ГЕОХИМИЯ, 2007, № 2, с. 150-158
ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА АМФИБОЛИТОВ АРХЕЙСКОЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ
© 2006 г. H. E. Козлов*, Е. В. Мартынов *, Н. Е. Козлова* , Т. В. Каулина*, Ю. П. Смирнов**
*Геологический институт КНЦ РАН 184209 Апатиты, Мурманская обл., ул. Ферсмана, 14 E-mail: kozlov@geoksc.apatity.ru **НПЦ Кольская Сверхглубокая 184415 Заполярный, Мурманская обл., ул. Юбилейная, 17 Поступила в редакцию 20.05.2004 г. после доработки.
В работе рассмотрена проблема систематики амфиболитов архейской части разреза Кольской СГ-3. Показано, что комплексный петрогеохимический подход позволяет с высокой степенью достоверности классифицировать эти образования и выделять среди них разновидности, имеющие предположительно как архейский, так и протерозойский возраст. Показано, что протерозойские образования среди основных пород в архейском разрезе составляют порядка 50-70%. Среди протерозойских метамагматитов архейского разреза СГ-3 установлены гомологи основных метавулканитов свиты матерт, что ставит под сомнение вывод ряда авторов об аллохтонном происхождении верхних уровней разреза Северной Печенги, в том числе ее продуктивных горизонтов, что крайне важно в металлогеническом аспекте.
Проблема систематики амфиболитов архейского разреза вызывала интерес исследователей с самого раннего периода изучения Кольской СГ-3. Поскольку до последнего времени в ряде работ можно встретить термины "пара-" и "ортоамфи-болиты", авторы сразу подчеркивают, что являются убежденными сторонниками точки зрения A.A. Предовского [1] и некоторых других исследователей, что осадочных пород, строго соответствующих по минеральному и химическому составу амфиболитам, в природе не существует. Ошибочное использование понятия "параамфибо-литы" определяется, возможно, тем, что к амфиболитам некоторые исследователи относят амфибол-содержащие сланцы, которые действительно в ряде случаев могут иметь первично осадочную или вулканогенно-осадочную природу, что фиксируется в их химическом составе. С учетом этого следует уточнить, что в настоящей работе рассматриваются исключительно те породы, которые состоят из амфибола (иногда с присутствием клинопироксена или эпидота) и плагиоклаза, и отвечают по минеральному составу амфиболитам в понимании пет-рологов [2-4], а по химическому составу соответствуют базитам или более основным магматитам.
Среди наиболее подробных публикаций, посвященных проблеме систематики амфиболитов разреза СГ-3, можно назвать монографию A.A. Креме-нецкого и Л.Н. Овчинникова [5], соответствующие главы монографий, подготовленные Ю.Н. Яковле-
вым и А.К. Яковлевой, а также Ю.П. Смирновым и В.А. Тюремновым [6, 7]. Несколько позже детальное исследование вещественного состава амфиболитов привело ряд авторов к выводу, что в архейском разрезе СГ-3 встречаются разновидности основных пород, являющиеся аналогами как архейских, так и протерозойских метамагматитов. Это наиболее убедительно, с использованием изотопных данных, показано в работах Т.Б. Баяновой и Ф.П. Митрофанова с соавторами [8], а также В.Р. Ветрина с соавторами [9].
В связи с изложенным проблема диагностики в архейском разрезе скважины амфиболитов, принадлежащих к протерозойскому комплексу, стала еще более актуальной. При этом невозможность геохронологического исследования каждой пробы определила необходимость поиска других подходов к решению этой задачи. Данному вопросу и посвящено настоящее исследование.
Авторы использовали как оригинальные и опубликованные литературные материалы по составу амфиболитов Печенгского комплекса и породных ассоциаций архея из геопространства СГГ-3, так и базу данных, содержащую сведения о химическом составе амфиболитов архейского разреза СГ-3, любезно предоставленную руководством Научно-производственного центра "Кольская сверхглубокая". Всего в настоящей работе были использованы 293 полных силикатных анализов пород разреза СГ-3 и 1036 анализов пород архейских и протерозойских комплексов окружения скважины.
СаО СаО
Рис. 1. Соотношение компонентов кислых пород архейского разреза СГ-3 (а) и комплекса Ярфиорд-Кола (б), на диаграмме К.Конди (1983). ТТ-тоналит-трондьемиты; ГД-гранодаориты; КМ-кварцевые монцониты; Г-граниты. Границы полей и тренды изменения состава пород исследованных участков в пределах комплекса Ярфиорд-Кола (1) и ме-таморфитов архейского разреза СГ-3 (2).
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
При обсуждении данной проблемы крайне важным является вопрос, где наиболее вероятно можно встретить гомологи амфиболитов, вскрытых в архейском разрезе СГ-3. Ранее на основе геолого-петрогеохимических данных в качестве одного из таких районов нами была выбрана территория, расположенная к северу-северо-востоку от скважины, в пределах комплекса Ярфиорд-Кола [10-12]. Авторы настоящей работы неоднократно аргументировали эту точку зрения, приводя геологические, петрогеохимические и иные доводы в ее пользу. Тем не менее дискуссия по данному вопросу продолжается. Она представляется принципиальной, поскольку при сопоставлении амфиболитов с породами геопространства СГ-3, о чем пойдет речь в настоящей работе, в качестве последнего принимается именно этот район.
