а также гранодиорит-гранитные гнейсовые купола (-10-15%). В совокупности они отражают все стации плавления субстрата, происходившего при Т 750°С, Ps =3-5,5 кбар, за счет прогрессивных реакций смещенного равновесия: Bi49.66+Sil + Qz±Gr72.90 -> Cord32.52±Sp±Gr68.76+H20. По составу тонкополосчатые мигматиты идентичны средним гнейсам субстрата, а гомогенные гнейсограниты комплементарны метатекту теневых мигматитов. Гнейсогранодиориты, слагающие купола, вероятнее всего, образовались при продвинутом плавлений теневых мигматитов на более глубинных уровнях. Для всех разновидностей характерно обилие кинцигитовых включений и фрагментов меланосомы, аналогичной реститам в S-гранитах [2,6,7].

Дацит-риолитовый комплекс [4] локализован в аллохтонных покровах Периферийной зоны ЮВП (ирикякская и мурзабекская свиты). Судя по петрохимическому составу, распределению РЭ и РЗЭ, а также характеру глубинных включений, эти вулканиты относятся к излившейся фации вышеописанных мигматит-гранитов. Объемы вулканитов скудные.

23. Позднеколлизионный магматизм и ультраметаморфизм

Ортобузский гранит-лейкогранитовый комплекс [4] локализован в Булункульской зоне ЮЗП. Это мелкие пластообразные тела, сопряженные с зонами предшествующего высокотемпературного Fsp-порфиробластеза и кислотного выщелачивания. Строение массивов двухфазное: 1 - р-з, порфиробластические Bi± Gr-граниты, 2 - к-з атакситовые Bi-GriCord-лейко граниты. Характерен необычный ультракалиевый (К20=5-6, Na20=2-2,5 мас.%) плюмазитовый состав, эволюция которого определяется ростом кремнекислотности на фоне постоянного АЬ:ОП-отношения.

Щугнанский гранит-лейкогранитнЫй комплекс [4, 8, 10, 14, 17, 22] приурочен к Шахдаринской и Корумдинской зонам. По площади он сопоставим только с аличурскими мигматит-гранитами (>2000 км2), однако, в отличие от них, не обнаруживает связи с базитовым магматизмом. Это инъекционные пластообразные тела, М до 300-500 м, перемежающиеся с милонитизированным орто- и параг нейсовым

субстратом. Они сгруппированы в двух очаговых ареалах (Памирском и Шугнанском), где сопровождаются широкими зонами аплит-пегматитов близкого состава. Строение гомодромное (граниты --> лейкограниты — > аплит-пегматиты); минеральный состав:.Р140.10+ Fsp+ Bi63_81± Myt Grgg. 96 ± 8П(фибролит)+ Ар, Ilm, Zr, Mon. Структуры оластокатакластические, мирмекитовые, реже реликтовые. Характерны признаки предшествующего Fsp-порфиробластеза и кислотного выщелачивания. Петрохимический состав близок к обводненной эвтектике при РН20~3-4 кбар; редкоэлементный - к палингенным плюмазитовым гранитам. Термобарогеохимические исследования [10] дают следующие параметры: ТР®ГОМ = 740-71(/fc , PPBfl>3 кбар.

Сереташский мониодиорит-гранодиорит-гранитный комплекс [4]. Принципиальным отличием от вышеописанных ассоциаций является принадлежность гранитоидов к гипабиссальной фации и сложный набор глубинных включений, среди которых отмечаются как метапелитовые, так и авголитоподобные метабазитовые (гранитоиды смешанной линии, [3]). Ранние фазы имеют субщелочной,- поздние - известково-щелочной плюмазитовый уклон. Это подтверждается контрастной сменой минеральных парагенезисов (Qz+ Pi85.27+ Fsp+ Bi44_49+ Hbl39^3± Cpx+ Sph, Ilm, All, Ар -> Qz+ PI55.22+ Fsp+ Bi53+ Ilm, Mon, Ар) и появлением малых тел и интрузий поздних Bi+Cord-гранитов (андаравджский комплекс). С учетом особенностей распределения и эволюции РЭ и РЗЭ, присутствия высокоанортитовых ядер плагиоклаза и смешанного набора включений, эти признаки указывают на гибридное происхождение пород, образовавшихся, вероятнее всего, в результате синтексиса.

3. Позднетриасовая редкометалльно-гранитная ассоциация тафрогенной стадии [2,4,18]

Раннемезозойские редкометалльные гранитоиды слагают дискордантные гипабиссальные массивы, размещение которых контролировалось глубинными разломами. По вещественному составу и породообразующему парагенезису (Qz+ PI554Q+ Fsp+ Bi67.7g+ Му± Cord+ Turm, Ар, Ilm, Mon, And, Gr) относятся к калиевому редкометалльно-плюмазитовому типу гранитов. Обогащены бором, в меньшей степени - фтором. Отмечается обилие глубинных метапелитовых включений, в том числе гранулитовой фации, подверженных интенсивному К-метасоматозу и фибролизитизации. Выделяется два интрузивных ритма: ранний сиенодиорит-гранодиорит-гранит-лейкогранитный (башгумбезский) и поздний - гранит-лейкогранитный (курустыкский). Кварцевые сиенодиориты и гранодиориты (2-5% So6uu) слагают автономные, слабодифференцированные тела, имеющие аномально высокий индекс редкометалльности, главным образом, за счет бора. Степень

редкометалльности падает при переходе от главной фазы башгумбезского к главной фазе курустыкского комплекса, хотя внутри ритмов эволюция гранитов, в целом, отвечает альбитовому тренду фракционирования (по Коваленко, 1977). В работе приведен сравнительный анализ особенностей распределения F, В, Li, Rb, Sr, Ва и других РЭ в зависимости от уровня эродированное™ массивов и характера . контактового метаморфизма. Показана высокая роль проницаемости надынтрузивных зон в поведении летучих и, как следствие, - в степени продуктивности гранитных массивов на существенно вольфрамовое оруденение.

Глава 3. ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ

АСПЕКТЫ ЭВОЛЮЦИИ РАННЕКИММЕРИЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ЮГО-ВОСТОЧНОГО И ЮГО-ЗАПАДНОГО

ПАМИРА

1. Типизация гранитоидов по составу, физико-химическим условиям кристаллизации и генезису

Раннекиммерийские гранитоиды на Южном Памире охватывают практически все известные петрогенегические типы, за исключением высокощелочных агпаитовых.

Трондьемиты известны только в виде единичных плагиогранофировых даек в ассоциации с рифтогенно-океаническим комплексом в аллохтонных покровах ЮВП. Аномально низкие концентрации К20 (<0,32 мае. %) и Rb (<10 г/т), вероятнее всего, указывают на их мантийный генезис.

Тоналит-граниты относятся к известково-щелочной серии повышенной калиевости. В работе обосновывается их корово-мантийное происхождение (модель синтексиса).

Гранодиорит-граниты раннеколлизионной стадии. Сравнительный анализ комплексов свидетельствует, что они принадлежат к одному и тому же генетическому типу, причем наиболее глубинными (Ps~5-6 кбар) являются реджистские гранитоиды, наименее - вулканиты ирикякской и мурзабекской свит, однако максимальный пик гранитообразования отвечает аличурским мигматит-гранитам. Последние интерпретируются как куполовидный гранитоидный очаг, занимающий центральное положение в ядре индосинийского коллизионного орогена. Выделяется два уровня эрозионного среза: Аличурская зона - 10-12 км от земной поверхности (3-4 кбар, Т~ 750°С), Булункульская - 15-18 км (4-5,5 кбар,Т_750°С). Из существующих моделей отдается предпочтение анатексису метапелитов, лимитированному прогрессивными реакциями дегидратации биотита (Wyllie, 1977; Vielzenf, Holloway, 1988; Holtz, 1989). Это подтверждается оценками баланса воды, наличием реакционных структур,а также петрогеохимическими особенностями лейкосомы и

меланосомы. В пользу анатексиса свидетельствуют расчеты доли эвтектического гранитного материала в субстрате, полученные в соответствии с декомпрессионной моделью изохимического плавления (Шкодзинский, 1981; Кадик, Френкель, 1982): Аличурская зона - до 30% расплава, Булункульская (более глубинная) - менее 10 % расплава. Подчеркивается индикаторная роль до-, син- и постмигматитовых тел базит-пикробазитов, которые указывают на существование . под гранитоидным очагом крупных магматических камер, являвшихся причиной высокоградиентного прогрессивно-зонального метаморфизма и ультраметаморфизма.

