Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа

НазваниеГеология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа
МАТУШКИН Николай Юрьевич
Дата конвертации21.05.2013
Размер240,93 Kb.
ТипАвтореферат
На правах рукописи


МАТУШКИН Николай Юрьевич


ГЕОЛОГИЯ И КИНЕМАТИКА

ИШИМБИНСКОЙ И ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

ЗОН РАЗЛОМОВ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА


25.00.01 – общая и региональная геология


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук


Новосибирск 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН и в Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН.


Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН Верниковский Валерий Арнольдович


Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Буслов Михаил Михайлович


кандидат геолого-минералогических наук, Беляев Сергей Юрьевич


Ведущая организация: Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья.


Защита состоится 12 октября 2010 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета № ДМ 003.067.01 при Учреждении РАН Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института


Автореферат разослан 10 сентября 2010 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета Е.М. Высоцкий


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Енисейский кряж представляет собой сложно построенный складчато-надвиговый пояс и является одной из ключевых геологических структур в западном обрамлении Сибирской платформы. Расшифровка истории формирования и эволюции этого орогена имеет особое значение для понимания эволюции всего Центрально-Азиатского подвижного пояса. В пределах Енисейского кряжа производственными геологическими организациями проводились значительные по объемам многолетние геолого-съемочные работы, в том числе геофизические, которые существенно дополнялись петрологическими, геохронологическими, геохимическими и другими исследованиями, выполненными сотрудниками научно-исследовательских институтов. Однако в значительно меньшей степени уделялось внимание типизации и кинематике ключевых структурных элементов складчато-покровной области, последовательности и возрасту деформаций, что крайне важно для восстановления геодинамической эволюции формирования Енисейского кряжа и прилегающих структур. Для проведения подобных работ в сложно построенных геологических объектах требуется комплексный подход с обязательным применением структурного анализа в сочетании с геологическими, изотопно-геохронологическими, геофизическими и другими методами. Актуальность настоящего исследования заключается в том, что впервые комплексный подход для определения кинематики, возраста, продолжительности и этапов деформаций применяется для основных тектонических швов аккреционно-коллизионной структуры Енисейского кряжа, что позволяет построить динамическую модель его формирования. Кроме того, в рамках настоящего исследования были получены геохронологические данные, существенно дополнившие представления об эволюции Енисейского кряжа.

Объектами исследования в работе являются Ишимбинская и Приенисейская зоны разломов, представляющие собой крупнейшие сутуры Енисейского кряжа.

Целью работы является определение типов деформаций, их кинематики, последовательности и возраста при формировании и эволюции структуры Енисейского кряжа.

Основная задача исследования: восстановить эволюцию развития геологической структуры Ишимбинской и Приенисейской зон разломов посредством морфологической и кинематической типизации разрывных и складчатых деформаций и установления их возраста.

Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ на Енисейском кряже в 2005-2009 г. в составе экспедиционных отрядов лаборатории геодинамики и палеомагнетизма Института геологии и минералогии СО РАН и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. В работе также использованы материалы полевых исследований, проводимых автором в пределах Верхоянского складчато-надвигового пояса в ходе производственных практик (2003, 2004 гг.) во время обучения в НГУ, включая фотографии, предоставленные к.г.-м.н. А.В. Прокопьевым. Использованы коллекции шлифов, образцов, геологические карты, схемы и геохронологические данные лаборатории геодинамики и палеомагнетизма, фондовые материалы.

При написании диссертации автором было просмотрено более 120 шлифов, из них 33 ориентированных. При полевых исследованиях выполнено более 660 замеров элементов залегания, на стереограммах из них вынесено более 300. Для иллюстрации деформационных структур в работе используются 39 фотографий обнажений и 15 снимков пород в шлифах. Петрографические исследования проводились на поляризационном микроскопе Nikon ECLIPSE LV100 POL. Приводимые Ar-Ar геохронологические анализы выполнялись на масс-спектрометре Noble gas 5400 в Аналитическом центре ИГМ СО РАН, г. Новосибирск.

Теоретической основой для исследования является тектоника литосферных плит, характеризующая типы разрывных и складчатых дислокаций при их взаимодействии, а также кинематику и механизмы деформаций пород в условиях различных геодинамических обстановок (Зоненшайн и др., 1976, 1990; Хаин, 2005). Полевые исследования и интерпретация структурных данных проводились с использованием методик и теоретических основ, описанных в (Елисеев, 1953; Михайлов, 1984; Белоусов, 1986; Ramsay, Huber, 1987а,б; McClay, 2005; Price, Crosgrove, 2005).

Основные защищаемые положения и выводы.

1. Ишимбинская зона разломов, заложенная 780-750 млн. лет назад в результате коллизии Центрально-Ангарского террейна и Сибирского кратона, представлена разломами северо-западного и северо-восточного простирания, имеющими надвиговую и взбросовую кинематику, осложненную сдвиговой компонентой. Породы в тектонических блоках, ограниченных этими разломами, деформированы конформной с разломами наклонной и запрокинутой складчатостью, рассланцованы и несут признаки, по крайней мере, двух этапов продольного сжатия со стороны Центрально-Ангарского террейна в неопротерозое.

