ГЕОДИНАМИКА ГРАНИТОИДНОГО МАГМАТИЗМА В КАЗАХСТАНЕ

Ермолов П.В.*, Хайнхорст Я.**, Крёнер А.***, Сидоренко И.С.*

*Институт комплексного освоения недр, Караганда, Казахстан, permolov@ipkon.kz

**Germany, Technische Universität, Clausthal-Zellerfeld, nobra@silicone-dream.ru

***Institut für Geowissenschaften, Mainz, Germany, kroener@uni-mainz.de

Казахстан является ярким примером проявления аккреционной тектоники. Характер гранитоидного магматизма на ранних этапах развития (кембрий-ранний карбон) в значительной степени определяется положением конкретного террейна в глобальной структуре открытый бассейн - островная дуга - континент и его глубинным строением. В этот период существовали блоки коры со следующими геодинамическими режимами.

1. Венд-раннепалеозойская кора с высокой долей мантийного компонента. Предполагаемый геодинамический режим – молодая островная дуга. В современной структуре Казахстана область располагается на территории Северного Прибалхашья от широты р. Токрау в восточном направлении через месторождения Актогай - Айдарлы до западного обрамления Джунгарской плиты в Китае. Модельные возрасты от 0.52 до 0.58 Ga (район месторождения Долинное); от 0.5 до 0.67 Ga (месторождение Актогай); – 0.64 Ga в юго-западной части офиолитового пояса Далабута в Китае (Hu et al., 2000). Вклад мантии в формирование коры оценивается цифрами 75-85%: εNd(t) в тех же точках составляют 4.52-5.54; 4.41-5.94; 6,7. Пространственно данная область совмещена с Итмурундинским офиолитовым поясом, восточным продолжением которого является офиолитовый пояс Далабута в Китае (Zhang et al., 1993). Гранитоиды относятся исключительно к I-типу. Отличительной визуальной особенностью их является обилие меланократовых глубинных включений и реликтовых парагенезисов основного состава (клинопироксен + лабрадор ± ортопироксен). Металлогеническая специализация: медь, золото.

2. Позднерифейская кора смешанного состава с преобладанием мантийного компонента. Предполагаемый геодинамический режим – зрелая островная дуга. Пространственно к ней относятся центральная и восточная части Северо-Казахстанской золоторудной провинции. Гранитоидный магматизм представлен малыми телами габбро-диорит-плагиогранитного состава и крупными батолитами гранодиоритов и монцо-, гранодиоритов. Гранитоиды, в отличие от п. 1, относятся к более чистой линии: глубинные включения представлены в основном породами среднего состава и не в таком изобилии. Средний модельный возраст по 9 датировкам 790 Ma при разбросе от 744 до 890 Ma (Heinhorst et al., 2000; Kröner et al., 2008). εNd(t) =3.49; 3.13; 2.83; 3.53; 3.12; 2.82; 4.20; 2.5; 2.0, что примерно соответствует 60% мантийного материала в источнике. Металлогеническая специализация: золото в сочетании с серебром, теллуридами и ртутью.

3. Архей-протерозойская кора, подверженная амальгамации мантийным материалом. Предполагаемый режим – срединный массив в островодужном архипелаге. Пространственно соответствует обнаженной части Кокчетавского выхода метаморфических пород и его склонам, погребенным под ордовикским флишем. Изотопные характеристики зерендинской серии, слагающей поверхность, типичные платформенные: εNd(0) = -3.66 - (-) 24.7; T_{DM (Ga)} = 1.84-2.65 Ма (Shatsky et al., 1999), тогда как характеристики зерендинского и боровского гранитоидных комплексов (О₃-S) демонстрируют существенный вклад мантийного материала в кору на уровне магматических очагов этих комплексов и, как следствие, изотопное омоложение протолита гранитоидов: εNd(t) = -2,63; 1.40; 1.01; T_DM = 1.23; 1.03; 1.07 Ga (Шатагин и др., 2001). Если для зерендинской серии правомочна модель коры с содержанием мантийного материала первые десятки процентов, то для зерендинского и боровского комплексов этот показатель составляет не менее 50-60%. Прямые доказательства амальгамации находим на золоторудном месторождении Степняк, расположенном на склоне Кокчетавского массива, перекрытого ордовикским флишем.

