научная статья по теме ВРЕМЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СВЕКОФЕННСКОЙ ПЛУТОНОМЕТАМОРФИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ЮГО-ВОСТОКЕ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА, ПРИЛАДОЖЬЕ Геология

Текст научной статьи на тему «ВРЕМЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СВЕКОФЕННСКОЙ ПЛУТОНОМЕТАМОРФИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ЮГО-ВОСТОКЕ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА, ПРИЛАДОЖЬЕ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2004, том 12, № 4, с. 374-393

УДК 552.1 (470.22)

ВРЕМЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СВЕКОФЕННСКОЙ ПЛУТОНОМЕТАМОРФИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ЮГО-ВОСТОКЕ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА, ПРИЛАДОЖЬЕ

© 2004 г. Ш. К. Балтыбаев, О. А. Левченков, Н. Г. Бережная, Л. К. Левский, А. Ф. Макеев, С. 3. Яковлева

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия; e-mail: sb@sb2085.spb.edu Поступила в редакцию 23.04.2003 г.

Приведены результаты изучения U-Pb системы в минералах главных типов пород Приладожья: ранне- и синорогенных эндербитов, диоритов, син- и позднеорогенных калиевых гранитов, лейкосом мигматитов и вмещающих их гранат-кордиеритовых и гранат-гиперстеновых гнейсов. Обоснованы время проявления метаморфизма пиковой гранулитовой ступени и длительность каждой регрессивной стадии метаморфических преобразований пород; определены возрастные рамки плутономета-морфической активности свекофеннид от 1.89-1.88 до 1.86-1.85 млрд. лет. Подробно рассмотрены геохимические особенности, морфология, строение цирконов и монацитов разного генезиса и обосновывается их пригодность в качестве хронометра петрогенетического процесса в каждом конкретном случае. Выявлено, что породы, возникающие из расплава (магматические породы, лейкосомы мигматитов), характеризуются близкими значениями U-Pb возраста цирконов и монацитов в них. В целом Th/U отношения в монацитах имеют более высокие значения в магматических породах по сравнению с монацитами метаморфогенного и ультраметаморфогенного генезиса. Проведено изучение возрастных соотношений двух зон мигматитообразования: мигматитов натрового и калиевого ряда Приладожья. U-Pb система циркона и монацита из мигматитов и гнейсов двух зон мигматитообразования указывает на синхронность формирования последних на рубеже 1871-1876 млн. лет.

Приладожье относится к тем немногочисленным регионам, где встречаются породы всего спектра метаморфизма: от наиболее низкотемпературной фации (зеленосланцевая) до высокотемпературной (гранулитовая) (Геологическое развитие..., 1970). Метаморфическую зональность Приладожья можно рассматривать как вещественное выражение термального купола све-кофеннского времени. Несмотря на длительное и детальное изучение региона большим числом исследователей (Кицул, 1963; Предовский и др., 1967; Саранчина, 1972; Лобач-Жученко и др., 1974; Нагайцев, 1974; Казаков, 1976; Тугаринов, Бибикова, 1980; Морозов, Гафт, 1985; Мигмати-зация и гранитообразование..., 1985; Котов, Саморукова, 1990; Светов, Свириденко, 1992; Глебовицкий, 1993 и др.), таким вопросам, как синхронизация процессов магматического, метаморфического, ультраметаморфического петро-генезиса, привязка Р-Т тренда метаморфизма к шкале времени, сопоставление эндогенной активности в разных подзонах Приладожья, еще не было уделено должного внимания. Настоящая работа посвящена выяснению вопроса эволюции термального режима высокотемпературного ядра зонально-метаморфизованного комплекса

(ЗМК) на основе методов петрологического и изотопно-геохронологического изучения пород,

образовавшихся на разных стадиях метаморфизма.

КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Исследуемая область принадлежит к юго-восточному окончанию Свекофеннского пояса протяженностью более 400 км (рис. 1, врезка). Геотектоническая позиция Приладожья определяется приуроченностью территории к зоне сочленения Карельского кратона и островодуж-ных комплексов Финляндии. В последнее время эта область рассматривается в составе двух доменов - Северного (СД) и Южного (ЮД) (Балтыбаев и др., 2000). СД относится к перикратонной Свекокарельской зоне, а ЮД - к собственно све-кофеннидам, не имеющим архейского гранитного основания.

СД характеризуется развитием окаймленных гнейсовых куполов с архейским гнейсогранит-ным фундаментом в ядрах. Метаморфизм в пределах СД нарастает к югу от зеленосланцевой до амфиболитовой фации. Магматизм развит слабо.

ЮД представляет блок, метаморфизованный до гранулитовой фации, с многочисленными интрузиями габбро,эндербитов,тоналитов и гранитов, и рассматривается как высокотемпературное

я

м ч ч о а о ч

я

%

о о

Рис. 1. Геологическая карта Южного домена с точками отбора проб для изучения.

1 - раннерифейские анорогенные граниты-рапакиви; 2-6 - свекофеннские плутонические комплексы: 2 - посторогенные монцониты и граниты, 3 - позднеоро-генные граниты, 4-6 - синорогенные интрузии: тоналитов (4), диоритов (5), эндербитов (6); 7-10 - раннепротерозойские метаморфические формации преимущественно биотитовых (7), биотит-гранатовых (8), гиперстен-гранатовых (9) и кордиерит-силлиманит-гранатовых гнейсов (10); 11 - разломы: а - прослеженные, б - предполагаемые; 12 - места отбора образцов и их номера.

На врезке: 1 - архейский кратон; 2 и 3 - позднепалеопротерозойский (свекофеннский) метаморфический комплекс, Северный (2) и Южный (3) домены; 4 - ра-пакиви; 5а - положение сместителя надвига, разделяющего Северный и Южный домены, 56 - граница между Лахденпохской и Приозерской подзонами, 5в - граница, разделяющая зоны с разным уровнем метаморфизма; 6 - участок исследования, 7 - государственная граница. Серым цветом выделены участки суши с ри-фейскими отложениями.

И Ч И 2

и й К ч и й й4 X О

й4

ядро ЗМК. ЮД надвинут на СД по мощной зоне пологих надвигов (Балтыбаев и др., 1996).

ЮД делится на две зоны: Лахденпохскую и Приозерскую (рис. 1, врезка) (Шульдинер и др., 1997а). В основе этого деления лежит проявленная в ЮД зональность в первичном составе мета-осадочной толщи. В Лахденпохской зоне преобладают граувакки с известково-натровой специализацией, повсеместно присутствуют мергелистые породы и, возможно, вулканиты известково-ще-лочного ряда. В Приозерской зоне нет пород повышенной известковистости, типичны метапели-ты и умеренно глиноземистые метаалевролиты с отчетливой калиевой геохимической специализацией. Породы обеих зон интенсивно мигматизи-рованы, причем в Лахденпохской зоне мигматиты преимущественно натровые, в Приозерской -только калиевые. Провинции калиевых и натровых мигматитов выделяются и в региональном масштабе в пределах свекофеннид (Ehlers et al., 1993). Обе мигматитовые зоны характеризуются сложной историей деформационных преобразований, которая, в конечном итоге, находит выражение в развитии субширотных и северо-западных сильно сжатых складок разного порядка с погружением их шарниров на юг-юго-восток.

Зональность в пределах ЮД проявилась и в развитии интрузивных образований. Ранне- и си-норогенные интрузии I-типа, представленные но-рит-эндербитовым и габбро-диорит-тоналитовым комплексами, сосредоточены главным образом в Лахденпохской зоне. Син- и позднеорогенные, а также посторогенные интрузии калиевых гранитов S-типа большим распространением пользуются в Приозерской зоне, где они образуют сравнительно крупные плутоны.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭНДОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ

Длительное время ряд отечественных и зарубежных исследователей проводил работы, связанные с периодизацией основных этапов развития магматических и супракрустальных пород свекофеннид. Эти исследования позволили ограничить процессы активной свекофеннской ороге-нии временными рамками 2.2-1.8 млрд. лет (Тугаринов, Бибикова, 1980; Korsman et al., 1988 и др.).

