Аламбайская зона Салаира – «забытая» офиолитовая сутура Палеоазиатского океана (структурно-вещественная характеристика, возраст, история геологического развития)

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-27-00033

НазваниеАламбайская зона Салаира – «забытая» офиолитовая сутура Палеоазиатского океана (структурно-вещественная характеристика, возраст, история геологического развития)

Руководитель Жимулев Федор Игоревич, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-101 - Общая тектоника и геодинамика

Ключевые слова Офиолиты, Центрально-Азиатский складчатый пояс, гранатовые амфиболиты, базальты, субдукция, меланж, олистостромы, хромиты, аккреционные призмы, симаунты.

Код ГРНТИ38.17.21

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на изучение тектонической эволюции древних субдукционных зон Центрально-Азиатского складчатого пояса, а также роли океанического внутриплитного магматизма в формировании континентальной коры складчатых областей. Офиолитовые зоны являются источником информации об океанических бассейнах прошлого. В пределах данных структур геологическая информация об океаническом бассейне, шириной до нескольких тысяч километров сконцентрирована в узкой полосе офиолитового меланжа, поэтому тщательное и всестороннее изучение породных комплексов офиолитовых зон является главным методом реконструкций палеоокеанического этапа формирования складчатых областей. Исследование процессов метаморфизма, частичного плавления, и эксгумации в субдукционных зонах вносит вклад в понимание механизмов взаимодействия мантии и коры и позволяет изучать глубинные геологические процессы, в том числе условия образования океанической литосферы и взаимосвязь тектоники субдукционной зоны с особенностями надсубдукционного магматизма. В качестве объекта исследования выбрана Аламбайская офиолитовая зона Салаирского кряжа (юг Западной Сибири), включающая тела гипербазитов и расслоенного базит-гипербазитового комплекса, ареалы терригенного и серпентинитового меланжа, содержащего блоки базальтов, известняков, кремнистых пород и гранатовых амфиболитов, тектоническую пластину метаморфических пород, представленных гранатовыми амфиболитами, мраморами и плагиогнейсами (ангурепский комплекс). Данная зона не изучалась в последние десятилетия и является одной из самых малоизученных, выходящих на поверхность офиолитовых зон России. Прикладная значимость данных исследований связана с тем, что с Аламбайской офиолитовой зоной связаны месторождения и рудопроявления никеля, хрома, платиноидов, магнезита, талька, проявления марганца. Месторождения хрома, никеля, кобальта, магнезита и платиноидов, пространственно сближены и должны рассматриваться как комплексные. Гипербазиты Аламбайской зоны обогащены хромом и подобны гипербазитам Кимперсайского рудного района. Цель исследований - тектоническая модель формирования и истории развития Аламбайской офиолитовой зоны. Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи: 1. Изучить геологическое строение Аламбайской офиолитовой зоны, составить геологические схемы опорных участков и обнажений, изучить геохимический состав терригенных пород, образующих матрикс субдукционного меланжа. 2. Изучить петрографический и геохимический состав базальтов и габброидов, слагающих блоки в серпентинитовом меланже и тектонические пластины внутри офиолитовой зоны. Провести типизацию базальтов по геохимическому типу (MORB, OIB, IAB). 3. Изучить минеральный и геохимический состав метаморфических пород ангурепского комплекса. На основе изучения составов гранатов, амфиболов, пироксенов и слюд провести оценки термодинамических параметров метаморфизма пород. Изучить геохимический состав пород с целью определения их протолита. 4. Провести комплекс геохронологических исследований, включающий уран-свинцовое датирование циркона и аргон-аргоновое датирование слюд и амфиболов. Уран-свинцовым методом будут датированы кислые вулканиты островодужного происхождения, тектонически совмещенные с метаморфитами ангурепского комплекса, а также две генерации жил плагиогранитов, которые секут гранатовые амфиболиты. Аргон-аргоновое датирование будет применено для светлых слюд, развитых на поздней стадии метаморфической эволюции, а также для высокоглиноземистого (чермакитового) амфибола из амфиболитов. В результате работ по проекту будет уточнено геологическое строение и история развития Салаирского кряжа. Полученные результаты могут быть использованы для создания государственных геологических карт нового поколения и научно-обоснованных прогнозно-поисковых моделей месторождений, а также оптимальной постановки поисковых работ на Салаире.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Жимулев Ф.И., Котляров А.В., Травин А.В., Фидлер М.А., Хуурак А.А. ШАЛАПСКИЙ МЕЛАНЖ АЛАМБАЙСКОЙ ОФИОЛИТОВОЙ ЗОНЫ САЛАИРА (СЕВЕРО-ЗАПАД ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА), ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА АМФИБОЛИТОВ И ЗЕЛЕНОКАМЕННЫХ БАЗАЛЬТОВ Геодинамика и тектонофизика (год публикации - 2024)

