Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Структурно-вещественные комплексы и тектоническое строение гранулито-гнейсовой области Алдано-Станового щита

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Зедгенизов, Александр Николаевич

Цель и задачи. Целью работы является проведение тектонического районирования Алданской гранулито-гнейсовой области (АГГО), с учетом структурно-вещественных особенностей слагающих ее геоструктур. Достижение поставленной цели определяет необходимость решения следующих задач:

1. На основе системно-иерархического метода разработать процедуру выделения ассоциаций пород, слагаемых ими геологических тел, формации и структурно-вещественные комплексы.

2. В соответствии с этим методом формализовать первичные материалы автора, сотрудников лаборатории геологии докембрия и геологосъемочных данных масштаба 1:100000 и 1:50000.

3. Выделить главные структурно-вещественные комплексы, определить последовательность их образования, площади распространения и на этой основе провести тектоническое районирование.

Фактический материал. В основу данной работы положены полевые аблюдения и описания береговых обнажений по рекам Алдан, Унгра, Чуга, ампула, Нимгеркан, Улахан-Селигеле, Тимптон, Чульман, Нельпоу, Сеймдье, Джелтула, Учур, Уян, Гонам, Сутам, Олекма, маршрутные исследования на месторождениях Суон-Тит, Чайныт; Таежное, Сивагли, Леглиер, Канку,

Эмельджак, Сап-Кюёль, Оюмрак, по водоразделам рек Иджека и Хара-Юрях, Гырканды и Иджека, Мамулая и Сеймдье, Джелтулы и Иджека, Сеймдье и Нельгюу, Мамулая и Гыныма, Анамжака и Усмуна, Улахан-Селигеле и Унга-Киерга, Уяна и Нижний Коврик, проведенных автором в период с 1960 по 1987 года. Широко использованы данные В.И. Березкина, Л.И. Иоффе, ВН. Кицула, К.А. Лазебник, B.C. Шкодзинского, B.JI. Дука, Н.В. Попова, а также архивные материалы по геологической съемке масштабов 1:200000 и 1:50000 и маршрутно-увязочные работы тематических исследований И111, "Алдангеология" и "Южгеология". Полевые определения пород корректировались описанием шлифов и химическими анализами. Вся литолого-петрохрафическая информация была вынесена на карты фактического материала в масштабах 1:100000 и 1:50000 в легенде, составленной автором и B.JI. Дуком. Защищаемые положения.

1. Разработан системно-иерархический метод выделения и реконструкции последовательности образования геологических тел, как геоструктурных элементов, определяющих тектоническое строение Алданской гранулито-гнейсовой области.

2. В Алданской гранулито-гнейсовой области выделены два крупных мегакомплекса: инфракрустальный, сложенный преимущественно гранит-адамелитовыми ортогнейсами и супракрустапьный, представленный парапородами, парагнейсами, парасланцами и ортопородами.

3. Обосновано двучленное строение супракрустального мегакомплекса. В его составе выделены два структурно-вещественных комплекса: акарбонатный и карбонатсодержащий. В относительной геологической последовательности в пределах отдельных геоструктур акарбонатный комплекс предшествует карбонахсодержащему.

4. Выполнено тектоническое районирование Алданской гранулито-гнейсовой области, в пределах которой выделены геоструктуры разного порядка. Впервые приведены доказательства отсутствия Станового шва как единой структуры в раннем докембрии Алданского щита. Научная новизна. Предложен нетрадиционный системно-иерархический метод реконструкции и выделения структурно-вещественных комплексов в глубокометаморфизованных областях. Впервые на количественной основе выявлены устойчивые ассоциации метаморфических пород и произведена по ним типизация метаморфических толщ супракрустальных комплексов.

Определена иерархия супракрустальных толщ, которой обосновано выделение двух супракомплексов. Приведены доказательства, что Становой шов, традиционно считавшийся единой структурой в докембрии, представляет собой сочетание южных границ трех сегментов Алданского щита.

Практическая ценность. Предлагаемый системно-иерархический метод в сочетании с профилями геолого-геофизических разрезов может быть рекомендован для объемного средне- и крупномасштабного картирования в пределах щитов древних платформ. Необходимость выделения гранито-гнейсов и реоморфических гранитов в самостоятельный комплекс было подтверждено на заседании комиссии ММР в г. Фрунзе в 1979 году (Пономарева, 1979). Выделяемые геоструктуры и составляющие их единицы обнаруживают более четкую связь с распределением полезных ископаемых, в частности установлена приуроченность золотоносного оруденения к границам крупных геоструктур (Попов, Амузинский и др. 1998,1999).

Апробация работы. Основные результаты по теме диссертации докладывались на различных региональных и международных совещаниях, симпозиумах, конференциях, сессиях: Стратиграфия архея и нижнего протерозоя (Уфа, 1977), Происхождение и эволюция метаморфических формаций в истории Земли (Новосибирск, 1986), Геология и геохронология докембрия Сибирской платформы и ее обрамления (Иркутск, 1987), Модели эволюции процессов метаморфизма на щитах и в складчатых областях (Новосибирск, 1987), Магматические и метаморфические комплексы северо-востока СССР (Магадан, 1988), Стратиграфия нижнего докембрия Дальнего Востока (Владивосток, 1988), Состояние, проблемы и задачи геологического картирования областей развития докембрия на территории России (Санкт-Петербург, 1994), Докембрий Северной Евразии (Санкт-Петербург, 1997), Магматические и метаморфические комплексы Восточной Сибири: проблемы петрогенезиса, корреляции, геологического картирования (Иркутск, 1997), Геологическое строение и полезные ископаемые Республики Саха (Якутия) (Якутск, 1997), Осадочные формации докембрия и их рудоносность (Санкт-Петербург, 1998), Проблемы петрологии магматических и метаморфических пород (Новосибирск, 1998), Металлогения, нефтегазоносность и геодинамика Северо-Азиатского кратона и орогенных поясов его обрамления (Иркутск,

1998), Тектоника, геофизика и процессы магматизма и метаморфизма (Москва,

1999).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 46 работах, в том числе в 2 коллективных монографиях и 2 препринтах, в 17 научных статьях в центральных журналах и тематических сборниках, доложены на различных совещаниях, конференциях, сессиях и семинарах. Геологические материалы также опубликованы в 5 картах. Две из них изданы в картографическом виде, две в качестве приложения к монографии и препринту и одна в электронном виде.

