научная статья по теме АЛЬПИНОТИПНАЯ ТЕКТОНИКА В ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКОМ ЛАПЛАНДСКО-КОЛЬСКОМ ОРОГЕНЕ Геология

Текст научной статьи на тему «АЛЬПИНОТИПНАЯ ТЕКТОНИКА В ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКОМ ЛАПЛАНДСКО-КОЛЬСКОМ ОРОГЕНЕ»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 4, с. 13-30

УДК 551.24(470.21)

АЛЬПИНОТИПНАЯ ТЕКТОНИКА В ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКОМ ЛАПЛАНДСКО-КОЛЬСКОМ ОРОГЕНЕ

© 2013 г. С. В. Мудрук, В. В. Балаганский, И. А. Горбунов, А. Б. Раевский

Геологический институт КНЦРАН, 184209, Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14 Поступила в редакцию 26.11.2012 г.

Кольский регион на северо-востоке Балтийского щита является областью проявления разнообразных коллизионных процессов палеопротерозоя. Одной из главных тектонических единиц северовосточного форланда палеопротерозойского Лапландско-Кольского коллизионного орогена является Кейвский террейн. По ряду параметров он заметно отличается от тектонических структур Кольского региона. Проведенные нами исследования Кейвского террейна выявили еще одно его принципиальное отличие: на северо-западе этого террейна установлена и охарактеризована крупная палеопротерозойская Серповидная колчановидная синформа. Ее ядро сложено вулканогенными и осадочными рифтогенными породами, коррелируемыми с образованиями палеопротерозойского рифта Имандра-Варзуга, а крылья — метаморфизованными зрелыми осадочными толщами, известными как кейвские парасланцы дискуссионного неоархей—палеопротерозойского возраста. Нижнее крыло Серповидной структуры сильно раздавлено, а верхнее сложено почти недеформиро-ванными породами. Деформированные породы испытали пластическое течение в условиях либо простого, либо общего сдвига. По степени ее асимметричности, а также по главным параметрам Серповидная структура подобна ныряющим и лежачим антиклинальным складкам в гельветских покровах Альп. Сделан вывод, что палеопротерозойское ядро Серповидной колчановидной син-формы или ныряющей антиклинали является фрагментом почти полностью эродированного глубинного тектонического покрова гельветского типа, названного Серповидным. Во время лапланд-ско-кольской коллизионной орогении 1.9—2.0 млрд. лет назад этот покров был выдвинут к северу из палеопротерозойского рифта Имандра-Варзуга, расположенного в 50 км к югу от Серповидной структуры, и надвинут на кейвские парасланцы. Последние вместе с подстилающими их лебяжин-скими гнейсами смяты в надвиговые складки, причем кейвские парасланцы участвуют в строении Серповидной колчановидной синформы. Кейвские парасланцы слагают параавтохтон или самостоятельный Кейвский тектонический покров пеннинского типа. Архейские лебяжинские кислые метавулканиты подстилают кейвские парасланцы и перекрывают недеформированные во время на-двигообразования гранитоиды архейского фундамента. Они, скорее всего, принадлежат параавтох-тону, но не исключена вероятность того, что они, подобно кейвским парасланцам, слагают тектонический покров пеннинского типа. Крупные колчановидные складки, выявленные в коллизионных орогенах палеопротерозоя и фанерозоя, генетически связаны как с глубинными тектоническими покровами, так и с тектоникой канального течения. Палеопротерозойские и фанерозойские коллизионные орогены в этом отношении имеют принципиальное сходство.

Б01: 10.7868/80016853Х1304005Х

ВВЕДЕНИЕ

В пределах Балтийского щита существуют две области контрастных палеопротерозойских режимов сжатия. Юго-западная часть щита давно выделяется как Свекофеннский ороген, образовавшийся в результате палеопротерозойской аккреционной орогении [54], тогда как северо-восточная часть считается областью палеопротерозойской внутри- или межконтинентальной коллизии, отличающейся необычными условиями тектогенеза (рис. 1). Это привело к выделению Кольского кол-лизиона — специфической внутриконтинентальной глубинной коллизионной структуры [24], не имеющей аналогов на других щитах. Кольский колли-зион развивался в период 3.1—1.6 млрд. лет назад

и в палеопротерозое представлял собой триаду взаимосвязанных и синхронно развивавшихся геодинамических элементов синхронной геодинамики "растяжение—сжатие". Эта триада объединяет одну зону растяжения, являющуюся зоной рифтинга/спрединга (палеорифт Пасвик— Полмак—Печенга—Имандра-Варзуга), и две обрамляющие ее зоны сжатия. Последние представлены северо-восточной зоной сжатия (Кольская провинция) и юго-западной зоной сжатия/скучи-вания (Беломорская провинция как область внут-рикоровой обдукции и аплифтинга, включающая Лапландский гранулитовый пояс).

