Пермотриасовый вулканизм Северо-Азиатского кратона (Западно-Сибирская плита и Тунгусская синеклиза)

Медведев, Александр Яковлевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пермотриасовый вулканизм Северо-Азиатского кратона (Западно-Сибирская плита и Тунгусская синеклиза)
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Пермотриасовый вулканизм Северо-Азиатского кратона (Западно-Сибирская плита и Тунгусская синеклиза)"

АКАДЕМИЯ НАУК РОССИИ СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Институт геохимии им. А. П. Виноградова

На правах рукописи УДК 550.42:551.2

МЕДВЕДЕВ Александр Яковлевич

ПЕРМОТРИАСОВЫИ ВУЛКАНИЗМ СЕВЕРО-АЗИАТСКОГО КРАТОНА (ЗАПАДНО-СИБИРСКАЯ ПЛИТА И ТУНГУССКАЯ СИНЕКЛИЗА): ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕОДИНАМИКА

Специальность 25.00.09 - Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

ИРКУТСК- 2004

Работа выполнена в Институте геохимии им А П Виноградова СО РАН

Научный консультант:

доктор геол -мин наук А. И. Альмухамедов

Официальные оппоненты:

доктор геол -мин наук В. С. Антипин (Институт геохимии им А П Виноградова СО РАН) доктор геол -мин наук А. И. Киселев (Институт земной коры СО РАН) доктор геол -мин наук А. Э. Изох (Институт геологии ОИГТМ СО РАН)

Ведущая организация: Геологический институт СО РАН (Улан-Удэ)

Защита состоится 16 ноября 2004 г в 1000 на заседании диссертационного совета Д 003 59 01 при Институте геохимии им А П Виноградова СО РАН, по адресу 664033, Иркутск-33, ул Фаворского 1 А, факс (3952426500),

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии им А П Виноградова СО РАН

Автореферат разослан 1 октября 2004 г

Ученый секретарь Совета кандидат геол -мин наук

Г П Королева

ВВЕДЕНИЕ

Пермотриасовый магматизм широко развит на территории Северо-Азиатского кратона (Китай, Забайкалье, Кузнецкий бассейн). В данной работе рассматриваются вулканические породы крупнейшей в мире трапповой провинции Тунгусской синеклизы и погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты, как наиболее яркие представители магматизма данного времени.

В связи с тем, что геологическому строению как Сибирской платформы, так и Западно-Сибирской плиты посвящено громадное количество публикаций, выполненных многими исследователями, данная работа рассматривает наименее изученные до недавних пор вопросы - а именно геохимические особенности вулканитов обоих регионов.

Актуальность исследования. В связи с развитием парадигмы плюмовой тектоники в последнее время резко возрос интерес к проявлениям внутриплитового магматизма. Одним из наиболее ярких примеров такого типа является базальтоидный вулканизм древних платформ. Крупнейшим в мире проявлением магматизма такого типа является Сибирская платформа, занимающая в современном срезе не менее 0,75x106 кв. км. Площадь собственно эффузивных пород составляет 1,5x105 кв. км. Несмотря на длительный период изучения вулканизма, до сих пор нет ответов на многие вопросы. В частности, почему за короткий промежуток времени (около 2 млн. лет) на огромной территории (Тунгусская синеклиза) происходило излияние столь значительного количества магмы. До последнего времени геохимические особенности вулканитов были изучены либо для отдельных регионов, либо для отдельных элементов.

Актуальность исследования определяется также принципиальным значением геохимических исследований вулканитов крупнейшей в мире трапповой формации Тунгусской синеклизы для решения вопросов о наличии двух этапов магматизма на данной территории, а также изучения вещественного состава погребенных вулканитов Западно-Сибирской плиты, данные о которых являются авторскими и первыми. В связи с одновозрастностью магматизма обоих регионов важным вопросом является определение процессов, приведших к массовому излиянию вулканитов за короткий промежуток времени (максимум 2 млн. лет). Представляется актуальной и геохимическая типизация различных групп пород, выяснение их специфичности и места в истории развития внутриплитового магматизма.

В соответствии с этим целью настоящей работы являлось: проведение сравнительного анализа наблюдаемых ассоциаций магмообразования Западной и Восточной Сибири, выяснение причины столь масштабного магматизма на территории обоих объектов и определение геодинамических обстановок проявления вулканизма на основе изучения вещественного состава, в том числе, геохимических особенностей вулканитов обоих регионов.

Основные задачи исследований:

Создать базу данных по вещественному, в том числе химическому и изотопному, составу вулканитов Тунгусской синеклизы и Западно-Сибирской плиты.

Провести определение абсолютного возраста вулканитов Западной Сибири и скорректировать геохронологические данные о возрасте базальтов Тунгусской синеклизы.

Провести сравнительное изучение вещественного состава эффузивных пород Западно-Сибирской плиты и Тунгусской синеклизы, показать специфику геоэдадш : сового вулканизма этих регионов.

библиотека^ СПс

о»

диот***

Выяснить геолого-геодинамические причины синхронного магматизма на территории обоих регионов. Создать рабочую модель столь масштабного и кратковременного магматизма.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены материалы, собранные автором в процессе проведения исследований по плановым темам НИР Института геохимии СО РАН. В разные периоды исследования были поддержаны грантами РФФИ (94-05-64742, 96-05-64214, 99-05-64167). Банк данных по вулканитам Сибирской платформы был сформирован на основе образцов, отобранных автором в ходе полевых работ 1974,1989,1990 и 1991 годов, а также, предоставленных А. И. Альмухамедовым проб, собранных им ранее. Кроме того, были использованы образцы, любезно предоставленные сотрудниками институт геологии ОИГГМ СО РАН (Новосибирск) Ю. Р. Васильевым, В. В. Золотухиным и В. В. Рябовым. Также привлечены аналитические данные из работ М. Sharma, A. S. Basu and G. V. Nesterenko (1991); P.C. Lightfoot etal. (1991); V. Fe-dorenko and G. Czamanske (1997); J. L.Wooden and al. (1993); V. Fedorenko et al. (1996) и некоторых других. Банк данных по вулканитам Западной Сибири был сформирован по результатам анализов каменного материала, отобранного автором из керна 46 скважин разведочного и структурного бурения с помощью сотрудников Института геологии нефти и газа ОИГГМ СО РАН (Новосибирск) Н. П. Кирды и Т. П. Батуриной, а также сотрудников КНИИГИГС Ю. А. Ехлакова и А. Н. Угрюмова. Вклад соавторов в решение тех или иных проблем отражен в совместных публикациях.

Для решения поставленных задач был использован комплекс геологических, петроло-го-геохимических и изотопных данных. В основу петрологических и геохимических построений положены геологические наблюдения в сочетании с петрографическими и геохимическими исследованиями. Петрографически изучено более 2000 шлифов. Характеристики вещественного состава пород по Сибирской платформе основываются на результате более 1000 полных силикатных анализов, по Западно-Сибирской плите - более 100 анализов. Большая часть аналитических исследований выполнена в Институте геохимии СО РАН рентгеноф-луоресцентным методом (аналитики Т. Н. Гуничева и А. Л. Финкельштейн). Значительная часть анализов сопровождалась определением элементов-примесей, выполненных рентге-нофлуоресцентным (Zr, Nb, Y) на установке VRA-30 (аналитик 3. М. Ложкина); атомно-эмиссионным (В, Be, F, Sc, V, Сг, Со, Ni, Cu, Zn, Sr, Ag, Ba, Pb) (аналитики С. С. Воробьева, Н. Л. Лонцих, Е. В. Смирнова, С. К. Ярошенко) методами, а также методом фотометрии пламени (Na, К, Li, Rb) (аналитик С. И. Шигарова). Редкоземельные элементы, Hf, U и Th определялись масс-спектрометрически с индуктивно связанной плазмой (аналитики В. И. Ложкин, Е. В. Смирнова, Г. П. Сандимирова). Определение "SiZ'Sr отношений проводилось на установке МИ-120ГГ (аналитики Л. С. Лелюхина, Г. П. Сандимирова). Все данные по изотопному составу стронция из литературных источников взаимно согласованы через рекомендованные величины изотопных стандартов NBS 987 и ВНИИМ-1 (Чернышев и др., 2000) и пересчитаны на возраст 248 млн. лет. Абсолютный возраст был определен Аг/Аг методом ступенчатого нагрева плагиоклазов в Шотландском исследовательском центре Шотландского технологического парка (Восточный КилбриджХаналитик М. Прингл).

Новизна и практическое значение работы.

1. Сформирован самый полный к настоящему времени банк данных из 1082 анализов на 56 элементов по вещественному составу вулканитов Тунгусской синеклизы, где все образцы имеют стратиграфическую "привязку".

2. Показано, что на Тунгусской синеклизе выделяются два сближенных по времени этапа магматизма - инициального (рифтогенного) и завершающего (собственно покровного, внерифтового).

3. Получены первые данные по вещественному составу погребенных вулканитов Западно-Сибирской плиты, впервые прецизионным методом определен абсолютный возраст вулканитов Западно-Сибирской плиты.

4. Проведено первое сравнение геохимических особенностей одновозрастных вулканитов Тунгусской синеклизы и Западно-Сибирской плиты. Показано, что погребенные базальты Западно-Сибирской плиты по своим геохимическим характеристикам отвечают вулканитам инициального этапа Тунгусской синеклизы.

5. Проявление массового вулканизма на столь обширной территории не противоречит гипотезе плюмовой тектоники и является отражением влияния Сибирского суперплюма.

В результате проведенных исследований изучены погребенные вулканиты ЗападноСибирской плиты, которые ранее не были исследованы. С участием автора составлена сводная стратиграфическая колонка для вулканических пород Тунгусской синеклизы, что позволяет проводить сравнение геохимических особенностей пород разных регионов. Впервые определены абсолютные возрасты вулканитов Западной Сибири, что блестяще подтвердило выводы, сделанные ранее на основе геохимических исследований. Выводы, касающиеся роли геодинамического развития внутриплтового магматизма являются важными для вопросов палеогеодинамических реконструкций регионов. Результаты исследований, приведенные в работе, могут быть использованы при разработке схем корреляции эффузивных пород Се-веро-Азиатского кратона. Данные материалы могут быть включены в курсы высших учебных заведений по геологическим специальностям.

Защищаемые положения.

1. Массовое проявление магматизма Северо-Азиатского кратона происходило на границе перми и триаса (250 - 248 млн. лет), как на Сибирской платформе, так и на ЗападноСибирской плите было кратковременным (не более 2 млн. лет).

2. На основе изучения геохимических характеристик базальтоидов Сибирской платформы выделено два сближенных во времени этапа магматизма - инициальный (рифтоген-ный), к которому относятся породы первого, второго и третьего циклов (шесть свит) и конечный (внерифтовый), относимый нами к собственно покровному, породы которого занимают верхние части стратиграфическою разреза и относятся к четвертому и пятому циклам. В случае рифтогенного этапа происходило транзитное излияние расплавов на дневную поверхность, что обусловило широкий набор вулканитов - от пикритобазальтов до щелочных базальтов. При покровном этапе под мощной корой происходила дифференциация в промежуточных камерах. Этим объясняется превалирующая роль низкокалиевых базальтов на большей части Тунгусской синеклизы.

3. Погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты представлены широким спектром пород - от базальтов через шошониты до риолитов. Большая часть основных вулканитов относится к толеитовым с повышенной калиевостью и субщелочным базальтам. По своим петрохимическим и геохимическим характеристикам все изученные вулканиты ЗападноСибирской плиты относятся к продуктам рифтогенного этапа. Пород внерифтового (собственно покровного) этапа, как это наблюдается на Сибирской платформе, на территории Западной Сибири не выявлено.

4. На основе изучения созданной базы данных по вещественному составу пермотриа-совых вулканитов Тунгусской синеклизы и Западно-Сибирской плиты сделан вывод о том, что по своим геохимическим характеристикам породы относятся к продуктам внутриплито-вого магматизма.

5. Пермотриасовый магматизм Сибирского кратона вызван активностью суперплю-ма. Для погребенных вулканитов Западно-Сибирской плиты показано влияние "дыхания" плюма на модификацию субстратов, как мантийного, так и корового.

Апробация работы.

ское совещание "Науки о Земле на пороге XXI века. Новые идеи, подходы, решения" (Моск-ва,1997); II Всероссийское металлогеническое совещание (Иркутск, 1998); Международная конференция "Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород" (Санкт-Петербург, 1998); Юбилейная конференция "Проблемы геологии и освоения минерально-сырьевых ресурсов Восточной Сибири" (Иркутск, 1998); XV симпозиум по геохимии изотопов (Москва, 1998);. Third Annual Meeting "Rifting in intracontinental setting: Baikal Rift System and other Continental Rifts"(Irkutsk, 1999); Второе Всероссийское петрографическое совещание (Сыктывкар, 2000); Научная школа "Щелочной магматизм Земли", (Москва, 2001); AGU Fall Meeting (San Francisco, 2001); Международная научная конференция "Рифты литосферы" (Екатеринбург, 2002); Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков". Всероссийская научная конференция, посвященная 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований (Иркутск, 2002).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом 306 стр., 29 таблиц, 45 рисунков и списка цитируемой литературы из 175 наименований.

Благодарности. Работа выполнена в Институте геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН в лаборатории геохимии основного и ультраосновного магматизма. Исследования автора по теме диссертации проводилась в тесном сотрудничестве с коллегами по институту и сотрудниками других научно-исследовательских организаций. Формированию научных взглядов автора способствовала совместная работа и общение с В. С. Антипиным, А. Н. Бул-гатовым, Ю. Р. Васильевым, И. В. Гордиенко, М. А. Горновой, А. Э. Изохом, В. В. Золотухиным, Б. Н. Лапиным, В. А. Макрыгиной, 3. И. Петровой, В. В. Рябовым и многими другими. Помощь в проведении полевых работ оказали Ю. 3. Чебунин и К. Митчелл. Всем им автор выражает искреннюю благодарность. Без аналитических исследований выполнение работы было бы невозможным. Это труд большого коллектива аналитиков, которых автор также благодарит.

Особую благодарность автор хотел бы выразить своему научному консультанту и неизменному соавтору А. И. Альмухамедову и академикам РАН Н. Л. Добрецову, М. И. Кузьмину и А. Э. Конторовичу, которые постоянно оказывали поддержку и помощь в проведении научных исследований.

Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Геологии Сибирской платформы посвящено огромное количество работ, поэтому здесь представлен только краткий очерк. История изучения геологии Сибирской платформы прекрасно описана В. С. Соболевым (1996). В более поздние времена на территории Сибирской платформы проводили работы Ю. Р. Васильев, А. М. Виленский, В. С. Гладких, В. В. Золотухин, О. А. Дюжиков, В. В. Рябов и многие другие.

Как известно, Сибирская платформа является обширным регионом, который состоит из двух структурных этажей - интенсивно смятого складчатого фундамента и чехла, полого залегающего на нем (Геология Сибирской платформы, 1981). Кристаллический фундамент платформы (архей - нижний протерозой) сложен гнейсами, кристаллосланцами, мраморами и кварцитами, которые прорваны интрузивами от ультраосновных до кислых. Фундамент обнажается в пределах Алданской и Анабарской антеклиз и Оленекского и Шарыжалгайско-го поднятий. Осадочно-вулканогенный чехол представляет собой толщу отложений различной мощности, сложенную разнообразными породами, возраст которых меняется от верхнего протерозоя до триаса. Большая часть разреза сложена магматическими породами основного и, реже, щелочно-ультраосновного состава. Остальной разрез представлен осадочными породами верхнепротерозойского и палеозойского возраста. Осадочные породы переслаиваются силлами основного состава и, на большей части платформы, перекрыты покровными базальтами. В пределах платформы отмечаются также структуры отрицательного порядка -Тунгусская, Ангарская и Вилюйская синеклизы. Перед автором стояла задача изучить

о ее в о о • в

та МММ 102 1И 114 120

1М О 1М 20« ЗМ 400 км

Рис. 1. Схема распространения пермотриасовых траппов Сибирской платформы. Условные обозначения: 1 - граница Сибирской платформы; 2 - граница Тунгусской синеклизы; 3-5 -поля преимущественного развития фаций магматизма: 3 - эффузивной, 4 - эксплозивной, 5 -интрузивной (дайки и силлы); 6 - районы детальных исследований разрезов лавовой толщи А - Норильский, Б - Центрально-Тунгусский, В - Маймеча-Котуйский, Г - Путоранский; 7 - районы исследования отдельных свит.

вулканиты крупнейшей отрицательной структуры - Тунгусской синеклизы, выполненной вулканогенными породами пермотриасового возраста (трапповая формация). Это связано с тем, что эффузивная фация характеризуется естественной стратификацией, что позволяет оценить динамику изменения состава изливающихся магм во времени. Нами проводились исследования в нескольких районах Тунгусской синеклизы - по периферии и в центральной части (рис. 1).

Эффузивы слагают покровы и потоки различной мощности (от 0,5 до 100-150 м). Некоторые потоки протягиваются на сотни километров и являются маркирующими (Старо-сельцев, 1982). Как правило, потоки и покровы имеют трехчленное строение: миндалекамен-ные - в верхней части, раскристаллизованные - в центральной и массивные - слабо раскри-сталлизованные (вплоть до стекловатых разностей) - в нижней. В потоках и покровах значительной мощности центральная часть представлена породами с типичной долеритовой структурой. По существующим представлениям, базальтовые лавы изливались в основном через трещинные каналы, что подтверждается наличием таких протяженных потоков, как, например, Надаянский, который прослежен более чем на 400 км (Межвилк, Васильев, 1967,).

Вулканогенная толща Тунгусской синеклизы представлена лавовыми и пирокластиче-скими образованиями максимальной мощностью до 3 500 метров (Федоренко, 1981; Золотухин и др., 1986 и др.). Туфолавовая толща представляет собой переслаивание базальтов различных структур (афировых, порфировых и пойкилоофитовых) с горизонтами туфов, туф-фитов и туфобрекчий. Наибольшая мощность наблюдается на северо-западе синеклизы, а к югу и востоку вулканиты выклиниваются и сменяются подстилающей туфогенной толщей.

