Введение к работе
Актуальность исследования. Карбонатные отложения занимают обширные площади древних океанов и составляют примерно 20 % от общего объема всех осадочных образований. Они достаточно хорошо изучены традиционными методами. Однако, в покровно-складчатых областях и, в частности в южном складчатом обрамлении Сибирской платформы, использование этих методов исследований не дает должного результата. Это связано с тем, что здесь в результате сложных коллизионных процессов тектонически сближенными в разрезах оказываются разновозрастные карбонатные отложения разной степени метаморфизма, накапливавшиеся в различных палеогеодинамических обстановках.
В настоящее время для карбонатных отложений юго-восточной части Восточного Саяна, Южного и Западного Прибайкалья очень остро стоит вопрос возрастных датировок. Для неметаморфизованных толщ их определение основывается на фаунистических остатках и литологических признаках. Все эти признаки могут иметь конвергентный характер и поэтому четкие границы между сериями и свитами, как правило, выявлены практически только в стратотипических разрезах. На остальной территории распространения данных стратиграфических образований границы порой достаточно условны, поэтому нередко в объем одной свиты или серии ошибочно попадают чуждые друг другу по условиям накопления и возрасту карбонатные отложения. При подобной ситуации требуются поиск и разработка дополнительных критериев для суждения о генетическом родстве всех отложений данного стратиграфичекого подразделения. Эта проблема достаточно хорошо решается при геохимических исследованиях осадочных пород. Осаждение карбонатов происходит непосредственно из вод морей и океанов, а обломочные разности не претерпевают значительных перемещений. В осадке накапливаются только те химические элементы, которые на момент формирования находятся в бассейне седиментации в различных миграционных формах (обломки, микрочастицы, коллоиды, взвеси, золи, химические и органические соединения) и обладают способностью накапливаться в конкретных физико-химических обстановках. Количественные содержания этих элементов и их набор будет типоморфным для каждой конкретной карбонатной толщи. При выборе карбонатных пород как объекта исследования для геодинамических реконструкций основополагающим является то, что они играют важную роль в химических процессах океана практически на протяжении всего геологического времени, чутко фиксируют тектонические и фациальные обстановки седиментогенеза, особенности состава областей сноса. При региональном метаморфизме в карбонатных породах их валовый химический состав не притерпевает существенных изменений, что также является немаловажным фактором [Кицул и др., 1975;Макрыгина, 1984].
Цель исследований - интерпретация геохимических данных карбонатных пород, в комплексе с уже имеющимися геологическими и литологическими материалами, для дальнейшей реставрации обстановок осадконакопления и особенностей палеогеодинамических режимов.
Задачами исследования являлось восстановление условий седиментоге-неза карбонатных отложений и петрохимического характера источников сноса, геохимическая корреляция изученных толщ с целью выявления особенностей палеогеодинамических обстановок карбонатонакопления в R-PZi южного складчатого обрамления Сибирской платформы.
Объекты исследования: карбонатные толщи Восточного Саяна (R-PZ^ (боксонская серия, иркутная, горлыкская, араошейская, толтинская свиты), метаморфического комплекса Приольхонья (РЄ?) и слюдянской серии Слю-дянского метаморфического комплекса (РЄ?).
Фактический материал. Для решения поставленных задач в ходе полевых тематических работ 1993-1997 годов в юго-восточной части Восточного Саяна и Западном Прибайкалье был собран обширный фактический материал по карбонатным отложениям. Первичные фактические материалы по Южному Прибайкалью были любезно предоставлены к.г.-м.н. Л.З.Резницким, а по Тункинским гольцам - к.г.-м.н. Р.Г.Боосом и д.г.-м.н. В.Г.Бсличенко.
