Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическое строение Унахинского зеленокаменного пояса и геодинамические обстановки его формирования

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение Унахинского зеленокаменного пояса и геодинамические обстановки его формирования"

государственный комитет российской федерации

по внс1ену образовании московская государственная геологоразведочная академия

На правах рукописи УДК: 551.21(235.54)

И. И. П е т р о в

геологическое строение ннахинского зелен0каменн0г0 пояса и геодинамические обстановки его формирования

Специальность: 04.00.01 - Общая и региональная геология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1930

Работа выполнена в Московской Государственной Геологоразведочной Академии, на кафедре общей геологии и геологического картирования.

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор А.К.Соколовский

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Н.З.Глуховский СИЛСПН)

кандидат геолого-минералогических наук А.В.Галанин (РАН)

Ведущая организация ГГП "Центргеология"

Защита состоится 21 мая 1996 года в 13 часов на заседании Специализированного совета Д.063.55.04 при Московской Государственной Геологоразведочной Академии по адресу: 117485, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, ауд. 5-48.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГА.

Автореферат разослан /5 апреля 1996 года.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук, доцент —Н.И.Корчуганова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В последние годы особый интерес геологов направлен на исследование типичных для раннего докембрия структур - зеленокаменннх поясов ( ЗП ). Это вызвано не только генетической связью с ними многих нестороядений, уникальных как по запасам, так и по набору полезных компонентов, но и ванным значением ЗП в истории формирования континентальной земной коры.

Становая область Алданского цита представляет собой уникальный полигон для изучения раннедокембрийского вулканизма и осадко-накопления. Выделенные в последние годы в ее Восточном геоблоке раннепротерозойские ЗП заставили изменить взгляд на эволюцию континентальной коры, придать долнное значение процессам гранитизации ЗП, которые играли ведущую роль в ее наращивании и являлись ванным рудогенерирущим фактором.

Следует отметить, что для Алданского щита (за исключением Олекминской гранит-зеленокаменной области) изученность ЗП крайне слабая, поэтому детальное изучение Унахинского ЗП, достаточно типичного для этого района, частично восполнит этот пробел, прояснит механизм формирования земной коры в регионе, позволит оценить металлогеническую специализацию.

Таким образом, актуальность исследований зеленокаменннх поясов территории определяется необходимостью их изучения как для познания эволюции земной коры, так и для рационального направления поисковых работ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Объектом исследования являлся Знахинский ЗП и его обрамление. Цель работы заключалась в изучении геологического строения пояса и геодинамических обстановок формирования. Основные задачи автора состояли в следующем: 1) изучение метаморфических пород, слагающих Знахинский ЗП, определение их протолитов, возраста и Р-Т параметров метаморфизма; 2) характеристика внутреннего строения пояса и его вза-имоотнояения с архейским обрамлением; 3) определении петрохими-ческих и геохимических особенностей метаморфических пород, слагающих Унахинский ЗП; 4) построение модели формирования ЗП; 5)оцен-

ка перспектив обнаружения связанных с ЗП месторождений полезных ископаемых ( в первую очередь золоторудных ).

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА РАБОТЫ. В основу диссертации положены материалы, полученные автором в ходе пятилетних исследований на территории Восточного геоблока Становой области Алдане- -кого щита в составе партии N 5 НГРИ-МГГА. Исследования включали -изучение стратиграфии и тектоники раннедокембрийских толщ, состава и возраста интрузивных образований, а также рудной минерализации.

В процессе обработки фактического материала изучено 140 прозрачных илифов.и аншлифов. Для характеристики условий метаморфизма и петро- и геохимических особенностей метаморфических комплек- ' сов использовались данные 8 химических анализов мономинеральных фракций, 8? анализов химического состава горных пород, 38 определений содержаний РЗЗ, 76 определений ОД), Сэ, Ва, Яг, 39 определений И, Т1п РЬ, 18 микрозондовых анализов минералов, 10 определений радиологического возраста пород кинетическим РЬ-РЬ методом.

• Протолиты определялись по двум палаллельно используемым методикам: по соотношениям редких и петрогенных элементов и по методике В.Н.Кудрявцева. Методика В.Н.Кудрявцева основана на том, что для каждого типа пород характерны свои кларки концентраций главных петрогенных компонентов. Контрольные исследования показали, что использованный метод не уступает по достоверности известным методикам и превосходит их по информативности (числу эталонных пород). К достоинствам метода следует отнести также высокую достоверность оценки пара- и ортоприроды пород, наглядность определения и простоту расчетов. Вместе с тем, туфы, интрузивные и эффузивные породы близкого состава разделяются лишь частично. При определении протолитов метаморфических пород по методике В.Н.Кудрявцева (Кудрявцев В.М., 1985 г.) обработано 58 анализов.

Автором использованы материалы буровых скважин и разведочных канав Зейской ГРЗ, фондовые и опубликованные работы по району исследований.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛ01ЕНИЯ

1. В Восточном'геоблоке Становой области Алданского щита вы-

делен раннепротерозойский Унахинский зеленокаменный пояс. Он имеет складчато-блоковое строение, ослозненное тектоническими покровами и надвигами, проявлен в физических полях и характеризуется отчетливо внраяенными преимущественно., тектоническими контактами с архейскими комплексами обрамления.

2. Выполнен Унахинский ЗП метаморфизованннми в эпидот-амфи-болитовой фации вулканитами с подчиненным количеством осадочных пород. В разрезе выделены три толчи, залегавшие друг на друге без видимого несогласия. Нияняя толча сложена вулканогенными породами основного и ультраосновного состава, для средней толци характерно чередование вулканитов основного и ультраосновного состава с одной стороны и вулканитов среднего и кислого состава - с другой, в верхней толще преобладают вулканиты среднего и кислого состава, а такхе осадочные породы.