Работа выполнена в Институте геологических наук СО РАН в ходе выполнения следующих тем по планам НИР в период с 1960 по 1999 г.г.

1. Состав и строение иенгрской серии Алданского щита (1962-1964 г.г.).

2. Геология и петрология Тимптоно-Джелтулинского комплекса Алданского щита (1965-1968 г.г.).

3. Геология и петрология докембрийских кристаллических образований Алданского щита и его складчатого обрамления (1969-1975 г.г.).

4. Анализ метаморфических комплексов Алданского щита с позиции структурной и метаморфической петрологии (1776-1980 г.г.)

5. Геотектонический режим и эндогенные процессы в раннем докембрии (на примере Алданского щита и его складчатого обрамления) (1980-1985 г.г.).

6. Формации, эндогенные режимы и геодинамика раннего докембрия Южной

Якутии (1985-1990).

7. Эндогенные режимы и геодинамика в раннем докембрии Алданского щита

1991-1995 г.г.).

8. Метаморфизм и геодинамика в архее и протерозое Алданского щита (1996-2000 г.г.).

Благодарности. Автор особенно благодарен док. геол-минер. наук АЛ. Смелову за помощь в организации работы над диссертацией и канд. геол-мин. наук В.И. Кицулу, постоянно поощрявшего исследования автора по изучению геологии Алданского щита. В ходе работы над диссертацией автор имел возможность консультироваться с член-кор. РАН Ч.Б. Борукаевым. док. геол.-мин.наук B.C. Шкодзинским, ВЛ. Дуком, JI.M. Парфеновым, В.В. Стогнием, канд. геол.-мин. наук В.И. Березкиным, Н.В. Поповым, JI.M. Богомоловой, К.А. Лазебник, М.В. Болдыревым, В.Ф. Тимофеевым, А.Ф. Петровым, Г.А. Стогний, В.В. Балаганским. Большую помощь в оформлении диссертации оказали вед. инженеры Л.И. Торопова, В.А. Ярков, С.П. Махотко и М.А. Бармина. Всем названным лицам автор выражает глубокую благодарность.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОБЛЕМАХ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ АЛДАНСКОЙ ГРАНУЛИТО-ГНЕЙСОВОЙ

ОБЛАСТИ

Обнаженная часть юго-востока Северо-Азиатского кратона (Алдано-Становой щит) представляет собой гетерогенную область раннего докембрия и подразделяется на четыре мегаблока: гранулито-гнейсовый Алданский и гранит-зеленокаменные - Олекминский, Батомгский и Становой (Карсаков, 1995). Олекминский, Алданский и Батомгский мегаблоки вместе взятые известны под названиями Алданского, Олекмо-Алданского, Витимо-Алданского щита (Древнейшие породы ., 1989). Эта часть Алдано-Станового щита контактирует (Красный, 1988) на западе с верхнепротерозойскими отложениями Бодайбинского прогиба, гранитоидами Ангаро-Витимского батолита и Муйской глыбой (Булгатов ., 1984, Литвиновский ., 1994, Коваленко ., 1995), на севере перекрыта осадочным чехлом Сибирской платформы. К востоку от нее - преимущественно развиты верхнепротерозойские отложения Юдомо-Майского, Аяно-Шевлинского перикратонных прогибов (Красный, 1991). На юге она граничит со Становым мегаблоком.

Алданская гранул ито-гнейсовая область располагается между Олекминской, Батомгской транит-зеленокаменными областями. В пределах АГГО выделены три зоны: Западно-Алданская, Восточно-Алданская и ЮжноАлданская (Докембрийская геология СССР, 1988).

Первые представления о геологии и вещественном составе Алданской гранулито-гнейсовой области были заложены маршрутными пересечениями В.Н. Зверева в 1912 году по р.Алдан и Д.С. Коржинского в 1930, 1931 годах по реке Тимптон. Д.С. Коржинский обобщив материалы свои и В.Н. Зверева выделил три серии в составе единого Алданского комплекса: иенгрскую (нижнюю) кварцитосодержащую, в которой кварциты тесно ассоциируют с силлиманитовыми и гранатовыми гнейсами, шпинельсодержащими кристаллическими сланцами, реже сапфирином; тимптонскую (вторую снизу), состоящую преимущественно из чарнокитовых гнейсов, в меньшей степени гиперстен-плагиоклазовых кристаллических сланцев и пироксеновых амфиболитов и джелтулинскую (верхнюю) с характерными пачками диопсидовых гнейсов с пластами мраморов и кальцифиров в мощной толще биотит-гранатовых гнейсов (Коржинский, 1939). В дальнейшем расчленение, состав и даже ранг серии неоднократно пересматривались. Первоначально при расчленении серии на свиты исследователи исходили из актуалистических представлений на природу метаморфических пород и структуру слагающих ими свит. Раннедокембрийские метаморфические породы представлялись метаморфизованными аналогами осадочных, вулканогенных и магматических пород принципиально ничем не отличающихся от фанерозойских. Исследователи предпочитали метаморфические породы относить к осадочным и осадочно-вулканогенным формациям с приложением слов "метаморфизованные в соответствующие фации" или приставки "мета"-. На практике же оказалось, что для многих метаморфических пород прямая корреляция с метаморфизованными осадочными формациями затруднена или невозможна. Возникла необходимость строить для них особую классификацию и искать особый подход при их картировании (Пономарева, 1979). Поэтому было предложено наряду с осадочными и магматическими формациями выделять и метаморфические формации, а под формационным подходом при геологическом картировании следует понимать выделение связных (пространственно сопряженных) структурно-вещественных комплексов метаморфических пород разного ранга (Добрецов, 1981).

