Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Палеомагнетизм пород докембрия Карелии и возможности его применения для корреляции эндогенных процессов

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Палеомагнетизм пород докембрия Карелии и возможности его применения для корреляции эндогенных процессов"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОХРОНОЛОГИИ ДОКЕМБРИЯ

На правах рукописи

КРАСНОВА Антонина Федоровна

УДК 550.384.3(470.22)+531.71/72+551.2

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ ПОРОД ДОКЕМБРИЯ КАРЕЛИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ КОРРЕЛЯЦИИ ЭНДОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

04.00.01 - общая и региональная геология 04.00.08 - петрография, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геопого-минералогических наук

Санкт-Петербург - 1994

Работа выполнена в Лаборатории геологии и геохимии Института геологии и геохррнологии докембрия РАН.

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук С.б.ЛОБАЧ-ЖУЧЕНКО доктор физико-математических наук Е.Г.ГУСЬКОВА

Официальные оппоненты: доктор геолого-минерапогических наук В.П.ДУК (ИГГД РАН) кандидат геолого-минерапогических наук А.А.ПРИЯТКИН (ЛГУ)

Ведущая организация: Институт геологии Карельского филиала РАН

Защита состоится " 24 " марта_ 1994г. в Ю час. мин.

на заседании специализированного совета Д ооз.72.01 лри Институте геологии и геохронологии докембрия РАН по адресу: 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГГД РАН.

Автореферат разослан " 2^ " февраля_ 1994 года

Ученый секретарь специализированного совета Д 003.72.01 кандидат reoлого-минералогических

наук Е.И.КРАВЦОВА

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Изучение палеомагнетизма пород докембрия имеет важное значение для выявления фундаментальных закономерностей изменения геомагнитного поля, а также для решения ряда задан, связанных с палеогеодинамическими и палеогеографическими реконструкциями, расчленением и корреляцией осадочных, магматических и метаморфических образований. Папеомагнитные данные предоставляют уникальную возможность выявить относительные перемещения сегментов земной коры, установить их масштаб и характеристики движения, что может применяться при разработке геодинамических моделей. Кроме того, надежно откапиброванная траектория кажущейся миграции палеомагнитиого полюса служит инструментом для датирования пород и процессов, что особенно актуально для базитов и упьтрабазитов докембрия, определение возраста которых изотопными методами сталкивается с серьезными методическими трудностями.

Цель и задачи работы. Основная задача заключалась в изучении палеомагнетизма пород раннего докембрия карельской части карело-кольского кратона, являющегося архейским ядром Балтийского щита с целью построения для нее тренда кажущейся миграции пзпеопопюса и существенного пополнения имевшейся к началу исследований траектории кажущейся миграции палеопопоса в интервале 1.90-0.85 мпрд. лет. Для достижения поставленной цепи было необходимо: 1) провести палеомагнитное опробование пород архея и раннего протерозоя, принадлежащих различным тектоническим структурам Карелии; 2) изучить компонентный состав естественной остаточной намагниченности отобранных образцов пород, установить происхождение и обосновать время образования выделенных компонент намагниченности; з) составить временной ряд/ряды папеомагнитных попюсов, реконструированных по направлениям компонент естественной остаточной намагниченности пород Карелии; 4) путем сравнения пространственно-временного положения близких по возрасту палеопопюсов, полученных для различных блоков Карелии, между собой и с папеомагнитны-ми данными по зарубежной части шита, установить, имели ли место перемещения этих структур относительно' друг друга; 5) уточнить последовательность эндогенных процессов в пределах изученных регионов и провести их корреляцию на основе папеомагнитных данных.

Научная новизна работы состоит в следующем: 1) впервые дпя Карелии получены папеомагнитные характеристики пород позднего архея и начала раннего протерозоя; 2) впервые установлен тренд кажущейся миграции палеомагнитиого попюса для Карелии в интервале 2.85-1.75 мпрд.лет; 3) впервые, на основе папеомагнитных данных, проведено расчленение

-Jt~

базитового магматизма Карелии и показаны возможности корреляции эндогенных процессов в раннем докембрии.

Практическая значимость работы определяется тем, что полученные для позднего архея и начала раннего протерозоя Карелии папеомагнитные определения позволили значительно продвинуться в реконструкции траектории кажущейся миграции палеополюса для Балтийского щита в докембрии. На основе новой версии траектории миграции палеополюса для щита установлен путь перемещения щита в интервале 2.85-0.65 млрд. пет и определены скорости его движения.

Фактический материал. Основу работы составили результаты исследований палеомагнетизма базитовых интрузий раннего докембрия и пород метаморфических комплексов Карелии, полученные автором за период с 1982 по 1991 годы. В общей сложности изучено более 500 ориентированных образцов из 24 объектов, расположенных в северной, западной, центральной и юго-восточной Карелии. Изучено более юо прозрачно-полированных шлифов с цепью выявления метаморфических преобразований пород и оценки перемагничивающего влияния этих процессов на естественную остаточную намагниченность пород.

