Китайско-Корейский щит [1970 Тугаринов А.И., Войткевич Г.В. - Докембрийская геохронология материков]

В восточной части Китайской Народной Республики расположены два крупных докембрийских геологических сооружения: Северо-Китайско-Корейский щит и Южно-Китайско-Вьетнамская глыба, разделенные каледонидами Циньлина; в Западном Китае известны три докембрийских массива: Алашань, Цайдам и Тарим, отделяемые от Северо-Китайско-Корейского щита и друг от друга складчатыми поясами каледонид и герцинид. По рельефу и степени обнаженности фундамента территория Северо-Китайско-Корейского щита разделяется на две части. Одна из них представляет собой низменность - это бассейн нижнего течения рек Хуанхэ и Янцзы, в которой докембрийский фундамент скрыт под чехлом современных осадков; лишь гористые районы Шаньдунского и Ляодунского полуостровов и Северной Кореи являются исключением. Северо-западная половина щита представлена горными сооружениями провинции Шаньси и Шахэ, высокогорным плато Ордоса, расположенным внутри излучины среднего течения р. Хуанхэ, и горными хребтами провинции Суйюань и Внутренней Монголии (хребет Дацинынань) до 2850 м абс. вые. В этих глубоко вскрытых речными долинами горных районах хорошо обнажены геологические разрезы докембрийского фундамента, изучение которых и легло в основу первых представлений о докембрии Китая.

Южно-Китайско-Вьетнамский щит на севере захватывает долину р. Янцзы и ее правых притоков на юге (провинции Гуанси и Гуандун, Фуцзянь). Он характеризуется горным рельефом. Восстановить в настоящее время докембрийскую историю Южно-Китайско-Вьетнамского щита не представляется возможным, так как глубоко погруженный докембрийский фундамент его перекрыт мощным чехлом палео-мезозойских осадков, из-под которого лишь местами обнажаются синийские отложения. Мало исследованы также отложения докембрия западных массивов, обнажающихся в областях пустынь Северо-Западного Китая.

Первые сведения о докембрии Китая получены в результате исследований Рихтгофена в конце прошлого столетия, который впервые выделил синийскую систему, отнеся к ней как докембрийские осадки (нижний и средний синий, по Рихтгофену), так и кембрийские отложения (верхний синий, по Рихтгофену).

В 1903-1905 гг. исследования были продолжены Уиллисом, а позднее (1922 г.) А. Грабау. В итоге были даны определения синия как самостоятельной системы, резко отделенной значительным перерывом с четко выраженным угловым несогласием от нижележащих, высокометаморфизованных и смятых в складки толщ серий Утай и Хуто. Отсутствие значительного перерыва между кембрием и синием позволило А. Грабау считать синий неотъемлемой частью палеозоя, но при этом он сделал существенную оговорку: "Если мы принимаем во внимание тот факт, что трилобиты (несомненно, наиболее характерные окаменелости палеозоя) были уже высокоразвиты в кембрийское время, быстро достигнув здесь высшей точки своего развития, то мы должны допустить наличие продолжительного периода времени, предшествовавшего кембрию, в котором происходило их развитие" (1962).

Изучение геологии Китая достигло особенных успехов после образования Китайской Народной Республики. Этот период геологических исследований связан с именем Ли Сыгуана, создавшим первую сводку по геологии Китая. Первые работы по геохронологии докембрия Китая были выполнены советскими исследователями (А. И. Тугариновым, С. И. Зыковым, Н. И. Полевой и др.) в контакте с учеными Китайской Народной Республики.

Древнейшие комплексы докембрия Северо-Китайско-Корейского щита обнажаются в Центральной Корее, провинциях Ляонин, Гуандун, Шаньси и во Внутренней Монголии (рис. 51).

