II. Магматизм складчатых областей

Складчатые области являются одними из основных структурных элементов континентальной земной коры. Складчатая или геосинклинально-складчатая область (система) представляет собой крупную линейную структуру, обладает континентальным типом земной коры и следующими признаками:

1. структурно-формационная зональность;

2. набор определенных осадочных магматических и метаморфических формаций, отвечающих последовательным этапам её развития;

3. наличие складчатых деформаций разного типа.

В эволюции геосинклинально-складчатой области выделяются два крупных этапа: собственно геосинклинальный и орогенный. В свою очередь, геосинклинальный этап разделяется на ранне- и позднегеосинклинальную стадии. Для раннегеосинклинальной стадии характерно расширение всей системы, где накапливаются осадки большой мощности, и происходит интенсивный вулканизм. Позднегеосинклинальная стадия характеризуется переходом от общего режима растяжения к режиму сжатия. В эту стадию происходит главная складчатость, сопровождаемая региональным метаморфизмом и массовым гранитообразованием. Орогенный этап сменяет позднегеосинклинальную стадию, нередко с перерывом во времени, и магматические формации обнаруживают полную самостоятельность.

Ниже остановимся более подробно на характеристике особенностей магматизма складчатых областей.

Геосинклинальный этап

А. Раннегеосинклинальная стадия

Офиолитовая ассоциация. Для начальных стадий развития складчатых поясов характерен интенсивный магматизм фемического профиля, продукты которого, выделяются в офиолитовую ассоциацию. Офиолитовые ассоциации являются составной частью разновозрастных складчатых поясов, которые сформировались в обстановке растяжения, т.е. на раннем этапе эволюции этих структур. Офиолиты служат фундаментом, на котором накапливаются раннегеосинклинальные осадочные толщи глубоководного характера – кремнистые и глинистые сланцы и др.

Офиолиты являются палеоаналогами современной океанической коры и верхней части мантии. Структурное положение офиолитов объясняется тектоническим внедрением при широкомасштабном надвигании блоков океанической коры на сиалические толщи. В других случаях офиолиты зажаты в узких структурных швах в виде меланжа и протрузий.

Внутреннее строение офиолитов вполне закономерное. Ультрабазиты, габброиды, субвулканические и излившиеся базиты в ненарушенных разрезах последовательно сменяют друг друга по вертикали.

Ультрабазитовый комплекс сложен главным образом гарцбургитами, реже лерцолитами. Ультрабазиты являются типичными мантийными тектонитами, претерпевшими стадию высокотемпературного твердопластичного течения.

Габброидный комплекс. В тектонически нерасчлёненных ассоциациях породы этого комплекса перекрывают деформированные ультрабазиты. Его внутреннее строение достаточно сложное. Он состоит из двух частей, резко различных по составу:

1. нижний представляет собой переслаивание дунитов, перидо- титов и пироксенитов;

2. верхний – из разнообразных габброидов: габбро, оl-габбро, троктолиты, габбро-пириты, анортозиты, нориты и др. Эта толща, в свою очередь, разделяется на нижнюю – расслоенную и верхнюю – однородную.

Комплекс параллельных даек. В этот комплекс входят группы пластовых и трещинных габброидных интрузий с субвертикальным падением и сопряженных с ними пластовых тел, стратиграфически залегающих между плутоническими базитами габброидного комплекса и вулканитами. А дайки представляют собой подводящие каналы лавовых излияний.

Вулканический комплекс. Вверх по разрезу параллельные дайки сменяются породами вулканического комплекса, контакт между ними постепенный. Вулканические образования представлены эффузивами основного состава. Вулканические образования вверх по разрезу перекрываются морскими осадочными образованиями, преимущественно кремнистыми.

Базальтовая однородная формация

Базальтовую однородную формацию часто называют спилит-диабазовой, спилит-диабазово-кремнистой. Эта магматическая формация приурочена обычно к низам разреза зеленокаменных геосинклинальных зон. В её составе преобладают подводные толеитовые базальты, а также подушечные лавы. Породы этой формации обычно метаморфизованы от начального зеленокаменного перерождения и до амфиболитизации, иногда до эклогитизации. Интрузивными комагматитами эффузивных пород являются долеритовые силлы. Эти базальты часто переслаиваются с относительно глубоководными осадками (радиоляриты и др.). Очень часто породы формации вмещают линзы серпентинитов, которые являются протрузивными образованиями, выжатыми снизу, с более глубоких структурных уровней. Базальтовые вулканиты этой формации, вероятно, представляют в одних случаях эффузивную верхнюю часть офиолитов, в других – продукты последующего мафического вулканизма. Однако видимая связь с офиолитами отсутствует. Эта формация проявляется во всех геосинклинальных зонах складчатых областей.

