научная статья по теме МЕЗОАРХЕЙСКИЙ ГАББРО-АНОРТОЗИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ КОЛЬСКОГО РЕГИОНА: ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ, ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Геология

Текст научной статьи на тему «МЕЗОАРХЕЙСКИЙ ГАББРО-АНОРТОЗИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ КОЛЬСКОГО РЕГИОНА: ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ, ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2011, том 19, № 2, с. 173-189

УДК 550.93+552.93(470.21)

МЕЗОАРХЕЙСКИЙ ГАББРО-АНОРТОЗИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ КОЛЬСКОГО РЕГИОНА: ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ, ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

© 2011 г. Н. М. Кудряшов, А. В. Мокрушин

Геологический институт Кольского НЦ РАН ул. Ферсмана, 14, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия; e-mail: nik@geoksc.apatity.ru

Поступила в редакцию 15.12.2009 г.

Получена после доработки 12.07.2010 г.

Проведено петрохимическое, геохронологическое и изотопно-геохимическое изучение Патчемварек-ского и Северного габбро-анортозитовых массивов Кольского полуострова. Показано, что породы этих массивов отличаются от габбро-анортозитовых интрузий Кейвско-Колмозерского комплекса неоархейского возраста более высокой основностью нормативного плагиоклаза, которая составляет 70—85 мол. %, низкими содержаниями TiO2, FeO и Fe2O3. Химический состав габбро-анортозитов изученных массивов близок к составу пород комплекса Фискенессет (Юго-Западная Гренландия) и к составу анортозитов комплекса Вермилион Лэйк (Канада). Установлен мезоархейский возраст (U-Pb датирование по циркону) для габбро-анортозитов массива Патчемварекский 2925 ± 7 млн. лет и 2935 ± 8 млн. лет для габбро-анортозитов массива Северный. Показано, что габбро-анортозиты изученных массивов имеют весьма низкие содержания REE (Сеп = 2.2—4.2, Ybn = 1.6—2.6) и отчетливую положительную Eu-аномалию. Ко-магматичные им ультраосновные дифференциаты имеют практически нефракционированный спектр распределения редких земель, низкие общие содержания (Сеп = 1.2, Ybn = 1.1, La/Ybn = 1.3) и не имеют Eu-аномалии. Изотопные составы Nd в изученных образцах архейских габбро-анортозитов характеризуются положительными значениями sNd. Для габбро-анортозитов Северного массива sNd = +2.68, для габбро-анортозитов Патчемварекского массива sNd = +2.77...+1.66. Первичные изотопные отношения стронция составляют (87Sr/86Sr) i = 0.70204 ± 8 и (87Sr/86Sr),- = 0.70258 ± 8 для пород Северного и Патчемва-рекского массивов соответственно. Из результатов проведенного исследования следует, что полученные значения U-Pb возраста циркона из габбро-анортозитов для Патчемварекского и Северного массивов являются древнейшими на Кольском полуострове и отражают наиболее ранний, мезоархейский, этап развития магматизма в регионе. Разные значения первичных изотопных отношений 143Nd/144Nd в неоархейских габбро-аноритозитах Кейвско-Колмозерского комплекса и в габбро-анортозитах изученных массивов мезоархейского возраста позволяют предполагать существование двух мантийных источников. Один из них связан с формированием интрузий с возрастом 2.67—2.66 млрд. лет, а другой — 2.93—2.92 млрд. лет. Для изученных габбро-анортозитов проведена реконструкция состава и температуры "родоначального" расплава с использованием ЭВМ-модели КОМАГМАТ-3.5. Согласно проведенным расчетам, исходный расплав представлял собой глиноземистый базальт, в результате дифференциации которого на границе кора—мантия происходила флотация плагиоклаза с образованием "кристаллической каши" при Т = = 1280°С и P = 7 кбар, которая и формировала анортозитовые комплексы. Предполагается, что первоначальная магма для габбро-анортозитов Патчемварекского и Северного массивов относится к базальтам MORB-типа океанических обстановок, а первоначальная магма Цагинского, Ачинского и других анор-тозитовых массивов неоархейского возраста к субщелочному типу, и их формирование происходило во внутриплитной (анорогенной) обстановке. На основе Sm-Nd изотопных данных высказано предположение о существовании в Кольском регионе нескольких мантийных источников, продуцирующих расплавы для разновозрастных габбро-анортозитовых интрузий, начиная с мезоархея и заканчивая средним па-леопротерозоем. Анортозитовый магматизм архея—раннего протерозоя Кольского региона маркирует полный цикл (~800 млн. лет) формирования и консолидации континентального блока.