Важной особенностью глубокометаморфизованных пород является то, что наибольшим распространением среди них пользуются мигматиты, текстура которых обусловлена чередованием темных (меланосом) и светлых (лейкосом) полос. Собственно метаморфической раньше считали меланосому, отождествляя ее с субстратом, а лейкосома воспринималась как жильная или метасоматическая составляющая метаморфической породы. Было принято петрографический состав меланосом описывать в разделе стратиграфии, а лейкосом - в разделе магматизма. В результате стратиграфические разрезы отражали главным образом состав меланосом. Однако, физико-химические исследования метаморфических пород в пределах гранулито-гнейсовых областей показали, что высокотемпературный метаморфизм сопровождается частичным плавлением кварц-полевошпатовых пород с формированием мигматитов и отсутствуют признаки метасоматической гранитизации при мигматитообразовании (Шкодзинский, 1976). Следовательно, характеристика вещественного состава метаморфических комплексов не может быть ограничена только меланосомой мигматитов и фрагментами метаморфических пород в гранитах и гранито-гнейсах, она должна включать также и жильный материал мигматитов, автохтонные граниты и гранито-гнейсы (Зедгенизов, 1971). Поэтому приводимые описания свит оказались в большинстве случаях непригодными для их формационной характеристики. В них явно завышалась доля основных пород.

Другой причиной многообразия стратиграфических схфдоявдр^фОД^!^« эволюция взглядов исследователей на складчатую тектонику. НЙгр« начиная с маршрутных пересечений развивались два главных Первое из них базировалось на неполноскладчатой складчато-моноклинальной модели. Оно приводило к многосвитности и многоцикличности и к большим мощностям стратиграфических подразделений (Арсеньев, 1939, Фролова, Клекокин, 1945). Второе - первоначально базировалась на полноскладчатой модели и предполагало присутствие складок шириной в несколько километров. Согласно этой модели число серий не превышало трех. Сначала в составе Алданского комплекса выделяли три серии -, иенгрскую, тимптонскую, джелтулинскую (Коржинский, 1939, Дзевановский, 1956), позже тимптонскую и джелтулинскую серии объединили в одну серию тимптоно-джелтулинскую (Фрумкин, 1961). Эта стратиграфическая модель была дополнена метаморфическим критерием, по которому чем выше метаморфизм, тем древнее толщи (Дзевановский, 1969 и др.).

По мере перехода на крупномасштабное картирование стали различать стили складчатостей, такие как линейный (упорядоченный) - складчатость одного направления (Билибин, 1941), линейно-купольный - сочетание линейной складчатости с мозаикой куполов (Минкин, 1958 и др), овальный -неупорядоченно расположенные складчатые овалы (гигантские купола), разделенные межовальными отрицательными структурами (Салоп, 1971), перекрестный - сочетание пликативов разных рангов двух направлений (Черкасов, 1973), наложенных дислокаций - наложения форм дислокаций на предыдущие в процессе их эволюций (Дук, 1975). Детальные структурные исследования показали широкое развитие изоклинальной складчатости, тектонических покровов и крупных надвигов (Дук, 1989).

Несмотря на значительный прогресс, в познании вещественных и структурных особенностей Алданской гранулито-гнейсовой области, Достигнутого благодаря усилиям многих геологов, до сих пор нет единого мнения о последовательности залегания метаморфических толщ, количестве структурно-вещественных комплексов и их взаимоотношениях.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1. Разработан системно-иерархический метод выделения и реконструкции последовательности образования геологических тел, как геоструктурных элементов, определяющих тектоническое строение Алданской гранулито-гнейсовой области.

Стремление обосновать стратиграфическую последовательность метаморфически толщ через расшифровку их пликативных форм дислокаций сталкивается с определенными сложностями. Это приводит к восприятию структуры только в форме пликативных дислокаций и игнорирует существенную сторону геологической структуры - геометрические отношения между составными частями геологических тел. В этом случае пара геологических тел и отношение между ними представляет собой простейшую элементарную структуру, а определенные сочетания типов таких элементарных структур обычно и определяют структуру геологического объекта. Рассмотрим это положение с формально - логической точки зрения. Пусть два геологических тела А1 и АЗ контактируют по границе Н. Последовательность данных геологических тел обычно устанавливается через отношение между ними, выражаемые словами "сечет", "пересекает", "прорывает", "проникает", "частично замещает", "залегает на эродированной поверхности", "несет отпечаток контактирующего тела". Во всех этих случаях граница Н не дизьюнктивна и для одного из контактирующих тел будет первичной, а для другого - соответственно вторичной. Иными словами, если граница Н между геологическими телами А1 и АЗ не является дизъюнктивной, то эта граница не может быть одновременно вторичной как для тела А1, так и для тела А]. В случае, если граница Н вторична как для тела А1, так и для тела А], то это означает, что граница Н является дизъюнктивной (Усманов, 1976). Положим, что геологическое тело А) обладает структурой 81, а геологическое тело АЗ соответственно структурой Б]. По отношению к данным структурам граница Н будет либо конформной, либо дисконформной. Если граница Н не дизьюнктивна, то в случае когда она конформна структуре Б! и дисконформна структуре Б], граница Н первична для геологического тела А1 и вторична для геологического тела А). В этом случае геологическое тело А1 следует после геологического тела А]. Если же граница Н дисконформна структуре и конформна структуре Б], то она вторична для геологического тела А1 и первична для геологического тела А] и тело А1 предшествует телу АЗ.