Основные затираемые положения:

1. Стабильная часть естественной остаточной намагниченности изученных пород архея и раннего протерозоя, состоит из одной или двух различающихся по стабильности компонент, что подтверждает предположение о стабилизации карельского сегмента архейской коры к началу протерозоя.

2. Жесткие компоненты естественной остаточной намагниченности пород, сохранивших магматическую структуру и магматические минералы, синхронны моментам их образования, что в отдельных случаях подтверждено контактовыми тестами. В породах, подвергшихся метаморфическим преобразованиям, жесткие компоненты соответствуют во времени наложенным процессам.

3. Часть жестких компонент естественной остаточной намагниченности пород Западной и Северной Карелии возникла под влиянием процессов, имевших место в сопредельных Свекофеннской и Беломорской зонах 1.901.75 млрд.пет назад.

4. Шесть групп папеомагнитных полюсов с возрастами 2.Я5, 2.70, 2.65, 2.45, 2.15 и 2.00-1.70 млрд.пет определяют путь кажущейся миграции папеомагнитного полюса в раннем докембрии дня Карелии,

5. Корреляция эндогенных процессов на осноье папеомагнитных данных согласуется со шкалой главных геологических событий Карелии, устаноз-

. пенной по геологическим и изотопным данным. В Юго-восточной Карелии по

папеомагнитным данным выделены четыре этапа баэитового магматизма е интервалах 2.85-2.70; 2.65-2.47; 2.47-2.35 и на рубеже 1.85 мпрд. лет, подтверждающие и дополняющие последовательность баэитового магматизма данного района.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований и отдельные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре "Палеомагнетизм и тектоника" (Ленинград, 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1989; Луцк, 1988); на заседаниях рабочей группы по международному проекту 257 МПГК "Рои мафических даек Балтийского шита"; in и iv Всесоюзных сьездах по геомагнетизму (Ялта, 1986;. Суздаль, 1991); на рабочей группе "Palaeomagrietic WorKShop" по палеомагнетизму докембрия Балтийского щита (Пулеа, Швеция, 1990) и на расширенном заседании ИСК, совместном с XXXIX сессией Палеонтологического общества (С.-Петербург, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения, содержит 192 страниц машинописного текста, 61 рисунок, 14 таблиц и список литературы из 80 наименований.

В процессе исследований палеомагнетизма пород докембрия Карелии и работы над диссертацией автор неоднократно обращался за консультациями к своим коллегам геологам-докембристам - В.П.Чекулаеву, В.Я. Хильтоаой, H.A.Арестовой, В.А.Матреничеву (ИГГД РАН) и лапеомагнитопогам Р.А.Комиссаровой, В.П.Родионову, С.А.Писаревскому (ВНИГРИ), в связи с чем выражает им свою искреннюю признательность, большую пользу принесло обсуждение результатов исследований и обмен мнениями по проблемам палеомагнетизма докембрия балтийского и Украинского шитов с Н.П.Михайловой (Ин-т геофизики им.С.И.Субботина Укр.АН). Глубочайшую благодарность за постоянную поддержку исследований и всестороннее обсуждение полученных результатов, ценные замечания и полезную критику, автор выражает А.Н.Храмову и научным руководителям С.Б.ПоЬач-Жученко и Е.Г.Гуськовой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, определяются цепи и задачи, приводятся сведения о фактическом материале, положенном в основу диссертации, сформулированы основные защищаемые положения.

Глава I. Современное состояние проблем палеомагнетизма докембрия. В данной главе обсуждаются основные трудности и источники неопределенностей при интерпретации папеомагнитных данных. Рассматриваются три

гпавных проблемы, связанные! а) с определением возраста компонент естественной остаточной намагниченности породы; 6) с пробелами в папеомагнитной летописи, обусловленными дискретностью геологических процессов, в) с дефицитом Лапеомагнитных данных для раннедокембрийского этапа развития Земли и возможные подходы к преодолению трудностей в интерпретации данных.

Глава 2. Основные черты геологического строения и о6?ор исследований палеомагнетизма докембрия Балтийского шита. В данной главе приведена краткая характеристика геологического строения Балтийского щита в свете гипотезы коровой аккреции (Gorbatschev, Gaal, 1987), согласно которой щит представляет собой архейский кратон, сложенный метаморфизованными и деформированными гнейсами, гранитами и супрак-рустапьными породами, юго-западная часть которого в свекофеннское (2.00-1.75 мпрд.дет) и готское (1.75-1.50 млрд.пет) время последовательно разрасталась за счет новообразованной коры. В свекофеннское время в северо-западной части кратона запожился Лапландский гранупи-товый пояс, разделяющий карельскую и кольскую части кратона, который авторами аккреционной гипотезы рассматривается как зона континентальной коллизии. Новые геологические данные, полученные О.И.Володичевым (1990) и С.Б.Побач-Жученко с коллегами (1991) в юго-восточной части Бепомор-ско-Лапландского пояса, позволили предположить, что в позднем архее Беломорская зона также развивалась как коллизионная структура.

