Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Палеомагнетизм палеопротерозойских пород Улканского прогиба (юго-восток Алдано-Станового щита)

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Палеомагнетизм палеопротерозойских пород Улканского прогиба (юго-восток Алдано-Станового щита)"

На правах рукописи

ПЕСКОВ Алексей Юрьевич

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ПОРОД УЛКАНСКОГО ПРОГИБА (ЮГО-ВОСТОК АЛДАНО-СТАНОВОГО ЩИТА)

25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Хабаровск - 2013

005545097

005545097

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина Дальневосточного отделения Российской академии наук.

Научный руководитель:

Диденко Алексей Николаевич

доктор геолого-минералогических наук. Официальные оппоненты:

Смелов Александр Павлович

доктор геолого-минералогических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской академии наук, директор;

Метелкии Дмитрий Васильевич

доктор геолого-минералогических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, ведущий научный сотрудник.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (г. Москва).

Защита состоится 18 декабря 2013 года (среда) в 15.00 час. на заседании диссертационного совета Д 003.068.03 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, в конференц-зале.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу:

630090, г. Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3, ИНГГ СО РАН; факс: (383) 333-25-13, 330-28-07 e-mail: NevedrovaNN@ipgg.sbras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН Автореферат разослан 15 ноября 2013 года.

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета, к.г.-м.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение

Актуальность исследований

К настоящему времени появились кондиционные палеомагнитные данные для второй половины палеопротерозоя и мезопротерозоя по Ангаро-Анабарской провинции Сибирского кратона (Б1(1епко й а1., 2009), которые позволили разработать первую траекторию кажущейся миграции полюса Сибири для этого интервала времени (Веселовский и др., 2009; Водовозов и др., 2011; Диденко и др., 2006, 2009). Для Алдано-Становой провинции Сибирского кратона кондиционных палеомагнитных данных по палеопротерозойским породам нет. Сопоставление одновозрастных палеомагнитных данных по всем провинциям Сибирского кратона позволит получить ответ на вопрос об их тектонической когерентности в конце палеопротерозоя.

Цели и задачи исследования

Цель работы: разработка магнитотектонической модели становления единого Сибирского кратона в палеопротерозое.

Задачи: выделить древнюю остаточную намагниченность пород Улканского прогиба и определить широтное положение и азимутальную ориентацию Восточно-Алданской части щита (возможно, всего Алдано-Станового щита). Для решения основной задачи необходимо было определить: возраст изучаемых пород и, на основе геохимических данных, геодинамическую обстановку их формирования.

Фактический материал и методика исследования

Фактический материал был получен в ходе двух полевых сезонов в районе Улканского прогиба при непосредственном участии автора. Всего было отобрано более 600 ориентированных образцов плутонических и осадочно-вулканогенных пород улканского комплекса, не претерпевших заметного метаморфизма. Отбор ориентированных образцов сопровождался геологическими исследованиями и отборами валовых проб для геохронологических, геохимических и петромагнитных исследований.

Лабораторные палеомагнитные и петромагнитные исследования коллекции образцов и интерпретация полученных данных проводились автором в лаборатории тектоники ИТиГ ДВО РАН. Так же часть

лабораторных исследований была выполнена в палеомагнитных лабораториях ГИН РАН (к.г.-м.н. A.B. Дворова) и ГО «Борок» ИФЗ РАН (д.ф.-м.н. В.П. Щербаков).

Научная новизна работы

Представлены первые результаты палеомагнитного изучения одного из ключевых палеопротерозойских объектов Алдано-Станового щита - Улканского прогиба. Установлено широтное положение и кинематика вращения Восточно-Алданской части щита (возможно, всего Алдано-Станового щита) в палеопротерозойском интервале времени формирования прогиба. Предложена магнитотектоническая модель, согласно которой Алдано-Становая и Ангаро-Анабарская провинции объединились в составе Сибирского кратона в конце палеопротерозоя (1720-1725 млн. лет назад).

Защищаемые положения

1. На основе петро- и палеомагнитных исследований получены древние палеомагнитные направления: а) для осадочно-вулканогенных пород элгэтэйской свиты (D = 115.5°, I = 42.5°, а95 = 3.7°); б) для гранитов улканского комплекса (D = 48.3°, I = 37.2°, а95 = 12.1°). Рассчитаны соответствующие им два палеомагнитных полюса, отвечающие двум временным рубежам: а) 1732 млн. лет; б) 1725 - 1720 млн. лет, соответственно.

2. Улканский прогиб располагался в момент образования изученных пород на 18-26° южной широты. В интервале времени 17321720 млн. лет Восточно-Алданский блок (возможно, весь Алдано-Становой супертеррейн) испытал вращение вокруг вертикальной оси по часовой стрелке примерно на 70° и перемещение вдоль долготы примерно на 7°.

3. Согласно разработанной магнитотектонической реконструкции, а также литературным данным, объединение Алдано-Станового и Ангаро-Анабарского супертеррейнов в единый Сибирский кратон произошло в интервале времени 1720 - 1725 млн. лет.

Апробация работы

Результаты, полученные в ходе исследований, были представлены на 10-ти российских и международных научных конференциях, совещаниях и семинарах, в частности: на международных конференциях «Problems of Geocosmos» (2010, 2012, Санкт-Петербург), всероссийских

конференциях «Косыгинские чтения» (2009, 2011, Хабаровск), молодежной школе-семинаре (2010, Южно-Сахалинск), международных конференциях ICCFD (2011, Пекин) и Bolletino di Geofísica (teórica ad applicata) (2010, Аргентина), научном совешании «Геодинамическая эволюция литосферы ЦАПП (от океана к континенту) (2009, 2011, 2012)

По теме диссертации опубликовано в соавторстве 14 печатных работ, из них 3 статьи в реферируемых научных журналах, И работ представлены тезисами и материалами совещания.

Благодарности

Выражаю огромную благодарность моему научному руководителю и человеку, который привел меня в палеомагнитологию д.г-м.н. Алексею Николаевичу Диденко за руководство, бесценные знания и опыт, которые он передал мне. Огромное спасибо моим старшим коллегам - к.г-м.н. В.А. Гурьянову и А.Н. Пересторонину -людям с огромными запасами геологического знания и опыта, которыми они делятся.

