Палеомагнетизм мезопротерозойских и пермо-триасовых пород Сибирской платформы: палеотектонические и геомагнитные следствия

Глава 4. Палеомагнетизм рифейских пород северного и западного склонов Анабарского поднятия..

4.1. Западный склон Анабарского поднятия.

В долинах рек Джогджо и Котуйкан, был изучен интрузивный магматический комплекс, представленный дайками и силлами преимущественно основного состава. На протяжении около 150 км, в 17 обнажениях (сайтах), было опробовано 15 интрузивных тел и приконтактовые зоны там, где это было возможно. Изученные интрузивные тела внедрены в карбонаты верхней подсвиты котуйканской свиты (R₁), нижнюю и верхнюю подсвиты юсмастахской свиты (R_2-3), и отсутствуют среди несогласно перекрывающих их венд-кембрийских отложений. Также для палеомагнитных исследований были опробованы терригенные осадочные породы бурдурской, лабазтахской и усть-ильинской свит (R₁), обнажающиеся в долине реки Маган.

Температурная чистка выявила наличие четко интерпретируемой палеомагнитной записи в девяти из пятнадцати исследованных интрузивных тел; породы остальных несут хаотичный сигнал или перемагничены современным полем. Естественная остаточная намагниченность (ЕОН) изученных образцов имеет в своем составе одну, две или три компоненты намагниченности как прямой, так и обратной полярности. В самом простом случае выделяется единственная характеристическая компонента намагниченности, разрушающаяся при нагревании до 580-595°С. В случае двухкомпонентной намагниченности выделяются низкотемпературная компонента, разрушающаяся при нагреве до 200-250°С, близкая по направлению к современному полю, и характеристическая высокотемпературная компонента (250°-595°С). В случае трехкомпонентной намагниченности выделяется низкотемпературная компонента современного возраста (до 300°С), а также две древние стабильные компоненты - средне- (<СТ>, 300-500°С) и высокотемпературная (<ВТ>, 500-595°С). Векторы компонент намагниченности <СТ> и <ВТ> противоположно направлены, однако угол между ними отличается от 180° (на величину порядка 20°), что не позволяет считать эти компоненты строго антиподальными. Подобную ситуацию можно было бы наблюдать в случае перемагничивания пород путем их вторичного прогрева, источником которого могли являться либо более молодые протерозойские интрузии, либо трапповые образования пермо-триасового возраста. Однако следы такого перемагничивающего события следовало бы ожидать в палеомагнитной записи всех образцов в пределах одного тела, а не в единичных случаях, как это наблюдается. Кроме того, направление намагниченности трапповых тел и выделенных компонент резко различно, что опровергает гипотезу траппового перемагничивания. Возможным объяснением наблюдаемого поведения вектора намагниченности может служить явление частичного самообращения, подобное обнаруженному нами в близких по составу основных породах пермо-триасовой трапповой интрузии р.Столбовой (см. ниже).

Отличие же компонент <СТ> и <ВТ> от антиподальности логично объяснить неполным удалением современной компоненты намагниченности при выделении компоненты <СТ>, что подтверждается тем фактом, что проекция вектора <СТ> лежит на большом круге между проекциями векторов современного поля и компоненты ВТ.

Магнитные чистки объемной (более 200 образцов) коллекции осадочных пород бурдурской, лабазтахской и усть-ильинской свит показали, что эти породы, за исключением единичных образцов, содержат крайне шумный нерегулярный сигнал или перемагничены современным полем.

В пользу первичности намагниченности пород интрузивных тел долин рек Джогджо и Котуйкан свидетельствует: (а) указание на возможность частичного самообращения намагниченности в нескольких образцах, (б) наличие двух противоположно направленных компонент намагниченности, (в) выдержанность выделенных компонент намагниченности на большой территории, а так же (г) отличие от более молодых полюсов Сибирской платформы.

Дополнительным аргументом в пользу первичности намагниченности может служить также то обстоятельство, что палеомагнитный полюс интрузивных тел Западного Прианабарья (табл. 3) лежит в той же области Тихого океана, что и палеомагнитные полюсы, полученные ранее по мезопротерозойским интрузиям реки Сололи (Гуревич, 1983; Константинов и др., 2004), дайкам р.Куонамки и чиэресской дайке (Ernst et al., 2000).

