Уджинская горст-антиклиналь ключ формированию подобных структур на платформах

Библиотека | География

ЭРЛИХ Э. Н.

Уджинская горст-антиклиналь ключ формированию подобных структур на платформах

Сегодня материал по геологии этой структуры представляется наиболее полным среди всех аналогичных структур мира. Здесь прекрасно обнажен весь разрез рифейских толщ, заполняющих авлакоген. Они с резким структурным несогласием перекрыты томторской свитой венда. Структура прекрасно изучена геофизически. Здесь хорошо представлен и изучен комплекс магматических пород, дающий точные данные о физических параметрах образования структуры.

За более чем полстолетия прошедших со времени первых описаний была описана сходная структура, пересекающая континент Северной Америки и предполагается, что линейное сводовое поднятие того же типа протягивается вдоль западной границы полуострова Индостан. Огромная их протяжённость отчетливо свидетельствует о их планетарном характере. Но ни в одном случае материал по этим структурам не достигает той полноты, которую дает геология Уджинской горст-антиклинали.

Настоящая статья представляет собой попытку обсуждения генезиса подобных структур в свете данных по Уджинскому району.

Структура Уджинского района

Основным материалом по структуре Уджинского района является сопроводительная записка к листу государственной геологической карты R -50- IX, X [ Erlich, Stepanenko, 1965]. При анализе материала используются итоги обобщения геологии платформ [ Erlich, 2017]. Сегодня материал по геологии этой структуры представляется наиболее полным среди всех аналогичных структур мира. Здесь прекрасно обнажен весь разрез рифейских толщ, заполняющих авлакоген. Они с резким структурным несогласием перекрыты томторской свитой венда. Структура прекрасно изучена геофизически. Здесь хорошо представлен и изучен комплекс магматических пород, дающий точные данные о физических параметрах образования структуры. За более чем полстолетия прошедших со времени первых описаний была описана сходная структура, пересекающая континент Северной Америки и предполагается, что линейное сводовое поднятие того же типа протягивается вдоль западной границы полуострова Индостан. Огромная их протяжённость отчетливо свидетельствует о их планетарном характере. Но ни в одном случае материал по этим структурам не достигает той полноты, которую дает геология Уджинской горст-антиклинали. Настоящая статья представляет собой попытку обсуждения генезиса подобных структур в свете данных по Уджинскому району.

К моему удивлению данные по Уджинскому района, несмотря на очень плохую обнаженность, оказались наиболее полными в мире для структур подобного типа. Именно поэтому я счел необходимым опубликовать настоящую статью.

Район расположен в северо-восточной части Сибирской платформы. Сложность его строения обусловлена положением на стыке нескольких структур –Суханского прогиба, сложенного толщей кембрийских известняков, ограниченного с северо-востока серией куполовидных поднятий, таких как Куойское и Уджинское. Они образованы породами кембрия и венда погружающихся под углами около 1⁰по периклинали от вершины свода. Южную границу поднятия удобно проводить по кровле отложений амгинского яру кембрия. На севере поднятие перекрыто плащом пермских и мезозойских отложений Лено-Анабарского прогиба. Западная структуры проходит по серии крупных разломов идущих по системам верховьев рек Чымаара, Балаганнах, Чоппо-Джелинде.

Рис. 1. Государственная геологическая карта масштаба 1:200 000. Лист R-50-IX,X.[Erlich, Stepanenko, 1965].

Легенда к карте приложена ниже как отдельный рисунок рис. 2).

Рис. 2. Легенда к государственной геологической. карте масштаба 1:200 000 листа R -50- IX, X [ Erlich, Stepanenko, 1965].

На карте рис. 1 прекрасно видна еще одна очень важная черта – зоны гидротермально-измененных пород, с которыми связаны радиоактивные аномалии и редкоземельная минерализация, никак не связаны с массивом Томтор. Они располагаются вдоль разломов идущих вдоль гребня Уджинской горст-антиклинали, что свидетельствует о парагенетической связи минерализации с формированием горст-антиклинали.

Открыв на интернете эту карту, я просто-таки захлебнулся от чувства благодарности Судьбе, пославшей мне такой Дар. Отблеск его сопровождал меня всю мою профессиональную жизнь, давая мне силы, как Антею прикосновение к Земле [ Erlich,2018]. Такое не дается даром. Это был вызов и даже не просто вызов, а челлендж ( challenge, вызов англ.) в английском слове, имеющем более глубокий смысл, пришедший со времен рыцарских турниров. Настоящая статья, как можно судить по ее названию, показывает, что вызов принят. Читателю судить оказался ли я на высоте поставленных задач.

Рис.3. Тектоническая схема территории листа R -50- IX, X. модифицировано из [ Erlich, Stepanenko, 1965].

1.Уджинское поднятие; 2. Уджинская горст-антиклиналь; 3. Суханский прогиб; 4. Лено-Анабарский прогиб; 5. Площадь развития маломощного чехла пермских и мезозойских отложений на склонах Уджинского поднятия; 6. Площадь развития маломощного чехла пермских и мезозойских отложений на склонах Суханского прогиба; 7. Площадь развития маломощного чехла пермских и мезозойских отложений в пределах грабенов на склоне Уджинской горст-антикинали; 8. Интрузии щелочных пород в современном эрозионном срезе; 9.поля развития пород трапповой формации в современном эрозионном срезе; 10. Интрузии щелочных пород в современном эрозионном срезе. 11. Поля распространения ультраосновных-щелочных пород по геофизическим данным; 12. линии разломов, вскрытые в современном эрозионном срезе (сплошная линия) и предполагаемые под чехлом мезозойских и четвертичных отложений (пунктир);13. Контур предполагаемой вулкано-тектонической депрессии; 14. элементы залегания пород; 15. жерла древних вулканов;16. Куполовидное поднятие17. Глубинные разломы широтного простирания. Стрелки указывают направление горизонтального смещения на первом этапе, когда эти разломы играют роль взбросо-сдвигов, клиновидные указатели показывают направление вертикального смещения, когда они имеют характер глубинных сбросов.