Если же граница Н дизьюнктивна, то при дисконформности границы Н как к структуре 81, так и к структуре БЗ, а также в случае, когда граница Н одновременно конформна структурам 81 и Б], она вторична и как для геологического тела А1, так и А}. В такой ситуации о стратиграфической последовательности геологических тел А1 и АЗ ничего сказать нельзя. Можно только констатировать, что, когда граница Н дисконформна структурам 81 и 8], то геологические тела А! и АЗ находятся между собой в отношении "меланжа", в случае же, когда граница Н одновременно конформна к структурам и Б], то геологические тела А1 и АЗ находятся между собой в "реологическом" отношении, т.е. в отношении "течения". Если вязкости А1 и АЗ существенно различны, то между ними неизбежно будут возникать структуры "папец-в палец". Обычно такие структуры, как правило, принимаются за складки смятия. Гранулито-гнейсовая область - это область реологических структур и потому принципиально нестратифицируема традиционно используемыми методами.

Системно-иерархический метод является одним из основных методов формационного анализа. Он основан на выделении квазиоднородных породных групп, слагающих ими геологических тел и их более крупных иерархических ассоциаций (Абрамович и др., 1989). Системно-иерархическое понимание геологических тел позволяет систематизировать их в виде двухвходовой таблицы (матрицы), строки которой соответствуют геологическим телам (объектам), а столбцы - слагающим их породам (признакам) или наоборот. Такая матрица позволяет вычислять как связи между породами через переход к матрице признак-признак, так и связь между телами через переход к матрице объект-объект. На первом этапе, по сонахождению пород в геологических телах, выделяются квазиоднородные породные группы как устойчивые ассоциации пород (УАП). На втором этапе выделяется система геологических тел сгруппированных по одноименным УАП как геологическая формация. Последние по характеру распределения в пределах АГГО объединяются по разноименным УАП в формационные группы. Формационные группы в свою очередь упорядочиваются по разнообразию в формациях УАП в формационные ряды. Структурно-вещественный комплекс выделяется уже как метасистема с иерархической структурой геологических тел, в которых горные породы находятся между собой в отношении сонахождения.

2. В Алданской гранулито-гнейсовой области выделены два крупных мегакомплекса: инфракрустальный, сложенный преимущественно гранит-адамелитовыми ортогнейсами и супракрустальный, представленный парапородами, парагнейсами, и парасланцами и ортопородами.

Первые маршрутные пересечения по рекам Алдан (Зверев, 1913) и Тимптон (Коржинский, 1936) и последующие геологические съемки в 40-х годах в Алдано-Тимптонском междуречье показали, что преобладающими породами здесь являются транитогнейсы, реоморфические граниты и м и гматит-граниты. Толщи, сложенные парапородами, парагнейсами и парасланцами, занимают менее одной третьей части всей площади и залегают фрагментарно. Первоначально гранито-гнейсы принимали за интрузивные образования и не включали в состав парагнейсовых свит и серий (Коржинский, 1936). Позднее решили, что гнейсовидные граниты и гранито-гнейсы не интрузивные тела, а автохтонные образования - результат гранитизации парагнейсов и их стали включать в соответствующие стратиграфические подразделения (Коржинский, 1939). При этом петрографический состав их реконструировали по меланосоме гранит-мигматитов и фрагментам метаморфических пород в гранитах и гранитогнейсах. В результате последние не фигурировали в стратиграфических разрезах как самостоятельные тела и не отражались на геологических картах. Автором совместно с В.И. Кицулом было предложено выделить гранито-гнейсы из состава супракрустального комплекса, т.е. верхнеалданской и нимнырской свит в самостоятельный комплекс (Кицул и др., 1978). Комплекс, представленный гранито-гнейсами, чарнокито-гнейсами и реоморфическими гранитами, как первично коровый магматогенный было предложено называть инфракрустальным, а комплекс, представленный парапородами, парагнейсами и парасланцами супракрустальным. На заседании комиссии по метаморфизму и метаморфогенному рудообразованию по проблеме "Принципы выделения, классификации и картирования метаморфических формаций в г. Фрунзе в 1979 голу было подтверждено, что среди метаморфических комплексов следует выделять два типа, в том числе и комплекс с мигматит-плутонами, гнейсогранитами и другими аналогичными образованиями (Пономарева, 1979).

В настоящее время в пределах АГТО принято выделять два крупных мегако^плекса: супракрустапьный и инфракрустальный (Тектоника и эволюция ., 1988). Ортогнейсы, которыми преимущественно сложен инфракрустальный мегакомплекс, также как и парагнейсы супракрустального мегакомплекса представляют собой по существу мигматиты, но разного петрогенезиса. Для парагнейсов жильный материал имеет палингенное происхождение, тогда как для ортогнейсов - остаточно магматическое (Шкодзинский, Зедгенизов, 1998). В Западно-Алданской зоне. гранулито-гнейсовой области инфракрустальный мегакомплекс представлен преимущественно гранито-гнейсами и реоморфическими гранитами. Границей его распространения является Тимпгонский надвиг, восточнее которого в Сутамском блоке инфракрустальный мегакомплекс представлен также и чарнокитогнейсами. В Восточно-Алданской зоне инфракрустальный

Рис.1. Диаграмма нормативных составов АЬ-Ап-Ог по О.Коннору /О'Коппог, 1965/

1-4 - гранитогнейсы: 1-2 - Нимнырсхого блока Верхне-Алданского (1) и Притимптонского (2) районов; 3-4 - Суннагино-Гонамского блока: Центрально-Суннагинского (3) и Илийского (4) выходов инфракрустального мегакомплекса; 5-8 - чарнокито-гнейсы: 5-6 -Нимнырского блока Верхне-Алданского (5) и Притимптонского (6) районов; 7-8 - Суннагино-Гонамского блока Центрально-Суянагинского (7) и Илийского (8) выходов инфракрустального мегакомплекса; 9 -тоналит-трондьемиговые гнейсы Олекминской гранит-зеленокаменной области (Смелов, 1989), 10 - диориты и диорито-гнейсы блока Зверева (Ранний докембрий1986). мегакомплекс обнажается в виде выступов гранит-нарнокитогнейсов в Суннагинском выступе и в бассейне р. Гыным.

