Результаты геологических наблюдений Центральных Гималаев — регион Кайласа
Августо Ганссер
Перевод с английского
Краткое изложение Майюр Десай и Аджит Шах
В следующем документе представлены выдержки из публикации А. Ганссера «Геология Гималаев», Inter-science Publications, 1964. Здесь представлены некоторые выдержки, относящиеся к геологии района горы Кайлас.
Региональные особенности окружающей обстановки
Региональные климатические и рельефные особенности Гималаев имеют такие характерные черты как исключительная высота, горизонтальное давление, состав горных пород и удаленное положение. Гималаи не имеют прямого продолжения ни на западе, ни на востоке Своеобразные синтаксиальные изгибы на обоих краях предотвращают прямое продолжение элементов Гималаев.
На западе Сулеймановы горы — это не прямое продолжение Нижних Гималаев, а старая система более молодых осадочных отложений (мезозой и более молодые периоды), которая простирается на запад в виде хребтов Хазара. В западном направлении пояс Сулеймановых гор резко ограничивается офиолитовой тектонической линией из осадочных пород флишевого типа Белуджистана и Афганистана. Эта шовная линия может быть продолжением или, скорее всего, ответвлением от шовной линии (сутурной линии) Инда. Другое ответвление формирует южную границу хребта Гиндукуш, западное — Каракорум.
Гораздо сложнее следовать восточному продолжению Гималаев из-за отсутствия геологической информации. Недостаток сведений указывает, что здесь также отсутствует прямое продолжение хребта. Юго-восточные предгорья Ассама (Нага Хиллс) отличаются от соответствующих гималайских предгорий. Кристаллическая горная порода Мишми Хиллс, по-видимому, принадлежит Верхним Гималаям, хотя при этом присутствуют некоторые признаки инвертированного метаморфизма. Главный горный хребет западных бирманских кряжей, своеобразные Араканские горы, не имеют никакого сходства с Нижними или Верхними Гималаями. Флишевые осадочные породы, в основном, мелового периода, обнажают основные породы. Эти породы располагаются в одну линию вдоль восточной границы, образуя разрыв и частичный надвиг. Кажется очевидной определенная схожесть с флишевым поясом Инда, однако отсутствуют какие-либо данные о прямой связи с этим значимым северным объектом Гималаев. Мы заметили, что флишевый пояс Инда исчезает восточнее озера Манасаровар в северных Гималаях Кумаон. Араканские горы, естественно, располагаются на восточном эквиваленте Сулеймановых гор. Среди горных хребтов Азии Гималаи характеризуются такой величиной надвига, которая предполагает сокращение земной коры около 400 км. Это значительно отличается от цифры, допускаемой некоторыми авторами относительно сжатия земной коры в Альпах. Однако, это число не включает значение сокращения вдоль линии тектонического шва (сутурной линии) Инда, где значительная область (специфичные регионы) должны была пропасть в глубине. Кроме ориентированного на север надвига специфичных флишевых масс в направлении Транс Гималаев преобладают тектонические элементы, ориентированные на юг. Эта южная вергентность в настоящее время подчеркивается чрезмерно высокими внутренними районами (Тибетское нагорье) и сильно пониженной фронтальной областью (Индо-Гангская равнина и равнина Брахмапутры). Эти характеристики вызывают поразительный контраст с настоящей конфигурацией Альп. Возможно, картина была не такая яркая во время основного горообразования Гималаев. Окончательное возвышение Тибетского нагорья объединяется с самым молодым, фактически недавним морфогенетическим подъемом Гималаев и противопоставляется опусканию Индийской фронтальной области.