Основным литературным материалом для описания структуры Уджинского района является объяснительная записка к листу государственной геологической карты листа R -50- IX, X [ Erlich. Stepanenko, 1965]. Сегодня, при анализе материала, эти данные были существенно дополнены результатами обобщения данных по геодинамике и магматизму платформ [ Erlich, 2017].

Новым по сравнению с тектонической схемой, приведенной в [ Erlich, Stepanenko, 1965] являются предполагаемые широтные зоны глубинных взбросо-сдвигов, в последующем игравшие роль сбросов, с движениями по которым связывается образование горстовой системы.

Уджинское поднятие представляет собой пологий свод. Для слагающих его пород нижнекембрийского возраста образующих его юго-восточную часть характерны углы наклона 0⁰20’ - 0⁰30’. Направление общего погружения здесь постепенно изменяется от южного в верховьях р. Нюэкэлях до юго-восточного в верховьях р. Уджа.

Рис.4. Обобщенный образ структур куполовидных поднятий в Южной Африке, аналогичных Уджинскому поднятию [ Pretorius, 1973].

В западной части свода на междуречье Уджа-Чымаара располагается горст-антиклинальная структура – линейное поднятие, прослеженное по простиранию на 100 км и шириной 25 км. Она характеризуется полосой отрицательных аномалий поля силы тяжести (0-10 мгл) и повышенных значений магнитного поля (50-150 гамм). Западная граница структуры проходит по левобережью р. Чымаара, где она фиксируется разлом большой амплитуды, по которому породы томторской свиты венда непосредственно контактируют с фаунистически охарактеризованными породами майского яруса. Вершина горста располагается в поле развития доломитов рифейской Улахан-курунгской свиты. На востоке в полосе развития пород рифейского возраста породы имеют выдержанные углы падения 8-12⁰,падая на юго-восток, а на западном крыле отмечается падение на юго-запад под углом 4⁰-5⁰. На своде залегание пород резко выполаживается и не превышают 2⁰-3⁰. Северная часть горста перекрыта отложениями пермского и среднелейасового возраста. В западной части свода на междуречье Уджа-Чымаара располагается горст-антиклинальная структура – линейное поднятие, прослеженное по простиранию на 100 км и шириной 25 км. Она характеризуется полосой отрицательных аномалий поля силы тяжести (0-10 мгл) и повышенных значений магнитного поля (50-150 гамм). Западная граница структуры проходит по левобережью р. Чымаара, где она фиксируется разлом большой амплитуды, по которому породы томторской свиты венда непосредственно контактируют с фаунистически охарактеризованными породами майского яруса. Вершина горста располагается в поле развития доломитов рифейской Улахан-курунгской свиты. На востоке в полосе развития пород рифейского возраста породы имеют выдержанные углы падения 8-12⁰,падая на юго-восток, а на западном крыле отмечается падение на юго-запад под углом 4⁰-5⁰. На своде залегание пород резко выполаживается и не превышают 2⁰-3⁰. Северная часть горста перекрыта отложениями пермского и среднелейасового возраста.

Рис. 5. Стратиграфическая колонка листа R -50- IX, X [ Erlich, Stepanenko, 1965]

Пликативные деформации и какие-либо следы «перетекания» материала в породах рифейского возраста полностью отсутствуют. Количество мелких пликативных нарушений, развитых в районе крайне невелико – единичные мелкие антиклинальные складки платформенного типа наблюдаются в среднекембрийских известняках в юго-западной части района. Амплитуда (ширина) складок колеблется в пределах 25-100 метров.

Восточнее и западнее от осевой части горст-антиклинали располагаются грабены, заполненные пермского и среднелейасового возраста. Ширина их 8-12 км, оба они вытянуты в субмеридиональном направлении, параллельно оси горст-антиклинали. Протяженность их неизвестна, так-как на севере они перекрываются мощным плащом рыхлых четвертичных отложений. Суммарная амплитуда опускания, судя по мощности залегающих в них осадков, превышает 80 м. Разломы ограничения грабенов образуют клиновидную систему с вершиной обращенной на юг. Возможно клиновидная форма грабенов отражает общее направление давления вдоль оси грабенов в период их формирования.

Кроме основного горста в пределах Уджинского поднятия наблюдается еще одна небольшая коробчатая антиклинальная складка, располагающаяся к востоку от устья реки Томтор. Она фиксируется по выходам пород чабурского горизонта среди поля развития отложений куранахского горизонта.

Непосредственно на север после высоты Томтор Тааса выходы рисчорритов, как и пород рифейского комплекса полностью исчезают. Вместо элювиальных россыпей доломитов улахан-курунгской свиты и рисчорритов здесь располагаются рыхлые четвертичные осадки мощностью около 100 метров. Ближайшее коренное обнажение рисчорритов расположено в нескольких километрах по течению реки Онгкучах в ее русле. Перепад высот с высотой Томтор Тааса составляет около 100-150 м. Резкость погружения водоразделов горст-антиклинальной структуры заставляет предполагать, что оно происходит по сбросу широтного простирания. Амплитуда погружения составляет те же 100-150 метров.

Этот сбросо-сдвиг контролирует положение массива Томтор, видимо использующий оперяющие его трещины отрыва. Аналогичный разлом, обрывающий гряду Богдо-Тааса с севера, контролирует локализацию массива Богдо.

Аналогичная картина наблюдается и на южном окончании горст-антиклинального поднятия. Здесь линейная полоса элювия доломитов улахан-курунгской свиты обрывается, горст-антиклиналь исчезает под покровом терригенных осадков томторской свиты и далее к югу исчезает под покровом кембрийских известняков Суханского прогиба. Как видно на рис. 2, отложения томторской свиты с резким угловым несогласием последовательно перекрывают моноклинально падающие под углом 8⁰-10⁰ отложения рифейских толщ. Линейная полоса выходов рифейских вновь появляется на севере листа, где к ней примыкает другой массив ультраосновных-щелочных пород – Богдо.

