УДК 552.312/.313:550.4"6112"(470.324)
РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ТОЛЩИ И МАГМАТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ЛОСЕВСКОЙ ШОВНОЙ ЗОНЫ ВОРОНЕЖСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА: ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ, ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, ГЕОХИМИЯ, ПАЛЕОГЕОДИНАМИКА © 2014 г. Р. А. Терентьев
Воронежский государственный университет, Воронеж e-mail: terentiev@geol.vsu.ru Поступила в редакцию 05.06.2012 г., получена после доработки 08.10.2012 г.
С целью снять противоречия, связанные с неоднозначностью идентификации вещественного состава, расчленения и условий формирования раннепротерозойских интрузивных, метавулканоген-ных и метаосадочных образований Лосевской шовной зоны Воронежского кристаллического массива, приведена их наиболее полная (геологическая, петрографическая, петрохимическая, геохимическая) характеристика. Уточнена схема стратиграфии и магматизма центральной части Лосевской шовной зоны. В частности, раннепротерозойская лосевская серия подразделена на две толщи: стрелицкую (окраинно-морскую) и подгоренскую (островодужную). Выделен новый гипа-биссальный нововоронежский комплекс метагаббро-диабазов, комагматичный метатолеитам под-горенской толщи. Изотопный возраст стрелицкой толщи принят равным 2172 ± 17 млн лет по результатам датирования ядерных частей цирконов из прорывающих толщу усманских плагиограни-тов. Верхняя возрастная граница стрелицкой толщи соответствует возрасту комагматичных метавулканитам дометаморфических габбро рождественского комплекса — 2120 ± 11—2158 ± 43 млн лет. Уточнен возраст усманского плагиогранитного комплекса. Основываясь на геолого-структурном и петрографо-минералогическом анализе метавулканогенных пород, на литологическом анализе ме-таосадочных образований, а также на новых геохимических данных по метавулканитам и метамор-физованным осадкам, намечен сценарий палеогеодинамического развития Лосевской шовной зоны в первой половине раннего протерозоя: (1) излияние толеитов переходного T-MORB типа в зонах спрединга и накопление терригенных толщ в котловинах окраинного моря; (2) излияние толеитов, обедненных Nb, и плагиориолитов с геохимическими признаками субдукции; (3) внедрение интрузий габброидов рождественского комплекса; (4) параллельно со стадией 2 заложение островной дуги, толеитовый и известково-щелочной (подгоренская толща) вулканизм; (5) внедрение субсинхронных вулканизму габбро-диабазов нововоронежского комплекса и интрузий диорит-гранитоидного состава, кристаллизация гранитоидов усманского комплекса; (6) перерыв в осадконакоплении и формирование молассы воронежской (сомовской) свиты.
Ключевые слова: Воронежский кристаллический массив, ранний протерозой, магматический комплекс, стратон, лосевская серия, геохимия, изотопный возраст.
Б01: 10.7868/80869592X14020094
ВВЕДЕНИЕ
Лосевская шовная зона разделяет Курский и Воронежский мегаблоки Воронежского кристаллического массива (рис. 1а), который, в свою очередь, входит в состав Восточно-Европейской платформы и представляет выступ докембрий-ского фундамента, неглубоко (0—500 м) погребенный под покровом осадочных пород. Характеристика структурно-вещественных комплексов Лосевской шовной зоны и их геодинамическая интерпретация важны для расшифровки истории
развития Воронежского кристаллического массива в докембрии. Однако из-за недостаточной изученности многие ключевые характеристики Лосевской шовной зоны остаются дискуссионными; в частности, на основе одних и тех же данных нередко делаются противоречивые выводы. Остановимся на обзоре литературных данных по Лосевской шовной зоне.
На ранних этапах исследований вулканиты лосевской серии объединялись в непрерывную ба-зальт-андезит-дацитовую формацию (Чернышов,
39° в.д. _1
52°
52° с.ш.
- 51°
39°
40°
Египко, 1974; Бочаров, 1988; Бочаров, Черны-шов, 1985; Буш и др., 2000), позднее появились данные о наличии в пределах Лосевской шовной зоны контрастной базальт-риолитовой формации (Терентьев, 2002 и др.), что было подтверждено другими геологами (Ненахов и др., 2007; Щипан-ский и др., 2007).
Неоднозначность оценки формационной принадлежности метаморфизованных вулканогенных пород лосевской серии приводила к разной интерпретации геодинамики Лосевской шовной зоны в раннем протерозое. Н.Ф. Которгин (2001) сравнивал эту зону с зеленокаменными поясами архея Курской магнитной аномалии и других регионов, что не нашло подтверждения в вещественном составе серии и изотопно-геохимических данных. Одни предполагали формирование лосевской серии в условиях субдукции тихоокеанского (Бочаров, Чернышов, 1985) или андского типа (Буш и др., 2000; Щипанский и др., 2007), другие — в условиях внутриконтинентального или окраинно-континентального рифтогенеза под действием плюм-тектоники (Кременецкий и др., 2007; Минц и др., 2007). И, наконец, приняв во внимание более сложный, чем предполагалось ранее, полиформационный состав серии, ее формирование начали связывать с двумя стадиями: ранней океанической и поздней субдукционной (Черны-шов и др., 1997; Ненахов и др., 2007; Чернышов, Ненахов, 2010; Ненахов, Бондаренко, 2011).