Гранит-лейкограниты позднеколлизионной стадии. . От вышеохарактеризованных ассоциаций они отделены этапом регионального К-метасоматоза и кислотного выщелачивания. В Аличурской зоне граниты этого типа не известны, в Булункульской представлены малыми телами палингенно-метасоматических гранитов ортобузского комплекса, в Корумдинской и Шахдаринской - крупнейшей ассоциацией шугнанских стресс-гранитов. Показано, что специфика стресс-гранитов заключается в двойственности их петрогенетических признаков. С одной стороны, данные по вещественному составу, термобарогеохимические параметры и отсутствие в кровле следов базификации, свидетельствует в пользу анатектического плавления субстрата в обводненных условиях при Т~740°С и Р5 =6-4 кбар; с другой стороны - отсутствие реакционных структур во вмещающих породах, а также признаки предшествующего К-метасоматоза и кислотного выщелачивания предполагают вполне подвижное поведение воды и щелочей. По мнению автора, наиболее вероятным механизмом магмогенерации является изохимическое плавление, когда необходимые концентрации воды обеспечивались дегидратацией мусковита и биотита (НоИг, 1989). Предполагается, что отсутствие реакционных структур связано с аномально быстрым прохождением метаморфических реакций в стресс-условиях (Чиков и др., 1992), а необходимые избыточные концентрации слюд в субстрате обеспечивались внутрикоровым перераспределением вещества за счет конвекции в "вязких клиньях" (Добрецов, Кирдяшкин, 1991). .

Монцодиорит-гранодиорит-гранип г. В работе обосновывается модель глубинного синтсксиса монцонитов с корово-анатектическими выплавками предшествующей стадии орогенеза. Поскольку геотектоническая позиция этой ассоциации противоречит их субду чционному происхождению, рассмат] игается модель вдавливания в мантию нижнекорового базифицированнсго материала под действием коллизионного сжатия. Это должно приводить к эклогитизации пород и удалению легкоплавких компонентов в виде высокотемпературных флюидов и расплавов (Артюшков, Бацанин, 1984; Литвиновский, 1990). В

подтверждение модели приводятся следующие факты: 1) отсутствие в монцодиоритах признаков метасоматоза и одновременно - их широкое развитие в глубинных ксенолитах - реликтах гранулито-базитового субстрата, 2)' повышенные концентрации литофильных элементов в сравнении со стандартными шошонит-латитами Тихоокеанского пояса и Забайкалья, образование которых связывается с эклогитизацией субдуцированной океанической коры!

Редкометалльно-плюмазитовые_граниты. Особенности

геохимической эволюции указывают на падение концентраций летучих (F, В) и редких элементов в возрастном ряду первично-автономных магм: кварцевые сиенодиориты --> гранодиориты --> граниты ГФ раннего ритма --> граниты ГФ позднего ритма. Обогащенность летучими ранних котектических выплавок, мантийный генезис бора в сопряженном с гранитами Ак-Архарском месторождении (Малинко и др, 1987), корово-мантийные первичные отношения стронция (Шанин и др, 1979) и, наконец, высокая доля ювенильного-изотопа гелия в кордиеритах [4], позволяют предположить интрателлурическую природу флюидов. Вероятнее всего, их источником были калиево-щелочные базальтоидные расплавы, присутствие которых фиксируется по лампрофировым дайкам, а сам механизм магмогенерации связан с формированием и последующим плавлением редкометалльных метасоматитов в глубинных приразломных зонах (Эволюция.., 1987). В пользу этого свидетельствует комплексное изучение глубинных реститовых включений [2,4].

2. Геодинамические особенности внутриконтинентального коллизионного орогенеза и граиитообразования

В начале раздела проводится обзор существующих представлений об эволюции гранитно-метаморфических ядер орогенных сооружений (Халлер,1964; Белоусов,1976; Хаин, ЛобКовский, 1990 и др.). Особо внимание уделено кайнозойским массивам "cordilleran metamorphic core complex" ("CMCC"), выходы которых известны на западе США (Coney, 1980; Сейферт, 1990). Обосновывается их сходство с инфраструктурой йндосинийского орогена на Южном Памире. С учетом сделанного обзора рассматривается геодинамическая модель коллизионого орогенеза [4,16,24]. Выделяется три стадии (рис. 2). Раннеколлизионная стадия. Необходимым и достаточным условием для осуществления этой стадии является тангенциальное сжатие и мантийный диапиризм. Главная причина их согласованного действия, вероятнее всего, связана с отрывом слэба в момент коллизии (см. подробнее главу 7). В результате, на границе кора-мантия оказываются сосредоточены крупные о&ьемы базальтоидных расплавов, которые из-за сильного тангенциального сжатия неспособны внедриться в верхние горизонты. Застревая в нижней коре и "базифицируя" ее, эти расплавы приводят к высокоградиентному прогреву вышележащих

ШГр ШШ>9 Б^З2'

Рис. 2. Гипотетическая модель коллизионного орогенеза и гранитообразования в области перехода Юго-Западного и Юго-Восточного Памира в раннекиммерийский период.

Стадия I - раннеколлизионная (сводообразование), стадия II -позднеколлизионная (орогенез и внутриконтинентальная субдукция).

1 - литосфера, 2 - гранулито-базитовый комплекс нижней коры, 3 -рифтогенно-океаническии комплекс, обдуцированный на край континента, 4 - аномальная мантия и мафит-субультрамафитовые

расплавы, вызвавшие "базификацию" нижней коры, 5 .- эклогит-пироксенит-перидотитовая корово-мангийная смесь, образовавшаяся при вдавливании "оазифицированной" коры в области аномальной мантии (А-субдукция), 6 - ремобилизованные гнейсотоналитовые массивы предшествующей стадии АКО андийского типа, 7 - мигматит-граниты и инъекционные гнейсокупольные диатектиты (аличурский комплекс), 8 -дацит-риолиты (ирикякская и мурзабекская свиты) 9 - инъекционные гранодиорит-граниты (реджистский комплекс), 10 - области "вязкого" клина и стресс-гранитообразования (шугнанский комплекс), 11 -палингенно-метасоматические ультракалиёвые граниты (ортобузский комплекс), 12 - гранитно-метаморфическое ядро в условиях мигматизации и вязко-пластичного течения, 13 - монцодиорит-гранодиорит-гранитнай интрузия, образовавшаяся в результате внутриконтинентальной субдукции (субщелочные латитовые расплавы) и синтексиса с палингенно-анатектическими расплавами (сереташский и андаравджский комплексы), 14 - коллизионный шов. 15 - основные сдвиговые разрывы, в том числе листрического типа, 1б - направления течения вязко-пластичного корового материала, 17 - К-метасоматоз и кислотное выщелачивание, 18 - милониты и бластомилониты, 19 -супраструктура, 20 - молассово-олистостромовые толщи ташджилгинского и северо-аличурского типа, 21 - изограда прогрессивного метаморфизма (750°О, 22 - направления коллизионного сжатия, 23 - область, совпадающая по структурно-вещественным признакам с метаморфическими комплексами ядра кордильерского типа. Остальные пояснения в тексте.

