dobrecov_n_l_kirdyashkin_a_g_kirdyashkin_a_a_glubinnaya_geod
.pdfГлава 7
|
Млн лет |
|
90 |
Сеноман |
а 6 |
|
Er01 ~2 1·}·{· :lз ~4 ~5 [][]б LA7 |
100
Альб
110
о::; |
AnT |
Q) |
|
:::Е |
|
Баррем |
120 |
f |
|
Возраст остывания |
|
|
|
зеленых и голубых |
Готерив |
сланцев гор Кондри |
|
130 |
t |
|
|
|
Валанжин |
|
Возраст остывания |
|
амфиболитов |
|
|
|
|
|
|
гор Марбл |
Берриас |
140 |
I |
|
||
|
|
|
Титон |
|
|
Надвиг Берегового хребта, 90 и 120 млн лет |
|
|
Коулрбрук |
t |
|
Возраст остывания |
|
|
амфиболитов |
Францисканский |
|
.р,"! Кр," |
желоб и пред |
дуговой комплекс
Кимеридж
Оксфорд
са а.
Q
Келловей
Бат
Байос
150 |
|
Метаморфическая подошва |
|
|
|
|
|
Жозефина |
|
1 |
Интрузии дуги Четко |
|
пирокластысвиты Руг |
|
|
|
|
160 |
|
|
~~Задуговый бассейн
Жозефина и Гэлис Надвиг по глинистым
170 |
Горы Кондри ",I,,;;;= *' ~ |
сланцам, 150-155 млн лет |
|
|
|||
|
----------~------------ |
' |
|
|
Рэттлснейк Крик |
Комплекс Западный Кламат |
|
|
|
|
|
|
задуговые и дуговые |
|
|
180 |
вулканиты |
Надвиг гор Кондри |
|
|
Орлеан, 150-155 млн лет |
|
|
|
|
|
Рис. 7.21. Тектоностратиграфическая схема эволюции поясов в юрско-меловое время в горах Кламат [Колман, 1996]:
а - амфиболит; bs - голубые сланцы; 1 - известково-щелочные интрузии (а) и пирокласты (6); 2 - задуroвые пиллоу-лавы и офиолиты; 3 - граувакки, флиш; 4 - глубоководные осадки; 5 - метаморфические породы; 6 - время плутонических фаз; 7 - время региональных надвигов и аккреции.
олитовые и глаукофансланцевые пояса: поздне |
[Maruyama et al., 1996] здесь показаны доюрские |
меловые палеогеновые и позднемиоценовые, |
глаукофановые сланцы. |
включая меланж Лиджи на Тайване с обломка |
На островах Ява, Сулавеси и Калимаи |
ми офиолитов и глаукофановых сланцев, кото |
таи (стык с Альпийско-Гималайским складчатым |
рые датируются 8-14, 16-18 и 87 млн лет []ahn, |
поясом) большинство глаукофановых сланцев и |
1986; Maruyama et al., 1996], а также позднеме |
, эклогитов, включая породы сверхвысоких давле |
ловые-палеогеновые пояса Замбале на Филип |
ний с коэситом, относятся К этапу около |
пинах и пояс Палаван на одноименном острове |
115 млн лет (125-105 млн лет), хотя наКалиман |
[Ishiwatari, 1994] . Амфиболиты в подошве офи |
тане установлены три более древние K-Ar дати |
олитов о-ва Палаван датируются 40 млн лет |
ровки в интервале 163-187 млн лет, в среднем |
[Raschka et al., 1985] , но на схеме в работе |
180 млн лет [Parkinson et al., 1998]. Наиболее под- |
334
Геологическое строение литосферы
робно описаны зональный комплекс Помпангео
в Центральном Сулавеси [Parkinson, 1998], жа деит-кварцевые сланцы Бантимала (юго-запад Сулавеси) и Лук-Уло (Ява), а также аккрецион ный комплекс Мератус на Калимантане, включая офиолиты Мератус и Бобарис и сланцы Хаурен, содержащие глаукофан, кианит, фенгит и магне
зиальный хлоритоид [Parkinson et al., 1998].
