Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЮЖНО-ЕНИСЕЙСКОГО
КРЯЖА. 9
Тектоническое районирование Южно-Енисейского кряжа
Геологическая характеристика раннепалеозойских гранитоидных массивов Южно-Енисейского кряжа
Нижнеканский массив
Посольненский массив
Глава 2. ПЕТРОГРАФИЯ И ГЕОХИМИЯ РАННЕПАЛЕОЗОЙСКИХ
ГРАНИТОИДОВ ЮЖНО-ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА... 93
2.1. Нижнеканский массив
Участок "Каменный"
Участок "Немкина"
Участок "Кужет"
Участок "Кедровый"
Участок "Громадский"
Участок "Итатский"
2.2. Посольненский массив
Глава 3. СОПОСТАВЛЕНИЕ РАННЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ
ЮЖНО-ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА С БЛИЗКОВОЗРАСТНЫМИ
ГРАНИТОИДАМИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО СЕГМЕНТА ЦЕНТРАЛЬНО-
АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА 176
Глава 4. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ РАННЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ЮЖНО-ЕНИСЕЙСКОГО
КРЯЖА 209
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 220
ЛИТЕРАТУРА '.. 222
Введение к работе
Актуальность исследований. При расшифровке геологической истории развития складчатых областей изучению гранитоидов уделяется значительное внимание в связи с их важными индикаторными свойствами. Комплексные исследования геологического положения гранитоидных массивов, особенностей их петрографического и геохимического состава, наряду с прецизионными изотопно-геохимическими и геохронологическими данными позволяют восстанавливать условия их формирования и необходимы для проведении последующих палеогеодинамических реконструкций. В то же время восстановление последовательности геодинамических событий региона и связанного с ними гранитообразования невозможно без рассмотрения общей геологической ситуации района - изучения состава и условий формирования вмещающих гранитоиды пород, а также анализа геохронологических данных магматических и метаморфических комплексов района исследований.
В пределах Южно-Енисейского кряжа, являющегося юго-западным
фрагментом складчатого обрамления Сибирского кратона, гранитоиды занимают
значительные площади. Наибольшее распространение гранитоидные массивы имеют
в Ангаро-Канском террейне, сложенном преимущественно высоюмета-
морфизованными породами палеопротерозойского возраста. До последнего времени
эти гранитоиды рассматривались как разновозрастные докембрийские образования,
однако геохронологические исследования последних лет показали, что в западной
части Ангаро-Канского террейна присутствуют массивы раннепалеозойского
возраста (Нижнеканский и Посольненский). В связи с выделением
раннепалеозойского этапа в геологической эволюции Южно-Енисейского кряжа,
отраженного в образовании гранитоидных массивов, встал вопрос о причинах его
проявления, масштабах и геохимических особенностях гранитоидного магматизма.
Ответы на эти вопросы невозможно получить без изучения геологического
положения раннепалеозойских массивов в структуре древнего
раннедокембрийского Ангаро-Канского террейна, их петрографической и геохимической типизации, и также регионального геологического анализа
проявлений близковозрастных гранитоидов в смежных с Южно-Енисейским іряжем структурах Центрально-Азиатского складчатого пояса.
Проблема проявления широкомасштабного раннекаледонского гранитоидного магматизма в пределах Центрально-Азиатского складчатого пояса, связанного с аккреционно-коллизионными событиями, отражающими один из этапов в развитии Палеоазиатского океана, привлекает большое внимание ученых и разносторонне рассматривается в литературе (Федоровский и др., 1995; Владимиров и др, 1999; Кузьмичев, 2000; SaTnikova et al., 2001; Гордиенко, 2003; Ярмолюк, Коваленко, 2003; Руднев и др., 2004; и др.). Дискуссионные вопросы, связанные с раннекаледонскими событиями в обрамлении Сибирской платформы, касаются геодинамических обстановок их формирования, масштабов магматизма и его источников. Комплексные исследования раннепалеозойских гранитоидов Южно-Енисейского кряжа позволят выявить возможные геодинамические обстановки их формирования, что поможет впоследствии ответить на ключевые вопросы связанные с эволюцией континентальной коры в юго-западном обрамлении Сибирской платформы в раннем палеозое.
