ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 417, № 6, с. 806-809
=ГЕОЛОГИЯ =
УДК 551.24:55171
АНАБАРСКАЯ КОЛЛИЗИОННАЯ СИСТЕМА: 600 МЛН. ЛЕТ СЖАТИЯ В СОСТАВЕ СУПЕРКОНТИНЕНТА КОЛУМБИЯ (2.0-1.3 МЛРД. ЛЕТ)
© 2007 г. О. М. Розен, Л. К. Левский, Д. 3. Журавлев, 3. В. Специус, А. Я. Ротман, Н. Н. Зинчук, А. В. Манаков, В. П. Серенко
Представлено академиком Д.В. Рундквистом 22.11.2006 г. Поступило 20.12.2006 г.
Древние кратоны, выходящие на поверхность (щиты) и перекрытые чехлом (платформы), представляют собой мозаику аккретированных палео-континентов (микроконтинентов) (см., например, [12]), превращенных в тектонические блоки (тер-рейны и составные террейны, супертеррейны -провинции), ограниченные зонами столкновения -сутурами или коллизионными швами. Коллизионные системы раннего докембрия формировались как горные сооружения гималайского или альпийского типа [7]. В определенные этапы геологической истории докембрия коллизионные процессы проявлялись глобально (повсеместно), и тогда предположительно все сиалические массы сбивались в один общий агрегат - суперконтинент [1, 9, 10]. При этом процесс коллизионного столкновения, торошения и сжатия террейнов должен функционировать непрерывно во время существования суперконтинента, а на поверхности последнего, возможно, будет происходить накопление осадочных (платформенных) чехлов. Чрезвычайно длительное проявление сжатия коры установлено в пределах Анабарской коллизионной системы.
Возраст вещества террейнов Сибирского кра-тона и перекрывающих их складчатых поясов по многочисленным, но разрозненным определениям составляет 3.4-2.3 млрд. лет (обзор в [4, 6]). Гранулитовый метаморфизм в террейнах по 8ш-№-минеральным изохронам, включающим гранат, пироксены, плагиоклаз и валовый состав из плагиогнейсов и метамафитов, датирован в 1.8-
1.9 млрд. лет. Те же значения получены И-РЬ-ме-тодом по цирконам из мигматитов, гранитоидов и чарнокитов, локализованных в коллизионных зонах. Совпадение датировок гранитов и гранули-тов указывает на общий разогрев коллизионной призмы, что соответствует модели [11].
Анабарская коллизионная система состоит из гранулит-гнейсовых и гранит-зеленокаменных террейнов, образующих Анабарскую и Оленек-скую провинции. Здесь в дополнение к ранее известным возрастным данным по Анабарскому щиту [6] были недавно датированы образцы ко-ровых включений в кимберлитах и кернах скважин с глубин 2-4 км (рис. 1), включающие преимущественно гранулитовые метамафиты. Выполнено 105 изотопных определений [4, 5]. 8ш-№-методом получены модельные значения ГшБМ-возраста субстрата 3.2-2.4 млрд. лет, и минеральные изохроны для возраста метаморфизма в интервале 2.20-1.63 млрд. лет [4], частично подтвержденные И-РЬ-методом по цирконам [5]. Единичные значения ГШБМ(281;) ~2.0 млрд. лет указывают на позднее внедрение мафитов, как и известной дайки долерита в анортозитах [6], происшедшее, вероятно, в связи с локальным коллапсом системы (рис. 2). Для ЯЬ^г-минеральных изохрон [4] интервал значений отклоняется в сторону более молодых значений - до 1.3 млрд. лет вследствие более низких температур (около 300°С) закрытия ЯЬ-8г-системы. При датировании одного и того же образца обоими методами ЯЬ-8г-значения возраста составляют примерно 0.8 от 8ш-№-значений. Это свидетельствует о запаздывании закрытия изотопной ЯЬ-8г-системы примерно на 300 млн. лет и характеризует возраст охлаждения коллизионной призмы, продолжавшегося вплоть до 1.3 млрд. лет назад.