Альпийско-Гималайский пояс представ ляет другой известный пример, где тектоничес
кая позиция эклогит-глаукофансланцевого мета
морфизма и его возрастные рамки изучаются ин
тенсивно, прежде всего в последние годы в
Альпах, а также в Динаридах, Греции, Турции,
Омане, Иране. Наиболее древние возрастные да тировки для глаукофановых сланцев установле ны в Динаридах (около 180 млн лет), Карпатской дуге (165145 млн лет), Турции и на Кавказе (185-150 млн лет). В большинстве регионов эво люция высокобарического и ультравысокобари
ческого метаморфизма охватывает интервалы
12535 или 65-35 млн лет [Hsu, 1991; Ernst, 1971; Thoni, Jagoutz, 1992; Tilton et al., 1997;
Gebauer et al., 1997]. Схематически эта эволю
ция и ее возможная интерпретация показаны на
рис. 7.18, в на примере зоны Сезиа-Ланцо в Аль пах. Для сравнения приведены данные по Кали-
. форнии, Оману и о-ву Маргарита (см. рис. 7.18). Наиболее молодые датировки (25-22, 1716 млн лет) установлены для глаукофановых
сланцев и эклогитов в Бетических Кордильерах
на юге Испании [Zeck, 1996]. Наиболее высо
кие давления устанавливаются в комплексах с
коэситом - Дора-Майра [Chopin, 1984; Avigad, 1992], Лаго ди Сигнана [Уап der Кlaw et al., 1997]
и алмазсодержащем комплексе Кими в Греции,
в южном обрамлении Родопского массива
[Mposkos, Kostopoulos, 2001] .
Для Восточной Австралии и Новой Зе ландии характерно сочетание палеозойских и ме
зозойских поясов. К первым принадлежат авст ралийские пояса Квинслэнд и Брисбен, 296-
300 млн лет [Little et al ., 1995]; Порт-Маккуори, 388-405 и 435444 млн лет; Гренрок, 467-
482 млн лет. К мезозойским поясам Новой Зелан
дии относятся: пояс Вакатипу, 106-140 млн лет; пояс Кросилье Харбор, 115-130 и
175-209 млн лет [Maruyama et al., 1996]. В пос
ледние годы Sm-Nd и Ar-Ar методом установлен
раннекембрийский возраст эклогитового мета морфизма ~550 млн лет в Центральной Австра
лии в блоке Масгрейв [Camacho et al., 1997] . Та
ким образом, для пространственно разобщенных поясов Восточной Австралии, Новой Зеландии и Новой Каледонии характерна та же возрастная
последовательность, что и для поясов Японии и
Корякии с дополнительным кембрийским мета
морфизмом: 550(!), 475, 440, 400, 300, 210(?), 180, 140(?), 115,60,30 млн лет.
Палеозойские пояса Центральной Азии, Урала, Западной Европы расположены по об
рамлению Сибирского и Восточно-Европейско го кратонов или между ними (см. раздел 7.2, рис. 7.1, 7.3 и 7.6) . Наиболее древние датировки установлены в обрамлении Таримской глыбы: для глаукофановых сланцев Аксу -700-754 млн лет [иоu et al., 1990], эклогитов Актюзского блока в Северном Тянь-Шане - 750 млн лет [Tagiri et al., 1995], а также в Прибайкальской позднедокемб рийской зоне - 650 млн лет (Sm-Nd метод) для эклогитов Муйской глыбы и ~620 млн лет для глаукофановых сланцев Окинской и Хангаруль ской зон [Добрецов и др., 1989; Шацкий и др.,
1996; Dobretsov, Кirdyashkin, 1994]. Достаточно
широко проявлены в Казахстане и Алтае-Саянс кой области эклогиты и глаукофановые сланцы с возрастом 550-540 и 520 млн лет, включая алмаз
содержащие породы Кокчетавского массива
[Sobolev, Shatsky, 1990; Shatsky et al., 1996; Доб
рецов и др., 1998]; эклогиты в меланже Чаган Узунских офиолитов на Алтае (530-560 млн лет); эклогиты в меланже Борусских офиолитов и гла укофановые сланцы в подошве Куртушибинских офиолитов в Западном Саяне (см. рис. 7.6); глау кофановые сланцы (520 млн лет) в Северной Монголии [Добрецов и др., 1989; Dobretsov, Кirdyashkin, 1994; Буслов, Ватанабэ, 1996]; веро ятно, они соответствуют наиболее раннему эта пу глаукофанового метаморфизма каледонид За падной Европы (Англези ~550 млн лет).
