ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 458, № 3, с. 313-317
= ГЕОЛОГИЯ :
УДК 55(470.1/.2) 551.82
ТЕСТИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПОЗДНЕВЕНДСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ПЕРИФЕРИИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ НА ОСНОВЕ ПЕРВЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗОТОПНОГО U/Pb-ДАТИРОВАНИЯ (LA-ICP-MS) ДЕТРИТНЫХ ЦИРКОНОВ ИЗ ВЕРХНЕВЕНДСКИХ ПЕСЧАНИКОВ ЮГО-ВОСТОЧНОГО БЕЛОМОРЬЯ
© 2014 г. Н. Б. Кузнецов, А. С. Алексеев, Е. А. Белоусова, Т. В. Романюк, А. Н. Реймерс, В. А. Цельмович
Представлено академиком М.А. Федонкиным 23.04.2013 г. Поступило 26.04.2013 г.
Б01: 10.7868/$086956521427022Х
Фундамент северо-восточной периферии Восточно-Европейской платформы (ВЕП) сложен реликтами складчатого пояса, который в последние 20 лет фигурирует в литературе под названием Тиманский ороген [1], или ороген Протоура-лид—Тиманид [2], а возрастной интервал кристаллических комплексов орогена оценивается примерно в 510—750 млн лет [3]. Тектоническая природа орогена — предмет острых дискуссий: его трактуют как аккреционную структуру, многоэтапно развивавшуюся на активной Тиманской окраине Балтики (древний остов ВЕП) во второй половине неопротерозоя [1], или как коллизионное сооружение, образовавшееся на рубеже докембрия и кембрия в результате столкновения Большеземельской активной окраины Арктиды и Тиманской пассивной окраины Балтики [2]. На основе результатов датирования детритных цирконов (dZr) из песчаников верхневендской та-мицкой подсвиты Юго-Восточного Беломорья
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Университет дружбы народов, Москва Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
GEMOC, Macquaria University, Sydney, Australia
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской
Академии наук, Москва
Российский университет нефти и газа
им. И.М. Губкина, Москва
Геофизическая обсерватория "Борок" Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской Академии наук, пос. Борок Ярославской обл.
(ЮВБ) мы тестируем эти тектонические концепции.
Если бы ороген был аккреционным, то продукты его разрушения, в том числе dZr с возрастами, попадающими в возрастной диапазон 510— 750 млн лет — "протоуральско-тиманский прове-нанс-сигнал" (ПТ-сигнал), неминуемо должны были попадать в поздневендский Мезенский осадочный бассейн (МБ) (рис. 1). Отсутствие ПТ-сигнала в верхневендских породах МБ — аргумент "против" существования в позднем венде на Ти-манской окраине Балтики аккреционного ороге-на. Если бы ороген был коллизионным, то ПТ-сигнал мог попасть в МБ лишь после начала коллизии. Отсутствие ПТ-сигнала в поздневендских породах МБ — индикатор того, что в позднем венде коллизия Балтики и Арктиды еще не началась, а Тиманская окраина Балтики продолжала развиваться в режиме пассивной континентальной окраины.
В строении ЮВБ участвуют глинисто-песчанистые толщи, охватывающие стратиграфический интервал от верхов венда до низов кембрия [4]. Эти толщи довольно полно обнажены на Онежском п-ове и на восточном побережье Белого моря [5—8], вскрыты бурением в низовьях р. Онега (восток Ветреного пояса) [9] и на Бело-морско-Кулойском плато, а на юге они погружаются в Московскую синеклизу. На некоторых уровнях верхневендской части этого разреза залегают прослои пепловых туфов, возраст которых (и/РЬ по циркону) 555.4 ± 1.7 [5] и 550 ± 4.4 млн лет [6]. Это и многочисленные находки эдиакарских фоссилий [4, 7, 8] определяют возрастную и стратиграфическую привязки рассматриваемого разреза.