В геологической истории первым был, по-видимому, суперконтинент Кенорленд, существовавший около 2.7 млрд. лет назад, вторым - Лаврентия предположительно [12] в интервале 2.01.8 млрд. лет назад, которые позднее получили названия соответственно Пангея-0 и Пангея-1 [10], или Моногея и Мегагея [9], а вся геологиче-
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Институт геологии и геохронологии докембрия Российской Академии наук, Санкт-Петербург Институт минералогии и геохимии редких элементов, Москва Якутское научно-исследовательское геолого-производственное предприятие, Мирный, Саха (Якутия)
АНАБАРСКАЯ КОЛЛИЗИОННАЯ СИСТЕМА 102° 108° 114°
/[
5
120° в.д.
72°
г^с^етстстсто^стстттг
60°
52°
№
а б
Ж
с.ш.
Рис. 1. Схема геологического строения фундамента, расположения опробованных скважин и кимберлитовых полей в изученном регионе [4, 6]. 1 - гранулит-гнейсовые террейны; 2 - гранит-зеленокаменные террейны; 3 - метаморфизо-ванные вулканиты, осадки, гранитоиды складчатых поясов; 4 - гранитные батолиты [2]; 5 - разломы: а - раннепроте-розойские сутуры, б - то же, надвиги с наклоном на СВ, в - фанерозойские разломы-сдвиги; 6 - положительные аномалии магнитного поля АГа > +5 мЭ [3], отражающие структуру фундамента; 7 - кимберлитовые поля, в которых опробованы коровые ксенолиты: 1 - Муна, 2 - Далдын, 3 - Алакит, 4 - Накын, 5 - Мирный; 8а - скважины и их номера [6], 86 - номера отдельных образцов из скважин; 9 - скважины, в керне которых проведены изотопно-геохронологические исследования [4, 5]. Слева - структура Сибирского кратона [6]: 1 - архейские террейны, 3.5-2.5 млрд. лет: а -гранит -зеленокаменные, б - гранулит- гнейсовые; 2 - протерозойские складчатые пояса, 2.4-2.0 млрд. лет; 3 - обнаженные площади; 4 - разломные зоны: а - ограничения кратона, б - сутуры в пределах кратона. Цифры в кружках -террейны: 1 - Маганский, 2 - Далдынский, 3 - Мархинский, 4 - Биректинский.
екая история континентов оказывается цикличной от "Пангеи до Пангеи" [1]. Суперконтинент Лаврентия объединил почти все коллизионные орогены того времени, однако процесс аккреции, по-видимому, был более длительным. Оказалось, что более поздние аккреционные магматические орогены Балтики и юга Канадского щита непосредственно продлевают историю этого протерозойского суперконтинента [15]. Начавшись 2.0 млрд. лет назад, его существование, по-видимому, продолжалось вплоть до 1.3 млрд. лет [15]. В таком понимании этот палеопротерозойский суперконтинент получил название Колумбия (рис. 3), что соответствует расширенной трактовке терминов Лавразия и/или Пангея-1.
Анабарская коллизионная система, расположенная, вероятно, на окраине этого суперконти-
нента, отражает сжатие, однородно направленное к его центру в интервале времени 2.2-1.6 млрд. лет назад. Такую ориентировку предполагали ранее исходя из теоретических положений [14]. Подобное всестороннее сжатие определяло компактность суперконтинента и высокое стояние континентальной коры в его пределах. Установленная длительность коллизионного сжатия (600 млн. лет) является максимальной из известных в настоящее время для коллизионных систем. В частности, один из известных наиболее длительных циклов сжатие-коллапс-повторное сжатие в течение 1.92-1.81 млрд. лет назад в южной Финляндии имеет общую продолжительность около 100 млн. лет [13]. Выявленная на Анабаре длительность сжатия сопоставима с продолжительностью существования фанерозойских плат-
808
РОЗЕН и др.