3. По петрогеохиническим характеристикам метабазальти Уна-хинского ЗП относятся как к толеитовой, так и к известково-це-лочной сериям. Причем базальты нияней части разреза сопоставляются с таковыми срединно-океанских хребтов, а базальты средней и верхней частей разреза - с базальтами островных дуг,

4. Анализ формирования Унахинского ЗП позволяет выделить в его геологической истории этапы, отвечающие различным геодинамическим обстановкам: континентальному рифтогенезу, спредингу, суб-дукции и коллизии микроплит.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований выделен ранее неизвестный раннепротерозойский зеленокаменный пояс, получивший название Унахинского. На его примере впервые для Становой области детально изучен геологический разрез зеленокаменно-го пояса, выявлено его блоковое строение, охарактеризованы складчатость и разрывные наруиения, определены возраст и протолиты метаморфических пород, петро- и геохимические особенности вулканитов и плутонических пород, разработана плитнотектоническая модель формирования Унахинского ЗП.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Проведенные исследования позволили обособить среди раннедокембрийских образований Восточного геоблока Становой области ранее невыделявиуюся тектоническую единицу раннепротерозойских зеленокаменннх поясов. Дана оценка по-

тенциальной рудоносности Унахинского ЗП. Практическое применение результатов исследований будет способствовать совершенствовании легенд геологических карт; всесторонняя характеристика зеленока-менного пояса как эталона увеличит эффективность поисково-съемочных работ в регионе.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы и ее отдельные положения докладывались автором на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава ИГГА в 1992-1995 г.г. и опубликованы в печати.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 6 статей, результаты исследований вошли в два научно-исследовательских отчета.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Содержание работы изложено на 134 страницах машшописного текста, иллшстрируется 58 рисунками (схемами, зарисовками, фотографиями) и 18 таблицами. Список литературы включает 52 наименования.

В главе I "Тектоническое районирование и история развития Становой области" в свете нового понимания геолого-тектонического строения древнейших континентов приводится геологическая характеристика тектонических единиц: комплекса основания, супракрусталь-ного комплекса и протоплатформенного чехла.

В главе II "Тектоническая позиция и геологическое строение Ннахинского зеленокаменного пояса" приводятся критерии выделения зеленокаменного пояса как самостоятельной структуры, подробно характеризуется морфология в плане, геологический разрез, состав и петрографические особенности слагающих пояс толщ, их возраст и степень метаморфизма, внутренняя структура, а также выраженность пояса в геофизических полях.

Глава III "Петролого-геохимическая характеристика вулканогенных пород Унахинского зеленокаменного пояса" посвящена комплексному анализу петрогеохимических, формационных, петрологических особенностей зеленокаменных толщ.

В главе IU "Геодинамическая модель формирования Ннахинского

зеленоканенного пояса" делается вывод о возмояной последовательности геодинамических процессов, приведших к формировании Уна-хинского ЗП.

Завершает работу заключение, в котором излояены основные результаты исследований и оценка рудоносности зеленокаменного пояса.

Диссертация выполнена на кафедре общей геологии и геологического картирования МГГА под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора А.К.Соколовского, которому автор выраяает искреннюю признательность и благодарность.

В ходе работы автор неднократно обсуадал вопросы, встававиие перед ним, с сотрудниками кафедры общей геологии В.Я.Федчуком, А.К.Корсаковым, В.Н.Соболевым, й.Б.Барановым, а также Б.П.Врген-соном, которых благодарит за ценные советы и критические замечания.

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИИ

В настоящее время больиинство исследователей Становой области включают ее в состав Алдано-Станового щита Сибирской платформы. С севера она отделена от Олекмо-Алданского региона щита Становым глубинным разломом, на юге граничит с Ионголо-Охотской складчатой областью по одноименному глубинному разлому, западным ее ограничением слугит Витимский глубинный разлом, а на востоке она переходит в аналогичную по тектонической позиции Дяугдяурскую складчатую область.

Полученные в последнее время геологические, геохимические, геохронологические данные и результаты интерпретаций геофизических материалов по разным частям Становой области позволяют по новому рассматривать тектоническое строение Становой области и разделять регион по Даелтулакскому разлому на Западный и Восточный геоблоки, отличающиеся составом и возрастом фундамента.

В составе Восточного геоблока выделяются четыре структурных зтааа: ниянеархейский зверевско-чогарский комплекс диафторирован-ных в амфиболитовой фации гранулитов; верхнеархейский становой комплекс, прогрессивно метаморфизованный в амфиболитовой и эпи-дот-амфиболитовой фации; нивнепротерозойский гилюйский комплекс зеленокаменных поясов, прогрессивно метаморфизованный в эпидот-

амфиболитовой фации; нижнепротерозойский джелтулакский комплекс наложенных прогибов, метаморфизованный не выше зеленосланцевой фации (рис. 1).

На территории Восточного геоблока в настоящее время известно четыре зеленокаменных пояса: Зсть-Гилюйский, Средне-Гилюйский, Ннахинский и Ннкжинский. Из них только Усть-Гилюйский пояс занимает окраинное положение по отноиению к Становой области, остальные располагаются внутри ее и простираются преимущественно в северо-западном направлении. Характер соотноиений и геохронологические датировки архейского основания и комплекса зеленокаменных поясов позволяют утверждать относительно более поздний возраст последних.

Все зеленокаменные пояса Становой области характеризуются сходным строением. Наиболее полный разрез наблюдается в Унахинс-ком ЗП, который принят в качестве эталона раннепротерозойских зеленокаменных поясов Становой области. В его пределах развиты осадочно-вулканогенные породы, прогрессивно метаморфизованные в зпидот-амфиболитовой фации. Строение пояса осложнено разрывными наруиениями (в том числе и надвигами) субширотного и северо-западного простирания. Взаимоотношения зеленокаменного пояса с архейскими зверевско-чогарским и становым комплексами преимущественно тектонические, по зонам надвигов. В архейском основании в ближайжем обрамлении пояса обнаруживаются многочисленные силлы габбро-амфиболитов, а непосредственно по границам проявлены миг-матитовые куполовидные структуры (рис.2).

Строение Унахинского ЗП осложнено интрузиями протерозойских гранитов.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИИ

Положение I. В Восточном геоблоке Становой области Алданского щита выделен раннепротерозойский Унахинский зеленока-менннй пояс. Он имеет складчато-блоковое строение, осложненное тектоническими покровами и надвигами, проявлен в физических полях и характеризуется отчетливо выраженными преимущественно тектоническими контактами с архейскими комплексами обрамления.