толщ, их анагектическому плавлению, разуплотнению и, как следствие, сводообразованию. Растягивающие напряжения в кровле поднимающегося "гранитно-метаморфического" диапира ответственны за извержения кислых лав и туфов. Позднеколлизионная стадия. После мигматизации и падения вязкости в ядре орогена, продолжающееся коллизионное сжатие приведет на флангах к формированию "вязких" клиньев (зоны А). Эти зоны, благодаря конвективным

движениям и диссипативному разогреву, испытают перераспределение калия и летучих, а затем частичное плавление. С мантийным источником "вязкие клинья" сообщаются односторонне в виде подачи (выдавливания) некоторой части вязкопластичного материала, в связи с чем образующиеся здесь граниты имеют "чисто" коровое происхождение. В зонах Б, испытавших региональный К-метасоматоз и кислотное выщелачивание, поступление метасоматизирующих флюидов, вероятнее всего,, будет обеспечиваться, нижележащими "вязкими" клиньями, т.е. также иметь коровое происхождение. В экстремальных случаях этот режим может привести к появлению ультракалиевых палингенно-метасоматических гранитов. В зоне В, с одной стороны, произойдет выдавливание мигматизированного материала в верхние горизонты, что сопровождается интенсивным "растаскиванием" супраструктуры в виде горизонтальных покровов; с другой стороны, произойдет вдавливание на мантийные уровни "базифицированного" гранулитового слоя, чему будет способствовать охлаждение мафит-ультрамафитовых расплавов. В результате эклогитизации мантийно-коровой смеси, формируются

латитовые расплавы, которые при подъеме испытывают синтексис с палингенно-анатектическими выплавками. Постколлизионная стадия отражает консолидацию всей системы и возбуждение все более глубинных недеплетированных уровней мантии, являющихся источником щелочно-базальтоидных даек (лампрофиров), содержащих повышенные концентрации летучих (Б, В). На этой стадии образуются тафрогенные граниты редкометалльно-плюмазитового типа (на рисунке не показаны).

Гясша 4. ГЕОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ И МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЗДНЕКИММЕРИЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ЮГО-ВОСТОЧНОГО И ЮГО-ЗАПАДНОГО ПАМИРА

Позднемезозойские магматиты слагают в регионе несколько поясов, среди которых наиболее изученным является Кыр-Кызылрабатский пояс. Последовательность формирования пород выглядит здесь следующим образом (Месхи, 1964, 1974; Тютин, 1990;[4, 11, 12, 18-21, 25]. Ранний мел (кыр-кызылрабатская группа комплексов): трахиандезитобазальт-трахиты, кварцевый латит-трахидацит-риолиты, монцодиорит-граносиенит-граниты эффузивной и экструзивно-гипабиссальной фаций; ранний-поздний мел (базаррык-акджарская группа комплексов): монцогаббро-кварцевые монцониты, монцодиорит-кварцевый монцонит-граниты, гранодиорит-граниты гипабиссальной фации; поздний мел (базардаринский и кобригенский комплексы): редкометалльные гранит-лейкограниты гипабиссальной фации.

1. Раннемеловая трахиандезитобазальт-латит-трахидацит-риолит-мониодиорит-монцонит-граносиенит-гранитная ассоциация

Эта ассоциация объединяет вулканиты тешикташской серии и комагматичные им дайки, экструзивные тела и интрузивы кызылрабатского комплекса.Они слагают изолированные приразломные вулканотектонические структуры, в том числе трогового типа, свидетельствующие о режиме локального сдвигового растяжения, проявившегося на фоне общего сжатия в тылу активной континентальной окраины.

Внутреннее строение вулканитов определяется переслаиванием лав, лавобрекчий, туфов и туфоконгломератов. Главный объем сложен В1±Рх- и В1±НЫ- кварцевыми латитами с подчиненой долей трахиандезитобазальтов. Среди вкрапленников постоянно отмечаются зональные плагиоклазы с резорбированными ядрами битовнит-анортита (РеО до 0,8 мас.%), субликвидусные авгиты и гиперстены, интрателлурические салиты и энсгатиты (Сг20з=0,3-0,8 мас.%) и, наконец, ксеногенные клинопироксены повышенной глиноземистосги и железистости. Породы дайковой фации представлены

резкопорфировыми ' BiiPxlHbl- кварцевыми латитами, BitPx-трахитами, Bi±Hbl- трахидацитами и дацит-риолитами. Отметим находки в трахитах интрателлурических мегакристаллов En повышенной хромистости. В экструзивно-интрузивной фации главные разновидности идентичны вулканическим аналогам.

' По вещественному составу выделяется три дифференцированных серии: шошонит-трахитовая, латит-трахидацитовая и дацит-риолитовая. В первой серии все породы, за исключением конечных трахитовых дифференциатов, обладают в сравнении с типичными континентальными шощонитами пониженной суммой щелочей, легких РЗЭ, Sr, и Zr. Во второй серии состав пород сочетает черты латитового и известково-щелочных рядов. Дацит-риолиты не обнаруживают преемственности с предшествующими. породами и относятся к корово-палингенным образованиям. Подчеркивается, что без учета дифференциатов, в эволюционном ряду "шошонит-> кварцевый латит --> дацит" наблюдается синхронное снижение Ва, Sr, легких и тяжелых РЗЭ, что согласуется с моделью смешения в различных пропорциях мантийных и корово-анатектических расплавов.

2. Меловая монцогаббро-монцонит-гранодиорит-гранитная ассоциация

В сравнении с вулканитами, плутонический ряд имеет несоизмеримо большее развитие. Характеристика этих пород рассматривается главным, образом на примере Аличурского очагового ареала, в состав которого входят (от ранних): акджилгинский монцогаббро-монцонит-гранитный, базаррыкский монцодиорит-монцонит-гранитный и акджарский гранодиорит-гранитный комплексы. В общем интрузивно-фазовом ряду намечается ритмичность двух порядков: элементарная, отвечающая отдельным комплексом, и мультиплетная (по Изоху, 1975), когда от ранних к поздним комплексам падает доля базитов и существенно возрастает доля калиевых

гранитоидов. Вместе с тем, каждый комплекс характеризуется дискретностью, связанной со становлением существенно автономных породных групп (монцогабброиды, монцонито иды и граниты).

Монцогабброиды имеют неравновесный парагенезис: (PI8575+

CPx32^33)-->(P150-45+ НЫ34-36+ Bi46)-->(Fsp + Qz+ Pl^). " В монцонитоидах неравновесные соотношения "базитового" (PJgy.jg-t-Cpx32_35+Орх4248> и "гранитного" (Q+Fsp+Pl^g) парагенезисов проявлены сильнее, причем доля "гранитного" материала постепенно увеличивается. В собственно граниговдной породной группе появляются высокоглиноземистый Bi, Cord, Gr, т.е. минералы-индикаторы корово-анатектического происхождения пород. Одновременно меняется и акцессорная специализация (Sph, All—> Mon, Turm). Эти признаки свидетельствуют в пользу модели синтексиса контрастных расплавов, что

подтверждается смешанным типом • глубинных ксенолитов и ксенокристов [3], и промежуточным составом , монцонитоидов, которые совмещают геохимические черты латитовых и палингенных известково-щелочных серий (пониженные концентрации Ва, 8г, У,Сг, легких РЗЭ,-повышенные - Ц ЯЬ).

. 3. Позднемеловая редкометалльно-гранитная ассоциация

Редкометалльные граниты и онгониты завершают ряд позднекиммерийских магматических формаций. В этом отношении они имеют сходную позицию с редкометалльными гранитами раннего мезозоя, но отличаются от последних особенностями внутреннего строения, фтористой специализацией летучих при практически полном отсутствии бора, а также - доминирующей ролью в постмагматическом ряду оловянных рудопроявлений и месторождений. В диссертации приводятся сведения о геологии, внутреннем строении и составе предшествующих даек, указывающие на существование в момент внедрения редкометалльных гранитов крупного нижнекорового монцонитоидного очага. Характеристика пород- приводится на примере Базардаринского массива, формирование которого происходило в два интрузивных ритма (комплекса). Ранний ритм (базардаринский): 1) м-з, р-з или порфировидные ВЛСопЗ- граниты РФ, 2) к-з, р-з или порфировидные В)±Му±Согс1- лейкограниты ГФ, 3) с-з, р-з или порфировидные В1 + Му-лейкограниты ФДИ, 4) м-з или аплитовидные В1±Му±Трг- лейкограниты, аплиты и пегматиты. Поздний ритм (кобригенский): разнозернистые Трг+Рг^граниты с редкими жилами редкометалльных пегматитов и дайками онгонитов.

