В оглавление сборника "Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса"

Курчавов А.М., Гранкин М.С., Мальченко Е.Г., Жуковский В.И., Мазуров А.К., Хамзин С.Х.

НОВЫЕ ДАННЫЕ О ЗОНАЛЬНОСТИ ДЕВОНСКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПОЯСА ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА И ПОЗИЦИИ МЕДНО-ПОРФИРОВОГО ОРУДЕНЕНИЯ

Девонские орогенные вулканиты Центрального Казахстана явились одним из прототипов для выявления особых пограничных структур зон взаимодействия стабилизированных и подвижных областей. Выделив из них девонский краевой вулканический пояс, А. А. Богданов [2, 3, 4] рассматривал его как специфическую орогенную структуру на краю каледонского континента вдоль границы последнего с Джунгаро-Балхашской варисцийской подвижной областью. На востоке он ограничивал краевой вулканический пояс меридиональным Центрально-Казахстанским разломом.

Интерпретация принадлежности континентальных вулканитов девона Казахстана к тем или иным типам вулканических поясов, так же как и выделение собственно краевого пояса, в понимании А. А. Богданова, и его продолжение на восток являются дискуссионными. Некоторые исследователи широтную ветвь краевого пояса на востоке трассируют в хр. Чингиз [8]. Другие исследователи все континентальные вулканиты девона объединяют в единый орогенный вулкано-плутонический пояс [1, 16] или в вулканический пояс с различной степенью последующей активизации разных его сегментов [15]. Ряд исследователей рассматривает девонские континентальные вулканиты Казахстана как сложно построенный орогенный вулканический пояс окраинно-континентального типа, составной частью которого является выделенный А.А. Богдановым собственно краевой пояс [6, 7, 9 – 12, 13]. Многочисленными исследователями были выявлены главные особенности строения и развития всего девонского вулканического ареала и его отдельных составных частей, специфика магматизма разных зон и сегментов.

В последнее время проблема зональности девонского орогенного магматизма Казахстана и особенно характер взаимосвязи разных частей ареала его распространения стали особенно актуальными в связи с палеотектоническими реконструкциями и выявлением геодинамических обстановок формирования палеоструктур региона. Интерес к данным проблемам усилился также вследствие открытия в поле развития девонских образований промышленно важных золоторудных медно-порфировых месторождений.

Одной из первоочередных задач стало привлечение всех современных данных о вещественном составе девонских магматитов, как опубликованных, так и накопленных к этому времени в многочисленных рукописных отчетах. Вовлечение этих данных в анализ латеральных вариаций петрохимических особенностей девонских орогенных магматитов большей части Центрального Казахстана позволило авторам данной работы выявить принципиально новые моменты в зональности девонского орогенного магматизма, в строении девонского вулканического пояса и соотношениях разных его сегментов.

В развитии девонского орогенного магматизма Центрального Казахстана обособляются три главных стадии. Для раннеорогенной стадии (начало раннего девона) характерны последовательно дифференцированные базальт-андезит-риодацитовые ассоциации с ведущей ролью средне-основных пород (шешенькаринская, жарсорская, тараншинская, коктасская, мунглинская и др. свиты). Вулканитам комагматичен раннедевонский карамендинский комплекс габбро-диорит-гранодиорит-тоналитового ряда. Среднеорогенной стадии (конец раннего девона – начало среднего девона) отвечает “расцвет” риодацит-риолитовых игнимбритов, лав и туфов (семизбугинская, желтымесская, дегрезская, огузтауская свиты, низы баянаульской свиты, верхняя подсвита кайдаульской свиты и др.). С ними ассоциирует среднедевонский комплекс лейкократовых гранитов. Позднеорогенной стадии (конец среднего девона – начало позднего девона) отвечает формирование контрастных андезибазальт-риолитовых ассоциаций повышенной и высокой щелочности и калиевости с доминированием или средне-основных или кремнекислых членов (салкинтауская, жиландыбулакская, соналинская, моинтинская свиты, жаксыконская серия и ее аналоги). Им комагматичен комплекс малых интрузивных тел монцонитов, монцодиоритов, кварцевых сиенитов, граносиенитов и субщелочных гранитов [13].

Рис. 1. Пример вариаций содержания оксидов калия и натрия в вулканитах нижнего девона фронтальной и тыловой зон девонского окраинно-континентального пояса северо-востока Центрального Казахстана.

1 – фронтальная зона, данные Р.А. Борукаева и Т. Далабаева (лист N-43-124-Г ). 2 – тыловая зона, данные М.Д.Трифана (листы M-43-1-А, Г; 2-А; 13 - Б). А, Б, В – поля развития нормальных известково-щелочных (А), субщелочных (Б) и щелочных (В) пород (по "Классификация и номенклатура магматических горных пород", 1981).

I – IV – петрохимические серии: I – толеитовая; II, III – известково-щелочная нормальной (II) и высококалиевой (III) ветвей; IV – шошонитовая (по Peccerillo, Taylor, 1976; Yoplin, 1968; Innocenti, 1982 ).

