Late Paleozoic deformational-metamorphic structure of the Kuznetsk-Altai Region.pdf Введение В работе обсуждается модель тектонического районирования земной коры Кузнецко-Алтайского региона на основе геомеханических и структурновещественных принципов с выделением региональных тектонических структур, формирование которых происходило после закрытия палеоазиатского океана [Зоненшайн и др., 1990; Диденко и др., 1994; Добре-цов, 2003] на территории Внутренней Азии. Региональная геодинамика и механизмы формирования наблюдаемой структуры Кузнецко-Алтайского региона интерпретируются авторами как результат конвергенции Тувино-Монгольского и Джунгарского микроконтинентов в позднем палеозое. Начальным проявлением этой конвергенции является утолщение коры в области сближения, когда на поверхности механизмы латерального сжатия формируют региональное (условно межглыбовое) поднятие. По мере его роста и в соответствии с принципом изостазии этому поднятию начинает соответствовать рост «корней гор» в подошве коры. Вместе с тем в разрушаемых фронтальных частях глыбовых структур конвергенция сопровождается расчленением поднятия на разномасштабные фрагменты, которые взаимодействуют уже по типу коллизии. Физическим выражением механизмов коллизии (взаимодействие тел при условии сближения их центров масс) являются периодические импульсы сейсмической активности как следствие периодической разгрузки напряженного состояния межглыбовой области [Чиков, 2010, 2011]. В качестве эталонных примеров и детализации строения кратко будут представлены Иртышская и Кедровско-Бутачихинская деформационно-мета морфические зоны (ДМЗ), поскольку модели их строения достаточно детально разработаны авторами ранее [Зиновьев, 1992; Чиков и др., 2008а, б; Зиновьев, Чиков, 2009; Зиновьев, Чиков, 2010]. Основное же внимание будет уделено тектоническому районированию Курайской (Телецко-Курайской) ДМЗ в составе Телецко-Курайского региона. В основе методики исследования ДМЗ лежат три положения [Чиков и др., 2008а; Зиновьев, Чиков, 2010]: 1) принцип адекватности отображения геологической ситуации, ориентирующий на документацию реально наблюдаемых характеристик породных комплексов. Он исключает процедуры «восстановления» того, что предшествовало формированию наблюдаемой структуры; 2) принцип выделения главного формационного мегакомплекса тектонитов зон смятия в целом и его детализации на основе классификации породных и структурно-вещественных комплексов; 3) принцип интер- и экстраполяции при определении положения границ геологических тел и неоднородностей строения. Работа направлена на выявление закономерностей деформационно-метаморфической структуры и динамометаморфических преобразований пород в ДМЗ, что является важным для понимания тектоники и метаморфизма всего Кузнецко-Алтайского региона. Региональная тектоника Кузнецко-Алтайского региона Главным тектоническим следствием конвергенции указанных литосферных глыб и коллизии геоблоков коры Кузнецко-Алтайского региона является формирование асимметрично клиновидного геолого структурного ансамбля морфологически неоднородных региональных структур. Условная ось этого «клина» ориентирована в северо-западном направлении, а характеристика выделяемых структурных элементов региона включает формы обособления и условия залегания породных комплексов осадочного, магматического и зонального РТ-метаморфического генезиса, степень динамометаморфизма пород и разнообразие деформированности породных тел, а также стили и концентрации механических деформаций. Структурную основу Кузнецко-Алтайского региона составляют конвергентно-коллизионные по своей природе системы деформационных и деформационно-метаморфических структур, которые разделяют мозаично-блоковые массивы (БМ) - реликты относительно слабо деформированного докембрийского и палеозойского субстрата (рис. 1) [Чиков и др., 2008a]. В «деформационных системах» (ДС) исходный геологический субстрат деформируется без существенного качественного преобразования - традиционно это складчато-надвиговые системы региональных складчатых сооружений. Для ДС характерно преобладание хрупких деформаций. Термин «деформационно-метаморфическая зона» (ДМЗ) объединяет представления о протяженных структурах, в которых породный субстрат качественно (до 5070 % и более) преобразован механической энергией коллизии - традиционно это зоны смятия, региональные сдвиговые зоны, коллизионные швы и т.