Основные черты истории развития магматизма Центрального Казахстана и роль и место в нем формаций ультраосновных и основных пород

Располагаясь между Уральской, Тянь-Шаньской и Алтае-Саянской складчатыми областями, Центральный Казахстан характеризуется сложностью и неоднородностью тектонического строения и представляет собой область сочленения разновозрастных и разнотипных складчатых систем: салаирский (раннекаледонский) Бощекульской, каледонских Кокчетав-Северо-Тяньшанской и Чингиз-Тарбагатайской, заложенных в позднем докембрии, консолидированных в девоне и местами активизированных в герцинское время, и двух герцинских — Джунгаро-Балхашской и Зайсанской. В каждой из этих складчатых систем выделяются структурно-формационные зоны, отличающиеся как временем своего заложения и консолидации, так и характером и интенсивностью проявлений магматизма (рис. 1).

В пределах Кокчетав-Северо-Тяньшанской складчатой системы выделяются, кроме того, зоны допалеозойской консолидации (срединные массивы), сложенные древними метаморфическими породами и по магматизму резко отличающиеся от собственно каледонских структурно-формационных зон.

Длительная геологическая история Казахстана характеризуется формированием различных магматических комплексов, возникавших на разных стадиях развития геосинклинальных систем, а также в стадии тектоно-магматической активизации после превращения их в складчатые системы. Наиболее полно и разнообразно магматические процессы проявлены в палеозойской истории Центрального Казахстана, которая, как уже указывалось, разделяется на два тектоно-магматических цикла: каледонский (от синия до среднего девона) и герцинский (от силура до поздней перми — начала триаса). В каледонидах полно, местами, даже с частичным повторением, развит магматизм ранних и средних стадий цикла и иногда несколько редуцирован магматизм поздних стадий. В герцинидах, напротив, слабо проявлен начальный (особенно интрузивный) магматизм и весьма полно и разнообразно развит магматизм поздних стадий цикла.

Магматические образования докембрия в Восточном Казахстане развиты ограниченно и только среди древних срединных массивов. Собственно докембрийские магматические породы в них, как правило, глубоко метаморфизованы, в связи с чем установить их первичный состав и формационную принадлежность обычно не представляется возможным. Ho среди древних метаморфических комплексов развиты более молодые неметаморфизованные магматические породы, связанные с тектоно-магматической активизацией древних срединных массивов.

В мезозое Казахстанская складчатая область представляла собой уже устойчивую эпигерцинскую платформу, которая лишь местами подвергалась тектонической активизации, сопровождавшейся очень редкими и слабыми проявлениями магматической деятельности.

История развития магматизма Казахстанской складчатой области с позиций учения о магматических формациях недавно рассмотрена в большой статье коллектива авторов под редакцией И.П. Михайлова, опубликованной в III томе издания «Геологическое строение СССР». Поэтому здесь мы ограничимся приведением только схемы классификации магматических формаций Центрального Казахстана (табл. 1), в которой все формации, отнесенные к определенным стадиям тектоно-магматического цикла, размещены в хронологическом порядке их проявления в каледонских и герцинских складчатых системах. Эта таблица показывает закономерную смену определенных магматических формаций во времени, что отражает четко выраженный направленный характер магматизма; от существенно основных формаций на ранних стадиях тектоно-магматических циклов до кислых (липаритовых, гранитовых) формаций, характерных для поздних стадий.

Однако при таком однотипном развитии магматизма между каледонскими и герцинскими складчатыми системами устанавливаются и различия, выраженные как в количественной роли тех или иных формаций, так и в особенностях их вещественного состава. В каледонидах на ранней стадии в общем полно проявлены спилит-диабазовые и ультрабазитовые формации, хотя и не с одинаковой интенсивностью в отдельных структурно-формационных зонах. Средняя стадия каледонского цикла характеризуется интенсивными проявлениями базальт-андезитового вулканизма и завершается почти повсеместно внедрением крупных гранодиоритовых интрузий. В поздних стадиях цикла своеобразное развитие получила андезит-дацит-липаритовая формация в виде огромного дугообразного окраинного вулканогенного пояса, возникшего после перестройки основного структурного плана каледонид. Интрузивная деятельность поздней стадии цикла представлена гранодиорит-гранитовыми комплексами при относительно небольшой роли или даже отсутствии аляскитов.

Магматизм герцинид по сравнению с каледонидами характеризуется значительно более развитыми эффузивными и особенно интрузивными формациями средней и поздней стадий цикла при меньшей роли основных формаций ранних стадий. Кроме того, в составе всех магматических формаций герцинид наблюдается большая роль кислых дифференциатов (а для формаций поздней стадии и повышенная щелочность) по сравнению с формациями соответствующих стадий каледонид. Эта особенность магматизма герцинских складчатых систем связана, видимо, с тем, что они развивались на более мощной коре, с более развитым гранитным слоем. Так, по геофизическим данным, мощность гранитного слоя в области развития каледонид Казахстана составляет 10—13 км, а под герцинидами Джунгаро-Балхашской системы она увеличивается до 19—22 км.

