Вещева С.В.
ПАЛЕОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ОБСТАНОВОК НАКОПЛЕНИЯ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОКИНСКОЙ СТРУКТУРЫ (ВОСТОЧНЫЙ САЯН)
Институт земной коры СО РАН, Иркутск (ИЗК СО РАН), e-mail: efletnik@gpg.crust.irk.ru
В пределах северной окраины Тувино-Монгольского микроконтинента выделяется окинская покровно-складчатая структура. До сих пор неясен ее генезис и возраст. На основе палеонтологических данных терригенных породы относят к ордовик-девону [1], а геохронологические исследования прорывающих их магматических образований и определение возраста метаморфизма указывает на рифейский возраст [3, 4]. Также одни исследователи считают, что данная структура находится в аллохтоне и образовалась вдали от микроконтинента, другие наоборот связывают накопление этих отложений с краевой частью этого террейна. Поэтому проблема реконструкции обстановки формирования окинского покровно-складчатого комплекса до сих пор остается одной из наиболее дискуссионной и актуальной в исследовании геологии Восточного Саяна. В связи с этим в данной работе приведены результаты петрохимической корреляции терригенных отложений окинской серии и метаморфических пород Шутхулайской глыбы с выходом на палеогеодинамические реконструкции.
Терригенные породы являются важным источником информации о составе питающих провинций и геодинамической обстановке в бассейне седиментации. Объектом исследования послужили терригенные отложения окинской свиты (флишоидная и вулканогенно-осадочная толщи) и метаморфические породы Шутхулайской "глыбы". Всего было использовано 135 силикатных анализов составов изученных типов пород, которые были пересчитаны на петрохимические модули. В результате петрографических исследований слабометаморфизованных отложений окинской серии выделилось пять групп: три группы песчаников, в том числе аркозовые, алевролитов (флишоидная толща) и группа пород содержащих пирокластику (вулканогенно-осадочная толща). На основе петрохимических особенностей среди парапород Шутхулайской глыбы, метаморфизованных в амфиболитовой фации метаморфизма, определилось четыре группы: метаалевролиты, метааркозы, метапесчаники, метапирокластика.
Генетические диаграммы [2], с помощью которых можно детально классифицировать терригенные отложения, позволили сравнить изучаемые группы пород различной степени метаморфизма. В данном случаи, группы пород выделенные независимыми методами для терригенных пород окинской серии и метаморфических парапород Шутхулайской глыбы попарно объединились в единые поля, что отражает их тесное генетическое родство.
Для более полной характеристики пород были применены модульные диаграммы [2] различного вида. Диаграмма ТМ-ФМ позволяет распознать, что изучаемые вулканические породы как окинской серии так и Шутхулайской глыбы имеют значения характерные для основных вулканитов (по этому критерию они и были выделены в отдельную группу, так как из-за метаморфизма пород их отношение к вулканитам определить петрографически достаточно сложно). Железо в таких породах имеет вулканогенную природу накопления. На диаграмме с координатами ТМ-ГМ как для окинской серии так и для Шутхулайской глыбы прослеживается слабая положительная корреляция, что отображает связь терригенных пород с динамическими фациями седиментации. Кластеры алевролитов и песчаников второй группы флишоидной толщи полностью совпадают с кластерами метаалевролитов и метапесчаников Шутхулайской глыбы (песчаники третьей группы флишоидной толщи не имеют аналогов с Шутхулайской глыбой), а кластер метааркозов Шутхулайской глыбы в свою очередь по расположению на диаграммах совпадает с границами кластера аркозов вулканогенно-осадочной толщи. В то же время кластеры пирокластических пород и метапирокластических пород (вулканогенно-осадочной толщи и Шутхулайской глыбы соответственно) имеют месторасположения различные, но достаточно близкие друг от друга, а иногда и с частичным перекрыванием, что позволяет предположить, что это однотипные породы и вероятно имели один источник материала. Диаграмма Я.Э.Юдовича [5] показала, что наиболее высокими содержаниями титана и одновременно максимальными значениями ТМ обладают группы пирокластических пород. Группы аркозов и метааркозов наоборот обладают наименьшей титанистостью и самыми низкими значениями ТМ. Песчаники и алевролиты, как и их метаморфические аналоги Шутхулайской глыбы, делят область перекрытия аркозового поля и поля кварц-полевошпатовых песчаников. К удобству диаграммы можно отнести то, что используемые элементы остаются инертными при процессах диагенеза и регионального метаморфизма, что позволяет применять ее и для метаморфизованных осадочных пород.
