ГЕОТЕКТОНИКА, 2011, № 6, с. 88-107
УДК 552.143-551.24(99-11)
РЕЙНЕРСКАЯ ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПРОВИНЦИЯ ВОСТОЧНОЙ АНТАРКТИДЫ: ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ
РЕЖИМ ФОРМИРОВАНИЯ © 2011 г. Е. В. Михальский1, Дж. Шератон2
1ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. академика И.С. Грамберга, Санкт-Петербург 190121, Английский пр., д. 1 2 Австралийское национальное агенство по геологическим иссследованиям, Брим роуд, г. Лидни,
Глочестершир ОЬ 15 6ТЬ Великобритания Поступила в редакцию 29.04.2010 г.
В статье представлены геохимические и вновь полученные изотопные (И-РЪ и Бт-Кф данные по мезопротерозойским магматогенным метаморфическим комплексам Рейнерской провинции в центральном секторе Восточной Антарктиды (Земля Эндерби — Земля Кемпа и северная часть гор Принс-Чарльз). На этих территориях распространены, среди прочих горных пород, салические ор-тогнейсы, представленные гранито-гнейсами и обедненными У тоналито-гнейсами, и мафические кристаллические сланцы амфиболитовой—гранулитовой фации метаморфизма. Магматогенные комплексы преимущественно представлены продуктами анатексиса нижнекоровых субстратов, в то время как мантийные дериваты или продукты переплавления верхнекорового материала имеют подчиненное значение. Геохимические свойства мафических пород указывают на их кристаллизацию как из высокотемпературных расплавов глубинного (плюмового) происхождения, так и из низкотемпературных литосферных расплавов. Формирование и развитие Рейнерской провинции охватывало значительный интервал времени палео- и мезопротерозоя и, вероятно, происходило в комбинированном аккреционно-коллизионном режиме с преобладающей ролью палеопротерозойской аккреции ювенильных новообразований, на что указывают опубликованные и вновь полученные модельные датировки Том в диапазоне 1500—2400 млн. лет. Новые данные указывают на
внедрение материнских пород для ортогнейсов гор Принс-Чарльз на рубежах 1040 и 930 млн. лет назад. Рейнерская провинция представляет собой долгоживущий подвижный пояс, структура которого сформирована в результате коллизии преимущественно палеопротерозойских островодужных террейнов и архейских блоков и амальгамацией их в единый континентальный массив на рубеже 1050—1000 млн. лет назад в процессе становления суперматерика Родиния. В северной части гор Принс-Чарльз, вероятно, большую роль играли термальные процессы в связи с магматическим ан-дерплейтингом.
ВВЕДЕНИЕ
Кристаллический фундамент Восточноан-тарктической платформы сложен преимущественно глубоко метаморфизованными орто- и парагнейсами и разнообразными по составу и тектоническому положению магматическими комплексами [2, 9]. В структуре кристаллического фундамента выделяются несколько относительно некрупных архейских протократонных блоков и обширный Циркум-восточноантаркти-ческий [31, 50] или Вегенер-Моусоновский [31] подвижный пояс (ВАПП), испытавший главную (завершающую) стадию тектономагматического развития в интервале от 1150 млн. лет до 950 млн. лет назад [7 и ссылки в этой работе]. Практически на всей территории ВАПП в это время произошли мощные пликативные деформации, частичное плавление, гранитообразование и метаморфизм амфиболитовой—гранулитовой фации. Это обстоятельство позволило некоторым исследовате-
лям рассматривать структуру ВАПП как продолжение Гренвильского пояса Северной Америки на реконструкции палеоматерика Родиния [29]. В отдельных районах на мезопротерозойские образования Рейнерской провинции была наложена интенсивная тектонотермальная переработка в интервале 550—500 млн. лет назад, что, по мнению других авторов, указывает на кембрийское время амальгамации отдельных континентальных блоков в палеоматерик Гондвана [12].
Впервые горные породы ВАПП были описаны в качестве тектонотипа на Земле Эндерби отечественными исследователями [4, 5], где ими был выделен так называемый Рейнерский метаморфический комплекс. Рейнерский комплекс рассматривался либо как "протогеосинклиналь-ный", в противовес древнейшему Нейпирскому комплексу, в основном сформировавшемуся на "нуклеарной" стадии развития земной коры [4], либо как продукт тектонотермальной переработ-
ки Нейпирского комплекса [45]. На ранних этапах исследований метаморфические образования ВАПП преимущественно рассматривались как продукты рекуррентной тектонотермальной активизации раннедокембрийского кристаллического массива, главным периодом которой являлся "Рей-нерский структурный эпизод (1000—950 млн. лет)" [42]. Поскольку метаморфиты Рейнерского комплекса находят возрастные аналоги повсюду в пределах ВАПП от Земли Королевы Мод на западе до Земли Королевы Мэри на востоке, эту обширную и комплексную структуру некоторые исследователи рассматривают в качестве единого подвижного пояса [30, 50]. Однако многими исследованиями отмечена асинхронность и специфичность тектономагматической деятельности в различных сегментах ВАПП [7, 21, 24 и ссылки в этих работах]. Возникли представления о присутствии протерозойских ювенильных образований, по крайней мере, на некоторых участках ВАПП [8 и ссылки в этой работе]. На основании полихронно-сти развития ВАПП в различных регионах выделены независимые тектонические провинции (тер-рейны) Мод (Земля Королевы Мод), Рейнер (Земля Эндерби — Земля Мак-Робертсона) и Уилкс (оазис Бангера и более восточные районы) [20].