п. Породным телам ДМЗ свойственны вязко-пластические деформации. В общей структуре Кузнецко-Алтайского региона ДМЗ не только образуют региональный тектонический каркас таких «швов» (рис. 1), но и вмещают основную массу рудных месторождений Кузнецко-Алтайского региона, что повышает прикладную привлекательность их исследования (Прииртышский, Риддерский, Зыряновский, Калгутинский, Акташский, Таштагольский и другие рудные районы). Пространственно сближенные линеаментные деформационно-метаморфические зоны Кузнецко-Алтайского региона в плане образуют подобие клина или веера, раскрывающегося к северу (см. рис. 1). Распределение типовых структурных элементов Кузнецко-Алтайского «веера» подчеркивает его асимметричное строение. Его вершина намечается в районе Баянгола (Монгольский Алтай), где Приир-тышская и Кузнецко-Харауснурская периферические системы линеаментных ДМЗ объединяются. Западная периферия «веера» представлена концентрированным Прииртышским поясом относительно прямолинейных зон смятия (Иртышская, Булганская и другие) и Удинско-Бухтарминской концентрацией ветвящихся линеаментов Рудного Алтая (ранее «СевероВосточная зона смятия»). Эта концентрация включает Змеиногорскую, Кедровско-Бутачихинскую, Шубин-скую, Бухтарминскую и другие структуры, а также их ответвления. Во внутренней части клина параллельно расположена зона крупных массивов (Чулышманский и Укок-Кобдинский БМ). Более сложную конфигурацию имеет восточная -Кузнецко-Харауснурская поясовая концентрация линеаментов. Она включает прямолинейный Кузнецкий «шов», Курайскую (Телецко-Курайскую), Шапшальскую, Харауснурскую и другие линеа-ментные зоны, для которых характерна дугообразная или ветвящаяся форма в плане. Соответственно, более сложный характер имеет распределение деформационных и деформационно-метаморфических структур, а также меньших по размеру БМ внутренней - Катунь-Кобдинской системы деформационных и блоковых структур Алтая. Наибольший интерес, связанный с различными проявлениями деформаций и метаморфизмом пород, представляют ДМЗ, поэтому характеристике именно этих объектов будет уделено основное внимание в данной работе. Региональные деформационно-метаморфические зоны К общим чертам геологического строения ДМЗ относятся [Чиков, 1992, 2011; Зиновьев, Чиков, 2010]: а) большая протяженность (длина намного превышает ширину (l >> n)) с четко выраженной генеральной линейно-плоскостной анизотропией структурных элементов всех иерархических уровней - от регионального до микроскопического; б) максимальная для региона степень милонитизации, рассланцевания (кливаж течения) и контрастного метаморфизма породных комплексов доколлизионного возраста; в) масштабные новообразования тектонитов - породных ассоциаций динамометаморфиче-ского типа (динамокластиты, тектоносланцы, ме-ланжи, сегрегационные новообразования и т.п.) на фоне пород исходного субстрата; г) максимальная для региона концентрация морфологически выраженных разломов преимущественно сдвигового типа, для которых характерен разнонаправленный мас-соперенос, в том числе микросдвигов, ограничивающих тонкие литоны (пластины) и линзовидные концентрации разнотипных тектонитов. Регулирующее правило выделения таких «линеа-ментов» основано на преобладании в них динамоме-таморфических породных комплексов - тектонитов. Соответственно, если тектониты не играют ведущей структурообразующей роли, то нет смысла выделять такие зоны в региональной структуре. К индикаторным характеристикам таких ДМЗ относятся: а) ориентированно полосчатый и тонколинзовидный облик породных массивов тектонитов; б) линзовидно-ленточная форма катаклазированных и разгнейсованных гранитоидных тел, ленточная орие-нитировка которых соответствует анизотропии среды. В случае субвертикального залегания осевой поверхности эти линеаментные структуры прямолинейны или подобны дуге большого радиуса (Иртышская и Кузнецкая зоны), а при более пологом залегании имеют дугообразную форму (Курайская зона). Механизмы течения закономерно (в соответствии с системой нагружения) перемещают вещество коллизионных зон, преобразуя исходные соотношения. Поэтому практически все разновидности тектонитов в них рассредоточены как по площади, так и по глубине, создавая деформационно-метаморфические разнообразия минеральных концентраций и структурно-морфологических сочетаний. Сравнительный анализ текстурных рисунков тектонитов Иртышской и Курайской зон (рис. 2) показывает тождество типов породных масс при инвариантности механизмов их структурирования. Породные комплексы и формации тектонитов. Наиболее характерным свойством породных комплексов ДМЗ является регионально проявленный динамометаморфизм. В первую очередь, обращает на себя внимание то, что в пределах изученных Иртышской, Бухтарминской, Кедровско-Бутачихин-ской, Кузнецкой, Курайской и других зон концентрации неизмененных пород осадочного или магматического генезиса, как и достоверно описанные (наблюдаемые) седиментационно-слоевые и магма-тически-контактные соотношения геологических тел, встречаются крайне редко (преимущественно в реликтовых проявлениях, в основном в «блоковых массивах») . Практически все наблюдаемые ситуации относятся к динамометаморфическим и частично метасоматическим, что определяет преобладание тектонитов, хотя не исключаются реликтовые включения относительно слабо преобразованного субстрата. Тела тектонитов ограничиваются поверхностями срыва и притирания (по латерали) и фестончатыми переходами по простиранию. Контрастность динамометаморфизма пород зон смятия была подмечена еще в середине прошлого столетия в процессе геологических съемок Алтая. Обобщая результаты геологического картирования, В. П. Нехорошев писал: «Несмотря на кажущуюся монотонность, метаморфизм в зонах смятия весьма неоднороден, резко возрастая близ разломов и пластовых интрузий (внедрившихся по разломам) и быстро ослабевая, сходя почти на нет (за исключением рассланце-вания), по удалении от них. Такие же явления наблюдаются и по простиранию этих зон: метаморфизм то резко усиливается, то затухает. Этой особенностью породы зон смятия часто отличаются от кристаллических и метаморфических пород докембрийских толщ, в которых однородная степень метаморфизма хорошо выдерживается и по простиранию, и вкрест простирания» [Нехорошев, 1956, с. 52]. Главные разновидности тектонитов: динамокла-ститы (преимущественно катаклазитовая размерность зерен), сланцевые бластомилониты (тектоносланцы) и тектономикститы (меланжи). К основным диагностическим признакам тектонитов ДМЗ относятся: а) механическое измельчение (брекчирование, катаклаз, милонитизация) с трансляцией зерен и перемешиванием обломочной массы, с развальцевани-ем крупной и перекристаллизацией (рассланцевани-ем) мелкой фракций, а также образованием овоид-ных форм в катаклазитах; б) кливаж течения с частичным (до 50 %) и проникающим (более 75 %) рассланцеванием породных массивов; в) наличие индикаторных форм (разделение породных массивов на литоны и сепарационно-сегрегационные полосы с устойчивым простиранием); породам свойственны структуры катакластического и пластического течения, линеаризация минеральных зерен, сочетание порфирокластических и порфиробластических обособлений; в) новообразования преимущественно малокомпонентных (в том числе рудных) концентраций и механокомпозитов сепарации, сегрегации, сдвигового трения и декомпрессии. Для линеаментных зон Кузнецко-Алтайского региона характерны разнообразные формационные типы тектонитов; к часто встречаемым относятся: 1) парасланцевые - формируются на основе осадочных формаций (Кедровско-Бутачихинская и Бухтар-минская зоны Рудного Алтая); 2) ортосланцевые -на основе вулканогенных образований (Борусская и Куртушибинская зоны Западного Саяна) или интрузивных пород подобно очковым гранито-гнейсам в области преимущественного развития гранитоидно-го субстрата (Бухтарминское звено Иртышской зоны смятия, Курайская зона Кубадринского района); 3) микститовые или меланжевые, среди которых очень характерными являются серпентинитомеланжевые на основе базит-ультрамафитовых комплексов породных масс (Чаган-Узунский меланж Курайской зоны, Кобдинский меланж Алтан-Цугской зоны). 