Введение к работе
Актуальность работы. Северо-Восток России находится на границе двух суперконтинентов (Евразия и Америка) и занимает площадь более 2 млн км2. По строению и истории геологического развития эта территория представляет собой уникальный регион для решения многих важнейших проблем современной геологии. В строении большинства основных структур северо-восточного региона заметную роль играют палеозойские осадочные, вулканогенные и вулканогенно-осадочные образования. К ним приурочены многочисленные месторождения и рудопроявления многих полезных ископаемых. Поэтому вполне понятен интерес геологов, которые занимаются изучением палеозойских толщ, развитых на данной территории. С 60-х годов прошлого века при решении многих задач геологии, в первую очередь в стратиграфии и геодинамике, наряду с традиционными геологическими методами стал привлекаться и палеомагнитный. В его основе лежит глобальный характер инверсий геомагнитного поля. Палеомагнитные зоны являются планетарными подразделениями и могут быть выделены везде, где присутствуют соответствующие отложения. Независимость магнитозон от генезиса пород и практическая изохронность их границ являются основными достоинствами метода при корреляции отложений различного генезиса. Официальное признание магнитостратиграфического метода зафиксировано во многих нормативных документах [Стратиграфический ..., 1988; и др.]. Одной из основных проблем, возникающих при корреляции одновозрастных отложений, является идентификация па-леомагнитных зон, выделяемых в палеомагнитных разрезах, построенных по этим толщам. Наиболее реальный путь к решению указанной проблемы (идентификация одновозрастных палеомагнитных зон) лежит в создании сводных магни-тостратиграфических разрезов и шкал на основе детального комплексного (био- и магнитостратиграфического) изучения наиболее полных разрезов. В этом случае каждая палеомагнитная зона надежно сопоставляется с биостратиграфической зональностью, а через нее и с Общей стратиграфической шкалой (ОСШ). До настоящего времени для территории северо-восточного региона России, несмотря на многолетние палеомагнитные исследования ряда палеомагнитологов, отсутствуют сводные региональные разрезы для палеозойского интервала ОСШ.
Цель работы состоит в создании сводной магнитостратиграфической шкалы палеозоя северо-восточного региона России и использовании этой шкалы для расчленения и корреляции палеозойских отложений, а также для определения возраста пород в тех разрезах, где палеонтологические характеристики недостаточно информативны для этого. Полученные палеомагнитные данные можно применять для реконструкции взаимоположения тектонических структур Северо-Востока России в палеозое. В ходе работ предусматривалось:
-
построить на основе конкретных магнитостратиграфических разрезов сводные разрезы для каждого из изученных субрегионов (Омулевское и Прико-лымское поднятия, северо-восточная окраина Омолонского массива и Олойская зона Алазейско-Олойской складчатой системы), а затем, на базе этих сводных разрезов, создать сводную магнитостратиграфическую шкалу палеозоя Северо-Востока России;
-
провести сопоставление полученнойлікальї с аналогичными одновозраст-ными шкалами магнитной полярности друг|с*|!ЙвШШсщ!|?рлшМ!?МЙ|Рь ее потенци-
С.їіетсрі
!»
ал в плане уточнения и дополнения Общей магнитостратиграфической шкалы полярности (ОМШП), предложенной в настоящее время в качестве варианта мировой сводной магнитостратиграфической шкалы фанерозоя [Храмов, Шкатова, 2000];
-
выявить возможную взаимосвязь (или ее отсутствие) между инверсиями геомагнитного поля и некоторыми глобальными событиями в палеозое, которые приурочены к определенным стратиграфическим границам;
-
провести реконструкцию взаимного расположения изученных тектонических структур Северо-Востока России и Северо-Азиатского кратона в палеозое.
Научная новизна работы определяется конечными результатами вышеперечисленных задач.
Впервые для северо-восточного региона России создана магнитостратиграфи-ческая шкала палеозоя, позволяющая проводить детальное расчленение и корреляцию разнофациальных отложений различного генезиса. Шкала построена на основе комплексного (магнито- и биостратиграфического) изучения нескольких десятков обнажений, разрезы которых охватывают возрастной интервал от ордовика до перми включительно [Колесов, 2004, 2005; Колесов и др., 1997; и др.]. Многие из этих разрезов являются опорными, а некоторые стратотипами и пара-стратотипами региональных подразделений палеозоя Северо-Востока России.
Впервые в практике магнито стратиграфии автором получены точные биостратиграфические характеристики для магнитозон, установленных вблизи стратиграфических границ систем (ордовикская - силурийская, силурийская - девонская, девонская - каменноугольная) и ярусов (франский - фаменский). Эти магни-тозоны рекомендуется использовать в качестве изохронных магнитостратиграфи-ческих реперов при более детальной внутри- и межрегиональной корреляции маг-нитостратиграфических схем, а также при уточнении положения границ ярусов и систем в литологически однородных толщах с недостаточно конкретной палеонтологической характеристикой.
Существенно обновлены и уточнены предлагавшиеся ранее палеогеодинамичес-кие реконструкции некоторых тектонических блоков северо-восточного региона в течение фанерозоя [Колесов, 2004; Kolesov, Stone, 2002; Stone et a!., 2003; и др.].
Приведены дополнительные геологические и палеомагнитные материалы по выявлению возможных коррелятивных связей (или их отсутствию) между эволюцией геомагнитного поля Земли и некоторыми глобальными геологическими событиями (ГГС), зафиксированными в палеозое [Гагиев, Колесов, 1996; Колесов, 2004; и др.]. В пределах северо-восточного региона наиболее полно изучены Кельвассерское (верхняя часть франского яруса) и Хангенбергское (граница девона и карбона) глобальные геологические события. Для более полного анализа выше отмеченных коррелятивных связей использованы литературные данные и собственные материалы автора по нижнему (ГГС на границе ордовикской и силурийской систем) и верхнему (среднетатарское ГГС) палеозою.
Защищаемые положения формулируются следующим образом:
1) предлагается сводная магнитостратиграфическая шкала палеозоя Северо-Востока России с надежной биостратиграфической привязкой выделенных магнитозон к подразделениям Общей стратиграфической шкалы (ОСШ). В изученном интервале на фоне преобладающей обратной геомагнитной полярности выделено 18 прямополяриых магнитозон, часть из которых прослежена во многих разнофа-
циальных разрезах морского и континентального генезиса. Такое био- и магнито-стратиграфическое обоснование магнитозон позволяет проводить сопоставления морских и континентальных разрезов, что чрезвычайно важно и актуально для стратиграфии;
-
приводится уточнение и дополнение некоторых фрагментов Общей магни-тостратиграфической шкалы полярности (ОМШП). В частности, разработано биостратиграфическое обоснование выделенных ранее магнитозон вблизи границ систем (ордовикской и силурийской, девонской и каменноугольной) и ярусов (франского и фаменского);
-
обосновывается широкая межрегиональная корреляция магнитозон прямой полярности, установленных вблизи границ систем (девонской и каменноугольной) и ярусов (франского и фаменского), выделенных на Северо-Востоке России, с аналогичными подразделениями в разрезах Русской платформы, Урала, Северного Кавказа, о. Зап. Шпицберген, Бельгии, Германии, Китая.
Практическая значимость работы.
Полученные палеомагнитные результаты позволили провести определение и уточнение возраста некоторых магматических образований местных стратиграфических подразделений, что способствует совершенствованию региональных стратиграфических схем и легенд, используемых в практике геологического картирования.
Фактический материал представлен результатами, преимущественно собственных, полевых и лабораторных исследований, проводившихся автором на протяжение почти 30 лет в лаборатории палеомагнетизма СВКНИИ ДВО РАН (г. Магадан). В ходе исследований изучено более 100 обнажений палеозойского возраста из различных структурно-фациальных областей, зон и подзон Северо-Востока России. Отобрано свыше 4000 ориентированных штуфов, из которых изготовлено порядка 16 тыс. кубиков. В качестве сравнительного материала в работе использованы весьма представительные коллекции, впервые отобранные и обработанные автором из стратотипических разрезов верхнего девона и нижнего карбона Франко-Бельгийского бассейна (свыше 300 ориентированных штуфов) и из континентальных девонских отложений о. Зап. Шпицберген (около 350 ориентированных штуфов).
Апробация работы. Основные положения диссертации неоднократно докладывались на международных, всесоюзных и всероссийских, межрегиональных и региональных геологических, стратиграфических, геофизических и конодонто-вых конгрессах, симпозиумах, конференциях, совещаниях, в том числе на Всесоюзном семинаре по палеомагнитной стратиграфии (г. Саратов, 1978), на региональном семинаре "Палеомагнетизм при решении вопросов тектоники и стратиграфии" (г. Иркутск, 1985), на четырех Дальневосточных семинарах по палеомагнетизму (г. Магадан, 1981, 1982, 1984, 1987), на Всесоюзном семинаре "Палеомагнетизм и тектоника" (пос. Черноголовка, Московская обл., 1986), на Втором (г. Тбилиси, 1981), Третьем (г. Ялта, 1986) и Четвертом (гг. Владимир и Суздаль, 1991) Всесоюзных съездах по геомагнетизму, на конодонтовой комиссии XXXIII сессии ВПО (г. Ленинград, 1987), на международной конференции по арктическим окраинам (ICAM-94, г. Магадан, 1994), на XI сессии СВО ВМО (г. Магадан, 2001), на Всероссийском совещании XII годичного собрания СВО
ВМО (г. Магадан, 2003), на ежегодной конференции Геофизического Американского Сокзза (г. Сан-Франциско, 2004), на расширенном заседании отдела стратиграфии ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург, 2005), на Московском объединенном палеомагнит-ном семинаре (г. Москва, 2005), а также обсуждались на международных геологических экскурсиях по турам IX (XIV Тихоокеанский научный конгресс, 1979) и 067 (27 Международный геологический конгресс, 1984) непосредственно на объектах исследований. Отдельные части диссертации регулярно, в виде научных докладов, отчетов и сообщений, докладывались на секциях и заседаниях Ученого совета СВКНИИ ДВО РАН.
Результаты исследований изложены более чем в 50 публикациях, которые написаны лично автором и в соавторстве и изданы в нашей стране, а также за рубежом (Бельгия и США). Основные выводы диссертационной работы и ее защищаемые положения опубликованы в монографии и журналах, рекомендованных ВАКом.
Структура и объем работы. Диссертация объемом 313 страниц состоит из введения, девяти основных глав и заключения, 100 рисунков, 41 таблицы, списка литературы из 493 наименований.