Отдельные структурно-формационные зоны отличаются друг от друга как по набору формаций, так и по интенсивности и времени проявления однотипных формаций, что связано с различным типом развития отдельных зон. Так, в календонидах отчетливо выделяются восточные и северо-восточные структурно-формационные зоны с типичным эвгеосинклинальным развитием, тогда как западные зоны имеют миогеосинклинальный, а внутренние — промежуточный характер. В Джунгаро-Балхашской складчатой системе выделяются зоны ранне- и позднегерцинской стабилизации (консолидации), что опять-таки выражено в наборе характерных магматических комплексов и их геологическом возрасте.

Формационный анализ магматизма Казахстана позволил выделить, кроме магматических образований ранней, средней и поздней стадий тектоно-магматического цикла, еще новый тип магматических формаций постконсолидационной активизации зон завершенной складчатости. Такие формации на территории Казахстана, по сравнению с формациями собственно подвижных зон, распространены более ограниченно, но они характеризуются своеобразными петрологическими особенностями и металлогенической специализацией, так как являются результатом существенно иных процессов, происходивших в уже консолидированных, жестких участках земной коры. Особенно четко постконсолидационные магматические формации проявлены в пределах древней Кокчетавской глыбы, где наличие таких типичных платформенных образований, как кембрийские первично-расслоенные перидотит-пироксенит-норитовые интрузии или ордовикские интрузии ультраосновных и щелочных пород с карбонатитами, свидетельствует о проявлении в раннем палеозое по меньшей мере двух стадий отраженной активизации глыбы. Появление более молодых палингенных гранитоидных интрузий в той же Кокчетавской глыбе указывает на последующие стадии ее активизации во время главных складчатых движений в соседних каледонских геосинклинальных зонах.

Окраинные зоны каледонид в связи с герцинскими тектоническими движениями в Джунгаро-Балхашской и Зайсанской геосинклиналях также подвергались тектономагматической активизации, которая фиксируется появлением в них постконсолидационных (вероятно, также палингенных) гранитоидных интрузий. При этом в зонах ранней консолидации (более жестких) появляются комплексы щелочных гранитов и щелочных и нефелиновых сиенитов, тогда как в зонах, сохранивших еще свою подвижность, гранитоидные комплексы почти не отличаются от одновозрастных с ними гранитоидных комплексов герцинид.

Наконец, совсем особую группу магматических образований составляют мезозойские постконсолидационные магматические комплексы, связанные с активизацией молодой эпигерцинской платформы. Они носят уже некоторые черты траппового магматизма, отличаясь от типичных платформенных траппов несравненно меньшим (локальным) распространением и присутствием местами среди вулканитов андезит-базальтового состава кислых пород (липариты, санидиновые гранит-порфиры, анортоклазовые граниты), представляющих собой, вероятно, продукты деятельности остаточных позднепалеозойских магматических очагов, оживившихся в связи с раннемезозойской активизацией отдельных блоков земной коры.

Как видно из схемы классификации магматических формаций (табл. 1), все выделенные нами магматические формации ультраосновных и основных пород занимают совершенно определенное место в развитии магматизма Казахстанской складчатой области. По времени своего проявления они связаны с двумя принципиально различными стадиями развития складчатых систем: а) с начальной (или собственно геосинклинальной) их стадией, куда относится группа формаций офиолитового типа (вулканогенные спилит-диабазовые и интрузивные — габбро-диабазовая, габбро-перидотитовая, дунит-пироксенит-габбровая), а также формации перидотит-пироксенитовая и габбро-плагио-гранитовая; б) со стадиями активизации консолидированных складчатых зон, к которым относятся формации платформенного типа (перндотит-пироксенит-норитовая и щелочно-ультраосновная) и своеобразная диабаз-пикритовая формация малых интрузий.

Наиболее полно и разнообразно формации первой группы представлены каледонскими магматическими комплексами Кокчетав-Северо-Тяньшанской и Чингиз-Тарбагатайской складчатых систем, которые, несмотря на значительную неоднородность строения в различных частях, отличаются в целом салическо-фемическим характером магматизма.

В герцинской Джунгаро-Балхашской системе, магматизм которой характеризуется фемически-салическим типом, формации офнолнтовой группы представлены лишь единичными магматическими комплексами.

Формации платформенного типа известны преимущественно в пределах Кокчетавской глыбы, являющейся крупнейшим древним срединным массивом системы каледонид Казахстана, подвергшимся в раннем палеозое тектоно-магматической активизации. Диабаз-пикритовая формация в этой (второй) группе занимает особое положение, будучи связана с локальными проявлениями раннемезозойской активизации эпигерцинской платформы.