2. Приенисейская зона разломов является одним из тектонических швов в зоне сочленения фундаментов Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты, а ее заложение 640-600 млн. лет назад происходило в обстановке косой аккреции Приенисейской вулканической дуги и обдукции офиолитов на окраину Сибирского кратона. Приенисейская зона разломов образована разломами север-северо-западного простирания, имеющими взбросовую и надвиговую кинематику с левосторонней сдвиговой компонентой, формирующими тектонические покровы и структуры типа «пальмового дерева».

3. Структурно-геологические и геохронологические данные позволяют утверждать, что сутурные зоны Енисейского кряжа, формировавшиеся и эволюционировавшие в неопротерозое, испытали тектоно-магматическую активизацию в палеозое и мезозое. Для Ишимбинской зоны такие признаки установлены для раннего-среднего триаса, а для Приенисейской – для среднего девона и также раннего-среднего триаса, что связано с позднекаледонскими аккреционно-коллизионными событиями в Центрально-Азиатском складчатом поясе и раннемезозойскими тектоно-магматическими событиями на Сибирской платформе.

4. Западное и восточное обрамление Сибирского кратона обладают сходными кинематическими характеристиками как продольных, так и поперечных крупнейших зон разломов, несмотря на различия в размерах, в продолжительности времени существования пассивной континентальной окраины и этапов эволюции. Енисейский и Верхоянский складчатые пояса обладают признаками аккреционных орогенов и формировались при значительном вкладе надвиго-сдвиговой кинематической компоненты деформаций, вызванной вращением аккретирующих и коллидирующих блоков.

Новизна работы. Личный вклад. В результате проведенного исследования была установлена кинематика крупных тектонических швов Енисейского кряжа, этапы их развития и роль в формировании и эволюции этой геологической структуры. Для определения кинематики разрывных и складчатых деформаций, помимо анализа коренных выходов, впервые использовалась интерпретация кинематических индикаторов в ориентированных шлифах. В рамках изучения зон разломов впервые выполнен структурный анализ в пределах Стрелковского лейкогранитного массива и его эндо- и экзоконтактовой зоны, выявлены закономерности расположения шлировых образований и трещиноватости в лейкогранитах, что позволяет усовершенствовать геодинамическую модель формирования интрузивных тел глушихинского комплекса. Проведено детальное изучение тектонического строения Предивинского террейна, определена его структура типа «пальмового дерева».

Выявлена тектоно-магматическая активизация докембрийских шовных зон Енисейского кряжа в палеозое и мезозое. Получены 3 новые Ar-Ar датировки среднедевонского возраста по слюдам из парагнейсов Приенисейской зоны разломов и из парагнейсов и лейкогранитов в смежных с ней структурах, а также 2 Ar-Ar датировки мезо- и неопротерозойского возрастов по амфиболу из метагаббро в деформированном фрагменте офиолитов, расположенном в пределах Ишимбинской зоны разломов. В пределах Приенисейской зоны установлены проявления среднедевонского и ранне-среднетриасового тектоно-магматических этапов по лейкогранитам и щелочным трахитам Порожинского массива Южно-Енисейского кряжа (U-Pb метод по цирконам).

