Введение к работе
Актуальность темы. Объектом исследования настоящей работы являются кембрийские остро водужные комплексы, слагающие центральную часть Алтае-Саянской складчатой области (АССО), образованные в результате эволюции кембрийской окраины Сибирского континента. Несмотря на то. что исследования окраины Сибири с позиции тектоники плит ведутся уже два десятилетия и в настоящее время продолжаются многими исследователями, тем не менее, многие вопросы до сих пор остаются открытыми. Наиболее дискуссионны вопросы, связанные с взаимным пространственным положением структур, обрамлявших континент; неоднозначно оцениваются характер и направленность тектонических движений в структуре окраины в раннем палеозое. Роль палеомагнитных исследований для решения этих вопросов трудно переоценить, однако, в геодинамических построениях палеомагнитные данные до сих пор используются далеко не в полной мере. Во многом это связано с тем, что подавляющее большинство определений получены на заре палеомагнитных исследований и их надежность справедливо ставится под сомнение. Кембрийские островодужные комплексы, составляющие тектонический каркас складчатой области, в палеомагнитном отношении изучены крайне слабо и неравномерно, в то время как геодинамические реконструкции АССО без надежных палеомагнитных данных по этим объектам несовершенны.
Таким образом, актуальность исследований определяется
необходимостью создания количественной палеомагнитной основы для
палеотектонических построений, что, в свою очередь, дает возможность
надежно восстановить картин}' пространственно-временных
взаимоотношений различных фрагментов окраины Сибирского континента.
Цель работы - составить количественную палеомагнитную основу для палеоостроводужных структур АССО и построить на ее базе схемы взаимного расположения этих структур в венде - раннем кембрии и среднем-позднем кембрии.
Основная задача исследований - восстановить пространственное положение и структурные взаимоотношения палеоостровных дуг, составляющих современный структурный план АССО в кембрии, путем установления корреляции между ориентировкой древней естественной остаточной намагниченности горных пород отдельных островодужных
фрагментов, положением их палеомагнитных полюсов и тектоническими движениями в обрамлении Сибирского континента в течение кембрия.
Фактический материал и методы исследования. Теоретической основной решения поставленной задачи является тектоника литосферных плит, предполагающая ведущую роль горизонтальных движений, на базе палеомагнитного метода. Полученные выводы сделаны по результатам палеомагнитных исследований собственных материалов автора, собранных в Западном Саяне, Кузнецком Алатау, Салаирском кряже, Туве. Всего изучено 18 представительных разрезов (в том числе стратотипических). Для решения поставленной задачи использовано более 500 ориентированных образцов. Надежность экспериментальных данных проверена контрольными измерениями в Калифорнийском Университете (г.Санта-Круз, США). При интерпретации палеомагнитных данных учитывались опубликованные материалы других авторов по территории АССО.
Основные защищаемые положения и научные результаты.
1. Кембрийские породы островодужного генезиса в Западном Саяне
и Кузнецком Алатау зафиксировали и сохранили в доступном для
расшифровки виде древнюю остаточную намагниченность,
характеризующую субэкваториальное широтное положение, а также
направление палеомеридиана изучаемых объектов.
-
Палеомагнитная информация о пространственном положении структур на момент формирования слагающих их пород существенно искажена в кембрийских островодужных комплексах Салаирского кряжа за счет вторичной пирротиновой минерализации и в кембрийских комплексах Восточного Танну-Ола (Тува) за счет образования метахронной намагниченности в более позднее время.
-
Полученные и имеющиеся палеомагнитные направления и координаты палеомагнитных полюсов позволяют восстановить структурное положение островных дуг окраины Сибирского континента. В венде - раннем кембрии его можно описать единой выдвинутой к северу от окраины континента (в район 10 С.Ш.) островодужной системой субширотного простирания, включающей, как минимум, два структурных элемента - Северосаянско-Куртушибинский и Кузнецко-Горноалтайский. Ориентировка первого к концу кембрия сохраняется, а второго изменятся на субмеридианальную.
4. В пределах центральной части Алтае-Саянской области
установлена корреляция изменений направлений древних компонентов
естественной остаточной намагниченности и закономерностей в
распределении палеомагнитных полюсов с тектоническими движениями в обрамлении Сибирского континента в течение кембрия-ордовика. Эволюция структуры Сибирской окраины на протяжении кембрия была обусловлена общим южным перемещением островодужной системы при одновременном повороте ее Кузнецко-Горноалтайского фрагмента по часовой стрелке. Отражением последующих деформационных процессов является сдвиг Куртушибинского фрагмента относительно Северосаянского на юго-запад (в современных координатах) без существенного разворота, поворот Золотокитатско-Мартайгинского блока Кузнецкого Алатау относительно Батеневского на угол не менее 30+12 градусов против часовой стрелке.