Рис. 51. Геохронологическая схема докембрия Китая и прилегающих территорий. По Ли Пу, А. И. Тугаринову и др.: 1 - Китайско-Корейская платформа; 2 - Корейско-Вьетнамская платформа; 3 - область герцинской и каледонской складчатости; 4 - область мезо-кайнозойской складчатости; 5 - интрузии палеомезозойского возраста в пределах древних платформ; 6 - зона региональных глыбовых разломов. Цифры на схеме - возраст (в млн. лет)

В провинции Ляонин древнейшими формациями докембрия являются серия Анылань, состоящая из биотит-амфиболовых, хлоритовых и актино-литовых сланцев, перемежаемых горизонтами железистых кварцитов и филлитов, и серия Хэйлунцзян, состоящая из амфиболовых и хлоритовых сланцев. Эти породы перекрываются полевошпатовыми кварцитами, эффузивами и мраморами серий Ляохэ и Машань, значительно менее метаморфизованными, нежели породы серии Аньшань. С аньшаньской серией связаны железорудные месторояодения метасоматического типа, аналогичные Криворожским.

По данным Ю. А. Громова и В. К. Путинцева, аныпаньская и вышележащие серии относятся к нижнему протерозою, в то время как в Центральной Корее, на полуостровах Шаньдун и Ляодун обнажаются архейские толщи, которые представлены гнейсами, гранулитами, кристаллическими сланцами, отвечающими гранулитовой и амфиболовой фациям метаморфизма. В этих массивах архейские структуры характеризуются субширотным простиранием. В архейских комплексах развиты интрузии доскладчатого типа, представленные ортоамфиболитами и метадиабазами, и синтектонические массивы порфиробластических гранитов, гнейсо-гранитов и мигматитов. К наиболее поздним относятся аляскитовые и лейкократовые граниты.

В обрамлении Корейско-Шаньдунского массива появляются протерозойские осадки. К их числу относится серия Мачхоллён, выполняющая троговый прогиб субмеридионального простирания, в составе которой присутствуют (сверху вниз):

Во внутренней части прогиба распространена спилито-кератофировая серия Туманган. Возрастным аналогом этого нижнего протерозоя является, по мнению Ю. А. Громова и В. К. Путинцева, аныпаньская серия Северного Китая (Т. Кобаяси упорно относил ее к архею).

Проведенные в 1959-1960 гг. Ли Пу, А. И. Тугариновым и др. измерения абсолютного возраста группы пегматитов, прорывающих серии Аньшань и Ляохэ в районе Анынаньских железорудных месторождений, показали, что верхний предел абсолютного возраста серии Аньшань лежит около значения 2600 млн. лет, даты, полученной свинцово-урановым методом по ортиту пегматитов (2560 млн. лет), а для серии Ляохэ - около 1600 млн. лет (см. табл. 68).

Древнейшие докембрийские породы Центрального Китая впервые описаны в районе гор Утайшань в провинции Шаньси, где прекрасно представлен весь разрез - от древнейшего докембрия до палеозойского чехла включительно. В основании разреза залегают зеленые сланцы серии Утай, среди которых по описанию выделяются хлоритовые, кварц-хлоритовые, кварц-серицитовые и амфиболовые сланцы с известковистыми филлитами в верхней части разреза (Ма Син-юань и др.). В этой толще отмечаются горизонты полосчатых магнетитовых руд, железистых кварцитов мощностью до 150 м каждый, пластовые залежи спилитов и туфов, игравших важную роль в формировании толщи. Утайская серия подразделяется на четыре свиты (сверху вниз):

Породы утайской серии подверглись линейной складчатости и интенсивной гранитизации, поэтому значительная часть толщи состоит из гнейсов и гнейсовидных гранитов. Амфиболовые сланцы серии пронизаны пегматитами, внедряющимися по сланцеватости пород и пересекающими ее ранее огнейсованные разности. Измерения абсолютного возраста слюд этих пегматитов, проведенные Ли Пу, А. И. Тугариновым, Н. И. Полевой и др. аргон-калиевым методом, дали значения возраста 1800-1900 млн. лет, являющиеся только крайним верхним пределом возраста самой толщи, подвергшейся гранитизации еще задолго до появления этих пегматитов (возможно, при становлении гранитов Экоу) (см. табл. 67).

