авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Геология и кинематика ишимбинской и приенисейской зон разломов енисейского кряжа

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАТУШКИН Николай Юрьевич

ГЕОЛОГИЯ И КИНЕМАТИКА

ИШИМБИНСКОЙ И ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

ЗОН РАЗЛОМОВ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА

25.00.01 – общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН и в Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН Верниковский Валерий Арнольдович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Буслов Михаил Михайлович

кандидат геолого-минералогических наук, Беляев Сергей Юрьевич

Ведущая организация: Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья.

Защита состоится 12 октября 2010 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета № ДМ 003.067.01 при Учреждении РАН Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан 10 сентября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Е.М. Высоцкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Енисейский кряж представляет собой сложно построенный складчато-надвиговый пояс и является одной из ключевых геологических структур в западном обрамлении Сибирской платформы. Расшифровка истории формирования и эволюции этого орогена имеет особое значение для понимания эволюции всего Центрально-Азиатского подвижного пояса. В пределах Енисейского кряжа производственными геологическими организациями проводились значительные по объемам многолетние геолого-съемочные работы, в том числе геофизические, которые существенно дополнялись петрологическими, геохронологическими, геохимическими и другими исследованиями, выполненными сотрудниками научно-исследовательских институтов. Однако в значительно меньшей степени уделялось внимание типизации и кинематике ключевых структурных элементов складчато-покровной области, последовательности и возрасту деформаций, что крайне важно для восстановления геодинамической эволюции формирования Енисейского кряжа и прилегающих структур. Для проведения подобных работ в сложно построенных геологических объектах требуется комплексный подход с обязательным применением структурного анализа в сочетании с геологическими, изотопно-геохронологическими, геофизическими и другими методами. Актуальность настоящего исследования заключается в том, что впервые комплексный подход для определения кинематики, возраста, продолжительности и этапов деформаций применяется для основных тектонических швов аккреционно-коллизионной структуры Енисейского кряжа, что позволяет построить динамическую модель его формирования. Кроме того, в рамках настоящего исследования были получены геохронологические данные, существенно дополнившие представления об эволюции Енисейского кряжа.

Объектами исследования в работе являются Ишимбинская и Приенисейская зоны разломов, представляющие собой крупнейшие сутуры Енисейского кряжа.

Целью работы является определение типов деформаций, их кинематики, последовательности и возраста при формировании и эволюции структуры Енисейского кряжа.

Основная задача исследования: восстановить эволюцию развития геологической структуры Ишимбинской и Приенисейской зон разломов посредством морфологической и кинематической типизации разрывных и складчатых деформаций и установления их возраста.

Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ на Енисейском кряже в 2005-2009 г. в составе экспедиционных отрядов лаборатории геодинамики и палеомагнетизма Института геологии и минералогии СО РАН и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. В работе также использованы материалы полевых исследований, проводимых автором в пределах Верхоянского складчато-надвигового пояса в ходе производственных практик (2003, 2004 гг.) во время обучения в НГУ, включая фотографии, предоставленные к.г.-м.н. А.В. Прокопьевым. Использованы коллекции шлифов, образцов, геологические карты, схемы и геохронологические данные лаборатории геодинамики и палеомагнетизма, фондовые материалы.

При написании диссертации автором было просмотрено более 120 шлифов, из них 33 ориентированных. При полевых исследованиях выполнено более 660 замеров элементов залегания, на стереограммах из них вынесено более 300. Для иллюстрации деформационных структур в работе используются 39 фотографий обнажений и 15 снимков пород в шлифах. Петрографические исследования проводились на поляризационном микроскопе Nikon ECLIPSE LV100 POL. Приводимые Ar-Ar геохронологические анализы выполнялись на масс-спектрометре Noble gas 5400 в Аналитическом центре ИГМ СО РАН, г. Новосибирск.