Многообразие трактовок геодинамики Лосевской шовной зоны на ранних стадиях ее развития привело к еще большей неопределенности выводов о геотектонической позиции Байгоровской вулканоплутонической структуры, формировавшейся позже лосевской серии. Эту структуру относили к продуктам внутриплитного вулканизма (Щипанский и др., 2007), тафрогенеза (Чернышов и др., 1997) и субдукции (Ненахов и др., 2007; Чернышов, Ненахов, 2010). Некоторые авторы даже в рамках одной работы не могли определиться с обстановкой ее формирования, предполагая то субдукционную, то внутриплитную (Бонда-ренко и др., 2009).
Данные о вещественном составе вулканитов лосевской серии и Байгоровской вулканоплуто-нической структуры, их петрогеохимических характеристиках немногочисленны (Бочаров, 1988; Ненахов и др., 2007; Которгин, 2001; Щипанский и др., 2007; Бондаренко и др., 2009; Терентьев, 2002 и др.) Практически все авторы, кроме Ю.С. Зайцева и др. (1970), впервые выделивших лосевскую серию, игнорировали мощные толщи осадочных пород в ее объеме и их значение для понимания геотектонической позиции Лосевской шовной зоны.
В настоящее время принята двучленная структура раннепротерозойских стратонов и магматических комплексов центральной части Лосевской шовной зоны: (1) более древняя лосевская серия в ассоциации с рождественским габбровым и усман-ским плагиогранитным комплексами и (2) более молодая воронежская свита в ассоциации с ольховским габбронорит-кварцмонцонит-гранит-ным комплексом. Эти представления, как будет показано ниже, нуждаются в пересмотре.
В настоящей работе на основе опубликованных материалов, новых данных о петрогеохимии плутонических и метавулканогенных пород, изотопной геохронологии плутонических образований Лосевской шовной зоны сделана попытка снять некоторые противоречия, связанные с вещественным составом, расчленением, условиями формирования раннепротерозойских интрузивных, метавулканогенных и метаосадочных образований этой зоны.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Представления о геологическом строении исследуемой территории изложены на основе визуального изучения керна более 200 скважин, пройденных в рамках различных геолого-разведочных работ, в том числе глубинного геологического картирования территории Воронежского кристаллического массива. Использованы геолого-геофизические и петрогеохимические данные В.В. Багдасаровой, В.М. Богданова, Ю.С. Зайце-
Рис. 1. Схема структурно-тектонического районирования докембрийского фундамента Воронежского кристаллического массива (а) и схематическая геологическая карта центральной части Лосевской шовной зоны (б).
(а): 1 — образования Лосевской шовной зоны; 2 — нижнепротерозойские породы Воронежского мегаблока; 3 — архейские образования Курского мегаблока; 4 — синклинорные структуры, выполненные нижнепротерозойскими породами; 5 — изогипсы абсолютных отметок поверхности докембрийского фундамента.
(б): 1 — гранитоиды второй фазы ольховского комплекса; 2 — плагиограниты усманского комплекса; 3 — габброиды, диориты первой фазы ольховского комплекса; 4 — габброиды рождественского комплекса; 5 — байгоровский вулканогенный комплекс; 6 — метатерригенные образования воронежской свиты; 7—9 — лосевская серия: 7 — метавулканоген-но-осадочные породы непрерывно-дифференцированной формации (подгоренская толща), 8 — метаосадочные, ме-тавулканогенно-осадочные породы (стрелицкая толща) и амфиболит-гнейсовые образования неопределенного стратиграфического положения, 9 — основные (преобладают) и кислые метавулканиты контрастной формации (стрелицкая толща); 10 — геологические границы; 11 — тектонические нарушения: а — региональный Лосевско-Ма-монский разлом, б — второстепенные разломы; 12 — положение и номер скважин, вскрывающих стратифицированные толщи; 13 — положение и номер скважин (опорных разрезов).
ва, Н.Ф. Которгина, В.И. Лосицкого, Ю.Н. Стри-ка, В.Ю. Скрябина, К.А. Савко, А.П. Таркова, А.А. Щипанского и др. Местоположение скважин, керн которых использован для петрографических, геохимических и изотопных исследований, показано на рис. 1б. Опробованы метавул-каниты подгоренской (67 образцов) и стрелицкой (43 образца) толщ лосевской серии, плагиограни-ты (1 образец + 3 образца из работы (Щипанский и др., 2007)) усманского комплекса, габброиды (12 образцов) рождественского комплекса и мета-габбро-диабазы (13 образцов) в поле развития подгоренской толщи Лосевской шовной зоны.
Кристаллооптические исследования осуществлены на прямом оптическом поляризационном микроскопе OLYMPUS BX51-P (аналитик РА. Терентьев).
Определение петрогенных оксидов выполнено комплексом методов в ИМГРЭ, Москва. Концентрации SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5 определены методом ICP-OES (пламенно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) на приборе Optima 3300 (аналитики Б.И. Волков, Ю.И. Гроссе, И.А. Пичугин); содержания FeO и CO2 — титри-метрическим бихроматным и H2O-, H2O+ гравиметрическим стандартными методами (аналитики Б.И. Волков, Ю.И. Гроссе); концентрации F, Cl, S — рентгенофлуоресцентным мето
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.