Геологический факультет МГУ, Москва
ЭВОЛЮЦИЯ ВАРИСЦИЙСКИХ СДВИГОВЫХ ДУПЛЕКСОВ
ЮГА ВОСТОЧНОГО УРАЛА И ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА
В докладе рассматриваются присдвиговые структуры растяжения и сжатия, или "сдвиговые дуплексы" (Woodcock, Fisher,1986), развивавшиеся в позднем палеозое в юго-западной части Урало-Монгольского складчатого пояса. Структуры присдвигового растяжения, развитие которых инициировало магматическую деятельность, мы называем "сдвиговыми магматическими дуплексами" (Тевелев и др., 1996). Общность геодинамической ситуации Южного Урала и Казахстана на этом отрезке времени во многом предопределила и сходное развитие локальных структурных элементов, поэтому особое внимание в докладе уделено кинематическому анализу сдвиговых зон, сформировавшихся в коллизионную стадию развития региона.
Важнейшими позднепалеозойскими коллизионными этапами в рассматриваемом регионе (Тевелев и др., 1997) были среднедевонский тельбесский и внутривизейский судетский. Общая посттельбесская геодинамическая обстановка на Урало-Казахстанском континенте определялась наличием встречных зон субдукции: (1) "уральской", косо погружающейся под него с северо-запада на юго-восток (Серавкин, 1996, Bankwitz & Ivanov, 1997 и др.) и (2) "казахстанской", падающей под него с юго-востока на северо-запад (Тевелев, 1982). Относительно стабильный режим блоковых движений сопровождался неоднократной сменой знака движения в региональных структурных зонах, обусловленной, скорее всего, полярными изменениями внутрирегиональных тектодинамических обстановок – от общего растяжения до общего сжатия. Мы полагаем, что это чередование отражало меняющееся во времени соотношение скоростей общей конвергенции (коллизии) и субдукции – примерно так, как это описано в модели Ройдена – Берчфила (1989, 1993). Надо иметь в виду, что в Южно-Уральском домене система региональных сдвигов имеет генеральное ССВ простирание, поэтому при левосторонней кинематике на их меридиональных изгибах формируются транстенсивные зоны, а на широтных – транспрессивные. При правосторонней кинематике – наоборот.
В интервале времени фамен – ранний визе господствовала более быстрая субдукция, имевшая следствием ЗСЗ – ВЮВ растяжение в висячем блоке. В этом поле напряжений активизировались меридиональные правосдвиговые зоны, на транстенсивных участках которых в пределах Магнитогорского мегаблока (Серавкин, Косарев и др., 1992; Салихов, Яркова, 1992) и на Восточном Урале формировались вулканические пояса, а в Зауралье – тыловые рифтогенные прогибы (Варненский) с накоплением глубоководных глинистых известняков. Примерно такая же геодинамическая картина наблюдалась в это время и с противоположной стороны континента, где активно развивалась Котырасан-Катанэмельская островная дуга, а также задуговые мелководные бассейны с терригенно-карбонатным осадконакоплением. В задуговом пространстве формировались Успенский, Акжал-Аксоранский (Веймарн, Милановский, 1990; Кабанов и др., 1993) и другие рифтогенные прогибы, в которых накоплению глубоководных комковатых известняков предшествовал активный базальтовый вулканизм калиевого ряда.