Очень признателен A.B. Косынкину, А.И. Тихомировой, П.Ф. Кишко, к.г-м.н. A.C. Каретникову, к.г-м.н. Н.В. Бердникову, Д.В. Авдееву, B.C. Комаровой (ИТиГ ДВО РАН) за помощь в проведении исследований. Особая благодарность О.М. Меньшиковой и Е.Ю. Диденко за помощь в оформлении диссертационной работы.

Огромное спасибо коллегам из ГЕОХИ РАН д.г-м.н. Е.В. Бибиковой, Т.И. Кирнозовой, к.х.н. М.М. Фугзан и ИГиГД РАН к.г-м.н. Е.Б. Сальниковой и д.г-м.н. А.Б. Котову за проведение качественных изотопно-геохронологических исследований.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ (№ 12-05-00088-а) и ДВО РАН (№ 12-1-О-ОНЗ-Ю, № 10-III-B-08-229, 13-III-B-08-047).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении приводится общая характеристика работы: обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований. Кратко изложены научная новизна, теоретическое и практическое значение, обозначена степень личного участия автора в получении основных научных результатов работы. Сформулированы основные защищаемые положения.

Глава 1. История изучения и существующие модели развития Улканского прогиба и Сибирского кратона в целом

Образование Сибирского кратона

Согласно террейновой концепции, Сибирский кратон состоит из серии террейнов: Тунгусский, Анабарский, Олекменский, Алданский и Становой (Борукаев, 1985, Зоненшайн и др., 1990, Rosen at al., 1994). 1800 - 1700 млн. лет назад из них сформировались две тектонических провинции (супертеррейна) - Ангаро-Анабарская и Алдано-Становая. Оба супертеррейна обрамлялись субдукционными зонами, выражением которых являются вулканоплутонические пояса Акитканский и Улканский (Борукаев, 1985, Зоненшайн и др., 1990). Позднее (во второй половине палеопротерозоя) обе тектонические провинции объединились в Сибирский кратон.

Структура и модели образования Алдано-Станового щита

Алдано-Становой щит (АСЩ) сложен преимущественно глубоко измененными горными породами гранулитовой фации метаморфизма и, в меньшей степени, породами амфиболитовой и зеленосланцевой фаций.

АСЩ включает: Западно-Алданский, Центрально-Алданский, Восточно-Алданский, Тындинский и Чогарский террейны (Тектоника ..., 2001).

В результате анализа геолого-петрологических и геохронологических особенностей вышеперечисленных террейнов О.М. Розеном с соавторами (Rosen at al., 1994) предположено, что Становая и Алданская провинции образовались независимо друг от друга путем аккреции входящих в их состав террейнов. Позднее из них сформировался Алдано-Становой супертеррейн. По другой модели (Попов, Смелов, 1996) предполагается, что Алдано-Становой супертеррейн сформировался в результате последовательной аккреции к

Алданскому и Тындинскому террейнам различных тектонических фрагментов орогенных поясов и кратонов в период 2100-1700 млн. лет. История развития взглядов на образование Улканского прогиба

К настоящему времени имеется 5 моделей становления Улканского прогиба предпологающие: а) надсубдукционныый генез образования Улканского прогиба (работа Л.П. Зоненшайна с соавторами); б) внутриконтинентальный (рифтогенный) процесс становления прогиба (работы В.Е. Хаина, В.А. Гурьянова и A.M. Ларина); в) анорогенный магматизм (работа О.М. Розена)

Глава 2. Основные черты геологического строения Улканского прогиба Геология Улканского прогиба

Улканский прогиб расположен на юго-востоке Алдано-Станового щита. Улканская осадочно-вулканогенная серия объединяет три свиты -топориканскую, улкачанскую и элгэтэйскую - общей мощностью более 3 км. Базальная кварцево-песчаниковая топориканская свита мощностью до 200 м залегает с видимым угловым несогласием на разнородных породах кристаллического фундамента. Вышележащая улкачанская свита мощностью до 750 м представлена, в основном, лавами основного состава. Вышележащая элгэтэйская свита мощностью более 2 км, разделённая на три подсвиты, венчает разрез улканской серии. В ее составе доминируют красноцветные трахириолиты, трахириодациты и трахидациты.

Наиболее крупными массивами гранитов улканского комплекса являются Улканский и Южноучурский; первый является петротипическим. Улканский массив гранитов формировался в три фазы. Петро- и геохимическая характеристика пород

Петро- и геохимические особенности пород улканской серии, с учётом геолого-структурных особенностей Улканского прогиба позволяют высказать предположение, что разноглубинные очаги контрастных по составу, но сходных по химизму магм располагались под областью латерального совмещения продуктов по меньшей мере двух источников различного состава — основного (мантийного) и кислого (корового). Такая геодинамическая ситуация может реализовываться в обстановках континентальных окраин трансформного типа на участках локального растяжения и в областях внутриплитного присдвигового континентального рифтогенеза (Диденко и др., 2010). Геохронологическая характеристика пород Улканского прогиба

Возраст гранитов 1-й, 2-й и 3-й фаз улканского комплекса составляет 1720.8±1, 1715.8±2.5 и 1704.6±4.7 млн. лет, соответственно (Неймарк и др., 1992, Larin at al., 1997). Согласно (Гурьянов, 2007) возраст гранитоидов Улканского массива принимается в более широком диапазоне, от 1720 до 1670 млн. лет.

Для определения возраста изучаемых гранитов U-Pb-методом по цирконам были проведены исследования двух проб гранитов Улканского массива в изотопной лаборатории ГЕОХИ РАН. По результатам исследований возраст гранитов определяется в интервале от 1725-1730 млн. лет.

Возраст вулканических пород улканской серии определялся и ранее. Согласно (Ларин, 2008) возраст трахириолитов элгэтэйской свиты составляет 1720±2.5 млн. лет, согласно (Гамалея , 1968) - 1840 млн. лет. Оба определения были сделаны U-Pb-методом по цирконам.

U-Pb-изотопные исследования цирконов трахириодацитов верхнеэлгэтэйской подсвиты (проба D09/2) были проведены в ИГиГД РАН. Цирконы представлены субидиоморфными, идиоморфными прозрачными и полупрозрачными кристаллами призматического и короткопризматического облика. Величина их конкордантного возраста составляет 1732±4 млн. лет (СКВО=0.31, вероятность=0.58).

Глава 3. Методика петро- и палеомагнитных исследований

Надежность петро- и палеомагнитных результатов обеспечивалась применением современных методик на современном оборудовании при качественном полевом отборе образцов горных пород.