Лейкограниты ГФ (90% 80дщ) характеризуются повышенной фтористостью (0,3-0,6 мас.%), а их биотиты содержат примесный хлор (0,10-0,16 мас.%). По остальным параметрам они близки к редкометалльно-плюмазитовому геохимическому", типу гранитов (по Таусону, 1977). Автономность ультраредкометалльных гранитов и онгонитов кобригеиского комплекса обосновывается не только наличием "межгранитных" кварцевых жил, но и скачкообразным возрастанием Бг, Ва и некоторых других РЭ. Установлено также, что ультраредкометалльные аплит-пегматиты раннего ритма локализованы главным образом в виде субгоризонтальной зоны в центре массива (~900м от кровли), в то время как онгониты и 1Л-Р- граниты позднего ритма - в субвертикальных трещинах отрыва по периферии массива.

Глава 5. ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭВОЛЮЦИИ ПОЗДНЕКИММЕРИИСКИХ ГРАНИТОИДОВ

Геотектонические обстановки. Типизация пород по составу, физико-химическим условиям кристаллизации й происхождению

Анализ структурной эволюции региона позволяет выделить четыре стадии, каждой из которых соответствует определенный тип магматитов: 13-К1 - региональное тангенциальное сжатие, подъем территории (магматизм отсутствует); Кг - локальное растяжение в приразломных депрессиях (кыр-кызылрабатская группа комплексов вулканической и экструзивно-интрузивной фации); К1.2 - каракорумская фаза складчатости (базаррык-акджарская группа комплексов гипабиссально-плутонической фации); К2-р^? - региональное тангенциальное сжатие с формированием пликативной складчатости, сдвиго- и надвигообразованием (базардаринские редкометалльные граниты с 8п-оруденением). На каждой стадии, за исключением последней, выделяются сходные породные группы, . отличающиеся уровнем глубинности:1) шошонитовая и монцогабброидная, '2) латитовая и монцонитоидная, 3) дацит-риолитовая и гранодиорит-гранитная. Вместе с тем, их сравнительный анализ, проведенный с учетом результатов термобарогеохимических исследований (Титов, 1990, 1991; [21,- 25]), моделирования распределений РЭ, РАЭ и РЗЭ [20], а также ЯЬ-Бг-изотопии [19], приводит к следующим выводам.

Субщелочная базитовая породная группа. Явления смешения с нижнекоровыми анатектическими выплавками (Р5 _ 10 кбар, Т _ 1000° С) фиксируются даже в трахиандезитобазальтах, • наиболее близко отвечавших первичной шошонитовой магме. Монцогабброиды внедрялись в виде охлажденной смеси, содержащей надкотектические концентрации ликвидусных фракционатов (Рх+Р180_60) и гибридную жидкость промежуточного монцонитового состава. На гипабиссальном уровне способность монцогабброидов к ассимиляции не могла обеспечить появление "интеркумулусного" гранитного матрикса.

Кварцлатитовая (монцонитоидная) породная группа может быть получена только в результате продвинутого смешения первичной шошонитовой магмы с анатектическими выплавками. Прямое подтверждение получено при анализе расплавных стекол в ксенокристах кварца. из латитов и интеркумулусном кварце из монцонитоидов, которые дают собственный тренд обеднения калием и кремнием по мере снижения Р,Т-параметров их кристаллизации. Это означает, что в ходе подъема шошонитовой магмы синтексис с анатектическими выплавками происходил неоднократно, причем кремнекислые очаги располагались во всем коровом разрезе от Р5 = 10 кбар и Т = 1000°С до Р8=2-3 кбар и Т = 700-б40°С.

Щелочносалическая породная группа Для трахитов получен тренд по расплавным стеклам, подтверждающих их образование за счет фракционирования Рх-Р1-котектик из шошонитовой, для трахидацитов -из кварцлатитовой магмы. Обращает внимание, что в монцогабброидах и монцонитойдах (плутоническая фация) признаки дифференциации отсутствуют, зато интенсивнее проявлены признаки синтексиса с анатектическими выплавками.

Кислая породная группа наиболее разнообразна по составу и происхождению. Выделяются три геохимических типа: гранодиорит-граниты (дацит-риолиты) стандартной щелочности и флюидонасыщенности, гранит-лейкограниты с повышенным содержанием фтора и РЭ, наконец, литий-фтористые граниты и онгониты. Для первого типа обоснован анатектический генезис за счет метапелитового источника. Особое внимамание уделено проблеме происхождения редкометалльных гранитов и онгонитов. Показано, что кристаллизационная дифференциация лейкогранитов ГФ приводит к формированию редкометалльных пегматитов в базардаринском комплексе (ранний ритм). Это следует из анализа трендов расплавных стекол, в которых фиксируется резкое возрастание Б и Иа, моделирования РЗЭ,РАЭ и РЭ, а также совпадения количественных модельных расчетов особенностей кристаллизации магматической камеры мощностью 5 км с реальным месторасположением пегматитовой зоны в Базардаринском массиве. Последняя интерпретируется как остаточный очаг после смыкания верхнего и нижнего фронтов кристаллизации (по механизму фракционирования и усадочной конвекции; Шарапов, Аверкин, 1992). Для онгонитов и П-Р - гранитов кобригенского комплекса (поздний ритм) также показана ведущая роль дифференциации, но в более глубинной камере при условии незначительной контаминации флюидами нижнекорового латитового очага.

В работе приводится анализ альтернативных моделей происхождения родоначальных лейкогранитовых расплавов повышенной фтористости. Показано, что геологические, термобарогеохимические особенности лейкогранитов ГФ базардаринского комплекса лучше удовлетворяют модели флюидного синтексиса. Предполагается, что между палингенно-анатектическим кремнекислым очагом, соприкасающимся с более глубинным монцонитоидным, происходило диффузионное перераспределение К, Б и других летучих на фоне развитой конвекции (по Литвиновскому, Подладчикову, 1992).

Геодинамические особенности орогенеза и гранитообразован'ия в тыловых частях активных континентальных окраин андийского типа

В этом разделе сделан вывод что наиболее эффективным механизмом контрастной смены вулканических комплексов

плутоническими, является скачкообразное повышение силы тангенциального сжатия (каракорумская фаза складчатости). По аналогии с моделью коллизионного орогенеза предполагается, что в этих условиях проницаемость коры резко падает. Это усиливает процессы синтексиса и палингенного плавления и подавляет кристаллизационную дифференциацию. По мере спада интенсивности тангенциального сжатия и остывания всей магматической колонны создаются благоприятные условия для формирования' лейкогранитовых расплавов повышенной калиевости и фтористости в кровле нижнекорового монцонитоидного очага. Дифференциация лейкогранитовой магмы, в свою очередь приводит к Li-F-гранитам и онгонитам. Вместе с тем, принципиальным отличием от коллизионного орогенеза и гранитообразования в предшествующем (индосинийском) цикле является резкое преобладание сдвиговых деформаций, что удовлетворяет только delamination model (Lister et al,1986). В соответствии с этой моделью, которая по сути близка к концепции' тектонического расслоения (Пейве, 1977), в диссертации рассматриваются особенности субдукционного орогенеза на Южном Памире.