Предложенный авторами метод поиска гомологов по петрогеохимическим данным был апробирован на материалах протерозойской части разреза СГ-3, где геологические данные позволяют решать задачу определения гомологов однозначно, а значит, возможен строгий контроль за результатом сопоставлений. В ходе этих исследований была показана полная сходимость петро-геохимических и геологических данных, то есть высокая надежность и достоверность методики [11]. Тогда же была продемонстрирована согласованность вывода о возможности нахождения гомологов пород архейского разреза СГ-3 в пределах комплекса Ярфиорд-Кола с геологическими, геохронологическими и геофизическими материалами.
Тем не менее за рамками обсуждения остался достаточно серьезный, на первый взгляд, аргу-
мент противников подобного выбора территории для поиска гомологов о практически полном отсутствии в ее пределах комплекса тоналит-грон-дьемитовых гнейсовых ассоциаций, широко развитых в архейском разрезе СГ-3 [9]. Этот аргумент, по мнению авторов, не может считаться обоснованным [13]. В данном случае речь скорее идет о терминологическом недоразумении. Действительно, как показывают наши исследования, среди гнейсов района оз.Трифоноярви, Лиинаха-мари, "Малонемецкой" бухты, а также ряда полигонных участков района пос.Луостари, то есть практически на всей исследованной нами площади распространения комплексов Ярфиорд-Кола, встречаются биотит-амфиболовые гнейсы и дио-ритогнейсы, по химическому составу отвечающие классическим тоналит-трондьемитовым ассоциациям К.Конди [14] и характеризующиеся трендами, аналогичными трендам гранитоидных ассоциаций СГ-3 (рис. 1а, б).
В районе "Малонемецкой" бухты закартиро-ванная Ю.А. Морозовым замкнутая форма контура выходов биотит-амфиболовых гнейсов (диори-тогнейсов) предполагает их интрузивную природу (Козлов и др. [15], рис. 7, стр. 24). В то же время, в восточном обрамлении Печенгской структуры, на участке "Луостаринский" (рис. 2) и в обнажениях на шоссе Никель-Мурманск отчетливо видно, как биотитовые гнейсы тоналит-трондьемитового состава секутся пестрыми по составу (от пород тоналит-трондьемитового ряда до гранитов) биотитовыми гранитогнейсами или содержатся в них в виде ксенолитов вместе с ксенолитами гнейсов иного состава.
Отмечается хорошая сохранность ориентировок плоскостных элементов в гнейсах ксеноли-
Рис. 2. Структурно-геологическая карта участка "Луостаринский". Составили Н.Е.Козлова, А.В.Колодкина, А.П.Филатьев, С.Е.Царев. Условные обозначения: 1 - долериты, 2 - кварцевые жилы, 3 - пегматиты, 4 - биотитовые гранито-гнейсы (пестрого состава от тоналит-трондьемитового до гранитного), 5 - биотитовые гнейсы тоналит-трондьемитового состава, 6 - зона рассланцевания, 7 - разрывные нарушения, 8 - границы прослеженные, 9 - азимут падения СЦПС, 10 - азимут простирания СЦПС, 11 - шарниры складок кварц-хлоритовых сдвиговых протерозойского возраста, 12 - шарниры поздних складок пластического сдвига архейского возраста, 13 - шарниры реликтовых складок, 14 - границы обнажений.
206РЬ/238и
Рис. 3. и-РЬ диаграмма с конкордией для диорито-гнейсов участка "Малонемецкая бухта".
Рис. 4. Соотношение типов метамагматитов в архейском разрезе СГ-3 (I) и комплексе Ярфиорд-Кола (II) -(а), а также в пределах групп основных (б) и кислых (в) метамагматитов. 1 - метатуффиты, 2 - метаосадочные породы, 3, 4 - основные и кислые метавулканиты, соответственно, 5 - породы неопределенной протоприроды. Сокращения: А1-В, Fe-B, Mg-B-глиноземистые, железистые и магнезиальные метабазиты, соответственно, АВ - метаандезибазиты, А - метаандезиты, D - метадациты, RD - метариодациты, R - метариолиты.
(a)
40 30 20 10 0
□ / и II
/
ПЬ
1
(б)
¿zz. 30
in 20
— 10
Y 0
НЕ,
ft
-1-1-1-
Al-B Fe-B Mg-B AB
7
80 60 40 20 0
(в)
- /
80 /
/
60 /
- /
40 /
- /
20 / (И
0 / та 1 1 1 1
A D RD RR + RD
тов, как бы пропитанных гранитоидами. Заметим также, что породы, имеющие интрузивные (рвущие) контакты с гнейсами, сами не имеют четко очерченных геологических границ, слагая на исследованной территории отдельные участки в виде "пятен". При этом спектр их состава также крайне разнообразен - от гранитов до тоналитов.
Все изложенное позволяет с большой долей вероятности предполагать происхождение хотя бы части тоналит-трондьемитовых диорито-гнейсов в результате палингенных преобразований более древнего гнейсового субстрата, а не при парциальном плавлении гипотетического метабазитового источника [9]. Этот вывод является важным, поскольку гипотеза парциального плавления была положена некоторыми исследователями в основу поиска гомологов, в итоге чего район Ярфиорд-Кола был ошибочно исключен ими из круга территорий возможного выхода на поверхность породных комплексов, вскрытых СГ-3. Авторы не исключают того, что наряду с подобными образования
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.