Детализация исходных данных о составе девонских вулканогенных и интрузивных пород проводилась в масштабе 1 : 25000 – 1 : 50000 с последующим обобщением на геологической основе масштаба 1 : 1000000. Петрохимическая принадлежность пород определялась по диаграмме, построенной в координатах кремнезем – щелочи. Верхняя часть диаграммы (кремнезем – сумма оксидов калия и натрия) является известной классификационной диаграммой горных пород, разработанной Петрографическим комитетом СССР в 1981 г. На ней обозначены поля развития известково-щелочных, субщелочных и щелочных пород. Нижняя часть диаграммы построена в координатах кремнезем – оксид калия. На ней выделены поля распространения петрохимических серий: толеитовой, известково-щелочной низкокалиевой и высококалиевой ветвей, шошонитовой (рис. 1). Петрохимическая специфика девонских магматитов условными знаками наносилась на геологическую основу с контурами распространения ассоциаций пород ранней, средней и поздней стадий развития магматизма.

Рис. 2. Схема современного распространения раннеорогенных ассоциаций девонского окраинно-континентального вулканического пояса севера Центрального Казахстана. Составили А.М. Курчавов, М.С. Гранкин, Е.Г. Мальченко.

Фронтальная зона пояса. Ассоциации: 1 – базальт-андезибазальтовая, 2 – она же с андезитами, андезидацитами и дацитами, 3 – андезибазальт-андезит-андезидацитовая с дацитами, 4 – контрастная андезибазальт-кремнекислая. Тыловая зона пояса. Ассоциации: 5 – базальт-андезибазальт-андезитовая со средне-основными породами повышенной калиевости, 6 – трахибазальт-трахиандезибазальт-трахиандезит-трахидацитовая с базальтами и андезибазальтами, 7 – трахибазальт-базальтовая. 8 – континентальная моласса. 9 – прибрежно-морские терригенные отложения. 10 – морские терригенные отложения Джунгаро-Балхашского бассейна. 11 – интрузивы. 12 – области отсутствия осадков и размыва. 13 – разломы. 14 – Центрально-Казахстанский разлом. 15 – границы зон и ассоциаций пород.

Анализ латеральной изменчивости петрохимических параметров пород всего ареала девонского континентального магматизма Центрального Казахстана подтверждает представления о принадлежности данных магматитов к единому сложно построенному вулканическому поясу окраинно-континентального типа. Нами выделены две зоны данного пояса: фронтальная и тыловая. Фронтальная зона локализована по краю каледонского континента вдоль его границы с подвижными областями того времени. Для этой зоны характерны преимущественно известково-щелочные образования пониженной калиевости. Выделенный А. А. Богдановым собственно краевой вулканический пояс совпадает с фронтальной зоной. Тыловая зона приурочена к внутренним частям каледонского континента. Ей свойственно широкое развитие магматитов повышенной щелочности и калиевости (рис. 2, 3).

Рис. 3. Схема современного распространения позднеорогенных ассоциаций девонского окраинно-континентального вулканического пояса севера Центрального Казахстана. Составили А.М. Курчавов, М.С. Гранкин, Е.Г. Мальченко.

Фронтальная зона пояса. Ассоциации: 1 – базальт-андезибазальт- андезитовая, 2 – андезибазальт-андезит-риодацитовая, 3 – контрастная андезибазальт-кремнекислая, 4 – преимущественно кремнекислая. Тыловая зона пояса. Ассоциации: 5 – трахибазальт-трахиандезибазальт-трахиандезитовая с подчиненными базальтами, андезибазальтами, андезитами, 6 – трахиандезит-трахириодацит-трахириолитовая с дацитами и риолитами, 7 – контрастная трахиандезибазальт-трахириодацитовая, 8 – преимущественно терригенная с подчиненными трахибальтами, трахиандезитами, трахириодацитами и трахириолитами, 9 – трахириолдацит-трахириолитовая, 10 – преимущественно терригенная с подчиненными трахириодацитами и трахириолитами. 11 – континентальная моласса. 12 – морские терригенные отложения Джунгаро-Балхашского бассейна. 13 – интрузивы. 14 – области осутствия осадков и размыва. 15 – разломы. 16 – Центрально-Казахстанский разлом. 17 – границы зон и ассоциаций пород. 18 – медно-порфировые месторождения.

Особенно отчетливо зональность проявлена у магматитов ранней стадии формирования пояса. Впервые фронтальная зона девонского пояса протрассирована на современном срезе сперва вдоль Центрально-Казахстанского разлома на север к пос. Майкаин и Экибастуз, а оттуда на северо-запад в российскую часть Прииртышья вдоль границы с Иртыш-Зайсанской подвижной областью. Таким образом, фронтальная зона девонского вулканического пояса промаркировала край каледонского континента и его границу как с Джунгаро-Балхашским окраинноморским бассейном, так и с Иртыш-Зайсанским палеоокеаном. Этим подтверждается также структурная обособленность Чингизского сегмента от остального ареала девонского континентального магматизма Центрального Казахстана.

