 | АНДРИАНОВСКИЙ ШОВ, СРЕДИННЫЙ ХРЕБЕТ, КАМЧАТКА |
Геологическая схема Северного участка. 1,2- аллохтон: 1 - ирунейская свита, верхний мел; 2 - метавулканиты андриановской свиты; 3 - автохтон: камчатская (а) и колпаковская (б) серии; 4-10 - интрузивные образования: 4 - синметаморфические (?) граниты, 5 - постколлизионные миоценовые граниты, 6, 7 - позднемеловые сиениты (6), в том числе милонитизированные (7), 8 - сложные интрузии базит-ультрабазитового состава, в том числе габбро (а), габбро-пироксениты (б), 9 - дайки гранитов (а) и диоритов (б), 10 - дайки аплитов, мигматизированные породы; // - амфиболиты, пироксениты; 12 - зоны окварцевания;13 - тектонические (?) брекчии; 14-18 - разрывные нарушения (14), в том числе надвиги (75), сбросы (16), предполагаемые разрывы (77) и скрытые под чехлом четвертичных отложений (18); 19 - геологические границы (а), в том числе предполагаемые под покровом четвертичных отложений (б); 20-25 - элементы залегания: 20 -слоистости, 21 -сланцеватости, 22 - кливажа плойчатости, 23 - осевых поверхностей складок, 24 - минеральной линейности, 25 - шарниров складок; 26 - линии разрезов.На врезке А - инципиальная схема образования футляровидных складок при изгибе шарнирной линии (7, 2) как объяснение вариаций ориентировок шарниров на одном из фрагментов складчатого разреза камчатской серии. |
Геологическая схема Южного участка |
Геологические разрезы через Андриановскую зону. / - ирунейская свита, верхний мел; 2 - хозгонская свита, палеоцен (?); 3 - метавулканиты андриановской свиты; 4 -камчатская серия; 5 - колпаковская серия; 6 - синметаморфические (?) коллизионные граниты; 7,8- позднемеловые сиениты (7), в том числе милонитизированные (8); 9 - тектонические линзы пироксенитов и амфиболитов; 10,11- дайки гранитов (70) и диоритов (11); 12 - зоны окварцевания; 13 - разрывные нарушения; 14 - слоистость (сланцеватость). Врезка I на разрезе С-С II на разрезе D-D'' |
Структуры и структурные парагенезы в породах андриановской свиты, камчатской, колпаковской серий и их кинематическая интерпретация, Северный участок (А-Д, Ж - рис. по фотографиям, Е - зарисовка обнажения), Андриановская свита: А - складки и кинк-зоны восточной вергентности; Б - складки восточной и западной вергентности, развитые по сланцеватости (Sj) в зоне внутриформационного надвига, наложенные на рассланцевание (S2) кинк-зоны восточной вергентности (см. врезку).Камчатская серия: В - складки восточной вергентности (Sj - сланцеватость и метаморфическая полосчатость, S2 -кливаж плойчатости), на врезке - соотношения складок, минеральной линейности и линейности пересечения (сланцеватость/кливаж плойчатости); Г - наложенные на смятую в складки (Fj) кварцево-жильную полосчатость (Q) более поздние складки восточной вергентности (F2), S2 - кливаж плойчатости.Милониты по породам камчатской серии: Д - смятые в асимметричные складки восточной вергентности кварцевые |
Микроструктуры в породах камчатской серии, Северный участок (микрофотографии шлифов, без анализатора, иначе указан знак +) А - структуры вращения порфиробласта граната, кварц-полевошпат-хлорит-мусковитовый сланец (милонит); Б -дробление порфиробласта граната с отложением в трещинах карбонатного вещества, диафторированныи гранат-биотитовый сланец (+); В - секущие соотношения сланцеватости (в слюдистых прослоях) и метаморфической (милонитовой) полосчатости, структуры типа S-C-тектонитов, кварц-полевошпат-биотитовый сланец (+); Г- дробление порфиробласта биотита с выполнением теней давления кварцем, милонит; Д - кливаж плойчатости (Sj) по сланцеватости,докинематический по