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при доработке и совершенствовании государственных геологических карт, тектонических схем, палеотектонических реконструкций, при геолого-съемочных работах и при проведении практических занятий со студентами.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых «Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности» (Тюмень, 2008); Всероссийской молодежной научной конференции «Трофимуковские чтения – 2008» (Новосибирск, 2008); Третьей и Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2006, 2008); XII Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (Томск, 2008); XLII, XLIII, XLIV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2004, 2005, 2006). Результаты исследований докладывались на 17 конференции «Goldschmidt» (Кельн, 2007); 33-ом Международном геологическом конгрессе (Осло, 2008); совещании «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (Иркутск, 2008, 2009); XLIII Тектоническом совещании «Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя» (Москва, 2010). По результатам проведенных исследований опубликовано 24 научные работы, 5 из них – статьи в рецензируемых журналах.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, 5 глав и заключение общим объемом 206 страниц, 81 рисунок, и 3 таблицы. Список использованной литературы содержит 184 наименования. Работа выполнена в лаборатории геодинамики и палеомагнетизма ИНГГ СО РАН за время обучения в очной аспирантуре.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.г.-м.н., чл.-корр. РАН В.А. Верниковскому, оказывавшему постоянную поддержку и помощь на всех стадиях выполнения исследования. Автор также глубоко признателен д.г.-м.н. А.Е. Верниковской за оказанную помощь и руководство в ежедневной работе при подготовке статей, тезисов и за переданный профессиональный опыт. Автор благодарен к.г.-м.н. А.В. Прокопьеву (Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, г. Якутск), под чьим руководством проводились полевые работы в пределах Верхоянского складчатого пояса и первое ознакомление с методами структурного анализа, а также коллеге и соавтору публикаций к.г.-м.н. А.М. Ясеневу за помощь при выполнении полевых работ и консультации при первичной обработке полевых материалов. Полевые исследования в 2006 г. проходили в сотрудничестве с к.г.-м.н. Б.А. Натальиным (Стамбульский технический университет, г. Стамбул, Турция), которого автор особенно благодарит за ценные рекомендации и наблюдения при изучении Рыбинских офиолитов. В различные полевые сезоны исследования на Рыбинском, Стрелковском, Предивинском и Чиримбинском участках проводились совместно с сотрудниками лаборатории геодинамики и палеомагнетизма д.г.-м.н. А.Ю. Казанским, к.г.-м.н. Ю.К. Советовым и к.г.-м.н. Д.В. Метелкиным. Автор искренне благодарен к.г.-м.н. А.В. Травину за выполнение изотопных Ar-Ar анализов и за рекомендации по их интерпретации. Работы по термохронологическому моделированию становления гранитоидов и их публикация проводились под руководством А.Е. Верниковской в тесном сотрудничестве с к.г.-м.н. А.В. Травиным, и д.г.-м.н. О.П. Полянским (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск), с помощью которых была разработана физическая основа модели остывания гранитоидных плутонов и проводилось компьютерное моделирование. Автор признателен к.г.-м.н. В.М. Даценко (КНИИГиМС, г. Красноярск) за предоставленные геологические материалы, полезные рекомендации и литературные источники. На разных этапах подготовки диссертации ее результаты обсуждались с сотрудниками ИГМ СО РАН д.г.-м.н. А.Д. Ножкиным и Н.А. Берзиным, к.г.-м.н. А.С. Гибшером, С.А. Каргополовым, Г.С. Федосеевым и Н.Н. Круком, с сотрудником ИНГГ СО РАН к.г.-м.н. С.Ю. Беляевым – автор искренне благодарен всем за поддержку и помощь.


Глава 1. Геологическое положение Енисейского кряжа в структуре Сибирского кратона

Глава 1 посвящена обзору представлений исследователей о тектонике Енисейского кряжа, описанию современной террейновой модели его строения (Vernikovsky et al., 2003), глубинного строения этой структуры по геофизическим данным и вопросам терминологии. Заостряется внимание на региональном геологическом положении крупных продольных зон разломов Енисейского кряжа, их роли в формировании деформационных структур и в контролировании расположения магматических комплексов, а также на особенностях метаморфизма пород в пределах зон разломов.

До 80-х годов ХХ века формирование структуры Енисейского кряжа рассматривалось с точки зрения геосинклинальной теории в качестве древней геосинклинали, в развитии которой от архея до палеозоя значительную роль играли протяженные продольные разломные зоны с большой глубиной заложения сместителей. Тектоническая структура Енисейского кряжа рассматривалась как мегаантиклинорий, отделенный зонами разломов от Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты, состоящий из серии антиклинориев и синклинориев, преимущественно северо-западного простирания. Как покровно-складчатую структуру Енисейский кряж начали рассматривать в течение последних трех десятилетий (Постельников, 1980; Кузьмичев, 1987; Зоненшайн и др., 1990; Волобуев, 1993; Верниковский и др., 1993, 1994, 1999, 2001) в основном за счет исследования аллохтонного залегания офиолитовых и островодужных комплексов в его северо-западной части.

На чешуйчатый (складчато-надвиговый) характер глубинного строения Енисейского кряжа указывают геофизические исследования, проводившиеся в последние 40 лет. Геофизические данные также указывают на то, что Заангарье Енисейского кряжа отчетливо отделяется на глубине от смежных региональных геологических структур (Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы), причем границы проходят по системам ступенчатых разломов, падающих к центру орогена. Переход от Западно-Сибирской плиты к Енисейскому кряжу характеризуется возрастанием мощности земной коры от 41 до 47 км и сменой формы кривой магнитного поля с плавной на расчлененную, пилообразную (Крылов и др., 1967). Глубина залегания поверхности Мохо под Енисейским кряжем по сравнению с соседними регионами резко увеличивается от 40 до 50-55 км (Геология и металлогения…, 1985; Постельников, Мусеибов, 1992). При этом ширина складчатой области Енисейского кряжа на глубине >10 км уменьшается вдвое, что придает ему грибовидную форму (Старосельцев и др., 2003). При исследовании глубинного характера залегания сместителей Ишимбинской и Приенисейской зон разломов геологами отмечалась приуроченность к ним массивов ультраосновных пород, что выражается в наличии положительных магнитных аномалий, которые легко выделяются на фоне преимущественно немагнитных образований. Основным критерием выделения надвигов служило наличие в разрезе фрагментов наклонных отражающих границ, которые кореллировались в разрезе на значительные расстояния (Горюнов, 2002). По данным сейсмопрофилирования земная кора Енисейского кряжа отличается существенным изменением количества горизонтальных плоскостных границ, а волновая картина коры слабо упорядочена, с непротяженными отражающими площадками (Горюнов, 2002). Значение средних скоростей упругих волн в земной коре Енисейского кряжа, замеренных в меридиональном направлении, на 0.2 км/сек больше, чем в широтном, что, вероятно, указывает на широкое развитие субмеридиональных дизьюнктивов, распространяющихся на весьма большие глубины, но не захватывающих породы верхней мантии (Крылов и др., 1967). Согласно данным работ МОГТ и электроразведочных работ МТЗ верхняя часть земной коры Енисейского кряжа (до глубины 25-30 км) значительно нарушена субвертикальными зонами высокой проводимости с широкими вариациями вертикальной амплитуды смещений. Результаты этих исследований интерпретированы как наличие большого количества субвертикальных разрывов и протяженных наклонных разломов в земной коре Заангарья. При геофизических исследованиях большое значение приобрел профиль «Батолит» (рис. 1, врезка), подвергавшийся нескольким интерпретациям, на основе которых в Заангарье были выделены «чешуйчато-складчатые структурные единицы», разделенные Приенисейским, Татарским, Ишимбинским и Анкиновским разломами (Сурков и др., 1996), а также подтверждена грибообразная форма Енисейского кряжа (Хераскова и др., 2009) и его ограниченность крупными разломами, падающими к центру.