В свекофеннском орогене наиболее ранними являются офиолитовые ассоциации Йормуа (1970 млн. лет, Gaal, Gorbatschev, 1987; Pekkarinen, Lukkarinen, 1991). С заключительной стадией рифтогенеза связано формирование юных островных дуг (1910-1920 млн. лет, Ekdahl, 1993) и отложения сопряженных с ними преддуговых и задуговых бассейнов.

ЗМК сложен преимущественно раннепротеро-зойскими вулканогенно-осадочными образовани-

ями. В Финляндии аналогичные толщи широко распространены; в разрезах сланцевого пояса Тампере (Южная Финляндия) возраст вулканитов определен от 1904 ± 4 до 1889 ± 5 млн. лет (Simonen, 1980; Kahkonen et al., 1989; Lahtinen, 1994). Учитывая, что наиболее молодые датировки дет-ритовых цирконов турбидитовых толщ дают значение 1.91 млрд. лет (Huhma, 1991), время накопления свекофеннских турбидитов определяется узкими рамками 1.91-1.89 млрд. лет (Kahkonen et al., 1989; Шульдинер и др., 2000). Для приладож-ских, соответствующих людиковию вулканогенных толщ определен возраст 1.99-1.96 млрд. лет (Балтыбаев и др., 2000).

Ультраметаморфические события в примыкающих к Приладожью свекофеннских породах на территории Финляндии оцениваются возрастом 1.88 млрд. лет для плагиомигматитов района г. Турку (Mouri et al., 1999) и 1.80-1.82 млрд. лет в южнофинляндской зоне калиевых гранитов и мигматитов (Vaisanen et al., 2002).

По широкому ряду интрузивных образований Приладожья получены возрасты, определяющие временные рамки от 1.89 до 1.80 млрд. лет для ранне-, син-, поздне- и посторогенных гранитои-дов (Пушкарев, Рюнгенен, 1995; Иваников и др., 1996; Konopelko et al., 1998; Богачев и др., 1999; Шульдинер и др., 2000). Крупные плутоны рапа-киви завершают кратонизацию области; возраст самого древнего из них - Выборгского - находится в пределах 1646-1630 млн. лет (Vaasjoki, Ramo, 1989).

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗУЧЕННЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД И МИГМАТИТОВ

Метаморфические и магматические процессы в зоне высокоградного метаморфизма ЗМК происходили полистадийно с формированием соответствующих ассоциаций пород. Наибольшим распространением среди высокотемпературных метаморфических пород пользуются высокоглиноземистые гранатсодержащие породы в той или иной степени мигматизированные. Выделяемым стадиям соответствуют следующие главные ассоциации.

Ранняя стадия. Характеризуется парагенези-

сами гранулитовой фации: Opx1+Cpx ± Grt + Hbl + + Pl ± Qtz, Grt + Opx + Bt + Pl ± Kfs + Qtz, Grt + Crd ±

Сокращенные названия минералов: Ab - альбит, An -анортит, And - андалузит, Ap - апатит, Bt - биотит, Chl -хлорит, Cpx - клинопироксен, Crd - кордиерит, Cum - кум-мингтонит, Fsp - полевой шпат, Grt - гранат, Hbl - роговая обманка, Ilm - ильменит, Kfs - калиевый полевой шпат, Ky -кианит, Ms - мусковит, Mag - магнетит, Mnz - монацит, Opx - ортопироксен, Pl - плагиоклаз, Qtz - кварц, Sil - силлиманит, Spl - шпинель, St - ставролит, Zrn - ци

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.

Показать целиком