КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ АНДРИАНОВСКОГО ШВА (СРЕДИННЫЙ ХРЕБЕТ, КАМЧАТКА)
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ГЕОТЕКТОНИКА, 2004, № 4, с. 64-90
551.242(571.66)
КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ
ЭВОЛЮЦИЯ АНДРИАНОВСКОГО ШВА
(СРЕДИННЫЙ ХРЕБЕТ, КАМЧАТКА)
1 2 3
© 2004 г. А. Б. Кирмасов , А. В. Соловьев , Дж. К. Хоуриган
1
Геологический факультет МГУ, 119992, Москва, Воробьевы горы, ГСП-2
2
Институт литосферы окраинных и внутренних морей РАН, 119180, Москва, Старомонетный пер., 22
3
Йельский университет, Нью-Хевен, США
Поступила в редакцию 26.05.2003 г.
В статье рассматривается структурная эволюция Андриановского шва, обнажающегося на восточ-
ном склоне Срединного хребта Камчатки. Методами структурного анализа установлено, что глав-
ный структурный шов разделяет метапелиты камчатской серии и метавулканиты андриановской
свиты. Показано, что в структурной эволюции комплексов аллохтона (андриановская и ирунейская
свиты) фиксируется раннее коллизионное деформационное событие, связанное с надвиганием ок-
раинно-морских и островодужных комплексов к западу. Сбросовые перемещения постколлизион-
ного этапа отражены в структурных парагенезах автохтонного и аллохтонного комплексов. В верх-
ней части автохтона (камчатская серия) описана зона пластичного сброса. Сделано предположение,
что выведение высокометаморфизованных пород и совмещение в современной структуре в разной
степени метаморфизованных комплексов может соответствовать эволюционному сценарию фор-
мирования метаморфических ядер кордильерского типа.
ВВЕДЕНИЕ новская свита) на комплексы мезозойской палео-
Формирование основных структур Камчатки континентальной окраины в конце мела [21,23].
(рис. 1) произошло в позднем мезозое - кайнозое Происхождение и возраст метаморфических
в результате аккреционно-коллизионных процес- пород Срединного хребта Камчатки являются
сов [1, 10, 13, 20,21, 25,27,33,50, 61 и др.]. Одним предметом дискуссий на протяжении последних
из главных событий в истории региона была кол- 30 лет. Наибольшие дебаты вызывает вопрос о
лизия Озерновско-Валагинской островной дуги с возрасте метаморфизма и протолита [1-3,5,6,14,
континентом, когда меловые отложения окраин- 15, 40, 47, 48]. Ряд исследователей считает, что
ного моря и островной дуги были надвинуты на высокометаморфизованные породы Срединного
гетерогенные комплексы Евразиатской конти- хребта имеют докембрийский возраст протолита
нентальной окраины. Северный сегмент дуги по [14,15]. В последние годы появились данные о ме-
Лесновскому надвигу шарьирован на отложения ловом возрасте протолита колпаковской серии и
окраины в среднем эоцене [27], южный - контак- палеоценовом - камчатской серии [47,48]. Возраст
тирует с метаморфическими комплексами по Ан- метаморфизма оценивался как меловой [5,6], дру-
дриановской шовной зоне [13, 23] на восточном Г И М и исследователями выделялось два этапа ме-
склоне Срединного хребта. таморфизма - кампанский (около 77 млн. лет) и
Структурное положение Андриановского шва эоценовый (53-47 млн. лет) [40]. Детальные гео-
и время его образования дискуссионно. Согласно хронологические исследования позволили опре-
[13], он разделяет метаморфические образования делить возраст пика метаморфизма и мигматиза-
малкинской серии [21, 32] и неметаморфизован- ции как раннеэоценовый (-52 ± 2 млн. лет) [48].
ные окраинно-морские отложения ирунейской Возраст неоавтохтона (конгломераты барабской
свиты и сформировался в результате раннеэоце- свиты), представленного синорогенными отло-
новой коллизии островной дуги и континента. В жениями, 50 млн. лет [26]. Данная статья посвя-
работе [23] Андриановская шовная зона рассмат- щена выяснению этапности структурообразова-
ривается как структура, разделяющая метапели- ния, характеристики основных деформационных
ты камчатской [8, 18] серии (шихтинской свиты событий, кинематической эволюции зоны Андри-
[32]) и метавулканиты андриановской свиты ановского шва. Для решения этих задач нами были
[8, 21,32]. Образование шва произошло в результа- проведены структурные исследования в восточ-
те надвигания островодужных комплексов (андриа- ном обрамлении Срединного массива (рис. 2).
64КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 65
Рис 1. Схема тектонического строения Камчатки и юга Корякин, по [20, 31, 33], с изменениями авторов
1 - кайнозойский чехол; 2 - Кроноцкая островная палеодуга (поздний мел - эоцен); 3 - Восточно-Камчатская аккре-
ционная зона; 4 - ЗККВП - Западно-Камчатско-Корякский вулканический пояс (средний эоцен - олигоцен); 5 - Укэ-
лаятско-Лесновский прогиб (поздний мел - средний эоцен); 6 - Озерновско-Валагинская островная палеодуга (позд-
ний мел - палеоцен); 7 - ОХЧВП - Охотско-Чукотский вулканический пояс (ранний - поздний мел); 8 - мезозойские
аккретированные террейны; 9 - метаморфические комплексы Срединного и Ганальского хребтов Камчатки; 10 - до-
меловые комплексы Сибири; 11 - Ватыно-Лесновско-Андриановский шов: а - установленный, б - предполагаемый;
12 - Тюшевско-Говенский шов - надвиг Гречишкина: а - установленный, б - предполагемый; 13 - зоны субдукции:
а - современная, б - древняя; 14 - зоны сдвигов; 15 - разломы
5 ГЕОТЕКТОНИКА №4 200466 КИРМАСОВ и др.
Рис. 2. Геологическая схема восточного обрамления Срединного массива, верховья р. Левая Андриановка (с измене-
ниями по [8], с использованием данных М.Н. Шапиро)
1 - ирунейская свита, верхний мел; 2 - хозгонская свита, палеоцен (?); 3 - метавулканиты андриановской свиты, мел (?);
4 - камчатская серия; 5 - колпаковская серия; 6-8 - интрузивные образования: 6 - миоценовые граниты. 7 - поздне-
меловые сиениты, 8 - интрузии сложного базит-ультрабазитового состава; 9-12 - разрывные нарушения: 9 - главный
Андриановский разлом, 10 - надвиги, 11 - разрывные нарушения (я), в том числе скрытые под чехлом четвертичных
отложений (б); 12 - линии разрезов (см. рис. 5); 13 - участки детальных структурных исследований (I - Северный,
см. рис. 3; II - Южный, см. рис. 4)
ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 67
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАВНЫХ фиболитами и кальцифирами [32]. Породы
СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННЫХ колпаковской серии, первично метаморфизован-
КОМПЛЕКСОВ ные в условиях кианит-силлиманитовой фации
(Т от 560 до 800°С, Р до 7-8 кбар) [32], затем под-
Метаморфические образования Срединного
верглись диафторезу. Для диафторированных по-
хребта Камчатки традиционно подразделяются на
род характерны обратная или сложная химичес-
три структурно-вещественных комплекса [18, 32]:
кая зональность гранатов, полная или частичная
высокометаморфизованные породы ядра (или ос-
их биотитизация, замещение кианита андалузи-
нования) Срединно-Камчатского массива (колпа-
том [32]. Породы колпаковской серии смяты в
ковская серия, прорванная гранитами крутого-
изоклинальные складки, фрагментарно в зонах
ровского комплекса), метаморфические породы
тектонических нарушений развиты наложенные
чехла (малкинский комплекс: шихтинская, андри-
структуры и текстуры. Гнейсы колпаковской се-
ановская, алисторская, хейванская, химкинская
рии прорваны биотитовыми гранитами крутого-
свиты), слабометаморфизованные отложения ал-
ровского комплекса. Граниты разгнейсованы и
лохтонного Квахонского террейна.