Здесь же показана динамика развития исследований палеомагнетизма пород докембрия Балтийского иита и рассмотрены варианты траекторий кажущейся миграции палеопопюса для Балтийского щита в докембрии, характерные для различных этапов исследований палеомагнетизма.

Глава з. Краткая геог|ого-геохронопогическаи и петрографическая

проводились в пределах наименее переработанной части карельского кратона - Карельской гранит-зеленокаыенной области. Выбор районов исследований проводился с учетом гетерогенности ее строения и развития, установленной И.Н.Крыловым с коллегами ¡1984); при выборе объектов предпочтение отдавалось базитовым интрузиям, возраст которых установлен по изотопным или геологическим данным. В некоторых случаях изучались породы метаморфических комплексов, этапы преобразования которых также датированы изотопными методами. Приведены геохронопогическая и петрографическая характеристики изученных пород.

Западная Карелия. Район оз.Тупое сложен преимущественно архейскими гранитоидами, прорванными дайками Ьазитсв, формирующих два комплекса -

архейский и протерозойский. На заключительном этапе эндогенного развития о архее, породы района подверглись зональному метаморфизму, достигавшему уровня гранупитовой фации и сопровождавшемуся калиевым метасоматозом, по данным и-РЬ метода, 2.645+0.045 млрд.пет назад (Методы изотопной—, 1986). В этом районе изучен палеомагнетизм двух даек позднего комплекса, становление которого связывается с началом раннепротерозойской тектоно-магматической активизации этой части кратона. Становление даек сопровождалось диафторезом в условиях эпидот-амфибопитовой фации, время проявления которого, по данным к-дг метода, оценивается интервалом 1.94-1.89 млрд.пет.

В районе пос.Муезерский, в пределах Сепецко-Янгозерской ятулийской структуры, сложенной вупканогенно-осадочными породами, изучен палеомагнетизм интрузии габбро-диабазов, прорывающей нижнеятупийские кварцито-песчаники. Возраст интрузии определен и-РЬ методом и составляет 2.15+0.06 млрд.пет (Методы изотопной..., 1986). Кроме того, датировки, полученные методом Аг/ Аг по биотиту, хлориту, эпидоту, свидетельствуют о преобразовании пород на рубеже 1.80+0.15 млрд.лет (Ашкинадэе и др., 1978).

Центральная Карелия. В районе слияния рр.Суны-Семчи изучен палеомагнетизм габбро-диоритов крупной интрузии (Семченской), прорывающей вупканогенно-осадочные породы архейского зепенокаменного пояса. Возраст интрузии определен и-РЬ методом и составляет 2.84Э+ о.ооа мпрд.пет (Сергеев и др., 1983; Лобач-Жученко и др., 1986). Габбро-диориты, совместно с вмещающими породами, претерпели метаморфизм уровня амфибопитовой фации, верхняя возрастная граница которого определяется становлением посткинематических гранитов с возрастом 2.740 мпрд.пет (Методы изотопной..., 1986). к-аг датировки по амфиболам и биотитам из габбро-диоритов, распределенные в интервалах 2.00-2.00 и 1.70-1.50 мпрд.пет, соответственно, свидетельствуют о том, что эндогенные процессы в районе продолжались до начала позднего протерозоя.

Юго-восточная Карелия (Водлозерский блок). Водлозерский бпок сложен деформированными и метаморфизованными гнейсами, тонапитами и плагиогра-нитами (Земная кора..., 1983; Побач-Жученко и др., 1984, 1986). Ранние деформации происходили в условиях высокотемпературной амфиболитозой фации метаморфизма в интервале з.го-з.ю млрд. лет назад (Лобач-Кученко и др., 1989). С формированием зеленокаменных поясов на рубеже 2.85+0.05 мпрд.пет (Сергеев, 1989) сопряжен следующий этап структурно-метаморфической переработки пород, который также происходил в условиях амфибопитовой фации, но при менее высоких, чем на раннем этапе, температурах.

Архейская эндогенная активность в пределах блока завершилась становлением массивов микроклиновых гранитов с возрастом близким к 2.70 млрд.пет (Сергеев, 1989). Кроме того, на западной окраине блока, в гнейсах установлен метаморфизм, достигавший уровня гранулитовой фации и обусловленный, скорее всего, внедрением интрузии эндербитов 2.650+ 0.045 млрд.лет назад (Методы изотопной..,1986). В последовательности геологических событий блока установлены четыре этапа базитового и упьт-рабазитового магматизма, два из которых отнесены к архею, а два других - к раннему протерозою (Куликов и др., 1990). Время проявления одного из раннепротерозойских этапов, с которым связано образование перидотит-габбро-норитового комплекса Карелии, по данным Бт-ыа метода, определено интервалом 2.45-2,35 млрд, пет (Амелин, Семенов, 1990).