Для определения петромагнитных характеристик были проведены лабораторные исследования на приборах: каппа-мост MFK-1FA (пр-во Чехия, AGICO); ТАФ-2 и ИГП (пр-во Россия, ГО «Борок»).

Измерение остаточной намагниченности в процессе температурной чистки выполнялись на спин-магнитометре JR-ба (пр-во Чехия), установленном в кольцах Гельмгольца. Все образцы размагничивались до температуры 600-620°С. Шаг нагрева изменялся от 100 до 5°С.

Выделение компонент естественной остаточной намагниченности производилось при помощи компонентного анализа с применением программы PMGSC Р. Энкина (Enkin, 1994). Анализировались также круги перемагничивания, соответствующие на стереограммах направлениям, смещающимся по дуге большого круга (Баженов, 2001). Для оценки возраста выделенных компонент намагниченности

применялись следующие тесты: складки (Епкт, 2003), конгломаратов (Шипунов, Муравьев, 1997) и обращения (МсРасМеп, 1990; МсЕШтпу, 1964). Для анализа движения тектонических блоков на сфере использовался пакет программ ОМАР (Тогеу1к, ЗтсИшге^ 1999).

Глава 4. Петромагнетизм пород Улканского прогиба

Зависимости ^—Т магнитных и сильномагнитных образцов имеют однофазный вид с точками Кюри (Тс): для гранитов - 570-610°С, для вулканитов элгэтэйской свиты - 570-600°С. Среди вулканитов элгэтэйской свиты встречаются образцы и с двухфазным магнитным составом, вторая магнитная фаза близка по температуре Кюри к гематиту.

Величины начальной магнитной восприимчивости (кт) и МЯМ (1п) изученных образцов меняются более чем на 3 порядка. Распределения этих величин немонотонные и неодномодальные. Выделяется три группы образцов - сильномагнитные (1п > 0.08 А/м, к > 0.003 ед. СИ), среднемагнитные (0.005 < .!„ < 0.08 А/м, 0.0001 < к < 0.003 ед. СИ) и слабомагнитные (Дп < 0.005 А/м, к < 0.0001 ед. СИ). Полагаем, что столь значительные вариации кт обязаны, в первую очередь, различиям концентраций ферримагнитных минералов в этих образцах, тогда как величину 1п определяют не только концентрация магнитных минералов, но и их структурные особенности.

Отношение Кенигсбергера (0„) образцов гранитов улканского комплекса и вулканитов элгэтэйской свиты варьируется в широких пределах: от 0.035 до 4 - для первых, от 0.05 до 20 - для вторых. Причем значительная их часть имеет (3„ > 1, что говорит о преобладании остаточной намагниченности над индуктивной в этих образцах.

Проведенные петромагнитные исследования показали: 1) основным носителем намагниченности гранитов улканского комплекса является магнетит и его катион-дефицитные разности (Тк = 578-615°С); 2) основным носителем намагниченности в вулканитах элгэтэйской свиты является катион-дефицитный магнетит (Тк = 586-609°С). Из магнитных минералов в вулканитах присутствует также гематит (Тк = 670-680°С) и, в меньшей степени, титаномагнетит (Тк = 554°С); 3) значительная часть образцов имеет (3„ > 1, что характерно для пород обладающих ТИМ.

Глава 5. Палеомагнетизм пород Улканского прогиба

Палеомагнетизм гранитов улканского комплекса

Для 120 образцов гранитов улканского комплекса была проведена детальная термомагнитная чистка до температур 600-620°С. Изученные образцы гранитов, по характеру их намагниченности, можно разделить на три группы.

В образце D08/08-la из первой группы установлены две компоненты намагниченности. Направление низкотемпературной компоненты не совпадает с направлением современного геомагнитного поля в точке опробования. На наш взгляд она является результатом наложения современной и метахронной (вторичной) компонент. Высокотемпературная компонента NRM этого образца выделяется в диапазоне температур от 460 до 610°С по 7 точкам и стремится в начало координат.

Для образцов D08/07-16b, D08/7-9, представляющих вторую группу, низкотемпературная компонента близка к направлению современного геомагнитного поля; затем до температур 350^Ю0°С наблюдается среднетемпературная компонента намагниченности; высокотемпературная компонента выделяется по 6 точкам от 420 до 570°С.

Среди образцов гранитов имеется и третья группа, для которой выделение высокотемпературной компоненты возможно только по кругам перемагничивания. Низкотемпературная компонента соответствует вязкой намагниченности и выделяется в диапазоне температур 20-300 "С; при дальнейшем нагреве до 560 °С на стереограмме наблюдается смещение фигуративных точек по дуге большого круга (направление нормали к плоскости большого круга составляет Dec=221°, Inc=+59°). Подобное поведение имеют 24 изученных образца гранитов.

Направления высокотемпературной компоненты намагниченности гранитов в изученных образцах, за редким исключением, группируются в I квадранте со средним направлением Dec = 48.3°, Inc = 37.2°. По данному направлению рассчитан палеомагнитный полюс для гранитов улканского комплекса.

Палеомагнетизм осадочно-вулканогенных пород улканской серии

В ходе проведения палеомагнитных исследований были получены средние направления высокотемпературной компоненты намагниченности в породах элгэтэйской свиты по всем 12 точкам отбора (рис. 1а-в). Кучность в стратиграфической системе координат (Ks=3.28)

выше, чем в географической (К§=2.77), что предполагает доскладчатый возраст высокотемпературной компоненты. Была предпринята попытка выделить высокотемпературную компоненту намагниченности в более «чистом» виде, для чего были рассмотрены следующие два распределения.

5= 115-5 |пс = 42.5 К = 49.7 3.7

Рисунок I - Распределение проекций направлений высокотемпературной компоненты намагниченности осадочно-вулканогенных пород улканской серии, а-в - расчет для всех 12 сайтов, г-е - расчет для 6 точек отбора, ж-и - расчет для 31 образца точек 0-08/12, Э-08/14, 0-08/15. Залитые кружки - нижняя полусфера, полые - верхняя полусфера. Географическая - слева, стратиграфическая - центр системы координат, значение К (кучность) при ступенчатом введении поправки за залегание пород - справа. Стереограммы даны в равноугольной проекции.

В 1-м случае из расчета среднего направления высокотемпературной компоненты намагниченности было исключено 6 средних направлений по сайтам, которые наиболее близки к направлению высокотемпературной компоненты гранитов. Кучность для этого варианта в географической (К£»=5.42) и в стратиграфической (Кб=13.70) системах координат, а также применение теста складки демонстрируют существенное преобладание в NR.N1 «догранитной» компоненты (рис. 1г-е).

