Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Петрология высокожелезистых толеитовых дайковых комплексов раннего протерозоя Северной Карелии

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология высокожелезистых толеитовых дайковых комплексов раннего протерозоя Северной Карелии"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Степанова Александра Владимировна

ПЕТРОЛОГИЯ ВЫСОКОЖЕЛЕЗИСТЫХ ТОЛЕИТОВЫХ ДАЙКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ РАННЕГО ПРОТЕРОЗОЯ СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ

25.00.04 - петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Институте геологии Карельского научного центра РАН

доктор геолого-минералогических наук профессор

Шинкарев Николай Филиппович

доктор геолого-минералогических наук

Вревский Александр Борисович

доктор геолого-минералогических наук профессор

Лазаренков Вадим Григорьевич

Ведущая организация: Геологический институт Кольского научного центра РАН

Защита состоится «_»_2004 г. в_часов

в ауд._на заседании диссертационного совета Д 212.232.25

по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук при Санкт-Петербургском государственном университете (199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д.7/9).

e-mail: geoweb@krc.karelia.ru

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М. Горького при Санкт-Петербургском государственном университете

Автореферат разослан «_»_2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

/А.Б. Кольцов/

Актуальность исследований. Докембрийские рои мафических даек, широко распространенные на континентах, являются важными источниками информации о главных периодах образования континентальных рифтов и этапах фрагментации суперконтинентов (Condie, 1997, Courtillot et al, 1999, Ernst et al, 2002). Обширные рои мафических даек, близких по составу к фанерозойским континентальным платобазальтам (Тагпеу, 1992), рассматриваются как реликты питающих систем крупных магматических провинций (LIPs) и являются обычными для протерозоя (Coftin and Eldholm, 1994, Ernst et al, 1995). Формирование роев мафических даек связано с существованием плюма (LeCheminant and Heaman, 1989) или рифтовой системы (Anderson, 2001), а изучение их с использованием прецизионных геохимических и изотопно-геохимических методов позволяет оценить пространственную и временную гетерогенность мантийного источника при формировании LIPs.

Изучение роев мафических даек вносит значительный вклад в понимание геологической истории региона. Так как внедрение их происходит в течение короткого временного интервала и на очень большой площади, целесообразно использование роев мафических даек как региональных временных маркеров. Мафические дайки регистрируют магнитное поле Земли, а первичная остаточная намагниченность, обычно сохраняющаяся в зонах закалки даек, позволяет проводить глобальные палеомагнитные реконструкции.

Цели и задачи исследования. Целью работы являлось решение проблемы корреляции раннепротерозойских высокожелезистых толеитовых дайковых комплексов Восточной части Балтийского щита. Для этого были поставлены следующие задачи:

детальное изучение геологии комплексов даек Fe-толеитов, определение их возраста и места в ряду других дайковых комплексов региона;

изучение минералогии и петрографии пород дайковых комплексов Fe-толеитового состава;

анализ геохимических характеристик высокожелезистых толеитов; моделирование процессов формирования и последующей эволюции исходных магм комплексов и условий мантийной магмогене-рации.

Научная новизна. Впервые на основании комплексных исследований в составе пяозерского комплекса долеритовых даек выделено три разновозрастные группы пород.

Впервые показано существование геохимических аналогов групп, выделенных среди долеритов, в составе комплекса коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса.

Выполнены модельные построения для условий магмогенерации раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов.

Впервые определен изотопный возраст кварцевых Fe-толеитов в составе комплекса коронитовых габбро Беломорского пояса, который составляет 2115±25 млн. лет.

Фактический материал. В основу работы положен материал, полученный автором в ходе полевых работ 1993-2003 гг. В исследовании также использованы данные B.C. Степанова, часть которых была собрана при участии автора в ходе полевых работ 1987-1988 гг., данные, любезно предоставленные Ю.Й. Сыстрой, и опубликованные данные А.С. Еина по петрохимии комплекса долеритов.

Исследования проводились в рамках работ осуществляемых в ИГ КарНЦ РАН по темам «Основные закономерности эволюции эндогенных процессов в раннем докембрии Северной Карелии» (1991-1996гг., тема 130 ГР 01.9.20.004147), «Эволюция земной коры Беломорского подвижного пояса Балтийского щита» (1997-2001гг., тема 157, ГР 02.2.00.200741), «Геология и эволюция эндогенных процессов в архее и раннем протерозое южного Беломорья» (2002-2007 гг. тема 178, ГР 01.2.00.210713) и в рамках российско - финляндско - канадского проекта «Paleoproterozoic mafic igneous activities in the Eastern Finland and Karelia, Russia - correlations to other shields (Canada, Greenland and Scotland)» (1993-1996rr.).