В работе использовано более 1000 количественных спектральных и рентгенофлюоресцентных анализов, 280 силикатных анализов, 350 результатов термического анализа, также материалы Б.Г.Покровского (ГИН РАН) по изотопии О и С карбонатных пород боксонской серии, отобранные при совместных полевых работах. Изучено более 600 шлифов. Спектральный, рентге-нофлюоресцентный, термический анализы выполнены в лаборатории физико-химических методов исследований ИЗК СО РАН, Бурятском геологическом институте СО РАН, Институте геохимии СО РАН, изотопные - в лаборатории изотопной геологии ГИН РАН.
В основу диссертации положены результаты работы автора в Институте земной коры СО РАН в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ 94-05-16036а, 97-05-64276, при финансовой поддержке Президиума СО РАН молодежных инициативных проектов.
Научная новизна работы. Для изучения R-PZ| карбонатных отложений южного складчатого обрамления Сибирской платформы были применены методы геохимического исследования. Полученные результаты являются полностью оригинальными. К наиболее важным автор относит:
-
Проведено региональное геохимическое изучение и корреляция карбонатных толщ разной степени метаморфизма, накапливавшихся в различных геодинамических обстановках.
-
Впервые изучены геохимические особенности двух разновозрастных карбонатных чехлов Тувино-Монгольского микроконтинента.
-
Впервые сопоставлены между собой карбонатные толщи метаморфического комплекса Приольхонья (РЄ?), слюдянской серии Слюдянского метаморфического комплекса (РЄ?) и толтинской свиты (О-S?) Тункинских гольцов.
-
В совокупности с уже известными геологическими данными реконструированы палеогеодинамические особенности R-PZ] карбонатнонакопления южного складчатого обрамления Сибирской платформы.
Результаты этой работы показали, что данные по геохимии карбонатных пород могут быть использованы при установлении типа субстрата бассейна осадконакопления в геодинамических реконструкциях, а так же как дополнительный показатель при анализе смены тектонических событий и как хронологический репер этапов стабилизации континентальной коры. Практическая значимость работы. В результате данного исследования получены геохимические генотипы карбонатных отложений ряда свит и серий южного обрамления Сибирской платформы, что позволит более корректно производить расчленение и корреляцию карбонатных толщ при геологосъемочных и тематических работах. Геохимические данные помогут на начальных этапах металлогенических исследований прогнозировать конкретные типы полезных ископаемых в зависимости от литолого-геохимических особенностей накопления карбонатных отложений. Основные защищаемые положения.
-
Карбонатные отложения горлыкской (V-Є) и араошейской (О?) свит Иль-чирской структурно-формационной зоны являются геохимическими и возрастными аналогами карбонатных отложений боксонской серии (V-Є) Окинской структурно-формационной зоны.
-
В строении карбонатного чехла Тувино-Монгольского микроконтинента выделяются два разновозрастных уровня - рифейский и венд-кембрийский, для которых характерны сходные физико-химические обстановки накопления, но разные типы субстрата бассейна осадконакопления.
-
Накопления карбонатных отложений метаморфического комплекса Приольхонья (РЄ?), слюдянской серии Слюдянского метаморфического комплекса (РЄ?) и толтинской свиты (О-S?), которые являются геохимическими и, возможно, возрастными аналогами, происходило в палеогеодинамических обстановках островной дуги-задугового бассейна.
Апробация работы и публикации. Различные положения работы выносились на обсуждение следующих конференций и совещаний: Всероссийское совещание "Тектоника осадочных бассейнов Северной Евразии" (Москва, МГУ, 1995 г.), Всероссийская конференция "РФФИ в Сибирском регионе" (1995 г.), XVI региональная конференция "Структурная и вещественная эволюция Центрально-Азиатского складчатого пояса" (1995 г.), научная сессия "Земная кора-96" (1996 г.), Всероссийская конференция "Сіроение литосферы и геодинамика" (1997 г.) (все в ИЗК СО РАН). По теме диссертации опубликовано 2 статьи
(две в печати) в реферируемых журналах; четыре в российских и региональных сборниках и одиннадцать тезисов докладов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом 150 страниц машинописного текста, которая иллюстрируется 59 рисунками и 35 таблицами, в том числе 11 в приложении. Список литературы включает в себя 100 наименований.