переработаны поздними тектоническими процес-
Принципиальное значение имеют соотноше- сами с развитием бластокатакластических струк-
ния комплексов. В ранних работах [18, 32] была тур и наложенных низкотемпературных мине-
обоснована точка зрения о несогласном налега- ральных ассоциаций.
нии пород малкинской серии в составе шихтин- Данные о возрасте колпаковского и крутого-
ской. андриановской, хейванской, химкинской и ровского комплексов весьма противоречивы [1-3,
алисторской свит (чехол) на породы колпаков- 5, 6, 14, 15, 40]. Детальные геохронологические
ской серии (фундамент) с выделением базальных исследования [48], выполненные на современном
конгломератов в основании шихтинской свиты. оборудовании (U/Pb SHRIMP датирование), показы-
Все контакты внутри малкинской серии предла- вают, что возраст осадочного протолита гнейсов
галось рассматривать как стратиграфические, колпаковской серии позднемеловой (докампан-
при этом внутренняя структура этих образований ский). Этот вывод обоснован возрастами наиболее
трактовалась как слабо нарушенная, с дислокаци- молодых обломочных цирконов. Крутогоровские
ями в зонах отдельных разрывов. Срединный мас- разгнейсованные граниты имеют возраст крис-
сив рассматривался как краевая часть Охотомор- таллизации около 77 млн. лет. Пик метаморфиз-
ской плиты (платформы), испытавшая глубокую ма оценивается как -52 + 2 млн. лет и обоснован
тектоно-магматическую и метаморфическую пе- (U/Pb SHRIMP) возрастами монацита и каемок
реработку [32, 50], либо как выступ фундамента обрастания циркона из мигматитов колпаковской
Западно-Камчатской микроплиты [1]. Альтерна- серии.
тивная точка зрения на природу метаморфичес-
ких комплексов Срединного массива предполага- Камчатская серия [8, 18] (или шихтинская
ет их образование в результате мелового мета- свита [32]) представлена преимущественно слю-
морфизма дислоцированных верхнемезозойских дяными сланцами с гранатом, ставролитом, киа-
геосинклинальных образований [5, 16]. нитом, ставролит-силлиманитовыми и биотит-
мусковитовыми плагиогнейсами и мигматитами.
В последние годы развиваются представления Степень метаморфизма камчатской серии изме-
о Срединном массиве как о деформированном па- няется от сланцев "зоны граната" до ставролито-
кете тектонических чешуи различного возраста и вой фации [21]. Условия метаморфизма соответ-
происхождения [2, 21, 23 и др.]. Так, в верховьях ствуют Р = 3-4 кбар, Т не выше 630-640°С [32].
реки Крутогорова было установлено аллохтон- Породы камчатской серии залегают на образова-
ное залегание пород андриановской свиты с фраг- ниях колпаковской серии и крутогоровских грани-
ментами офиолитов в основании покрова [21], тах с несогласием, с базальными конгломератами
аналогичные наблюдения были сделаны в вос- в основании [21,32]. На метаморфиты камчатской
точном обрамлении массива [23]. В такой трак- серии надвинуты образования андриановской сви-
товке колпаковский комплекс, сложенный наи- ты, надстраивающиеся вверх породами хейван-
более высокометаморфизованными образовани- ской и химкинской свит [21,23]. Возраст протоли-
ями, перекрывается отложениями камчатской та камчатской серии обоснован как палеоценовый,
серии (шихтинской свиты), на которую надвину- метаморфизм и внедрение гранитов произошло
ты островодужные метавулканиты андрианов- около 52 ± 2 млн. лет [47,48].
ской свиты.
В составе андриановской свиты преобладают
Колпаковская серия представлена кианито- амфиболовые, эпидот-амфиболитовые, клинопи-
выми, кордиеритовыми, кордиерит-гиперстено- роксен-амфиболовые сланцы и амфиболиты.
выми, гранат-биотитовыми и биотитовыми гней- Возраст отложений андриановской свиты неизве-
сами и плагиогнейсами, редко - гранатовыми ам- стен, сиениты, прорывающие метавулканиты в
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004 5*68 КИРМАСОВ и др.
восточном обрамлении массива, датированы как течения) [11,12,28]. В зависимости от ведущих ме-
70.4 ± 0.4 и 63.0 ± 0.6 млн. лет [25,48]. Хейванская ханизмов деформации выделяются механические,
свита сложена метапесчаниками и метаалевро- деформационно-химические [9] и деформационно-
литами, реже аргиллитами и гравелитами. Хим- метаморфические структурные парагенезы [7].
кинская свита представлена альбит-актинолито- Генетическая интерпретация структур и струк-
выми сланцами по туфам, туффитам, метапесчани- турных парагенезов основана на модели струк-
кам, а также кварцитами. В составе алисторской турных перестроек, принципы которой изложе-
свиты преобладают амфиболовые сланцы по ны в [29, 30 и др.].
ультраосновным и основным эффузивам [2]. От- При морфологическом изучении структур
ложения алисторской свиты рассматриваются проводился анализ ориентировок плоскостных и
как фациальный и возрастной аналог образова- линейных структурных элементов [58]. Важной
ний химкинской [2, 32] и андриановской [2] свит. составляющей исследований является петрост-
От андриановской к химкинской свите наблюда- руктурный (петротектонический) анализ, позво-
ется постепенное уменьшение степени метамор- ляющий установить последовательность образо-
физма, имеющее у разных исследователей раз- вания деформационных структур и текстур гор-
личное объяснение [6,16,21,32 и др.]. В меньшей ных пород и их связи с метаморфизмом [55], при
степени выражена латеральная метаморфичес- изучении тектонитов основное внимание уделя-
кая зональность, не совпадающая с границами се- лось кинематическим индикаторам [22, 35, 37, 39,
рий и свит [16]. 45, 52, 55 и др.].
Слабометаморфизованные и неметаморфизо- При описании морфологии складчатых струк-
ванные образования Срединного хребта пред- тур нами широко применяется термин "асиммет-
ставлены автохтонными или параавтохтонными ричные складки". Наблюдения над асимметрией
отложениями хозгонской свиты позднемелового - складок используются при реконструкции круп-
палеоценового возраста [34, 48], аллохтонными ных складок в толщах монотонного строения
верхнемеловыми породами Ирунеиского террейна [58]. В соответствии с рисунком складок в разрезе
(ирунейская и кирганикская свиты) [10,13,34], нео- употребляют термины S-, Z-, и М-складки, напо-
автохтонными молассоидными отложениями сред- минающие буквы (S-, Z-складки развиты на про-
неэоценового [26] возраста (барабская свита). тивоположных крыльях крупной складки, М - в
Таким образом, в восточном обрамлении Сре- ее замковой части). В случае пологих погружений
динного массива в зоне Андриановского шва сов- шарниров для определения типа симметрии
мещены комплексы, испытавшие разную степень складки (S или Z) используют правило, согласно
метаморфической и структурной переработки. которому тип складки определяется при наблю-
Предполагается, что разрывные нарушения, раз- дениях по направлению падения шарнира.
деляющие комплексы, являются надвигами Термин "вергентность" используется в кине-
[10, 23] с западной вергентностью. В соответст- матическом смысле для обозначения направления
вии с предложенными ранее моделями, образова- перемещения и (или) вращения при деформации
ния колпаковской и камчатской серий в пределах как на крыльях складок, так и в зонах разрывных
изученного района могут быть отнесены к авто- нарушений [53 и др.]. То есть вергентность - это не
хтону. Терригенные отложения хозгонской сви- направление "заваливания" осевых плоскостей
ты занимают сложное структурное положение и складок и разрывных нарушений (так, "завален-
выделяются в качестве параавтохтона. Метавул- ный" к востоку сброс будет иметь западную вер-
каниты андриановской свиты и туфогенно-крем- гентность), а кинематический термин. При харак-
нистые отложения ирунейской свиты относятся к теристике вергентности уместно использовать
аллохтонному комплексу. В его строении можно дополнения, отражающие направление перемеще-
выделять нижний (андриановская свита) и верх- ния как по латерали (восточная, западная и др.),
ний (ирунейская свита) аллохтонные комплексы. так и по вертикали (взбросовая, сбросовая).