Указанная зональность сохраняется и для более поздних стадий формирования девонского пояса. Особый интерес вызывает поздняя стадия развития магматизма пояса. Именно с этой стадией ассоциируют золото-медно-порфировые месторождения [5, 6, 7, 11, 13]. Они связываются с малыми интрузивными телами субщелочных гранитоидов коккудуктюбинского комплекса. Все месторождения располагаются в тыловой зоне вулканического пояса близ ее границы с фронтальной зоной (рис. 3).

Рудоносные интрузивы тяготеют к разломам, которые развивались длительно и унаследованно, ограничивая распространение ассоциаций пород всех стадий развития магматизма. Они дискордантны к простиранию пояса и разделяют его на отдельные сегменты и блоки. Такое расположение разломов и их влияние на континентальный магматизм свидетельствует в пользу представлений о том, что они являются трассерами на континенте трансформных разломов океанского ложа того времени.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 95-05-14525) и управления "Центрказнедра" Республики Казахстан.

Литература

1. Бахтеев М. К. Палеозойские орогенные вулкано-плутонические пояса. М.: Недра, 1987. 168 С.

2. Богданов А. А. Основные черты палеозойской структуры Центрального Казахстана. // Бюлл. МОИП. Геология. Т. XXXIV. Вып. 1. 1959. С. 3–38.

3. Богданов А. А. Тектоническое районирование палеозоид Центрального Казахстана и Тянь-Шаня. // Бюлл. МОИП. Геология. Т. XL. Вып. 5. С. 40–68. Вып. 6. С8–42.

4. Богданов А. А., Зайцев Ю. А., Мазарович О. А., Максимов А. А., Тихомиров В. Г., Четверикова Н. П. Тектоническое районирование палеозойского массива Центрального Казахстана. // Вестник Моск. ун-та. Геология. 1963. № 5. С. 8–20.

5. Гранкин М. С., Мальченко Е. Г., Козлов А. Д. Медно-порфировое оруденение девонского вулканического пояса. // Геология и разведка недр Казахстана. 1995. № 1. С. 18–23.

6. Гранкин М. С., Курчавов А. М., Мальченко Е. Г., Жуковский В. И., Мазуров А. К., Хамзин С. Х. Геодинамическая обстановка формирования девонского вулкано-плутонического пояса северо-востока Центрального Казахстана и медно-порфировых месторождений в его пределах. // Геология и разведка недр Казахстана. 1996. № 4. С. 2–8.

7. Гранкин М. С., Курчавов А. М., Мальченко Е. Г., Мазуров А. К., Жуковский В. И., Хамзин С. Х. Строение и соотношение сегментов девонского орогенного вулканического пояса Центрального Казахстана – проблема интерпретации геодинамических обстановок формирования и палеотектонических рекострукций. // Тектоника Азии. Тезисы докладов XXX тектонического совещания. М., 1997. С. 79–81.

8. Журавлев Б. Я., Урываева А. П., Федоров Т. О. и др. Казахстанский девонский краевой вулканический пояс. // Геология и полезные ископаемые Центрального Казахстана. М., 1977. С. 167–183.

9. Курчавов А. М. Зональность девонского орогенного вулканизма Казахстана и Средней Азии. // Геотектоника. 1985. № 6. С. 62–73.

10. Курчавов А. М. Закономерности латеральной изменчивости и эволюция орогенного вулканизма складчатых поясов. // Геотектоника. 1994. № 2. С. 3–18

11. Курчавов А. М., Гранкин М. С., Мальченко Е. Г., Жуковский В. И., Мазуров А. К., Хамзин С. Х. Геодинамическая обстановка формирования золото-медно-порфировых месторождений Центрального Казахстана. // Крупные и уникальные месторождения редких и благородных металлов. Санкт-Петербург: С-Птб. горный ин-т, 1996. С. 126.

12. Курчавов А.М., Гранкин М.С., Мальченко Е.Г., Жуковский В.И., Мазуров А.К., Хамзин С.Х. Новые данные о строении девонского вулканического пояса северо-востока Центрального Казахстана // Доклады РАН. 1998. Т. 359. № 1.С. 83–86.

13. Мальченко Е. Г., Гранкин М. С. Возрастное положение интрузивных комплексов девонского вулкано-плутонического пояса. // Геология и разведка недр Казахстана. 1996. № 1. С. 7–10.

14. Моссаковский А. А. Орогенные структуры и вулканизм палеозоид Евразии. М.: Наука, 1975. 320 С.

15. Тихомиров В. Г. Палеозойский магматизм и тектоника Центрального Казахстана. М.: Недра, 1975. 148 C.

16. Шужанов В. М. Формации девона. Алма-Ата: Наука. 1984. 222 С.

В оглавление сборника "Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса"