научная статья по теме ГЕОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ВОЗРАСТ ВУЛКАНИТОВ ТУНГУДСКОЙ СВИТЫ: К ВОПРОСУ О ГРАНИЦЕ АРХЕЙ–ПРОТЕРОЗОЙ В СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ВОЗРАСТ ВУЛКАНИТОВ ТУНГУДСКОЙ СВИТЫ: К ВОПРОСУ О ГРАНИЦЕ АРХЕЙ–ПРОТЕРОЗОЙ В СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ»

УДК 551.71/.72:552.313(470.22)

ГЕОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ВОЗРАСТ ВУЛКАНИТОВ ТУНГУДСКОЙ СВИТЫ: К ВОПРОСУ О ГРАНИЦЕ АРХЕЙ-ПРОТЕРОЗОЙ

В СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ

© 2013 г. Т. А. Мыскова*, Н. М. Иванов**, М. А. Корсакова**, Р. И. Милькевич*,

Н. Г. Бережная***, С. Л. Пресняков***

*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург e-mail: tmyskova@gmail.com **ГГУП "СФ "Минерал", Санкт-Петербург ***Всероссийский научно-исследовательский геологический институт

им. А.П. Карпинского, Санкт-Петербург Поступила в редакцию 19.12.2011 г., получена после доработки 26.05. 2012 г.

На основании геологических, геохимических и изотопно-геохронологических данных, полученных для средних—основных метавулканитов сумия Шомбозерской и Лехтинской структур Панаярви-Выгозерского пояса, показано, что тунгудская свита принадлежит палеопротерозойскому структурно-вещественному комплексу. Породы представлены слабодифференцированным комплексом ан-дезибазальтов и андезитов известково-щелочной серии с повышенными содержаниями MgO и умеренными содержаниями Al2O3 и редкоземельных элементов. Породы тунгудской свиты принципиально отличаются от основных пород позднего архея хизиярвинской свиты, представленных преимущественно базальтами толеитовой серии с низкими содержаниями редкоземельных элементов и недифференцированным их распределением. Определен возраст вулканизма тунгудской свиты, составивший 2439 ± 21 млн. лет. Присутствующий в метаандезитах тунгудской свиты ксеноген-ный циркон с неоархейским возрастом по отношению 207pb/206pb (от 2536 ± 4 до 2825 ± 7 млн. лет), а также отрицательное значение sNd —3.8 и индикаторные геохимические характеристики свидетельствуют об участии корового компонента в образовании протолита рассматриваемых пород.

Ключевые слова: Карелия, вулканиты, U-Pb геохронология.

Б01: 10.7868/80869592X13040078

ВВЕДЕНИЕ

Район исследования расположен в северо-восточной части Фенноскандинавского щита и является частью Панаярви-Выгозерского пояса ка-релид, простирающегося в северо-западном направлении вдоль зоны сочленения Карельского кратона и Беломорского подвижного пояса. По геологическому строению и представительности разрезов верхнего архея и нижнего протерозоя Шомбозерская и Лехтинская структуры являются наиболее благоприятными объектами для решения актуального для всей территории Карелии вопроса о характере границы архея и протерозоя.

Согласно Общей стратиграфической шкале, в Карельском регионе нижний протерозой начинается сумийским надгоризонтом, включающим (снизу вверх): осадки окунёвской свиты, средне-основные вулканиты тунгудской свиты и кислые вулканиты ожиярвинской свиты (Решение..., 2001). Краткая характеристика и положение в

шкале перечисленных, а также упоминаемых далее в тексте стратонов приведены на схематической геологической карте (рис. 1). Несмотря на длительный период детальных исследований литологии и стратиграфии этого района, отсутствует однозначное решение вопроса об объеме и составе сумийского надгоризонта и его границе с ло-пием. Существуют два мнения по поводу объема выделенных стратонов. Согласно одной точке зрения, к сумийскому надгоризонту относятся вулканиты средне-основного (тунгудская свита) и кислого (ожиярвинская свита) состава, залегающие ниже конгломератов пайозерской свиты сариолия (Кратц, 1963; Негруца, 1984, 1988; Коросов, 1991; Злобин и др., 2010). Аналогичная точка зрения поддерживается в Легенде карельской серии листов Госгеолкарты масштаба 1 : 200000 (1998 г.). Другая группа исследователей (Хейсканен и др., 1977; Кукуй, Богданов, 1995; Государственная., 2004) считает, что сумийский надгоризонт представлен только кислыми вулканитами ожиярвин-

о а

£ * а

С'З

'5 §

К 3

я ^

N ^

I

^ л

&

Стратифицированные образования

Восточно-Карельская структурно-формационная зона

Гайкольская свита. Толеитовые и коматиитовые метабазальты, в подчиненном количестве туфосланцы.

| Юляозерская свита. Метабазальты, метаандезибазальты. Мурдолампинская, машозерская, риговаракская и шароваракская свита объединенные. Песчаники, алевролиты, гравелиты, конгломераты.

Вермасская свита. Метаандезибазальты, метаандезиты.

ат

Си 2 ^ а п

Интрузивные образования

Топозерский комплекс граносиенит-гранитовый. Граниты и гнейсо-граниты амфибол-биотитовые, биотитовые, кварцевые сиениты, часто магнетитсодержащие. Вичанский комплекс чарнокит-гранодиоритовый.

| : Гранодиориты, монцодиориты, чарнокиты.

Ожиярвинская свита. Риолиты, риодациты. х >:

р

Тунгудская свита. Метабазальты, метаандезибазальты. а

й

Окунёвская свита. Песчаники, гравелиты, конгломераты. к

н

Авнереченская свита. Сланцы слюдисто-полевошпатовые ^ >з

С!

Кетанойский комплекс. Граниты биотитовые, частью порфировидные. х I Надвоицкий комплекс. Кварцевые диориты, гранодиориты _^ амфибол-биотитовые, биотитовые порфировидные.

Мигматит-анатектит-гранитовый комплекс.

Куйтозерский комплекс. Плагиограниты, лейкограниты, гранодиориты.

Комплекс габброидных малых тел.

У* 4

гранат-, ставролит-, кианитсодержащие. Хизиярвинская свита. Зеленые сланцы и амфиболиты.

о

М

1

—Т1—

±_±:

Северо-Карельская структурно-формационная зона и Беломорский подвижный пояс

Тикшеозерская серия нерасчлененная. Плагиосланцы

Котозерский мигматит-плагиогранитовый подкомплекс. Гнейсоплагиограниты часто мигматизированные. Хетоламбинский гнейсо-амфиболитовый подкомплекс. Ортоамфиболиты и ортокристаллосланцы.

^^^¿¿^ гранат-биотитовые, мусковит-биотитовые, прослои амфиболитов.

Хизоварская свита. Метариолиты, метариодациты.

Верхнеозерская свита. Амфиболиты гранатовые, плагиосланцы роговообманковые и др. по базальтам, андезибазальтам

Гнейсо-сланцевая толща. Гнейсы и сланцы биотитовые, мусковит-биотитовые с гранатом.

С-10О

Разрывные нарушения. Скважины:

№ 10 Т.И. Амозова (1968) № 58 Г.В. Тимофеев (1989)

ской свиты, а подстилающие их основные вулканиты тунгудской свиты относятся к лопию. Одним из аргументов последней точки зрения является единственная изотопная датировка (2719 ± 8 млн. лет) кислых вулканитов тунгудской (?) свиты (Левченков и др., 2001), полученная в районе сложного геологического строения с противоречивой трактовкой границ между вулканогенными свитами лопия (хизиярвинская, авнере-ченская) и карелия (тунгудская, ожиярвинская). Корректность интерпретации этой датировки оценить трудно, так как геохимические характеристики пород в статье не приводятся и в заключении авторы говорят о необходимости дальнейшего исследования этого сложного вопроса. В качестве другого аргумента этой же точки зрения фигурирует редуцированный разрез базальных горизонтов протерозоя в Паанаярви-Ципринг-ской структуре (Буйко и др., 1995), который начинается с кислых вулканитов (а не с основных пород, как в других структурах), по составу и возрасту сходных с вулканитами ожиярвинской свиты.

Отсутствие единых представлений об объеме и составе сумийского надгоризонта в Северной Карелии вызвано объективными причинами. Вулканогенные породы лопия, сумия и частично са-риолия в пределах Лехтинской и Шомбозерской структур испытали метаморфизм от зеленослан-цевой до амфиболитовой фации и в разной степени подверглись наложенному порфиробластезу с новообразованиями биотита, амфибола и магне-зиально-железистого карбоната, что создает определенные трудности при диагностике пород. В частности, при картировании бывает трудно визуально различить основные вулканиты хизи-ярвинской свиты лопия и тунгудской свиты су-мия. В то же время по геохимическим характеристикам (что будет показано ниже) они хорошо различаются. Другой причиной разногласий является отсутствие систематического геохимического изучения вулканитов и надежных изотопных датировок.

До последнего времени для сумийских образований рассматриваемой территории имелись датировки лишь по кислым породам Лехтинской структуры. Возраст кварцевых порфиров, определенный классическим и-РЬ методом изотопного разбавления, по данным разных исследователей составил: 2480 ± 45 млн. лет (Кратц и др., 1976) и 2443 ± 5 млн. лет (Левченков и др., 1994). В той же Лехтинской структуре из риолитов, секущих андезибазальты тунгудской свиты, был датирован циркон с использованием ионного микро-

зонда SHRIMP-II. Возраст риолитов оценен в 2416 млн. лет (Злобин и др., 2007). Тем же методом был датирован циркон из кварцевых порфи-ров ожиярвинской свиты Шомбозерской и Лех-тинской структур. Общий конкордантный возраст циркона был определен как 2442 ± 17 млн. лет (Мыскова и др., 2011) и подтвердил значение возраста, полученное О.Ф. Левченковым классическим методом (Левченков и др., 1994).

Попытки датирования андезитов и андезиба-зальтов в течение длительного времени не были успешными в силу объективных причин: отсутствия в большинстве разрезов неизмененных пород (сохранивших собственный магматический циркон), трудностью выделения необходимого количества зерен из данных пород, неоднозначностью интерпретации получаемых и-РЬ данных и сложностью привязки полученных датировок к конкретному геологическому событию. В последние годы независимо друг от друга были получены два определения и-РЬ возраста пород тунгуд-ской свиты из Шомбозерской структуры с использованием SHRIMP-II. Одно определение (2439 ± 21 млн. лет) получено для циркона из ме-таандезитов в ходе проведения геологического доизучения Шомбозерско-Лехтинской площади в 2006—2009 гг. (Государственная., 2010) и с уточнениями приводится в настоящей статье. Другая датировка для циркона из метагаббро, взятого в центральной части лавового потока, получена В.Л. Злобиным (Злобин и др., 2010) и составляет 2423 ± 31 млн. лет.

В соответствии с хроностратиграфической концепцией (Семихатов, 2008) граница архея и протерозоя в типовой местности на востоке Балтийского щита трактуется как важный рубеж, который " знаменует главную структурную перестройку и отделяет эродированные и пенепленизированные гранит-зеленокаменные образования, завершившие формирование фундамента позднеархейско-го кратона (более 2556—2554 млн. лет), от осадоч-но-вулканогенных отложений сумийского надгоризонта протерозоя (2450—2442 млн. лет)" (Семиха

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