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основным методом исследования является Общая структура центрального сегмента Анд-
структурный парагенетический анализ [17], прин- риановской шовной зоны представляет собой мо-
ципы механического подхода к проведению кото- ноклинальный пакет тектонических пластин с па-
рого описаны в [11, 12, 28, 30]. Структурные па- дением разрывных нарушений и плоскостных
рагенезы - это закономерные сочетания различ- структурных элементов в восточных - северо-вос-
ных элементарных структур, сформировавшихся в точных румбах (рис. 3-5, см. рис. 2). Структурные
определенных механических обстановках (сжатия, исследования были проведены на нескольких пе-
растяжения, сдвига, транспрессии, транстенсии, ресечениях в пределах двух участков (см. рис. 3,4).
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 69 Рис. 3. Геологическая схема Северного участка (положение рис. см на рис. 2) 1,2- аллохтон: 1 - ирунейская свита, верхний мел; 2 - метавулканиты андриановской свиты; 3 - автохтон: камчатская (а) и колпаковская (б) серии; 4-10 - интрузивные образования: 4 - синметаморфические (?) граниты, 5 - постколлизи- онные миоценовые граниты, 6, 7 - позднемеловые сиениты (6), в том числе милонитизированные (7), 8 - сложные ин- трузии базит-ультрабазитового состава, в том числе габбро (а), габбро-пироксениты (б), 9 - дайки гранитов (а) и дио- ритов (б), 10 - дайки аплитов, мигматизированные породы; // - амфиболиты, пироксениты; 12 - зоны окварцевания; 13 - тектонические (?) брекчии; 14-18 - разрывные нарушения (14), в том числе надвиги (75), сбросы (16), предпола- гаемые разрывы (77) и скрытые под чехлом четвертичных отложений (18); 19 - геологические границы (а), в том чис- ле предполагаемые под покровом четвертичных отложений (б); 20-25 - элементы залегания: 20 - слоистости, 21 - сланцеватости, 22 - кливажа плойчатости, 23 - осевых поверхностей складок, 24 - минеральной линейности, 25 - шар- ниров складок; 26 - линии разрезов. На врезке А - принципиальная схема образования футляровидных складок при изгибе шарнирной линии (7, 2) как объяснение вариаций ориентировок шарниров на одном из фрагментов складчатого разреза камчатской серии (3). Равноугольная проекция, нижняя полусфера, п - количество замеров, 80° - шарнирный угол ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004
70 КИРМАСОВ и др.
Рис. 4. Геологическая схема Южного участка (составлена по данным М.Н. Шапиро с изменениями и дополнениями ав-
торов). Условные обозначения см. на рис. 3, местоположение - на рис. 2
Отдельные наблюдения были выполнены юж- блок представлен амфиболовыми, кварц-альбит-
нее, в области тектонического клина, сложенного актинолит-хлоритовыми сланцами, кварцитами
образованиями хозгонской свиты (разрез Е-Е', андриановской свиты. В зоне разрыва в западном
см. рис. 5). блоке отмечаются тектонические линзы амфибо-
литов мощностью до 10-20 м, в северной части
участка породы камчатской серии интенсивно ок-
Северный участок варцованы с формированием отдельных мало-
В пределах Северного участка нами изучалась мощных горизонтов вторичных кварцитов мощ-
структура колпаковской и камчатской серий и зо- ностью до первых десятков метров.
ны разрыва с восточными падениями поверхнос- Аллохтон. Сланцеватость в породах андриа-
ти сместителя, отделяющего породы камчатской новской свиты полого падает к востоку - северо-
серии от образований андриановской свиты востоку (см. рис. 6). В зонах внутриформацион-
(рис. 6-8, см. рис. 3,5 (разрезы А-А', В-В'). Запад- ных разрывов степень рассланцевания возраста-
ный блок сложен биотитовыми, кианитовыми, ет, широко проявлены кварцево-жильная полосча-
силлиманитовыми гнейсами и мигматитами кол- тость, небольшие складки и кинкбанды (кинк-зо-
паковской серии, а также гранат-биотитовыми, ны). Наряду с со складками западной вергентности,
биотитовыми, кварц-полевошпат-биотит-муско- более широко развиты "сбросовые" кинк-зоны и
витовыми, кварц-полевошпат-мусковит-хлорито- складки восточной вергентности (см. рис. 7, А).
выми сланцами камчатской серии. Восточный В ряде случаев можно наблюдать наложение бо-
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 71
юз
Рвс. 5. Геологические разрезы через Андриановскую зону, положение разрезов см. на рис. 2—4
/ - ирунейская свита, верхний мел; 2 - хозгонская свита, палеоцен (?); 3 - метавулканиты андриановской свиты; 4 -
камчатская серия; 5 - колпаковская серия; 6 - синметаморфические (?) коллизионные граниты; 7,8- позднемеловые
сиениты (7), в том числе милонитизированные (8); 9 - тектонические линзы пироксенитов и амфиболитов; 10,11- дай-
ки гранитов (70) и диоритов (11); 12 - зоны окварцевания; 13 - разрывные нарушения; 14 - слоистость (сланцеватость).
Врезка I на разрезе С-С - см. рис. 10, Е; II на разрезе D-D' - см. рис. 10, Д.
лее поздних "сбросовых" кинк-зон на сланцева- позволяет предполагать наличие небольшой
тость в зонах внутриформационных разрывов сдвиговой компоненты перемещения: левосдви-
см. рис. 7, Б). Ориентировка шарниров складок и говой для "взбросовых", правосдвиговой для
к-зон в породах андриановской свиты (см. рис. 6) "сбросовых" складок.
ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004Колпаковская серия Камчатская серия Андриановская свита
n = 31 n=17 = 17
* n = 12
Рис. 6. Ориентировки структурных элементов, Северный участок (равноугольная проекция, нижняя полусфера, п - количество замеров)
1 - плоскостные элементы: а - сланцеватость, метаморфическая полосчатость, б - осевые поверхности складок, в - милонитовая полосчатость; 2 - шарниры
складок (а) и птигматитовых складок по жилам аплитов (б); 3 - шарниры складок и кинк-зон западной (а) и восточной (б) вергентности в породах андриановскои
свиты; 4 - шарниры складок и кинк-зон западной (а) и восточной {б) вергентности в милонитах по породам камчатской серии и колпаковскои серии; 5 - линей-
ность: а - минеральная, б - агрегатная, образованная кварцевыми муллионамиКОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 73 Рис. 7. Структуры и структурные парагенезы в породах андриановской свиты, камчатской, колпаковской серий и их кинематическая интерпретация, Северный участок (А-Д, Ж - рис. по фотографиям, Е - зарисовка обнажения) Андриановская свита: А - складки и кинк-зоны восточной вергентности; Б - складки восточной и западной вергент- ности, развитые по сланцеватости (Sj) в зоне внутриформационного надвига, наложенные на рассланцевание (S2) кинк-зоны восточной вергентности (см. врезку). Камчатская серия: В - складки восточной вергентности (Sj - сланцеватость и метаморфическая полосчатость, S2 - кливаж плойчатости), на врезке - соотношения складок, минеральной линейности и линейности пересечения (сланце- ватость/кливаж плойчатости); Г - наложенные на смятую в складки (Fj) кварцево-жильную полосчатость (Q) более поздние складки восточной вергентности (F 2 ), S2 - кливаж плойчатости. Милониты по породам камчатской серии: Д - смятые в асимметричные складки восточной вергентности кварцевые жилы; Е - наложение поздних "сбросовых" (F n + j) складок на ранние "надвиговые" (F n ) - колчановидная складка (?), S - милонитовая полосчатость. Колпаковская серия: Ж - смятые в птигматитовые складки аплитовые жилы (Sj - сланцеватость) ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004
74 КИРМАСОВ и др.