2. Жимулев Ф.И., Корсаков А.В., Степанов А.С., Котляров А.В., Фидлер М.А., Бехтерев Н.А. Субдукционные меланжи Аламбайской офиолитовой зоны Салаира: состав, строение, палеотектонические следствия. Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы научной конференции., Выпуск 21, стр. 106-107 (год публикации - 2023)

3. Котляров А.В., Жимулев Ф.И., Хуурак А.А., Фидлер М.А. Фрагменты островодужных офиолитов в структуре Салаира. Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы научной конференции, Выпуск 21, стр. 140-141 (год публикации - 2023)

4. Жимулев Ф.И., Корсаков А.В., Котляров А.В., Травин А.В., Фидлер М.А., Хуурак А.А. Аламбайская офиолитовая зона Салаира (структурно-вещественная характеристика, возраст, история геологического развития) Тектоника и геодинамика Земной коры и мантии: фундаментальные проблемы-2023. Материалы LIV Тектонического совещания., Том 1, стр. 171-174 (год публикации - 2023)

5. Котляров А.В., Жимулев Ф.И. Геологическая позиция и вещественный состав амфиболитов Аламбайской офиолитовой зоны (юго-запад Салаира). Металлогения древних и современных океанов-2023. Минералогия и геохимия рудных месторождений: от теории к практике. Научное издание., стр. 178-182 (год публикации - 2023)

6. Жимулев Ф.И., Котляров А.В., Фидлер М.А., Бехтерев Н.А. СОСТАВ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СУБДУКЦИОННОГО МЕЛАНЖА АЛАМБАЙСКОЙ ОФИОЛИТОВОЙ ЗОНЫ САЛАИРА (СЕВЕРО-ЗАПАД ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА) ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА ЗЕМНОЙ КОРЫ И МАНТИИ: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ-2024. Материалы LV Тектонического совещания. Том 1., ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА ЗЕМНОЙ КОРЫ И МАНТИИ: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ-2024. Материалы LV Тектонического совещания. Том 1. С. 165-168. (год публикации - 2024)

7. Котляров А.В., Жимулев Ф.И., Хуурак А.А., Фидлер М.А., Бехтерев Н.А. Палеоостроводужная природа гипербазитов Аламбайской офиолитовой зоны Салаира (северо-запад Центрально-Азиатского складчатого пояса) по данным изучения состава хромшпинелей Геосферные исследования (год публикации - 2025)