В процессе исследований изучено более 500 шлифов. Выполнено 35 микрозондовых определений составов минералов (электроннозон-довый микроанализатор MS-46 Сатеса, ГИ КНЦ РАН, аналитик Я.А. Пахомовский). В работе использовано более 150 химических анализов. Определение содержаний петрогенных элементов проводилось в аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН. Содержания редких элементов в 70 образцах (рентгено-флюоресцентный анализ), редкоземельных элементов в 18 образцах (метод ICP-MS) были определены в

аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН и Институте электронной оптики, Университет Оулу, Финляндия. Изотопный возраст цирконов из дайки коронитовых габбро определен А.Н. Ларионовым на ионном зонде Сатеса 1270 (NORDSIM) в Шведском музее естественной истории, Стокгольм.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при построении петрологически обоснованной модели тектонической эволюции территории Северной Карелии в раннем протерозое, а также при изучении металлогенической специализации ятулийских магматических комплексов. Изотопное определение возраста коронитовых габбро является реперным для региональной геологии.

Установлено, что дайки высокожелезистых толеитов центральной части Пяозерского поднятия Карельского архейского кратона являются весьма перспективными для палеомагнитных реконструкций, что необходимо учитывать в ходе последующих исследований.

Основные защищаемые положения:

1. Среди раннепротерозойских даек высокожелезистых толеи-тов, объединенных в северной части Карельского архейского кратона в пяозерский комплекс долеритовых даек, установлено три группы пород - оливиновые Fe-толеиты, кварцевые Fe-толеиты и толеиты.

2. Коронитовые габбро Беломорского подвижного пояса корре-лируются с долеритами пяозерского комплекса. Среди них установлены геохимические аналоги оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов и толеитов. Возраст кварцевых Fe-толеитов Беломорского подвижного пояса 2115 млн. лет.

3. Комплексы даек Fe-толеитов северной части Карельского архейского кратона и Беломорского подвижного пояса являются компонентом Карельской трапповой провинции, и представляют собой реликты ее питающей системы.

4. Выделенные в составе комплексов группы пород сформированы в результате нескольких эпизодов частичного плавления мантийных источников различавшихся по редкоэлементному

составу, но не связаны между собой процессами кристаллизационного фракционирования.

Объем и структура работы. Работа состоит из 6 глав, введения и заключения. Общий объем работы составляет 204 страницы, включая 73 рисунка, 16 таблиц (10 в тексте и 6 в приложении), список литературы из 115 наименований и приложения, в которых приведены химические составы пород и результаты моделирования.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований представлялись автором на молодежных конференциях, посвященных памяти К.О. Кратца (1995,1999,2000 гг.), международных конференциях «Беломорский подвижный пояс: геология, геодинамика, геохронология» (Петрозаводск, 1997 г.), «Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород» (Санкт-Петербург, 1998 г.), «Рифтогенез, магматизм и металлогения Карелии. Корреляция геологических комплексов Фенноскандии» (Петрозаводск, 1999 г.), «Мантийные плюмы и металлогения» (Петрозаводск, 2002 г.), «Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогснеза» (Санкт-Петербург, 2003 г.). По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, включающих статью и тезисы.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю проф. Н.Ф. Шинкареву. Выполнение работы было бы невозможно без поддержки и многочисленных консультаций к.г.-м.н. А.И. Слабунова, д.г.-м.н. О.И. Володичева, д.г.-м.н. Ю.Й. Сыстры, к.г.-м.н. Н.Е. Король, д.г.-м.н. С.А. Светова, к.г.-м.н. А.И. Голубева (ИГ КарНЦ РАН), кх-м.н. В.А. Матреничева (ИГГД РАН), постоянной поддержки и помощи в работе B.C. Степанова, А.К. Карповой и сотрудников лаборатории петрологии и тектоники ИГ КарНЦ РАН. Вопросы геологии и петрологии ранне-протерозойских магматических комплексов обсуждались в ходе дискуссий с к.г.-м.н. М.М. Ефимовым, к.г.-м.н. А.А Ефимовым (ГИ КолНЦ РАН), к.г.-м.н. И.И. Бабариной (ГИН РАН), дх.-м.н. Е.В. Бибиковой (ГЕОХИ РАН), к.г.-м.н. В.В. Иваниковым, М.В. Малашиным (СПбГУ), д.г.-м.н. Е.В.Шарковым, кг.-м.н. Т.Л. Париковой (ИГЕМ РАН). Автор выражает всем глубокую признательность и благодарность.

Автор считает своим долгом выразить благодарность И. Вуолло за плодотворное обсуждение различных аспектов геологии и геохимии докембрийских даек и возможность проведения аналитических работ в ходе стажировки в университете Оулу, финансовая поддержка которой осуществлялась фондом С1МО.

Содержание работы

Во Введении кратко охарактеризовано состояние проблемы, определены цели и задачи исследования.

Глава I «Геологическое строение региона» включает очерк геологического строения территории Северной Карелии.

В Главе II «Раннепротерозойский основной интрузивный магматизм Северной Карелии» кратко охарактеризованы главные этапы проявления основного магматизма в раннем протерозое на территории Северной Карелии.

Глава Ш «Геология раннепротерозойских Ре-толеитовых дайко-вых комплексов Северной Карелии». В ней подробно рассмотрены морфология и строение тел комплексов, взаимоотношение их с вмещающими породами.

Глава IV «Петрография раннепротерозойских Ре-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии» содержит подробную петрографическую и минералогическую характеристику пород.