Общие признаки продольных зон разломов Енисейского кряжа включают: большая протяженность и глубина залегания сместителя; ассоциация с офиолитами и островодужными комплексами; их выделение в виде протяженных аномалий в магнитном и гравитационном (до 16 мгал) поле (Гравиметрическая карта СССР, 1965 а,б) и сейсмическими методами; контроль этими зонами разломов распространения наиболее интенсивных разрывных нарушений и массивов гранитоидных комплексов (кроме тейского); наличие чешуйчатой структуры нескольких порядков в зонах разломов; приуроченность к зонам разломов диафторитов. Все эти свойства позволяют говорить о том, что Ишимбинская и Приенисейская зоны разломов являются ключевыми в формировании аккреционно-коллизионной структуры Енисейского кряжа, и что данные зоны разломов следует рассматривать как тектонические швы (рис. 1). Наличие в пределах исследуемых зон признаков палеозойских и мезозойских тектономагматических событий говорит о том, что эволюция этого орогена не была ограничена двумя аккреционно-коллизионными этапами в неопротерозое.




Рис. 1. Геологическая схема Енисейского кряжа по (Vernikovsky et al., 2003). Арабские цифры в кружках обозначают участки проведения автором полевых исследований (1 – Чиримбинский, 2 – Стрелковский, 3 – Рыбинский, 4 – Предивинский).


Глава 2. Геология и кинематика Ишимбинской зоны разломов

Ишимбинская зона разломов протягивается вдоль всего Заангарья от устья р. Подкаменная Тунгуска до р. Ангары, смещает Ангарский разлом и разделяет Восточно-Ангарский и Центрально-Ангарский террейны (рис. 1). Вместе с Татарским разломом она формирует Татарско-Ишимбинскую шовную зону (Верниковский и др., 2008) – зону коллизии Центрально-Ангарского террейна и Сибирского кратона, включающую: пояс Рыбинско-Панимбинских офиолитов, коллизионные гранитоиды аяхтинского комплекса, больше нигде на Енисейском кряже не проявленные, и интрузивные тела татарского комплекса активной континентальной окраины. Ишимбинская зона разломов предположительно продолжается в Ангаро-Канский террейн до ее пересечения Приенисейской зоной. По геофизическим данным эта зона разломов уверенно трассируется на глубину более 5 км с падением в западном направлении, постепенно выполаживаясь, и смещается более молодой границей между фундаментом Сибирской платформы и Западно-Сибирской плитой на глубине 25 км (Сурков и др., 1996; Хераскова и др., 1999, 2009). Заложение Ишимбинской зоны разломов произошло в результате коллизии Центрально-Ангарского террейна с Сибирским кратоном.

К доколлизионным структурам относится крутое залегание метаморфических толщ, в которые были внедрены дайки аплитового состава. Деформации, вызванные коллизионным событием, в средней части зоны (район р. Еруда) представлены разломами северо-западного простирания (в т.ч. Панимбинский). Разломы имеют взбросово-надвиговую кинематику, проявляющуюся в обнажениях кварц-слюдистых сланцев и гнейсов Центрально-Ангарского террейна и в ориентированных шлифах из разломных зон. Признаки продольного сжатия со стороны террейна включают: более интенсивные складчатые деформации с запрокинутыми залеганиями вблизи взбросо-надвигов, региональную сланцеватость и сонаправленную с ней трещиноватость в аплитовых дайках, пластичные деформации в обновленных зонах милонитизации, выраженные в кинематических индикаторах вокруг порфиробластов граната. Наличие кливажа плойчатости по сланцеватости говорит о нескольких этапах сжатия.

