Состав и тектонические обстановки формирования отложений верхнего рифея в Сетте-Дабане (юго-восток Сибирской платформы, Якутия)
|
АННОТАЦИЯ 3
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК 7
2.1 История изучения 7
2.2 Структурная характеристика региона 8
2.2.1 Южное Верхоянье 9
2.2.2 Майско-Кыллахская зона 10
2.2.3 Сетте-Дабанская зона 12
2.2.4 Южно-Верхоянский синклинорий 13
2.3 Стратиграфия рифея 13
2.3.1 Кандыкская свита 16
2.3.2 Усть-Кирбинская свита и коррелируемые с ней стратиграфические подразделения 18
Глава 3. ПЕТРОРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОД 27
3.1 Петрографическое описание 27
3.2 Метод «Гацци-Диккинсона» 31
3.3 Результаты петрографического исследования 33
Глава 4. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД 36
Глава 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
Список литературы: 42
Приложение А. Геохимический состав пород 44
Приложение Б. Фотографии 45
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК 7
2.1 История изучения 7
2.2 Структурная характеристика региона 8
2.2.1 Южное Верхоянье 9
2.2.2 Майско-Кыллахская зона 10
2.2.3 Сетте-Дабанская зона 12
2.2.4 Южно-Верхоянский синклинорий 13
2.3 Стратиграфия рифея 13
2.3.1 Кандыкская свита 16
2.3.2 Усть-Кирбинская свита и коррелируемые с ней стратиграфические подразделения 18
Глава 3. ПЕТРОРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОД 27
3.1 Петрографическое описание 27
3.2 Метод «Гацци-Диккинсона» 31
3.3 Результаты петрографического исследования 33
Глава 4. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД 36
Глава 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
Список литературы: 42
Приложение А. Геохимический состав пород 44
Приложение Б. Фотографии 45
Регион Южного Верхоянья занимает огромную площадь в пределах востока Усть- Майского и юга Томпонского улусов республики Якутия. Географически этот регион является частью Верхоянского хребта, простирающегося в меридиональных и широтных направлениях от берегов Северного-Ледовитого океана до вышеупомянутой области и даже чуть южнее. Южноверхоянская горная система в своей западной части состоит из череды хребтов и долин, которые обобщенно называются «Сетте-Дабан» (название местное). Этот горный хребет вытянулся в меридиональном направлении на 650 км, располагаясь на территории республики Якутии и Хабаровского края. Разделяются они рекой Юдомой, бассейну которой и будет посвящено основное исследование в рамках этой работы. Сетте- Дабан является самой поднятой частью южной части Верхоянского хребта, его максимальная высота достигает 2102 м.
В 60-80-е годы прошлого столетия Сетте-Дабан активно изучался советскими геологами. Проводилась геологическая съемка, от мелко до крупномасштабной. Были открыты промышленные стратиформные месторождения полиметаллических руд (м-е Сардана), а также золота. Золоторудные прииски стали эпицентрами притока рабочих кадров и роста поселений, образованных еще перед войной. Многие золоторудные месторождения эксплуатируются и в настоящее время, но после развала СССР объем внимания к этой уникальной, в геологическом плане, области существенно снизился. Повсеместный кризис 90-х годов привел к ликвидации геологоразведки и «свертыванию» геологического картирования. Начался отток населения из старательских поселков, вплоть до их фактической ликвидации в последние годы, хотя формально они перестали существовать еще раньше. Перестали существовать поселки Ыныкчан, Бриндакит, Аллах-Юнь (все были ориентированы на золотодобычу). Некоторые были реструктурированы еще в советское время по причине переноса золотодобычи в другое место, например, Огонек в Югоренок (1968-1969). Сейчас дееспособными остаются поселки Югоренок, Солнечный, Звездочка. Магистраль Эльдикан - Солнечный - Югоренок является главным путем сообщения поселков с «большой землей». Также возможно передвижение по крупным рекам на лодках в летний период, и на снегоходах в зимний по «зимникам».
