Обломочные комплексы среднего

ОБЛОМОЧНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
СРЕДНЕГО-ВЕРХНЕГО ПАЛЕОЗОЯ
И ФОРМИРОВАНИЕ УРАЛЬСКОГО
ОРОГЕНА
Г.А. Мизенс
Субдукционные и, особенно, коллизионные процессы, как
правило, приводят к образованию контрастного рельефа
на поверхности Земли, к появлению глубоководных
бассейнов, островов (в том числе вулканических), разного
рода поднятий и горных сооружений. Следы этих событий
сохраняются в виде обломочных толщ, вещественный
состав и строение которых могут существенно помочь в
реконструкции не только палеогеографических, но и
геодинамических обстановок.
o
70
60
o
50
o
Москва
o
40
500 км
o
80
Отложения
верхнедевонской
зилаирской серии,
распространены
как на западном,
так и восточном
склонах Южного
Урала.
o
За последние годы было
установлено, что
зилаирские отложения
формировались в двух
смежных бассейнах,
разделенных кордильерой
на месте современного
Уралтау. Об этом
свидетельствует как
распределение типов
пород и фаций, так и
вещественный состав.
70
60
o
50
o
Москва
o
40
500 км
o
80
Силициты,
аргиллиты
Кварц
90
10
90
70
30
10
70
50
50 50
30
30
10
10
Обломки
пород
1
70
2
3
50
Полевые
шпаты
90
Магматические
породы
70
50
Метаморфические
породы
1 – граувакки
сложного состава,
содержащие
обломки
разнообразных
вулканитов,
метаморфических
пород, серпентинитов и
осадочных пород
(силицитов, известняков)
2 –тефроиды и
вулканомиктовые
песчаники.
В
З
ВосточноЕвропейская
платформа
Зилаирская синформа
Уралтау
Магнитогорская мегазона
ВосточноУральский
блок
Первая группа песчаников слагает западный
склон Урала и западные районы
Магнитогорской мегазоны.
Вторая развита на востоке мегазоны.
Следовательно было два источника
обломочного материала .
В
З
ВосточноЕвропейская
платформа
Зилаирская синформа
Уралтау
Магнитогорская мегазона
ВосточноУральский
блок
Сейчас уже многие исследователи признают,
что вероятным источником сноса был район
массива Уралтау, причем на запад и восток. А
для восточного бассейна, кроме того, еще и
вулканогенные комплексы Магнитогорской
островной дуги. Характерно, что обломочные
потоки с Уралтау и островной дуги в Восточном
бассейне взаимно перекрывались.
Что это были за бассейны, и в каких
геодинамических условиях они
развивались?
Уф
а
фран
ая
Уфа
Бел
В течение Pz1-2 массив Уралтау выступал
в качестве барьера между восточным и
западным бассейнами, на его территории
накапливались более мелководные
отложения, чем в смежных районах,
временами он размывался. Отсюда
56
предположение, что это был
микроконтинент, разграничивающий
океанический бассейн и глубокое
54
окраинное море или пролив. До франа
включительно это море (территория
Зилаирского синклинория) развивалось
52
как субокеанический бассейн с
кремнистым и глинисто-кремнистым
осадконакоплением.
Урал
Но, почему этот микроконтинент вдруг
стал источником огромного количества
полимиктового материала?
ЕАК
У
И
D1e
Можно предложить следующую схему.
В океаническом бассейне восточнее Уралтау в
конце раннего девона образовалась
Ирендыкская островная дуга, существование
которой признается во всех моделях. В эйфеле
микроконтинент подтянулся к дуге.
ЕАК
У
И
М
ВУ
D2g
Зона субдукции оказалась заблокированной
и сместилась на восток с изменением
полярности. На ее основе сформировалась
новая вулканическая дуга – Магнитогорская,
действовавшая с живета до конца девона.
Между микроконтинентом и новой дугой
образовался глубоководный задуговой
бассейн.
В этом бассейне осадконакопление сначала
шло только со стороны вулканической дуги.
У
ЕАК
М
ВУ
D3fm
ЕАК
У
И
М
ВУ
D2g
Во фране начались поднятия в районе Уралтау,
возможно обусловленные всплыванием после
отрыва океанической плиты. Возникшая
кордильера в фамене активно размывалась с
выносом обломочного материала как на запад в
окраинное море, так и на восток, в задуговой
бассейн. Формировались турбидитовые комплексы
Почему эта зона субдукции имела
западный наклон.
У
ЕАК
М
ВУ
D3fm
ЕАК
У
И
М
ВУ
D2g
Территория между Уралтау и дугой запечатана
обломочной толщей зилаирской серии. Которая
формировалась за счет обломочных потоков как с
востока, с дуги, так и с запада, с Уралтау. И в зоне
соприкосновения они переслаиваются. Расположение
здесь в это время океанического пространства и зоны
субдукции исключено. Выход зоны субдукции мог
находиться только восточнее дуги. Следовательно,
она должна была иметь западное падение
А мог ли быть этот выход перед Ирендыкской
дугой в среднем девоне. По-видимому, тоже
нет. Магнитогорская дуга цельное,
последовательное образование от начала
среднего девона до конца позднего. Здесь, по
данным Р.Г. Язевой и В.В. Бочкарева,
присутствуют отложения юной, развитой и
зрелой дуги. Перемещение зоны субдукции бы
сказалось на характере вулканизма. Нарушился
бы ряд. Генетически связанный ряд имеет место
и в осадочном комплексе. Зилаирские
отложения восточной провинции генетически
связаны с кремнями мукасовской (D3f) и
тефроидами улутауской (D2g-D3f) свит.