В южной части (правый берег р. Ангара) деформации, связанные с Ишимбинской зоной разломов, представлены серией взбросов и надвигов северо-западного и северного простирания со сдвиговой кинематикой. В чешуи вовлечены метаморфизованные отложения Центрально-Ангарского и Восточно-Ангарского террейнов (район мыса Гребень) и офиолиты Рыбинского пояса (район с. Рыбное), смятые в складки с умеренно-крутым падением на запад. Направление сжатия менялось с СЗ на ЮЗ, что проявлено в пересечении систем кливажа, изгибе осей складок, наличии зеркал скольжения в коренных выходах погорюйской свиты, в 5 км к востоку от пос. Мотыгино. Это могло привести к возникновению в разломах наблюдаемой сдвиговой компоненты в офиолитах.

Глава 3. Геология и кинематика Приенисейской зоны разломов

Приенисейская зона разломов является границей, отделяющей Исаковский и Предивинский террейны от Центрально-Ангарского и Ангаро-Канского террейнов соответственно, и прослеживается в зонах сочленения данными гравимагнитной разведки. В Заангарье, в зависимости от интерпретации сейсмических данных, она уходит на глубину 5-15 км (Сурков и др., 1997; Горюнов, 2002; Старосельцев и др., 2003) с падением плоскости сместителя на запад и соединяется с западной границей фундамента Сибирской платформы. Данная зона разломов может также интерпретироваться как северо-западное продолжение Главного Саянского разлома (Даценко, 1984).

Северная часть Приенисейской зоны разломов описывалась исследователями как серия тектонических, часто надвиговых, контактов между островодужными и офиолитовыми комплексами Исаковского синклинория и терригенными отложениями тейской серии с амплитудой горизонтальных перемещений не менее 10 км. В средней части данная зона разломов проявлена в виде левосторонних сдвиговых зон северного простирания в экзоконтактах лейкогранитного Стрелковского массива глушихинского комплекса, а также формированием складок продольного сжатия и сменой ориентировки трещиноватости в западном экзоконтакте.

Первыми деформациями, связанными с Приенисейской зоной разломов в ее южной части – в сочленении Предивинского и Ангаро-Канского террейнов, являются взбросы с компонентой левого сдвига ССЗ простирания. Падение плоскостей сместителей разломов к осевой части Предивинского террейна, наряду с аналогичной ориентировкой осевых плоскостей складок (размерами от 1 м до плойчатости) и сланцеватости (рис. 2, на стереограммах), придает ему веерообразную форму типа «пальмового дерева», которая образуется при транспрессии (комбинации сжимающего напряжения с сдвиговым). Левосторонняя сдвиговая компонента могла быть обусловлена вращением террейна по часовой стрелке при аккреции к окраине Сибирского кратона, что подтверждается палеомагнитными исследованиями (Метелкин и др., 2004). Следующим этапом развития данной структуры было внедрение в уже деформированные породы даек лейкогранитного состава. Далее весь Предивинский террейн испытал напряжение ЮВ направления, что привело к образованию кливажа ЮВ падения. Геологические и геохронологические данные, а именно – полученные девонские значения Ar-Ar возрастов по слюдам из даек (387.1±6.6 млн. лет) и из Приенисейского разлома (392.7±4.5, 386.6±4.0 млн. лет) говорят о том, что последние два фиксируемые этапа эволюции структуры происходили в палеозое.

Глава 4. Основные этапы деформаций на Енисейском кряже

Признаками наиболее древних тектоно-термальных событий до коллизии Центрально-Ангарского террейна и Сибирского кратона являются имеющиеся мезопротерозойские Ar-Ar датировки (древнее 1050 млн. лет) по амфиболу из метагаббро Рыбинских офиолитов, расположенных в Ишимбинской зоне разломов (Vernikovsky et al., 2000). Субвертикальное залегание, метаморфизм пород в условиях эпидот-амфиболитовой фации и внедрение массивов тейского комплекса и даек в Центрально-Ангарском террейне, по-видимому, обусловлены деформационным событием доколлизонного этапа.

С коллизионным этапом связано, в первую очередь, заложение Ангарского разлома взбросо-сдвиговой кинематики на границе между Центрально-Ангарским и Ангаро-Канским террейном. Далее происходило заложение взбросо-надвигов Татарско-Ишимбинской сутурной зоны и деформация в ней офиолитов, а также смещение Ангарского разлома. Из-за проградации деформаций далее на этом этапе должно было произойти заложение Анкиновского фронтального надвига и образование наклонной и запрокинутой складчатости ССЗ простирания, ассоциирующей с продольными разломами в Центрально-Ангарском и Восточно-Ангарском террейнах. Коллизионный процесс также проявился в виде региональной сланцеватости ССЗ простирания в Центрально-Ангарском террейне, регионального метаморфизма до эпидот-амфиболитовой фации, внедрения гранитоидов аяхтинского комплекса в деформированные породы Татарско-Ишимбинской сутурной зоны.