Теоретической основой для исследования является тектоника литосферных плит, характеризующая типы разрывных и складчатых дислокаций при их взаимодействии, а также кинематику и механизмы деформаций пород в условиях различных геодинамических обстановок (Зоненшайн и др., 1976, 1990; Хаин, 2005). Полевые исследования и интерпретация структурных данных проводились с использованием методик и теоретических основ, описанных в (Елисеев, 1953; Михайлов, 1984; Белоусов, 1986; Ramsay, Huber, 1987а,б; McClay, 2005; Price, Crosgrove, 2005).

Основные защищаемые положения и выводы.

1. Ишимбинская зона разломов, заложенная 780-750 млн. лет назад в результате коллизии Центрально-Ангарского террейна и Сибирского кратона, представлена разломами северо-западного и северо-восточного простирания, имеющими надвиговую и взбросовую кинематику, осложненную сдвиговой компонентой. Породы в тектонических блоках, ограниченных этими разломами, деформированы конформной с разломами наклонной и запрокинутой складчатостью, рассланцованы и несут признаки, по крайней мере, двух этапов продольного сжатия со стороны Центрально-Ангарского террейна в неопротерозое.

2. Приенисейская зона разломов является одним из тектонических швов в зоне сочленения фундаментов Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты, а ее заложение 640-600 млн. лет назад происходило в обстановке косой аккреции Приенисейской вулканической дуги и обдукции офиолитов на окраину Сибирского кратона. Приенисейская зона разломов образована разломами север-северо-западного простирания, имеющими взбросовую и надвиговую кинематику с левосторонней сдвиговой компонентой, формирующими тектонические покровы и структуры типа «пальмового дерева».

3. Структурно-геологические и геохронологические данные позволяют утверждать, что сутурные зоны Енисейского кряжа, формировавшиеся и эволюционировавшие в неопротерозое, испытали тектоно-магматическую активизацию в палеозое и мезозое. Для Ишимбинской зоны такие признаки установлены для раннего-среднего триаса, а для Приенисейской – для среднего девона и также раннего-среднего триаса, что связано с позднекаледонскими аккреционно-коллизионными событиями в Центрально-Азиатском складчатом поясе и раннемезозойскими тектоно-магматическими событиями на Сибирской платформе.

4. Западное и восточное обрамление Сибирского кратона обладают сходными кинематическими характеристиками как продольных, так и поперечных крупнейших зон разломов, несмотря на различия в размерах, в продолжительности времени существования пассивной континентальной окраины и этапов эволюции. Енисейский и Верхоянский складчатые пояса обладают признаками аккреционных орогенов и формировались при значительном вкладе надвиго-сдвиговой кинематической компоненты деформаций, вызванной вращением аккретирующих и коллидирующих блоков.

Новизна работы. Личный вклад. В результате проведенного исследования была установлена кинематика крупных тектонических швов Енисейского кряжа, этапы их развития и роль в формировании и эволюции этой геологической структуры. Для определения кинематики разрывных и складчатых деформаций, помимо анализа коренных выходов, впервые использовалась интерпретация кинематических индикаторов в ориентированных шлифах. В рамках изучения зон разломов впервые выполнен структурный анализ в пределах Стрелковского лейкогранитного массива и его эндо- и экзоконтактовой зоны, выявлены закономерности расположения шлировых образований и трещиноватости в лейкогранитах, что позволяет усовершенствовать геодинамическую модель формирования интрузивных тел глушихинского комплекса. Проведено детальное изучение тектонического строения Предивинского террейна, определена его структура типа «пальмового дерева».

Выявлена тектоно-магматическая активизация докембрийских шовных зон Енисейского кряжа в палеозое и мезозое. Получены 3 новые Ar-Ar датировки среднедевонского возраста по слюдам из парагнейсов Приенисейской зоны разломов и из парагнейсов и лейкогранитов в смежных с ней структурах, а также 2 Ar-Ar датировки мезо- и неопротерозойского возрастов по амфиболу из метагаббро в деформированном фрагменте офиолитов, расположенном в пределах Ишимбинской зоны разломов. В пределах Приенисейской зоны установлены проявления среднедевонского и ранне-среднетриасового тектоно-магматических этапов по лейкогранитам и щелочным трахитам Порожинского массива Южно-Енисейского кряжа (U-Pb метод по цирконам).