Вся эта описанная картина структуры позволяет выделить два этапа различных движений по предполагаемым поперечным (широтным) разломам. На первом этапе они имеют характер взбросо-сдвигов и по-видимому именно движения по ним обусловили образование линейной горст-антиклинали. Для простоты я здесь говорю о выходах тех или иных пород, хотя в реальности ни одного коренного обнажения здесь не наблюдается – лишь развалы элювиальных обломков. Резкая угловатая их форма без каких-либо следов окатанности при перемещении убедительно подтверждают элювиальный их характер. На втором этапе они имеют характер сбросо-сдвигов. Величина вертикальных перемещений по ним на севере, как уже говорилось выше составляет 100-150 м. На юге она не менее, чем мощность томторской свиты, то есть те же 150-200 метров.

Пасторские нарушения, связанные с формированием южной границы Лено-Анабарского прогиба, представлены зоной скалывания, протягивающейся по р. Борго-Токур в ее нижнем и среднем течении, и продолжающейся в дайках на южном окончании гряды сопок Богдо Тааса. Непосредственно на продолжении той же зоны расположена совершенно прямолинейная долина ручья – правого притока р. Чымаара, использующая по-видимому тектонически ослабленную зону. Разломы этой системы имеют характер сбросов нормального типа. Амплитуда их в районе р. Богдо-Токур достигает 100 метров, на остальном протяжении она неизвестна.

В районе Уджинской горст-антиклинали этот входящий угол образован границей развития пермских и мезозойских отложений платформенного крыла Лено-Анабарского прогиба, по всей видимости повторяющего положение флексуры или сброса образующего эту границу.

Формирование вихревых структур типа эпсилон

К югу Уджинская горст-антиклиналь исчезает под покровом кембрийских отложений Сухнского прогиба. Далее на юг она трассируется в системе магнитных аномалий и аномалий поля силы тяжести на протяжении нескольких сот километров по крайней мере до пересечения крупной излучины реки Оленек (так называемая Маакская излучина). Характерно, что Уджинская горст-антиклиналь и продолжающая ее меридиональная зона геофизических аномалий постоянно играет роль биссектрисы угла, обращенного вершиной на юг образованного различными структурами.

Комбинация Уджинской горст-антиклинали и линейной зоны геофизических аномалий во всех отношениях аналогична так называемой аномальной зоне Мид Континент Хай, пересекающей Северо Американский континент [ Dickas, 1984].

По-видимому к тому же типу относится и линейное сводообразное поднятие, существование которого предполагается вдоль Комбинация Уджинской горст-антиклинали и линейной зоны геофизических аномалий во всех отношениях аналогична так называемой аномальной зоне Мид Континент Хай, пересекающей Северо Американский континент [ Dickas, 1984]. По-видимому к тому же типу относится и линейное сводообразное поднятие, следующее вдоль западной границы полуострова Индостан [ Sheth, Torres - Alvarado, Verma, 2000].

Рис.6. Мид-континентальная рифтовая зона в США [ Dickas, 1984].

Система поднятий, аналогичных Уджинской горст-антиклинали, отмечена в Норильском районе [ Mezhvilk, 1984, рис7]. По данным А. А. Межвилка, образование их связывается с горизонтальными движениями.

Рис. 7. Тектоническая карта Норильского района. [ Mezhvilk, 1984] 1 – верхнепротерозойский структурный комплекс, 2 – кембрийский структурный этаж, 3 – ордовикский силурийский, девонский, каменноугольный и пермский структурные этажи, нерасчлененные, 4 – триасовый структурный этаж, 5 – юрско-меловой структурный этаж, 6 – рифтовые желоба, 7 – наиболее глубокие части желоба, 8 – Енисей-Хараелахский глубинный надвиг, 9 – доюрские погребенные надвиги, 10 – надвиги на платформе, подновленные в после триасовое время, 11 – взбросо-сдвиги, 12 – сдвиги, 13 – подошва эффузивов пермо-триаса, 14 – верхняя граница кембрийских отложений. Буквенные обозначения на карте: мульды: Хм – Хараелахская, Вм – Вологочанская, Нм – Норильская; Антиклинали: ПА – Пясинская, ДА – Дудинская, ТС – западный борт Тунгусской синеклизы; Грабены: КЛ – Кулгутахский, Ш – Шайтанский, ТП – Типтурский; Блоки: Хантайско-Рыбинского валообразного поднятия; мБ – мелоколамский, РБ – Рыбинский, ХБ – Хантайский; Надвиги: В – Водораздельный, П – Пограничный, КГ – Кумгинский, КС – Кыстыктахский, УК – Усункюельский, ТА – Таликитский, И – Имангдинский, КР – Куранахский, О – Омочский.

В поле Суханского прогиба тот же угол, образуют имеющий северо-западное простирание разлом восточного обрамления Анабарского щита и имеющие северо-восточное простирание линейные зоны кимберлитов Укукитского района (рис.7). Гидрографическая сеть в этом районе имеет себмеридиональное простирание, свидетельствуя о том, что в четвертичное время формировались поднятия, повторяющие контуры аномальной зоны.

В то же время следует отметить отсутствие какого-либо поднятия этого типа в Маймеча-Котуйской провинции ультраосновных-щелочных пород. Этот факт вносит существенное дополнение в интерпретацию генезиса геофизических аномалий типа Мид континент хай и Уджинской горст-антиклинали, предложенную [ Lee, Kerr, 1984], объясняющую аномалии подъемом фундамента платформы. В Маймеча-Котуйской аномалии того же типа по-видимому возникают под воздействием интегрального эффекта аномалий, связанных с интегральным в то же время следует отметить отсутствие какого-либо поднятия этого типа в Маймеча-Котуйской провинции ультраосновных-щелочных пород. Этот факт вносит существенное дополнение в интерпретацию генезиса геофизических аномалий типа Мид континент хай и Уджинской горст-антиклинали, предложенную [ Lee, Kerr, 1984], объясняющую аномалии подъемом фундамента.

Рис. 8. Распределение ультраосновных массивов Маймеча-Котуйской провинции [ Yegorov, 1991].

1. Мезо-Кайнозойская Хатангская депрессия, 2 – Пермо-Триасовая Тунгусская синеклиза (поле развития траппов), 3. Площади интенсивного поднятия в Мезо-кайнозойское время, (Римские цифры в поле рисунка отвечают зонам глубинных разломов), 4. Архейские гранулитовые серии Анаберского щита, 5. Ранне-Протерозойские зоны смятия в пределах Анаборского щита, 6. Депрессии, заполненные ультросновными-щелочными породами, 7. Ранне-триасовыеий ийолит-карбонатитовые массивы (1. Гулинский, 2. Романиха, 3. Чангит, 4. Седете, 5. Далбыха, 6. Бор-юрях, 7. Ессей, 8. Одихинча, 9. Кугда, 10. Маган, 11. Немакит, 12. Ыраас),8.кимберлитовые тела (5. Далбыха, 13. Харамийское), 9. Граница мезозойского покрова, 10. Граница развития верхне-палеозойской толщи под мезозойским покровом, 11. Восточная граница развития плато-базальтов, 12. Кровля докембрийского фундамента (контуры в км/сек), 13. Кровля предъюрских вулканогенно-осадочных толщ, 14. Глубинные разломы по геофизическим данным, 15. Глубинные разломы, контролирующие положение ультраосновных-щелочных пород и кимберлитовых интрузий, 16. Зоны глубинных разломов в фундаменте Сибирской платформы по геофизическим данным, 17. Региональные зоны сбросов, заполненных долеритовыми дайками ( I - Центрально-Таймырская, II - Юка-Котуйская.

Гипотеза о ведущей роли широтных глубинных разломов в образовании Уджинской горст-антиклинали и направленных на восток горизонтальных усилий по ним открывает причину общей обстановки растяжения в Маймеча-Котуйской провинции.

Подтверждению вероятности этого объяснения может служить кимберлитовое тело, обнаруженное в штате Канзас непосредственно над аномальной зоной Мид континент хай. Система поднятий, аналогичных Уджинской горст-антиклинали, отмечена в Норильском районе [ Mezhvilk, 1984 см. рис. 6].

Общая геодинамическая схема развития структур чехла платформы к востоку от Анабарского щита приведена на рис. 9. Образование ее дает общую модель образования вихревых структур эпсилон [ Lee Sy - guan, 1958].

Рис. 9. Геодинамическая схема образования вихревой структуры типа эпсилон к востоку от Анабарского щита [ Voronov, Erlich, 1962].

1. Мезозойские отложения, 2. Пермские отложения, 3. Кембрийские отложения, 4. Рифейские отложения, 5. Архейский кристаллический комплекс, 6. Интрузии ультраосновных-щелочных пород, 7. Силлы и вулканические породы ассоциированные с формацией флад-базальтов, 8. Кимберлитовые дайки и трубки ( a - установленные, b -предполагаемые), 9.меловые вулканические породы, связанные с Попигайской кольцевой структурой, 10. Разломы типа открытых трещин, 11. Сбросы с наблюдаемой амплитудой смещения, 12. Зона «начального» сдвига,13. Положительные магнитные аномалии вдоль предполагаемого рифейского авлакогена, 14. Сводовое поднятие, 15. Магнитные аномалии аномалии поля силы тяжести связанные с погребенными интрузиями ультраосновных-щелочных пород, 16. Флексуры, 17. Главное направление тангенциального сжатия, 18. Складки в породах платформенного чехла.

1 Картина геодинамики развития структур всего района к востоку от Анабарского щита будет неполна, если не учесть приведенных выше данных о движениях по широтным разломам Уджинского района. Здесь прежде всего следует учесть существование двух линий дизъюнктивных нарушений широтного простирания – одной, идущей вдоль южной границы Анабарского щита по которой щит граничит с Аганылийской впадиной, заполненной толщей рыхлых четвертичных осадков мощностью более 1000 метров. Вторая широтная зона проходит в Лено-Анабарском прогибе и выражена зоной складок, образованных мезозойскими отложениями.

Формационная принадлежность первых проявлений ультраосновного-щелочного магматизма не вызывает сомнений. Однако это не формация ультраосновных-щелочных пород в ее классической форме – это ийолит-карбонатитовая формация. Первоначально было отмечено, а позже было подтверждено буровыми работами, что Уджинский район характеризуется наличием вулканических или гипабиссальных центров в отличие от Маймеча-Котуйской провинции, где повсеместно преобладают интрузии. Другой особенностью Уджинской провинции является отсутствие интрузий ультраосновного состава. Здесь присутствуют только мелкие тела типа силла на р. Чымааре и даек нефелиновых базальтов вдоль южного контакта массива Томтор.

Одновременно с трапповым магматизмом происходит формирование рисчорритов Томторского массива, связанных с активностью нового эруптивного центра на г. Томтор Тааса. Самостоятельность этого центра, его независимость от центральной кольцевой структуры обсуждена в [ Erlich, 2017] и иллюстрируется рис.8. Она проявляется в изменении формационной принадлежности формирующихся на этом этапе пород – вместо пород ийолит-карбонатитовой формации, образующих центральную кольцевую структуру, на этом этапе доминируют рисчорриты внешней зоны Томтора и субщелочные габброиды мелких эруптивных центров внутри него[ Shpount, Shamshina, Brachfogel, 1991].

Ниже приводится схема взаимного пространственного расположения центральной кольцевой структуры и предполагаемого эруптивного центра Томтор Тааса (рис.10).

Рис.10. Положение центральной кольцевой структуры и предполагаемого эруптивного центра высоты Томтор-Тааса

Изостазия как движущая сила развития платорменных структур.

Настоящий и следующий за ним разделы существенно повторяют модифицированные разделы аналогичного содержания из [ Erlich, 2017]. На сегодня сам по себе главенствующего развития на платформе горизонтальных напряжений не вызывает сомнения [ Voronov, Erlich, 1962, Mezhvilk, 1984, Erlich, 2017].

На северо-востоке Сибирской платформы при геологическом картировании отмечено горизонтальное смещение контура выходов нижнекембрийских отложений вдоль зоны разлома, идущего вдоль западного борта Уджинской горст-антиклинали (Чымаара-Джелиндинский глубинный разлом) вдоль долины р. Чымаара и соответствующий границе погребенного рифейского авлакогена.