ж

Рис. 4 Геолого-структурная схема раннего докембрия Становой области 1 - Монголо-Охотская область; 2-5 - площади распространения комплексов: 2 - ранне-протерозойского нашейных прогибов, 3 - раннепротерозойского зеленокаменннх поясов. 4 - позднеархейского станового, 5 - раннеархейского зверевско-чогарского; 6 - границы: а-в:тектонические (а-главнейаие, б-второстепенные, в-надвиги), г-прочие. Цифрами обозначены зеленокаменнне пояса: 1 - Амазар-Гшпойский,2 - Среднегшшйский.З - Унахинский, 4 - Ншинский

тг

8 9 г//; 10 11 л м Г Г

Рис. 2 Схематическая геологическая карта Ннахинского

зеленокаменного пояса. 1 - меловые вулканогенные отлояения; 2 - юрские граниты; 3-4 - протерозойские гранитоиды; 3 - постколлизионные,4-син-коллизионнне; 5-8 - зеленокаменный пояс; 5-7 - осадочно-вул-каногенные толщи : 5 - верхняя, 6 - средняя, 7 - нинняя, 8 - метаосадочный комплекс; 9 - тела метагаббро; 10-11 - метаморфические комплексы основания: 10 - верхнеархейский становой, 11 - ниянеархейский зверевско-чогарский; 12 - габбро-амфиболитн; 13 - мигматито-гнейсовые купола; 14 - разрывные нарушения: а - надвиги, б - прочие разломы. Цифрами в кругках обозначены блоки зеленокаменного пояса

Раннедокембрийские Заявляются типичными структурами фундаментов древних платформ. Под термином " зеленокаменный пояс " автор понимает складчатую синклинорную или чешуйчатую, как правило, вытянутую в плане структуру, выполненную раннедокембрийскими полигенными осадочно-вулканогенными 'породами с преобладанием основ- = ннх вулканитов низких и умеренных ступеней метаморфизма. Совместно с окружающими гранито-гнейсовыми полями в современном структурном плане зеленокаменные пояса формируют гранит-зеленокаменные области фундаментов древних платформ, а также могут быть представлены как самостоятельные структурные единицы.

Янахинский ЗП в плане представляет собой вытянутую на 60 км в северо-западном направлении при мрине в 10-15 км структуру (рис.2). По результатам геофизических работ видно, что пояс в магнитном поле выражается отрицательной аномалией, а в гравитационном - положительной с максимумом, приходящимся на центральную часть пояса, где, по-видимому, имеет место наибольмая мощность отложений зеленокаменного пояса.

Самостоятельность Знахинского ЗП как геологической структуры подтверждается следующими признаками.

1) Зеленокаменный пояс в плане имеет отчетливые ограничения. Северо - восточная и юго-восточная границы пояса проходят по надвигам, в автохтоне которых находятся зеленокаменные породы, а в надвинутом аллохтонном положении - нижнеархейские гранулиты зве-ревско-чогарского комплекса. Яго-западное ограничение пояса проходит частично по надвигам северо-западного простирания, частично по дизъюнктивно ненаруаенной, но деформированной складчатостью сложной морфологии границе нианепротерозойских толщ зеленокаменного пояса и верхнеархейских толщ станового комплекса. Кроме того, по ограничениям зеленокаменного пояса установлены зоны мигма-тизации и своеобразные тектонические структуры - гранито-гнейсо-вые купола, генетически связанные с поясом и несколько затужовы-вающие его границы.

2) Зеленокаменный пояс и архейский фундамент имеют существенные различия в составе слагающих толщ, степени метаморфизма и внутренней структуре. В составе выступов архейского фундамента выделяются блоки инфракрустального комплекса мётатоналитов ("се-

рогнейсовый" комплекс) и супракрустальные комплексы метавулкани-тов и метапелитов. Эти толщи испытали гранулитовый метаморфизм и последующий со значительным возрастным перерывом диафторез в условиях амфиболитовой фации, синхронный метаморфизму зеленокамен-ного пояса.

Внутреннюю структуру зеленокаменного пояса отличают свои особенности: более напряженная складчатость и разрывная тектоника, часто.иная ориентировка полосчатости и сланцеватости пород. В его составе выделяется 6 блоков (рис.2). Блоки между собой разграничены разрывными наруаениями типа сдвигов, взбросо-сдвигов и надвигов. В большинстве случаев в каждом блоке обнажена какая-то одна из трех толщ и в целом отмечается тенденция к тому, что на северо-западной и юго-восточной перифериях пояса на поверхность выходят нижняя и средняя толщи, а в центральной части можно наблюдать выходы верхней толщи. Блоки, кроме этого, отличаются и особенностями деформаций.

Блоки 1 и 2, сложенные соответственно средней и нижней толщами, характеризуются северо-западной ориентировкой полосчатости пород, субсогласной с общим простиранием пояса. Такая ориентировка близка элементам полосчатости в гранулитах обрамления. В пределах блоков выделяется два типа складок: регионального сжатия и приразломные. Крупные складки регионального сжатия характеризуются падением осевых поверхностей на северо-восток и тем самым хо-рожо согласуются с аналогичной складчатостью в гранулитах обрамления. Складки приразломного генезиса встречаются только в при-бортовых частях и не характерны для блоков 1 и 2 в целом. Отличительной чертой этих блоков является отсутствие зон надвигов с ми-лонитовыми и бластомилонитовыми жвами. Зто обстоятельство, а также устойчивая согласная с гранулитами ориентировка складок регионального сжатия в пределах блоков, скорее всего, указывают на то, что они находятся в автохтонном залегании по отномению к гранули-там рамы.

В блоке 3 элементы полосчатости пород сильно варьируют, что вызвано осложнением линейных складок регионального сжатия более поздними куполовидными. Отмечаются мелкие приразломные складки, складки пластичного течения, а также разрывные нарувения, представленные пологопадающими зонами милонитизации субмеридионального простирания.