Положение зоны субдукци восточнее дуги и
западное ее падение подтверждают и
опубликованные данные по миграции вулканитов
барьерной зоны средне-позднедевонской
островной дуги (прежде всего работы Т.Н. Сурина
и В.М. Мосейчука). В районе Верхнеуральского
вулканического центра, например, они
омолаживаются с востока на запад. Не
противоречат этому и материалы палеомагнитных
исследований (работы В.С. Буртмана и др.).
Среднедевонские координаты района
Ирендыкской дуги и края Европейского
континента близки, тогда как Ирендык и окраина
Казахстанского континента отстояли на 3000 км.
Следует отметить, что перескоки зоны
субдукции с изменением полярности
характерны и для современных островных
дуг западной окраины Тихого океана (как это
показано работами Е.А. Константиновской).
Уф
а
фамен
56
54
Бел
ая
Уфа
1
2
3
4
52
Урал
100 км
Таким образом, вероятно,
что сейсмофокальная
плоскость в среднем и
позднем девоне была
наклонена на запад. Если
это так, то бассейн между
Уралтау и дугой имел
характер задугового. Океан
в это время находился
восточнее дуги.
Ситуация в позднем девоне
– континентальный шельф –
окраинное море –
кордильера на базе
микроконтинента –
задуговое море – дуга –
океан.
Широко развиты обломочные толщи и в составе
раннего и среднего карбона. По их строению и
составу можно предположить, что на востоке
глубоководные бассейны существовали до конца
среднего карбона. Вероятно, девонское
задуговое море трансформировалось в
рифтовый бассейн.
Обломочный (и пирокластический) материал в
этот бассейн поступал как с вулканических
островов, так и со стороны кордильеры Уралтау,
поднятия которой продолжались и в карбоне.
Наиболее существенные изменения
происходили в конце турне и в визе.
Уф
а
раннее визе
56
Уфа
ая
Бел
54
?
52
Урал
?
На востоке в это время
начались сильнейшие
вулканические
процессы.
А на западе образовалось поднятие
на месте современного
Башкирского
мегантиклинория,
разделившего западное
глубоководное море на
два бассейна – южный и
северный, что привело к
переориентации
палеотечений.
З
В
ЕАК
C3-P1
ЕАК
У
ВУ
ЗУ
C2b2-m
Обширный складчато-надвиговый ороген на юге Урала
начал формироваться на рубеже среднего и позднего
карбона. Вероятно, его образование было вызвано
процессами континентальной коллизии.
Формирование орогена отражает мощный
комплекс осадочных пород Предуральского
прогиба. Это преимущественно флишевые отложения,
отражающие стадию активного орогенеза, которые в
поздней перми сменились субконтинентальной
молассой
Обращает на себя внимание, что окраинное море
начало трансформироваться в бассейн краевого
прогиба еще в визе, задолго до начала
горообразования на Урале, что противоречит
распространенной модели образования
Предуральского прогиба, как следствия давления
орогена на континентальную плиту. Очевидно,
на этот процесс оказывает влияние какие то
другие события.
З
В
ЕАК
C3-P1
ЕАК
У
ВУ
ЗУ
C2b2-m
В конце раннего и в среднем карбоне источником
обломочного материала для новообразованного
бассейна краевого прогиба все еще служила
кордильера Уралтау. Как и для окраинного моря,
за счет трансформации которого образовался этот
прогиб. В позднем карбоне уже размывалась
обширная горная область.
артинский
башкирский
ая
54
Бел
?
Уфа
52
Ура
л
Уф
а
Уф
а
ая
Бел
ая
сов
Чу
я
ова
Чус
Уфа
56
Ур
ал
100 км
Становление прогиба
было длительным.
Долгое время он
существовал в виде
нескольких
глубоководных
бассейнов,
разделенных более
мелководными
морями, и только к
артинскому веку
сформировался
единый
глубоководный
бассейн.
При этом сам прогиб смещался на
континентальную плиту, как это было
установлено еще Г.И. Теодоровичем.
Анализ фаций показывает, что перемещение
прогиба происходило крайне неравномерно. В
каждом отдельном участке и интервале
времени происходило передвижение не всей
структуры в целом, а только отдельных ее
элементов. Прогиб то расширялся, то
становился уже, менялись его продольная и
поперечная конфигурация.
вопреки существующим взглядам, Предуральский
прогиб все время оставался асимметричным.
Обломочный материал в него поступал
практически только со стороны Урала, в том числе
и карбонатный. Роль края платформы как
источника этого вещества была незначительной.
Это доказывается многими фактами. Скорее всего,
в предгорной области существовал узкий
карбонатный шельф, который служил основным
источником этого материала. Однако, фрагменты
этого шельфа сохранились лишь в единичных