Глава V «Геохимическая характеристика раннепротерозойских Ре-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии» посвящена геохимическому описанию комплексов в целом и выделенных в их составе групп.

В Главе VI «Петрологическое моделирование процессов формирования раннепротерозойских комплексов Ре-толеитового состава» изложена методика моделирования процессов формирования комплексов Ре-толеитов и представлены полученные результаты.

В заключении обобщены результаты исследования и сформулированы главные выводы.

Введение

Раннепротерозойские дайковые комплексы Ре-толеитового состава широко распространены на территории Северной Карелии (рис. 1) и отражают один из важных этапов в геологической истории развития региона.

g

Изучению раннепротерозойских магматических комплексов Fe-толеитового состава на территории Восточной части Балтийского щита посвящены работы А.С. Еина (Еин, 1983, 1984), B.C. Степанова (Степанов, 1981, 1984, 1994), Й. Вуолло (Vuollo, 1994, 1995, 1997, Vuollo et al, 1999). В результате этих работ были выделены комплекс гранатовых габбро (Степанов, 1981) (корони-товых габбро в данной работе) в Беломорском поясе и пяозерский комплекс долеритовых даек (Основные закономерности эволюции ..., 1997ф) на территории Карельского архейского кратона (даек габбро-диабазов по А.С. Еину (Еин, 1984), даек Fe-толеитов по Й. Вуолло (Vuollo, 1994)). Основой выделения комплекса долери-товых даек являлось сходство минерального состава пород и ряд особенностей химизма (повышенные содержания TiOi и FeO*). По имеющимся данным, дайки долеритов являются наиболее молодыми раннепротерозойскими интрузивными породами

Ш\ ES12 Шз □) ЕЗ5

Рис. 1 Схема распространения комплексов даек Fe-толеитов на территории Северной Карелии 1- ятулийские (2.3-2.1 млрд. лет) вулканогенно-осадочные комплексы; 2 - коронитовые габбро Беломорской провинции, 3 - дайки долеритов Карельского архейского кратона; 4 - нерасчлененные сумийские и сариолийские вулканогенно-осадочные комплексы; 5 - интегральная граница Карельского архейского кратона и Беломорской провинции. Составлена с использованием данных А С. Еина, В С. Степанова, Ю Й. Сыстры, Й Вуолло

Северной части Карельского архейского кратона. По данным финских геологов возраст даек Fe-толеитового состава на территории Финляндии составляет 2114 млн. лет (Perttunen, 1987). Ранее исследователями предпринимались попытки выделения отдельных разновозрастных групп {Еин, 1983), или магматических фаз (Степанов, 1984,1994) среди даек долеритов Пяозерского поднятия. Отсутствие геохимических и геохронологических данных не позволило обосновать их существование, вследствие чего дайки долеритов рассматривались предыдущими исследователями как единый магматический комплекс и изучались как генетически связанная система интрузивов.

Коронитовые габбро также рассматривались предыдущими исследователями как образования единого магматического комплекса. Диагностика объектов его затруднена из-за наложенных метаморфических преобразований и требует комплексного изучения с использованием прецизионных геохимических и изотопно-геохронологических данных. Основой выделения коронитовых габбро в отдельный комплекс послужили, прежде всего, особенности минерального состава (реакционные гранатовые каймы на границе зерен плагиоклаза и кли-нопироксена) и химизма (повышенные содержания TiO2 и FeO*) пород, отличающих их от высокомагнезиальных раннепротерозойских комплексов региона, а также секущее положение по отношению к телам комплекса лерцолитов - габброноритов, определяющего возраст коронитовых габбро как более молодой, чем 2.44 млрд. лет.

Корреляции, проводившиеся между дайками долеритов, яту-лийскими платобазальтами и коронитовыми габбро, были основаны главным образом на возрастном положении Fe-толеитов среди других раннепротерозойских интрузивных магматических комплексов региона и сходстве в химизме пород (Степанов, 1984, Еин, 1984, Геология Карелии, 1987). Эти корреляции не были подтверждены геохимическими и геохронологическими данными, что оставляло вопрос дискуссионным.

Обоснование защищаемых положений

1. Среди раннепротерозойских даек высокожелезистых то-леитов, объединенных в северной части Карельского архейского кратона в пяозерский комплекс долеритовых даек,

установлено три группы пород - оливиновые ¥е-толеиты, кварцевые ¥е-толеиты и толеиты.

Долеритовые дайки Пяозерского поднятия обычно имеют простое строение и сложены мелкозернистыми породами офитовой структуры. Породы комплекса довольно однородны на всей территории Пяозерского поднятия. Установлено, что в центральной части Пяозер-ского поднятия дайки долеритов практически не метаморфизованы, и сохраняют первичные минералы и структуры, в то время как на территории Финляндии и восточной части Пяозерского поднятия долериты метаморфизованы в условиях зеленосланцевой, либо амфиболитовой фации метаморфизма (УиаНа, 1994).