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при доработке и совершенствовании государственных геологических карт, тектонических схем, палеотектонических реконструкций, при геолого-съемочных работах и при проведении практических занятий со студентами.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых «Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности» (Тюмень, 2008); Всероссийской молодежной научной конференции «Трофимуковские чтения – 2008» (Новосибирск, 2008); Третьей и Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2006, 2008); XII Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (Томск, 2008); XLII, XLIII, XLIV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2004, 2005, 2006). Результаты исследований докладывались на 17 конференции «Goldschmidt» (Кельн, 2007); 33-ом Международном геологическом конгрессе (Осло, 2008); совещании «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (Иркутск, 2008, 2009); XLIII Тектоническом совещании «Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя» (Москва, 2010). По результатам проведенных исследований опубликовано 24 научные работы, 5 из них – статьи в рецензируемых журналах.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, 5 глав и заключение общим объемом 206 страниц, 81 рисунок, и 3 таблицы. Список использованной литературы содержит 184 наименования. Работа выполнена в лаборатории геодинамики и палеомагнетизма ИНГГ СО РАН за время обучения в очной аспирантуре.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.г.-м.н., чл.-корр. РАН В.А. Верниковскому, оказывавшему постоянную поддержку и помощь на всех стадиях выполнения исследования. Автор также глубоко признателен д.г.-м.н. А.Е. Верниковской за оказанную помощь и руководство в ежедневной работе при подготовке статей, тезисов и за переданный профессиональный опыт. Автор благодарен к.г.-м.н. А.В. Прокопьеву (Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, г. Якутск), под чьим руководством проводились полевые работы в пределах Верхоянского складчатого пояса и первое ознакомление с методами структурного анализа, а также коллеге и соавтору публикаций к.г.-м.н. А.М. Ясеневу за помощь при выполнении полевых работ и консультации при первичной обработке полевых материалов. Полевые исследования в 2006 г. проходили в сотрудничестве с к.г.-м.н. Б.А. Натальиным (Стамбульский технический университет, г. Стамбул, Турция), которого автор особенно благодарит за ценные рекомендации и наблюдения при изучении Рыбинских офиолитов. В различные полевые сезоны исследования на Рыбинском, Стрелковском, Предивинском и Чиримбинском участках проводились совместно с сотрудниками лаборатории геодинамики и палеомагнетизма д.г.-м.н. А.Ю. Казанским, к.г.-м.н. Ю.К. Советовым и к.г.-м.н. Д.В. Метелкиным. Автор искренне благодарен к.г.-м.н. А.В. Травину за выполнение изотопных Ar-Ar анализов и за рекомендации по их интерпретации. Работы по термохронологическому моделированию становления гранитоидов и их публикация проводились под руководством А.Е. Верниковской в тесном сотрудничестве с к.г.-м.н. А.В. Травиным, и д.г.-м.н. О.П. Полянским (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск), с помощью которых была разработана физическая основа модели остывания гранитоидных плутонов и проводилось компьютерное моделирование. Автор признателен к.г.-м.н. В.М. Даценко (КНИИГиМС, г. Красноярск) за предоставленные геологические материалы, полезные рекомендации и литературные источники. На разных этапах подготовки диссертации ее результаты обсуждались с сотрудниками ИГМ СО РАН д.г.-м.н. А.Д. Ножкиным и Н.А. Берзиным, к.г.-м.н. А.С. Гибшером, С.А. Каргополовым, Г.С. Федосеевым и Н.Н. Круком, с сотрудником ИНГГ СО РАН к.г.-м.н. С.Ю. Беляевым – автор искренне благодарен всем за поддержку и помощь.

Глава 1. Геологическое положение Енисейского кряжа в структуре Сибирского кратона

Глава 1 посвящена обзору представлений исследователей о тектонике Енисейского кряжа, описанию современной террейновой модели его строения (Vernikovsky et al., 2003), глубинного строения этой структуры по геофизическим данным и вопросам терминологии. Заостряется внимание на региональном геологическом положении крупных продольных зон разломов Енисейского кряжа, их роли в формировании деформационных структур и в контролировании расположения магматических комплексов, а также на особенностях метаморфизма пород в пределах зон разломов.