На классификационной диаграмме О'Коннора (1965) (рис.1) точки составов пород инфракрустального мегакомплекса ложатся в поля гранитов и адамелитов. По химическим особенностям породы инфракрустального комплекса Алданской гранулито-гнейсовой области существенно отличаются от таковых соседствующих гранит-зеленокаменных областей, среди которых преобладают гранитоиды К-№ серии (тоналиты и тронДьемиты).

3. Обосновано двучленное строение супракрустального мегакомплекса. В его составе выделено два структурно-вещественных комплекса: акарбонатный и карбонатсодержащий. В относительной геологической последовательности в пределах отдельных его структур акарбонатный комплекс предшествует карбонатсодержащему.

Алданский мегакомплекс сложен парапородами, гнейсами и кристаллическими сланцами, являющимися большинстве случаев мигматитами с преимущественно анатектоидным жильным материалом. При большом многообразии минеральных парагенезисов выделяется небольшое число петрографических разновидностей. К таковым относятся:

1. биотит-гранатовые гнейсы, плагиогнейсы и гранатовые гранулиты,

2. гиперстен-гранатовые и гранат-гиперстеновые гнейсы и плагиогнейсы,

3. гиперстеновые гнейсы и плагиогнейсы,

4. амфибол-гиперстеновые гнейсы с фанатом и без него,

5. амфиболовые гнейсы и плагиогнейсы с гранатом и без него,

6. амфибол-диопсидовые гнейсы, кристаллические сланцы в том числе и гранатсодержащие,

7. диопсидовые гнейсы и кристаллические сланцы нередко скаполитсодержащие,

8. кварциты мономинеральные и полевошпатовые, в том числе графит- или магнетитсодержащие,

9. двупироксеновые и амфибол-двупироксеновые плагиогнейсы и кристаллические сланцы,

10. мраморы, кальцифиры и известковосиликатные породы,

11. высокоглиноземистые главным образом силлиманит, кордиеритсодержащие гнейсы и кристаллические сланцы.

По сонахождению данных петрографических разностей пород, наблюдаемых в коренных обнажениях и маршрутных пересечениях, выделяются и картируются геологические тепа. По характеру распределения горных пород в геологических телах определен характер связей между ними, по которым выделены пять устойчивых ассоциаций из 11 петрографических разностей пород (Зедгенизов, Болдырев, 1987): ассоциация пород "а" образована кварцитами (8), высокоглиноземистыми гнейсами и кристаллическими сланцами (11), биотит-гранатовыми гнейсами, плагиогнейсами и гранулитами (1) и гиперстенсодержащими их разностями (2); ассоциация "в" представлена гиперсгеновыми гнейсами и плагиогнейсами (3); ассоциация "с" состоит из амфибол-гиперстеновых (4) и двупироксеновых, амфибол-двупироксеновых гнейсов и ппагаогнейсов (9); ассоциация "<1" объединяет породы повышенной известковистости -амфиболовые (5), амфибол-диопсидовые (6) и диопсидовые (7) гнейсы и кристаллические сланцы; ассоциация "е" состоит из мраморов и кальцифиров. По характеру связей эти породы также тяготеют к породам повышенной известковистости устойчивой ассоциации 'У'.

Характер связей между породами и группировка их в устойчивые ассоциации пород (УАП) иллюстрируется дендршраммой (рис.2). Предполагается, что группировка пород в устойчивые ассоциации обусловлена определенной палеобстановкой их образования.

В геологических телах метаморфические породы находятся в сонахождении как представители устойчивых ассоциаций пород, одна из которых является преобладающей, определяющей данное геологическое тело, подчиненные же представители устойчивых ассоциаций пород относятся к транзитивным, определяющим переходное состояние данного геологического тела. Геологические тела объединяются по одноименным устойчивым ассоциациям в формации. Формация представляет собой сочетание устойчивых ассоциаций пород. Например, в бассейне верхнего течения р. Алдан на участке между притоками Нимгеркан и Чампула ассоциации гранатовых, силлиманитовых, кордиеритовых гнейсов с прослоями гиперстеновых плагиогнейсов чередуются с ассоциациями гиперстеновых плагиогнейсов с прослоями гранатовых и силлиманитовых гнейсов. Первая из этих ассоциаций представлена устойчивыми ассоциациями "а" и "в", а вторая - "в" и "а". Эта чередующиеся ассоциации представляют собой формацию высокоглиноземистых гнейсов (а) и гиперстеновых плагиогнейсов (в) т.е. "ав".

УАП Порода Мера связи П-Ю 0 -10 1 : а в 8 11 1 2 3 4 л

Рис.2. Кластернаядендрограммасонахождения пород в метаморфических толщах

1-11-петрографическиеразновидности пород: 1-биотит-гранатовые гнейсы, плагиошейсы и гранулиты; 2 - гиперстен-гранатовые и гранат-гиперстеновые плагиогнейсы и гнейсы; 3 - гиперстеновые дпагиогнейсы и гнейсы; 4 - амфибол-гиперстеновые шагиогнейсы, гнейсы с гранатом и без граната; 5 - амфиболовые плагиогнейсы, гнейсы с гранатом и без граната;6 - амфибол-диопсидовые плагиогнейсы и кристаллическиесланцы, в том числе гранатсодержащие; 7 -диопсидовые плагиогнейсы и кристаллические сланцы, нередко скаполитсодержащие; 8 - кварциты мономинеральные и полевошпатовые в том числе с графитом или магнетитом; 9 -двупироксеновые и амфибол-двупироксеновые плагиогнейсы и кристаллосланцы иногда с гранатом; 10 -мраморы и кальцифиры; 11 - высокоглиноземистые гнейсы, плагиогнейсы и сланцы, главным образом, силлиманит-, кордиеритсодержащие. Буквами на дендрограмме выделены устойчивые ассоциации пород (УАП).

