Верхнекоровый срез коры, вмещающий гранито-гнейсовые ареалы, рассматривается на примере коллизионной системы Ольхонского террейна - одного из компонентов структуры каледонид Центральной Азии. Гранито-гнейсовые купола составляют здесь несколько ареалов или зон, возникших в процессе коллизии островных дуг и террейна, а затем - самого террейна и Сибирского кратона. Структурные исследования и детальное картирование позволили выяснить строение коллизионного сооружения, а также закономерности проявления покровного, купольного и сдвигового тектогенеза в эволюции коллизионной системы.

       Структура каледонид Центральной Азии возникла как результат взаимодействия Сибирской континентальной плиты и многочисленных террейнов, причлененных к ней в процессе раннепалеозойской коллизии [Федоровский и др., 1995] (рис.4, врезка). Один из них - Ольхонский террейн. Детально изучена его западная часть, хорошо обнаженная на острове Ольхон и на побережье Байкала вдоль подножий Приморского и Байкальского хребтов. В современном срезе здесь абсолютно преобладают метаморфические породы. Они образуют покровные, купольные и сдвиговые структурные ансамбли, формирование которых связано с двумя эпизодами коллизии в раннем палеозое: сначала - столкновение типа "дуга-террейн" (покровный и купольный парагенезисы), затем - коллизия типа "террейн-континент" (сдвиговый парагенезис) [Федоровский и др., 1993;1995]. Интегральная структура террейна может быть определена как синметаморфический коллизионный коллаж [Fedorovsky et al., 1995]

Ольхонский регион

1:500 000

На колонке (вверху) показаны шесть основных покровных пластин различной геодинамической природы, составляющие тектонически наслоенный 'разрез' Ольхонского региона (без масштаба).

Цифры в кружках:

1 - кора континентального типа с признаками раннедокембрийского протолита;

2 - парагнейсы, тектонически прослоенные амфиболитами по высокотитанистым низкокалиевым толеитам (СОХ или внутриокеанические острова);

3- толеитовая низкокалиевая дифференцированная серия островодужного типа (базальты и пикробазальты-андезито-базальты-андезиты-риолиты. Интрузивные породы: высокомагнезиальные пикритовые габбро, жильные низкокалиевые граниты (аналоги риолитов разреза);

4 - океанические ультрабазиты (дунит-гарцбургитовая ассоциация, реститовая и кумулятивная части);

5 - осадочно-вулканомиктовый клин, редко - толеиты;

6 - островодужная шошонитовая серия. Низкотитанистые щелочные базальты, трахиандезиты, трахидациты, трахириолиты, субвулканические и интрузивные комагматы (субщелочные габбро, габбро-монцониты, диориты, гранодиориты), осадочные породы;

7 - подушечные лавы (низкокалиевые толеитовые базальты СОХ), кремнистые осадки. Кора океанического типа.

Рис.4     Схема тектоники Ольхонского региона   

[Федоровский, 1997, с изменениями]

1- 2  - Сибирская материковая плита

  1 - рифейско-палеозойский слабо деформированный осадочный чехол (шельф пассивной окраины);

  2 - фундамент плиты, образованный раннедокембрийскими метаморфитами сарминской серии и гранитами;

3 - 5  - Ольхонский террейн. Раннепалеозойская     коллизионная система, сформированная в результате реализации двух типов столкновений: дуга-террейн и террейн-континент

  3  - раннепалеозойские окраинноморские и островодужные аллохтоны с участием дифференцированной толеитовой серии магматитов, обдуцированные на раннедокембрийский цоколь террейна. Линейно-складчатые синметаморфические покровные и сдвиговые ансамбли;

  4 - раннепалеозойские островодужные аллохтоны с участием шошонитовой серии магматитов, обдуцированные на толеитовые аллохтоны. Линейно-складчатые синметаморфические покровные и сдвиговые ансамбли;

  5 - раннепалеозойские гнейсово-купольные зоны с признаками раннедокембрийского протолита в ядрах куполов;

  6 - Граница Ольхонского террейна и Сибирской континентальной плиты (меланж: бластомилонитовый шов с крупными тектоническими фрагментами и блоками палеозойских гранулитов и раннепротерозойских метаморфитов);

  7 - фронт развития вязких покровов шошонитовой серии, деформированный поздними вязкими сдвигами;

  8 - границы крупных сдвиговых пластин (бластомилонитовые швы).

