УДК 551.71:551.24(470.22)
ГРИДИНСКАЯ ЗОНА МЕЛАНЖА БЕЛОМОРСКОЙ ЭКЛОГИТОВОЙ ПРОВИНЦИИ: ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕФОРМАЦИЙ И СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ РОЕВ МАФИЧЕСКИХ ДАЕК © 2014 г. И. И. Бабарина1, О. С. Сибелев2, А. В. Степанова2
Институт геологии рудных месторождений, минералогии, петрографии и геохимии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., д. 35 e-mail: fisana@yandex.ru 2Институт геологии Карельского НЦРАН, 185610, Петрозаводск, ул. Пушкинская, д. 11
Поступила в редакцию 15.05.2013 г.
На основе анализа соотношений палеопротерозойских мафических даек с вещественными комплексами и тектоническими структурами Гридинской зоны Беломорской эклогитовой провинции (БЭП) Фен-носкандинавского щита разделены разновозрастные деформации и реконструирована последовательность событий.
Установлено, что формирование неоархейского эклогитсодержащего меланжа было связано с дезинтеграцией крупных эклогитовых пластин в ходе субгоризонтального пластического течения, сопровождавшегося синкинематическим гранитоидным магматизмом, неоднократной мигматизацией и метаморфизмом от гранулитовой до амфиболитовой фации. Экзотические блоки, включая эклогиты, концентрируются среди ТТГ гнейсов в виде согласных гнейсовидности горизонтов и линз мощностью до первых сотен метров. В результате пластического течения вещественные комплексы были выведены на уровень воздействия хрупко-пластических деформаций, которые дискретно проявились в форме сдвигов и сопряженных с ними складок. В итоге в условиях более жесткой среды отдельные части структуры испытали вращение примерно на 90 градусов (в плане). Внедрение нескольких роев мафических даек в режиме растяжения начала палеопротерозоя происходило уже в относительно холодную раму, о чем свидетельствуют формы их внедрения. Дайки имеют секущее соотношение со всеми более ранними структурами, включая развернутые блоки, поэтому являются важным репером для разделения неоархейских и палеопротерозойских процессов. Постдайковая (свекофеннская) тектоническая активность сопровождалась локальными сдвиговыми нарушениями, будинажем и разлинзованием метабазитов, развитием кварцевых и пегматитовых жил по трещинам отрыва, дисгармоничной складчатостью, дискретными метаморфическими ретроградными преобразованиями до амфиболитовой фации. Постдай-ковые деформации не оказали существенного влияния на ранее сформированную структуру региона.
Ключевые слова: Беломорская эклогитовая провинция, неоархей, палеопротерозой, меланж, тектоническая эволюция, ТТГ гнейсы, мафические дайки
DOI: 10.7868/S0016853X1404002X
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время появляется все больше доказательств реализации механизма тектоники плит уже в мезо-неоархее. Одним из таких доказательств, в частности, служат находки архейских субдукционных эклогитов в районе с. Гридино восточной части Беломорской эклогитовой провинции (БЭП) Фенноскандинавского щита [4, 6, 11, 14, 21].
В Гридинской структуре важную роль играют разновозрастные мафические дайки. Они широко распространенны на побережье и островах
1
Гридиной губы и формируют рои (рис. 1). Дайки
1 Под роем подразумевается скопление однотипных (по воз-
расту, составу и пространственной ориентировке) даек.
изучены В.С. Степановым и др. [16, 17, 25] и на основании минералого-петрографических и геохимических данных, а также результатов и-РЬ датирования цирконов из них [13] сопоставляются с палеопротерозойскими (2.5—2.1 млрд лет) мафическими комплексами Беломорской (друзитами) и Карельской провинций.
Рои даек пересекают деформированные породы рамы, интерпретируемые как неоархейский эклогитсодержащий меланж [3], среди которых преобладают мигматизированные гнейсы тона-лит-трондьемит-гранодиоритовой (ТТГ) ассоциации, содержащие экзотические включения пород разного состава, в том числе блоки эклогитов, датированных в 2720 млн лет [3, 6]. Кроме того, было установлено, что три генерации даек, секущих неоархейские породы, также эклогитизиро-
67
5*
Рис. 1. Структура роев даек метагабброидов района Гридино, по [9, 17] с дополнениями. На врезках: А — схема тектонического районирования Фенноскандинавского щита, звездочкой показано местоположение района работ; Б — Гридин-ская зона эклогитсодержащего меланжа (косая штриховка). Буквой "С" обозначено положение о-вов Супротивные 1 — наложенные постдайковые деформации: зоны концентрации складчато-разрывных деформаций, трещиновато-сти, будинажа; 2—4 — рои мафических даек: 2 — коронитовых железистых габбро (~2.1 млрд лет), 3 — габброноритов (~2.4 млрд лет), 4 — метагаббро (древнее 2.4 млрд лет); 5 — додайковые хрупкие разрывы, в том числе правые сдвиги; 6 — архейские образования рамы: породы меланжа, гнейсо-граниты, эндербиты; 7 — элементы залегания гнейсовид-ности и сланцеватости; 8 — положение детальных участков, буквами обозначены: К — Кирбей, Д — Дмитриев, Г — Гридино, Ст — Столбиха
10
А 7 И
ваны [4, 5]. Таким образом, Гридинская структура стала позиционироваться как один из немногих известных в мире геологических объектов, где
преобразования в условиях эклогитовой фации метаморфизма проявлялись неоднократно [6] — в неоархее и палеопротерозое.