Рис. 8. Микроструктуры в породах камчатской серии, Северный участок (микрофотографии шлифов, без анализато-
ра, иначе указан знак +)
А - структуры вращения порфиробласта граната, кварц-полевошпат-хлорит-мусковитовый сланец (милонит); Б -
дробление порфиробласта граната с отложением в трещинах карбонатного вещества, диафторированныи гранат-био-
титовый сланец (+); В - секущие соотношения сланцеватости (в слюдистых прослоях) и метаморфической (милонито-
вой) полосчатости, структуры типа S-C-тектонитов, кварц-полевошпат-биотитовый сланец (+); Г- дробление порфи-
робласта биотита с выполнением теней давления кварцем, милонит; Д - кливаж плойчатости (Sj) по сланцеватости,
докинематический по отношению к кливажу плойчатости порфиробласт биотита, кварц-полевошпат-хлорит-мус-
ковитовый сланец (диафторит); Е, Ж - морфологические типы микроскладок, формирующихся по кварцевым жи-
лам: асимметричная тесно сжатая складка (Е), веретенообразная жила - фрагмент сплющенной замковой части
складки (Ж), дальнейшая эволюция протекает за счет образования новой линзовиднои кварцево-жильной полосча-
тости; 3, Я-стилолиты (швы растворения), развитые по диафторитам (3), рудное выполнение, и вторичным кварци-
там (Я), биотитовое выполнение. В последнем случае хорошо заметно "ступенчатое" строение шва, характерное для
сколовых трещин.
Обозначения минералов: Gr - гранат, Stvr - ставролит, Bi - биотит, Amf - амфибол, PFS - калиевый полевой шпат,
Q - кварц
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 75
Автохтон. Породы камчатской серии обладают формационные преобразования: расплющивают-
сложной внутренней структурой (см. рис. 7, В-Е). ся, будинируются, сминаются в складки, форми-
При восточных падениях сланцеватости (см. рис. 6) руют новообразованную линзовидную полосча-
в породах в зоне тектонического разрыва широко тость (см. рис. 8, Е, Ж). Милониты развиты в
развиты складки восточной вергентности, неред- отдельных зонах, как правило, с последующим
ко - с кливажем плойчатости, кливажные зоны наложением на них кливажа плойчатости, про-
которого параллельны полого падающим, часто кварцевания и диафтореза. Для милонитизиро-
горизонтальным, осевым поверхностям складок ванных пород характерна полосчатость, выра-
см. рис. 7, В). Шарниры погружаются под неболь- женная чередованием существенно кварцевых и
шими углами как в северных, так и южных румбах. разделяющих их обогащенных слюдами просло-
Для складок восточной вергентности на одном из ев. В последних наблюдается секущая по отноше-
интервалов разреза были зафиксированы футля- нию к метаморфической полосчатости и главной
ровидные складки начальной стадии морфологи- сланцеватости ориентировка слюд (как биотита,
ческого оформления (см. врезку А на рис. 3). так и мусковита). Такие структуры весьма обычны
для милонитов (S-C тектониты, см. рис. 8, В) [52];
В породах фрагментарно развита линейность,
их ориентировки указывают на сдвиговую компо-
образованная крупными (до 1-2 мм) кристаллами
ненту деформации, соответствующей для пород
и агрегатами биотита. Ориентировка линейности
камчатской серии направлению вращения порфи-
выдержана, с падением в плоскости сланцеватос-
робластов. Зоны милонитизированных пород рас-
та под небольшими (до 30-40°) углами к северу
пространены неравномерно и исчезают только
см. рис. 7, В). По отношению к складкам мине-
при переходе к породам колпаковской серии.
ральная линейность более ранняя, что устанавли-
вается прямыми наблюдениями. В зоне контакта с Породы камчатской серии подвергались вто-
метавулканитами андриановской свиты (см. рис. 5, ричным преобразованиям. Наиболее интенсивно
разрез А-А') породы камчатской серии пересы- процессы диафтореза проявлены в зонах проквар-
щены кварцевыми жилами. Кварцевые жилы ин- цевания: биотит замещается хлоритом, гранаты -
тенснвно дислоцированы, будинированы, смяты в микрослюдистыми агрегатами (см. рис. 8, Б). В до-
складки (см. рис. 7, Г), разорваны и в ряде случаев кинематических (?) порфиробластах граната, пе-
также формируют линейность, которая образо- ресыщенных относительно крупными включени-
вана миллионами (вытянутыми вдоль шарниров ями матрикса, практически отсутствуют следы
разобщенными фрагментами смятых в складки вращения. Синкинематические порфиробласты
кварцевых жил, см. рис. 7, Д). Вне контактовой характеризуются S-образной внутренней струк-
зоны преобладает кварцево-жильная полосча- турой, подчеркнутой тонкими включениями мат-
тость, складки по кварцевым жилам развиты рикса (см. рис. 8, А). Наблюдения над соотноше-
фтагментарно. Наблюдения показывают, что ниями внутренней (в порфиробластах) и внешней
осевые поверхности ранних складок вторично полосчатости позволяют оценить величину де-
сминаются вместе с метаморфической сланцева- формации укорочения (до 50%). Отмечены пор-
тостью и линейностью в складки восточной вер- фиробласты, в которых замещение вторичными
гентности (см. рис. 7, Г). минералами идет по мелким трещинам отрыва,
ориентированным под углом к сланцеватости
По данным петроструктурного анализа, ран-
(см. рис. 8, Б). Это, наряду с асимметрией теней
ние деформационно-метаморфические структур-
давления, свидетельствует о продолжающемся
ные парагенезы (см. рис. 8) представлены прони-
сдвиговом вращении порфиробластов на этапе
каюшей сланцеватостью, метаморфической по-
диафтореза. В сильно диафторированных поро-
лосчатостью, на фоне которых широко развиты
дах основная минеральная ассоциация представ-
синкенематические [55, 57] порфиробласты гра-
лена биотитом, мусковитом, хлоритом, иногда -
ната и биотита (см. рис. 8, А, Б). Направление
турмалином.
вращения порфиробластов указывают на пере-
мещение вниз, по падению сланцеватости Таким образом, общая направленность мета-
см. рис. 8. Л, Б). Тени давления порфиробластов морфизма в породах камчатской серии ретро-
выполнены кварцем, для биотитовых порфироб- градная. Большинство структур и текстур имеют
ластов характерны также новообразования биоти- синкинематический характер и образуют дефор-
та. Биотитовые порфиробласты будинируются, мационно-метаморфический структурный пара-
илпытывают дробление, с последующим вращени- генез, сформировавшийся в сдвиговой обстанов-
ем фрагментов и образованием асимметричных ке, в зоне пластичного сброса при прогрессирую-
теней давления с кварцевым выполнением щем характере деформации на фоне снижения
см рис. 8. Г). В замковых частях малых складок РТ-условий. На поздних стадиях процесса в суще-
широко развит кливаж плойчатости (см. рис. 8, Д). ственно кварцевых породах и, в меньшей степени,
Кварцевые жилы испытывают интенсивные де- в кварцевых жилах развиваются стилолиты и
ГЕОТЕКТОНИКА №4 200476 КИРМАСОВ и др.
Рис. 9. Ориентировки структурных элементов, Южный участок (равноугольная проекция, нижняя полусфера, п - ко-
личество замеров)
1 - плоскостные элементы: а - слоистость (для ирунейской свиты), слоистость и кливаж (для хозгонской свиты), слан-
цеватость, метаморфическая полосчатость, 6 - осевые поверхности складок, в - милонитовая полосчатость, г - ката-
кластическая полосчатость в сиенитах, д - кливаж плойчатости; 2 - шарниры складок: а — западной, 6 - восточной вер-
гентности, в — М-складок, г - складчатых кварцевых жил западой вергентности
коррозионные швы, выполненные слюдистым рагенезе со стилолитами выступают волокнис-
веществом (см. рис. 8,3, Я). Они имеют характер- тые" кальцитовые жилы.