Научная новизна. Личный вклад. Для достижения поставленной цели в комплексе с геологическими и геохимическими данными использован палеомагнитный метод. Первые обобщающие исследования истории развития палеозойских океанических бассейнов на основе палеомагнитных данных [Mossakovsky et.al.,1993, Печерский, Диденко, 1995, и др.] показали эффективность его применения. Предлагаемая работа является попыткой подобного обобщения, но на более крупномасштабном уровне, а именно восстановления структурных взаимоотношений и пространственного положения более мелких тектонических единиц (островных дуг и их фрагментов) на примере Сибирской континентальной окраины Палеоазиатского океана. Решение геодинамических задач с помощью палеомагнитного метода для островодужных фрагментов Алтае-Саянского региона на таком уровне выполнено впервые:
- опираясь на стандартные приемы палеомагнитного анализа в
пределах центральной части АССО, выделены объекты, пригодные для
палеомагнитных исследований, а также те, в которых первичная
естественная остаточная намагниченность существенно искажена за счет
наложенных процессов;
- используя комплекс статистических, геологических, геофизических
и физических признаков, установлен возраст и генезис полученных
первичных и метахронных палеомагнитных направлений;
на основе полученных палеомагнитных данных установлена пространственная ориентировка и положение фрагментов Западносаянской и Кузнецкоалатаусской палеоостроводужных структур на венд-ранний кембрий и средний-поздний кембрий;
совместно с Д.В.Митрохиным и А.Ю.Казанским разработаны новые методические приемы анализа распределений направлений
намагниченности для отбраковки направлений, связанных с влиянием деформационных процессов и не несущих информации о геомагнитном поле в момент формирования пород;
с учетом вновь полученных данных проведена верификация имеющихся для Алтае-Саянской области результатов палеомагнитных исследований;
исходя из закономерностей положения палеомагнитных полюсов островодужных фрагментов АССО и Сибирского континента установлен характер и направленность их тектонических перемещений в течение кембрия;
на количественной (палеомагнитной) базе, с учетом геологических и геохимических данных, построены новые схемы взаимного расположения островных дуг центральной части АССО в кембрии, как основы для геодинамических реконструкций.
Теоретическое и практическое значение. Палеомагнитные определения, полученные автором, включены в международную базу палеомагнитных данных «Dragon» . htm. Полученные палеомагнитные данные необходимы для определения пригодности кембрийских комплексов для палеомагнитного анализа, оценки характера горизонтальных перемещений и восстановления первичного палеотектонического положения кембрийских островодужных фрагментов, то есть для выяснения структурной обстановки, в которой они формировались. Результаты палеомагнитных исследований являются основой для тектонических построений, включая геодинамические карты, карты террейнов, палинспастических, палеоклиматических, палеоэкологических и др. реконструкций, а также для восстановления геологической истории АССО и выяснения истории формирования складчатых поясов в целом, с позиции тектоники плит.
Апробация работы. Основные положения и отдельные разделы работы неоднократно докладывались и обсуждались на различных российских и зарубежных научных совещаниях, в том числе на совещаниях по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород (Обсерватория "Борок", 1996,1997 г.г.), научной конференции по проблема геологии Сибири (г.Томск, 1996), научной конференции РФФИ "Геодинамика и эволюция Земли" (г.Новосибирск, 1996), 8-ой Научной Ассамблеи Международной Ассоциации по Геомагнетизму и Аэрономии. (г.Упсала, Швеция, 1997), международном семинаре по палеомагнитным исследованиям Гималаи-Каракорумского складчатого пояса и прилегающих террейнов. (г.Исламабад, Пакистан, 1996), 2-ой
международной конференции "Проблемы геокосмоса" (г.Санкт-Петербург, 1998), региональной научно-практической конференции (г.Новокузнецк, 1998), а также XXXIII и XXXV международных научных студенческих конференциях (г.Новосибирск, 1995, 1997 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ и 3 находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения, содержит 2т2 страниц, включая 11 таблиц, 67 рисунков и список литературы из 135 наименований.