отношению к кливажу плойчатости порфиробласт биотита, кварц-полевошпат-хлорит-мусковитовый сланец (диафторит); Е, Ж - морфологические типы микроскладок, формирующихся по кварцевым жилам: асимметричная тесно сжатая складка (Е), веретенообразная жила - фрагмент сплющенной замковой части складки (Ж), дальнейшая эволюция протекает за счет образования новой линзовиднои кварцево-жильной полосчатости; 3, Я-стилолиты (швы растворения), развитые по диафторитам (3), рудное выполнение, и вторичным кварцитам (Я), биотитовое выполнение. Xорошо заметно "ступенчатое" строение шва, характерное для сколовых трещин. Обозначения минералов: Gr - гранат, Stvr - ставролит, Bi - биотит, Amf - амфибол, PFS - калиевый полевой шпат,Q – кварц |
Структуры и структурные парагенезы в породах ирунейской, андриановской свит и камчатской серии, Южный участок (А-Г, Ж, 3 - рисунки по фотографиям; Д, Е - разрезы) Ирунейская свита: А - сопряженные кинк-зоны, наложенные на сланцеватость (Sj) в зоне внутриформационного надвига; Б - сланцеватость (Sj), секущая слоистость (Sg) в замке небольшой складки в зоне надвига; В - кварцевые жилы, возникающие при отслаивании по плоскостям сланцеватости.Андриановская свита: Г - соотношение складок разной вергентности: F! - ранние, "надвиговые", F2 - поздние, "сбросовые" (Si - сланцеватость, S2 - макрокливаж плойчатости, Q - кварцевые жилы). Камчатская серия: Д - соотношения плоскостных текстур в милонитах камчатской серии, детальный фрагмент II разреза D-D'' на рис. 5:1 - милониты (кварц-полевошпат-биотитовые сланцы), в том числе: а - с кливажем плойчатости (S2, см. врезку) по ранней милонитовой полосчатости (Sj), б- с новообразованной милонитовой полосчатостью (S3),образовавшейся при расплющивании плойчатых пород; 2 - диафторированные милониты (хлоритовые сланцы) по габброидам (?) с порфирокластами плагиоклаза (Si - сланцеватость, S2 - кливаж плойчатости, Q - кварцевые жилы); 3 - разрыв.Е - соотношения плоскостных текстур в милонитах камчатской серии, детальный фрагмент I разреза С-С: 1 - метапелиты камчатской серии; 2 - амфиболовые сланцы андриановской свиты; 3 - зоны прокварцевания; 4 – зоны брекчированных пород; 5 - милониты; 6 - дайка аплитов; 7 - разрывные нарушения. S! - сланцеватость, метаморфическая полосчатость, ранняя милонитовая текстура; S2 - кливаж плойчатости; S3 - поздняя милонитовая текстура,Q - кварцевые жилы.Хозгонская свита: Ж - опрокинутая складка с кливажем осевой плоскости (Si); 3 - дисгармоничные складки в подошве хозгонского клина на контакте с породами андриановской свиты, развитые по кливажу (Si), S2 - кливаж плойчатости |
Микроструктуры в породах Южного участка (камчатская серия, андриановская, ирунейская и хозгонская свита, сиениты; микрофотографии шлифов, без анализатора, иначе указан знак +). Ирунейская свита: А - деформационно-химический структурный парагенез стилолиты (грубый кливаж) + кварцевые жилы.Андриановская свита: Б - бороды нарастания в тыльных частях пиритовых зерен.Камчатская серия: В, Г - синкинематические S-образно изогнутые порфиробласты граната (В) и ставролита (Г) с включениями, хорошо заметна внутренняя текстура, образованная захваченными при росте включениями матрикса;Д -дробление синкинематического порфиробласта биотита со сдвиговым смещением; Е - кливаж плойчатости (S2) в кварц-полевошпат-мусковит-биотитовых сланцах; Ж — посткинематический по отношению к кливажу плойчатостипорфиробласт биотита с кварцевыми бородами нарастания в тенях давления; 3 - двукратное смятие милонитовой полосчатости с образованием кливажа плойчатости (S3) в замке складки.Тектониты по интрузивным породам: И — дробление крупного кристалла калиевого полевого шпата, протомилонит по сиенитам (+); К - эпидотизированный апосиенитовый милонит (+).Хозгонская свита: Л - секущие соотношения слоистости и межзернового кливажа (Sj) в мелкозернистых песчаниках и алевролитах; М - деформационно-химический структурный парагенез кливаж плойчатости (S2) + кварцевые жилы, кливаж плойчатости наложен на межзерновой кливаж (S{) |