Климат в пределах Сетте-Дабана суровый, резко-континентальный. Самый теплый месяц июль, температура колеблется от +5 до +400С. Самый холодный - январь, температура опускается до -600С. Годовая норма осадков всего 400 мм, их основная часть приходится на лето - раннюю осень. Возможность посещения геологов в научных целях приходится лишь на два-три месяца в году, с конца июня по начало сентября, когда геологические объекты не находятся под водой или снегом. Местная природа почти нетронута человеком, за исключением районов современных приисков полезных ископаемых, где культивируется «лунный ландшафт», как следствие работы крупногабаритной техники. Изменение русел рек, создание терриконов и прочая деятельность золотодобытчиков сильно нарушает естественный вид тайги. На склонах гор обычно произрастают лиственничные леса, сменяющиеся на высоте 1 км зарослями кедрового стланика. Водятся дикие звери, такие как лось, медведь, горный козел и др. Некоторые из них опасны для человека. Но основной сложностью для геологов является ограниченная мобильность в пределах малонаселенных территорий региона. Хорошим способом перемещения является сплав, но лишь в период высокой воды. Иной способ - по речным косам и вброд с помощью вездехода, но в период низкой воды. Несмотря на все сложности, советскими и российскими геологами была проведена обширная работа по изучению геологической истории Сетте-Дабана. Этот регион представляет не только промышленный, но и научный интерес. В его пределах устанавливаются разрезы (общей мощностью 30 км), документирующие почти половину истории Земли. Забегая немного вперед, это типичный пример развития пассивной окраины континента. Многолетние исследования данного региона позволили уточнить, дополнить, подтвердить, а где-то и сформировать основные положения современных теорий геодинамики, геотектоники и других областей геологии.
Переходя непосредственно к целям исследования, внимание автора было акцентировано на уйской серии, завершающей рифейский разрез. Все объекты исследования находились в бассейне р. Юдома или к северу от нее в пределах хребта Улахан-Бам. Необходимо отметить, что хотя географически этот регион принадлежит к Сетте-Дабану, тектонически он относится к Майско-Кыллахской зоне, описание которой приведено ниже. По литературным данным, в том числе на основании курсовой работы годом ранее, было обращено внимание на изменчивость пород внутри серии. Исчезновение кварцевых песчаников и появление вулканитов и граувакк фиксирует заложение прогибов, на фоне зарождающегося рифтогенеза, первого для этого участка окраины Сибирского кратона. Определение состава и тектонических обстановок формирования этого интервала разреза и является основной целью работы. Такого рода исследования проводились и ранее (напр. Худолей, 2003), однако они охватывали уйскую серию в самом широком ее понимании. Расчленение на нижнюю, среднюю и верхнюю части без привязки к названиям локально выделяемых свит очень удобно при изучении большого региона. Конкретные задачи, решение которых было необходимо для достижения цели работы, были следующие: (1) проанализировать имеющиеся материалы по составу и строению уйской серии, (2) изучить шлифы методом Гацци-Дикинсона, (3) интерпретировать геохимические данные силикатного анализа и ICP-MC.
В 60-80-е годы прошлого столетия Сетте-Дабан активно изучался советскими геологами. Проводилась геологическая съемка, от мелко до крупномасштабной. Были открыты промышленные стратиформные месторождения полиметаллических руд (м-е Сардана), а также золота. Золоторудные прииски стали эпицентрами притока рабочих кадров и роста поселений, образованных еще перед войной. Многие золоторудные месторождения эксплуатируются и в настоящее время, но после развала СССР объем внимания к этой уникальной, в геологическом плане, области существенно снизился. Повсеместный кризис 90-х годов привел к ликвидации геологоразведки и «свертыванию» геологического картирования. Начался отток населения из старательских поселков, вплоть до их фактической ликвидации в последние годы, хотя формально они перестали существовать еще раньше. Перестали существовать поселки Ыныкчан, Бриндакит, Аллах-Юнь (все были ориентированы на золотодобычу). Некоторые были реструктурированы еще в советское время по причине переноса золотодобычи в другое место, например, Огонек в Югоренок (1968-1969). Сейчас дееспособными остаются поселки Югоренок, Солнечный, Звездочка. Магистраль Эльдикан - Солнечный - Югоренок является главным путем сообщения поселков с «большой землей». Также возможно передвижение по крупным рекам на лодках в летний период, и на снегоходах в зимний по «зимникам».
