Тектоническая эволюция западной части Южного Верхоянья
|
Введение 2
Геологическое строение Южного Верхоянья 6
Кыллахская тектоническая зона 6
Сетте-Дабанская тектоническая зона 10
Структурные исследования северо-западной части Сетте-Дабанской зоны 15
Аллах-Юньская тектоническая зона 32
Тектоническая эволюция Южного Верхоянья 35
Раннерифейский этап 35
Средне-позднерифейский этап 42
Вендско-раннепалеозойский этап 45
Среднепалеозойский этап 49
Позднепалеозойско-раннемезозойский этап 53
Юрско-позднемеловой этап 54
Кайнозойский этап 59
Интерпретация данных трекового датирования обломочных цирконов и апатитов 61
Методика трекового датирования 61
Результаты и интерпретация 64
Заключение 68
Литература 69
Геологическое строение Южного Верхоянья 6
Кыллахская тектоническая зона 6
Сетте-Дабанская тектоническая зона 10
Структурные исследования северо-западной части Сетте-Дабанской зоны 15
Аллах-Юньская тектоническая зона 32
Тектоническая эволюция Южного Верхоянья 35
Раннерифейский этап 35
Средне-позднерифейский этап 42
Вендско-раннепалеозойский этап 45
Среднепалеозойский этап 49
Позднепалеозойско-раннемезозойский этап 53
Юрско-позднемеловой этап 54
Кайнозойский этап 59
Интерпретация данных трекового датирования обломочных цирконов и апатитов 61
Методика трекового датирования 61
Результаты и интерпретация 64
Заключение 68
Литература 69
Структуры Южно-Верхоянского сегмента Верхоянского складчато-надвигового пояса, протянувшиеся на 800 км вдоль юго-восточной окраины Сибирской платформы и отделяющие его от Верхояно-Колымских мезозоид, представляют собой уникальный во многих отношениях геологический объект. В его пределах можно обнаружить хорошо обнаженные и достаточно полные разрезы позднедокембрийских и палеозойских отложений огромной суммарной мощности. Вместе с этим, здесь наблюдается сложная чешуйчато-надвиговая система, в которой запечатано несколько циклов тектонической активизации юго-западной (в современных координатах) части Сибирского континента. Таким образом, данный регион является одним из немногих в пределах северо-восточной части Евразии, где можно проследить историю геологического развития с докембрийского времени до кайнозойского.
Изучению тектонической эволюции Южно-Верхоянского сектора форланда Верхоянского складчато-надвигового пояса посвящено достаточно большое количество работ (Худолей, 1986, 2001; Прокопьев, 1989, 2004; Гурьев, 1986; Парфенов, Кузьмин (ред.), 2001; Ян-Жин-Шин, 1983 и др.) и, в целом, регион хорошо изучен, несмотря на сложность его геологического строения. В это же время, остаются дискуссионные вопросы, некоторые из которых принципиальны для понимания тектонического развития Южного Верхоянья.
В настоящем исследовании приводятся новые данные, в основу которых положены личные полевые наблюдения автора, результаты структурно-кинематического анализа, изотопных датировок, результаты интерпретации новой палеотектонической реконструкции. В течение двух полевых сезонов летом 2015 и 2016 годов автором изучались рифей-вендские, палеозойские, а также мезозойские выходы осадочных и вулканогенных образований в пределах центральной, западной и северо-западной частей Южного Верхоянья. Полевые работы проводились преимущественно в долинах рек Белая, Аллах-Юнь, Томпо, Ольчан, Восточная Хандыга. В результате была собрана информация об элементах залегания пород, разрывных нарушений, а также различных кинематических индикаторов, таких как кинг-зоны, зеркала и борозды скольжения, трещины отрыва (в том числе с характероными плюм-структурами на поверхности трещин) и другие. Для изучения кинематических индикаторов на микроуровне была собрана коллекция ориентированных образцов (15), из которых в каждом по трем предполагаемым главным плоскостям деформаций изготовлены ориентированные шлифы. Структурные полевые данные легли в основу новой палеотектонической реконструкции предсреднерифейского геологического строения района Горностахской антиклинали и в основу структурно-кинематического анализа, направленного на выявление этапов деформаций структур северо-западной части Южного Верхоянья. Для оценки эксгумационных процессов, связанных в том числе с надвигообразованием, автором были отобраны образцы на трековое датирование обломочных апатитов и цирконов.