Во 2-м случае было рассчитано среднее направление по образцам из разрезов элгэтэйской свиты, наиболее удаленных от выходов гранитов улканского комплекса, на которых, полагаем, в меньшей степени сказалось перемагничивание, связанное с внедрением гранитов улканского комплекса. Пример примечателен тем, что удалось применить не только тест складки, но и тест обращения. Расчет среднего направления по образцам в разных системах координат показал, что значения кучности в стратиграфической системе координат существенно выше таковых в географической - Кз/Кц=1.87 (рис. 1ж-и).

Высокотемпературная компонента пород элгэтэйской свиты имеет две опции полярности. Образцы с разными опциями полярностями относятся к разным геологическим телам. Для образцов из точек отбора 008/12, 14, 15 был применен тест обращения. Тест обращения положителен в стратиграфической системе координат ((180-5.6)±6.8°, соответственно, при критическом значении 9.2° (р=0.05) для настоящей выборки).

Проведенные палеомагнитные исследования пород элгэтэйской свиты позволяют заключить, что направление их высокотемпературной компоненты КЯМ составляет Оес5=115.5°, 1пс5=42.5° при а95=3.7°. Палеомагнитные полюсы и их сопоставление с траекторией кажущейся миграции полюса Сибири

Возраст гранитов улканского комплекса составляет от 1729.7±1.9 (1-я фаза) до 1724.7±3.6 (3-я фаза) млн. лет (Диденко и др., 2010). Поскольку значимых различий в направлениях высокотемпературной компоненты гранитов этих фаз не обнаружено, то возраст характеристической компоненты естественной остаточной намагниченности гранитов составляет менее 1725 млн. лет. Судя по оценке скорости остывания массивов гранитоидов шумихинского комплекса (Щербакова и др., 2006), имеющих сходные размеры и также отнесенных к А-типу, рубеж 580-480°С граниты должны были «пройти» в течение 1—6 млн. лет после закрытия и-РЬ изотопной системы в

цирконах. Таким образом, возраст высокотемпературной компоненты намагниченности гранитов улканского комплекса находится во временном интервале 1724-1719 млн. лет.

Высокотемпературная компонента намагниченности

трахириодацитов элгэтэйской свиты имеет два положительных теста палеомагнитной надежности (складки и обращения) и тест внутриформационных конгломератов в несколько редуцированном виде из-за малой выборки. На основании этих данных, возраст этой палеомагнитной компоненты мы можем характеризовать как «догранитный», то есть близкий к возрасту пород элгэтэйской свиты. Возраст пород элгэтэйской свиты по имеющимся геохронологическим определениям оценивается в 1732±4 млн. лет.

Рисунок 2 - Положение палеогтротерозойских палеомагнитных полюсов пород Улканского прогиба в сопоставлении с известными ТКМП Сибириского кратона. Условные обозначения: 1 - палеомагнитные полюсы, определенные в настоящей работе до и после

поворота на 25° против часовой стрелки (El, Е1г - пород элгэтэйской свиты, Ul, U1, -гранитов улканского комплекса); 2 - овал доверия с 95% вероятностью вокруг полюса; 3 -

положение полюса вращения (Pavlov at al., 2008); 4 - папеопротерозойская ТКМП по (Водовозов, 2010; Водовозов и др., 2011; Диденко и др., 2009). Цифры у ТКМП - возраст палеомагнитных полюсов в млн. лет.

Ранее (Диденко и др., 2009) был предложен первый вариант траектории кажущейся миграции полюса (ТКМП) Сибирского кратона для второй половины палеопротерозоя и начала мезопротерозоя, затем в (Водовозов, 2010; Водовозов и др., 2011) он был уточнен (рис. 2). На этом же рисунке показано положение полученного в настоящей работе полюса для гранитов улканского комплекса (UL) и рассчитанного его положения (ULr) после введения поправки за разворот Алдано-Станового блока относительно Ангаро-Анабарского в среднем палеозое при раскрытии Вилюйского рифта (Pavlov at al., 2008). После введения указанной поправки палеомагнитный полюс гранитов улканского комплекса (ULR) располагается на участке ТКМП Сибири с возрастом 1674-1734 млн. лет (рис. 2). Такое совпадение, во-первых, свидетельствует в пользу палеопротерозойского возраста высокотемпературной компоненты гранитов улканского комплекса. Во-вторых, позволяет заключить, что Улканский массив и, вероятно, вся Алдано-Становая провинция на момент внедрения гранитов улканского комплекса были жестко связаны с Ангаро-Анабарской провинцией.

Иную ситуацию мы видим для палеомагнитного полюса, рассчитанного по высокотемпературной компоненте пород элгэтэйской свиты. Координаты полюсов до разворота Алдано-Становой относительно Ангаро-Анабарской провинций (EL) и после разворота (ELr) находятся далеко от позднепалеопротерозойского участка ТКМП Сибири (рис. 2). Учитывая это, а также палеомагнитную надежность направления, по которому рассчитано положение полюса, можно говорить о тектонической разобщенности на ~1732 млн. лет Улканского прогиба (и, возможно, всей Алдано-Становой провинции) с Ангаро-Анабарской провинцией Сибирского кратона.

Глава 6. Магнитотектоническая модель становления Сибирского кратона

Согласно принятой положительной опции полярности (Водовозов, 2010; Didenko at al., 2009) для палеопротерозойского участка ТКМП Сибири, Алдано-Становая и Ангаро-Анабарская провинции 1732 млн. лет назад располагались в южных тропических широтах вблизи друг друга, но северная окраина последнего была обращена на юг, первого -почти на восток. В течение ~12 млн. лет, до момента приобретения намагниченности гранитами улканского комплекса (=1720 млн. лет назад), оба блока сместились на север на 9±7°, при этом Ангаро-

Анабарский блок сохранил азимутальную ориентацию (в пределах ошибки палеомагнитного метода), тогда как Алдано-Становой - испытал существенный разворот по часовой стрелке на 73±8° и стал полностью тектонически когерентным основному телу Сибирского кратона. Современные аналоги

Такая геодинамическая ситуация, по модели А.И. Ханчука (Ханчук, 2000), могла реализовываться и в обстановке трансформной окраины на участке локального растяжения с образованием мантийных окон и отрывом слэба во время коллизии. В качестве современных кинематических и палеомагнитных примеров подобной ситуации можно привести следующее: 1) микроплита Ривьера, находящаяся на границе Тихоокеанской и Северо-Американской плит, имеет угловую скорость почти 5°/млн, лет (DeMets at al., 2010); 2) по палеомагнитным данным (Dickinson at al., 2005; Luyendyk at al., 1985) установлено, что западные Поперечные Гряды гор Санта Моника в течение последних 15 млн. лет испытали разворот по часовой стрелке на ~70°.