В восточных Гималаях предгорья круче, и бассейн фронтальной области сокращается только до 30-50 км. Интересно отметить, что большинство крупных землетрясений в Гималаях сконцентрированы в восточных Гималаях и на их фронтальной области. Этот факт иллюстрируется на рисунке 149, где показаны основные землетрясения. Практически все они являются близповерхностными, и их очаги по глубине располагаются в диапазоне от 20 до 30 км. Это немного меньше предполагаемой глубины границы Мохо, которая варьируется от 35 км в западных Гималаях до более чем 40 км в восточной части хребта. Это небольшое значение по сравнению с великим сжатием земной коры южных Альп, достигающего 70 км, которое на настоящий момент, по-видимому, является самой крупной известной мощностью земной коры. Тот факт, что Гималаи не принадлежат к горному хребту гео-синклинального типа (за исключением зоны шва Инда), может быть причиной относительно неглубокой коры ниже этого высокого навала породы или кристаллического надвига. С течением времени могут быть обнаружены боле глубокие опускания, относящиеся к линии тектонического шва Инда.
Рис.92: Трансгрессия перидотитов Юнгва на флиш мелового периода без специфических блоков.
Ущелье нижней Шиб-Чу. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
1 Верхний флиш мелового периода 3. Перидотиты Юнгва
2 Офикальциты 4. Гравийные террасы плейстоцена
Везде в Гималаях до сих пор очень активными остаются движения в верхнем направлении. Морфогенетическая фаза явно отражается в настоящей истории хребта. Основное возвышение Гималаев было событием, которое наблюдал древний человек. Мы можем воскресить в памяти интересную идею Сахни, заключающуюся в том, что самые ранние миграции людей упрощались из-за наличия менее неприступных высот по сравнению с впечатляющей крутизной современных Гималаев.
Антиклинорий Ракшас
Широкий антиклинорий большинства осадочных отложений мезозоя и более древних периодов выходит на поверхность между северным фронтом экзотических пород и широким аллювиальным понижением на юг от подножья хребта Кайласа.
В районе Юнгва, сразу под северным флишевый надвигом, имеются обнажения черных сланцев, которые идентичны черным сланцам, формирующим основу южного экзотического фронта южнее Арнланг-Ла, и рассматриваемых как продолжение Спитишалес. Они формируют южную сторону крупного антиклинория Ракшас. Следующие глубокие границы раздела — зеленоватые филлитовидные глинистые сланцы. Подобные известняки содержат границы раздела, переполненные толстокоровым мегалодоном (Ф. 24). Возможно, что некоторые известняки представляют известняки Киото рэтского яруса, относящиеся к самому старшему триасовому периоду, и в кое-каких фациях даже триас (Рис. 93). Не было обнаружено никакого сходства с содержащим окаменелости триасовым периодом Тетиса, и не было признаков схожести с экзотическими фациями триаса. В ущелье Сатледжа, в 100 км на запад-северо-запад, фации известкового участка уже другие и имеют прослои черных глинистых сланцев (Рис. 94).
Рис.93: Толща пород Чиламкуркур в ущелье Сатледжа в Чиламкуркуре. Антиклинорий Ракшас. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
| 1 | Черные глинистые сланцы | 5 | Красные глинистые сланцы, перемежающиеся с 4 | 9. Желто-коричневый песчаник |
| 2 | Серый илистый сланец | 6 | Бурый песчанистый известняк | 10. Темно-серый известняк |
| 3 | Коричневый песчаник | 7 | Известняк с ракушечником типа
мегалодона (Ф. 24) |
11. Тонконапластованный и ленточный песчаный известняк |
| 4 | Темный ленточный известняк | 8 | Кварцитовидный песчаник |
Центр огромного антиклинория Ракшас сформирован желтоватыми и зеленоватыми, известковыми и хлоритовыми серицитовыми сланцами и удивительным образом напоминает формацию Гарбьянг кембрийского периода. Они формируют самые низкие обнажения пород антиклинория Ракшас, который немного опускается в западном направлении и расширяется к востоку в направлении к Манасаровару. Его восточное продолжение неизвестно, за исключением того, что он может подниматься и связываться с северным отрогом крупного кристаллического купола Гурлы Мандхаты (высота 7700 м).