Ранняя базальт-андезитовая формация, часто называемая базальтоидной порфиритовой, выполняет роль связующего звена в эволюционном ряду между базальтовой однородной формацией и плагиогранит-плагиориолитовой формацией. Однако эта формация проявляв не во всех складчатых областях. В её состав входят базальты, андезито-базальты и андезиты, при явном преобладании андезито-базальтов. Эти вулканиты, как правило, с порфировой структурой.

Плагиогранит-плагиориолитовая формация. Плагиориолиты и дациты, а также их глубинные комагматы – плагиограниты и тоналиты являются наиболее ранними кислыми магматитами складчатых областей докембрия и фанерозоя. Эти породы составляют «первое гранитное звено» в цепи превращений океанической коры в континентальную и характерны только для раннегеосинклинальных стадий. Они нередко метаморфизованы до кристаллических сланцев. Для пород этой формации характерны следующие особенности:

плагиогранитный состав;

значительные объёмы вулканитов;

с породами этой формации пространственно и генетически связаны колчеданные месторождения медных и цинковых руд. Таким образом, в раннегеосинклинальную стадию происходит смена офиолитовой ассоциации последовательно однородной базальтовой, раннеандезитовой, а затем плагиогранит-плагиориолитовой. Последняя формация оказывается «первым гранитным звеном» в цепи преобразований симатической коры (океанической) в сиалическую (кантинентальную).

Б. Позднегеосинклинальная стадия

Магматизм этой стадии проявляется как в вулканической, так и в плутонической форме. Позднегеосинклинальные вулканогенные формации представлены поздней базальт-андезитовой и базальт-риолитовой формациями, а плутонический магматизм – габбро-плагиогранитной, гранит-мигматитовой и габбро-гранитной, а в некоторых складчатых областях проявлена платиноносная дунит-пироксенит-габбровая формация.

Поздняя базальт-андезитовая формация (или верхняя базальтоидная, порфиритовая) образуется в результате возобновления вулканизма и очень похожа на раннюю базальт-андезитовую формацию и отличается от неё залеганием в разрезе выше плагиогранитов.

Дунит-пироксенит-габбровая ассоциация выступает в ранге формации и фиксирует смену раннегеосинклинального этапа развития позднегеосинклинальными. Породы этой формации представлены габбро-норитами, троктолитами, роговообманковыми габбро, оливиновыми габбро и анортозитами. Ультрамафиты (дуниты, пироксениты и др.) играют подчиненную роль. Породы этой ассоциации группируются в протяженные цепочки тел и тяготеют к зонам глубинных разломов. Центральную часть таких тел слагает дунитовое ядро и к периферии сменяются через перидотиты, пироксениты меланократовыми габброидами.

Базальт-риолитовая формация завершает вулканизм геосинклинального этапа и нередко сменяется вулканогенными формациями орогенного этапа. Характерно переслаивание вулканитов с известняками и другими осадками геосинклинального типа. Петрографический состав вулканитов очень разнообразен: афировые и порфировые базальты, андезитобазальты, андезиты, дациты и риолиты, а также субщелочные разности: трахибазальты, трахиандезиты и трахиты и др.

Габбро-плагиогранитная формация (a точнее, габбро-диорит-тоналит-плагиогранитная интрузивная формация). Породы этой формации составляют гомодромный ряд последовательного внедрения от габбро (а иногда и от ультрабазитов) через диориты, кварцевые диориты и тоналиты до плагиогранитов. Часто сопровождаются пестрой жильной серией (диорит-порфириты, габбро-диабазы, плагиогранит- и сиенитпорфиры): Количественные соотношения между различными типами пород внутри отдельных массивов сильно варьируют. Породы этой формации менее метаморфизованы и деформированы, чем раннегеосинклинальные (офиолитовые) габброиды и плагиограниты). Все породы рассматриваемой формации часто обладают сложной текстурой первично-магматического происхождения.

Гранит-мигматитовая формация включает разнообразные гранитоиды, пространственно и генетически связанные с анфиболит-гнейсовыми комплексами и мигматизацией. Гранит-мигматитовая формация проявлена во всех складчатых областях, в которых сформировалась и выходит на поверхность глубоко метаморфизованное кристаллическое ядро. Формирование пород этой формации возможно в следующих случаях

1. селективное частичное плавление метаморфизованных толщ по мере достижения, ими соответствующих Р-Т условий;

2. метаморфическое замещение гранитоидным материалом;

3. инъекция гранитоидного расплава из более глубинного источника.

Гранитоиды этой формации представлены биотитовыми, двуслюдяными и мусковитовыми гнейсо-плагиогранитами, плагиогранодиоритами. Среди них различают раннекинематические и позднекинематические разновидности. Для раннекинематических гранитоидов характерна динамометаморфическая сланцеватость и хорошо выраженная минеральная линейность, которые ориентированы согласно со структурными элементами во вмещающих метаморфитах. А в позднекинематических гранитоидах такая сланцеватость слабо развита, либо совсем отсутствует. Гранитоиды слагают интрузивные тела в виде мелких и крупных, часто расщепляющихся даек, секущих вмещающие кристаллические сланцы. Однако отсутствуют зоны закалки и экзоконтактовое ороговикование, что свидетельствует об их внедрении в ещё сильно прогретые, не успевшие остыть породы, на значительных глубинах.