Заключение

Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем.

1.Вулканиты улканской серии имеют геохимические признаки, присущие породам двух геодинамических обстановок: надсубдукционной и внутриплитной. Соединение в магматических камерах компонентов из разноглубинных источников является причиной образования вулканитов, имеющих различные геохимические «метки»

2. Формирование вулканических пород улканской серии связано с геодинамической обстановкой трансформной континентальной окраины типа трансформный сдвиг - раздвиг (рифт).

3. Сопоставление геохронологических данных по породам улканского комплекса позволяет определить возрастную последовательность: а) 1732 млн. лет - излияние лав элгэтэйской свиты; б) 1729 млн. лет - внедрение гранитов 1-й фазы; в) 1725 млн. лет -внедрение гранитов 3-й фазы улканского комплекса.

4. Палеомагнитные исследования палеопротерозойских пород Улканского прогиба позволили получить два древних палеомагнитных направления и рассчитать соответствующие им полюсы, отвечающие двум временным интервалам позднего палеопротерозоя: а) 1732 млн. лет для вулканогенно-осадочных пород элгэтэйской свиты — Plat = 7.4 (-7.4), Plong = 190.5 (10.5), dp = 2.8, dm = 4.6 (положительные тесты складки,

обращения и конгломератов); б) ~1720 млн. лет для гранитов улканского комплекса - Plat = 42.1 М2.1), Plong = 249.4 (69.4), dp= 3.4, dm= 5.6.

5. Улканский прогиб располагался в момент образования изученных пород на 18-26° южной широты. В интервале от 1732 до 1720 млн. лет Восточно-Алданский блок (возможно вся Алдано-Становая тектоническая провиция) испытали вращение вокруг вертикальной оси по часовой стрелке на 70° и перемещение вдоль долготы на 7°.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Диденко, А.Н. Палеопротерозойские граниты Улканского массива: положение в структуре, геохимия и геодинамика / А.Н. Диденко, В.А. Гурьянов, B.C. Приходько, А.Н. Пересторонин, А.Ю. Песков // Тектоника, глубинное строение и геодинамика Востока Азии: VI Косыгинские чтения (20 - 23 января 2009 г., Хабаровск). -Хабаровск : ИТиГ ДВО РАН, 2009. - С. 179 - 182.

2. Диденко, А.Н. Геохимия, геохронология и палеомагнетизм палеопротерозойских образований Улканского прогиба (юго-восток Алдано-Становой провинции) / А.Н. Диденко, В.А. Гурьянов, А.Ю. Песков, А.Н. Пересторонин, Д.В. Авдеев, Е.В. Бибикова, Т.И. Кирнозова, М.М. Фугзан // Материалы научного совещания: Геодинамическая эволюция литосферы ЦАПП (от океана к континенту). - Иркутск : ИЗК СО РАН,2009.-С. 90-91.

3. Песков, А.Ю. Палеомагнетизм палеопротерозойских образований Улканского прогиба / А.Ю. Песков // XII конференция молодых ученых. Сборник материалов. Наука - Хабаровскому краю. — Хабаровск, ИВЭП ДВО РАН, 2010. - С. 167 - 176.

4. Диденко, А.Н. Геохимия и геохронология магматических пород Улканского прогиба (новые данные) / А.Н. Диденко, В.А. Гурьянов, А.Ю. Песков, А.Н. Пересторонин, Д.В. Авдеев, Е.В. Бибикова, Т.И. Кирнозова, М.М. Фугзан // Тихоокеанская Геология. - 2010. - Т.29. - №5. - С. 44 - 70. (Рекомендовано перечнем ВАК)

5. Диденко, А.Н. Палеомагнетизм палеопротерозойских образований Улканского прогиба / А.Н. Диденко, А.Ю. Песков, В.А. Гурьянов, А.Н. Пересторонин // Всероссийская научная конференция: «Вопросы геологии и комплексного освоения природных ресурсов Восточной Азии». - Благовещенск, 2010 - С. 13 - 15.

6. Didenko, A.N. Geochemistry, geochronology and paleomagnetism of Paleoproterozoic granites of the Ulkan massif, NE Siberian craton / A.N.

Didenko, V.A. Guryanov, A. Yu. Peskov, A.N. Perestoronin, D.V. Avdeev // Bollettino di Geofisica. Scientific contributions of the International Geological Congress on the Southern Hemisphere (22-23 November, 2010, Mar del Plata, Argentina). - Argentina, 2010. - Vol. 51. - P. 27 - 28.

7. Peskov, A.Yu. Paleomagnetizm paleoproterozoic assemblages of the Ulkan trough (SE part of the Aldan-Stanovoy shield) / A. Yu. Peskov, A. N. Didenko, V.A. Guryanov, A.N. Perestoronin // ICCFD, 2011. - Beijing. - P. 142.

8. Песков, А.Ю. Палеомагнетизм палеопротерозойских образований Улканского прогиба. / А.Ю. Песков, А.Н. Диденко, В.А. Гурьянов, А.Н. Пересторонин // VII Косыгинские чтения. Тектоника, магматизм и геодинамика Востока Азии (12 - 15 сентября 2011 г., Хабаровск). - Хабаровск, 2011. - С. 109 - 112.

9. Песков, А.Ю. Палеомагнетизм палеопротерозойских образований Улканского прогиба (ю-в Алдано-Станового щита) / А.Ю. Песков // Вестник ДВО РАН. - 2011. - №3. - С. 112 - 116. (Рекомендовано перечнем ВАК)

10. Песков, А.Ю. Геохронология и палеомагнетизм палеопротерозойских пород Улканского прогиба (юго-восток Сибирского кратона) / А.Ю. Песков, А.Н. Диденко, В.А. Гурьянов, А.Н. Пересторонин, // Материалы научного совещания: Геодинамическая эволюция литосферы ЦАПП (от океана к континенту). - Иркутск : ИЗК СО РАН, 2012.-С. 39-41.