Ранее вся территория Тунгусской синеклизы была разбита на ряд провинций. Фактически на территории Тунгусской синеклизы можно выделить три крупных региона. Это Центрально-Тунгусский, объединяющий Тунгусскую и Центрально-Путоранскую провинции, Северо-Западный (Норильско-Хараелахская и Хантайско-Рыбинская провинции) и СевероВосточный (Хетская и Маймеча-Котуйская провинции). Особенности лавовых толщ каждого из регионов будут рассмотрены ниже. Предварительно следует отметить, лавовые толщи подразделяются на свиты, разделенные прослоями туфов. Это же относится и к отдельным покровам.

.В Центрально-Тунгусском регионе базальтовая толща, перекрывающая туфогенную, представлена в основном низкокалиевыми толеитовыми базальтами, и только в редких случаях (плато Путорана) встречаются трахибазальты. Северо-Западный регион, характеризующийся максимальной мощностью вулканитов, сложен базальтами различного состава от пикритобазальтов до субщелочных разновидностей. Наиболее разнообразный состав пород наблюдается в Северо-Восточном регионе, особенно в Маймеча - Котуйской провинции. Здесь проявлены различные типы эффузивных пород - от кислых до ультраосновных. Собственно базальты играют подчиненную роль. Наиболее изученным является СевероЗападный регион, где, благодаря разведочным работам на медно-никелевые руды, пробурено большое количество скважин, которые вскрыли всю вулканогенную толщу до подстилающих осадочных пород. Для каждой из провинций была разработана стратиграфическая схема с собственным названием свит (Золотухин и др., 1984, и др.).

В настоящее время наиболее общепринятой является сводная схема корреляции, разработанная при нашем участии и представленная на рис. 2.

Следует отметить, что на данной схеме сопоставляется стратиграфия разрезов четырех наиболее изученных провинций. В обобщенной стратиграфической колонке выделются, как минимум, шесть циклов магматической активности. Особенности вещественного состава базальтов показаны в следующей главе.

Глава 2. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ БАЗАЛЬТОВ ТУНГУССКОЙ СИНЕКЛИЗЫ Вулканиты Тунгусской синеклизы представлены различными типами базальтов. Все

Рис. 2. Корреляция свит разрезов туфолавовой толщи различных частей Тунгусской синеклизы, 1- преимущественно лавы различного состава; 2- перемежаемость лав и туфов; 3-преимущественно туфы; 4-палеозойские отложения чехла Сибирской платформы; 5-свиты туфолавовой толщи (снизу вверх): А- Норильский район: ивакинская, sw-сыверминская, gd-гудчихинская, Ьк-хаканчанская, 1к-туклонская, пё-надежинская, тг-моронговская, тк- мокулаевская, Ьг- хараелахская, кт-кумгинская, sm-самоедская; Г- плато Путорана: уг - водораздельная, ап - аянская, Ьт - хоннамакитская, пг - нераркарская; Б - среднее течение р. Н. Тунгуска: И - ту-точанская, кг - корвунчанская, пёт - нидымская, кб - кочечумская; В - Маймеча-Котуйская провинция: рг -правобоярская, оп - онкучанская, 1у - туванкитская, ё1 -дельканская, тт - маймечинская. * - свиты, опробованные нами.

их разнообразие описано в большом количестве работ (см., например, Рябов и др., 2001, и др.). В связи с этим автор не ставил задачу провести тщательное описание петрографических особенностей базальтов, а дает только весьма краткий суммарный обзор. По своим петрографическим признакам все вулканиты Тунгусской синеклизы, независимо от их химического состава, относятся к ряду долеритобазальтов - от стекловатых до полнокристаллических. Породы представлены как порфировыми, так и афировыми разностями. Структура базальтов офитовая, пойкилоофитовая и пойкилоофитоинтерсертальная. При этом порфировые породы встречаются чаще и слагают центральные и верхние части потоков. Вкрапленники (первые проценты от объема) представлены плагиоклазом, реже клинопироксеном и (или) оливином. Обычно размеры вкрапленников не превышают первых миллиметров. Основная масса сложена лейстами плагиоклаза, изометричными зернами клиногшроксена (редко ор-топироксена), оливина и рудного минерала, чаще всего титаномагнетита, а также вулканическим стеклом в разном количестве. Миндалины, встречающиеся, как правило, в верхних частях потоков и покровов, заполнены вторичными минералами: кальцитом, цеолитами, халцедоном, кварцем, реже хлоритом, пренитом и др. По составу вкрапленников базальты подразделяются на плагиофировые, пироксенфировые, оливинфировые и полифировые, а также гломеропорфировые. Достаточно редко наблюдаются пикритовые базальты, которые состоят на 25-60% из фенокристов оливина. Основная масса в них чаще всего полнокристаллическая пироксен-плагиоклазовая. Главными породообразующими минералами базальтов являются основной плагиоклаз (3060%), клинопироксены (авгит, пижонит 30-50%), оливин от единичных зерен до 60%. Как было отмечено выше, ортопироксен встречается в виде единичных зерен. Как правило, все породы изменены в разной степени. В силу этого отбор свежих проб является достаточно сложной задачей, поэтому была применена специальная методика отбора и приготовления времени существует достаточное количество работ, посвященных вещественному составу базальтов данного региона (например, Золотухин и др., 1986, и др.). Но, несмотря на это, почти все данные касаются частных анализов по отдельным свитам или регионам, либо посвящены геохимии отдельных элементов (Медведев, Альмухамедов, 1998; Вп^шапп й а1., 1993 и др.) В данной работе представлены материалы многолетних исследований вулканитов Тунгусской синеклизы. В итоговую выборку вошло 1082 анализа, которые "привязаны" стратиграфически к свитам. Из этого количества 828 анализов - авторские. Из-за краткости реферата здесь не будут рассмотрены свиты по отдельности. Это сделано в диссертации. Базальты Тунгусской синеклизы представлены толеитовыми (нормального ряда), субщелочными, пикритовыми и, реже, трахибазальтами. Средние составы базальтов приведены в таблице 1. Видно, что главной разновидностью среди них являются толеитовые низкокалиевые базальты, составляющие около 60% всех пород. Заметно, что рассмотренные вулканиты обладают довольно широким спектром химического состава. Ранее было показано, что наибольшей изменчивостью обладают породы первых трех циклов. Вулканиты нижних шести свит - от ивакинской до надеждинской - представлены наиболее изменчивыми породами - от пикритобазальтов до субщелочных. Соответственно, в них наблюдаются самые широкие вариации составов, как по петрогенным, так и по малым элементам. Базальты верхних свит в основном являются низкокалиевыми толеитами. Как было показано ранее, в большинстве случаев, начало каждого цикла характеризуется несколько повышенной щелочностью изливающихся магм. Хотя в редких случаях, например, юряхская толща трахиба-зальтов, залегает внутри хоннамакитской свиты с базальтами толеитового состава. В Май-меча - Котуйской провинции также редко наблюдается обратная картина - низкокалиевые базальты онкучанской свиты подстилаются и перекрываются субщелочными и щелочными вулканитами пестрого состава. Такие аномальные разрезы получили название структур сэндвича (Медведев и др., 1999). Однако, несмотря на большую изменчивость составов базаль-

тов, все точки составов изученных пород на диаграмме щелочность - кремнекислотность располагаются в полях пород нормального и субщелочного рядов (Рис. 3).

Таблица 1

Средние составы преобладающих типов пород пермотриасовых вулканитов Сибирской платформы

Компо- Пикри- Субще- Толеито- Компо- Пикри- Субще- Толеиго-

ненты, тоба- лочные вые ненты, эле- тоба- лочные вые

элементы зальты базальты базальты менты зальты базальты базальты

п 60 338 684 п 60 338 684

8Ю2 40,32 50,45 48,48 У 15 27 25

ТЮ2 1,01 1,62 1,34 & 81 204 125

А12О3 11,09 14,76 15,12 № 7 16 7

БеО* 1090 11,02 11,47 Рё 7 6 10

МпО 0,16 0,17 0,19 ^ 0,15 0,07 0,10

MgO 14,52 5,96 7,18 2,5 4,5 2,5

СаО 9,60 8,58 10,89 Се 2,1 0,6 0,4

^2О 1,12 2,98 2,24 Ва 105 455 130

К,О 0,31 1,44 0,33 Ьа 5,5 22,2 9,8

Р2О5 0,09 0,30 0,14 Се 14,3 48,7 22,2

0,01 0,01 0,01 Рг 1,6 6,5 2,9

Ппп 6,37 2,82 2,77 № 9,1 25,1 13,5

Сумма 99,71 100,00 99,71 2,41 5,84 3,75

Н2О 1,82 1,04 1,51 Еи 0,89 1,68 1,20

СО, 0,55 0,39 0,07 Оё 2,82 5,70 4,30

И 16 9 6 ТЬ 0,44 0,94 0,74

Ве 0,85 1,25 0,75 Еу 2,51 6,07 4,57

В 12,4 14,4 5,8 Но 0,54 1,14 1,02

Б 285 535 280 Ег 1,36 3,23 2,69

8с 21 34 28 Тт 0,19 0,42 0,39

V 234 260 335 УЬ 1,29 2,75 2,57

Сг 925 150 200 Ьи 0,19 0,38 0,36

Со 72 40 50 НГ 1,68 4,03 2,86

N1 510 100 145 Та 0,28 0,77 0,47

Си 112 85 154 Р1 10,9 6,25 9,7

гп 89 100 ПО РЬ 2,1 6,4 4,0

Л8 11 14 15 ТЬ 0,75 2,83 1,62

кь 9 28 7 и 0,25 0,83 0,52

8г 200 361 220 (8'8г/505г)„ер. 0,70625 0,70697 0,70573

Примечание: Содержания главных компонентов даны в мае. %, редкие элементы в мкг/г (ррт), Рё и Р1 в мкг/мг (ррЬ).

Поведение элементов согласуется с общими законами геохимии. Так, наиболее магнезиальные пикритовые базальты содержат резко повышенные содержания хрома и никеля и пониженные - стронция, бария, и легких редких земель. Разница между субщелочными и то-леитовыми базальтами выражена слабее, но, тем не менее, они отчетливо различаются по калию, рубидию, стронцию, барию и другим мобильным элементам.

Еще раз подчеркнем, что во всех разрезах Тунгусской синеклизы существует цикличность, которая отражается в составе вулканитов. Наиболее ярко это выражено для пород первого и второго циклов, в которых базальты самой ранней - ивакинской - свиты резко обогащены некогерентными элементами и обеднены когерентными. Для пород последней свиты цикла - гудчихинской - наблюдается обратная картина; обогащение когерентными элементами (Сг, Со, №) и обеднение некогерентными. Часть элементов Sn, Zn) ведут себя индифферентно. В целом такая же закономерность выделятся и для свит верхних циклов, где наиболее истощенные базальты приурочены к заключительным фазам магматизма.

Рис. 3. Клас-сификацион-ная диаграмма для базальтов Тунгусской синеклизы. 1 -породы покровного этапа (п=684), 2-породы риф-тогенного этапа (п=398).

Базальты свит, начиная с моронговской и выше, в преобладающей массе отвечают низкокалиевым толеитам и приближаются по своему составу, особенно по содержанию петрогенных компонентов, к N-MORB, хотя и остаются более обогащенными по сравнению с ними. Приуроченность дифференцированной серии субщелочных базальтов и ассоциирующих с ними пород к северо-западным и северным бортам Тунгусской синеклизы, вблизи которых выявлены палеорифтовые структуры, а также схожесть пород этой серии по вещественным характеристикам с ассоциациями внутриконтинентальных рифтов привели нас к выводу о принадлежности этих вулканитов к продуктам инициального (рифтогенного) этапа магматизма. Серия низкокалиевых базальтов отнесена к внерифтовым (собственно покровным). На основе этого сделан вывод о существовании двух крупных этапов магматизма - инициально-

Рис. 4. Распределение нормированных относительно примитивной мантии (Рябчиков, 1997) редкоземельных элементов вулканитов инициального (рифто-генного), (конечного) покровного этапов и N MORB. Условные обозначения: 1 - вулканиты покровного этапа, 2 - вулканиты рифтогенного этапа, 3 -N-MORB (Рейкьянес, Альмухамедов и др., 1986).

го (рифтогенного) и конечного (внерифтового), выделяемого нами в собственно покровный. Таблица 2. Средние составы пород рифтогенного и покровного этапов в сравнении с

К-МОЯБ.

Рифто-генный Покровный этап К-МОЯБ (Рейкьянес) Рифто-генный Покровный этап К-МОЯБ (Рейкьянес)

этап в в целом этап в в целом

целом* целом*

п ОО СЛ 684 55 п 8 39 684 55

ЭЮ, 49,78 48,55 49,76 У 24.5 26.2 21

ТЮ2 1,50 1,36 1,08 185 115 102

АЩ 14,09 15,30 14,86 № 14,7 6,0 1,3

БеО* 10,86 11,93 11,01 Рс1 6,40 11,70

МпО 0,17 0,20 0,21 Лй 0,08 0,10 -

МйО 7,04 7,14 8,43 Эп 3,1 2,6 1,59

СаО 8,95 11,05 12,12 08 1,35 0,34

Ка2О 2,53 2,20 1,99 Ба 410 115 30

К2О 1,28 0,30 0,07 Ьа 20,5 7,8 2,6

Р2О, 0,29 0,14 0,08 Се 44,5 20,9 7,6

Ппп 3,43 2,36 0,34 Рг 5,6 2,09 1,3

0,02 0,01 - N6 22,7 12,6 7,5

Сумма 10016 99,71 99,95 Эт 5,12 3,65 2,9

а(у 1,39 1,42 - Ей 1,49 1,17 0,9

СО2 1,52 0,05 - оа 5,01 4,38 3,2

И 11 5 4,8 Эу 5,06 4,84 5,1

Бе 1,45 0,7 0,42 Но 0,98 1,11 1,1

В 13,6 4,8 11,4 Ег 2,75 2,88 3,3

Б 590 270 245 Тт 0,37 0,44 -

Эс 29 42 85 УЬ 2,42 2,67 3,5

V 240 350 295 Ьи 0,34 0,38 0,46

Сг 300 160 370 Ш 3,44 3,17 0,5

Со 43 49 46 Та 0,66 0,47 0,5

N1 150 130 136 Й 6,74 11,79 -

Си 84 175 137 РЬ 6,4 7 1,0

105 120 117 ТЬ 2,4 1,6 -

Л8- 14 15 4,0 и 0,75 0,54 - .

ЯЬ 30 5 1,1 "Эг/^ггао],! 0,70656 0,70524 -

Эг 315 205 90

Примечание: данные по рифтогенному этапу даны без учета Маймеча-Котуйской провинции.

Средние составы базальтов двух этапов приведены в таблице 2. Из нее видно, что наиболее вулканиты первого этапа обогащены по сравнению с породами второго такими характеристическими элементами как К, И, Сг, ЯЬ, 2г, КЬ, Ба, легкие редкие земли. Распределение большинства некогерентных элементов достаточно хорошо коррелирует с калиевой щелочностью, а для когерентных элементов установлена зависимость содержаний от величины коэффициента фракционирования. Вулканиты Тунгусской синеклизы, в том числе и низкокалиевые толеитовые, по сравнению с базальтами рифтовых зон срединно-океанических хребтов заметно обогащены некогерентными элементами (ЯЬ, Эг, 2г, Ба, а также К, Т1, Р) и несколько обеднены элементами группы железа. Эта особенность достаточно устойчива и почти не зависит от состава базальтов. Можно отметить, что, например, для бария минимальные содержания в базальтах Тунгусской синеклизы почти в четыре раза, для рубидия почти в пять раз и т. д. выше, чем в К-МОЯБ. Известно, что обогащенность некогерентными элементами относительно К-МОЯБ характерна для внутриплитового магматизма вообще и платформенного в частности. Указанные закономерности еще больше подчеркиваются поведением редкоземельных элементов. График распределения редкоземельных эле-

ментов, нормированных по примитивной мантии (рис. 4) показывает, что вулканиты Тунгусской синеклизы обогащены легкими лантаноидами. Особенно это характерно для пород рифтогенного этапа. Собственно покровные (внерифтовые) базальты занимают промежуточное положение между рифтогенными вулканитами и М-МОЯВ. Из этого следует, что даже низкокалиевые базальты Тунгусской синеклизы могут считаться относительно обогащенными.

Имеющиеся данные по изотопии вг (рис. 5) также согласуются с выводом об обогащенном характере сибирских траппов. Видно, что отношения колеблются в пределах 0,704 - 0,710. Эти величины соответствуют хорошо установленной зависимости корреляции изотопных характеристик базальтов от степени обогащенности или обедненности их некогерентными элементами. Согласно имеющимся сводкам, см., например (Ведеполь, 1981), среднее отношение

"БгГБг в базальтах спрединговых зон океанов составляет 0,70272 для участков срединных хребтов, базальты которых наиболее обеднены некогерентными элементами (N-N10103), и 0,70311 для участков несколько обогащенных (Р-МСЖВ). В базальтах океанических островов ,78г-868г отношение достигает 0,7040 и даже 0,7050. Траппы Тунгусской синеклизы достраивают этот ряд и характеризуются еще большими отношениями. Отметим также, что наибольшие вариации изотопных отношений характерны для пород рифтогенного этапа. Для собственно покровных базальтов вариации менее значительны (см. рис. 5). Приведенные данные еще раз указывают на наличие двух крупных этапов магматизма на территории Тунгусской синеклизы.