Деформации этапа активной континентальной окраины и обдукции связаны с синхронным заложением Приенисейской зоны разломов (640-600 млн. лет) и возобновлением магматической активности в Татарско-Ишимбинской сутурной зоне, что хорошо подтверждается Ar-Ar и U-Pb геохронологическими данными. Сначала на севере формировался Исаковский террейн по механизму чешуйчатого покрова, затем на юге – Предивинский террейн в обстановке транспрессии, что может быть связано с вращением Приенисейской островной дуги при ее аккреции. На это же указывает левосторонняя сдвиговая компонента деформаций в Предивинском, Исаковском (по литературным данным) и Стрелковском участке, и палеомагнитные данные. Обдукция проявлена также и в деформациях сжатия на Центрально-Ангарском и Ангаро-Канском террейнах.

Палеозойский этап деформаций проявлен в Приенисейской зоне разломов и связан с аккреционно-коллизионными процессами на территории формирующейся Алтае-Саянской складчатой области. Это выразилось в становлении девонских лейкогранитов Порожинского массива. Ar-Ar датировками фиксируются девонские тектонические события в Приенисейской зоне разломов, и ордовикские – в Ишимбинской (в Чистопольском массиве). Ишимбинская и Приенисейская зоны разломов имеют синхронные признаки триасовых тектоно-термальных событий, выступая краевыми, тектонически ослабленными зонами, благоприятными для траппового магматизма. С этим этапом связывается формирование щелочных сиенитов и трахитов Севернинской вулканотектонической депрессии, щелочных пород Кийского массива в Приенисейской зоне и траппов в Вороговском грабене – в северной части Татарско-Ишимбинской сутурной зоны.

Глава 5. Сравнительный анализ геологического строения и кинематики западного и восточного складчатого обрамления Сибирской платформы

Несмотря на большие различия в размерах Енисейского и Верхоянского складчатых обрамлений Сибирской платформы, их аккреционно-коллизионный генезис привел к сходным чертам их тектонического стиля и геологического строения, в котором участвуют фрагмент пассивной континентальной окраины, тектонический шов с коллизионными гранитоидами, коллаж террейнов, следующий шов. Системы деформаций протяженных зон разломов, приуроченных к Южно-Верхоянскому сектору и к Кулар-Нерскому террейну Верхоянского складчато-надвигового пояса, обладает сходными чертами с зонами Приенисейского и Ишимбинского тектонических швов: признаки продольного сжатия, сменяющегося или сочетающегося со сдвиговым напряжением, в связи с вращением. Геологическое строение и кинематика зон разломов Южно-Верхоянского сектора (тектонические чешуи и структура «пальмового дерева») и Адыча-Тарынской зоны разломов в юго-западном обрамлении Кулар-Нерского террейна (ассоциации наклонных, запрокинутых складок и продольных, часто послойных взбросов) имеют сходный тектонический стиль с протяженными разломами Енисейского кряжа.

В обоих орогенах деформации происходили в несколько этапов, в течение которых к взбросово-надвиговой кинематике разломов добавилась сдвиговая компонента, что было обусловлено сменой направления движения блоков земной коры, участвующих в аккреционно-коллизионном процессе.




Рис. 2. Геолого-тектоническая схема и кинематические характеристики Предивинского террейна по (Верниковский и др., 1999а) с дополнениями автора.

1 – отложения чехла (Mz-Cz); 2, 3 – океанский комплекс восточной пластины (NP): 2 – метаморфизованные толеитовые базальты и андезибазальты, 3 – гарцбургитовые серпентиниты; 4 – метаморфизованные габброиды и диабазы ярлычихинского комплекса (NP); 5 – вулканиты изестково-щелочной серии центральной пластины (NP): высокотитанистые и субщелочные базальты, андезибазальты, дациты, риодациты, риолиты, кислые и основные туфы; 6 – габброиды, диориты и гранодиориты шиверского комплекса; 7 – известково-щелочные базальты, андезибазальты, дациты, риодациты и риолиты (NP); 8 – гранитоиды ягуновского комплекса (NP); 9 – канская серия (РР3) (кузеевская и атамановская толщи): амфиболиты, гнейсы, мраморы, мигматиты; 10 – разломы достоверные (а), предполагаемые (б); 11 – Приенисейский разлом (а), надвиги (б); 12 – места палеомагнитного опробования (Метелкин, 2004); 13 – районы структурных исследований.


