УДК [551.242+552.163]:551.242.5.055 (99)
СТРУКТУРА И МЕТАМОРФИЗМ АНТАРКТИЧЕСКОГО ЩИТА
© 2013 г. Е. Н. Каменев1, В. А. Маслов1, В. С. Семенов2, Р. Г. Куринин1, В. М. Михайлов1,
Н. Л. Алексеев3, И. А. Каменев3, С. В. Семенов2
1 Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга, Санкт-Петербург, 190121, Английский пр., д. 1 2 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, 199034, наб. Макарова, д. 2 3 Полярная морская геологоразведочная экспедиция, Ленинградская обл., г. Ломоносов, 188512, ул. Победы, д. 24
Поступила в редакцию 06.02.2012 г.
В настоящей статье обобщены накопленные более чем за полвека сведения о вещественном составе, структуре и условиях метаморфизма, эволюции и времени метаморфических событий крупнейших докембрийских тектонических провинций Антарктического кристаллического щита. Объединение орто- и паракристаллических образований щита по географическому положению, составу, возрасту и особенностям метаморфизма в комплексы и серии позволило выявить и рассмотреть основные черты строения и эволюции названных провинций. Среди них выделяются: 1) протяженный более чем на 4000 км субширотный полициклический позднедокембрийско-раннепалеозойский Веге-нер-Моусонский подвижный пояс, история которого началась в мезопротерозое, а стабилизация завершилась только в конце кембрия, 2) реликтовые раннедокембрийские кристаллические прото-кратонные блоки в бортах подвижного пояса, история которых прослеживается с эоархея, и 3) субширотный позднедокембрийско-раннепалеозойский авлакоген в южном из протократонных блоков. Характеризуются условия метаморфизма в диапазоне от пироксен-гранулитовой субфации в протократонных блоках до зеленосланцевой фации в авлакогене и время проявления магматических и метаморфических событий во всех тектонических провинциях щита. Это позволило подойти к оценке метаморфической истории и особенностей формирования континентальной коры Антарктиды в докембрии, самые древние кристаллические образования которой датированы эодокем-брием (4060—3850 млн. лет), а самые молодые — ранним палеозоем (около 500 млн. лет).
DOI: 10.7868/S0016853X13020021
ВВЕДЕНИЕ
В данной статье освещены итоги тектонического районирования Антарктического щита и охарактеризованы основные метаморфические события в истории развития его континентальной коры в докембрии. В фундамент этой работы легли апробированные результаты прежних работ Е.Н. Каменева [1, 5, 6, 13, 48—50], позволяющие судить об эндогенных режимах, приведших к становлению земной коры этого ключевого участка Гондваны. Учет современных новых данных обеспечивает более обоснованную характеристику основных метаморфических событий в геологической истории Антарктического щита в докембрии. Описание особенностей метаморфизма сгруппировано по крупнейшим геотектоническим провинциям Антарктического щита и выделяемым в них по ряду признаков отдельным блокам, поясам и комплексам метаморфических пород.
Антарктический щит расположен в Атланти-ческо-Индоокеанском секторе Восточно-Антарктического кратона (древней платформы) между меридианами 1° з.д. и 100° в.д. (рис. 1). Гор-
ные цепи коренных выходов кристаллических пород щита прослеживаются в субширотной приморской полосе Антарктиды между системой выводных ледников Пенка-Ютульстреумен на западе и ледником Денмана на востоке. Ширина полосы обычно колеблется в пределах 100 км, но на Земле Эндерби и в горном обрамлении ледников Ламберта и Эймери достигает 300—700 км. Восточнее оазиса Вестфоль наблюдаются редкие коренные выходы у самого побережья, в том числе на островах, и в западном борту выводного ледника Денмана. Особняком выделяется группа нуна-таков Гров в юго-западной части Земли Принцессы Елизаветы (72°54' ю.ш., 74°40' в.д.). На Земле Эндерби горные массивы по форме близки к овальным или изометричным (горы Нейпир, Тьюла, Раггатт, Скотта, Най, Дисмал и др.). На Земле Королевы Мод хребты ориентированы поперек субширотной полосы гор и отделены друг от друга ледниками субмеридионального или диагонального простирания. На Земле Мак-Ро-бертсона коренные выходы дискретно, иногда в виде вытянутых субширотно или субмеридио-нально массивов, обнажены в бортах крупнейше-
го в мире выводного ледника Ламберта или его притоков. Самые южные обнажения кристаллических пород щита наблюдались там в пике Комсомольском (75°45' ю.ш., 63°25' в.д.).
Ограничивающие щит с запада и востока плитные блоки (соответственно — Модхейм и Адели, рис. 1) [6] характеризуются наличием обрывков позднедокембрийского и более позднего осадоч-но-вулканогенного чехла платформенного типа. В эрозионных окнах чехла на западе и востоке обнажены в основном раннедокембрийские кристаллические комплексы. Приблизительно вдоль меридиана 30° з.д.—150° в.д. покрытый материковым льдом кратон ограничен предгорным прогибом и палеозойскими складчатыми системами Росской ветви Тихоокеанского подвижного пояса (в том числе Трансантарктические горы на рис. 1). В тыловой части этой ветви, обращенной к платформе, встречаются крупные выходы высокоме-таморфизованных докембрийских пород (например, в горах Миллер). Они в настоящей статье не рассматриваются.
Большая часть обнажений Антарктического щита образована позднедокембрийскими кристаллическими комплексами протягивающегося через весь щит субширотного Вегенер-Моусон-ского подвижного пояса [49].