Стадийность структурообразования в породах камчатской серии (А) и принципиальная модель структурной эволюции Андриановского шва на коллизионном (Dj) и постколлизионном (D2) этапах. Dn - этапы, Dn - стадии деформации. Индексами минералов показаны минеральные ассоциации, кроме Ms - мусковит, СЫ - хлорит). S, С - направления кристаллизационной сланцеватости в S-C-тектонитах, S - генерации плоскостных текстур (1 - ранняя сланцеватость, метаморфическая и милонитовая полосчатость, 2 - кливаж плойчатости, 3 - кливаж плойчатости, наложенный на милонитовую и кварцево-жильную полосчатость, 4 - стилолиты) |
СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Породы камчатской серии подвергались вторичным преобразованиям (диафторезу), проявленному в зонах прокварцевания: биотит замещается хлоритом, гранаты -микрослюдистыми агрегатами. В докинематических (?) порфиробластах граната, пересыщенных укрупненными включениями матрикса, практически отсутствуют следы вращения. Синкинематические порфиробласты характеризуются S-образной внутренней структурой, подчеркнутой тонкими включениями матрикса. Наблюдения над соотношениями внутренней (в порфиробластах) и внешней полосчатости позволяют оценить величину деформации укорочения (до 50%). Отмечены порфиробласты, в которых замещение вторичными минералами идет по мелким трещинам отрыва, ориентированным под углом к сланцеватости. Это, наряду с асимметрией теней давления, свидетельствует о продолжающемся сдвиговом вращении порфиробластов на этапе диафтореза. В сильно диафторированных породах основная минеральная ассоциация представлена биотитом, мусковитом, хлоритом, иногда -турмалином.
Таким образом метаморфизма камчатской серии ретроградный, большинство структур синкинематические и образуют деформационно-метаморфический парагенез, сформировавшийся в сдвиговой обстановке, в зоне пластичного сброса при прогрессирующем характере деформации на фоне снижения РТ-условий. На поздних стадиях процесса в существенно кварцевых породах и, в кварцевых жилах развиваются стилолиты и коррозионные швы, выполненные слюдами с характерной ступенчатой морфологией под углом к слоистости, что свидетельствует об их формировании в сдвиговой обстановке. В парагенезе со стилолитами выступают волокнистые" кальцитовые жилы.
Образования колпаковской серии отделены от пород камчатской серии разрывом, залеченным
небольшими телами гранитоидов. В ряде случаев наблюдается переход от тектонитов и милонитов камчатской серии к колпаковским гнейсам через серию сближенных разрывных нарушений. Внутренняя структура колпаковской серии резко дискордантна к структуре камчатской серии: сланцеватость и осевые поверхности складок имеют западные падения, выше степень метаморфизма, появляются мигматиты и жилы аплитов, смятые в птигматитовые складки. Вергентность складок позволяет реконструировать фрагмент складчатого разреза , зоны интенсивных деформаций тяготеют к участкам аплитовых жил и мигматизированных пород.
Южный участок
В пределах Южного участка развиты породы ирунейской, андриановской свит и зона милонитов, развитых по породам камчатской серии , а также внутренняя структура хозгонского tектонического
клина.
