Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохронология парагнейсов, гранитогрейсов и метадиоритов района оз. Сенное (Северо-Западное Беломорье)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохронология парагнейсов, гранитогрейсов и метадиоритов района оз. Сенное (Северо-Западное Беломорье)"

р Г Б од

2 ь Мдр 1996 На правах рукописи

УДК 550.93+550.42 (470.21) КУДРЯШОВ Николай Михайлович

ГЕОХРОНОЛОГИЯ ПАРАГНЕЙСОВ, ГРАНЙТОГНЕЙСОВ И МЕТАДИОРИТОВ РАЙОНА 03.СЕНН0Е

(СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ БЕЛОМОРЬЕ)

Специальность - 04.00.02 - геохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Геологическом институте Кольского научного центра РАН ( ГИ КНЦ РАН )

Научные руководители:

д.г.-м.н. Балашов Ю.А. к.г.-м.н. Балаганский В.В.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-мпнералогических наук Рыбаков С.И. (ИГ КНЦ РАН) кандидат геолого-минералогических наук Левченков О.А. (ИГГД РАН)

Ведущая организация:

Институт геохимии и аналитической химии РАН

Защита состоится_17 апреля_ 1996 года в 14 ча

на заседании диссертационного совета Д.СЮЗ.72.01 пр Институте геологии и геохронологии докембрия по адресу: 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, д.2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГГД РАН Автореферат разослан /Уига^ута /года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-

минералогических наук

Т.П.Щеглова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Эволюция земной коры в раннем докембрии представляет собой один из важнейших предметов исследования современной геологии. Установление периодов формирования и преобразования континентальной коры Балтийского щита и особенно ее участков, испытавших многократную переработку, занимало и занимает особое место в работах отечественных геологов. Исторически сложилось мнение, тго земная кора Балтийского щита была сформирована на самых ранних этапах развития Земли, а в пределах щита одними из древнейших считались образования западного Беломорья. Возраст последних оценивался от катархейского до позднеархейского. Немногочисленные определения изотопного возраста находились в явном противоречии с такими геологическими представлениями, и разрешение данного противоречия является одной из первоочередных задач геологии Балтийского щита.

Цели и задачи работы.

Главная цель работы заключается в датировании наиболее распространенных и древнейших пород северо-западного Беломорья разными изотопными методами с целью установления как времени их образования, так и возраста протолита.

В работе решались следующие задачи:

- выделение геологическими методами наиболее древних метаосадочных и метамагматических пород в районе исследований;

- выявление среди этих пород участков с наиболее ранними метаморфическими парагенезисами и/или магматическими минералами, структурами и текстурами;

отбор проб для датирования наиболее раннт метаморфических событий или времени кристаллизации - магматических расплавов;

- выделение циркона, разделение его на фракции пс морфологическим признакам, особенностям внутреннего строения (зональность, наличие ядер) и т.п., а также определение генезиса различных популяций циркона;

- датирование популяций циркона \J-Pb методом;

- геологическая интерпретация полученных изотопны) результатов.

Научная новизна работы.

Двумя независимыми методами (II-РЬ по циркону и ЯЬ-Б по образцам пород в целом) установлено, что возраст ювенильного протолита беломорских как метаосадочных, так I метамагматических пород не превышает 3.0 млрд лет. Значени возраста 2.95±0.05 млрд лет, полученное Ш>8г изохронны? методом для реликтовых мелкозернистых гранат-биотитовы

гнейсов ("сухарей"), является сейчас самой древней датировкой для северо-восточной части Балтийского щита.

Установлен раннепротерозойский возраст друзитового массива Жемчужный, считавшегося реперным для выделения в северо-западном Беломорье архейских дометаморфических и доскладчатых мафитовых интрузий, что влечет за собой переоценку масштабов проявления основного магматизма в Беломорье.

Практическая значимость работы определяется тем, что разными методами получены данные по возрасту формирования и преобразования древнейших пород северо-западного Беломорья, а также их протолита. Эти результаты могут бьггь использованы при составлении новых геологических карт западного Беломорья.

Фактический материал и методы исследований.

