ГЕОТЕКТОНИКА, 2007, № 2, с. 23-33
УДК 5512:552321
ВЕНДСКИЕ ТЕКТОНО-МАГМАТИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ В МАНТИЙНЫХ КОМПЛЕКСАХ ОФИОЛИТОВ ПОЛЯРНОГО УРАЛА: ДАННЫЕ и-РЬ ДАТИРОВАНИЯ ЦИРКОНА ИЗ ХРОМИТИТОВ
© 2007 г. Г. Н. Савельева1, П. В. Суслов1, А. Н. Ларионов2
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 2Центр изотопных исследований, ВСЕГЕИ, 190121, Санкт-Петербург, Средний проспект, 72а
Поступила в редакцию 23.01.2006 г.
В статье рассмотрены геологические и радиоизотопные свидетельства тектоно-магматических событий позднего венда в реститовых мантийных ультрамафитах Войкаро-Сыньинского офиолито-вого массива и проведено их сопоставление с событиями в восточной окраине Восточно-Европейской платформы. Геологические и радиоизотопные данные показывают, что офиолитовые комплексы Полярного Урала формировались в ходе нескольких этапов. В мантийных реститах прохождение расплавов сквозь перидотиты фиксировалось образованием новых минеральных ассоциаций, таких, например, как оливин + хромит ± циркон. Циркон кристаллизовался из остаточных порций фракционированных базитовых расплавов, импрегнирующих перидотиты. Активное взаимодействие горячих реститовых гарцбургитов с мигрирующими расплавами было неоднократным, что могло обусловить образование разновозрастных ассоциаций пород дунит + хромит. Из этого следует важный геологический вывод - существует значительная вероятность присутствия изотопных маркеров событий разного времени в мантийных реститовых комплексах офиолитов. и-РЬ датирование цирконов на ионном микрозонде SHRMP-П показало, что абсолютный возраст семи зерен составляет 585.3 ± 6 млн. лет (среднее квадратичное отклонение = 0.036, вероятность конкордантности = 0.85). Полученный возраст цирконов в хромитах маркирует тектоно-магматиче-ские события венда, проходившие в верхней мантии в области перехода океанический бассейн - Восточно-Европейская плита. Островодужные комплексы Полярного Урала закладывались на тектонически совмещенных фрагментах палеозойской и допалеозойской океанической коры. Породы этой коры перерабатывались в ходе магматических событий, связанных с зарождением островных дуг в среднем палеозое. Как итог этих процессов, в мантийных реститовых комплексах пространственно единой офиолитовой ассоциации возникали и локально сохранялись породы, формировавшиеся в разные геологические эпохи.
ВВЕДЕНИЕ
Определение возраста любой офиолитовой ассоциации связано с рядом проблем, к которым относятся: (1) часто встречающаяся тектоническая дезинтеграция офиолитовых комплексов и последующее тектоническое совмещение разновозрастных пород [4, 5]; (2) крайне низкие концентрации радиогенных компонентов в мантийных реститовых ультрамафитах, представляющих самые ранние глубинные комплексы офиолитовых разрезов; (3) нарушенность Бт/Ш и ЙЬ/Бг систем в породообразующих клино- и ортопироксенах реститовых ультрамафитов [2], что делает невозможным датирование мантийных пород, пространственно связанных с плутоническими и вул-каногенно-осадочными комплексами в единую офиолитовую ассоциацию. Попытки радиологического датирования мантийных реститов - наиболее ранних пород офиолитовой последовательности - побуждают к поискам таких акцессорных минералов, как циркон. Присутствие циркона в хромитовых рудах и сегрегациях из дунитов и
гарцбургитов отмечено в ряде массивов, а и-РЬ датирование цирконов из хромитов в дунит-гарц-бургитовом комплексе массива Финеро, Западные Альпы, показало очень хорошую корреляцию геохронологических и геологических данных [18].
Представляется вероятным, что прохождение расплавов сквозь мантию фиксируется образованием новых минеральных ассоциаций в мантийных реститах (например, оливина, хромшпинели-да и циркона) и время образования новых минералов можно определить.
В этой статье мы сделали попытку оценить время магматических событий, происходивших в реститовых мантийных ультрамафитах Войкаро-Сыньинского офиолитового массива, на основании И-РЬ датирования цирконов из хромитовых залежей Войкаро-Сыньинского массива и сопоставить тектоно-магматические события в восточной окраине Восточно-Европейской платформы и офиолитовых комплексах Полярного Урала, включая мантийные ультрамафиты.
ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ВОЗРАСТ ОФИОЛИТОВ
Офиолитовые комплексы Урала маркируют три главные геодинамические обстановки формирования океанической литосферы в фанерозое: ордовикского, силурийского, ранне- и среднеде-вонского спрединга в южном сегменте Палео-уральского бассейна, ордовикского рифтогенеза вдоль Восточно-Европейской континентальной окраины и обстановку надсубдукционного спрединга в раннедевонское время, ярко выраженную в полярном сегменте Урала [9-11, 14, 15, 26]. В то же время детальные исследования геологической структуры Урала, новые геохронологические датировки пород, относимых к офиолитовым комплексам [1, 3, 16], и палинспаситческие (геодинамические) реконструкции позволяют предполагать существование древней, допалеозойской, океанической литосферы вдоль края ВосточноЕвропейской плиты [9, 10, 14, 26].
