УДК 552.48
ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЭКЛОГИТЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ БЕЛОМОРСКОГО ПОДВИЖНОГО ПОЯСА, РАЙОН САЛМЫ: СОСТАВ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИНЕРАЛОВ,
ВОЗРАСТ МЕТАМОРФИЗМА
© 2011 г. С. Г. Скублов*, А. В. Березин*, А. Е. Мельник**
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: skublov@yandex.ru **Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)
21 линия, 2, Санкт-Петербург, 199106, Россия Поступила в редакцию 12.02.2011 г.
Проведено комплексное геохимическое и изотопно-геохимическое (SIMS) исследование эклогитов северо-западной части Беломорского пояса (салминских эклогитов). Детальные геологические работы проходили в карьере месторождения керамических пегматитов Куру-Ваара, расположенного в северозападной части исследованной площади, где тоналит-трондъемитовые гнейсы с заключенными в них телами и блоками эклогитов и эклогитоподобных Grt-Aug клинопироксенитов секутся многочисленными пегматитовыми жилами. Для последующих исследований были выбраны наименее измененные Grt-Cpx породы двух типов: 1) часто встречающиеся массивные однородные мелкозернистые апогаббровые Grt-Omp эклогиты c симплектитами Pl + низко-Na-Cpx вокруг омфацита и с Pl-Hbl келифитовыми каймами вокруг Grt; 2) эклогитоподобные крупнозернистые Grt-Hbl-Aug клинопироксенитовые прослои мощностью до 20 см из центральных частей высокомагнезиальных метаультрабазитов, большая часть которых представлена тремолит-актинолитовыми сланцами. Особенности распределения REE в гранатах, клинопироксенах и амфиболах из эклогитов подтверждают их совместную кристаллизацию в условиях высокого давления при отсутствии плагиоклаза. Данные по локальному U-Pb датированию и геохимии цирконов не подтвердили высказывавшихся ранее представлений об архейском возрасте эклоги-тового метаморфизма. В эклогитах и Grt-Hbl-Aug клинопироксенитах обнаружены цирконы свекофеннского возраста (около 1900 млн. лет) с полным набором геохимических характеристик эталонных эклогитовых цирконов, образующих либо самостоятельные кристаллы, либо внешние оторочки вокруг архейских магматических цирконов из первичных габброидов.
ВВЕДЕНИЕ
Возможность формирования эклогитов в архее в последнее время рассматривается как один из основных аргументов для распространения геодинамических механизмов тектоники плит на ранний докембрий (Розен и др., 2008). Впервые апогаббровые эклогиты с и-РЬ возрастом цирконов в 2721 ± 6 млн. лет были обнаружены О.И. Володи-чевым и др. (2004) в восточной части Беломорского подвижного пояса (БПП) в Гридинской зоне тектонического меланжа. По мнению авторов упомянутой работы, указанный возраст отражает время эклогитового метаморфизма, а не возраст магматической кристаллизации базитов. На севере БПП, в центральной части Нявка-тундры, эклогиты с омфацитом были описаны еще в 30-х годах Н.Г. Судовиковым, сравнившим их с классическими эклогитами Норвегии (Судовиков, 1936, стр. 14). Спустя 70 лет, эклогиты были изучены более детально независимыми группами исследователей несколько южнее, в придорожных выемках авто-
трассы Санкт-Петербург—Мурманск вблизи проливов Узкая и Широкая Салма (Япаскурт, Плечов, 2004; КопПоу й а1., 2004), что и легло в основу названия "салминские" (ставшего общеупотребительным) для эклогитов северо-западной части БПП в пределах Кольского п-ова. Позднее многочисленные тела эклогитов в виде разрозненных блоков различного размера, формы и интенсивности наложенной амфиболизации были обнаружены в широкой полосе протяженностью более 50 км северо-западного простирания в северной части БПП (Розен и др., 2008). Новые выходы эклогитов в пределах БПП обнаруживаются и в настоящее время: помимо салминских и гридинских эклоги-тов установлено присутствие эклогитов севернее пос. Чупа в районе Красной губы (Козловский, Аранович, 2008, 2010) и в районе Хетоламбино (Козловский, 2010). Практически сразу же Беломорский пояс стал рассматриваться в качестве "древнейшей и уникальнейшей эклогитовой провинцией" рангом не ниже классических эклогито-
вых поясов мира (Щипанский и др., 2007; Минц и др., 2010 и др.). Для салминских эклогитов, во многом на основе анализа морфологии цирконов и проведении параллелей с эклогитами района с. Гридино, было выделено даже два архейских этапа эклогитового метаморфизма с возрастами 2.82 и 2.72 млрд. лет (Минц и др., 2009, 2010). Однако новые результаты комплексного изотопно-геохимического исследования салминских эклогитов в районе месторождения Куру-Ваара (Скублов и др., 2010а, 20106) свидетельствуют о палеопротерозой-ском (свекофеннском) возрасте высокобарического метаморфизма. Рассчитанные пиковые Р-Т параметры и тренд эволюции метаморфизма эклоги-тов сильно различаются по данным разных авторов, а некоторыми исследователями отрицается даже само существование этапа высокобарического метаморфизма (Каулина и др., 2010). Вышесказанное требует уточнения имеющихся данных и дополнительного детального петрологического и изотопно-геохимического исследования эклогитов северо-западной части БПП, что является предметом настоящей статьи.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Объект исследования находится в пределах Беломорского подвижного пояса, вблизи его границы с Лапландским гранулитовым поясом. Обнаженные на современном эрозионном срезе породы представлены двумя типами. Первый — это преобладающие биотитовые гнейсы и гранитогнейсы с редкими интрузиями гранитоидов, а второй — ба-зит-ультрабазитовая ассоциация, включающая амфиболиты, метаультрабазиты и интрузии базитов (метагаббро и метагаббро-нориты).