На классификационных диаграммах фигуративные точки составов долеритов пяозерского комплекса формируют компактные поля (рис. 2), положение которых позволяет определить долериты как породы толеитовой серии повышенной железисто-сти, или Fe-толеиты. Метаморфизованные аналоги даек долеритов на территории Финляндии также определяются исследователями как Ре-толеиты {УиаНа, 1994).

Статистическое изучение ориентировок 369 даек Бе-толеитового состава (рис. 1) на территории Северной части Карельского архейского кра-тона выявило три главных направления простирания: СЗ 315-325° (около 70% тел), субширотное (около 20% тел) и СВ 60°±5° (менее 10% тел).

Детальное комплексное изучение долеритов на территории центральной части Пяозерского поднятия, где дайки пяозерского комплекса демонстрируют наилучшую сохранность, показало, что разноориентированные дайки отличаются по минеральному составу и геохимическим характеристикам. Это послужило основой выделения в составе пяозерского комплекса трех групп пород: оли-виновых Бе-толеитов, кварцевых Бе-толеитов и толеитов.

Оливиновые Ев-толеиты

Петротипом этой группы являются дайки в южной части о. Лупчинга, расположенного в северной части оз. Пяозеро. Породы аналогичного состава установлены на северном и западном побережье оз. Пяозеро, других районах Пяозерского поднятия.

Оливиновые Бе-толеиты формируют дайки субширотного простирания, мощность которых не превышает 30 м, варьируя

обычно от 10 см до 2-3 м. Они сложены тонкозернистыми и мелкозернистыми оливиновыми долеритами (О1 5-7%, СРх 45%, Р145%, до 10%). Оливин в дайках этой группы установлен

как в зонах закалки, так и в центральных частях тел.

Оливиновые Бе-толеиты содержат в среднем около 48% 8Ю2, около 6.5% М^О. Для них также характерны максимальные среди долеритовых даек пяозерского комплекса содержания БеО* (>13.5%) и ТЮ2 (>2.3%) (рис. 2в). В оливиновых Бе-толеитах наблюдаются довольно низкие содержания совместимых рассеянных элементов (Сг 222 г/т, № 87 г/т, V 350 г/т) и максимально высокие среди долеритов концентрации несовместимых редких элементов (гг 200 г/т, У 42 г/т, №Ь 15 г/т) (рис. 2г, д).

и/РЬ возраст долеритов из дайки в южной части о. Лупчинга, определение которого было выполнено Й. Вуолло по бадделеиту составляет 2331+5/-19 млн. лет (Vuollo, 1997), 8ш/Ш возраст этих же пород 2336+30 млн. лет (Mertanen et al, 1999).

Кварцевые Fe-толеиты

Кварцевые Бе-толеиты объединяют в своем составе около 70% всех известных даек долеритов. Петротипом этой группы являются дайки кварцевых долеритов о. Чулкашуари, расположенного в северной части оз. Пяозеро. Дайки кварцевых Бе-толеитов имеют простирание СЗ 315-325°, мощность их достигает 150 метров, варьируя обычно от нескольких метров до нескольких десятков метров. Зоны закалки и маломощные дайки сложены мелкозернистыми кварцевыми долеритами офитовой структуры, а центральные части крупных дифференцированных тел - среднезернистыми лейкократовыми кварцевыми долеритами с гранофиром. Минеральный состав пород следующий: СРх 35-45%, Р1 до 65%%, ри до 4%, TiMgt до 7%. Установлены дайки, зоны закалки которых образованы мелкозернистыми долеритами порфировидной структуры. Вкрапленники представлены клинопироксеном и плагиоклазом, а основная масса ин-терсертальной структуры сложена Р1, СРх и TiMgt.

Для кварцевых Бе-толеитов характерны вариации содержаний 8Ю2 от 49.5% до 53.15%, MgO от 3.96% до 5.82% (рис.2в). Содержания БеО* (12.99-16.48%) и ТЮ2 (1-28-1.74%) являются промежуточными между оливиновыми Бе-толеитами и толеитами (рис.2в). Для

Рис. 2 Геохимическая характеристика даек Fe-толеитового состава северной части Карельского архейского кратона. Поля составов ятулийских платобазальтов (Ль Л2 и Л3) приведены по данным М В Малагпина {Малашин и др, 2003)

Условные обозначения И - долериты пяозерского комплекса (включая породы центральных частей тел и амфиболигизированные разновидности), И - потопы зоны закалки даек, достоверно относимых к оливиновым Ре-толеитам ()л » 1 кварцевым Ре-толеитам

'ГГГПу

и толеитам Пунктирной линией обозначены поля составов

пород предположительно относящихся к той или иной группе

пород зон закалки характерны следующие вариации концентраций совместимых редких элементов: Сг 130-227 г/т, N1 39-101 г/т, V 310350 г/т. Содержания несовместимых редких элементов являются промежуточными между оливиновыми Ре-толеитами и толеитами (рис. 2г, д) и составляют в среднем /г 105 г/т, У 30 г/т, № 5.5 г/т. Для РЗЭ в в породах этой группы характерно плоское распределение в тяжелой и средней частях спектра с небольшой отрицательной Ей аномалией и слабым обогащением легкими РЗЭ (Се/УЪ^ 1.09) (рис. 2е). Анализ геохимических характеристик кварцевых Ре-толеитов показал, что они весьма близки по составу к базальтам среднего яту-лия (Малашин и др., 2003) (рис. 2).

