Введение к работе
Актуальность исследования. Терригенные отложения широко распространены в пределах Палеоазиатского океана, с существованием которого связывают основную эпоху рифей-нижнепалеозойского осадконакогшения в южном складчатом обрамлении Сибирской платформы. Наибольший интерес при геодинамических реконструкциях в складчатых областях связан с выделением палеоструктур микроконтинентов. Изучение тектонических структур этого типа дает возможность получить информацию не только об этапах заложения и развития палеоокеана, но и о суперконтинентах, " существовавших ранее [Берзин, Колман, Добрецов и др., 1994; Frost et al., 1998; Ernst et al., 2000; Хаин, 2001].
В" структуре Палеоазиатского океана по возрасту осадочного чехла можно выделить два типа микроконтинентов - с венд-кембрийским и рифейским чехлами. Фундамент микроконтинентов с венд-кембрийским чехлом (Тувино-Монгольский, Центрально-Монгольский, Батеневский) в пределах северного сегмента Палеоазиатского океана образовался в предвендскую коллизию в результате аккреции блоков с различным типом коры [Парфенов и др., 1996; Беличенко и др., 1999; Хаин, 2001], на котором в дальнейшем накапливались шельфовые карбонатные и терригенно-карбонатные отложения.
Ко второму типу относятся мелкие фрагменты распавшегося в рифее (-850 млн. лет) суперконтинента Родинии [Коваленко и др., 1999; Piper, 2000, Хаин, 2001; Ярмолюк и др., 2003]. Ряд исследователей считают, что раннее они составляли единую активную континентальную окраину Сибирской платформы и в рифее в результате задугового спрединга отделились от Сибирского кратона [Berzin, 2004; Кузьмичев, 2004]. В таком случае должна наблюдаться корреляция рифейских разрезов осадочных комплексов крупных континентов, в частности Сибирского, и микроконтинентов (Баргузинского, Сангиленского, Дзабханского, Тарбагатайского, Гаргинского, Муйского и Тувино-Монгольского массива). Терригенные комплексы микроконтинентов должны наследовать геохимическую специфику источников сноса, т.е. пород фундамента Сибирской платформы.
Решение проблемы происхождения микроконтинентов в пределах северного сегмента Палеоазиатского океана (южное обрамление Сибирской платформы) возможно при комплексном использовании петрографических и геохимических методов исследования. На основе анализа комплекса , вещественных характеристик этих отложений на современном уровне исследований возможно: во-первых, более точно устанавливать области питания и состав пород, послуживших источниками сноса материала для образования терригенных комплексов; во-вторых, восстанавливать палеогеодинамические условия осадконакогшения; в-третьих, наметить этапы развития отдельных микроконтинентов; в-четвертых, на основе анализа полученных вещественных характеристик проводить их- тсотлгедщию с
БИБЛИОТЕКА '
отложениями пассивной континентальной окраины Сибирской платформы. Следует отметить, что подобную информацию возможно получать как для неизменённых терригенных отложений, так и для их метаморфизованных аналогов.
Цель исследований. Комплексное геолого-геохимическое изучение терригенных отложений Баргузинского микроконтинента и Тувино-Монгольского массива северного сегмента Палеоазиатского океана с последующим сопоставлением их вещественных характеристик с таковыми терригенных отложений пассивной континентальной окраины Сибирской платформы, что, в свою очередь, позволит решить вопрос о возможной принадлежности этих микроконтинентов, как мелких фрагментов, к существовавшему ранее единому суперконтиненту.
Объектами исследования послужили терригенные и осадочно-вулканогенные отложения южной окраины Сибирской платформы -докембрийские байкальской серии (Южное Прибайкалье); Тувино-Монгольского микроконтинента - рифейские окинской серии (флишоидная и вулканогенно-осадочная толщи) и метаморфические парапороды Шутхулайской глыбы (юго-восточная часть Восточного Саяна); Амалатской глыбы -кембрийские якшинской свиты (Витимское плоскогорье) (рис.1).
Фактический материал. Для решения поставленных задач в ходе полевых тематических работ 1999-2004 годов в Южном Прибайкалье, на Витимском плоскогорье и в юго-восточной части Восточного Саяна был собран фактический материал по терригенным и вулканогенно-осадочным отложениям рифей-раннепалеозойского возраста. В работе частично использованы первичные материалы (коллекция шлифов и образцов, результаты анализов) по окинской серии и якшинской свите, которые были любезно предоставлены К.Г.-м н. Е.Ф. Летниковой и к.г.-м.н. Г.К. Гелетий, по метаморфическим породам Шутхулайской глыбы коллективом исследователей под руководством чл.корр. РАН Е.В. Склярова. Изучено более 400 шлифов. При геохимических исследованиях обработано 180 силикатных анализов, более 150 количественных спектральных и рентгенофлуоресцентных анализов, 18 анализов на РЗЭ и 5 результатов Sm-Nd изотопного датирования модельного возраста источников сноса. Все химические анализы выполнены в Аналитическом центре Института земной коры СО РАН, изотопные данные для определения модельного возраста получены в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН совместно с В.П.Ковачем. В основу диссертации положены результаты работы автора в Институте земной коры СО РАН 1999-2005 годов в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ и гранта Президиума РАН № 194.