ную ступенчатую морфологию, ориентированы Образования колпаковской серии отделены от
под углом к слоистости, что свидетельствует об пород камчатской серии разрывом, залеченным
их формировании в сдвиговой обстановке. В па- небольшими телами и дайками гранитоидов. В ря-
Рис. 10. Структуры и структурные парагенезы в породах ирунейской, андриановской свит и камчатской серии, Юж-
ный участок (А-Г, Ж, 3 - рисунки по фотографиям; Д, Е - разрезы)
Ирунейская свита: А - сопряженные кинк-зоны, наложенные на сланцеватость (Sj) в зоне внутриформационного на-
двига; Б - сланцеватость (Sj), секущая слоистость (Sg) в замке небольшой складки в зоне надвига; В - кварцевые жи-
лы, возникающие при отслаивании по плоскостям сланцеватости.
Андриановская свита: Г - соотношение складок разной вергентности: F! - ранние, "надвиговые", F2 - поздние, "сбро-
совые" (Si - сланцеватость, S2 - макрокливаж плойчатости, Q - кварцевые жилы).
Камчатская серия: Д - соотношения плоскостных текстур в милонитах камчатской серии, детальный фрагмент II раз-
реза D-D' на рис. 5:1 - милониты (кварц-полевошпат-биотитовые сланцы), в том числе: а - с кливажем плойчатости
(S 2 , см. врезку) по ранней милонитовой полосчатости (Sj), б- с новообразованной милонитовой полосчатостью (S3),
образовавшейся при расплющивании плойчатых пород; 2 - диафторированные милониты (хлоритовые сланцы) по
габброидам (?) с порфирокластами плагиоклаза (Si - сланцеватость, S2 - кливаж плойчатости, Q - кварцевые жилы);
3 - разрыв.
Е - соотношения плоскостных текстур в милонитах камчатской серии, детальный фрагмент I разреза С-С на рис. 5:
1 - метапелиты камчатской серии; 2 - амфиболовые сланцы андриановской свиты; 3 - зоны прокварцевания; 4 - зоны
брекчированных пород; 5 - милониты; 6 - дайка аплитов; 7 - разрывные нарушения. S! - сланцеватость, метаморфи-
ческая полосчатость, ранняя милонитовая текстура; S2 - кливаж плойчатости; S3 - поздняя милонитовая текстура,
Q - кварцевые жилы.
Хозгонская свита: Ж - опрокинутая складка с кливажем осевой плоскости (Si); 3 - дисгармоничные складки в подошве
хозгонского клина на контакте с породами андриановской свиты, развитые по кливажу (Si), S2 - кливаж плойчатости
ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 77 ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004
78 КИРМАСОВ и др.
де случаев наблюдается переход от тектонитов и ности полого (20-30°) погружаются к северу
милонитов по породам камчатской серии к колпа- (см. рис. 9), что свидетельствует о небольшой ле-
ковским гнейсам через серию сближенных раз- восдвиговой составляющей перемещения по на-
рывных нарушений. Внутренняя структура колпа- двигу, складки с юго-восточными погружениями
ковской серии резко дискордантна по отношению шарниров (см. рис. 9) единичны и развиты глав-
к структуре камчатской серии: сланцеватость и ным образом по кварцевым жилам. Веретенооб-
осевые поверхности складок имеют западные па- разные кварцевые жилы субпослойные, обычно
дения (см. рис. 5, разрез В-В'; см. рис. 6), возрас- концентрируются в отдельных горизонтах. Мор-
тает степень метаморфизма, появляются многочис- фология жил указывает на их формирование при
ленные жилы аплитов, нередко смятые в птигмати- отслаивании в зонах флексурных изгибов "взбро-
товые складки (см. рис. 7, Ж), отмечаются сового" типа, нередко эта механическая обстанов-
мигматиты. Наблюдения над вергентностью скла- ка подчеркивается кулисным расположением жил
док позволяют реконструировать фрагмент склад- и изгибом грубых волокон в жилах (см. рис. 10, В).
чатого разреза (см. рис. 5, разрез В-В'), зоны интен- В целом для пород ирунейской свиты характерны
сивных деформаций тяготеют к участкам разви- низкая степень метаморфических преобразова-
тия аплитовых жил и мигматизированных пород. ний, обычно наблюдаются деформационно-хими-
ческие [7] структурные парагенезы (стилолито-
Южный участок вые швы + "волокнистые" кварцевые жилы в
кремнистых породах, рис. 11, А).
В пределах Южного участка нами были изуче-
ны характер деформационных преобразований в Контакт между образованиями ирунейской и
породах ирунейской, андриановской свит, в зоне андриановской свит имеет признаки постепенно-
милонитов, развитых по породам камчатской се- го перехода. При наблюдениях в шлифах переход
рии (см. рис. 4, рис. 5, разрезы С-С, D-D'), внут- к породам андриановской свиты очень четко
ренняя структура хозгонского тектонического фиксируется появлением амфибола. В зоне кон-
клина (см. рис. 5, разрез Е-Е'). такта, наряду с надвигами, развиты субвертикаль-
Верхний аллохтонный комплекс. Ирунейская ные поздние сбросы, отмеченные М.Н. Шапиро
свита представлена кремнисто-туфогенными по- (устное сообщение) и подтвержденные нашими
родами. Слоистость в породах имеет устойчивые ^наблюдениями.
восточные падения (рис. 9), в отдельных зонах по-
роды интенсивно рассланцованы с развитием сери- Нижний аллохтонный комплекс. Андрианов-
цит-хлоритовых агрегатов по плоскостям расслан- ская свита представлена кварц-полевошпат-амфи-
цевания, в туфогенных разностях наблюдается боловыми, кварц-полевошпат-хлорит-амфиболо-
кливаж. На ранние деформационные текстуры выми сланцами, нередко отмечаются характерные
(кливаж и сланцеватость) наложены кинкбанды для зеленых сланцев кварцевые бороды нараста-
(рис. 10, А), отмечаются кварцевые жилы, как ния вокруг пиритовых зерен (см. рис. 11, Б). В по-
планарные, так и смятые в складки. В зонах рас- дошве тектонической пластины, сложенной об-
сланцевания слоистость смята в изоклинальные разованиями андриановской свиты, амфибол
складки (рис. 10, Б). Подавляющее большинство формирует крупные порфиробласты, захватываю-
шарниров складок и кинк-зон западной вергент- щие фрагменты основной тонкокристаллической
Рис. 11. Микроструктуры в породах Южного участка (камчатская серия, андриановская, ирунейская и хозгонская сви-
та, сиениты; микрофотографии шлифов, без анализатора, иначе указан знак +). Обозначения минералов см. в подписи
к рис. 8
Ирунейская свита: А - деформационно-химический структурный парагенез стилолиты (грубый кливаж) + кварцевые
жилы.
Андриановская свита: Б - бороды нарастания в тыльных частях пиритовых зерен.
Камчатская серия: В, Г - синкинематические S-образно изогнутые порфиробласты граната (В) и ставролита (Г) с
включениями, хорошо заметна внутренняя текстура, образованная захваченными при росте включениями матрикса;
Д -дробление синкинематического порфиробласта биотита со сдвиговым смещением; Е - кливаж плойчатости (S 2 ) в
кварц-полевошпат-мусковит-биотитовых сланцах; Ж — посткинематический по отношению к кливажу плойчатости
порфиробласт биотита с кварцевыми бородами нарастания в тенях давления; 3 - двукратное смятие милонитовой по-
лосчатости с образованием кливажа плойчатости (S 3 ) в замке складки.
Тектониты по интрузивным породам: И — дробление крупного кристалла калиевого полевого шпата, протомилонит
по сиенитам (+); К - эпидотизированный апосиенитовый милонит (+).
