Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген)

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген)"

На правах рукописи

СИРОТКИН Александр Николаевич

ЭВОЛЮЦИЯ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРОДАХ СКЛАДЧАТОГО ОСНОВАНИЯ ПОЛУОСТРОВА НЮ ФРИСЛАВД (АРХИПЕЛАГ ШПИЦБЕРГЕН)

Специальность 25,00.04 - Петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном научно-производственном предприятии «Полярная морская геологоразведочная экспедиция».

Научный руководитель -

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

С.И. Турченко,

кандидат геолого-минералогических наук

АЖЕвдокммов

Ведущая организация - ФГУНПП «Севморгео».

Защита диссертации состоится 1 декабря 2005 г. в 16 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.04 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 1 ноября 2005 г.

Ю.Б.Марин

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета кх.-м.н.

Ю.Л.ГУЛЬБИН

JM1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эволюция и режимы эндогенных процессов в зонах подвижных поясов - одна из актуальных проблем современной геологии. Поэтому реконструкция условий осадконакопления глубоко метаморфизованных древних комплексов Шпицбергена и их последующего метаморфизма, эволюция эндогенных процессов и определение их временной приуроченности являются важнейшей задачей петрологического изучения складчатого фундамента архипелага. Необходимость такого рода исследований несомненна, поскольку наши знания о докембрийском -раннепалеозойском этапе формирования коры Шпицбергена до сих пор остаются неполными, что приводит к появлению противоречивых моделей развития древних структур (Harland, 1961; Красильщиков, 1973; Бархатов, 1970; Леонов, 1976; Турченко, 1987; Gee, Page, 1994; Witt-Nilsson et al., 1998; Daragan-Suschov, Evdokimov, 1998). Полуостров Ню Фрисланд - ключевой, эталонный район для докембрия Шпицбергена (Harland et al.5 1966; Красильщиков, 1973). Его изучение дает понимание докембрийской - раннепалеозойской истории всего архипелага, создает основу для региональной корреляции разновозрастных комплексов и палеотектонических построений как в пределах архипелага, так и в масштабах Западно-Арктического региона.

Цель работы. Реконструкция первичного состава пород, Р-Т условий последующих этапов регионального метаморфизма и формирования складчатого основания Ню Фрисланда для разработки ге'одинамической модели становления докембрийского -ран непалеозойского фундамента Шпицбергена. При этом решались следующие задачи: опробование всех разновидностей пород, их классификация, реконструкция первичной природы и условий осадконакопления; на основе всестороннего изучения пород, минералов и газово-жидких включений описание метаморфической зональности, определение последовательности смены парагенезисов и Р-Т-параметров метаморфизма; восстановление последовательности главных геологических событий региона и их геодинамических обстановок.

Научная новизна. Обоснована схема последовательности главных тектоно-метаморфических событий. Разработана модель эволюции полиметаморфических преобразований осадочно-вулканогенных и осадочных комплексов, основанная на закономерной смене минеральных парагенезисов и с ощих

железо-магнезиальных минералов. Выделены метаморфические зоны разных этапов метаморфизма, определены термодинамические параметры этих этапов. Дана краткая оценка минерагенической специализации комплексов.

Практическая значимость. Предлагаемая схема эволюции метаморфизма складчатого основания Ню Фрисланда может стать базовой для создания схемы эволюции метаморфизма докембрийского - раннепалеозойского фундамента архипелага Шпицберген, что способствует правильной оценке минерагенической специализации древних структурно-вещественных комплексов. Результаты исследований могут быть использованы при мелко- и среднемасштабном картировании в пределах архипелага и окружающего его шельфа, а также при создании схем тектонического развития Баренцевоморской плиты и Евразийского бассейна в целом.

Фактический материал. Основным материалом для работы явились полевые наблюдения, коллекции образцов и аналитические данные автора, собранные в период работы на полуострове Ню Фрисланд в 1984-2004 г.г., а также материалы старшего геолога Шпицбергенской партии Сергея Александровича Абакумова, под руководством которого автор начинал свою профессиональную деятельность. Кроме этого, для работы использовались фондовые материалы Шпицбергенской партии ФГУНПП ПМГРЭ и опубликованные работы отечественных и зарубежных геологов. Диссертантом описано более 2000 прозрачных шлифов; описание сопровождалось определением показателей преломления ряда минералов, а также их оптических констант на федоровском столике (лаборатории ВНИИОкеангеология и ПГО «Невскгеология»), В лабораториях ВНИИОкеангеология, ВСЕГЕИ, ПГО «Севзапгеология», ПГО «Невскгеология» были выполнены анализы: более 2000 спектральных полуколичественных, 292 силикатных, 146 минералогических, 53 количественных на тяжелые и редкоземельные элементы, 81 термометрический карбонатных пород, 60 на декрепитацию. На кафедре минералогии Горного института под руководством доц. В. Ю. Эшкина был проведен термолюминесцентный анализ 50 образцов кварца. Микрозондовый анализ минералов проводился в лабораториях ПГО «Невскгеология» и «Механобр» и в аналитических центрах Университета г, Упсала (Швеция) и ВСЕГЕИ. Всего было сделано 553 анализа по отдельным минеральным зернам, а также 9 детальных микрозондовых профилей через зерна граната. Во

ВСЕГЕИ проводилось изучение газово-жидких включений (к.г.-м.н. Е.В. Толмачева) в кварце, цирконе, гранате из метаморфических пород, всего изучено 15 проб. В изотопных центрах ВСЕГЕИ и Музея Естественной Истории (Стокгольм, Швеция) получены результаты по и-РЬ и РЬ-РЬ датированию цирконов (10 проб, аналитик к. г.-м.н. А.Н. Ларионов).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на VI межведомственной конференции по новейшим достижениям в морской геологии «Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии» (Санкт-Петербург, 1994), 23 Международной конференции «Зимняя встреча полярных геологов» (Орхус, Дания, 1998), Первом Всероссийском Палеовулканологическом Симпозиуме «Палеовулканология, вулканогенно-осадочный литогенез, гидротермальный метаморфизм и рудообразование докембрия» (Петрозаводск, 2001), III и V Международной конференции «Комплексные исследования природы Шпицбергена» (Мурманск, 2003, 2005), Международной конференции «Арктическая геология, углеводородные ресурсы и проблемы развития» (Тромсе, Норвегия, 2004). Результаты исследований изложены автором в восьми производственных геологических отчетах, в т.ч.: «Метаморфические и магматические комплексы полуострова Ню Фрисланд и их минерагеническая характеристика» (1989), «Геохронология и петрология складчатого фундамента архипелага Шпицберген» (1993), «Составление серии сводных карт масштаба 1:1 000 000 (новая серия) архипелага Шпицберген и создание баз геологической информации» (1996), «Главные этапы тектонического развития фундамента Шпицбергена (по результатам геохронологического доизучения архипелага» (1998); «Объяснительная записка к геологической карте Ню Фрисланда масштаба 1:200 000» (2002).

Публикации. По теме опубликовано 16 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Работа содержит 174 страницы машинописного текста, 32 таблицы, 121 рисунок и библиографию из 189 наименований. Приложение 1 включает 7 таблиц, приложение 2 — 1 таблицу. Во введении рассмотрено положение Шпицбергена в тектонической структуре Западного сектора Арктики и дана общая характеристика работы. В первой главе дается геологический очерк складчатого фундамента архипелага, вторая глава посвящена

геологической изученности полуострова Ню Фрисланд, его положению в структуре архипелага и особенностям геологического строения. В третьей главе описана реконструкция первичной природы метаморфических пород и геодинамических условий их формирования. В четвертой главе дается петрологическая характеристика фаций регионального метаморфизма пород Ню Фрисланда: их минеральные парагенезисы и характеристика минералов, результаты исследований газово-жидких включений, Р-Т условия метаморфических преобразований. В пятой главе обсуждается модель эволюции метаморфических процессов в породах древнего фундамента Ню Фрисланда.

Выполнение диссертационной работы осуществлялось под руководством д.г.-м.н., проф. Ю.Б. Марина, которому автор выражает свою глубокую признательность. Большую помощь в исследовании ГЖВ, всесторонние консультации и поддержку в работе оказывала к.г,-м.н. Е. В. Толмачева, за что автор приносит ей слова самой искренней благодарности. За постоянную помощь и конструктивные замечания автор горячо благодарит кандидатов г.-м.н. А. Н. Евдокимова, А. М. Тебенькова, Е. А. Кораго, А. Н. Ларионова; за оказание помощи в проведении аналитических работ - руководителя Шведского проекта исследования фундамента Шпицбергена проф. Д. Джи. Большую помощь в обработке и подготовке материалов оказали Н.Г. Краснова, Л.С. Семенова, Т.А. Мотычко (ПМГРЭ) и A.B. Антонов (ВСЕГЕИ). Добрым словом хочется вспомнить уже ушедших от нас моих первых учителей и наставников Н.Б. Абакумову, С.А. Абакумова, A.A. Красилыцикова, В.Ю. Эшкина.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Полуостров Ню Фрисланд находится на северо-востоке острова Западный Шпицберген и сложен породами складчатого фундамента раннепротерозойского - раннепалеозойского возраста и осадочными образованиями чехла позднепапеозойского возраста. Разрез фундамента Ню Фрисланда - тектонотип шпицбергенских каледонид (Красильщиков, 1973). Между первично вулканогенно-осадочной серией Атомфьелла (нижний протерозой) и первично осадочной песчано-глинистой серией Моссель (нижний рифей) описано структурное несогласие. По аналогии с Северо-Восточной Землей (Gee, Tebenlcov, 1996), структурным несогласием отделены от серии Моссель осадочные тЪлщи серии Лумфьорд (верхний рифей). Интрузивные комплексы представлены раннепротерозойскими гипербазитами и

анатектическими гранитоидами, раннерифейскими метагабброидами, позднерифейскими метабазитами и раннепалеозойскими граносиенитами (Гавриленко, Каменский, 1993; Tebenkov et al., 1996 и ДР-)-

На основании различных материалов и с позиций разных тектонических школ геологи по-разному рассматривали историю формирования фундамента полуострова. У. Харланд (Harland, 1961) рассматривал толщи Ню Фрисланда как единый геосинклинальный разрез докембрийско-раннепалеозойского возраста, который был деформирован, метаморфизован и частично гранитизирован в главную фазу каледонской складчатости. Другая точка зрения (Соколов и др., 1968; Красильщиков, 1973) предполагала существование древнего (раннепротерозойского) кристаллического основания рифейской миогеосинклинали, в ходе инверсии и метаморфизма которой в каледонское время сформировался современный структурный план фундамента. С точки зрения Б.П. Бархатова (1970), Ю.Г. Леонова (1976), С.И. Турченко (1987) вендско-раннепалеозойский этап рассматривается как платформенный, а события каледонского времени - как постплатформенная активизация с орогенно-тафрогенным режимом и интенсивными блоковыми движениями при минимальном метаморфизме. Последний взгляд - концепция транспрессии, -рассматривает каледонский этап с мобилистских позиций как время активной косонаклонной конвергенции, результатом которой стало объединение некогда разобщенных разновозрастных террейнов в единое целое с широким развитием надвиговых и складчатых процессов и интенсивным метаморфизмом и гранитообразованием (Gee, Page, 1994; Witt-Nilsson et al., 1998).

Геохронологические исследования позволили выявить возрастной спектр термальных событий, запечатленных в породах Ню Фрисланда. Изотопные датировки (U-Pb, Pb-Pb, Rb-Sr, Ar-Ar, K-Ar, Sm~ Nd) отражают основные этапы магматизма и метаморфизма (Gee et al., 1992; Balashov et al., 1993; Johansson et al.3 1995; Larionov et al., 1995, 1998; Tebenkov et al., 1996; Ларионов, 1999; Hellmann, 2000 и др.). Самые древние возраста по цирконам (U-Pb и Pb-Pb) отвечают интервалам 2700-2400 и 1770-1730 млн. лет, указывая возможные возраста архейского протолита (детритовые цирконы) и карельских анатектических гранитов. Молодые возраста, полученные в основном по слюдам (К-Ar и Rb-Sr), соответствуют интервалу 470-380 млн. лет и указывают на каледонский этап перестройки фундамента.

Промежуточные цифры (РЬ-РЬ методом по цирконам) могут отражать рифейский этап становления комплексов фундамента. В итоге можно выделить позднеархейский, раннепротерозойский, ранне-среднерифейский и раннепалеозойский этапы тектонического развития фундамента Ню Фрисланда (Тебеньков и др., 2004). Для более объективной реконструкции каждого этапа и для корректного сопоставления со сходными по возрасту тектоно-термальными событиями в фундаменте других районов Шпицбергена рассмотрим характеристику метаморфогенных образований этого района и условия их формирования.

Обоснование защищаемых положений.

(1). В пределах метаморфизованной части складчатого основания полуострова Ню Фрисланд выделяются три структурно-вещественных комплекса, претерпевшие метаморфические преобразования: осадочно-вулканогенная серия Атомфьелла, сформировавшаяся в условиях активной континентальной окраины, осадочная серия Моссель, сформировавшаяся в условиях древней протопла гформы, и перекрывающая их толща позднерифейского - раннепалеозойского возраста, сформированная в платформенных условиях и представленная слабометаморфизованными и неметаморфизованными породами серий Лумфьорд, Поларисбреен и Ослобреен.

Западная часть полуострова (160x30 км) сложена породами серии Атомфьелла, представляющими разрез нижнего протерозоя. Они формируют структуру первого порядка - антиклинорий Западного Ню Фрисланда, который осложнен структурами более высоких порядков, самая крупная из них - антиклиналь Атомфьелла. Ее ширина до 15 км, строение асимметричное: западное крыло - до 70°, восточное - 20-50°. Серия Атомфьелла сложена хорошо стратифицированной толщей, представленной (снизу вверх) свитами: Эсколабреен (более 1500 м), Смутсбреен (1200 м), Харкербреен (2500 м), Риттерватнет (500 м), Бангенхук (2000 м), Вассфарет (600 м), Сербреен (до 500 м). В строении серии участвуют: гнейсы (33%), кристаллические сланцы (26%), кварциты (21%), амфиболиты (15%), мраморы (5%). Возраст серии принят как раннепротерозойский, что подтверждается рядом датировок (вее а аЬ, 1992; ВаМоу & а!., 1993; Ьапопоу й а!., 1995, 1998 и др.).

Породы серии Моссель следятся узкой, полосой вдоль восточного крыла антиклинория. Главным отличием ее разреза является полное отсутствие тел амфиболитов. В составе серии выделяются

(снизу вверх) свиты: Флоен (1100 м), Моссельдален (1200 м), Розенфьелла (1500 м). В разрезе представлены двуслюдяные гнейсы и плагиогнейсы, кристаллические и серицит-хлоритовые сланцы, кварциты, мраморы. Возрастной интервал серии ограничен пределами: нижний - 1750 млн. лет (возраст метаморфизма пород серии Атомфьелла), верхний - 950-900 млн. лет (палеонтологически обоснованный возраст низов серии Лумфьорд), что отвечает нижнему-среднему рифею.

Верхний комплекс формирует западное крыло Хинлопенского синклинория и представлен сериями: верхиерифейской Лумфьорд, вендской Поларисбреен, нижнепалеозойской Ослобреен (Красильщиков, 1973). Вся толща сложена осадочными, в нижней части слабометаморфизованными породами, представленными алевролитами, аргиллитами, песчаниками, известняками мощностью до 7 км. В вендской толще присутствуют горизонты грубообломочного материала, идентифицированного как тиллиты.

В основу выделения среди метаморфитов Ню Фрисланда аналогов пара- и ортопород взята известная методика A.A. Предовского (1980). Весь массив (229 проб) петрохимических данных был разделен на парапороды и ортопороды. Среди метаморфитов серии Атомфьелла были выделены группы первично терригенных и вулканогенных пород, а все породы серии Моссель отнесены к метаосадкам. Полученные выборки анализировались раздельно с помощью диагностических диаграмм A.A. Предовского и других авторов (Неелов, 1980; Розен, 1993; Debon, Le Fort, 1983 и др.). Реконструкция геодинамических обстановок формирования описанных комплексов велась с использованием материалов по петрохимии и геохимии орто- и парапород.

В результате было установлено неравномерное распределение метавулканитов по разрезу серии Атомфьелла: широкое развитие их в пяти верхних свитах и редкая представительность в двух нижних. Выявленные метавулканиты принадлежат трем магматическим сериям. Известково-щелочная серия. Базальты: умеренно-щелочные, умереннокалиевые; кислые-средние разности: низкощелочные, высококалиевые риолиты, умереннокалиевые андезиты. Толеитовая серия. Базальты: низкощелочные, умереннокалиевые. Субщелочная серия. Базальты и трахибазальты: умереннощелочные, высококалиевые; кислые-средние разности: умереннощелочные, высококалиевые.

Данные по метаосадкам серии Атомфьелла показывают, что они характеризуются как недосыщенные А1203 и богатые СаО и щелочами, а также резким преобладанием БеО над М§0. Из-за этого в разрезе преобладают граувакки и субграувакки (по Предовскому, 1980; Розену, 1993) и отсутствуют пелиты. Отношение А120з/Ш20, величина которого говорит о степени химической зрелости пород и о характере источника их сноса, для двух нижних свит серии составляет в среднем 6.5 (относительно зрелые), а для пяти верхних - 4.6 (незрелые).

Разрез нижних свит, представленный преимущественно парапородами, формировался за счет разрушения хорошо выветрелых пород*-в т.ч. и базальтов. Разрез верхних свит, представленный орто- и парапородами, - типичный осадочно-вулканогенный комплекс. Вулканиты базапьт-андезит-риолитовой формации составляют более половины его объема. Парапороды - это туфы и кластиты, сформировавшиеся за счет физического разрушения вулканитов.

В итоге можно утверждать, что комплекс серии Атомфьелла состоит из двух первично самостоятельных частей, которые были сформированы в обстановке активной континентальной окраины. Толщи свит Эсколабреен и Смутсбреен могут быть охарактеризованы как папеобассейн задугового краевого прогиба, а толщи остальных свит - как преддуговый папеобассейн. Толща, сформированная в задуговом краевом прогибе, состоит из метатерригенных отложений гравитационных потоков, известковых осадков и редких метавулканитов риолит-базальтовой формации известково-щелочной серии. Осадочно-вулканогенная толща преддугового бассейна выполнена вулканитами известково-щелочной серии (базальт-андезит-риолитовая, базальтовая формации), толеитовой серии (базальтовая формация), субщелочной серии (трахибазальт-трахиандезитовая формация) и залегающими с ними терригенными породами небольшой мощности (турбидиты, известняки, пирокласты). Контакт между толщами, видимо, носит тектонический характер, который позже был снивелирован процессами складчатости и метаморфизма.

Для парапород серии Моссель характерно относительно высокое содержание А120з (до 22-25%) и низкое - СаО (не более 2%), кроме мраморов. В петрохимическом плане они составляют узкую группу с плавными переходами от метапелитов через метаграувакки и метасубграувакки к метааркозам, при этом роль пелитов повышается снизу вверх по разрезу. Отношение А1203/Ыа20 в среднем равно 7.7, что говорит о высокой химической зрелости пород; наличие карбонатных и

кварцитовых прослоев указывает на относительно мелководные условия осадконакопления. Серия отнесена к комплексам, сформированным в пределах протоплатформы в условиях пассивной окраины. В период формирования разреза окраина испытывала устойчивое погружение, а компенсированное осадконакопление сформировало закономерную серию пород - от глинистых псаммитов внизу до пелитов в верхней части серии.

Анализ данных по стратиграфии и литологии верхнего комплекса позволяет утверждать, что его разрез сформировался в обстановке минимальной тектонической активности в условиях, близких к платформенным.

(2). Метаморфизм пород серии Атомфьелла охарактеризован как изобарический амфиболитовой фации аидалузит-силлиманитового типа, проходивший при температурах 450-700°С и давлениях до 4-5 кбар в условиях преобладания углекислоты и дефицита воды во флюидной фазе. Внутри серии выявлены реликты древнего протолита, метаморфизованного в условиях гранулитовой фации при давлении более 5,5 кбар.

Картирование метаморфических комплексов полуострова выявило их различия в степени метаморфизма (рис. 1). Породы серии Атомфьелла метаморфизованы в условиях высокоградиентного метаморфизма амфиболитовой фации; здесь можно выделить зоны низко- и высокотемпературной субфаций. Наряду с этим, установлены парагенезисы - реликты гранулитовой фации (Турченко, 1987). Анализ минеральных ассоциаций выявил ряд минералов, представленных двумя генерациями, что свидетельствует о нескольких этапах минерализации (Сироткин, 1996). Минералы, отнесенные к разным генерациям, отличались как по структурным соотношениям друг с другом, так и по оптико-химическим характеристикам. Повсеместно отмечаются агрегаты хлорита и актинолита по цветным минералам. Петрографическое изучение пара- и ортопород позволило выделить первичные минеральные парагенезисы для каждой из выделенных литохимических групп серии Атомфьелла. Наиболее информативные из них представлены в различных фациальных зонах следующим образом. Низкотемпературная: Пл (21-40) + Кв + Би + Муск + Гр ± Корд ± Анд; Пл (25-29) + Кв + Би + Эп ± Амф ± Гр; Пл (18-20) + Кв + Би + Муск + Гр + Ск ± Карб; Амф + Пл (31-48) + Кв ± Эп; Амф н- Пл (28-32) + Кв ± Би ± Гр ± Эп; Пл + Кв + Кпш + Би + Амф ± Эп. Высокотемпературная:

Пл (26) + Кв + Би + Гр ± Корд; Кпш + Пл (25) + Кв + Би + Амф ± Гр; Пл (30-32) + Кв + Силл + Би ± Кпш ± Гр; Амф+Пл(40-80)+Кв±Би±Гр±Кпш.

Анализ химических составов минералов выявил отличия индивидов разных генераций. Среди гранатов выделяются разности первой и второй генераций. Первая, ранняя генерация - пироп-альмандиновые гранаты с высоким содержанием пиропового минала (до 20-23 %) и смешанной либо регрессивной зональностью. Вторая, более поздняя генерация - с высокой долей гроссулярового минала (до 30 %) и прогрессивной зональностью. Амфиболы представлены кальциевыми разновидностями, для которых характерны две генерации. Минералы ранней стадии минералообразования отличаются повышенной магнезиальностью и относятся к гастингситам - эденитам и чермакитам - магнезиальным роговым обманкам, с железистостью 3341, пониженным содержанием щелочей и повышенным - кремния и титана. Поздняя генерация - амфиболы с повышенной железистостью 79-91, которые относятся к гастингситам - ферропаргаситам, с высоким содержанием щелочей, пониженным содержанием кремния и титана. Также по две генерации характерны для биотитов, мусковитов, эпидотов.

Плагиоклазы характеризуются относительной выдержанностью состава - олигоклаз-андезин №17-48 (редко до 78-84), что соответствует параметрам формирования в условиях амфиболитовой фации. Описываются две генерации: ранняя, представленная в среднем андезином №40-48, и более поздняя, олигоклаз-андезином №17-38. Часто описывается альбит №4-7 в виде каемок вокруг зерен плагиоклаза и отдельных зерен. Первая генерация калишпата, представленная нерешетчатым ортоклазом, выделения которого замещают плагиоклаз, сформировалась на стадии метасоматической фельдшпатизации пород, предшествовавшей мигматизации. Вторая, более поздняя, представлена порфиробластами решетчатого микроклина и сформировалась на стадии регрессивного метаморфизма.

Химическая характеристика железо-магнезиальных минералов определила закономерное распределение магния и железа между сосуществующими минералами, отражающее Р-Т условия их кристаллизации. В целом установлено, что для первичных, более высокотемпературных парагенезисов характерны гранаты и амфиболы с повышенной магнезиальностью, высокожелезистые и высокотитанистые биотиты. Наоборот, низкой железистостью отличаются клиноцоизиты и мусковиты; последние при этом

/И А ,

Г-Н

V

79°

н \;\\\\\\\;

, 'их\л\А\

НЮФрисланд. \ »

Л

I»1 ; 1 4<

1 К /\ \

О о о

+ + + +

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

тт

х х х

13

14

15

16

17

18

19

20 21 22 23

км 5 0 5 10 15 20 км

| I I | | |

Условные обозначения к рис. 1

Структурно-вещественные комплексы: 1- нижний (серия Атомфьелла)-2-средний (серия Моссель); 3-верхний (серии Лум-фьорд, Поларис-бреен, Ослобреен); 4- комплекс платформенных отложений (верхний палеозой).

Магматические комплексы: 5 - докаледонских интрузий основного и ультраосновного состава; 6 - каледонских гранит-граносиенитов.

Фации прогрессивного метаморфизма. Андалузит-силлиманитовый тип (А): 7 - амфиболитовая фация, высокотемпературная субфация; 8 - амфиболитовая фация, низкотемпературная субфация. Кианит-силлиманитовый тип (Б):

9 - амфиболитовая фация, высокотемпературная субфация;

10 - амфиболитовая фация, кианит-ставролитовая субфация;

11 - эпидот-амфиболитовая фация; 12 - зелено сланцевая фация, биотит- хлоритовая субфация; 13 - зеленосланцевая фация, мусковит - хлоритовая субфация. Неопределенный тип: 14- зеленосланцевая фация, мусковит- хлоритовая субфация; 15 - пренит-пумпеллиитовая фация. Контактовый метаморфизм: 16 - альбит-эпидотовая и биотит-кордиеритовая субфация; нерасчлененные.

Фации регрессивного метаморфизма: 17 - амфиболитовая фация, кианит-ставролитовая субфация; 18 - эпидот - амфиболитовая фация; 19 - зеленосланцевая фация.

Проявления ультраметаморфизма: 20 - зоны развития интенсивной мигматизации; 21 - зоны гранитизации с телами теневых и анатектических гранитоидов. 22 - главные разломы; 23 - геологические границы.

Рис. 1. Схема метаморфических фаций складчатого фундамента полуострова Ню Фрисланд

характеризуются высоким содержанием парагонитовой составляющей. Присутствие в породах реликтов кордиерита и андалузита указывает на относительно низкое давление прогрессивного метаморфизма. Присутствие скаполита в породах отражает высокую роль С02 в метаморфизующих флюидах.

Процессы наложенного метаморфизма отразились как в формировании новых генераций минералов, так и в изменении химических составов уже существующих. Минералы, сформированные в ходе этого метаморфизма при иных условиях, характеризуются отличным химизмом: гранаты - пониженной магнезиальностью и повышенной известковистостью; амфиболы - повышенной железистостыо; биотиты - повышенной магнезиальностью и глиноземистостью; мусковиты - повышенным содержанием железа и магния и пониженным содержанием натрия (парагонита); плагиоклаз характеризуется понижением основности либо раскислением периферийных частей зерен. Одновременно для биотитов I генерации отмечен факт выноса титана и обогащения глиноземом в ходе диафтореза.

Наряду с изохимическими процессами метаморфического минералообразования, в породах серии отмечены следы метасоматических процессов, протекавших с привносом-выносом породообразующих компонентов. Эти процессы неразрывно связаны с этапами регионального метаморфизма. Характеристики полевых шпатов и их структурные взаимоотношения позволяют предполагать наличие двух разделенных во времени этапов метасоматических процессов в полевошпатовых породах. Первый этап связан с процессами ультраметаморфизма, когда формированию зон послойных мигматитов предшествовала стадия метасоматической фельдшпатизации гнейсов с образованием теневых гранитоидов в составе ряда свит. Этот этап характеризовался высокотемпературными условиями (более 600°С), которые сохранялись на протяжении долгого времени, и широким формированием в породах выделений нерешетчатого ортоклаза, замещающих зерна плагиоклаза. Второй, более поздний этап кремний-калиевого метасоматоза - это формирование зон порфиробластеза в гранито-гнейсах, когда в них появились порфиробласты решетчатого и неясно решетчатого микроклина. Эту стадию можно оценить как среднетемпературную и связанную с процессами кислотного выщелачивания. С этими же процессами связано, видимо, образование субсогласных кварцевых жил

и линз в породах серии, тел эпидозитов на контактах амфиболитов и гнейсов, а также частичное перераспределение в породах некоторых рудных элементов.

Термодинамические условия метаморфизма пород серии Атомфьелла оценивались по комплексу минеральных геотермобарометров (Перчук, Рябчиков, 1976; Мануйлова и др., 1978; Кааэе, 1974; вегуа, РегсИик, 1990 и др.). Серия претерпела два этапа высокотемпературных метаморфических превращений: первый, прогрессивный метаморфизм проходил при температурах 450-700°С и давлениях от 3 до 4.5 кбар, тогда как процессы высокотемпературного диафтореза осуществлялись при температурах до 420-560°С и давлениях до 6,3 кбар и выше.

Изучение газово-жидких включений в минералах пород серии Атомфьелла позволило выявить разные генерации этих минералов, что удалось подтвердить при анализе зон роста кристаллов, сформировавшихся в различных физико-химических условиях. Для кварца было выявлено три генерации (Сироткин, Толмачева, 2003, 2004). Первая генерация характеризуется сингенетичными включениями высокоплотной жидкой углекислоты, что свидетельствует о высоких давлениях в процессе их захвата (более 5.5 кбар), и характерно для условий гранулитовой фации. Для второй генерации характерны водно-углекислотные и, реже, водно-солевые включения, захват которых протекал при температурах 610-670°С и давлениях 3.0-3.5 кбар при изобарических условиях. Третья генерация имеет включения преимущественно водного состава с небольшими концентрациями солей. Их формирование протекало при температурах до 480°С в условиях декомпрессии: давление снижалось от 5.5-5.0 кбар в начале этапа до 1.5-1.3 кбар на заключительных стадиях этапа минералообразования.

(3). Породы серии Моссель испытали зональный метаморфизм дистен-силлиманитового типа, проходивший в условиях от зеленосланцевой до амфиболитовой фаций при температурах 360-650°С (до 700°С); режим давления был декомпрессионный - сначала нарастал до 7 кбар и выше, а затем резко снижался до 1,5 кбар. Заключительные стадии характеризовались повышенной обводненностью и проявлением кремний-щелочного метасоматоза. Прогрессивный метаморфизм пород верхнего комплекса характеризуется условиями пренит-

пумпеллиитовой и низкотемпературной субфацией зеленосланцевой фаций, протекал при температурах до 300-350°С и отнесен к неопределенному типу по давлению.

Для серии Моссель описан зональный низкоградиентный метаморфизм и выделены метаморфические зоны, соответствующие силлиманитовой и дистен-ставролитовой субфациям амфиболитовой фации, эпидот-амфиболитовой фации, биотит-хлоритовой и мусковит-хлоритовой субфациям фации зеленых сланцев. Характерные парагенезисы в последовательно сменяющихся зонах: зеленосланцевая - Кв + Альб + Сер + Хл и Кв + Муск + Би + Хл + Альб; эпидот-амфиболитовая - Кв + Пл (5-15) + Муск + Би + Хл + Гр; низкотемпературная субфация амфиболитовой фации - Кв + Пл + Муск + Би + Гр + Ст + Ки; высокотемпературная субфация - Кв + Би + Гр + Силл + Ки ± Кпш. Широко развит поздний хлорит в виде каемок в биотитах и гранатах и в виде наложенных неориентированных агрегатов.

Изучение составов минералов из пород серии показало, что они составляют компактные группы с закономерными вариациями в составах. Гранаты из кристаллических сланцев серии Моссель богаты гроссуляровым компонентом (до 35 %) и характеризуются только прогрессивной зональностью. По своим параметрам они хорошо сопоставляются с гранатами второй генерации из пород серии Атомфьелла (Сироткин, 2004). Биотиты относятся к истонит-сидерофиллитам и являются компактной группой с высоким содержанием алюминия и относительно низким - титана. Мусковиты в этих же породах формируют узкую в химическом отношении группу с низким содержанием парагонитовой молекулы.

Плагиоклазы присутствуют в породах в основной массе и в порфиробластах. Состав плагиоклазов в основной массе меняется от № 22-29 в зоне амфиболитовой фации до № 1-5 в зоне зеленосланцевой фации. Порфиробласты всегда имеют состав более кислый, чем сосуществующий плагиоклаз основной массы, и никогда не выходят за рамки альбита № 1-10, что говорит о их более позднем образовании. Хлориты представлены двумя генерациями. Ранняя высокомагнезиальные, низко-железистые разности, всегда ассоциирующиеся со слюдами в породах низкотемпературных фаций; поздняя - это низкомагнезиальный, высокожелезистый хлорит, развивающийся по гранатам и биотитам во всех фациальных зонах.

Ставролит, дистен, силлиманит, хлоритоид описаны в составе парагенезисов прогрессивного преобразования пород и указывают на высокие Р-Т условия зонального метаморфизма.

Метасоматические процессы затронули породы серии и проявились в формировании зон порфиробластеза. Метасоматоз носил здесь кремне-натриевый характер, результатом чего явилось образование в породах вкрапленников альбита. Порфиробласгез развивался по полевошпатовым породам в ходе их проработки щелочными растворами. Эти процессы проявились на заключительной стадии регионального метаморфизма и, согласно В. А. Руднику (1970), формировались при температурах менее 400°С и повышенной активности натрия при смене щелочного режима растворов на кислотный.

Использование минеральных геотермобарометров позволило установить, что породы претерпели прогрессивный зональный метаморфизм при температурах от 360-370°С до 640-700°С и давлении 6-8 кбар и выше (Сироткин, 2004). Изучение газово-жидких включений в минералах серии выявило здесь две генерации кварца. Кварц первой генерации охарактеризован как первично обломочный. Кварц второй генерации - метаморфогенный, исключительно флюидонасыицен и содержит три генерации первичных флюидных включений. Они в основном водные, с небольшими концентрациями солей, газово-жидкие, кипящие, что указывает на декомпрессионную обстановку их образования. Температуры захвата включений менялись от 430-450°С (для ГЖВ первой генерации) до 260°С (для ГЖВ третьей генерации); давление соответствовало 3 кбар в момент декомпрессии. В целом полученные данные указывают, что породы серии претерпели однократный метаморфизм, который по своим параметрам хорошо соотносится с регрессивным метаморфизмом серии Атомфьелла.

Породы серии Лумфиорд характеризуются минимальным метаморфизмом и повсеместно сохраняют признаки своего первичного происхождения. Выделяются две группы парагенезисов: первая характеризует пренит-пумпеллиитовую фацию (Пумп + Хл + Кв; Хл + Кв), а вторая - низкотемпературную часть зеленосланцевой фации (Сер + Хл + Кв; Акт + Хл + Сер). Границей между фациями является линия появления в глинистых породах серицита. По Р-Т условиям этот метаморфизм можно охарактеризовать как низкотемпературный, так

Таблица

Корреляция тектоно-метаморфических региональных процессов и процессов рудообразования в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд

Этапы тектоно-метаморфического развития Структурно-вещественные комплексы (серии) Типы метаморфизма Фации и субфации метаморфизма Р-Т-условия и режимы этапов метаморфизма Характер складчатых деформаций Рудопрояв-ления

IV. Байкальско-каледонский (ран-непалеозойский) 470-380 Ма Верхний (Лумфьорд, Поларисбреен) Динамотермальный неопределенный Пренит-пумпеллиитовая Т-до 300-350°С Р - до 3-4 (?) кбар Открытые, часто асимметричные БЗ, субмеридионального, ССЗ и ССВ простирания Кварцево-жильные, хрусталеносные

Зеленых сланцев Серицит-хлоритовая

III. Гренвильский (ранне-среднерифейский) 1400-1200 Ма Средний (Моссель) Дистен-силл иманитовы й, зональный Зеленых сланцев Серицит-хлоритовая Т- 350-650°С Р-от 5,5-8,5 кбар (начальный этап) до 1,3-1,5 кбар (завершающий этап) Низкоградиентный, декомпрессионный Изоклинальные Б2, субмеридионального простирания Рудные - Бе, Си, РЬ, Ъп, А и

Хлорит-биотитовая

Эпидот-амфиболитовая

Амфиболи-товая Дистен-ставролитовая

Си л л им а-нитовая

П. Карельский (раннепротеро-зойский) 1750 Ма Нижний (Атомфьелла) Андалузит-силлиманитовый Амфиболи-товая Низкотемпературная Т —460-700°С Р - 3-4,5 кбар Высокоградиентный, изобарический Изоклинальные Р1, часто с субгоризонтально залегающими осевыми плоскостями, субмеридионального простирания Серпентин-асбест, тальк, мусковит

Высокотемпературная

I. Докарельский (позднеархей-ский) 2700 Ма Протолит Гранулитовый однородный (?) Гранулитовая (?) Р - более 5,5 кбар ??? ???

Р,к6ар

10-

Рис. 2. Схема эволюции метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд, Метаморфические фациальные серии: А, Б, С (по Глебовицкому, 1973).

Метаморфические фации: 1-пренит-пумпеллиитовая; И-зеленых сланцев; Ш-эпидотовых амфиболитов; ХУ-У-амфиболитовая (ГУ-низкотемпературная и У-высокотемпературная субфации); У1-гранулитовая; УП-зклогит-глаукофансланцевая. Зоны Р-Т-условий метаморфизма для СВК: 1-позднеархейский протолит; 2-серия Атомфьелла; 3-серия Моссель; 4-серии Лумфьорд и Поларисбреен.

---1-1-н-1-'-гг

300 400 500 600 700 800 Т^

как температуры не превышали 300-350°С. Динамические условия метаморфизма не поддаются реконструкции.

(4). В ходе своего становления складчатое основание п-ва Ню Фрисланд последовательно претерпело: гранулитовый метаморфизм протолита в позднеархейское время (2700-2600 млн. лет), высокоградиентный метаморфизм амфиболитовой фации в условиях активной континентальной окраины в раннепрогерозойское время (1750 млн. лет), зональный низкоградиентный метаморфизм в условиях рифтогенного режима в раннерифейское время (1400-1200 млн. лет), низкотемпературный метаморфизм неопределенного типа в условиях активизации древней платформы в каледонское время (470-380 млн. лет).

Исследования метаморфических пород складчатого основания Ню Фрисланда свидетельствуют о четырех типах метаморфических преобразований (таблица): гранулитовой фации; амфиболитовой фации андалузит-силлиманитового типа (пониженных давлений); зонального метаморфизма дистен-силлиманитового типа (повышенных давлений); низкотемпературного метаморфизма неопределенного типа. Сопоставляя указанные данные с материалами по геологии и геохронологии комплексов Ню Фрисланда, можно выявить временную эволюцию этих процессов (рис. 2).

1. Позднеархейские (докарельские) комплексы не представлены в современном срезе фундамента, однако существование протолита такого возраста несомненно. Об этом говорят датировки по детритовым цирконам из пород серии Атомфьелла, указывающие возраст в 3110 — 2400 млн. лет (Ларионов, 1999; Ьапопоу, ТеЬеп1«п/, ЗмсЛклп, 2000 и др.). Породы протолита служили материалом для формирования отложений серии Атомфьелла, являясь источником сноса, а также в виде блоков различного размера могли быть включены в ее разрезы (Турченко, 1987; НеПтапп е! а1., 2001). Они могут быть также основанием, подстилающим базальные толщи серии. Эти породы полностью или частично метаморфизованы в условиях гранулитовой фации, о чем свидетельствуют как редкие парагенезисы, так и газово-жидкие включения в кварце; давление при их формировании превышало 5.5 кбар.

2. Ню Фрисланд является единственным районом архипелага, где выделяются комплексы раннепротерозойского (карельского) возраста (вее et а1., 1992; Ьалопоу а а1., 1995, 1998 и др.). Реконструкция этапа позволяет утверждать, что в это время

происходило формирование осадочно-вулканогенных толщ серии Атомфьелла, которое около 1750 млн. лет назад завершилось складчатостью и метаморфизмом андалузит-силлиманитового типа амфибол итовой фации. Судя по составу ГЖВ в кварце, образованном на этом этапе, этот метаморфизм мог протекать в изобарических условиях на активной окраине континента и быть связанным с явлениями задугового спрединга, наложенного на вулканогенно-оеадочные толщи задуговых бассейнов (Глебовицкий, 1998). Результатом этого этапа стало также формирование структурного несогласия между сериями Атомфьелла и Моссель (Soviet geological..., 1996). В ходе метаморфизма осадочно-вулканогенных толщ и связанных с ними интрузивных комплексов были сформированы проявления серпентин-асбеста, талька, мелкочешуйчатого мусковита.

3. Третий этап, ранне-среднерифейский, связан с формированием осадочных пород серии Моссель и последующим образованием в них метаморфогенных минеральных ассоциаций. Эти процессы закончились до рубежа в 960-950 млн. лет (Larionov et al., 1998; Гавриленко и др., 2004), что также доказывается фаунистической характеристикой вышележащих пород рифея (Красильщиков, 1973). С учетом датировок из этого комплекса можно предположить, что возраст метаморфизма относится к интервалу 1400-1200 млн. лет (т.е. является готско-раннегренвильским). Он характеризуется как низкоградиентный зональный метаморфизм дистен-силлиманитового типа с большим перепадом температур (350-700°С), протекавшим в декомпрессионных условиях, когда давление резко уменьшалось с 6-8 кбар и более до 1.51.3 кбар. Судя по характеру ГЖВ, такой режим метаморфизма может характеризовать тектонические зоны, развивающиеся в режиме горизонтального растяжения, например, зоны континентального рифтогенеза (Глебовицкий, 1998). Результатами этого этапа стало структурное несогласие в основании верхнерифейских толщ, описанное на Северо-Восточной Земле (Gee, Tebenkov, 1996), и широкое развитие диафторических высокотемпературных процессов в породах нижележащего комплекса и формирование зон полевошпатового порфиробластеза. С метасоматическими процессами этого этапа связано образование проявлений минерализации и геохимических аномалий железа, меди, свинца, цинка, золота.

