ГЕОХИМИЯ, 2003, № 3, с. 266-274
К ПРОБЛЕМЕ ГРАНИТООБРАЗОВАНИЯ В РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ РИФТОГЕННЫХ ПОЯСАХ НА ПРИМЕРЕ ЮЖНО-ПЕЧЕНГСКОЙ ЗОНЫ (КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ)
© 2003 г. П. К. Скуфьин, Т. Б. Баянова, В. Ф. Смолькин, Е. А. Апанасевич, Н. В. Левкович
Геологический институт КНЦ РАН 184200 Апатиты Мурманской обл., ул. Ферсмана, 14 Поступила в редакцию 17.05.2001 г.
Одним из ключевых вопросов реконструкции геодинамических режимов Печенгско-Варзугского пояса является вопрос о времени и происхождении гранитоидов, развитых в южном обрамлении пояса, прежде всего в юго-западном обрамлении Печенгской структуры. Здесь широко представлены куполовидные массивы гранитоидов, крупнейшими из которых являются Каскельяврский и Шуонияврский. По геофизическим данным установлено, что они являются бескорневыми куполами, нижняя граница которых расположена на глубине около 3 км. Массивы сложены гранодиори-тами и кварцевыми диоритами первой фазы и плагиогранитами второй фазы. Для определения абсолютного возраста плагиогранитов был использован и-РЬ метод изотопного датирования акцессорных минералов (циркон, титанит) из плагиогранитов. Выделено два типа цирконов и титанитов магматического и метаморфического генезиса, различающиеся по форме, цвету и составу. Метаморфические цирконы сильно дискордантны, изохрона по ним отвечает возрасту 1735 ± 24 млн. лет, при СКВО = 0.28. Этот возраст соответствует времени поздней стадии карельского этапа или све-кофеннскому метаморфизму, широко проявленному в пределах Печенгской структуры и ее фундамента. Изохрона, построенная по фракциям магматических циркона и титанита, имеет значение верхнего пересечения с конкордией, равное 1939 ± 7 млн. лет при СКВО = 0.2, что интерпретируется как время формирования плагиогранитов Шуонияврского массива. Полученные данные свидетельствуют, что формирование гранитоидов в Южно-Печенгской зоне произошло несколько позднее (на 40 млн. лет) времени формирования мощных ферропикрит-базальтовых толщ и внедрения ни-келеносных интрузий габбро-верлитов в пределах Северо-Печенгской зоны, которые фиксируют этап максимального раздвига палеорифта.
Практически через весь Кольский регион с юго-востока на северо-запад протягивается Пе-ченгско-Варзугский пояс, сложенный преимущественно вулканогенными и, в меньшей мере, осадочными породами раннепротерозойского возраста, метаморфизованными в условиях от зеленослан-цевой до амфиболитовой фации [1-5]. Общая мощность сводного разреза достигает 15 км. Пояс развивался в течение значительного периода времени - более 650 млн. лет, и в истории его развития можно выделить до шести циклов эффузивного магматизма, разделенных периодами преимущественного осадконакопления [6]. Помимо вулканитов, характерным для пояса является широкое развитие интрузий, сложенных породами различного состава, в том числе гранитоидами. Гранитоиды, залегая в обрамлении пояса, в архейском фундаменте, имеют различный возраст, генезис и рудную специализацию.
Для Печенгско-Варзугского пояса были предложены разнообразные модели и схемы геодинамического развития, которые условно можно
разделить на две основные группы. Одна из них объединяет модели, в основу которых положена популярная в настоящее время теория тектоники плит [5, 7, 8]. В этих моделях предусматривается, что пояс на одном из этапов своего развития представлял океанический бассейн и соответственно имел кору океанического типа. Другая группа моделей базируется на теории рифтогенеза, согласно которой пояс развивался как внутриконтинен-тальная система без образования коры океанического типа [3, 4, 9]. В то же время большинством исследователей признается, что Печенгско-Вар-зугский пояс претерпел на заключительном, позд-некарельском или свекофеннском, этапе своего развития существенную структурную и тектоническую перестройку, сопровождаемую интенсивными метаморфическими преобразованиями породных комплексов.
Одним из ключевых вопросов реконструкции геодинамических режимов Печенгско-Варзугско-го пояса является вопрос о времени и происхождении гранитоидов, широко развитых в южных
обрамлениях пояса и залегающих в виде четко выраженных куполов или их тектонически нарушенных фрагментов. До 80-х годов они относились к позднеархейской формации диоритов-пла-гиогранитов, а в последующем, после получения первых результатов Pb-Pb исследований, к ранне-протерозойскому комплексу [10]. В данной работе приводятся данные петрологического и геохронологического изучения одного из таких куполов -Шуонияврского (или Шуонинского), залегающего в юго-западной части Печенгского района Мурманской области.
ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ
Одним из наиболее изученных фрагментов Печенгско-Варзугского пояса является Печенгская структура, занимающая площадь более 2000 км2. В ее пределах пробурена Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3), а также выполнен большой объем геологических и геофизических работ [6, 11, 12]. Характерным для нее является асимметричное строение. Северная часть, или Северо-Пе-ченгская зона, имеет мульдообразное строение и выполнена относительно слабо метаморфизован-ными и пологозалегающими на юг и юго-запад осадочно-вулканогенными породами преимущественно основного состава общей мощностью около 11 км, а южная часть, или Южно-Печенгская зона, сложена сильно метаморфизованными, крутопадающими на юго-запад осадочно-вулканоген-ными породами преимущественно среднего и основного состава общей мощностью около 5 км [11]. Северо- и Южно-Печенгская зоны разделены системой Порьиташских разломов, крутона-клоненных на юго-запад под углами 75-85° и прослеженных геофизическими методами на глубину 7-8 км [12].
Гранитные купола, наиболее крупными из которых являются Шуонияврский, Мауняврский и Каскельяврский, залегают в юго-западной части Южно-Печенгской зоны (рис. 1). Совместно с более мелкими куполами (Руосельский и др.) они занимают площадь более 400 км2. По данным вибросейсмических исследований, купола являются бескорневыми, нижняя их граница располагается на глубине около 3.0 км [12]. Ниже куполов располагается зона относительно гомогенного строения архейского фундамента мощностью до 3 км. Внутреннее строение куполов определяется системой пологих надвигов, а также субвертикальными нарушеними, разделяющими их на более мелкие блоки. Северо-западные и северо-восточные границы куполов обусловлены их контактом со сланцеватыми амфиболитами, выходы которых образуют полосу обнажений шириною от 0.5 до 1.0 км. Сланцеватые амфиболиты, судя по их петрохимическим и геохимическим особенностям, формировались преимущественно за счет
вулканогенных пород основного и ультраосновного состава Южно-Печенгской зоны, а также более ранних архейских образований [11]. Южные границы куполов определены системой тектонических нарушений северо-западного направления, отделяющих их от архейского комплекса гранито-гнейсов, гнейсов и мигматитов. В районе, расположенном на юго-запад от Шуонияврского купола, залегают гранат-амфиболовые гнейсы тальинской толщи, модельные Бт-Ш возраста которых свидетельствуют о раннепротерозой-ском возрасте исходного для них протолита [13], т.е. первоначально некоторые купола могли иметь на юго-западе границу с раннепротерозой-скими супракрустальными образованиями.
Современная структура куполов и межкупольных пространств в значительной степени сложилась, как следует из анализа современных геофизических (вибросейсмических, сейсмических, аэромагнитных и гравиметрических) данных, в результате латерального перемещения в северовосточном направлении тектонического блока-пластины, сложенного породами архейского комплекса, из центральной части Центрально-Кольского блока [12]. Эта пластина была надвинута на купола уже после формирования гранитоидов Лицко-Арагубского комплекса. При этом Каскельяврский и Мауняврский купола были деформированы значительно интенсивнее, по сравнению с Шуонияврским.
Купола сложены породами разных интрузивных фаз: кварцевыми диоритами и диоритами первой фазы, слагающими преимущественно Каскельяврский и Мауняврский массивы, и породами более поздней, второй фазы, представленными плагиогранитами Шуонияврского массива [14, 15]. Плагиограниты, по сравнению с гранодиоритами и кварцевыми диоритами, лучше сохранились и не столь затронуты вторичными процессами ката-клаза, рассланцевания и метаморфической перекристаллизации, что делает их предпочтительными для геохронологического датирования. В краевой части Каскельяврского купола располагается зона мигматизации мощностью от несколько сот метров до 2 км. Жильная фация представлена пластовыми телами плагиогранитов и гранодио-ритов. Они секут как породы самого массива, так и сланцеватые амфиболиты. Помимо этого, описано воздействие жильной фазы на сланцы Южно-Печенгской зоны [14].
ПЕТРОГРАФИЯ И ПЕТРОХИМИЯ
Гранодиориты и кварцевые диориты первой фазы представляют собою гнейсовидные, иногда порфировидные породы серого и розовато-серого цвета. Они обладают трахитоидной текстурой, плоскопараллельная ориентация которой совпадает с элементами залегания вмещающих супракрус-
С
1 8 15
2 9 16
/ V/N
3
L L
Г Y
10 Irt&ffi'
17
4 '11 18
5 12 19
и п
6 13 20
а б в
7 14 21
а
а
Рис. 1. Схематическая геологическая карта западной части Печенгской структуры.
Южно-Печенгская зона: 1 - дациты субвулканического комплекса г. Порьиташ; 2 - туфоконгломераты и песчаники кассесйокской свиты; 3 - андезиты каплинской свиты; 4 - пикробазальты и пикриты менельской свиты (а - массивные, б - рассланцованные); 5 - базальты, туфы базальтового состава и туффиты брагинской свиты; 6 - туфы андези-тового состава и туффиты каллояурской свиты; 7 - биотитовые и гранат-биотитовые гнейсо-сланцы тальинской свиты; 8 - сланцеватые амфиболиты; 9 - плагиограниты Шуонияврского массива.
Северо-Печенгская зона: 10 - базальты суппваарской свиты; 11 - ферропикриты, базальты и их туфы верхней (а), средней (б) и нижней (в) толщ свиты матерт; 12 - песчаники и углеродистые сланцы ждановской свиты; 13 - базальты заполярнинской свиты; 14 - песчаники и доломиты лучломпольской свиты; 15 - базальты верхней части пирттиярвин-ской свиты (а), м
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.