Ü В оглавление сборника, посвященного 45-летию ЦКЭ МГУ

Т.О. Федоров, О.Е. Беляев, В.Н. Завражнов

ПЕРВИЧНЫЕ ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ И ПРОБЛЕМЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ДЕВОНСКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПОЯСА КАЗАХСТАНА

Целенаправленное изучение девонского краевого вулканического пояса Казахстана (ДВП), предпринятое по инициативе впервые выделившего эту структуру А.А. Богданова [2] путем проведения крупномасштабной геологической съемки, выявило структурные формы различного ранга и генезиса. При палинспастических построениях, "снятии" результатов вторичных, наложенных тектонических деформаций, реконструируются первичные формы залегания вулканитов, сопоставляющиеся с хорошо изученными в мезозойско-кайнозойских вулканических поясах. При этом детальное картирование вулканических и вулкано-тектонических структур ДВП, дислоцированных в пологие моноклинали с углами падения 20-30° и вскрытых эрозионно-денудационным срезом на глубину в несколько километров, дает возможность "заглянуть" в недра вулканических построек и получить их разрез практически до самых магматических камер.

Первичные формы залегания, как и особенности девонского вулканизма вообще, различны в разных частях рассматриваемого наиболее четко выраженного широтного сегмента ДВП – в Шубаркульском вулканическом массиве на западе и в пределах риолитового максимума Ащису-Баянаульской зоны на востоке (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения участков ДВП

1 – западный, Шубаркульский, 2 – восточный, Ащису-Баянаульский (риолитовый максимум); ограничивающие разломы: 3 – Алгабасский, 4 – Центрально-Казахстанский, 5 – Спасская надвиговая зона.

Самой распространенной первичной формой залегания вулканитов ДВП на всех его участках являлись вулканические плато, или равнины, особенно протяженные, до первых десятков километров, в случаях, когда они сложены риолитовыми игнимбритами, связанными с трещинными извержениями и образованием вулкано-тектонических депрессий (на востоке), и полифирокластическими дацитами, риодацитами и риолитами ("автомагматическими кристаллобрекчиями") с жерловинами центрального типа, приуроченными к зоне Алгабасского разлома, ограничивавшего ДВП на западе [8].

Положительными формами вулканического рельефа ДВП являлись стратовулканы и экструзивные купола. Постройки первых "перешли в разрез" и фиксируются жерловыми телами и прижерловыми фациями [6], а также протяженными аллювиально-пролювиальными шлейфами, спускавшимися с высоких вулканических гор, как, например, у эйфельских вулканитов на западе [8].

Экструзивные купола флюидальных сферолитовых риолитов, единичные в западной части широтного сегмента ДВП, более характерны для восточной, где также слагают своеобразный "аккреционный" вулканический массив, расположенный южнее пос. Баянаул (рис. 2). Хорошо видна на аэрофотоснимках контрастная перемежаемость потоков темных базальтов и светлых риолитов, образующих крупные - до 2-3 км в основании и до 500 м по мощности линзы (купола в разрезе), сливающиеся и надстраивающие друг друга (рис. 2; 3). Экструзивные купола сопровождаются прикупольными брекчиями и литокластическими туфами флюидальных риолитов – отложениями туфовых лавин.

Рис. 2. Первичные структуры Ащису-Баянаульского риолитового максимума ДВП.

1-4 – Вулкано-тектонические депрессии, выполненные раннедевонскими кварцевыми риолитовыми игнимбритами: 1 - Семизбугинская, 2- Токзакская, 3 - Восточно-Кызылтауская, 4 - Жартасская, 5 - Жуантобинская лаккокальдера, 6 - Баянаульский аккреционный вулканический массив риолитовых экструзивных куполов; раннедевонские игнимбритовые плато: 7 - Айдосское, 8 - Белагаш-Кыргынское; жерла центрального типа среднедевонских стратовулканов: 9 - Жиландыбулакское, 10 - Карашатское, 11 - Центрально-Казахстанский разлом, 12 - Спасская надвиговая зона.