Хозгонская свита: Л - секущие соотношения слоистости и межзернового кливажа (Sj) в мелкозернистых песчаниках
и алевролитах; М - деформационно-химический структурный парагенез кливаж плойчатости (S2) + кварцевые жилы,
кливаж плойчатости наложен на межзерновой кливаж (S{)
ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 79 ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004
80 КИРМАСОВ и др.
ткани породы. В зонах внутриформационных раз- тектонитов, иногда - с правосдвиговой составля-
рывов развиты субпослойные тела амфиболитов. ющей. По главной сланцеватости и S-C-тектони-
Андриановская свита имеет монотонное стро- там в отдельных зонах развивается кливаж плой-
ение, фрагменты складчатых структур наблюда- чатости (см. рис. 11, Е), по отношению к которому
ются спорадически. В зоне контакта с породами порфиробласты граната являются докинематиче-
камчатской серии отмечаются тесно сжатые ост- скими. Биотитовые порфиробласты, испытывая
рые килевидные складки с ЮВ погружением шар- вращение в процессе роста, как правило, на более
ниров. В одном из фрагментов было установлено, поздних стадиях подвергаются дроблению, от-
что складки восточной вергентности ("сбросо- дельные фрагменты кристаллов поворачиваются
вые") с макрокливажем плойчатости в замках один относительно другого по системе антитети-
формируются при наложении на более ранние ческих сколов (см. рис. 11, Д), нередко будиниру-
структуры западной вергентности (см. рис. 10, Г). ются с переотложением в пустотах как свободного
Шарниры большинства как "взбросовых", так и от примесей более низкотемпературного биотита,
"сбросовых" мелких складок и кинк-зон погружа- так и кварца. Зафиксированы также пост- или син-
ются к северу (см. рис. 9), что, вероятно, свиде- кинематические по отношению к кливажу плойча-
тельствуют о близком положении внутренней оси тости порфиробласты биотита (см. рис. 11, Ж), в
вращения при их формировании. Для "взбросо- тенях давления которых на более поздних стадиях
вых" складок западной вергентности проявлена происходит образование кварцевых бород нарас-
левосдвиговая составляющая, для "сбросовых" - тания. Наиболее интенсивно деформированы по-
небольшая правосдвиговая. роды, пересыщенные кварцевыми жилами; в те-
невых зонах деформации замковых частей склад-
Породы андриановской свиты прорваны ин- чатых кварцевых жил наблюдаются реликты
трузиями основного - ультраосновного состава и более ранних текстур, сланцеватости и кливажа
сиенитами. В сиенитах наблюдаются постепен- плойчатости. При полной переработке кливажа
ные переходы от массивных пород к рассланцо- плойчатости формируется проникающая новооб-
ванным разностям, вплоть до мелкозернистых, разованная сланцеватость. Деформация протека-
тонкополосчатых эпидотизированных пород ла на фоне ретроградного метаморфизма, с пре-
(см. рис. 11, И, К), макроскопически не отличи- имущественным развитием на поздних стадиях
мых от пород андриановской свиты. Такие поро- хлорит-мусковитовых ассоциаций в сочетании с
ды идентифицированы как милониты (от прото- прокварцеванием пород.
милонитов с начальными стадиями дробления до
На южном фланге изученного нами сегмента
милонитов и бластомилонитов [46]) в зонах раз-
шовной зоны контакт между камчатской серией и
рывных нарушений, с развитой эпидотизацией и
андриановской свитой представлен зоной диафто-
(редко) сульфидной минерализацией, без призна-
рированных милонитов (см. рис. 5, разрез D-D',
ков вращения порфирокластов.
рис. 10, Д). Развитые в висячем крыле зеленые
Автохтон. Контакт образований андрианов- сланцы микроскопически диагностируются как
ской свиты и камчатской серии резкий, проявлен сильно милонитизированные и испытавшие диа-
отчетливо (см. рис. 10, Е). В породах андрианов- фторез габброиды. Милониты по породам кам-
ской свиты на контакте фиксируются тела грана- чатской серии представлены кварц-полевошпат-
товых амфиболитов. По главной сланцеватости в хлорит-биотит-мусковитовыми сланцами, на смя-
породах автохтона развит макрокливаж плойчато- тую в изоклинальные складки милонитовую по-
сти, небольшие складки. Ориентировка и характер лосчатость наложен кливаж плойчатости
вергентности асимметричных складок аналогич- (см. рис. 11, 3). Линейность в милонитах сформи-
ны таковым в породах андриановской свиты рована замками мелких складок, "срезанных"
(см. рис. 9). Широко развиты веретенообразные кливажными зонами (см. врезка на рис. 10, Д); не-
кварцевые жилы, вытянутые по падению сланце- посредственно в зоне контакта дальнейшая эво-
ватости, отмечаются субвертикальные зоны мило- люция кливажа плойчатости приводит к форми-
нитов и брекчированных пород (см. рис. 10, Е). рованию новообразованной милонитовой полос-
В милонитах круто падающая линейность сфор- чатости.
мирована сильно вытянутыми кварцевыми мул-
Параавтохтон (?). Отдельные наблюдения бы-
лионами.
ли сделаны нами в пределах тектонического кли-
Как и для Северного участка, при петротекто- на хозгонской свиты, "зажатого" между блоками,
ническом изучении пород камчатской серии уста- сложенными породами ирунейской и андрианов-
навливается синкинематический характер пор- ской свит (см. рис. 2, рис. 5, разрез Е-Е'). В песча-
фиробластов граната, ставролита и биотита никах и алевролитах хозгонской свиты развит
(см. рис. 11, В-Д), ориентировка вращения кото- проникающий межзерновой кливаж, ориентиро-
рых указывает на сбросовую кинематику зоны ванный субпослойно или под очень острым углом
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 81
к слоистости (см. рис. 10, Ж; И,Л). Такие соотно- МЕХАНИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
шения межзернового кливажа и слоистости сви- СТРУКТУРНЫХ ПАРАГЕНЕЗОВ.
детельствуют о складчатой структуре хозгонской МОДЕЛЬ СТРУКТУРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ
свиты, с тесно сжатыми (до изоклинальных) склад-
ками. В парагенезе с кливажем выступают "волок- На основании структурных исследований,
нистые" кварцевые жилы, частично испытавшие можно предложить следующую модель строения
растворение в кливажных зонах. На контакте с ан- и эволюции Андриановского шва (рис. 12). В
дриановской свитой породы меланжированы, смя- строении автохтона отмечается структурно-мета-
ты в многочисленные нередко дисгармоничные морфическая зональность, выраженная увеличе-
складки, развитые по уже кливажированным алев-
нием степени метаморфизма с востока на запад.
ролитам и кварцево-жильной полосчатости
(см. рис. 10, 3). Гнейсы и мигматиты колпаковской серии практи-
В зоне верхнего тектонического контакта тек- чески не затронуты наложенными ретроградными
тониты по кремнистым породам ирунейской свиты метаморфическими процессами и характеризуют-
представлены меланжированными тонкорас- ся, по отношению к образованиям камчатской се-
сланцованными породами, в матрикс которых по- рии, дискордантной внутренней структурой. Де-
гружены линзовидные включения, вытянутые формационные преобразования сконцентрирова-
вдоль сланцеватости, размером до первых санти- ны в породах камчатской серии (см. рис. 12, А), в
метров. На поздних стадиях эволюции разрыва в зоне пластичного сброса с ретроградной направ-
компрессионной обстановке в зоне меланжа ак- ленностью метаморфической эволюции - от наи-
тивно протекают процессы растворения под дав- более ранних гранат-ставролит-биотитовых ми-
лением. Нижний тектонический контакт обна- неральных парагенезисов к биотит-хлорит-мус-
жен слабо, отдельные выходы андриановской ковитовым низкотемпературным ассоциациям.
