Витте Л.В., Василевский А.Н., Павлов ... геологии и геофизики СО РАН, Новосибирск
реклама
Витте Л.В., Василевский А.Н., Павлов Е.В. Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Новосибирск «Строение земной коры Сибирского кратона по результатам комплексного геолого-геофизического анализа» Тезисы В работе использованы новые геофизические материалы: переобработанные региональные сейсмические разрезы и полученные на основе высокоточных спутниковых данных магнитное и гравитационное (комбинированная модель) поля. Геологическая интерпретация этих геофизических данных основана на новых геологических, геотектонических и геохронологических материалах. Анализ и районирование магнитного и гравитационного полей Сибирского кратона показали существенные отличия выделяемых аномальных зон в сравнении с выделяемыми ранее преимущественно по результатам наземных съемок. Это касается, прежде всего, размеров и интенсивности аномалий, слагающих крупные провинции, их явно наложенного характера, часто не согласующегося с древней структурой кратона. Алданский и Анабарский щиты на картах спутниковых магнитных аномалий отображаются крупными кольцевыми, сложно построенными аномалиями очень высокой интенсивности и больших размеров, а в гравитационном поле – высоко интенсивными максимумами. Результаты моделирования магнитных и гравитационных аномалий показывают большую глубину распространения магматических тел, очень высокие их намагниченность и плотность.Эти геофизические характеристики обусловлены исключительно широким и многоэтапным развитием в земной коре щитов магматических комплексов высокой щелочности, связанной с действием мантийных плюмов и внутриплитным магматизмом. Магматические процессы проявились на больших площадях, сформировав молодые (позднепалеозойско-мезозойскую) Маймеча-Котуйскую и мезозойскую Алданскую провинции. В северной части кратона выделяется полоса интенсивных гравитационных максимумов, протягивающихся от Оленекского массива в районы к югу от Анабара и далее, в Северо-Тунгусскую провинцию. Оленекский региональный максимум силы тяжести отвечает одноименному архейскому массиву, относящемуся к гранит-зеленокаменному (Тунгусскому) типу. Структура массива представлена молодым мезозойским поднятием, в ядре которого выходят венд-кембрийские отложения. С этим молодым поднятием совпадает рассматриваемый гравитационный максимум, к центру которого тяготеют поля развития кимберлитов. Здесь имеет место тесная связь молодого поднятия с проявлениями кимберлитового магматизма, связанного с мантийным плюмом, вызвавшим это поднятие и утяжеление коры. Такую же природу имеют гравитационные максимумы ЮжноЯкутской алмазоносной провинции. Сейсмические разрезы, проходящие через ареалы развития кимберлитов показывают хорошо выраженные антиклинорные поднятия поверхностей фундамента и Конрада, сопряженные с прогибом по поверхности Мохоровичича. Характерны повышенные значения граничных и пластовых скоростей в коре и высокие скорости в верхней мантии. Все эти особенности хорошо объясняются плюмовой природой кимберлитового магматизма и иллюстрируют природу гравитационных максимумов. Максимум силы тяжести Северо-Тунгусской провинции в центральной своей части характеризуется наибольшей интенсивностью. На земной поверхности ему отвечает область высоких (1.4, 1.7 км) отметок рельефа и интенсивное проявление траппового магматизма. Он окаймлен линейными менее интенсивными максимумами, приуроченными к краевой части платформы с большими мощностями осадочного чехла. К этим краевым максимумам относится Игарско-Норильский максимум, в пределах которого располагается Норильско-Хараелахская никеленосная зона, хорошо изученная геолого-геофизическими работами и глубоким бурением. Норильско-Хараелахский прогиб является структурой, контролирующей исключительно интенсивное проявление эффузивного и интрузивного магматизма. Насыщенность чехла интрузиями по колонкам некоторых скважин достигает 80%. Концентрация основных магматических пород в пределах рудных узлов отмечается региональными гравитационными максимумами второго порядка, лежащими в поле Игарско-Норильского максимума первого порядка. Объем магматического материала в коре оценивается 50000-70000 км3 . Сейсмический разрез по профилю Диксон-Хилок, пересекающий северную часть НорильскоХараелахской зоны, показывает большое сходство в характеристиках коры с разрезами алмазоносных провинций. Бахтинскому мегавыступу и прилегающим районам Курейской впадины соответствуют интенсивные максимумы силы тяжести. В выделении и изучении Бахтинского мегавыступа основную роль играли геофизические исследования и данные бурения. Структура мегавыступа создана процессами позднепалеозойскойраннемезозойской активизации. Интрузивные траппы играют основную роль в структурообразовании. В основании всех поднятий здесь картируются мощные (1000 и более метров) интрузии траппов. Насыщенность чехла траппами – от 8.9 до 67.9%, объем интрузивных траппов оценивается 76.2 км3. Высокая насыщенность траппами осадочного чехла отмечается в пределах Курейской синеклизы, где объем интрузивных траппов – 206.7 км3. Бахтинский