Рис.94: Река Сатледж, прорезающаяся через антиклинорий Ракшас. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
- Верхние толщи пород Чиламкуркур (известковые) 3. Песчаный известковый сланец
- Нижние толщи пород Чиламкуркур (глинистые) 4. Черные глинистые сланцы
Кристаллический купол Гурлы Мандхаты
На юго-восток от знаменитых озер Ракшас Тал и Манасаровар среди широких тибетских холмов возвышается огромное куполообразное поднятие — Гурла Мандхата (высота 7700 м). Морфологические аспекты говорят о том, что это очень молодое поднятие горной породы. Хорошо сохранившаяся купольная форма и сильно размытые глубокие ущелья, а также избыточная высота подкрепляют эту теорию (рис. 95 и фото 25).
Рис.95: Гнейсовый купол Гурлы Мандхаты. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР.
Ядро гнейса, закрытое кристаллическими сланцами с переходами на характерные следы региона Таклакота, самой верхней долины Карнали.
Наружные слои сформированы эпиметаморфическими филлитами, а внутреннее ядро содержит желтовато-зеленый биотитовый гнейс, весьма похожий на гнейс Даржеелинг (Хельм и Ганссер, 1939). Свен Гедин собрал кристаллическую породу с северных склонов Гурла Мандхаты, которая была описана Хеннингом (1915). Он упоминает о ленточных и двояковыпуклых двухслюдяных анортоклазовых гнейсах. К западной границе Гурлы Мандхаты примыкают молодые гравийные террасы Таклакота в самой верхней долине Карнали (фото 26). Они обнажают несколько хорошо очерченных уровней с увеличивающимся наклоном в направлении купола, хорошо заметные на западном откосе. Они отражают молодое поднятие этой области. Под этими террасами на восток простираются осадочные породы Тетиса мезозойской группы. На северной стороне пояс экзотических блоков Амланг-Ла развивается в направлении падающей северной оконечности купола Гурла Мандхата, но прямые отношения неизвестны, так как здесь опять наклонные террасы скрывают контакт. Купол Гурлы представляется южным и более высоким эквивалентом поднятия Ракшас. Связаны ли они оба напрямую через седло на севере, неизвестно. Оба кажутся автохтонными и, как мы уже упоминали, их можно сравнивать с поднятием Тсо Морари в области Рупшу, описанного Бертельсеном (1953).
Хребет Кайласа (Южные Транс Гималаи)
Во время путешествия от Гималаев Тетиса системы Кумаона дальше на север в Тибет мы не встретили северной границы Гималаев, но столкнулись с более интригующими проблемами огромных экзотических сдвиговых масс. Только по достижении хребта Кайласа на Транс Гималаях можно найти некоторые убедительные доказательства существования этого северного предела.
Флиш Кайласа
После последнего плавно опускающегося обнажения более глубоких филлитов Ракшаса нужно пересечь песчаную аллювиальную равнину протяженностью более 20 км, прежде чем покажутся предгорья хребта Кайласа. Эта равнина скрывает один из наиболее значимых участков всей Гималаев. На юг от Кайласа предгорья состоят из весьма сложной и круто опускающейся к югу флишевой зоны (флиш Кайласа) с включениями офиолитов и ряда экзотических пород. На западе эта флишевая зона отрезается, и ориентированные на север обломочные породы Кайласа достигают аллювиальной равнины. На востоке флиш продолжается, но степень его простирания неизвестна. Флиш Кайласа представляет последние следы Гималаев, надвиг по крутой траектории в северном направлении через автохтонные обломочные породы Кайласа, которые проникают в гранитные породы Кайласа (Раздел 3, PI. III).
Рис.96: Общий вид на бассейн верхнего Сатледжа, вид в северо-западном направлении. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
| 1 | Нижние толщи пород Чиламкуркур | 4 | Перидотиты Юнгва | 7 Осадочные породы Гималаев Тетиса |
| 2 | Верхние толщи пород Чиламкуркур | 5 | Северо-западная зона Гартока, возможно. кристаллическая | |
| 3 | Флишевая зона | 6 | Осадочные породы Гималаев Тетиса |
Очевидно, что мы имеем здесь один из ключевых участков Гималаев — хорошо обозначенный северный предел. Но это также и исключительно священное место — гора Кайлас является священной для азиатских религий. Геологические исследования, как минимум, те, которые проводились в 1936 году, могли быть выполнены только «втихомолку». То, что я описываю здесь, это — результаты быстрых рекогносцировочных исследований, которые предоставляют общую информацию, требующую еще большого объема работ для восстановления подробной картины.