В завершение рассмотрения геологии и вещественного состава базальтов Тунгусской синеклизы посмотрим на возрастной интервал магматизма. Большая сводка по определению абсолютного возраста базальтов приведена в работе В. В. Золотухина и др., 1986. Из этой сводки следует, что магматизм проявлялся в интервале 203 - 297 млн. лет с пиком 250 млн. лет. За последние годы в литературе появились новые данные абсолютного возраста, определенные более корректным Ап/Аг методом. Нами обобщены все имеющиеся к настоящему времени данные, и они приведены на рис. 6. Видно, что по прецизионным определениям интервал магматизма сжат до 2 млн. лет.

Все выше сказанное свидетельствует о наличии эволюции пермотриасового вулканизма на территории Тунгусской синеклизы во времени. Наряду с этим нами выделяется и пространственная изменчивость базальтов. Выявлено три типа разрезов. Это примитивные (монотонные), нормальные (с.периодическим изменением состава) и аномальные (типа сэндвича). Первые из них являются преобладающими для ареала распространения базальтов и сложены преимущественно низкокалиевыми толеитами. Для вторых характерно преобладание в нижних стратиграфических горизонтах дифференцированной серии щелочных и субщелочных разновидностей пород. И, наконец, для третьих выявлена незакономерная перемежаемость пород субщелочной (щелочной) и толеитовой серии. Изучение пространственного распределения различных типов пород показали, что нормальные и аномальные разрезы характерны лишь для северных и северо-западных бортовых окраин Тунгусской синеклизы и приурочены к плечевым частям палеорифтовых структур, тогда как примитивные разрезы занимают большую часть исследованной территории.

Следует отметить, что в базальтах внерифтового (покровного) этапа наблюдается бимодальное распределение оливинов и плагиоклазов. При этом магнезиальность оливинов меняется от Б038 до Б075 а основность плагиоклаза - от Ап»9до Ал 77. Более контрастно би-модальность выражена для оливинов. Расчетные нормативные составы оливинов в соответствии с составом базальтов укладываются в диапазон Вследствие слабой порфирово-сти пород указанных свит расчетные составы оливинов должны не слишком отличатся от таковых для чистых стекол (расплавов). Наблюдаемые оливины второй генерации характеризуются близкими составами что позволяет считать их равновесными с изливающимися магмами низкокалиевых базальтов. Оливины же первой генерации (Р065_75) являются явно неравновесными и должны кристаллизоваться из более магнезиального расплава. Согласно экспериментальным данным (Яоеёег, Ems1ie, 1970), такие оливины будут равновес-

И1

5 кт

Нг

п тк

тг

па

р гк

Ьк

2 я«

•ж

1 IV

♦,70.1 4,104 &.705 1,706 0,71? 0,701 О,?»» 0,710

I Г

лг. Э^йсрв)

Рис.5. Вариации "'Зг/^Бг отношений в разрезе лавовой толщи северо-запада Тунгусской синеклизы. Квадраты - средние величины отношений, линии - интервалы вариаций, цифрами показано количество проанализированных образцов. Наименование свит см. на рис. 2.

ными толеитовым базальтам с содержанием MgO более 10 мас.%, то есть пикритовым. Очевидно, что в данном случае мы имеем дело с интрателлурическими вкрапленниками оливина, которые кристаллизовались в промежуточных магматических камерах. Все это, так же как и бимодальность в составе плагиоклазов, позволяет предполагать большую магнезиальность родоначальных расплавов для низкокалиевых базальтов по сравнению с их наблюдаемыми

Рис. 6. 40Ar/3"Ar возрасты базальтов Тунгусской синеклизы. А - Норильский район, Г - плато Путорана. Наименование свит см. на рис. 2. По данным (Renne, Basu, 1991; Dalrymple et al., 1991: Fitton, Mitchell, 1996; Venkatesan et al., 1997; Reichow et al., 2002). Вертикальными линиями показана граница Перми и триаса (Renne et al., 1995).

составами. Именно этим можно объяснить преимущественное развитие толеитовых низкокалиевых базальтов, расплавы которых являются остаточными продуктами дифференциации родоначальных магм в пределах древних платформ.

На основе изучения вещественного состава базальтов сделан вывод о существовании двух крупных этапов вулканизма на границе перми и триаса на всей площади Тунгусской синеклизы. Причины, которые привели к этому, будут рассмотрены ниже.

Глава 3. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

Геологии Западно-Сибирской плиты, как и Сибирской платформы, посвящено множество работ, например (Журавлев, 1986; Нефтегазоносные..., вып. 2,1994; Казанский и др., 2000 и др.), поэтому здесь также приводится только краткий геологический очерк.

«Г 72* 84*

ш»

Рис. 7.Схема триасовых рифтовых систем ЗападноСибирской плиты (Конторович, Сурков, Грофимук и др., 1994) и местоположение скважин, вскрывших вулканиты (Альмухамедов и др., 1998 с дополнениями): 1 -осадочный и вулканогенно-осадочный чехол фанерозоя; 2 -складчатые пояса и выступы докембрийского фундамента; 3 - проекция на поверхность выявленных и прогнозируемых грабен-рифтовых структур цоюрского основания За-аадно-Сибирской плиты; 4 - основные тектонические нарушения; 5-7 - скважины, вскрывшие вулканогенные комплексы триаса: 5 - базальты; 6 - шошони-гы; 7 - фонолиты; 8 - кислые эффузивы - риодаци-ты и риолиты.

Западно-Сибирская низменность в тектоническом отношении является плитой, входящей в состав северной части Урало-Монгольской эпигерцинской платформы, сформиро-

вавшейся в мезозое. Палеозойский комплекс отложений является фундаментом для платформенного мезо-кайнозойского чехла. Он представляет собой гетерогенное сооружение, в котором выделяется ряд разновозрастных складчатых систем. Самая древняя складчатая система носит название Енисейской. Она имеет байкальский возраст и широкой полосой прослеживается вдоль восточной границы плиты. Более молодые складчатые сооружения (салаирского и каледонского возраста) ограничено распространены на юге и имеют. Наиболее развиты в фундаменте складчатые системы герцинского возраста (Сурков и др., 1982).

Показано (Сурков и др., 1984), что триасовый период играл особую роль в развитии северного полушария Земли. Начавшаяся деструкция коры в раннем мезозое в пределах суперконтинента Пангея II привела к образованию обширной сети континентальных рифтовых систем. Эти процессы на границе перми и триаса сформировали рифтовую Арктико-Северо-Атлантическую метасистему (Конторович и др., 1994), над которой в мезозое образовалась серия современных осадочных бассейнов. Крупнейшим из них является Западно-Сибирский (Сурков и др., 1984). Рифтовая система Западной Сибири представлена веерообразной сетью глубоких грабен-рифтов, между которыми располагаются приподнятые блоки фундамента (см. Рис.7). Для нас интерес представляют породы рифтового комплекса, представленного вулканитами и вулканогенно-осадочными образованиями. Особо выделяется роль триасового (точнее эпохи границы пермь-триас) периода в рифтогенезе и, как следствие, вулканизма. Именно к этому времени приурочен массовый вулканизм на Сибирской платформе (Альму-хамедов и др., 1996) и широкое площадное развитие вулканогенно-осадочных пород в Западной Сибири (Сурков и др., 1984). В связи с этим, большой интерес представляет погребенный вулканогенно-осадочный комплекс пород триасового возраста, наиболее полный разрез которого вскрыт Тюменской сверхглубокой скважиной (СГ-6 глубиной 7502 м), на интервале 6424 - 7502,2 м разбурена осадочно-вулканогенная толща (Казанский и др., 2000). Вулканогенно-осадочный комплекс также был вскрыт рядом других скважин (Журавлев, 1986 и др.). До настоящего времени считалось (Журавлев, 1986; Нестеров, 1995; Бебенина,

1996), что вулканиты Западной Сибири представлены низкокалиевыми толеитовыми базальтами, которые аналогичны породам трапповой формации Сибирской платформы. Хотя некоторые исследователи предполагали наличие пород типа MORB (Кременецкий, Гладких,

1997), что связывалось с существованием Палеообского океана (Аплонов, 1986).

Практически во всех опробованных скважинах вулканиты представлены одним из типов, и только в некоторых из исследованных скважин, например, (Бахиловская -123) наблюдается совместное нахождение различных их типов. В остальных случаях взаимоотношения эффузивов не установлены, что существенно затрудняет интерпретацию полученных данных.

Сравнительно небольшое количество работ посвящено изучению геохимического состава вулканитов (Альмухамедов и др., 1998; Бебенина, 1996; Кременецкий, Гладких, 1997; Казанский и др., 2000; Медведев и др., 2002). Это связано, с одной стороны, с ограниченностью фактического материала, с другой - с большой степенью изменения первичных минеральных парагенезисов пород. На наш взгляд, помочь продвинуться в решении проблемы геодинамической природы пермотриасового магматизма Западной Сибири может детальное изучение геохимии вулканогенных пород. Самая полная сводка по вещественному составу сделана нами (Медведев и др., 2003а).

Глава 4. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПЬРМОТРИАСОВЫХ ВУЛКАНИТОВ ЗАПАДНОЙ

СИБИРИ

Информация по погребенным вулканитам Западной Сибири получена по данным опробования 46 скважин структурного и разведочного бурения. Расположение скважин показано на рис. 7.

Как указывалось выше, сложность исследований заключалась в большой степени изменения первичного состава пород. Тем не менее, удалось собрать выборку относительно "свежих" пород, сохранивших первичный минеральный состав. Контроль за "качеством" образцов, включенных в выборку, осуществлялся предварительными макро- и микроскопическими исследованиями. В отдельных случаях проводилась дополнительная "чистка" образцов (выпиливание миндалин, прожилков и т. д.), так как у авторов не было уверенности, что минеральные фазы, выполняющие миндалины, имеют магматическую природу. Скорее всего, они являются постмагматическими и рад элементов в них (К, ЯЬ, Ва, 8г и др.) могут быть дополнительно привнесены в систему (см., например, Годовиков и др., 1987). Таким способом было просмотрено более 200 проб и для аналитических исследований было отобрано 100 образцов. Нашими исследованиями выявлено наличие, по крайней мере, четырех групп погребенных вулканитов в доюрском комплексе Западной Сибири. Это базальты, составляющие >80% всех изученных образцов, шошониты, фонолиты и кислые породы - риолиты и риодациты.

В связи с тем, что состав погребенных вулканитов, в том числе и петрографический, Западно-Сибирской плиты достаточно слабо освещен в литературе, здесь приводится более широкое описание пород.

Базальты представлены темно-серыми до черных порфировыми, реже афировыми, породами. Достаточно часто встречаются миндалекаменные разности. Как правило, миндалины выполнены халцедон-карбонатным, хлорит-халцедон-карбонатным агрегатами, либо заполнены глинистым веществом. В порфировых разностях базальтов вкрапленники представлены преимущественно плагиоклазом, реже плагиоклазом и моноклинным пироксеном или тройным парагенезисом с оливином. В тех образцах, где есть оливины, они представлены двумя генерациями Тоц^г И р(>5$-$о> Пироксены обладают достаточно однообразным и стабильным составом W04i-48En21.31Fs21.12. Плагиоклаз представлен андезин-лабрадором от Ап33 до Апб5, при этом наблюдается два пика составов - более основной (АП45.65), который заметно преобладает, и относительно кислый (Ап33-35)- Основная масса как порфировых, так и афировых базальтов слагается теми же минералами и достаточно редко - раскристаллизо-ванным стеклом в переменных количествах. Аналогичный минеральный состав имеют также реже встречающиеся базальты с микродолеритовой структурой.

Значительная часть базальтов в разной степени изменена вторичными процессами. Пироксены замещаются амфиболом (и) или хлоритом, оливины - боулингитом или иддинг-ситом. Плагиоклазы достаточно часто альбитизированы и пелитизированы. Особенно сильно изменены базальты из скважины СГ-6 (Белоконь и др., 1994). Также наблюдается карбона-тизация, как площадная, так и по прожилкам. В связи с этим для аналитических исследований пришлось применить специальную методику отбора и очистки проб, о чем было сказано выше. Степень вторичных изменений в селектированных для дальнейших геохимических исследований пробах незначительная, и она выражается в слабой пелитизации и серицитиза-ции плагиоклазов, хлоритизации и эпидотизации темноцветных минералов, боулингитизации оливина, а также девитрификации остаточного стекла

Вторая, гораздо реже встречающаяся, группа вулканитов отнесена нами к шошони-там. Шошониты встречены в скважине Уренгойская-414, которая расположена примерно в 50 км к западу от скважины СГ-6. Здесь, в интервале 5258-5500 (забой) м, вскрыта вулканогенная толща доюрского поднятия (Уренгойский межрифтовый блок), расположенного между Худуттейским и Колтогоро-Уренгойским грабен-рифтами. В изученной части толщи (242

м) наблюдается перемежаемость лавовых потоков, вулканических туфов и, реже, лавобрек-чий. Выделено более 10 лавовых потоков, мощностью до 35 м. Наиболее мощные из них слабо дифференцированы и существенно раскристаллизованы в центральных частях. Изученные образцы характеризуются массивной текстурой и порфировой или, реже, афировой структурами. Вкрапленники, размером 4-5 мм, представлены моноклинным пироксеном и плагиоклазом. Их количество варьирует в незначительных пределах - 10-20 об. %. Вкрапленники отмечаются как в виде мономинеральных, так и полиминеральных гломеропорфи-ровых сростков, образующих фрагменты пойкилоофитовой структуры. Степень вторичных изменений вкрапленников незначительна. Пироксены частично замещены по трещинам спайности и реже по границам зерен эпидот-хлоритовым агрегатом, плагиоклазы замутнены и слегка соссюритизированы. Основная мелкозернистая масса состоит из тех же минералов, магнетита, плохо диагностируемого калиевого полевого шпата и, редко, витрифицированно-го стекла. Иногда отмечаются также небольшие по размеру миндалины, выполненные смесью глинистых минералов и хлорита. В центре некоторых из них присутствуют агрегаты мелкозернистого кальцита. Малая вариабельность состава вкрапленников (по оптическим данным) и отсутствие в них зональности подтверждаются результатами микрозондового анализа. Моноклинные пироксены отвечают салит-авгитам и колеблются в минальном составе в весьма незначительном диапазоне Содержания других компонентов не превышают стандартных для моноклинных пироксенов салит-авгитового ряда. Плагиоклазы являются чистыми альбитами с повышенными содержаниями стронция и бария (до 3300 и 3900 соответственно), что может свидетельствать об их первичной магматической природе, так как вкрапленников калиевого полевого шпата, по крайней мере, на уровне электронно-микрозондового анализа, в них не обнаружено. Сканирование основной массы подтвердило наличие в ней микролитов калиевого полевого шпата

Фонолиты, относящиеся к третьей группе, также достаточно редко встречающиеся вулканиты, отмечены в керне скважины Бахиловская - 123, расположенной в центральной части Западной Сибири в пределах Пермяковско-Хохряковской группы нефтяных месторождений в зоне влияния погребенного Колтогоро-Уренгойского грабен-рифта (Конторович и др., 1994). Скважиной вскрыт разрез доюрского комплекса в интервале 3303 - 3585 (забой) м. Он представлен вулканогенными, вулканогенно-осадочными и осадочными породами. Комплекс условно разделен на две пачки - верхнюю (до глубины 3464 м) и нижнюю. В первой из них вулканиты представлены фонолитами, во второй - базальтами, описанными выше. Взаимоотношение базальтов с высококалиевыми вулканитами вышележащей пачки не установлено. Можно, однако, предполагать согласное залегание выделенных пачек комплекса, которые разделяются горизонтом магматической брекчии, вскрытой в интервале 3471-3475 м. По внешнему виду вулканиты верхней пачки - коричнево-серые до темно-серых, массивные, реже трахитоидные породы с большим (до 45%) количеством порфировых вкрапленников, размером 4- 10 мм Они представлены калиевым полевым шпатом, плагиоклазом, калийсодержащим нефелином, и, реже, эгирином. Все минералы, как и в базальтах, в достаточной степени изменены. По эгирину развивается хлорит-эпидотовый агрегат, лейкократовые минералы серицитизированы и карбонатизированы. Основная масса мелкозернистая полнокристаллическая, сложена плагиоклазом, калиевым полевым шпатом, реликтами пироксена, рудным минералом. Очень редко наблюдаются зерна апатита. Изменение основной массы выражается в соссюритизации, хлоритизации, эпидотизации и карбонатиза-ции. Отмеченные изменения, относящиеся к автометасоматическим, по всей видимое га, не оказывают существенного влияния на геохимические особенности пород.

К четвертой группе пород относятся кислые вулканиты - риодациты и риолиты. Они отмечены в керне пяти скважин - Ключевая -172, Северо-Поточная -142, Нивагальская - 209, Лас-Еганская - 151 и 152. Скважины пространственно сопряжены со средней частью Аганского грабен-рифта, проекция которого на современную поверхность располагается в среднем течении р. Оби (Конторович и др, 1994). Реальная мощность разреза с кислыми эффузивами не установлена, однако по данным керна скважин, она достигает 200 м (скв.

Лас-Еганская - 152). Изученные вулканиты - плотные породы зеленовато- и коричневато-серого цвета, массивной текстуры и порфировой структуры. Вкрапленники представлены овальными выделениями кварца, размером до 2 мм, иногда с резорбированными краями, альбитом с характерными полисинтетическими двойниками, серицитизированным ортоклазом, амфиболом, практически нацело замещенным вторичными эпидотом и хлоритом, и магнетитом. В некоторых образцах очень редко наблюдаются мелкие зерна монацита и циркона. Общее количество порфировых вкрапленников, среди которых преобладает кварц, не превышает 10 об. %. Основная масса состоит из мелкозернистого, слегка ожелезненного агрегата вторичных минералов (кварц, серицит, хлорит, карбонат, гидроокислы железа и др.), развивающегося, по всей видимости, по стеклу. Отмеченные вторичные изменения не нарушают структуры пород и являются, очевидно, автометасоматическими.