В пределах Водлозерского блока изучен палеомагнетизм гнейсов, подвергшихся метаморфизму на рубеже 2.85 и 2.65 млрд.лет; базитов восьми даек, возраст которых, по геологическим данным, оценивается как протерозойский, и пород Бураковского перидотит-габбро-норитового комплекса.

Северная Карелия. Район, расположенный между оз.Пяозеро и Епеть-„ озеро, сложен архейскими гнейсами, гнейсо-гранитами и мигматитами (Геология и магматизм..., 1974). Метаморфизованные породы архейского комплекса прорваны интрузиями базитов, ультрабазитов и гранитоидов.

Интрузии базитов и Ьазит-ультрабазитов района образуют четыре разновозрастных комплекса (Еин, 1982, 1984), становление которых происходило в следующей последовательности: наиболее древними полагаются интрузии пироксен-роговообманковых габбро, возраст которых трактуется как архейский (А.С.Еин) и как раннелротерозойский (Лавров, 1970). На рубеже 2.47 млрд.лет происходило становление комплекса даек габбро-норитое (Левченкоа и др., 1990), которые, в свою очередь, секутся дайками пироксен-плагиоклазовых лорфиритов. Вышеназванные комплексы базитов прорыааются пайками габбро-диабазов. В базитах, относящихся к перечисленным комплексам, признаков существенной переработки не наблюдается.

Изучен палеомагнетизм образцов базитов и ультрабазитов четырех комплексов и вмещающих их гнейсо-гранитов.

Глава 4. Естественная остаточная намагниченность лоооп докембрия КарелииI в этой главе приведены результаты исследований естественной остаточной намагниченности изученных образцов пород. Исследования проводились по общепринятой в практике исследований палеомагнетизма . методика (Палеомагнитология, 1982), в лаборатории магнитных свойств СПб

ИЗМИР РАН и, частично, в палеомагкитной лаборатории ВНИГРИ. Термочистка и размагничивание образцов пород в переменном магнитном поле показали, что их естественная остаточная намагниченность состоит из двух или из трех компонент. Мягкая компонента присутствует в намагниченности практически всех изученных пород и разрушается в переменном магнитном поле, амплитуда которого, как правило, на превышает 16-24 кА/м и после нагревания до 200°С. Происхождение мягкой компоненты, практически совпадающей с направлением современного геомагнитного поля, обусловлено, вероятно, гипергенным изменением пород в условиях современного перемагничивания, что позволило исключить ее из дальнейшего рассмотрения.

Стабильная часть естественной остаточной намагниченности пород чаще состоит из одной, реже двух жестких компонент, которые разрушаются при увеличении амплитуды переменного магнитного попя до 48-64 кА/м и выше и после нагревания до 500-б75°С. Выяснение происхождения жестких компонент естественной остаточной намагниченности проводилось путем сравнения их стабильности со стабильностью смоделированных в образцах термоостаточной и идеальной намагниченностей. Подобие кривых размагничивания свидетельствует о том, что большинство жестких компонент сопоставимы по стабильности с намагниченностью термоостаточного происхождения.

Определение возраста компонент намагниченности является одной из самых сложных задач при интерпретации папеомагнитных данных и общего решения не имеет. Наиболее очевидным является случай синхронной становлению породы намагниченности, когда ее возраст близок изотопному возрасту породы. Наблюдаемые в интрузиях баэитов магматические структуры и минералы, в том числе и ферромагнитные, расценивались как свидетельство о пользу сохранности синхронной намагниченности, что, в отдельных случаях, было подтверждено изучением пород зон экзоконтактов интрузий или т.н. контактовыми тестами. Перемагничивание вмещаших пород в приконтактовой зоне под воздействием тепла интрузий однозначно свидетельствует в пользу синхронного термоостаточного намагничивания последних. Намагниченность пород, метаморфизованных в условиях амфибопитовой и гранулитовой фации, рассматривалась как синхронная этим процессам, поскольку при столь высоких температурах и интенсивной перекристаллизации пород, несомненно происходило ее полное перемагничивание. Возраст намагниченности, обусловленной преобразованиями или прогревами пород при температурах не превышавших 600°С, оценивался на основе совокупности изотопных, геологических и папеомагнитных данных.

Западная Карепия. Происхождение жесткой компоненты естественной остаточной намагниченности габбро-долеритов позднего комплекса в р-не оз.Тулос (таЬл., 1,11) могло Ьыть обусловлено как процессом формирования даек на этапе раннепрогерозойской тектоно-магматической активизации региона, так и сопровождавшим его диафторезом в условиях эпидот-амфибопитсвой фации. Время приобретения жесткой компоненты намагниченности габбро-доперитами оценивается по геологическим данным как свекофеннское (2,00-1.75 млрд.лет), а по изотопным к-Ar данным, интервал сужается до 1.94-1.89 млрд.лет.