Климат в пределах Сетте-Дабана суровый, резко-континентальный. Самый теплый месяц июль, температура колеблется от +5 до +400С. Самый холодный - январь, температура опускается до -600С. Годовая норма осадков всего 400 мм, их основная часть приходится на лето - раннюю осень. Возможность посещения геологов в научных целях приходится лишь на два-три месяца в году, с конца июня по начало сентября, когда геологические объекты не находятся под водой или снегом. Местная природа почти нетронута человеком, за исключением районов современных приисков полезных ископаемых, где культивируется «лунный ландшафт», как следствие работы крупногабаритной техники. Изменение русел рек, создание терриконов и прочая деятельность золотодобытчиков сильно нарушает естественный вид тайги. На склонах гор обычно произрастают лиственничные леса, сменяющиеся на высоте 1 км зарослями кедрового стланика. Водятся дикие звери, такие как лось, медведь, горный козел и др. Некоторые из них опасны для человека. Но основной сложностью для геологов является ограниченная мобильность в пределах малонаселенных территорий региона. Хорошим способом перемещения является сплав, но лишь в период высокой воды. Иной способ - по речным косам и вброд с помощью вездехода, но в период низкой воды. Несмотря на все сложности, советскими и российскими геологами была проведена обширная работа по изучению геологической истории Сетте-Дабана. Этот регион представляет не только промышленный, но и научный интерес. В его пределах устанавливаются разрезы (общей мощностью 30 км), документирующие почти половину истории Земли. Забегая немного вперед, это типичный пример развития пассивной окраины континента. Многолетние исследования данного региона позволили уточнить, дополнить, подтвердить, а где-то и сформировать основные положения современных теорий геодинамики, геотектоники и других областей геологии.
Переходя непосредственно к целям исследования, внимание автора было акцентировано на уйской серии, завершающей рифейский разрез. Все объекты исследования находились в бассейне р. Юдома или к северу от нее в пределах хребта Улахан-Бам. Необходимо отметить, что хотя географически этот регион принадлежит к Сетте-Дабану, тектонически он относится к Майско-Кыллахской зоне, описание которой приведено ниже. По литературным данным, в том числе на основании курсовой работы годом ранее, было обращено внимание на изменчивость пород внутри серии. Исчезновение кварцевых песчаников и появление вулканитов и граувакк фиксирует заложение прогибов, на фоне зарождающегося рифтогенеза, первого для этого участка окраины Сибирского кратона. Определение состава и тектонических обстановок формирования этого интервала разреза и является основной целью работы. Такого рода исследования проводились и ранее (напр. Худолей, 2003), однако они охватывали уйскую серию в самом широком ее понимании. Расчленение на нижнюю, среднюю и верхнюю части без привязки к названиям локально выделяемых свит очень удобно при изучении большого региона. Конкретные задачи, решение которых было необходимо для достижения цели работы, были следующие: (1) проанализировать имеющиеся материалы по составу и строению уйской серии, (2) изучить шлифы методом Гацци-Дикинсона, (3) интерпретировать геохимические данные силикатного анализа и ICP-MC.
История развития осадочного бассейна на юго-восточной окраине Сибирского кратона в уйское время является очень значимой и охватывает интервал примерно с 1000 млн. до 940 млн. лет [Худолей, 2003]. Далее следует длительный перерыв в осадконакоплении, вплоть до границы рифей-венд. На основе проведенного исследования пород средней части уйской серии удалось сделать следующие выводы:
1. Территория Южного Верхоянья испытывает крупную тектоническую перестройку в начале позднего рифея. Переход от платформенного режима осадконакопления к тектонической активизации территории четко фиксируется появлением в разрезе граувакк и субграувакк рябиновкой и малосахаринской свиты (Рис. 3.4, 4.1). Данное событие датируется 970-980 млн. лет [Худолей, 2003]. Опираясь на геологическую литературу, очевидно, что рифтогенез начался в рябиновское время, но проявился достаточно локально, хоть и интенсивно.
2. Источником сноса материала на этапе платформенного режима являлся стабильный кратон. В связи с развитием рифта источником становится рециклированный ороген (Рис. 3.5), то есть снос идет с новообразованных поднятий. В песчаниках появляется примесь обломков пород, фрагментарно и магматических.