До 80-х годов ХХ века формирование структуры Енисейского кряжа рассматривалось с точки зрения геосинклинальной теории в качестве древней геосинклинали, в развитии которой от архея до палеозоя значительную роль играли протяженные продольные разломные зоны с большой глубиной заложения сместителей. Тектоническая структура Енисейского кряжа рассматривалась как мегаантиклинорий, отделенный зонами разломов от Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты, состоящий из серии антиклинориев и синклинориев, преимущественно северо-западного простирания. Как покровно-складчатую структуру Енисейский кряж начали рассматривать в течение последних трех десятилетий (Постельников, 1980; Кузьмичев, 1987; Зоненшайн и др., 1990; Волобуев, 1993; Верниковский и др., 1993, 1994, 1999, 2001) в основном за счет исследования аллохтонного залегания офиолитовых и островодужных комплексов в его северо-западной части.

На чешуйчатый (складчато-надвиговый) характер глубинного строения Енисейского кряжа указывают геофизические исследования, проводившиеся в последние 40 лет. Геофизические данные также указывают на то, что Заангарье Енисейского кряжа отчетливо отделяется на глубине от смежных региональных геологических структур (Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы), причем границы проходят по системам ступенчатых разломов, падающих к центру орогена. Переход от Западно-Сибирской плиты к Енисейскому кряжу характеризуется возрастанием мощности земной коры от 41 до 47 км и сменой формы кривой магнитного поля с плавной на расчлененную, пилообразную (Крылов и др., 1967). Глубина залегания поверхности Мохо под Енисейским кряжем по сравнению с соседними регионами резко увеличивается от 40 до 50-55 км (Геология и металлогения…, 1985; Постельников, Мусеибов, 1992). При этом ширина складчатой области Енисейского кряжа на глубине >10 км уменьшается вдвое, что придает ему грибовидную форму (Старосельцев и др., 2003). При исследовании глубинного характера залегания сместителей Ишимбинской и Приенисейской зон разломов геологами отмечалась приуроченность к ним массивов ультраосновных пород, что выражается в наличии положительных магнитных аномалий, которые легко выделяются на фоне преимущественно немагнитных образований. Основным критерием выделения надвигов служило наличие в разрезе фрагментов наклонных отражающих границ, которые кореллировались в разрезе на значительные расстояния (Горюнов, 2002). По данным сейсмопрофилирования земная кора Енисейского кряжа отличается существенным изменением количества горизонтальных плоскостных границ, а волновая картина коры слабо упорядочена, с непротяженными отражающими площадками (Горюнов, 2002). Значение средних скоростей упругих волн в земной коре Енисейского кряжа, замеренных в меридиональном направлении, на 0.2 км/сек больше, чем в широтном, что, вероятно, указывает на широкое развитие субмеридиональных дизьюнктивов, распространяющихся на весьма большие глубины, но не захватывающих породы верхней мантии (Крылов и др., 1967). Согласно данным работ МОГТ и электроразведочных работ МТЗ верхняя часть земной коры Енисейского кряжа (до глубины 25-30 км) значительно нарушена субвертикальными зонами высокой проводимости с широкими вариациями вертикальной амплитуды смещений. Результаты этих исследований интерпретированы как наличие большого количества субвертикальных разрывов и протяженных наклонных разломов в земной коре Заангарья. При геофизических исследованиях большое значение приобрел профиль «Батолит» (рис. 1, врезка), подвергавшийся нескольким интерпретациям, на основе которых в Заангарье были выделены «чешуйчато-складчатые структурные единицы», разделенные Приенисейским, Татарским, Ишимбинским и Анкиновским разломами (Сурков и др., 1996), а также подтверждена грибообразная форма Енисейского кряжа (Хераскова и др., 2009) и его ограниченность крупными разломами, падающими к центру.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.