Естественная остаточная намагниченность габбро-диабазов ятулийской дайки р-на пос. Муезерский отличается от намагниченности других объектов тем, что не содержит компоненты, обусловленной современным магнитным полем. Направления жесткой компоненты формируют две группы, одну из которых можно интерпретировать как синхронную становлению дайки 2.15 млрд.пет назад (табл., Illa), а вторую - как следствие частичной хпоритизации и эпидотизации габбро-диабазов 1.80 млрд. лет назад (табл., шЬ),

Центральная Карепия. В распределении жесткой компоненты естественной остаточной намагниченности габбро-диоритов Семченской интрузии могут быть выделены три группы, существенно различающиеся по направлениям. Из истории геологического развития региона и анализа имеющихся для интрузии изотопных данных можно установить круг геологических процессов, способных вызвать намагничивание и перемагничивание пород интрузии. К ним отнесены собственно становление интрузии 2.85 млрд.пет назад, метаморфизм 2.74 млрд.лет назад, сумийский 2.50 -2.30 млрд.лет и ятулийский 2.зо-2.оо млрд.лет вулканизм, широко проявленные в этом районе.

Сравнение с имеющимися для докембрия Балтийского щита папеомаг-нитными данными показало, что две группы направлений жестких компонент, обнаруживающие некоторое сходство с направлениями намагниченности пород раннего протерозоя могли образоваться под воздействием прогревов на этапах сумийского и ятулийского вулканизма. Однако, полного соответствия с направлениями намагниченности сумийских и ятупийских пород карельского кратона эти направления не обнаруживают, что исключает возможность лапеомагнитных реконструкций по ним. Третья, самая многочисленная группа направлений (табл., IV) связана, скорее всего, с метаморфизмом интрузии в конце позднего архея, поскольку по направлению существенно отличается от направлений намагниченности, характерных дпя протерозойских пород щита.

Табпица.

Средние направления жестких компонент естественной остаточной намагни-чености и координаты папеомагнитных полюсов для пород раннего докембрия Карелии.

Карелия к объекта (группа компонент) Направление жесткой компоненты Координаты палеопопюса Рабочий возраст компон. по изотоп.*, геолог.* и п/м *** данным, мпрд.пет

к жО Ф, с.ш „ »

Западная I, II 10 49 15 25 56 209 16 1.94-1.89*, 1.78***

а 296 46 9 40 33 292 9 2.15*,***

III 6 2 19 36 7 36 210 34 1.80*,***

Центр. IV 98 78 10 30 56 78 18 2.85-2.68* 2.70***

Юго-восточная V, VI 351 21 35 52 39 232 27 <2.85** 1.85***

(Водлозе- рский блок) VII 186 22 9 14 -18 32 7 2.85*,***

VIII 141 64 4 110 22 65 4 <2.70** 2.45***

IX 92 66 8 70 40 98 12 <2.70** 2.53*"*

X 24 77 8 24 78 93 14 2.65*

XI 175 6 25 24 -26 42 18 <2.85** 2.85***

XII 141 58 7 131 14 66 9 «2.85** 2.45***

XIII 172 14 6 217 -21 45 4 2.85***

XIV 100 49 8 38 22 109 9 <2.90** 2.65-2.45***

XV 137 62 15 64 21 69 20 2.37*

XVI 138 52 5 112 11 71 6 2.472.37**,***

Северная XVII-(А) XXIV 350 49 9 69 53 228 10 2.00-1.80** 1.88*""

ХУИ-ХХП' (5) 30 58 10 52 57- 165 13 2.30-2.00*" 1.75**"

XVII. ХХ11-ХХ1У (В) 126 73 10 167 41 65 а7 2.472.35*,",""'

Юго-восточная Карелия (Водлозерский блок). Первичность жестких компонент естественной остаточной намагниченности двух даек габбро-диоритов (табл., У,УХ) р-на среднего течения р.Водпы и двух даек габбро-доперитов - мощной (табл., XI) и внедрившейся в нее по принципу "дайка в дайку» - маломощной (табл., XII) в р-не пос.Шальский, подтверждена положительными контактовыми тестами. Нижняя возрастная граница формирования этих даек, за исключением "дайки в дайке", определяется, по геологическим данным, последним метаморфизмом вмещающих гнейсов, имевшем место 2.85 млрд.пет назад. Для "дайки в дайке" эта граница будет несколько "моложе", поскольку определяется временем становления вмещающей ее мойной дайки габбро-долеритов. Время образования жестких компонент гнейсов однозначно определяется этапами их метаморфизма в условиях амфибопитовой фации 2.85 мпрд.пет назад (табл., VII,XXXI) и гранупитовой фации 2.65 мпрд.пет назад (табл., X).