84° 90° Рис. 1. Схема позднепалеозойской коллизионной тектоники Кузнецко-Алтайского региона. Составлена на основе [Чиков, Зиновьев, 1996; Чиков и др., 2008] с дополнениями 1 - блоковые массивы докембрийского и палеозойского субстрата (а) и их реликты в деформационных системах (б); 2 -деформационные системы; 3 - деформационно-метаморфические зоны; 4 - границы Алтайского «клина» (а), граница с осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты (б), прочие границы (в); 5 - морфологически выраженные магистральные разломы; 6 -государственные границы. Мозаично-блоковые массивы (цифры в прямоугольниках): 1 - Рудно-Алтайский, 2 - Чарышско-Коксинский, 3 - Барнаульский, 4 - Кузнецкий, 5 - Кабырзинский, 6 - Сумультинский, 7 - Чулышманский, 8 - Укок-Кобдинский, 9 - Ачитнурский, 10 - Борончинголский. Деформационные системы (цифры в ромбах): 1 - Томь-Колыванская, 2 - Салаирская, 3 - Катунско-Чуйская, 4 - Улэгейская, 5 - Прииртышская, 6 - Булганголская, 7 - Урэгнурская, 8 - Цэцэгнур-ская, 9 - Цаганнурская. Деформационно-метаморфические зоны (цифры в окружностях): 1 - Иртышская, 2 - Булганская, 3 -Бухтарминская, 4 - Кедровско-Бутачихинская, 5 - Шубинская, 6 - Змеиногорская, 7 - Салаирская, 8 - Таштагольская, 9 - Кузнецкая, 10 - Шапшальская, 11 - Телецко-Курайская, 12 - Катунско-Чуйская, 13 - Дуронурская, 14 - Алтан-Цугская, 15 - Хар-хирская, 16 - Тугрэгская, 17 - Харауснурская Fig. 1. Scheme of the Late Paleozoic collisional tectonics of the Kuznetsk-Altai region. Compiled on the basis of [Chikov, Zinoviev, 1996; Chikov et al., 2008] with additions 1 - block massifs of the Precambrian and Paleozoic substance (a) and their relics in deformation systems (b); 2 - deformation systems; 3 - deformation-metamorphic zones; 4 - boundaries of the Altai "wedge" (a), boundary with the sedimentary cover of the West Siberian plate (b), other boundaries (c); 5 - morphologically pronounced main faults; 6 - state borders. Mosaic-block massives (numbers in rectangles): 1 - Rudniy Altai, 2 - Charyshsko-Koksinsky, 3 - Barnaulsky, 4 - Kuznetsky, 5 - Kabyrzinsky, 6 - Sumultinsky, 7 -Chulyshmansky, 8 - Ukok-Kobdinsky, 9 - Achitnursky, 10 - Boronchingolsky. Deformation systems (numbers in rhombuses): 1 -Tom'-Kolyvanskaya, 2 - Salairskaya, 3 - Katunsko-Chuyskaya, 4 - Ulegeyskaya, 5 - Priirtyshskaya, 6 - Bulgan-golskaya, 7 -Uregnurskaya, 8 - Tsetsegnurskaya, 9 - Tsagannurskaya. Deformation-metamorphic zones (numbers in circles): 1 - Irtyshskaya, 2 -Bulganskaya, 3 - Bukhtarminskaya, 4 - Kedrovsko-Butachikhinskaya, 5 - Shubinskaya, 6 - Zmeinogorskaya, 7 - Salairskaya, 8 -Tashtagol'skaya, 9 - Kuznetskaya, 10 - Shapshal'skaya, 11 - Teletsko-Kurayskaya, 12 - Katunsko-Chuyskaya, 13 - Duronurskaya, 14 -Altan-Tsugskaya, 15 - Kharkhirskaya, 16 - Tugregskaya, 17 - Kharausnurskaya 7 м 7 м Рис. 2. Текстурные рисунки тектонитов деформационно-метаморфических зон a - Иртышской: 1 - слюдисто-кварц-полевошпатовые ортокатаклазиты мелко- и среднекристаллические; 2 - существенно биотитовые бластомилониты; 3 - очковые биотит-кварц-полевошпатовые бластомилониты; 4 - крупнокристаллические кварц-полевошпатовые пегматоиды. b - Курайской (Родыгин, 2001): 1 - серые очковые био-титовые гнейсы (очковые бластомилониты); 2 - лейкократовый пла-гиогранит, 3 - светло-серый мелкозернистый гнейс, 4 - светложелтоватый крупнозернистый гнейс, 5 - хлорит Fig. 2. Textural patterns of rock masses of deformation-metamorphic zones tectonites a - Irtysh zone: 1 - mica-quartz-feldspar orthocataclasites of fine- and medium-crystalline; 2 - essentially biotite blastomylonites; 3 - eyed biotite-quartz-feldspar blastomylonites; 4 - coarse-crystalline quartzfeldspar pegmatoids. b - Kurai zone (Rodygin, 2001): 1 - gray eyed biotite gneisses (eyed blastomylonites); 2 - leucocratic plagiogranite, 3 -light gray fine-grained gneiss, 4 - light yellowish coarse-grained gneiss, 5 - chlorite Более дробные региональные классификации тектонитов разрабатываются с использованием структурно-вещественных делящих признаков: породноминеральный состав, внутренняя упорядоченность строения, форма обособления и т.п. Нередко используются и целевые характеристики наличия или отсутствия рудных скоплений, индикаторных форм структурирования или минеральной специфики. Краткая характеристика полигонов исследования Авторские представления о тектонике деформа-ционно-метаморфичских структур рассмотрим на примерах Иртышской, Кедровско-Бутачихинской и Курайской зон. Поскольку для Иртышской и Кед-ровско-Бутачихинской ДМЗ уже созданы модели тектоники (см. ниже), то на их описании подробно останавливаться не будем. Для Курайской же зоны будет дана более полная характеристика, так как обсуждаемая модель ее строения представляется впервые. Примером наиболее известной и хорошо изученной является Иртышская ДМЗ [Хорева, 1963; Чиков, Соловьев, 1983; Структура линеаментных..., 1990; Зиновьев, 1992]. Она прослеживается от границ Западно-Сибирской