Рис. 8. Классификационная диаграмма вулканитов пермотриаса Западной Сибири. Условные обозначения:

1 - базальты, 2 - шошониты, 3 - фонолиты, 4 -кислые эффузивы - риода-циты и риолиты.

Ниже рассматриваются химический и редкоэлементный составы вулканитов Западной Сибири, усредненные данные для которых приведены в таблице 3. Для сравнения в таблице приведены средние составы аналогичных пород из внутриконтинентальных рифтовых областей.

Как было показано ранее (Медведев и др., 2003а), базальты относятся примерно в равной мере к оливин- и кварц-нормативным базальтам, что соответствует субщелочной и толеитовой сериям (рис. 8). Содержания главных породообразующих элементов в породах, даже с учетом вариаций по индивидуальным образцам, типичны для субщелочных и толеи-товых высококалиевых, обогащенных некогерентными элементами относительно не только М-МСЖВ, но также низкокалиевых толеитов древних платформ, например, Сибирской. Это выражается в повышенных содержаниях в них щелочей, при преобладании над и

пониженных - кальция, что свойственно субщелочным базальтам континентов. В породах также наблюдается существенное обогащение большинством подвижных редких элементов (см. табл.3). Обращают на себя внимание относительно высокие концентрации п.п.п., что связано, вероятнее всего, с наличием в породах остаточных обводненных стекол. Дифферен-цированность базальтов подчеркивается вариациями содержаний MgO в них (3,5 - 11,5 мас.%, по совокупности данных), а также других петрогенных компонентов. На это показывает и АРМ-диаграмма (рис. 9), где точки составов пород достаточно строго приурочены к субщелочному тренду дифференциации базальтовых магм. Это же подчеркивается и характером распределения редких земель (рис. 10А), согласно которому все составы базальтов образуют единый ряд, при сопоставимых абсолютных значениях. Поэтому можно считать, что наблюдаемые вариации химизма определяются, очевидно, процессами кристаллизационной дифференциации, и все породы принадлежат к одной и той же серии. Можно также предполагать, что "разбросы" составов базальтов связаны с процессами дифференциации в проме-

О 25 50 75 100

Рис. 9. АРМ-диаграмма пермотриасовых вулканитов Западно-Сибирской плиты. Сплошная линия -толеитовый, пунктирная - субщелочной (МасёопаМ, Katsuгa, 1964) тренды дифференциации. 1 - базальты, 2 - шошониты, 3 - фонолиты, 4 - кислые эффузивы - риодациты и риолиты.

жуточных магматических очагах. На это же указывает и наличие двух генераций оливинов и плагиоклазов (см. выше). Можно также предполагать, что "разбросы" составов базальтов связаны с процессами дифференциации, в магматической колонне при ее продвижении к дневной поверхности, что подчеркивается небольшими вариациями составов пироксенов. Это косвенно подтверждается различиями химического состава базальтов в разных скважи-

нах. Об этом же свидетельствуют и данные по первичному изотопному составу стронция, согласно которому отношения в исследованных базальтах колеблются в достаточно

узких пределах (табл. 3).

По своему составу, высококалиевые вулканиты занимают промежуточное положение между фонолитами и меланофонолитами, а по соотношению калия и натрия между лейци-товыми и нефелиновыми разностями. Как было отмечено выше, это объясняется наличием калийсодержащего нефелина. Для краткости назовем их фонолитами. Переходя к рассмотрению состава фонолитов, отметим, прежде всего, их резкое отличие, что естественно, от субщелочных базальтов (см. табл. 3). Обращает на себя внимание существенное, в большинстве случаев, превышение калия над натрием. Они примерно на порядок обогащены легкоподвижными элементами (Ы, ЯЪ, Ва, К, № и др.) и также на порядок обеднены элементами группы железа. На петрохимических диаграммах (см. рис. 8,9) фонолиты образуют самостоятельные ареалы точек составов, которые приурочены к полям и трендам щелочных серий. Характер распределения редкоземельных элементов, однако, совпадает с их распределением в базальтах, несмотря на превышение абсолютных содержаний в фонолитах в 2-4 раза (рис. 10В). Распределение большинства редких элементов по средним величинам содержаний (см. рис. 6) показывает в, свою очередь, их несимбатность с кривыми распределения в субщелочных базальтах, что свидетельствует о малой вероятности генетического родства рассматриваемых групп пород. На это же указывают и данные по первичным отношениям. Их значения в фонолитах составляют 0,70564 -0,70726 (см. табл. 3)

Породы, вскрытые скважиной Уренгойская 414, по петрохимическим характеристикам (БЮг - 53,57-55,63 мае. %) - повышенным относительно базальтов содержаниям КгО и Рг05, пониженным - СаО, при умеренном А^Оз - относятся к шошонит-латитовой серии. Это подчеркивается высокими содержаниями в них всей группы некогерентных элементов, включая ЯЪ, 8г, Ва, И, РЪ и др. По своим петрохимическим и геохимическим характеристикам шошониты Западной Сибири практически полностью соответствуют аналогичным породам Забайкалья (Таусон и др., 1984). Анализ нормированных по примитивной мантии содержаний редких земель (рис. 1 ОБ) показывает, тем не менее, симбатность распределения легких редких земель с таковыми в базальтах, несмотря на более высокие абсолютные содержания. На это же указывает и аналогичный характер распределения наиболее подвижных редких элементов в исследуемых породах и в базальтах (см. рис. 11). В то же время группа менее подвижных элементов, начиная с ТЬ, имеет более низкие содержания по сравнению с базальтами (см. рис. 10Б).

По химическому (табл. 3), равно как и по минеральному составам, кислые вулканиты относятся к типичным риодацитам и риолитам. Для них характерны невысокие содержания щелочей при примерно равных количествах КазО И К2О и низкие содержа - 0,27 -0,73 мас.% при умеренных - А1гОз (около 12 мае. %). На петрохимических диаграммах они попадают в поле пород нормального ряда и являются аналогами известково-щелочных гранитов. В соответствии с АРМ-диаграммой (см. рис. 9) точки составов кислых эффузивов, как и базальтов туринской серии (Альмухамедов и др., 1996; МасёопаМ, Ка1^ига, 1964) хорошо согласуются с субщелочным трендом дифференциации базальтовых магм. Именно с этим трендом, как уже отмечалось ранее, корреспондируют средние составы свит рифтогенного этапа пермотриасового магматизма Сибирской платформы. Содержания редких и редкоземельных элементов также близки таковым для группы риолитов и риодацитов известко-во-щелочной серии (см. табл. 3). Это выражается в повышенных количествах большинства некогерентных элементов, особенно рубидия (до 190 мкг/г) и легких редких земель. В то же время в кислых вулканитах Западной Сибири наблюдаются относительно низкие содержания стронция и слабо выраженный европиевый минимум. Сравнительный анализ распределения редких и редкоземельных элементов, нормированных по примитивной мантии и базальтам типа М-МОЯВ (рис. ЮГ, 11) показывает следующее. Во-первых, наблюдается симбатное распределение редкоземельных элементов в риодацитах, риолитах и одновозра-

Таблица 3. Средние составы вулканитов Западной Сибири в сравнении с аналогичными породами континентальных рифтов

Базальты Фоноли- Фонолиты Восточно- Шошо- Шошониты За- Риодаци-

ты Африканского рифта (Кузьмин, 1985) ниты байкалья (Таусон и др., 1984) ты и рио-литы

N 51 4 - 6 - 17

8Ю2 48,56 52,84 53,89 54,63 54,74 71,82

ТЮ2 1,092 0,585 0,79 1,044 1,10 0,476

А12Оз 16,27 20,34 19,84 14,95 15,29 12,83

БеЛ, 2,88 1,67 БеО* 6,15 2,73 1,43 1,32

БеО 7,27 3,91 - 3,95 4,52 2,83

МпО 0,151 0,152 - 0,116 0,11 0,064

MgO 6,24 0,99 0,73 6,07 4,85 0,47

СаО 8,00 4,01 3,82 5,71 6,22 1,77

N3.0 3,016 3,44 4,65 5,118 4,08 2,025

КО 1,00 6,68 8,39 2,296 3,94 3,338

Р,О, 0,31 0,096 - 0,402 0,56 0,086

Ппп 5,30 5,22 - 3,17 2,80 3,08

Сумма 100,089 99,933 - 100,186 99,64 100,109

СО2 2,334 1,793 - 0,812 - 1,36

Li 10,5 140 - 14,8 29 37

Ве 2,00 5,23 1,98 2,0 2,61

В 9,40 15,50 - 6,78 34 18,99

Б 635 1320 - 560 855 535

8е 39 2,6 - 17 ~ 12

V 290 28 27 238 155 24

Сг 135 19 28 340 232 20

Со 38 7 16 20 29 5

Ni 120 6,6 17 130 76 11

Си 43 10 15 32 38 15

/п 125 175 - 100 121 115

ИЬ 21 160 130 35 60 130

8г 580 1185 1190 1062 960 140

У 34 60 27 14 16,2 55

/г 120 240 258 170 323 355

№ 9,4 52,5 84 6,8 12,1 20

А; 0,069 0,067 ~ 0,094 -- 0,101

8п 3,08 5,15 4,0 2,68 зз 8,34

Ва 535 1915 1300 2150 1345 840

Ьа 23,69 66,95 52 68,80 90,5 55,90

Се 44,06 113,48 108 107,00 142 110,06

Рг 5,78 12,13 - 9,82 17 12,38

Nd 23,82 49,45 47 37,80 38,2 56,38

5,49 8,49 ~ 6,56 8,0 11,46

Еи 1,73 2,36 2,4 1,61 1,8 1,65

Gd 5,99 8,50 - 5,48 6,8 10,88

ТЬ 0,75 1,38 - 0,78 - 1,68

Бу 6,26 8,56 - 3,06 4,4 9,52

Но 1,10 1,87 - 0,58 0,86 1,91

ЕГ 3,58 5,63 1,36 2,2 5,37

Тт 0,44 0,92 - 0,21 - 0,86

УЬ 4,15 5,39 2,8 1,20 2,1 5,25

Ьи 0,65 0,71 - 0,17 0,15 0,75

НГ 2,90 4,08 3,7 2,88 7,2 7,57

РЬ 7,15 26,00 - 16,40 15 22,59

ТИ 1,72 15,66 3,62 - 13,56

и 1,35 22,14 3,86 - 8,13

878г/868г,ш 0,70415 0,70541 0,70432 - 0,70893

Се N(1 Ей ТЬ Но Тт Ш С* Ей ТЬ НоТт 1л

Рис. 10. График нормированного по примитивной мантии (Рябчиков, 1997) распределения РЗЭ в вулканитах Западной Сибири. А - базальты, Б - шошониты, В -фонолиты, Г - кислые породы

Рис. 11. Спайдерграмма распределения некоторых редких элементов в вулканитах Западно-Сибирской плиты (средние составы), нормированных по N-MORB (Аль-мухамедов и др., 1990). 1 - базальты, 2 - фонолиты, 3 - шошониты, 4 - риодациты и риолиты.

стных субщелочных базальтах Западной Сибири. Большинство элементов в кислых эффузи-вах показывают значительно более высокий уровень содержаний по сравнению с таковыми в базальтах, за исключением Sr, Eu и TL Во-вторых, сходную с изученными риолитами специфику распределения редких элементов имеют кислые члены бимодальных серий типичных внутриконтинентальных рифтов. Однако, поскольку риолиты Западной Сибири, равно как и базальты, являются в целом менее щелочными, контрастность распределения элементов в них менее выражена. Особенно это касается бария, содержание которого не показывает минимума в кислых эффузивах, что хорошо согласуется с максимумом его концентрации в базальтах.

До последнего времени возраст вулканитов доюрского основания Западной Сибири определен либо геологическими, либо палинологическими методами (Казаков и др., 2000). Было известно три определения абсолютного возраста для базальтов Западной Сибири. Это данные, приведенные в работе (Нестеров и др., 1996). Определение проводилось калий-аргоновым методом для образцов из скважины СГ-6 с глубин 6647-7014 м. Возраст оказался равным 47±6 и 38+28 млн. лет. В связи с тем, что, вулканогенные породы, вскрытые этой скважиной, претерпели значительные вторичные изменения (Угрюмов, 1995), эти цифры не отвечают времени образования эффузивов, а соответствуют времени последнего метасома-тического изменения пород. Для базальтов в сравнении с аналогичными Тагринская-114 скважины были получены данные абсолютного возраста аргон-аргоновым методом, составившие 250,8+2,6 млн. лет (Fitton, Mitchell, 1996). Нами проведено определение абсолютного возраста базальтов аргон-аргоновым методом в образцах из скважин Пермяковская-66 и Хохряковская-58, пробуренных в Пермяковско-Хохряковском нефтегазоносном поле. В отличие от скважины Тагринская-114, пройденной в области Колтогоро-Уренгойского грабен-рифта, выше указанные скважины пробурены в межрифтовом поднятии. Результаты приведены в таблице 4. Все полученные для базальтов цифры показывают, что возрасты колеблются, с учетом ошибок определений, около величины 250 млн. лет (табл.4). Самый молодой возраст получен для образца 97-97 из Хохряковской скважины и составляет 249,1 +0,82 млн. лет. Самые древние возрасты определены в образцах 95-40 и 97-17 (Тагринская и Пермяков-

Таблица 4. Абсолютные возраста базальтов Западной Сибири.

№ обр. Скважи- Глубина Минерал Круп- 3'Ar% Кол- Возраст по Среднее

на отбора ность, во весовому квадра-

пробы мкм ступеней нагрева плато тичное отклонение

97-8 Пермя- ковская- 66 2865,3 плагиоклаз 250-500 90 31-34 249,3+0,8 1,19

97-17 Пермя-ковская-66 2923,6 плагиоклаз 125-250 90 21-25 250,8+1,0 1,25

97-45 Пермя- ковская- 66 2985,5 плагиоклаз 250-500 90 15-21 249,7+0,8 1,13

97-97 Хохря- ковская-58 2797,1 плагиоклаз 250-500 97 23-26 249,1 +0,8 1,37

95-40 Тагрин-ская-114 3809,5 плагиоклаз 250-500 95 24-26 250,8+2,6 2,82

екая скважины, соответственно. Они составляют 250,8±1,0 млн. лет. Таким образом, можно сделать заключение, что все формирующие лавовую толщу базальтовые расплавы изливались в короткий промежуток времени, не более 1 млн. лет. Кроме того, установлено также, что не наблюдается значимых различий в возрастах вулканитов из рифтовых впадин (Таг-ринская скважина) и межрифтовых поднятий (Пермяковская и Хохряковская скважины). Все это позволяет сделать заключение о том, что базальты Западно-Сибирской плиты синхронны с вулканитами трапповой формации Сибирской платформы.

Из приведенных выше данных следует, что базальты Западно-Сибирской плиты, составляющие большую часть вулканитов, практически идентичны базальтам рифтогенного (начального) этапа магматической активности Сибирской платформы. Относительно других типов вулканитов можно сказать следующее. Прямых аналогов высококалиевых вулканитов, вскрытых скважиной Бахиловская - 123, автору не известно. По некоторым своим геохимическим особенностям они близки трахибазальтам горы Афанасия Никитина (Альмухамедов и др., 1993), щелочным базальтам банки Горриндж (Матвеенков, Альмухамедов, 1996), и особенно фонолитам Восточно-Африканского рифта (Кузьмин, 1985), то есть типичным продуктам внутриплитового магматизма. Вулканиты подобных серий встречаются в структурах растяжения, преимущественно в их периферических частях (Таусон и др., 1984). Сона-хождение высококалиевых вулканитов и субщелочных базальтов в колонке скважины Бахиловская - 123, как это типично, например, для Афарской депрессии (Wilson, 1989), свидетельствует о том, что она также вскрыла разрез в бортовой части одной из палеорифтовых структур.

По характеру распределения редких земель с учетом некоторой обогащенности элементами группы железа и близкими к неистощенной мантии (OIBM) величины инициальных отношений Sr/ Sr шошониты могут являться дифференциатами базальтовой магмы повышенной щелочности. Они не отвечают типичным представителям классических провинций покровных базальтов, а хорошо соответствуют петрохимическим парагенезисам рифтоген-ных структур континентов.

Рассматриваемая базит-риолитовая ассоциация Западной Сибири несет в себе черты генетического сходства с базальтами. Мы считаем, что кислые вулканиты являются продуктами контаминации корового материала базальтовыми расплавами. Это подтверждается изотопными характеристиками риодацитов и риолитов. и хорошо согласуется с геофизическими данными о наличии выступа разуплотненной мантии под системой рифтогенных структур Западной Сибири и существовании переходного слоя между мантией и консолидированной корой (Нефтегазоносные..., вып. 2, 1994). Таким образом, риолиты и риодациты донорского фундамента Западной Сибири, входящие в состав туринской серии нижнего триаса, имеют, вероятнее всего, как и одновозрастные субщелочные базальты, рифтогенную природу. Это выражается в пониженной щелочности как риолитов, так и базальтов и синхронно высоких содержаниях Ва и Rb, что можно объяснить влиянием базальтовой магмы, которая передает свои акцессорные элементы кислому расплаву (Snyder, Tait, 1998).

При достаточно резком различии минерального и химического составов пород выделяемых серий, они имеют некоторые черты геохимического сходства. Во-первых, как базальты, так и кислые вулканиты характеризуются в целом несколько пониженной щелочностью, по сравнению с представителями типичных бимодальных ассоциаций внутриконти-нентальных рифтов и, соответственно, имеют относительно более низкие содержания некогерентных элементов. Исключение составляет только барий, высокие содержания которого наблюдаются во всех типах пород, что является, по всей видимости, региональной особенностью. Наиболее четко геохимическое родство изученной ассоциации вулканитов проявляется в характере распределения редких земель (см. рис. 10). Все кривые, как было указано выше, симбатны независимо от абсолютных содержаний РЗЭ.

