Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2021, T. 498, № 2, стр. 115-120

Таннуольско-Хамсаринский сегмент является крайним восточным фрагментом крупной Кузнецко-Тувинской или Тувино-Монгольской островодужной системы, существовавшей в Палеоазиатском океане в венде-кембрии ([1] и др.). В свою очередь Таннуольско-Хамсаринская островодужная система разделяется на Хамсаринскую и Таннуольскую зоны, которые могут считаться террейнами [1–3]. Изотопно-геохронологические данные для Таннуольско-Хамсаринского сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса немногочисленны и получены, преимущественно, для пород Таннуольской зоны. Для габброидов офиолитового комплекса инициальной стадии развития системы установлен возраст 578.1 ± ± 5.6 млн лет [4], а в целом, этапы кислого и основного островодужного магматизма оцениваются временными диапазонами 570–560, 540–520 млн лет [5, 6]. В Хамсаринской зоне установлен ордовикский возраст практически неметаморфизованных вулканитов хамсаринской свиты, с несогласием перекрывающей докембрийские слоистые толщи террейна и маркирующих границу различающихся этапов в геологическом развитии региона [7]. С этим же временным интервалом 450–460 млн лет связаны вулканиты кендейской свиты юго-западной части Таннуольского блока [6].

Цель настоящей статьи – установить возрастные диапазоны формирования инициальных отложений островодужных комплексов Хамсаринского террейна и последующих этапов тектоно-магматической активизации в исследуемой части ЦАСП, имеющие существенное значение для расшифровки эволюционной истории и реконструкции палеогеодинамических событий на границе с Сибирским кратоном.

В строении восточной части Хамсаринского террейна, представляющей собой узкий клин между Сибирской платформой и Тувино-Монгольским микроконтинентом (ТММ), ограниченной Главным Саянским и Азасско-Жомболокским разломами, принимают участие ряд предположительно докембрийских свит (шутхулайская, балыктыгхемская и монгошинская), сложенных в разной степени метаморфизованными пара- и ортопородами и несогласно перекрывающихся существенно вулканогенной, практически неметаморфизованной хамсаринской свитой [3]. В Хамсаринском террейне названия шутхулайской и монгошинской толщ даны по сходству литотипов пород и фрагментов разреза с одноименными толщами ТММ. В пределах террейна широко проявлен палеозойский гранитоидный магматизм, который соотносят, преимущественно, с огнитским и таннуольским комплексами.

Датирование метаморфических пород и гранитоидов огнитского комплекса проводилось методом LA–ICP–MS в Центре многоэлементных и изотопных исследований ИГМ СО РАН (г. Новосибирск). Наиболее древние породы Хамсаринского террейна выделены в шутхулайскую свиту и представлены преимущественно метабазальтами и метаандезитами, по геохимическим особенностям сопоставимыми с породами, сформированными в субдукционной обстановке. Из разреза этой свиты в верховьях р. Обтой (рис. 1) была отобрана проба амфибол-биотитового гнейса (ОК-52/16, 52°49′59.8″ с.ш.; 99°29′10.7″ в.д.). Проанализированные 57 зерен циркона показали конкордантные значения возраста (степень дискордантности ±5%), которые использовались при построении гистограмм и диаграмм плотностей вероятности распределения возрастов. На диаграмме (рис. 2) четко обозначились две сближенные группы зерен циркона неопротерозойского возраста с пиками 720 и 790 млн лет. Конкордантные возрасты самой молодой группы зерен циркона группируются в интервале от 660 до 680 млн лет.

Рис. 1.

Схема террейнов Байкал-Хубсугульского региона (с использованием данных А.Б. Кузьмичева [2] и А.А. Монгуша [3]) и схематизированная геологическая карта района рек Ока и Жомболок, на основе карты м-ба 1 : 200 000. 1 – кайнозойские отложения, 2 – хамсаринская свита, 3 – монгошинская свита, 4 – балыктыгхемская свита, 5 – шутхулайская свита, 6 – гранитоиды огнитского комплекса, 7 – гранитоиды таннуольского комплекса, 8 – протерозойские гранитоиды, 9 – разломы, 10 – места отбора проб для изотопного датирования.

Рис. 2.

Результаты U–Pb изотопных исследований. 1 – горизонты алевролитов, песчаников; 2 – амфибол-биотитовые и биотитовые гнейсы, кристаллические сланцы; 3 – мраморизованные известняки, горизонты графитистых мраморов; 4 – биотитовые, биотит-амфиболовые сланцы; 5 – эффузивы кислого, среднего состава и их туфы; 6 – эффузивы основного состава; 7 – места отбора проб для U–Pb-изотопного анализа.

По циркону из метатерригенных пород монгошинской свиты (проба ОК-42, 52°47′51.2″ с.ш.; 99°47′34.4″ в.д.), подстилающей хамсаринскую, было получено 69 конкордантных значений возраста. Самые молодые значения возраста цирконов (5 зерен) с пиком на 640 млн лет указывают, что накопление пород свиты происходило не ранее этого времени (рис. 2). Для второй популяции детритовых зерен циркона из метаосадков свиты характерен более широкий диапазон возрастов – от 740 до 960 млн лет, с пиком, как и вышележащей толще, на 790 млн лет.