Блок 4 характеризуется наиболее полным разрезом зеленокамен-ных пород. В пределах блока полосчатость имеет северо-западную, субииротную и северо-восточную ориентировку, что такае связано с ослоанениен первичной складчатости регионального саатия. Разрывная тектоника проявлена зонами надвигов,, .малоамплитудными сбросами и сдвигами.

Отличительной особенностьш блоков 5 и б является иирокое развитие надвигов, преимущественно субииротного - северо-восточного простирания. Границы этих блоков совпадают с крупными надви-говыми структурами, а сами блоки находятся в аллохтонном залегании. Интенсивные надвиговые подвиги способствовали выводу на поверхность средней и нижней толщ. В блоке 5 породы средней толщи имеют меридиональное и северо-восточное простирание полосчатости и пологие углы ее падения. Распространенные здесь надвиги представлены мощными зонами рассланцованных кристаллических сланцев и амфиболитов. Блок б по составу слагающих его пород является аналогом блока 2. Полосчатость пород здесь имеет северо-восточную ориентировку. Складчатость носит в основном приразломный характер. В блоке распространены надвиги, где породы сильно рассланцо-ваны, а местами милонитизированны.

3) Унахинский зеленокаменный пояс формировался в раннем протерозое и в возрастном соотношении молоае архейского обрамления. Кинетическим РЬ-РЬ методом по акцессорным цирконам установлен абсолютный возраст силлов габбро-амфиболитов в обрамлении пояса -2,5 - 2,3 млрд. лет, амфиболовых кристаллических сланцев в основании разреза пояса - 2,1 млрд.лет, гнейсовидных монцодиоритов, прорывающих весь разрез зеленокаменных отлоаений - 1,94 млрд. лет.

Полоаение II. Унахинский ЗП выполнен метаморфизованными в эпидот-амфиболитовой фации вулканитами с подчиненным количеством осадочных пород. В разрезе выделены три толщи, залегающие друг на друге без видимого несогласия. Нияняя толща сложена вулканогенными породами основного и ультраосновного состава, для средней толщи характерно чередование вулканитов основного и ультраосновного состава с одной стороны и вулкани-

- 13 -

тов среднего и кислого состава - с другой, в верхней толще преобладают вулканиты среднего и кислого состава, а такзе осадочные породы.

Изучение геологического строения Унахинского ЗП позволило приблизительно оцепить общую мощность разреза: не менее 2,0 - 2,1 км. В целом для всего разреза зеленокаменного пояса устанавливается направленное изменение состава пород от преимущественно основного и ультраосновного в основании до преобладания андезитов и повышения роли осадочных пород в верхней части.

В разрезе зеленокаменного пояса правомерно выделение трех толщ, которые отличаются не только составом слагающих их горных пород, но и обнажаются на разных участках (блоках) пояса.

В составе нижней толщи преобладают амфиболиты и меланократо-вые амфиболовые кристаллические сланцы, содержащие маломощные бу-динированные прослои и линзы ультраосновных пород. В небольшом объеме (не более 102) в составе нижней толщи отмечаются пласты амфиболовых и биотит-амфиболовых гнейсов мощностью до 2,5 метров. В северной части пояса породы нижней толщи в значительной мере гранитизированы. В прибортовых частях пояса, на контакте с архейскими гранулитами кристаллические сланцы и амфиболиты смяты в сложные лежачие и ныряющие или наклонные складки. Мощность нижней толщи более 500 метров.

Средняя толща характеризуется постоянным переслаиванием амфиболовых и биотит-амфиболовых кристаллических сланцев, реже амфиболитов с амфиболовыми, биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами. Гнейсы уступают по объему кристаллическим сланцам и амфиболитам. Характерная черта средней толщи - наличие маломощных протяженных пропластков железистых кварцитов вероятно осадочно-вул-каногенного происхождения. В целом для разреза средней толщи характерно тонкое (менее 1 метра) чередование пород, отдельные пачки амфиболовых кристаллических сланцев по мощности превышают 15 метров, а амфиболитов и гнейсов - 5 метров. Участками отмечается пологое, практически моноклинальное, залегание этой толщи. В протяженных непрерывных разрезах отчетливо наблюдается изменение мощностей прослоев, вплоть до их полного выклинивания. В нижней части толщи преобладают амфиболиты и кристаллические сланцы, вверх по разрезу возрастает роль гнейсов. Общая мощность средней толщи - около 700 метров.

В составе верхней толщи преобладают амфиболовне, амфибол-би-отитовне, биотитовне и иногда гранат-биотитовые гнейсы. Подчиненную роль здесь играют амфиболовне кристаллические сланцы и амфиболиты, часто гранатсодераащие. Кроме этого, в толще отмечаются обширные поля кварц-серицитовнх метасоматитов и пропилитов. Мощность толщи оценивается в 300 - 400 метров.

Во всех трех толщах Унахинского ЗП постоянно присутствуют силлн мощностью в первые метры, сложенные гнейсовидныии нонцодио-ритани. Строение пояса осложнено гранитными плутонами и обвирными мигматитовыми полями. Больаинство дофанерозойских гранитных плутонов относится к позднестановому комплексу позднепротерозойского возраста ( 1800-1850 млн. лет ), а мигматиты и связанные с ними постепенными переходами гранитные массивы объединены в комплекс гнейсовидных гранитов ( 2000-1900 млн. лет ?). "

При ревении задачи определения протолитов автор счел возможным параллельное использование двух методик. Первая - довольно известная и относительно простая - позволяет на основе содержаний породообразующих компонентов, редких и рассеянных элементов с использованием геохимического индикатора мантийной природы вещества Ш/Бг) разделить породы на четыре группы: метабазальты, метаан-дезитобазальты, метаандезиты и метаосадочные породы. Полученные результаты хорово согласуются с полевыми наблюдениями. Метаосадочные породы представлены маломощными выдержанными по разрезу тонкополосчатнми амфибол-биотитовнми гнейсами в составе средней толщи и мелкозернистыми тонкополосчатыми гранат-биотитовыми гнейсами верхней толщи. Для них характерны малые мощности (до первых десятков сантиметров), тонкополосчатая текстура, иирокая протяженность и выдержанность мощности по разрезу. Нетамагматические породы, как и предполагалось, подавляюще преобладают. К этой группе относятся амфиболовне и биотит-амфиболовые кристаллические сланцы и амфиболиты, а также большинство биотит-амфиболовых и ам-фиболовых гнейсов мелко- и среднезернистых с гнейсовой и грубопо-лосчатой текстурой. Для амфиболитов обычно прослеживается связь состава протолитов с текстурно-структурными особенностями. Мелкозернистые сланцеватые разности образовывались по базальтам, а крупнозернистые амфиболиты с текстурой близкой к массивной - по пироксенитам или габброидам. Мощность прослоев метамагматических пород 0,2 - 1,5 метров и более. Мощность по разрезу часто изменя-

- 15 -

ется вплоть до полного выклинивания слоев.