Альтернативой Кольскому коллизиону является палеопротерозойский Лапландско-Коль-

250 км 7ро

Мурманский кратон

4 /МИШ 5 ^^

Рис. 1. Главные тектонические элементы Балтийского щита

1 — мезо- и палеопротерозойская ювенильная кора;

2 — палеопротерозойская ювенильная кора; 3 — палеопротерозойская ювенильная и архейская кора; 4 — архейская кора; 5 — рифей и фанерозой; 6 — границы палеопротерозойских орогенов

ский коллизионный ороген [2, 47], выделение которого было сделано на основе концепции тектоники литосферных плит с учетом уже существовавших плитнотектонических моделей [22, 41, 43, 57]. Формированию орогена предшествовали длительный внутрикратонный рифтинг (2.5—2.1 млрд. лет) и открытие небольшого океанического бассейна (2.1—1.97 млрд. лет), после чего последовали субдукция и межконтинентальная коллизия (лапландско-кольская орогения, 2.0—1.9 млрд. лет), при этом пик коллизии в ядре орогена был достигнут 1.92—1.93 млрд. лет назад. Палеопротерозойская ювенильная кора в Ла-пландско-Кольском орогене установлена только в его ядре, где она слагает тектонические пластины, местами чередующиеся с пластинами архейской коры (рис. 2). Установление принципиальных отличий и сходных черт в строении и развитии орогенных поясов палеопротерозоя и фанерозоя позволяет внести вклад в понимание геодинамической эволюции континентальной литосферы в истории Земли.

Среди коллизионных структур как раннего докембрия, так и фанерозоя в настоящее время большое внимание привлекают специфические и очень информативные колчановидные складки. Колчановидными называются складки, шарнир которых криволинеен, то есть он изогнут таким образом, что морфологически они похожи на

колчан или сплющенный конус с закругленной вершиной, при этом угол изгиба шарнира превышает 90° [34, 45, 67]. В сечении, перпендикулярном длинной оси колчана (сплющенного конуса), смятые в складку слои образуют эллипсы или очковые структуры. Колчановидные складки описаны в совершенно различных породах и материалах, которые включают метаморфические породы, каменную соль, рыхлые породы оползней, гляциотектониты, игнимбриты и лед, а также материалы, используемые в экспериментах [37]. Их размеры варьируют от первых миллиметров [40] до десяти километров и более [37, 42, 55, 70]. Всесторонний обзор колчановидных складок сделан в работе [35]. Описания колчановидных (очковых, языковых, футляровидных) складок в отечественной литературе немногочисленны [1, 16—20, 30].

Колчановидные складки в большинстве случаев устанавливаются в зонах сильных деформаций, локализованных, главным образом, в среднеко-ровых метаморфических породах [34]. Они развиваются в процессе прогрессивной и значительной деформации простого сдвига [34, 67]. 3десь и ниже под сдвигом понимается механизм деформации, а не тип разлома. При увеличении деформации и возрастании параметра у, характеризующего простой сдвиг [45], шарниры складок постепенно изгибаются и разворачиваются, при этом осевая поверхность складки не изгибается. Участки шарнира, наиболее развернутые относительно первоначального положения шарнира, перпендикулярного направлению сдвига, при высокой величине деформации стремятся занять положение, максимально близкое ориентировке оси X эллипсоида конечной деформации. Таким образом, длинная ось колчана и перпендикулярные ей оси эллипсов поперечного сечения складки почти совпадают с осями эллипсоида конечной деформации [60, 64].

Крупные колчановидные складки сопряжены с надвигами и являются индикаторами направления тектонического транспорта [45, 51, 55]. Вне зависимости от их размера, кинематическими индикаторами являются все колчановидные складки [62], крупные же колчановидные структуры указывают на значительные горизонтальные перемещения в орогенах [42, 68, 70]. В настоящее время в литературе образование крупных колча-новидных складок связывается с процессом "канального течения", то есть с течением пород в пластичном внутрикоровом слое коллизионного орогена, ограниченном сверху и снизу жесткими слоями (внутрикоровое течение [50]). Данный тип глубинного течения пород детально описан в Гималаях и сейчас является одним из широко обсуждаемых тектонических механизмов в коллизионных орогенах.

1 Ш 2 ^ 3 1 4 ш- ш ш 8

9 10 | 11 ^^ 12 13 14 15 16

Рис. 2. Схема тектонического районирования севера Балтийского щита (по [2, 46], с изменениями и дополнениями по [49]) 1 — каледониды; 2 — рифей; 3 — граниты, 1.75—1.90 млрд. лет; 4 — нориты, эндербиты, граниты, 1.91—1.94 млрд. лет; 5 — анортозиты, 2.45 млрд. лет; 6 — коллизионный меланж; 7 — тектонические пакеты пород, ~2.7 и ~1.9 млрд. лет; 8 — супракрустальные толщи и тоналит-трондьемит-гранодиоритовые ортогнейсы, 1.9—2.0 млрд. лет (ювенильная кора); 9 — метаосадки, ~2.0 млрд. лет (ювенильная кора); 10 — рифтогенные супракрустальные толщи, 1.8—2.5 млрд. лет; 11 — тоналит-трондьемит-гранодиоритовые гнейсы и супракрустальные толщи, 2.5—3.0 млрд. лет; 12 — граница Лапланд-ско-Кольского орогена; 13 — граница орогенного ядра; 14 — разломы; 15 — главные надвиги; 16 — государственные границы; ПЗ и ИВЗ — Печенгская и Имандра-Варзугская структуры палеопротерозойского рифта Полмак—Пасвик—Пе-ченга-Имандра-Варзуга. Линия А—Б обозначает положение разреза, показанного на рис. 8

Колчановидные складки нами были установлены в Кейвском террейне Лапландско-Кольско-го орогена, причем размеры одной из них — па-леопротерозойской Серповидной колчановид-ной синформы — оцениваются километрами [3]. В предлагаемой статье приводятся результаты новых магнитометрических и структурных исследований, которые позволяют установить геометрические параметры Серповидной колчановидной синформы, ее тип (синклиналь или антиклиналь) и величину деформации слагающих ее пород и затем на основе этих и ранее полученных данных сделать выводы о возможных тектонических об-становках ее образования.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком