ПЕТРОЛОГИЯ, 2012, том 20, № 5, с. 514-540
УДК 552.321:550.42:550.93 (471.21)
ВОЛЧЬЕТУНДРОВСКИЙ МАССИВ КОМПЛЕКСА АВТОНОМНЫХ АНОРТОЗИТОВ ГЛАВНОГО ХРЕБТА, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ: ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ © 2012 г. В. В. Чащин*, Т. Б. Баянова**, И. Р. Елизарова***, П. А. Серов**
*ООО "Юкспорская горная компания" ул. Комсомольская, 23, Мончегорск, Мурманская обл., 184111, Россия; e-mail: chashchinV@mail. ru **Геологический институт Кольского НЦРАН ул. Ферсмана, 14, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия; e-mail: tamara@geoksc.apatity.ru ***Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского НЦ РАН Академгородок, 26а, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия; e-mail: elizarir@chemy.kolasc.net.ru Поступила в редакцию 20.07.2011 г. Получена после доработки 21.02.2012 г.
Волчьетундровский массив занимает среднюю часть комплекса автономных анортозитов главного хребта, который имеет пластовую форму и маркирует тектонический шов между Кольским блоком и Беломорским подвижным поясом. Массив характеризуется довольно однородным гомогенным внутренним строением и состоит из преобладающей главной зоны, сложенной в основном лейко-габбро, лейкогаббро-норитами и анортозитами и краевой зоны, состоящей из лейконоритов и габ-бро-норитов, реже плагиоклазитов и ортопироксенитов. По химическому составу породы Волчье-тундровского массива относятся к нормальному петрохимическому ряду — как толеитовой, так и известково-щелочной серий с характерным высоким содержанием глинозема (11.71—29.32 мас. % А1203). По мере увеличения содержания глинозема в ряду от лейконоритов до анортозитов содержания ¡5Ю2 и ТЮ2 достаточно стабильны, СаО и щелочей незначительно возрастают, тогда как М§0 и железа резко снижаются. Спектры распределения РЗЭ в породах Волчьетундровского массива при общем накоплении РЗЭ в ряду лейконорит-анортозит характеризуются значительным фракционированием и более всего сходны с таковыми в палеопротерозойских (сумийских) анортозитах Кольского региона. При этом в анортозитах и лейкогаббро наблюдается плоский характер спектра тяжелых РЗЭ, а в лейконоритах он отличается существенной деплетированностью тяжелых РЗЭ, за счет отделения граната при кристаллизации магмы. Для всех пород массива типичны значительные положительные аномалии Ей, обусловленные накоплением плагиоклаза. Спектры распределения РЗЭ в цирконах характеризуются низкой долей легких РЗЭ и высокими содержаниями тяжелых РЗЭ, чем обусловлен крутой положительный наклон графиков, которые осложнены отрицательными аномалиями Ей и положительными Се (в цирконах из лейкогаббро), что соответствует характеру распределения РЗЭ в неизмененных цирконах изверженных пород. В цирконах из анортозитов аномалии Се выражены слабо или отсутствуют. Распределение элементов-примесей в породах Волчьетундровского массива характеризуется наличием положительных аномалий Ва, Та, РЬ, Бг, Sc и V и контролируется как особенностями минерального состава пород массива, так и наличием тех или иных второстепенных минералов. Для пород Волчьетундровского массива получены новые изотопно-геохронологические данные И-РЬ методом по циркону из лейконоритов краевой зоны — 2473 ± 7 и 2463 ± 2.4 млн. лет и лейкогаббро главной зоны — 2467 ± 8 млн. лет, которые рассматриваются как время кристаллизации массива. По данным Бш-Мё систематики эти породы имеют отрицательные значения £Ма(Т) от — 1.54 до —3.10, что свидетельствует об образовании их из обогащенного мантийного резервуара, в той или иной степени контаминированного коровым материалом. Для анортозитов главной зоны установлен И-РЬ возраст в 2407 ± 3 млн. лет и значение еш(Т) = —3.78, которые, скорее всего, отражают время гидротермально-метасоматических преобразований в верхней части магматической камеры, происходивших при существенном участии контаминации пород коровым материалом.
ВВЕДЕНИЕ
Комплекс габбро-анортозитов главного хребта, включающий массивы Чуна-Монче-Волчьих-Лосевых и Медвежьих тундр (рис. 1б), является одним из крупнейших в регионе и до недавнего времени относился к габбро-лабрадоритовой формации позднеархейского возраста (Козлов и др., 1967; Юдин, 1980; Магматические..., 1985). Если принадлежность массивов Чуна-Волчьих-Лосевых и Медвежьих тундр, обладающих сходным и весьма однородным внутренним строением, к комплексу главного хребта сомнений не вызывает, то относительно Мончетундровского массива существует и другая точка зрения. В частности, некоторые авторы (Шарков, 1971, 1980; Соколова, 1976) рассматривают его в качестве расслоенной интрузии, сопоставляя с известным Мончегорским плутоном. Мончетунд-ровский массив расположен в зоне сочленения Кольского блока с позднеархейским Терско-Ал-лареченским зеленокаменным поясом (рис. 1б), в плане имеет форму сильно вытянутого овала протяженностью около 30 км при ширине 2—6 км, ориентированного в северо-западном направлении. По данным глубокого бурения массив имеет мульдообразную форму в разрезе и состоит из двух зон: нижней — норит-ортопироксенитовой с прослоями и линзами метадунитов и гарцбурги-тов и верхней — лейкогаббро-норитовой и габб-ро-анортозитовой (Расслоенные., 2004а).