Габбро-гранитная формация завершает магматизм собственно геосинклинального этапа эволюции складчатой области и образуется тогда, когда в её пределах уже существует довольно мощная континентальная кора. Часто интрузивные тела этой формации приурочены к геосинклинальным структурам и контролируются разломами глубинного заложения и длительного развития. В таких интрузивных телах устанавливается тесная пространственная связь между породами основного и кислого составов. Для этой формации характерна вся гамма переходных разновидностей от габбро до гранитов, которые представляют собой гомодромный ряд последовательных интрузивных фаз. Каждая последующая фаза в этом ряду прорывает предыдущую и содержит её ксенолиты. Широко развиты гибридные породы, свидетельствуя о том, что расплав, из которого они образовались, сформировался в результате интенсивного реагирования фаз последующих с фазами предыдущих. В хорошо обнаженных интрузивных комплексах габбро слагают нижние части, а гранитоиды – верхние.

Таким образом, в позднегеосинклинальную стадию образуются магматические формации, являющиеся результатом взаимодействия мантийного и корового вещества. Происходит дальнейшая сиализация, завершаемая образованием «гранит-метаморфического» и «гранулит-базитового» слоев коры при определяющей роли магматизма. Резко увеличива- ется плутонический магматизм по сравнению с вулканизмом, в том числе коровый, связанный с региональным метаморфизмом (гранит- мигматитовая формация).

Орогенный этап

Геосинклинальные складчатые области в орогенный этап развития сопровождаются преимущественно кислым магматизмом. Орогенный магматизм связан с крупномасштабным сводо- и куполообразованием, с перемещением литосферных плит и с другими глобальными тектоническими явлениями.

Орогенный этап расчленяется на две стадии: раннюю и позднюю.

А. Магматизм раннеорогенной стадии

Магматизм раннеорогенной стадии проявляется как в вулканических, так и плутонических формах, относительная степень развития значительно варьирует в различных складчатых областях. Раннеорогенные вулканические породы представляют базальт-андезит-риолитовую, андезит-дацит-риолитовую и дацит-риолитовую магматические формации с явным преобладанием первой формации. Плутонический магматизм представлен типичной для этой стадии гранодиорит- гранитной формацией, развитой во всех складчатых областях.

Базальт-андезит-риолитовая формация. Вулканиты этой формации обычно входят в состав вулканогенно-осадочных формаций. Состав вулканитов укладывается в дифференцированный ряд, который начинается андезито-базальтами и андезитами. От этапа к этапу состав пород становится все более кислым, нарастает доля риолитовых и трахитовых продуктов вулканизма.

Андезит-дацит-риолитовая_формация. Эта формация пользуется ограниченным распространением и наиболее хорошо представлена на Большом Кавказе. Её формирование осуществлялось одновременно с накоплением угленосной молассы.

В низах разреза отмечаются кислые вулканиты – биотитовые риолиты, которые вверх по разрезу сменяются риодацитами, дацитами, андезито-дацитами и андезитами.

Дацит-риолитовая формация. В эволюции вулканитов этой формации не обнаруживается четкого тренда, а наблюдается переслаивание лав различного состава. Кислые вулканиты сопровождаются множеством субвулканических тел близкого состава.

Гранодиорит-гранитная формация. Интрузивы этой формации представлены породами, в основном кислого состава с последовательным внедрением гранодиоритов, диоритов и гранитов, иногда появляются плагиограниты, тоналиты и адамелиты. Ю.А.Кузнецов породы этой формации объединил в формацию пестрых батолитов. Интрузии этой формации достаточно крупные и относятся к мезоабиссальным (глубинным) и гипабиссальным (средних глубин).

Для раннеорогенного этапа характерны магматические формации, являющиеся результатом сложного взаимодействия мантийных и коровых расплавов.

Б. Позднеорогенная стадия

Эта стадия характеризуется широким проявлением различных вулканических и плутонических образований, которые объединяются в породы андезитовой, андезит-дациг-риолитовой, дацит-риолитовой, монцонит-гранодиорит-сиенитовой, гранит-лейкогранитовой и лейкогранит-аляскитовой формаций. Вулканизм на ранних этапах развития позднеорогенных областей представлен породами андезитовой или андезит-дацит-риолитовой формации, а на поздних - дацит-риолитовой.

А в ряду интрузивных образований наблюдается последовательная смена формаций от наиболее ранней монцонит-гранодиорит-сиенитовой через гранит-лейкогранитовую к лейкогранит-аляскитовой.

На протяжении различных тектонических этапов (каледонский, герцинский, мезозойский) позднеорогенный магматизм протекал довольно однообразно, без признаков эволюционных изменений во времени.