3. Внутренняя изменчивость малосахаринской свиты также имеет свою тектоническую интерпретацию. Вторая пачка нижней части свиты (mls1-2) фиксирует плавный переход от внутрикратонной обстановки к началу рифтогенеза. Третья пачка (mls1-3) наиболее кучно и точно располагается в его поле, и отвечает этапу интенсивного размыва рифтогенных структур (Рис. 3.5).
4. Основываясь на данных химического анализа удалось подтвердить вышеупомянутые выводы, а также установить, что песчаники кандыкской свиты образованы при многократном перемыве материала. Исключается присутствие в области размыва ультраосновных магматических комплексов. Химическое исследование алевролитов показало, что их формирование контролировалось несколькими источниками.
Таким образом, начало позднего рифея было важным этапом в истории юго-восточной окраины Сибири, когда тектоническая активность оказала влияние на состав осадочных комплексов. Вероятная схема тектонической эволюции этого времени приведена на рис. 5.1. Именно после рифтогенеза возник глубоководный бассейн, заложивший пассивную окраину, однако сложно что-либо сказать о появлении или отсутствии океанической коры. Океаническая кора и формирование пассивной окраины, аналогичной современным пассивным окраинам, произошло позднее, в результате рифтогенезов в раннем палеозое и девоне [Парфенов, Кузьмин, 2001; Худолей, 2003]. Данная особенность Южного Верхоянья является отклонением от цикла Уилсона, который в классическом своем понимании не предусматривает многократное повторение этапов рифтинга.
Рис. 5.1 Возможная модель развития бассейна в позднем рифее. А - Платформенный режим бассейна; Б - Начало рифтогенеза и образование листрических сбросов.
1. Территория Южного Верхоянья испытывает крупную тектоническую перестройку в начале позднего рифея. Переход от платформенного режима осадконакопления к тектонической активизации территории четко фиксируется появлением в разрезе граувакк и субграувакк рябиновкой и малосахаринской свиты (Рис. 3.4, 4.1). Данное событие датируется 970-980 млн. лет [Худолей, 2003]. Опираясь на геологическую литературу, очевидно, что рифтогенез начался в рябиновское время, но проявился достаточно локально, хоть и интенсивно.
2. Источником сноса материала на этапе платформенного режима являлся стабильный кратон. В связи с развитием рифта источником становится рециклированный ороген (Рис. 3.5), то есть снос идет с новообразованных поднятий. В песчаниках появляется примесь обломков пород, фрагментарно и магматических.
3. Внутренняя изменчивость малосахаринской свиты также имеет свою тектоническую интерпретацию. Вторая пачка нижней части свиты (mls1-2) фиксирует плавный переход от внутрикратонной обстановки к началу рифтогенеза. Третья пачка (mls1-3) наиболее кучно и точно располагается в его поле, и отвечает этапу интенсивного размыва рифтогенных структур (Рис. 3.5).
4. Основываясь на данных химического анализа удалось подтвердить вышеупомянутые выводы, а также установить, что песчаники кандыкской свиты образованы при многократном перемыве материала. Исключается присутствие в области размыва ультраосновных магматических комплексов. Химическое исследование алевролитов показало, что их формирование контролировалось несколькими источниками.
Таким образом, начало позднего рифея было важным этапом в истории юго-восточной окраины Сибири, когда тектоническая активность оказала влияние на состав осадочных комплексов. Вероятная схема тектонической эволюции этого времени приведена на рис. 5.1. Именно после рифтогенеза возник глубоководный бассейн, заложивший пассивную окраину, однако сложно что-либо сказать о появлении или отсутствии океанической коры. Океаническая кора и формирование пассивной окраины, аналогичной современным пассивным окраинам, произошло позднее, в результате рифтогенезов в раннем палеозое и девоне [Парфенов, Кузьмин, 2001; Худолей, 2003]. Данная особенность Южного Верхоянья является отклонением от цикла Уилсона, который в классическом своем понимании не предусматривает многократное повторение этапов рифтинга.
Рис. 5.1 Возможная модель развития бассейна в позднем рифее. А - Платформенный режим бассейна; Б - Начало рифтогенеза и образование листрических сбросов.
