ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 439, № 5, с. 651-659
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 552.2:551.72 (571.5)
АВТОНОМНЫЕ АНОРТОЗИТЫ АЛДАНСКОГО ЩИТА И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ПОРОДЫ: ВОЗРАСТ, ГЕОХИМИЯ И МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ КАЛАРСКОГО МАССИВА)
© 2011 г. М. З. Глуховский, академик М. И. Кузьмин, Т. Б. Баянова, Г. Н. Баженова, Д. В. Елизаров, П. А. Серов
Поступило 03.03.2011 г.
Прошло 80 лет после первых публикаций Е. С. Бобина и Е. В. Павловского (1932) о Каларском массиве анортозитов Алданского щита. За это время было опубликовано более ста работ, рассматривавших различные аспекты проблемы анортозитов этого региона. Однако до сих пор остаются дискуссионными вопросы о возрасте (архей или протерозой) и о геодинамических условиях его формирования (в режиме тектоники плит или плюм-тектоники). Это и определило цель исследования: установление времени внедрения автономных (по О. А. Богатикову) анортозитов Ка-ларского массива и механизмов их формирования путем анализа ранее известных геолого-геофизических и изотопно-геохронологических материалов, дополненных новыми данными по и—РЬ-да-тированию цирконов, 8ш—Мё- и ЯЬ—8г-система-тике и геохимии анортозитов и связанных с ними пород. В работе кроме собственных данных использованы материалы среднемасштабных геологических съемок, проводившихся ПГО "Аэрогеология".
Каларский массив автономных анортозитов расположен на юго-западе Алданского щита в зоне сочленения Пристанового гранулито-гнейсового структурно-метаморфического пояса с амфиболи-то-гнейсовым комплексом Джугджуро-Становой и Чаро-Олекминской областей (рис. 1, 2). Плитооб-разный массив площадью свыше 20 тыс. км2, средней толщиной 4 км и объемом свыше 80 тыс. км3 полого погружается и выклинивается в северном направлении [1]. На поверхности обнажаются два
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Геологический институт Кольского научного центра Российской Академии наук, Апатиты Мурманской обл. Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской Академии наук, Москва
его выступа (рис. 2): северный — Куранахский (около 360 км2) и южный — Имангакитский (1200 км2).
Каларский массив сложен лабрадоритами и последовательно замещающими их андезинита-ми (занимающими господствующее положение) и олигоклазитами. В эндоконтактах обоих выступов и в скиалитах встречаются метагаббро и перидотиты, которые могут быть древнее анортозитов. Контакты выступов Каларского массива с вмещающими породами в основном тектонические, реже эруптивные с зонами закалки и ксенолитами гранитогнейсов древнестанового (куандинского) комплекса архея (3.2—3.0 млрд лет), ремобилизо-ванных в протерозое (2.0 млрд лет) [2, 3]. Иногда в зонах контакта анортозитов с вмещающими породами развиваются процессы более поздней микроклинизации и гранитизации [3, 4]. В итоге анортозиты превращаются в чарнокитоподобные породы, конвергентные по внешним признакам древним эндербит-чарнокитам Алтуаль-Джелуй-ского массива с возрастом 2623—2612 млн лет [5] (рис. 2), не когенетичным анортозитам и имеющим иные значения модельного возраста ГШ(ЭМ). Для чарнокитов он составляет 3.1—3.2 млрд лет [6], а для анортозитов 2.6—2.9 млрд лет (см. ниже). Это означает, что они формировались из субстрата различного возраста.
Между Куранахским и Имангакитским выступами в провесе кровли массива развит амфиболи-то-гнейсовый комплекс архея, ремобилизован-ный в палеопротерозое (что типично для Джугд-журо-Становой и Чаро-Олекминской областей [2]). Таким образом, по геологическим критериям нижняя граница постархейского возраста Калар-ского массива не вызывает сомнения. Верхняя возрастная граница анортозитов определяется их прорывом жилами гранитов, которые сопоставляются с палеопротерозойскими рапакивиподоб-ными гранитами кодарского комплекса (Иманга-китский выступ [3]). Ближайший к анортозитам Верхнекаларский массив рапакивиподобных гранитов образует вместе с ними тектонический
114° 120° 126° 132° в.д.