Верхний аллохтонный комплекс. Ирунейская свита представлена кремнисто-туфогенными породами. Слоистость имеет устойчивые восточные падения, местами породы рассланцованы с развитием серицит-хлоритовых агрегатов по плоскостям рассланцевания, в туфогенных разностях наблюдается кливаж. На ранний кливаж и сланцеватость наложены кинкбанды, отмечаются кварцевые жилы, как планарные, так и смятые в складки. В зонах рассланцевания слоистость смята в изоклинальные складки. Подавляющее большинство шарниров складок и кинк-зон западной вергентности полого (20-30о) погружаются к северу, что свидетельствует о небольшой левосдвиговой составляющей перемещения по надвигу, складки с юго-восточными погружениями шарниров единичны и развиты главным образом по кварцевым жилам. Веретенообразные кварцевые жилы субпослойные, обычно концентрируются в отдельных горизонтах. Морфология жил указывает на их формирование при отслаивании в зонах флексурных изгибов "взбросового" типа, нередко эта механическая обстановка подчеркивается кулисным расположением жил и изгибом грубых волокон в жилах.
В целом для ирунейской свиты характерны низкая степень метаморфизма, наблюдаются деформационно-химические парагенезы (стилолитовые швы + "волокнистые" кварцевые жилы в кремнистых породах).Контакт между образованиями ирунейской и андриановской свит постепенный, а в шлифах переход к породам андриановской свиты фиксируется появлением амфибола. В зоне контакта, наряду с надвигами, развиты субвертикальные поздние сбросы.
Нижний аллохтонный комплекс. Андриановская свита представлена кварц-полевошпат-амфиболовыми, кварц-полевошпат-хлорит-амфиболовыми сланцами, отмечаются характерные для зеленых сланцев кварцевые бороды нарастания вокруг пиритовых зерен. В подошве тектонической пластины, сложенной андриановской свитой, амфибол формирует крупные порфиробласты, захватывающие фрагменты основной тонкокристаллической ткани породы. В зонах внутриформационных разрывов развиты субпослойные тела амфиболитов.
Андриановская свита имеет монотонное строение с фрагментами складчатых структур. В зоне контакта с породами камчатской серии отмечаются тесно сжатые острые килевидные складки с ЮВ погружением шарниров. В одном из фрагментов установлены складки восточной вергентности ("сбросовые") с макрокливажем плойчатости в замках, сформировынные при наложении на более ранние структуры западной вергентности.Шарниры большинства "взбросовых" и "сбросовых" мелких складок и кинк-зон погружаются к северу и, вероятно, свидетельствуют о близком положении внутренней оси вращения при их формировании. Для "взбросовых" складок западной вергентности проявлена левосдвиговая составляющая, для "сбросовых" -небольшая правосдвиговая.
Породы андриановской свиты прорваны интрузиями основного - ультраосновного состава и сиенитами. В сиенитах наблюдаются переходы от массивных пород к рассланцованным, вплоть до мелкозернистых, тонкополосчатых эпидотизированных пород, макроскопически не отличимых от пород андриановской свиты. Такие породы идентифицированы как милониты (от протомилонитов с начальными стадиями дробления до милонитов и бластомилонитов) в зонах разрывных нарушений, с развитой эпидотизацией и сульфидной минерализацией, без признаков вращения порфирокластов.
Автохтон. Контакт образований андриановской свиты и камчатской серии резкий, отчетливый. В породах андриановской свиты на контакте фиксируются тела гранатовых амфиболитов. По главной сланцеватости развит макрокливаж плойчатости и небольшие складки. Ориентировка и характер вергентности асимметричных складок аналогичны таковым в породах андриановской свиты. Широко развиты веретенообразные кварцевые жилы, вытянутые по падению сланцеватости, отмечаются субвертикальные зоны милонитов и брекчированных пород. В милонитах круто падающая линейность сформирована сильно вытянутыми кварцевыми миллионами.
