УДК 551.2:552.312(470.21)
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ДАЙКОВОГО МАГМАТИЗМА КОЛЬСКОГО РЕГИОНА,
ФЕННОСКАНДИНАВСКИЙ ЩИТ
© 2012 г. Ж. А. Федотов, Т. Б. Баянова, П. А. Серов
Геологический институт КНЦРАН, 184209, Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14 Поступила в редакцию 03.11.2011 г.
В работе приводится краткая геолого-петрографическая характеристика раннедокембрийских дай-ковых комплексов Кольского региона, новые оценки возраста даек и выполнен анализ распространения даек разного возраста на площади всего Фенноскандинавского щита. Показано, что интенсивное дайкообразование на площади архейского ядра щита продолжалось после консолидации си-алической коры около 1 млрд. лет (2.74—1.76). После свекофеннского орогенеза дайкообразование переместилось на запад на площадь развития новообразованной коры, а в архейском домене наступил амагматичный период. Интенсивное дайкообразование на свекофеннском домене щита также продолжалось примерно 1 млрд. лет (1.8—0.84). Молодые проявления магматизма в разновозрастных коровых доменах имеют ограниченное распространение и приурочены к их периферии. Аналогичные закономерности распределения даек характерны и для других щитов на разных континентах. Это позволило сделать вывод, что формирование сиалической коры на щитах не заканчивается ее консолидацией и образованием кратона. По завершении этого процесса еще 1 млрд. лет продолжается ее наращивание снизу в форме андерплейтинга мантийных магм в ее основание. Отражением этого процесса на земной поверхности является основной мантийный и анорогенный гранито-идный магматизм. Завершение формирования коры определяется остыванием субкратонной литосферы и наступлением амагматической стадии существования кратона. Начиная с этого момента проявления кратонного магматизма связаны с наложенной тектоно-магматической активизацией холодного кратона под воздействием процессов формирования новой коры в смежных подвижных поясах и с подъемом плюмов.
ВВЕДЕНИЕ
Первый анализ распределения даек на площади Фенноскандинавского щита был выполнен в рамках проекта № 275 ЮСР "Рои базитовых даек" [45]. Это подняло интерес к их изучению. Появилось много новых материалов по дайкам отдельных районов и среди них обобщающие работы по дайкам Финляндии [59, 60] и Кольского полуострова [2, 19, 28]. В монографии [2] представлен фактический материал по геологии, геохронологии, петрографии и гехимии дайковых комплексов, полученный ее авторами за десятки лет изучения магматизма кольского региона, но общие закономерности пространственно-временного их распределения в ней не были проанализированы.
В настоящей работе приведены краткая геолого-петрографическая характеристика раннедо-кембрийских дайковых комплексов Кольского региона, новые изотопные данные по оценке возраста даек, обсуждается возможная схема корреляции роев базитовых даек Фенноскандинавско-го щита и на этой основе анализируются общие закономерности проявления кратонного магматизма на щитах.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ (НЕОАРХЕЙ— ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙ) ДАЙКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ
Мафические дайки Кольского региона делятся на две группы по их отношению к свекофеннско-му метаморфизму: раннедокембрийскую, дайки которой прорывают глубоко метаморфизованные мезоархейские образования, а их породы несут признаки воздействия только свекофеннской фазы регионального метаморфизма, и постсвеко-феннскую, представленную дайками долеритов без признаков регионального метаморфизма. Последние образуют четыре пространственно разобщенных роя даек (рис. 1): вочеламбинский с возрастом 1.16 млрд. лет и рыбачинский — 600 млн. лет, включающие единичные мелкие дайки, а также печенгский и восточно-кольский рои крупных даек — 380—390 млн. лет [2]. К этому времени относятся проявления щелочного магматизма Кольского региона, главная фаза которого имеет возраст 360—380 млн. лет [51], и жильной полиметаллической гидротермальной минерализации [31]. В постсвекофеннский период термальные события в Кольском регионе имели место преимущественно в раннем палеозое.