и/РЪ возраст цирконов из амфиболитизированных даек Ре-толеитового состава простирания СЗ 320° на территории Финляндии составляет 2114 млн. лет (Perttunen, 1987).

Толеиты

Эта группа пород объединяет немногочисленные дайки оливиновых долеритов простирания СВ 60°. Их петротипом являются оливиновые долериты о. Талвишари, формирующие дайки северо-восточного простирания мощностью около 50 м, протяженностью более 1км. Зоны закалки сложены тонкозернистыми клинопироксен - плагиоклазовыми породами пойкило-офитовой структуры, а центральные части тел - среднезерни-стыми долеритами, содержащими 5% О1, 45-60% СРх, 30-50% Р1 (АП60-65), до 5% Т1М#.

По геохимическим характеристикам толеиты существенно отличаются от пород двух других групп, прежде всего, более высоким содержанием MgO 7.4% и совместимых редких элементов: Сг 142 г/т, N1 97 г/т, V 280 г/т. Содержания 8Ю2 составляют в среднем 49.3%. Еще одной отличительной особенностью даек то-леитового состава являются минимальные среди пород пяозерско-го комплекса содержания РеО* (13.6 %), Т1О2 (1.11 %) и несовместимых рассеянных элементов: /г 61 г/т, У 20 г/т, № 3.8 г/т (рис. 2г). Толеиты характеризуются низкими концентрациями РЗЭ, а характер распределения РЗЭ в них резко отличен от кварцевых Ре-толеитов и ятулийских платобазальтов. В толеитах наблюдается плоское распределение в центральной и тяжелой частях спектра и

деплетированность легких РЗЭ (Се/УЬк - 0.84) (рис. 2е). В целом по геохимическим характеристикам толеиты близки к базальтам К-МОКБ (МеБопощН, 1989)

Таким образом, детальное изучение даек долеритов пяозер-ского комплекса позволило установить в его составе три группы пород, отличающихся не только по геологическим, минералого-петрографическим и геохимическим характеристикам, но и времени образования.

2. Коронитовые габбро Беломорского подвижного пояса корре-лируются с долеритами пяозерского комплекса. Среди них установлены геохимические аналоги оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов и толеитов. Возраст кварцевых Fe-толеитов Беломорского подвижного пояса 2115 млн. лет.

На территории Беломорского подвижного пояса раннепро-терозойские породы Бе- толеитового состава формируют дайки и малые интрузии неправильной формы (рис. 1). В дайках устанавливаются как типично интрузивные контакты с зоной закалки, захватом ксенолитов и формированием апофиз, так и нетипичные для даек контакты с отрывом апофиз, волнообразными границами. Широко распространены малые интрузии неправильной формы, которые, вероятно, являются реликтами буди-нированных дайковых тел. Описаны также довольно крупные интрузивы, сложенные коронитовыми габбро. В некоторых из них установлена магматическая дифференциация {Степанов, Слабунов, 1989).

Коронитовые габбро - это интенсивно метаморфизованные породы, характерной особенностью которых является наличие реакционных кайм на границе зерен клинопироксена и плагиоклаза, характеризующихся, прежде всего, наличием внешней гранатовой каймы, развивающейся со стороны плагиоклаза. Внутренняя кайма представляет собой срастание зерен кварца и роговой обманки. В коронитовых габбро установлено два типа кли-нопироксенов: метаморфический клинопироксен (салит) присутствует повсеместно. Первичномагматический клинопироксен, реликты которого установлены в единичных случаях, отвечает по составу магнезиальному авгиту.

Несмотря на интенсивные метаморфические изменения, коро-нитовые габбро сохраняют реликты офитовых структур и магматически зональные зерна плагиоклаза, что свидетельствует об интрузивном магматическом характере пород и кристаллизации их в гипабиссальных условиях.

Анализ петрогеохимических особенностей коронитовых габбро показал, что точки составов пород формируют на классификационных диаграммах компактные поля, практически совпадающие с полями составов даек Бе-толеитов Карельского архейского кра-тона (рис. 3). Положение фигуративных точек составов коронито-вых габбро на диаграммах позволяет определить их как породы толеитовой серии повышенной железистости, или Бе-толеиты.

Сопоставление коронитовых габбро и даек Бе-толеитов Карельского архейского кратона показало значительное сходство геохимических характеристик пород этих комплексов. Среди ко-ронитовых габбро установлены геохимические аналоги всех трех групп долеритовых даек, выделенных в составе пяозерского комплекса.