По геофизическим данным к югу от Анабарского щита отмечается горизонтальное смещений осей магнитных аномалий вдоль разломов широтного простирания. Величина смещения достигает 5-6 км. Характерными чертами их является стабильность, относительная вялость протекающих вдоль них геологических процессов. Им противопоставляются мобильные зоны (пояса) в качестве которых в разное время рассматривались геосинклинали или системы островных дуг и срединно-океанических хребтов. Характерными чертами геологии плит является их относительная стабильность, медленный темп тектонических движений.

Динамику движений по этим разломам можно определить с учетом роз диаграмм длинных осей кимберлитовых тел расположенных вдоль восточной границы Анабарского щита и в пределах Укукитского района в центральной части Суханского прогиба (рис.14). В первом случае большинство длинных осей кимберлитовых тел имеет субширотное простирание, соответствующее простиранию трещин отрыва, возникающих как оперяющие на крыле глубинного сдвига, типа правого сдвига, идущего вдоль восточной границы Анабарского щита, во втором случае длинные оси кимберлитовых тел имеют северо-восточное простирание, соответствующее простиранию трещин растяжения, предположительно возникающих при повороте ядра структуры типа эпсилон.

-Рис.11. Ориентация длинных осей в пределах различных кимберлитовых полей в северо-восточной части Сибирской платформы [ Erlich and Hausel, 2002]. a =Анабарско-Оленекский район, (общая длина 44.8 км); Лучакан-Куонамское поле (общая длина 16.4 км), Куонамское поле (общая длина 16.6 км) [ Milashev, Krutoyarsky, Rabkin, Erlich, 1963].

Изостазия (изостатическое равновесие) гидростатически равновесное состояние земной коры, при котором менее плотная земная кора (со средней плотностью 2.8 г/см³) »плавает» в более плотном слое верхней мантии (средняя плотность 3.28 г/см³), подчиняясь закону Архимеда. Изостазия является локальной. То-есть в изостатическом равновесии находятся достаточно крупные (100-200 км) блоки ( Isostazy – Wikipedia ).

Характерной чертой эпизодов базальтового вулканизма является их исключительная краткость. Это было со всей очевидностью показано работой по радиометрическому датированию траппов Сибирской платформы [ Kamo, Czamanske, Amelin, 2003]. Датированием верхнего и нижнего горизонтов лавовой толщи авторы показали, что вся толща огромной (около 2000 метров) мощности была сформирована в течение примерно одного миллиона лет. Такая оценка отражает всего лишь пределы чувствительности метода. В равной степени это характерно и для краткости базальтового вулканизма вообще. Так на Камчатке в новейшее время отмечается так называемый второй цикл вулканической активности. Он характеризуется мощным базальтовым вулканизмом в ходе которого образуются огромные поля базальтов, связанных с ареальным вулканизмом и трещинными излияниями и гигантские базальтовые стратовулканы, в том числе крупнейший вулкан Евразии Ключевская сопка. Этот цикл вулканической активности имел место в течение верхнего плейстоцена-голоцена. Таким образом, общая продолжительность этого пульса вулканической активности не превышала нескольких (не более 12) тысяч лет. По подсчетам И. В. Мелекесцева верхнеплейстоцен-голоценовые базальты покрывают площадь 1250 км², их объем равен 140 км³; объем вулканических пород Ключевской группы, более 50% которых составляют базальты, равен 5000 км³. По данным Н. В. Огородова и Н.Н. Кожемяки объем новейших верхнеплейстоцен-голоценовых базальтов Срединного хребта равен 2000-2100 км³, а голоценовых – не менее 1000 км³ [ Luchitsky, ed ., 1974].

Существуют две основные теории относительно происхождения траппов. Одни исследователи полагают, что сибирские траппы образовались в результате подъема суперплюма [ Dobretsov, 1997]. В качестве доказательства приводятся геохимические данные,. например, о наличии в некоторых базальтах повышенных отношений He ³ / He ⁴, что может указывать на их происхождение из нижнемантийного источника. Другие исследователи считают, что траппы не имеют к плюмам никакого отношения. При приближении к поверхности массы горячего мантийного вещества на поверхности должно произойти поднятие коры, поскольку горячее вещество имеет пониженную плотность. Однако, само по себе признание связи трапповых эпизодов с суперплюмами ничего не решает.

Давление мантийного плюма – восходящего потока вещества мантии – должно было бы образовать на поверхности огромный бугор высотой около 2 км, геологических свидетельств присутствия которого в Тунгусской синелизе обнаружено не было. Отсутствие поднятия может быть объяснено большой глубиной магмообразования. На Китайской платформе детальный анализ литологии осадочных толщ привел к выводу о том, что излияниям траппов предшествовало образование куполовидных поднятий амплитудой около 1000 метров [ Bin Hea et al ., 2003].

В центральной части Тунгусской синеклизы по геофизическим данным прослеживается объект высокой плотности, интерпретируемый как результат базификации гранитного слоя, завершающей эпизод траппового магматизма [ Belov et al ., 2008].

Приведенное выше сравнение, показывающее однотипность объемов изверженного материала трапповых областей и районов современного вулканизма островных дуг, сделанное Х. Куно [ Kuno, 1972] показывает близость состояния в котором находилась зона магмообразования обоих типов областей. Трапповые провинции наследуют структуры устойчивого прогибания. Базальтовый (не трапповый) вулканизм на платформах концентрируется в линейных зона, тяготеющих к структурам поднятия.

Перетекание глубинного вещества в ходе восстановления изостатического равновесия между элементами тектонопар генерирует горизонтальные напряжения в теле платформы.

Тектонопары – форма проявления изостазии

Региональными тектонопарами А. И. Суворов [ Suvorov, 1978] называет систему пространственное и парагенетически взаимосвязанных структурных элементов, характеризующихся полярно-различными динамоктнематическими параметрами. При этом автор использует подход А. В. Пейве установившего дифференцированный характер движения блоков с одновременным проявлением в них явлений сжатия и растяжения и работы Ю. М. Пущаровского, установившего возможность оттока и подтока глубинного сиалического вещества из одних структурных элементов в другие. А. И. Суворов [ Suvorov, 1976] изначально установил тектонопары в палеозоидах центрального Казахстана. В качестве тектонопары им рассматривалась система «фронтальное поднятие – тыловая депрессия». Разуплотнение может произойти и на более поздних этапах развития платформ в связи с наложением на их стабильные элементы системы грабенов, как это происходит в Африке и на Алданском щите. В этом случае в ассоциации с грабенами развивается щелочной вулканизм.

Общий обзор проблемы тектонопар и их развития рассмотрен в работе А. И. Суворова [ Suvorov,1978]. Но характерно, что там рассматривались только тектонопары подвижных поясов (наподобие линейных поднятие-передовой прогиб) и ни слова нет ни о тектонопарах, образуемых площадными структурами континентальных платформ. Причина этого - пассивность тектоничских платформ, их асейсмичность, отсутствие, по крайней мере в ясно выраженной форме сдвиговой и надвиговой тектоники. Однако, рассматриваются системы площадных тектонопар океанических платформ и даже дается общая оценка при которых этот процесс работает. Площадь их составляет до 15-25 млн. квадратных километров.

Настоящая статья представляет собой попытку восполнить этот пробел. Приводимая ниже схема (рис.12) показывает развитие тектонопар к востоку от Анабарского щита.

Между тем с самого начала заложения платформенного режима этот процесс уравновешивания смежных блоков и их консолидации играет решающую роль в истории геологического развития платформ. Таким образом, авлакогены повсеместно выступают как зоны разуплотнения в области магмообразования. Заметим, что уже на первом этапе начальные элементы (щит-плита) из которых начинает складываться платформа, выступают как парные структуры (тектонопары). Развитие структур платформы как последовательной серии укрупняющихся по мере развития тектонопар могут быть проиллюстрированы рисунком 12.

Рис.12. Развитие структур осадочного чехла Сибирской платформы как серии по c ледовательных тектонопар [ Erlich and Hausel, 2006]. Элементы нижнепалеозойской тетонопары: 1. сравнительно поднятые блоки, отвечающие территории Анабарского щита, 2 – опущенные блоки. перекрытые мощной толщей кембрийских известняков. Элементы верхнепалеозойской тектонопары: 3. Относительно поднятый блок, 4. относительно опущенный блок. 5. Оси линейных магнитных аномалий, связанных с дайками долеритов. 6. Линейные трещинные зоны, заполненные долеритовыми интрузиями. 7. Главные разломы, геологически наблюдаемые. 8. Предполагаемые зоны глубинных сбросо-сдвигов. 9. Зона Анабаро-Мунского глубинного разлома. 10. Границы области постоянной седиментации мезозойского времени. 11 – верхнемеловые пирокластические породы, связанные с Попигайской депрессией. 12. кимберлитовые поля. 13. наложенные впадины, заполненные мощной толщей неконсолидированных четвертичных осадков. 14. Кимберлитовые поля.

Приведенный ниже анализ развития структур северо-восточной части Сибирской платформы как последовательно увеличивающихся в разрезе систем тектонопар представляет собой попытку восполнить этот пробел.

Равенство порядка площадей Западносибирской плиты и Восточносибирского плоскогорья при противоположно-направленных вертикальных движениях в пределах этих структур в пермское и мезозойское время делает вполне вероятной гипотезу о том, что они представляют собой элементы пермско-мезозойской тектонопары.

Природа структур типа Уджинской горст-антиклинали

Приведенный материал позволяет сформулировать общие черты структур типа Уджинской горст-антиклинали.

Прежде всего надо подчеркнуть что этим типом структуры здесь подразумевается комбинация собственно горст-антиклинали и линейной зоны геофизических аномалий типа Мид-Континент Хай. Все известные структуры этого типа формируются в рифее время и связаны с авлакогена этого времени. Линейные зоны магнитных аномалий на продолжении Уджинской горст-антиклинали под покровом кембрийских известняков в поле Суханского прогиба отмечены по данным карты магнитных аномалий Сибирской платформы [ Solovieva, ed ., 1972].

Рис. 13. Кимберлитовые поля Куонамского и Оленекского районов, северо-восточная часть Сибирской платформы по отношению к меридиональной Уджинской системе горст-антиклинали [ Erlich, Hausel, 2002].

1. Структуры докембрийского фундамента в пределах Анабарского щита; 2. Горст-антиклиналь и предполагаемая предвендская антиклиналь выраженная зоной геофизических аномалий; 3. Ультраосновные-щелочные интрузии ( a .откартированные на дневной поверхности), b. предполагаемые по геофизическим данным); 4. Кимберлитовые поля (номера от 1 до 15 указывают различные поля по Sobolev. Zuev, Afanasiev, Pokhilenko, and N. M. Zinchuk ( editors ), 1995); 5. Оси зон максимального палеозойского осадконакопления; 6. Палеозойские куполовидные поднятия ( a. откартированные на поверхности. b. предполагаемые по геофизическим данным); 7. Разломы откартированные на поверхности; 8. Разломы, предполагаемые по геофизическим данным; 9. Предполагаемые вулкано-тектонические разломы; 10. Предполагаемый глубинный сдвиг вдоль восточного склона Анабарского щита; 11. Предполагаемое направление давления вдоль широтного разлома, идущего параллельно южной границе Анабарского щита;

Выше, при описании структуры Уджинской горст-антиклинали говорилось о полном отсутствии в ее пределах пликативных деформаций и чисто дизъюнктивной, горстовой ее природе. Я употребляю двойное ее название «горст-антиклиналь» только учитывая сводовый характер поднятия, сформированного на ее основе в четвертичное время. Генезис этой структуры можно понять только с учетом движений по глубинным широтным взбросо-сдвигам.

Единство структуры внутриконтинентального рифта и позникгей на ее месте линейной системы геофизических аномалий подтверждено на примере так называемой зоны Мид-Континент Хай в Северной Америке [ Lee and Kerr, 1984], см. рис. 13.

Рис.13. Геофизические аномалии вдоль Мид-Континентальной рифтовой зоны. A. Положительные аномалии поля силы тяжести в редакции Буге, B. Аэромагнитные аномалии [ Lee and Kerr, 1984].

