Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 507, № 2, стр. 290-295

Среднеюрская эпоха является важным этапом в тектонической истории Северо-Востока Азии. В средней юре произошли разномасштабные тектонические события, наиболее значимым из которых была амальгамация кратонных и островодужных террейнов, завершившаяся образованием Колымо-Омолонского супертеррейна (микроконтинента) [1–3]. В состав Колымо-Омолонского супертеррейна входит Нагонджинский террейн [1–3]. На юго-западном фланге, в районе поворота структур Колымской петли, Нагонджинский террейн сложен гемипелагическими кремнисто-вулканогенно-терригенными толщами верхнего палеозоя–средней юры [1–3]. На северо-восточном фланге, в пределах кряжа Улахан-Сис, в составе террейна достоверно известны только верхнетриасовые, нижнеюрские и среднеюрские карбонатно-терригенные и вулканогенно-терригенные отложения [4, 5]. Согласно существующим представлениям, палеозойско-мезозойские толщи, слагающие Нагонджинский террейн, являются осадочными образованиями, заполнявшими восточную часть (в современных координатах) Оймяконского палеобассейна [1–3]. Толщи накопились на западной окраине Омулевского кратонного террейна до формирования Колымо-Омолонского микроконтинента. Верхи среднеюрского разреза, представленные фациально разнообразными отложениями, содержащими горизонты олистостром, интерпретируются этими авторами как наиболее ранние постамальгамационные образования [1–3]. Возраст этих отложений по двустворкам был определен как батский [4, 5]. В связи с ревизией зональной аммонитовой шкалы байоса-бата, стратиграфическое положение биостратонов по двустворкам ныне пересмотрено [6, 7].

В данной работе проведен анализ биостратиграфических данных 1976–1983 гг. прошлого века и представлены новые фаунистические находки, что позволило уточнить возраст среднеюрских отложений кряжа Улахан-Сис до байоса–среднего бата. В статье также впервые приведен детальный анализ вещественного состава байосских-среднебатских отложений Нагонджинского террейна, на основании которого установлен островодужный источник части кластогенного материала и пересмотрены палеотектонические обстановки осадконакопления для этого временного интервала.

Исследования проводились на северном склоне кряжа по р. Нижний Тогучан и в осевой части кряжа по р. Кусаган-Юрях (рис. 1), где в глыбовых развалах и редких коренных выходах вскрываются интенсивно дислоцированные терригенные среднеюрские толщи.

Рис. 1.

Схема геологического строения кряжа Улахан-Сис (по [2], с упрощениями); черным прямоугольником на врезке показано расположение района исследований. 1 – Полоусный синклинорий; 2 – Нагонджинский террейн (северо-восточный фланг); 3 – Улахан-Тасский блок Омулевского террейна; 4 – нижнемеловые гранитоиды (Северный батолитовый пояс); 5 – нижне-верхнемеловые основные и кислые вулканиты; 6 – надвиги (СТ – Сетакчанский, Н – Нальчанский); 7 – прочие разрывные нарушения. На стратиграфических колонках: 8 – гравелиты, конгломераты; 9 – песчаники; 10 – алевролиты; 11 – аргиллиты; 12 – олистолиты Улахан-Тасских девонских известняков; 13 – олистолиты верхнетриасовых терригеннно-карбонатных пород; 14 – олистолиты базальтовых порфиритов; 15 – прослои и линзы риолитов и их туфов; 16 – ископаемые двустворки. Районы наблюдений показаны цифрами в кружках. 1, 2 – районы наших исследований: 1 – по р. Нижний Тогучан, 2 – по р. Кусаган-Юрях; 3 – район исследования Г.В. Сонина [5], верховья рр. Нанчан, Балыктах.

Сводный разрез среднеюрских отложений, видимой мощностью по оценке [4] около 1500 м, расчленен на три толщи. Нижняя и средняя толщи исследованы нами на северном склоне кряжа по р. Нижний Тогучан (рис. 1, район наблюдения 1). Верхняя толща изучена в осевой части кряжа по р. Кусуган-Юрях (рис. 1, район наблюдения 2). Согласно предыдущим исследованиям, эти отложения имели стратиграфический объем от аалена до верхнего бата включительно [4, 5].

