ПАЛЕОВУЛКАНОЛОГИЯ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ ГОРНОЙ ОБЛАСТИ

В. В. Булдыгеров

Иркутский государственный университет, Иркутск, [email protected]
Вулканические процессы в северной части Байкальской области в течение геологической истории проявлялись неоднократно, образуя как вулкано-плутонические пояса, так вулканические поля и отдельные вулканические постройки.

Наиболее ранние реставрируемые вулканогенные образования слагают раннепротерозойский Северо-Байкальский вулкано-плутонический пояс, расположенный на западе региона, и его ответвления: Абчадское и Малоактитканское [Булдыгеров, Собаченко, 2005]. Они входят в систему вулкано-плутонических поясов, возникших и развивавшихся в результате воздействия обширного пульсирующего плюма, в завершающий период формирования фундамента Сибирской платформы. Магматическая деятельность реализовалась преимущественно вдоль субмеридиональной системы разломов. Выделяется три цикла формирования пояса.

В первый цикл вулканическая деятельность проявилась в условиях линейно вытянутого мелководного вулканотектонического прогиба. Началась она на юге пояса, где возникли многовыходные щитовые палеовулканы и небольшие конусы, сложенные преимущественно лавами базальтоидов с небольшим объёмом низкощелочных натриевых кислых разностей (иликтинский комплекс). Вначале извержения носили трещинный, а затем ареальный характер. В следующую стадию вулканические процессы сместились в центральную часть пояса, где она была более масштабной. Состав вулканитов изменялся в гомодромной последовательности от базальтов до риолитов с широким проявлением эксплозивных и осадочно-вулканогенных фаций (большеминский комплекс). Вначале преобладали щитовые палеовулканы, сложенные базальтоидами. Их сменили полигенные палеовулканы, осложнённые кальдерами проседания, с вулканитами среднего и кислого составов низкой щёлочности натриевого типа. Они вошли, как составная часть структур, имевших в дальнейшем характер вулканотектонических горстов: Окунайского, Большеминского и Великандинского.

Вулканическая деятельность второго этапа протекала в условиях унаследованного от первого цикла континентального грабеноподобного вулканотектонического прогиба, по периферии которого и в низах разрезов всех стадий формирования пояса в переменных объёмах преобладали терригенные отложения – продукты разрушения его бортов. В первую стадию в пределах всего пояса на фоне накопления терригенных, часто грубообломочных отложений (малокосинская свита) возникли моногенные и полигенные вулканические постройки центрального и линейного типов, сложенные базальтоидами (малокосинский вулканический комплекс). В следующую стадию в центральной части пояса возникли своеобразные вулканические постройки куленянского вулканического комплекса, названные нами [Булдыгеров, Собаченко, 2005] лавовыми бассейнами. Сложены они мощными (иногда более 1 км), занимающими огромные (первые тысячи км²) площади толщами экструзивно-лавовых образований однообразного трахиандезитового состава, выполнявшими вулканотектонические депрессии и остывавшими как единое тело. Они сопровождались близкими по масштабам субвулканическими телами. По их периферии расположены многовыходные туфо-лавовые щитовые вулканы. Состав слагающих их вулканитов изменяется от трахидацитового до трахибазальтового с резким преобладанием трахиандезитов. Вулканиты перекрыты аркозовыми песчаниками, которые образуют в верхах лавовых бассейнов своеобразные сложно ветвящиеся нептунические дайки, возникшие, вероятно, вследствие засыпания контракционных трещин. При метаморфизме они приобрели облик аплитов, но псаммитовые структуры хорошо определяются под микроскопом. С вулканитами этой стадии комагматичны гипабиссальные интрузии дельбичиндинского комплекса. В третью стадию вулканическая деятельность сместилась на север пояса, где также в условиях вулканотектонических депрессий формировались лавовые бассейны домугдинского вулканического комплекса, но состав вулканитов был исключительно трахидацитовым. В основании их разреза наблюдаются своеобразные «запесоченные» эффузивы, возникшие в результате захвата песчинок при движении магмы по нелитифицированному песку. В заключительную стадию вулканическая деятельность проявилась преимущественно на юге пояса. Здесь в пределах вулканотектонических депрессий были расположены сложные экструзивно-лавовые постройки хибеленского вулканического комплекса с небольшим объёмом туфов, осложнённые кальдерами проседания. В центральной части пояса он представлен линейно-вытянутыми по ограничивающим вулканотектонические горсты разломам экструзивами. На глубину они переходят в субвулканические тела, а вверху, сопровождаются лавами и туфами. Вулканитам хибеленского комплекса комагматичны гипабиссальные интрузии яральского комплекса субщёлочногранитоидного состава.