Ту же природу, по-видимому, имеет линейное валообразное поднятие идущее вдоль западного побережья полуострова Индостан, предполагаемое [ Sheth, Torres - Alvarado, Verma, 2000].

На рифейском этапе развития структуры связанная с ней эндогенная активность указывает на неглубокое ее заложение. Проявления ее ограничиваются образованием базальтовых туфов унгуохтахской свиты и предполагаемым привносом в морской бассейн кальция и углекислоты в ходе гидротермальной активности, аналогичном привносу их в скарнах, предполагаемом [ Belousov, Belousova, Filippov, 20013].

После закрытия авлакогена и формирования центральной кольцевой структуры магматическая активность проявляется в образовании центральной кольцевой структуры породами ийолит-карбонатитовой формации.

Огромная протяженность и длительность их существования (в разной форме они проявляются с рифея по сей день) позволяет с уверенностью утверждать, что они имеют планетарный характер.

Постоянная связь с ними проявлений эндогенной активности (как гидротермальной, так и магматической, причем последняя проявляется в форме магматизма ультраосновного-щелочного состава или специфических форм субщелочных базальтоидов или интрузий долеритов повышенной основности) указывают на значительную глубину их заложения.

Детальный анализ шпинель -гранатовых соотношений в мантийных ксенолитах в альнеитах с острова Малаита, Соломоновы острова, юго –западная Пацифика позволили реконструировать стадии эволюции состава мантии в зоне магмообразования [ Neal and Nixon, 1985].

По широтным разломам этой зоны отмечается смещение осей магнитных аномалий на расстояние 5-6 км. Таким образом широтные зоны вдоль южного обрамления Анабарского щита Само существование широтных глубинных разломов было систематически игнорировано в обобщающих монографиях и картах. В коллективной монографии [ Belov, Lapin, Tolstov, Frolov, 2008] впервые выделяются многочисленные глубинные разломы меридионального простирания в кристаллическом фундаменте платформы но не ни единого широтного разлома. То же касается тектонической карты Сибирской платформы масштаба 1:2,500,000 [ Malich, ed,, 1984] на которой не показана даже совершенно несомненная зона разлома вдоль южной границы Анабарского щита (рис.15). Я был членом редколлегии этой карты и пытался убедить Ненада Степановича в существовании этого разлома, но он так и не согласился со мной, говоря, что хочет обычных в таких случаях нареканий в адрес составителей тектонических карт в спекулятивных фантазиях. В итоге этот разлом был трактован как флексура.

Рис.15. Горизонтальное смещение вдоль зон разломов широтного простирания, идущего вдоль южной границы Анабрского щита [ Erlich, 1985]. 1. Глубинные сдвиги и направление горизонтального смещения, 2. Линейные дайки и кольцевая система их, связанные с интрузиями основного состава, 3. Оси магнитных аномалий в фундаменте платформы, 4. Магнитные аномалии, связанные с предполагаемыми интрузиями ультраосновных-щелочных пород, 5. Площадь Анабарского щита.

Обратной стороной гипотезы образования Уджинской горст-антиклинали и связанной с ней линейной зоной геофизических аномалий под воздействием движений

Видимо сходные соображения заставили выдающегося тектониста Т. Н. Спижарского, главного редактора тектонической карты СССР масштаба 1:7,500,000 [ Spizharsky, ed ., 1966], не показать глубинной зоны смятия вдоль прямо показанной на карте широтной системы складок юрских отложений вдоль океанического побережья.

Тем самым Т. Н. Спижарский, как и [ Belov ., Lapin, Tolstov, Frolov, 2008] отдал дань глубоко укоренившемуся в отечественной геологической литературе представлению об отсутствии на платформах горизонтальных напряжений. Можно считать глубинным правым сбросо-сдвигом.

Заключение

Приведенные материалы отчетливо показывают связь структур типа Уджинской горст-антиклинали с авлакогенами рифейского времени и мировой системой грабенов. Горст-антиклинальные структуры образуются в результате инверсии грабенов. По простиранию они переходят в линейные системы геофизических аномалий, составляя с ними единую линейную структурную форму.

Благодарность

Эта работа никогда не могла бы быть выполнена без постоянной помощи Л. Я. Харитоновой, техника-геофизика нашей партии 1975-1976 годов. Она оперативно и безотказно брала в библиотеке все нужные работы, сканировала их и пересылала мне. Аналогичная помощь была постоянно оказываема мне Т. Н. Соловьевой (,Москва).В. И. Белоусов оказал большую помощь в подготовке рисунков. Рисунки составляют существенную часть этой статьи. Тем больше я признателен В. И. Белоусову, С. Сатли и моей внучке Александре за приведение их в порядок. И, наконец, я в буквальном смысле слова не смог бы вообще жить и работать без постоянной помощи и заботы моей любимой жены Розы.

Литература

Belousov V. I., Belousova I. V., Fillipov Yu. A., 2013, Formation of hydrothermal-magmatic systems of the skarn type. //‖Proceedings, Thirty-Seventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 30 – February 1, 2013. SGP-TR194.

Belov S. V., Lapin A. V., Tolstov A. V., Frolov A, A., 2008, Mineralogeny of the platform magmatism. Trapps, carbonatites, kimberlites. Novosibirsk publishing house of Siberian Division Academy of science USSR, 37 p. (in Russian);

Bin Hea; Yi–Gang Xua;Sun-Ling Chung, Long Xioa, Yamei Wang, 2001, Sedimentary evidence for a rapid, kilometer-scale crustal doming prior to the eruption of Emelshan flood basalts// Earth and Planetary Sci. Letters, 213, p. 391-403;

Dickas, 1983, Mid-continent rift system: Precambrian hydrocarbon target. Oil and gas journal. 151-159;

Dobretsov N.L. 1997, Permotriassic magmatism in Eurasia as a reflection of a superplume// Doklady Russian Academy of Science, t. 354, №2, pp. 220-223 (in Russian);

Entin, A. R., Zaitsev, A. I., Nenashev, N. N., Vasilenko, V. B., Orlov, A. I., Tyan, O. A., Olkhovik, Yu. A., Olshtinsky, S. P., and Tolstov, A.V., 1990, On the sequence of geological events associated with emplacement of the Tomtor massif of ultramafic-alkaline rocks and carbonatites (northwestern Yakutiya). Geologiya i Geophizika, no. 12, p.42-45, (in Russian).

