Магматизм.

Архейские магматические образования в Алтае-Саянской складчатой области выделяются условно. К ним относятся гранито-гнейсы, возникшие в результате ультраметаморфизма; лейкокрвтовые граниты и жилы аплитов и пегматитов.

Раннепротерозойские магматиты выделяются более уверенно. К ним относятся широко распространенные в Восточном Саяне плагиограниты, вмещающие редкометальные пегматиты. Среди бирюсинской и дербинской серий протерозоя встречены тела гранитов с интрузивными контактами или автохтонные массивы с обширными мигматитовыми полями в обрамлении. Абсолютный возраст всех этих магматических образований варьирует от 1740 до 1900 млн лет.

В среднем протерозое сформировался многофазный саянский комплекс батолитовых гранитоидов. В его составе биотитовые граниты, гранодиориты и граносиениты, вмещающие слюдоносные пегматиты. Подобные же массивы известны на востоке Тувы. Абсолютный возраст Саянского комплекса 1300 – 1500 млн лет.

В позднепротерозойско-раннекембрийское время особенно широко проявился эффузивный магматизм. В составе толщ верхнего протерозоя в Восточном Саяне известна кувайская серия, сложенная спилит-кератофировой формацией. Среди спилитов имеются дайки диабазов. Толща вулканитов подстилается ультрабазитами и габброидами (меланократовое основание). Подобные вулканические комплексы закартированы в Западном Саяне (джебашская серия), а также в Томском массиве Кузнецкого Алатау. Позднепротерозойский магматизм проявился и в плутонической форме. В Кузнецком Алатау имеются линзовидные в плане тела диоритов, габбро-амфиболитов гнейсовидного сложения. Скорее всего это автохтонные образования, возникшие за счет ультраметаморфизма древнего субстрата офиолитового происхождения.

В раннем и среднем кембрии в Саяно-Тувинской складчатой системе формировались вулканические толщи многокилометровой мощности. В их составе базальты, андезиты и кислые вулканиты, сочетающиеся в различных пропорциях. Почти всегда породы альбитизированы. Большинство исследователей эти комплексы относят к спилит-кератофировой формации. Вулканиты тесно ассоциируют с гипабиссальными интрузиями соответствующего состава (габбро-плагиогранитная формация), образуя вулкано-интрузивные комплексы.

На Салаире в раннем кембрии также происходила интенсивная вулканическая деятельность (спилит-кератофиролвая формация). В позднем кембрии вулканическая деятельность ослабевает.

К этому же времени относится формирование альпинотипных габбро-гипербазитовых поясов Алтае-Саянской складчатой области (начало формирования каледонид). Массивы этой ассоциации образуют цепи протяженностью в несколько сотен км всегда приурочены к зонам глубинных разломов, разграничивающих структурные зоны. Обычно размер массивов небольшой и редко достигает нескольких десятков квадратных километров. Форма их линзовидная. Такие пояса габбро и ультрабазитов известны в Западном и Восточном Саяне, Кузнецком Алатау, Горной Шории, Туве. Гипербазиты сочетаются с массивами габбро. По большей части ультрабазиты подвержены высокой степени серпентинизации. С ультрабазитами и габбро пространственно связаны породы типа амфиболитов, а также плагиоклазовые гранитоиды (плагиограниты, плагиогранодиориты, диориты, габбродиориты). Как и на Урале, происхождение их связано с наложенными процессами метаморфизма и гранитизации офиолитового субстрата в начале островодужного процесса.

В салаиридах в раннем кембрии проявился интрузивный магматизм островодужного типа. Группа раннепалеозойских гранитоидов этой формационной принадлежности составляет горноалтайский комплекс, включающий граниты, гранодиориты и диориты.

Островодужный магматизм сменяют крупные (от сотен до тысяч км2) гранитоидные интрузии улень-туимского комплекса, относящиеся к континентальной стадии развития салаирид. Время их становления – поздний кембрий – ордовик.