Проблемы распространения рифейских офио-литов на Полярном Урале наиболее полно проанализированы В.А. Душиным [3]. Присутствие аллохтонных офиолитовых комплексов среди метаморфических толщ протерозоя Харбейского выступа и верхнерифейских осадочно-вулканоген-ных толщ Янганэпэйско-Манитанырдского анти-клинория ставит вопросы о полихронности офио-литов на Полярном Урале и о структуре и тектоническом режиме развития восточной окраины Восточно-Европейской платформы перед основным, палеозойским, этапом образования офиолитов.
Свидетельства тектоно-магматической активности в пределах континентальной окраины на рубежах венда-кембрия и кембрия-ордовика приведены в целом ряде работ, например [7, 9]. Новые данные радиоизотопного датирования (U-Pb, Pb-Pb, SHRIMP) гранитоидов, развитых к юго-западу от Войкаро-Сыньинского массива в сопредельных с ним областях - на юге Лемвинской зоны и в северной части Ляпинского антиклинория, убедительно показали вендский и венд-кембрийский возраст вулкано-плутонических ассоциаций, включающих контрастные риолит-базальтовые серии, граниты и гранодиориты [6]. Петролого-геохимиче-ские исследования этих пород и палинспастиче-ские реконструкции послужили основанием для выводов о том, что на северо-восточной окраине Восточно-Европейской платформы в интервале 695-510 млн. лет проходили коллизионные процессы; в конце этапа коллизия сопровождалась режимом растяжения континентальной коры с образованием бимодальных рифтогенных венд-кембрийских комплексов (564-498 млн. лет) [6].
Один из крупнейших офиолитовых массивов на Полярном Урале - Войкаро-Сынъинский. Офио-литы этого массива интегрированы в систему аллохтонов, в которую входят комплексы пород Та-
гило-Щучьинской (03^) и Войкарской островных дуг [10, 11, 15] (рис. 1). Согласно геодинамическим реконструкциям, проведенным в полярном секторе уралид, офиолиты представляют собой крупные фрагменты литосферы океанического типа, сформированной в задуговых и междуговых бассейнах, в том числе и в надсубдук-ционной обстановке в среднепалеозойское время. Офиолиты вместе с перекрывающими и интруди-рующими их островодужными комплексами пород надвинуты в конце среднего-позднем палеозое на континентальную окраину Восточно-Европейской плиты [8, 10, 15 и др.].
Офиолиты включают следующие комплексы пород [12]:
(1) дунит-гарцбургитовый, с подчиненным количеством лерцолитов (мантийных реститов со следами субсолидусного пластического течения), мощостью до 6000 м;
(2) дунит-верлит-клинопироксенитовый, с подчиненным количеством троктолитов и плагио-клазсодержащих ультрамафитов, мощностью до 600 м;
(3) плутонических полосчатых габбро, габбро-но-ритов, оливинового габбро, мощностью до 1100 м;
(4) изотропного такситового, мелкозернистого и пегматоидного габбро, амфиболовых габ-броидов и габбро-диабазов, тесно ассоциирующих с комплексом параллельных диабазовых даек или дайковых роев; общая мощость комплекса составляет около 1000 м, диабазовых даек - не более 400 м;
(5) подушечные лавы с прослоями кремнистых осадков находятся только в тектонических соотношениях с окружающими породами, их возраст и принадлежность к офиолитовой ассоциации не доказаны. Известны фрагменты разреза, мощностью около 50-100 м в районе массивов Войкаро-Сыньинский и Райиз и до 500 м ? - восточнее массива Сыумкеу;
(6) особый комплекс полярноуральских офиолитов - это ультраосновные метаморфиты преимущественно антигорит-оливинового, тальк-оливино-вого и амфибол-оливинового состава, слагающие тектонические пластины, зоны, мощностью 200400 м.
Основные характеристики строения полярно-уральских офиолитов, выдвигающие их в ряд уникальных мировых геологических объектов, это: (1) огромный объем слабо дезинтегрированных и хорошо обнаженных габбро-ультрабазитовых массивов; (2) полнота и непрерывность разрезов мантийных реститовых ультрамафитов, плутонических габброидов и комплексов диабазовых даек; (3) сохранившиеся следы полистадийной истории формирования мантийных реститов существенно гарцбургитового состава и следы полистадийных внедрений габброидов [12, 26]; (4) присутствие
Рис. 1. Тектоническая схема размещения офиолитовых массивов Полярного Урала: Сыумкеу (SK), Райиз (R) и Вой-каро-Сыньинский (VS) (по A.A. Савельеву, [10], с изменениями)
Комплексы окраины Восточно-Европейской платформы: 1 - автохтонные палеозойские осадочные комплексы шельфа (Елецкая структурно-формационная зона); 2 - аллохтонные палеозойские осадочные комплексы шельфа и континентального склона, вулканиты (Лемвинская зона) и доордовикские вулканиты бимодальной серии (зона Урал-тау); 3 - вулканогенно-осадочные комплексы докембрийского основания Восточно-Европейской платформы и допа-леозойские, частью - раннепалеозойские вулканогенные и метаморфические породы Харбейского антиклинория и Хараматалоуской зоны; 4 - островодужные комплексы Войкароской и Щучьинской зон - раннесилурийские-девон-ские известково-щелочные вулканиты, тефротурбидиты и известняки; 5 - раннедевонские тоналиты, гранодиориты и среднедевонские диориты, монцонит-дио
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.