Глава 6. АЛЬПИИСКИЕ СТРЕСС-ГРАНИТЫ ЮЖНОГО ПАМИРА

Памирский комплекс стресс-гранитов, выделен в [ 8-9 ]. Неогеновый возраст обоснован K-Ar -, Rb-Sr - (Шанин, Волков и др., 1979) и U-Pb-методами [4]. Общей особенностью является тесная пространственно-временная сопряженность массивов с мощными зонами бластомилонитов и бласгокатаклазитов.их приуроченность к термальным куполам прогрессивного метаморфизма And-Sil-типа, гранит-лейкогранитный анхиэвтектический состав, а также специализация на редкометалльно-пегматитовое оруденение (Li, Be). Характеристика комплекса приводится на примере Южно-Памирского и Намангудского массивов. Установлено, что Южно-Памирский массив относится к абиссальному уровню глубинности. Граниты слагают здесь пластообразное тело,окаймленное зонами эндоконтактового разгнейсования и экзоконтактового рассеянно-сдвигового течения вмещающих пород. Внедрение магмы происходило на фоне мелкомасштабных подвижек, что фиксируется по пересечению многократных аплит-пегматит-гранитных инъекций (до 10-12 генераций), а также по присутствию милонитов до-, син- и постгранитного возраста. Пегматитовые жилы с убогой Ве-минерализацией концентрируются в апикальных выступах, что согласуется с обогащенностью здесь гранитов Li,F. В Намангудском массиве мезоабиссальной фации, установлены хрупкие разломы, приводящие к многократному вскрытию кровли и растянутому по вертикали (до 1-1,5 км) пегматитовому ореолу с богатым

редкометалльным оруденением (РоссовСкий, Коноваленко, 1976). Это подтверждается выносом Li в надынтрузивнуюзону. Последовательность внедрения гранитов в том и другом массиве описывается простым гомодромным рядом: с-з, иногда порфиробластйческие граниты ГФ-->к-з, н-з лейкограниты ФДИ-> "стандартные" аплит-пегматиты ЗФ^^ редкометалльные альбитовые пегматиты ЗФ2 . Минеральный парагенезис: Qz+P132_5+ Mikr+ Bi69.85± Му+ G ^4.99+ Ар, Ilm, Mon, Zr. Для граната и мусковита обосновывается магматогенное происхождение [17]. По составу памирский комплекс относится К' геохимическому типу редкометалльно-плюмазитовых гранитов. Показано, что особенности эволюции РЭ и РАЭ в отдельных массивах зависят от степени проницаемости вмещающей кровли, но, в целом, удовлетворяют модели кристаллизационной дифференциации.

При обсуждении генезиса гранитов обращается внимание на следующие особенности: 1) полное отсутствие базитов, 2) отсутствие глубинных включений, отличных по составу от вмещающих гнейсовосланцевых пород, 3) высокое I0sr= 0,7179±2 (Шанин, Волков и др., 1979), 4) пространственно-временная сопряженность с зонами стресс-метаморфизма, 5) низкие температуры кристаллизации и обводненность расплавов (ТРВГОМ= 710-620°С, СРВН20= 6-8 мас.%, РРвШо > 2>5 " З.Окбар [10]).В совокупности, эти признаки позволяют связать формирование гранитов с палингенным плавлением в глубинных частях листрических разломов (катазона). Предполагается, что на ранних стадиях субстрат катазоны подвергался К-метасоматозу, кислотному выщелачиванию и диссипативному разогреву. Затем происходило анатектическое плавление и сегрегация расплавов. По мере подъема последних в мезозону доля эвтектического расплава увеличивалась,а кристаллизация происходила уже в условиях массового удаления летучих за счет смены вязкопластичных деформаций хрупкими деформациями. Подчеркнуто, что в этой модели должен происходить дренаж крупных объемов сиалической коры, попадающих в зону концентрировано-сдвигового течения. Возможно, с этим связана повышенная рудопродуктивность неогеновых стресс-гранитов [26].

Глава 7. ГРАНИТЫ И ОРОГЕНЕЗ 1. Особенности орогенеза на активных котинентальных окраинах и в зонах коллизии

В этом разделе предпринята попытка выяснить на основе синтеза тектонических представлений, данных о характере ремобилизации кристаллического фундамента, особенностей магматизма, а также результатов физического моделирования, - какие наиболее вероятные эндогенные причины лежат в основе сопряженного орогенеза и массового плутонического гранитообразования. на АКО андийского типа и в коллизионных зонах.

СУбдукиионный орогенез и гранитообразование рассматриваются на примере мезозой-кайнозойских складчатых сооружений" западного побережья Южной и Северной Америки. Наиболее вероятным механизмом, объясняющим здесь формирование краевых горных цепей и задугового энсиалического бассейна, является модель всплывающего мантийного диапира над глубоко погруженными участками слэба (Кариг, 1974). Подчеркивается, что модель Карига не способна объяснить периодичную смену на АКО андийского типа вулканических и плутонических форм среднего-кислого магматизма, даже если принять ее в варианте ускоренной субдукции, связанной с осцилляцией скорости спрединга в СОХ (Levi, Aguirre, 1981). Необходимы дополнительные эндогенные факторы, объясняющие поступление аномально разогретой мантии непосредственно под осевую часть АКО при сохранении эффекта тангенциального сжатия.

Появление аномальной мантии под осевой частью АКО андийского типа может иметь место в случае перекрытия оси океанического спрединга континентальной плитой. Подобное осложнение субдукции доказано для западного побережья Северной Америки, где в кайнозое возникла Провинция Бассейнов и Хребтов (Christiansen, Lipman, 1972), а также выявлено в структурах поздних палеозоид Центральной Азии (Коваленко и др, 1983; Ярмолюк, Коваленко, 1991). В том и другом случае, наряду с превалирующим по масштабам щелочно-бимодальным вулканизмом рифтогенного типа, установлены линейные зоны или очаговые ареалы тангенциального сжатия, с которыми связывается формирование гранитно-метаморфических ядер кордильерского типа ("СМСС") или симметрично-зональных гранитных батолитов хангайского типа ("HGB") (Cordilleran...,1980; Коваленко и др., 1983; Ярмолюк, 1983; Сейферт, 1990). В диссертации анализируются возможные механизмы формирования "СМСС" и "HGB" (внутриконтинентальная субдукция,. погружение диапира в зону субдукции).

Одновременное действие мантийного диапиризма и тангенциального сжатия следует из модели

отрыва слэба (Тычков и др.,1992).Согласно этой модели, на месте отрыва океанической плиты в субдукционной зоне появляются индуцированные верхнемантийные восходящие течения, направленные навстречу друг другу (эффект "вторичного мантийного диапира"). Благодаря этому, над погружающимся слэбом возникает аномальное тангенциальное сжатие, которое приводит к сводовому поднятию.

По мнению автора диссертации, отрыв слэба является весьма эффектным механизмом субдукционного орогенеза,сопряженного с гранитообразованием, если предположить его реализацию в условиях весьма утоненной литосферной мантии. Таким условиям, например,отвечала Андийская окраина на рубеже раннего-позднего

мела,когда произошла орегонская фаза складчатости и формирование грандиозных по масштабам габбро-гранитоидных батолитов (Оберг и др., 1987). Это следует из совпадения времени орогенеза и гранитообразования со временем ускоренного спрединга Восточно-Тихоокеанского поднятия. Очевидно, что ускоренный спрединг отражал резкое увеличение объема поднимающейся аномальной мантии, захватывающей деструктивную границу континентальной и океанической плит (эффект утонения литосферной мантии), а ускоренная субдукция, в свою очередь,способствовала отрыву слаба. Модель отрыва слэба позволяет объяснить периодическую смену плутонического гранитоидного магматизма вулканическими излияниями, если учесть, что ускорение спрединга в срединно-океанических хребтах происходит периодически (эффект осцилляции, Larson, Pitman, 1972).

Коллизионный орогенез и гранитообразование в наиболее полном выражении представлены в Средиземноморском складчатом поясе,в том числе в его Памиро-Гималайском секторе. Для его объяснения предложен ряд геодинамических моделей (Powell, Conaghan, 1973; Molnar, Tapponier,1977; Bird,1978; Hsu,1979; Трифонов,1987; Хаин,Лобковский и др, 1990), которые достаточно полно описывают повышенную мощность коры, подъем горного рельефа, внедрение гранитов S-типа, но оставляют без внимания такие особенности, как присутствие под корой современных коллизионных швов крупных объемов аномальной мантии (Артюшков,1979; Кучай,1983; Morgan,Sass, 1984) и многочисленных габброидных интрузивов. Последний момент необходимо особо отметить, поскольку здесь важен не только сам факт повсеместного проявления до-,син- и постколлизионных базит-пикробазитов.но и вполне определенная эволюция их состава, свидетельствующая о возбужденном состоянии верхней мантии ([1,4]; Кривенко, 1984; А.Изох и др.,1990). Гранитоидный магматизм также не вписывается в рамки только S-типа, обнаруживая исключительное многообразие по составу,условиям структурной локализации и генезису (Ермолов и др. 1977; Изох, 1978; Эволюция..., 1987; Ферштатер, 1987; [5, 14, 24]).