Следует особо отметить, что тектонический режим в период становления раннепалеозойских гранитоидов был весьма напряженным, свидетельством чего является отсутствие синхронного вулканизма в этот отрезок времени.

В среднем палеозое в каледонидах Алтае-Саянской складчатой области были субплатформенные условия. Характер магматизма вполне соответствовал такому тектоническому режиму. В межгорных прогибах в раннем девоне и эйфеле происходил интенсивный вулканизм с накоплением эффузивов и пирокластики основного, среднего и частично кислого состава. В Минусинском прогибе эффузивы тесно ассоциируют с гипабиссальными интрузиями разнообразного (в том числе щелочного) состава, образуя вулкано-интрузивные ассоциации. Чаще всего интрузии локализуются вблизи разломов, формируя трещинные тела линзообразной формы небольшого размера. Петрографический состав интрузий разнообразен: габбро, диориты, гранодиориты, монцониты, граносиениты, граниты, сиениты и нефелиновые сиениты, а также множество жильных отщеплений. Этот квазикратонный магатизм продолжался вплоть до позднего палеозоя, поскольку есть значения абсолютного возраста магматитов до 280 и даже 240 млн лет.

В юго-западной части Восточного Саяна и на востоке Тувы квазикратонный магматизм имеет существенно щелочной уклон. Здесь в составе гипабиссальных интрузий преобладают нефелиновые сиениты, уртиты, ийолиты, сиениты и граносиениты. Некоторые интрузии имеют абсолютный возраст 160 млн лет, что указывает на очень широкие рамки проявления магматизма этой щелочной провинции: от среднего палеозоя до юры.

В раннем и среднем девоне в Салаире и Кузбассе происходил интенсивный вулканизм основного и среднего состава, а в Томь-Колыванской зоне – кислый вулканизм. На Алтае в эйфельский век накапливались мощные толщи кислых лав и пирокластов. В фаменский век и в раннем карбоне преобладающее значение имели извержения андезитов, сочетающиеся с гипабиссальным интрузивным магматизмом, сформировавшим в том числе субвулканические тела диорит-порфиритов, сиенит-порфиров и гранит-порфиров.

В целом видны следующие закономерности в изменении характера магматизма того времени в зависимости от положения межгорных впадин относительно Сибирского кратона. По мере продвижения от края Сибирской платформы в сторону Алтая закономерно растет роль продуктов кислого вулканизма. В этом направлении трахибазальтовые и трахиандезит-базальтовые комплексы сменяются базальт-андезит-липаритовыми и андезит-липаритовыми ассоциациями. В северном направлении с приближением к Сибирской платформе происходит последовательное нарастание щелочности вулканических ассоциаций. Так, в составе вулканических комплексов севера Минусинской впадины существенная роль принадлежит трахибазальтам, трахитам и трахилипаритам. Южнее значение этих петрографических разностей уменьшается и в вулканических ассоциациях юга Минусинской впадины, юго-восточной части Кузбасса и в Тувинской впадине такие породы весьма редки. Девонские интрузии, сопряженные пространственно и генетически с вулканическими комплексами, в большинстве случаев близки по составу к эффузивным комагматам. В северных районах, близких к Сибирской платформе, в наложенных впадинах в составе интрузий преобладают сиениты, кварцевые сиениты, граносиениты и щелочные граниты. На юге и юго-западе, в пределах салаирид и каледонид в девонских интрузиях превалируют гранитоиды щелочноземельного ряда.

Мезозойские дайки и силы диабазов известны в Кузнецкой котловине. Они секут осадки триасового возраста.

Проявления магматизма в кайнозойское время связаны с неотектоническим этапом в истории Земли. В это время к востоку от Алтае-Саянской складчатой области начала формироваться впадина оз.Байкал. В Алтае-Саянской стране кайнозойские вулканиты в виде покровов базальтов и трахибазальтов, а также соответствующих субвулканических тел известны в Восточном Саяне и Туве.

