УДК 551.24(470.21)
НИЖНИЙ ДОКЕМБРИЙ КЕЙВСКОГО ТЕРРЕЙНА, СЕВЕРО-ВОСТОК БАЛТИЙСКОГО ЩИТА: СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ИЛИ КОЛЛАЖ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПЛАСТИН?
© 2011 г. В. В. Балаганский*, А. Б. Раевский*, С. В. Мудрук*, **
*Геологический институт Кольского научного центра РАН, 184209, г. Апатиты, Мурманская обл., ул. Ферсмана, д. 14 **Мурманский государственный технический университет, 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, д. 13
Поступила в редакцию 26.01.2009 г.
Кейвский террейн, расположенный на северо-востоке Балтийского щита, по особенностям геологического строения заметно отличается от смежных тектонических блоков. В северо-западной части террейна (район хр. Серповидный) известен останец палеопротерозойских супракрустальных пород, окруженный архейскими (?) кейвскими высокоглиноземистыми парасланцами и названный нами Серповидной структурой. Структурные и магнитометрические исследования показали, что эти палеопротерозойские породы смяты в сильно сжатую колчановидную складку размером на поверхности 8 х 2 км и длиною вдоль оси "колчана" не менее 5 км. В складку также смяты разломы, параллельные границам пачек пород и местами срезающие их под острым углом. Внешние границы Серповидной структуры имеют тектоническую природу, и она является комплементарной более крупной тектонической линзе кейвских слюдяно-кварцевых парасланцев. Сделан вывод, что все супракрустальные породы района хр. Серповидный залегают в виде тектонических пластин, чешуй и смяты в колчановидные складки. Анализ литературных данных показал, что гигантские колчано-видные складки развиты во всей полосе кейвских парасланцев и, скорее всего, отражают надвигание с С-СВ на Кейвский террейн Мурманского кратона. Сланцеватость и линейность, связанные с надвигами, установлены в кислых метавулканитах и щелочных гранитах архея, занимающих большую часть террейна. В отличие от них, гранитоиды и габбро-анортозиты архейского фундамента, слагающие в юго-западной части Кейвского террейна структуру размером 90 х 20 км, не несут следов палеопротерозойских деформаций. В итоге в строении террейна выделены сорванный ансамбль тектонических пластин, сложенный породами верхней и средней коры и претерпевший деформации на начальной стадии палеопротерозойской лапландско-кольской орогении, и архейский фундамент, избежавший этих деформаций. Глубина срыва оценивается в 20—25 км. Проявление тектоники сорванной верхней и средней коры в Кейвском террейне и его расположение в структуре Балтийского щита занимают закономерное место в пространственно-временной последовательности образования палеопротерозойского суперконтинента, фрагментом которого является этот щит. Эта последовательность началась на северо-востоке Балтийского щита с амальгамации и деформации архейских террейнов во время лапландско-кольской орогении, причем Кейвский террейн несет следы самой ранней переработки (1.97—1.93 млрд. лет), и окончилась на юго-западе и юге щита (1.80 млрд. лет) после свекофеннской орогении, которая выразилась в аккреции к континенту ост-роводужных террейнов, сложенных ювенильной палеопротерозойской корой.
ВВЕДЕНИЕ
Кейвская структура, расположенная на северо-востоке Балтийского щита (рис. 1А), заметно отличается от всех смежных тектонических блоков. В ее пределах широко развиты породы, которые не встречаются больше ни в одной другой структуре щита. Прежде всего, это высокоглиноземистые, часто гигантозернистые кианитовые, гранатовые и ставролитовые парасланцы [10]. Другая яркая черта — щелочные граниты с эгири-ном и арфведсонитом [7], которые являют собой уникальный пример неоархейского анорогенного щелочногранитного магматизма, проявившегося в условиях зрелой континентальной коры (2.67 млрд. лет [13, 25]). Еще одну характерную черту определяет габбро-анортозитовый магма-
тизм [34] неоархейского возраста (2.6—2.7 млрд. лет [8]). Кислые метавулканиты обычны для архея Балтийского щита, но их доля в Кейвской структуре очень велика (рис. 1Б) при очень древнем для Кольского региона возрасте вулканизма (2.87 млрд. лет [11]). В потенциальных полях Кейвская структура также выделяется в тектоническом строении региона [29]. Эти отличия выражены в наличии интенсивной положительной магнитной аномалии и отрицательный аномалии силы тяжести, контуры которых отвечают границам структуры. Кроме этого, она выделяется и по геоэлектрическим данным.
Кейвские высокоглиноземистые парасланцы интерпретируются как продукты глубокого химического выветривания [10, 28], накопленные в
1 э а о а о □ □ з о о а
6
11
16 +++++ +++++ + + + + 4 + -И- + +
21
■ ■■■ ■■■ ■ ■■■■■■ ЙШяйта:
2 7 12 17 22
9
10
15
13 14
* * * * * * * • __л,_ 18 19 "II—1Г " -11- _11_ . ПГ Л Г ■
Рис. 1. Схема тектонического районирования Кольского региона (А; по работе [4] с изменениями) и геологическая карта Кейвского террейна и прилегающих территорий (Б; по работе [15] с упрощениями и изменениями) А: 1—10:1 — рифей, 2 — парагранулиты, эндербиты, чарнокиты и граниты, 1.9—2.0 млрд. лет, 3 — тектонические пакеты островодужных супракрустальных толщ и ТТГ комплексов, 1.9—2.0 млрд. лет, 4 — гранитогнейсы и супракрустальные толщи (2.6—2.9 млрд. лет) с тектоническими пластинами супракрустальных толщ и ТТГ комплексов (1.9—2.0 млрд. лет), 5 — рифтогенные комплексы (1.85—2.5 млрд. лет), 6 — тектоническая смесь базитовых вулканоплутонических (1.9—2.1 и 2.4—2.5 млрд. лет) и гранитогнейсовых (~2.7 млрд. лет) комплексов, 7 — гранитогнейсы и супракрустальные толщи, 2.6—2.9 млрд. лет, 8, 9 — разломы: 8 — главные, 9 — второстепенные; 10 — надвиги; БП — Беломорская провинция (составной террейн); ЛК и ПИВ — Лапландско-Кольская и Печенга-Имандра-Варзугская коллизионные сутуры, ~1.9 млрд. лет; Колвицкий меланж и Умбинский аккреционный террейн слагают Колвицко-Умбинскую покровно-на-двиговую структуру (~1.9 млрд. лет).