В геологическую формацию объединяются геологические тела по одноименным устойчивым ассоциациям горных пород. Число геологических формаций, как сочетание устойчивых ассоциаций пород не может быть бесконечным и ограничено числом два в степени равной числу устойчивых ассоциаций пород. Теоретически сумма всех сочетаний из пяти УАП равна 32.

Фактически АГГО слагают тридцать формаций- Половина из них карбонатсодержащие. Среди последних нет формации представленной только одной ассоциацией "е", т.е. формации состоящей только та мраморов и кальцифиров. Во всех карбонатсодержащих формациях карбонатные породы присутствуют в подчиненных количествах в виде прослоев и линз. Это означает, что число формаций в ассоциации "ё" на единицу меньше числа формаций с сочетанием остальных УАП. Если ассоциация "е" присутствует в 15 формациях, то детальные УАП в 16 формациях. Относительно тридцати сочетаний УАП (формаций) ассоциация "е" обладает большей информативностью как структурообразующий фактор, чем остальные ассоциации пород. Действительно информативность ассоциации "е" равна 302-152-152=450, тогда как для остальных каждой в отдельности она равна 302-]62-142=448.

На кластерной дендро грамме рис. 3 проиллюстрирована последовательность объединения формаций в формационные группы и разделение последних на два крупных кластера. Двучленное деление супракрустального мегакомплекса соответствует двум самостоятельным структурно-вещественным комплексам - акарбонатному - и карбонатсодержащему. Дендрограмма построена в соответствии с принципом дифференциации как ведущего геологического процесса. Все формации упорядочены по УАП в сторону увеличения последних в формациях с учетом их информативности. Предполагается, что УАП являются следствием определенных палеогеотектонических обстановок. Дифференциация, как процесс от однородного к неоднородному, ведет к генетическому разнообразию природных систем и упорядочивает генетические признаки элементов, составляющих систему в сторону увеличения их информативности. Колонка "формация" на рис. 3 представляет собой "прообраз" таблицы "объект-признак", где по строкам распределены формации, а по столбцам составляющие их УАП. Матрица "объект-признак" преобразуется в ранговую матрицу "объект-объект" через вычисление ранговых связей между формациями. Структура этих связей отражена на кластерной дендрограмме. Нулевая связь разбивает тридцать формаций на восемь формационных групп:

Рис. 3. Расчленение Алданского супракрустального мегакомплекса на структурно-вещественные комплексы, формационные ряды, формационные группы и формации, выделенных системно-иерархическим методом.

Условные обозначения для зон Алданской гранулито-гнейсовой области соответствуют рис. 5. Изотопный возраст ТЫ(1(БМ) формационных рядов определен по данным В.П. Ковача и др. (1999).

СВЕ, ВЕ, СЕ, БЕ, СВ, В, С и АБ. Относительная возрастная последовательность формационных групп определяется принадлежностью их к определенным формационным рядам, пронумерованных римскими цифрами с учетом их эволюционной последовательности. Всего выделено пять формационных рядов, в которых формационные группы распределены следующим образом: формационный ряд обозначенный римской цифрой I соответствует формационной группе СВЕ; в формационный ряд II входят формационные группы ВЕ и СЕ; формационные группы ОЕ и СВ составляют формационный ряд III; формационные группы В и С образуют формационный ряд IV; формационная группа АВ соответствует формационному ряду V. Заметим, что формационная группа СВ акарбонатного комплекса попадает в один формационный ряд III с формационной группой ОЕ карбонатсодержащего комплекса. Это можно интерпретировать как скольжение вещественных комплексов во времени, т.е. образование формационной группы ОЕ карбонатсодержащего комплекса совпадает по времени с образованием формационной группы СВ акарбонатного комплекса.

Геохронологическое обоснование последовательности формационных рядов и слагающих их формационных групп (рис.3) вытекает из характера распределения Бт-Ыё модельных возрастов петрографических разновидностей пород и слагаемых ими УАП (рис.4). Структурно-вещественные комплексы АГГО формировались в период, когда возраст источника и возраст седиментации метаграувак имеют тенденцию к согласованию (Мишара и др., 1985) т.е. возраст седиментации парапород АГГО вряд ли будут существенно отличаться от возраста их источника. Не вызывает сомнения наличие двух распределений с возрастом моложе и древнее 2550 млн. лет. Древние возраста имеют высокоглиноземистые породы (11), частично биотит-гранатовые (1) и гиперстен-гранатовые (2) гнейсы УАП "а" и амфибол-диопсидовые кристаллические сланцы (6) УАП "с!" формационной группы АО, соответствующих формационному ряду V на рис. 3. Возраст моложе 2500 млн. лет имеют эндербиты (3), амфибол-гиперстеновые (4), двупироксеновые (9) с амфиболом и без амфибола гнейсы и плагиогнейсы, большая часть биотит-гранатовых (1) и гранат-гиперстеновых (2) гнейсов и плагиогнейсов и небольшое число анализов высокоглиноземистых (11) гнейсов и кристаллосланцев. Эта группа пород составляет формации формационных групп С, В формационного ряда IV и СВ формационного ряда III акарбонатного комплекса. Они обычно имеют наиболее широкое распространение и характерны для всех блоков АГГО. Карбонатсодержащий

Анортозиты

11 1 1 п пП Г

П 1 1п II гп ""

Тш(ВМ),млн.лет

Рис. 4. График распределения модельных возрастов Тм<1(ОМ), млн.лет петрографических разновидностей пород и их устойчивых ассоциаций. (График составлен поданным Ковача и др., 1999;Суханова и др., 1990,1991). комплекс не мог сформироваться раньше гиперстенсодержащих (3, 4, 9) гнейсов и плагиогнейсов акарбонатного комплекса, т.е. раньше 2530 млн. лет назад. Формирование его, скорее всего, происходило уже при переотложении пород с возрастом древнее 2250 млн. лет. Учитывая, что комплекс прорывается анортозитами с возрастом 1700-1900 млнлет (Суханов и др., 1990, 1991) наиболее вероятно, что карбонатсодержащий комплекс сформировался в период 2000-2250 млнлет назад. Тогда возраст акарбонатных формаций формационных групп С и В формационного ряда IV укладывается в период 2250-2500 млн. лет. Очевидно, что приведенные данные Бт-Ш модельных возрастов не противоречат эволюционной последовательности формационных рядов полученной системно-иерархическим методом в соответствии с принципом дифференциации как ведущего геологического процесса.