Рис. 1. Схема тектонического районирования Алданского щита и размещения анортозитов с элементами кинематики нижнекоровых тектонических потоков. 1 — нерасчлененные образования фанерозоя; 2—4 — архейско-протерозойские структурно-метаморфические области: 2 — амфиболито-гнейсовая с площадями пород амфиболитовой (а) и гранули-товой (б) фаций метаморфизма; 3, 4 — гранулито-гнейсовая умеренных, повышенных (3) и высоких (4) давлений; 5 — 9 — палеопротерозойские образования: 5 — массивы анортозитов вскрытые (а) и погребенные (б), 6 — малые тела анортозитов (а) и протрузии эклогитов (б), 7 — гранодиориты р. Емеллели в центре плюма, 8 — граниты кодарского и ур-канского комплексов, 9 — ареал развития красных аляскитовых гранитов; 10 — положительные гравитационные аномалии; 11 — разломы установленные (а) и скрытые (б); 12 — направление движения нижнекоровых тектонических потоков; 13 — положение проб и их номера в табл. 3; 14 — контур рис. 2. Структурно-метаморфические области: А — Центрально-Алданская, Б — Пристанового пояса, В — Чаро-Олекминская, Г — Джугджуро-Становая, Д — Батомгская.
клин, внедрявшийся в пределы палеопротерозой-ского (2.3—2.2 млрд лет) Кодаро-Удоканского протоплатформенного прогиба по Среднекалар-скому и Имангрскому сдвиго-надвигам (рис. 2). Этот сдвиг произошел синхронно с внедрением анортозитов и рапакивиподобных гранитов и сопровождался смещением Имангакитского выступа к западу по отношению к Куранахскому [1]. В итоге осадочные породы удоканской серии были деформированы и метаморфизованы в эпидот-амфиболитовой фации. Впоследствии в эту Чи-на-Катугинскую зону чешуйчатых надвигов был интрудирован Чинейский расслоенный массив анортозит-габброноритов (8ш—Мё-возраст 1850 ± ± 90 млн лет), который формировался в спокойной тектонической обстановке, определяя тем са-
мым верхнюю возрастную границу активного внедрения Каларского массива анортозитов и связанных с ними гранитов [2].
Таким образом, по всем геологическим данным возраст анортозитов Каларского массива — палеопротерозойский, что подтверждается его 8ш—№—изохронным возрастом (1926 ± 64 млн лет) [7]. В то же время возраст окатанных и резорбиро-ванных (скорее всего ксеногенных) зерен цирконов из анортозитов Каларского массива (2623 ± ± 23 млн лет) совпадает с возрастом цирконов из некогенетичных эндербитов и чарнокитов. Это послужило основанием для ряда исследователей выделить позднеархейскую анортозит-мангерит-чарнокит-гранитную магматическую ассоциацию (AMCG) [5].
118° 119° 120° 121° 122° 123° в.д.
