ГЕОТЕКТОНИКА, 2012, № 1, с. 77-94
УДК 552.39 (470.21)
СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДЕВОНСКОГО ДАЙКОВОГО МАГМАТИЗМА КОЛЬСКОГО
ПОЛУОСТРОВА
© 2012 г. Е. Н. Терехов, А. С. Балуев, Е. С. Пржиялговский
Геологический институт РАН, 119017Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 04.02.2011г.
В статье описано структурное положение и геохимические особенности девонских ультраосновных— основных щелочных и основных долеритовых даек Кольского полуострова. Показано, что щелочные дайки приурочены к двум типам структур: рифтогенным и дрифтовым. К первому типу относится Хибино-Контозерская разломная зона, которая является зоной пропагации Восточно-Барен-цевского рифта. Ко второму типу относятся раннедокембрийские структуры, которые претерпели активизацию в связи с девонским дрейфом Восточно-Европейской плиты. Дайки щелочных пород встречаются только в тектонически напряженных участках, каковыми являются кольцевые структуры на концах рифтов и зоны аккомодации, где происходит смена полярности падения сместителя главного разлома и которые являются участками накопления и резкого снятия тектонических напряжений. Несмотря на весьма значительные различия в петрографии и химическом составе пород, слагающих щелочные дайки, все они одинаково обогащены РЗЭ, вероятно за счет воздействия флюидов, содержащих повышенные концентрации этих элементов в момент их формирования. Дайковый долеритовый магматизм Мурманского берега проявляется во внешней части обширной трапповой провинции, имеющей зональное концентрическое строение, в центре которой расположен Восточно-Баренцевский трог, где по геофизическим данным предполагаются покровные излияния платобазальтов. Повышенная концентрация долеритовых даек отмечается в зоне пропагации Восточно-Баренцевского трога в "тело" Балтийского щита. По периферии этой трапповой формации в обстановке локального сжатия шло формирование щелочных пород Кольского полуострова.
ВВЕДЕНИЕ
Структурно-геодинамическое положение и генезис щелочных пород во многом остаются дискуссионными, но еще более сложным является вопрос о их соотношениях с толеит-трапповым магматизмом. На территории Кольского полуострова расположены крупнейшие в мире щелочные массивы нефелиновых сиенитов: Хибины и Лово-зеро, а также большое количество массивов, сложенных породами ультраосновного щелочного комплекса (УЩК). На южном берегу полуострова известны и кимберлитовые трубки, которые рассматриваются как периферическая часть Архангельской алмазоносной провинции. Вокруг и внутри массивов нефелиновых сиенитов и УЩК развиты дайки, которые, как правило, ориентированы радиально относительно массивов, но существуют и одновозрастные им дайковые поля, пространственно оторванные от известных массивов, последним и посвящена данная работа.
Большинство щелочных пород Кольского полуострова образовалась в течение узкого временного интервала (380—360 млн. лет) [15], причем это касается как нефелиновых сиенитов, так и массивов УЩК, хотя раньше считалось, что они образовались в разные тектонические эпохи: в герцинскую и каледонскую. Примечательно, что
и для долеритовых даек, развитых вдоль северовосточного края Кольского п-ова, получены данные об их позднедевонском возрасте [2]. Таким образом, на севере Балтийского щита установлено наличие различных по составу магматических пород, образовавшихся в одно и тоже или близкое время. Геодинамические причины подобного разнообразия остаются не вполне ясными. Значительная часть позднедевонских магматических проявлений представлена дайками. Известно, что дайки являются чуткими индикаторами структурно-кинематических условий, изучая которые, можно установить с определенной долей вероятности геодинамическую обстановку проявления позднедевонского магматизма этого региона.
В последние годы в щелочных разностях некоторых дайковых систем мира были выявлены промышленные концентрации алмазов, причем во всех случаях подобные дайки имеют такие характерные особенности, как малую мощность, изменчивость состава, формы и простирания [26]. Учитывая возрастную, пространственную и вещественную близость щелочных даек Кольского полуострова и алмазоносных кимберлитов Архангельской провинции, этот аспект изучения даек также важен.
Помимо традиционных полевых исследований даек на ключевых участках, в работу вошли
результаты интерпретации материалов дистанционного зондирования земной поверхности — аэро-и космоснимков, гравиметрических и магнитометрических карт. Важную роль в осмыслении структурного положения проявлений девонского магматизма сыграли работы по составлению тектонической карты Белого моря и его обрамления. Дело в том, что структурное положение девонских интрузий обычно рассматривается исключительно с позиции "континентальной геологии" вне контекста со структурами морского обрамления [11]. При этом, в акватории Баренцева моря, как показывают современные исследования, в девонское время развивался гигантский бассейн, который возможно имел субокеаническое строение коры [22]. Авторы почти десять лет назад предложили связать формирование этого бассейна с объемными проявлениями толеитового магматизма — с образованием массивов Кольской щелочной провинции [4]. За последние годы это предположение получило серьезные геолого-геофизические подтверждения [9].