В связи со сказанными диссертации дан краткий обзор альтернативной концепции "горячих зон" (Е.ВАртюшков, В.К.Кучай и др.), которая также наталкивается на ряд трудностей, связанных, например, с объяснением покровно-складчатой структуры орогенных поясов. Подчеркнуто, вслед за В.Е.Хаиным (1990), что решение проблемы коллизионного орогенеза и гранитообразования, вероятнее всего, принадлежит тем моделям,где рассматривается эффект "вторичного" мантийного диапиризма. Далее, в диссертации, дан краткий обзор подобных геодинамических схем и их сравнительный анализ с моделью

отрыва слэба в зонах коллизии . (по аналогии с субдукционным орогенезом). Обращается внимание на два момента. 1. В срав.нении с АКО андийского типа, в зонах коллизии орогенез и массовое гранитообразование происходят только один раз, т.е. сам орогенез может быть назван моноцикличным. 2. Моноцикличный орогенез разделяется на два крайних типа, отвечающих коллизии "толстых" литосферных плит (например, Индостана с Евразией) и "тонких", где литосферная мантия утонена или вообще отсутствует. Второй тип представляет особый интерес, и, по-видимому, чаше всего реализуется при аккреции островных дуг с пассивной континентальной окраиной (Е.Хаин, 1989). Однако, он может быть* реализован и в случае закрытия океанических проливов с "горячими точками" (сложная геодинамическая обстановка). Подчеркивается, что наличие развитого слоя литосферной мантии должно экранировать влияние "вторичного" мантийного диапира, возникающего при отрыве слэба в зоне коллизии, способствуя проявлению только гранитного магматизма S-типа, и, наоборот, его отсутствие приведет к активному формированию гранитно-метаморфических ядер памирского типа, сопряженных с внедрением сложно-построенных габброггранитных интрузивных серий с гранитами I/S-типа.

"Мягкая" и "жесткая" коллизия. Согласно Р.Колману (1991), коллизионный шов может быть представлен как чередование сегментов коры, испытавших столкновение, и тех участков, где столкновение не произошло из-за неровного ограничения континентальных плит. На участках "жесткой" коллизии будет сформирован ороген с характерным покровно-складчатым стилем тектоники, в то время как на учатках "мягкой" коллизии может сохраниться погребенная океаническая кора. Можно предположить, что на участках "жесткой" коллизии будет реализована модель отрыва слэба, и, как следствие, возникнет орогенное поднятие с гранитно-метаморфическим ядром, а на учасках "мягкой" коллизии не только сохранится сегмент окенической коры, как предполагает Р.Колман,но и, по-видимому, останется припаянной (подвешенной) относительно холодная и прочная океаническая плита в зоне палеосубдукции. При вовлечении, этого складчатого пояса в повторную активизацию (АКО, мантийный плюм и т.д.), припаянный палеослэб будет служить экраном, а также определять транспорт расплавов в область его соединения с корой. Скопление разогретой мантии и расплавов приведет здесь к локальному раздвигу вдоль коллизионного шва, вероятнее всего, в соответствии с моделью Верника (Vernicke, 1981) или "delamination model" (Lister et al, 1986), а в экстремальных условиях, - к отрыву палеослэба, и вновь - орогенезу и гранитообразованию. Концепция палеослэбов, на наш взгляд, хорошо согласуется с геодинамическими и петрологическими особенностями

формирования позднекиммерийского вулкано-плутонического ряда на Южном Памире (см. главу 5). С этих позиций в диссертации объясняется становление "СМСС" и "HGB" в сложных геодинамических обсгановках перекрытия срединно-океанического спредйнгового центра континентальной плитой.

.Таким образом, анализ существующих геодинамических моделей и их соответствия геологическим особенностям орогенов позволяет предположить, что эффект локального тангенциального сжатия и согласованного с ним "вторичного" мантийного диапиризма, необходимый и достаточный для орогенеза и гранитообразования, достигается в варианте отрыва слаба и возникновения пограничных с корой и (или) литосферой индуцированных восходящих вёрхнемантийных течений. В субдукционных орогенах отрыв слэба происходит периодически, по мере появления аномальной мантии в припограничном слое (эффект утонения . литосферной мантии и ускорения субдукции), в коллизионных - в течение одного цикла. На участках "мягкой" коллизии сохранившийся в подвешенном состоянии палеослэб может привести к орогенезу при субдукции и (или) мантийном диапиризме в следующем цикле тектогенеза. Возможно, это является одной из причин сопряженной активизации во внутриконтинентальных складчатых поясах Центральной Азии (Щеглов, 1980), поскольку-здесь в результате "террейновой тектоники" были созданы наиболее благоприятные условия для сохранения многочисленных палеослэбов. 2. Палеогеодннамическая реконструкция Памиро-Гималайского внутриконтинентального складчатого пояса в позднем палеозое-

кайнозое

В этом разделе предпринята попытка рассмотреть Памиро-Гималайский регион и выявить специфику его тектонического развития в позднем палезое-кайнозое на основе анализа материалов по формационному составу магматических продуктов, осрбенностей их возрастного и пространственного размещения и палеогеографических условий проявления. Особое внимание уделено выяснению структурной позиции орогенных гранитных-поясов.

2.1. Поздний палезой-ранний мезозой

В Памиро-Гималайском регионе граница с Палеотетисом приобрела характер окраинноморско-островодужной системы в раннем карбоне. Ей отвечала Калайхумб-Сауксайская зона, возникшая в результате субдукции слэба под Северо-Памирский микроконтинент (Руженцев и др,1977; Белов и др,1985). В среднем-позднем карбоне территория испытала орогенез с преобразованием в краевой габбро-тоналит-гранитный пояс АКО андийского типа. Возможно, что орогенез и гранитообразование на переходном типе коры были обусловлены аккрецией островной дуги с пассивной окраиной Северного Памира. К

концу ранней перми область была выведена из морского режима осадконакопления. Активный рифтинг в этот период переместился в южную часть Северного Памира. • Состав пермских магматитов (альпинотипные гипербазиты, ТЬРе-пикробазит-базиты,

плагиогранофиры), отражает здесь становление Зулумартской структуры, формационно сходной с рифтами над "горячими точками". Закрытие Зулумартского рифта произошло не позднее раннего триаса, после чего здесь был сформирован Каракульскйй габбро-монцодиорит-гранодиорит-гранитный очаговый ареал. Обращает внимание (Лутков,1991),что рифтогенный и орогенный режимы были весьма сближены во времени, что свидетельствует об утоненной литосферной мантии в течение всего . цикла тектогенеза. Этому выводу не противоречат особенности Каракульского коллизионного орогена.Здесь установлены фрагменты высокоградйентного гранулито-метаморфического ядра с признаками синтексиса йнатектических выплавок и шошонит-латитовых расплавов. Кроме того.гранит-лейкограниты с редкомет^лльно-пегматитовым оруденением сходны по составу и условиям локализации со стресс:гранитами Южного Памира.

Раннекиммерийский (Р2-Т1) орогенез на Северном Памире, в целом, совпал с началом рифтогенеза в Рушан-Пшартской структуре (Пашков, Швольман, 1979), а также в области, расположенной между ЮВП и ЮЗП и ныне сохранившейся только в обдуцированных покровах. Периферийной зоны (см. главу 1). В том и другом случае активный рифтогенез (Ре-Тьбазальты субщелочного и даже щелочного уклонов), являлся индикаторным для геодинамических обстановок "горячих точек" и получил максимальное развитие к среднему-позднему триасу, когда граница с Мезотетисом уже приобрела характер АКО андийского типа (ремобилизованные купола и интрузивы тоналитов, Т^-Тз?). В целом, это свидетельствует о продолжавшейся миграции оси рифтинга.