ВВЕДЕНИЕ

Габбро-анортозиты присутствуют на всех древнейших кратонах мира в составе ранне- и позднедо-кембрийских комплексов. Метаморфизм этих образований варьирует от зеленосланцевой до гранули-товой фации. Традиционно рассматривались две контрастные группы анортозитов — стратиформные и автономные (Богатиков, 1979; Суханов, 1988). В

настоящее время выделяются несколько типов анортозитов: 1) порфировые анортозиты архейского возраста; 2) протерозойские массивные анортозиты, образующие самостоятельные массивы; 3) поздне-докембрийские анортозиты в составе габбро-анор-тозит-рапакиви-гранитных плутонов; 4) анортозиты офиолитов и крупных расслоенных мафических интрузий. Кроме перечисленных типов, анортози-

го

J

Яврозерский

Вулвара 2-10 (> / Пыршин. ЛГП -2.45л

- 4Ч

1 „^^^Абварьскии I . \ Южно-Туадашский 2.10

' Мурманск

А

КНД

МД ЗКП КВ

Кандалакшскии 2.45

Главный хребет, Пэтгемшртгский

. Мончетундровский ljfr Северныи ^

2.45-2.50 / ЖЦ.93-2.92^

ЦагинскийЛ Мага3ин^ Погеръяврскии

2.67-2.66 (У 0^усюр ^^

Ачинскии \ЧКТ 2.68

Медвежье- Северо-Кеивская

Щучьеозерский , ! групп

БПП

2.66

\

Пачинскии

Колвицкий 2.46-2.45

Рис. 1. Схема расположения габбро-анортозитовых массивов на Кольском полуострове и их возраст в млрд. лет. МД — Мурманский домен; КНД — Кольско-Норвежский домен; ЛГП — Лапландский гранулитовый пояс; ЮВ ЛГП — юго-восточная ветвь Лапландского гранулитового пояса; ЗКП КВ — Зеленокаменный пояс Колмозеро-Воронья; КТ — Кейвский террейн; БПП — Беломорский подвижный пояс. Жирная пунктирная линия — Титовско-Кейвский глубинный разлом.

ты, отличающиеся от земных, присутствуют на Луне (АзЬма1, 1993). По мнению большинства исследователей, анортозиты образуются в результате фракционной кристаллизации базальтовых расплавов за счет всплывания кристаллов плагиоклаза в верхние слои достаточно мощной коры.

Самые ранние проявления габбро-анортозито-вого магматизма фиксируются с эоархея — включения анортозитов в древнейших гнейсах блока Йил-гарн (Западная Австралия), возраст которых более 3.7 млрд. лет (Кппу е! а1., 1988). Мезоархейские анортозиты известны в комплексе Фискенессет (Юго-Западная Гренландия), их изохронный возраст оценивается в 2.86 млрд. лет (АзИма е! а1., 1989). Анортозиты, размещенные в южной части Индийского полуострова (провинция Карнатака)

имеют изохронные Rb-Sr и Sm-Nd возрасты более 3.0 млрд. лет (Bhaskar Rao et al., 2000; Balasubrahman-yan, 2006). На Кольском полуострове до настоящего времени не были известны продукты габбро-анор-тозитового магматизма с возрастом, превышающим 2.7 млрд. лет.