Геологическую основу работы составили материалы, собранные автором за период с 1990 по 1994 гг., а также материалы В.В.Балаганского, М.Н.Богдановой и Н.Е.Козловой (1986). Изучено более 100 шлифов датируемых пород, выполнено 26 химических анализов по реперным геологическим объектам, проанализировано 26 фракций циркона Ц-РЬ методом и 23 пробы пород ЯЬ-Бг методом. В изученных образцах пород сделано 24 определения рентгенофлюоресцентным методом содержаний ИЬ, Бг и Ъх в породах, 23 определения концентраций

Rb и Sr методом изотопного разбавления и изотопного состава Si в породах, 29 содержаний РЬ и U в цирконах. Получено í определений возраста U-Pb методом по цирконам и 2 Rb-Si методом по образцам пород в целом.

Апробация работы.

Основные положения работы были доложены на VII, VII] и IX конференциях молодых ученых, посвященных памяти К.О.Кратца (Апатиты, 1993, 1995; Петрозаводск, 1994), на - рабочем семинаре, посвященном памяти Э.К.Герлинга (С.Петербург, 1994), а также на Всероссийском совещании "Главнейшие рубежи геологической эволюции Земли е докембрии и их изотопно-геохронологическое обоснование" (С.Петербург, 1995).

Выполнение диссертационной работы было бы невозможнс без постоянной поддержки научных руководителей Ю АБалашова и В.В.Балаганского. Большую помощь в работе оказали сотрудники Геологического института КНЦ РАН, специалисты в области геохронологии, минералогии и сепарации минералов Е.ВАпанасевич, Т.Б.Баянова, Л.Ф.Ганнибал, О.К.Когцеев Н.ВЛевкович, В.П.Марчак, И.Г.Мухамедова, Л.В.Павличенко Г.И.Рюнгенен, И.О.Шарков, О.В.Шерстенникова

Г.М.Шерсгобитова, а также геологи-докембристы М.Н.Богданова В.Р.Ветрин, М.ИДубровский, М.М.Ефимов, Н.Е.Козлова В.И.Пожиленко. Ценные предложения при обсуждении работь

были внесены С.БЛобач-Жученко. Определения Бт-Ш модельного возраста выполнено М.Тиммерманом (Университетский Колледж, Дублин, Ирландия). Всем им, а также М.П.Базанову и В.Е.Рявкину, оказавшим большую помощь в оформлении работы - моя искренняя благодарность.

Защищаемые положения.

1. Усредненный возраст пород, исходных для граувакк, которые были преобразованы в мелкозернистые гранат-биотитовых парагнейсы беломорского комплекса, равен 2.95±0.05 млрд лет при возрасте одной из метаморфогенных популяций циркона 2681±9 млн лет. Модельные ЯЬ-8г и Бт-Ыс! возраста составили 2.97 и 2.86 млрд лет соответственно. Следовательно, накопление беломорских супракрустальных пород происходило в позднеархейское время.

2. Гранитоиды, исходные для биотитовых и амфибол-биотитовых гранитогнейсов, внедрились в супракрустальные толщи беломорского комплекса 2.64-2.67 млрд лет назад, имеют модельные ЕЬ-Бг и Бт-Ис! возраста, равные 2.8-2.9 млрд лет, и произошли за счет позднеархейского ювенильного материала, а не за счет переработанной раннеархейской коры.

3. Возраст магматических цирконов из диоритов друзитового массива Жемчужный, бывшего базовым для выделения доскладчатых и дометаморфических мафитовых интрузий северо-западного Беломорья, равен 235б±4 млн лет, что

говорит о внедрении этого массива совместно с подавляющей частью беломорских друзитов на ранних сгадш» раннепротерозойского рифгогенеза на Балтийском щите.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения Общий объем работы составляет 167 страницы машинописного текста и содержит 32 рисунка, 11 таблиц, список литературы и: 142 наименований.

Во "Введении" приводится краткий обзор состоянш проблемы.

Глава 1 "Краткий геологический очерк северо-западноп Беломорья" включает историю геологического I геохронологического изучения северо-западного Беломорья Даются выводы по накопленному материалу предыдущи: исследователей.