Таблица 68 Аналитические данные и возраст радиоактивных минералов Китая по данным свинцово-урано-ториевого метода

(Примечания. 1. Во всех случаях поправка на примесь обыкновенного свинца вводилась по свинцу галенита района Баян-Обо; Рb²⁰⁴ 1; Рb²⁰⁶ 16,00; Рb²⁰⁷ 15,26; Рb²⁰⁸ 36,0.

4. Для самарскита из пегматитов Юсе (Шаньси) получены весьма убедительные данные, свидетельствующие об их герцинском возрасте 3000±30 млн. лет.)

В этом же районе на зеленых сланцах серии Утай в ряде мест с видимым несогласием залегают конгломераты (Н₁) серии Хуто, содержащей гранитную и гнейсовую гальку мощностью до 1200 м. Конгломераты довольно сильно метаморфизованы, глинистый цемент их полностью превращен в амфибол и биотит. Следующими по возрасту свитами серии Хуто являются кварциты Наньтай (Н₂) мощностью 30-120 м, амфиболовые сланцы Доуцунь (Н₃) мощностью 350-870 м, в которых среди известковых прослоев встречаются реликты синезеленых водорослей, и, наконец, завершающие разрез доломиты Дунье (Н₄) с видимой мощностью 1800 м.

На серии Хуто со скрытым угловым несогласием и явным перерывом, выражающимся в том, что базальные горизонты брекчий, с которыми синийские отложения залегают на серии Хуто, постепенно переходят и на перекрываемую ими размытую поверхность утайских гранито-гнейсов, лежит толща синия. Измерений возраста серии Хуто и синия здесь не проводилось, однако они были выполнены в ряде других районов Северного Китая.

Весьма древний возраст утайской серии подтвержден также и в провинции Шаньдун, где утайские граниты, прорывающие кристаллические породы основания, показали значения возраста, выполненные аргоновым методом по слюде, весьма близкие к пегматитам, секущим утайскую серию в горах Утайшань (1800±50 млн. лет).

Вопрос о возрасте серии Хуто был решен при исследовании геологического разреза метаморфических пород Внутренней Монголии, где также распространены метаморфические толщи утайской серии и выделяется перекрывающая их с угловым несогласием серия Баян-Обо, являющаяся аналогом серии Хуто в провинции Шаньси.

Ли Ю-инг, Уанг Ли-шань и Хо Ю-чао, впервые описавшие этот разрез, отнесли серию Баян-Обо к протерозою, равно как и прорывавшие ее гранитоиды. Весь массив интенсивно метаморфизованных толщ, слагавших массив южной части Внутренней Монголии, отнесен был ими к архею и признан аналогом утайской серии.

Отложения утайской серии этого региона представлены амфиболовыми и кварц-серицитовыми сланцами, метаморфизованными до степени гранулитовой фации метаморфизма, в низах толщи это полосчатые мигматиты и инъекционные гнейсы, среди которых нередко присутствуют магнетитовые кварциты и амфибол-магнетитовые сланцы аныпаньского типа. Вся толща смята в линейно вытянутые асимметричные складки субширотного простирания.

Серия Баян-Обо с угловым несогласием и размывом залегает на интенсивно денудированной поверхности утайской серии, на которую в результате эрозии уже были выведены граниты и сопровождающие их поля пегматитов, мигматизировавшие утайскую толщу.

Согласно Ли Ю-ингу в составе серии Баян-Обо выделяются толщи (сверху вниз):

Н₇ - переслаивающиеся известняки и кварциты ..... 430

Н₃ - сланцы, глинистые известняки и кварциты .... 450

Н₂ - кварциты, массивные, светлые................ 380

С верхней толщей карбонатных пород связаны крупные железорудные месторождения, по-видимому, метаморфогенного происхождения. Месторождения представляют собой крупные линзовидные залежи, приуроченные к контакту известняков Н₇ и залегающих выше кварцитов и сланцев. Состав залежей определяется магнетит-эгириновыми телами, замещенными в лежачем боку гематит-флюоритовыми рудами. Вся толща Баян-Обо смята в пологие брахискладки субширотного простирания. В районе месторождения того же названия серия Баян-Обо интрудирована гранитами и сиенитами, с которыми первоначально связывалось происхождение железорудных залежей.