Кольский полуостров представляет собой область широкого развития габбро-анортозитового магматизма протерозойского и архейского возраста. Наиболее полные геологические и петрологические материалы по метабазитовым и габбро-анортозито-вым комплексам Кольского полуострова приведены в монографиях Д.Д. Мирской (1968) и Б.А. Юдина (1980). Размещение интрузивных тел габбро-анортозитов связано с разновозрастными тектоническими структурами (рис. 1). В пределах Лапландского

гранулитового пояса (ЛГП) располагаются анорто-зитовые тела группы массивов Вулвара и Яврозер-ский. Массивы Пыршин, Абварьский и Южно-Туадашский находятся на северо-западе Сальных тундр в зоне сочленения ЛГП и Беломорского подвижного пояса. В юго-восточной ветви ЛГП размещены два крупных габбро-анортозитовых массива — Колвицкий и Кандалакшский (Юдин, 1980; Шарков, 1984). Изотопный возраст Яврозерского, Абварьского, Южно-Туадашского массивов и массива Вулвара составляет 2.1—1.95 млрд. лет (Каулина и др., 2004), для анортозитов массивов Главного хребта, Колвицкого и Пыршин установлены ранне-протерозойские возрасты 2.45—2.50 млрд. лет (Митрофанов и др., 1993; Митрофанов, Нерович, 2003).

Архейский габбро-анортозитовый магматизм, главным образом, проявлен в обрамлении Кейвско-го террейна и представлен большой группой массивов, объединенных Е.В. Шарковым в единый Кейв-ско-Колмозерский комплекс (Шарков, 1975, 1984). В состав этого комплекса включены Цагинский, Медвежье-Щучьеозерский, Ачинский, Пачинский, Магазин-Мусюр, а также массивы Северо-Кейв-ской группы. На основе геодинамических реконструкций размещение тел габбро-анортозитов архейского возраста связывается с коллизией Кейв-ской и Мурманской микроплит в позднем архее (Минц и др., 1996). Иное положение имеет Погеръ-яврский массив, интрузивные тела которого расположены среди пород Мурманского домена вне пространственной связи с Кейвским террейном. U-Pb изотопное датирование циркона и бадделеита из габбро-норитов и анортозитов Цагинского, Ачинского и Медвежье-Щучьеозерского массивов, проведенное ТБ. Баяновой (2004), установило возрасты, укладывающиеся в диапазон 2.68—2.66 млрд. лет. К Кейвско-Колмозерскому комплексу были отнесены и габбро-анортозитовые массивы Патчемварек-ский и Северный. Настоящая работа посвящена результатам петрохимического, изотопно-геохронологического и изотопно-геохимического изучения этих двух массивов, а также проведена реконструкция температуры и состава исходного расплава для пород этих массивов.

КРАТКАЯ ГЕОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Патчемварекский и Северный массивы расположены в зоне глубинного разлома на сочленении Кейвского террейна, Мурманского домена и зеле-нокаменного пояса Колмозеро-Воронья (рис. 2). Первоначально они, вероятно, представляли собой единый массив, разобщенный впоследствии тектоническими процессами (Шарков, 1984). Патчемва-рекский массив является линзовидной интрузией мощностью до двух километров и сложен из измененных в различной степени лейкогаббро и весьма

однообразными среднезернистыми метагаббро-анортозитами. Породы имеют типичную кумулятивную структуру и состоят из близких к идиоморф-ным кристаллов плагиоклаза, интерстиции между которыми выполнены агрегатом вторичной роговой обманки по пироксенам. Состав плагиоклаза по разрезу закономерно меняется, что свидетельствует о скрытой расслоенности (Шарков, 1984). Иногда отмечается ритмичная расслоенность, образованная чередованием лейкократовых и мезомеланократо-вых разновидностей пород. С юго-запада, по зоне разлома, массив контактируе

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.

Показать целиком