Таймыро–Североземельская складчато-покровная область

Геологические комплексы п-ова Таймыр и архипелага Северная Земля формируют складчато-покровную структуру арктической части Сибири. Естественной южной границей распространения складчато-покровных образований области является меловой-кайнозойский Енисейско-Хатангский прогиб, отделяющий их от недеформированного чехла Сибирской платформы. Материковую часть области омывают воды Карского моря и моря Лаптевых. В акватории этих бассейнов Северного Ледовитового океана располагаются четыре крупных острова: Большевик, Октябрьской Революции, Пионер и Комсомолец, составляющие основу архипелага Северная Земля.

Рассматриваемая складчато-надвиговая область подразделяется на три тектонические зоны восток-северо-восточного простирания: Южно-, Центрально- и Северо-Таймырскую. Границами зон являются крупные хорошо выраженные разломы надвигового типа: Пясино-Фадеевский и Главный Таймырский.

Южно-Таймырская зона представляет собой глубокий прогиб, выполненный мощной толщей осадков конца докембрия - палеозоя и вулканогенно-осадочными образованиями верхов перми и триаса, причем более древние ранне-среднепалеозойские отложения обнажаются в северной части зоны и к югу постепенно сменяются более молодыми позднепалеозойско-раннетриасовыми. Все отложения, в той или иной степени, дислоцированы. Пликативные и дизъюнктивные нарушения конформны основным структурам области, а их амплитуда постепенно снижается в направлении к платформе, что говорит о формировании структуры в условиях сильного тектонического давления со стороны Центрально- и Северо-Таймырской зон. По характеру слагающих разрез комплексов Южно-Таймырская зона может быть подразделена на две подзоны - карбонатную Северро-Быррангскую и осадочно-вулканогенную Южно-Быррангскую. Первая из них ограничена Пясино-Фадеевским - на севере и Пограничным - на юге надвигами. Разрез представлен существенно карбонатными, в том числе рифогенными породами мощностью до 6 км. Вторая подзона отличается доминирующим распространением терригенных образований, формировавшихся в более мелководной прибрежно-морской обстановке. Мощность этих отложений составляет около 7 км. Верхняя часть разреза насыщена нижнетриасовыми вулканогенными образованиями трапповой формации, включая потоки базальтов, силлы и дайками долеритов, разнообразных по составу, часто с субщелочным и щелочным уклоном. В этой же зоне присутствуют мелкие штоки, небольшие массивы, а также дайки габброидов, гранодиоритов, гранитоидов и сиенитов субщелочного и щелочного ряда, имеющих позднетриасовый возраст. В целом карбонатно-терригенный тип разреза Южно-Таймырской зоны близкий по своему строению чехлу Сибирской платформы отчетливо свидетельствует об обстановке пассивной континентальной окраины в течение палеозоя. Присутствие в верхах разреза характерных вулканогенно-осадочных и интрузивных образований, а также их структурное положение свидетельствуют о том, что их формирование происходило во внтуриплитных условиях и связано с раскрытием Енисей -Хатангского внутриконтинентальной рифта.

Центрально-Таймырская зона имеет более сложное строение, обусловленное ее аккреционной природой. В строении зоны участвуют разновозрастные дорифейские и рифейские осадочные, вулканогенные и интрузивные образования, претерпевшие метаморфические и гидротермально-метасоматические изменения разных фаций и типов. Блоки и пластины сложенные этими породами различны как по составу, так и геодинамическим условиям образования - от континентальных до океанических. Эти метаморфические образования в конце рифея были собраны в аккреционный пояс и перекрыты венд-раннекаменноугольным чехлом осадков.