Аналоги оливиновых Рв-толеитов представлены оливин-

нормативными коронитовыми габбро, обогащенными несовместимыми редкими элементами. Содержания SiO2 составляют в них в среднем 49.3%, М§О 6.93%. Концентрации совместимых редких элементов в породах составляют Сг 336 г/т, № 106 г/т, V 302 г/т. Для пород этой группы характерны максимальные среди коронитовых габбро содержания БеО* (13.39%), ТЮ2 (> 2.3%) и несовместимых редких элементов гг 193 г/т, У 45 г/т, №Ь 14.7 г/т. Содержания РЗЭ в коронито-вых габбро этой группы характеризуются плоским распределением в тяжелой и средней частях спектра с небольшой отрицательной Еи аномалией и обогащением легкими РЗЭ (Се/УЬ№ = 2.17) (рис. 3е).

Аналоги кварцевых Рв-толеитов представлены кварцнорма-

тивными коронитовыми габбро. Породы этой группы характеризуются средними содержаниями SiO2 51.13%, М§О 6.28%. Для них характерны довольно высокие средние содержания БеО* (13.99%) и ТЮ2 (1.43%). Концентрации несовместимых редких элементов

Рис. 3 Геохимическая характеристика вэронитовых габбро Беломорского подвижного пояса. Условные обозначения: О - коронитовые габбро, поле составов даек Fe-толеитов северной части Карельского архейского кратона (¡ВЩШ). Остальные условные обозначения как на рисунке 2

составляют в среднем Zr 107 г/т, Y 28 г/т, № 6.5 г/т, практически совпадая с содержаниями этих элементов в кварцевых Fe-толеитах Карельского архейского кратона (рис. Зг, д). Концентрации совместимых редких элементов составляют: Сг 215 г/т, N 69 г/т, V 363 г/т.

Содержания РЗЭ в кварцнормативных коронитовых габбро характеризуются плоским распределением в тяжелой и средней частях спектра с небольшой отрицательной Еu аномалией и обогащением легкими РЗЭ (Се/УЪ№= 1.69) (рис. Зе). Характер распределения РЗЭ в них близок к кварцевым Fe-толеитам Пяозерского поднятия и базальтам среднего ятулия.

Для определения изотопного возраста магматической стадии формирования кварцнормативных коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса был использован циркон, выделенный из дайки мощностью 30 м в районе оз. Боярское. Морфология цирконов и детали их внутреннего строения были рассмотрены с использованием катодной люминесценции, которая показала, что в популяции доминируют обломки удлиненных полупрозрачных и непрозрачных трещиноватых цирконов, типичных для интрузивных пород основного состава. U-Pb точечный анализ циркона проводился А.Н. Ларионовым на вторично-ионном масс-спектрометре NORDSIM. U-Pb возраст по 5 точкам (из 7 проанализированных точек были выбракованы две наименее конкордантные), составляет 2115±25 млн. лет (СКВО=0.085). Учитывая практически кон-кордантное положение точек, средневзвешенный РЬ/ Pb возраст по тем же 5 результатам равен 2115± 18 млн. лет (СКВО=4.6). Таким образом, магматическая стадия формирования интрузий кварцнормативных коронитовых габбро оценивается в 2115±25 млн. лет (Степанова и др. 2003).

Аналоги толеитов. Возможными аналогами толеитов пяо-зерского комплекса долеритов являются оливиннормативные ко-ронитовые габбро с низкими содержаниями несовместимых редких элементов, формирующие в районе с. Гридино многочисленные дайки СВ простирания. Для них характерны максимальные среди коронитовых габбро содержания MgO (7.49 %) и совместимых элементов: Сг 174 г/т, № ПО г/т, V 275 г/т. Содержания

SiO2 составляют в среднем 50.78 %. Породы этой группы характеризуются минимальными среди коронитовых габбро содержаниями FeO* (12.60 %), TiO2 (0.97%) и несовместимых редких элементов: Zr 47 г/т, Y 18 г/т, N 3.8 г/т и очень близки по содержаниям этих элементов к толеитам пяозерского комплекса доле-ритовых даек (рис. Зг, д).

Таким образом, изучение коронитовых габбро показало, что они являются аналогами долеритов пяозерского комплекса в Беломорском подвижном поясе. Среди коронитовых габбро выделены три группы пород, являющихся геохимическими аналогами даек оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов и толеитов Пяозерского поднятия Карельского архейского кратона.

3. Комплексы даек Fe-толеитов северной части Карельского архейского кратона и Беломорского подвижного поясаявляют-ся компонентом Карельскойтраппов ой провинции и представляют собойреликты еепитающей системы.

Геохимическое сопоставление даек Fe-толеитового состава Карельского архейского кратона (рис.2) и коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса (рис. 3) с ятулийскими платоба-зальтами (данные по Малашин и др., 2003) Карельской трапповой провинции (Голубев и др., 2002) показало значительное сходство кварцевых Fe-толеитов, кварцнормативных коронитовых габбро и базальтов среднего ятулия. Кроме того, среди коронитовых габбро установлены кварцнормативные породы, по характеру распределения РЗЭ близкие к верхнеятулийским базальтам.

Имеющиеся изотопные определения возраста (Perttunen, 1987, Степанова и др., 2003) наряду с геологическими и геохимическими данными позволяют предполагать, что дайковые комплексы Fe-толеитового состава на территории Северной Карелии являются частью более крупной магматической системы, включающей в себя и ятулийские платобазальты, и представляют собой реликты питающей системы Карельской трапповой провинции, а не отражают самостоятельный период магматической активности.