Erlich E.N., 1973, Recent structure and Quaternary volcanism of the western part of Pacific ring, Novosibirsk, Nauka, 244 p. (in Russian);

Erlich E., 2017, Geodynamics and magmatism of platforms. SPb, published by “Napisano perom”, 240 p., (in Russian);

Erlich Е.I., Hausel W. Dan, 2002, Diamond deposits. Origin, exploration and history of discоvery // SMI, Littleton, CO, 374 p.

Erlich E. N., Karasik A. M., Stepanenko V. I. et al., 1961, Results of the reconaiscence, explopration, and aerogeophysical works within Udja-Chymaara watershed (of the geological team of the Birekta party magnetic exploration №2 of the Djelinda party and aerogeophysical party of NIIGA).// manuscript, SPb, funds of NIIGA (in Russian);

Gulin S. A., E. N. Erlich, V. N. Gorin, Khor’kov V. N., 1961, Reconnaissance work for diamonds and rare metals within the Udja river basin.// Manuscript, funds of NIIGA SEVMORGEO SPb.(in Russian);

Isostazy //Wikipedia/ https//Wikipedia.org/wiki;

Kamo S., Czamanske G., Amelin Y., 2003, Rapid eruption of Siberian flood-volcanic rocks and evidence with the Permian-Triassic boundary and mass extinction at 251 Ma. // Earth and Planetary Science Letters, vol. 214, p. 75-91;

Kravchenko S. M., 1996, Gigantic carbonatite-nephaline-syenite massives (Tomtor, Khibines, Lovozero etc.). Doklady Academy of Science, t. 347, №6, pp. 671-674 (in Russian);

Kravchenko S. M., Belyakov A. Yu., 1992, Newcomer among giants. //Priroda, №4, pp. 50-55 (in Russian);

Koronovsky N. V., 2001, Isostazy. Sorosovsky educational journal.

Kuno H., 1972, Plateau basalts// Earth’s crust and the upper mantle. Published by Mir.p. 424-441(in Russian);

Lee C.K., Kerr S. D., 1984, Midcontinent rift, a frontier oil province // Oil and Gas Journal, Aug. 13. Р. 144-150.

Lee Sy-guan, 1958, Vortex structure of Northwestern China. //State scientific-technical publishing company in geology and environmental protection. 132 p. (in Russian);

Malich N. S., ed., 1958, Tectonic map of the Siberian platform in scale 1: 2,500, 000. SPb, VSEGEI.

Mezhvilk A. A., 1984, Role of horizontal movements in formation of tectonic structures and mineral deposits of the Noril’sk region;//Geotectonika, №1, pp. 99-110; (in Russian);

Milashev V. A., V. A. Krutoyarsky, M. I. Rabkin, E. N. Erlich, 1963, Kimberlitic rocks and picritic porphyres. Trudy of the scientific research Institute of Arctic geology. 126.(in Russian);

Naldrett A. J., 2003, Magmatic sulphide deposits of copper-nickel and platinum metals. SPb state university, 487 p. (in Russian):

Neal C. R. and Nixon P.H., 1985, Spinel-garnet relationship in mantle xenoliths from the Malaita alnoites, Solomon islands, south –western Pacific. Transaction of the Geological Society of South Africa, vol. 88? Part 2, August 1985, pp. 355-378.

Pretorius D.A., 1973, The crustal architecture of Southern Africa // A. Du Toit Memorial Lectures 13, Cape Town. Geol. Soc. Africa Transactions, 76:1-60.

Sheth H. C., Torres-Alvarado I.S., Verma S.P., 2000, Beyond subduction and plumes: unified tectonic-petrogenetic model for the Mexican volcanic belt // International Geol. Review, t. 42, # 12,p. 1116-1132.

Shpount B. R., 1987, Late PreCambian riftogenesis within the Siberian platform// Published by Yakutian Filial Academy of Science USSR, Yakutsk, 140 p. (in Russian);

Shpount B. R. Б. R., E. A. Shamshina, F. F. Brachfogel, 1991, Some specific features of petrochemistry of ultramafic-alkaline rocks of the Udjinsky uplift (north of the Siberian platform). //Izvezstiya Academy Sci. USSR, ser. geol., №8, pp.68-80 (in Russian);

Sobolev N. V. М. Zuev, V, P. Afanasiev, N. P., Pokhilenko, and N. M. Zinchuk (editors), 1995, Field Guidebook, Kimberlites of Yakutia, Russia, 6^th “International Kimberlite Conference, Novosibirsk, United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy;

Solovieva N. M., 1972, The map of anomalous magnetic field of the Siberian platform (at 9 sheets) in the scale 1: 1,500,000. Composed by N. M. Solovieva, with participation of N. B. Policarpova//Ministry of Geology USSR, VSEGEI .

Spizharsky T. N., ed., 1966, Tectonic map of the USSR in scale 1: 7,500 000. SPb VSEGEI:

Suvorov A. I., 1978, Newest global kinematics of the lithosphere on the basis of regional tectonopairs. Geotectonika, №2, p. 3-8 (in Russian);

Suvorov A. I., 1977, Horizontal movements and formation of continental crust. Faults and horizontal movements of Platform Regions of the USSR. Moscow, Nauka, p. 9-19(in Russian);

Voronov P.S., E. N. Erlich, 1962, Strike-slip fault deformations within northwestern part of Siberian platform.//Informational sbornik of the Scientific Research Institute of Arctic Geology (NIIGA), 28, pp. 17-28 (in Russian);

Walker F. A., Poldervaart, 1957, Karoo dolerites within the South African Union. // Geology and petrology of the trap formation, Moscow, Inostrannaya literatura, p. 729-752 (in Russian);

Yegorov L. S., 1991, Iyolite-carbonatite plutonism. Leningrad, Nedra, 260 p. (in Russian);