Рис. 1. Расположение исследуемого региона (источник: raster-maps.com)
Актуальность работы обусловлена несколькими факторами: во-первых, северо-западное замыкание Южного-Верхоянья, в отличие от центральной и южной частей, значительно менее изучено на предмет понимания того, как здесь проявились процессы мезокайнозойской тектоники на локальном и региональном уровне; во- вторых, представленные в работе интерпретации данных низкотемпературной термохронологии (главным образом трекового и (U-Th)/He датирования детритовых цирконов) существенно дополнили результаты проводимых ранее единичных исследований (Прокопьев, 2004; Малышев, 2016), в основу которых было положено в основном трековое датирование апатита; в-третьих, на данный момент не существует единой точки зрения о природе и характере деформационных процессов на рубеже нижнего и среднего рифея, ставших причиной формирования регионального углового несогласия.
Полученные результаты, представленные в данной работе, используются при подготовке комплекта карт масштаба 1:1000000 листа P-53 нового (3-его) поколения, в которой автор принимает непосредственное участие.
Цель работы: реконструировать тектоническую эволюцию западной части Южного Верхоянья используя новые подходы и методы исследования.
Задачи:
• Сбор и анализ опубликованной литературы по геологии региона;
• Проведение полевых геологических работ на исследуемом районе;
• Установление последовательности и условий формирования структур северного замыкания Южного Верхоянья в мезокайнозое посредством методов структурно-кинематического анализа;
• Построение палеотектонической схемы для предсреднерифейского времени;
• Интерпретация данных трекового датирования обломочных цирконов и апатитов;
• Соотнесение выделенных этапов деформаций с возрастами, установленными изотопными методами.
Защищаемые положения:
1. Процессы мезокайнозойской коллизии в пределах северо-западного замыкания Южного Верхоянья разделяются на 4 последовательно сменяющихся этапа деформаций, выделяемых по разным наборам структурных элементов и реконструированным ориентировкам главных осей эллипсоида напряжения.
2. На основе трекового датирования обломочных цирконов и апатитов выделяется как минимум четыре этапа тектонической активизации западной и центральной частей Южного Верхоянья в мезокайнозое: ~160, 125-130, ~90, 70-80 млн лет.
3. В конце раннерифейского времени были сформированы линейные, открытые, слабо наклонные складки северо-северо-восточного простирания с углами падения на крыльях от 5° до 30° и шириной от 1 до 3 км.
Изучению тектонической эволюции Южно-Верхоянского сектора форланда Верхоянского складчато-надвигового пояса посвящено достаточно большое количество работ (Худолей, 1986, 2001; Прокопьев, 1989, 2004; Гурьев, 1986; Парфенов, Кузьмин (ред.), 2001; Ян-Жин-Шин, 1983 и др.) и, в целом, регион хорошо изучен, несмотря на сложность его геологического строения. В это же время, остаются дискуссионные вопросы, некоторые из которых принципиальны для понимания тектонического развития Южного Верхоянья.
В настоящем исследовании приводятся новые данные, в основу которых положены личные полевые наблюдения автора, результаты структурно-кинематического анализа, изотопных датировок, результаты интерпретации новой палеотектонической реконструкции. В течение двух полевых сезонов летом 2015 и 2016 годов автором изучались рифей-вендские, палеозойские, а также мезозойские выходы осадочных и вулканогенных образований в пределах центральной, западной и северо-западной частей Южного Верхоянья. Полевые работы проводились преимущественно в долинах рек Белая, Аллах-Юнь, Томпо, Ольчан, Восточная Хандыга. В результате была собрана информация об элементах залегания пород, разрывных нарушений, а также различных кинематических индикаторов, таких как кинг-зоны, зеркала и борозды скольжения, трещины отрыва (в том числе с характероными плюм-структурами на поверхности трещин) и другие. Для изучения кинематических индикаторов на микроуровне была собрана коллекция ориентированных образцов (15), из которых в каждом по трем предполагаемым главным плоскостям деформаций изготовлены ориентированные шлифы. Структурные полевые данные легли в основу новой палеотектонической реконструкции предсреднерифейского геологического строения района Горностахской антиклинали и в основу структурно-кинематического анализа, направленного на выявление этапов деформаций структур северо-западной части Южного Верхоянья. Для оценки эксгумационных процессов, связанных в том числе с надвигообразованием, автором были отобраны образцы на трековое датирование обломочных апатитов и цирконов.
Рис. 1. Расположение исследуемого региона (источник: raster-maps.com)
Актуальность работы обусловлена несколькими факторами: во-первых, северо-западное замыкание Южного-Верхоянья, в отличие от центральной и южной частей, значительно менее изучено на предмет понимания того, как здесь проявились процессы мезокайнозойской тектоники на локальном и региональном уровне; во- вторых, представленные в работе интерпретации данных низкотемпературной термохронологии (главным образом трекового и (U-Th)/He датирования детритовых цирконов) существенно дополнили результаты проводимых ранее единичных исследований (Прокопьев, 2004; Малышев, 2016), в основу которых было положено в основном трековое датирование апатита; в-третьих, на данный момент не существует единой точки зрения о природе и характере деформационных процессов на рубеже нижнего и среднего рифея, ставших причиной формирования регионального углового несогласия.