на юг с заложением в тылу новых субдукционно-коллизионных зон.

Позднетриасовый орогенез на Южном Памире охарактеризован в главах 1-3. Здесь же подчеркнем, что гранитоидный магматизм этой стадии охватил не всю территорию и оказался сконцентрированным только в зоне шовного сочленения. В восточных и северо-восточных частях ЮВП, а также на прилегающих территориях Пшартского Памира и Вахана, он, по существу, не известен, за исключением редкометалльных гранитов. В сходном геотектоническом . положении, по-ввдимому, находился и Каракорум, для которого в среднем-позднем триасе был характерен режим глубоководной седиментации (Вальдия,1984; Сае1ат е1 а1, 1990). Это позволяет предположить, что перечисленные выше территории могли испытать. "мягкую" коллизию в позднем триасе, а сегмент континентальной коры, прошедший активный орогенез, был

ограничен лишь Нуристан-Бадахшанским массивом, включающим составной частью Юго-Западный Памир.

Активный рифтинг, совпавший с временем становления горноскладчатых сооружений ранних киммерид на Памире, получил развитие в Гималаях (базальты "флиша Ламаюру" в Ладакхе, Панджальские траппы Кашмира близ сутуры Инда) и на продолжении его структур в Афганистане (базальты серии Котагай и базит-ультрабазиты Логар в Кабульском стабильном массиве). В том и другом случае состав мафитов близок к пермско-триасовым рифтогенно-океаническим комплексам Памира (Honegger et al, 1982; Геология Афганистана, 1980), что свидетельствует в пользу нового перескока "горячей точки", в область Неотетиса. След миграции этой "горячей точки" фиксируется и далее на юг по траверсу: платобазальты Раджмахал, Kj --> вулканические постройки Восточно-Индийского хребта fi_2 (Curray et al, 1981). Поскольку первоначальная ширина океанических структур Мезотетиса интерпретируется по-разному (от первых сотен до первых тысяч км), то остается проблематичным, что было первичным: миграция "горячей точки", вызывающей активный рифтинг, или миграция микроконтинентов и континентов Гондваны с поглощением обширных пространств океанической коры и коллизиями на фоне "горячей точки". Однако, очевидно, что в том и другом случае специфика гранитных орогенных поясов Памира в раннем мезозое была обусловлена резкой утоненностью литосферной мантии.

22 Поздний мезозой-кайнозой

В юрский период Северный Памир находился в континентальных условиях, а располагавшиеся южнее территории - отвечали карбонатной субплатформе. В Тетис-Гималаях происходило активное расширение морского бассейна с формированием глубоководных комплексов открытого океана, в том числе с толеитами MORW (сутура Инд-Цангпо). Начиная с раннего мела, Памиро-Гималайский регион вступил в стадию АКО восточно-тихоокеанского типа (Кохистанско-Ладакхская дуга с дифференцированным извесгково-щелочным вулканизмом и задуговым бассейном Шийок; Вальдия,1984). На рубеже раннего-позднего мела вулканические излияния повсеместно сменились плутоническим габбро-гранитным магматизмом. Эта контрастная смена совпала с орегонской фазой складчатости Америки и ускоренным спредингом в Тихом и Индийском океанах, т.е. отвечала обстановке субдукционного орогенеза. Габбро-гранитный магматизм оказался сосредоточенным только к северу от сутуры Инд-Цангпо в виде нескольких линейно-вытянутых поясов, ныне конформно облекающих край Индийской плиты. Обзор литературных данных свидетельствует, что каждый пояс имеет здесь сложное полихронное строение и,как правило, представляет собой цепочки многофазных интрузивов, внедрявшихся до олигоцен-неогена

включительно. Для мелового периода (110-95 млн лет назад) намечается отчетливая латеральная зональность: в Кохистано-Ладакхском батолите преобладают гранитоиды толеитового и андезитового рядов, в Каракоруме - известково-щелочные гранитоиды андезитового ряда, в Вахане и Южном Памире - монцонитоиды и высокоглиноземистые граниты, в Центральном Памире - базитовый магматизм повышенной щелочности. Отметим, что в краевом Кохистано-Ладахском поясе фиксируются фрагменты высоградиентного ядерно-метаморфического комплекса (гранулиты Камила, Бахрина и Джигала), а также признаки смешения расплавов мантийно-коровых источников. Гранитные пояса в тылу континента, как правило, формировались на месте, отшнурованных бассейнов, а их особенности интерпретируются в работе с позиций предшествующей "мягкой" коллизии и отрыва палеослэбов.

В раннем палеогене- общая интенсивность магматизма падает, однако тенденция возрастания калиевости пород сохраняется. И лишь в период Инд-Евразийской коллизии (эоцен-олигоцен) на всей территории начинают преобладать. гранит-лейкограниты стресс-типа [26]. Чередование относительно спокойных периодов с периодами активных горообразовательных движений, которым и соответствовали вспышки габбро-гранитного магматизма, подтверждается анализом геохронологических данных, полученных и-РЬ-, ЯЬ-Бг- и Аг-Аг-методами (более 90 датировок). Построенная на их основе сводная гистограмма, а также анализ масштабов и вещественного состава датированных гранитоидов позволяют сделать следующие выводы: 1) не взирая на местоположение и генетическую принадлежность к М-, 1-,8- или стресс-типу, все гранитоиды Памиро-Гималаев укладываются в возрастные интервалы 120-90, 65-55, 50-40 и менее 30 млн лет; 2) устанавливается определенная периодичность их внедрения с интервалами 30 млн лет, которые укладываются между глобальными офиолит-глаукофансланцевыми возрастами (Добрецов, 1991), начинаясь су них и ими заканчиваясь. Этой периодичности подчиняются даже "чисто" коровью стресс-граниты кайнозоя, обнаруживая тем самым связь с глубинными процессами в астеносфере, лишь резко ослабленную утолщенным слоем литосферы.

Приведенные геологические примеры показывают, что субдукци онные и коллизионные режимы орогенеза, сопряженные с массовым гранитообразованием, в первую очередь, зависят от условий утоненной или утолщенной литосферной мантии. С' этих позиций в работе охарактеризованы наиболее, типичные схемы орогенеза и гранитообразования, в том числе выделены два типа коллизионного орогенеза: памирский и гималайский.

В заключении диссертационной работы приведены основные защищаемые положения:

1. Разработана сводная схема расчленения и корреляции магматических образований мезозоя-кайнозоя, которая существенно меняет традиционные представления об истории магматизма Южного Памира. Доказано, что ведущий этап гранитообразования отвечал раннему мезозою.

2. На примере ранних киммерид Южного Памира доказывается, что гранитообразование при коллизионном орогенезе происходило в две стадии. Ранняя стадия отвечала прогрессивному метаморфизму и анатексису над источником мантийных базит-пикробазитовых магм, поздняя - дополнительному анатексису субстрата, испытавшего К-метасоматоз и кислотное выщелачивание, а также . синтексису палингенных выплавок с глубинными магмами монцонитоидного типа. Дано обоснование двухстадийной модели с позиций совместного действия мантийного диапиризма и коллизионного сжатия, которые ответственны за появление в нижней коре базитовых расплавов, не способных подняться вверх из-за ограниченной проницаемости пород и, как следствие, стимулирующих формирование гранитно-метаморфического ядра орогена.