Проведенные для этого региона измерения абсолютного возраста (табл. 67 и 68) показали, что серия Утай прорывается пегматитами Улашаня, с которыми связана монацитовая минерализация, датируемыми как свинцово-урано-ториевым, так и аргоновым методом в 1800-1900 млн. лет.

Для серии Баян-Обо были проведены специальные исследования изотопного состава свинца, рассеянного в карбонатных породах толщи Н₇, показавшие по грубому свинцовому методу, что седиментация серии Баян-Обо произошла 1550 млн. лет назад (рис. 52, 53). Эта дата согласуется и с более древним возрастом утайской серии. Поскольку на породах серий Хуто - Баян-Обо с угловым несогласием и перерывом залегают синийские отложения, эта дата стала также и нижним пределом возраста синийских отложений в Китае.

Рис. 52. Стратиграфическая схема верхнего докембрия Китайско-Корейского щита. Значения возраста: 1 - глауконитов (Ar/К метод), 2 - доломитов (по изотопному составу обыкновенного свинца), 3 - акцессорных минералов пегматитов (Pb/U + Th метод)

Рис. 53. Схематический геологический профиль через район Баян-Обо (КНР) с данными возраста пород по изотопному составу свинца этих пород: 1 - утайская метаморфическая серия; 2 - пегматиты Улашань; 3 - метаморфическая серия Баян-Обо (Хуто); 4 - герцинские граниты; 5 - рудные магнетитовые тела; 6 - места взятия проб для измерения изотопного состава свинца в породах и минералах: А - доломит серии Баян-Обо, В - микроклин герцинских гранитов, С - галенит рудных тел. Цифры на схеме - изотопный состав свинца Pb²⁰⁶, Pb²⁰⁷, Pb²⁰⁸ по отношению к Pb²⁰⁴ и значения возраста

Возраст прорывающих серию Баян-Обо гранитов и сиенитов определен как герцинский. Это обстоятельство подтвердило близость внешнего края Северо-Китайско-Корейского щита, ограниченного именно в районах Внутренней Монголии с севера герцинской Монгольской геосинклиналью.

В провинции Хэбэй, в 80 км к северо-востоку от Пекина, известны наиболее изученные пересечения синийских отложений, залегающих на архейских породах и перекрываемых с незначительным размывом кембрийскими осадками. Общая мощность синийских отложений в этом районе составляет почти 6000 м. Они разделены Гао Чжень-си следующим образом (снизу вверх):

Выше по разрезу известняки Цзиньэрью размыты и перекрываются красными глинами Маньтоу (нижний кембрий).

Промеренные образцы глауконитов, полученные из двух горизонтов этого разреза, показали для известняков Телина 1040 млн. лет и для горизонтов Цзиньэрью 870 и 890 млн. лет. Эти даты свидетельствуют о малой вероятности обнаружения более юных отложений докембрия. Иначе говоря, так же как и в позднем докембрии Северной Америки, в Китае верхнерифей-ские отложения (от 900 до 600 млн. лет) отсутствуют.

К сведениям, требующим дальнейшей проверки, так как они относятся к данным, полученным исключительно аргоновым методом для регионов и толщ, где вполне вероятны влияния позднейших магматических процессов, следует отнести возраст интрузий тоналитов - 800 млн. лет в докембрийском фундаменте северного фланга Южно-Китайско-Вьетнамского щита (провинция Хубей) и аналогичные древние значения возраста для интрузий Наньлина, полученные Ли Пу.

На основании имеющегося в нашем распоряжении материала по докембрию Китая можно сделать вывод, что его геологическая история имеет значительное сходство с докембрийскими разрезами других районов Евразии.

Общая геохронологическая схема докембрия Северной и Восточной Азии дана в табл. 69.