Образования первого и второго циклов подверглись зональному метаморфизму с возрастанием его степени от зелёносланцевой фации на западе до амфиболитовой на востоке. Метаморфизм сопровождался метасоматическими изменениями с приближением петрохимического состава различных пород до гранитовой эвтектики. В условиях амфиболитовой фации развивались процессы палингенеза (даванский гранит-лейкогранитовый комплекс).

В третий завершающий цикл формирования пояса вулканическая деятельность была сосредоточена на его западе. Первая стадия представлена ламборским вулканическим комплексом. Состав вулканитов преимущественно соответствует кварцевым латитам с вариациями от шошонитового до трахириолитового. Они слагают в пределах вулканотектонических депрессий вулканические хребты, состоящие из сближенных полигенных вулканов, осложнённых в большинстве случаев кальдерами проседания. Вдоль бортов депрессий накапливались грубообломочные отложения – продукты разрушения преимущественно гранитоидов. Переходы между терригенными и вулканогенными отложениями происходили иногда на расстоянии первых метров. Благодаря быстрому захоронению и современному глубокому эрозионному срезу, можно наблюдать разрезы вулканических построек от корневых систем, представленных субвулканическими массивами, до их верхов, где иногда сохранились даже фации кратерных озёр. На востоке пояса породы ламборского комплекса слагают разрозненные вулкано-купольные структуры и дайки, кое-где переходящие в лавобрекчии. Во вторую стадию на фоне накопления грубообломочных терригенных отложений чайской свиты в северной части пояса возникли кулисообразно расположенные линейно вытянутые экструзивные постройки трахириолитов чайского вулканического комплекса, сопровождаемые короткими лавовыми потоками и ореолами околокупольных брекчий. Они имеют протяжённость до первых десятков километров при ширине в первые километры. Ближе к центру пояса породы комплекса слагают полигенные вулканами, осложнёнными кальдерами проседания. В центральной части Гольцовской кальдеры расположен купол набухания, сложенный риолитами, вверху которого массивные разности переходят в своеобразные шаровые лавы. Они, в свою очередь, cменяются туфами, а затем лахаровыми конгломератами, обломочная часть которых представлена этими шарами.

В позднем протерозое под воздействием плюма центрального типа в краевой части фундамента платформы возник обширный Байкало-Витимский островной бассейн с дугообразным ограничением [Булдыгеров, 2006]. В результате последующих тектонических движений этот бассейн распался на отдельные фрагменты, выделяемые в качестве самостоятельных Олокитского, Мамского, Бодайбинского, Делюн-Уранского, возможно, Парамского и Котерского прогибов. Его существование сопровождалось вулканической деятельностью.

На севере прогиба, на склонах Чуйского и Тонодского выступов фундамента платформы в раннем рифее происходили извержения вулканитов основного и среднего составов, входящих в состав медвежевской свиты. Судя по [Докембрий…, 1995], они слагали относительно небольшие разрозненные положительные постройки линейного и центрального типов.