Глава 2 "Геологическое описание района исследований: содержит геологическое строение изученного района, описани главных типов пород и выводы.

В Главе 3 "Методика геохронологических исследований приводятся общие положения и аналитические процедур! датирования и-РЬ по цирконам, КЬ-5г по образцам пород целом и РЬ-РЬ методами, а также описывается методика отбор и подготовки проб.

Глава 4 "Изотопное датирование древнейших пород эайона исследований" содержит краткую петрографическую <арактеристику пород и результаты их изотопного исследования.

В Главе 5 "Обсуждение результатов" дана геологическая интерпретация полученных возрастов.

В "Заключении" представлены защищаемые положения, соторые являются основными выводами работы.

Объектом геологического и геохронологического изучения шился район оз. Сенное вблизи железнодорожной станции Жемчужная, прилегающий с запада к обширному участку ЕСняжая губа - Валас-ручей, ранее изученному сотрудниками ГИ КНЦ РАН (Балаганский и др., 1986, рис.1). Сложен он в основном лейко- и мезократовыми биотитовыми и амфибол-Зиотитовыми гранитогнейсами, крупнозернистами и :реднезернистыми гранат-биотитовыми и кианит-гранат-5иотитовыми плашогнейсами, а также амфиболитами. Резко преобладают биотитовые и амфибол-биотитовые гранитогнейсы. Вся территория исследования изобилует многочисленными янтрузями основного состава (друзитами). Все породы, за исключением лерцолит-габбро-норитов, интенсивно мигматизированы.

Результаты первых съемок Беломорья были обобщены В.М.Тимофеевым (1935), который выделил развитые на западном побережье Кандалакшского залива породы в самостоятельную "беломорскую формацию". По возрасту эта формация была отнесена к ботнию (архею), а рвущие ее граниты, основные породы и пегматиты к постботнийским (протерозойским) образованиям.

Беломорский комплекс является классическим примером - полиметаморфической и полискладчатой структуры. Впервые его полициклический характер был установлен П.К.Григорьевым (1935), который наметил в геологической истории комплекса две эпохи диастрофизма - ранне- и позднеархейскую, с каждой из которых были связаны проявления основного и кислого магматизма, явления мигматизации и гранитизации. Н.Г.Судовиков (1937) рассматривал все разновидности беломорских гнейсов и амфиболиты как метаморфизованньк осадочные породы, но при этом часто указывал на трудносп повсеместного стратифицирования гнейсов, поскольку большук роль в их образовании сыграли широко распространенные здеа процессы мигматизации и гранитизации. Эти процессь существенно преобразили первоначальный облик и состав пород и соотношения между такими переработанными породам! являются результатом зональной гранитизации.

Рис.1 Геологическая карта участка Княжая губа - Валас-ручей (Балаганский и др., 1986) с прилегающим районом исследования.

Условные обозначения к рис.1.

1 - гранат-биотитовые и кианит-гранат-биотитовые гнейсы; 2 - гранат-биотитовые и кианит-гранат-биотитовые гнейсы, слагающие маломощные прослои; 3 - биотитовые гранитогнейсы; 4 - амфиболсодержащие гранитогнейсы; 5 -биотитовые гранитогнейсы с гранатом; 6 - амфиболиты неясного генезиса, преимущественно гранатовые; 7 - базиты ' третьей возрастной группы; 8 - базиты второй возрастной группы; 9 - базиты первой возрастной группы; 10 -микроклиновые граниты предположительно конца второго цикла; 11 - микроклиновые граниты рубежа второго-третьего циклов; 12 - наложенные процессы микроклинизации; 13 -кристаллизационная сланцеватость и мигматитовая полосчатость; 14 - разломы; 15 - геологические границы: установленные (а), предполагаемые (б), четвертичных отложений (в); 16 - места отбора проб для геохронологических исследований; Цифры в кружках: 1 - массив Жемчужный; 2 -Капшинский массив; 3 - массив о.Волей.

В отличие от ранее высказанной точки зрения о двух этапах диастрофизма и гранитизации, КАШуркиным (1957, 1960; Шуркин и др., 1962) бьиа разработана новая схема истории геологического формирования этого региона, который стал рассматриваться как единая архейская геосинклинальная зона, а в ее истории была выделена только одна эпоха диастрофизма. Последующие комплексные исследования стратиграфии, тектоники, магматизма и метаморфизма (Дук, 1967; Стенарь, 1972; Володичев, 1975, 1977, 1990; Кратц, 1978; Сыстра, 1978; Степанов, 1981) обусловили возвращение к представлениям о полиметаморфическом характере пород беломорского комплекса, и беломориды стали рассматриваться в качестве одного из типичных полициклических комплексов раннего докембрия (Земная кора..., 1978).

Изотопные датировки для архейских пород Беломорья на сегодняшний день укладываются в довольно узкий интервал времени 2900-2500 млн лет (Тугаринов, Бибикова, 1980; Балаганский и др., 1990; Лобач-Жученко и др., 1993; Бибикова и др., 1993; Bogdanova, Bibikova, 1993; Balashov et al., 1992; Daly et al., 1993; Timmerman, Daly, 1995). Датировались парагнейсы, a также тоналито-плагиогранитогнейсы предполагавшегося раннеархейского фундамента. При этом даже модельные Rb-Sr и Sm-Nd возраста ювенильных протолитов не превышали 2.95 млрд лет (Balashov et al., 1992; Daly et al., 1993; Timmerman, Daly,

1995). Такими же оказались результаты определения модельного Sm-Nd возраста протолита парагнейсов (Timmennan, Daly, 1995).

В настоящее время в полемике о возрасте беломорского комплекса существуют две точки зрения, которые предполагают раннеархейский (саамский) или верхнеархейский (лопийский) его возраст. Мнение о раннеархейском возрасте пород беломорского комплекса, несмотря на отсутствие раннеархенских датировок, объясняется полной перестройкой изотопных систем - во время позднеархейского метаморфизма (Геология Карелин, 1987; Володичев, 1990), однако изотопные данные о такой перестройке отсутствуют.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1. Усредненный возраст пород, исходных для граувакк, которые были преобразованы в мелкозернистые гранат-биотитовые парагнейсы беломорского комплекса, равен 2.95±0.05 млрд лет при возрасте одной из метаморфогенных популяций циркона 2681+9 млн лет. Модельные Rb-Sr и Sm-Nd возраста составили 2.97 и 2.86 млрд лет соответственно. Следовательно, накопление беломорских супракрустальных пород происходило в позднеархейское время.

В региональном плане (рис.1) на изученной территории крупнозернистые и среднезернисгые мигматизированные гранат-

биотитовые гнейсы, как правило, выступают в виде протяженных толщ или слагают небольшие участки в поле развития различных биотитовых и амфибол-биотитовых гранитогнейсов, представляя собой своего рода "останцы" или ксенолитоподобные образования среди огромных масс различных гранитогнейсов. Размер таких "ксенолитов" варьирует в очень широких пределах - от нескольких километров до первых десятков сантиметров.

Среди крупно- и среднезернистых гранат-бпотитовых гнейсов отмечаются реликты мелкозернистых и почти немигматизированных пород с массивной текстурой (так называемые "сухари"). Мелкозернистые массивные гранат-биотитовые гнейсы по литературным данным принадлежат к метаморфизованным осадкам (Шуркин и др., 1962; Сыстра, 1978; Гродницкий и др., 1985; Балаганский, Козлова, 1987; Шуркин и др., 1988). Химический состав изученных в данной работе образцов согласуется с этими данными. Именно в этих породах были найдены самые ранние в Беломорье метаморфические минеральные парагенезисы и мелкие структурные формы (Володичев, 1975, 1990; Геология и пегматитоносность..., 1985; Балаганский и др., 1986). Условия первого метаморфизма этих пород отвечали высоким ступеням регионального метаморфизма (Володичев, 1975, 1990). Различные исследователи на редкость единодушны, что эти породы являются одними из самых

древних беломорских пород. Именно эти специфические реликтовые мелкозернистые гранат-биотитовые гнейсы были выбраны объектом КЬ-Бг и и-РЬ изотопного датирования.

В пробе 91018-1 этих пород содержится как детритовый, так и метаморфогенный циркон. Редкие зерна детритового циркона отличаются ярко выраженной тонкой эвгедральной зональностью или наличием зерен с инородными ядрами с такой же зональностью.

Метаморфогенный циркон в пробе представлен двумя морфологическими типами - призматическими и округлыми. На диаграмме с конкордией оба типа цирконов легли на дискордию, верхнее пересечение которой составило 2681 ±9 млн лет. Этот возраст отвечает времени регионального метаморфизма амфиболитовой фации, который широко проявлен на всей территории Беломорья. При этом данный возраст полностью совпадает с единичной датировкой, выполненной по метаморфогенным цирконам из гнейсов Слюдоваракского участка Тэдинского пегматитового поля - 2679.8 млн лет (Николаев и др., 1993). Таким образом, результаты датирования подтверждают вывод о принадлежности этих цирконов к единой метаморфической популяции.

КЬ-Бг возраст мелкозернистых гранат-биотитовых гнейсов составил 2947147 млн лет при первичном отношении 878г/86Бг, равном 0.7007±0.0006. Отсутствие линейной зависимости на

рафике с координатами l/Sr-87Sr/86Sr и СКВО=1.33 позволяют считать приведенную изохрону истинной. Rb-Sr и Sm-Nd модельные возраста равняются 2.97 и 2.86 млрд лет, :оответственно. Расчет модельных возрастов ювенильного лротолита парагнейсов выполнен при предположении, что его источником является деплетированная мантия.

Как было отмечено ранее, проанализированные образцы мелкозернистых гранат-биотитовых гнейсов относятся к парагнейсам. Rb-Sr изохроны, построенные для кластических метаосадков по образцам пород в целом, указывают на время закрытия изотопных систем после гомогенизации, которое может соответствовать возрасту пород источника, диагенеза и метаморфизма. Rb-Sr изотопные системы обычно нарушаются при температуре до уровня всего лишь зеленосланцевой фации, а немногочисленные примеры устойчивости Rb-Sr систем при условиях, пограничных между условиями низко- и высокотемпературного регионального метаморфизма, являются предметом дискуссии. С другой стороны, известны примеры, когда для некоторых метаморфизованных осадочных пород были получены Rb-Sr датировки, превышающие возраст их последующего метаморфизма.

Изотопный состав кластических пород a priori является гетерогенным, поэтому при получении Rb-Sr изохроны по

образцам парагнейсов интерпретация полученного возраста как возраст пород источника требует веских оснований. К таким основаниям, во-первых, можно было бы отнести близость изохронного возраста модельному возрасту парапород, т.е. времени отделения ювенильного протолита пород области сноса от мантийного источника. Во-вторых, такой возраст можно было бы получить, датируя большие по объему, однородные и когенетичные образцы, анализ которых может давать возраст, - превышающий возраст метаморфизма, несмотря на внутреннюю миграцию Шэ и Бг в породе на минеральном уровне. Мы датировали пробы весом 15-20 кг, что и рекомендуется для подобных иссследований (Горохов и др., 1987), причем пробы были отобраны из одного и того же маломощного прослоя однородных парагнейсов на расстоянии не более 30 м друг от друга. Наконец, в-третьих, 11-РЬ система в цирконах, по литературным данным, гораздо более устойчивее ЕЬ-Бг системы в породах, и примеры, когда Шэ-Бг возраст породы существенно превышает 11-РЬ возраст цирконов, являются редкими. Мы имеем дело именно с таким случаем, и ЯЬ-5г возраст породы превышает и~РЪ возраст цирконов на 0.27 млрд лет.

Следовательно, возраст 2947±47 млн лет, скорее всего, соответствует усредненному возрасту пород исходных для граувакков, преобразованных при 1« метаморфизме в парагнейсы. При такой интерпретации этот возраст

целесообразно округлить до 2.95±0.05 млрд лет. Поскольку это возрастное значение совпадает с величинами модельного и Шэ-Бг и Бт-Ис! возраста, то как эти осадочные породы, так и исходные для них образования могут иметь только позднеархейский возраст.

2. Гранитоиды, исходные для биотитовых и амфибол-биотитовых гранитогнейсов изученного района внедрились в супракрустальные толщи беломорского комплекса 2.64-2.67 млрд лет назад, имеют модельные ЯЬ-Бг и Бш-Ш возраста, равные 2.82.9 млрд лет, и произошли за счет позднеархейского ювенильного материала, а не за счет переработанной раннеархейской коры.

Биотитовые и амфибол-биотитовые гранитогнейсы слагают основной объем как района исследований, так и всего Беломорья. Образование этих гнейсов относились рядом исследователей к раннеархейскому (саамскому) этапу формирования коры Беломорья, но изотопные датировки, подтверждающие это предположение, отсутствовали. По химическому составу эта породы отвечают тоналитам и гранодиоритам. Породы этой ассоциации интенсивно мигматизированы. Среди этих пород встречаются участки мелкозернистых и равномернозернистых однородных ортогнейсов, которые практически не мигматизированы.

Для определения КЬ-Бг возраста этих пород были отобраны пробы из обнажений обочины автодороги

С.-Петербург-Мурманск (рис.1). Проба 91017-7 при петрографичческом изучении оказалась наименее измененной и была выбрана для датирования U-Pb методом по циркону.

Из пробы биотитовых гранитогнейсов были выделены три популяции циркона. Циркон первой популяции характеризуется призматическими эвгедральными зернами с тонкой осцилляционноп зональностью, которая образуется на стадии магматической кристаллизации (Краснобаев, 1986; Бибикова, - 1989; Pidgeon, 1992; Hanchar, Miller, 1993). Высокие отношения радиогенных свинцов 206РЬ/208РЬ, полученные для этой популяции циркона, также характерны для магматических цирконов (Бибикова, 1989).

Вторая популяция циркона составляет округлые зерна. В иммерсионном препарате в отдельных зернах наблюдались очень мелкие округлые ядра, в которых иногда просматривалась зональность, отсутствующая во внешних частях кристаллов. В связи с этим, нами было принято решение подвергнуть цирконы этой популяции абразии. Кроме этих двух основных популяций циркона, были выделены единичные крупные кристаллы, резко отличающиеся от остальных. Самое крупное из них и было продатировано.

Возраст двух фракций циркона первой популяции и абрадированного циркона второй популяции по верхнему пересечению с конкордией составил 2674±48 млн лет, Pb-Pb

зозраст единичного зерна третьей популяции составил 2097+16 млн лет. Таким образом, возраст 2674±48 млн лет отвечает времени кристаллизации этих пород. КЬ-Бг изохрона для оиотитовых гранитогнейсов с возрастом 2533±85 млн лет отражает время более поздней метаморфической переработки пород беломорского комплекса. Модельный ИЬ-Бг возраст этих пород составляет 2.79 млрд лет.

Для двух популяций циркона из амфибол-биотитовых гранитогнейсов получены возраста 2639+10 млн лет и 261б±7 млн лет, которые интерпретируются как время кристаллизации и последующего метаморфизма этих пород.

Таким образом, возраста цирконов магматического генезиса из биотитовых и амфибол-биотитовых гранитогнейсов составляют 2674±48 и 2639±10 млн лет соответственно. Модельные возраста этих же пород равны 2.79 млрд лет (биотитовые гранитогнейсы, КЬ-8г) и 2.85 млрд лет (Бт^с!) для амфибол-биотитовых гранитогнейсов. Следовательно, геохронологические данные согласуются с геологическими наблюдениями о более молодом возрасте гранитогнейсов относительно супракрустальных пород.

Внедрение огромных масс тоналитов, исходных для гранитогнейсов, по-видимому, привело к метаморфизму гранат-биотитовых парагнейсов, в которых при этом образовались метаморфогенные цирконы с возрастом 2681±9 млн лет.

Значение возраста 2.53±0.09 млрд лет (КЬ-Бг метод), полученное для биотитовых гранитогнейсов, связьшается с последующей метаморфической переработкой пород беломорского комплекса и в пределах ошибок отвечает времени внедрения анатектических тоналит-трондьемитов района Тупой губы оз. Ковдозеро (Балаганский и др., 1991; Во§с1апоуа, В1Ыкоуа, 1993). Отсутствие на изученной территории гранитогнейсов с возрастом 2.7-2.75 млрд лет, установленных в других районах Беломорья - (Богданова, Бибикова, 1993; Лобач-Жученко и др., 1993), следует связывать с неравномерно проявленным по площади внедрением разновозрастных гранитных расплавов.

3. Возраст магматических цирконов из диоритов друзитового массива Жемчужный, бывшего базовым для выделения доскладчатых и дометаморфических мафигговых интрузий северо-западного Беломорья, равен 2356±4 млн лет, что говорит о внедрении этого массива совместно с подавляющей частью беломорских друзигов ш ранних стадиях раннещкхгерозойского рифгогенеза на Балтийском щите.

Для западного Беломорья очень характерны интрузии основных пород с коронитовыми структурами. Внедрение друзитов связьшается с периодами, разделяющими эпох» диастрофизма (Кратц и др., 1978) и вопрос о их возрасте является одним из решающих для понимания истории раннегс докембрия как Беломорья, так и всей восточной части

Балтийского щита. В то же время отсутствие изотопных данных а возрасте друзитов определяло неоднозначность выводов о их принадлежности одной или нескольким архейским и (или) протерозройским группам.

Для датирования был выбран друзитовый массив Жемчужный, расположенный к северу от Княжой губы Белого моря (рис. 1). Этот массив интенсивно мигматизирован, рассланцован и рассматривался как доскладчатый и дометаморфический (Балаганский и др., 1986), а его возраст оценивался как верхнеархейский и даже как раннеархейский.

В наиболее хорошо сохранившихся друзитах, которые образуют линзы внутри амфиболитов и несут все признаки исходных для них пород, наблюдаются габбровые структуры и магматические минералы - орто- и клинопироксен, а также лейстовидный плагиоклаз. Кроме габброноритов, присутствуют диориты, перекристаллизованные гораздо более сильнее - даже массивные разности интрузивного облика сложены только метаморфическими минералами.

Для 11-РЬ датирования была взята проба метадиорита (Ж-7) наиболее массивной текстуры из центра одной из линз. Циркон в пробе представлен двумя морфологическими типами -короткопризматическими и трещинноватыми длиннопризмати-ческими кристаллами. Для двух фракций циркона первого типа получены конкордантный возраст 2364±15 млн лет и почти

конкордантный 2356±4 млн лет. Датирование обломков кристаллов этого типа дало конкордантный возраст, но при гораздо большей ошибке 2338±37 млн лет, в пределах которой он совпадает с приведенными выше возрастами.

Для трех фракций циркона второго типа по верхнему пересечению с конкордией получен возраст 2355±5 млн лет.

Цирконы обоих типов, несмотря на одинаковый их возраст, резко отличаются друг от друга по содержанию РЪ и и и - по отношению 206РЬ/208РЬ. Также они имеют разное внутреннее строение. В цирконах первого типа наблюдалась тонкая эвгедральная осцилляционная зональность, типичная только для магматических цирконов, тогда как цирконы второго типа незональны. Таким образом, они различаются не только морфологически и по характеру внутренного строения, но и геохимически, следовательно, различна и их природа. Подобные различия существуют между магматическими и метаморфическими цирконами других массивов (например, Колвицкого и Пыршин). При этом цирконы первого типа принципиально сходны с магматическими, а второго - с метаморфическими цирконами из пород этих массивов. Все сказанное позволяет считать циркон первого типа магматическим, а второго - метаморфическим.

В итоге, возраст 2356±4 млн лет связывается с кристаллизацией диоритов массива Жемчужный, а 2355±5 - с

первым их метаморфизмом, последовавшим немедленно после их затвердевания. Полученные результаты говорят, что массив Жемчужный является не архейским, а раннепротерозойским. Он не может быть доскладчатым и дометаморфическим, так как первый метаморфизм и деформации беломорских пород произошли 2.6-2.8 млрд лет назад.

Раннепротерозойский возраст этого массива согласуется с возрастами других друзитов, которые также считались архейскими. Для массива Толсгик с предполагаемым позднеархейским и даже раннеархейским возрастом по цирконам получены значения 2434±7 млн лет (Во£с1апоуа, В1Ыкоуа, 1993) и 2441±3 млн лет (Каулина, личн. сообщ.). Архейскими считались габбро-анортозиты Сальных и Колвицких тундр, а также Главного хребта, однако для магматических цирконов из них были получены возраста 2450-2453 млн лет (Митрофанов и др., 1993).

Массив Жемчужный был базовым для выделения верхнеархейских интрузивных пород первой возрастной группы. Следовательно, сейчас они вслед за ним должны быть отнесены к раннепротерозойским образованиям. Массивы этих базитов немногочисленны, но входят в число крупных на данной территории, и в результате объем продуктов архейского основного магматизма существенно сокращается.

Разные возраста петрохимически сходных массивог Толстик и Жемчужный легко объяснимы - последний отличается относительно большим количеством диоритов, и исходные для них расплавы могут принадлежать самым поздним расплавам магматических очагов. В конечном итоге следует признать, что I северо-западном Беломорье почти все друзиты разного состава принадлежат одной возрастной группе (единый друзитовый комплекс по Е.В.Шаркову). Внедрение друзитов происходило е . течение не менее 100 млн лет и отвечает начальным стадиям развития главных раннепротерозойских рифтогенных структур Балтийского щита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, приведенные в работе геохронологические данные свидетельствуют о позднеархейском возрасте все> главных разновидностей пород, слагающих северо-западное Беломорье. ЯЬ-Бг и Бт-Ш модельные возраста протолита этю пород не превышают 3.0 млрд лет. Другой стороной исследования является вывод о том, что в начале раннего протерозоя в эти породы внедрилось большое количестве интрузий основного состава, которые затем совместно с беломорскими гнейсами испытали интенсивную раннепротерозойскую проработку, выразившуюся в ю метаморфизме, деформациях и мигматизации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Rb-Sr, U-Pb и Pb-Pb датирование пород беломорского комплекса (предварительные результаты) // Геология Балтийского щита. Тезисы VII конференции молодых ученых памяти К.О.Кратца. Апатиты. 1993. С.22.

2. Rb-Sr возраст гранат- биотитовых плагиогнейсов беломорской серии // Материалы 9-й молодежной научной конференции. Апатиты. 1995. С. 33-40. (Соавторы Мухамедова И.В и Шерстобитова Г.М.).

3. Региональная корреляция магматических и метаморфических процессов в северо-западном Беломорье // Тез. Всеросс. совещ. "Главнейшие рубежи геологической эволюции Земли в докембрии и их изотопно-геохронологическое обоснование". С.-Петербург. 1995. С. 32. (Соавтор Балашов ЮА).

4. U-Pb возраст диоритов друзитового массива, северозападное Беломорье // Сборник статей 8 конф. мол. ученых. Петрозаводск (в печати). (Соавторы Апанасевич Е.А., Ганнибал Л.Ф., Левкович Н.В.).

5. О возрасте друзитового массива Жемчужный, северозападное Беломорье: U-Pb изотопные данные и геологические следствия // Геохимия, (в печати). (Соавторы Балаганский В.В, Балашов Ю.А., Апанасевич Е.А., Ганнибал Л.Ф., Левкович Н.В.).

6. U-Pb and Rb-Sr geochronology of Early Precambrian rocks from the northwestern Belomorian, Russia // 30th IGC, Abstr. (в печати). (Соавторы Balashov YuA, Balagansky V.V.).

Автореферат

КУДРЯШОВ Николай Михайлович

ГЕОХРОНОЛОГИЯ ПАРАГНЕЙСОВ,

ГРАНИТОГНЕЙСОВ И МЕТАДИОРИТОВ РАЙОНА оз.СЕННОЕ

(СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ БЕЛОМОРЬЕ)

Технический редактор В.А.Ганичев

Лицензия ПЛД № 54-12 от 18 августа 1995г. Подписано к печати 14.12.95.

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печх 1.63. Уч.-изд.л. 1. Усл.краско-от. 1.63. Заказ № 21. Тираж 130 экз.

Ордена Ленина Кольский научный центр им.С.М.Кирова РАН 184200, Апатиты, Мурманская область, Ферсмана, 14