11. Песков, А.Ю. Геохронология и палеомагнетизм вулканитов улканской серии юго-востока Алдано-Станового щита (новые данные) / А.Ю. Песков, А.Н. Диденко // «Палеомагнетизм и магнетизм горных пород» Материалы международной школы-семинара "Проблемы палеомагнетизма и магнетизма горных пород". - СПб : СОЛО, 2012. — С. 171 - 175.

12. Didenko A.N. Paleomagnetizm of the Lower Paleoproterozoic Bilyakchan-Ulkan volcanoplutonic belt (Siberian craton's south-eadtern part), and geodynamic consequences / A.N. Didenko, A.Yu. Peskov, V.A. Guryanov, A.N. Perestoronin A.V. Kosynkin // 34-th International Geological Congress. - Brisbane, Australia, 2012. - P. 2076.

13. Диденко, А.Н. Палеомагнетизм Улканского прогиба (юго-восток Сибирского кратона) / А.Н. Диденко, А.Ю. Песков, В.А. Гурьянов, А.Н. Пересторонин, А.В. Косынкин // Тихоокеанская геология. - 2013. - Т.32, - № 1. - С. 31 - 54. (Рекомендовано перечнем ВАК

14. Peskov, A.Yu. Paleomagnetism of Paleoproterozoic rocks of the south-eastern Aldan-Stanovoi shield: the question of the formation of Siberian craton / A.Yu. Peskov, A.N. Perestoronin, A.N. Didenko, V.A. Guryanov // Rodinia 2013. Supercontinent Cycles and Geodynamics Symposium. -Moscow, 2013.-P. 56.

_Технический редактор Т.С. Курганова_

Подписано в печать 06.11.2013 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме

_Печ.л. 0,9. Тираж 100. Зак. № 101_

ИНГГ СО РАН, ОИТ 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Песков, Алексей Юрьевич, Хабаровск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ТЕКТОНИКИ И ГЕОФИЗИКИ ИМ. Ю.А. КОСЫГИНА ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи 04201453695 ^ ,

ПЕСКОВ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ПОРОД УЛКАНСКОГО ПРОГИБА (ЮГО-ВОСТОК АЛДАНО-СТАНОВОГО

ЩИТА)

25.00Л 0 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель

Диденко А.Н.

доктор геол.-минерал. наук

Хабаровск, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................3

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ УЛКАНСКОГО ПРОГИБА И СИБИРСКОГО КРАТОНА В

ЦЕЛОМ.....................................................................................................................10

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

УЛКАНСКОГО ПРОГИБА....................................................................................22

Глава 3. МЕТОДИКА ПЕТРОМАГНИТНЫХ И ПАЛЕОМАГНИТНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ..................................................................................................44

Глава 4. ПЕТРОМАГНЕТИЗМ ПОРОД УЛКАНСКОГО ПРОГИБА................49

Глава 5. ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ ПОРОД УЛКАНСКОГО ПРОГИБА...............59

Глава 6. МАГНИТОТЕКТОНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТАНОВЛЕНИЯ

СИБИРСКОГО КРАТОНА.....................................................................................74

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................78

ЛИТЕРАТУРА..........................................................................................................80

ПРИЛОЖЕНИЯ

89

ВВЕДЕНИЕ

Восстановление эволюции любой крупной геологической структуры, какой является Сибирский кратон, - задача сложная и не всегда однозначно решаемая, так как за время своего существования такие структуры могут претерпевать неоднократную переработку, что создает трудности при реконструкции последовательности геологических процессов. Поэтому особое значение приобретает изучение комплексов-индикаторов, особенности состава и изотопные системы которых в ряде случаев помогают оценить геодинамическую обстановку и время их формирования. Для юго-восточной окраины Сибирского кратона такими индикаторами являются породы улканской осадочно-вулканогенной серии (стратотип верхнего Карелия Восточной Сибири и Дальнего Востока - улканий в региональной шкале) и гранитоиды улканского комплекса, слагающие территорию одноименного прогиба.

Реконструкции, выполненные на количественной палеомагнитной основе, для палеопротерозойского интервала достаточно немногочисленны и, что самое главное, они не однозначны. На это есть две причины. Во-первых, специфичность палеопротерозойских образований накладывает ряд ограничений на применение палеомагнитного метода (менее 17% палеомагнитных определений сделано по осадочным породам), что выражается в проблематичности применения двух прямых основных полевых тестов палеомагнитной стабильности - складки и конгломератов. Во-вторых, крайне неравномерное распределение палеомагнитных определений для палеопротерозойских пород древних щитов (используемые здесь данные взяты из Глобальной палеомагнитной базы данных - Global Palaeomagnetic Data Base) [GPDB; McElhinny and Lock, 1996]. Особенно наглядно это видно на примере Сибирского кратона; до 2003 г. для палеопротерозойских пород (1600-2500 млн. лет) Сибири имелось всего 6 палеомагнитных определений. В

2008-2010 гг. получено еще 9 палеомагнитных определений, отвечающих современным требованиям палеомагнитной надежности для Ангаро-Анабарской провинции Сибирского кратона [Диденко и др., 2009, Водовозов, 2010]. Примерно такое же положение с палеомагнитными данными наблюдается для Северного Китая и Южной Америки. Для других древних кратонов имеется существенно больше палеомагнитных определений. Особенно это заметно для Северной Америки вместе с Гренландией (всего 247) и Балтийского, Украинского щитов и Воронежского массива (всего 239), причем все они достаточно равномерно распределены во времени. Для палеопротерозойских пород Алдано-Становой провинции (юго-восток Сибирского кратона) палеомагнитных определений нет.

Актуальность исследований

В конце прошлого столетия рядом авторов [Борукаев, 1985; Зоненшайн и др., 1990; Zonenshain et al., 1989; Rosen et al., 1994] была предложена модель образования Сибирского кратона в рамках концепции террейнов, базирующаяся на геолого-петрологических различиях в строении отдельных ареалов и полученных к тому времени изотопных датировках. Согласно [Зоненшайн и др., 1990] 2.2 млрд. лет тому назад единый Сибирский кратон еще не существовал. Это пространство занимали 5 континентальных глыб (террейнов): Ангаро-Анабарская, Тунгусская, Оленекская, Алданская и Становая, разделенные океаническими бассейнами. В конце палеопротерозоя они сформировали два самостоятельных мегаблока: Алданский, объединивший Алданский и Становой блоки, и Сибирский, образованный столкновением Ангаро-Анабарского, Тунгусского и Оленекского блоков. Мегаблоки обрамлялись субдукционными зонами (андийского типа), выражением которых по [Борукаев, 1985] являются вулканоплутонические пояса Акитканский и Улканский. К началу рифея палеобассейн, разделяющий мегаблоки, субдуцировал под Ангаро-Анабарско-Оленекский мегаблок и

только 1.6 млрд. лет назад сформировался единый Сибирский континент.