Первое (самое южное) обнажение породы флишевой зоны состоит из сложной желобчатой зоны серицитовых песчаных сланцев, красных песчаников, пустой породы и красной радиолярной роговиковой породы. Они имеют включения массивного энстатит содержащего серпантина, который ассоциируется с линзообразными включениями доломитового известняка (вариация цвета от желтоватого до белого). Эти известняки поразительно похожи на некоторые экзотические породы, а серпантин, имеющий характерную сеточную структуру измененного хризолита, вместе с энстатитом, идентичен перидотитам, которые моложе флиша (Рис. 97). Весь участок круто опускается к югу. Продвигаясь на север, мы сначала обнаружили зону вертикальных известняков, а затем еще один падающий на юг пласт толщиной несколько тысяч метров, состоящий из складчатых серых филлитов, известковых песчаных сланцев и пустой породы. На южной границе они содержат слой красных известковых осколочных пород, которые, по-видимому, вновь появляются на севере вместе с пирокластическим красноватым известковым песчаником. Вся эта масса слегка подверженного изменениям флиша сдвинута вдоль хорошо видимого и падающего под углом 30-40° на юг острого тектонического контакта поверх толстого и горизонтально залегающего слоя осколочных пород Кайласа (Фото 29, 30). Нет почти никаких сомнений в том, что этот флишевый участок с основной породой и включениями экзотических известняков соответствует экзотической надвиговой массе Киогарса, Аманг-Ла и Юнгва. Надвиг ориентирован четко на север, как это можно различить возле направленных вверх осколочных породах Кайласа (фото 29, 30). Этот надвиг отделяет Гималаи от Транс Гималаев, все аллохтонное от автохтонного, вдоль резко выраженного контакта. 3,PI.III). Флишевая масса практически простирается с востока на запад, в то время как хребет Кайласа и линия надвига простирается с направлении с запад-север-запад на восток-юг-восток. Это означает, что различные единицы флишевой зоны проходят наискосок относительно линии надвига. Мы отметили аналогичное несоответствие на южном фронте экзотической надвиговой массы, которая также простирается в направлении с востока на запад и наискосок к простиранию Гималаев Тетиса. Это совпадение довольно интересно, но оно может быть случайным, так как два фронта разделены расстоянием свыше 100 км, и пока исследован только очень короткий участок северного фронта.
Рис.97: Южная флишевая зона Кайласа Дарчен, районе Кайласа. Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
| 1 Серпантинные перидотиты | 3 Красные песчаные сланцы и роговиковая горная порода | 5 Хорошо слоистый известняк |
| 2 Доломитовый известняк (экзотические породы) | 4 Песчаные серицитовые
участки |
6 Гравийные террасы |
Конгломераты (обломочные породы) Кайласа
Севернее надвига мы попадаем полностью в другой регион. Он характеризуется огромными горами фантастической формы из осколочных пород, установленными на гранитной породе. Наиболее примечательным среди таких гор является сам Кайлас с высотой 6700 м (фото 31,33). Горизонтально залегаемые конгломераты простираются с высоты 4700 м до вершины Кайласа, то есть, часть их просматривается на участке 2000 м. Их фактическое основание севернее надвига, должно залегать глубже, как минимум, на 1000 м. И так как Кайлас является лишь эрозионным реликтом, верхняя часть осколочных пород должна была располагаться еще выше. Таким образом, мы получаем ненарушенное, располагаемое близко к горизонтальному положению грубообломочное отложение поразительной толщины свыше 4000 м. Песчаники редки, и их число немного увеличивается в южном направлении.