8. Жимулев Ф.И., Котляров А.В., Степанов А.С., Фидлер М.А. АЛАМБАЙСКАЯ ОФИОЛИТОВАЯ ЗОНА САЛАИРСКОГО КРЯЖА. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы научной конференции., Выпуск 22. С. 122–123 (год публикации - 2024)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Офиолитовые зоны рассматриваются как источники информации о палеоокеаническом этапе истории земной коры складчатых областей, а образование магматических пород офиолитовой ассоциации связывается с процессами спрединга. Однако в работах последних десятилетий показано, что большая часть офиолитовых зон складчатых областей сложена породами, близкими по геохимическому составу породам островных дуг и преддуговых блоков, образование которых связано с процессами заложения внутриокеанических зон субдукции. Поэтому многие из офиолитовых зон должны рассматриваться как маркер процессов зарождения субдукции в палеоокеане, а не как индикатор океанического спрединга. Аламбайская офиолитовая зона (АОЗ), расположена в осевой части Салаирского кряжа и до сих пор является одной из наименее изученных офиолитовых зон Алтае-Саянской складчатой области. Цель данного проекта состоит в создании тектонической модели формирования и истории развития АОЗ, содержащей субдукционный метаморфический комплекс и фрагменты океанических островов, представленные внутриплитными базальтами и известняками, а также богатой рудопроявлениями полезных ископаемых. В рамках проекта были проведены следующие работы: геологическое картирование ключевых участков АОЗ, изучение геохимического состава и петрографическая характеристика габбро, базальтов и амфиболитов зоны, изучение состава хромшпинелидов из серпентинизированнных гипербазитов зоны и минералов из гранатовых амфиболитов, образующих комплекс субдукционных метаморфитов. Также было проведено аргон-аргоновое датирование слюд и уран-свинцовое датирование циркона и апатита из изученных пород региона. В результате геологического картирования было выявлено широкое развитие меланжевых комплексов в строении АОЗ, проведена типизация меланжевых комплексов по составу включений и матрикса, сделаны выводы о генетической природе разных типов меланжа, охарактеризованы геологические взаимоотношения меланжевого комплекса и других породных ассоциаций, включающих флишевые отложения аккреционной призмы и островодужные вулканиты. В строении меланжевого комплекса были выделены: 1) серпентинитовый меланж, 2) полимиктовый терригенный меланж. Последний был подразделен на известняково-базальтовый и песчаниково-кремнистый типы по типу преобладающих включений. Магнезиальность хромшпинели из гипербазитов АОЗ лежит в интервале 35-70%, а хромистость - 50-90%, что указывает на высокую степень деплетированности исходных ультрабазитов, которая характерна для мантийных перидотитов субдукционных зон (SSZ) и островодужных вулканических комплексов (ARC). Кроме того, из современных аллювиальных отложений реки Степной Аламбай выделена популяция высокотитанистой (TiO2 1-2%) хромшпинели, источником которой являются блоки внутриплитных (OIB) базальтов, плюмового происхождения. В результате геохимических исследований были установлены следующие факты: 1) внутриплитная, плюмовая природа большей части базальтов из субдукционного меланжа; 2) надсубдукционная природа габброидов из серпентинитового меланжа; 3) присутствие в субдукционном меланже второй группы базальтов, представленной низкотитанистыми разностями и подобной по составу габброидам. Метаморфические породы образуют узкую тектоническую пластину, совмещенную с пластинами неметаморфизованных вулканитов, флиша и меланжа, а также образуют блоки в полимиктовом меланже. Амфиболиты состоят из граната, амфибола, плагиоклаза, кварца, кальцита. Составы граната в амфиболитах относятся к альмандин–спессартин–гроссуляровому ряду с незначительным содержанием пиропового минала (менее 7 мол. %). Кристаллы граната характеризуются прогрессивным типом зональности в распределении марганца, содержание которого уменьшается от центра кристалла к периферии. В некоторых порфиробластах граната в амфиболитах наблюдаются многочисленные включения кварца, кальцита, хлорита, эпидота, иногда присутствует ильменит. Образование этих гранатовых амфиболитов происходило в условиях амфиболитовой фации в интервале 600-700°С, при давлениях не более 1.0-1.2 ГПа. По содержанию титана в цирконе температура метаморфизма пород оценивается как 650-680°С. В результате работ по проекту удалось получить первые оценки возраста магматических пород АОЗ при помощи радиоизотопных методов. Полученные по габбро и плагиогранитам Верхнеаламбайского массива значения возраста (~530 млн лет) свидетельствуют о раннекембрийском возрасте магматических пород зоны. Установлен возраст метаморфизма и возраст магматического протолита гранатовых амфиболитов ангурепского метаморфического комплекса. Магматический циркон в амфиболитах имеет возраст около 600-580 млн лет. Эти определения возраста ставят вопрос о природе протолита для пород ангурепского комплекса, так как магматические образования подобного возраста и состава в регионе не известны. Метаморфогенный циркон из синметаморфических гранитоидных жил и обособлений лейкосомы имеет возрасты в диапазоне 500-515 млн лет, что хорошо соотносится со временем надсубдукционного островодужного магматизма на Салаирском кряже. Разработана следующая тектоническая модель формирования АОЗ. В раннем кембрии происходит заложение внутриокеанической островодужной системы. Важная роль фрагментов основания островной дуги в составе серпентинитовых и терригенных субдукционных меланжей, позволяет предполагать, что для кембрийской зоны субдукции был характерен режим тектонической эрозии, при котором в субдукционную зону увлекается материал надвигающейся плиты. Амфиболиты ангурепского комплекса могут представлять собой фрагмент базитового основания более древней докембрийской островодужной постройки (габбро или базальты), подвергшийся субдукции и впоследствии эксгумированный. В раннем кембрии происходит столкновение внутриокеанической островной дуги с цепью палеосимаунтов. В результате этого столкновения формируется субдукционный меланжевый комплекс, содержащий мегаблоки внутриплитных базальтов аламбайской свиты. В условиях реорганизации зоны субдукции происходит эксгумация узкой тектонической пластины гранатовых амфиболитов ангурепского комплекса. Олистолиты гранатовых амфиболитов попадают в неметаморфизованный осадочный меланж позднее 500 млн лет.

Публикации