Продолжение развития этих взглядов на проблему становления Сибирского кратона представлено в работах [Котов, 2003; Розен, 2003; Розен и др., 2000, 2006; Смелов и др., 2003; Эволюция..., 2006], согласно которым кратон состоит из серии террейнов и окончательно оформился в позднем палеопротерозое. Свидетельствами этого являются покровно-складчатые деформации, проявление высокоградиентного метаморфизма, формирование автономных анортозитов и крупных гранитных интрузивов. Из чего следует, «что главные зоны разломов не расчленяли однородные элементы кратона на тектонические фрагменты», а были «структурными швами, по которым эти фрагменты ... кратона были объединены, пришли в соприкосновение, т. е. такие зоны ... явились причиной образования самого кратона как единой тектонической единицы» [Розен и др., 2000].

К основным структурным швам, объединившим ряд террейнов Сибирского кратона в конце позднего палеопротерозоя-начале мезопротерозоя, Ч.Б. Борукаев [Борукаев, 1985], а затем и Л.П. Зоненшайн с соавторами [Зоненшайн и др., 1990], О.М. Розен с соавторами [Розен и др.,2006] отнесли Акитканский и Улканский (Билякчан-Улканский) вулканоплутонические пояса; широкое распространение подобных структур на всех кратонах Земли позволило Ч.Б. Борукаеву [Борукаев, 1985] характеризовать их как акитканский тип.

К настоящему времени появились кондиционные палеомагнитные данные для второй половины палеопротерозоя и мезопротерозоя по Ангаро-Анабарской провинции Сибирского кратона, в том числе и по Акитканскому поясу [Б1с1епко е1 а1., 2009], которые позволили разработать первую траекторию кажущейся миграции ее полюса для этого интервала [Веселовский и др., 2009; Водовозов и др., 2011; Диденко и др., 2006, 2009]. Для Алдано-Станового щита (АСЩ) кондиционных палеомагнитных данных по палеопротерозойским породам нет. Очевидно, что только сопоставление между собой одновозрастных палеомагнитных данных по провинциям

Сибирского кратона позволит получить ответ на вопрос об их тектонической когерентности (полном объединении) в конце палеопротерозоя.

В предлагаемой работе представлены первые палеомагнитные результаты изучения палеопротерозойских пород Улканского прогиба Билякчан-Улканского вулканоплутонического пояса. Сопоставление полученных данных с уже имеющимися одновозрастными палеомагнитными данными по Ангаро-Канскому и Акитканскому поясам даст возможность ответить на вопрос, - в какое время Алдано-Становой и Ангаро-Анабарский мегаблоки стали единым кратоном?

Цели и задачи исследований

Цель данной работы заключалась в следующем: разработка магнитотектонической модели становления единого Сибирского кратона в палеопротерозое.

Для достижения поставленных целей необходимо было получить надежные палеомагнитные, петромагнитные, геохимические и геохронологические данные по палеопротерозойским породам Улканского прогиба Алдано-Станового щита (АСЩ), а также решить следующие задачи:

1) определить геохимический состав пород Улканского прогиба;

2) определить возраст изучаемых пород Улканского прогиба;

3) определить состав и петромагнитные свойства магнитных минералов в изучаемых породах;

4) выделить в породах прогиба древнюю компоненту намагниченности, оценить ее природу и время приобретения;

5) рассчитать по полученным палеомагнитным данным координаты палеомагнитных полюсов и палеоширотного положения Улканского прогиба в составе Восточно-Алданской части щита (либо всего АСЩ) на вторую половину палеопротерозоя.

Фактический материал и личный вклад автора

Фактический материал был получен в ходе двух полевых сезонов в районе Улканского прогиба при непосредственном участии автора. Всего было отобрано более 600 образцов плутонических и осадочно-вулканогенных пород улканского комплекса, не претерпевших заметного метаморфизма.

Лабораторные палеомагнитные и петромагнитные исследования коллекции образцов проводились автором в лаборатории тектоники ИТиГ ДВО РАН. Помимо этого исследования проводились в палеомагнитных лабораториях ГИН РАН (к.г.-м.н. A.B. Дворова) и ГО «Борок» ИФЗ РАН (д.ф.-м.н. В.П. Щербаков). Изотопные и геохронологические исследования выполнялись в лаборатории геохронологии ГЕОХИ РАН (д.г.-м.н. Е.В. Бибикова, Т.И. Кирнозова, к.х.н. М.М. Фугзан) и в ИГиГД РАН (д.г-м.н. А.Б. Котов, к.г-м.н. Е.Б. Сальникова). Геохимические исследования были выполнены в лаборатории физико-химических методов исследования ИТиГ ДВО РАН (к.г-м.н. Н.В. Бердников, Д.В. Авдеев)

Интерпретация полученных результатов, а так же написание научных статей проводились автором как при участии научного руководителя (д.г-м.н. А.Н. Диденко) так и самостоятельно.

Научная новизна работы

Представлены первые результаты палеомагнитного изучения одного из ключевых палеопротерозойских объектов Алдано-Станового щита -Билякчан-Улканского вулканоплутонического пояса, а именно осадочно-вулканогенных пород элгэтэйской свиты улканской серии и гранитов улканского комплекса. На основе комплексной интерпретации палеомагнитных и петромагнитных данных с привлечением данных геохронологического и геохимического анализов изучаемых пород Улканского прогиба предложена магнитотектоническая модель, согласно которой Алдано-Становая и Ангаро-Анабарская провинции соединились и

стали единым Сибирским кратоном в конце палеопротерозоя (1720-1725 млн. лет назад).

Защищаемые положения

1. На основе петро- и палеомагнитных исследований получены древние палеомагнитные направления: а) для осад очно-вулканогенных пород элгэтэйской свиты (D = 115.5°, I = 42.5°, а95 = 3.7°); б) для гранитов улканского комплекса (D = 48.3°, I = 37.2°, а95 = 12.1°). Рассчитаны соответствующие им два палеомагнитных полюса, отвечающие двум временным рубежам: а) 1732 млн. лет; б) 1725 - 1720 млн. лет, соответственно.