4. Складчатость отложений с возрастом от 950-900 млн. лет (поздний рифей) до раннего палеозоя не сопровождалась сколько-нибудь выраженным метаморфизмом и геологически не зафиксирована

очевидным несогласием с перекрывающими толщами девонского комплекса. Температурные условия не превышали низов зеленосланцевой фации (не более 300-350°С), а давление было относительно низким. Результатом этого стало зеленокаменное преобразование позднерифейских базитов, а также перекристаллизация кварцевых жил с формированием хрусталеносных проявлений. Условия метаморфизма этих комплексов не коррелируются с режимами метаморфизма, описанными выше, и не могут быть с ними одновозрастными. В то же время, в породах серий Атомфьелла и Моссель фиксируются по цветным минералам результаты низкотемпературного диафтореза (агрегаты хлорита, актинолита, серицита по ранним минералам). Все может говорить о том, что раннепалеозойский (байкало-каледонский) этап развития и формирования складчатого фундамента Ню Фрисланда не отличался высокой степенью метаморфических преобразований как собственно байкало-каледонских комплексов, так и их основания. Поэтому, несмотря на обилие различных датировок в интервале 470-380 млн.лет, на сегодняшний день отсутствует обоснованная характеристика как отдельных фаз байкало-каледонских событий, так и всего этапа в целом. Таким образом, позднерифейские - раннепалеозойские складчатые комплексы Ню Фрисланда, как и, возможно, всего Шпицбергена в целом, сформированные на гетерогенном кристаллическом основании, имели каледонскую историю, отличную от истории районов классических каледонид, и претерпели тектоно-магматическую перестройку без сопровождающих их глубоких метаморфических процессов.

По теме диссертации опубликованы работы:

1. Сироткин А. Н. Хрусталеносная минерализация полуострова Ню-Фрисланд (архипелаг Шпицберген)//Условия образования и поисковые критерии месторождений нерудных полезных ископаемых. Ленинград, ЛГИ, 1990, стр. 40-47.

2. Сироткин А. Н. Региональный метаморфизм раннепротерозойских-раннепалеозойских комплексов Шпицбергена// В кн.: Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб, ВНИИОкеангеология, 1996, с. 241-254.

3. Сироткин А. Н. Ран непротерозойский осадочно-вулканогенный комплекс полуострова Ню Фрисланд (арх. Шпицберген)// В кн.: Палеовулканология, вулканогенно-осадочный

литогенез, гидротермальный метаморфизм и рудообразование докембрия. Петрозаводск, 2001, с. 87-88.

4. Сироткин А. Н. Вариации составов гранатов из пород метаморфических комплексов полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген) как свидетельство неоднократного регионального метаморфизма. ЗВМО, 2004, №5, с. 56-68.

5. Сироткин А. Н. Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген) // Комплексные исследования природы Шпицбергена, вып. 5, Апатиты, изд. КНЦ РАН, 2005, с. 214-223.

6. Сироткин А. Н. Эволюция полиметаморфических комплексов фундамента Шпицбергена. Сироткин А. Н., Тебеньков А. М. // В кн.: Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии. Спб, ВНИИОкеангеология, 1994, с. 78-79.

7. Сироткин А. Н. Новые данные об условиях метаморфизма пород серии Атомфъелла (полуостров Ню-Фрисланд). Сироткин А. Н., Толмачева Е. В. // Комплексные исследования природы Шпицбергена, вып. 3, Апатиты, изд. КНЦ РАН, 2003, стр. 76-80.

8. Сироткин А. Н. Термобарогеохимические исследования газово-жидких включений в метаморфических породах серии Атомфьелла, полуостров Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген). Сироткин А. Н., Толмачева Е. В. //В кн.: Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб, ВНИИОкеангеология, 2004, вып. 5, с. 213-223.

9. Сироткин А. Н. Региональные зоны разломов Билле-фьорд и Лум-фьорд - Агард-бухта на Шпицбергене. Милославский М. Ю., Сироткин А. Н.// В кн.: Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии. СПб, ВНИИОкеангеология, 1994, с. 74-75.

10. Balashov Ju. A., Larionov A. N., Gannibal L. F., Sirotkin A. N., Tebenkov A. M., Ryungenen G. I., Ohta, Y. An Early Proterozoic U-Pb zircon age from an Eskolabreen Formation gneiss in southern Ny Friesland, Spitsbergen. Polar Research 12(2), 1993, pp. 147-152.

11. Dalimann W. K., Ohta Y., Biryukov A. S., ICarnoushenko E. P., Sirotkin A. N. Geological map of Svalbard, 1:100 000, sheet C7G Dt cksonfj orden. Norsk Polarinstitutt Temakart N35,2004.

12. Larionov, A.N., Johansson, A., Tebenkov, A.M. & Sirotkin, A.N. U-Pb ages from the Eskolabreen Formation, southern Ny Friesland, Svalbard. Norsk Geologisk Tidskrift, 75, 1995, p. 247-257.

13. Larionov, A.N., Sirotkin, A.N. & Tebenkov, A.M. Single-zircon Pb-Pb age of the Bleikfjellet orthogneiss, Ny Friesland, Svalbard. Abstract volume, 23. Nordislce Geologiske Vintermode, Arhus, 1998, p. 173.

14. Larionov, A. N., Tebenkov, A. M., Sirotkin, A. N. Provenance ages of zircon from the Eskolabreen gneisses, Western Ny Friesland, NE Spitsbergen. Abstract volume, 24. Nordiske Geologiske Vintermode, Trondheim, Geonytt, N1, 2000, p. 107-108.

15. Sirotkin A. N., Tolmacheva E. V. The results of thermo-barogeochemical investigations of gas-liquid inclusions in minerals from metamorphic rocks of Ny Friesland (Spitsbergen). Abstracts and proceedings of the Geological Society of Norway, N2, 2004, pp. 166-167.

16. Tebenkov A. M., Ohta Y., Balashov Ju. A., Sirotkin A. N. Newtontoppen granitoid rocks, their geology, chemistry and Rb-Sr age. Polar Research 15(1), 1996, pp. 67-80.

РИЦ СПГГИ. 25.10.2005. 3.451. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

PI 1Ь Русский фонд

2006-4 19081

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Сироткин, Александр Николаевич

Введение.

I. Краткая характеристика геологического строения складчатого фундамента архипелага Шпицберген.

II. Очерк геологического строения полуострова Ню Фрисланд.

2.1.Состояние геологической изученности полуострова Ню Фрисланд.

2 2.Полуостров Ню Фрисланд в геологической структуре архипелага

Шпицберген. Черты геологического строения Ню Фрисланда.

2.3. Проблемы изучения и картирования метаморфических комплексов и современные подходы к их решению.

2.4. Результаты изотопного геохронологического датирования по породам складчатого фундамента Ню Фрисланда.

III. Реконструкция первичной природы метаморфических пород Ню Фрисланда и условий их формирования.

3.1. Петролого-петрохимическая характеристика ортопород серии Атомфьелла.

3.2.Петролого-петрохимическая характеристика парапород серии Атомфьелла.

3.3. Геодинамические обстановки формирования первичного комплекса серии Атомфьелла.

3.4. Петролого-петрохимическая характеристика парапород серии Моссель и реконструкция геодинамической обстановки их формирования.

3.5. Характер разреза байкальско-каледонского комплекса.

IV. Петрологическая характеристика фаций и типов регионального метаморфизма структурно-вещественных комплексов фундамента Ню Фрисланда.

4.1. Минеральные парагенезисы и характеристики отдельных породообразующих минералов метаморфических пород серии Атомфьелла.

4.1.1. Гранаты.

4 1.2. Амфиболы.

4.1.3. Биотиты.

4.1.4. Мусковиты.

4.1.5. Полевые шпаты.

4.1.6. Второстепенные минералы метаморфических пород серии

Атомфьелла.

4.2. Результаты термобарогеохимических исследований газово-жидких включений в минералах метаморфических пород серии Атомфьелла.

4 3. Термодинамические условия и петрологические особенности метаморфизма пород серии Атомфьелла.

4.4. Минеральные парагенезисы и характеристики отдельных породообразующих минералов метаморфических пород серии Моссель.

4.4.1. Гранаты.

4.4.2. Биотиты и мусковиты.

4.4.3. Полевые шпаты.

4.4.4. Хлориты.

4.4.5. Второстепенные минералы метаморфических пород серии Моссель.

4.5. Характеристика газово-жидких и расплавных включений в минералах из пород серии Моссель.

4.6. Термодинамические условия и петрологические особенности метаморфизма пород серии Моссель.

4.7. Минеральные парагенезисы метаморфических пород серий Лумфьорд и Поларисбреен и Р-Т-условия их метаморфизма.

V. Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген)"

Архипелаг Шпицберген расположен на сочленении Баренцевской шельфовой плиты, северного фрагмента Норвежско-Гренландского бассейна и западной части Северного Ледовитого океана, что делает его ключевым для расшифровки геологического строения и этапов формирования тектонической структуры шельфа и материкового склона, а также для обоснования прогнозной оценки ресурсов полезных ископаемых в северо-западной части Баренцевоморского шельфа Исключительная важность географо-экономического положения района, с одной стороны, определяется его особым международным статусом, а, с другой стороны, тем, что на востоке он граничит с северозападными шельфовыми областями России, а на севере - с международными водами Северного Ледовитого океана Одновременно большинство районов архипелага по причине своей груднодоступности являются малоизученными в геологическом (прежде всего - в минерагеническом) отношении

Особый международный статус Шпицбергена и нахождение его под юрисдикцией Норвегии определяются Парижским договором 1920 года В соответствии с этим договором архипелаг передан под управление Норвегии, а все страны-участницы договора имеют право на ведение в пределах архипелага хозяйственной и научной деятельности Составной частью договора является Горный устав Шпицбергена, который определяет, в том числе, и правила ведения на архипелаге геологоразведочных работ Кроме этого, ведение хозяйственной и научной деятельности на Шпицбергене регламентируется национальным законодательством Норвегии

Советский Союз присоединился к Парижскому договору о Шпицбергене в 1935 году Регулярные региональные геолого-геофизические работы в этом регионе стали проводиться с 1962 года в соответствии с приказом Министерства геологии и охраны недр СССР № 15-е от 23 02 1962 года, отданном на основании распоряжения Совета Министров СССР № 292 р-с от 08 02 1962 года В настоящее время деятельность Шпицбергенской поисково-съемочной партии Федерального государственного унитарного научно-производственного предприятия «Полярная Морская

Геологоразведочная Экспедиция» (ФГУНПП ПМГРЭ) определяется «Концепцией поли гики РФ на норвежском архипелаге Шпицберген», которая одобрена Указом Президента РФ № 1386с от 31 12 1997 года Одной из задач, определяемых этой концепцией, является задача широкомасштабного присутствия российских организаций на архипелаге Шпицберген и их разноплановая хозяйственная деятельность, в т ч по изучению недр как самого архипелага, так и прилегающего к нему шельфа

Архипелаг Шпицберген является северо-западной окраиной Баренцевоморского шельфа и находится между 10° и 35° в д и 78° и 81° с ш Архипелаг омывается с запада водами Гренландского моря, с юго-запада - Норвежского моря, с юго-востока и востока -Баренцева моря, а с севера — водами Северного Ледовитого океана (рис 11) Архипелаг состоит из пяти крупных островов и многих десятков мелких (рис 1 2) Самый крупный остров - Западный Шпицберген, площадью около 38 ООО кв км Вторым по величине островом является Северо-Восточная Земля с площадью около 14 500 кв км Площадь островов Баренца и Эджа, лежащих к востоку от Западного Шпицбергена, составляет, соответственно, примерно 5100 и 1400 кв км На западе архипелага находится остров Земля Принца Карла с площадью 625 кв км К востоку от Шпицбергена располагаются более мелкие острова, самыми крупными из которых являются на северо-востоке -остров Белый, на востоке - острова архипелага Земля Короля Карла, на юго-востоке -остров Надежды Общая площадь, занимаемая всеми островами Шпицбергена, равна примерно 62 000 кв км

Береговая линия архипелага весьма изрезана и образует множество проливов и узких заливов - фьордов Из проливов наиболее крупными являются Хинлопен, отделяющий Северо-Восточную Землю, и Форланнсунн, отделяющий Землю Принца Карла, в обоих случаях от острова Западный Шпицберген Среди крупных фьордов надо отметить Ис-фьорд, Бельсунн и Хорсунн (на юге Западного Шпицбергена) и Конгс-фьорд Вуд-фьорд и Вейде-фьорд (на севере того же острова) Крупные полуострова, ограниченные проливами и фьордами, имеют собственные названия Ню Фрисланд, Земля Андре, Земля Хаакона VII, Земля Норденшельда и другие На Северо-Восточной Земле среди крупных заливов надо отметить залив Норденшельда, Валенберг-фьорд и Мерчргсон-фьорд

В административном отношении архипелаг Шпицберген входит в губернаторство Свальбард (Королевство Норвегия) совместно с островом Медвежий Административным центром губернаторства является поселок Лонгиербюен, расположенный на южном берегу Ис-фьорда Другим норвежским поселком является Ню Олесунн, бывший до 1962 года шахтерским поселком, а ныне - международный научный центр На Шпицбергене имеются и старые русские поселки, принадлежащие Государственному Тресту «Арктикуголь» действующий поселок-шахта Баренцбург (юго-западная часть Ис-фьорда) и законсервированные - Пирамида и Грумант

Рис. 1.1. Положение Шпицбергена в западном секторе Арктики.

С Е В ЕР О-ВО СТ ОНН ДЯ ЗЕМЛЯ ¿И^Й^Х .'■ ' «"«ОМНА ГРУМАНТ \

БАРСНЦЬУРГ . ,'п

ЗЕМЛЯ НОРД^у,

Серкал

НОРВЕЖСКОЕ МОРЕ

СЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН

Сень л* . К р г м ер о. Белый/гСХ треф3*** « я . А ^ а.Большой м.Лаура м о. Моффен^ г м . М о1,

Абеля

1 ' 5/» 4 \\ ¿лй. || ■'• 'А рл р д западный! Шпицберген ■ айу^ .г : \ Пиояиипк ЛРЧОКИЯН-'." . «ПвТ»

О. Вильгельма о. Баренца

78° м . Л. и н н < . « -¿я

Рис. 1.2. Архипелаг Шпицберген.

Архипелаг представляет собой арктическую горную страну с широко развитым современным оледенением Из островов архипелага самые высокие гипсометрические отметки имеет остров Западный Шпицберген (гора Ньютона и гора Перрьер - по 1717 м) Другие острова в восточной части архипелага характеризуются выровненным рельефом с более низкими высотами остров Северо-Восточная Земля - 637 м, остров Баренца - 610 м. остров Эджа - 578 м

На западе архипелага рельеф описывается как альпинотипный (Земля Принца Карла, западное побережье Западного Шпицбергена, Ню Фрисланд) Он характеризуется резкой степенью расчленения, обилием острых вершинных гор и хребтов Рельеф развит, в основном, на плотных протерозойских породах фундамента, что обуславливает во многом морфологию вершин и склонов Другим типом рельефа является низкогорье, распространенное на востоке архипелага и характеризующееся слабой степенью расчленения

Ледники распространены практически на всех островах архипелага Ледниковые плато, шапки и купола характерны для всех крупных островов Многочисленные нунатаки и непростой характер ледниковой поверхности свидетельствуют о сложном погребенном рельефе Одним из самых крупных ледниковых плато является ледник Ломоносова, мощность льда здесь достигает 370 метров Ледниковые купола распространены только на Северо-Восточной Земле их фронты (высота до 20 м) располагаются на мелководье, а мощность льда достигает 530 м Свободная ото льда суша приурочена, в основном, к центральным и северным частям архипелага

Положение архипелага Шпицберген в тектонической структуре Западного сектора Арктики отличается рядом специфических особенностей С одной стороны, это крайний северо-западный выступ структур Евразии, обособленное краевое сводовое поднятие в северо-западной части Баренцевоморской окраинно-материковой плиты С друюй стороны, архипелаг расположен на сочленении двух крупных океанических бассейнов, и процессы океанообразования отражены на его тектонической структуре На севере Шпицберген (рис 1 3) граничит с глубоководной котловиной Нансена Северного Ледовитого океана, на северо-западе - с плато Ермака, являющимся продолжением континентальных структур архипелага и выходящим к арктическому срединно-океапическому хребту (хребту Гаккеля) В то же время Шпицберген входит в состав горного обрамления Норвежско-Гренландского океанического бассейна, чем и определяется линейность его главных морфоструктурных элементов в западной части архипелага, в целом параллельных континентальному склону и океаническому хреб1 у ш щшш

I у; ХЛА

Земля к4« ?

К I ЧР^Ц

Франца чх .И

Иосифа . г; >,

У ЙЙ

Гренландия I • Исландия

Рис 1.3. Положение архипелага Шпицберген в современной тектонической структуре Западного сектора Арктики,

1 - котловина Нансена

2 - арктический срединно-океанический хребет

3 - хребет Книповича

4 - плато Ермака

5 - прогиб Франц-Виктории

6 - Бареицевоморская плита

Книповича К югу и востоку от Шпицбергена располагается плита Баренцевоморского шельфа с ее разноориентированной блоковой отдельностью, на северо-востоке грабенообразный прогиб Франц-Виктории отделяет Шпицберген от Земли Франца Иосифа Сочетание на новейшем этапе процессов линейного орогенеза и сводового воздымания обусловило своеобразие современного тектонического плана Шпицбергена

В пределах архипелага на дневную поверхность выведены структуры гетерогенного складчатого фундамента Баренцевоморской эпибайкальской плиты, промежуточного (орогенного) комплекса девонского возраста, платформенного чехла и континентальной окраины, претерпевших в отдельных зонах молодую линейную дейтероорогенную активизацию (рис 1 4)

Чехол эпикаледонской платформы объединяет позднепалеозойский (Ci-P), мезозойский (T-Ki) и кайнозойский (палеоген и неоген) структурные ярусы, разделенные несогласиями В составе чехла, который имеет четкое блоковое строение, выделяются а) горстообразное поднятие западного побережья Шпицбергена, б) Западно-Шпицбер1 енский грабенообразный прогиб, в) Восточно-Шпицбергенское поднятие

Главной структурой промежуточного комплекса является субмеридиональный девонский грабен, располагающийся в центре северной части острова Западный Шпицберген и ограниченный с запада и востока крутопадающими зонами глубинных разломов

Фундамент архипелага Шпицберген был окончательно сформирован в каледонское время Об этом свидетельствует многочисленные K-Ar и Rb-Sr датировки возраста в интервале 420-380 млн лет и орогенная формация девонского возраста, выполняющая наложенные межгорные впадины С геотектонических позиций гетерогенные складчатые комплексы фундамента Шпицбергена представляют собой крайнее северное звено горноскладчатых систем, выступающих по обе стороны Северной Атлантики в качестве фрагментов некогда единого подвижного пояса, завершившего свое развития в раннем палеозое Сходство литостратиграфических комплексов, участвующих в строении древних структур Шпицбергена и Восточной Гренландии, использовалось для традиционного структурно-формационного анализа (Красильщиков, 1973, Леонов, 1976, Sokolov et al, 1968 и др ), а также стимулировало мобилистские подходы к реконструкции структурных связей ныне пространственно разобщенных каледонских выступов -террейнов (Harland, 1969, 1985,1997, Gee, Page, 1994 и др )

Однако условия формирования каледонских складчатых сооружений Шпицбергена остются дискуссионными, как собственно и вопрос их гетерогенности, а также времени и

Рис. 1,4. Схема тектонического районирования архипелага Шпицберген.

I - осадочный чехол (карбон-неоген) с мезозойскими долеритами; 2 - девонский орогешшй комплекс; 3 - додевонский фундамент (с каледонскими гранитами; 4 - 6 - комплексы фундамента Ню Фриланда (4 - позднерифенеко-раннепалеозойские, 5 - ранне-среднерифейская (?) серия Моссель, 6 - ран непротерозойская серия Атомфьелла).

Главные литотектонические блоки фундамента Шпицбергена: ] - Северо-Восточная Земля; 11 - Ню Фриеланд; III- Северо-Западный Шпицберген; IV - Юго-Западный Шпицберген.

Структуры первого порядка: северо-восточный выступ дакал едо некого фундамента (А); антиклинорий западной части СВЗ (тектоническая ступень Земли Принца Оскара - Б' и антиклинорий бухты Норденшельда - Б"); Хинлопенский синклинорий (В' - восточное и В" - западное крылья); антиклинорий Западного Ню Фрисланда (Г); Северо-Западный выступ фундамента (Д) и тектоническая ступень (Д') на сочленении с девонским грабеном; горст-антиклинорий западного побережья Шпицбергена (Е). усдовий метаморфизма докаледонского основания Очевидно, что шпицбергенские каледониды характеризуются внутренней зональностью, соотношение которой с докаледонскими структурами изучено недостаточно Одним из аспектов решения этой проблемы является определение типов и условий метаморфизма разновозрастных комплексов, а также изучения эволюции метаморфических процессов во времени

При рассмотрении состояние изученности этого вопроса видно, что основная проблема сейчас - неравномерность изученности, когда имеется много материалов по изотопной геохронологии и, наряду с этим, крайне недостаточно изучены пе грохимические характеристики как отдельных толщ, так и структурно-вещественных комплексов в целом, минералогия метаморфических комплексов, химизм отдельных минералов и Р-Т условия их формирования Отсутствие петрологической информации не позволяет зачастую правильно и объективно интерпретировать данные изотопного анализа, оценивать приуроченность тех или иных эндогенных процессов к конкретным геологическим событиям

В результате на данный момент времени на Шпицбергене более или менее четко разработаны вопросы стратиграфии структурно-вещественных комплексов фундамента и формационной принадлежности докаледонских и каледонских магматических комплексов, во многом решены вопросы привязки последних к тем или иным тектоно-магматическим событиям и геодинамическим обстановкам формирования В то же время нерешенными для многих структурно-вещественных комплексов (прежде всего, глубоко метаморфизованных) остаются вопросы реконструкции первичной природы и условий формирования, классификации последующих процессов метаморфизма с разделением их на этапы, определением их физико-химических параметров и эволюции метаморфизма во времени

Актуальность темы диссертации. Эволюция и режимы эндогенных, в частности метаморфических, процессов в зонах подвижных поясов - одна из актуальных проблем современной геологии Изучение влияния этих процессов в течении нескольких тектоно-метаморфических циклов на древние комплексы фундамента Шпицбергена - один из главных аспектов любых комплексных исследований По этой причине реконструкция условий осадконакопления ныне глубоко метаморфизованных структурно-вещественных комплексов Шпицбергена и их последующего метаморфизма, эволюция эндогенных процессов и определение их временной приуроченности являются важнейшей задачей пе1ролого-петрохимпческого изучения складчатого фундамента архипелага Необходимость такого рода исследований несомненна, поскольку наши знания о докембрийском - раннепалеозойском этапе формирования коры Шпицбергена до сих пор остаются неполными, что приводит к появлению спорных и противоречивых моделей развития древних структур (Harland, 1961, Красильщиков, 1973, Бархатов, 1970, Леонов, 1976, Турченко, 1987, Gee, Page, 1994, Witt-Nilsson et al, 1998, Daragan-Suschov, Evdokimov, 1998) Полуостров Ню Фрисланд - ключевой, эталонный район для докембрия Шпицбергена (Harland et al, 1966, Harland, 1997) Его изучение дает стройное и правильное понимание докембрийской - раннепалеозойской истории всего архипелага, создает основу для региональной корреляции разновозрастных комплексов и палеотектонических построений как в пределах архипелага, так и в масштабах Западно-Арктического региона

Цель и задачи работы. Целью работы является реконструкция первичного состава пород, Р-Т условий последующих этапов регионального метаморфизма и формирования складчатого основания полуострова Ню Фрисланд для разработки геодинамической модели докембрийского - раннепалеозойского фундамента архипелага Шпицберген

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

1 Статистически обоснованное опробование всех разновидностей пород кристаллического фундамента полуострова Ню Фрисланд для фактического обеспечения последующих пе грохимических, петрологических и геодинамических построений

2 Классификация пород, выяснение их первичной природы и реконструкция условий осадконакопления первичных комплексов

3 На основе петрографического исследования метаморфических пород, изучения химических составов слагающих их минералов и газово-жидких включений в этих минералах определение последовательности смены парагенезисов и описание метаморфической зональности в докембрийских комплексах Определение Р-Т-параметров метаморфизма

4 Восстановление последовательности главных геологических событий региона в докембрии и их геодинамических обстановок на основе изучения вещественного состава кристаллических пород фундамента

5 Установление минерагенической специализации докембрийских комплексов и специфики наложенных процессов метаморфизма

Основные защищаемые положения.

1 В пределах метаморфизованной части складчатого основания полуострова Ню Фрисланд выделяются три структурно-вещественных комплекса, претерпевшие метаморфические преобразования осадочно-вулканогеиная серия Атомфьелла. сформировавшаяся в условиях активной континентальной окраины, осадочная серия Моссель, сформировавшаяся в условиях древней протоплатформы, и перекрывающая их толща позднерифейского - раннепалеозойского возраста, сформированная в платформенных условиях и представленная слабометаморфизованными и неметаморфизованными породами серий Лумфьорд, Поларисбреен и Ослобреен

2 Метаморфизм пород серии Атомфьелла охарактеризован как изобарический амфиболитовой фации андалузит-силлиманитового типа, проходивший при температурах 450-700°С и давлениях до 4-5 кбар в условиях преобладания углекислоты и дефицита воды во флюидной фазе Внутри серии выявлены реликты древнего протолита, метаморфизованного в условиях гранулитовой фации при давлении более 5.5 кбар

3 Породы серии Моссель испытали зональный метаморфизм дистен-силлиманитового типа, проходивший в условиях от зеленосланцевой до амфиболитовой фаций при температурах 360-650°С (до 700°С), режим давления был декомпрессионный -сначала нарастал до 7 кбар и выше, а затем резко снижался до 1,5 кбар Заключительные стадии характеризовались повышенной обводненностью и проявлением кремний-щелочного метасоматоза Прогрессивный метаморфизм пород верхнего комплекса характеризуется условиями пренит-пумпеллииювой и низкотемпературной субфацией зеленосланцевой фаций, протекал при температурах до 300-350°С и отнесен к неопределенному типу по давлению

4 В ходе своего становления складчатое основание п-ва Ню Фрисланд последовательно претерпело гранулитовый метаморфизм протолита в позднеархейское время (2700-2600 млн лет), высокоградиентный метаморфизм амфиболитовой фации в условиях активной континентальной окраины в раннепротерозойское время (1750 млн лет), зональный низкоградиентный метаморфизм в условиях риф го генного режима в раннерифейское время (1400-1200 млн лет), низкотемпературный метаморфизм неопределенного типа в условиях активизации древней платформы в каледонское время (470-380 млн лет)

Научная новизна работы. Обоснована схема последовательности главных тектоно-метаморфических и тектоно-магматических событий в данном районе Разработана модель эволюции полиметаморфических преобразований осадочно-вулканогенных и осадочных комплексов Ню Фрисланда, основанная на закономерной смене минеральных парагенезисов и состава породообразующих железо-магнезиальных минералов Выделены и закартированы метаморфические зоны разных этапов регионального метаморфизма складчатого фундамента Определены термодинамические параметры этих этапов метаморфизма Дана оценка минерагенической специализации докембрийских комплексов

Практическая значимость работы. Предлагаемая схема эволюции метаморфизма складчатого основания полуострова Ню Фрисланд может стать базовой для создания схемы эволюции метаморфизма докембрийского — раннепалеозойского фундамента архипелага Шпицберген, что способствует правильной оценке минерагенической специализации древних структурно-вещественных комплексов региона

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при мелко- и средыемасш I абном картировании в пределах архипелага и окружающего его шельфа, а также при создании схем тектонического развития Баренцевоморской плиты и Евразийского бассейна в целом

Фактический материал. Основным материалом для работы явились полевые наблюдения, коллекции образцов и аналитические данные автора, собранные в период работы на полуострове Ню Фрисланд (Шпицберген) в 1984-1993 г г и 2004 году, а также материалы за 1964, 1981-1984, 1986-1988 г г старшего геолога Шпицбергенской партии Сергея Александровича Абакумова, под руководством которого автор начинал свою профессиональную деятельность на Шпицбергене Кроме этого, для работы использовались фондовые материалы Шпицбергенской партии ФГУНПП ПМГРЭ и опубликованные работы отечественных и зарубежных геологов