В последние годы появились публикации, в которых это утверждение ставится под сомнение [2, 7, 10, 20, 23, 24]. Оспаривается и время проявления эклогитового метаморфизма, и количество его этапов, и палеопротерозойский возраст даек. При этом выводы разных авторов, полученные на основе изучения одних и тех же локальных объектов, противоречат не только ранее опубликованным результатам, но и друг другу.
Наиболее ярко противоречия в интерпретации данных по Гридинской зоне БЭП проявлены в последних публикациях [2, 24]. По мнению К.А. Докукиной и др. [24], и-РЬ возраст магматических цирконов из поздних даек метагаббро составляет ~2.82 млрд лет, а время их эклогитизации — ~2.72 млрд лет (м. Гридин, рис. 2, А). В то же время, в работе А.В. Березина с соавторами [2] высокобарический метаморфизм даек метагаббро из того же роя (на его продолжении на о. Воротная луда, см. рис. 2, Б) датирован в ~1.9 млрд лет (возраст самих даек не определен). Кроме того, в обеих работах делается вывод об одноактном проявлении эклогитового метаморфизма, который фиксируется как в дайках, так и в породах рамы. Причем, если в первом случае возраст общих преобразований интерпретируется как неоархейский [24], то во втором — как палеопротерозойский (свекофеннский) [2]. Этот пример свидетельствует о том, что локальных изотопно-геохимических и петрологических данных, даже полученных с использованием прецизионных инструментальных методов, недостаточно для понимания процессов формирования эклогитовых парагенези-сов в породах БЭП. Для решения возникших противоречий требуется привлечение независимых методов исследования. На наш взгляд, необходимо прежде всего установить четкие геологические критерии разделения ранних и поздних тектонических процессов.
Цели и задачи данной работы: (а) разделить разновозрастные процессы на основе изучения геологических соотношений даек с породами рамы и анализа деформаций, определить роль каждого из них в формировании структуры Гридинской зоны БЭП; (б) сопоставить полученные результаты с опубликованными изотопно-геохронологическими данными, выявить противоречия и попытаться найти пути их решения.
Для расшифровки истории тектонического развития Гридинской зоны БЭП в работе были использованы методы детального геологического картирования масштаба 1 : 100—1 : 10000 и структурного анализа. С целью выделения и сопоставления деформаций на ключевых участках нами были изучены северная и южная часть региона — побережье и острова Гридиной губы (см. рис. 1), а также острова Супротивные (см. рис. 1Б). Первый объект является самой обнаженной и поэтому хорошо изученной частью Гридинской зоны, где отчетливо видны соотношения роев мафических даек со структурой рамы. Острова Супротивные выбраны для изучения характера наложен-
ных процессов, так как именно здесь наиболее полно представлены постдайковые деформации.
ДЕФОРМАЦИИ ГРИДИНСКОЙ ЗОНЫ
Соотношение роев мафических даек со структурой рамы как критерий разделения разновозрастных событий
В регионе представлена большая часть разновидностей мафических даек Беломорской провинции [25], которые при их значительной плотности и насыщенности выделены в Гридинское дайковое поле [16]. Всего установлены тела как минимум трех групп, отличающихся по минера-лого-геохимическим характеристикам и, вероятно, возрасту [16—18, 25]. Дайки формируют рои (см. рис. 1). Согласно имеющимся изотопно-геохронологическим данным, возраст даек в Гридин-ской зоне варьирует от >2.4 до ~2.1 млрд лет.
Ранее было установлено, что дайковые рои Гридино имеют в целом простое линейное строение, не нарушенное сколько-нибудь значимыми дислокациями [16]. В масштабе более детальных геологических карт (см. рис. 2) хорошо видно также соотношение отдельных даек как друг с другом, так и с додайковой структурой рамы.
На основании таких соотношений, все тектонические события разделены на додайковые, синмагматические и постдайковые (наложенные на все комплексы) [1].
Додайковые деформации
Додайковые деформации включают пластические и хрупкопластические.
Додайковые пластические деформации проявлены практически во всех архейских комплексах, за исключением поздних (но тоже неоархейских) даек гранитоидного состава.
Выделяется следующий структурный параге-нез: сочетание пологих плоскостных и линейных текстур с мелкими лежачими асимметричными складками (развиты локально). Плоскостные текстуры представлены гнейсовидностью, сланцеватостью и метаморфической полосчатостью и субсогласны с зонами ультрабластомилонитиза-ции и горизонтами меланжа, содержащим блоки (включения) экзотических пород. Линейные элементы проявлены в развитии минеральной (по амфиболу) и агрегатной (по кварцу) линейности и бороздчатости, параллельных шарнирам мелких складок. Деформации сопровождались неоднократной мигматизацией и синкинематическим магматизмом. Метаморфические преобразования варьируют от гранулитовой до амфиболито-вой фации [9]. Окончание этого этапа, ~2.7 млрд лет назад, дат
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.