плиты на севере (Россия) через Рудный Алтай (Казахстан) и Северный Син-дзян (Китай) до Гобийского Алтая (Монголия) на юго-востоке. Общая протяженность зоны более 1 300 км при ширине 10-15 км c редкими расширениями до 50 км. Ее северные звенья имеют северозападную ориентировку (310-330°), южное замыкание - субширотную. По существу, это гигантский коллизионный шов, подобно дуге большого радиуса, ограничивающий Гоби-Алтайский складчатый пояс Внутренней Азии с юго-запада. Авторами детально исследована структура Бухтарминского звена Иртышской зоны [Чиков и др., 1988; Зиновьев, 1992]. В пределах Бухтарминского полигона выделяются три крупные зоны, ориентированные согласно общему простиранию зоны смятия: пегматито-сланцевая, гнейсо-гранитная и мраморо-сланцевая [Чиков, Соловьев, 1983]. Вещественную основу выделенных зон представляют разнообразные комплексы тектонитов, среди которых различные по составу и структурнотекстурным характеристикам пара- и ортокатаклазиты и пара- и ортомилониты [Зиновьев, 1992]. Они слагают линзовидные и линзовидно-полосчатые тела с тектоническими ограничениями, фестончато выклинивающиеся по простиранию. Диагностируемую основу минерально-породных разновидностей тектонитов Кедровско-Бутачихин-ской структуры составляют: а) существенно хлоритовые, в том числе аподиабазовые сланцы; б) апопорфи-ровые (апориолитовые) кварц-серицитовые и серицит-полевошпатовые катаклазиты и сланцы; в) апогранит-ные катаклазиты и сланцево-катаклазитовые тектониты; г) карбонатные и углеродсодержащие сланцы; д) силицилиты (квацитоподобные породы) и кальци-литы (сепарационные мраморы) в участках экстремального преобразования пород субстрата; ж) меланжевые микститы (разновидности меланжа с матриксом мелкозернистых динамокластитов и сланцев). Их распределения и соотношения позволили создать оригинальную тектоническую модель ДМЗ [Чиков и др., 2008б; Зиновьев, Чиков, 2009; Зиновьев, Чиков, 2010]. Курайская (Телецко-Курайская) ДМЗ является юго-восточным субширотным окончанием дугообразной системы линеаментов, обрамляющих Чулышман-ский (Западно-Саянский) мозаично-блоковый массив (см. рис. 1). Она была выделена Н.Н. Горностаевым в осевой части Курайского хребта в качестве «...полосы ортогнейсов, получившихся за счет милонитизации и последовавшей затем перекристаллизации олигоклаз-альбитовых гранитов... Полоса ортогнейсов с СВ и ЮЗ окаймляется двумя полосами биотитовых сланцев, наполненных овальными включениями олигоклаз-альбита...». Эти «полосы чистых биотитовых сланцев сменяются диафторическими хлоритовыми филлитами...» [Горностаев, 1937, с. 50-51]. В нашем представлении это комплексы очковых биотитовых бластомилонитов Кубадринской деформационно-метамор фической системы. Методические приемы геолого-структурного анализа зон смятия, разработанные на примерах Иртышской и Кедровско-Бутачихинской ДМЗ [Чиков и др., 2008а, 2008б; Зиновьев, Чиков, 2010], позволяют предложить оригинальную модель тектоники фрагмента Курайской зоны в районе сближения Курайского и Тонгулакского хребтов Горного Алтая (бассейн р. Кубадру, рис. 3). Это ассоциация гетерогенных тектонических систем (зон), которые подобно более общей региональной модели (см. рис. 1) отличаются своеобразием структурно-вещественных характеристик. По степени преобразования доколлизионной структуры и динамометаморфизма пород различаются: мозаично-блоковые массивы - преобразование минимальное, деформационные системы - преобразование умеренное до интенсивного, деформационнометаморфические зоны - преобразование максимальное с интенсивным стресс-метаморфизмом пород. В основу характеристики Курайской ДМЗ положены детальные полевые наблюдения А. И. Родыгина [Родыгин, 1968; 2001] в верховьях левых притоков р. Башкаус (Кубадру, Тыдтугем и др.), Н.И. Гусева [Гусев, 1992, 2013; Гусев, Шокальский, 2010], М.