5
313
Рис. 1. Схема палеогеографии для позднего венда ВЕП (с использованием [3, 9, 10, 14]) и ее палеозойского обрамления (А), и колонка разреза, вскрытого скв. Мятозеро-1-1 (Б).
1—6 — палеогеография позднего венда ВЕП: 1 — области седиментации; 2 — области эрозии, 3 — вероятные области низкой (слабо эродируемой) суши с западинами (мелководья с застойными условиями осадконакопления), 4 — контуры МБ, 5 — направления сноса, 6 — ВВК; 7 — сутуры/надвиги (а) и сдвиги (б), ограничивающие ВЕП; 8—11 — складчатые комплексы периферии ВЕП: 8 — восточные уралиды, 9 — скандинавско-гренландские каледониды, 10 — протоуралиды-тиманиды, 11 — кадомиды; 12—15 — тектоно-метаморфическая и/или деформационная переработки поздневендских и более древних образований ВЕП, связанные со становлением орогенов: Протоуралид—Тиманид (12), Кавказско-Прикаспийских кадомид (13), Скандинавско-Гренландских каледонид (14), Уралид (15); 16 — контуры выходов на дневную поверхность поздневендских и более древних образований на Урале и Тимане; 17 — место отбора пробы 09-326; 18 — места отбора проб на: (1) — Южном Тимане [15], (2) — Южном Урале [13].
В [10] авторы полагают, что туфовые прослои в верхнем венде могли сформироваться за счет продуктов вулканической деятельности, поступивших из Тиманского аккреционного орогена. Однако пепловые и туфовые прослои в верхневендском редкинском горизонте и его стратиграфических аналогах известны в разных районах ВЕП [10] и прослежены по скважинам от ЮВБ до Волыни, Подолии и Полесья (Украина, Западная Беларусь, Восточная Польша). Там в самых верхах верхнего
докембрия залегает Волынский вулканогенный комплекс (ВВК) — толща базальтов, андезитов, да-цитов, риолитов и их туфов. ВВК формировался в несколько стадий, для самой ранней из них получен возраст 557 ± 9—551 ± 4 млн лет [11]. Таким образом, именно поздневендский вулканизм ВВК был источником материала туфовых и пепловых прослоев, известных по скважинам и в редких обнажениях в разрезах толщ этого возраста во многих
ТЕСТИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПОЗДНЕВЕНДСКОИ ЭВОЛЮЦИИ
315
Аркт-Европа
• Волынская вулканическая провинция (ВВК)
Комплексы орогена Протоуралид—Тиманид, ___спаявшего Балтику и Арктиду
Анарогенный магматизм (граниты рапакиви и др.) — Выборгский
^^ Рижский, Салминский и другие плутоны ....................................Балтика
Свеко-Норвежский (Гренвильский) ороген, спаявший Прото-Балтику, Прото-Лаврентию и Свеко-Норвегия Амазонию — ассамблирование Родинии
Комплексы Среднерусско-
Волынского орогена, спаявшего Волго-Сарматию и Фенноскандию — ассамблирование Прото-Балтики
Анарогенный магматизм(рапакивиподобные граниты и др.) — Коростеньский, Корсунь-Новомиргородский, Новоук
Комплексы Волго-Сарматского орогена, спаявшего
35
30
25
20
15
10
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500 млн лет
Рис. 2. Внизу — гистограмма и график плотности вероятности (ГПВ) и/РЬ-возрастов dZr из песчаников тамицкой подсвиты усть-пинежской свиты ЮВБ (для сравнения добавлены ГПВ и/РЬ-возрастов dZr из песчаников верхнерифейской дже-жимской свиты Южного Тимана [15] и нижнерифейской айской свиты Южного Урала [13]. Вверху — названия и интервалы возрастов кристаллических комплексов коровых блоков и спаявших их орогенов ВЕП.
районах ВЕП, в том числе в районах ЮВБ [5, 6] и на западе Среднего Урала [12].