На врезке:

  9 - Сибирская материковая плита (раннедокембрийская континентальная кора и  шельфовые комплексы рифея, венда и палеозоя);

  10 -террейны с раннедокембрийской континентальной корой, обдуцированными аллохтонами офиолитов и островодужных комплексов рифея-палеозоя;

  11 - рифей-палеозойские океанические, островодужные и окраинноморские комплексы.

       Метаморфический комплекс Ольхонского террейна включает различные гнейсы, кристаллические сланцы основного состава и амфиболиты (с реликтами первичных магматических структур), кварциты, мраморы, силикатно-карбонатные гнейсы, габброиды и ультрабазиты, субщелочную вулканогенно-интрузивную серию (от монцогаббро до риодацит-порфиров), а также гранито-гнейсы, мигматиты и гранитоиды. По данным [Fedorovsky et al.,1995; Макрыгина и др., 1992] состав протолита основных кристаллических сланцев отвечает дифференцированным магматическим сериям мантийного происхождения и представляет ассоциацию серий типа зон океанического спрединга и серий надсубдукционного происхождения - толеитовой, известково-щелочной и шошонитовой. Вся ассоциация сформировалась, вероятно, в условиях активной континентальной окраины западно-тихоокеанского типа (толеитовая серия - в условиях интрадугового или задугового растяжения, а известково-щелочная и шошонитовая серии надсубдукционного типа - на разных стадиях формирования островной дуги).

       Составы этих серий, по данным Г.С.Закариадзе [Fedorovsky et al., 1995], позволяют предположить, что весь магматический комплекс развивался на океаническом основании, без участия коры континентального типа (тесная ассоциация серий типа MORB и серий повышенной щелочности, умеренное обогащение легкими лантаноидами относительно тяжелых [(La/Yb)n=3.48-9.11], повышенные содержания тяжелых редких земель [(Yb)n=7.91-10.86] и, в среднем, достаточно высокие K/Rb (550-600) отношения, более характерные для океанических островодужных серий, отсутствие признаков контаминации магматических серий материалом сиалического типа).

         Для пород террейна характерны резкие колебания степени метаморфизма (от зеленосланцевой до гранулитовой фации включительно). Изменения исходных пород, судя по термодинамическим параметрам, происходили в условиях верхней коры. Региональный метаморфический ореол, по данным С.П.Кориковского [Бибикова и др., 1990]), отличается значительными колебаниями температуры (300-650^о) и давлений (3,5-6,5 кбар, глубинность - 14-24 км). Картируемый разрез Ольхонского террейна отражает не исходную стратификацию, а комбинацию тектонически наслоенных пакетов покровных пластин (см. колонку на рис.4). Шошониты занимают здесь верхнюю позицию, а образованные ими тектонические покровы перекрывают другие покровные пластины, в строении которых участвуют породы толеитовой серии [Федоровский и др., 1995]