свиты представлены зелеными хлорит-серицито- Наиболее поздние процессы в ряде случаев про-
выми сланцами с реликтами обломочных струк- текают на фоне кислотного выщелачивания по-
тур, и, вероятно, нижний тектонический контакт
род [4] с сильной гидротермальной проработкой
хозгонского клина срезан здесь более поздним
круто падающим разрывом (сбросом). В сильно зоны разлома. На п е р в о й с т а д и и (D1) фор-
диавторированных породах андриановской сви- мируется сланцеватость, S-C-тектониты, мета-
ты развиты складки западной вергентности и морфическая и милонитовая полосчатость (Si),
кливаж плойчатости. синкинематические порфиробласты. В т о р а я
В породах хозгонской свиты отмечается два с т а д и я (D2) характеризуется развитием скла-
типа наложенных плоскостных текстур. Кливаж док и флексур, смятием ранних деформационных
плойчатости имеет регулярное распространение, текстур и формированием кливажа плойчатости
нередко в парагенезе с "волокнистыми" кварце- (S 2 ). На крыльях складок в зонах срывов образу-
выми жилами (см. рис. 11, М). Локально, в зонах ются кварцевые жилы, впоследствии сминающи-
меланжированных пород, развиты мощные кли- еся в складки, испытывающие расплющивание с
важные швы, разделяющие макролитоны, в ко- появлением новообразованной кварцево-жиль-
торых сохраняются фрагменты ранних деформа- ной полосчатости. На наиболее поздней т р е т ь -
ционо-химических парагенезов. Плоскостные ей с т а д и и (D3) формируются кинк-зоны,
элименты (слоистость, межзерновой кливаж, ми- складки, кливаж плойчатости (S3). Заключитель-
лонитовая полосчатость) имеют устойчивые
ные эпизоды структурной эволюции (D4?) отра-
ВЮВ падения (см. рис. 9). Предполагается, что
породы хозгонской свиты на данном участке сла жены в образовании деформационно-химических
гают срезанное разрывами крыло крупной анти- структурных парагенезов в милонитах (стилоли-
клинальной складки, осложненной складками ты (S4), "волокнистые" кальцитовые жилы). Та-
восточной вергентности (см. рис. 10, Ж). Такая ким образом, образования камчатской серии
вергентность складок и регулярное развитие кли- представляют собой зону тектонитов, в составе
которой присутствуют породы разной степени
тектонической переработки - от фрагментов с
хорошо сохранившимися ранними деформацион-
важе плойчатости может свидетельствовать о но-метаморфическими структурными парагенези-
двухэтапном формировании структуры хозгон-
сами до испытавших полную переработку текто-
ского клина. На раннем этапе формируется
складчатая структура, представленная серией оп- нитов (милонитов) с реликтами ранних порфироб-
ркинутых изоклинальных (?) складок с проника- ластов граната, ставролита, биотита. Наиболее
ющим развитием межзернового кливажа, на ко- сильно процессы диафтореза, сопровождающие-
торый позднее наложены складчатые деформа- ся окварцеванием, проявляются на северном
ции второго этапа (см. рис. 10, 3). Возможно, фланге разлома. В целом мощность зоны плас-
восточная вергентность складок связана со сбро- тичного сброса в кровле камчатской серии дости-
совой кинематикой перемещения по разрывам. гает первых сотен метров.
ГЕОТЕКТОНИКА №4 200482 КИРМАСОВ и др.
Рис. 12. Стадийность структурообразования в породах камчатской серии (А) и принципиальная модель структурной
эволюции Андриановского шва на коллизионном (Dj) и постколлизионном (D 2 ) этапах (5). Пояснения в тексте
Dn - этапы, Dn - стадии деформации. Индексами минералов показаны минеральные ассоциации (см. рис. 8, кроме
Ms - мусковит, СЫ - хлорит). S, С - направления кристаллизационной сланцеватости в S-C-тектонитах, S^ - генера-
ции плоскостных текстур (1 - ранняя сланцеватость, метаморфическая и милонитовая полосчатость, 2 - кливаж плой-
чатости, 3 - кливаж плойчатости, наложенный на милонитовую и кварцево-жильную полосчатость, 4 - стилолиты)
ГЕОТЕКТОНИКА № 4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 83
Параавтохтон, представленный породами хоз- восточной вергентности на более ранние струк-
гонской свиты [34], залегает в виде тектоническо- турные формы.
го клина между образованиями андриановской и
Образование протомилонитов и милонитов по
жрунейской свит (см. рис. 5, разрез Е-Е'). В струк-
сиенитам, прорывающим аллохтон, можно свя-
туре хозгонского клина фиксируется два собы-
зывать с любым из этих этапов. Учитывая, что
тия. На первом этапе образуется сокливажный
плоскостные текстуры, как правило, чутко реаги-
парагенез. На позднем этапе, возможно, при
руют на последующие деформационные события
гбросовых перемещениях по раннему кливажу,
формированием наложенных структур и текстур,
формируются наложенные складки восточной
более логично связать милонитизацию сиенитов
зергентности.
с поздним этапом сбросообразования.
Кинематический анализ показывает, что в по- Верхний аллохтонный комплекс представлен
годах нижнего аллохтонного комплекса (андриа- ирунейской свитой с преимущественным развити-
эовская свита) часть структур сформировалась ем структур, свидетельствующих о западном на-
зри западном направлении тектонического транс- правлении тектонического транспорта при надви-
порта, по восстанию пород (см. рис. 12, Б). В гообразовании (см. рис. 12, Б).
меньшей степени развиты структуры и структур-
ные парагенезы, которые являются кинематиче- Обобщение структурных данных позволяет
скими индикаторами сбросовых перемещений. предложить наиболее адекватную имеющемуся
Таким образом, можно предполагать формирова- фактическому материалу модель структурообра-
ние структур андриановской свиты в течение двух зования. Ранний этап (D,) характеризуется ком-
деформационных этапов - первого, связанного с прессионными обстановками, связанными с кол-
надвигообразованием, и второго, соответствую- лизионным надвигообразованием, за счет кото-
щего обстановке растяжения. рого происходит тектоническое совмещение
комплексов (см. рис. 12, Б). Структуры и струк-
Специального пояснения требует совместный турные парагенезы в породах андриановской и
кинематический анализ кинк-зон и складок воло- ирунейской тектонической пластин, зажатого
чения в породах андриановской и ирунейской между ними тектонического клина хозгонской
свит. Кинкбанды (кинк-зоны) являются типо- свиты отражают разные уровни глубинности
морфными деформационными структурами силь- (и, соответственно, различные РТ-условия) струк-
но расслоенных объемов разных масштабных турообразования. В метапелитах камчатской се-
>ровней (от внутризерновых до структур уровня рии структуры раннего этапа проградного мета-
слоев - пачек слоев). Показано [36, 56, 58], что морфизма полностью переработаны в результате
асимметричные кинк-зоны формируются при наложенных процессов, возможно, сохранившись
сжатии под углом порядка 20-30° к сланцеватости фрагментарно. Синколлизионный метаморфизм
слоистости, спайности); при сжатии вдоль слоис- глубинных уровней сопровождается мигматиза-
тости образуются сопряженные кинк-зоны. Та- цией пород и гранитообразованием, в современ-
ким образом, эти структуры могут использовать- ной структуре проявленных в прилегающей к
ся в качестве кинематических индикаторов. Для центральной части Срединного массива образо-
метавулканитов андриановской свиты обнаружи- ваниях колпаковской серии.