Скважина Мятозеро-1-1 (63°49'59'' с.ш., 38°42'56'' в.д.) под четвертичными отложениями в
интервале 32—90 м вскрыла аргиллитоподобные шоколадные глины с тонкими пропластками зеленовато-серых слюдистых алевролитов архангельской подсвиты усть-пинежской свиты ред-
кинского горизонта венда. К лямицкой подсвите отнесен интервал 90—117.7 м, где в аналогичных глинах появляются тонкие зеленые и зеленовато-серые прослойки (выветрелые пепловые туфы). Ниже глины переходят в алевролиты с гнездовид-ными скоплениями крупных (1—2 мм) зерен кварца и табличками темной слюды. Песчаный горизонт, вскрытый в интервале 117.7—122.7 м, выделен как тамицкая подсвита — базальный уровень вендских отложений. Песчаники буровато-серые, красновато-бурые, вверху мелко-, внизу крупнозернистые, а в подошве — с гравием кварца размером 1—2 см. На глубине 122.7 м они налегают на палеопротерозойские гранатовые амфиболиты северо-восточной периферии Ветреного пояса. С глубины 121.9 м из тамицкой подсвиты отобрана проба 09-326 (около 1 кг) — песчаник глинистый шоколадно-серый, средне-крупнозернистый, плохо сортированный, с небольшого размера (до 3 мм) белыми участками неправильной формы, вероятно, с повышенной концентрацией кремневого или карбонатного цемента. Порода содержала редкий гравий гранатового гнейса, зеленой разложенной слюдистой роговообманко-вой породы до 6—7 мм в поперечнике и отдельные чешуйки слюды.
Датирование dZr выполнено методом ^-1СР-М8 в GEMOC-центре (методика в [2]). Технология подготовки dZr описана в [13]. Всего было датировано 85 зерен, 11 анализов с дискордантно-стью |D | < 5% были отброшены. Остальные 74 анализа показали разброс возрастов dZr от 1836 ± 29 до 2839 ± 21 млн лет (рис. 2). Из них 20 dZr (около 20%, здесь и далее — доля от количества анализов с D < 5%) показали палеопротерозойские, 50 dZr (около 68%) — неоархейские и 4 dZr (около 5%) — мезоархейские возрасты. Датированные dZr по возрастному признаку подразделились на три популяции. Наиболее молодая позднепалеопроте-розойская популяция представлена 13 dZr с возрастами от 1836 ± 29 до 1934 ± 41 и пиковым значением 1882.1 млн лет. Раннепалеопротерозойская популяция (6 dZr) охватывает диапазон от 2341 ± 33 до 2489 ± 33 с пиковым значением 2477.6 млн лет. Самая многочисленная (53 dZr) архейская популяция охватывает диапазон от 2652 ± 32 до 2839 ± ± 21 млн лет и характеризуется мономодальным характером распределения возрастов с ярким пиковым значением 2737.2 млн лет. Два отдельных dZr показали возрасты 2053 ± 25 и 2556 ± 32 млн лет. Отметим большой (около 1.2 млрд лет) временной зазор между возрастом самого молодого dZr и возрастом тамицкой подсвиты и отсутствие ПТ-сигнала.
Ранее на основе сопоставления возрастов dZr из обломочных пород, слагающих джежимскую свиту низов верхнего рифея на Южном Тимане и раннерифейскую айскую свиту Башкирского поднятия на западе Южного Урала, с возрастами
кристаллических комплексов, слагающих фундамент ВЕП, был сделан вывод о том, что эти свиты сложены продуктами размыва кристаллических комплексов, слагающих Балтику, и накапливались в бассейне на ее пассивной континентальной окраине [2, 13, 15]. Полученный спектр возрастов dZr из песчаников тамицкой подсвиты ЮВБ указывает на то, что песчаники нижних уровней верхневендско-нижнекембрийского разреза в ЮВБ также сформирова
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.