Полученные данные показывают, что одноименные осадочно-вулканогенные толщи в пределах ТММ и Хамсаринского блока являются разновозрастными и не являются стратиграфическими аналогами. Так, для терригенных образований ТММ серия наиболее молодых возрастов детритовых зерен циркона ограничена рубежом 750–780 млн лет, а время седиментации этих пород происходило не моложе 750 млн лет на основании данных о возрасте прорывающих их силлов [8]. Выделяемые под тем же названием осадочно-вулканогенные толщи Хамсаринского террейна накапливались не древнее 640–680 млн лет.

Постметаморфический этап развития этого блока установлен на основе изучения гранитоидов, условно относимых к огнитскому комплексу (ОК-86/2 р. Мундорга, 52°51′36.4″ с.ш.; 99°55′30.8″ в.д., точка 5 на рис. 1). Здесь эти интрузивные образования внедрились в метаморфизованные отложения монгошинской свиты и имеют возраст 480 млн лет (рис. 2). По своим геохимическим характеристикам их можно отнести к породам, сформированным в постколлизионную стадию.

Ранее нами был установлен возраст кислых эффузивов хамсаринской свиты (р. Сайлаг), который по данным U–Pb-датирования (SIMS) по зернам циркона из двух проб отвечает 463.9 ± 2.8 и 461.7 ± 3.1 млн лет [7]. Образование эффузивов не связано с субдукционной историей развития террейна, а происходило после коллизии во внутриплитных условиях.

К хамсаринской свите традиционно относятся также основные вулканиты, которые слагают блоки, обособленные от выходов кислых пород. Из пробы (ОК-43/4, 52°51′45.4″ с.ш.; 99°55′37.1″ в.д.) зеленокаменно измененных пород андезибазальтового состава был выделен циркон, U–Pb-датирование которого было проведено на ионном микроанализаторе SHRIMP-II в центре изотопных исследований ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского. Полученные точки анализов на диаграмме образуют конкордантный кластер с возрастом 267.4 ± 2.8 млн лет (рис. 3). Исходя из полученных данных, андезибазальты ошибочно отнесены к породам хамсаринской свиты. Они фиксируют более поздний этап развития Хамсаринского блока, который также связан с процессами внутриконтинентального растяжения, но происходившими в позднепалеозойское время, как в пределах ЦАСП ([9] и др.), так и прилегающих образованиях Сибирского кратона ([10] и др.).

Рис. 3.

Диаграмма с конкордией для зерен циркона из гранитоидов (ОК-86/2) огнитского комплекса Хамсаринского террейна.

Таким образом, возрастной рубеж 680–640 млн лет, отвечающий инициальному субдукционному вулканизму Хамсаринского террейна, до настоящего времени не был зафиксирован ни в прилегающей части ТММ, ни в пределах самой Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы. В то время как поздние события, связанные с ранне- и позднепалеозойским рифтогенезом, типичны как для Таннуольско-Хамсаринской зоны [9, 11], так и для ТММ [12, 13]. Присутствие в вулканогенных породах основания Хамсаринского террейна значительного количества отнесенных к ксеногенным зерен циркона неопротерозойского возраста (рис. 2) указывает на то, что формирование пород шутхулайской свиты происходило уже на сформированной коре, где в интервале 720–790 млн лет широко были проявлены процессы тектоно-магматической активизации. Это свидетельствует о заложении Хамсаринского блока в раннем неопротерозое, значительно древнее, чем становление Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы. Завершение аккреционно-коллизионных событий в примыкающем к Сибирской платформе фрагменте складчатого пояса фиксируется внедрением гранитоидов условно огнитского комплекса с возрастом 480 млн лет. Кислые эффузивы возрастного диапазона 464–462 млн лет по микроэлементному составу существенно отличаются от гранитоидов огнитского комплекса, а их формирование связано с постколлизионной историей развития этого сегмента ЦАСП. Проведенные исследования вносят существенные коррективы в хронологию стратификации осадочно-вулканогенных последовательностей этого фрагмента Хамсаринского блока и не находят аналогий в проявлении общих тектоно-магматических событий с прилегающими блоками.

Установленные проявления рифтогенных процессов разного возрастного уровня в пределах рассматриваемого террейна могут быть связаны с его положением вблизи границы раздела платформенной и складчатой областей. Их развитие в зонах активизации основных тектонических швов – Главного Саянского разлома и разломов, ограничивающих докембрийские структуры (массивы) складчатого обрамления, сохраняется вплоть до кайнозоя и связывается с различными событиями [14]. Позднепалеозойский базитовый магматизм, проявленный как в пределах южного фланга Сибирского кратона, так и в прилегающих образованиях складчатого пояса может быть связан как с процессами внутриконтинентального растяжения, в тылу активной окраины Сибирского континента на фоне субдукции под нее коры Монголо-Охотского океана [10], так и с типичным для рифтов базит-щелочногранитным мантийным плюмовым магматизмом [9].