4. Выполнено тектоническое районирование Алданской гранулито-гнейсовой области, в пределах которой выделены геоструктуры разного порядка. Впервые приведевы доказательства отсутствия Станового шва как единой структуры в раннем докембрия Алданского щита.

Тектоническое районирование Алданской гранулито-гнейсовой области базируется на особенностях составов инфракрустального мегакомплекса и комплексов Алданского супракрустального мегакомплекса, их взаимоотношений между собой и распространенности различных геоструктур (рис.5).

В пределах Алданской гранулито-гнейсовой области Восточно-Алданская и Западно-Алданская зоны отличаются друг от друга не только своим географическим положением, но и слагающими их геоструктурными элементами. В Западно-Алданской зоне в отличие от Восточно-Алданской отсутствуют формации формационных групп ВЕ и СВЕ карбонатсодержащего комплекса. В пределах Западно-Алданской зоны выделены два блока первого порядка, разделенные Тимптонским надвигом - Алдано-Тимптонский и Тимптоно-Тыркандинский. Алдано-Тимптонский блок выделяется преимущественным развитием гранито-гнейсов и реоморфических гранитов инфракрустального мегакомплекса. По распространенности формации формационных групп ЭЕ и СЕ карбонатсодержащего комплекса Алдано-Тимптонский блок разделяется на блоки второго порядка - Нимнырский и Мёлемкёнский, в которых распределены фрагменты формации формационных групп АО, С, В, СВ акарбонатного комплекса. Область распространения

ТОВКМ ет» Ше ЕШ7 (53* ЕЗ8 ЕЭда И»

Рис.5. Эпирифейские формации и комплексы Алданского мегаблока Алдано-Станового шита. Составил А.Н. Уедгепизов. 1 -"нерасчленеииыс отложения платформы, впадин и перикратокных прогибов; 2 - нерасчлененные отложения герршснных формаций (а) и вулканитов (б) Карелия; 3-4 - инфракрустальный мегакомнлекс: 3 • чоналит-трондьемнтовые гнейсы гранит-теленокаменной области (а), тоналитовыс диорито-гнейсы гранулото-гнейсовой области (б); 4 - гракит-адамсллитовые гнейсы, реоморфичсскис гранитоиды с фрагментами толщ существенно кварцитовых (а), гранат- и гинерстсисодсржаших гнейсов (б), карбонатно-сланцевых (в); 5-6 - супракрустальный мегакомгшекс: 3 - акарбонатный комплекс гнейсов: гранат- и гиперстенсодержащих (а), гранат- и гиперстенсодержащих с гранатовыми гранулитами (б), лейкократових с гранатом (в); б - карбоиаггсодержащий комплекс, нерасчлеиетый; 7-9 - интрузивно-магматические образования, нерасчлеиенные: 7 - рапакививидные граниты, гранит-сиениты, гранодиориты и нерасчлененные гранитоиды; 8 - габбро, габбро-амфиболиты. иориты. габбро-нориты, габбро-диориты; 9- анортозиты и габброанортозиты; 10-12- разломы: 10 - разграничивающие сегменты (а -установленные, б - предполагаемые), И -разграничивающие блоки, 12 - прочие разломы; 13 - геологические границы. Цифрами в кружках обозначены разломы: 1 - Бурхалинский, 2 - Тыркандинский, 3 - Амгинский, 4 - Калаканский, 5 - Жуинский. 6 - Каралон-Куандинский, 7 -Парамсккй. 8 - Темулямггский, 9 - Тимптоиский, 10 - Иджеко-Нуямский. Буквами обозначены: С - Становой мегаблок Алдано-Станового шита, Б -Байкальская орогенная область, В - Верхоянский складчато-кадвиговый пояс. фрагментов толщ формационных групп карбонатсодержащего комплекса обрамляют Нимнырский блок второго порядка и образует зону между блоками второго порядка. Сам Нимнырский блок так же неоднороден. Ядро этого блока представляет собой гранито-гнейсы с фрагментами формаций формационной группы /Ш акарбонатного комплекса.

В Тимптоно-Тыркандинском блоке преобладают формации формационных групп С, В и СВ акарбонатного комплекса, формации формационных групп карбонатсодержащего комплекса слагают отдельные фрагменты. В этом блоке выделяются два блока второго порядка - Сеймско-Сутамский и Холболохский, разделенные Иджеко-Нуямской зоной реоморфических гранитов и наложенной высокотемпературной амфиболитовой фацией метаморфизма. В пределах Сеймско-Сутамского блока второго порядка в водораздельной части верховьев рек Гонама и Сутама выходит Сутамское ядро чарнокитогнейсов с фрагментами формаций биотит-гранатовых гнейсов, гранатовых гранулитов, лейкократовых гиперстенсодержащих гнейсов с прослоями высокоглиноземистых пород и кварцитов преимущественно формаций формационной группы АО. Алдано-Тимптонский и Тимптоно-Тыркандинский блоки граничат по Тимптонскому надвигу. При его крупномасштабном структурном картировании в районе устья р. Иджека правого притока р.Тимлтон установлена конфигурация границы (Ранний докембрий, 1986), которая возникает на границе двух сред с разной вязкостью. Такая конфигурация границ имеет форму "палец в палец" (Федер, 1991) и при картировании, обычно, принимается за складки смятия.

