Центрально-азиатский орогенический пояс (CAOB) является крупнейшей аккреционной структурой в истории Земли, известной также как Алтаиды, образованной в Палеоазиатском океане. Алтайская тектоническая толща включает многочисленные террейны различного происхождения, объединенные множественными аккреционными и коллизионными событиями в тектонической среде, меняющимися от сжатия к расширению и сдвигу. В его историю вошло несколько крупных событий магматизма, в результате которых за относительно короткий промежуток времени (30-40 млн. лет) на большой территории образовались значительные объемы вулканических и интрузивных пород (мафино-ультрамафиолетовых и гранитных).
Магматическая активность существовала после орогенических стадий эволюции аккреционных систем столкновений. С точки зрения тектоники плит, посторогенный магматизм обусловлен посторогенным расширением литосферы в результате ее расслоения или является результатом активной транстенциональной проскальзывающей тектоники, сопровождающейся апвеллингом астеносферы или разрушением субдуцированной океанической плиты (разрушение плит). Альтернативной точкой зрения на крупномасштабный магматизм в системах аккреционных столкновений является воздействие мантийных шлейфов. Плюмовая активность, ведущая к образованию крупных магматических провинций (LIPs), может объяснить ряд палеозомических магматических событий в CAOB:
- ранний палеозойский, с позднекамбрийским - раннеордовский LIP на Алтае, Саяне;
- средний палеозойский, с девонским LIP в бассейне Минусы и Вилюйским разломом в Восточной Сибири;
- поздний палеозойский, с пермскими LIPs в Центральной Азии.
Крупномасштабный мафиозный и гранитоидный магматизм в пермское время породил LIP Тарим-Южная Монголия на уровне 300-270 млн. лет; Баргузинский LIP им. 330-280 млн. лет; Хангайский LIP им. 270-245 млн. лет.
Провинция Тарим - Южная Монголия является крупнейшей областью разнообразного позднепалеозойского магматизма в Центральной Азии с обширными континентальными пойменными базальтами и другими вулканическими породами, обнаруженными на Таримском континентально-тальском блоке. Как подтверждается последними исследованиями, Таримский LIP распространяется на регионы Южной Монголии, Китайского Алтая, Северо-Западного Синьцзян, Тянь-Шань, а также на Восточный Казахстан.
Позднепалеозойская Алтайская аккреционно-коллаборационная система
Восточный Казахстан входит в состав Алтайской коллизионной системы Западно-Среднеазиатского орогенического пояса. Система образовалась в конце палеозоя в результате косого столкновения Сибири с казахстанским композитным террейном. На девонском языке через раннее карбоновое время палеоконтиненты Сибири и Казахстана были разделены Обско-Зайсанским океаническим бассейном (фрагмент западной части Палеоазийского океана) с субдукцией в пологих континентальных блоках (Рудно-Алтайский и Жарм-Саурский террейны) на его окраинах.
Остатки океанической коры и субдукционные осадочные и вулканические породы представлены многочисленными блоками разломов в пределах Центральной части Алтайской коллизионной системы. Коллизионное утолщение коры и орогенез проявляются в присутствии позднекарбонатной хвойно-нервной молассы с базальными конгломератами в нескольких межгонтовых бассейнах. Посторогенная (последняя карбонатная - самая ранняя пермская) тектоническая активность - преимущественно в виде проскальзывающих движений.
Подробно магматические породы Восточного Казахстана, включая различные ультраосновные и фельсифицированные вулканические, субвулканические и интрузивные комплексы, изучались в 1970-х годах. Различия в их формах и составах позволяют предположить их происхождение на разных стадиях эволюции - от раннего карбона до триаса. Исследования магматизма в Восточно-Казахстанской области оставались приостановленными в 1990-е - 2000-е годы.
Вулканические бассейны и структуры (297-290 млн.лет назад)
В центральной части исследуемого региона имеется несколько вулканических бассейнов, заполненных субалькалиновыми базальтами, базальтовыми андезитами и андезитами, а в юго-восточных районах - несколько бассейнов, заполненных дацитами и риолитами. Некоторые бассейны содержат также небольшие субвулканические тела андезитовых и дацитовых порфиров.
Мафиновые вулканические породы содержат относительно высокие щелочи (Na2O+K2O от 3,2 до 9,2 масс. %), калий (K2O до 4,9 масс. %), глинозем (Al2O3 от 14 до 23 масс. %), фосфор (P2O5 до 1 масс. %), а также титан (TiO2-d до 1,5 масс. %), а также цинк (L2O2d). Трахидациты из бассейнов Даубай и Тюрешок имеют возраст циркона 297±1 млн. лет и 290±4 млн. лет соответственно. Фельсические вулканические образования в некоторых бассейнах сосуществуют с субвулканическими гранатовыми дацитами и клинопироксенандезитами, полученными из магм, образующихся в нижней коре при ~10 кбар и 1000-1200°C при частичном плавлении подстилающей коры под действием горячих мантийных расплавов.
Субщелочной габбро и пикриты (293-280 млн.лет назад)
Существует около пятидесяти небольших вторжений, состоящих из габбро, и пикритов и относящихся к аргентинскому плагиосиенит-габбро (более раннему) и максутскому габбропикритовому (более молодому) комплексам. Дата рождения Ar- gimbai gabbro - 293±2 млн лет по методу U-Pb на цирконе. Возраст габбро и пикритов Максута составляет 280±3 млн лет на биотите (3 образца от 3 различных вторжений) и амфиболе (1 образец от вторжения Максута).
Как габброидные породы Аргимбаи, так и максутские пикриты имеют высокое содержание щелочей (5,2-7,8 вес. % и 2-5 вес. % Na2O+K2O в двух комплексах, респективно), относительно высокий калий (до 2,8 % вес. и 1,3 %. вес. и от 0 %. вес. K2O до 3,0 вес. и фосфор соответственно) Aргимбаи габбро содержит до 1000 ppm LREE и Ba, 980 ppm Sr, 350 ppm Zr и 25 ppm Rb. Содержание следовых и редкоземельных элементов в микродолерите и пикрите Максута ниже, чем в аргентимском габбро, но выше, чем в ультраосновных породах (до 280 ppm Ba, 830 ppm Sr, 110 ppm Zr, 8 ppm Rb). Минерализация в двух комплексах состоит из сульфидов Ti (Аргимбай габбро) и Cu-Ni и драгоценных металлов (Максут пикриты). Подобные по составу, возрасту и минерализации вторжения проявляются в юго-восточной протяженности этих комплексов, на китайском Алтае (Калатонгке) и Восточном Тяньшане (Хуаншань-цин).