Еще более широко проявлены этапы около 470-480 и 430-450 млн лет. Они установлены в каледонидах Алтае-Саянской области (Уймон ские глаукофановые сланцы), в Казахстане (ран ний этап в Чарском поясе) [Добрецов и др., 1989;
Буслов, Травин, 1998], в Китае (Сунит Цецучи-
463-473 млн лет, Ондор Сум 426-460 млн лет, в среднем 440 млн лет; ранний этап в Северном
335
Глава 7
Чилиане -460 млн лет, в офиолитах Западной Джунгарии (Тонгбайле и др. - 489-440 млн лет), в Шотландии (Баллантре - 483 млн лет), в Нор вегии - 436-491 млн лет, в Греции - 480-
460 млн лет [Maruyama et аl., 1996]. Этап около
405 млн лет (390-420 млн лет) широко проявлен
и в каледонидах, где является завершающим, и в
герцинидах, где является наиболее ранним эта пом (Южный Тянь-Шань, Урал). К нему же от
носятся эклогиты Западной Норвегии с коэситом
и микроалмазом - 408-425 млн лет (Sm-Nd ме тод) и 374-378 млн лет (ретроградный возраст) [Moller, 1998], эклогиты и сланцы Испании, Ар мориканской зоны (Франция), Северного Чилиа на, Чаогеци (Китай) и др. Недавно проведенное Sm-Nd-датирование эклогитов Максютовского комплекса на Южном Урале [Шацкий и др., 1997], где впервые установлены псевдоморфозы по ко эситу В эклогитах [Чесноков, Попов, 1965], дает две датировки - 396 и 375-358 млн лет (в сред нем 370 млн лет). Первое значение согласуется с многочисленными K-Ar датировками 400420 млн лет [Добрецов и др., 1989], а второе - с Ar-Аг-датировками (-375 млн лет) [Веапе et аl.,
1996; Matte et аl., 1993].
В целом как приведенные ранее данные
[Dobretsov et аl., 1987], так и новые определения для палеозоид Азии, Европы, Северной Америки
и Австралии подтверждают намеченные этапы эк
логит-глаукофанового метаморфизма: 300, 330,
360-370, 400,440,470,520,550 млн лет. Однако в
отличие от мезозойских поясов, здесь наблюдает ся широкий разброс датировок, перекрывающий нередко два соседних пика метаморфизма. Не все
гда очевидна трактовка их как проявлений двух
(или более) самостоятельных этапов метаморфиз ма. Намечаются также докембрийские этапы 620,
650, 700, 750-760, 820, 1050 млн лет. Наиболее
древними являются высокобарические метамор фические породы Северного Мали в Африке, со держащие коэсит и псевдоморфозы по коэситу; U-РЬ-датировки цирконов из кианитовых эклоги
тов этого комплекса представлены двумя группа
ми цифр - 820 млн лет и около 1045 млн лет [СаЬу,
1994]. Другие, более древние датировки эклоги тов - около 2 млрд лет и древнее, являются дис
куссионными [Maruyama, Liou, 1998].
Опираясь на вышеприведенные и другие обзорные работы [Добрецов, Кирда, 1969; Доб-
рецов, 1974; Dobretsov, Kirdy ashkin, 1994; Dobretsov et аl., 1994; Harley, Carswell, 1995; Maruyama et аl., 1996; Maruyama, Liou, 1998], об
судим два принципиальных вопроса:
~периодичность глаукофансланцевого вы сокобарического метаморфизма и ее корреляцию
сдругими глобальными процессами;
~природу глаукофансланцевого метамор физма и причины его периодичности.