Жесткая компонента естественной остаточной намагниченности пиро-ксенитоа центральной части Аганогерского блока Бураковской расслоенной интрузии предполагается синхронной их становлению 2.37 мпрд.пет назад, поскольку в пироксенитах полностью сохранились магматические минералы, а в пределах Водпозерского блока не установлены протерозойские процессы, способные вызвать широкомасштабное перемагничивание пород. Синхронной становлению Бураковского перидотит-габбро-норитового комплекса (2.45-2.37 мпрд.пет) полагается и жесткая компонента намагниченности габбро-долеритов дайки-сателлита интрузии (таЬп,, XVI). Оказалось, однако, что близкие по времени образования компоненты намагниченности пород Бураковского комплекса, существенно различаются по направпемию. По данным магнитометрической льемки ранее было установлено, что длинные оси магнитных аномалий Аганозерского блока расположены по отношению к осям магнитных аномалий остальной части интрузии под угпом примерно 70 . Разворот Аганозерского блока на 70 по часовой стрелке приводит палеомагнитные направления пород комплекса в полное соответствие (табл., XV,XVI).

Для жестких компонент намагниченности двух даек габбро-долеритов, прорывающих массив микрокпиновых гранитов в р-не среднего течения р.Водпы (табл., VIII,IX), нижняя возрастная граница определяется временем становления гранитов близким к 2.70 мпрд.пет. Однако, нетрудно заметить, что средние направления жестких компонент намагниченности этих даек, полагавшихся одновозрастными, различаются. Вероятно, внедрение даек происходило с некоторым разрывом во времени, что подтверждается интенсивной амфибопизацией ранней дайки (табл., IX).

Время приобретения жесткой компоненты естественной остаточной намагниченности габбро-долеритов дайки из р-на р.Кальи (табл., XIV), также обосновывается только по геологическим данным, согласно которым ее нижняя возрастная граница не древнее 2.90 млрд.пет.

Северная Карелия. Стабильная часть естественной остаточной намагниченности образцов пород из р-на Елеть- и Пяозера состоит из одной или двух жестких компонент, образующих три группы направлений А, Б и В (табл.). Порядок образования этих групп, с учетом возрастной последовательности изученных пород, представляется следующим. Наиболее древними полагаются В направления, обнаруженные только в образцах гнейсо-гранитов, пироксен-роговообманковых габбро и габбро-норитов. В гнейсо-гранитах и пироксен-роговообманковых габбро, если возраст последних рассматривать как архейский, намагниченность этого направления могла возникнуть в результате раннепротерозойского перемагничива-ния, вызванного становлением еулкано-плутонической ассоциации района в интервале 2.47-2.35 млрд.лет, включающей, наряду с расслоенными интрузиями, и дайки габбро-норитов. Однако, для интрузий пироксен-роговообманковых габбро наиболее вероятна первичность В направления и соответственно, ргннепротерозойский возраст. А и Б направления рассматриваются как результат перемагничивания пород, вызванного начальными, соответственно, конечным этапами свекофеннской активизации в сопредельной Беломорской тектонической зоне. С конечным этапом активизации, возможно, связано становление комплекса даек габбро-диабазов в этом районе, поскольку в эндоконтакте одной из них обнаружены жесткие компоненты намагниченности, несущие Б направление.

Глава 5. Модель траектории кажущейся миграции палеомагнитного полюса для докембрия Балтийского шита. По направлениям жестких компонент естественной остаточной намагкичености 24 объектов Карелии вычислены координаты 17 папеомагнитных полюсов (табп.). Среди папео-полюсов можно выделить 7 ключевых, возраст которых определен с учетом изотопных датировок, полученных непосредственно для объектов папеомагнитных исследований. К ним относятся палеополюсы nasif из р-на оз.Тулос (табл., 1,11) и пос.Муезерский (табл., ill) в 'Западной Карелии; папеополюс Семченской интрузии (табл., IV), Центральная Карелия,-папеопопюсы пироксенитов Буракоеской расслоенной интрузии (табл., XV) и гнейсов, слагающих ВодлозерсккЯ блок (табл., vii,X), а также погюс базит-упьтрабазитов сумийского комплекса и вмещающих его гнейсо-гранитов (табл., В) в Северной Карелии.

На основе ключевых палеополюсоа был намечен тренд миграции

пагеомагнитного полюса для Карелии в интервале 2.85-1.75 млрд.лет. Наиболее древняя масть тренда опирается на ключевые полюсы с возрастом 2.85; 2.65 и 2.45-2.37 млрд.лет, полученные по породам Водпозерского блока. С установленным трендом согласуются ключевые лалеополюсы, полученные для пород Центральной и Северной Карелии, возрасты которых составляет, соответственно, 2.74 и 2.47-2.35 млрд.лет. Ключевые папеополюсы Западной и, частично, Северной Карелии интервала 2.15-1.75 млрд.лет располагаются в западном полушарии, пространственно совмещаясь с одновозрастным участком имевшейся траектории кажущейся миграции папеопопюса для Балтийского щита. Папеомагнитные полюсы, полученные для пород, не имеющих изотопных датировок, согласуются с намеченным трендом миграции папеопопюса для Карелии, в соответствии с геологическими данными о возможных их возрастах, интервалы которых уточнялись, в свою очередь, на основе полученного тренда (см. табл.).

Полученные для раннего докембрия Карелии папеомагнитные полюсы включены в международный банк папеомагнитных данных для Балтийского шита, на основе которого, совместными усилиями скандинавских и российских ученых, была разработана новая версия траектории кажущейся миграции папеомагнитного полюса для щита в интервале 2.85-0.60 мпрд.пет (Е1ю1пд et а1., 1993).

Глава 6. Последовательность геологических событий и геопинзмическое развитие карельского кратона в раннем докембрии. Последовательность папеополюсов, полученная для докембрия Карелии, также как и последняя версия траектории миграции папеопопюса для докембрия Балтийского щита, применены для корреляции эндогенных процессов, как в пределах изученных регионов, так и между ними.

На современном этапе геологической и геохронологической изученности карельской части кратона установлена последовательность главных геологических событий в раннем докембрии (Левченков и др.,1990). Наиболее исчерпывающая геопого-геохронопогическая информация получена для Водпозерского блока. Однако, базитовый магматизм, широко проявленный в этом регионе, не нашеп должного отражения в шкапе геологических событий блока. Поскольку базиты практически не датированы изотопными методами, была предпринята попытка выделить интервалы проявления базитового магматизма и определить их место в шкапе геологических событий на основе полученной временной последовательности полюсов. Установлено, что в интервале конец позднего архея-ранний протерозой, в пределах блока происходило становление не двух, как предполагалось

по геологическим данным, а, по крайней мера, четырех генераций Ьазитов. Становление первой генерации Ьазитов, к которой можно отнести дайку XI (табл.) происходило в интервале 2.85-2.70 мпрд.пет. Формирование следующей генерации, представителями которой являются дайка IX (табл.) и, возможно, дайка XIV (табл.), происходило в интервале 2.65 - 2.472.35 млрд.лет. Третья генерация базитов, включающая дайки VII, хи и XVI (табл.), ассоциируется с Бураковским комплексом пород XV, XVI (табп.) и, наконец, четвертая генерация базитов, к которой отнесены дайки габбро-диоритов V, VI р-на среднего течения р.Водпы (табл.), была размещена на рубеже 1.05 мпрд.пет, С выделенными по геологическим данным двумя фазами раннепротерозойского базитового магматизма коррелируются третий и четвертый этапы, тогда как первый и второй этапы выделяются только по папеомагнитным данным.

Для Северной Карелии возможности палеомагнитного метода для расчленения и корреляции базитового магматизма района оказались ограниченными в сипу интенсивного перемагнйчивания пород под влиянием процессов в сопредельной Палландско-Бепоморской зоне в свекофеннское время. Однако, на оснозе папеомагнитных данных, удалось показать, что раннепротерозойский возраст массивов пироксен-роговообманковых габбро наиболее вероятен, и они, вполне справедливо, отнесены М.М.Лавровым (1979) к сумийско-сариолийской вулкано-плутонической ассоциации Карелии. Кроме того, палеомагнитные даниыз свидетельствуют о сложной термальной обстановке а районе в конце раннего протерозоя. Предполагается, что именно в это время приобретены компоненты намагниченности А (1.88 мпрд.пет) и Б (1.75. млрд.пот) групп.

Возрастная последовательность полученных для раннего докембрия Карелии пагшомагнитных определений согласуется с последоватепьностыо главных геологических событий в этой части кратона, подтверждая тем самым возможность их применения в качестве инструмента дпя расчленения и корреляции пород и процессов.

Кроме того, согласованное положение папеомагнитных полюсов для пространственно-разобщенных, но близких по возрасту пород из различных регионов Карелии между собой и с папеомагнитными полюсами по зарубежной части щита, свидетельствует о целостности карельской части архейского кратона, начиная, по крайней мере, с раннего протерозоя, и последовательном разрастании его юго-западной окраины за счет образованной в раннем протерозое коры. На основе новой версии траектории миграции папеопопюса показано, что палеоширотное положение щита, а точнее -последовательно разрастающегося архейского кратона, неоднократно

изменяпось в интервале 2.85-0.60 мпрд.пет. Отдельные аномальные лапеоширотные положения шита подтверждаются находками специфических отложений - индикаторов климата. Скорость перемещения щита в позднем архее оценивается а 5 см/год, в раннем протерозое в 2,4 см/год и в позднем протерозое вновь возрастает до 5 см/год. Однако, эти оценки следует рассматривать как минимальные, поскольку с поступлением новых папеомагнитных данных, именно в бедно охарактеризованных раннепротеро-зойской и позднеархейской частях траектории, возможны существенные изменения.