Восточно-Алданская гранулито-гнейсовая зона в Тыркандино-Учурском блоке представлена формациями всех серий Алданского супракрустального мегакомплекса. Инфракрустальный мегакомплекс обнажается только в ядрах окруженных формациями гранат- и гиперстенсодержащими гнейсами с прослоями высокоглиноземистых пород и кварцитов формационных рядов акарбонатного комплекса. В центральной части Алдано-Гынымского водораздела обнажается Суннагинское ядро чарнокитогнейсов и гранитогнейсов с фрагментами высокоглиноземистых и кварцитсодержащих формаций формационной группы АО акарбонатного комплекса. В бассейне р.Или обнажаются гранитогнейсы и чарнокито гнейсы Илийского ядра инфракрустального мегакомплекса. Формации карбонатсодержащего комплекса обрамляют Тыркандино-Учурский блок с запада, протягиваясь вдоль Тыркандинской зоны, а в Идюмо-Хайканском районе по их распространению Тыркандино-Учурский блок разделен на два блока второго порядка - Тырканский и Гонамо-Суннагинский. Тырканский блок сложен монотонными гранатовыми гнейсами в центральной части и эндербитами с прослоями двупироксенсодержащих и пироксенсодержащих, реже биотит-гранатовых и гранатсодержащих гнейсы кристаллических сланцев (на периферии). Акарбонатный комплекс окружен гиперстеновыми двупироксеновыми и известково-силикатными гнейсами и кристаллическими сланцами карбонатсодержащего комплекса (рис. 5).

Изучение взаимоотношений Западно-Алданской и Восточно-Алданской гранулито-гнейсовых зон между собой и соседствующими с ними Олекминской, Батомгской гранит-зеленокаменными областями и Становым геоблоком (рис. 6) показывает, что гранулито-гнейсы Восточно-Алданской зоны через Улканский прогиб примыкают к Батомгской гранит-зеленокаменной области, образуя единую геоструктуру - Учуро-Батомгский сегмент (Зедгенизов, 1997). Аналогичный сегмент устанавливается в западной части щита. Здесь Олекминская гранит-зеленокаменная область с юга и частично с запада через Кодаро-Удоканский прогиб сочленяется с гранулито-гнейсовыми комплексами Южно-Алданской зоны, формируя Витимо-Олекминский сегмент. Между этими двумя сегментами располагается Центрально-Алданский сегмент, который по объему соответствует Западно-Алданской гранулито-гнейсовой зоне и отличается по своему строению и формационному составу от соседних. Эти три сегмента и составляют Алданский мегаблок. В пределах каждого сегмента выделяются блоки первого и второго порядков, ядра в блоках второго порядка, краевые и межблоковые зоны. Иерархия геоструктурных элементов приведена в таблице 1. Сегменты Алданского геоблока ограничиваются Амгинским и Тыркандинским шовными разломами, по которым они сочленяются не только друг с другом, но и со Становым геоблоком. Вместе с границами между блоками второго порядка они полого погружаются на восток, северо-восток и образуют ярусную систему блоков. Тыркандино-Учурский блок Учуро-Батомгского сегмента перекрывает своим карбонатсодержащим комплексом Холоболохский блок второго порядка. Тимптоно-Тыркандинский блок в Центрально-Алданском сегменте по пологому сместителю перекрывает инфракрустальный мегакомплекс Алдано-Тимптонского блока. Последний по Амгинской шовной структуре надвинут на Олекминскую гранит-зеленокаменную область (Дук, 1989). При таких взаимоотношениях сегментов Алданского мегаблока их сочленения в южной части щита Становой шов не может рассматриваться как единая структура.

Рис. 6. Карта тектонических структур кристаллического фундамента Алданского мегаблока.

1-5 - границы Алданского мегаблока и составляющих его геоструктур: 1 - ограничивающие Алданский мегаблок и разграничивающие сегменты установленные (а) и предполагаемые (б); 2 - разграничивающие блоки первого порядка установленные (а) и предполагаемые (б) в том числе надвиги установленные (в) и предполагаемые (г); 3 - разграничивающие блоки второго порядка; 4 - ограничивающие ядра блоков второго порядка; 5 - ограничивающие краевые и межблоковые зоны; б -флексура Горнштейна (Д.К. Горнштейн, 1965), 7 - граница метаморфического и стратиграфического несогласия между кристаллическим фундаментом и складчатым рифеем (по С.П. Кориковскому, 1980). Буквами обозначены названия тектонических структур. Сегменты: УБ - Учуро-Батомгский, ЦА - Центрально-Алданский, ВО - Витимо-Олекминский. Блоки первого порядка: Б - Батомгский, ТУ - Тимптоно-Учурский, ТТ - Тимптоно-Тыркавдшнский, АТ - Аллано-Тимптонский, ЧО -Чаро-Олекминский, КЗ - Курультино-Зверевский. Блоки второго порядка: ГС - Гонамо-Суннагинский, Т - Тырканский, X -Холоболохскмй, СС - Сеймско-Сутамский, М - Мелемкенский, Н - Нимнырский, О - Олекминский, Ч - Чарский, КК - Курультино-Каларский, 3 - Зверевский. Дара блоков второго порядка: ЦС - Центрально-Суннагинское, И - Илийское, ВС - Верхне-Сутамское, ВА - Верхне-Алданское. Краевые и обрамляющие зоны: Тр - Тыркандинская, ИХ - Идюмо-Хайканская, ПЧ - Притимптоио-Чугинская, КВ - Каларо-Витимская. Цифрами в кружках обозначены границы Алданского мегаблока и составляющих его тектонических структур: 1 - Бурхалинская, 2 - Тыркандинская, 3 - Амгинская, 4 - Калаканская, 5 - Жуинская, б - Каралон-Куандинская, 7 - Парамская, 8 - Темулякитская, 9 - Тимптонская, 10 - Иджеко-Нуямская, 11 - Улканская, 12 - Кодаро-Удоканская, 13 - Чульманская.

Таблица

Иерархия тектонических блоков Алданского мегаблока