УДК 552.163+551.71
ВОЗРАСТ ПРОТОЛИТА МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЛАПЛАНДСКОГО ГРАНУЛИТОВОГО ПОЯСА (ЮГ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА): КОРРЕЛЯЦИИ С БЕЛОМОРСКИМ ПОДВИЖНЫМ ПОЯСОМ В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ АРХЕЙСКИХ ЭКЛОГИТОВ
© 2014 г. С. П. Кориковский*, А. Б. Котов**, Е. Б. Сальникова*, Л. Я. Аранович*, Д. И. Корпечков*, С. З. Яковлева**, Е. В. Толмачева**, И. В. Анисимова**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; e-mail: korikovsky@yandex.ru
**Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: abkotov-spb@mail.ru Поступила в редакцию 15.08.2013 г.
В Кандалакшско-Умбинской зоне Лапландского гранулитового пояса (район Порьей Губы) на основе U-Pb геохронологических исследований цирконов был определен возраст протолита аподаци-товых (апотоналитовых) Opx-Bt гранулитовых гнейсов — 2799 ± 4 млн лет и апогабброноритовых гра-нат-двупироксен-роговообманковых кристаллосланцев — 2315 ± 23 млн лет. Этим же методом по сфе-ну определен возраст магматической кристаллизации постметаморфических гранодиоритов — 1901 ± ± 5 млн лет, а также возраст ксеногенных цирконов, захваченных при растворении ксенолитов окружающих Grt-Opx-Cpx-Hbl кристаллосланцев гранодиоритовым расплавом. Сравнение граничащих друг с другом Лапландского гранулитового и Беломорского подвижного поясов по важнейшим атрибутам эндогенной истории обнаружило явные признаки их единства: 1) возраст протолита кислых Opx-Bt гранулитов Лапландского пояса (2799 ± 4 млн лет) совпадает с таковым протолита кислых гнейсов Беломорского пояса (2890—2690 млн лет); 2) возраст габбро-норитового протолита Grt-Opx-Cpx-Hbl гранулитов Лапландского пояса (2315 ± 23 млн лет), и габбро-анортозитов Колвицкого массива (2462—2423 млн лет) близок к таковому протолитов эклогитизированных габбро-норитов друзитовой серии Беломорья (2.46—2.36 млрд лет); 3) возраст гранулитового метаморфизма кислых и основных пород Лапландского пояса составляет 1912—1925 млн лет, а эклоги-тового метаморфизма гнейсов и метабазитов Беломорского пояса — около 1.9 млн лет, т.е. их метаморфизм является одновозрастным свекофеннским; 4) пиковое давление при гранулитовом метаморфизме в Лапландском поясе составляет 9—11 кбар с температурным максимумом 800—850°С, а эклогитовый метаморфизм Беломорского подвижного пояса протекал при близком давлении 10— 12 кбар и температуре 640—700°С. Это означает, что окончательное формирование метаморфических комплексов Лапландского и Беломорского поясов, имеющих одинаковый мезо-неоархейский протолит с телами палеопротерозойских габброидов, обусловлено проявлением единого цикла све-кофеннского высокобарического зонального метаморфизма в температурном интервале от начальной ступени эклогитовой до гранулитовой фации в условиях коллизии.
DOI: 10.7868/S0869590314020046
ВВЕДЕНИЕ
Лапландский гранулитовый пояс (ЛГП) был выделен знаменитым финским петрологом Пеннти Эскола в 1952 г. (Escola, 1952), и сразу же стал эталоном гранулитовых комплексов особо глубинного типа, отнесенных впоследствии А.А. Маракушевым к наиболее высокобарической гиперстен-силлиманитовой фации глубинности (Маракушев, Кудрявцев, 1965). Лапландские гранулиты стали хорошим объектом для изучения глубинной геодинамики метаморфических комплексов, фазовых равновесий и реакционных структур в гранулитах высоких давлений, а также синметаморфических процессов чарнокитизации
и метасоматоза. К настоящему времени удалось очень точно установить возраст гранулитового метаморфизма Лапландского пояса (Богданова и др., 1996; Бушмин и др., 2009; ОкЬоу^ку й а1., 2001) и время внедрения дометаморфических анортозитов Колвицкого массива (Митрофанов и др., 1993; Фриш и др., 1995; Богданова и др., 1996; Балаганский и др., 1998). Вместе с тем вопрос о возрасте протолитов метаморфических пород этого пояса оставался открытым. В связи с этим нами были проведены и-РЬ геохронологические исследования главных разновидностей метаморфических пород Лапландского пояса, основные задачи которых состояли в том, чтобы:
Рис. 1. Схема покровных структур района Порьей Губы.
Цифрами в кружках показаны места отбора проб для и-РЬ геохронологических исследований: 1 — о. Баба-яга (пробы Б-230-б и Б-231-а), 2 — о. Кривой (проба Б-248), 3 — мыс Катаран (проба Б-238).
На врезке приведена схема тектонического строения восточной части Балтийского щита (Бушмин и др., 2013). ЛГП — Лапландский гранулитовый пояс, КУ — Кандалакшско-Умбинский фрагмент ЛГП.
1) определить возраст протолитов гранулитов — является ли он палеопротерозойским или более древним и 2) провести корреляции по возрасту протолита и метаморфической истории с соседним Беломорским подвижным поясом (БПП).
ОБЪЕКТЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Геохронологические исследования были проведены в Кандалакшско-Умбинской зоне, т.е. в юго-восточной части Лапландского гранулитово-го пояса (Бушмин и др., 2009; Лебедева и др., 2012), в районе Порьей Губы (рис. 1). Гранулиты этой зоны слагают, как было установлено С.А. Бушминым и др. (2007, 2009), четыре тектонических покрова: Кандалакшский, Колвицкий, Порьегубский и Умбинский. В составе двух пер-
вых доминируют тела метаморфизованных расслоенных габброидов и анортозитов в окружении толщ гранулитизированных андезито-базальтов и тоналитовых ортогнейсов. Порьегубский покров (порьегубская толща) сложен основными грану-литами (бывшие габбро и ультрамафиты) с подчиненным количеством кислых гранулитов, предположительно метаграувакк и тоналитовых ортогнейсов. Умбинский покров представлен главным образом высокоглиноземистыми гранат-кордиерит-силлиманит- биотитовыми гнейсами (метапелитами). Породы всех покровов интенсивно мигматизированы и чарнокитизированы.
Проведенные ранее И-РЬ геохронологические исследования показали, что гранулитовый метаморфизм Кандалакшско-Умбинской зоны имеет палеопротерозойский возраст: по цирконам — 1912—1918 млн лет (Богданова и др., 1996; Буш-
мин и др., 2009) или 1925 ± 1 млн лет (Бибикова и др., 1993), по монацитам — 1904 млн лет (Гле-бовицкий и др., 2006). U-Pb возраст синмета-морфических чарнокитов составляет 1912 млн лет (Glebovitsky et al., 2001). Внедрение дометамор-фических анортозитов Колвицкого массива произошло в интервале 2423—2462 млн лет (Митрофанов и др., 1993; Фриш и др., 1995; Богданова и др., 1996), а прорывающие их дометаморфиче-ские габбро-порфириты имеют возраст около 2394 млн лет (Балаганский и др., 1998).
В качестве объекта для U-Pb геохронологических исследований пород Кандалакшско-Умбин-ской зоны нами были выбраны в составе Колвицкого и Порьегубского покровов два наиболее характерных типа гранулитов, не затронутых процессами мигматизации и чарнокитизации: гранат-двупироксен-роговообманковые кристал-лосланцы основного состава (порьегубская тол-ша, проба Б-230-б, о. Баба-яга), и гиперстен-био-титовые бедные кальцием чарнокитоидные гнейсы (Колвицкий покров, проба Б-248, о. Кривой); в тех и других реликты породообразущих магматических минералов и структур отсутствуют.
Кроме того, U-Pb геохронологические исследования были проведены: для меланократовых метасоматических гранат-клинопироксен-орто-пироксен-амфибол-плагиоклазовых жил (бази-фикатов), приуроченных к зонам чарнокитиза-ции основных кристаллосланцев из Колвицкого покрова (проба Б-238, Катаранский мыс, северная часть Порьей Губы), а также для постметаморфических биотит-роговоообманковых гранодио-ритов (проба Б-231-а, о. Баба-яга). Их небольшие секущие жилы и штоки в гранулитах, мигматитах и чарнокитах, присутствующие в разных частях Кандалакшско-Умбинской зоны, не обнаруживают никаких признаков более поздних структурно-метаморфических преобразований.
Места отбора проб для геохронологических исследований показаны на рис. 1, а данные по их химическому составу приведены в табл. 1.
Гранат-двупироксен-роговообманковые кри-сталлосланцы. Это типичные для Лапландского пояса мелкозернистые гранулиты основного состава (Grt-Opx-Cpx-Hbl ± Bt-Pl-Ilm ± Qz) с массивной текстурой и гранобластовой структурой (проба Б-230-б, табл. 1) (рис. 1). Все минералы породы равновесны между собой. Ксеноморфные зерна пироксенов, андезина (35% An) и изредка кварца по размеру примерно одинаковые — 0.5—2.0 мм, а гранат, богатая Ti буро-зеленая роговая обманка и красно-бурый титанистый биотит более идио-
1
морфны (Кориковский, Аранович, 2010).
Гомогенная, массивная, без следов полосчатости текстура кристаллических сланцев, и их рез-
1 Все символы минералов — по (Whitney, Evans, 2010).
кие, иногда слабо секущие контакты с вмещающими кислыми гранулитами позволяют считать, что они образовались при метаморфизме сравнительно небольших субсогласных тел основных магматических пород, химический состав которых, согласно анализу (табл. 1), отвечает мезо-кратовым оливиновым габбро-норитам слегка повышенной железистости. Реликты первично-магматических породообразующих минералов, равно как габбровой или офитовой структур в основных гранулитах, не сохранились, а парагенезис ОН-Орх-Срх-ННЫ ± Ы-Р1 ± Qz — целиком метаморфический.
Гиперстен-биотитовый гнейсы. Эти мелкозернистые гранулитовые гнейсы (Орх-Ы-Р1-К[8^1), проба которых (Б-248, табл. 1) (рис. 1) принадлежит к самым характерным типам кислых грану-литов Кандалакшско-Умбинской зоны и всего Лапландского пояса. В изученном обнажении они имеют неясно полосчатую, скорее, даже гомогенную текстуру и гнейсовидную лепидогран-областовую структуру. В них нет ни послойных гранитоидных, чарнокитоидных или кварц-полевошпатовых жил и инъекций, ни каких-либо других текстурных проявлений мигматизации. Так обычно выглядят гранулитовые ортогнейсы, т.е. метаморфизованные граниты или кислые вулканиты. По химическому составу они отвечают то-налитам или дацитам (табл. 1).
Главные минералы гнейсов — гиперстен, высокотитанистый биотит, олигоклаз, калишпат и кварц находятся в равновесных взаимоотношениях, среди них нет крупных ростовых порфиробла-стов полевых шпатов и реакционных признаков кремне-щелочного метасоматоза или чарнокит
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.