ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 3, с. 296-316
УДК 550.42+550.93(471.21)
ВУЛКАНОПЛУТОНИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ РАННЕГО ЭТАПА РАЗВИТИЯ ИМАНДРА-ВАРЗУГСКОЙ РИФТОГЕННОЙ ЗОНЫ, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ: ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
© 2008 г. В. В. Чащин*, Т. Б. Баянова**, Н. В. Левкович**
*ОАО Центрально-Кольская экспедиция 184511 Мончегорск, Мурманская обл., ул. Комсомольская, 23, Россия; e-mail: ChashchinV@mail.ru **Геологический институт Кольского научного центра РАН 184209 Апатиты, Мурманская обл., ул. Ферсмана, 14, Россия Поступила в редакцию 30.05.2006 г.
Получена после доработки 11.05.2007 г.
Уточнено геологическое строение западного фланга палеопротерозойской Имандра-Варзугской рифтогенной зоны. Он сложен породами трех вулканогенно-осадочных серий и разновозрастными (2.50-2.45 млрд. лет) расслоенными мафит-ультрамафитовыми интрузиями. Более ранние расслоенные интрузии представлены Мончегорским плутоном и Мончетундровским массивом, сформированными на рубеже 2.50 млрд. лет на предрифтогенной стадии развития Имандра-Варзугской зоны. Около 2.45 млрд. лет на раннерифтогенной стадии произошло внедрение более молодых расслоенных интрузий имандровского комплекса и излияние вулканитов стрельнинской серии, в состав которой входят кукшинская и сейдореченская свиты. По химическому составу вулканиты сейдоречен-ской свиты относятся к единому ряду базальтов-риолитов преимущественно нормальной щелочности и представлены породами как толеитовой, так и известково-щелочной серий. Породы имандровского комплекса характеризуются умеренным обогащением легкими РЗЭ и относительно "плоским" характером распределения тяжелых РЗЭ с положительной Eu-аномалией. Вулканиты сейдореченской свиты имеют спектры распределения РЗЭ, близкие к таковым в породах имандровского комплекса, с последовательным увеличением концентраций РЗЭ по мере снижения основности пород. Для метариодацитов верхней части разреза сейдореченской свиты района южного При-хибинья, завершающих разрез стрельнинской серии, U-Pb методом по циркону получен возраст 2448 ± 8 млн. лет, который, по-видимому, отражает верхний возрастной рубеж образования пород сейдореченской свиты и завершение раннего этапа формирования Имандра-Варзугской зоны. Ксе-ногенный, захваченный циркон из этой же пробы датирован U-Pb возрастом 2715 ± 42 млн. лет. Кроме того, U-Pb методом по титаниту и рутилу определен возраст 2202 ± 17 млн. лет, который интерпретируется как время метаморфизма сейдореченской свиты. Метавулканиты сейдореченской свиты имеют отрицательные значения eNd(T), варьирующие от -2.84 до -2.32, и повышенные относительно деплетированной мантии значения ISr = 0.7041-0.7038, что позволяет предполагать в качестве их источника обогащенный мантийный резервуар (EM1). Пространственная близость вулканитов сейдореченской свиты и пород имандровского комплекса, сходство поведения в них большинства петрогенных элементов и характера распределения РЗЭ, а также близость возраста образования и изотопных характеристик дают основания для объединения этих пород в единую вул-каноплутоническую ассоциацию.
Палеопротерозойская внутриконтинентальная рифтогенная Имандра-Варзугская зона (ИВЗ) расположена в центральной части Кольского региона, имеет протяженность около 350 км и ширину от 10 км на флангах до 50 км в центральной части (Имандра-Варзугская зона ..., 1982). Она характеризовалась высокой магматической активностью на протяжении почти 700 млн. лет (от 2.5 до 1.8 млрд. лет) своей длительной истории, отражая многостадийность магматических процессов в па-леопротерозое (Митрофанов и др., 1997). При
этом интрузивный магматизм наиболее интенсивно проявлен на раннем этапе развития ИВЗ, особенно на западном ее фланге, в меньшей степени -в северном и южном бортах. Ранний этап эволюции ИВЗ, происходивший в сумийское время, особенно важен для характеристики процессов риф-тогенеза, поскольку не имеет аналогов в регионе. Например, в подобной и сравнительно хорошо геохронологически изученной Печенгской рифтогенной структуре разрез начинается с сарио-лийских вулканогенно-осадочных образований
(Загородный, Радченко, 1983, 1988; Балашов, 1996; Смолькин, 1997).
Необходимо отметить, что интрузивные образования ИВЗ геохронологически изучены сравнительно полно, хотя и не всегда комплексно, тогда как аналогичная характеристика вулканитов до настоящего времени отсутствовала. Оставались неясными вопросы о возрастных соотношениях вулканитов и различных интрузий, характеристике источника их магм и длительности магматизма на ранней стадии развития рифта. Для их решения были проведены комплексные геологические и изотопно-геохронологические исследования эффузивных и родственных им интрузивных пород, что позволило приблизиться к более глубокому и целостному пониманию процессов мантийного магматизма в палеопротерозое.