Нижняя толща представлена переслаиванием аргиллитов и алевролитов с подчиненными прослоями песчаников. Из верхней части толщи известны редкие находки двустворок Retroceramus sp. indet и белемнитов [4] (рис. 1, район наблюдения 1). Средняя немая толща сложена известковистыми песчаниками с крупной косой разнонаправленной слоистостью, характерной для мелководных шельфовых отложений. Верхняя толща представлена преимущественно разнозернистыми известковыми песчаниками, гравелитами и конгломератами (рис. 1, район наблюдения 2). В толще нами обнаружены скопления створок Retroceramus cf. kystatymensis Kosch., Retroceramus retrorsus (Keys.). На Северо-Востоке России биозона вида Retroceramus kystatymensis охватывает аммонитовые зоны borealis и pompeckji [9], биозона вида Retroceramus retrorsus объемлет зоны borealis, pompeckji, arcticus, greenladicus [9]. Стратиграфический диапазон этого комплекса двустворок, вероятнее всего, соответствует байосу [7]. Из толщи приводились также Retroceramus ex gr. porrectus Eichw., Retroceramus cf. bulunensis Kosch., Retroceramus vagt Kosch., Arctotis ex gr. lenaensis Lah. [4]. На Северо-Востоке России слои с Retroceramus bulunensis соответствуют зонам harlandi, greenlandicus, слои с Retroceramus vagt – зонам ishmae и cranocephaloide [9]. Стратиграфический диапазон этого комплекса двустворок соответствует нижнему-среднему бату [6]. Соответственно возраст всей верхней толщи можно принять как байосский-среднебатский (рис. 1, район наблюдения 2).

Восточнее, за пределами изученного нами участка, в верховьях рр. Нанчан и Балыктах (рис. 1, район наблюдения 3 по [5]), известны выходы алевритово-глинистых и песчано-гравийно-галечных пород, содержащих маломощные пласты риолитов, риолитовых туфов и горизонты олистостром [5, 10]. Олистолиты представлены фаунистически охарактеризованными Улахан-Тасскими девонскими известняками, верхнетриасовыми карбонатно-терригенными породами, изредка базальтовыми порфиритами. Видимая мощность этого разреза превышает 1000 м [5]. Из толщи приведен [5] аналогичный комплекс двустворок. Таким образом, эти олистостромовые образования можно считать одновозрастными с верхней толщей в изученном нами районе.

Разрез байос-среднебатских отложений имеет регрессивное строение. Отсутствие признаков несогласий в разрезе и резкой смены минерально-терригенных ассоциаций в песчаниках свидетельствует, что все изученные среднеюрские толщи сформировались на едином этапе осадконакопления. В отложениях нижней толщи отсутствуют признаки глубоководности. Осадки накапливались в спокойных относительно мелководных условиях внешней тиховодной области шельфа с редким поступлением песчаного материала с суши. Вышележащие толщи демонстрируют признаки прибрежно-морских условий седиментации с активной гидродинамикой.

Песчаники из нижней и средней толщи имеют низкую структурно-вещественную зрелость. Они относятся к полевошпатовым литаренитам [11] с незначительным содержанием обломочного кварца и высоким содержанием полевых шпатов и обломков пород (Qt13–25(Qm9–15)F20–35R45–60), представленных основными, реже кислыми вулканитами, сланцами, кремнями, аргиллитами и алевролитами (рис. 2 а).

Рис. 2.

Классификационная диаграмма QFR и диаграммы составов обломков пород (а) [11], диаграммы QtFR и диаграмма QmFR (б) [12] для среднеюрских песчаников. Qt – кварц (моно- и поликристаллический), Qm – кварц (монокристаллический), F – полевые шпаты, R – обломки пород, RM – обломки магматических пород, Rmt – обломки метаморфических пород, RS – обломки осадочных пород, Cal (кальклититы) – обломки карбонатных пород, Cht – обломки кремней, SS, Sh – обломки песчаников, алевролитов и аргиллитов. Поля: I – кварцевые арениты, II – субаркозы, III – сублитарениты, IV – аркозы, V – лититовые аркозы, VI – полевошпатовые лититовые арениты, VII – лититовые арениты.

Присутствует также сингенетичная хлоритизированная витрокластика. В средней песчаной толще полевошпатовые литарениты отличаются количественными соотношениями литокластов и появлением обломков известняков (рис. 2 а). Интерпретация такого состава песчаников по [12] указывает на активную или слабо эродированную островную дугу, в качестве главного источника обломочного материала (рис. 2 б). Появление в песчаных отложениях средней толщи обломков известняков, по-видимому, маркирует начало выведения в область эрозии девонских карбонатных толщ Улахан-Тасского блока Омулевского террейна. Песчаники из верхней толщи относятся к кальклититам (рис. 2 а). Содержание кристаллокластов кварца и полевых шпатов низкое (Qt5–10 (Qm2–5) F5–10R80–90), а обломков пород высокое. Преобладают литокласты внебассейновых известняков и доломитов. Обломки основных и кислых вулканитов, сланцев, аргиллитов и кремней присутствуют в подчиненном количестве. Наблюдается сингенетичная витрокластика в виде мелких кремнистых сферул и хлоритизированных вулканических стекол. Кальклититовые толщи формируются только при сочетании ряда факторов: воздымании древних карбонатных массивов в области сноса, быстрой их эрозии и короткого переноса известняковой кластики до области седиментации [11, 13]. Накопление кальклититовых толщ связано с синхронным тектоническим движениям разрушением и переотложением древних карбонатных пород, слагающих надвиговые пластины при формировании покровно-складчатых сооружений. Это согласуется с интерпретацией состава кальклититов по [12] (рис. 2 б). Таким образом, верхняя толща формировалась в условиях быстрого воздымания Улахан-Тасского блока Омулевского террейна, связанного с началом надвигообразования и служившего главным источником известняковой кластики. Присутствие во всех толщах сингенетичного витрокластического материала свидетельствует о постоянной синхронной осадконакоплению эксплозивной деятельности на окружающей территории. Для времени накопления кальклититовой толщи слабая эффузивно-эксплозивная деятельность, вероятно, происходила в непосредственной близости от области седиментации, что подтверждается [5] присутствием редких маломощных пластов и линз риолитов и их туфов в одновозрастной олистостромовой толще на сопредельной к востоку территории.

Геохимическая характеристика среднеюрских песчаников уточняет интерпретацию литолого-петрографических наблюдений и палеотектоническую обстановку осадконакопления. Обедненность байос-среднебатских литаренитов SiO₂ (18–62%), низкие по сравнению с PAAS концентрации РЗЭ (Σ 31–117 г/т), низкие отношения Th/U (0.7–2.2), Th/Sc (0.3–0.5) и La/Th (0.1–0.4) и слабо выраженные Eu-минимумы (Eun/Eu* = = 0.69–0.81) характерны для осадочных бассейнов, связанных с действующими вулканическими дугами [14]. Для реконструкции палеогеодинамического режима осадконакопления информативны также соотношения Со–Th–Zr, Th–La–Sc, Sc–Th–Zr [15]. На бинарной и треугольных диаграммах все фигуративные точки, в том числе и кальклититов, располагаются в полях или близ полей, характеризующих островодужные обстановки осадконакопления (рис. 3).

Рис. 3.

Положение фигуративных точек составов среднеюрских песчаников на диаграммах [15]. Поля: А – энсиматические островные дуги, B – энсиалические островные дуги, С – активные окраины, D – пассивные окраины.

Суммируя результаты проведенных исследований, можно рассмотреть следующий сценарий эволюции обстановок осадконакопления в байосе-среднем бате. Отложения сформировались на едином этапе осадконакопления в мелководной шельфовой части осадочного бассейна, непосредственно связанного с действующей вулканической островной дугой, заложившейся, вероятно, в ранне-среднеюрское время на Омулевском террейне и поставлявшую на шельф восточной части Оймяконского палеобассейна преимущественно обломки вулканогенных пород. Позже, в процессе быстрого воздымания Улахан-Тасского блока, на прилегающий шельф поступало значительное количество палеозойского известнякового материала. В область эрозии также были выведены верхнетриасовые карбонатно-терригенные толщи. В конце рассматриваемого этапа, не позже среднего бата, накопление кальклититовой толщи и одновозрастной ей олистостромовой толщи можно связать с началом горизонтальных тектонических движений, отражавших начало процесса амальгамации на этой территории, завершившейся образованием Колымо-Омолонского супертеррейна (микроконтинента) [2, 5, 10]. На всем этапе осадконакопления в седиментогенезе участвовали дополнительные источники терригенного материала. Размыву, вероятно, подвергались разновозрастные метаморфические, вулканогенные и осадочные толщи других блоков Омулевского, а также, возможно, Омолонского и Приколымского террейнов, сблизившиеся в пространстве к байосскому веку. Сингенетичная мелкая-тонкая витрокластика, как и описанные [5] прослои риолитов и их туфов в составе олистостромовой толщи, также связаны с вулканическими центрами в пределах этой ранне-среднеюрской энсиалической вулканической дуги. Отсутствие в разрезе кряжа Улахан-Сис верхнебатских и келловейских отложений, по-видимому, является свидетельством прекращения осадконакопления в восточной части Оймяконского палеобассейна или миграции его депоцентра в западном направлении в связи с завершением формирования Колымо-Омолонского микроконтинента (супертеррейна) и его движением в сторону Северо-Азиатского кратона в позднем бате-келловее.