ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 3, с. 227-247
УДК 550.93:551.71(470.22)
ПОЗДНЕАРХЕЙСКИЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ПРИАЗОВСКОГО ТЕРРЕЙНА УКРАИНСКОГО ЩИТА: ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, ИЗОТОПНЫЙ ВОЗРАСТ,
ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА
© 2008 г. Е. В. Бибикова*, С. Б. Лобач-Жученко**, Г. В. Артеменко
?
**
С. Клаэссон****, А. В. Коваленко**, И. Н. Крылов
*Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 117975 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия; e-mail: Bibikova@geokhi.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия *** Институт геохимии, минералогии и рудообразования НАН Украины 03680 Киев-142, просп. Палладина, 34, Украина **** Swedish Museum of Natural History, P.O. Box 50007, S10405, Stockholm, Sweden Поступила в редакцию 27.02.2006 г. Получена после доработки 6.08.2007 г..
Проведено геохимическое, изотопно-геохимическое и геохронологическое изучение магматических пород Приазовского домена Украинского щита, расположенных в пределах Салтычанского антикли-нория. Они представлены известково-щелочной серией и серией повышенной магнезиальности. Обе серии, существенно различающиеся по содержанию редких и редкоземельных элементов, варьируют по составу от габбро до гранодиорита-кварцевого сиенита. Проведенное изотопно-геохронологическое изучение цирконов и-РЬ изотопным методом на ионном микрозонде КОЯБЗГМ показало, что возраст пород обиточненского комплекса, как с повышенной, так и с нормальной магнезиальностью, составляет 2908-2940 млн. лет. Осипенковская интрузия имеет возраст 2855 ± 19 млн. лет. Наиболее щелочная Северо-Обиточненская интрузия была сформирована в протерозое - 2074 ± 11 млн. лет назад. Возраст амфиболитового метаморфизма вмещающих гнейсов западно-приазовской серии надежно определяется интервалом времени 3120-3000 млн. лет. Модельные Бш-Ш возрасты интрузивных пород не превышают 3150 млн. лет. По геохимическим данным исходные расплавы изученных магматических пород произошли из участков мантии, различающихся по степени обогащения литофильны-ми элементами. Результаты изучения Бш-Ш изотопной системы подтверждают геохимические данные о том, что формирование большинства расплавов происходило из слегка обогащенной мантии, практически без участия древнего корового вещества. Процесс обогащения мантии легкими редкими землями имел место около 3000 млн. лет назад, что соответствует времени регионального метаморфизма супракрустальных пород. Этот процесс отделен от процесса плавления с образованием расплавов интервалом 70-80 млн. лет. Возрастное положение интрузивных пород и варьирующие особенности их составов наиболее адекватно могут быть объяснены термальным и вещественным вкладом плюма в формирование исходных для этих пород расплавов.
Украинский щит состоит из ряда доменов архейского и протерозойского возраста. По представлениям одних исследователей эти домены (блоки) образовались из единого палеоархейско-го кратона (Щербак и др., 1995; Есипчук, 2004). Другие исследователи рассматривают щит как протерозойский коллаж отдельных террейнов (С1аеззоп е! а1., 2006 и ссылки в ней).
Достаточно полная изотопно-геохронологическая информация имеется для Среднепридне-провского домена (Щербак и др., 2005; Башвопоу е! а1., 1996). Наиболее трудно реконструируемую геологическую историю имеют домены щита, сложенные глубоко метаморфизованными и
сложно дислоцированными комплексами, - Подольский и Приазовский, в которых были обнаружены древнейшие породы Украинского щита (Бибикова, 1989; Бибикова и др., 1982, 1990; Оаеввоп е! а1., 2006). Надежные изотопные данные получены для времени проявления метаморфизма и возраста протолита древнейших образований в Подольском домене (Бибикова и др., 1982; ааеввоп е! а1., 2006). Меньше изотопных датировок получено для Приазовского домена. Имеются только изотопно-геохронологические данные для древнейших пород Орехово-Павло-градской зоны (Бибикова и др., 1990).
4 * 5 у у б ;с- 1 — 8 | • | 9
Рис. 1. Геологическое положение интрузий обиточненского комплекса в Салтычанском антиклинории (с использованием материалов (Бородыня и др., 2004)).
1 - западно-приазовская серия; 2 - центрально-приазовская серия; 3 - осипенковская серия; 4 - обиточненский комплекс; 5, 6 - протерозойские интрузии: 5 - гранитоиды, 6 - карбонатиты; 7 - тектонические разломы; 8 - контур обиточненского купола; 9 - точки отбора проб. Геологические структуры: I - Салтычанский купол; II - западный склон Мангушского синклинория; III - Мангушский синклинорий; IV - Лозоватская антиклиналь; V - Корсакский синкли-норий.
На врезке показаны мегаблоки Украинского щита: I - Северо-Западный, II - Днестровско-Бугский, III - Росинско-Ти-кичский, IV - Ингуло-Ингулецкий, V -Среднеприднепровский, VI - Приазовский.