Аналитический материал. Диссертантом описано более 2000 прозрачных шлифов, пеьрографическое описание сопровождалось определением показателей преломления плагиоклазов, биотитов, амфиболов и других минералов, а также оптических конс1анг амфиболов и пироксенов на федоровском столике (петрографические лаборатории ВНИИОкеангеология и ПГО «Невскгеология») В лабораториях ВНИИОкеаигеология, ВСЕГЕИ, ПГО «Севзапгеология», ПГО «Невскгеология» были выполнены более 2000 спектральных полуколичественных анализов, 292 силикатных анализа и 146 минералогических анализов метаморфических и магматических пород Также были выполнены 53 количественных анализа на тяжелые и редкоземельные элементы, 81 термометрический анализ карбонатных пород, 60 анализов на декрепитацию На кафедре минералогии Горного института под руководством доцента В Ю Эшкина был проведен термолюминисцентный анализ 50 образцов кварца Микрозондовый анализ некоторых породообразующих минералов (гранат, полевые шпаты, биотит, мусковит, амфибол, хлорит) проводился в лабораториях ПГО «Невскгеология» и «Механобр» (с отбором мономинеральных проб и изготовлением искусственных брикеюв) и в изотопно-аналитических центрах Университета г Упсапа (Швеция) и ВСЕГЕИ (в специально изготовленных шлифах по породам) Всего было сделано 553 анализа по отдельным минеральным зернам, а также 9 детальных микрозондовых профилей через зерна граната в метаморфических породах Во ВСЕГЕИ проводилось изучение газово-жидких включений (к г -м н Толмачева Е В ) в минералах метаморфических пород (кварц, полевые шпаты, циркон и другие минералы), всего изучено 15 проб В изотопно-аналитических центрах ВСЕГЕИ и Музея Естественной Истории (Стокгольм, Швеция) получены результаты по U-Pb и Pb-Pb датированию цирконов (10 проб, аналитик к г -м н А Н Ларионов)

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI межведомственной конференции по новейшим достижениям в морской геологии «Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии» (Санкт-Петербург, 1994), 23 Международной конференции «Зимняя встреча полярных геологов» (Орхус, Дания, 1998), Первом Всероссийском Палеовулканологическом Симпозиуме «Палеовулканология, вулканогеино-осадочный литогенез, гидротермальный метаморфизм и рудообразование докембрия» (Петрозаводск, 2001), III и V Международной конференции «Комплексные исследования природы Шпицбергена» (Мурманск 2003, 2005), Международной конференции «Арктическая геология, углеводородные ресурсы и проблемы развития» (Тромсе, Норвегия, 2004) Результаты исследований изложены в ряде производственных геологических отчетов «Метаморфические и магматические комплексы полуострова Ню Фрисланд и их минерагеническая характеристика» (1989), «Геологическое строение Северо-Западного, Центрального и Восточного районов Шпицбергена» (1993), «Геохронология и петрология складчатого фундамента архипелага Шпицберген» (1993), «Составление серии сводных карт масштаба 1 1 000 000 (новая серия) архипелага Шпицберген и создание баз геологической информации» (1996), «Главные этапы тектонического развития фундамента Шпицбергена (по результатам геохроиологического доизучения архипелага)» (1998), «Составление и подготовка к изданию геологической и геоморфологической карт масштаба 1 1000 000 архипелага Шпицберген и прилегающего шельфа» (2000), «Главные этапы тектонического развития фундамента архипелага Шпицберген» (2001), «Объяснительная записка к геологической карте Ню Фрисланда масштаба 1 200000» (2002)

Публикации. По геме диссертации опубликовано 16 работ (9 статей и 7 тезисов докладов)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения Работа содержит 174 страницы машинописного текста, 32 таблицы и 121 рисунок (схемы, графики, фотографии), а также список литературы из 189 наименований

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Сироткин, Александр Николаевич

Результаты исследования первичных ГЖВ в породах серии Моссель

Этапы минералооб-разования (типы включений) Характеристика включений Р-Т-условия метаморфизма Режим метаморфизма

Осадочный (реликтовые РВ и ФВ + твердофазовые включения) 1 Твердофазовые включения ильменит, циркон, апатит 2 Сингенетичные РВ и ФВ а) РВ частично раскристал-лизованные (вулканогенные) б) ФВ - жидкая С02

Метаморфический (метаморфогенные ФВ) Сингенетичные ранние жШО+СагЬ ± тв фазы (рудный, галит ЫаС1) и гжС02 поздние гжРЬО Псевдовторичные гжРЬО (Р=0,7-0,8) Т - от 430-450°С (на пике процесса) до 260°С (заключительная стадия) Р-не менее 3,0 кбар на пике процесса Декомпрессион-ный низкотемпературной субфации амфиболитовой фации

4 6 Термодинамические условия и петрологические особенности метаморфизма пород серии Моссель

Количественные характеристики метаморфизма пород серии Моссель определялись с помощью геотермобарометров (Перчук, Рябчиков, 1976, Перчук, 1970, 1989, ветуа, РегсЬик, 1990, НоМау/ау е1 а1, 1997) Температурные условия метаморфизма пород определялись по гранат-биотитовому геотермометру (Перчук, 1970, 1989), который дал интервал температур

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе многолетних исследований пород складчатого основания полуострова Ню Фрисланд геологами разных стран в его пределах были выделены три структурно-вещественных комплекса, отделенных друг от друга глубинными разломами либо поверхностями несогласий В 60-70-е годы прошлого века работами английских и советских геологов (Harland et al, 1966, Красильщиков, 1973) была разработана схема стратиграфического расчленения для метаморфических и осадочных пород нижнего протерозоя - нижнего палеозоя этого района Основанная на выделении стратонов по наборам характерных литологий, эта схема (с необходимыми модификациями) послужила основой для создания серии среднемасштабных геологических карт полуострова (Абакумов Сироткин, Тебеньков, 1989ф, Тебеньков, Сироткин, Шарин, 2002ф, Dallmann et al, 2004)

Изотопно-геохронологические исследования, проведенные в последние годы (Gee et al 1992 Balashov et al, 1993, Larionov et al, 1995, 1998, 2000, Tebenkov et al, 1996, Hellman et al. 1997 2001, Ларионов, 1999, Hellman, 2000), дали геохронологическое обоснование разработанным ранее стратиграфическим схемам и подтвердили выдвинутое предположение (Соколов, Красильщиков, Лившиц, 1968, Красильщиков, 1973) о раннепротерозойском возрасте гранито-гнейсов и гранитоидов серии Атомфьелла Вторым важным результатом этих работ стало отсутствие четких гренвильских датировок для метаморфических пород Ню Фрисланда и каледонский возраст посторогенных гранитоидов комплекса Ньютонтоппен прорывающих породы позднерифейского возраста На основании этого была разработана модель тектонического развития складчатого основания Ню Фрисланда как тектоно-стратиграфического комплекса (Gee, Page, 1994, Witt-Nilsson, Gee, Hellman, 1998) В рамках этой модели структуры фундамента и высокотемпературный метаморфизм его нижней и средней частей были причислены к результатам каледонской косонаклонной конвергенции -транспрессии (Harland, 1971)

Полученные автором новые данные по петрологии метаморфических пород Ню Фрисланда дали возможность уточнить историю формирования сгруктурно-вещесгвенных комплексов этого района и восстановить условия и последовательность метаморфических преобразований в породах фундамента Они подтвердили выдвинутые автором защищаемые положения и позволили сделать следующие выводы

1 Всесторонний анализ материалов по породам нижнего (серия Атомфьелла) и среднего (серия Моссель) структурно-вещественных комплексов показал резкие различия в характеристике их разрезов и обстановках формирования Нижний комплекс формировался в островодужных условиях активной континентальной окраины и состоит, вероятно, из двух первоначально независимых частей Эти части (нижняя и верхняя подсерии серии Атомфьелла) были накоплены в отличающихся геодинамических обстановках, имеют разную петрохимическую характеристику и относятся к различным литолого-формационным сериям Их тектоническое объединение в единый комплекс произошло позднее, а тектонический контакт между ними был затем снивелирован процессами складчатости и метаморфизма Изотопные датировки по гранитоидам этого комплекса указывают на карельский возраст (около 1750 млн лет) термальных событий, что является единственным примером для фундамента архипелага Однако петролого-петрохимический анализ разрезов сходных комплексов из других районов Шпицбергена предлагает в качестве аналога по геодинамической обстановке формирования pi дальнейшего преобразования нижнюю часть серии Смеренбургфьорд (Абакумов, 1976, Turchenko, 1992, Тебеньков, Сироткин, Красильщиков, 1993ф, Красильщиков и др , 1996ф), чьи породы выходят на крайнем северо-западе архипелага (рис 1 4 и 1 6)

Средний комплекс, разрез которого отличается полной амагматичностью, формировался в условиях общей тектонической стабильности, а обстановки его накопления могут быть реконструированы как шельфовые в пределах пассивной континентальной окраины Серия Моссель, представляющая средний комплекс на Ню Фрисланде, хорошо сопоставляется со сходными толщами в других районах Шпицбергена (рис 1 4 и 16) сериями Бренневинсфьорд (СВЗ), Кроссфьорд и Конгсфьорд (СЗ Шпицберген), Исбьорнхамиа (ЮЗ Шпицберген) Возраст формирования этих комплексов и их последующего метаморфизма точно неизвестен, тк полученные в последние годы для этих серий геохронологические датировки дают широкий спектр в интервале 1700 - 900 млн лет Однако анализ геологической ситуации по районам архипелага и соотношение с подстилающими и перекрывающими комплексами позволяет оценивать возраст их формирования в 1400 - 1200 млн лет

Верхний (байкальско-каледонский) комплекс охарактеризован фаунистически и формировался в «платформеноидных» условиях (Бархатов, 1970, Турченко, 1987) Верхиерифейские - иияснепалеозойские серии Лумфьорд, Поларисбрееи, Ослобреен. известные на Шпицбергене, хорошо сопоставляются с одновозрастными комплексами других районов Шпицбергена (рис 1 4 и 1 6), имея в качестве маркера вендскую диамиктовую (тиллитоподобную) формацию Нижняя и верхняя границы комплекса определяются максимумами изотопных датировок, совпадающими с эпохами гренвильской и каледонской тектоно-магматической активности

2 Изучение минеральных парагенезисов в породах серии Атомфьелла. химизма слагающих их минералов и газово-жидких включений в кварце, цирконе и других минералах дало возможность определить характер и параметры прогрессивного метаморфизма этого комплекса Карельский метаморфизм (возраст определяется по датировкам анатектических гранитоидов - около 1750 млн лет) осадочно-вулканогенных образований проходил в условиях островодужной обстановки и был наложен, видимо, на уже деформированную толщу Метаморфизм относится к андалузит-силлиманитовому типу и характеризуется высокоградиеншыми изобарическими условиями, когда давление на протяжении долгого времени оставалось постоянным и не превышало 3,5-4,5 кбар, а температура достигала условий амфиболитовой фации (до 700°С и выше) Условия, в которых протекал метаморфизм, характеризовались низкой флюидонасыщенностью, при этом в имевшимся флюиде углекислота резко доминировала над водой Эту ситуацию можно связывать с предположением о том, что толщи комплекса еще раньше были обезвожены в ходе древнего гранулитового метаморфизма С процессами карельского метаморфизма связываются процессы мигматизации и анатексиса (тела гранитоидов) и образования в пределах Ню Фрисланда проявлений и точек минерализации серпентин-асбеста. талька и тонкочешуйчатого мусковита

3 Прогрессивный метаморфизм пород серии Моссель на основании петрологических данных охарактеризован как зональный низкоградиентный дистен-силлиманитового типа Температуры метаморфизма в разных зонах менялись от 350-360°С и ниже до 650-700°С, что соответствует широкому интервалу условий от зеленосланцевой до амфиболитовой фаций Режим метаморфизма определен как декомпрессионный на начальной стадии давление было высоким и достигало 7-8 кбар и выше, а кульминация метаморфизма совпала с резким спадом давления, которое снизилось до 3,0-1,5 кбар и ниже Заключительные стадии этого метаморфизма сопровождались высокой обводненностью, что стало результатом развития метасоматических процессов в условиях перехода от слабощелочной к слабокислой среде и образования зон порфиробластеза как в породах серии Моссель, так и в подстилающем комплексе

Этот же метаморфизм проявился как регрессивный для пород серии Атомфьелла, в результате чего здесь были сформированы новообразованные минеральные ассоциации эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций С метасоматическими процессами этого этапа метаморфизма связана мобилизация рудного вещества в породах фундамента и образование мелких рудопроявлений и геохимических аномалий железа, меди, свинца, цинка, золота

Возраст этого метаморфизма оценивается как раннегренвильский, а обстановка его проявления отождествляется с зонами горизонтального растяжения, например, с зонами континентального рифтогенеза

4 Прогрессивный метаморфизм собственно каледонских комплексов характеризуется как низкотемпературный (не более 300-350°С) и отнесен по характеру давления к неопределенному типу, хотя по косвенным признакам можно предполагать наличие в это время повышенных давлений В верхнерифейских и вендских породах были сформированы в это время минеральные парагенезисы низкотемпературной субфации зеленосланцевой фации и пренит-пумпеллиитовой фации В подстилающих породах в это время локально проявились процессы хлоритизации и актинолитизации, а в районе восточного побережья Вейде-фьорда, примыкающего непосредственно к Биллефьордской зоне разломов, в породах серии Атомфьелла сформировались регрессивные минеральные ассоциации зеленосланцевой фации

С заключительными стадиями каледонского этапа связано внедрение гранитов и граносиенитов комплекса Ньютонтоппен и формирование роговиков в их экзоконтактах С этим же этапом связана перекристаллизация кварца в ранее сформированных кварцевых жилых и образование проявлений кварцевого сырья (кварц для плавки) на севере Ню Фрисланда

5 Таким образом, метаморфические процессы в породах складчатого основания полуострова Ию Фрисланд проявились в несколько этапов и характеризовались различными Р-Т-условиями и флюидными режимами Существование древнего (гранулитового) метаморфизма остается открытым вопросом Этапы прогрессивного метаморфизма нижнего и среднего структурно-вещественных комплексов характеризовались высокими Р-Т-условиями и значительными масштабами, в том числе и сопровождающих метасоматических процессов, а последний, каледонский метаморфизм характеризовался низкими Р-Т-условиями и не оказал значительного влияния на породы фундамента

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Сироткин, Александр Николаевич, Санкт-Петербург

1. Опубликованная

2. Абакумов С А Отложения нижней группы комплекса Гекла-Хук на полуострове Ню-Фрисланд// Материалы по геологии Шпицбергена, Ленинград, НИИГА, 1965, с 93-101

3. Абакумов С А Геологический очерк окрестностей Кросс-фьорда, остров Шпицберген // Геология Свальбарда Л , НИИГА, 1976, с 5-21

4. Абрамович И И, Гельтман Л С . Засеев В Г, Крицук С Г, Холевинский С Б Петрохимические исследования при геодинамических реконструкциях (методические рекомендации) Ленинград, ВСЕГЕИ, 1991, 99 с

5. Бархатов Б П Основные этапы тектонического развития архипелага Шпицберген// Весгник ЛГУ, 1970, №6, вып 1,с 157-159

6. Бархатов Д Б Новые данные о предвендском складкообразовании и магматизме западной части архипелага Шпицберген //Вестник ЛГУ, 1984, №18, вып 3, с 67-69

7. Бердников Н В Термобарогеохимия докембрийских метаморфических комплексов Дальнего Востока М Наука, 1987 116 с

8. Блюман Б А Земная кора континентов и океанов (анализ геолого геофизических и изотопно - геохимических данных) Спб, Изд-во ВСЕГЕИ, 1998 152 с

9. Бородин Л С Петрохимия магматических серий М, Наука, 1987 262 с

10. Булах А Г Руководство и таблицы для расчета формул минералов М , Недра, 1967,144 с

11. Великославинский Д А Химический состав биотитов как показатель степени и типа регионального метаморфизма // Геология докембрия Международный геологический конгресс Доклады советских геологов Ленинград, Наука, 1968, с 218-228

12. Великославинский С Д Геохимическая типизащы кислых магматических пород ведущих геодинамических обстановок // Петрология, 2003, том 11, №4, с 363-380

13. Великославинский С Д Распознавание геодинамических обстановок по петрохимическим характеристикам базальтов ЗВМО, ч 126, №1, 1997, с 109-123

14. Великославинский С Д, Толмачева Е В , Руденко В Е , Никольская Н С , Румянцев И М Петрогеохимические исследования при геологосъемочных работах в областях развития метаморфических комплексов докембрия Методические рекомендации Спб, 1992,62 с

15. Верба М Л Контактовый метаморфизм каменноугольных отложений в зоне Биллефьордского разлома //Разведка и охрана недр М , Недра, №1, 2005, с 26-35

16. Верба М JI, Верба Ю JI Метаморфиты Биллефьордекой зоны разломов на Шпицбергене горст докембрийских пород или палеозойская интрузия7 //В кн Геолого-геохимические характеристики литосферы Арктического региона, вып 4 Спб, ВНИИОкеангеология, 2002, с 178-198

17. Винклер Г Генезис метаморфических пород М , Мир, 1969 247 с Гавриленко Б В Золото в породах Шпицбергена // Геохимия, 1993, №12, с 17751781

18. Гавриленко Б В, Каменский И JI Изохронный K-Ar возраст и изотопы гелия в гипербазитовой дайке на полуострове Моссель, Ню Фрисланд (Шпицберген)// Геохимия, 1993, №4, с 584-589

19. Гавриленко Б В , Кудряшов Н М, Митрофанов Ф П U-Pb изохронный возраст метавулканитов кислого состава серии Моссель на Шпицбергене// Комплексные исследования природы Шпицбергена Апатиты, вып 4, 2004, с 107-115

20. Гавриленко Б В, Тюремнов В А Палеомагнитные исследования древнейших гипербазитов архипелага Шпицберген Геохимия. 1998. № 3, с 146-152

21. Геологическая съемка метаморфических и метасоматических комплексов Методическое пособие Спб, Изд-во ВСЕГЕИ, 1996 416 с

22. Геологическое картирование раннедокембрийских комплексов М, 1994 503 с Геохимическая и металлогеническая специализация структурно-вещественных комплексов //ГС Гусев, Ю К Кудрявцев, А В Гущин и др М 1999 540 с (МПР РФ, ИМГРЭ, Геокарт, РосГео)

23. Глебовицкий В А Проблемы эволюции метаморфических процессов в подвижных областях Ленинград, «Наука», 1973, 136 с

24. Глебовицкий В А Физико-химические и геологические связи метаморфизма с тектоникой и геодинамикой//Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород СПб, СпбГУ, 1998, с 3-4

25. Глебовицкий В А , Другова Г М Границы фаций и субфаций пород, бедных СаО, по данным гранат-биотитовой термо- и барометрии / Проблемы физико-химической петрологии Т 1 М , Наука, 1979, с 34-46

26. Дараган-Сущов Ю И, Евдокимов А И, Милославский М Ю , Сироткин А Н Новые данные о взаимоотношении девонских и докембрийских толщ на северо-западе Шпицбергена ДАН, 1998, т 361, №1, с 85-88

27. Другова Г М, Глебовицкий В А Некоторые закономерности изменения состава граната, биотита, роговой обманки при региональном метаморфизме//Региональный метаморфизм докембрийских формаций СССР М -Л , 1965, с 33-46

28. Ермаков Н П , Долгов Ю А Термобарогеохимия М Недра, 1979 270 с Ефремова С В , Стафеев К Г Петрохимические методы исследования горных пород Справочное пособие М , Недра, 1985 511 с

29. Заварицкий А Н Изверженные горные породы М , Изд АН СССР, 1956 479 с Закруткин В В Об изменении химического состава биотитов при метаморфизме // Геология и геофизика 1970, №3, с 64-73

30. Калюжный В А Основы учения о минералообразующих флюидах Киев, Наукова думка, 1982 237 с

31. Кепежинскас К Б Парагенетический анализ и петрохимия среднетемпературных метапелшов Новосибирск, СОАН СССР, 1974, 117 с

32. Кепежинскас К Б , Хлестов В В Статистический анализ минералов группы эпидо га и их парагенетические типы М , Наука, 1971 310 с

33. Кориковский С П Фации метаморфизма метапелитов М , «Наука», 1979,261 с Красильщиков А А Некоторые особенности геологического развития северной части архипелага Шпицберген / В кн Материалы по геологии Шпицбергена Л , НИИГА, 1965 с 29-44

34. Красильщиков А А Некоторые проблемы корреляции докембрийских комплексов Шпицбергенского архипелага / В кн Геология Шпицбергена Л, ПГО «Севморгеология», 1983,с 18-27

35. Красильщиков А А Общая схема стратиграфического и тектонического расчленения докембрия Свальбарда / В кн Геология Свальбарда Л , НИИГА, 1976, с 56-62

36. Красильщиков А А Стратиграфия и палеотектоника докембрия-раннего палеозоя Шпицбергена Ленинград, Недра, 1973, 120 с

37. Красильщиков А А , Лившиц Ю Я , Соколов В Н Проблема строения дна Баренцева моря //В кн Тектоника Европы и смежных областей Ч 1 Древние платформы, байкалиды и каледониды М , Наука, 1978, с 399-405

38. Ларикова Т Л Формирование друзитовых (коронарных) структур вокруг оливина и ортопироксена при метаморфизме габброидов Северного Беломорья, Карелия // Петрология,2000, т 8, №4, с 430-448

39. Ларикова Т Л Формирование коронарных структур при метаморфизме Беломорских габброидов особенности зональности корон // Вестн Воронеж Университета Геология,2001, вып 11, с 132-143

40. Ларикова Т Л Формирование коронарных (друзитовых) структур при метаморфизме габброидов Северо-Западного Беломорья (Балтийский щит) Автореф канд дис М, 2002, 23 с

41. Ларионов А Н Геохронология складчатого основания восточного террейна архипелага Шпицберген Автореф канд дис Апатиты, 1999,22 с

42. Леммлейн Г Г , Клевцов П В Соотношения термодинамических параметров воды и 30%-ных водных растворов NaCl Зап ВМО, т 85, вып 4, 1956 С 529-534

43. Леонов Ю Г Тектоническая природа девонского орогенеза М , Недра, 1976, 192 с Леонов Ю Г, Мазарович ОАО тектонической природе девонских моласс в областях каледонской складчатости Геотектоника, №5, 1975, с 46-59

44. Лодочников В Н Главнейшие породообразующие минералы М, Госгеолтехиздат, 1955 248 с

45. Лутц Б Г Геохимия океанического и континентального магматизма М , Недра, 1980247 с

46. Мануйлова М М, Зарубин В В, Михайлова Ю И Использование составов сосуществующих роговых обманок и биотитов для выделения различных по глубинности фациальных серий метаморфических пород ЗВМО, 1978, №1, с 65-80

47. Масайтис В Л , Москалева В Н , Румянцева Н А Магматические формации СССР Л, Недра, т 1, 1979 318 с

48. Металлогения рядов геодинамических обстановок раннего докембрия М , 1999, 399 с Метаморфизм супракрустальных комплексов раннего докембрия Л , Наука, 1986,272 с

49. Метаморфические формации принципы и методы оценки рудоносности геологических формаций Л , Недра, 1986 246 с

50. Милославский М Ю , Сироткин А Н Региональные зоны разломов Билле-фьорд и Лум-фьорд Агард-бухта на Шпицбергене // В кн Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии Спб, ВНИИОкеангеология, 1994, с 74-75

51. Милыптейи В Е, Голованов Н П Стратиграфическое значение верхнедокембрийских фитолитов Свальбарда для межрегиональной корреляции / В кн Геология Шпицбергена Л , ПГО «Севморгеология», 1983, с 28-37

52. Мияширо А Метаморфизм и метаморфические пояса М , «Мир», 1976, 536 с Недашковский П Г, Ленников А М Барий-рубидий-стронциевые отношения как индикатор генезиса и эволюции гранитоидов С 117-128

53. Неелов А Н Петрохимическая классификация метаморфизоваииых осадочных и вулканических пород Ленинград, «Наука», 1980, 100 с

54. Номенклатура амфиболов доклад Подкомитета по амфиболам Комиссии по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (КНМНМММА) ЗВМО, 1997, №6, с 82-102

55. Номенклатура слюд заключительный доклад Подкомитета по слюдам Комиссии по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (КНМНМММА) ЗВМО, 1998, №5, с 55-65

56. Носырев И В, Робул В М, Есипчук К Е, Орса В И Генерационный анализ акцессорного циркона М Наука, 1989 203 с

57. Перчук JI JI Взаимосогласование некоторых Fe-Mg геотермометров на основе закона Нернста ревизия// Геохимия, М , 1989, №5, с 611-622

58. Перчук JI Л Равновесие породообразующих минералов М , «Наука», 1970,300 с Перчук Л Л, Рябчиков И Д Фазовое соответствие в минеральных системах М. «Недра», 1976, 287 с

59. Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород // Под ред Попова В С , Богатикова О А М, Логос, 2001 768 с

60. Петтиджон Ф , Поттер П , Сивер Р Пески и песчаники М , Мир, 1976 535 с Пизнюр А В Основы термобарогеохимии Львов, 1976 240 с

61. Плюснина Л П Термодинамический режим низкотемпературного метаморфизма (на примере метабазитов) / Проблемы физико-химической петрологии Т 1 М , Наука, 1979, с 117-131

62. Половинкина Ю Ир Структуры и текстуры изверженных и метаморфических горных пород Ч 2, т II Метаморфические породы М , Недра, 1966 272 с

63. Предовский А А Реконструкция условий седиментогенеза и вулканизма раннего докембрия Л , Наука, 1980, 152 с

64. Реддер Э Флюидные включения в минералах Т 1-2 М ,Мир, 1087 560 и 632 с Розен О М Граувакки метаморфических комплексов докембрия (связь состава и геодинамических условий формирования)// Геология и разведка, 1993, №1, с 36-50

65. Российские геологические исследования на Шпицбергене 1962-1996 г г // Под ред Красилыцикова А А ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология, Спб, 1998,228 с

66. Рудник В А, Беляев Г М , Терентьев В М Закономерности формирования кварц-полевошпатовых метасоматитов зон региональных разломов // В кн Проблемы метасоматизма М , Недра, 1970, с 289-302

67. СемененкоН П Метаморфизм подвижных зон Киев, Наукова думка, 1966 300 с

68. Сизых А И Эволюция составов биотитов докембрия Бирюсинского метаморфического пояса//Прикладная минералогия Восточной Сибири Иркутск, изд-во Иркут ун-та, 1992, с 38-54

69. Сироткин А Н Хрусталеносная минерализация полуострова Ню-Фрисланд (архипелаг Шпицбергену/Условия образования и поисковые критерии месторождений нерудных полезных ископаемых Ленинград, ЛГИ, 1990, стр 40-47

70. Сироткин А Н Региональный метаморфизм раннепротерозойских-раннепалеозойских комплексов Шпицбергена// В кн Геолого-гео физические характеристики литосферы Арктического региона Спб, ВНИИОкеангеология, 1996. с 241254

71. Сироткин А Н Раннепротерозойский осадочно-вулканогенный комплекс полуострова Ню Фрисланд (арх Шпицберген)// В кн Палеовулканология, вулканогенно-осадочный литогенез, гидротермальный метаморфизм и рудообразование докембрия Петрозаводск, 2001, с 87-88

72. Сироткин А Н Вариации составов гранатов из пород метаморфических комплексов полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген) как свидетельство неоднократного регионального метаморфизма ЗВМО, 2004, №5, с 56-68

73. Сироткин А Н Эволюция метаморфических процессов в породах складчатого основания полуострова Ню Фрисланд (архипелаг Шпицберген) // Комплексные исследования природы Шпицбергена, вып 5, Апатиты, изд-во КНЦ РАН, 20056, с 214-223

74. Сироткин А Н, Тебеньков А М Эволюция полиметаморфических комплексов фундамента Шпицбергена// В кн Проблемы развития морских геотехнологий, информатики и геоэкологии Спб, ВНИИОкеангеология, 1994, с 78-79

75. Сироткин А Н , Толмачева Е В Новые данные об условиях метаморфизма пород серии Атомфьелла (полуостров Ню-Фрисланд)// Комплексные исследования природы Шпицбергена, вып 3, Апатиты, изд-во КНЦ РАН, 2003, стр 76-80

76. Соловьев С П Химизм магматических горных пород и некоторые вопросы петрохимии Л , Наука, 1970 312 с

77. Старков В Ф Очерки истории освоения Арктики Том 1 Шпицберген М , Научный мир, 1998 96 с.

78. Стратиграфический словарь Шпицбергена Под ред И С Грамберга Л , Недра, 1990203 с

79. Судовиков Н Г Региональный метаморфизм и некоторые проблемы петрологии Ленинград, ЛГУ, 1964. 550 с

80. Тебеньков А М Позднедокембрийские магматические формации Западного Шпицбергена // Вестник ЛГУ, 1983а, №24, с 88-93

81. Тебеньков А М Позднедокембрийские магматические формации Северо-Восточной Земли//Геология Шпицбергена Л , изд-во Севморгеология, 19836. с 74-85

82. Тебеньков А М, Джи Д Г , Йоханссен У , Ларионов А И История тектонического развития фундамента Шпицбергена (по геохронологическим данным)//Комплексные исследования природы Шпицбергена Апатиты, вып 4, 2004, с 90-100

83. Тебеньков А М, Красильщиков А А, Балашов Ю А Главные геохронологические рубежи и этапы формирования фундамента Шпицбергена ДАН, 1996, т 346, №6, с 786-789

84. Тебеньков А М , Сироткин А Н , Бирюков А С , Хайлов В В , Шарин В В , Шкаюв Е П Твердые полезные ископаемые архипелага Шпицберген // В кн Арктика и Антарктика Вып 3 (37) М , Наука, 2004, с 25-39

85. Тейлор С Р , Мак-Леннан С М Континентальная кора, ее состав и эволюция М, Мир, 1988,384 с

86. Термо- и барометрия метаморфических пород Ленинград, Наука, 1977, 207 с Тернер Ф , Ферхуген Дж Петрология изверженных и метаморфических пород М, Изд-во иностранной литературы, 1961 592 с

87. Толмачева Е В , Великославинский С Д Термобарогеохимические исследования при регионально-геологических исследованиях и геологосъемочных работах с общими поисками в областях развития докембрия Методические рекомендации Спб , 1999, 115 с (МПР РФ, ВСЕГЕИ)

88. Шульдинер В И (отв ред) Геологическая съемка метаморфических и метасоматических комплексов Методическое пособие Спб, ВСЕГЕИ, 1996,416 с

89. Balashov Ju А, Larionov А N, Gannibal L F, Sirotkm A N, Tebenkov A M, Ryungenen G I, Ohta, У An Early Proterozoic U-Pb zircon age from an Eslcolabreen Formation gneiss m southern Ny Fnesland, Spitsbergen Polar Research 12(2), 1993, pp 147-152

90. Balashov Ju A , Peucat J J, Tebenkov A M, Ohta Y, Larionov A N, Sirotkm A N Additional Rb-Sr and smgl-gram zircon datmgs of Caledonian granitoid rocks from Albert I Land, northwest Spitsbergen Polar Research 15(2), 1996, pp 153-165

91. Bayly M В The Lower Hecla Hoek rocks of Ny Fnesland Geol Mag ,1956, vol 94, N5, pp 337-392

92. Carlsson P , Johansson A, Gee D G Geochemistry of the Palaeoproterozoic Bangenhuk granitoids,Ny Fnesland, Svalbard GFF, vol 117, 1995, pp 107-119

93. Dallmann W К , Ohta Y , Biryukov A S , Karnoushenko E P , Sirotkm A N Geological map of Svalbard, 1 100 000, sheet C7G Dicksonfjorden Noisk Polarmstitutt Temakart N35, 2004

94. Daragan-Suschov Y, Evdolamov A Caledomdes of the North Atlantic fold belt or epiplatform orogen7 International Conference on Arctic Margins ICAM III, 1998, p 45

95. Debon F , Le Fort P A chemical-mineralogical classification of common plutomc rocks and associations Transactions of the Royal Society of Edinburgh Earth Sciences, vol 73 (for 1982), 1983,p p 135-149

96. Gayer R A The geology of the Femmilsjoen region of the north west of Ny Fnesland, Spitsbergen Norsk Polarmstitutt Skrifter, 1969, vol 145, 45 p

97. Gayer R A, Harland W В , Miller J A, Spall H R, Walks R H, Winsnes T S Radiometric age determinations on rocks from Spitsbergen Norsk Polarmstitutt Skrifter, 1966, vol 137, p 1-33

98. Gee D G, Bjorklund L, Stolen L -K Early Proterozoic basement m Ny Friesland, implications for the Caledonian tectonics of Svalbard Tectonophysics, 231,1994, pp 171-182

99. Gee D G, Hellmann F J Zircon Pb-evaporation ages from Smutsbreen Formation, southern Ny Friesland new evidence for Caledonian thrusting in Svalbard's Eastern Terrane Z geol Wiss , Berlin, vol 24(3/4), 1996, pp 429-439

100. Gee D G, Page, L M Caledonian terrane assembly on Svalbard, new evidence from wAr/39Ar dating in Ny Friesland American Journal of Science 294, 1994, p p 1166-1186

101. Gee D G, Schouenborg B , Peucat J -J , Abakumov S A, Krasilshchikov A A , Tebenkov A M New evidence of basement in the Svalbard Caledonides Early Proterozoic zircon ages from Ny Friesland granites Norsk Geologisk Tidssknft 72, 1992, pp 181-190

102. Gee D, Tebenkov A M Two major unconformities beneath the Neoproterozoic Murchisonfjorden Supergroup in the Caledonides of central Nordaustlandet, Svalbard// Polar Res 1996, vol 15, pp 81-91

103. Plarland W B Tectonic transpression in Caledonian Spitsbergen Geol Mag, vol 108, 1971, pp 27-42

104. Plarland W B The geology of Svalbard/Oxford, the Geological Society, memoir 7, 1997,521 p

105. Plarland W B, Cutbill J L, Friend P F, Gobbett D Y, Holliday D W , Maton P I, Parker J R , Wallis R H The Billefjorden Fault Zone, Spitsbergen the long history of a major tectonic lineament Norsk Polannstitutt Skrifter, 1974, vol 161, p 1-72

106. Hailand W B , Plambrey M J , Waddams P The Vendian geology of Svalbard Norsk Polannstitutt Skrifter, 1993, vol 193, 130 p

107. Plarland W B , Wallis R PI, Gayer R A A revision of the Lower Hecla Hoek succession in central north Spitsbergen and correlation elsewhere//Geological Magazine, 103, 1966, p 70-97

108. Hellmann F J Precambrian and Caledonian history of Svalbard's West Ny Friesland Terrane Doctoral Dissertation, Lund University, 2000, 22 p

109. Hellmann F J, Gee D G, Gjelsvik T, Tebenkov A M Provenance and tectonic implications of Palaeoproterozoic (c 1740 Ma) quartz porphyry clasts in the basal Old Red

110. Sandstone (Lilljeboigijellet Conglomerate Formation) of northwestern Svalbard's Caledonides Geol Mag, vol 135 (6), 1998, p p 755-768

111. Hellmann F J, Gee D G, Johansson A, Witt-Nilsson P Single-zircon Pb-evaporation geochronology constraints basement cover relationships in the Lower Hecla Hoek of northern Ny Friesland, Svalbard Chemical Geology, 1997, vol 137, pp 117-134

112. Hellmann F J, Gee D G, Witt-Nilsson P Late Archaean basemant in the Bangenhuken Complex of the Nordbreen Nappe, western Ny Friesland, Swalbard // Polar Res , 2001, vol 20. pp 49-59

113. Hjelle A , Ohta Y , Winsnes T Hecla Hoek rocks of Oscar II Land and Pnns Karls Forland //Norsk Polannstitutt Skrifter, vol 167, 1979, p 145-169

114. Holdaway M J , Mukhopadhyay B , Dyar M D , Guidotti C V , Dutrow B L Garnet-biotite geothermometry revised New Margules parameters and a natural specimen data set from Maine American Mineralogist, vol 82, 1997, pp 582-595

115. Johansson A The Eskolabreen granitoids revisited an ion microprobe study of complex zircons from Palaeoproterozoic granitoids within the Ny Friesland Caledonides, Svalbard GFF. vol 123, 2001, pp 1-5

116. Johansson A , Gee D G , Larionov A N Precambrian basement within the eastern terrane of the Svalbard Caledonides Terra abstracts, Abstracts supplement N1 to Terra Nova, 1995, N7, p 109

117. Manby G M The petrology of the Harkerbreen Group, Ny Friesland, Svalbard protoliths and tectonic significance Geol Mag , vol 127 (2), 1990, p p 129-146

118. Manby G M , Lyberis N Contrasting tectono-metamorphic terranes in NE Svalbard Sm/Nd Rb/Sr isotopic and structural constiamts In Terranes m the Arctic Caledomdes Tromso. Terra Abstracts, 1991, N4, p 3-22

119. Manby G M, Lyberis N , Chorowicz J, Thiedig F Post-Caledonian tectonics along the Billefjorden Fault Zone, Spitsbergen, and its implications for the Arctic region Geological Society of America Bulletin 1994, vol 105, pp 201-216

120. Mason R Petrology of the metamorphic rocks G Allen & Unwin, Boston Sydney. 1984,254 p

121. McCann A J, Dallmann W K Multiple tectonic event history of the Billefjorden Fault Zone in north central Spitsbergen, Svalbard Geological Magazine, 1995, vol 133, p p 63-84

122. Raase, P A1 and Ti contents of hornblende, indicator of pressure and temperature of regional metamorphism Contnb Miner Petrol, 1974, vol 44, N3, p 231-236

123. Sandford K S The stratigraphy and structure of the Plecla Ploek Formation and its relationship to a subjacent metamorphic complex m North East Land (Spitsbergen) Quart J Geol Soc Lon , vol 112, 1956, pp 339-362

124. Simonen A Stratigraphy and sedimentation of the Svecofeimidic, Early Archean supracrustal rocks in southwestern Finland Bull Comm Geol Finlande 1953, N160, pp 1-64

125. Soviet geological research in Svalbard 1962-1992 // Extended abstracts of unpublished reports Meddelelser NR 139 Oslo, 1996

126. Spear F S Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time pathe Mineral Soc Am , Washington, D C , 1995, 799 p

127. Tebenkov A M , Ohta Y, Balashov Ju A, Sirotkin A N Newtontoppen granitoid rocks, their geology, chemistry and Rb-Sr age Polar Research 15(1), 1996, pp 67-80

128. Tebenkov, A M , Sirotkin, ANA new occurrence of Cenozoic (7) basalt from Manbieen, Ny Friesland, northeastern Spitsbergen Polar Research, 8, 1990, pp 295-298

129. Turchenko S I Tectonic-sedimentary complexes of the Spitsbergen archipelago // Landscape, life world and man in high Arctic Polish Academy of Sciences, Warszawa, 1992, p p 7-15

130. Wallis R PI The Planetfjella Group of the lower Plecla Ploek of Ny Friesland, Spitsbergen Norsk Polannstitutt, Arbok 1967 Oslo, 1969, p p 80-108

131. Wallis R H, Harland W B, Gee D G, Gayer R A A scheme of petrographic nomenclature for some metamorphic rocks m Spitsbergen Norsk Polannstitutt, Arbok 1966 Oslo, 1968, pp 25-37

132. Wilson C B The Lower Middle Plecla Hoek rocks of Ny Friesland, Spitsbergen Geol Mag. vol 95, 1958, pp 305-327

133. Wilson C B The Upper Middle Plecla Ploek rocks of Ny Friesland, Spitsbergen Geol Mag, vol 98, 1961, pp 89-116

134. Wilson C B , Harland W B The Polansbreen Series and other evidences of Late Pre-Cambrian ice ages in Spitsbergen Geol Mag , vol 101,1964, pp 198-219

135. Witt-Nilsson P The West Ny Friesland terrane an exhumed mid-ciustal obliquely convergent orogen Doctoral Thesis, Uppsala University, 1998, 28 p

136. Witt-Nilsson P, Gee D G, Hellmaim F J Tectonostratigraphy of the Caledonian Atomfjella Antiform of northern Ny Friesland, Svalbard Norsk Geologisk Tidskrift, vol 78, Oslo, 1998, pp 67-80

137. Witt-Nilsson P, Hellmann F J , Johansson A , Larionov A N, Tebenkov A M Structural and geochronological studies of mylonites along a major Caledonian fault zone, northeastern Spitsbergen Uppsala University, 1998, pp 78-95

138. Yardley В W D An introduction to metamorphic petrology J Wiley & Sons, Inc, New York. 1989, 248 p

139. Yardley В W D, MacKenzie W S , Guilford С Atlas of metamorphic rocks and their textures J Wiley & Sons, Inc, New York, 1995 120 p1. Фондовая

140. Абакумов С А Метаморфические породы нижней группы комплекса Гекла-Хук на полуострове Ню Фрисланд, остров Западный Шпицберген Ленинград, НИИГА, 1965 165с

141. Абакумов С А. Ковалева Г А. Тебеньков А М Магматизм Шпицбергена (в 2-х книгах) Ломоносов, АК ГГЭ, 1984 305 с

142. Абакумов С А , Сироткин А Н , Тебеньков А М Метаморфические и магматические комплексы полуострова Ню Фрисланд и их минерагеническая характеристика Ломоносов, ПМГРЭ, 1989 370 с

143. Красильщиков А А , Куно В Г , Ширшова Т Е Геология фундамента эпикаледонской платформы Шпицбергена (отчет по теме № 3432) Ленинград, НИИГА, 1967 372 с

144. Мильштейн В Е, Голованов Н П Биостратиграфия верхнего докембрия Шпицбергена Ломоносов, АК ГГЭ, 1984 315 с

145. Тебеньков А М Главные этапы тектонического развития фундамента архипелага Шпицберген Ломоносов, ФГУ НПП ПМГРЭ, 2001 115 с

146. Тебеньков А М , Красильщиков А А , Сироткин А Н , Ларионов А Н Главные этапы тектонического развития фундамента Шпицбергена (по результатам геохронологического доизучения архипелага) Ломоносов, ГП ПМГРЭ, 1998 98 с

147. Тебеньков А М . Сироткин А Н , Красильщиков А А Геохронология и петрология складчатого фундамента архипелага Шпицберген Ломоносов, ГП ПМГРЭ, 1993 250 с