К середине визейского века быстрая встречная субдукция "выдыхается" и ведущим процессом в позднем визе – начале среднего карбона становится быстрая коллизия. Хотя в пределах Магнитогорского мегаблока сохраняется остаточный вулканический пояс, главный вулканический пояс (Валерьяновский) "перескакивает" внутрь континента. При том же самом направлении падения зоны субдукции в надсубдукционном Восточно-Уральском мегаблоке возникает ЗСЗ – ВЮВ сжатие, следствием которого становится смена направления движения по субмеридиональным сдвигам на левостороннее. В условиях общей транспрессии происходит выжимание (с запада на восток) мощных аллохтонов на Восточно-Уральский мегаблок, а тыловые рифтогенные прогибы замыкаются. На транспрессивных участках субмеридиональных правых сдвигов формируются широтные зоны смятия, примером которых может служить Астафьевский сдвиговый дуплекс сжатия, расположенный на широтном коленообразном изгибе регионального левого сдвига. Здесь крупные тектонические пластины, подходящие с севера, расщепляются на серии более мелких, собранных в компактные пакеты, а породы динамометаморфизованы. На транстенсивных участках в качестве сдвиговых магматических дуплексов формируются плутоны тоналитовой формации раннего-среднего карбона (Кособродский, Каменский, Новоукраинский и др.) и сопряженные с ними локальные присдвиговые прогибы типа пассивных рифтов или пулл-апартов. Массивы имеют примерно одинаковые размеры и похожую каплевидную форму с расширением на север, а также одинаковое расположение пород различных фаз внедрения: габбро, диориты и гранодиориты первых фаз внедрения располагаются, как правило, в периферических частях плутонов, а плагиограниты 3 фазы – в центральных и южных. Предполагается, что постепенное раскрытие косо расположенных к генеральному сдвигу зон отрыва привело к импульсному заполнению их магматическим расплавом.
Аналогично ведет себя и противоположная окраина континента: продолжается остаточный (но уже наземный) вулканизм в пределах Котырасан-Катанэмельской дуги, но параллельно ей, внутри континента, возникает Балхаш-Илийский вулканический пояс, а в задуговом пространстве замыкаются рифтогенные прогибы. В транстенсивных участках крупных сдвиговых зон формируются тоналитовые плутоны: Джангельдинский, Толкудукский и др., а на транспрессивных – широтные зоны смятия: Белькудукская и др. (Тевелев и др., 1996). Джангельдинский массив рассматривается в качестве кинематического налога плутонов Каменской группы: он вытянут меридионально, а породы разных фаз внедрения расположены "центростремительно" (к контактам прижаты габброиды 1 фазы, большая часть массива сложена гранодиоритами 2 фазы, а в центральной части расположено дайкообразное тело гранитов 3 фазы внедрения).
Можно предположить, что преимущественно коллизионная обстановка сохранялась в пределах Урало-Казахстанского континента до конца карбона. Не исключено, что причина активного коллизионного режима кроется в интенсивном развитии в это время Балхаш-Илийского окраинно-континентального вулканического пояса, которое сопровождалось формированием тыловых молассовых бассейнов (Тенизского, Джезказганского и др.). Замыкание Джунгаро-Балхашского остаточного морского бассейна границе карбона и перми – саякская складчатость, по В.Я. Кошкину (1983) – и связанное с этим преобразование краевого пояса во внутриконтинентальный (Тевелев, 1982) существенно изменили геодинамическую ситуацию.
Постсаякское развитие Урало-Казахстанского континента происходит снова в общих условиях относительно быстрой (континентальной) субдукции и медленной коллизии. В Восточно-Уральском мегаблоке ЗСЗ – ВЮВ растяжение обусловило смену знака смещения по меридиональным сдвиговым зонам на правостороннее, вследствие чего транстенсивные участки сдвиговых зон трансформировались в транспрессивные и наоборот. Следствием явилась интенсивная тектонизация тоналитовых плутонов, возникших в предшествующих сдвиговых дуплексах растяжения (Каменская группа). Вместе с тем, в новых участках присдвигового (правостороннего) растяжения на западной периферии мегаблока в качестве сдвиговых магматических дуплексов формируются плутоны монцонитового ряда (Степнинский, Ялтырский и др.), а затем – восточнее – лейкогранитные, т.е. отмечается миграция магматизма вглубь континента. Похоже, что в качестве сдвиговых магматических дуплексов сформировались и другие поздневарисцийские плутоны Восточного Урала (Стрелецкий, Челябинский и т.п.). Необходимо отметить, что аналогичные плутонические формации получают широкое распространение и в пределах Балхаш-Илийского внутриконтинентального вулкано-плутонического пояса, причем миграция магматизма происходит тоже внутрь континента.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, гранты 96-05-65519, 96-05-65519.