Массивы Чуна-Волчьих-Лосевых и Медвежьих тундр вытянуты в субмеридиональном направлении, их общая протяженность составляет около 80 км при ширине от 1 до 10 км (рис. 1б). В плане они имеют линзовидную форму, расширяющуюся к югу и постепенно сужающуюся к северу. Они маркируют границу между основными геологическими структурами региона: Кольским блоком на востоке и Беломорским подвижным поясом на западе (рис. 1а, 1б), время образования которых датируется в 2.8—2.9 млрд. лет.
Кольский блок имеет чешуйчато-блоковый тип структурной организации и представлен незакономерным чередованием прослоев и линз различной мощности, выполненных гранулита-ми основного и кислого составов, глиноземистыми гнейсами, железистыми кварцитами, эндер-битами диоритового состава и плагиогранитами. Породы Кольского блока зонально метамор-физованы в условиях гранулитовой и амфиболи-товой фаций, испытали несколько этапов деформаций.
Беломорский подвижный пояс характеризуется купольно-складчатым внутренним строением, обусловленным сочетанием гнейсов различного состава и амфиболитов, образующих мульдооб-разные структуры с плагиогранитами и диорита-
ми, слагающими крупные брахиформные куполовидные структуры. Образования Беломорского блока испытали полиметаморфические преобразования, обусловленные неоднократным их участием в деформациях и метаморфизме разных барических типов с преобладанием условий метаморфизма амфиболитовой фации.
На юге Чунатундровский массив прорывает образования неоархейского Терско-Алларечен-ского зеленокаменного пояса, представленные (с юга на север и снизу-вверх) метаморфизованны-ми вулканогенными породами вочеламбинской, кислогубской и витегубской свит (рис. 1б). Возраст метариодацитов кислогубской свиты и-РЬ методом по циркону определен в 2718 ± 10 млн. лет (Чащин и др., 2004). На севере массив Медвежьих тундр контактирует с породами улитаречен-ской толщи, включенной в состав Терско-Алла-реченского зеленокаменного пояса и представленной переслаиванием амфиболитов, амфиболовых плагиосланцев, биотитовых, эпи-дот-биотитовых, биотит-амфиболовых и амфибол-биотитовых плагиогнейсов, трактуемых в качестве метавулканитов единого ряда базальтов— риодацитов (Чащин, 2008).
В разрезе массивы Чуна-Волчьих-Лосевых и Медвежьих тундр имеют пластообразную форму с падением на восток, о чем свидетельствуют результаты модельных построений данных грави-разведки (Филатова, 1995; Расслоенные., 2004а), причем, если вблизи поверхности (до глубины 250—300 м) углы падения довольно крутые (70°—90°), то с глубиной они выполаживают-ся до 45°—50°. Наблюдаемая форма этих массивов в разрезе не является исходной, а, скорее всего, образовалась в результате тектонических процессов при надвигании Кольского блока на Беломорский подвижный пояс.
Возраст среднезернистых мезократовых габб-ро-норитов средней части Мончетундровского массива находится в интервале 2501—2505 млн. лет (Баянова, 2004; Расслоенные., 2004б), свидетельствуя об одновозрастности его с Мончегорским плутоном. Для крупнозернистых лейкогаб-бро и лейкогаббро-норитов из верхней зоны и-РЬ методом по циркону и бадделеиту возраст определен в 2476—2453 млн. лет (Митрофанов и др., 1993; Нерович и др., 2009; Баянова и др., 2010), что может свидетельствовать или о фазных соотношениях между ними или о длительности формирования массива. В то же время возраст формирования преобладающих лейкогаббро Чуна-тундровского массива, определенный и-РЬ методом по циркону, составляет 2467 ± 17 млн. лет (Баянова, 2004; Расслоенные., 2004б). В связи с имеющимися противоречиями об объеме и возрасте комплекса главного хребта ключевым
30c
(а)
З6
42°
68c
66c
68°3G'
68°GG'
67°4G'
32°GG'
г " зБТ1
33°GG' 4
®17ГХ!
32°25' 4
\ 1 2 3
7
6 а50 6 8G в 65 „.V- „¿f
а б t в т г т
а б в 9
а б 1G • 1G86G6
Рис. 1. (а) — геологическая схема Кольского полуострова. 1 — палеозойские интрузии щелочных нефелиновых сиенитов: Хибинский (Х), Ловозерский (Л); 2 — палеопротерозойские рифтогенные структуры: Печенгская (П), Имандра-Варзугская (ИВ), Куолаярвинская (К); 3 — палеопротерозойские гранулитовые пояса: Лапландский (Л), Кандалакш-ско-Колвицкий (КК); 4 — позднеархейские зеленокаменные пояса: Колмозеро-Воронинский (КВ), Терско-Алларе-ченский (ТА); 5 — Кейвская структура; 6 — массивы автономных анортозитов: Вулвара (1), Пыршин (2), южной зоны Лапландских гранулитов (3), Главного хребта (4), Потчемварек (5), Цагинский (6), Ельскоозерский (7), Медвежьео-зерский (8), Пачинский (9), Ачинский (10), Магазин-Мусюр (11), Кандалакшский (12), Колвицкий (13).
(б) — геологическая схема зоны сочленения Кольского блока и Беломорского подвижного пояса. 1 — вулканогенно-осадочные образования палеопротерозойской Имандра-Варзугской рифтогенной зоны; 2—5 — палеопротерозойские интрузивные комплексы: 2 — имандровский расслоенных интрузий; 3 — габброидов Нярк-тундры; 4
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.