М. Буслова [Буслов, 2011; Буслов и др., 2003, 2013; Buslov et al., 2004] и др., дополненные нашими, в том числе опубликованными [Абилдаева и др., 2019], данными по тектонике южного склона Курайского хребта. В строении исследуемого района Курайской зоны на основе тектонического районирования выделено три подразделения: 1) Тонгулакская деформационно-метаморфическая зона; 2) Кубадринская система деформационных и деформационно-метаморфических структур; 3) Южный пояс деформационнометаморфических и складчато-надвиговых структур. Тонгулакская существенно бластомилонитовая деформационно-метаморфическая зона занимает северовосточное положение (см. рис. 3). Ее основными структурно-вещественными характеристиками являются: а) стабильная анизотропия структуры и полосчатый облик практически всех формаций, обусловленный устойчивым чередованием темных и светлых полос с резкостными границами и постепенными переходами; б) преобладание в составе тектонитов преимущественно кварц-полевошпатово-биотитовых тектоносланцев с хлоритом, серицитом и амфиболом, амфи-бол-биотитовых гнейсов с очковой текстурой, амфиболовых бластомилонитов и амфиболитов; в) обилие в тектоносланцах порфирокластических обособлений, наличие линз ультрамилонитов и зон порфиробластеза; г) обособление крупных тел катаклазированных, развальцованных и гнейсированных гранитов и очковых гранито-гнейсов [Родыгин, 2001; Гусев, 2013]; ленточно-пальцеобразная конфигурация этих «гранитов» указывает на вторичность обособления, приобретенную под влиянием механических воздействий. Кубадринская система деформационных и деформационно-метаморфических структур занимает центральное положение в районе исследования. Она имеет форму клина, расширяющегося к западу. На востоке эта система прилегает к Тонгулакской зоне; ее граница имеет форму дуги большого радиуса с тенденцией изменения направления от СЗ (на юге) до субмеридионального (на севере). Кубадринская система деформационных и деформационно-метаморфических структур Тонгулакская деформационно- Рис. 3. Тектоническая схема Кубадринского района, Горный Алтай Тонгулакская деформационно-метаморфическая зона (1-7): 1 - кварц-полевошпат-биотитовые тектоносланцы (а), то же с силлиманитом и кордиеритом (б); 2 - сланцы и гнейсы гранодиоритового состава; 3 - амфибол-биотитовые тектоносланцы; 4 -биотитовые очковые бластомилониты; 5 - куполоподобные обособления гранитогнейсов; 6 - постколлизионные гранитоиды; 7 - кайнозойские отложения грабеноподобных впадин. Кубадринская система деформационных и деформационнометаморфических структур (8-10): 8 - гетерогенные деформационные системы; 9 - глыбы палеозойского субстрата мозаичноблокового строения (а), мелкоблоковые агрегаты палеозойского субстрата (б); 10 - локальные деформационнометаморфические зоны сланцево-меланжевого (а) и динамокластического (б) типов. Южный пояс деформационнометаморфических и складчато-надвиговых структур (11-13): 11- динамометаморфические комплексы сланцевого и сланцевомеланжевого типов; 12 - серпентинитовый меланж; 13 - система надвиговых пластин складчатого палеозоя. Прочие обозначения (14-16): 14 - границы тектонических зон и подзон; 15 - основные структурообразующие разломы: (а) - крутопадающие (сдвиги), (б) - с наклонной плоскостью сместителя (надвиги, взбросы); 16 - четвертичные отложения наложенных впадин Fig. 3. Tectonic scheme of the Kubadra region, Gorny Altai Tongulak deformation-metamorphic zone (1-7): 1 - quartz-feldspar-biotite tectonic schists (a), the same with sillimanite and cordierite (b); 2 - schists and gneisses of granodiorite composition; 3 - amphibole-biotite tectonic schists; 4 - eyed biotite blastomylonites; 5 -dome-shaped segregations of gneissose granite; 6 - postcollisional granitoids; 7 - Cenozoic sediments of graben-like depressions. Kubadra system of deformation and deformation-metamorphic structures (8-10): 8 - heterogeneous deformation systems; 9 - Paleozoic substance blocks of mosaic-block structure (a), small-block aggregates of the Paleozoic substance (b); 10 - local deformation-metamorphic zones of shale-melange (a) and dynamoclastic (b) types. Southern belt of deformation-metamorphic and fold-thrust structures (11-13): 11 - dynamometamorphic complexes of shale and shale-melange types; 12 - serpentinite melange; 13 - system of thrust plates folded Paleozoic. Other symbols (14-16): 14 - tectonic zones and subzones boundaries; 15 - main structure-forming faults: (a) - steeply dipping (strike-slip faults), (b) - with an inclined fault plane (thrust faults, reverse faults); 16 - Quaternary deposits of superimposed depressions Противоположная граница «клина» имеет волнистую форму с тенденцией устойчивой ориентировки на ЗСЗ. В отличие от Тонгулакской Кубадринская структура имеет гетерогенное строение. Для нее характерно региональное развитие структур механической деформации и наличие «остаточных» глыб палеозойского