Рис.98 Трансгрессия осколочных пород Кайласа на гранитной породе Кайласа. Северо-западный Кайлас, Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939)
- Роговик-биотитовый гранит Кайласа
- Базальный конгломерат с гранитными валунами до 5 м
- Мелкий конгломерат, богатый гранитной галькой
- Грубый конгломерат с преобладанием гальки вулканического происхождения и валунов
- Основной конгломерат с галькой вулканического происхождения
Конгломераты (обломочные породы) — плотно залегающие, и вблизи Кайласа некоторые массивные горизонты могут достигать толщины 500 м (Рис. 98, 99). Они пересекают неровную поверхность гранита Кайласа с базальтовым валунным слоем из круглых гранитных валунов размером до 5 кубических метров. Они напластованы в группу гранитной гальки меньшего размера и крупных аркозовых песчаных зерен. Выше их размер увеличивается и постепенно появляются округлые галечные камни и валуны вулканического происхождения. Затем опять идет слой грубого конгломерата, состоящий из 100 метров крупных валунов (до одного кубического метра) из вулканического материала, кварцита и красных кремнистых пород. Еще выше валунная галька становится мельче, и доминируют округлые вулканические породы. Эти вулканические материалы представляют липариты, дациты, эситы, гранофиры, а также липаритовые и дацитовые вулканические туфы. Гранитная галька очень редко встречается, метаморфические компоненты и карбонатная порода, по-видимому, отсутствует полностью. Исключение составляет 2 см галька желтого известняка. Галька уменьшается в размере с севера на юг, а также снизу вверх. Материнская порода по преимуществу крупнозернистая, песчаная и кремнистая, но не известковая — характерная черта, отличающая осколочные породы Кайласа от флишевого конгломерата. Камни и второстепенные образования от материнской породы состоят, в основном, из зеленовато-серых аркозовых формирований.
Рис.99: Опускающаяся на юге гранитная порода Кайласа с трансгрессией осколочных пород, север Кайласа, Южный Тибет; согласно А. ГАНССЕР (1939) , условные обозначения см. рис. 98.
На севере, где осколочные породы перекрывают гранит Кайласа, нормальное падение к югу составляет около 10°. На юге это падение уменьшается до 2-3° (Рис. 99). Почти горизонтальные слои прослеживаются на юге до надвига Гималайского флиша. Поражает внезапный переход горизонтальных залеганий осколочных пород в перевернутое положение. Этот факт очень хорошо заметен в полевых условиях (фото 29, 30). На подходе к надвигу некоторые небольшие внедренные песчаники постепенно показывают сильную дисгармоничную складчатость, в то время как осколочные породы остаются нетронутыми (Рис. 100). Только совсем рядом с надвигом заметна вторичная складчатость в слоях осколочных пород.
Распределение и размер конгломерата и песчаников явно указывает, что осадочные породы откладывались с севера на юг с началом на севере гранитных пород Кайласа. Вулканические составляющие представляют собой тип породы, неустановленной на юге, но которая схожа с вулканическими породами, собранными Свеном Гедином на севере Транс Гималаев и описанными Хеннигом (1916). Ничего не известно о площадном распространении осколочных пород Кайласа за исключением того, что они, по-видимому, продолжаются на восток вдоль Транс Гималайских предгорий, а их западное продолжение кажется ограниченным.
Вопрос возраста осколочных пород все еще остается спорным. Они определенно моложе гранита Кайласа, а гранит Кайласа, как можно заметить, мог иметь одинаковую природу с гранитными породами Кьи-Чу Лхасы, относящимися к меловому периоду (Гайден, 1907). Они старше надвига Гималайского флиша и, вероятно, должны быть отнесены к периоду между эоценом и миоценом.
Гранитные породы Кайласа
Осколочные породы Кайласа переходят нормальным стратиграфическим контактом через гранитные породы Кайласа, которые поднимаются на севере из-под конгломерата и образует гранитный ландшафт на севере от горы Кайлас. Гранитные породы, со своими острыми вершинами, имеет сильный неправильный раскол и образуют крупную осыпь. Они, скорее всего, недавние, вплоть до мест трансгрессии осадочных пород. В районе Кайласа гранит полностью монолитен, но далее на север он становится местами гнейсоподобным. Основной тип породы представляет собой роговик — биотитовый средне-зернистый гранит с анортоклазом не более 2 см. Это, по преимуществу, триклинный полевой шпат, в то время как плагиоклас — это полевой шпат. Наибольший интерес представляют амфиболы с ситообразными реликтами авгита (фото 32). Этот авгит исчезает равномерно и, кажется, является первичным компонентом. Сфен часто ассоциируется с амфиболами. Эти факты имеют большое значение для корреляции гранитов. Они часто содержат больше базовых амфибол — диоритовых включений. Здесь опять амфиболы характеризуются авгитовыми включениями. Несколько турмалиновых аплитов прорезают гранит, но другие жилы отсутствуют или редки.