Б: 11—25: 11 — рифтогенные породы пояса Имандра-Варзуга, 1.85—2.5 млрд. лет, 12 — парагнейсы и метабазальты Серповидной структуры, ~2.1—2.3 млрд. лет, 13 — парасланцы кейвского комплекса (неоархей?), 14 — кислые метавулка-ниты, ~2.8—2.9 млрд. лет, 15 — зеленокаменные породы, 2.8—2.9 млрд. лет, 16 — гранитоиды и супракрустальные образования архея нерасчлененные, 17 — субщелочные граниты (неоархей), 18 — щелочные граниты, 2.67 млрд. лет, 19 — габбро-анортозиты, 2.67 млрд. лет, 20 — эндербиты, диориты, монцодиориты, гранодиориты, 2.68—2.75 млрд. лет, 21 — гранодиориты, тоналиты, плагиограниты, эндербиты, ~2.7—2.8 млрд. лет, 22 — биотитовые гнейсы, мигматиты, тона-лит-трондьемит-гранодиоритовые гранитогнейсы, амфиболиты (мезоархей), 23 — разломы, 24 — надвиги, 25 — структурные линии
спокойной тектонической обстановке в архейское [10, 17] или палеопротерозойское [24, 32] время. РЪ-РЪ датировки детритовых цирконов из
мусковит-кварцевых сланцев верхней части разреза парасланцев дают максимум 2.75 млрд. лет, при модельном возрасте 2.81 млрд. лет,
Рис. 2. Геологическое строение района хр. Серповидного (А — по В.Г. и Л.А. Гаскельбергам [9], Б — по И.Д. Батиевой и И.В. Белькову [10], В — по В.Г. Загородному и А.Т. Радченко [17])
1-5 — палеопротерозой: 1 — двуслюдяные, гранат-биотитовые, амфиболовые, ставролитовые сланцы и кварцитогнейсы, 2 — ставролит-биотитовые сланцы, 3 — карбонатные породы, кварцитопесчаники и мета-песчаники, 4 — метамандельштейны, метадиабазы, основные метавулканиты, амфиболиты и амфиболовые сланцы, 5 — метагаббро-диабазы (силлы); 6-11 — архей: 6 — слюдяно-кварцевые сланцы, кварциты, 7— кианит-ставролитовые сланцы, 8 — двуслюдяные сланцы со ставролитом; 9 — кварц-мусковитовые сланцы, 10 — двуслюдяные ставролит- и гранатсодер-жащие, слюдяно-гранатовые, мусковит-кварцевые гнейсы и сланцы, 11 — порфиробластические плагио-клаз-ставролитовые и плагиоклаз-ставролит-киани-товые сланцы; 12 — дайки габбро-диабазов; 13 — разломы; 14 — надвиги; 15 — структурные линии
причем значения возраста трех зерен неясного генезиса составляют 2.3—2.5 млрд. лет [12]. Таким образом, вопрос о возрасте осадконакопления остается открытым. Главную структурно-метаморфическую переработку кейвских парасланцев относят к палеопротерозою [16, 18, 24], что подтверждено датированием метаморфогенного циркона и рутила из парасланцев района хр. Серповидный (U-Pb датировки 1.97 и 1.93 млрд. лет, соответственно [43, 46]).
Кейвская структура почти целиком сложена архейскими породами, но в районе хр. Серповидный (см. рис. 1Б) известен небольшой останец су-пракрустальных образований, которые сопоставляются с породами умбинской свиты ятулия па-леопротерозойского рифта Имандра-Варзуга [9, 26]. Изотопный состав углерода из мраморов этого останца свидетельствует в пользу их корреляции с ятулийскими образованиями [В. А. Меле-жик, личное сообщение]. Предполагалось, что палеопротерозойские породы сохранили первичные стратиграфические соотношения друг с другом и согласно перекрывают самую верхнюю часть архейского стратиграфического разреза Кольского региона, также сохранившуюся в неизмененном виде [17, 18]. При этом палеопроте-розойский останец, называемый далее Серповидной структурой, интерпретировался как простая синклиналь с субгоризонтальным шарниром при глубине ее киля менее 500 м [10].
В то же время, принимая ненарушенность в целом раннедокембрийского разреза рассматриваемого района, В.Г. и Л.А. Гаскельберги [9] подчеркивали автономность Серповидной структуры относительно окружающих ее кейвских па-расланцев. Не был исключен и тектонический характер границ этой структуры [26]. На геологических картах разных авторов, несмотря на простое строение на них Серповидной структуры (рис. 2), видны существенные различия в положении главных ее геологических границ и строения разреза. Более того, один из опубликованных геологических разрезов противоречит карте (см. рис. 2Б) и, по-видимому, отражает представления авторов карты и разреза о простоте Серповидной структуры, а не реальные особенности ее строения. Все эти различия схожи с разночтениями, которые были установлены исследователями ИФЗ РАН на геологических картах архея Беломорья и, как показали детальная съемка и структур
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.