Объектами исследования в работе являются наиболее крупные раннепалеозойские гранитоидные массивы западной части Ангаро-Канского террейна - Нижнеканский и Посольненский. В пределах Нижнеканского массива было изучено шесть участков, в слабо обнаженном Посольненском массиве исследования проводились на двух участках.
Целью работы является комплексное исследование раннепалеозойских гранитоидов западной части Ангаро-Канского террейна, включающее изучение их геологического положения, петрографических, геохимических особенностей и изотопно-геохимических характеристик, позволяющее сделать выводы о геодинамических обстановках их формирования.
Основные задачи исследований:
Изучить геологическое положение Нижнеканского и Посольненского массивов, контактовые зоны массивов и состав вмещающих пород.
Провести петрографическую и геохимическую типизацию гранитоидов Нижнеканского и Посольненского массивов.
3. Провести сопоставление геологического положения раннепалеозойских гранитоидов Южно-Енисейского кряжа с близковозрастными гранитоидными массивами в смежных с ним структурах Центрально-Азиатского складчатого пояса.
Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ 2003-2004 г. в составе экспедиционного отряда лаборатории палеогеодинамики (Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск). Кроме собственных материалов, автором использовалась коллекция образцов лаборатории палеогеодинамики, собранных при полевых работах на Енисейском кряже в предыдущие годы, а также каменный материал и шлифы, любезно предоставленные В.М. Даценко (КНИИГиМС, г. Красноярск).
Теоретической основой решения поставленных задач является тектоника литосферных плит, определяющая различные геодинамические обстановки формирования гранитоидов (островодужные, активных континентальных окраин, внутриплитные, син- и постколлизионные) (Зоненшайн и др., 1976; Таусон, 1977; Pearce et al., 1984; Кузьмин, 1985; Реагсе, 1996; Barbarin, 1999; и др.).
При написании диссертации автором было просмотрено около 300 шлифов. Приведенные в работе содержания породообразующих оксидов (61 анализ) были выполнены рентгенофлуоресцентным методом в ОИГГМ СО РАН (г. Новосибирск). Редкие и редкоземельные элементы (39 анализов) определялись методом индукционно-связанной плазмы с масс-спектрометрическим окончанием (ICP-MS) (г. Санкт-Петербург). При датировании магматических пород использовались следующие изотопные методы: U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr и Ar-Ar. Изотопный анализ U, Pb, Sm и Nd был выполнен на многоколлекторном масс-спектрометре Finnigan МАТ-261, a Rb и Sr - на 7-коллекторном масс-спектрометре Triton ТІ (ИГГД РАН, г. Санкт-Петербург). Ar-Аг анализы выполнены на масс-спектрометре Noble gas 5400 (ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск).
Основные защищаемые положения и выводы; 1. В раннедокембрийской структуре Ангаро-Канского террейна Южно-Енисейского кряжа выделяются раннепалеозойские гранитоидные массивы, формирование которых связано с двумя этапами кембро-ордовикской орогении. С ранне-среднекембрийским' этапом связано образование сиенитов и гранитоидов
Посольненского массива (511 ±9 млн. лет), а с позднеордовикским - кварцевых диоритов и гранитоидов Нижнеканского массива (455±5 млн. лет).
2. Образование гранитоидов Нижнеканского и Посольненского массивов
происходило на окраине Сибирского кратона в процессе раннепалеозойских
аккреционно-коллизионных событий, связанных с формированием Алтае-Саянской
складчатой области.
3. На ранне-среднекембрийском этапе орогении происходило образование сиенитов
и гранитов А-типа, а на позднеордовикском - кварцевых диоритов и гранитов I-S-
типа. Они формировались из смешанных мантийно-коровых источников: сиениты и
граниты А-типа Посольненского массива образовались с участием обогащенной
мантийной, а кварцевые диориты и граниты I-S-типа Нижнеканского массива -
деплетированной мантийной компонент.