субстрата. Преобладают деформационные системы, объединяющие складчатые зоны с большой долей новообразованных (относительно доколлизионного субстрата) структур, а также многочисленные конформные сдвиги. Центральное место занимают две крупных «остаточных» глыбы мозаично-блокового строения, а местные деформационно-метаморфические зоны представлены тектонитами преимущественно динамо-кластического типа. Широко развиты зоны полимиктового меланжа, а также реликтовые линзы мелкоблоковых агрегатов палеозойского субстрата. Породные массивы интенсивно трещиноваты, часто имеют «разборный» вид в результате сочетания деформаций регионального кливажа и трещин механического разрушения. В кинематическом отношении Кубадринская система деформационных и деформационно-метаморфических структур является результатом регионального латерального сжатия с элементами транспрес-сии и вращения. В пределах деформационных систем и блоковых структур сохраняются слоевые и контактные соотношения геологических тел, что принципиально отличает подобные деформационные системы от Тонгулакской деформационно-метаморфичекой зоны. Южный пояс деформационно-метаморфических и складчато-надвиговых структур занимает пограничное положение между горными хребтами и Курайской наложенной впадиной, выполненной отложениями кайнозойского возраста. Пояс ориентирован субширотно (ЗСЗ) шириной 5-7 км. В этом поясе целесообразно выделение Северной и Южной подзон существенно надвигового строения. Для надвиговых пластин Северной подзоны характерен широко проявленный метаморфизм сланцевого и сланцево-меланжевого типа; Южная подзона представляет собой систему множества надвиговых пластин складчатого палеозоя, содержащих концентрации полимиктового меланжа (без подразделения); серпентинитовый меланж обособляется на границе подзон. Авторы данной работы вполне осознают, что рассмотренные в статье ДМЗ относятся к Рудно- и Горно-Алтайским частям Кузнецко-Алтайского региона. Однако, учитывая однотипность строения деформационно-метаморфических зон (региональных сдвиговых зон), что неоднократно обсуждалось в научной литературе [Зиновьев, 1992; Козлов и др., 2012; Чиков, 1992, 2011], авторы полагают, что их характеристики в той или иной мере можно распространить и на другие ДМЗ исследуемого района и этого будет вполне достаточно для получения общего представления о строении всех деформационнометаморфических структур Кузнецко-Алтайского региона. Отличия же могут наблюдаться в положении зон, их ориентировки, вещественном составе тектонитов, составе протолита, на основе которого формируются тектониты и т. д., но при этом принципиальные особенности их строения не изменятся. Возраст метаморфизма Курайской зоны На протяжении многолетних исследований Ку-райской зоны остро стоял вопрос о возрасте метаморфических пород; нередко их относили к докембрийским образованиям [Горностаев, 1937; Роды-гин, 1968]. Идею относительно молодого (последо-кембрийского) возраста метаморфитов Курайского хребта в составе более общей структурной системы впервые высказал В. А. Кузнецов, связывая метаморфизм пород с раннекаледонским этапом тектогенеза [Кузнецов, 1952]. Позднее она получила развитие в работах А. Б. Дергунова. Он писал: «Для некоторых районов есть убедительные доказательства, что такие глубокометаморфизованные породы, как кристаллические сланцы и гнейсы, постепенно переходят в хлоритизированные песчаники и алевролиты кембро-ордовикского возраста... Полоса метаморфических пород, протягивающаяся с севера на юг от СВ окраины Телецкого озера до Ку-райского хребта... скорее всего, представляет нижнепалеозойские породы, метаморфизованные в зоне Курайско-Телецкого глубинного разлома...» [Дергунов, 1965, с. 22]. Согласно последним данным, породные комплексы, обособленные в Тонгулакской зоне и в меньшей степени в Кубадринской системе деформационных и деформационно-метаморфических структур, имеют средне- и позднепалеозойский возраст метаморфизма пород [Буслов и др., 2003, 2013; Буслов, 2011; Крук и др., 2013; Гусев, Шокальский, 2010; Куйбида и др, 2014]. Так, в юго-восточном продолжении Тонгулак-ской зоны в породах Курайского метаморфического комплекса U-Pb методом определен возраст мета-морфогенных цирконов 443,8 ± 9,5, 422,9 ± 9,1 и 380,1 ± 7,4 млн лет [Гусев, Шокальский, 2010; Гусев, 2013]. В работах [Буслов и др., 2003, 2013; Куйбида и др., 2009] на основе Ar-Ar и