Полученные результаты, представленные в данной работе, используются при подготовке комплекта карт масштаба 1:1000000 листа P-53 нового (3-его) поколения, в которой автор принимает непосредственное участие.
Цель работы: реконструировать тектоническую эволюцию западной части Южного Верхоянья используя новые подходы и методы исследования.
Задачи:
• Сбор и анализ опубликованной литературы по геологии региона;
• Проведение полевых геологических работ на исследуемом районе;
• Установление последовательности и условий формирования структур северного замыкания Южного Верхоянья в мезокайнозое посредством методов структурно-кинематического анализа;
• Построение палеотектонической схемы для предсреднерифейского времени;
• Интерпретация данных трекового датирования обломочных цирконов и апатитов;
• Соотнесение выделенных этапов деформаций с возрастами, установленными изотопными методами.
Защищаемые положения:
1. Процессы мезокайнозойской коллизии в пределах северо-западного замыкания Южного Верхоянья разделяются на 4 последовательно сменяющихся этапа деформаций, выделяемых по разным наборам структурных элементов и реконструированным ориентировкам главных осей эллипсоида напряжения.
2. На основе трекового датирования обломочных цирконов и апатитов выделяется как минимум четыре этапа тектонической активизации западной и центральной частей Южного Верхоянья в мезокайнозое: ~160, 125-130, ~90, 70-80 млн лет.
3. В конце раннерифейского времени были сформированы линейные, открытые, слабо наклонные складки северо-северо-восточного простирания с углами падения на крыльях от 5° до 30° и шириной от 1 до 3 км.
Таким образом, по итогам проведенных исследований были установлены особенности геологического строения и истории деформаций северо-западной части Сетте-Дабанской тектонической зоны Южного сектора Верхоянского складчато- надвигового пояса. Выполнены детальные структурные полевые наблюдения с последующей обработкой собранных данных методом структурно-кинематического анализа с привлечением статистики замеров малых структурных форм, изучение микроструктур в ориентированных шлифах, интерпретация изотопных данных низкотемпературной термохронологии, а также построение палеотектонической реконструкции.
Основные выводы:
1. На основании полученных результатов структурных исследований выделено 4 этапа деформаций, приуроченных к мезокайнозойским коллизионным процессам (рис. 14, 15), три из которых коррелируются с таковыми в более южных частях Сетте-Дабана, полученных по результатам работы предшественников, а четвертый установлен для северо-западного замыкания Южного Верхоянья впервые.
2. Результаты низкотемпературной термохронологии также указывают на наличие как минимум четырех этапов тектонической активизации региона в мезокайнозое: ~160, 125-130, ~90, 70-80 млн лет. Наши данные, как и данные предшественников (Прокопьев и др., 2004), полученные в результате аналогичных исследований, указывают на существенно более молодой возраст основных тектонических событий, приведших к формированию Южного сектора Верхоянского складчато-надвигового пояса, чем предполагалось ранее.
3. Построенная по угловому несогласию в подошве отложений среднего рифея ядра Горностахской антиклинали палеотектоническая реконструкция (рис. 19) впервые позволила выявить особенности деформационных процессов, имевших место в предсреднерифейское время. Установлены форма складок, их простирание, закономерности изменения ориентировки и формы складок в плане.
Основные выводы:
1. На основании полученных результатов структурных исследований выделено 4 этапа деформаций, приуроченных к мезокайнозойским коллизионным процессам (рис. 14, 15), три из которых коррелируются с таковыми в более южных частях Сетте-Дабана, полученных по результатам работы предшественников, а четвертый установлен для северо-западного замыкания Южного Верхоянья впервые.
2. Результаты низкотемпературной термохронологии также указывают на наличие как минимум четырех этапов тектонической активизации региона в мезокайнозое: ~160, 125-130, ~90, 70-80 млн лет. Наши данные, как и данные предшественников (Прокопьев и др., 2004), полученные в результате аналогичных исследований, указывают на существенно более молодой возраст основных тектонических событий, приведших к формированию Южного сектора Верхоянского складчато-надвигового пояса, чем предполагалось ранее.
3. Построенная по угловому несогласию в подошве отложений среднего рифея ядра Горностахской антиклинали палеотектоническая реконструкция (рис. 19) впервые позволила выявить особенности деформационных процессов, имевших место в предсреднерифейское время. Установлены форма складок, их простирание, закономерности изменения ориентировки и формы складок в плане.