Приведенные данные по отношениям (см. табл. 3) показывают, что источники

родоначальных магм для выделяемых серий, вероятно, были различными. Для базальтов и

умереннокалиевых шошонитов - это неистощенная мантия, для фонолитов- несколько обогащенная мантия, для кислых вулканитов - коровый субстрат.

В отличие от Тунгусской синеклизы вулканизм Западно-Сибирской плиты представлен более широким спектром пород. Таким образом, все приведенные данные свидетельствуют о том, что пермотриасовые вулканиты Западной Сибири являются производными риф-тогенного магматизма. Полученный вывод хорошо согласуется с наличием в доюрском основании Западно-Сибирской плиты грандиозной системы рифтовых структур, которые завершили свое развитие в триасе (Конторович и др., 1994). Это подчеркивается переслаиванием осадочных пород и вулканитов различного состава, что отмечается для многих континентальных рифтов (Альмухамедов и др., 1985), а также для областей распространения базальтов рифтогенного этапа Сибирской платформы (Альмухамедов и др., 1999; Медведев и др., 1999).

Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕОХИМИИ И ГЕОДИНАМИКИ ВУЛКАНИТОВ ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

В предыдущих главах работы было показано, что вулканизм на территории Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты был одновозрастным. Применительно к Сибирской платформе магмообразование связывалось с долгоживущей горячей точкой Ян-Майен, расположенной в Северной Атлантике (Масёо^а1, 1988), хотя временного трассера, как это наблюдается для другой крупной базальтовой провинции - Деканской, здесь не выявлено Относительно Западной Сибири этот вопрос особенно не рассматривался. Когда появилась информация о строении доюрского фундамента Западной Сибири, в частности о широком распространении здесь базальтов (Журавлев, 1986 и др.), был выдвинут ряд гипотез о генетическом родстве магматизма обоих регионов. В связи с развитием гипотезы плитовой тектоники было выдвинуто предположение о развитии деструктивной границы между Восточной и Западной Сибирью, где существовал Палеообский океан (Аплонов, 1987). В дальнейшем это предположение было развито Зоненшайном с соавторами. (1990) и вроде бы нашло свое подтверждение в работе А. А. Кременецкого и В. С. Гладких (1997), которые, как они предполагают, обнаружили породы типа М-МОЯВ в разрезе скважины СГ-6. По нашему мнению, наиболее приемлемой является гипотеза суперплюма, ответственного за рифтогенез и магматизм в обеих провинциях.

В настоящей главе сделана попытка рассмотреть и сравнить геохимические и геодинамические особенности данных объектов с точки зрения существования суперплюма под Северо-Азиатским кратоном.

Как показано выше, магматизм Западной и Восточной Сибири имеет много общих черт. В обоих регионах преобладают базальтоиды. Кроме того, большая часть базальтов Западной Сибири и вулканиты начального этапа магматической активности Сибирской платформы имеют практически идентичные геохимические характеристики (см. табл. 2 и 3). Наиболее четко это подтверждается распределением ряда редких и редкоземельных элементов, что показано на рисунке 12. Одинаковый характер распределения наиболее подвижных элементов в породах дифференцированных серий рифтогенного этапа Сибирской платформы и базальтах Западной Сибири свидетельствует об их генетическом родстве.

В Западной Сибири выявлена ассоциация пород, включая кислые вулканиты, которая может быть целиком отнесена к продуктам магматизма внутриконтинентальных рифтов. Для Восточной Сибири положение сложнее. Вулканиты, которые соответствуют рифтогенному (инициальному) этапу магматизма, развиты локально на северо-западной и северной окраинах Тунгусской синеклизы, то есть вблизи погребенных рифтогенных структур. Низкокалиевые базальты, относимые нами к покровному (конечному) этапу, занимают значительную часть синеклизы и по своим геохимическими характеристикам не могут быть отнесены к рифтогенному магматизму. В то же время они являются типичными для древних платформ (АРшикИашеёоу, 2о1о1икЫп, 1988). Следует отметить, что аналогичная картина наблюдается

и для другой крупной трапповой провинции - плато Декан (Альмухамедов, Золотухин, 1991; Альмухамедов и др., 1991; Альмухамедов, Медведев, 1998). Пожалуй, это главное различие магматизма рассматриваемых регионов. Некоторыми авторами (Кременецкий, Гладких, 1997) высказано предположение о находке низкокалиевых базальтов, соответствующих N МОЯБ в материале керна скважины СГ-6. Наши исследования не подтверждают этот факт. Пород, соответствующих МОЯБ, на территории Западно-Сибирской плиты пока нами не выявлено. Это приводит к заключению о том, что существование Палеообского океана, по крайней мере, в центральной и южной частях региона, весьма проблематично.

Вся совокупность данных о вещественном составе вулканитов Западной и Восточной Сибири, приведенная выше, свидетельствует о мантийном характере преобладающих типов пород. Хотя исходные для них расплавы могут нести некоторые черты коровой контаминации ^оёеп й а1., 1993), мы считаем, что влияние этих процессов было незначительным.

Подчеркнем еще раз, что в обоих регионах магматизм был внутриплитовым, то есть вне границ литосферных плит.

' II'"

Ва Rb ' Sr Zr Nd Eu К La Се Nb Sm

! I I I i I ! i Y Ho Yb Ti Gd Dy Er Lu

Рис. 12. Спайдерграмма распределения некоторых редких элементов в вулканитах Западно-Сибирской плиты и Тунгусской синеклизы (средние составы), нормированных по примитивной мантии (Рябчиков, 1997). 1 - базальты конечного (внериф-тового) этапа, 2 - базальты инициального (рифтогенного) этапа, 3 - базальты Западной Сибири.

Площадной, интенсивный и кратковременный трапповый магматизм не находит четкого объяснения с точки зрения тектоники литосферных плит. Ряд исследователей (Левашов, 1975; Милановский, 1983, и др.) связывают начальные этапы платформенного магматизма с процессами рифтогенеза, которые затем сменяются площадной активизацией, однако само понятие активизации достаточно неопределенно. Другие (Зоненшайн, Кузьмин, 1983), развивая представление о горячих точках (Wilson, 1973), предполагают длительное существование горячих полей, к которым и приурочены обширные трапповые провинции. В настоящее

время внутриплитовый магматизм достаточно хорошо согласуется с парадигмой глубинной геодинамики и, в частности, с идеями плюмовой тектоники. В первую очередь это относится к районам с максимальными по интенсивности излияниями базальтовых магм в пределах кратонизированных участков континентальной коры (Добрецов, 1997; Reichow et al., 2002, и ДР-)-

Тем не менее, существуют сложности в решении этой проблемы. В первую очередь это связано с тем, что кратоны характеризуются наиболее жесткой и консолидированной корой, которая не является благоприятной для формирования в ней магмопроводящих зон. Если в рифтогенных структурах континентов мощность коры и литосферы составляет менее 100 км, возможно до 50 (Нефтегазоносные бассейны...вып. 5, 1994; Сурков и др., 2004) и можно предполагать транзитное излияние формирующихся в головной части плюма расплавов (Альмухамедов и др. 1999), то в случае мощной литосферы под Сибирской платформой -не менее 200 км (Zorin, 1989) невозможно появление расплава при подходе головной части плюма к подножью литосферы. Следовательно, требуется достижение продвигающимся плюмом глубин порядка 100-200 км (McKenzie, O'Nions, 1995), что соответственно предполагает взаимодействие плюма с подножьем литосферы. Механизм такого продвижения до сих пор не ясен, однако в любом случае этот подъем приводит к формированию глубинных магматических очагов, в которых происходит дифференциация родоначальных расплавов (Zolotukhin et al., 1998), при этом в верхних частях магматической камеры накапливаются низкокалиевые толеитовые базальты.

Таким образом, пермотриасовая магматическая активность может быть рассмотрена с точки зрения глубинной геодинамики (Добрецов, Кирдяшкин, 1994). Достаточно общепринятым является представление о плюме, как производном нижней мантии (Хаин, 2002 и др.). Выделяются три области развития плюмов. Первая - дивергентные границы плит, спредин-говые зоны срединно-океанических хребтов, например - Ян-Майен (Северная Атлантика), Исландия, Азорские о-ва и т. д. Вторая область занимает внутриплитное положение и приурочена, как правило, к континентальным рифтам (Sheth, 1999). Наиболее яркие проявления - Афар, Декан, Сибирь. Наконец, третья область находится в основном в пределах океанских плит и связана с крупными разломами - Центральная Атлантика, Южная Атлантика. Большинство этих проявлений плюмов имеют линейную форму. Однако существуют и крупные группы вулканических построек, не имеющих закономерной ориентировки. Эти образования были названы "горячими пятнами" (Зоненшайн, Кузьмин, 1993). В дальнейшем они получили названия суперплюмов (Добрецов, 1997).

По существующим представлениям (Добрецов, 2003), влияние суперплюма в пермот-риасе отмечается на громадной территории - от Приморья и Северного Китая до Карского и Баренцова морей. Этим влиянием вызван магматизм не только Западной и Восточной Сибири, но также Забайкалья и Алтая (Кузнецкий бассейн). Вероятнее всего отдельные ареалы магматизма характеризуют верхние (дренажные) структуры суперялюма. Так, на границе перми и триаса под Северо-Азиатским кратоном существовала цепочка плюмов - южный (Сибирский) и северный (Норильский), с которыми и связывается формирование трапповой формации Тунгусской синеклизы (Ярмолюк и др., 2000; Кузьмин и др., 2003). Кроме этого предполагается существование еще одного (Исландского) плюма, ответственного за образование Баренцевоморского бассейна (Lawver, 1993). _

Считается, что сам плюм как мантийный поставщик тепла и вещества не несет магматических расплавов. Переход плюма, перегретого на 200-300° относительно мантии, в жидкое состояние начинается при достижении его головной частью глубин 100-110 км за счет адиабатического расширения (McKenzie, O'Nions, 1995). При этом большое значение приобретают мощность и реологические свойства литосферы. По нашему мнению, именно с этим связано и различие магматизма Восточной и Западной Сибири.

На Сибирской платформе, особенно для блоков с архейской корой, толщина литосферы составляет около 200 км (Zorin, 1989). Следовательно, литосфера здесь более холодная. Под Западной Сибирью, особенно под ее центральной частью, мощность литосферы со-

ставляет менее 100 км, возможно до 50 (Сурков и др., 1997), и повышенный тепловой поток над палеорифтовыми структурами сохраняется до настоящего времени. Следовательно, можно предположить, что взаимодействие плюма с литосферой Западной Сибири нашло отражение в рифтогенезе. В этом случае расплавы различного состава могли формироваться в верхней части "головки" плюма и внедрение их происходило без промежуточных камер -транзитно. Вулканиты, производные такого типа магм, проявлены и в пределах Тунгусской синеклизы, однако они приурочены к ее периферийным частям вблизи палеорифтовых структур.

В случае Восточной Сибири с ее мощной корой воздействие плюма, по всей вероятности, на большей части Тунгусской синеклизы не могло привести к рифтообразованию. Подплавление литосферной мантии на глубинах порядка 200 км приводило к образованию промежуточных камер, где и происходила дифференциация до низкокалиевых толеитовых расплавов. Для того чтобы произошло массовое излияние этих (низкокалиевых) базальтов был нужен какой-либо спусковой механизм. Для центральной части Тунгусской синеклизы, как и для всей платформы в целом, вероятнее всего, было резкое изменение угловых скоростей ее движения на рубеже около 250 млн. лет почти на 90° (Храмов, 1991). Это привело к массовому расколу хрупкой докембрийской коры и масштабному излиянию отдифференцировавших толеитовых магм, что подтверждается наличием обширных дайковых поясов (Олейников, 1979) и многочисленных локальных вулканических центров (Дараган-Сущев, 1984). С этой точки зрения находит объяснение более раннее излияние субщелочных базальтов по сравнению с толеитовыми. Как было указано выше, наблюдаемая иногда незакономерная перемежаемость субщелочных и толеитовых базальтов на окраинах Сибирской платформы указывает на возможность близко-одновременного излияния как транзитных родона-чальных магм, так и продуктов дифференциации. Кратковременность магматической активности, одновременная в обоих регионах, свидетельствует о подходе плюма к основанию литосферы в виде "капли", которая была "оторвана" от питающего источника.

Нами получены первые доказательства влияния воздействия ("дыхания") плюма на составы изливающихся магм. К сожалению, для Тунгусской синеклизы этот фактор менее выражен, что связано с незначительным спектром составов вулканитов. Зато для Западной Сибири, где наблюдается широкое разнообразие составов эф^зивных пород, это устанавливается достаточно четко. Впервые полученные данные по "ЭгГЗг отношениям (Медведев и др., 2003а) показывают, что источники магм для выделяемых серий вулканитов, по всей вероятности, были различными. Для базальтов и шошонитов это неистощенная мантия 0,70253-0,70493 и 0,70422-0,70455, соответственно), для фонолитов - несколько обогащенная мантия 0,70471-0,70639) и для кислых эффузивов - коровый суб-

страт - - 0,70751-0,70982). С другой стороны, выявляющаяся близость некоторых

геохимических характеристик пород различного состава, в частности сходный характер распределения редкоземельных и большинства некогерентных элементов (см. рис. 10, 11), разрешает предположить возможность модификации субстратов, в том числе и корового, каким-то единым фактором. Для данного региона это могут быть летучие компоненты эволюционирующего плюма.

Заключение

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы Сибирской платформы и ЗападноСибирской плиты образуют крупнейшую в мире вулканическую формацию. Нами созданы базы данных по составу вулканитов Тунгусской синеклизы и погребенных вулканитов Западной Сибири. Показано, что породы этой формации относятся к продуктам внутриплито-вого магматизма и являются одновозрастными. Массовое проявление магматизма происходило на границе перми и триаса (250 - 248 млн лет), как на Сибирской платформе, так и на Западно-Сибирской плите и было кратковременным (не более 2 млн. лет).

На Сибирской платформе выделены два этапа магматизма - рифтогенный (инициальный), к которому относятся породы первого, второго и третьего циклов (шесть свит); и вне-рифтовый (собственно покровный), породы которого занимают верхние части стратиграфического разреза и относятся к четвертому и пятому циклам. Вулканиты представлены базаль-тоидами различного состава - от пикритобазальтов до щелочных базальтов. Излияние пород как рифтогенного, так и покровного этапов сближено во времени. Впервые изученные погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты, которые представлены широким спектром пород от базальтов через шошониты до риолитов. Ббльшая часть вулканитов относится к высококалиевым толеитовым и субщелочным базальтам. По своим петрохимическим и геохимическим характеристикам все изученные вулканиты Западно-Сибирской плиты относятся к продуктам рифтогенного этапа. Пород собственно покровного этапа, как это наблюдается на Сибирской платформе, на территории Западной Сибири пока не выявлено.

Проявление пермотриасового магматизма Северо-Азиатского кратона может быть интерпретировано в рамках плюмовой тектоники. Наблюдаемые различия в наборе и составе пород обоих регионов могут быть объяснены различиями в мощности и реологических свойствах литосферы. Под Западно-Сибирской плитой плавление вещества головной части плюма начинается при подходе к основанию маломощной литосферы, что приводит к риф-тообразованию и транзитному излиянию магм. Более холодная и мощная литосфера под Сибирской платформой не позволяет этого. Здесь расплавы задерживаются в промежуточных камерах, где происходит их дифференциация до низкокалиевых толеитов. Толчком к излиянию на дневную поверхность может служить массовое трещинообразование в хрупкой до-кембрийской коре при резком изменении угловых скоростей движения Евроазиатской плиты на рубеже перми и триаса. Кратковременность и одноактность магматической активности в обоих регионах свидетельствует, что плюм был оторван от своего питающего источника и существовал, очевидно, в виде изолированной капли.

Влияние воздействия плюма на составы изливающихся магм прослежено для Западной Сибири. Оно выражается в близости некоторых геохимических характеристик пород различного состава, в частности сходный характер распределения редкоземельных и большинства некогерентных элементов (см. рис. 10, 11). Это разрешает предположить возможность модификации субстратов, в том числе и корового, каким-то единым фактором. Для данного региона это могут быть летучие компоненты эволюционирующего плюма.

По теме диссертации опубликовано более 80 печатных работ, главные из которых следующие.

1. Миронов А.Г., Альмухамедов А.И., Кренделев Ф.П., Медведев А. Я. Изучение распределения золота между фазами базальтовой системы с помощью радиоактивного изотопа 195 Аи//Доклады АН СССР.-1977.-Т. 236. - №6.-С. 1461-1463.

2. Миронов А.Г., Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Кренделев Ф.П. Геохимия золота в расплавах базальтового состава (по экспериментальным данным) // Геохимия. - 1978. - №11.- С. 1639-1652.

3. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я. Геохимия серы в процессе эволюции основных магм - М.: Наука, 1982. -148 с.

4. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я. К геохимии инициальных стадий базальтового вулканизма // Геохимия вулканитов различных геодинамических обстановок. - Новосибирск: Наука, 1986. - С.46-49.

5. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И., Парадина Л.Ф. Растворимость титана в базальтовом расплаве (по экспериментальным данным) // Доклады АН СССР. - 1987. - Т. 293. -№5.- С. 1218-1220.

6. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И. Распределение никеля между магнетитом и пирротином (по экспериментальным данным) // Доклады АН СССР. - 1987. - Т. 296. - № 2. -С. 233-237.

7. Медведев А. Я. Синтез кеннедиита в высокотитанистых базальтовых стеклах // Минералогический журнал. - 1989. - Т. 11. - № 3. - С. 67-74.

8. Медведев А. Я., Парадина Л.Ф. Новые данные о синтетическом кеннедиите // Минералогический журнал - ,1991 - Т. 13. - № 4. - С. 84-91.

9. Mitchell С., Fitton J.G., Al'mukhamedov АЛ., Medvedev A.Y*. The age and duration of flood basalts magmatism: Geochemical and paleomagnetical constraints from Siberian province // Miner. Magazine. - 1994 - V. 58A. - P. 617-618.

10. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я. Экспериментальное исследование кристаллизации толеитового базальта при высоких рО2: модель формирования кислых остаточных расплавов в процессах эволюции основных магм // Геология и геофизика. - 1995. - Т. 36. -№ 5. - С.55-63.

11. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И Геохимия серебра в покровных базальтах платформ // Доклады РАН. - 1995. - Т. 334. - № 1. - С. 101-106.

12. Medvedev A. Ya. Synthetic almalkolite and pseudobrookite // Miner. Magazine -1996.-V. 60. -P. 347-353.

13. Zolotukhin V.V., Al'mukhamedov A.I., .Medvedev A.Ya. Modeling of Primary Melt for Tholeiites of Siberian and Deccan Flood Basalts // Gondwana Geol. Mag. - 1996. - V. 2. -P. 283-291.

14. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я. Траппы Декана: пространственно-временные взаимоотношения покровных базальтов различных типов // Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород. Санкт-Петербург. — 1998. - С. 6-7

15. Альмухамедов АЛ4., Медведев А. Я., Кирда Н. П., Батурина Т. П. Триасовый вулканогенный комплекс Западной Сибири // Доклады РАН. - 1998. - Т. 362. - № 3. - С.372-377.

16. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И., Кирда Н. П. Типы вулканитов доюрского основания Западно-Сибирской плиты // Известия Вузов Сибири (серия наук о Земле). - 1999.

- Вып. 4-5. - С.77-80.

17. Альмухамедов А.И., Золотухин В.В., Олейников Б. В., Коробейников А. Ф., Медведев А. Я., Кришнамурти П., Гополан К. Золото в траппах древних платформ // Геология и геофизика. - 1994. - № 2. - С. 70-79.

18. Медведев А. Я., Рябов В.В., Альмухамедов А.И. Перемежаемость базальтов различной щелочности в разрезе лавовой толщи Западного Путорана. Сибирская платформа // Проблемы геологии и освоения минерально-сырьевых ресурсов Восточной Сибири. - Иркутск. - 1998.- С. 134-136.

19. Альмухамедов А.И., Васильев Ю. Р., Медведев А. Я. Низкокалиевые базальты. Маймеча-Котуйской провинции и их возможное геодинамическое положение // Доклады РАН. - 1999. - Т. 363. - № 4. - С. 507-510.

20. Медведев А. Я., Рябов В. В., Альмухамедов АИ. Аномальный разрез базальтовой толщи Западного Путорана, Восточная Сибирь // Доклады РАН. - 1999. - Т. 366. - № 2. - С. 221-225.

21. Al'mukhamedov A. I., Medvedev A.Ya. Rifting and Permian-Triassic magmatism of North-Asian craton as reflection of plume-litosphere interactions // Rifting in intracontinental setting: Baikal Rift System and other Continental Rifts. Abstract Books. Irkutsk-Tervuren, 1999. - P. 7-9.

22. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Кирда Н.П. Сравнительный анализ геодинамических обстановок пермотриасового магматизма Восточной и Западной Сибири // Геология и геофизика. - 1999. - Т. 40. - № 11. - С. 1567-1575.

23. Медведев А. Я., Альмухамедов АИ., Сандимирова Г. П., СмирноваЕ. В. Геохимия пермо-триасовых вулканитов Западно-Сибирской плиты // Петрография на рубеже XXI века, итоги и перспективы. - Т 1. - Сыктывкар. - 2000. - С. 133-135.

24. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Кирда Н.П. Риолиты - составляющая часть триасового вулканогенно-осадочного комплекса Западно-Сибирской плиты // Доклады РАН.

- 2000. - Т 371. - № 2. - С. 200-203.

25. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Ехлаков Ю. А., Угрюмов А. Н., Смирнова Е. В., Сандимирова Г. П., Белозерова О. Ю. Трахиандезито-базальты в составе доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты // Доклады РАН. - 2000. - Т 371. - № 5. -С.645-651.

26. Медведев А. Я., Альмухамедов А. И., Кирда Н.П. Первая находка высококалиевых базальтоидов в вулканогенно-осадочной толще доюрских комплексов Западной Сибири //Геохимия. - 2002. - № 1. - С. 100-104.

27. Медведев А. Я., Альмухамедов А. И., Кирда Н П. Иалеорифты и вулканиты Западной Сибири // Международная научная конференция "Рифты литосферы". - Екатерин-бург.-2002.- С. 249-250.

28. Reichow M. K.,_Saunders A. D., White R. V., Pringle M. S., Al'Mukhamedov A. I., Medvedev A.Ya., Kirda N. P. 40Ar/39Ar Dates from the West Siberian Basin: Siberian Flood Basalt Province Doubled // Science. - 2002. - V. 29. - P. 1846-1849.

29. Медведев А. Я., Альмухамедов А. И., Кирда Н.П. Геохимия пермотриасовых вулканитов Западной Сибири // Геология и геофизика. - 2003а. - Т. 44. - № 1-2. - С. 86-100.

30. Медведев А. Я., Альмухамедов А. И., Рейчов М. К., Сандерс А. Д., Вайт Р.В, Кирда Н. П. Абсолютный возраст базальтов доюрского основания Западно-Сибирской плиты (по 40Аг/3'Аг данным) // Геология и геофизика. - 20036. - X» 6. - Т. 44. - С. 617-620.

31. Шарапов В. Н., Васильев Ю. Р., Альмухамедов А. И., Медведев А. Я. О локальной и региональной изменчивости в составе пермотриасовых эффузивных траппов Сибирской платформы // Геология и геофизика. - 2003. - Т. 44. - № 8. - С. 741-752.

32. Золотухин В В., Симонов В А., Альмухамедов А.И., Медведев А.Я., Васильев Ю.Р. Сравнительный анализ составов континентальных и океанических платобазальтов и вопросы их генезиса // Геология и геофизика. - 2003. - Т. 44. - № 12. - С. 1339-1348.

33. Симонов В.А., Золотухин В. В., Ковязин С. В., Альмухамедов А.И.,

Медведев А.Я. Петрогенез базальтовых серий подводного плато Онтонг-Джава-Науру, Тихий океан // Петрология. 2004. - Т. 12. - № 2. - С. 191-205

34. Альмухамедов А.И., Медведев А.Я., Золотухин В.В. Вещественная эволюция пермотриасовых базальтов Сибирской платформы во времени и пространстве // Петрология. -2004.- Т. 12.- № 4. - С. 339-353.

35. Reichow М. К., Saunders A. D., White R. V., Al'Mukhamedov A. I., Medvedev A. Ya. A mantle plume origin for the Siberian Traps 2. Geochemistry and petrogenesis of basalts from the1 West Suberian Basin, Russia // Lithos. - 2004. - in press.

Отпечатано в Институте Геохимии им А П Виноградова СО РАН

Заказ №200 Тираж 120

KM 3 3 i 2

РНБ Русский фонд

2005-4 14366

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Медведев, Александр Яковлевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

ГЛАВА 2. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ВУЛКАНИТОВ ТУНГУССКОЙ

СИНЕКЛИЗЫ

ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

ГЛАВА 4. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПЕРМОТРИАСОВЫХ ВУЛКАНИТОВ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕОХИМИИ И ГЕОДИНАМИКИ

ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пермотриасовый вулканизм Северо-Азиатского кратона (Западно-Сибирская плита и Тунгусская синеклиза)"

На территории Северо-Азиатского кратона эпоха пермь - триас характеризуется наиболее масштабным магматизмом в фанерозое. Здесь широко проявлены как интрузивные, так и эффузивные породы. Среди них наблюдаются провинции с широко проявленным вулканизмом. К ним относятся Кузнецкий бассейн, траппы Эмейшань (платформа Янцзы), погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты и крупнейшая в мире трапповая формация Сибирской платформы. В связи с тем, что провести изучение на таком большом количестве объектов сложно, было выбрано два региона, которые наиболее интересны с точки зрения геохимии и геодинамики.

В данной работе рассмотрены вещественный состав (геохимические особенности) и геодинамическая позиция эффузивов Западно-Сибирской плиты и Тунгусской синеклизы.

Актуальность исследования. В связи с развитием парадигмы плюмовой тектоники в последнее время резко возрос интерес к проявлениям внутриплитового магматизма. Одним из наиболее ярких примеров такого типа является базальтоид-ный вулканизм древних платформ. Крупнейшим в мире проявлением магматизма такого типа является Сибирская платформа, занимающая в современном срезе не менее 0,75x106 кв. км. Площадь собственно эффузивных пород составляет 1,5x105 кв. км. Несмотря на длительный период изучения вулканизма, до сих пор нет ответов на многие вопросы. В частности, почему за короткий промежуток времени (около 2 млн. лет) на огромной территории (Тунгусская синеклиза) происходило излияние столь значительного количества магмы. До последнего времени геохимические особенности вулканитов были изучены либо для отдельных регионов, либо для отдельных элементов.

По имеющимся на настоящее время данным, площадь распространения погребенных вулканитов в доюрском основании Западно-Сибирской плиты соизмерима с таковой на Тунгусской синеклизе. Данные о строении доюрского основания Западно-Сибирской плиты позволили выдвинуть ряд гипотез о генетическом родстве магматизма Западной и Восточной Сибири. Однако вещественный состав этих вулканитов был изучен очень слабо. Кроме того, до последнего времени не было данных абсолютного возраста вулканитов Западной Сибири. Актуальность исследования определяется так же принципиальным значением геохимических исследований вулканитов крупнейшей в мире трапповой формации Тунгусской синеклизы для решения вопросов о наличии двух этапов магматизма на данной территории, а также изучения вещественного состава погребенных вулканитов Западно-Сибирской плиты, данные о которых являются авторскими и первыми. В связи с одновозрастно-стью магматизма обоих регионов важным вопросом является определение процессов, приведших к массовому излиянию вулканитов за короткий промежуток времени (максимум 2 млн. лет). Представляется актуальной и геохимическая типизация различных групп пород, выяснение их специфичности и места в истории развития внут-риплитового магматизма.

В соответствии с этим целью настоящей работы являлось: проведение сравнительного анализа наблюдаемых ассоциаций магмообразования Западной и Восточной Сибири выяснение причины столь масштабного магматизма на территории обоих объектов и определение геодинамических обстановок проявления вулканизма на основе детального изучения вещественного состава, в том числе, геохимических особенностей вулканитов в обоих регионах,

Основные задачи исследований:

Провести сравнительное изучение вещественного состава эффузивных пород Западно-Сибирской плиты и Тунгусской синеклизы, и показать специфику геохимии пермотриасового вулканизма этих регионов.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены материалы, собранные автором в процессе проведения исследований по плановым темам НИР Института геохимии СО РАН. В разные периоды исследования были поддержаны грантами РФФИ (94-05-64742, 96-05-64214, 99-05-64167). Банк данных по вулканитам Сибирской платформы был сформирован на основе образцов, отобранных автором в ходе полевых работ 1974,1989,1990 и 1991 годов, а также, предоставленных А. И. Альмухамедовым проб, собранных им ранее. Кроме того, были использованы образцы, любезно предоставленные сотрудниками институт геологии ОИГГМ СО РАН (Новосибирск) Ю. Р. Васильевым, В. В. Золотухиным и В. В. Рябовым. Также привлечены аналитические данные из работ М. Sharma, A. S. Basu and G. V. Nesterenko (1991); P.C. Lightfoot et al. (1991); V. Fedorenko and G. Czaman-ske (1997); J. L.Wooden and al. (1993); V. Fedorenko et al. (1996) и некоторых других. Банк данных по вулканитам Западной Сибири был сформирован по результатам анализов каменного материала, отобранного автором из керна 46 скважин разведочного и структурного бурения с помощью сотрудников Института геологии нефти и газа ОИГГМ СО РАН (Новосибирск) Н. П. Кирды и Т. П. Батуриной, а также сотрудников КНИИГИГС Ю. А. Ехлакова и А. Н. Угрюмова. Вклад соавторов в решение тех или иных проблем отражен в совместных публикациях.

Для решения поставленных задач был использован комплекс геологических, петролого-геохимических и изотопных данных. В основу петрологических и геохимических построений положены геологические наблюдения в сочетании с петрографическими и геохимическими исследованиями. Петрографически изучено более 2000 шлифов. Характеристики вещественного состава пород по Сибирской платформе основываются на результате более 1 ООО полных силикатных анализов, по Западно-Сибирской плите - более 100 анализов. Большая часть аналитических исследований выполнена в Институте геохимии СО РАН рентгенофлуоресцентным методом (аналитики Т. Н. Гуничева и A. JI. Финкельштейн). Значительная часть анализов сопровождалась определением элементов-примесей, выполненных рентгенофлуоресцентным (Zr, Nb, Y) на установке VRA-30 (аналитик 3. М. Ложкина); атомно-эмиссионным (В, Be, F, Sc, V, Cr, Со, Ni, Си, Zn, Sr, Ag, Ba, Pb) (аналитики С. С. Воробьева, Н. JI. Лонцих, Е. В. Смирнова, С. К. Ярошенко) методами, а также методом фотометрии пламени (Na, К, Li, Rb) (аналитик С. И. Шигарова). Редкоземельные элементы, Hf, U и Th определялись масс-спектрометрически с индуктивно связанной плазмой (аналитики В. И. Ложкин, Е. В. Смирнова, Г. П. Сандимирова). Определение 87Sr/86Sr отношений проводилось на установке МИ-1201Т (аналитики Л. С. Лелюхина, Г. П. Сандимирова). Все данные по изотопному составу стронция из литературных источников взаимно согласованы через рекомендованные величины изотопных стандартов NBS 987 и ВНИИМ-1 (Чернышев и др., 2000) и пересчитаны на возраст 248 млн. лет. Абсолютный возраст был определен 40Аг/39Аг методом ступенчатого нагрева плагиоклазов в Шотландском исследовательском центре Шотландского технологического парка (Восточный Килбридж) (аналитик М. Прингл).

Новизна и практическое значение работы.

1.Сформирован самый полный к настоящему времени банк данных из 1082 анализов на 56 элементов по вещественному составу вулканитов Тунгусской синеклизы, где все образцы имеют стратиграфическую "привязку".

2. Показано, что на Тунгусской синеклизе выделяются два сближенных по времени этапа магматизма — инициального (рифтогенного) и завершающего (собственно покровного, внерифтового).

В результате проведенных исследований изучены погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты, которые ранее не были исследованы. С участием автора составлена сводная стратиграфическая колонка для вулканических пород Тунгусской синеклизы, что позволяет проводить сравнение геохимических особенностей пород разных регионов. Впервые определены абсолютные возрасты вулканитов Западной Сибири, что блестяще подтвердило выводы, сделанные ранее на основе геохимических исследований. Выводы, касающиеся роли геодинамического развития внутриплитового магматизма, являются важными для вопросов палеогеодинамиче-ских реконструкций регионов. Результаты исследований, приведенные в работе, могут быть использованы при разработке схем корреляции эффузивных пород СевероАзиатского кратона. Данные материалы могут быть включены в курсы высших научных заведений по геологическим специальностям.

Защищаемые положения.

1. Массовое проявление магматизма Северо-Азиатского кратона происходило на границе перми и триаса (250 - 248 млн. лет), как на Сибирской платформе, так и на Западно-Сибирской плите было кратковременным (не более 2 млн. лет).

2. На основе изучения геохимических характеристик базальтоидов Сибирской платформы выделено два сближенных во времени этапа магматизма - инициальный (рифтогенный), к которому относятся породы первого, второго и третьего циклов (шесть свит) и конечный (внерифтовый), относимый нами к собственно покровному, породы которого занимают верхние части стратиграфического разреза и относятся к четвертому и пятому циклам. В случае рифтогенного этапа происходило транзитное излияние расплавов на дневную поверхность, что обусловило широкий набор вулканитов - от пикритобазальтов до щелочных базальтов. При покровном этапе под мощной корой происходила дифференциация в промежуточных камерах. Этим объясняется превалирующая роль низкокалиевых базальтов на большей части Тунгусской синеклизы.

3. Погребенные вулканиты Западно-Сибирской плиты представлены широким спектром пород - от базальтов через шошониты до риолитов. Большая часть основных вулканитов относится к толеитовым с повышенной калиевостью и субщелочным базальтам. По своим петрохимическим и геохимическим характеристикам все изученные вулканиты Западно-Сибирской плиты относятся к продуктам рифтоген-ного этапа. Пород внерифтового (собственно покровного) этапа, как это наблюдается на Сибирской платформе, на территории Западной Сибири не выявлено.

4. На основе изучения созданной базы данных по вещественному составу пермотриасовых вулканитов Тунгусской синеклизы и Западно-Сибирской плиты сделан вывод о том, что по своим геохимическим характеристикам породы относятся к продуктам внутриплитового магматизма.

5. Пермотриасовый магматизм Сибирского кратона вызван активностью су-перплюма. Для погребенных вулканитов Западно-Сибирской плиты показано влияние "дыхания" плюма на модификацию субстратов, как мантийного, так и корового.

Апробация работы.

Основные результаты работы представлялись и докладывались на всероссийских, международных и региональных конференциях: конференция РФФИ в Сибирском регионе (земная кора и мантия) (Иркутск, 1995); 1 Всероссийское петрографическое совещание (Уфа, 1995); Всероссийское совещание "Закономерности эволюции Земной коры"(Санкт.-Петербург, 1996); Научная конференция РФФИ "Геодинамика и эволюция Земли" (Новосибирск, 1996); 6 Восточно-Сибирское региональное совещание (Иркутск,1997); Всероссийское совещание "Науки о Земле на пороге XXI века. Новые идеи, подходы, решения" (Москва, 1997); II Всероссийское метал-логеническое совещание (Иркутск, 1998); Международная конференция "Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород" (Санкт-Петербург, 1998); Юбилейная конференция "Проблемы геологии и освоения минерально-сырьевых ресурсов Восточной Сибири" (Иркутск, 1998); XV симпозиум по геохимии изотопов (Москва, 1998);. Third Annual Meeting "Rifting in intracontinental setting: Baikal Rift System and other Continental Rifts"(Irkutsk, 1999); Второе Всероссийское петрографическое совещание (Сыктывкар, 2000); Научная школа "Щелочной магматизм Земли", (Москва, 2001); AGU Fall Meeting (San Francisco, 2001); Международная научная конференция "Рифты литосферы" (Екатеринбург, 2002); Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков". Всероссийская научная конференция, посвященная 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований (Иркутск, 2002).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом 306 стр., 29 таблиц, 44 рисунков и списка цитируемой литературы из 174 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Медведев, Александр Яковлевич

В заключение сделаем некоторые выводы.