На данный момент практически ничего не известно о простирании гранитных пород Кайласа. На основе нескольких образцов, собранных Свеном Гедином на севере региона Кайласа, можно предположить, что гранитные породы Кайласа трансформировались в липарит и дацит. Дациты широко распространены и интрудированы в известняки Орбитолины, которые относятся к среднему меловому периоду (Хеннинг, 1916). На западе, вдоль предгорья Транс Гималаев, Свен Гедин опять зафиксировал гранитные породы в Гартоке. Они были определены Хеннингом как биотитовые роговообманковые граниты, которые подобны граниту Кайласа. Дальше к северу также обнаруживается дацитовая лава. Еще одно залегания гранита подобного граниту Кайласа было зафиксировано Хейденом. Естественное обнажение породы происходит вдоль долины Кьи-Чу, от Тсангпо до Лхасы и далее. Этот гранит также является биотитовым роговообманковым гранитом, но он отличается от гранита Кайласа по составу альбита и карбонатности. Вероятно, он внедряется в известковый сланец юрского периода (и мелового) и, таким образом, относится к позднему меловому периоду или имеет более молодой возраст (Хейден, 1907). Хейден указывает на разницу между гранитом Кьи-Чу с роговиком и гранитами Гималаев, которые не содержат роговик (амфиболы) (см. далее).
С хребта Ладакх в Лехе Висс описывает некоторые биотитовые роговообманковые граниты как отличающиеся от гранитов Кайласа и относит их к до-сенонскому периоду. Возможна связь с гранитами Ладакха через граниты Гартока, но множественные существующие провалы не позволяют допустить более, чем предполагаемую корреляцию.
Региональные проблемы Гималаев от северного Кумаона до хребта Кайласа будут описаны далее. На настоящий момент были представлены только основные факты, касающиеся этого удаленного и все еще труднодоступного региона. Акцент необходимо было сделать на этой северной области, так как относительно областей, расположенных дальше на восток вдоль северных Гималаев информации недостаточно или она вообще отсутствует.
Сравнивая эти литологические разрезы с осадочными породами Нижних Гималаев, далее на запад, а также с разрезами Гималаев Тибета или Тетиса, содержащими окаменелости, можно подвергнуть сомнению возраст, который указывают Хаген и Бордет. Почему следует допускать пермский период при оценке осколочных пород, похожих на альпийский веррукано, который расположен в 6000 км от исследуемого места, когда в других местах в Гималаях следы пермского периода проявляются в виде известкового сланцевых фаций? Удивительно, но автором в южном Центральном Бутане были обнаружены осадочные породы, подобные веррукано, относящиеся ко времени между поздним докембрийским и кембрийским периодами. Бордет считает, что его, содержащие коллению доломиты, принадлежат к девонскому периоду. Как мы уже видели в Гималаях Кумаона, они относятся к кембрийскому периоду или имеют более старший возраст, подтвержденный для очень похожих доломитов (содержащих коллению) на ближневосточном хребте Элбурц, где они присутствуют в типовых кремнистых доломитах значительно ниже фауны среднего кембрия.
Рис.100: Дисгармоничные складки в песчаном прослое у основания основных осколочных пород Кайласа.
Складки увеличиваются при приближении к главному надвигу, Восточный Кайлас, Южный Тибет; согласно А. Ганссер (1939).
- Основные осколочные породы Кайласа 2. Сланцевый песчаники 3. Осыпь
Рис.149: Данные по основным землетрясениям в Гималаях и примыкающих территориях, собранные из всех имеющихся источников