Заключение. Основные результаты проведенных исследований палеомагнетизма пород раннего докембрия Карелии изложены в виде защищаемых положений. Проделанная работа является началом изучения палеомагнетизма архея и раннего протерозоя российской части карело-кольского кратона. Тем не менее, временной ряд папеомагнитных полюсов, составленный из данных по различным регионам Карелии и положенный в основу позднеархей-ско-раннепротерозойского участка траектории кажущейся миграции палеоло-люса для Балтийского шита, свидетельствует о целостности карельской части архейского кратона, по крайней мере, начиная с раннего протерозоя и последовательном наращивании раннепротерозойской коры к его юго-западной части. Устанавливаемые на основе новой версии траектории кажущейся миграции папеопопюса масштабы и скорости горизонтального перемещения иита в интервале 2.85-0.60 мпрд.пет, в качестве ограничений, могут применяться при разработке геодинамических моделей в докембрии. Однако, успешное проведение геодинамических реконструкций для Балтийского щита во многом будет зависеть от получения пространственно-временной последовательности папеомагнитных данных для докембрия копьской части архейского кратона и пополнения траектории кажущейся миграции папеопопюса для щита новыми определениями.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Палеомагнитные исследования протерозойских пород Западной Карелии. - В кн.: Ученые записки ЛГУ. Вопросы геофизики. Вып.зо, П., 1983, с.123-138. (соавторы: Е.Г.Гуськова).

2. Папеомагнитные исследования архейской интрузии габбро-диоритов Центральной Карелии. - В кн.: Палеомагнетизм верхнего докембрия СССР., П., Труды ВНИГРИ, 1983, с.67-79. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

3. Палеомагнетизм дайки архейских диоритов Восточйой Карелии. - В кн.: Проблемы земного магнетизма. М., И~МИРАН, 1985, с.77-86. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

-174. Геохронологическая карта восточной части Балтийского щита. Тезисы Всесоюзн. совещания "Проблемы изотопного датирования процессов метаморфизма и метасоматоза". Алма-Ата, 1985, с.49. (Соавторы: ,С.В;Лобач-!Кученко, Л.К.Левский, Ю.И.Лазарев, 0.А.Левченков, Ю.Д.Пуш-карев, А.П.Чухонин, А.Ф.Лобиков, в.И.Артеева).

5. Палеомагнетизм базитовых интрузий архея и протерозоя восточной части Балтийского дата (Карелия). Известия АН СССР, Физика Земли, 1985, с.58-68. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

6. Палеомагнетизм базитов архея и протерозоя Карелии. - В кн.: Проблемы эволюции докембрийской литосферы. Л., 1986, с.200-208. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

7. Первые данные об изотопном возрасте й палеомагнетизме базитов и упьтрабазитов водлозерского блока Карелии. ДАН СССР, 1986, т.290, Н5, с.1184-1187. (Соавторы: С.Б.Лобач-Жученко, С.А.Сергеев, Е.Г.Гуськова).

8. О палеомагнитных исследованиях докембрийских образований Карелии. Тезисы докп. их Всесоюзн. съезду по геомагнетизму. Киев, 1986, с.294. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

9. Контактовый тест в изучении палеомагнетизма базитовых даек докембрия. - В кн.: Магнетизм горных пород., М., 1989, с.120-126. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

Ю. О геодинамическом развитии Водлозерского блока Карелии в свете палеомагнитных данных. Известия АН СССР, Физика Земли, 1990, ni, с.юз-110. (Соавторы: Е.Г.Гуськова). .

11. Новые данные о палеомагнетизме докембрийских образований Водлозерского блока. - В кн.: Магнитные свойства горных пород и минералов. Магадан, СВКНИИ ЦВО АН СССР, 1991, с.76-82. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

12. О намагниченности докембрийских образований Северной Карелии. Тезисы доклада IV Всесоюзному съезду по геомагнетизму. М., 1991, с.138. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

13. О палеомагнетизме докембрийских образований Северной Карелии. Известия АН СССР, Физика Земли, 1991, НЮ, с.60-68. (Соавторы: Е.Г.Гуськова).

14. On the palaeoraagnetism of Precambrian госНз of Karelia. ч Abstracts of 17th NGM, Helsinki', 1986, p.79. (coautors: E.G.Gooskova).

15. Precambrian palaeosagnetisxa of the Eastern part of the Baltic Shield, bnnales Geophysical, 1990, Special issue, p.42-43. (Coathorsi E.G.Gooskova).

16. Drift history of Fennoscandia. In! D.Blundall, R.Freeman and

-last.Muller (eds), A Continent Revealed: The European Geotraverse, Cambridge University Press, 1992. (Coathors: S.-A.Elming, M.A.H.Le-ino, L.J.Pesonen, A.N.Khramov, G.Bylund, S.Hertanen, M.Terho).

17. The continental drift of Fennoscandia and Ukraina daring the Precambrian! a palaeomagnetic analysis. Tectonophysics, 1993, v.223, N3-4, p.177-198. (Coathors: S.-A.Elming, L.J.Pesonen, M.A.II. Leino, A.N.Khramov, N.P.MiJchailova, S.Hertanen, G.Bylund, W.Terho).