X X
Приазовский мегаблок занимает юго-восточную часть Украинского щита (рис. 1); на западе он граничит со Среднеприднепровской гранит-зе-ленокаменной областью, отделяясь от нее Орехо-во-Павлоградской тектонической зоной. На северо-востоке Приазовский блок ограничен Дне-
провско-Донецким авлакогеном, за которым по данным ряда исследователей имеет продолжение на территории Воронежского массива (Артемен-ко и др., 1995; Иеуаззку, Иеуаззка, 2002). К югу от Приазовского мегаблока располагается акватория Азовского моря. В строении мегаблока пре-
обладают супракрустальные породы, метамор-физованные в амфиболитовой и гранулитовой фации, что отличает его от расположенной к западу Среднеприднепровской гранит-зеленока-менной области, где преобладающими породами являются ортогнейсы и интрузии тоналитов и трондьемитов, а метаморфизм супракрустальных пород не превышает амфиболитовой фации.
Присутствующие на территории Приазовского мегаблока интрузивные породы в региональных схемах рассматриваются как архейские и протерозойские, а метаморфические породы -как раннеархейские. Из предполагаемых возрастных соотношений - временного перерыва между раннеархейскими процессами метаморфизма и складчатости супракрустальных пород Приазовья, с одной стороны, и позднеархейским-проте-розойским становлением интрузивных пород - с другой, следует вопрос о геодинамической природе магматизма. В связи с этим одной из задач данного исследования являлось установление последовательности эндогенных процессов и их точное изотопное датирование.
Магматизм Приазовья изучался многими исследователями (Петрология ..., 1990; Эйнор и др., 1971; Цуканов, 1977 и ссылки в них). Анализ литературных данных показал, что среди интрузивных пород Приазовья встречаются породы повышенной магнезиальности. Они представляли собой особый интерес в плане сравнения с санукитоида-ми - мантийными производными, геологическая позиция которых достаточно хорошо изучена на Балтийском и Канадском щитах. Важными геолого-петрологическими проблемами, связанными с генезисом санукитоидных серий, являются их временные соотношения с тоналит-трондьемитами и породами нормальной магнезиальности, которые в ряде архейских кратонов, в том числе в Приазовье, присутствуют совместно.
Основной задачей настоящей работы являлось прецизионное датирование и-РЬ изотопным методом интрузивных пород, относимых главным образом к обиточненскому комплексу, и разделение их, с учетом литературных данных, на петрохими-ческие серии с целью разработки геодинамической модели магматических процессов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПРИАЗОВСКОГО ДОМЕНА И САЛТЫЧАНСКОЙ МАГМАТИЧЕСКОЙ
ПРОВИНЦИИ (ОБИТОЧНЕНСКИЙ КОМПЛЕКС ГАББРО-ГРАНОДИОРИТОВ)
Значительная часть площади Приазовского домена сложена метаморфическими породами и мигматитами западно-приазовской и центрально-приазовской серий. По данным разных исследователей возраст метаморфических пород варьирует от
палеоархея (Кт1уцк е! а1., 2002; Полуновский, Есипчук, 1985) до протерозоя (Эйнор и др., 1971) . В краевых частях Западного Приазовья располагаются тектонические фрагменты зеленокамен-ных поясов (рис. 1), возраст которых находится в интервале 3.2-3.0 млрд. лет. На юге Западного Приазовья развиты плутонические породы: габбро и диориты, которые образуют крупную магматическую провинцию, расположенную в центральной части Салтычанского антиклинория на площади порядка 1500 км2 (Геолопчна карта ..., 1998). На всей территории Приазовского домена проявлен позднеархейский (~2800 млн. лет) метаморфизм и плагиомигматизация. В восточной части Приазовья широко проявлен щелочной магматизм протерозойского возраста. Имеющаяся геохронологическая информация для пород Приазовского домена приведена в работах (Щербак и др., 1995; Артеменко и др., 2002, 2003).
Салтычанский антиклинорий представляет собой куполовидную структуру площадью около 2000 км2. Согласно геофизическим данным в его центральной части фиксируется сводовая структура поверхности Мохо, которая интерпретируется как крупный диапир, прослеживающийся на глубину до 60 км (Насад и др., 2001). Небольшого размера (до 85 км2) интрузии габбро и диоритов (оби-точненский комплекс ) (Усенко, 1960; Петрология ..., 1990) занимают более половины площади Салтычанского антиклинория. Широко развиты дайки лампрофиров и горнблендитов (Иванушко, 1973). Наряду с интрузиями обиточненского комплекса на этой территории имеются жилы, небольшие интрузии и мигматиты тоналитов и трондьемитов, относимых к шевченковскому комплексу (возраст 2800 млн. лет; Щербак и др., 1981). Плутонические породы локально деформированы и рассланцованы, а в отдельных зонах мигматизи-рованы. С этими процессами связана фрагментация отдельных массивов и превращение части из них в гнейсы и амфиболиты, которые местами трудноотличимы от гнейсов и амфиболитов западно-приазовской толщи.
Обиточненский комплекс представлен породами, варьирующими по составу от габбро до грано-диоритов. Преобладают габбро, а диориты, кварцевые диориты и гранодиориты имеют подчиненное значение. По составу породы обиточненского комплекса разделяются на две петрохимические серии: нормальной и повышенной магнезиальности, которые характеризуются сходным геологическим положением: они прорывают метаморфические породы и мигматиты западно-приазовской серии и секутся жилами то
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.