Рис. 2. Схема геологического строения западной части Алданского щита. 1, 2 — нерасчлененные метаморфические комплексы архея, ремобилизованные в палеопротерозое: 1 — гранулито-гнейсовые и 2 — амфиболито-гнейсовые области; 3, 4 — мезоархейские гранит-зеленокаменные троги (3), метагаббро и ортоамфиболиты (4); 5—7 — позднеархей-ские магматические и палингенно-метасоматические гранитоиды: 5 — очково-метасоматические граносиениты ха-нинского комплекса, 6 — граниты чарадаканского комплекса, 7 — чарнокиты и эндербиты алтуаль-джелуйского комплекса; 8—11 — палеопротерозойские образования: 8 — осадочные отложения удоканской серии, 9 — анортозиты Каларского массива, 10 — рапакивиподобные граниты кодарского комплекса, 11 — габбро-нориты Чинейского массива; 12 — нерасчлененные образования фанерозоя; 13 — разломы; 14 — места отбора и номера проб из анортозитов: а — Б-58/15, б — Б-35, в — Г-20. 1—ГУ — структурно-метаморфические области: Центрально-Алданская (I), Пристанового пояса (II), Джугджуро-Становая (ГГГ), Чаро-Олекминская (IV). Цифры в кружках: 1, 2 — выступы анортозитов Кура-нахский (1) и Имангакитский (2); 3—5 — массивы гранитоидов: Алтуаль-Джелуйский (3), Джялтуктинский (4), Верх-некаларский (5); 6—8 — разломы и тектонические зоны: Имангрский (6), Среднекаларский (7) и Чина-Катугинская зона деформаций (8).
Кроме анортозитов Каларского массива и массивов Джугджурской группы (1.7—1.74 млрд лет) в пределах Алданского щита развиты и небольшие разрозненные тела этих пород, а также метагаббро и эклогитов. В большинстве случаев они, как и Каларский массив, совмещены с зонами гравитационных максимумов. По этому геофизическому критерию под платформенным чехлом к северу от Алданского щита выделено еще четыре массива анортозитов (Г.А. и В.В. Стогний, 2005) [2]. Эти массивы и тела автономных анортозитов локализованы во внешней зоне дуговых разломов крупного Алдано-Станового сиалического ядра (рис. 1). Если морфологию Каларского массива рассматривать как эталон, то объем анортозитов обна-
женных и предполагаемых массивов составит 300 ■ 103 км3 и более.
Существуют две геодинамические модели формирования Каларского массива анортозитов. Согласно первой, формирование позднеархейской AMCG-ассоциации происходило в постколлизионных условиях, которым предшествовал гранули-товый метаморфизм, связанный с синхронной амальгамацией и последующей коллизией так называемых Джугджуро-Становой и Олекмо-Алдан-ской микроплит по зоне древнестанового структурного шва [5]. Вторая модель — плюм-тектоническая [2, 7]. Ее основные положения использованы в настоящей работе (рис. 1).
Таблица 1. Изотопные U-Pb-данные для цирконов из анортозитов
Навеска, мг (число зерен) Pb U Изотопные отношения * Возраст, млн лет** D, %
Проба ppm 206рь/204рь 206рь/238и ±2ст 207Pb/235 U ±2ст 207pb/206pb ±2ст 206Pb/ 238U ±2ст 207Pb/ 235U ±2ст 207Pb/206Pb ±2ст
Б-35-1 0.037(4) 42.40 78.84 1674.1 0.4962 ± ± 0.0004 12.4776 ± ± 0.0096 0.18239 ± ± 0.00003 2597 ± ± 19 2641 ± ±20 2675 ± ±4 0.3
Б-35-2 0.020(2) 77.06 141.5 895.2 0.4831 ± ± 0.0003 12.1783 ± ±0.0010 0.18284 ± ± 0.00001 2541 ± ± 16 2618 ± ±22 2679 ± ± 15 0.6
Б-35-3 0.340(8) 211.98 343.4 314.2 0.5025 ± ± 0.0004 12.2297 ± ±0.0011 0.17652 ± ± 0.00001 2625 ± ±23 2622 ± ±23 2620 ± ± 19 0.1
* Все отношения скорректированы на холостое загрязнение 1 пг для Pb и 0.1 пг для U и масс-дискриминацию 0.12 ± 0.04%. ** Коррекция на примесь обыкновенного свинца определена на возраст по модели (Stacey, Kramers. 1975).
Таблица 2. Изотопные Sm-Nd-данные для
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.