А. В. Котляров, В. А. Симонов

Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск

 

 

В Агардагской офиолитовой зоне (Южная Тува) можно выделить четыре основных участка, располагающихся последовательно с запада на восток и содержащих различные фрагменты палеоокеанической коры: Агардагский, с преобладанием гипербазитов основания офиолитов; Карашатский, представленный дунит–верлит-пироксенитовым комплексом + габбро + дайковые серии; Тесхемский – дайки + лавы (кускунугская толща); Чонсаирский – габбро + дайковый комплекс (чонсаирская толща). Большое значение для выяснения палеогеодинамических условий формирования офиолитов Южной Тувы представляют спрединговые комплексы типа “дайка в дайке”, изученные нами на Чонсаирском участке.

В ходе экспедиционных работ особое внимание было уделено вопросам взаимоотношения дайковых серий с гранитоидными породами внутри Чонсаирских офиолитов. Детальные полевые наблюдения и тщательный анализ собранного материала показал, что на контакте с диабазами “скрины” кислых пород имеют в большинстве своем мелкозернистую структуру, что свидетельствует о процессах закалки и о проникновении в междайковое пространство более поздних кислых магм. Об этом свидетельствуют и структуры течения в кислых телах, параллельные диабазовым дайкам. Большую роль при этом сыграли тектонические процессы, приводившие к появлению тектонитов и разделению офиолитов на субпараллельные общему направлению даек пластины. В то же время, другие факты свидетельствуют, что дайковые серии явно проникали в докембрийские гранито-гнейсовые комплексы, т. е. здесь надо различать древнейшие субконтинентальные кислые магматические и метаморфические ассоциации, являвшиеся матрицей для развития спрединговых процессов, и более поздний гранитоидный магматизм во время тектонического преобразования офиолитов.

Дайковые серии Чонсаирской толщипо петрохимическим особенностям отвечают низкокалиевым толеитовым базальтам срединно-океанических хребтов с преимущественными характеристиками N-MORB. На диаграмме TiO₂ – K₂O область чонсаирских даек полностью перекрывает поле базальтов осевой зоны Красного моря и располагается в полях как N-MORB, так и E-MORB. Детальный отбор образцов по разрезам дайковых серий из последовательных генераций даек позволил проследить изменение свойств расплавов во времени. В целом эволюция чонсаирских расплавов идет с резким ростом титана при постоянно очень низких значениях калия. По соотношению TiO₂ – FeO/MgO данные по чонсаирским дайкам в значительной мере перекрываются с точками по базальтам Красного моря. В обоих случаях отмечается прямая зависимость значений титана от степени фракционирования. Отчетливо видно, что от первых генераций даек к последующим идет накопление TiO₂ с ростом FeO/MgO. По распределению титана, хрома и никеля чонсаирские породы попадают в большей степени в области океанических серий. На диаграмме редких устойчивых при вторичных процессах элементов (Zr/Nb – Zr) они располагаются в поле базальтов осевой зоны Красного моря (рис. 1). На данном рисунке отчетливо видно, что чонсаирские дайки приурочены к окончанию тренда эволюции (примитивные базальты типа N-MORB с 0 % “OIB”), от обогащенных расплавов типа “OIB” через промежуточные магматические системы тесхемских комплексов (50 % “OIB”), совпадающих с данными для диабазовых даек офиолитов Тихама-Азир из региона Красного моря.

Учитывая особенности геологического строения Чонсаирских офиолитов с расположением даек в субвертикальном состоянии, отражающем их первичную ориентировку при формировании в ходе спрединговых процессов коры океанического типа, мы можем рассмотреть особенности распределения геохимических характеристик пород по площади дна древнего бассейна. Подобный подход успешно используется при исследовании дна современных океанических областей [7, 9]. На рис. 2 показано распределение различных по степени фракционирования расплавов, формировавших чонсаирские дайковые серии. Отчетливо видно, что наиболее примитивные расплавы развиты в юго-западной части детально изученного участка. В северо-восточном углу устанавливаются максимальные значения FeO/MgO, свидетельствующие о значительных процессах дифференциации.