На северной окраине этого пояса (рис. 2) в прибрежной части материка местами сохранились кристаллические комплексы раннего докембрия, которые представляют собой наиболее древние реликты архейско-палеопротерозойских протократонов. Они состоят преимущественно из метаморфических пород высокотемпературной гранулитовой фации. К ним относятся коренные выходы на островах Эйгарен в заливе Эдуарда VIII и на Земле Кемпа, острова Реуер и оазис Вестфолль на Земле Принцессы Елизаветы, обнажение эндербитов на мысе Шарко (в западном борту ледника Денмана на Береге Правды). Возможно, что в западной части подвижного пояса реликты сапфиринсодержащих гранулитов оазиса Ширмахера на Земле Королевы Мод также являются уцелевшим остатком раннедокембрий-ского блока. Самый крупный из реликтовых про-тократонов образован Нейпирским гранулит-чарнокит-эндербитовым комплексом Земли Эн-дерби [14, 23, 25], обнаженным в горах Раггатт, Скотта, Тьюла и Нейпир. Южнее Вегенер-Мо-усонского пояса в верховьях ледника Ламберта (горы Содружества, Соловьева и южная часть эскарпа Моусона) обнаруживаются крупные реликты другого раннедокембрийского протократона, представленные полиметаморфическими породами Рукерского комплекса. В пределах этого комплекса среди раннедокембрийских образований амфиболитовой фации с реликтами гранули-товых минеральных ассоциаций местами обнаже-
ны метаморфизованные в условиях зеленослан-цевой фации складчатые осадочные толщи и диабазы [17, 63] позднедокембрийско-раннепа-леозойского Рукерского авлакогена.
ПОЗДНЕДОКЕМБРИЙСКИЙ ВЕГЕНЕР-МОУСОНСКИЙ ПОДВИЖНЫЙ ПОЯС
Название этого пояса происходит от плато Ве-генеризен в западной части Земли Королевы Мод (ЗКМ) и уступа (эскарпа) Моусона в восточном борту ледника Ламберта. Пояс прослеживается с перерывами с запада на восток более чем на 4000 км (от ледника Ютульстреумен на западе до ледника Денмана на востоке). Он образован (с запада на восток):
— Инзельским и Гумбольдтским кристаллическими комплексами ЗКМ (от ледника Ютуль-стреумен на западе до гор Бельжика на востоке);
— Онгульским комплексом гор Ямато и побережья залива Лютцов-Хольм,
— Полкановским комплексом Берега Принца Улафа;
— Рейнерским комплексом Земли Эндерби и Земли Кемпа (от полуострова Борщевского на западе через горы Най, нунатаки южнее ледников Тайера и Уилма, горы Хансен и нунатаки Берега Моусона до Земли Ларса Кристенсена на востоке);
— Биверским и Фишерским комплексами Земли Мак-Робертсона;
— Северной частью Ламбертского комплекса в горах Принс-Чарльз и уступе Моусона,
— Кристаллическими породами гор Гров, также островов и побережья Земли Принцессы Елизаветы и Берега Правды, включая нунатаки западного борта ледника Денмана.
Несмотря на огромную протяженность пояса, сопоставимую с протяженностью Росского оро-гена Трансантарктических гор, большинство его крупных и мелких горных массивов имеют общие характерные геологические особенности. Так, Гумбольдтский, Онгульский, Рейнерский и Би-верский комплексы образованы породами, мета-морфизованными преимущественно в умеренных условиях гранулитовой фации. Инзельский и Полкановский комплексы, метаморфические толщи гор Хансен на Земле Кемпа, южной части Биверского комплекса (горы Рассеченные, хребет Клейг, горы Астрономов и массив Геодезистов) в центральной части гор Принс Чарльз чуть южнее 71° ю.ш., толщи метаморфических пород, слагающие северную часть уступа Моусона и Фи-шерского комплекса на западном борте ледника Ламберта относятся к высокой "мигматитовой" ступени амфиболитовой фации. Все они несут признаки первоначального метаморфизма грану-литовой фации в условиях умеренных температур
Рис. 1. Обзорная карта Антарктиды
1 — ледники Пенка и Ютульстреумен; 2 — оазис Ширхамера; 3 — массив Вольтат; 4 — горы Сер-Роннане; 5 — горы Бель-жика; 6 — горы Ямато; 7 — залив Лютцов Хольм; 8 — горы Най, Файф; 9 — горы Раггатт; 10 — Земля Кемпа; 11 — озеро Бивер; 12 — массивы Фишер, Уиллинг, Шо; 13 — уступ Моусона; 14 — г. Соловьева; 15 — горы Гров; 16 — Оазис Вест-фолль, острова Рёуэр; 17 — Оазис Бангера; 18 — острова Уиндмилл. Пунктирной линией показаны границы главных структурно-тектонических областей: I — Вегенер-Моусонский подвижный пояс; II — Архейский нейпирский комплекс; III — раннедокембрийский рукерский комплекс
и давлений, характеризуются обширными проявлениями жил аляскитов и гранитных пегматитов.
Наиболее ярко эти общие черты проявлены в горах Земли Королевы Мод [3, 14, 16, 62]. Там Гумбольдтский комплекс преимущественно пород гранулитовой фации представлен толщами двух типов: 1) биотит-амфибол-пироксеновые, биотит-гранат-пироксеновые и чарнокитовые гнейсы и мигматиты, содержащие пласты и пачки амфибол-гр
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.