Треугольная диаграмма с координатами Na2O-CaO-K2O [4] позволяет определить какие породы послужили источником материала для терригенных пород. Так фигуративные точки аркозов вулканогенно-осадочной толщи, алевролитов и второй группы песчаников флишоидной толщи расположились в поле гранодиоритов, фигуративные точки пирокластических пород находятся наиболее близко к полю андезитов, а третья группа песчаников флишоидной толщи попала в поле дацитов. Для пород Шутхулайской глыбы наблюдается немного другое распределение фигуративных точек на диаграмме, кроме метааркозов, которые также отвечают гранодиоритам. В отличие от них метаалевролиты оказались разбросаны как по полю дацитов, так и по полю гранита, где также расположились метапесчаники. Для метапирокластических пород, также как для пирокластики окинской серии, источником материала послужили андезиты.
Диаграмма трендов выветривания [7] позволяет проследить направленность выветривания породы, являвшихся источником обломочного материала для изучаемых терригенных пород. В нашем случае для всех групп пород как окинской серии, так и Шутхулайской глыбы это были гранодиориты, за исключением группы вулканогенных и метавулканогенных пород, для которых характерен тренд выветривания среднего габбро. Месторасположение точек в поле диаграммы показывает, что исследуемые породы в основной своей массе практически достигли основной фазы выветривания первичного плагиоклаза.
Для более точного сопоставления петрохимических характеристик с тектоническими структурами была применена классификация М.Бхатия [6]. Эти диаграммы позволяют определить какие тектонические режимы существовали на момент седиментации терригенных пород. Сопоставляя эти диаграммы, можно сделать вывод, о том, что аркозы вулканогенно-осадочной толщи и метааркозы шутхулайской глыбы относятся к активным континентальным окраинам. Две группы песчаников флишоидной толщи и метапесчаники Шутхулайской глыбы в большей степени заполняют поле океанических островных дуг. В тоже время алевролиты флишоидной толщи и метаалевролиты Шутхулайской глыбы имеют значения соответствующие полю континентальных островных дуг. Группы пород содержащих пирокластический материал, обладают такими геохимическими параметрами, которые не позволяют определить отношение их к каким либо тектоническим обстановкам, но на том основании, что материалом для их образования послужили основные вулканиты можно предположить, что они образовались за счет островных дуг.
Обобщая вышесказанное, можно говорить, что накопление флишоидной и вулканогенно-осадочной толщи окинской серии происходило в период тектонической активизации структуры кратонного типа. В результате этого произошло накопление флишоидной толщи, где наблюдается переслаивание алевролитов, генетически связанных с корой континентального типа, с песчаниками, которые относятся к океаническим островным дугам. Такая ассоциация терригенных пород характерна для отложений преддугового бассейна. Далее происходило накопление вулканогенно-осадочной толщи, где наблюдается переслаивание вулканогенно-осадочного материала (океанических островных дуг) и аркозов (активных континентальных окраин), что подтверждает дальнейшее поддвижение одной коры под другую и заполнение преддугового бассейна. Полученые геохимические характеристики пород Шутхулайской глыбы свидетельствуют о том, что они являются более высоко метаморфизованными аналогами терригенных пород окинской серии.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант 00-05-64142.
Литература
1. Геология и метаморфизм Восточного Саяна // Ред. Добрецов
Н.Л. Новосибирск: Наука, 1988. 190 с.
2. Интерпретация геохимических данных. // Под. ред. Е.В.
Склярова. М.: Интермет Инжиниринг. 2001. 288 с.
3. Кузьмичев А.Б., Журавлева Д.З. О довендском возрасте
окинской серии (Восточный Саян) по результатам датирования силлов Sm-Nd
методом // ДАН. 1999. Т.364. ╧6. С.796-800.
4. Рыцк Е.Ю., Сальникова Е.Б., Ковач В.П. и др. О верхней
возрастной границе окинской серии (Восточный Саян) // ДАН. 2000. Т.374.
╧1. С.84-87.
5. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии.- СПб.:
Наука, 2000. 479 с.
6. Mukul R. Bhatia. Plate tectonics and geochemical composition
of sandstones // The Journal of geology. 1983. V.91. ╧6. P.611-627.
7. Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates
and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature.
1982, V.299 P.715-717.