ГЕОТЕКТОНИКА, 2007, № 1, с. 43-70
УДК 551.2:551.71172(47032)
ГЕОДИНАМИКА ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ САРМАТИИ
В ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЕ
© 2007 г. А. А. Щипанский1, А. В. Самсонов2, А. Ю. Петрова3, Ю. О. Ларионова2
Геологический институт РАН, Москва, 119017, Пыжевский пер., 7 2Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, 119017,
Старомонетный пер., 35 3Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, 119991, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 20.03.2006 г.
Восточная окраина Сарматии наиболее полно представлена палеопротерозойскими (2.1-2.05 млрд. лет) формациями восточной части Воронежского кристаллического массива, где выделяется Липецко-Лосевский вулкано-плутонический пояс и примыкающая к нему Восточно-Воронежская структур-но-формационная зона, выполненная метаосадочными породами воронцовской серии. Проведенные нами изотопно-геохимические исследования доступного кернового материала по главным формациям Липецко-Лосевского пояса и его ближайшего обрамления позволили выявить индикаторные свидетельства формирования этого пояса в режиме вулканической дуги на активной окраине архейского континента над зоной пологой субдукции. Ювенильные изотопно-геохимические характеристики метатурбидитов воронцовской серии указывают на то, что источником питания флише-вого бассейна могло быть только быстро растущее горное сооружение, наиболее высоко поднятая часть которого, его форленд, отвечала положению Липецко-Лосевского пояса. Предложено именовать эту палеопротерозойскую горную систему Восточно-Сарматским орогеном, хинтерленд которого включал мегаблок Курской магнитной аномалии Воронежского массива и Приазовский блок Украинского щита. Показано, что Восточно-Сарматский ороген формировался по механизму развития аккреционных орогенов кордильерского типа.
ВВЕДЕНИЕ
Сарматия составляет южную часть фундамента Восточно-Европейской платформы, которая развивалась по сценарию, отличавшемуся от истории становления архейской континентальной коры двух других его главных сегментов - Фен-носкандии и Волго-Уралии [45, 58, 76]. В современной структуре фундамента к образованиям Сарматии относятся раннедокембрийские комплексы Украинского щита и Воронежского кристаллического массива, разделенные в позднем палеозое Днепрово-Донецким авлакогеном. В сравнении с Фенноскандией и Волго-Уралией архейские комплексы Сарматии являются более древними. Их основной объем сложен мезо- и палеоархей-скими породами, тогда как в других сегментах платформы основной объем архейской коры сформировался в мезо- и неоархее. Установлены и значительные различия в развитии этих сегментов в палеопротерозое. Так, одной из выдающихся черт палеопротерозойского развития Сарматии является накопление мощных отложений железисто-кремнистой осадочной формации, с которыми связаны крупнейшие железорудные промышленные месторождения Курской магнитной аномалии (КМА) Воронежского кристаллического массива и Кривого Рога Украинского щита. Такой формации нет в других сегментах, что указывает на высокую вероятность нахождения Сарматии
на значительном удалении от них во время накопления железисто-кремнистых отложений. Это подтверждается имеющимися палеомагнитными данными, согласно которым еще в конце палеопро-терозоя между 2.0 и 1.78 млрд. лет Сарматия находилась на расстоянии не менее 2000 км от Фенноскандии [56, 63]. Объединение Сарматии, Волго-Уралии и Фенноскандии в единую континентальную массу - Восточно-Европейский кратон произошло только к самому концу па-леопротерозоя и, очевидно, было гораздо более сложным событием, чем простая одноактная коллизия сегментов [45].
В результате работ по международному проекту ЕиЙОВЯГОвЕ установлено, что в конце па-леопротерозоя геодинамические процессы на западной и северо-западной окраине Сарматии были связаны с аккрецией коры ювенильных острово-дужных систем, эксгумированные на современную поверхность фундамента нижнекоровые части которых образуют Беларусско-Балтийский гранулитовый пояс [51]. Для объяснения па-леопротерозойской тектоники восточной окраины Сарматии была предложена геодинамическая модель ее коллизии с Волго-Уральским (Воронеж-ско-Куйбышевским) архейским континентом [33]. Полученные нами новые изотопно-геохимические данные по главным структурно-вещественным комплексам этой окраины, которая доступна
для изучения в пределах восточной части Воронежского массива, позволяют предложить новую геодинамическую модель развития этой части Сарматии в палеопротерозое, чему и посвящена настоящая статья.
ТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ САРМАТИИ
Центральную часть Сарматии, ее ядро, образует Сумско-Приднепровская гранит-зеленока-менная область, состоящая из двух блоков - Средне-Приднепровского на Украинском щите и Сумского в пределах Воронежского массива (рис. 1) [76]. Структурный рисунок этой области определяется зеленокаменными поясами причудливой амебообразной формы, зажатыми между обширными плагиогранито-гнейсовыми куполами, известными в литературе как "стадные батолиты". Имеющиеся геологические и изотопно-геохронологические данные позволяют отнести ее к уникальным архейским образованиям, находящим прямую аналогию только со структурой и стилем развития гранит-зеленокаменной области крато-на Пилбара, СЗ Австралия [14, 41]. Помимо длительности развития этих областей (~200 млн. лет), обращает на себя внимание тесная временная сопряженность этапов развития гранито-гнейсово-го и зеленокаменного комплексов. Возрастной интервал корообразования Среднего Приднепровья ограничен первой половиной мезоархея, т.е. составляет ~3200-3000 млн. лет [1, 74]. Индикаторами кратонизации этой области являются массивы калиевых гранитоидов, изотопный возраст большинства которых составляет ~2850-2800 млн. лет; самые же молодые интрузии здесь представлены небольшими массивами лейкократовых гранитов возраста 2620 млн. лет [1, 37].
В свете проблемы тектоники Сарматии особенно важным представляется то обстоятельство, что Сумско-Приднепровская гранит-зеле-нокаменная область не претерпела в палеопротерозое тектоно-термальной переработки [40].
Напротив, обрамляющие ее с запада Севско-Ки-ровоградский и с востока Оскольско-Приазов-ский сегменты в палеопротерозое испытали сильнейшее тектоно-термальное воздействие, возможные причины которого будут рассмотрены в следующих разделах. Здесь же отметим, что имеющиеся изотопно-геохронологические данные указывают на то, что континентальная кора в Севско-Кировоградском (Ингулецком) и Осколь-ско-Приазовском сегментах была сформирована в архее. Для Кировоградского блока Украинского щита известны датировки цирконов из тонали-то-гнейсов, показывающие интервал возрастов от 3074 ± 15 до 2800 ± 12 млн. лет [36]. Континентальная кора Оскольско-Приазовского домена начала формироваться гораздо раньше, в палеоархее. Как в Оскольском, так и в Приазовском блоках установлены тоналитовые гнейсы и гранитоиды с изотопными возрастами 3260-3360 млн. лет [1]. Палеоархейские тоналиты прорывают зеленока-менные комплексы косивцевской свиты в Приазовье и александровской свиты в Приосколье, что свидетельствует о развитии здесь фрагментов зеленокаменных поясов более древних по сравнению с поясами Сумско-Приднепровской области. Кроме того, в Орехово-Павлоградской разлом-ной зоне на западе Приазовского блока установлены фрагменты мафит-ультрамафитовой ассоциации, секущейся тоналитами с изотопным возрастом 3.65-3.60 млрд. лет [37, 44, 75].
В силу неоднократного тектоно-термального воздействия на коровые ассоциации Оскольско-Приазовского сегмента этот регион невозможно определить в рамках привычных терминов расчленения архейских областей на гранит-зеленока-менные и гранулито-гнейсовые домены. Помимо упомянутых выше палеоархейских зеленокаменных ассоциаций, в этом сегменте известны участки, сложенные мезоархейскими гранулитами. В Приазовском блоке - это районы распространения гранулитового комплекса, выделяемого в западно-приазовскую серию, и-РЬ возраста цирконов из которой равны 2.9-2.8 млрд. лет [37]. В Ос-
Рис. 1. Тектоническая схема Сарматского сегмента фундамента Восточно-Европейской платформы. Составлена с использованием данных [45, 51, 76]
1-5 - архейские структурно-формационные комплексы: 1 - высокометаморфизованные, 2 - "ареальные" гранулиты Волго-Уральского сегмента, переработанные в палеопротерозое; 3 - гранит-зеленокаменные (а - гранито-гнейсовый комплекс ТТГ, б - зеленокаменные пояса), 4 - гранит-зеленокаменные, переработанные в палеопротерозое, 5 - высокометаморфизованные, переработанные в палеопротерозое; 6-14 - палеопротерозойские структурно-формацион-ные комплексы: 6 - высокометаморфизованные (брянская, росинско-тикичская серии), 7 - хемогенно-осадочные и вулканогенно-осадочные (курская, оскольская и криворожская серии) железорудных энсиалических поясов, 8 - фли-шоидные активной окраины запада Сарматии (воронцовская серия), 9 - терригенно-осадочные пассивной (?) окраины Волго-Уральского сегмента, 10 - вулкано-плутонические активных окраин Сарматии (лосевская и осницко-микаше-вичская серии), 11 - молассовые палеопротерозойских аккреционных орогенов (воронежская и тетеревская свиты); 12 - крупные массивы гранитов; 13 - граниты-рапакиви, 14 - предполагаемое положение границы Сарматского и Вол-го-Уральского коровых сегментов фундамента Восточно-Европейской платформы.
Цифры в кружках - блоки (террейны, пояса) Сарматии: 1 - Днестрово-Бугский, 2а - Средне-Приднепровский, 26 -Сумский, 3а - Приазовский, 36 - Оскольский, 4а - Кировоградский, 46 - Севский, 5 - Росинско-Тикичский, 6а - Бело-церковско-Одесский, 66 - Брянский; 7 - Волыно-Подольский, 8а - Восточно-Приазовский, 86 - Липецко-Лосевский, 9а - Бердичевский, 96 - Смоленский, 10 - Осницко-Микаевичский, 11 - Восточно-Воронежский, 12 - Рязано-Саратов-ская зона сочленения Сарматии и Волго-Уралии, 13 - Хоперский
кольском блоке мезоархейские гранулиты известны в районе так называемых Курско-Бесединских магнитных аномалий [18]. Они выделяются в покровскую серию [11], возраст которой оценен в 3180 млн. лет [1].
Наиболее древним сегментом Сарматии,
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.