К наиболее древним (протерозойским) комплексам относятся кристаллические образования Мамонто-Шренковского и Фаддеевского террейнов, представленные высокометаморфизованными терригенными и карбонатными породам, а также метабазитами и базитами. Терригенные породы преобразованы в плагиогнейсы и кристаллические сланцы, а базиты изменены до амфиболитов. Среди них отмечаются дайки метаморфизованных габброидов, широко представлены тела гранитов, гранито-гнейсов и мигматитов. В меньшей степени присутвуют кварциты и мраморы. Для периферийных частей блоков характерны метаморфиты повышенных давлений вплоть до эклогитовой фации. Состав метаморфитов и PT-условия метаморфизма позволяют предполагать, что преобразование пород Мамонто-Шренковского и Фаддевского блоков связаны с тектоническими движениями в зонах субдукции.

Если мысленно снять с Центрально-Таймырской зоны чехол венд-среднепалеозойских отложений, то окажется что террейны высокометаморфизованных зрелых сиалических пород со всех сторон окружены либо вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами которые можно сопоставить с островодужными и задуговыми образованиями, либо офиолитовыми комплексами. Последние формируют два пояса Челюскинский и Становской. Океанские и островодужные комплексы, как правило, пространственно сближены и претерпели метаморфизм в основном зеленосланцевой и амфиболитовой фаций. В составе вулканитов с одной стороны преобладают толеитовые метабазальты океанской серии, тесно ассоциирующие с серпентинизированными гипербазитами, метагабброидами и габбро-диабазами силлового-дайкого комплекса, а с другой стороны метариолит-андезит-базальтовой формацией известково-щелочной серии островной дуги. Нередко вулканогенные островодужные формации переходят в вулканогенно-осадочные, характерные для задуговых бассейнов с большим количеством туфогенного материала. К этой же ассоциации относятся линзы, пачки и тектонические клинья карбонатных пород и турбидитов.

В центральной части зоны размещаются существенно кристаллические блоки перекрытые чехлом карбонатных пород, в основном позднерифейских доломитов. В результате аккреции таких многочисленных карбонатных блоков, а также Мамонто-Шренковского, Фаддевского террейнов к позднерифейской островной дуге была образована Центрально-Таймырская тектоническая единица. Столкновение этого аккреционного блока с Сибирским континентом произошло в вендское время. Индикатором этого события является молассоидная формация, в составе который присутствуют продукты размыва сиалического фундамента, и позднерифейские коллизионные граниты.

Все вышеперечисленные комплексы Центрально-Таймырской зоны перекрыты палеозойским осадочным чехлом, маркирующим спокойный платформенный режим развития окраины континента. В составе плитного комплекса наряду с вендской существенно грубообломочной молассой, входят аргиллиты, алевролиты и черные глинистые граптолитовые сланцы с прослоями известняков и доломитов, формирующие основную часть разреза от низов кембрия до девона, включительно. Присутствие в разрезе граптолитовых сланцев говорит о более губоководных условиях формирования нежели шельфовые осадки, характерные для Южно-Таймырской зоны.

Северо-Таймырская зона, включающая северную часть п-ова Таймыр и острова архипелага Северная Земля, представляет собой склон и подножье Карского микроконтинента. Анализ потенциальных геофизических полей дает основание прослеживать структуры основания Северно-Таймырской зоны на значительную часть Карского шельфа и в этой связи рассматривать эту область как единую плиту преимущественно с дорифейским фундаментом. Основные элементы структуры Карской плиты ориентированы в соответствии с простиранием коллизионных поясов и крупнейших правосторонних разломно-сдвиговых зон ее южного дугообразного ограничения. На западе продолжения структур плиты резко обрываются меридионально наложенным прогибом Св.Анны. В рельефе дна он выражен одноименным неотектоническим желобом. На юго-восток от желоба трассируются правосторонние сдвиги, оконтуривающие рассматриваемую плиту с юга. Северная и северо-восточная часть плиты срезана котловиной Нансена - частью Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана.