K-Ar датирования слюд и амфиболов установлен возраст метаморфических и деформационных преобразований пород Курайского блока в интервале 425-322 млн лет. Авторами данной работы также получена датировка по бластомилонитам Курайской зоны из верховий р. Курайка, которая соответствует возрасту динамометаморфи-ческих преобразований и составляет 344,2 ± 4,9 млн лет [Абилдаева и др., 2019]. Исходя из анализа геохронологических данных следует, что возраст регионального метаморфизма пород исследуемого района соответствует интервалу 440-380 млн лет, а возраст динамометаморфизма -периоду 360-322 млн лет. Изотопные определения возраста тектонитов Иртышской и Кедровско-Бутачихинской ДМЗ также соответствуют позднему палеозою [Зиновьев и др., 2009; Зиновьев, Травин, 2012; Травин и др., 2001; Chikov et al., 2002], что в общем коррелирует с возрастом динамометамофических преобразований пород Курайской ДМЗ. Что касается геологической истории Горного Алтая в целом, то большой вклад в понимание его геологии внесли Ю. А. Туркин и С. И. Федак. В своей фундаментальной работе [Туркин, Федак, 2008] ими выделено шесть этапов геологического развития Горно-Алтайского региона: океанический, островодужный, пассивно-окраинно-континентальный, активно-окраинно-континентальный, коллизионно-внутриплитный и внутриконтинентальный. Сопоставляя наши исследования с выводами в данной работе, можно полагать, что становление деформационно-метаморфической структуры Кузнецко-Алтайского региона завершилось в коллизионно-внутриплитный этап, хотя основные черты его современного структурного деформационного плана были заложены и сформированы на предыдущем активно-окраинно-континентальном этапе [Туркин, Федак, 2008]. Предшествующие этапы развития тоже вносили определенный вклад в структурирование региона, однако от них практически не сохранилось следов. Структура и породные комплексы, сформированные на ранних этапах, были переработаны более поздними деформационно-метаморфическими процессами. В результате длительной истории была сформирована сложная коллизионно-сдвиговая структура региона [Туркин, 2005; Чиков и др., 2008; Буслов, 2011]. Заключение При анализе природы складчатых систем и лине-аментных деформационно-метаморфических структур Кузнецко-Алтайского региона основополагающей представляется идея конвергенции глыбовых масс литосферы и коллизионных взаимодействий коровых блоков в межглыбовой области. В случае складчатых систем основную роль играет энергия конвергенции, а при формировании деформационнометаморфических зон ведущими являются энергия и механизмы коллизии. Реально эти механизмы выражаются периодическими импульсами сейсмических событий в процессе перманентной разгрузки напряженного состояния межглыбовой области тектонической активности. Структурирование земной коры Кузнецко-Алтайского региона определяется выделением тектонических категорий, отличающихся интенсивностью деформации объема земной коры и стресс-метаморфизма породных комплексов. Особенности стиля стресс-структурирования конкретных деформационных и деформационно-метаморфических систем определяются интенсивностью механического нагружения и реакцией различного состава породных тел на деформацию. При этом при их выделении учитываются реальные структурно-вещественные характеристики геологической среды без восстановления «первичного» состояния. На основе геохронологических исследований установлено, что основные структурообразующие деформационно-метаморфические события, в результате которых сформировалась наблюдаемая структура Кузнецко-Алтайского региона, происходили в позднем палеозое в интервале 360-320 млн лет. В результате сравнительного анализа тектоники деформационно-метаморфических структур региона установлено тождество их строения в отношении типизации породных тел и характера упорядоченности распределения структурно-вещественных комплексов. Эти характеристики инвариантны также относительно гетерогенности исходной геологической среды, ориентировки и времени формирования линеаментных ДМЗ, а также масштаба проявления. Поэтому предлагаемые модели деформационнометаморфических структур Кубадринского района и Кузнецко-Алтайского региона, разработанные на основе деформационно-метаморфических принципов, в целом удобны для процедур сравнительнотектонического анализа с аналогичными структурами других регионов.

Скачать электронную версию публикации