В качестве второго способа определения протолитов использована оригинальная методика В.А.Кудрявцева. В целом наблюдается высокая сходимость результатов как с формами залегания и текстурно-структурными особенностями пород, так и с результатами первой методики.

Породы Унахинского ЗП прогрессивно метаморфизованы в условиях эпидот-амфиболитовой фации (температура 525 - 600°С по амфи-бол-биотитовому геотермометру (Перчук Л.Л. 1976 г.). Этот вывод подтверждается и выделением парагенетических минеральных ассоциаций, характерных для эпидот-амфиболитового метаморфизма: биотит + плагиоклаз + кварц; биотит + плагиоклаз + ортоклаз + каврц; рбговая обманка + зпидот + плагиоклаз; биотит + роговая обманка эпидот + плагиоклаз +/- ортоклаз + кварц.

Положение III. По петрогеохимическим характеристикам метабазальты Унахинского ЗП относятся как к толеиговой, так и к известково-щелочной сериям. Причем базальты нижней части разреза сопоставляются с таковыми сре-динно-океанских хребтов, а базальты средней и верхней частей разреза - с базальтами островных дуг.

Анализ содержаний петрогенных компонентов в метабазальтах позволяет предположить наличие четырех разновидностей - петрохи-мических типов этих пород. Помимо петрохимических особенностей, выделенные типы несколько различаются петрографическими, текстурно-структурными характеристиками и положением в разрезе.

Метабазальты первого типа образуют небольиие тела вытянутой Формы или силлы габбро-амфиболитов, ориентированные в северо-западном направлении в непосредственном обрамлении зеленокаменного пояса; отличаются постоянством петрографического состава - мела-нократовые плагиоклаз-амфиболовые породы с массивной или реже сланцеватой текстурой. Метабазальтам первого типа свойственны нормальная глиноземистость, относительно высокие содержания Ti02 (А1^03/Т102в среднем составляет 9); содержание кремнезема не превышает 50%; среднее значение Fm=0,67; низкая суммарная щелочность с явно выраженным натровым уклоном (На20Дг0=10,6). Содержания

петрогенных компонентов и их соотношения свидетельстврт о возможной принадлежности метабазальтов первого типа толеитовой серии.

Метабазальты второго типа выделены только в составе нижней моланократовой толщи Ннахинского ЗП и представлены отдельными пластами роговообманковых кристаллических сланцев. Для этих пород также характерны нормальная глиноземистость, повышенные концентрации титана (в среднем 1,5%). Среднее значение Рш=0,63 , содержание кремнезема около 512; тип щелочности калиево-натровнй СЫа20/К20=2»1). Отличительной чертой является пониженное содержание СаО (в среднем 8,52), а также высокая концентрация Р*05. Приведенные особенности позволяют отнести протолиты метабазальтов второго типа к толеитовой серии.

Метабазальты третьего типа отмечаются в составе нижней и средней толщ пояса; представлены обычно мощными пачками амфиболитов и амфиболовых и биотит-амфиболовых кристаллических сланцев. В нижней меланократовой толще метабазальты этого типа содержат прослои метабазальтов второго типа, а в средней толще зачастую переслаиваются с метаосадочными породами. Метабазальты третьего типа характеризуются умеренной глиноземистостью и низкими содержаниями титана (А120}/П02в среднем составляет 17); сумма щелочей На20+К20 в среднем составляет 42; тип щелочности калиево-натровый (Ка20/К20=2,0); количество кремнезема варьирует от 42,2 до 51,62. Приведенные петрохимические характеристики также позволяют считать эти породы принадлежащими толеитовой серии.

Метабазальты четвертого типа представлены, как правило, мелкозернистыми биотитовыми, амфибол-биотитовнми и амфиболовыни кристаллическими сланцами залегают по всему разрезу, но преимущественно в средней и верхней толщах; слагают пласты различной мощности, чередующиеся с толеитовыми базальтами третьего типа и включающие прослои ыетаосадочннх пород. Метабазальты рассматриваемого типа характеризуются повышенными содержаниями Д1203и $М2 , низкими концентрациями Ш2(среднее значение А1203/ТЮ2= 24), повышенной щелочностью; содержания СаО, Ре203заметно ниже, чем в метабазальтах первых трех типов. По содержаниям петрогенных компонентов эти породы, по-видимому, соответствуют базальтам из-вестково-щелочной серии.

Правомерность сериальной принадлежности разных типов метаба-

Ре0.р«205*П02

Рис. 3 Диаграмма Й1203- РеО+РеД+ТМ2- МдО

Поля серий: 1-толеитовой, П-известково-щелочной. 1-3 - метаба-

зальты: 1-второго и третьего типов, 2-первого типа, 3-четвертого

типа.

0,9

о,а V 0,4

">|5

ТОЛ*И-ГОЪМ ' С1РИЯ

ИЬВЕСТКОЬО-ЩЕЛОЧНМ СЕРИЯ

50

70

Рис. 4 Диаграмма Рт- 5Юг Условные обозначения на рис.3

зальтов подтверждается распределением фигуративных точек на диаграммах А1203- Ре0+Ре203+Т102- МдО (рис. 3) и ?ж - $102(рис.4). На первой диаграмме составы метабазальтов первого, второго и третьего типов попадашт в поле толеитовой серии, метабазальты четвертого типа - извостково-щвлочной; на второй диаграмме составы мота-базальтов первого, второго и третьего типов распределяются вдоль толеитового тренда, составы метабазальтов четвертого типа - вдоль известково-щелочного.