Рис. 1. Карта распространения роев мафических даек в Кольском сегменте архейского ядра Фенноскандинавского щита
1—6 — дайки: 1 — палеозойских долеритов, печенгский и восточно-кольский рои, 2 — неопротерозойских долеритов, рыбачинский рой, 3 — мезопротерозойских долеритов, вочеламбинский рой, 4 — палеопротерозойские прибрежные дайко-силловые мафические комплексы, лиинахамарский пойкилоофитовых долеритов и баренцевоморский пикро-долеритов, 5 — палеопротерозойские и 6 — неоархейские рои мафических даек; 7 — места отбора проб на изотопное датирование. PZ — Хибинский и Ловозерский массивы нефелиновых сиенитов; РЯз — терригенный рифей; РИ^ — оса-дочно-вулканогенный карельский комплекс Печенгской, Имандра-Варзугской и Пана-Куолаярвинской рифтоген-ных структур (с севера на юг); черное — расслоенные массивы: Мончегорский плутон на западном фланге Имандра-Варзугской структуры и Федорово-Панский на северо-восточном; жирные линии — границы блоков архейской сиа-лической коры
\/Л 1
1 ' ' 1/ ✓ 1 2
ш 3
4
5
1/11 6
1^1 7
Раннедокембрийские дайки занимают большие площади, и их общее количество в регионе на два порядка выше молодых даек. Поэтому ареалы распространения даек разного возраста многократно перекрываются и в каждом из изученных районов установлено по нескольку поколений даек. Ни по элементам залегания, ни по мощности, ни по внешнему облику пород разновозрастные дайки Кольского региона, как правило, не различаются. Петрографические наблюдения позволяют различать дайки разного состава, но не могут служить универсальным признаком классификации в силу различной степени кристаллизации и неравномерного метаморфизма пород и преобладания среди них долеритов, со-
став и облик которых практически не изменяется во времени. Для выделения генетически однородных групп даек использовался геохимический метод. Сущность его заключается в том, что генетически связанные близкие по возрасту дайки имеют одинаковое распределение рассеянных элементов, не зависящее от степени кристаллизации и метаморфизма пород. График распределения рассеянных элементов может служить генетическим признаком родства даек. Наиболее информативными в этом отношении элементами оказались Сг, N1, Си, V, Zr, 8г и У. Геохимическая характеристика дайковых комплексов обсуждалась ранее [2]. Статистика пересечений даек показывает, что выделяемые таким методом одно-
родные группы сохраняют относительную последовательность образования в разных районах. Корреляция таких групп даек по составу с вулканогенными толщами карелид (палеопротерозой) и с интрузивными формациями, для которых установлен точный возраст, позволяет ориентироваться во времени образования даек. Исключение представляют дайки долеритов и ферродоле-ритов, имеющие сквозной характер в геологической истории. В Кольском регионе представлено более полутора десятков разновозрастных роев даек долеритов и ферродолеритов от архея до палеозоя. Состав пород, как правило, не связан с возрастом даек, поэтому возраст каждого роя таких даек может быть установлен только изотопным датированием долеритов.
На площади Кольского и Карельского стабильных блоков Фенноскандинавского щита чрезвычайно широко распространены практически не деформированные дайки, а в разделяющем их Беломорском блоке дайковый магматизм представлен преимущественно мелкими бескорневыми телами интрузивных пород линзовидной и изометричной формы. Реже встречающиеся дайки, как правило, смяты в складки и будиниро-ваны [4, 24]. Это свидетельствует о том, что стабильные блоки в раннем протерозое испытывали хрупкие деформации растяжения, способствующие образованию даек, породы же Беломорского блока, обнаженные на современном уровне эрозионного среза, находились в более пластичном состоянии.
На значительных площадях вблизи карельских структур, в зоне Кейвского террейна и далее на восток до горла Белого моря, дайковые породы Кольского стабильного блока полностью амфи-болизированы. На остальной площади амфибо-лизация проявляется только в эндоконтактовых частях даек и в зонах их тектонического расслан-цевания. В центральных частях крупных даек, как правило, сохраняются первичные магматические породы. Но даже самые свежие из них, в отличие от палеозойских долеритов, содержат бурый плагиоклаз и серый оливин, окрашенные тончайшими включениями магнетита, а также келифито-вые амфиболовые каемки, развивающиеся на контактах зерен оливина и плагиоклаза. По-видимому, причиной такой трансформации магматических минералов, являлся длительный прогрев пород в свекофеннское время в условиях дефицита Н20, связанного с залеганием даек в "сухих" мезоархейских гнейсах [30]. Дефицит Н20 определял протекание реакций в твердом состоянии — распад твердых растворов в минералах и образование келифитовых каемок. Преобразование же дайковых пород в амфиболиты связано с поступлением воды в нагретую систему, поэтому их полная амфиболизация приурочена к тектони-
чески ослабленным зонам, по которым вода могла поступать извне, и к карельским палеопроте-розойским структурам, породы которых выделяли большое количество воды при метаморфизме. Дайковые породы в архейском фундаменте как и супракрустальные палеопротерозойские толщи кольских карелид испытали зональный региональный метаморфизм в свекофеннское время. Гранатовыми амфиболитами сложены дайки вблизи и под комплексом карелид, зеленосланце-вые парагенезисы метаморфических минералов развиваются в дайках, обнаженных севернее на удалении от границ этого комплекса.
В Кольском регионе по составу выделяются следующие группы раннедокембрийских даек:
1. Плагиодолеритов
2. Габброноритов
3. Кварцевых и кварц-микроклиновых долеритов
4. Микрогаббро меланократовых
5. Ферродолеритов
6. Ферропикритов
7. Высокотитанистых долеритов
8. Пикродолеритов
9. Пойкилоофитовых долеритов
10. Высококалиевых лампрофиров
Дайки плагиодолеритов распространены на ограниченной площади Кольского стабильного блока от Кольского залива до бассейна реки Ио-каньги. Мы объединяем их в один комплекс. Его наиболее известными объект
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.