Заключение

Основным результатом проведенной работы является определение взбросо-надвиговой и сдвиговой кинематической компоненты Ишимбинской и Приенисейской зон разломов. Также установлена последовательность деформаций для Енисейского кряжа в целом, уточнено региональное геологическое положение зон разломов в его структуре и их геофизические свойства, а также положение западной границы кряжа. Для реконструкции событий пост-орогенного этапа развития Енисейского кряжа и юго-западного обрамления Сибирского кратона уже используются полученные в рамках данного исследования признаки палеозойских и мезозойских процессов, в том числе – полученные новые U-Pb и Ar-Ar датировки. Выявлена унаследованность субмеридиональной и северо-западной ориентировки большинства деформационных структур Енисейского кряжа от мезопротерозоя до мезозоя. Для западного и восточного обрамления Сибирской платформы выявлены многочисленные сходства в геологическом строении и кинематике деформационных структур протяженных зон разломов, показана их структурообразующая роль. Показано также, что сходное строение и тектонический стиль Верхоянского складчато-надвигового пояса и Енисейского кряжа независимы от разницы во времени их образования, от количества этапов или масштабности геодинамических процессов, а обусловлены их аккреционно-коллизионным генезисом. Наиболее актуальными задачами на будущее автор считает комплексное исследование деформационных структур Центрально-Ангарского террейна, ограниченного Приенисейским и Татарско-Ишимбинским тектоническими швами. Реконструкцию кинематики и этапов деформаций при его коллизии с Сибирским кратоном необходимо проводить через комбинацию прецизионного изотопного датирования (гранитоидных массивов, пород офиолитовых комплексов, дайковых тел и метаморфических минералов) с детальными структурными и палеомагнитными исследованиями.

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах

  1. Верниковский, В. А., Верниковская, А. Е., Сальникова, Е. Б., Бережная, Н. Г., Ларионов, А. Н., Котов, А. Б., Ковач, В. П., Верниковская, И. В., Матушкин, Н. Ю., Ясенев, А. М. Позднерифейский щелочной магматизм западного обрамления Сибирского кратона – результат континентального рифтогенеза или аккреционных событий? [Текст] / В. А. Верниковский, А. Е. Верниковская, Е. Б. Сальникова, Н. Г. Бережная, А. Н. Ларионов, А. Б. Котов, В. П. Ковач, И. В. Верниковская, Н. Ю. Матушкин, А. М. Ясенев // Докл. РАН. – 2008. – Т. 419. – №1. – С. 90 – 94.

  2. Верниковский, В. А., Казанский, А. Ю., Матушкин, Н. Ю., Метелкин, Д. В., Советов, Ю. К. Геодинамическая эволюция складчатого обрамления и западная граница Сибирского кратона в неопротерозое: геолого-структурные, седиментологические, геохронологические и палеомагнитные данные [Текст] / В. А. Верниковский, А. Ю. Казанский, Н. Ю. Матушкин, Д. В. Метелкин, Ю. К. Советов // Геология и геофизика. – 2009. – Т. 50(4). – С. 380 – 393.

  3. Верниковская, А. Е., Верниковский, В. А., Матушкин, Н. Ю., Полянский, О. П., Травин, А. В. Термохронологические модели эволюции лейкогранитов А-типа неопротерозойского коллизионного орогена Енисейского кряжа [Текст] / А. Е. Верниковская, В. А. Верниковский, Н. Ю. Матушкин, О. П. Полянский, А. В. Травин, // Геология и геофизика. – 2009. – Т. 50(5). – С. 438 – 452.

  4. Верниковская, А. Е., Матушкин, Н. Ю., Верниковская, И. В., Ларионов, А. Н., Травин, А. В. Среднепалеозойский и раннемезозойский анорогенный магматизм Южно-Енисейского кряжа: первые геохимические и геохронологические данные [Текст] / А. Е. Верниковская, Н. Ю. Матушкин, И. В. Верниковская, А. Н. Ларионов, А. В. Травин // Геология и геофизика. – 2010. – Т. 51. – №5. – C. 701 – 716.

  5. Верниковский, В. А., Верниковская, А. Е., Матушкин, Н. Ю., Романова, И. В., Бережная, Н. Г., Ларионов, А. Н., Травин, А. В. Проявления палеозойского и раннемезозойского магматизма в раннедокембрийской структуре Южно-Енисейского кряжа [Текст] / В. А. Верниковский, А. Е. Верниковская, Н. Ю. Матушкин, И. В. Романова, Н. Г. Бережная, А. Н. Ларионов, А. В. Травин // Доклады РАН. – 2010. – Т. 432. – №1 . – С. 82 – 88.

Материалы в сборниках научных конференций

  1. Матушкин, Н. Ю. Комплексное геолого-тектоническое и палеомагнитное изучение краевых структур юго-западного и центрального фрагментов Верхоянского складчато-надвигового пояса [Текст] / Н. Ю. Матушкин // Материалы XLIV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Геология, 11 – 13 апреля 2006 г., Новосибирск. – Новосибирск : НГУ, 2006. – С. 3 – 4.

  2. Верниковская, И. В., Матушкин, Н. Ю. Щелочные сиениты и ассоциирующие с ними породы Порожинского массива: геология, петрография и геохимия [Текст] / И. В. Верниковская, Н. Ю. Матушкин // Проблемы геологии и освоения недр: Сборник научных трудов XII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 100-летию первого выпуска горных инженеров в Сибири и 90-летию создания Сибгеолкома в России, 14 – 18 апреля 2008 г., Томск. – Томск : ТПУ, 2008. – С. 91 – 93.