Кроме того, имеющиеся данные дают основание утверждать, что породы с возрастом 2.11 млрд. лет фиксируют наиболее активную фазу проявления ятулийского магматизма (базальты среднего ятулия (Малашин и др., 2003), кварцевые Fe-толеиты Карельского архейского кратона и Беломорского подвижного пояса).

4. Выделенные в составе комплексов групп ы п ород сформиро -ваны врезультате несколькихэпизодов частичного плавления мантийныхисточниковразличавшихсяпоредкоэлементному составу, но не связанымежду собойпроцессамикристаллиза -ционного фракционирования.

Вариации содержаний главных и рассеянных элементов в породах Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии накладывают ограничения на возможные варианты генезиса этих групп.

Кварцевые Fe-толеиты не могут быть рассмотрены как возможные исходные магмы для двух других групп, прежде всего вследствие низкого содержания Mg, Cr, Ni. Кроме того, имеющиеся изотопные определения возраста свидетельствуют о разрыве примерно в 200 млн. лет между временем образования оливи-новых Fe-толеитов (2331 млн. лет (Vuollo, 1997)) и кварцевых Fe-толеитов (2114 млн. лет (Perttunen, 1987)).

Оливиновые Fe-толеиты также не могут быть родоначальны-ми магмами для кварцевых Fe-толеитов и толеитов, прежде всего, из-за высоких содержаний несовместимых рассеянных элементов.

В свою очередь, оливиновые Fe-толеиты не могут быть получены в результате дифференциации магм толеитового состава, так как содержания MgO в них недостаточно низкие (6.5-7%) по сравнению с толеитами (7.5%), чтобы было возможно накопление несовместимых рассеянных элементов в остаточном расплаве, сопоставимое с содержаниями их в оливиновых Fe-толеитах (Zr 61 -> 200 г/т, Y21 ->42 г/т, Nb3.8 ->15.3 г/т).

Толеиты, на первый взгляд, могли бы быть исходными магмами для кварцевых Fe-толеитов. Моделирование кристаллизационной дифференциации состава, отвечающего зоне закалки дайки толеитов о. Талвишари (рис. 4) с использованием программы Pele 4.0 (распространяется свободно, автор А. Будероу (Bouderau, 1999)

показало следующее. Несмотря на то, что при моделировании возможно совпадение редкоэлементного состава остаточного расплава и кварцевых Fe-толеитов (рис. 4 в, г) при высоких (> 40%) степенях кристаллизации, точки составов кварцевых Fe-толеитов на вариационных диаграммах для окислов петрогенных элементов располагаются на значительном удалении от линий изменения состава остаточного расплава (рис. 4а, б). Следовательно, магмы то-леитового состава не могли быть исходными для кварцевых Fe-толеитов.

Таким образом, рассмотрение возможных генетических связей между толеитами, оливиновыми Fe-толеитами и кварцевыми Fe-толеитами раннепротерозойских дайковых комплексов Северной Карелии показало, что, эти группы пород не связаны друг с другом процессами кристаллизационного фракционирования. Это позволяет предполагать, что разнообразие составов пород в раннепроте-розойских Fe-толеитовых дайковых комплексах Северной Карелии определялось другими процессами, главным образом, частичным плавлением в мантии, что позволяет рассматривать вопросы пет-рогенезиса каждой группы независимо от двух других.

Результаты численного моделирования частичного плавления мантийного источника, проведенного с использованием макросов В.А Матреничева для Excel (Матреничев, 2000), позволяют предполагать, что формирование исходных магм оливиновых Fe-толеитов происходило в результате примерно 5% частичного плавления мантийного источника, близкого по составу к примитивной мантии в поле стабильности шпинели. Результаты моделирования процессов кристаллизационного фракционирования исходных расплавов оливиновых Fe-толеитов с использованием программы Pele 4.0 позволяют предполагать, что вторым этапом формирования магм оливиновых Fe-толеитов была кристаллизация Срх, Р1 и 01 в соотношении ~ 50:40:10 в промежуточной камере в условиях низкой фугитивности кислорода, что обусловило обога-щенность остаточных жидкостей FeO*. Степень кристаллизации не превышала 20%.

Формирование магм кварцевых Fe-толеитов также, вероятно, может быть описано в рамках двухстадийной модели.

Первый этап - 7% плавление мантийного источника в поле стабильности шпинели. На втором этапе формирования магм кварцевых Бе-толеитов происходило кристаллизационное фракционирование 01 и Орх в промежуточной камере в условиях низкой фугитивности кислорода. Степень кристаллизации при этом не превышала 25%.

