Сравнительный палеотектонический анализ происхождения трапповых провинций Тунгусской синеклизы и бассейна Парана-Этендека

Глава II. Траппы тунгусской синеклизы.

Область развития траппов в пределах Тунгусской синеклизы весьма обширна и почти совпадает со структурными границами самого седиментационного бассейна.

Формирование кристаллического фундамента Сибирского кратона

Начало формирования континентальной коры Сибирского кратона относится к AR и выделяется несколько возрастных генераций раннеархейской коры, датируемых 3,5; 3,3; 3,0; 2,6 млрд. лет назад. Заключительный этап становления континентальной коры кратона отностится к концу раннего PR. В качестве самостоятельного и целостного массива континентальной коры Сибирский кратон сформировался в результате закрытия раннепротерозойских орогенических поясов в интервале времени 1,9 - 1,8 млрд. лет назад. Начинается господство платформенного режима и формирование осадочного чехла [Розен, 2003].

Формирование осадочного комплекса выполнения Тунгусской синеклизы.

Рифейские отложения повсеместно залегают на кристаллическом фундаменте с образованием крупной региональной поверхности несогласия, что отражает смену стиля тектонического развития. Интересно отметить колоссальный барьерный риф, высотой до 550 м, возникший на рубеже раннего и среднего кембрия в условиях господства мелкого открытого моря в приэкваториальных широтах. Максимальные значения мощности карбонатных осадков этого времени 2200 м. Ранний ордовик - знаменательное время в истории эволюции исследуемого региона: происходит обособление Тунгусской синеклизы как самостоятельной геологической структуры. В карбоне окончательно взяли верх тенденции смены погружений поднятиями, морские условия седиментогенеза уступили место континентальным. В это время почти на всей площади Тунгусской синеклизы происходит накопление угленосной формации.

Формирование трапповой провинции Тунгусской синеклизы.

Грандиозные по масштабу и разнообразию проявления магматические события развернулись на рубеже перми и триаса в пределах обширных площадей Тунгусской синеклизы (рис. 1). Общая площадь, занимаемая трапповой провинцией - 1,5 млн. км², это соответствует площади наибольшей по распространению интрузивной фации. Широко представлены все фации траппов: интрузивная, эффузивная и эксплозивная. Площадь эффузивов - около 350 тыс. км², площадь туфов - 675 тыс. км². Соотношения объемов различных фаций траппового магматизма таковы: 45% приходится на интрузивы; 38% занимают базальты и 17% - туфы. Обращает на себя внимание распределение в пространстве различных магматических фаций. Так эффузивы распространены в основном в северо-западной части Тунгусской синеклизы и здесь отмечается максимальная мощность трапповой формации - 3.500 м. Уменьшение мощности базальтовых потоков происходит в южном и юго-восточном направлениях так, что на широте р. Нижняя Тунгуска эффузивы выклиниваются, фациально замещаясь туфогенными породами. Общий объем магматических пород, сформировавшихся на рубеже перми и триаса - 9,1×10⁵ км³, а их масса - 2,5×10¹⁵ тонн. Для бассейна Нижней Тунгуски получены данные 251,8±1,5 млн. лет, для траппов Таймыра - 250,1±1,3 млн. лет [Соболев, 2009].

В пределах Тунгусской синеклизы по характеру, петрохимическим особенностям, интенсивности проявления и соотношению интрузивной, эффузивной и эксплозивной фаций, по типам разрезов лавовой толщи можно выделить три крупнейших региона: северо-запад, центральная часть и северо-восток [Альмухамедов, 1991; Васильев, 2000].

Эффузивная фация достигает наибольшего развития в северно-западной части синеклизы. Если северо-западная часть Тунгусской синеклизы характеризуется господством базальтовых потоков от субщелочных до низко-калиевых толеитов, близких к океанским, то в центральной части роль эффузивов сокращается, зато господствуют пирокластические свиты до 1 км мощности и громадные по протяженности силлы. Северо-восточная часть пространственно коррелирует с Маймеча-Котуйской провинцией щелочно-ультраосновного магматизма и ийолит-карбонатитового плутонизма.

Динамика вещественной эволюции пермь-триасового вулканизма обладает определенной геохимической цикличностью [Золотухин, 1991]. Начальные этапы каждого цикла характеризуются более высоким содержанием кремнекислоты и большей щелочностью пород. Завершают циклы наименее щелочные, никзкокалиевые базальты. Уменьшается к концу цикла и контрастность химизма вулканитов. Таким образом, наиболее истощенные базальты приурочены к заключительным фазам циклов и отвечают низкокалиевым толеитам, приближаясь к толеитам срединно-океанических хребтов. Отмеченная геохимическая цикличность носит затухающий характер, и в каждом последующем цикле продуцируются все более истощенные базальты.

Эксплозивная фация. Общий объем извергнутых пород составляет для всей территории синеклизы 2,36×10⁵ км³. Прослои туфов характерны для первых стадий вулканических (тектоно-магматических) фаз. В разрезах туфы и пирокластический материал также переслаивают мощные толщи застывших лавовых потоков. В региональном аспекте туфы шире развиты на юге центральной и в северо-восточной части синеклизы. Общая мощность собственно туфогенных толщ достигает местами 1000 м.

Интрузивная фация. Отличительной чертой Тунгуской трапповой провинции является исключительно широкое развитие интрузивного магматизма. Интрузивные базальтоиды представлены в основном в виде силлов, локализующихся в осадочном чехле.

Эволюция океанских бассейнов, сопредельных с Сибирской платформой, и формирование траппов Тунгусской синеклизы

В раннем палеозое Восточно-Европейская и Сибирская платформы были изолированы друг от друга и находились в низких широтах Южного полушария. Взаимные перемещения континентальных масс и их общее движение к северу были возможны благодаря развитию разделявших их океанских бассейнов. Одновременно с продолжающимся закрытием Палеоазиатского океана в непосредственной близости от него начался рифтогенез и спрединг Уральского океана. В пределах Западно-Сибирской плиты распространены офиолиты среднепалеозойского возраста - реликты Палеоуральского океана [Шеин, 2006].

На всей территории, разобщавшей Восточно-Европейский и Сибирский кратоны, в среднем палеозое наблюдалось чрезвычайно сложное сплетение геодинамических обстановок. Основное геодинамическое содержание охватившего большую часть Западной Сибири герцинского тектогенеза - это сближение и коллизия континентов, террейнов и островных дуг, образование покровно-складчатых структур и надвигов. Так формировался фундамент Западно-Сибирской плиты - крупнейшего пояса сжатия литосферы, которому вскоре суждено было стать ареной развития нового процесса, зарождение нового океана.

Наиболее значительным событием, определившим многие черты дальнейшей эволюции и Западной Сибири, и сопредельных трапповых провинций, явилось становление и развитие Палеообского океана [Аплонов, 1987]. Активная эволюция Палеообского океана заняла около 17 млн. лет. Раскол континентальной литосферы Западной Сибири произошел первоначально на севере, близ точки тройного сочленения. Событие это датируется 240-235 млн. лет назад. Т.о. океан прорастал с севера на юг из Карского моря вглубь Западной Сибири. Скорость спрединга составляла лишь 1,63 см/год, в результате чего ширина океанского бассейна стала примерно 300 км. Около 230 млн. лет назад интенсивный рост океана начал замедляться и полностью прекратился 220 млн. лет назад. Пассивная стадия эволюции Палеообского океана явилась главной причиной формирования гигантского мезозой-кайнозойского седиментационного бассейна севера Западной Сибири.