По составу Степнякский массив полностью идентичен малым интрузиям центральной части Северо-Казахстанской золоторудной провинции (п. 1 в этом тексте): габбро, диориты, тоналиты. Однако изотопные характеристики его практически одинаковые с зерендинским и боровским комплексами: εNd(t) = 0.04-(-)1.0; T_DM = 1,1-1,21Ga. Участие материала древней коры в формировании магматического очага доказано присутствием древних ядер в сложных цирконах: возраст каемок 480 Ma, возраст ядер – от 991 до 3890 Ма (Kröner et al., 2008). Изотопные характеристики ранне-среднепалеозойских гранитоидных комплексов в Кокчетавском массиве и рассчитанные на их основе модельные возрасты приняты нами как показатели амальгамированной континентальной коры.

4. Все вышерассмотренные случаи относятся к наиболее распространенному в Казахстане ореольному проявлению островодужного и орогенного гранитоидного магматизма. Особый случай представляют узкие и протяженные (сотни км) линейные зоны анорогенного магматизма рифтогенного типа. К таковым относятся малые тела и дайки щелочных гранитов и гранит-порфиров Тлеумбет-Саурского пояса Р₁, проявившегося вдоль границы герцинской Зайсанской и каледонской Чингиз-Тарбагатайской складчатых систем. Протяженность пояса на казахстанской территории более 350 км, ширина его в максимальном раздуве 30 км, обычно же 8-10 км. Все внешние признаки зоны сочленения двух вышеуказанных складчатых систем говорят о достаточно мощной коре. Вместе с тем, геохимические признаки указывают на теснейшую связь щелочно-гранитного магматизма с молодой мантией: εNd = +5.3 до +7.86; T_(DM) = 0.24 до 0.6 Ga. Однако было бы ошибкой утверждать, что они произошли непосредственно из мантийного субстрата, т.к. рубидий в них (90-180 г/т) в 2 и более раза выше, чем в океанических пантеллеритах и гранофирах (42-58 г/т; Ferrara, Treuil, 1975). В данном случае имеем пример амальгамации позднегерцинской коры.

Литература

Шатагин К.И., Дегтярев К.Е., Голубев В.И., Астраханцев О.В., Кузнецов И.Б. Вертикальная и латеральная неоднородность коры Северного Казахстана: данные геохронологического и изотопно-геохимического изучения палеозойских гранитоидов // Геотектоника. 2001. № 5. С.26-44.

Ferrara G., Treuil M. Petrological implication of trace element and Sr isotope distribution in basalt-pantellerite series//Bull Volcanol., 1975. 38. № 3. P.548-574.

Heinhorst J., Lehmann B., Ermolov P. Paleozoic crustal growth and metallogeny of Central Asia: evidence from magmatic-gidrothermal ore systems of Central Kazakhstan//Tectonophysics, 2000. 328. Р.69-87.

Hu A., Jahn B-M., Zhang G., Chen Y., Zhang Q. Crustal evolution and Phanerozoic crustal growth in Northen Xinjiang: Nd isotopic evidence. Part I. Isotopic characterization of basement rocks // Tectonophysics, 2000. 328. P. 15-51.

Kröner A., Hegner E., Lehmann B., Heinhorst J., Wingate M.T.D., Liu D.Y. and Ermоlov P. Palaeozoic arc magmatism in the Central Asian Orogenic Belt of Kazakhstan: SHRIMP zircon ages and whole-rock Nd isotopic systematics. Journal of Asian Earth Sciences, 2008 (in press).

Shatsky V.S., Jagoutz E., Sobolev N.V., Kozmenko O.A., Parkhomenko V.S., Troesch M. Geochemistry and age of ultrahigh pressure metamorphic rocks from the Kokchetav massif (Northen Kazakhstan)//Contrib Mineral Petrol.,1999.137. P.185-205.

Zhang C., Zhai M., Allen M.B. Implication of Paleozoic ophiolites from West Luggar, NW China for the tectonic of Central Asia// L.Geol.Soc. Lond., 1993. 150. Р.551-561.