В фундаменте Западно-Сибирской плиты выделяются пять крупных разновозрастных блоков, разделенные рифтогенными структурами пермотриасового возраста.

Рифтовая система Западной Сибири представлена веерообразной сетью глубоких грабен-рифтов, между которыми располагаются приподнятые блоки фундамента.

В строении грабен-рифтов выделяются два комплекса - рифтовый и грабен-ный. Первый из них выполнен вулканическими породами преимущественно основного состава, а второй - вулканогенно-осадочными образованиями.

Объектами для наших исследований послужили вулканогенные породы пермотриасового возраста.

Данные о вещественном составе вулканитов Западно-Сибирской плиты представлены в следующей главе.

Глава 4. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПЕРМОТРИАСОВЫХ ВУЛКАНИТОВ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

В отличие от довольно хорошо изученных как в петрографическом, так и в петрохимическом отношении базальтоидов Тунгусской синеклизы, сведения о петрографии и химизме вулканитов Западно-Сибирской плиты достаточно скудны (см. гл.З). Поэтому в данной главе приводятся наиболее полные к настоящему времени данные по вещественному составу исследованных пород, которые являются авторскими.

Информация о погребенных вулканитах Западной Сибири получена по данным опробования 46 скважин структурного и разведочного бурения. Из них, по геологическим данным, 7 скважин вскрыли вулканические породы карбонового и девонского возраста. В 39 скважинах отобраны образцы пермотриасовых вулканитов. Нами рассматриваются вулканиты только пермотриасового возраста. Расположение скважин показано на рис. 4.1. Из рисунка можно видеть, что скважины расположены как в рифтовых долинах (грабен-рифтах), так и на межрифтовых поднятиях. Вулка-ногенно-осадочная толща доюрского основания встречена на глубинах от 2000 до 6500 метров. Мощность осадочного чехла увеличивается к северу. Нами получены образцы керна с глубин от 2000 до более чем 7000 метров. Предварительно следует отметить, что в абсолютном большинстве скважин вулканогенно-осадочная толща не пробурена на всю мощность. Кроме того, необходимо отметить, что в большинстве случаев отбор керна проводился секционно, поэтому фактографический материал довольно скуден. Наиболее полные разрезы пермотриасовых вулканитов вскрыты в Тюменской сверхглубокой СГ-6 и Пермяковской-66 скважинах. Однако породы из скважины СГ-6 очень сильно изменены (Новый этап., 1994) и оказались практически непригодными для дальнейшего изучения. Так из 40 образцов скважины СГ-6,

60" 72° 84°

ПН8

Рис. 4,1. Схема триасовых рифтовых систем Западно-Сибирской плиты (Нефтегазоносные., вып. 2, 1994) и местоположение скважин, вскрывших вулканиты (Медведев и др., 2003а), 1- осадочный и вулканогенный чехол фанерозоя; 2 - складчатые пояса и выступы до кембрийского фундамента; 3 - проекция па дневную поверхность выявленных и прогнозируемых грабен-рифтовых структур доюрского основания Западно-Сибирской плиты; 4 - основные тектонические нарушения; 5-7 - скважины, вскрывшие вулканогенные комплексы триаса: 5 - базальты и андезибазальты, 6 -шошониты, 7 - фонолиты, 8 - кислые эффузивы (риодациты и риолиты)

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Медведев, Александр Яковлевич, Иркутск

1. Рейкьянес - М.: Наука, 1990, - 240 с.

2. Альмухамедов А.И., Васильев Ю. Р., Медведев А. Я. Низкокалиевые базальты

3. Маймеча-Котуйской провинции и их возможное геодинамическое положение //

4. Докл. РАН. -1999, - Т. 363. - № 4. - 507-510.

5. Альмухамедов А. И., Золотухин В. В. Геохимическая стратиграфия базальтовсеверо-запада Сибирской платформы //Докл. АН СССР. -1989, - Т. 306. - № 4. 1. 963-967.

6. Альмухамедов А. И., Золотухин В. В. Кайнозойские траппы Декана. 1.Основныечерты петрологии // Геология и геофизика. - 1991, - № 5. - 19-27.

7. Альмухамедов А. И., Золотухин В. В., Альмухамедов Е. А. Кайнозойские траппы Декана. 2. Геохимическая характеристика// Геология и геофизика. - 1991, №10.- 58-67.

8. Альмухамедов А. И., Золотухин В. В., Олейников Б. В., Коробейников А. Ф.,

9. Медведев А. Я., Кришнамурти П., Гополан К. Золото в траппах древних платформ //

10. Геология и геофизика. - 1994, - № 2. - 70-79.

11. Альмухамедов А. И., Кашинцев Г. Л., Матвеенков В. В. и др.. Геохимия вулканитов поднятия Афанасия Никитина, Индийский океан // Геология и геофизика. — 1993, - Т. 34. - № 8. - 132-147.

12. Альмухамедов А. И., Кашинцев Г. Л., Матвеенков В. В. Эволюция базальтовогомагматизма Красноморского региона. - Новосибирск: Наука, 1985.-191 с.

13. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я. Геохимия серы в процессах эволюции основных магм. - М.: Наука, 1982. - 147 с.

14. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я. К геохимии инициальных стадий базальтового вулканизма // Геохимия вулканитов различных геохимических обстановок.

15. Новосибирск: Наука, 1986. - 49-69.

16. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я. Траппы Декана: пространственновременные взаимоотношения покровных базальтов различных типов // Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород. - Санкт-Петербург.: 1998. 1. 6-7.

17. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Ехлаков Ю. А. и др. Трахиандезитобазальты в составе доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты. // ^^окл. РАН. - 20001 - Т. 371. - № 5. - 645-651

18. Альмухамедов А.И., Медведев А. Я., Золотухин В. В. Вещественная эволюцияпермотриасовых базальтов Сибирской платформы во времени и пространстве //

19. Петрология.- 2004.- Т. № 4 . - С . 330-360.

20. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я., Кирда Н. П., Батурина Т. П. Триасовыйвулканогенный комплекс Западной Сибири //Докл. РАН. - 1998. - Т. 362. - № 3. 1. 372-377.

21. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я., Кирда Н. П. Сравнительный анализ геодинамики пермотриасового магматизма Восточной и Западной Сибири // Геология и геофизика.-1999.- Т40.- №11.-С. 1575-1587.

22. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я., Кирда Н. П. Риолиты - составляющая частьвулканогенно-осадочного комплекса Западно-Сибирской плиты // Докл. РАН. 2000^. - Т. 371. - № 2. - 200-203.

23. Альмухамедов А. И., Медведев А. Я., Митчелл К., Золотухин В. В. Покровныебазальты центра Тунгусской синеклизы: сравнительная геохимия // Геология и геофизика. - 1996. - Т. 37. - № 10. - 3-16.

24. Альмухамедов А. И., Плюснин Г. С, Альмухамедов Е. А., Золотухин В. В.^'Sr/^^Sr-изотопия пермско-триасовых базальтов Сибирской платформы // Геология и геофизика. - 1992. - № 7. - 48-60.

25. Аплонов В. Палеогеодинамика Западно-Сибирской плиты // Сов. геология.1989.- №7.-С.27-36.

26. Бебенина Т. Петрохимический состав пермотриасовых базальтов в скв. СГ-6 //

27. Научное бурение в России. - 1996. - Вып. 12. - 155-159.

28. Бочкарев В. Раннемезозойский этап развития Западно-Сибирской геосинеклизы // Основные проблемы геологии Западной Сибири. - Тюмень, 1985.- 21-34.

29. Будников В. И. Закономерности осадконакопления в карбоне и перми запада Сибирской платформы. - М.: Недра, 1976. -134 с.

30. Бутакова Е. Л., Егоров Л. Маймеча-Котуйский комплекс щелочных и ультраосновных формаций // Петрография Восточной Сибири. - Т. 1. М.: Изд-во АН 1. СССР, 1962.-с.417-590.

31. Васильев Ю. Р., Золотухин В. В. Петрология ультрабазитов севера Сибирскойплатформы и некоторые проблемы их генезиса. - Новосибирск: Наука, 1975. - 270 с.

32. Васильев Ю. Р., Золотухин В. В., Лагута О. Н. Шошониты севера Сибирскойплатформы //Докл. РАН. - 1998. - Т. 361. - № 1. - 657-661.

33. Виленский А. М. Петрология интрузивных траппов севера Сибирской платформы // М.: Наука, 1967, - 271 с.

34. Геология Сибирской платформы / Ред. Н. И. Краснов, М. Л. Лурье, В. Л. Масайтис. М.: Недра, 1966, - 447 с.

35. Геологическое строение СССР. Т. III. Магматизм / Ред. Ю. Ир. Половинкина, Г.

36. Н. Иванова, М. Л. Лурье и др., М.: Недра, 1968, - 640 с.

37. Геологическое строение СССР и закономерности распределения полезных ископаемых. Т. 4. Сибирская платформа / Ред. Н. Малич, В. Л. Масайтис, В. Сурков, 1. Л.: Недра, 1987,-448 с.

38. Геологические формации докайнозойского чехла Сибирской платформы и их рудоносность / Ред. Н. Малич, В. Л. Масайтис, Ю. Г, Старицкий и др. М.: Недра, 1974, -280 с.

39. Гладких В. Геохимия вулканических пород Маймеча-Котуйской провинции,север Сибирской платформы // Петрология. - 1994. - Т. 2. - № 5. - 551-560.

40. Гладких В. С, Гусев Г. С, Песков А. И., Тарковецкий Л. Л. Петрохимические игеохимические особенности низкокалиевых толеитовых базальтов Норильского района // Геология и геофизика. - 1992. - № 9. - 78-86.

41. Гладких В. С, Гусев Г. С, Песков А. И., Тарковецкий Л. Л. Геохимия вулканических пород северо-запада сибирской трапповой провинции (Норильский район) //

42. Геохимия. - 1994. -№ 3. - 367-381.

43. Гладких В. С, Ляпунов М., Соловьев В. А. Геохимические особенности и условия формирования вулканических ассоциаций Маймеча-Котуйской и Прибайкальской провинций // Геохимия континентального вулканизма. - М.: Наука, 1987. - 65114.

44. Годлевский М. Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района // М.:

45. Госгеолтехиздат, 1959.- 68 с.

46. Грачев А. Ф. Мантийные плюмы и биологические катастрофы в истории Земли //

47. Мантийные плюмы и металлогения. - Москва-Петрозаводск: 2002, - 70-85.

48. Гришин М. П., Конторович А. Э., Ларичев А И. и др. Рифейские осадочные бассейны Восточно-Сибирской провинции // Осадочные бассейны и нефтегазоносность. - М.: Недра, 1989. - 3-27.

49. Дараган-Сущев Ю. Н. О палеозойско-раннемезозойской вулканогенной толще

50. Тунгусской синеклизы // Сов. геология.- 1984.- № 11. - 89-96.

51. Дмитриев Ю. И. Мезозойский трапповый вулканизм в центре и на периферии

52. Тунгусской синеклизы // Изв. АН СССР, Сер. геол. - 1973. - № 10. - 58-67.

53. Дмитриев Ю. И., Богатиков О. А. Траппы Эмейшань (платформа Янцзы) - индикаторы геодинамической обстановки прерванного океанообразования // Петрология. - 1996. - Т. 4. - № 4. - 436-448.

54. Добрецов Н. Л. Пермотриасовый магматизм в Евразии как отражение суперплюма // Докл. РАН. - 1997. - Т. 354. - № 2. - 220-223.

55. Добрецов Н. Л. Эволюция структур Урала, Казахстана, Тянь-Шаня и Алтае

56. Саянской области в Урало-Монгольском складчатом поясе (Палеоазиатский океан) //

57. Геология и геофизика. - 2003. - Т. 44. - № 1-2. - 5-27.

58. Додин Д. А., Голубков В. О дифференцированном покрове базальтов на северо-западе Сибирской платформы (Норильский район) //Докл. АН СССР. - 1971. - Т. 198.- № 2. - 403-406.

59. Дюжиков О. А. О пикритовых базальтах Норильского района // Докл. АН СССР.1973. - Т. 197. - № 6. - 1406-1409.

60. Елкин Е. А., Каштанов В. А., Конторович А. Э. и др. Схема стратиграфии кембрийских отложений Приенисейской части Западной Сибири // Геология и геофизика. -2001. - .Т. 42. - № 7. - 1015-1027.

61. Журавлев Е. Г. Трапповая формация Западно-Сибирской плиты // Известия Академии наук СССР, Сер. геол. - 1986. - № 7. - 26-32.

62. Журавлев Е. Г. Раннемезозойский трапповый магматизм // Изв. ВУЗов, Геологияи разведка. - 1996. - № 5. - 16-21,

63. Золотухин в. В., Альмухамедов А. И. Проблемы траппового магматизма платформ // Геология и геофизика. - 1991.- № 1. - 31 -42.

64. Золотухин В. В., Альмухамедов А. И. Базальты Сибирской платформы: условияпроявления, вещественный состав, механизм образования // Траппы Сибири и Декана. - Новосибирск: Наука, 1991. - 7-39.

65. Золотухин В. В., Виленский А. М., Дюжиков О. А. Базальты Сибирской платформы (особенности геологии, состава и генезиса пермотриасовых эффузивов) - Новосибирск: Наука, 1986. - 245 с.

66. Золотухин В. В., Васильев Ю. Р., Дюжиков О. А. Разнообразие траппов и исходные магмы (на примере Сибирской платформы) - Новосибирск: Наука, 1989. - 246 с.

67. Золотухин В. В., Симонов В. А., Альмухамедов А. И. и др. Сравнительный анализ составов континентальных и океанических платобазальтов (данные по Сибирской платформе и плато Онтонг-Джава) // Геология и геофизика. - 2003. - Т. 44, - № 12,- 1339-1348.

68. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М. И. Внутриплитовый вулканизм и его значение дляпонимания процессов в мантии Земли // Геотектоника. - 1983. - № 1. - 28-45.

69. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М. И.. Натапов Л. М. Тектоника плит территории

70. СССР - Кн. 2. М.: Недра, 1990. - 334 с.

71. Казанский А. Ю. Эволюция структур западного обрамления Сибирской платформы по палеомагнитным данным:. Автореф. дис.докт. геол.-мин. наук. - Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 2002. - 40 с.

72. Казанский Ю. П., Мозгунова Е. В., Москвин В. И., Сол отчина Э.П. Состав истроение триасовых вулканогенных отложений сверхглубокой скважины ТСГ-6 (Уренгойский район, Западная Сибирь) // Геология и геофизика. - 1995. - Т. 36. - № 6.- 157-164.

73. Кирда Н. П., Фрадкина А. Ф. Новые данные по стратиграфии триаса Западной

74. Сибири // Геология и геофизика. - 1997. - Т. 38. - № 6. - 1062-1069.

75. Классификация и номенклатура магматических пород. М.: Недра, 1981, - 160 с.

76. Конторович А. Э., Полякова И. Д., Фомичев А. Закономерности накопленияорганического вещества в древних осадочных толщах (на примере мезозойских отложение Сибири) //Литология и полезные ископаемые. - 1971. - № 6. - 16-27.

77. Конторович А. Э., Трофимук А. А. Литогенез и нефтеобразование // Горючиеископаемые. Проблемы геологии и геохимии нафтидов и битуминозных пород. - М.: 1. Наука, 1976. - 19-36.

78. Коссовая О. В., Котляр Г. В. События на границе перми и триаса // Использование событийно-стратиграфических уровней для межрегиональной корреляции фанерозоя. - М.: Изд-во МПР РФ, 2000. - 57-60.

79. Кременецкий А. А., Гладких В. Низкокалиевые толеитовые базальты - индикатор эволюции палеогеодинамических обстановок и прогноза углеводородного сырья (по данным Тюменской сверхглубокой скв. СГ-6) // Геохимия.- 1997. - №. 6, - 609-617.

80. Крук К. Н., Плотников А. В., Владимиров А. Г., Кутолин В. А. Геохимия и геодинамические условия формирования траппов Кузбасса // Докл. РАН. - 1999. - Т. 369.- № 6 . - 812-815.

81. Кузьмин М. И. Геохимия магматических пород фанерозойских подвижных поясов // Новосибирск: Наука, 1985. - 200 с.

82. Кузьмин М. И., Альмухамедов А. И., Ярмолюк В. В., Кравчинский В. А. Рифт ивнутриплитный магматизм в контексте горячих и холодных полей мантии // Геология и геофизика, 2003. - Т.44. - № 12. - 1226-1234.

83. Лебедев А. П. Трапповая формация центральной части Тунгусского бассейна //

84. М.: Изд-во АН СССР, 1955. -196 с.

85. Левашов К. К. Среднепалеозойская рифтовая система востока Сибирскойплатформы // Советская геология, 1975, № 10, с. 49-58.

86. Левинсон-Лессинг Ф. Г., Гинсберг А. С, Дилакторский Н. Л. Траппы Тулоуно

87. Удинского и Братского районов Восточной Сибири // Труды Совета по изучениюпроизводительных сил СССР. - Серия сиб., 1932. - Вып. 1. - 19-38.

88. Лурье М. Л., Масайтис В. Л. Основные черты геологии и петрологии трапповойформации Сибирской платформы // Базальты плато. - М.: Наука, 1964. - 13-26.