Новизна работы. Личный вклад. Проведенные комплексные исследования позволили впервые обосновать вьщеление раннепалеозойских гранитоидных массивов в составе палеопротерозойского Ангаро-Канского террейна и получить следующие новые научные результаты:
Раннепалеозойские гранитоидные массивы прорывают палеопротерозойские высокометаморфизованные комплексы Ангаро-Канского террейна. Контактовое воздействие интрузий выражается в ороговиковании, либо отсутствует.
Посольненский массив образован ранне-среднекембрийскими сиенитами и гранитами А-типа, формирование которых происходило из смешанного континентального корового и обогащенного мантийного источников. В составе Нижнеканского массива выделяются позднеордовикские кварцевые диориты и граниты I-S-типа, имеющие смешанные мантийно-коровые характеристики, а также сиениты и граниты А-типа.
3. Выделены два этапа раннепалеозойских орогенных событий (ранне-
среднекембрийский и позднеордовикский) в пределах Южно-Енисейского кряжа,
сопряженные по времени с формированием Алтае-Саянской складчатой области.
4. Формирование сиенитов и гранитов А-типа Посольненского массива могло'
происходить в обстановках активной континентальной окраины, а кварцевых
диоритов и гранитов I-S-типа Нижнеканского массива - в коллизионных
обстановках, либо в пределах активной континентальной окраины.
Практическая значимость. Проведенные исследования раннепалеозойских гранитоидных массивов Южно-Енисейского кряжа могут быть использованы при геолого-съемочных и поисковых работах, разработке новых легенд при картировании и усовершенствовании существующих региональных схем магматизма Южно-Енисейского кряжа.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции, посвященной 10-летию РФФИ "Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков" (Москва, 2002); Всероссийском совещании, посвященном 100-летию со дня рождения академика Ю.А. Кузнецова (Новосибирск, 2003); XX Всероссийской молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" (Иркутск, 2003); XV Российской молодежной научной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца "Геология и геоэкология Европейской России и сопредельных территорий" (Санкт-Петербург, 2004); на XXXVIII, *ХХХГХ и XL Международных научных студенческих конференциях "Студент и научно-технический прогресс" (Новосибирск, 2000; 2001; 2002). По результатам проведенных исследований опубликовано 11 научных работ, четыре из них - статьи в рецензируемых журналах.
Объем и структура работы. Диссертация включает введение, 4 главы и заключение общим объемом страниц. В работе приводятся 55 рисунков и 7 таблиц. Список использованной литературы содержит 172 наименования.
Работа выполнена в лаборатории палеогеодинамики Института геологии ОИГГМ СО РАН (ныне лаборатория геодинамики и палеомагнетизма Института геологии и минералогии СО РАН), заведующий - чл.-корр. РАН В.А. Берниковский, за время обучения в очной аспирантуре.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.г.-м.н., чл.-корр. РАН В.А. Берниковскому, а также д.г.-м.н. А.Е. Берниковской за научное руководство, поддержку и обсуждения полученных результатов. Автор глубоко признателен к.г.-м.н. В.М. Даценко (КНИИГиМС, г. Красноярск) за-предоставленные геологические материалы и каменную коллекцию, в значительной мере дополнившие работу, многочисленные консультации и ценные советы. На разных этапах подготовки диссертационной работы ее результаты обсуждались с сотрудниками Института геологии и минералогии СО РАН (г.
Новосибирск) и Красноярского научно-исследовательского института геологии и минерального сырья - д.г.-м.н. В.И. Будановым, А.Д. Ножкиным, О.М. Туркиной, Б.М. Чиковым, к.г.-м.н. А.С. Гибшером, С.А. Каргополовым, Н.В. Поповым, Ю.К. Советовым, Э.Н. Линдом, м.н.с. В.П. Сухоруковым, С.В. Хромых, которым автор искренне признателен за всестороннее сотрудничество.
