ГЕОХИМИЯ, 2007, № 5, с. 483-506
КАЛИКОРВИНСКАЯ СТРУКТУРА И ЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ СЕВЕРО-КАРЕЛЬСКИХ ЗЕЛЕНОКАМЕННЫХ ПОЯСОВ: ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
© 2007 г. Р. И. Милькевич, Т. А. Мыскова, В. А. Глебовицкий, А. Б. Львов, Н. Г. Бережная
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2: e-mail: Lvov@TM13667.spb.edu Поступила в редакцию 20.05.2005 г.
Новые данные по геохимии вулканитов и впервые полученные для пород Каликорвинской структуры U-Pb значения возраста по цирконам позволили определить время и условия их образования и внести коррективы в геодинамические построения. Нижняя толща Каликорвинской структуры представлена преимущественно метатолеитами с высоким содержанием MgO, Cr и Ni, высоким Mg# и распределением РЗЭ, близким к мантийному уровню. Они содержат редкие прослои коматиитов, линзы пироксенитов и перидотитов и могут рассматриваться как продукты глубинного плавления мантийного субстрата. Вместе с тем, толеитовые метабазальты имеют островодужные метки и содержат прослои метаграувакк и метадацитов (адакитов). Такая ассоциация пород моглаобразовать-ся в условиях спрединга - начала островодужного режима. В верхней толще, сложенном преимущественно метаграувакками, наблюдается разнообразие магматических пород как с характеристиками MORB (толеитовые и коматиитовые базальты, так и с островодужными характеристиками (известково-щелочные андезиты и дациты, субщелочные базальты и пикрито-базальты), что характерно для задуговых бассейнов. U-Pb датирование магматических цирконов из метадацитов и детритовых цирконов из метаграувакк Каликорвинской структуры дало близкие значения возраста соответственно 2785 ± 13 млн. лет и 2766 ± 21 млн. лет. Они совпадают с возрастом позднего вулканического комплекса Хизоваарской серии одноименной структуры, составляющим 2780 млн. лет. Оба комплекса включают островодужные ассоциации с субдукционными метками и содержат ада-киты и Nb-Ti базальты и андезито-базальты. Метаграувакки и метадациты чупинской толщи Беломорского подвижного пояса древнее аналогичных пород Каликорвинского комплекса и имеют возраст 2870 ± 30 млн. лет. Для метаандезитов ранее изученного вулканогенного комплекса участка Кичаны получены значения возраста 2735 ± 20 млн. лет и 2720 ± 4 млн. лет. Возможно, этот комплекс представляет собой еще более молодую вулканическую дугу.
Исследованиями последних лет [1-5] в восточной части Балтийского щита, на границе Карельского кратона и Беломорского подвижного пояса установлен латеральный ряд последовательно формировавшихся тектонических покровов, которые фиксируют субдукционную, а затем коллизионную стадии развития пояса в позднем архее. Элементами строения покровов являются (с востока на запад): 1) мафические зоны - фрагменты прото-океанической коры с офиолитовым типом разреза в пределах Хетоламбинского покрова; 2) парагнейсы, преимущественно граувакки, в пределах Чу-пинского покрова (аккреционная призма); 3) Севе-ро-Карельская система зеленокаменных поясов в пределах Ковдозерского покрова, представленная в основном вулканитами кислого и среднего состава известково-щелочной серии (островная дуга на краю Карельского кратона).
Северо-Карельская система зеленокаменных поясов - это цепочка выходов супракрустальных пород на границе Карельского кратона и Беломорского подвижного пояса (БПП). В.Н. Кожевников
[6], А.И. Слабунов [4] рассматривают их как различные по морфологии фрагменты единого вулканического пояса, отражающие разные стадии его появления и эволюции от юных к зрелым островным дугам.
Появление кислых и средних вулканитов и особенности геохимии являются важным элементом в аргументации заключений о позднеархейской суб-дукции, а их возраст, следовательно, определяет время проявления субдукции. Но пока эта модель обосновывается не достаточным количеством геохимических и геохронологических данных. Они имеются только для отдельных структур [7, 8]. Поэтому первостепенной задачей является углубленное изучение геохронологии, общей и изотопной геохимии фрагментов супракрустальных пород и анализ их взаимодействия. Там, где подобные исследования проводились, например, в Хизоваарской структуре [9], была выявлена сложная последовательность эволюции островодужных систем. Авторам указанных работ удалось показать, что это аккреционная структура, совмещающая комплексы, как минимум, двух
483
2*
островных дуг с возрастом кислого и среднего вулканизма 2.78-2.82 млрд. лет и 2.82-2.88 млрд. лет.
Предметом настоящего исследования являются супракрустальные образования Каликорвинской структуры, расположенной в западной части оз. Ковдозеро и представляющей собой антиформу. В ее ядре как раз и обнажаются названные су-пракрусталы, а на крыльях - тоналито-гнейсы (рис. 1). Нижняя часть осадочно-вулканогенного разреза сложена преимущественно метабазальта-ми, верхняя - метаграувакками. Каликорвинский супракрустальный комплекс впервые был выделен при геолого-съемочных работах в 1951 году Г.А. Поротовой и К.П. Галецкой. Необычная форма структуры, "трилистник", позволила Н.В. Горлову [12] рассматривать ее как синформу, расположенную на стыке трех куполов.