Геохимические характеристики подтверждают наличие четырех типов метабазальтов. Метабазальты толеитовой серии (первый, второй и третий типы) отличаится от известково-щелочных (четвертый тип) по содержаниям Ш), 5г и Ва - в последних они, как правило, выше. Кроме того, известково-целочные базальты характеризуются более высокими содержаниями НЬ, 1г и низкими - 5с.

Отличия толеитовых метабазальтов между собой не столь контрастны. Содержания М), 5г, Ва, а также редких элементов в породах первого, второго и третьего типов близки. Отличительной чертой толеитовых метабазальтов третьего типа является слабо дифференцированный профиль распределения РЗЗ, в то время как метатолеитн первого и второго типов характеризуются резко дифференцированным профилем с преобладанием легких РЗЗ над тяяелыми (рис.7-9).

Петрогеохимические характеристики вулканитов несут информацию об их генезисе. Исследование вулканизма современных активных зон Земли выявило петро- и геохимическую индивидуальность базальтов разных геодинамических обстановок. При выборе геодинамических эталонов предпочтение отдавалось территориям, по которым в литературе имеются достаточно полные и достоверные петрогеохимические данные.

Сравнение метабазальтов Знахинского ЗП с фанерозойскими базальтами различного генезиса показало, что протолиты исследуемых пород, по-видимому, образовались в разных геодинамических обста-повках.

Метабазальты первого типа по петрохимическим характеристикам обнаруживают большое сходство с низкокалиевыми толеитовыми базальтами трапповой формации, образующимся в результате растяжения и раскола континентальной коры и новообразования океанического бассейна. По дифференцированному профилю распределения РЗЗ с обогащением легкими РЗЗ метатолеитн первого типа идентичны низкока-

лиевым толеитовым траппам Сибирской платформы, Марокканского и Деканского плато (рис.8). Характерной чертой как для метатолеитов первого типа, так и для фанерозойских базальтов трапповой формации является наличие небольших отрицательных Еи-аномалий.

Протолиты метабазальтов второго типа имешт много общего с базальтами срединно-океанических хребтов, которые представлявт собой четко индивидуализированную группу пород. Сходство удобно наблюдать на диаграммах, отражающих соотношения компонентов в современных базальтах различных типов. На таких диаграммах по положению фигуративных точек срединно-океанические базальты надежно выделяются среди базальтов других геодинамических обстановок. Точки составов рассматриваемых пород попадают в поле базальтов срединно-океанических хребтов на диаграммах Нп0*10-Т%Р205*10 (рис.5) и Р205- Й1203/П02 (рис.6), которые являются важными диагностическими диаграммами для базальтов. Однако, при общем сходстве рассматриваемых пород, между ними устанавливаются определенные отличия. Среди геохимических особенностей толеитов второго типа обращает на себя внимание повышенное содержание К 0 и связанных с калием литофильных элементов, что указывает на возможное сопоставление этих вулканитов с обогащенной разновидностью срединно-океанических базальтов (тип Е-М01Ш. Обогащение легкими РЗЗ, также характерное для толеитов Е-М0Ш5, находится в прямой связи с извлечением их из мантийных лерцолитов и общим постепен-".л ным обеднением (деплетированием) мантии легкими РЗЗ, что проявилось в появлении с позднего докембрия нормальных толеитов типа М-Н01*В, полностью отсутствовавших среди аналогичных образований архейских и раннепротерозойских ЗП.

Метабазальты третьего типа при сопоставлении с фанерозойски-ми базальтами обнаруживают сходство с толеитами островодужных комплексов, что дает основание предполагать формирование указанных толщ в раннем протерозое в геодииамической обстановке, близкой к таковой в областях современных островных дуг. В отличие от толеитов срединно-океанических хребтов, островодужные толеиты характеризуются относительно низким общим содержанием РЗЗ при приблизительно равном обогащении легкими и тяжелыми РЗЗ относительно хондритов - в 6 - 10 раз. Диаграммы Мп0*10 - Ш2 - Р205*Ю (рис.5) и Р205- А1203/Т102(рис,6) подтверждают правомерность сопоставления метабазальтов третьего типа с современными острово-

nOj

Рис. 5 Диаграмма Mn0*10 - Ti02- Рг05*10 1-3 - базальты:1-второго типа, 2-третьего типа, 3-четвертого типа Базальты: континентальные рифтогеннне - толеитовые (CRT), извест-ково-щелочные (CRfi); океанических островов - толеитовые (OIT), известково-щелочные (01Й); срединных океанических хребтов (HORB); океанического дна (ОРВ); океанических островов - толеитовыеПАТ), известково-щелочные (IflCft).

AijOj/n Ог

Рис. 6

Диаграмма P20s- fl1205/Т1Условные обозначения на рис. 5"

и третьего (б) типов.

Рис. 8 Распределение РЗЗ для толеитовых метабазальтов первого типа (а) и низкокалиевых трапповых базальтов (б) Сибирской платформы (СП), Деканского (ДП) и Марокканского (МП) плато.

Рис. 9 Распределение РЗЗ для известково-целочннх метабазальтов четвертого типа.

дужными толентами.

Как ре отмечалось, протолиты метабазальтов четвертого типа, вероятно, можно отнести к известково-щелочной серии. Результаты сравнения этих пород с аналогичными породами современных геодинамических обстановок показали их наибольшую сходимость с известко-1!0-щелочными базальтами зрелых островных дуг (тихоокеанская ост-роводужная формация). Касаясь особенностей распределения РЗЗ в известково-щелочных островодужных базальтах, обращает на себя внимание резко дифференцированный профиль в отличие от распределения РЗЗ в толеитах первых трех типов (рис.9). На дискриминационных диаграммах (рис.5 и б) фигуративные точки метабазальтов четвертого типа распределены в пределах поля известково-щслочннх островодужных базальтов.