89. Магнезиальные базиты запада Сибирской платформы и вопросы никеленосности// Золотухин В. В., Виленский А. М., Васильев Ю. Р. и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние. - 1984,225 с.

90. Малич Н. Тектоническое развитие чехла Сибирской платформы. М.: Недра,1975.- 216 с.

91. Масайтис В. Л., Лурье М. Л. Геологическое и радиологическое обоснование возраста траппов Сибирской платформы // Траппы Сибирской платформы и их металлогения. - Иркутск, 1974. - 7-10.

92. Матвеенков В. В., Альмухамедов А. И. Щелочной магматизм банки Горриндж,

93. Атлантический океан // Петрология. - 1996. - № 4. - 46-56.

94. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И. Геохимия серебра в покровных базальтахплатформ //Докл. РАН. - 1998. - Т. 344. - № 1. - 101-105.

95. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И., Кирда Н. П. Первая находка высококалиевых базальтоидов в вулканогенно-осадочной толще доюрских комплексов Западной

96. Сибири // Геохимия. - 2002. - № 1. - 100-104

97. Медведев А. Я., Альмухамедов А.И., Кирда Н. П. Геохимия пермотриасовыхвулканитов Западной Сибири // Геология и геофизика. - 2003^. - Т. 44. - № 1-2. - 86-100.

99. Геология и геофизика.- 2003^ - Т 44. - № 6. - 617-620.

100. Медведев А. Я., Рябов В. В., Альмухамедов А.И. Аномальный разрез базальтовой толщи Западного Путорана, Восточная Сибирь // Докл. РАН.- 1999.- Т. 366. № 2 . - 221-225

101. Межвилк А. А., Васильев Н. И. К истории формирования эффузивных траппов

102. Тунгусской синеклизы. // Петрология траппов Сибирской платформы. - Л.: Недра,1967. - 66-77.

103. Милановский Е. Е. Рифтогенез в истории Земли (рифтогенез на древних платформах). - М.: Недра, 1983. - 280 с.

104. Нагайцева Н. И., Рогожин В. В., Иванова Т. К. О составе и стратиграфическомположении трахибазальтов юряхской толщи на северо-западе Сибирской платформы // Уч. зап. НИИГА, Регион. Геология, 1967, - Вып. 10. - 202-207.

105. Ненашев Н. И. Геохронология и некоторые вопросы эволюции состава породтрапповой формации Сибирской платформы и сопредельных районов // Геология и петрология интрузивных траппов Сибирской платформы. - М.: Наука, 1970, - 4858.

106. Нестеренко Г. В., Тихоненков П. И., Романова Т. В. Базальты плато Путорана //

107. Геохимия. - 1991. - № 10. - 1419-1425.

108. Нестеров И. И., Бочкарев В. С, Пуртова И. Уникальный разрез Западной Сибири // Докл. РАН. - 1995. - Т. 340. - № 5. - 659-663.

109. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири, вып. 2. Западно-Сибирский бассейн// А. Э. Конторович, В. В. Сурков, А. А. Трофимук и др. Новосибирск: ОИГГМ 1. СО РАН, 1994.- 201с.

110. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири, вып. 5. Тунгусский бассейн // ред.

111. А. Э. Конторович. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994. - 92 с.

112. Новый этап в изучении строения и нефтегазоносности глубоких горизонтов севера Западной Сибири (по результатам бурения Тюменской сверхглубокой скважины) / Т. В. Белоконь, В. Н. Горбачев, Л. А. Певзнер и др. М.: Геоинформмарк, 1994. 32 с.

113. Олейников Б. В. Геохимия и рудонез платформенных базитов // Новосибирск:1. Наука, 1979. - 264 с.

114. Основы геологии и нефтегазоносность северо-запада Сибирской платформы /

115. Сулимов Н. И., Баженова Т. К., Будников В. И. и др. Л.: Недра, 1969. - 206 с.

116. Оффман П. Е. Тектоника и вулканические трубки центральной части Сибирскойплатформы // Тектоника СССР, т. 4. - М.: 1959. - 5-344.

117. Павлов Л. Г. Закономерности формирования вулканогенного комплекса районаозер Кета и Дюпкун (северо-западная часть Сибирской платформы) // Уч. зап.

118. НИИГА, регион, геология, 1969. - Вып. 15. - 97-101.

119. Палеогеография северо-запада Сибирской платформы / Бгатов В. И., Марков

120. Е. П., Матухина В. Г., Рампель Г. Г. Новосибирск: 1969, 206 с.

121. Писарчик Я. К., Минаева М. А., Русецкая Г. А. Палеогеография кембрия Сибирской платформы. / Л.: Недра, 1975. - 196 с.

122. Рябов В. В., Гриб Д. Е. Дайковый пояс зоны спрединга севера Сибирской платформы // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Мат. Всерос. конференции. 2002. - Вып. 3, т. 1, Томск: - 208-214.

123. Рябов В. В., Шевко А. Я., Гора М. П. Магматические образования Норильскогорайона. Т. 1. Петрология траппов - Новосибирск: Нонпарель, 2001. - 408 с.

124. Рябчиков И. Д. Состав верхней мантии Земли // Геохимия. - 1997. - № 5. - 467-478.

125. Соболев В. Избранные труды. Петрология траппов — Новосибирск: Наука,1986.-С.6-174.

126. Старосельцев В. Тектонические основы прогноза нефтегазоносности осадочных толщ под базальтовым плато древних платформ: Автореф. дисс. д-ра геол.-мин. наук. - Новосибирск, ОИГГМ, 1982. - 32 с.

127. Старосельцев В. С, Лебедев В. М. О перикратонном опускании на северо-западе

128. Сибирской платформы // Материалы по региональной геологии Сибири. - Новосибирск, 1967. - 49-58.

129. Сурков В. С , Кузнецов В. Л., Латышев В. И. Глубинное строение земной корынефтегазоносных провинций Сибири // Разведка и охрана недр. - 2003. - № 11-12. 1. б-8.

130. Сурков В. С, Смирнов Л. В. Строение и нефтегазоносность фундамента Западно

131. Сибирской плиты//Отечест. геология. - 2003. - № 1. - 10-16.

132. Сурков В. С, Смирнов Л. В., Гурари Ф. Г. и др. Нижнесреднеюрский комплекс

133. Западно-Сибирской плиты - особенности его строения и нефтегазоносности // Геология и геофизика, 2004. - Т. 45. - № 1. - 49-54.

134. Сурков В. С , Трофимук А. А., Жеро О. Г. Раннемезозойский рифтогенез и еговлияние на структуру литосферы Западно-Сибирской плиты // Геология и геофизика. -1987.- № 9 . - 3-11.

135. Сурков В. С, Трофимук А. А., Жеро О. Г. и др. Триасовая рифтовая система Западно-Сибирской плиты, ее влияние на структуру и нефтегазоносность платформенного мезозойско-кайнозойского чехла//Геология и геофизика. - 1982.- № 8 . - З15.

136. Сурков В. С, Девятое В. П., Жеро О. Г. и др. Структура земной коры Тюменскойсверхглубокой скважины // Геология и геофизика. - 1993. - № 1. - 120-126.

137. Таусон Л. В., Антипин В. С, Захаров М. Н., Зубков В. Геохимия мезозойскихлатитов Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1984. - 216 с.

138. Тектоническая карта Сибирской платформы масштаба 1: 1 500 000 (на 9 листах)и объяснительная записка/ Ред. Н. Малич, Л., Аэрогеология, 1980.

139. Угрюмов А. Н Вторичные изменения вулканических пород красноселькупскойсерии в разрезе Тюменской сверхглубокой скважины (СГ-6) // Результаты бурения и исследования Тюменской сверхглубокой скважины.- Пермь: 1995. - 41-43.

140. Федоренко В. А. Петрохимические серии эффузивных пород Норильского района//Геология и геофизика. - 1981.- № 6 . - 78-88.

141. Хаин В. Е. Глобальная геодинамика на пороге нового века // Геотектоника.2002,- № 4 , - 3-13.

142. Храмов А. Н. Стандартные ряды палеомагнитных полюсов для плит Северной

143. Евразии: связь с проблемами палеодинамики территории СССР // Палеомагнетизм ипалеогеодинамика территории СССР. - Л.: ВНИГРИ, 1991. - 154-176.

144. Черепанов В. А., Мурина Г. А. Об абсолютном возрасте сибирских траппов и ассоциирующего с ними оруденения (северо-западная часть Сибирской платформы) //

145. Докл. АН СССР. - 1966. - Т. 169. - № 6. - 1406-1409.

146. Чернышев И.В., Шатагин К.Н., Гольцман Ю.В. Высокоточная калибровка стандартных образцов изотопного состава стронция с помощью многоколлекторного масс-спектрометра//Геохимия. - 2000.- №12.- 1280-1285.

147. Шатский Н. Основные черты тектоники Сибирской платформы // Бюл. МОИП,

148. Нов. Серия. - 1932. - Т. 10. - Вып. 3-4. - 476-509.

149. Шпильман В. И., Мясникова Г. П., Трусов Л. Л. Перерывы при формированиинеокомских клиноформ в Западной Сибири // Геология нефти и газа, - 1993. - № 6. - 2-6.

150. Ярмолюк В. В., Коваленко В. И., Кузьмин М. И. Северо-Азиатский плюм вфанерозое: магматизм и глубинная геодинамика // Петрология. - 2000. - № 5. - 329.

151. Al'mukhamedov А. I. Rifting and flood basalts in the formation of Permian-Triassictraps, Eastern Siberia// Conf on Plate Tectonic, Abstr. M.: GEOMAR, 1993,3.28.

152. Amdt N. Т., Czamanske G. K., Walker R. J., Ciiauvel C, Fedorenko V. A. Geochemistry and origin of the intrusive host of the Noril'sk-Talnakh Cu-Ni-PGE sulfide deposits //

153. Econ. Geol. - 2003. - V. 98. - P. 495-515.

154. Brugmann G. E., Naldrett A. J., Lightfoot P. С et al. Siderophile and Chalcophile metals as tracers of the evolution of Siberian Trap in the Noril'sk region, Russia // Geochin. et

155. Cosmochim. Acta. - 1993.- V. 57. - P. 2001-2018.

156. Bruner D., Yuen D. A. Mantle plumes pinched in the transition zone // Earth Planet.

157. Sci. Lett. - 2000. - V. 178. - P. 13-27.

158. Campbell L A., Czamansce G. K., Fedorenko V. A. et al. Synchronism of Siberian

159. Traps and Permian-Triassic boundary // Science/ - 1992. - V. 258. - P. 1760-1763.

160. Darlimple G. R., Czamanske G. K., Fedorenko V. A. et al. A reconnaissance "•"Ar/^ ^Argeocronological study of ore-bearing and related rocks, Siberian Russia // Geochim. and

161. Cosmochim. Acta. - 1995.- V 59.-P. 2071-2083.

162. De Paolo D. J., Wasserburg G. I. Neodium isotopes in flood basahs from Siberian platform and inference about their mantle sources // Proc. National. Acad. Sci. USA. - 1979.

164. Duncan R. A., Pyle D. G. Rapid eruption of Deccan flood basalts of the Cretaceous,

165. Tetriary boundary//Nature. - 1998. - V. 333. - P. 841-843.

166. Fedorenko V. A., Czamanske G. K. Results of new field and geochemical studies ofthe volcanic and intrusive rocks of the Maymech-Kotuy area, Siberian flood basalt province, Russia// Jm. Geol. Rev. - 1997. - V. 39. - N 4. - P. 479-531.

167. Fedorenko V. A., Lightfoot P. C, Naldrett A. J. et al. Petrogenesis of the Siberianflood-basalts sequence at Noril'sk, North Central Siberia // Jrn. Geol. Rev. - 1996. - V. 38.- N1 . -P . 99-135.

168. Feng Q., Zhang Z., Gu S., Ye M. Fauna of radiolaris from boundary Permium-Triassic// Geol. Sci. and Technol. Ins. - 2001. - N 3. - P. 31-34.

169. Fitton J. G., Mitchell С The geodynamic signification of the Siberian flood basaltprovince / Final Report on grant N GR3/8869, Edinburg, University Press, 1996. - 25 p.

170. Goes S., Spakman W., Bijwaard H. A lower mantle source for Central European volcanism//Science. - 1999.- V. 286. - P. 1928-1931.

171. Hawkesworth С J., March J. S., Duncan J. S. et al. The role of continental litosphere inthe generation of the Karoo volcanic rocks: evidence from combined Nd- and Sr-isiotope

172. Studies // Spec. Publ. Geol. Soc. South Africa. - 1984. - V. 13. - P. 341-354.

173. Kamo L. S., Czamanske G. K., Amelin Y. et al. Rapid eruption of Siberian floodvolcanic rocks and evidence for coincidence with the Permian-Triassic boundary and mass extinction at 251 Ma // Earth and Planet. Sci. Letter. - 2003. - V. 214. - P. 75-91.

174. Petrol.- 1993.- V. 114 . -N2. - P. 171-188.1.ghtfoot P.C, Naldrett A.J., Gorbachev N.S. et al. Geochemistry of the Siberian Trap

175. Ф ofthe Noril'sk area, USSR, with implication for the relative contributions of crust andmantle to flood basalt magmatism // Contrib. Mineral. Petrol. - 1990. .V. 104. - P.631644. 1.perD. E. Mantle plumes//Tectonophysics. - 1991.- V. 187. - P. 373-384.

176. Ф McKenzie D., O'Nions R. K. The source region of ocean island basalts // Jom. Petrol.1995.-V. 36.-P.229-231.

177. Macdonald G. A., Katsura T. Chemical composition of Hawaiian lavas // J. Petrol.1964.- V.5 . - P. 82-133.

178. Macdougal J. D. Continental Flood basalt and MORB: a brief discassion of similaritiesand difference in the petrogenesis // Continental Flood Basakts. Cluwer Acad. Publisher, 1988. -P. 273-310.

179. Maruyama S. Plum tectonics // Jom. Geol. Soc. Japan. - 1994. - V. 100. - N 1. - P.19-49.

180. McKenzie D., O'Nions R. K. The source region of island basalts // Jom. Petrol.1995.- V.36.- P. 229-231.

181. Metacalf I., Nicoll R. S., Mundil R. et al. The Permian-Triassic boundary and mass extintion in China // Episodes. - 2001. - N 4. - P. 239-244.

182. Pichler R. C , Zeis W. The Cenozoic rhyolite-andesite association of Chilean Andws //

183. Bull. Volcanol. - 1972. - V. 35. - P. 120-135.

184. Reichow M. K., , Medvedev A. Ya. "^ ^Ar/^ ^Ar dates from the West Siberian Basin:

185. Siberian Flood Basalts doubled//Science. - 2002.- V. 296. - P. 1846-1849.

186. Renne P. R., Basu A. R. Rapid eruption of the Siberian traps at the Permo-Triassicboundary//Science.- 1991. V. 253. - P. 176-179.

187. Renne P. R., Zichao Z., Richards M. A. et al. Syncrony and causal relation between

188. Permian-Triassic boundary crisis and Siberian Flood volcanism // Science. - 1995. - V.269.- P. 1413-1416.

189. Roeder P. L., Emslie R. F. Olivene-liquid equilibrium // Contrib. Miner. Petrol. - 1970.- V. 29. - N 4. - P. 275-289.

190. Saunders A. D., Storey M., Kent R. W., Norry M. J. Consequence of plum-lithosphereinteractions // Magmatism and the courses of continental break-up. Geol. Special publica tion.-1992.- N68.- P. 41-60.

191. Sharma M., Basu A. R., Nesterenko G. V. Nd-Sm isotopes, petrochemistry, and originof the Siberian flood basalts, USSR // Geochin. et Cosmochim. Acta. - 1991. - V. 55. - N 6.-P. 1183-1192.

192. Sharma M., Basu A. R., Nesterenko G. V. Temporal Sr-, Nd- and Pb- isotopes variation in the Siberian flood basalts: implication for the plum - source characteristics // Earth and Planet. Sci. Lett. - 1992.-V. 113. - N 3 . - P. 365-381.

193. Snyder D., Tait S. The imprint of basalt on the geochemistry of sislicic magmas //

194. Earth and Planet. Sci. Lett. - 1998. - V. 100. - N 3-4. - P. 433-445.

195. Venkatesan T. R., Kumar A., Gopolan K., Al'mukhamedov A. I. '"'АГ/^'АГ age of Siberian basaltic volcanism//Chemical Geology. - 1997.- V, 38. - НУ4. - P. 303-310.

196. Wedepohl K. H. Tholeiitic basalts from spreading ocean ridges. The growth of the oceanic crast//Naturwissenschaften. - 1981.- Bd. 68. - Hf3.-S. 110-119.

197. Wilson J. T. Mantle plumes and plate motion // Tectonophysics. - 1973. - V. 19. - N2.- P. 149-164.

198. Wilson V. Igneous petrogenesis. London, Unwin. Hyman, 1989. - 446 p.

199. White R. S., McKenzie D. Mantle plumes and flood basahs // J. Geophys. Res. - 1995.-V. 100.- P. 17543-17585.

200. Xu Yi-gang. Dixue qianyuan //Earth Sci. Front. - 2002. - V. 9. - N 4. - P. 341-353.

201. Zolotukhin V. v., Al'mukhamedov A. I., Medvedev A. Ya. Modeling of primery mehfor tholeiites of Siberian and Deccan flood basalts // Gondwana Geol. Mag. - 1996. - V, 2. -P . 283-291.

202. Zorin Yu. A. Mazimum thickness of the Litosphere and head flow continents //

203. Tectonophysics.- 1989.- V. 164. - P. 117-120.

Информация о работе

Медведев, Александр Яковлевич
доктора геолого-минералогических наук
Иркутск, 2004
ВАК 25.00.09

Диссертация

Пермотриасовый вулканизм Северо-Азиатского кратона (Западно-Сибирская плита и Тунгусская синеклиза) - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы