Содержание к диссертации
Стр.
Введение 4
Глава 1. Тектонические позиции среднепалеозойских образований 11
Япономорской окраины Азии
Тектоническое районирование 11
Разломная тектоника 46 Глава 2. Корреляция среднепалеозойских стратонов и магматических 64
комплексов Япономорской окраины Азии
Глава 3. Формационный анализ среднепалеозойских образований 86
Япономорской окраины Азии
Глава 4. Силурийские и близкие к ним по возрасту формации 95
Приморье 102
Северо-Восточный Китай 146
Корея 152
Япономорская впадина 159
Япония 163 » 4.6. Прилегающие территории 179
Хабаровский и Амурский регионы 179
Юго-Восточный Китай 181
4.7. О палеогеографии и палеотектонике силура Япономорской 182
окраины Азии
4.8. Выводы 193
Глава 5. Девонские формации 196
Приморье 201
Северо-Восточный Китай 252
Корея 253
Япономорская впадина 259
Япония 260
Прилегающие территории 268
Хабаровский и Амурский регионы 268
Юго-Восточный Китай 271
5.7. Вопросы палеогеографии и тектоники девона Япономорской 271
окраины Азии
5.8. Выводы 280
Г л ава 6. Основные черты среднепалеозойской тектоники и эволюции 283
Япономорской окраины Азии и прилегающих к ней территорий
Приморье 285
Северо-Восточный Китай 319
Корея 319
Япония 321
Хабаровский и Амурский регионы 323
Проблемы среднепалеозойской геологии Япономорской 323 окраины Азии и прилегающих к ней территорий
Япономорская окраина 324
Хабаровский и Амурский регионы 332
Некоторые особенности палеогеографии и палеотектоники 335 зоны сочленения Китайской и Сибирской платформ
О Западно-Тихоокеанской среднепалеозойской активной 337 континентальной окраине
Глава 7. Особенности металлогении среднепалеозойскихформаций 348
Япономорской окраины Азии
7.1. Приморье 349
Западно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс 349
Западная и Восточная зоны Сихотэ-Алинского синклинория 360
Япония 362 7.2.1. Зона Самбагава 362
Палеотектоника и палеометаллогения 365
7.4. Перспективы рудоносности среднепалеозойских формаций 368
Заключение 372
Литература 379
Введение к работе
В работе рассмотрены особенности тектоники и некоторые черты металлогении геологических формаций Япономорской окраины Азии. Особенно пристальное внимание уделено среднепалеозойским образованиям, поскольку они отражают один из наиболее важнейших этапов геологической эволюции глобальной Восточно-Азиатской транзитной зоны континент-океан. В частности, в это время активно протекали процессы рифтогенеза и распада докембрийского комплекса основания Тихоокеанского подвижного пояса, интенсивно проявился магматизм и возникли разнообразные структуры активизации, выполненные рудоносными формациями [Смирнов, 1963, 1976; The geological development ..., 1965; Вулканизм ..., 1973; Изосов, 1981,1991,1992,1994,2000а,б; 2001; 2002а,б;в; и др.].
Актуальность проблемы. Япономорская окраина Азии, расположенная в зоне перехода континент-океан, охватывает Приморье, Северо-Восточный Китай, Корею, Япономорскую впадину и Японию.- В геологическом и металлогеническом отношениях она представляет собой одну из наиболее изученных территорий Дальнего Востока. Тем не менее, здесь существует много кардинальных научных проблем.
Несмотря на весьма широкое развитие в регионе среднепалеозойских образований, они до сих пор четко не увязаны между собой в стратиграфическом, тектоническом, историко-геологическом и металлогеническом аспектах. Эта проблема имеет и прикладное значение, поскольку включает вопросы прогнозирования в пределах Япономорской окраины ряда ценных полезных ископаемых (радиоактивное сырье, медь, полиметаллы, алмазы и др.). В последние годы появились новые данные по геологии среднего палеозоя, отраженные в стратиграфических схемах, принятых на Четвертом Дальневосточном Межведомственном стратиграфическом совещании. Это важно в связи с разворотом картосоставительских работ в приграничных районах России и Китая.
Имеются палеонтологические даные, свидетельствующие о неверной интерпретации возраста (S, D) мощных кремнисто-карбонатно-вулканогенно-терригенных толщ в ряде районов Япономорской окраины. Они зачастую сложены микститами, в которых матрикс имеет позднемезозойский возраст, а олистолиты - палеозойский (в том числе, среднепалеозойский. Отсюда весьма актуальной становится рассмотренная автором проблема расчленения однотипных среднепалеозойских и позднемезозойских колчедан о но сных формаций океанического генезиса, которые в результате развития на Востоке Азии позднемезозойско-кайнозойских движений сильно деформированы и нередко находятся в аллохтонном залегании.
Открытие в Желтоморском регионе промышленно-алмазоносных кимберлитовых трубок,
многие из которых сформировались в палеозое, подтолкнуло автора к постановке вопроса о необходимости проведения поисков аналогичных образований в пределах Япономорской окраины, где уже обнаружены слабо алмазоносные раннесилурийские? кимберлитоиды.
Среднепалеозойский этап является одним из главнейших в геологической эволюции Япономорской окраины: в это время активно проявился рифтогенез, приведший к расколу докембрийского основания континентального обрамления Тихого океана, к перестройке его мегаструктуры и к интенсивному развитию рудных процессов. Имеющиеся в литературе данные по геологии и металлогении среднего палеозоя Япономорской окраины рассматривались либо по отдельным аспектам, либо по ограниченным территориям, комплексно не анализировалисьи воедино не сводились. Что же касается взаимоотношений среднепалеозойского и мезозойского этапов эволюции данного региона, то они практически не освещены в литературе.
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - разработать схемы стратиграфии и магматизма среднепалеозойских накоплений Япономорской окраины; определить формационный состав данных образований, охарактеризовать их тектонические и металлогенические особенности; восстановить основные закономерности среднепалеозойской эволюции региона.
Основные задачи иссследований сводились к следующим: 1) обобщить и систематизировать собственные и опубликованные данные по стратиграфии и магматизму среднепалеозойских образований Япономорской окраины и провести корреляцию стратонов регионального и местного уровней; 2) наметить тектонические типы среднепалеозойских формаций формаций и установить характер их вертикальных и латеральных взаимоотношений; 3) провести сравнительный анализ стилей тектоники, свойственным различным формационным группам, выявить главные структуры, определяющие развитие формаций, и оценить роль рифтогенеза в среднепалеозойской эволюции Япономорской окраины; 4) сделать домиоценовые палеогеографические и палеотектонические реконструкции Япономорской окраины (до раскрытия Японского моря) и определить взаимосвязи среднепалеозойского и позднемезозойского этапов развития региона; 5) провести сравнительный анализ среднепалеозойских вулканогенных зон Западного континентального обрамления Тихого океана с целью выявления формаций, характерных для окраинно-континентальных поясов; 6) выделить рудоносные среднепалеозойские формации и рассмотреть проблему отчленения некоторых из них от однотипных "немых" позднемезозойских ассоциаций; 7) наметить основные предпосылки прогнозирования в
пределах Япономорской окраины ряда ценных полезных ископаемых, связанных со среднепалеозойскими формациями.
Научная новизна. Новизна диссертации складывается из новизны результатов, полученных автором в процессе исследования Япономорской окраины: 1) впервые в целом для региона на основании геологического картирования произведена стратиграфическая корреляция среднепалеозойских разрезов и синхронных им магматических комплексов, учитывающая новые палеонтологические данные, определен их формационный состав и тектонические позиции парагенезов. Все новые материалы автора включались в периодически уточняемые корреляционные схемы, принятые на Четвертом МРСС и утвержденные МСК; 2) с помощью компьютерных методик намечены петрохимические и геодинамические типы среднепалеозойских магматитов Приморья и других районов Япономорской окраины; 3) показано, что среднепалеозойский этап развития Япономорской окраины отмечен мощными проявлениями процессов тектоно-магматической активизации, связанных с рифтингом; 4) впервые на Дальнем Востоке среди структур типа дива, считающихся характерными только для мезозоя [Chen Guoda, 1960], выделены среднепалеозойские депрессии; 5) намечены латеральные ряды тесно взаимосвязанных среднепалеозойских структур активизации, сформировавшихся в различных геодинамических обстановках - океанических, окраинно-континентальных и внутриконтинентальных (широкие раздвиговые системы - краевые вулканические пояса с дива-впадинами - амагматичные эпиплатформенные прогибы); 6) реконструированы реликты среднепалеозойской рифтовой системы Япономорской окраины; при этом обращено внимание на широкое развитие там "разобщенных" формаций, залегающих в виде аллохтонов в позднемезозойской аккреционной коре; 7) впервые на основе анализа строения и эволюции развитых в Восточной Азии и Австралии среднепалеозойских вулканических поясов и зон намечена Западно-Тихоокеанская активная континентальная окраина; 8) выделены конвергентные и дивергентные среднепалеозойские рудоносные формации (U, Th, Си, Pb, Zn, алмазы и др.) и дана региональная прогнозная оценка Япономорской окраины на минеральное сырье; 9) впервые рассмотрена проблема алмазоносности переходных зон континент-океан как таковых и сделаны выводы о наличии в них раннесилурийских Si? алмазоносных кимберлитоидов и сходных с ними образований; 10) поставлен вопрос о новом для Дальнего Востока типе образований - "рудоносных олистостром" [по: Ротараш, Трубников, 1986] - хаотических толщ с позднемезозойским матриксом и среднепалеозойскими олистолитами океанического генезиса. С этих позиций пересмотрены перспективы колчеданоносности Западного крыла Сихотэ-Алинского
синклинория, которое рассматривается как возрастной и тектонический аналог
промышленно-колчеданоносной зоны Самбагава Японии; И) отмечено широкое распространение в пределах Япономорскои окраины переходных типов среднепалеозоиских формаций и структур, а также рудоносных образований, что свидетельствует о наличии черт хаотичности и нелинейности в развитии рассматриваемой природной системы.
Фактический материал и личный вклад автора. Основные выводы и защищаемые положения диссертации базируются: 1) на личных материалах автора, полученных им при проведении в Приморье (1962-2000 гг.) в производственных объединениях "Приморгеология" и "Дальморгеология" крупно -, средне- и мелкомасштабных геологических и геофизических съемок, а также металлогенических исследований и поисковых работ, специализированных на U, W, колчеданное оруденение, алмазы; 2) на результатах научно-тематических исследований геологии, тектоники и металлогении Северо-Восточного Китая, Кореи, Японии и Япономорскои впадины, осуществленных автором в Тихоокеанском океанологическом институте в период с 1989 г. по 2001 г. в процессе работ по региональным программам "Дальний Восток", "Вестпак" и "Геошельф". С 1989 по 2000 г. автор руководил работами по теме "Перспективы алмазоносности континентального обрамления Японского и Желтого окраинных морей", результаты которых составляют неотъемлемую часть диссертации. В ней также использованы собранные, в основном, автором многочисленные химические анализы среднепалеозоиских магматитов, которые были подвергнуты компьютерной обработке (Л.И. Маляренко, Ю.И.Коновалов, Т.А. Емельянова) с помощью новейших петрохимических методик.
Лично автором или при его участии в Западном и Южном Приморье были обнаружены: 1) ранне-среднекембрийские трилобиты, 2) раннесилурийские граптолиты, трилобиты и брахиоподы; 3) ранне- и среднедевонская флора; 4) средне-позднедевонские и раннекаменноугольные фораминиферы; 5) ранне- и позднепермская флора; 6) среднеюрские и раннемеловые радиолярии (в микститах).
Методика исследований опиралась на принципы историко-геологического подхода к решению поставленной цели. Для достижения этого был применен формационный метод исследований, в основу которого положен структурно-вещественный анализ породных комплексов. Автором вслед за Н.С. Шатским [1965], Н.П. Херасковым [1967], Е.К.Устиевым [1963, 1966], Ю.А. Косыгиным [1969] и многими другими исследователями [Структура ..., 1980] геологическая формация рассматривается как выделенная эмпирически
парагенетическая ассоциация горных пород и сопутствующих им минеральных образований.
При изучении главных тектонических элементов Япономорской окраины, определяющих
накопление среднепалеозойских формаций, применялись дистанционные методы исследований: дешифрирование космофото- и телеснимков, а также топоосновы масштаба 1:200 000 и 1:500 000 совместно с геологической интерпретацией среднемасштабных карт гравитационного и магнитного полей. В итоге были составлены мелкомасштабные схемы линеаментов Приморья и других районов Япономорской окраины, представляющие собой как бы отпечатки "силовых линий" полей разновозрастных тектонических напряжений. На них четко прослеживаются генеральные направления сквозных разломов фундамента и многокольцевые комплексы, а также системы чешуйчато-надвиговых структур. Данные дешифрирования космоматериалов и топоосновы по Приморью в разные годы были заверены автором в поле: им пересекались зоны Арсеньевского, Северо-Яньцзинского и Западно-Приморского тектонических швов, закартированы многочисленные региональные разломы и разнопорядковые кольцевые структуры.
Достоверность результатов исследований апробирована на заседаниях Ученого Совета ТОЙ ДВО РАН, на защитах отчетов по геологосъемочным, геофизическим и поисковым работам, а также по научно-тематическим исследованиям металлогенического плана на заседаниях НТС Приморского территориального геологического управления и объединения "Приморгеология"; комиссиями по приемке полевых материалов (1963-89 гг.); на совещаниях, коллоквиумах и симпозиумах регионального, всероссийского и международного уровней; на Третьем и Четвертом Дальневосточных Межведомственных региональных стратиграфических совещаниях.
Практическое значение и реализация результатов исследований. Научные результаты, изложенные в работе, используются при геологическом картировании, составлении специализированных карт, интерпретации геофизических материалов, металлогенических и геодинамических построениях.
Составленные автором кондиционные геологические карты Западного Приморья (13 листов) масштаба 1:25 000, 1:50 000, 1:200 000 нашли отражение на Геологической карте Приморского края масштаба 1:1 000 000 (1986 г.). Разработанные им стратиграфические схемы силура и девона (при участии Н.Г. Мельникова и В.А. Бажанова) и карбона (совместно А.П. Никитиной) Приморья приняты на IV Дальневосточном МРСС (Хабаровск, 1990 г.). Кроме того, в соавторстве с Г.В. Рогановым автором составлена схема структурно-формационного районирования силура и девона юга Дальнего Востока.
В 1969 и 1975 гг. автором (совместно с Е.Я. Муном) осуществлена оценка перспектив ураноносности Синегорского рудного района: 2 геолого-съемочных отчета и прогнозно-
геологические карты были переданы Октябрьской и Приленской экспедициям Первого ГГУ
и в дальнейшем использовались в производственном объединении "Таежгеология" и в Дальневосточном институте минерального сырья при планировании и постановке поисковых и поисково-разведочных работ на радиоактивное сырье. В эти же годы на базе проведенной А.М. Петрищевским и автором высокоточной гравиметрической съемки Вознесенского рудного района была составлена карта его глубинного строения масштаба 1:25 000 и прослежен западный отрезок Кавалерово-Дальнегорской рудоконтролирующей зоны [Связь..., 1969; Изосов, Рязанцева, 1977]. Эти данные значительно расширили перспективы Южного Приморья в отношении различных видов полезных ископаемых, связанных со среднепалеозойскими формациями и структурами.
При проведении автором научно-тематических исследований в рудных районах Лермонтовский и Восток-2 масштаба 1:500 000 (1975-1979 гг.), им (совместно с Н.Г.Мельниковым, Н.Г. Василенко и др.) было доказано широкое развитие в западной части Сихотэ-Алинского синклинория позднемезозойских микститов, в отличие от общепринятых представлений о господстве там палеозойских (в том числе, среднепалеозойских отложений). Тогда же им впервые в Приморье была описана вольфрамоносная олистострома, как новый тип полигенных рудоносных осадочных брекчий [Изосов и др., 1988]. Результаты этих исследований в дальнейшем учитывались в ПГО "Приморгеология" при определении поисковых площадей на вольфрам.
Важным результатом проведенных автором региональных полевых исследований колчеданоносных образований складчатого обрамления Ханкайского массива явилась составленная им (совместно с И.В. Мишкиной) в 1987 г. прогнозная карта района на медь и полиметаллы (масштаб 1:500 000). Эти данные реализовались в объединении "Приморгеология" при производстве поисковых работ и металлогенических исследований.
Автор является одним из первооткрывателей алмазов в Приморье: в объединении "Приморгеология" им осуществлялись как полевые, так и камеральные опытно-методические работы по поискам этого вида сырья масштаба 1:500 000 (1987-1989 гг.). Совместно с И.В. Мишкиной автором составлена прогнозная на алмазы карта Ханкайского массива и его складчатого обрамления масштаба 1:500 000, которая в дальнейшем использовалась в НИИ "Горизонт" (г.Ленинград, 1990 г.) при оценке перспектив алмазоносности Приморского края. В Тихоокеанском океанологическом институте в 1989-2000 гг. им были составлены карты базит-гипербазитовых формаций и алмазоносности Япопоморского региона масштаба 1:5 000 000. Важным является вывод автора о наличии в пределах Ханкайского массива Приморья среднепалеозойских слабоалмазоносных и
10 потенциально алмазоносных ультрабазитов, которые сходны с кимберлитами и, возможно, представляют собой разновидность магматитов данного типа.
Благодарности. Работа выполнена в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И.Ильичева по плановым темам и международным проектам в Лаборатории геологических формаций морского дна при постоянной поддержке д.г.-м.н. Е.ПЛеликова, которому автор глубоко признателен.
Большое влияние на научное мировоззрение автора оказали известные исследователи геологии Восточной Азии: А.М. Смирнов, И.И. Берсенев и Н.П.Васильковский, благожелательное отношение которых в течение многих лет он испытывал на себе. Автору посчастливилось долгие годы работать вместе с к. г.-м. н. Н.Г. Мельниковым -высокопрофессиональным геологом-съемщиком Приморья, который был ему старшим товарищем и учителем. Большую помощь в петрографо-геохимическом исследовании ультрабазитов Япономорского.региона, в том числе, и сходных с кимберлитоидами, оказали д. г.-м.н. С.С. Зимин, Т.А. Емельянова и к. г.-м.н. Ю.И. Коновалов, за что автор им глубоко признателен. Автор также считает своим приятным долгом поблагодарить к.г.-м.н. А.И.Ромашкина, внесшего ценный вклад в дело изучения минералогии потенциально-алмазоносных образований Приморья.
Автор благодарен своим товарищам по геологической службе и коллегам из академических институтов, оказавшим ему неоценимую помощь в процессе всей трудовой деятельности: А.Г.Аблаеву, В.А.Абрамову, А.М.Аксюку, П.Н.Антонову, В.А. Бажанову, Е.И.Бедокурову, Ю.П.Бидюку, А.С.Бражникову, Л.И.Брянскому, А.П.Ван Ван Е, А.А.Врублевскому, М.И.Дедову, М.А.Евлановой, Ю.Г.Иванову, А.Б.Игнатьеву, А.Т.Кандаурову, Е.А.Кириллову, Г.Л.Кирилловой, В.Ф.Коваленко, С.В.Коваленко, И.И.Колодезникову, Н.Ф.Костереву, Р.Г.Кулиничу, Г.Б.Левашеву, В.Т.Лукашу, Л.И.Маляренко, Ю.Ф.Малышеву, Н.Н.Матюшонку, И.В.Мишкиной, ЕЛ.Муну, А.М.Петрищевскому, В.Г.Пономареву, Г.В.Роганову, Н.П. Романовскому, М.Г. Руб, М.Д.Рязанцевой, В.Г. Сахно, К.А. Соломаю, С.В.Точилиной, А.Н.Угрюмову, В.П.Уткину, И.Ф.Федчину, Г.М. Фремду, А.И.Ханчуку, В.В.Христолюбову, Н.К.Чеканцеву, Р.Ф.Черкасову, С.А. Щеке, Л.М.Шлейферу и многим другим.
Особенно хотелось бы поблагодарить палеонтологов, взявших на себя труд определения коллекций фауны и флоры, собранных автором и его коллегами в Южном и Западном Приморье в 1965-1983 гг.: Г.В. Беляеву, В.И. Бураго, В.Г.Зимину, А.В.Киселеву, В.Л. Клишевича, И.М. Колобову, Т.П. Корень, В.А. Красилова, Н.П.Кулькова, А.П.Никитину,
О.Г. Окуневу, Л.М. Олейник, Н.М. Петросян, Б.В.Пояркова, Г.П. Радченко, Л.Н. Репину и Г.Р. Шишкину.
Много полезной информации о среднепалеозойских и позднемезозойских покровно-складчатых системах зарубежных территорий Япономорской окраины было получено при проведении полевых исследований (1989-2002 гг.) и в дискуссиях с сотрудниками Геологического института АН КНДР - доктором геологических наук Пэк Рен Чун, кандидатами геологических наук Лю Зин Му, Син Ен У и Ким Чу Роль, старшим геологом Геологической службы Японии доктором К.Вакита, докторами М.Эхиро (Институт геологии и палеонтологии Университета Тохоку) и С.Коджима (Университет Нагойя, Департамент Наук о Земле), профессорами Ли Чен Сен и Ван Ю Фей из Ботанического института АН КНР и др.
Большую помощь в оформлении рукописи и демонстрационных графических приложений оказала В.А. Кондратенко.
Всем упомянутым лицам автор выражает свою искреннюю благодарность.
Особенно признателен автор научному консультанту доктору геолого-минералогических наук Л.П. Карсакову за большую помощь и поддержку при работе над диссертацией.