Задачей данной работы является впервые в отечественной научной литературе представить геологические, геохимические, а также новые изотопные данные, позволяющие пролить некоторый свет на геодинамику формирования первичных горных пород Рейнерской провинции на примере двух ключевых районов (Земля Эндерби — Земля Кемпа и северная часть гор Принс-Чарльз, рис. 1). Сделан акцент на изучение пород в наиболее северной части гор Принс-Чарльз (так называемая Биверская структурно-формационная зона), так как более южные участки (Фишерская структурно-формационная зона) исследованы в большей мере [8 и ссылки в этой работе]. Геохимические данные получены в Geoscience Australia (бывшее BMR и AGSO) методом XRF в 1980-х годах, когда австралийские ученые выполняли масштабные геологические исследования в этих регионах Антарктиды. Массив данных включает около 150 анализов на главные компоненты и широкий спектр микроэлементов, которые доступны на сайте ВНИИОкеангеология www.vniio. ru в разделе "Научные подразделения/Отдел геологии и минеральных ресурсов Антарктики/Публикации отдела/Михальский и др., Рейнерская провинция". В данной работе представлены также новые или ранее неопубликованные изотопные U-Pb и Sm-Nd данные, полученные в ИГГД РАН (С.-Петербург) Б.В. Беляцким и В.П. Кова-чем по образцам, отобранным участниками Советских антарктических экспедиций. Некоторые материалы по составу метаморфических пород из
40° в.д.
50°
60°
65°
70°
80°
Рис. 1. Обзорная карта и схема тектонического районирования центрального сектора Восточной Антарктиды
1 — архейский или архейско-палеопротерозойский протократон (Нейпирская провинция на Земле Эндерби, Рукерская провинция на юге гор Принс-Чарльз, блок оазиса Вестфолль); 2 — область ранне-неопротерозойской консолидации (Рейнерская провинция); 3, 4 — области неопротерозойско-раннепалео-зойской активизации; 3 — в пределах протократонов,
4 —в пределах Рейнерской провинции; 5 — условная граница Биверской (к северу) и Фишерской струк-турно-формационных зон; 6 — предполагаемая граница распространения пород Нейпирского комплекса, реметаморфизованных на рубеже 1000 млн. лет назад; 7 — деформированные дайки базитов; 8 — выходы горных пород.
Цифрами в кружках на схеме обозначены: 1 — г Изабель,
2 — платформа Элс, 3 — хр. Портос, 4 — нунатаки Стинир,
5 — шельфовый ледник Эймери, 6 — оазис Вестфолль, 7 — залив Лютцов-Хольм, 8 — залив Эдуарда VIII.
Белым кружком показано расположение станции "Молодежная". Цифровые значения отражают модельные возрасты опубликованные [10, 35,
51—53] и новые (выделены *). Модельная датировка 3400 млн. лет на Земле Кемпа получена по Lu-Hf изотопной систематике [25].
На врезке: ЗКМ — Земля Королевы Мод, о.Б. — оазис Бангера
а б
о О
Рис. 2. Геолого-литологическая карта района станции "Молодежная" (по [6, 23])
1 — ортогнейсы биотит-амфиболовые; 2 — ортогнейсы ортопироксеновые (чарнокитовые); 3 — плагиогнейсы биотит-амфибол-пироксеновые; 4 — мигматиты гранат-биотитовые; 5 — мафические гранулиты; 6 — мигматизированные мафические гранулиты; 7 — пункты отбора образцов на анализ; 8 — пункты отбора образцов на Иэ-8г анализ [23]: а — изохронна ~1000 млн. лет, б — модельные возрасты 1700—2100 млн. лет
8
северной части гор Принс-Чарльз опубликованы в [38].
ЗЕМЛЯ ЭНДЕРБИ - ЗЕМЛЯ КЕМПА
Регион Антарктиды, включающий территорию Земли Эндерби и Земли Кемпа (см. рис. 1), имеет гетерогенное строение. Здесь выделяется архейский (3950-2450 млн. лет) Нейпирский комплекс, мезопротерозойский (1500-1000 млн. лет) Рейнерский комплекс и протерозойско-ран-непалеозойский (1000-500 млн. лет) Онгульско-Полкановский или комплекс побережья залива Лютцов-Хольм [2, 27]. Рейнерский метаморфический комплекс на некоторых участках представляет собой переработанные толщи Нейпирского комплекса, поскольку, в частности, в примыкающей к нему относительно узкой полосе (см. рис. 1) содержит метаморфизованные дайки основного состава, которые рассматриваются в качестве эквивалентов мезопротерозойских (около 1200 млн. лет по ЯЪ-8г данным [43]) долеритовых даек в пределах Нейпирского комплекса. Преобладающими типами метаморфических пород Рейнер-ского комплекса в данном регионе являются ор-топироксен ± биотит ± гранат гнейсы и плагиогнейсы, гранат-кварц-калишпатовые гнейсы, глиноземистые сланцы, мафические кристаллические сланцы. На некоторых участках встречаются метагабброиды, анортозиты и чарнокитоиды.
Гранитовые ортогнейсы из района станции "Молодежная" (рис. 2) имеют ЯЪ-8г изохронную датировку 1022 ± 62 млн. лет [23], но гранитовые
и тоналитовые ортогнейсы из других частей Земли Эндерби датированы и-РЪ методом по цирконам от 1425 ± 30 до 1488 ± 20 млн. лет [10]. и-РЪ датировки, по-видимом
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.