Более интенсивные вулканические процессы приурочены к Олокитскому прогибу. Здесь выделяется три уровня образования вулканитов, связанные с тремя этапами его формирования, разделёнными периодами поднятий [Булдыгеров и др., 1988]. Все три этапа проявления вулканизма представлены контрастными риолит-базальтовыми сериями с резким преобладанием базальтоидов, которые имеют преимущественно толеитовый состав. Кислые вулканиты характеризуются часто повышенной щёлочностью и преобладанием калия над натрием. Ранний тыйский вулканический комплекс выходит в виде трёх полос, трассирующих магмаподводящие разломы. Из-за интенсивных изменений, реставрация вулканических построек затруднена. Можно лишь утверждать, что извержения носили трещинный полигенный характер. Вулканиты среднего итыкитского комплекса выполняют на севере прогиба Верхнечайскую кальдеру и ряд мелких полифациальных построек. Они формировались на фоне накопления органогенных известняков и кварцитов. В результате по периферии построек наблюдается переслаивание вулканитов и карбонатных образований с постепенными переходами от грубообломочных туфов к пепловым с карбонатным цементом, а затем к «чистым» карбонатам. В жерловинах кое-где наблюдаются блоки карбонатных пород до 100 и более кубометров. Кислые породы слагают лишь дайки и линзы лав и туфов среди базальтоидов. Но в перекрывающих итыкитский комплекс конгломератах преобладают обломки кислых вулканитов. По-видимому, в заключительный этап его формирования преобладали кислые разности, в последующем размытые. К югу вулканиты итыкитского комплекса образуют вдоль разлома относительно узкую полосу, сложенную в основном лавами базальтоидами. В поздний этап вулканической деятельности сформировался иняптукский комплекс с резким преобладанием базальтоидов. В центре прогиба они выполняют Иняптукскую вулканотектоническую депрессию. Преобладают шаровые лавы, состоящие из обособлений разной формы и сцементированные гиалокластовым материалом, с прослоями туфов. По периферии депрессии вулканиты слагают отдельные уровни среди осадочных отложений, в пределах которых базальтоиды перемежаются с кислыми разностями. Широко распространены системы сближенных даек, трассирующих магмаподводящие каналы. Они сосредоточены в центре депрессии и по её периферии. По мере удаления от депрессии количество даек резко сокращается. Среди туфов отмечаются амёбовидные безкорневые интрузивные тела, образовавшиеся в результате внедрения в рыхлую, насыщенную водой туфогенную субстанцию.

Наиболее интенсивно позднепротерозойский вулканизм проявился в центральной части области, где сформировался дугообразный рифтогенный Байкало-Муйский вулкано-плутонический пояс. Его формирование началось с извержения вулканитов контрастной базальт-риолитовой серии в пределах мелководного бассейна, где накапливались терригенно-карбонатные отложения (парамская серия). На современном эрозионном срезе они наблюдаются в пределах Северо-Муйской глыбы в наложенных грабенах и по её периферии. В следующую стадию происходили массированные лавовые, реже туфовые извержения базальтоидов, сопровождаемые субвулканическими телами габброидов (келянский вулканический комплекс). Среди базальтоидов в небольших объёмах отмечаются вулканиты и дайки плагиориолитового состава. Изредка с ними ассоциируют туффиты. Судя по линейному расположению вулканитов, вулканические постройки имели трещинный характер, а базальтоиды образовывали мощные покровы типа платобазальтов. Вероятно, после перерыва происходило накопление вулканитов полнодифференцированной серии с подчинённым объёмом андезитоидов и широким распространением эксплозивных разностей (устькелянский вулканический комплекс), лишь в бассейне руч. Усмуна отмечается преобладание андезитов (усмунский вулканический комплекс). Вулканиты сопровождаются субвулканическими дайками и массивами и ассоциируют с туфогенно-терригенными, терригенными и глинистыми отложениями. Образования пояса прорваны двухфазным габбро-плагиогранитовым комплексом, подверглись интенсивным метаморфическим изменениям и кремнисто-калиевому метасоматозу. В результате образовался широкий петрогеохимический спектр пород от основного состава до ультракислого и от низкощелочного сугубо натриевого до щелочного с резким преобладанием калия.

Наиболее поздние вулканические процессы проявились после кембрийской субплатформенной стадии развития региона, и приходятся предположительно на ранний ордовик. В это время в центральной части Байкало-Патомской дуги возникла система приразломных прогибов, где накапливались глинисто-терригенные, часто грубообломочные (олистостромовые) отложения и проявлялся контрастный базальт-лейкориолитовый наземный вулканизм. Наиболее интенсивным он был в пределах Падринского вулканотектонического прогиба, состоящего из Ханкайской и Таллаинской вулканотектонической депрессий [Булдыгеров и др., 1995]. В их пределах расположены часто соединяющиеся друг с другом выходы полигенных вулканов центрального типа, где наблюдается перемежаемость вулканитов основного (толеитовые базальты) и ультракислого (с натро-калиевой щёлочностью) составов и их смешанные туфогенные разности (падринский вулканический комплекс). Они в большинстве своём не подверглись каким-либо наложенным процессам. Отмечается смесимость магм разного состава в промежуточных магматических очагах. На периферии Ханкайской депрессии обнажены корневые системы вулканов, где дайки контрастного состава, прорывающие друг друга, составляют часто более 50 % площади. В других приразломных прогибах наблюдаются лишь разрозненные жерловины, редкие прослои туфов и лав и почти постоянная примесь туфового материала в осадочных отложениях, выделенных в каалинскую свиту [Булдыгеров, 2004].