4.2. Северный склон Анабарского поднятия.

В долине реки Фомич был опробован интрузивный магматический комплекс докембрийского возраста и вмещающие его рифейские осадочные породы. Интрузивные тела сложены долеритами и представляют собой силлы, реже встречаются дайки. На протяжении более 150 км, в 16 точках, было опробовано 8 интрузивных тел (по одному из которых получен абсолютный возраст - более подробно см. п. 3.3) и зоны контакта трех из них. Для палеомагнитного изучения было также опробовано по два обнажения котуйканской и бурдурской свит.

Детальные температурные чистки образцов пород интрузивных тел выявили наличие четко интерпретируемого палеомагнитного сигнала во всех точках опробования, кроме одной. В составе ЕОН уверенно выделяются низкотемпературная (современная) и высокотемпературная (характеристическая, 250°-580°С) компоненты намагниченности. Характеристическая компонента имеет как прямую, так и обратную полярность, причем в нескольких исследованных телах обе полярности выделяются одновременно. Важно отметить, что в ряде образцов выделяются две практически противоположно направленные компоненты намагниченности, что, как и в случае намагниченности образцов долины реки Джогджо, может указывать на частичное самообращение намагниченности.

При исследовании образцов из интрузивных тел долины реки Фомич с помощью микрозонда в них были обнаружены высокотемпературно окисленные зерна титаномагнетитов. Показано, что хотя процессы вторичного изменения затронули краевые части некоторых зерен, основная часть титаномагнетитовых зерен остается неизмененной. Этот факт позволяет надеяться на сохранность палеомагнитного сигнала. Микроструктурный геотермометр (Гапеев, Цельмович, 1986) указывает, что ламели магнетита (или низкотитанистого титаномагнетита), судя по их размеру (0.3-0.7 мкм) формировались при температуре около 600°С, что является доводом в пользу термоостаточной природы исследуемой намагниченности.

Осадочные породы бурдурской и котуйканской свит также несут четкий палеомагнитный сигнал. Намагниченность образцов двухкомпонентная: выделяются низкотемпературная современная компонента и высокотемпературная характеристическая компонента (560-685°С).

В трех обнажениях, на контактах интрузивных тел и пород бурдурской и котуйканской свит, был проведен тест обжига, показавший, что при сходстве направлений характеристических компонент намагниченности интрузий и обожженных ими пород, они обе заметно отличаются по направлению от вмещающих их осадочных толщ (тест положительный).

Кривые зависимости магнитной восприимчивости (k), термонамагниченности (J_rt) и отношения J_n/J_n-max от температуры свидетельствуют, что главными носителями намагниченности в образцах из изученных районов Анабарского поднятия являются магнетит и низкотитанистый титаномагнетит в магматических породах, а магнетит и гематит - в осадочных породах.

Доводами в пользу первичности намагниченности исследованных интрузивных тел являются: (а) указания на частичное самообращение намагниченности, (б) наличие двух противоположно направленных компонент намагниченности, (в) выдержанность выделенных компонент намагниченности на значительном удалении, (г) положительный тест обжига, (д) наличие зерен титаномагнетита со структурами высокотемпературного окисления, что указывает на вероятную термоостаточную намагниченность этих зерен, (е) отличие полученного полюса интрузивных тел от более молодых полюсов Сибирской платформы. Палеомагнитный полюс интрузий реки Фомич (табл. 3, рис. 3) лежит относительно недалеко от уже установленных ранее выше мезопротерозойских полюсов Ангаро-Анабарского блока и полюса интрузивных тел Западного Прианабарья.

В силу геологической ситуации, обоснование первичности намагниченности осадочных пород бурдурской и котуйканской свит ограничивается (а) выдержанностью выделяемых компонент в удаленных обнажения и (б) отличием палеомагнитных полюсов этих свит от более ранних полюсов Сибирской платформы. Палеомагнитные полюсы бурдурской и котуйканской свит (табл. 3, рис. 3) лежат в той же области Тихого океана, что и полученные ранее мезопротерозойские полюсы Сибири.