Характерными отрицательными первичными формами являются вулкано-тектонические депрессии, широко распространенные в пределах Ащису-Баянаульского риолитового максимума, совпадающего с гравитационным минимумом, существование которого объясняется существенной гранитизацией субстрата [1]. Это обстоятельство и объясняет интенсивность проявления здесь кислого магматизма в плутонической и вулканической формах и образование в связи с ним описываемых структур.

Рис. 3. Южно-Баянаульский аккреционный вулканический массив риолитовых экструзивных куполов.

1 - среднедевонские вулканиты и вулканогенно-осадочные отложения в лаккокальдере и на вулканическом плато. Раннедевонские: 2 - кварцевые риолитовые игнимбриты вулкано-тектонических депрессий и игнимбритовых плато; 3, 4 - комплексы субстрата: преимущественно риолитовый [3], преимущественно базальтоидный [4]. Гранитоиды: 5 - позднепалеозойские и девонские нерасчлененные, 6 - среднедевонские, связанные с лаккокальдерой. 7 - риолитовые игнимбриты, 8 - флюидальные сферолитовые риолиты экструзивных куполов, 9 - прикупольные брекчии флюидальных риолитов, 10 - базальтоиды, 11 - первично разрывные крутые ограничения кальдерообразных структур (штриховая линия - предполагаемые), 12 - направление видимого перемещения опущенного при кальдерном проседании блока субстрата.

В этом районе выявлены две структуры кальдерного проседания и три вулкано-тектонические депрессии (1 – 5 на рис. 2). Последние выполнены кварцевыми риолитовыми игнимбритами – породами, подобными упомянутым выше платоигнимбритам и связанными с ними в единый комплекс, в котором платоигнимбриты представляют собой как бы "выплеск" через край структур проседания при их заполнении.

Наиболее крупная депрессия – Семизбугинская, размером 40х22 км, может быть отнесена к типу полигональных [11] или "хаотических". Действительно, в ее пределах откартировано несколько отдельных блоков, просевших на разную глубину (рис. 4). В ее северо-восточной части, в районе пос. Бельагаш, определена амплитуда вулкано-тектонического проседания, равная 2 километрам [7]. Две другие депрессии – Токзакская и Восточно-Кызылтауская, являются, по-видимому, результатом погружения монолитных блоков и имеют меньшие размеры.

На правобережьи реки Айдос, у горы Жуантобе, расположена уникальная в ДВП структура кальдерного проседания типа лаккокальдеры [10]. Это проседание было подготовлено предшествовавшим плутоническим поднятием над "лакколитом".

Такое поднятие устанавливается по положению кальдеры в пределах локальной внутридевонской антиклинальной структуры с выходом в ее ядре базальтоидов нижней части разреза нижнего девона (рис. 5) и перекрытием их среднедевонскими грубообломочными фангломерато-брекчиями, содержащими глыбы до 2-5 м нижележащих базальтоидов. Амплитуда этого поднятия была более 1000 м, что определяется мощностью размытой над сводом антиклинали верхней части разреза нижнего девона.

 

Рис. 4. Схема строения Семизбугинской

вулкано-тектонической депрессии.

 

Заштрихованы жерла игнимбритов (см. условные обозначения к рис. 3).

 

Размер Жуантобинской лаккокальдеры в плане 10х15 км. Выполняющие ее породы у контакта, вблизи борта провала, залегают почти вертикально, у подошвы - полого, вписываясь в региональную моноклиналь. Амплитуда проседания кальдерообразующего грабенообразного блока фиксируется перемещением вниз по разрезу нижней базальтоидной толщи (рис. 5) и составляет 1,5 км. Обращает на себя внимание дисгармоничная по отношению к общей моноклинальной структуре района складчатая структура вмещающих и подстилающих пород, которая так же, как и вертикальное залегание пород у края кальдеры, может объясняться действием механизма клина при кальдерном проседании [4], создавшим усилия локального горизонтального сжатия.

Пространство магматической камеры, в которую погружался блок при кальдерном опускании, занято такими же гранитоидами, как и в трещинной приразломной интрузии, структурно контролируемой кольцевым разломом, ограничивающим лаккокальдеру. К этому же интрузивному комплексу относятся микромонцограниты многочисленных силлов, расположенных в непосредственной близости к кальдере и фиксирующих обстановку вертикального растяжения, господствовавшую при кальдерном проседании. Это проседание было, по-видимому, достаточно длительным, так как, в отличие от вышеописанных вулкано-тектонических депрессий, лаккокальдера выполнена различными пластами - преимущественно риолитовыми туфобрекчиями, реже игнимбритами и вулканогенно-осадочными породами с отпечатками ископаемой флоры эйфельского возраста.

Рис. 5. Жуантобинская лаккокальдера.

 

0 - ордовик, S - силур

(см. условные обозначения к рис. 3).

Указанные структуры, как отмечалось выше, характерны также для мезозойско-кайнозойских вулканических поясов активных окраин континентов, возникших над сейсмофокальными зонами Беньофа [3, 5, 9 и др.]. О возможности существования в раннем и среднем девоне подобных палеозон Беньофа, погружавшихся под каледонский континент и спровоцировавших образование девонского вулканического пояса Казахстана, свидетельствует петрохимическая зональность: вулканиты средне-основного состава фронтальных частей пояса как на западе [8], так и на востоке принадлежат известково-щелочной серии, а тыловых частей - субщелочной серии (рис. 6).

Рис. 6. Усредненные тренды дифференциации вулканитов тыловой (север) и фронтальной (юг) зон западной (А) и восточной (Б) частей широтного сегмента ДВП

 

Список литературы

1. Беляев О.Е., Кабанов Ю.Ф., Четверикова Н.П., Юнаковская Ю.В. Строение восточной части области сочленения каледонид и варисцид Центрального Казахстана по геофизическим данным. // Бюлл. МОИП отд. геол., 1972, т. 47, вып. 5, с.30-38.

 

2. Богданов А.А. Основные черты палеозойской структуры Центрального Казахстана. // Бюлл. МОИП, отд. геол., 1959, т. 34, вып. 1, с. 3-38.

3. Ломизе М.Г. Донеогеновый вулканизм и тектоника Чилийско-Аргентинских Анд. Тектоника, сейсмичность и геодинамика юго-восточного обрамления Тихого океана. // Геодинамические исследования, № 2, 1975, с. 5-75.

4. Макдональд Г. Вулканы // М.: Мир, 1975, с. 431.

5. Милановский Е.Е. Кайнозойский орогенез Центральных Анд. Тектоника, сейсмичность и геодинамика юго-восточного обрамления Тихого океана // Геодинамические исследования, № 2, 1975, с. 76-161.

6. Федоров Т.О. Жерло девонского вулкана Жиландыбулак в Центральном Казахстане и связанные с ним накопления. // Труды лаборатории палеовулканологии, 1964, № 3, с. 52-56.

7. Федоров Т.О. Вулкано-тектонические депрессии северной части девонского краевого вулканического пояса Центрального Казахстана. // Докл. АН СССР, 1965, т. 165, № 3.

8. Федоров Т.О., Протасевич Л.Т., Завражнов В.Н. Реконструкция условий вулканизма западной части девонского вулканического пояса Казахстана // Проблемы геологии и металлогении Центрального Казахстана. М.: Наука, 1993, с. 99-107.

9. Хаин В.Е., Балуховский А.Н. Историческая геотектоника. Мезозой и кайнозой. // М.: Недра, 1992, с. 451.

10. Henry C.D., Price J.G. The Christmas Mountain caldera coomplex, Trans-Pecos Texas. Geology and development of a laccocaldera Bull. // Volcanol. 1989-52, № 2, p. 97-112.

11. Komuro H. Mechanism of Caldera Formation: Experimental Approach 29-th Intern. Geol. Congr. // Kyoto. Abstr. Volume 2, 1992, p. 481.

 Ü В оглавление сборника, посвященного 45-летию ЦКЭ МГУ