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
ПРОЯВЛЕНИЙ ДЕВОНСКОГО МАГМАТИЗМА
Щелочные магматические комплексы Кольского полуострова долгое время противопоставлялись друг другу как самостоятельные формации: нефелиновых сиенитов — пород УЩК — кимберлитов. После того как была показана од-новозрастность всех этих комплексов стали стираться и их вещественные границы. Среди трубок взрыва Терского берега было выделено большое количество интрузий фоидитов (промежуточных пород между кимберлитами и мелилититами — типичными представителями УЩК). А среди даек УЩК в Кандалакшском заливе были выделены кимберлитоподобные разности [31]. В Хибинском массиве среди нефелиновых сиенитов встречаются ксенолиты пород УЩК (размер которых может достигать сотен метров), и в самом массиве найдены трубки взрыва щелочных пикритов, весьма близких кимберлитам [1]. Таким образом, разнообразие щелочных пород в регионе определяется, по-видимому, не возрастными различиями, а структурными причинами.
В структуре Кольского полуострова выделяется два типа тектонических элементов, отвечающих, по нашему мнению, различным геодинамическим обстановкам и контролирующих размещение магматических пород девонского возраста (рис. 1). Первая группа — это прямолинейные вертикальные разломы северо-восточного простирания, формирующие Хибино-Контозерскую тектоническую зону. Для этой группы разломов предполагается рифтогенная природа. Эта структура возникла в зоне пропагации Восточно-Ба-ренцевского рифтогенного трога в тело Балтийского щита. Редкие осадочные и осадочно-вулка-
ногенные образования девонского возраста приурочены исключительно к этой зоне. Здесь встречаются наиболее кислые разности девонского щелочного магматизма — фонолиты и трахиты, причем дайки щелочных пород часто имеют большие мощности (до 20 м) и прямолинейные формы [1, 10], что, как это будет показано, необычно для подобных образований. На участке выклинивания этой зоны известны находки алмазов [23], которые мы связываем с Хибино-Кон-тозерской зоной, подобно тому, как месторождения алмазов Западной Африки ассоциируют с разломами, формирующимися при раскрытии Атлантики на продолжении океанических разломов на окраине континента [29]. Все это, на наш взгляд, указывает на специфику условий формирования девонского магматизма в этой зоне, отличной от обстановки на большей части Кольского полуострова.
Вторая группа разломов представлена прямолинейными и дугообразными, часто наклонными разломами, которые в большей мере наследуют древний раннедокембрийский структурный план. При этом громадное большинство проявлений УЩК приурочено к Лапландско-Беломор-скому подвижному поясу, породы которого были выведены к поверхности на рубеже 1.8—1.7 млрд. лет назад. И в это же время было образовано большое количество метасоматитов [28], которое и предопределило формирование метасоматиче-ски-обогащенного источника, необходимого для образования щелочных пород [1]. Предполагается, что Балтийский щит в составе Восточно-Европейской платформы в девонский период за относительно короткий промежуток времени переместился на север из приэкваториальной полосы и повернулся по часовой стрелке [3]. Не обсуждая в данной статье возможные причины изменения траектории дрейфа платформы, можно предполагать, что эти перемещения сопровождались активизацией главных разломных зон докембрийско-го заложения. Как показывают полевые наблюдения, масштабных перемещений по этим разломам в пострифейское время не происходило, тем не менее, эти структуры, которые можно назвать дрифтовыми, контролировали размещение проявлений магматизма девонского времени, прежде всего, УЩК. К структурам, активизированным дрейфом, относятся два крупных разлома, ограничивающих Кольский п-ов с северо-востока и юго-запада — своеобразные "рельсы", по которым он двигался (испытывал тенденцию к перемещению) в юго-восточном направлении (см. рис. 1). На южном фланге, вдоль Кандалакшского залива, развиты щелочные дайки, формирующие Беломорский дайковый пояс [3], а вдоль северного, Баренцевоморского побережья — дайки толеитового состава.
Рис. 1. Важнейшие структурные элементы контролирующие размещение проявлений девонского щелочного и толеитового магматизма Кольского полуострова. (структурная основа по результатам дешифрирования аэро- и космоснимков) 1 — массивы (а), дайки (б) и структуры (в) связанные с рифтогенезом Восточно-Баренцеморского рифта. Массивы и дайковые поля комплекса нефелиновых сиенитов: 1 — Хибинский, 2 — Ловозерский, 3 — Контозерский, 4 — Ивановский, 5 — Нивский, 6 — Небла-Горы, 7 — Кандагубский; 2 — массивы (а), дайки (б), трубки взрыва (3) и структуры (в), связанные с дрейфом Восточно-Европейской платформы. Массивы УЩК: 8 — Салмагорский, 9 — Лесной, 10 — Хаб-озеро, 11 — Африканда, 12 — Маврагубский, 13 — Ковдор, 14 — Со
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.