  3. Vernikovskaya, A. E., Vernikovsky, V. A., Matushkin, N. Yu., Polyansky, O. P. Thermal models for post-collisional A-type granites formation (western margin of the Siberian craton) [Текст] / A. E. Vernikovskaya, V. A. Vernikovsky, N. Yu. Matushkin, O. P. Polyansky // 33rd International Geological Congress: 6 – 14th August 2008, Oslo. – abstr. 1322594.html – Abstracts CD-ROM.

  4. Матушкин, Н. Ю. Структура Предивинского террейна Енисейского кряжа (юго-западное сочленение Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы): геологические, геофизические и кинематические данные [Текст] / Н. Ю. Матушкин // Материалы всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых «Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности», 29 сентября – 2 октября 2008 г., Тюмень. Тюмень–Новосибирск : ОАО «СИБНАЦ», 2008. – С. 147 – 149.

  5. Матушкин, Н. Ю. Геологическое строение южной части зоны сочленения Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы на примере Предивинского террейна Енисейского кряжа [Текст] / Н. Ю. Матушкин // Материалы совещания «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», 14 – 18 октября 2008 г., Иркутск. – Иркутск : ИЗК СО РАН, 2008. – Т. 2. – С. 31 – 33.

  6. Матушкин, Н. Ю. Структурные проявления и кинематика формирования Стрелковского массива (Енисейский кряж) [Текст] / Н. Ю. Матушкин // Четвертая Сибирская международная конференция молодых ученых по наукам о Земле, 1 – 3 декабря 2008 г. : Материалы. – Новосибирск : ИГМ СО РАН, 2008. – C. 191 – 193.

  7. Матушкин, Н. Ю., Верниковский, В. А. Этапы деформаций и кинематика в шовных зонах Енисейского кряжа в неопротерозое на примере офиолитов, островодужных и континентальных комплексов [Текст] / Н. Ю. Матушкин, В. А. Верниковский // Материалы совещания «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», 11 – 14 октября 2009 г., Иркутск. – Иркутск : ИЗК СО РАН, 2009. – Т. 2. – С. 15 – 16.

  8. Матушкин, Н. Ю., Верниковский, В. А. Формирование и эволюция Татарско-Ишимбинской и Приенисейской сутурных зон в аккреционно-коллизионной структуре Енисейского кряжа [Текст] / Н. Ю. Матушкин, В. А. Верниковский // Материалы XLIII тектонического совещания «Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя», 2 – 5 февраля 2010 г., Москва. – Москва : Геос, 2010. – Т. 2. – С. 39 – 43.



Технический редактор Е.В.Бекренева

Подписано к печати 02.06.2010

Формат 60×84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура «Таймс».

Печать офсетная.

Печ. л. 0,9. Тираж 120. Зак. №51

ИНГГ СО РАН, ОИТ, пр. Ак. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090

Похожие:

Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconРоль почвенных беспозвоночных в деструкции органического вещества лесных экосистем енисейского меридиана
Охватывает территорию, расположенную на приенисейской части Западно-Сибирской равнины и западную половину Среднесибирского плоскогорья...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconПрограмма работы секции «Геология»
Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов-2010"
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа icon550 Вспомогательные геологические науки
Прикладная геология и геофизика. Геологические методы поисков и разведки. Интерпретация результатов
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconУчебно-методический комплекс
Физические основы механики: понятие состояния в классической механике, уравнения движения, законы сохранения, основы релятивистской...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconДиссертации
Основные направления и итоги трудовой и патриотической деятельности речников Восточной Сибири в годы Великой Отечественной войны...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconПрограмма рассчитана на учащихся 2-7 классов (8-15 лет)
Программа курса дополнительного образования по профилю “Геология и элементы других естественных наук” (“Земля и небо”) предназначена...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconВсю территорию, заселяемую Прокопьевским районом, можно разделить на несколько зон, протянувшихся с севера на юг. Западная часть района под названием
Тырган или гора ветров с господствующими высотами около 360м над уровнем моря. Северо-восточные склоны предгорий Салаирского кряжа...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconАнализ факторов, влияющих на режим регулирования водного режима водохранилищ Ангаро-Енисейского каскада гэс и озера Байкал
Кроме этого, в Красноярском крае предпринимаются попытки разморозить начатое еще в 80-х годах прошлого века строительство Богучанской...
Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа iconАнализ факторов, влияющих на режим регулирования водного режима водохранилищ Ангаро-Енисейского каскада гэс и озера Байкал
Кроме этого, в Красноярском крае предпринимаются попытки разморозить начатое еще в 80-х годах прошлого века строительство Богучанской...
Разместите кнопку на своём сайте:
поделись


База данных защищена авторским правом ©docs.podelise.ru 2012
обратиться к администрации
ЖивоДокументы
Главная страница