Однако в последних работах Ю.В. Миллера с соавторами [3, 10] на основании, главным образом, детального структурно-геологического анализа эта структура рассматривалась как тектоническое окно, сложенное породами Чупинского покрова. Проблема состояла в том, чтобы определить время формирования данного пакета тектонических покровов, во время субдукции или коллизии островной дуги и края древнего континента. Одним из дополнительных аргументов объединения каликор-винского и чупинского комплексов послужило геохимическое сходство метаосадков, представленных незрелыми граувакками с существенным вкладом мафического материала в модельный источник сноса и их близкий Sm-Nd модельный возраст -2.8-2.9 млрд. лет [10, 13]. Однако некоторые особенности состава и пространственного положения указанных образований не позволили авторам до конца быть уверенными в их корреляции. Разрезы чупинского и каликорвинского комплексов разобщены в пространстве и значительно отличаются пропорцией вулканитов в разрезах (в чупинском -5-10%, в каликорвинском - до 50%). Геохимические особенности граувакк свидетельствуют об автономных источниках сноса. Есть различия и в составе вулканитов. Но вулканиты не были исследованы так детально как граувакки. Новые данные по геохимии вулканитов и впервые полученные для пород этого участка и-РЬ значения возраста по цирконам позволили определить время и
условия их образования и внести коррективы в геодинамические построения.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ КАЛИКОРВИНСКОГО КОМПЛЕКСА
Так как Каликорвинская структура, как это следует из упомянутых недавних исследований, возникла в результате деформаций пакета тектонических покровов, выявляющаяся при ее анализе последовательность супракрустальных пород является текто-но-стратиграфической и может не соответствовать первичной последовательности толщ.
толща сложена гранатовыми и гранат-клинопироксеновыми амфиболитами, по составу соответствующими толеитовым базальтам, с редкими прослоями биотит-амфиболовых, изредка гранатсодержащих гнейсов дацитового или андези-тового состава и гранат-биотитовых, иногда киа-нитсодержащих гнейсов (метаграувакк). Среди амфиболитов встречаются единичные маломощные прослои по составу сходные с коматиитовыми мета-базальтами и Fe-Ti толеитами. Широко развиты, особенно в западной части территории, различные габброиды. Часть из них принадлежит друзитовому комплексу с возрастом 2450 млн. лет. Они образуют мелкие тела габбро-норитов. К северо-западу от рассматриваемого района расположена крупная Ковдозерская интрузия этого возраста.
Верхняя толща представлена преимущественно гранат-биотитовыми, иногда кианитсодержащим и гнейсами (метаграувакками) и пачками тонкого чередования пород различного состава (рис. 2): кли-нопироксен-гранат-плагиоклазовых амфиболитов (метатолеитов), среди них встречаются маломощные от нескольких см до 1 м прослои коматиитовых метабазальтов, амфибол-биотит-плагиоклазовых (с гранатом и эпидотом) сланцев (субщелочных анде-зито-базальтов), биотит-амфибол-плагиоклазовых (с гранатом и клинопироксеном) амфиболитов (субщелочных базальтов и пикрито-базальтов), биотит-амфиболовых (иногда с гранатом) плагиогнейсов (метадацитов - адакитов), биотит-гранат-кианито-вых гнейсов (обогащенных HREE дацитов). Метато-леиты и метадациты встречаются также в виде отдельных прослоев среди метаграувакк. Все породы испытали метаморфизм амфиболитовой фации и
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Каликорвинского участка (а) и положение его в структуре Беломорского подвижного пояса (б) (по [10] и [11] с изменениями и упрощениями). 1 - раннепротерозойские прогибы. 2 - свекофенн-ский Риколатвинский покров. 3 - позднеархейский (Беломорский) аллохтон: Ориярвинский покров - тоналиты, 4 -Чупинский покров - глиноземистые гнейсы (преимущественно метаграувакки), инъецированные тоналитами, 5 - Хе-толамбинский покров - тоналиты с включенными в них полосами базитов и ультрабазитов. 6-9 - Ковдозерский покров: 6 - существенно тоналитовый инфракрустальный комплекс; 7-9 - Тикшозерский зеленокаменный пояс: 7 - нерас-члененные образования, 8 - преимущественно толеитовые метабазальты, 9 - преимущественно метаграувакки. 10 -позднепротерозойский комплекс габбро-норитов-лерцолитов. 11 - сместители, ограничивающие покровы. 12 - разломы. 13 - места отбора геохронологических проб и их номера. Римскими цифрами обозначено положение разрезов, приведенных на рис. 2.
ЮЗ
57
59
СУ
^ §
-LL
св 61
10 м
II
3 м
i_i
v ^ v
в
Y Y Y
60 10 35/9 11
Рис. 2. Разрезы верхней толщи в местах тонкого чередования пород. Римскими цифрами обозначено положение разрезов на рис. 1. 1 - коматиитовые метабазальты, 2 - магнезиальные толеитовые метабазальты, 3 - железистые толе-итовые метабазальты, 4 - субщелочные метабазальты и метапикрито-базальты, 5 - субщелочные метаандезито-ба-зальты, 6 - метадациты (адакиты), 7 - метадациты, обогащенные HREE
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.