В строении Северо-Таймырской зоны или Карского микроконтинента участвуют три основных комплекса пород: 1) выступы древнего раннепротерозойского фундамента, представленные плагиогнейсами, амфиболитами и гранитогнейсами; 2) рифей-кембрийские осадки континентального склона и подножия существенно флишевого состава, представленные зонально метаморфизованными от зеленосланцевой до амфиболитовой фации, ритмично чередующимися песчаниками, алевролитами и пелитами, мигматизированными и гранитизированнами в позднем карбоне - ранней перми; 3) сравнительно слабодеформированные толщи осадочного чехла, в строении которого преобладают ордовик-силурийские известняки, мергели, песчаники с прослоями гипсов, формирование которых проходило мелководных прибрежно-морских и лагунных условиях, а также девонские терригенные, часто красноцветные континентальные толщи.

Таким образом, структуру Таймыро-Североземельской складчато-покровной области образуют резко отличные друг от друга комплексы пород. Осадочные образования Южно-Таймырской зоны формировались в условиях шельфа Сибирского континента. Центрально-Таймырская зона имеет аккреционную природу и представлена дорифейскими гнейсовыми террейнами, рифейскими карбонатными блоками шельфовой окраины, рифейскимими островодужными и офиолитовыми блоками спаяными к концу рифея - в венде и перекрытыми венд - раннекарбоновыми осадочными комплексами пассивной континентальной окраины Сибири, фациально отличными от одновозрастных осадков Южно-Таймырской зоны. Северо-Таймырская зона сложена позднедокембрийскими метатерригенными породами и палеозойскими осадками маркирующими пассивную окраину Карского микроконтинента. В истории формирования континетальной коры и структуры Таймыро-Североземельской области можно наметить несколько наиболее важных этапов, разделенных крупными тектоническими событиями на рубеже рифея-венда и в позднем палеозое. Начало формирования региона, нужно отнести к позднему рифею. На этом этапе в результате столкновения островной дуги с континентальными блоками (Мамонто-Шренковским, Фаддевским и пр.) образовался Центрально-Таймырский аккреционный террейн. Последующая коллизия с Сибирским континентом в конце рифея привела к обдукции комплексов Центрально-Таймырского аккреционного блока на южную окраину Сибири. С венда континентальная окраина, включающая Центрально-Таймырский аккреционный блок, становится пассивной со свойственным платформенным режимом развития. Происходит накопление карбонатных и карбонатно-сланцевых отложений эпиконтинентального моря. В позднем кембрии формируется глубоководный бассейн с отчетливыми чертами линейно вытянутого прогиба. Ось этого глубоководного трога располагалась южнее зоны причленения Центрально-Таймырского аккреционного блока к континенту, во фронтальной части Пясино-Фаддеевского надвига. Для Центрально-Таймырской зоны на ранний палеозой характерен терригенно-карбонатный тип разреза начинающийся молассовой толщей. Для области сочленения типичны осадочные фации глубоководный впадины представленные углеродисто-кремнисто-сланцевыми толщами. Для Южно-Таймырской зоны характерно развитие существенно карбонатной прибрежно-морской формации. В условиях континентального склона и подножия Карского террейна, удаленного все это время от Сибирской окраины происходило накопления флишоидных толщ и формирование чехла. Новый активный этап в развитии Таймырской складчатой области связан со столкновением окраины Сибири с Карским микроконтинентом в конце карбона-перми. Отражением этого события является региональный метаморфизм, внедрение коллизионных гранитоидов, качественная смена осадконакопления. Продолжающееся в конце палеозоя интенсивное горизонтальное сжатие привело к расчешуиванию раннепалеозойских комплексов, обновлению древних и формированию новых надвиговых структур. Заключительные стадии развития орогена на границе перми - триаса привели к формированию крупных зон растяжения перед фронтом Таймырских складчатых сооружений и заложению Енисей-Хатангского прогиба. Внутриконтинентальный рифтогенез вызванный надвиганием Карского геоблока сопровождался интенсивным трапповым вулканизмом и формированием небольших плутонов субщелочных и щелочных гранитов, сиенитов, типичных для внутриплитных обстановок. Начиная с юры, Таймырско-Североземельская складчатая область вступила в платформенный этап развития.