вается хорошее соответствие ориентировок шар- В течение постколлизионного этапа в обста-
ниров кинк-зон разной вергентности, что в самом новке растяжения происходит формирование
общем случае свидетельствует о сжатии вдоль пластичного сброса, охватывающего на изучен-
слоистости. Такие сопряженные (?) кинк-зоны ном сегменте Андриановского шва большую
разной вергентности могли образоваться при из- часть камчатской серии (см. рис. 12, Б). В зоне
гибе метаморфической сланцеватости как при разрыва сосредоточены деформационные струк-
взбросо-надвиговых, так и сбросовых перемеще- туры, кинематическая интерпретация которых
ниях. Кроме того, согласно модели [49], сопря- свидетельствует о сбросовой кинематике переме-
женные кинк-зоны с разбросом ориентировок щения на фоне снижения РТ-условий, отражаю-
шарниров могут формироваться по сланцеватос- щих полистадийный характер структурной эво-
ти в зонах пластичных разрывов при деформации люции пород камчатской серии при их тектониче-
трехосного сплющивания. Определяющим мо- ском выведении к поверхности. В меньшей
ментом для принятой нами двухэтапной модели степени структуры постколлизионного растяже-
являются структурные наблюдения, свидетельст- ния проявлены в андриановской пластине и, воз-
вующие, во-первых, о близких ориентировках можно, в породах хозгонской свиты. В верхней
шарниров складок и кинк-зон соответствующей части тектонического пакета (ирунейская пласти-
вергентности, а также прямые данные, указыва- на) преимущественно развиты хрупкие субверти-
ющие на наложение поздних складок и кинк-зон кальные сбросы.
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004Рис. 13. Схема тектонической эволюции Андриановского шва (вне масштаба, датировки событий по [47,48] пояснения
в тексте): А - предколлизионная стадия (~60 млн. лет назад); Б - коллизионная стадия (~55-52 млн. лет назад); В - пост-
коллизионная стадия (после 52 млн. лет назад)
1 - гетерогенные комплексы северо-восточной окраины Евразии; 2 - терригенные комплексы аккреционной призмы;
3 - осадочный чехол аккреционной призы; 4 - граниты крутогоровского комплекса; 5 - образования андриановской
свиты; 6 - базиты и гипербазиты; 7 - отложения ирунейской свиты; 8 - сланцы камчатской серии; 9 - синкинематиче-
ские граниты; 10 - гнейсы колпаковской серии (только для схемы В), 11 - милониты по породам камчатской серии в
зоне пластичного сброса (только для схемы В); 12 - метаморфический фронт; 13 - мигматизация, гранитизация; 14 —
складки; 75 - разрывы: а - активные, 6- неактивные; 16 - уровень современного эрозионного среза (для схемы В, 2);
17-19 - динамические обстановки: 17 - сжатие, 18 - растяжение, 19 - сдвиг
Для ранних, надвиговых, событий, отражен- ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ных в структуре аллохтона, фиксируется левос- На основании структурных исследований в
двиговая составляющая, для поздних, сбросовых, эволюции Андриановского шва выделено два
движений характерно наличие правосдвиговой этапа: коллизионный и постколлизионный.
компоненты, возможно, даже преобладающей на Коллизионный этап. Формирование надвига
поздних стадиях эволюции зоны. западной вергентности в зоне Андриановского
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004КОЛЛИЗИОННАЯ И ПОСТКОЛЛИЗИОННАЯ СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 85
шва связано с компрессионной обстановкой, ной переработкой ранней складчатой структуры,
обусловленной коллизией [13] меловой остров- вероятно, с достаточно быстрой сменой кинема-
зой дуги с северо-восточной окраиной Евразии в тического знака (см. рис. 13, Б, 3).
позднем палеоцене - начале эоцена (рис. 13 А, Б).
Наиболее контрастно в современной структу-
Шовная природа Андриановского разлома под-
ре выражены границы между колпаковской и
черкивается линзами базитов и гипербазитов в
камчатской сериями, а также между андрианов-
основании островодужной пластины (долина реки
ской и ирунейскими свитами. Вместе с тем, дис-
Крутогорова [21]). Определенная для структур ал-
кордантность структурных планов и резкая смена
лохтона левосдвиговая составляющая коллизион- степени метаморфических преобразований пород
зого этапа хорошо корреспондируется с получен- по латерали определяется скорее совмещением
ными ранее данными о сдвиговой составляющей комплексов при подвижках по поздним хрупким
Лесновского надвига [27]. Коллизионное надвиго- разломам (см. рис. 13, В, 2). В верхней (ируней-
эбразование в восточном обрамлении Срединного ской) пластине структурным выражением этого
массива можно рассматривать в достаточно узком процесса является формирование субвертикаль-
возрастном интервале между следующими репер- ных хрупких сбросов.
ными датировками: возраст протолита камчат-
ской серии (нижний предел) - возраст барабской Обстановки формирования пластичного сбро-
сзиты (верхний предел). Для барабской свиты, са на глубинных уровнях и хрупких разломов в
которая традиционно считалась позднемеловой приповерхностных условиях наиболее хорошо
"34] и относилась к неоавтохтону, запечатываю- описаны в модели эволюции метаморфических
щему более древние структуры Срединного масси- ядер кордильерского типа [24, 51, 54, 62 и др.].
за. появилась датировка 50 млн. лет (ранний эоцен) Восстановленный латеральный ряд структурных
26]. Возраст протолита метапелитов камчатской парагенезов для Андриановского шва хорошо со-
серии является ключевым для определения возра- ответствует вертикальной зональности структу-
ста коллизионных деформаций. Так как возраст рообразования на разных уровнях глубинности,
протолита соответствует палеоцену, как показа- отражая различную реакцию пород на приложен-
но в [47,48], то весь пакет тектонических пластин ные нагрузки. Полученные результаты не рас-
в разной степени метаморфизованных пород мо- сматриваются как однозначное свидетельство
жет рассматриваться как результат единого про- .именно такого механизма выведения метаморфи-
цесса коллизионного структурообразования в ин- ческих комплексов, но модель метаморфических
тервале 55-50 млн. лет. Различие метаморфизма ядер может приниматься за отправную точку для
должно трактоваться как результат выведения на дальнейших исследований.
вровень современного эрозионного среза разно-
Прогрессирующий характер деформаций в зо-
глубинных фрагментов коллизионной структуры.
не пластичного сброса подтверждается многочис-
ленными примерами структурной эволюции по-
Постколлизионный этап. На этом этапе про-
добных зон [51, 54, 59, 60, 62 и др.]. Различные ва-
исходит растяжение и эксгумация высокомета-
рианты конкурирующих механизмов деформации
морфизованных комплексов Срединного хребта
с упрочением и разупрочнением в зонах милони-
Камчатки, в результате чего комплексы разной
тизации приведены в [56, 57]. В модели структур-
степени метаморфизма совмещены в современ-
ных перестроек [29, 30 и др.] в качестве основной
ной структуре (см. рис. 13, В). Описанная нами зо-
причины смены деформационных механизмов
на пластичного сброса является главным свиде-
предлагается рассматривать изменение релакса-
тельством механизма тектонической денудации,
ционных возможностей деформируемого объема
за счет которого произошло выведение высоко-
при изменении его структуры.
метаморфизованных пород в зоне Андриановско-
го шва. Положение главного структурного шва Для зон вязких разрывов характерно много-
на контакте камчатской серии и андриановской кратное наложение деформационных преобразо-
савты определяется главным образом зоной ваний при общей направленности структурной
сконцентрированных деформаций в основании эволюции в сторону расплющивания пород и
Андриановской пластины. Структуры первой формирования проникающей плоскостной текс-
коллизионной) стадии в породах камчатской се- туры (сланцеватости, милонитовой полосчатос-
рии отсутствуют, а вращение порфиробластов ти) с полной переработкой возникающих при
указывает на сбросовые перемещения уже на этом складчатых структур. Смятие в складки
ранних стадиях метаморфических преобразований. сланцеватости и метаморфической полосчатости,
Возможным объяснением этого является захороне- их дальнейшее расплющивание за счет действия
ние окраинно-континентальных терригенных толщ механизмов деформации зернового уровня (гра-
все островодужной пластиной (см. рис. 13, Б, 1,2,3) нуляция, перекристаллизация и др.) при значи-
и последующий метаморфизм погружения с пол- тельных величинах деформации приводит к пол-
ГЕОТЕКТОНИКА №4 2004Вы также можете почитать