Метаандезиты и мстаандезито-дациты, выделяемые преимущественно в средней и верхней толщах Янахинского ЗП, относятся к известково-щелочной серии и сопоставляются с современными известко-во-щелочныни андезитами и андезито-дацитами Японской островной дуги. Отличительной особенностью как раннепротерозойских, так и современных андезитов зрелых островных дуг является заметное обогащение легкими РЗЗ. Однако метаандезиты Ннахинского ЗП несколько отличаются от современных высокими значениями РеО, КдО, Ре0/Ре203, ШСо и низкими - Й1203, что не противоречит эволюции магматизма Земли.

Таким образом, для разреза йнахинского ЗП предполагается постепенная смена вверх по разрезу метавулканогеиных толеитовых толщ средиино-океанического и островодужного типов известково-ще-лочными метавулканитами островодужного типа.

Гранитоиды, в значительном объеме встречающиеся как среди осадочно-вулканогенных толщ зеленокаменного пояса, так и среди пород гранулитового обрамления, также обнаруживают существенные вариации петро- и геохимического состава, текстурно-структурных особенностей и тектоничесой позиции.

По тектонической позиции и геохимическим особенностям в исследуемом районе, по-видимому, правомерно выделение гранитоидов и субдукционного островодужного и коллизионного типов. Первые, как правило, образуют небольшие массивы непосредственно среди вулка-ногенно-осадочных толщ зеленокаменного пояса и характеризуются пониженными концентрациями редких элементов с высокозарядными ио-

нами, а также Ва и Яг. Гранитоиды коллизионного типа представлены двумя генерациями. К первой - синколлизионной - принадлежат мигматиты и связанные с ними гнейсовидные гранитоиды, которые развиты в краевых частях пояса и контролируются зонами надвигов. В качестве второй - постколлизионной - генерации выделяются дискор-дантные по отношению к надвигам плутоны гранитов и гранодиоритов позднестанового комплекса.

Положение Ш. Анализ формирования Унахинского ЗП позволяет выделить в его геологической истории этапы, отвечающие различным геодинамическим обстановкам: континентальному рифтогенезу, спредингу, субдукции и коллизии микроплит.

Раннепротерозойские палеоокеанические и палеоостроводужные осадочно-вулканогешше комплексы Унахинского ЗП по многим характеристикам весьма близки к аналогичным современным комплексам. Наличие этих двух палеокомплексов имеет принципиальное значение, поскольку их можно считать индикаторами для расшифровки палеогео-динаыических обстановок: первый палеокомплекс свидетельствует о раскрытии бассейна до океанической стадии, а второй - о достижении стадии зрелого океана, заложении зон субдукции и образовании систем островных дуг. Наличие этих палеокомплексов может являтся основанием для вывода о развитии Унахинского ЗП в раннем протерозое по типу фанерозойских подвижных областей и для разработки модели в рамках тектоники литосферных плит.

Согласно этой модели, стадии океанического спрединга должна предшествовать стадия континентального рифтогенеза, а завершается цикл закрытием океанического бассейна и столкновением континентов. Следовательно, в Унахинскон ЗП и прилегающих территориях должны существовать закономерные вертикальные и латеральные ряды палеокомплексов (или их фрагментов), соответствующих стадиям цикла Вилсона.

Начальному этапу раскола протоконтинсптальной коры архейской консолидации соответствует комплекс низкокалиевых высокотитанистых толеитовых метабазальтов (метабазальты первого типа), залегающих в виде силлов среди архейских образований, непосредственно примыкающих к зеленокаменнону поясу. По данным изотопии возраст

этих образований древнее отложений самого пояса и равен 2,3 - 2,5 млрд. лет. Геохимические особенности и формы залегания этих мета-базальтов позволяют сопоставить их с трапповыми образованиями, сопровождавшими континентальный рифтогенез и предшествующими заложению межконтинентального рифта.

Дальнейшее развитие процесса растяжения земной корн в севера восточном - юго-западном направленях привело к образованию бассейна с корой океанического типа. Фрагменты океанической коры, вероятно, наблюдались в нижней части разреза пояса и представлены пробами, характеризующими высокотитанистые метатолеиты второго типа.

В ходе дальнейшей эволюции бассейн достигает стадии зрелого малого океанского бассейна. Структура зоны сочленения Унахинского бассейна и архейского основания существенно осложняется, обретая черты, характерные для современных активных континентальных окра-ии,

. Начавшееся сближение блоков архейской консолидации сопровождается субдукцией океанического дна, интенсивным толеитовым и из-вестково-щелочным вулканизмом (метабазальты соответственно третьего и четвертого типов), а также терригенным осадконакоплением. Таким образом здесь формируется палеоостроводужный комплекс. В завершение этого этапа, вероятно, имело место затухание вулканизма, возрастание роли осадочных пород, внедрение силлов кварцевых монцодиоритов. Ограниченность распространения метатолеитов, отождествляемых с базальтами срединно-океанических хребтов, по-видимому, свидетельствует о почти полном поглощении океанической коры в зоне субдукции.

В результате заложения островной дуги между архейским основанием и дугой формируется задуговый бассейн с преимущественно осадочным типом седиментации. Фрагменты задугового бассейна сохранились в тыловой зоне к северо-западу от зеленокаменного пояса. В связи с этим можно предположить падение зоны субдукции на юго-запад при общем северо-западном простирании.

На заключительном этапе формирования Унахинского ЗП островная дуга, задуговый бассейн, глыбы архейской коры и сохранившаяся новообразованная океаническая кора подверглись сжатию, формированию складчато-надвиговых сооружений северо-восточного и субиирот-ного простирания, становлению синколлизионных гнейсо-гранитов,

ЮЗ

1 2.5 - 2,23 м

II . 2.2- 2,)млРа. л.т С?)

СБ

=с>

сф

б- 1,9 "1,8 нлрЗ. лет

1 г I 2. £ § V V „1 V V 6 V V V | а х к * X 5 1- и и ЪП 1

Рис. 10 Модель формирования Унахинского ЗП

Стадии развития: 1-континентального рифтогенеза, П-океанического рифтогенеза, 111-островодданая, Ш-коллизионная.