Фактический материал по составу и строению магматических пород западного фланга ИВЗ, использованный в данной работе, получен в результате геологического картирования и составления Госгеолкарты-200 нового поколения, проведенного ОАО Центрально-Кольская экспедиция. Изотопно-геохронологические исследования заключались в определении и-РЬ возраста по акцессорным минералам, а также Бш-Ш и ЯЬ-Бг изотопных характеристик пород сейдореченской свиты и были выполнены в Лаборатории геохронологии и изотопной геохимии Геологического института КНЦ РАН. Выбор в качестве объекта исследования сейдореченской свиты, характеризующей начальный этап развития ИВЗ, определяется ее наиболее полной дифференциацией среди всех подразделений ИВЗ. В частности, широкое развитие в ее составе кислых вулканитов оказалось благоприятным для выделения цирконов на И-РЬ изотопное датирование, тогда как попытка выделения цирконов из метабазальтов кукшинской свиты не увенчалась успехом.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЗАПАДНОГО ФЛАНГА ИМАНДРА-ВАРЗУГСКОЙ ЗОНЫ
Западный фланг ИВЗ протягивается от побережья озер Большая Имандра и Экостровская Имандра до предгорий Хибин (рис. 1). В его строении участвуют осадочно-вулканогенные образования, метаморфизованные в условиях зелено-сланцевой фации, и преимущественно раннепро-терозойские мафит-ультрамафитовые интрузии.
Осадочно-вулканогенные образования
Осадочно-вулканогенные породы объединены в три серии: стрельнинскую, варзугскую и то-мингскую (Имандра-Варзугская зона ..., 1982). Стрельнинская серия характеризует ранний этап развития ИВЗ и на данной площади включает в себя в основном кукшинскую и сейдореченскую свиты (рис. 2). Пурначская свита, залегающая в
основании данной серии, обнажается только вдоль северной границы в восточной части ИВЗ (Имандра-Варзугская зона ..., 1982).
Кукшинская свита на данной площади представлена только верхней вулканогенной подсви-той и распространена на побережье оз. Большая Имандра, а также на северном и южном берегах губы Витегуба (рис. 1). В состав подсвиты входят афанитовые и миндалекаменные метабазальты. Они с угловым и азимутальным несогласием перекрывают различные образования фундамента ИВЗ, иногда образуя элювиальные конглобрек-чии в основании свиты. В частности, на западном берегу оз. Большая Имандра и в районе пос. Ри-жгуба в основании кукшинских вулканитов залегают конглобрекчии, содержащие в качестве обломочного элювиально-делювиальный материал позднеархейских гранитоидов (Лунева, 1977; Федотов и др., 1975). А к западу и северу от горы Вурэчуайвенч кукшинские вулканиты цементируют элювиальные обломки метагаббро-норитов и плагиоклазитов (Сидоренко, Лунева, 1961; Федотов и др., 1975; Мележик, 1976; Лунева, 1977). По данным поисковых работ и последующего детального изучения массива предгорья горы Вурэчуайвенч (Расслоенные интрузии ..., 2004а) было установлено, что метагаббро-нориты и плагио-клазиты, входящие в его состав, наращивают разрез Мончегорского плутона (рис. 3), завершая разрез его восточной камеры. Во внутреннем строении метавулканитов подсвиты выделяется до 16 лавовых потоков мощностью от 3 до 25 м (Козлов, Латышев, 1974). Туфогенный и обломочный материал между потоками не наблюдался. В приподошвенной части потоки сложены афанитовыми метабазальтами с редкими кварцевыми миндалинами, а в кровле - миндалекамен-ными метабазальтами с многочисленными миндалинами преимущественно кварца. Общая мощность подсвиты варьирует от 200 до 400 м (рис. 2).
Сейдореченская свита прослежена от западного побережья оз. Большая Имандра до восточной рамки исследуемой площади (рис. 1) и продолжается за ее пределы. Границы и объем свиты являются общепринятыми для всей площади ИВЗ (Имандра-Варзугская зона ..., 1982). Стратотипи-ческие разрезы свиты имеются в северном крыле восточной части ИВЗ (Федотов и др., 1978). По вещественному составу свита делится на две подсвиты: нижнюю осадочную и верхнюю вулканогенную.
Нижняя подсвита закартирована в виде узкой дугообразной полосы, выпуклой стороной обращенной к северу и прослеженной от восточного берега оз. Большая Имандра до западных склонов горы Вурэчуайвенч. Разрез подсвиты, который отличается устойчивостью и выдержанностью по латерали, наиболее полно охарактеризован в районе карьера Рижгуба (Мележик, 1976) и прослежен структурно-поисковыми скважинами
67°50-
67°40-
З0
36°
42o
33°30'
Y Y 1 w2 ]т 3 м.4
56
ИШ9 У//10 К и—]12 13 . 1295 1 4 10891 15 67°30
Рис. 1. Схема геологического строения западного фланга палеопротерозойской рифтогенной Имандра-Варзугской зоны.
I - палеозойский Хибинский плутон нефелиновых щелочных сиенитов и фоидолитов; 2-5 - раннепротерозойские (раннекарельские) интрузивные образования: 2 - гранофировые породы гранитного состава, 3 - массивы имандров-ского комплекса (1 - Прихибинский, 2 - Мончеполуострова, 3 - горы Сеяваренч, 4 - горы Девичья, 5 - горы Оспе, 6 - Экостровский, 7 - Умбареченский), 4 - Мончетундровский массив, расслоенный от оливинитов до лейкогаббро и анортозитов, 5 - Мончегорский плутон, расслоенный от дунитов до норитов и габбро-норитов; 6-9 - вулканогенно-осадочные образования палеопротерозойской Имандра-Варзугской рифтогенной зоны: 6 - ильмозерская свита то-мингской серии, 7
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.