Ранее считалось, что в бассейне р. Бол. Якорь расположен петротип наиболее ранних проявлений вулканизма в Байкало-Муйском поясе, представленный преимущественно хорошо сохранившимися шаровыми лавами (большеякорный комплекс в рабочей легенде к Муйской серии листов масштаба 1:200 000). В.А. Шеметовым установлены здесь два уровня проявления базальтового вулканизма. Нижний уровень сложен интенсивно изменёнными базальтоидами, которые, по-видимому, сопоставимы с выше описанным келянским комплексом. Верхний уровень представлен вулканическими постройками практически неметаморфизованных базальтоидов, возраст которых В.А. Шеметов предположительно считает вендскими. Однако по палеомагнитным данным они хорошо сопоставляются с каалинской свитой условно ордовикского возраста. Эти вулканы сложены потоками шаровых и массивных лав, разделённых маломощными прослоями туфов, редко кремнисто-глинистых отложений. Часто наблюдаются дайки и штоки – подводящие каналы, переходящие в покровы. Редко имеют место дайки и туфы плагиориолитов.

Аналоги падринского вулканического комплекса получили распространение вдоль разломов по юго-западной периферии Муйско-Куандинской впадины. Они слагают полигенный вулкан Кривой, сложенный лейкориолитами, и ряд субвулканических тел лейкогранит-порфиров с натро-калиевой щёлочностью. Находясь в зонах разломов, они, как и вулканиты падринского комплекса, почти не затронуты наложенными процессами.

Таким образом, вулканические процессы в пределах рассматриваемого региона проявились на трёх возрастных уровнях, обусловленных реализацией плюмов. В раннепротерозойское время проявился обширный пульсирующий плюм, завершивший формирование фундамента Сибирской платформы, восточной своей частью воздействовавший на запад рассматриваемой территории. Вулканизм проявлялся в пределах приразломных прогибов на фоне общего высокого стояния фундамента. Изменение состава вулканитов было обусловлено постепенным перемещением потока вещества плюма в течении стадий вверх. со сменой его натриевой специфики на калиевую. В позднем протерозое под воздействием пульсирующего плюма центрального типа вулканическая деятельность, постепенно усиливаясь, смещалась к центру Байкало-Патомской дуги. Вновь активизированный в раннем палеозое плюм был относительно маломощным и воздействовал на стабилизированную литосферу. Для этого этапа характерны одновременно действующие разноглубинные магматические очаги. Благодаря быстрому захоронению вулканических сооружений и глубокому современному эрозионному врезу, можно наблюдать строение палеовулканов от корневых систем до верхних частей. Здесь устанавливаются специфические вулканические постройки и фации, отсутствующие в описаниях районов современного вулканизма. Это позволяет региону служить полигоном для изучения древних вулканических процессов.

Список литературы

Булдыгеров В. В. Проблема посткембрийских стратифицированных образований центральной части Байкало-Витимской области // Геология и геофизика, 2004, Т. 45, № 12. С. 1450-1457.

Булдыгеров В. В. Образование и эволюция Байкало-Патомской дуги // Известия вузов Сибири. Серия наук о Земле. Вып. 9-10. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 28-32.

Булдыгеров В. В., Дольник Т. А., Кравчинский А. Я., Житков А. Н., Герасимов Н. С. Вулканогенные образования Олокитского прогиба (Северное Прибайкалье) // Геология и геофизика, 1988, № 3. С. 8-17.

Булдыгеров В. В., Собаченко В. Н. Проблемы геологии Северо-Байкальского вулкано-плутонического пояса. Иркутск: Иркут. ун-т, 2005, 184 с.

Булдыгеров В. В., Срывцев Н. А., Исаков Ю. А. О раннепалеозойском вулканизме центральной части Байкальской горной области // Геология и геофизика, Т. 36, № 1, 1995. С. 31-38.

Докембрий Патомского нагорья (А.И. Иванов, В.И. Лившиц, О.В. Перевалов и др.). М.: Недра, 1995, 332 с.