1-архейская континентальная кора; 2-верхняя мантия; 3: а-силлы толеитовнх базальтов трапповой формации, б-позднеархейские перидотита; 4-осадочные поводы: 5-океа-ническая кора; о-вулканог'знние породы; 7: а-кварцевые монцодиоритн, б-габбро; 8: граниты (а-постколлизионше. б-синколлизионные

а впоследствии и постколлизионных гранитов позднестанового комплекса.

Таким образом, в тектоническом процессе образования пояса правомерно выделение четырех основных этапов (рис.10):

1) 2,5-2,2 млрд. лет назад: растяжение-в северо-восточном -иго-западном направлениях и раскол позднеархейского комплекса основания сиалической коры - образование геодинамического комплекса континентального рифта;

2) 2,2-2,1 млрд. лет назад: заложение в осевой части континентального (и затеи межконтинентального) рифта зоны спрединга и образование малого океана - геодинамический комплекс срединно-океанического хребта;

3) 2,1-1,9 млрд. лет назад: субдукция новообразованной океанической коры, сопровождавшаяся островодужным толеитовым и из-вестково-щелочным вулканизмом - палеоостроводужный комплекс;

4) коллизия микроплит, которая выразилась в интенсивном тангенциальном сжатии сформировавшейся толщи зеленокаменного пояса, привела к образованию сначала складчатости северо-западного простирания, а позднее и чешуйчато-надвиговой структуры, и широко проявленному образованию синколлизионных и постколлизиошшх гранитов.

Изучение материалов по докембрийским щитам платформ мира показало, что зеленокаменные пояса, заложившиеся в раннем протерозое, преимущественно развиваются в соответствии с циклом Уилсона и этим отличаются от архейских золенокаменных поясов.

Унахинский ЗП в этом ряду, по-видимому, не является исключением. В своем развитии, как показали проведенные исследования, он прошел все стадии этого цикла: континентальный рифтогенез, океанический рифтогенез, субдукция океанической коры и коллизия микроплит.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты научных исследований, проведенных автором на территории Восточного геоблока Становой области, свидетельствуют о существовании в нижнем течении реки Унахи самостоятельной тектонической структуры раннепротерозойского возраста, аналогичной зе-

-28-

лснокамешшм поясам фундаментов древних платформ.

Летальное изучение Унахинского ЗП позволило выявить его. складчато-блоковое строение, осложненное разрывными нарушениями, преимущественно типа надвигов, и расчленить его разрез на три толщи, отличающиеся литолого-петрографическим составом,

Аналитические исследования дали возможность определить фацию и физические параметры метаморфизма, охарактеризовать петрогеохи-мические особенности метаморфических пород, определить протолиты и сделать выводы об обстановках их формирования.

На основании вышесказанного автором предложена модель развития Унахинского ЗП, включающая в себя четыре основных этапа, которые в целом соответствуют циклу Уилсона.

Исследования Унахинского ЗП показали наличие разнообразной рудной минерализации, характерной для структур такого рода. О возможном обнаружении промышленных концентраций рудных полезных ископаемых говорит ряд прямых и косвенных признаков. Как известно, раннепротерозойские зеленокаменноые пояса плитнотектонического типа, с которыми сопоставляется и Унахинский пояс, отличаются повышенной рудонасыщенностью. Если сопоставить рудоносные формации хорошо изученных зеленокаменных поясов с тем, что наблюдалось в разрезе Унахинского ЗП, то можно предположить следующее. Интрузивные тела дльтраосновного и основного составов могут контролировать сульфидные медно-никелевые руды с минералами платиновой группы; вулканогенные комплексы риолит-базальтовой и риолит-да-цит-андезит-базальтовой формаций перспективны на магнетитовое, колчеданное полиметаллическое, иедно-молибденовое порфировое и золотое оруденение; гнейсовидные гранитоиды и гранитоиды поздне-станового комплекса предполагают образование гидротермально-мета-морфогенннх месторождений золота, олова, вольфрама и молибдена. Таким образом, потенциальные рудоносные формации в составе зеле-нокаменного пояса являются косвенными признаками наличия проявлений полезных ископаемых.

В качестве прямых признаков рудоносности расцениваются выявленные на территории Унахинского ЗП точки и зоны прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации. К одной из таких зон приурочено рудопроявление Безымянка, признанное непромышленным, но послужившее источником золота для богатой россыпи в устье одноименного ручья. По мнению ряда исследователей, изначальным источ-

пиком золота явились раннепротерозойские базальты, преобладающие в разрезе Унахинского ЗП. Образование не рудопроявлений произонло после переконцентрации металла вследствие более поздних тектоно-когматических активизаций, главным образом в мезозое.

Таким образом, наличие косвенных и прямых предпосылок позволяет положительно оценить перспективы обнаружения связанных с ЗП месторождений полезных ископаемых (в первую очередь золоторудных).

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Соколовский А.К., Федчук В.Я., Корсаков А.К., Петров И.И. Геологическое строение Унахинского зеленокаменного пояса (Становая область) // "Изв. ВУЗов. Геология и разведка" 1992 N 4

2. Соколовский А.К., Федчук В.9., Корсаков А.К., Петров И.И. Геодинамическая модель формирования зеленокаменных поясов Станового мегаблока // "Изв.ВУЗов. Геология и разведка" (в печати).

3. Петров И.И. Некоторые особенности металлогении Унахинского зеленокаменного пояса / В сб."Новые достижения в науках о Земле (тезисы докладов)" Москва, МГГА, 1992.

4. Петров И.И., Соболев В.М., Вргенсон Б.П. Ультраосновные породы Унахинского зеленокаменного пояса / В сб."Новые достижения в науках о Земле (тезисы докладов)" Москва, МГГА, 1993.

5. Петров И.И. Летрогеохимические особенности метавулканитов Унахинского зеленокаменного пояса - как индикаторы геодинамических обстановок / В сб. "Новые достижения в науках о Земле (тезисы докладов)" Москва, МГГА, 1991.

6. Петров И.И. Петрохимические особенности вулканогенных пород Унахинского зеленокаменного пояса // "Изв.ВУЗов. Геология и разведка" 1995 Н 3