 

Основные этапы развития. Развитие этой территории в архейское время напоминает становление архейских образований Сибирской платформы. Сравнение петрографического состава архейских глыб, выступающих среди ранних и поздних каледонид, с кристаллическими породами фундамента Сибирской платформы обнаруживает их большое сходство. Древнейшие породы – гнейсы, амфиболиты и кристаллические сланцы, в том числе отмеченные рядом исследователей парагенезисы гранулитовой фации, известны в Верхнеканском выступе и Горганской глыбе на территории Восточного Саяна.

Ряд исследователей полагают, что в протерозойское время на архейском кристаллическом фундаменте сформировалась складчатая система, претерпевшая многостадийное развитие и стабилизировавшаяся в конце среднего рифея в эпоху исседонской складчатости (Милановский, 1995). О самостоятельном тектоническом значении протерозойских складчатых структур свидетельствуют многочисленные мощные проявления магматизма того времени. Помимо метаморфизованных вулканитов ранних стадий формирования будущей складчатой системы, в Восточном Саяне широко распространены линзовидные в плане массивы серпентинизированных ультрабазитов, представляющие собой фрагменты древних офиолитов. Они тяготеют к зонам глубинных разломов, отделяющих архейские выступы от протерозойских комплексов. Особенно они многочисленны на границе салаирид с Присаяно-Енисейской метаплатформенной областью. К раннему и среднему протерозою относятся многочисленные массивы автохтонных и внедренных гранитоидов, локализующихся по всему Восточному Саяну. Изотопный возраст их варьирует от 1300 до 1900 млн лет.

По всей вероятности, протерозойская складчатая система прошла все стадии развития от формирования начальной спрединговой структуры до островодужной и континентальной. Реставрация первоначальных геологических комплексов разных геодинамических обстановок того времени весьма затруднительна по причине последовательного наложения на них процессов магматизма, метаморфизма и складкообразования, относящихся к последующим тектоно-магматическим эпохам. Архейские глыбы выполняют роль микроконтинентов среди протерозойских спрединговых и островодужных образований.

На этом архей-протерозойском жестком основании начиная с позднего рифея произошло последовательное заложение, развитие и стабилизация салаирских, каледонских и герцинских структур. Первые завершили свое развитие в среднем кембрии, вторые – в конце силура, третьи – в позднем палеозое и триасе.

Среди салаирид уверенно выделяются внутренние (эвгеосинклинальные) и внешние (миогеосинклинальные) части. К первым относятся следующие структуры: Казыр-Кизирская зона (Кембросаян), антиклинорий Кузнецкого Алатау, Катунский антиклинорий, ко вторым – Батеневское поднятие, Дербинский антиклинорий (Протеросаян). Во внутренних зонах континентальная кора в позднем рифее – раннем кембрии была подвергнута деструкции, в зонах раздвига сформировалась кора океанического типа. Об этом свидетельствуют мощные толщи спилитов и подушечных базальтов с дайками диабазов, которые подстилаются меланократовым основанием, представленным альпинотипными ультрабазитами и габброидами.

Внешние (миогеосинклинальные) части будущей складчатой системы салаирид тоже подверглись растяжению и частичной деструкции континентальной коры. Так, в Манском прогибе Протеросаяна (Дербинский антиклинорий) в венде отлагалась красноцветная моласса, сменившаяся в раннем кембрии карбонатными толщами. В некоторых участках внешней части салаирид отмечаются даже толщи вулканитов, относящихся к стадии деструкции континентальной коры раннего этапа становления салаирид.

Сжатие во внутренних и внешних частях салаирских структур начались в среднем кембрии и к концу этого периода возникли складчато-надвиговые и покровные структуры салаирид, поредставляющие собой мозаику блоков, сложенных формациями различного генезиса, в том числе офиолитовой ассоциацией с зонами серпентинитового меланжа. Деформации сжатия сопровождались метаморфизмом и гранитоидным магматизмом, поскольку складчатые и покровные структуры салаирид прорваны кембрийскими гранитоидами.

Таким образом, в конце среднего кембрия большая часть Алтае-Саянской складчатой области оформилась как раннекаледонское (салаирское) складчатое сооружение.

В раннем и среднем кембрии в каледонской части складчатой области происходила деструкция континентальной коры и формирование начальных вулканитов и офиолитовой ассоциации

В позднем силуре в каледонидах начались интенсивные складкообразовательные движения. В это время флишевое осадкообразование сменяется накоплением моласс. Складкообразовательные движения заканчиваются в силуре гранитоидным магматизмом. В конце силура – начале девона в наложенных мульдах на складчатом основании формируются пестроцветные молассы и кислые вулканиты. К собственно каледонским структурам, становление которых закончилось в конце силура – начале девона, относятся: Джебашская зона, Западно-Саянский синклинорий, Куртушибинская зона, Северо-Тувинский (Хемчик-Систигхемский) прогиб.

Герцинский этап развития Алтае-Саянской складчатой области начался в раннем девоне, когда произошла деструкция сформировавшейся в каледонский этап континентальной коры. Растяжение и деструкция коры особенно интенсивно происходила в западной части страны: Кузнецком краевом прогибе, антиклинории Салаира, Ануйско-Чуйском синклинории, Томь-Колыванской зоне, структурах Горного Алтая.

Восточнее в герцинский этап возникли изометричные впадины (Минусинская, Тувинская, Тоджинская), в которых в течение раннего девона и эйфеля происходил наземный вулканизм, сформировавший толщу базальтов, андезитов и трахиандезитов толщиной в 5 – 7 км. По периферии этих впадин внедрились щелочные и субщелочные интрузии. В живетском веке впадины заполнились континентальной красноцветной молассой.

В Кузнецком Алатау в это время сформировалась девонская угленосная толща, включающая угли уникальные по своим свойствам.

В Алтае-Иртышской системе вулканическая деятельность, фиксирующая начало герцинской деструкции континентальной коры, относится к среднему и позднему девону. Среднедевонские вулканиты основного, среднего и кислого состава слагают мощные толщи в Салаирской зоне, Ануйско-Чуйском прогибе и Томь-Колыванской зоне.

Следует особо отметить, что несмотря на интенсивные растягивающие усилия в герцинское время в салаиридах, каледонидах и в Алтае-Иртышской системе не произошло полного разрыва континентальной коры и образования бассейна океанического типа. Свидетельством этому является отсутствие в герцинских структурах офиолитовых и островодужных формаций. Отложения верхнего девона, карбона, перми и нижнего триаса всюду приурочены к наложенным сингерцинским впадинам и прогибам, формировавшимся на континентальной коре. Литологически это мелководно-морские или континентальные терригенно-карбонатные осадки, достигающие мощности в несколько км.

Растяжение земной коры в герцинский этап неоднократно прерывалось фазами сжатия в карбоне, перми и триасе, которые сопровождались складчатостью, надвигами и гранитоидным магматизмом. Последние мощные сжимающие усилия реализовались в первой половине триаса. Они окончательно сформировали складчато-надвиговую структуру Алтае-Саянской области. Позднегерцинские деформации наиболее сильно проявились в ее западной части, в системе герцинид. В восточной, салаирской и каледонской системах более слабые позднегерцинские сжимающие усилия проявились в наложенных впадинах, где позднепалеозойские осадки сложены в складки изометричной в плане конфигурации.

В конце раннего – начале среднего триаса Алтае-Саянская складчато-глыбовая область вступила в платформенную стадию развития. Однако в отдельных депрессиях этой эпигерцинской платформы в юрский период возобновлялись значительные (до 2 км) опускания, в которых накапливались терригенные толщи с мощными пластами бурого угля.

В крайней юго-восточной части Алтае-Саянской области (Тува, Хамар-Дабан) в неогене и антропогене проявились новейшие растягивающие тектонические движения, связанные с формированием Байкальской рифтовой системы. Эти движения вызвали излияние базальтовой лавы из трещинных вулканов в наземных условиях.