Для пород камчатской серии устанавливается синкинематический характер порфиробластов граната, ставролита и биотита , ориентировка вращения которых указывает на сбросовую кинематику зоны тектонитов, иногда - с правосдвиговой составляющей. По главной сланцеватости и S-C-тектонитам в отдельных зонах развивается кливаж плойчатости, по отношению к которому порфиробласты граната являются докинематическими. Биотитовые порфиробласты, испытывая вращение в процессе роста, как правило, на более поздних стадиях подвергаются дроблению, отдельные фрагменты кристаллов поворачиваются один относительно другого по системе антитетических сколов, нередко будинируются с переотложением в пустотах как свободного от примесей более низкотемпературного биотита и кварца.
Зафиксированы пост- или синкинематические по отношению к кливажу плойчатости порфиробласты биотита, в тенях давления которых на более поздних стадиях происходит образование кварцевых бород нарастания. Наиболее интенсивно деформированы породы, пересыщенные кварцевыми жилами; в теневых зонах деформации замковых частей складчатых кварцевых жил наблюдаются реликты ранних текстур, сланцеватости и кливажа плойчатости. При полной переработке кливажа плойчатости формируется проникающая новообразованная сланцеватость. Деформация идет на фоне ретроградного метаморфизма, с преимущественным развитием на поздних стадиях хлорит-мусковитовых ассоциаций в сочетании с прокварцеванием пород.
На южном фланге шовной зоны контакт между камчатской серией и андриановской свитой представлен зоной диафторированных милонитов. Развитые в висячем крыле зеленые сланцы микроскопически диагностируются как сильно милонитизированные и испытавшие диафторез габброиды. Милониты по породам камчатской серии представлены кварц-полевошпат-хлорит-биотит-мусковитовыми сланцами, на смятую в изоклинальные складки милонитовую полосчатость наложен кливаж плойчатости. Линейность в милонитах сформирована замками мелких складок, "срезанных" кливажными зонами; непосредственно в зоне контакта дальнейшая эволюция кливажа плойчатости приводит к формированию новообразованной милонитовой полосчатости.
Параавтохтон (?). Отдельные наблюдения сделаны в пределах тектонического клина хозгонской свиты, "зажатого" между блоками, сложенными породами ирунейской и андриановской свит. В песчаниках и алевролитах хозгонской свиты развит проникающий межзерновой кливаж, ориентированный субпослойно или под очень острым углом к слоистости. Такие соотношения межзернового кливажа и слоистости свидетельствуют о складчатой структуре хозгонской свиты, с тесно сжатыми (до изоклинальных) складками. В парагенезе с кливажем выступают "волокнистые" кварцевые жилы, частично испытавшие растворение в кливажных зонах. На контакте с андриановской свитой породы меланжированы, смяты в многочисленные нередко дисгармоничные складки, развитые по уже кливажированным алевролитам и кварцево-жильной полосчатости.
В зоне верхнего тектонического контакта тектониты по кремнистым породам ирунейской свиты
представлены меланжированными тонкорассланцованными породами, в матрикс которых погружены линзовидные включения, вытянутые вдоль сланцеватости, размером до первых сантиметров. На поздних стадиях эволюции разрыва в компрессионной обстановке в зоне меланжа активно протекают процессы растворения под давлением. Нижний тектонический контакт обнажен слабо, отдельные выходы андриановской свиты представлены зелеными хлорит-серицитовыми сланцами с реликтами обломочных структур, и, вероятно, нижний тектонический контакт хозгонского клина срезан здесь более поздним круто падающим разрывом (сбросом). В сильно диавторированных породах андриановской свиты развиты складки западной вергентности и кливаж плойчатости.