Впоследних работах Ш. Маруямы
[Maruyama et аl., 1996; Maruyama, Liou, 1998]
утверждается, что к настоящему времени в
складчатых областях обнаружено и описано 240 высокобарических метаморфических комплек
сов с эклогитами и глаукофановыми сланцами.
Однако не все они сопровождаются достаточно
надежными изотопными датировками. Нами [Добрецов, 1999] упомянуто около 190 ИЗОТОП но-датированных метаморфических комплексов, из них 1О 1 относится к мезозою и кайнозою, ос
тальные - к палеозою и докембрию. Большин
ство геохронологических данных представлено
в комплексе с геологическими и петрологиче
скими данными. В первых обобщениях [Добре
цов, 1981; Dobretsov et аl., 1987] использов.ано
около 70 случаев, т. е. в три раза меньше. Гис тограммы средних датировок (рис. 7.22) допол нены примерными кривыми максимумов (с уче том разброса данных) и показана общая резуль тирующая кривая. Построенные таким образом
гистограммы и кривые дают возможность сопо
ставить процесс глаукофансланцевого метамор физма с другими глобальными процессами - офиолитообразованием, эволюцией состава мор ской воды и интенсивностью базитового магма тизма в фанерозойской истории Земли (сравни также с рис. 7.13).
Почти все средние возрастные оценки (см.
рис. 7.22, а) укладываются в узкие пределы для
каждогоэтапа(±5 млн лет или ±2.5 млн лет), аоб
щие диапазоны датировок почти не перекрыва
ются. Отклонения от интервала средних значе
ний, равные ±5 млн лет, фиксируются в 22 слу
чаях из 190 (12 %). Таким образом, новая, более
полная статистика максимумов эклогит-глаукофа нового метаморфизма (190 случаев) в сочетании
с геологическими данными (см. рис. 7.14-7.20)
подтверждает правильную периодичность глау
кофанового метаморфизма.
336
Геологическое строение литосферы
т 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ro |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-:r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
|
|
|
|
|
Возраст, млн лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t
<; |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
::о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"'..... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
::о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"'о |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
)( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
50 |
100 |
150 |
|
|
200 |
250 |
300 |
|
|
|
Возраст, млн лет |
|
|
|
|||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
т 100 |
|
|
|
|
/ - |
,-, |
800", |
|
|
ro |
|
|
|
|
|
, |
J: |
|
|
|
|
|
|
/0" |
-.1 1\ |
|
||
|
~ |
|
|
|
|
/ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
1: |
''''' |
, |
60~ |
|
|
5 |
|
|
'1' |
|
, |
|||
|
|
|
I |
, |
|
, |
|
||
|
|
|
|
,i |
|
, |
..о |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
о |
50 |
' |
/r\ " |
,..1 |
, |
|
, |
40 а |
|
5 |
|
"I |
\ '\: ':' |
, |
|
, |
::о |
|
|
|
, |
|
|
|
||||
|
s |
|
|
, |
|
, |
|
|
<i |
|
-:r |
|
|
, |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
, |
|
|
20 () |
|
|
00 |
200 |
300 |
|
400 |
500 |
|
|
|
|
|
Возраст, млн лет |
|
|
|
Рис. 7.22. Сопоставление глаукофансланцевого метаморфизма с интенсивностью магматизма в фанеро зое, офиолитообразованием и изменениями состава морской воды:
а - пики глаукофансланцевого метаморфизма: гистограммы средних изотопных датировок глаукофансланце во-эклогитовых комплексов и поясов, статистические распределения данных (тонкие линии), огибающая кривая (тол
стая лини.!!); б - объемы ( х l06 кмЗ за 1 млн лет) глобальных типов магматизма [Добрецов, Кирдяшкин, 1998]: 1 -
мантийно-плюмовый, 2 - известково-щелочной в зонах субдукции, 3 - толеитовый в срединно-океанических хребтах
(а-в - с разным учетом мантийно-плюмового магматизма), VI' V2 и VЗ- средние значения объемов для последних 50100 млн лет; в - эволюция офиолитов (сплошная линия) [Abbate et al ., 1985; Ishiwatari, 1994, с уточнениями] и вари
ации состава морской воды - концентрация ионов Са , моль/ кг ир (пунктирная линия) [Иаrdiе, 1996] . Точки на рис. б и в соответствуют максимумам на рис. а.