        До недавнего времени метаморфиты этой территории считались раннедокембрийскими. Новые данные [Бибикова и др.,1990] привели к кардинальному пересмотру таких представлений. Нами были опробованы практически все группы пород из аллохтонных покровных и сдвиговых пластин и из гнейсово-купольных зон (49 проб). Установлен раннепалеозойский возраст магматизма и седиментогенеза (Бирхинский массив субщелочных метагабброидов, Sm-Nd изохрона, 530+23 млн лет. Начальное отношение изотопов Nd [e Nd(T)] равно +5.0. Источником магм могли быть зоны умеренно деплетированной мантии, типичные для субщелочных пород островов и некоторых островных дуг). Определен раннепалеозойский возраст метаморфизма и складчатости (цирконометрия, U-Pb изохрона, 485+5 млн лет, [Бибикова и др.,1990] ). Близкие датировки были получены Ф.А.Летниковым и соавторами (цирконометрия, [Летников и др.,1990]), а в последнее время - Е.П.Серебрянским, Ю.А.Костицыным и соавторами (Rb-Sr изохронный метод, синметаморфические жильные граниты, 449 +22 млн лет [Серебрянский и др.,1998]).

Схема отбора проб для определения возраста и Sm-Nd и U-Pb изохронные диаграммы

[Бибикова и др., 1990]

       В пределах купольных зон наряду с раннепалеозойскими цирконами в 6 пробах были обнаружены реликтовые цирконы с раннепротерозойскими датировками (около 2,0 млрд лет). Нужно подчеркнуть, что реликтовые цирконы найдены исключительно в ядрах куполов (гранито-гнейсы, мигматиты); они ни разу не встречены в породах оболочки куполов. По-видимому, реликтовый циркон можно рассматривать как следы переработанного раннепротерозойского протолита, в то время как сами гранито-гнейсовые купола (их вещество и собственно купольная структура) имеют раннепалеозойский возраст. В сумме эти данные позволяют предполагать существование древнего, раннедокембрийского цоколя, погребенного под покровными аллохтонами раннепалеозойских метаморфитов. Достаточно очевидно и то, что этот цоколь должен обладать характеристиками коры континентального типа - иначе трудно себе представить саму возможность возникновения гранито-гнейсовых куполов.

          Детальное картирование площади Ольхонского региона (западная часть террейна) и структурный анализ позволяют определить тектоническую позицию гранито-гнейсовых ареалов, морфологию гранито-гнейсовых куполов, соотношения купольного тектогенеза и других типов коллизионных деформаций [Федоровский и др., 1993;1995].

           Пластические и хрупкие деформации региона (по отношению ко времени проявления регионального метаморфизма) можно объединить в три группы. Самые ранние, дометаморфические деформации практически не сохранились и здесь не рассматриваются. Очевидно, однако, что дометаморфическая структурная история могла быть достаточно насыщенной, так как первые, реально документируемые здесь деформации отвечают уже максимуму метаморфизма в каждой конкретной зоне, а в геодинамическом плане - этапу обдукции аллохтонов на цоколь террейна. И то, и другое позволяет уверенно предполагать реализацию каких-то деформаций, предшествовавших этим событиям. Самые поздние в регионе деформации - постметаморфические - весьма интенсивны, многообразны и относятся к новейшему этапу формирования рифтовой системы Байкала (в данной работе они из рассмотрения исключены, т.к. не относятся к теме статьи). Наконец, группа синметаморфических деформаций. Она получила тотальное развитие.

По своей природе синметаморфические деформации Ольхонского региона могут быть определены как коллизионные.

Они формируют три последовательно сменявших друг друга парагенезиса:

п о к р о в н ы й,    к у п о л ь н ы й     и    с д в и г о в ы й

          Синметаморфические деформации Ольхонского региона: 

- покровный парагенезис

- купольный парагенезис

- сдвиговый парагенезис

    Располагая данными об исходной природе [Fedorovsky et al.,1995; Бибикова и др., 1990] и возрасте метаморфитов Ольхонского региона [Бибикова и др.,1990; Летников и др., 1990; Серебрянский и др., 1998], об аллохтонной природе основных компонентов структуры [Федоровский и др., 1993; 1995; 1997], о стиле и последовательности синметаморфических деформаций [Федоровский и др., 1995], о месте куполообразования среди событий коллизионной геодинамики [Федоровский 1997; Федоровский и др., 1995], можно попытаться восстановить основные этапы геологического развития всей этой системы.

Основные этапы тектонического развития Ольхонского региона