ПЕТРОЛОГИЯ, 2012, том 20, № 3, с. 315-330
УДК 551.72:551.24:552.321.1
ВОЗРАСТ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ БИЛЛЯХСКОЙ ЗОНЫ ТЕКТОНИЧЕСКОГО МЕЛАНЖА, АНАБАРСКИЙ ЩИТ
© 2012 г. А. П. Смелов*, А. Б. Котов**, Е. Б. Сальникова**, В. П. Ковач**, В. И. Березкин*, А. А. Кравченко*, В. Н. Добрецов*, С. Д. Великославинский**, С. З. Яковлева**
*Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН просп. Ленина, 39, Якутск, 677980, Россия; e-mail: a.p.smelov@diamond.ysn.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: abkotov-spb@mail.ru Поступила в редакцию 18.04.2010 г.
Получена после доработки 28.11.2011 г.
В результате U-Pb геохронологических и Sm-Nd изотопно-геохимических исследований структурно-разновозрастных гранитоидов установлено, что коллизия Далдынского и Хапчанского террей-нов Анабарского щита и формирование Билляхской зоны тектонического меланжа произошли в интервале 1971 ± 4—1983 ± 3 млн. лет, а продолжительность структурно-метаморфических преобразований, соответствующих этому коллизионному событию, составляла около 5—19 млн. лет. Показано, что главным источником структурно-разновозрастных гранитоидов Билляхской зоны послужили породы континентальной коры раннепротерозойского возраста с незначительной добавкой вещества архейской континентальной коры.
ВВЕДЕНИЕ
Анабарский щит является одним из наиболее крупных выходов фундамента Северо-Азиатского кратона и с этой точки зрения представляет особый интерес для изучения процессов формирования и эволюции раннедокембрийской континентальной коры. К настоящему времени установлено, что образование главных структурных элементов Анабарского щита обусловлено коллизией Маганского, Далдынского и Хапчанского террейнов, которые ограничены Маганской, Ко-туйканской и Билляхской зонами тектонического меланжа (ЗТМ) (рис. 1), представляющими собой глубоко эродированные коллизионные швы (Розен и др., 2000; Смелов и др., 2001). Не вызывает сомнений, что указанные ЗТМ Анабарского щита имеют палеопротерозойский возраст (Розен и др., 2000; Смелов и др., 2001). Однако данные, позволяющие достаточно точно определить возрастные границы формирования этих зон, к сожалению, пока отсутствуют, что затрудняет разработку интегрированных геодинамических моделей эволюции континентальной коры Анабарского щита. Наиболее рациональным подходом к решению задач такого рода является (Котов и др., 1995а; Котов, 2003): 1) разработка независимых структурно-возрастных шкал; 2) реконструкция на их основе относительной последовательности формирования интрузивных магматических комплексов; 3) выделение реперных интрузивных гранитоидных комплексов, занимающих определенное структурно-возрастное положение по отношению к главным
картируемым структурным элементам, и их датирование и-РЬ методом по циркону; 4) изотопно-геохимические исследования реперных интрузивных гранитоидных комплексов и вмещающих их пород. В настоящей статье обсуждаются результаты и-РЬ геохронологических, геохимических и изотопно-геохимических исследований структурно-разновозрастных гранитоидов Билляхской ЗТМ.
СТРУКТУРНО-ВОЗРАСТНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ГРАНИТОИДОВ
Билляхская ЗТМ разграничивает Далдынский и Хапчанский террейны Анабарского щита (рис. 1). Далдынский террейн сложен гранито-гнейсами, чарнокитогнейсами и эндербитогней-сами верхнеанабарской серии, а также гранат-биотитовыми (± гиперстен, силлиманит, корди-ерит) плагиогнейсами и гнейсами, кварцитами и двупироксеновыми (± роговая обманка, биотит, гранат, оливин) основными и ультраосновными кристаллическими сланцами далдынской серии. В геологическом строении Хапчанского террейна принимают участие главным образом метаморфические породы хапчанской серии, представленные диопсидовыми (±скаполит, амфибол, флогопит) кальцитовыми мраморами, кальцифи-рами и известково-силикатными породами, которые ассоциируют с гранат-биотитовыми, биотитовыми (±гиперстен, диопсид, амфибол) и дву-
110°20' 112°10'
Рис. 1. Схематическая геологическая карта центральной части Билляхской ЗТМ Анабарского щита. 1 — позднепротерозойские отложения чехла Сибирской платформы; 2—4 —метаморфизованные палеопротерозойские интрузивные породы: 2 — аляскитовые и лейкократовые граниты, 3 — дайковый комплекс, 4 — гранитоиды билляхско-го комплекса; 5—7 — архейские и палеопротерозойские метаморфические комплексы: 5 — хапчанская серия (гранатовые, клинопироксеновые, гиперстен-гранатовые, гиперстеновые и двупироксеновые плагиогнейсы, силлиманитовые гнейсы, основные кристаллические сланцы, кальцифиры и мраморы), 6 — верхнеанабарская серия (гиперстеновые, двупироксеновые, роговообманково-двупироксеновые плагиогнейсы и гнейсы, пироксен-плагиоклазовые и рогово-обманково-пироксен-плагиоклазовые кристаллические сланцы); 7 — нерасчлененные метаморфические комплексы Далдынского и Хапчанского террейнов; 8 — геологические границы; 9 — разломы. В прямоугольниках показаны номера проб, использованных для геохронологических исследований.
На врезке приведена тектоническая схема Анабарского щита: 1—3 — террейны: 1 — Маганский, 2 — Далдынский, 3 — Хапчанский; 4 — зоны тектонического меланжа (mg — Маганская, Ы — Котуйканская, Ь1 — Билляхская).
пироксеновыми (± роговая обманка, биотит) основными кристаллическими сланцами.
Билляхская ЗТМ прослежена в северо-западном направлении на расстоянии 250 км. Структурный план этой зоны, ширина которой достигает 30 км, определяется системой сближенных зон разрывных нарушений, между которыми заключены тектонические блоки и пластины, сложенные метаморфическими породами верхнеанабарской и хапчанской серий (рис. 1). Как правило, они диафторированы в условиях амфиболитовой фации, однако, в некоторых тектонических блоках и пластинах сохраняются породы с реликтами минеральных парагенезисов гранулитовой фации. Зоны катаклаза и милонитизации, трассирующие главные разрывные нарушения Билляхской ЗТМ, под большими углами падают на восток и, по геофизическим данным, на глубине выполаживаются (Rosen et al., 1994).
К наиболее ранним из главных картируемых структурных элементов Билляхской ЗТМ относятся региональные зоны бластомилонитов (Sn + 1), которые протягиваются от р. Улахан-Старая на севере до р. Хапчан на юге и делят Билляхскую ЗТМ на две части — западную и восточную. В пределах западной части преобладают тектонические блоки и пластины пород верхнеанабарской серии, а также многочисленные массивы и дайки гранитоидов. Восточная часть характеризуется чередованием тектонических пластин, сложенных породами верхнеанабарской и хапчанской серий. При этом интрузивный гранитоидный магматизм в восточной части зоны проявлен не столь интенсивно, как в западной.
Образование зон бластомилонитов (Sn + 1) связано с формированием разрывных нарушений, сместители которых были полого или под средними углами наклонены на восток. Бластомилони-товая сланцеватость Sn + 1 деформирована изоклинальными складками Fn + 2, крылья и осевые плоскости которых в свою очередь изогнуты асимметричными сжатыми складками Fn + 3 с крутопадающими осевыми поверхностями и пологими шарнирами. Кроме того, в пределах Биллях-ской ЗТМ закартированы несколько крупных асимметричных прямых складок с крутыми шар-
нирами + 3), которые изгибают геологические границы, а также плоскостные структурные элементы (кристаллизационная сланцеватость и полосчатость 8И) гранулитовой фации метаморфизма. Соотношения этих складок со складками Fи + 3 не задокументированы. Однако, исходя из общей геологической ситуации, есть все основания полагать, что они относятся к возрастной группе Fи + 4. Параллельно шарнирам складок Fи + 4 ориентирована минеральная линейность по амфиболу. По данным (Лутц, Оксман, 1990), формирование этих складок связано со сдвиговыми процессами и сопровождается образованием зон интенсивного рассланцевания и бластомилонитизации 8И + 4, ориентированных параллельно их осевым плоскостям, а также проявлением диафтореза амфи-болитовой фации.
В пределах Билляхской ЗТМ широко распространены амфибол-биотитовые кварцевые мон-цодиориты, амфибол-биотитовые и диопсид-ам-фиболовые кварцевые сиениты (граносиениты), амфибол-биотитовые граниты и лейкограниты билляхского комплекса, которые слагают крупный Билляхский и целый ряд более мелких массивов, а также довольно часто встречаются мелкие тела аляскитовых гранитов, аплитов и дайки биотитовых монцогаббро, диопсид-амфибол-биоти-товых монцонитов, амфибол-биотитовых кварцевых монцонитов и кварцевых монцодиоритов (Рабкин, 1959; Лутц, 1964; Лопатин, 1972 и др.).
Билляхский массив представляет собой вытянутое по простиранию Билляхской ЗТМ интрузивное тело, прорывающее гнейсы верхнеанабарской серии (рис. 1). Размеры этого массива составляют 60 х 8 км. Первые признаки наложенных структурно-метаморфических преобразований, проявленных в гранитоидах рассматриваемого массива, устанавливаются начиная с момента формирования зон бластомилонитов 8И + 1, что определяет верхнюю структурно-возрастную границу его становления.
К востоку от Билляхского массива довольно часто встречаются дайковые тела биотитовых монцогаббро, диопсид-амфибол-биотитовых монцо-нитов, амфибол-биотитовых кварцевых монцони-тов и кварцевых монцодиоритов, неизвестные в
других ЗТМ Анабарского щита (рис. 1). Они имеют северо-западное простирание, согласное с простиранием зон бластомилонитов 8И + 1, границ тектонических пластин и Билляхского массива. Первоначально слагающие эти дайки породы были выделены под названием "диорито-сиенитов" в ранге самостоятельного более древнего, чем бил-ляхский, комплекса (Лопатин, 1972). Позднее их коррелировали с гранитоидами Билляхского массива (Марков, 1983). Рассматриваемые дайки имеют северо-западное простирание, в целом согласное с простиранием зон бластомилонитов 8И + 1, границ тектонических пластин и Билляхского массива. Они прорывают метаморфические породы хапчанской серии, пересекают кристаллизационную и бластомилонитовую сланцеватость 8И + 1 и подвергаются структурно-метаморфическим преобразованиям, по-видимому, одновременно с формированием складок Fи + 4.
АНАЛИТИЧЕСКИ
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.