В породах хозгонской свиты отмечается два типа наложенных плоскостных текстур. Кливаж плойчатости имеет регулярное распространение, нередко в парагенезе с "волокнистыми" кварцевыми жилами. Локально, в зонах меланжированных пород, развиты мощные кливажные швы, разделяющие макролитоны, в которых сохраняются фрагменты ранних деформационо-химических парагенезов. Плоскостные элименты (слоистость, межзерновой кливаж, милонитовая полосчатость) имеют устойчивые ВЮВ падения.
Предполагается, что породы хозгонской свиты на данном участке слагают срезанное разрывами крыло крупной антиклинальной складки, осложненной складками восточной вергентности. Такая вергентность складок и регулярное развитие кливажа плойчатости может свидетельствовать о двухэтапном формировании структуры хозгонского клина. На раннем этапе формируется складчатая структура, представленная серией опрокинутых изоклинальных (?) складок с проникающим развитием межзернового кливажа, на который позднее наложены складчатые деформации второго этапа. Возможно, восточная вергентность складок связана со сбросовой кинематикой перемещения по разрывам.
ЭВОЛЮЦИЯ АНДРИАНОВСКОГО ШВА
В строении шва отмечается структурно-метаморфическая зональность, выраженная увеличением степени метаморфизма с востока на запад.Гнейсы и мигматиты колпаковской серии почти не затронуты наложенными ретроградными метаморфическими процессами и характеризуются, по отношению к образованиям камчатской серии, дискордантной внутренней структурой.
Деформационные преобразования сконцентрированы в породах камчатской серии, в зоне пластичного сброса с ретроградной направленностью метаморфической эволюции - от наиболее ранних гранат-ставролит-биотитовых минеральных парагенезисов к биотит-хлорит-мусковитовым низкотемпературным ассоциациям.
Наиболее поздние процессы протекают на фоне кислотного выщелачивания пород с сильной гидротермальной проработкой зоны разлома. Здесь выделяется несколько стадий переработки материала.
На первой стадии (D1) формируется сланцеватость, S-C-тектониты, метаморфическая и милонитовая полосчатость (Si), синкинематические порфиробласты. Вторая стадия (D2) характеризуется развитием складок и флексур, смятием ранних деформационных текстур и формированием кливажа плойчатости (S2). На крыльях складок в зонах срывов образуются кварцевые жилы, впоследствии сминающиеся в складки, испытывающие расплющивание с появлением новообразованной кварцево-жильной полосчатости. Третья, поздняя стадия (D3) формирует кинк-зоны, складки, кливаж плойчатости (S3). Заключительные эпизоды структурной эволюции (D4?) отражены в образовании деформационно-химических структурных парагенезов в милонитах (стилолиты (S4), "волокнистые" кальцитовые жилы).
Таким образом, образования камчатской серии представляют собой зону тектонитов, в составе которой присутствуют породы разной степени тектонической переработки - от фрагментов с хорошо сохранившимися ранними деформационно-метаморфическими структурными парагенези-сами до испытавших полную переработку тектонитов (милонитов) с реликтами ранних порфиробластов граната, ставролита, биотита. Процесс диафтореза, сопровождающийся окварцеванием, наиболее сильно проявился на северном фланге шва. В целом мощность зоны пластичного сброса в кровле камчатской серии достигает первых сотен метров.
Параавтохтон, представленный породами хозгонской свиты, залегает в виде тектонического клина между образованиями андриановской и жрунейской свит. В структуре хозгонского клина фиксируется два события. На первом этапе образуется сокливажный парагенез. На позднем этапе, возможно, при сбросовых перемещениях по раннему кливажу формируются наложенные складки восточной вергентности.
Согласно кинематическому анализу в породах нижнего аллохтонного комплекса (андриановская свита) часть структур сформировалась при западном направлении тектонического транспорта, по восстанию пород. Структуры и структурные парагенезы, которые являются кинематическими индикаторами сбросовых перемещений, развиты в меньшей степени.
Таким образом, можно предполагать формирование структур андриановской свиты в течение двух деформационных этапов - первого, связанного с надвигообразованием, и второго, соответствую-щего обстановке растяжения.