Расчеты по методу [11] показали, что первичные расплавы дайковых серий Чонсаирских офиолитов формировались преимущественно на глубинах 35–50 км и при температурах примерно 1300–1360 ° С. Эти параметры хорошо согласуются с данными для N-MORB. В частности, для Срединно-Атлантического хребта нами установлены следующие условия плавления мантийного субстрата и генерации глубинных магм, исходных для нор-мальных базальтов типа N-MORB: 45–60 км, 1320–1380 ° С в зоне трансформного разлома Сьерра-Леоне [8] и 40–50 км, 1350–1400 ºС в районе разлома 15º20ґ [7]. Практически аналогичные параметры формирования первичных магм (40–65 км, 1310–1390 єС) установлены для приэкваториальной части Срединно-Атлантического хребта и другими исследователями [11].

Таким образом, устанавливается сходство магматических систем Чонсаирских офиолитов с магматизмом срединно-океанических хребтов типа N-MORB не только по геохимическим особенностям, но и по параметрам генерации первичных магм. В то же время, расчеты по расплавным включениям и породам Тесхемского участка показали более глубокие условия магмогенерации 45–60 км (1310–1390 ° С) и возможно до 80 км (1440 ° С). Для даек Карашатского массива – широкий диапазон: 40–80 км (1310–1460 ° С). В целом, для Агардагской офиолитовой зоны от тесхемских и карашатских магматических систем к чонсаирским отчетливо поднимается уровень глубин магмогенерации.

В общем, отмеченные выше геохимические и расчетные данные подтверждают сделанные ранее выводы о последовательности развития геодинамических процессов при формировании Агардагского палеобассейна в условиях деструкции древнего блока с континентальной гранитоидной корой [6], сопровождающихся, как и в случае региона Красного моря, подъемом уровня магмогенерации и закономерной сменой обогащенных расплавов примитивными магмами типа N-MORB.

Изотопные исследования последних лет позволили оценить время геодинамических событий формирования чонсаирской толщи и офиолитов Южной Тувы в целом. Проведенные Nd изотопные исследования позволяют предполагать присутствие коры переходного типа, сформированной в течение позднего протерозоя в основании Тувино-Монгольского массива [2]. На присутствие позднерифейских вулкано-плутонических комплексов указывают данные о возрасте цирконов 700–900 млн лет [2]. Возрастной интервал формирования толщ гнейсо-мигматитовых комплексов Тувино-Монгольского массива 700–540 млн лет в первом приближении коррелируется с началом распада Родинии (около 730 млн лет) и раскрытием вендских палеоокеанических бассейнов – около 570 млн лет [4]. Данные по возрасту офиолитов Агардагской зоны также свидетельствуют о 570 млн лет [3]. В раннем ордовике (около 490 млн лет) происходит метаморфизм гетерогенных образований Тувино-Монгольского массива на фоне существования мантийного источника, обеспечивавшего возникновение коровых расплавов [4].

Расшифрованные нами с помощью геологических, петрологических, геохимических и термобарогеохимических методов палеогеодинамические особенности формирования офиолитов Южной Тувы хорошо согласуются и укладываются в рамки указанных выше возрастных событий. Основание Тувино-Монгольского массива в виде коры переходного типа формировалось в период 900–700 млн лет. Собственно гнейсо-мигматитовые комплексы массива формируются начиная с 700 млн лет. Около 570 млн лет происходит раскрытие, при расколе Тувино-Монгольского массива, Агардагского палеоокеанического бассейна с развитием в конечной стадии магматизма типа N-MORB, характерного, в частности, для осевой зоны Красного моря и фиксируемого дайковыми сериями Чонсаирских офиолитов. Дальнейшая история связана с тектоническими преобразованиями палеоокеанических структур, в ходе которых в раннем ордовике (около 490 млн лет) происходит воздействие на офиолиты чонсаирской толщи новообразующихся коровых гранитоидных расплавов.