Породы гнейсогранитной ассоциации имеют северо-западное—западное простирание с углами падения 40°—60° в северных румбах, которое несколько выполаживается (до 20°) в центральной части. В юго-западной части площади породы формируют ряд куполовидных структур диаметром 3—5 км, в ядрах которых выходят кианитсодержащие гнейсы. В некоторых зонах разрывных нарушений локализуются гранитные пегматиты и дайки базитов, в других сдвиговых зонах они отсутствуют. Сдвиги нередко выражены в рельефе, в частности формируя речные долины. Простирание большинства разломов часто совпадает с простиранием пород (290°—300°), реже имеет северо-западные румбы (~330°).
Ассоциация метаморфизованных основных-ультраосновных пород является подчиненной относительно гнейсогранитной, формируя пластовые тела размером до 500 х 5000 м (амфиболиты с метаультрабазитами), или эллипсоидально-лин-зовидные массивы (габбро-амфиболиты и мета-габбро-нориты), вытянутые на 200—500 м по простиранию. Именно в составе этой ассоциации и были впервые описаны эклогиты (Судовиков,
1936). Подавляющее большинство будинирован-ных тел метабазит-ультрабазитов приурочены к плоскостям сдвига и контролируются разрывными нарушениями. Геологические наблюдения позволяют выделить "полосу" метабазитов шириной до 20—25 км, содержащую тела эклогитов и протягивающуюся в северо-западном—западном направлении: Имандра (Воче-Ламбина)-Узкая и Широкая Салма—карьер Куру-Ваара.
Детальные геологические работы проводились в карьере месторождения керамических пегматитов Куру-Ваара (участок A на рис. 1) в северо-западной части рассматриваемой площади. Вмещающие породы представлены биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами, послойно мигматизирован-ными, благодаря чему они превращаются в неясно-полосчатые гранитогнейсы. Полосчатость гнейсов обусловлена чередованием прослоев кварц-поле -вошпатового и биотит-роговообманкового состава. Характер полосчатости и зернистость пород варьируют в широких пределах. Гранитогнейсы в этой толще сравнительно редки, образуя невыдержанные по простиранию и падению линзы без четких границ. Амфиболиты и амфиболовые гнейсы встречаются среди них достаточно часто, залегая в форме линз и пластовых тел мощностью до 100 м, и прослеживаются на 2—3 км. Иногда в обнажениях достаточно четко фиксируется их апоинтрузивная природа.
Интрузивные тела по составу относятся к гранит-пегматитовой и базит-ультрабазитовой группам. Первая представлена жильными телами северо-западного простирания, падающими на восток под углами 40°—60°. Жилы пегматитов залегают кулисооб-разно с резкими, секущими границами. Пегматиты характеризуются плагио-микроклиновым составом и относятся к керамическому типу (Ткачев, 1994). Метагаббро-нориты (и амфиболиты по ним) залегают в толще гнейсов в форме бескорневых массивов с согласными, тектонизированными контактами. В эндоконтактах с вмещающими породами габброиды амфиболизированы с образованием зоны амфиболитов мощностью до 3—5 м. В небольших блоках габ-броиды часто почти полностью трансформированы в амфиболиты. Среди габброидов встречаются экло-гитизированные разности, представленные блоками, будинами и линзовидными телами незначительной мощности. Будины часто обнаруживают признаки вращения вдоль плоскостей сдвига. Иногда фиксируется эшелонированный характер нарушений, приводящий к образованию ступенчатых взбросо-сбросов, в пределах которых происходит транспортировка и разобщение блоков пород. По зонам трещиноватости происходит гранатизация пород, что предполагает участие флюидного потока,
сопровождающего деформации. Нередко в Grt-Cpx1 породы превращаются и тела метаультрабазитов, ас-
1 Символы минералов по (Whitney, Evans, 2010).
«аПР
Рис. 1. Схема геологического строения фрагмента северо-западной части БПП. Составлена A.B. Березиным на основе листов ГГК-200 с дополнениями по (Су-довиков, 1936; Чагцин, 2004).
1 — габбро-амфиболиты, гранатовв1е и полевошпатовые амфиболиты, реже метаультрабазиты; 2 — габбро-нориты, нориты (в том числе, оливиновые); 3 — био-титовые гнейсы и гранитогнейсы с прослоями амфиболитов; 4 — разломы (отдешифрированы по космоснимкам); 5 — местоположение тел эклогитов; 6 — участки работ: А — карьер Куру-Ваара, Б — Узкая и Широкая Салма; 7 — район исследований.
социирующих с габброидами. Наиболее поздними интрузивными телами являются секущие весь комплекс дайки неметаморфизованных мончикитов северо-восточного простирания, падающие субвертикально. Ширина даек н
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.