2. Улканский прогиб располагался в момент образования изученных пород на 18-26° южной широты. В интервале времени 1732-1720 млн. лет Восточно-Алданский блок (возможно, весь Алдано-Становой супертеррейн) испытал вращение вокруг вертикальной оси по часовой стрелке примерно на 70° и перемещение вдоль долготы примерно на 7°.

3. Согласно разработанной магнитотектонической реконструкции, а также литературным данным, объединение Алдано-Станового и Ангаро-Анабарского супертеррейнов в единый Сибирский кратон произошло в интервале времени 1720 - 1725 млн. лет.

Апробация работы

Результаты, полученные в ходе исследований, были представлены на 10-ти российских и международных научных конференциях, совещаниях и семинарах, в частности: на международных конференциях «Problems of Geocosmos» (2010, 2012, Санкт-Петербург), всероссийских конференциях «Косыгинские чтения» (2009, 2011, Хабаровск), молодежной школе-семинаре (2010, Южно-Сахалинск), международных конференциях ICCFD (2011, Пекин) и Bolletino di Geofísica (teórica ad applicata) (2010, Аргентина), научном совещании «Геодинамическая эволюция литосферы ЦАПП (от океана к

континенту) (2009, 2011, 2012)

По теме диссертации опубликовано в соавторстве 15 печатных работ, из них 3 статьи в реферируемых научных журналах, 12 работ представлены тезисами и материалами совещания.

Благодарности

Выражаю огромную благодарность и признательность моему научному руководителю и человеку, который привел меня в палеомагнитологию д.г-м.н. Алексею Николаевичу Диденко за мудрое руководство, бесценные знания и опыт, которые он передал мне. Огромное спасибо моим старшим коллегам -к.г-м.н. В.А. Гурьянову и А.Н. Пересторонину - людям с огромными запасами геологического знания и опыта, которыми они делятся. Всем им, в особенности д.г-м.н. А.Н. Диденко, выражаю глубокую признательность за организацию и проведение полевых экспедиционных работ в труднодоступных районах Алдано-Станового щита.

Очень признателен A.B. Косынкину, А.И. Тихомировой, П.Ф. Кишко, к.г-м.н. A.C. Каретникову (ИТиГ ДВО РАН) за помощь в проведении лабораторных исследований. Хочу поблагодарить сотрудников лаборатории физико-химических методов исследования ИТиГ ДВО РАН к.г-м.н. Н.В. Бердникова, Д.В. Авдеева, B.C. Комарову и многих других за проведение качественной геохимической аналитики и помощи в микрозондовом исследовании образцов пород. Особая благодарность О.М. Меньшиковой и Е.Ю. Диденко за помощь в оформлении диссертационной работы.

Огромное спасибо коллегам из ГЕОХИ РАН д.г-м.н. Е.В. Бибиковой, Т.И. Кирнозовой, к.х.н. М.М. Фугзан и ИГиГД РАН к.г-м.н. Е.Б. Сальниковой и д.г-м.н. А.Б. Котову за проведение 1 качественных изотопно-геохронологических исследований.

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ СТАНОВЛЕНИЯ УЛКАНСКОГО ПРОГИБА И СИБИРСКОГО

КРАТОНА В ЦЕЛОМ.

По литературным данным кратон - это сформированный в докембрии крупный (несколько миллионов кв. км) жесткий участок земной коры континентов (например, Северо-Азиатский, Сино-Корейский, СевероАмериканский и др. кратоны) [Тектоника ..., 2001]. В структуре континентов кратоны составляют около 70% их площади (рис.1). Между ними располагаются орогенические (или складчатые) разновозрастные пояса. Они представляют собой смесь пород древних океанов, микроконтинентов,

I_¿1_I

Рисунок 1 - Распространение докембрийских кратонов и фанерозойских складчатых поясов [Магиуаша, Ыои, 1998: Добрецов и др., 2001]. Условные обозначения: 1 - голубые сланцы и офиолиты; 2 - мезозойско-кайнозойские складчатые пояса; 3 - палеозойские пояса, сформировавшиеся на месте палеозойских палеоокеанов; 4 - докембрийские кратоны.

островных дуг, пород преддуговых и задуговых бассейнов, пассивных окраин, тектонически перемешанных в процессе сближения и коллизии кратонов, островных дуг, микроконтинентов [Добрецов и др., 2001].

Северо-Азиатский кратон был впервые выделен Ю.А. Косыгиным с соавторами [Косыгин, 1962, 1964] как элемент докембрийской структуры. Он включает в себя Сибирскую платформу и расположенные по её периферии разновозрастные складчато-надвиговые пояса - Верхоянский, Байкало-Патомский, Енисейского кряжа и Южного Таймыра - и имеет единый фундамент архейского возраста.

Северо-Азиатский и Сибирский кратоны имеют свои отличия. Под термином Сибирский кратон подразумевается несколько меньшая, по сравнению с Северо-Азиатским кратоном, территория, а именно основание Сибирской платформы [Розен и др.,2003]. Согласно этому определению, его границы и структурно-тектоническая схема показаны на рисунке 2.

Сибирская платформа представляет собой древний жесткий блок земной коры, который не подвергался пластическим деформациям в течение последних 1.0-1.4 млрд. лет [Тектоника ..., 2001]. Платформа состоит из фундамента, образованного сложно деформированными и измененными (метаморфическими) горными породами, и чехла, сложенного полого залегающими осадочными и вулканическими породами. Фундамент на большей части платформы залегает на глубинах от нескольких сотен метров до 10-15 км. Однако на северо-западе (Анабарский щит, Оленекское поднятие) и на юго-востоке (Алдано-Становой щит) фундамент выступает на дневную поверхность.

Образование Сибирского кратона

Значительным шагом в исследовании Сибирского кратона явилось установление того факта, что его основание состоит из структур двух типов: протократонов (гранит-зеленокаменных областей) и подвижных (гранулит-

гнейсовых) поясов [Кушев, 1985; Смелов и др., 1988]. По современным данным эти структуры являются разновозрастными. Гранулит-гнейсовые пояса представляют собой нижнекоровые образования, в то время как гранит-зеленокаменные протократоны являются верхнекоровыми ассоциациями [Розен и др., 2006]. В пределах этих структур выделяются различающиеся по составу и происхождению тектонические блоки, достигающие в поперечнике десят