Sm-Nd-м етод
о и и
о
я я
эт о ы о к ^ к я
¡а
и
Завершение коллизии, 1710-1630 млн. лет
Главная стадия коллизии, надвинулся Бирекгинский террейн, 1940-1760 млн. лет, локальный коллапс
коллизионнои призмы, / ~2000 млн. лет/
Даты и М;
Столкновение ынского, Мархинского ^аганского террейнов, 2200-2100 млн. лет
1500 1700 1900
2100
2300
3500 3000 2500 2000 1500 Модельный возраст (WR) субстрата, млн. лет
£
се ,
ла ам рз
о Кн
2 Ощ ¡2
е), В ^ м
К о ?!
8 « 55
Формирование гранулит-гнейсовых Далдынского и Маганского террейнов
Формирование граниг-зеленокаменныx Мархинского и Биректинского террейнов, 2900-2300 млн. лет
Rb-Sr-м етод
2500 2000 1500 1000 Возраст, млн. лет
500
т е л н.
л
£
СО -
2500
2000
1500
1000
1500 2000 Sm-Nd, млн. лет
2500
Рис. 2. Возраст процессов формирования и метаморфизма Анабарской коллизионной призмы по полученным данным [4]. 1-4 - террейны, из которых отобраны пробы: 1 - Далдынский, 2 - Маганский, 3 - Мархинский, 4 - Биректинский; 5 - возрастной тренд коллизионного метаморфизма. Для данных, полученных ЯЬ-Бг-методом: 1 - область совпадений, 2 - область уменьшенных значений, полученных ЯЬ-Бг-методом.
Южный Китай
Южная Африка Тарим
Рис. 3. Реконструкция палеопротерозойского суперконтинента Колумбия [15], положение и ориентировка сжатия в Анабарской коллизионной системе [5, 6]. 1, 2 - архейский и палеопротерозойский фундамент: 1 - погребенный под фанерозоем или континентальными льдами, 2 - обнаженный; 3 - коллизионные орогены, 2.1-1.8 млрд. лет; 4 - аккреционные орогены, 1.8-1.3 млрд. лет.
АНАБАРСКАЯ КОЛЛИЗИОННАЯ СИСТЕМА
809
форм. По-видимому, суперконтинент Колумбия представлял собой достаточно устойчивое континентальное сооружение, подпиравшееся с краев ориентированными под него зонами субдукции. Полученные данные указывают на высокую и длительную стабильность коры ранних суперконтинентов и, в частности, суперконтинента Колумбия, сопоставимую по устойчивости коры с фане-розойскими платформами.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 03-05-64736, 02-05-64779, 06-0564332).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Добрецов Н.Л, Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал "Гео", 2001. 409 с.
2. Карта метаморфических и гранитных формаций СССР, 1 : 10000000 / Под ред. Б.Я. Хоревой. Л.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 1987.
3. Литвинова Т.П., Шмиярова Н.П., Ермошко Л.В. Карта аномального магнитного поля СССР и соседних территорий, 1 : 10000000. Л.: Картфабрика "Аэрогеология", 1978.
4. Розен О.М., Левский Л.К., Журавлев Д.З. и др. // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2006. Т. 14. № 6. С. 3-24.
5. Розен О.М., Левский Л.К., Журавлев Д.З. и др. //. Изв. вузов. Геология и разведка, 2006. № 4. С. 1828.
6. Розен О.М., Серенко В.П., Специус З.В. и др. // Геология и геофизика. 2002. Т. 43. № 1. С. 3-26.
7. Розен О.М, Федоровский В С. Коллизионное гра-нитообразование и расслоение земной коры. М.: Науч. мир, 2001. 186 с.
8. Смелое А.П, Ковач В.П., Габышев В.Д. и др. // Отеч. геология. 1998. № 6. С. 6-10.
9. Сорохтин О.Г, Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. М.: Изд-во МГУ, 1991. 446 с.
10. Хаин В.Е. Тектони
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.