мегавыступ и Курейская синеклиза пересечены несколькими региональными сейсмическими профилями. Под Бахтинским мегавыступом резко возрастает (до 50 км) мощность земной коры за счет увеличения мощностей верхней и средней частей коры и появления в низах коры 17-ти км слоя с высокой скоростью продольных волн (6.8-7.2 км/с). В мантии под Бахтинским мегавыступом и прилегающими районами Курейской синеклизы выделяются крупные блоки с высокой скоростью (8.6 км/с) продольных волн. Таким образом, крупные особенности гравитационного и магнитного полей, а также характер сейсмических разрезов северной части Сибирского кратона обусловлены развитием в коре базитовых, ультрабазитовых, щелочно-ультрабазитовых и кимберлитовых магматических комплексов. Геофизические и геологические данные показывают глубинный и очень мощный характер процессов, обусловивших перестройку древней земной коры и омоложение значительной части ее разреза. Можно предположить связь этих процессов с развитием глобальной Геодинамической системой Северного Ледовитого океана. Южная половина Сибирского кратона принадлежит широкому и протяженному поясу региональных минимумов силы тяжести, разделяющему две глобальные области интенсивных гравитационных максимумов, связанных с Геодинамическими системами Северного Ледовитого океана и Центрально-Азиатской. Одинаковый эффект выражения в аномалиях гравитационного поля крупных вещественных неоднородностей, созданных различными по направленности глобальными процессами, обусловлен близостью вещественного состава конечных результатов этих преобразований. Региональный характер зоны минимумов силы тяжести заставляет искать такие геологические комплексы и процессы их сформировавшие, которые соответствовали бы масштабам геофизической зоны. В этом аспекте интересна пространственная связь зоны гравитационных минимумов с полосой развития мезозойских впадин и прогибов, прослеживающихся в направлении юг-юго-запад – восток-северо-восток от ЛеноВилюйской области через всю южную часть Сибирского кратона к Нижне-Ангарской и Канско-Тасеевской впадинам Иркутского амфитеатра. На всем пространстве развития прогибов они контролируются исключительно протяженными системами глубинных разломов, выделенных по данным космических съемок. Разломы определяют крупные особенности глубинной структуры коры в пределах южной части Сибирского кратона. В пределах юго-западной части рассматриваемого мезозойского прогиба (Иркутский амфитеатр) этими системами разломов отделяются блоки, резко различные по глубинным характеристикам коры. Это хорошо видно на разрезе по сейсмическому профилю «Рифт», пересекающему Иркинеево-Чадобецкое поднятие, Нижне-Ангарскую впадину и Южно-Иркутское поднятие. Рифтовый характер Нижнее-Ангарской впадины с большой мощностью чехла и разуплотненной мантией резко контрастирует с разрезами Иркинеево-Чадобецкого и Южно-Иркутского поднятий с высокоскоростной корой, подстилаемой также высокоскоростной мантией. Блок коры Нижне-Ангарской впадины отделяется от смежных поднятий субвертикальными разломами, уходящими глубоко в мантию, отделяя область ее разуплотнения под впадиной от высокоскоростных мантийных блоков под плечами впадины. Такой же характер глубинных структур свойствен юго-восточной, ЛеноВилюйской части прогиба. Разрез земной коры Вилюйского прогиба и обрамляющих его поднятий изучен по сейсмическому профилю «Кратон». Он пересекает борта прогиба, выраженные гравитационными максимумами южной части Якутской алмазоносной провинции и северной части Алданской антеклизы . Характеристики разреза коры Вилюйского прогиба и обрамляющих его поднятий аналогичны таковым НижнеАнгарской впадины и поднятиям, обрамляющим ее. В центральной части мезозойского прогиба по данным профиля «Метеорит» отмечаются те же глубинные особенности в строении коры прогиба и его плечей (пониженные скорости в мантии под прогибом и повышенные (8.4-8.5 км/с) под поднятиями Тунгусского и Прибайкальского блоков Охарактеризованные системы глубинных разломов, связанные с преобразованиями земной коры юга Сибирской платформы в мезозое, широко развиты и в пределах южного ее обрамления. Наиболее крупная и протяженная система глубинных разломов в обрамлении протягивается приблизительно параллельно мезозойскому поясу юга платформы от Алданского щита до Дзабханского дорифейского массива, в пределах которого она затухает. К этой системе глубинных разломов приурочен широкий пояс развития мезозойских рифтовых прогибов и магматических комплексов высокой щелочности. Особенности тектонической позиции и огромная протяженность этих одновозрастных структур показывает связь их с процессами формирования ЦентральноАзиатского орогенного пояса. Пояс мезозойских прогибов южной части платформы можно рассматривать как сложно построенный передовой прогиб Центрально_Азиатского орогена, формирование которого связано с погружениями фундамента и развитием рифтовых структур. Однако, здесь одновременно с развитием глубоких прогибов существуют и крупные молодые поднятия фундамента, отражающие, вероятно, влияние процессов в Геодинамической системе Северного Ледовитого океана.