Научная новизна работы. Впервые для рифей-раннепалеозойских терригенных и вулканогенно-осадочных отложений микроконтинентов северного сегмента Палеоазиатского океана были проведены геолого-геохимические исследования с последующими палеогеодинамическими реконструкциями обстановок их накопления.
Полученные результаты являются оригинальными как по набору геохимических методов, так и с точки зрения выбора объектов исследования. Такой подход позволил оценить возможность вхождения мелких фрагментов (т.е. изученных микроконтинентов) ранее в состав единого суперконтинента. В результате проведенных работ получены следующее новые данные:
-
Получен полный набор геохимических и изотопных характеристик байкальской серии - эталонного объекта пассивной континентальной окраины Сибирской платформы.
-
Геохимическая корреляция пород окинскои серии и парапород Шутхулайской глыбы показала, что накопление этих отложений происходило в едином осадочном бассейне в краевой части Тувино-Монгольского массива, вне связи с источниками сноса Сибирской платформы.
3. Геохимические исследования терригенных отложений чехла
Амалатской глыбы свидетельствуют об отсутствии участия кратонического
материала при формировании этих осадочных отложений.
4. Сопоставление спектра РЗЭ изученных терригенных комплексов и
Австралийского постархейского сланца (PAAS) позволило установить, что
отложения пассивной континентальной окраины юга Сибирской платформы
полностью совпадают с PAAS, в то время как спектры РЗЭ окинской серии и
якшинской свиты существенно отличаются от них в силу значительных
различий в составе пород питающих провинций.
Практическая значимость работы. Полученные новые данные позволяют внести коррективы в стратиграфические и палеогеодинамические построения для докембрия и нижнего палеозоя региона. Геохимическая специфика изученных терригенных и вулканогенно-осадочных толщ может быть использована при прогнозе поисков осадочных полезных ископаемых. Основные защищаемые положения:
-
Отложения байкальской серии накапливались в обстановке пассивной континентальной окраины и сопоставимы по редкоземельному составу с Австралийским постархейским сланцем (PAAS). Геохимические и петрографические исследования позволили установить, что питающие провинции на протяжении всего времени образования осадочных комплексов байкальской серии были представлены породами фундамента и чехла Сибирской платформы.
-
Геохимические характеристики отложений флишоидной и вулканогенно-осадочной толщ окинской серии и их метаморфизованных аналогов Шутхулайской глыбы указывают на то, что эти осадки накапливались в едином осадочном бассейне в краевой части Тувино-Монгольского массива. На основе изучения распределения РЗЭ в изученных терригенных отложениях и возможных источниках сноса, можно заключить, что таковыми послужили раннедокембрийские породы Гарганской глыбы и позднерифейских островных дуг.
-
Кембрийские терригенные отложения чехла Амалатской глыбы по своему геохимическому составу соответствуют преимущественно грауваккам океанических дуг и формировались за счет разрушения главным образом основных и ультраосновных пород без участия древнего кратонического материала.
Апробация работы и публикации. Различные положения работы опробованы на следующих конференциях и совещаниях: Международная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, НГУ, 2000, 2002, 2004 г.г.), Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, ИЗК СО РАН, 2001, 2003 г.г.), Уральское литологическое совещание «Терригенные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минерагения» (Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 2002 г.), Сибирская международная
конференция молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, ОИГТМ СО РАН, 2002 г.), 3-й Ялтинские чтения; «Современные вопросы геологии» (Москва, ТОР, 2003 г.), Всероссийское литологическое совещание (Москва, МЛК РАН, 2003 г.), Всероссийское совещание «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (Иркутск, ИЗК СО РАН, 2003 г.), Конференция молодых ученых ИНЦ СО РАН «Современные проблемы геохимии» (Иркутск, ИГ им. А.П. Виноградова СО РАН, 2004 г.), XV молодежная научная конференция, посвященная памяти К.О. Кратца «Геология и геоэкология Европейской России и сопредельных территорий» (Санкт-Петербург, ИГТД РАН, 2004 г.). По теме диссертации опубликовано 19 работ, из них 17 материалы совещаний и статьи в российских и региональных сборниках и 2 тезисы докладов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения общим объемом 208 страниц машинописного текста, который иллюстрируется 71 рисунком, 16 фотографиями и 24 таблицами, в том числе 15 в приложении. Список литературы включает 146 наименования.