3. На примере поздних киммерид Южного Памира доказывается, что контрастная смена дифференцированной шошонит-латит-риолитовой серии многофазной монцогаббро-монцодиорит-гранитной происходила на фоне резкого уменьшения роли кристаллизационной дифференциации и возрастания - корового палингенного плавления и синтексиса. С позиций принадлежности этих магматических ассоциаций к палеогеодинамической обстановке активной континентальной окраины андийского типа обоснована модель, согласно которой смена фациальных особенностей магматизма обусловлена возрастанием тангенциального сжатия. Как и в случае коллизионного орогенеза, это приводит к резкому уменьшению проницаемости коры, задержке глубинных расплавов на границе кора-мантия и активизации процессов анатексиса-синтексиса.

4. На Южном Памире, выделено три гранитных ассоциации редкометалльно-плюмазитового геохимического типа: 1) раннемезозойская, аномально бороносная,сопряженная с лампрофирами и постмагматическим существенно вольфрамовым оруденением; 2) позднемезозойская повышенной фтористости и лейкократовости, сопряженная с предшествующими монцонитоидами и постмагматическим существенно оловянным оруденением; 3) раннекайнозойская, обводненная, без базитовых предшественников, с редкометалльно-пегматитовым оруденением. Доказывается, что первые

два типа редкометалльно-плюмазитовых гранитов отражают регрессивные (постколлизионные) стадии эволюции орогенного плутонического магматизма. Третий тип является индикаторным для этапа собственно коллизионного орогенеза. Образование остаточных ультраредкометалльных расплавов во всех перечисленных типах гранитов обусловлено кристаллизационной дифференциацией, особенности реализации которой зависят от исходных содержаний B,F,H20, а также степени проницаемости вмещающих пород.

'5. Анализ связей магматизма и тектоники для Памиро-Гималаев позволяет утверждать,'что специфика коллизионных процессов в раннем мезозое связана здесь с возбужденным состоянием верхней мантии. В позднем мезозое и кайнозое характер субдукционно-коллизионных процессов'-'существенно изменился за счет увеличения мощности литосферы. Это позволяет противопоставить памирский и гималайский типы орогенеза и гранитообразования, как отражающие геодинамические обстановки коллизии континентальных плит с утоненной и утолщенной литосферной мантией.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

По теме диссертации авторам опубликовано 65 работ, основные из них приводятся ниже:

Монографии:

1. Ермолов П.В., Владимиров А.Г., Изох А.Э. и др. Орогенный магматизм офиолитовых поясов (на примере Восточного Казахстана)// Новосибирск: Наука. - 1983. - 206 с.

2. Владимиров А.Г., Беляева Р.Т., Верхотуров В.Е. и др. Петрология кордиеритовых гранитов Башгумбезского массива (Южный Памир) // Новосибирск: Наука. - 1987.- 96 с.

3. Ермолов П.В.,Владимиров А.Г., Каргополов СА., Малых М.М. Глубинные включения в гранитоидах складчатых областей // Новосибирск: Наука. - 1990. -141 с.

4. Владимиров А.Г.,Руднев С.Н.,Беляева Р.Т. и др. Индосинийский магматизм и геодинамика Южного Памира // Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН. - 1992. - 228 с.

Статьи и краткие сообщения:

5. Лутков B.C., Шарапов ~В.Н, Владимиров А.Г. Петрология и геохимия чарнокитоидов и чарнокитоподобных гранитоидов Памира и Гиссаро-Алая Ц Гранитоиды - индикаторы глубинного строения земной коры. - Новосибирск: Наука. - 1985. - С. 4Г-88.

6. Владимиров А.Г., Майорова О.Н. Происхождение акцессорного граната, в S-гранитах // Акцессорные минералы горных пород. - Тез. докл. на Всесоюзном совещании "Акцессорные минералы в горных породах" - М.: ИЛСАН. - 1985. - С. 5-6.

7. Владимиров А.Г. Эволюция состава ксенолитов в связи с петрогенезисом высокоглиноземистых гранитов // Происхождение и эволюция магматических формаций в истории Земли. Т.2.- Тез. докл. на 7 Всесоюзном Петрографическом совещании. - Новосибирск. - 1986. - С.

8. Владимиров А.Г., Руднев С.Н, Смирнов В.Н. О полихронной природе Памирско-Шугнанского плутона высокоглиноземистых гранитов (Юго-Западный Памир)/уДАН Тадж.ССР.-1987.-Т30.- N 1.-С.52-

9. Владимиров A.F, Руднев С.Н, Чупин BJL и др, Петрология высокоглиноземистых гранитоидов памирского комплекса // Геол. и геоф. - 1988. - N 12. - С. 87-95.

.10. Чупин В.П„ Владимиров А.Г.,Руднев С.Н^Осоргин Н.Ю. Условия формирования и геохимические особенности высокоглиноземистых гранитов Памирско-Шугнанского плутона (Юго-Западный Памир) //Термобарогеохимические исследования процессов минералообразования. - Новосибирск: Наука, г 1988. - С. 93-110.

И. Владимиров А .Г., Руднев С.Н. Формационный анализ высокоглиноземистых гранитов Южного Памира как основа для крупномасштабных геологосъемочных работ // Петрология, рудообразование и картирование магматических комплексов. - Тез. докл. на 5 Среднеазиатском петрографическом совещании (Ленинабад, 1988). -Душанбе: Дониш. -1988. - С. 226-227.

12. Изох Э.П, Владимиров А.Г. Корреляция мезозойских магматических формаций Памира и Тихоокеанского оловорудного пояса //Там же. - С. 225-2.26.

. 13. Владимиров А .Г, Каргополов СА, Малых М.М. Петрология мигматит-гранитов низких давлений (на примере гунтского комплекса Южного Памира) // Новосибирск: Изд-во ЙГиГ СО АН СССР. - 1989. -Препринт N5.-40 с.

14. Владимиров А.Г. Магматические ассоциации с участием S-гранитов (геологическая позиция, состав, генезис) // Формационный анализ магматитов. - Тез. докл. на Всесоюзном петрографическом симпозиуме "Магматические формации в геологической истории и структурах Земли". - Свердловск. -1989. - С. 117-118.

15. Владимиров А .Г., Халилов ВА, Малых М.М, Руднев С.Н. Триасовые мигматит-граниты Южного Памира (по данным U-Pb-датиро-вания) ?/ ДАН СССР. -1990. - Т. 312. - N 9. - С. 940-943.

16. Vladimirov A.G. Evolution of the triassic magmatism of the South Pamirs: an example of mantle diapirism and collision in mature continental crust // Abstracts of papers. - Fifth International symposium of Pre-Jurassic evolution of Eastern Asia. - Report N 6.- IGCP PROJECT 224. - Russia, Ulan-Ude.-1990,-P. 245.

17. Владимиров А.Г, Руднев C.H, Майорова O.H. Типохимизм гранатов из высокоглиноземистых гранитов и пегматитов Памирско-Шугнанского плутона (Южный Памир) // Критерии оценки эволюции параметров метаморфизма. - Новосибирск: Наука. - 1990. - С.122-140.

18. Владимиров А.Г, Руднев С.Н, Беляева Р.Т. и др. Олово-вольфрамоносные редкометалльные граниты Юго-Восточного Памира // ГеолТи геоф. -1990. - N 9. - С. 63-70.

19. Владимиров А.Г, Беляева Р.Т, Пономарчук ВА. Позднемезозойский магматизм Южного Памира// Гранитоидный магматизм и оруденение Базардаринского горно-рудного района (Юго-Восточный Памир). - Новосибирск: Изд-во ИГиГ СО АН СССР. - 1990. -С. 19-69.

20. Туркина О.М, Владимиров А.Г, Бобров ВА, Туркин А.И. Редкоземельный состав и петрогенезис гранитоидов Аличурского полихронного плутона (Южный Памир) // Там же. - С. 70-91.

21. Владимиров А.Г, Титов А.В, .Чупин В.П. Минералогические и термобарогеохимические признаки смешения базитовых и гранитных расплавов (на примере гибридных даек Аличурского плутона, Южный Памир) // ДАН СССР. -1990. - Т. 314. - N 4. - С. 931-935.

Информация о работе

Владимиров, Александр Геннадьевич
доктора геолого-минералогических наук
Новосибирск, 1992
ВАК 04.00.08

Автореферат

Похожие работы