Докембрийские осадочно-вулканогенные толщи складчатого обрамления Сибирской платформы: вещественный состав и условия формирования»

Объектами исследования являются метаморфические толщи Хамсаринского и Харальского террейнов и докембрийские вулканогенно-осадочные породы Тувино-Монгольского микроконтинента Центрально-Азиатского складчатого пояса. Целью исследования является расшифровка палеогеодинамических условий формирования и установление границ метаморфических террейнов, входящих в состав северо-восточного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса. Основной задачей исследования является изучение вещественного состава, условий формирования и определение возраста вулканогенно-осадочных толщ метаморфических террейнов складчатого обрамления Сибирской платформы. Установлены возрастной диапазон формирования, геодинамическая природа и первичный состав протолитов метаморфических толщ, ограничивающих с севера отложения Тувино-Монгольского микроконтинента (Харальский и Хамсаринский террейны) или условно входящих в его состав (задуговые отложения Шишхидской островной дуги и толщи Бутугольской «глыбы»). Для метаморфических толщ Хамсаринского террейна установлены основные этапы его формирования - от стадии зарождения до стабилизации в условиях роста континентальной коры. Возрастной рубеж формирования инициальных субдукционных вулканитов террейна (680‒640 млн лет) до настоящего времени не был зафиксирован ни в прилегающей части ТММ, ни в пределах самой Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы. В то время как поздние события, связанные с ранне- и позднепалеозойским рифтогенезом типичны как для Таннуольско-Хамсаринской зоны, так и для ТММ. Присутствие в вулканогенных породах основания Хамсаринского террейна значительного количества отнесённых к ксеногенным зёрен циркона неопротерозойского возраста указывает на то, что формирование пород шутхулайской свиты происходило уже на сформированной коре, где в интервале 720‒790 млн лет были широко проявлены процессы тектоно-магматической активизации. Это свидетельствует о заложении Хамсаринского блока в раннем неопротерозое, значительно древнее, чем становление Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы. Завершение аккреционно-коллизионных событий в примыкающем к Сибирской платформе фрагменте складчатого пояса фиксируется внедрением гранитоидов с возрастом 480 млн лет. Формирование кислых эффузивов возрастного диапазона 464-462 млн лет связано с постколлизионной историей развития этого сегмента ЦАСП. Широкое проявление рифтогенного раннепалеозойского кислого и позднепалеозойского базитового магматизма в пределах исследуемого террейна, может быть связано с его положением вблизи границы раздела платформенной и складчатой областей. Проведенные исследования вносят существенные коррективы в хронологию стратификации осадочно-вулканогенных последовательностей этого фрагмента Хамсаринского террейна и не находят аналогий в проявлении общих тектоно-магматических событий с прилегающими блоками. Получены первые изотопно-геохронологические и геохимические данные по метаморфическим породам Харальского блока. Установлено, что выделяемые в составе блока верхняя и нижняя части харальской свиты, а также вышележащая охемская свита характеризуются существенно разным изотопно-геохимическим составом и возрастом слагающих их породных ассоциаций. Для вулканитов из нижней части харальской свиты типичен ряд от высокожелезистых толеитовых базальтов до дацитов и риолитов. Основные породы характеризуются высокими положительными величинами εNd (0.7) = +4.9 до +8.1, для кислых (андезиты, дациты) типичны достаточно высокие положительные величины εNd (0.7) = +6.5 – +8.8 TNd (DM-2st = 680-860 млн лет), что свидетельствует об их формировании за счет ювенильного материала с возрастом не древнее 870 млн лет. Полученные первые данные по цирконам (LA-ICP-MS) указывают на то, что вулканиты нижней части харальской свиты формировались не древнее 730 млн лет, а состав породных ассоциаций и их геохимическая специфика более типична для пород, сформированных в островодужных условиях. Метавулканогенные ассоциации верхней части харальской свиты представлены известково-щелочными базальтами, в том числе высокомагнезиальными (MgO до 13 вес. %). Полученные по метатерригенным породам Nd изотопные данные показали, что основными источниками сноса являлись породы континентальной коры с возрастом древнее 1.0 млрд лет (TNd (DM-2st) = 1.0-1.1 млрд лет и εNd (0.7) = 3.0 до 4.7 (разрез по р. Шенелик), а для пород из разреза по р. Харал древнее 1.6 млрд лет с более низкой величиной εNd (0.7) = -2.4). По цирконам из кислых туфов верхней части харальской свиты отобранных в бассейне р. Харал все полученные конкордантные значения (49 определений) имеют палеопротерозойский и архейский возраст и образуют на диаграмме, соответственно, два значимых пика (1800-1950 млн лет и 2400-2520 млн лет). Исходя из этих данных, можно предположить, что поступление в бассейн осадочного материала происходило как из древнекорового источника, так и из ювенильного, вклад которого мог быть различным в разных частях бассейна седиментации. Условия формирования пород верхней части свиты (разрез по р. Харал) более всего типично для отложений задуговых бассейнов с рассеянным спредингом. Возраст туффитов из перекрывающей охемской свиты, сложенной терригенно-вулканогенными отложениями с горизонтом конгломератов в основании, отвечает 510 млн лет. Формирование осадочно-вулканогенных толщ зоны сочленения Тувино-Монгольского микроконтинента и Хамсаринского террейна, относимые к задуговым отложениям Шишхидской островной дуги, существовавшей в Палеоазиатском океане в интервале 800-600 млн лет, происходило в субдукционной обстановке в нижнекембрийское время (520-510 млн лет). Эти данные указывают на то, что исследованные толщи не могли являться частью составного ТММ, поскольку в этот временной период на континентальном блоке господствовали платформенные обстановки осадконакопления. В пределах Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы кембрийский этап развития характеризуется проявлением активного вулканизма, однако широкий возрастной спектр ксеногенных зерен цирконов, указывает на длительную историю формирования этого блока, где в интервале 760-885 млн лет были широко проявлены процессы тектоно-магматической активизации. Более вероятен сценарий накопления этих толщ в пределах континентального блока или развитой островодужной системы в кембрийское время существовали субдукционные обстановки и бассейн седиментации с синхронной осадконакоплению вулканической деятельностью. Кроме того, полученны изотопно-геохронологические и геохимические данные о составе и возрасте метаморфического комплекса пород Бутугольской глыбы, расположенного в пределах Тувино-Монгольского микроконтинента. Установлено, что формирование гнейсов, участвующих в строении этого комплекса, происходило на рубеже мезо- и неопротерозоя на сформированной коре за счет континентальных источников. Протолитом гнейсов служат, в одном случае, вулканиты с возрастом 1009±8 млн лет, в другом – калиевые терригенные образования, синхронно формировавшиеся в бассейне седиментации. Полученные данные о составе и возрасте пород Бутугольской глыбы не позволяют отнести исследованную ассоциацию ни к одному из входящих в состав ТММ гетерогенных блоков, что указывает на его экзотическую природу.