Остается лишь один вопрос, который соб |
ные максимумы, которые позволяют, например в |
ственно и является предметом дискуссии, - на |
Японии, вместо одного пояса Сангун выделить |
личие в ряде поясов широкого интервала датиро |
четыре разновозрастных пояса - краевой пояс |
вок, перекрывающего два или три соседних мак |
Хида (330 млн лет), пояс Ренге (300 млн лет), |
симума. Таких случаев около 30 %. Однако, как |
пояс Суо (220 млн лет) и Чизу (180 млн лет). |
было показано на примере Японии (см. рис. 7.14, |
Можно их объединить в два пояса (Ренге и Суо) |
7.15) и Калифорнии (см. рис. 7.18), в этих случа |
с двумя этапами в каждом [Nishimura, 1998], но |
ях устанавливаются пространственно разобщен- |
суть от этого не меняется. Аналогично вместо |
337
Глава 7
единого Францисканского пояса выделяются раз новозрастные пояса: Прибрежный, Центральный и Восточно-Францисканский (см. рис. 7.18, 7.19),
характеризующиеся разной р-Т-t-эволюциеЙ.
Более сложный случай устанавливается в поясе Санбагава в Японии (см. рис. 7.15, 7.16) и зоне Сезиа-Ланцо в Альпах (см. рис. 7.18, в). Здесь возрастной интервал расширяется за счет наложенных деформаций и метаморфизма в ус ловиях среднекоровой глубинности, и возможны альтернативные интерпретации. Метаморфичес кие сланцы пояса Санбагава перекрываются в раз
ных частях пояса разновозрастными осадками
раннего эоцена (~55 млн лет), сантона (8488 млн лет), готерива-баррема (~120 млн лет) с об ломками глаукофановых сланцев, что подтверж дает наличие нескольких этапов метаморфизма.
Многоэтапные кривые (см. рис. 7.18) для Альп и о-ва Маргарита, построенные на основе об
щих предположений, подтверждаются сегодня не
зависимыми геологическими и изотопными дан
ными [Genser et аl., 1996; Thoni, Jagoutz, 1992;
Tilton et аl., 1997], свидетельствующими о много-
этапной истории эволюции субдукционного про цесса в Альпах (рис. 7.23): а) субдукция Южно Пеннинской океанической плиты в течение 120100 млн лет; б) коллизия Средне-Пеннинского микроконтинента (100-80 млн лет); в) субдукция Северо-Пеннинской плиты (60-40 млн лет); г) коллизия с Европейской плитой (40-
20 млн лет) [Genser et al., 1996]. Рассчитанные
модельные кривые эволюции температуры в раз
ных пластинах (см. рис. 7.23), согласуется с нали чием максимумов около 120,90 и 60 млн лет, по казанных на рис. 7.18, а также фиксирует допол нительные, более редкие максимумы 140-160 и
около 180 млн лет [Genser et аl., 1996].
Результирующая картина трехэтапной суб дукции в Альпах показана на рис. 7.24, а (вверху): после субдукции Южно-Пеннинской пластины (SP) произошло заклинивание зоны субдукции Средне-Пеннинским микроконтиненталъным бло ком (МР), смещение зоны субдукции и субдукция Северо-Пеннинской океанической плиты и Евро
пейского форланда, перекрытого гельветскими
осадками [Genser et аl., 1996]. .
|
Т, ОС |
~------------------------------ |
~ 600 |
500
400
300
200
о 40 |
80 120 |
160 |
Возраст, млн лет |
|
|
~:oMW'. I::; |
8~O |
I |
|
|
160 |
Рис. 7.23. Рассчитанные модельные кривые Т-t-Эволюции разных блоков в Восточных Альпах [Genser et al., 1996].
Положение точек в блоках см. на рис. 7.24, а. Внизу - скорость (мм/год) и этапы спрединга и субдукции (190130 млн лет спрединг, 120-100 млн лет субдукция, 100-80 млн лет субдукция и аккреция, 60-25 млн лет субдукция и эксгумация).
ЗЗ8