ю о

50 100 1» 200 0 м 100 155 ^ 2«

ЬС, 14!«>Ьдар С+М ЫХХЛиг -О-«, 141М Ыа

-й-гс шг-геуф^агмкшш. * т.с.ииъщн&рлж.тм —*-РСМ1а-55уф«|>!5!гН39Ч'*>» « вносим., Г» - ь-£С14!2 5 ШХлг —1415 в 6*С/4*)>в ЭЗД»

Рис. 4 Результаты моделирования процессов кристаллизационного фракционирования состава, отвечающего зоне закалки дайки толеитов на о Талвишари (обр С-1412-5) БС - фракционная кристаллизация, ЕС - равновесная кристаллизация

Сопоставление составов толеитов с результатами моделирования частичного плавления шпинелевого перидотита свидетельствует о том, что степень плавления была большей, чем для двух других групп и составляла около 12 %. При этом источник магм толеитового состава был деплетирован относительно источников

оливиновых и кварцевых Бе-толеитов. Второй этап формирования магм толеитового состава включал, вероятно, кристаллизацию 01 и ОРх.

Таким образом, результаты геохимического моделирования петрогенетических процессов свидетельствуют о том, что формирование групп в составе Ре-толеитовых дайковых комплексов раннего протерозоя Северной Карелии происходило в результате различных эпизодов плавления мантийного источника. При этом степень плавления и редкоэлементный состав мантийных перидотитов различались для разных групп, но формирование исходных магм всех групп происходило в поле стабильности шпинели.

Заключение

Изучение геологии, геохимии, минералогии и петрографии раннепротерозойских Бе-толеитовых дайковых комплексов позволило сделать следующие выводы:

1. В пределах раннепротерозойских дайковых комплексов Бе-толеитового состава на территории Северной Карелии выделено три разновозрастных группы пород, отличающихся по особенностям минерального состава и геохимическим характеристикам: оливиновые Бе-толеиты, кварцевые Бе-толеиты, толеиты. По имеющимся геохронологическим данным, оли-виновые Ре-толеиты были образованы в период 2.33 млрд. лет, а кварцевые Бе-толеиты в период 2.11 млрд. лет. Время образования даек толеитового состава в настоящее время неизвестно.

2. Установленные в составе пяозерского комплекса долеритовых даек группы пород, а именно, оливиновые Бе-толеиты, кварцевые Бе-толеиты и толеиты, и их геохимические аналоги среди коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса не связаны между собой процессами кристаллизационного фракционирования. Это позволяет предполагать, что разнообразие составов пород в пределах раннепротерозойских Бе-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии обусловлено, прежде всего, процессами генерации магм в мантии.

3. Представляется наиболее вероятным, то комплексы даек Бе-толеитового состава были сформированы в результате

воздействие плюма, ответственного и за формирование ятулийских платобазальтов, а сами дайки представляют собой реликты питающей системы крупной магматической провинции.

4. Существование разновозрастных групп, не связанных генетически, в составе раннепротерозойских Fe-толеитовых дайко-вых комплексов Северной Карелии предполагает изменение границ и вещественного наполнения пяозерского комплекса долеритовых даек и комплекса коронитовых габбро, и, возможно, выделение других дайковых комплексов в северной части Карельского архейского кратона и Беломорском подвижном поясе.

Таким образом, формирование Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии не ограничивалось периодом 2.1 млрд. лет, а имело значительно более длительную геологическую историю. Тем не менее, для построения геохронологически обоснованной и петрологически корректной модели магматической активности на территории Восточной части Балтийского щита в ятулий-ское время, не достаточно единичных изотопных определений возраста, а необходимо детальное геохронологическое и изотопно-геохимическое изучение докембрийских магматических комплексов, особенно в пределах Беломорского подвижного пояса.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Степанова А.В. Базитовые дайки района д. Гридино, Западное Бе-ломорье // Материалы 9-й молодежной научной конференции «Геология Балтийского щита и других докембрийских областей России,Апатиты, ГИКНЦ РАН, 1995, с.113-118.

2. Степанов В. С, Степанова А.В. Интрузивные мафиты в докембрии Северной Карелии, петрология и корреляция // "Корреляция геоло -гических комплексов Фенноскандии" (тезисы докладов), СПб, 1996, с.87

3. Степанова А.В., Степанов B.C. Взаимоотношения долеритовой и габброноритовой даек в районе Айгубы оз. Верхнее Куйто // Вопросы геологии, магматизма и рудогенеза Карелии", Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1996, с. 13-16

4. Степанов B.C., СтепановаА.В. Геологические взаимоотношения базитовых даек и гранитоидов в СВ части о. Чулкашуари, оз. Пяо-зеро // Геология, петрография и геохимия докембрийских образований Карелии", Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1997, с. 19-22

5. Степанова А.В., Степанов B.C. Ассоциация толеитовых -Fe-толеитовых комплексов Северной Карелии // Основные закономерности эволюции магматизма в раннем докембрии Северной Карелии (заключительный отчет по теме 130 (план НИР), шифр З.1.5.), Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1997, с.290-311

6. Степанова А. В. Fe-толеитовые дайки Западного Беломорья // Беломорский подвижный пояс (геология, геодинамика, геохронология) (тезисы докладов), Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1997, с.55

7. Степанова А.В. Геохимия раннепротерозойских Fe-толеитовых даек северной части Карельского кратона // Материалы международной конференции «Рифтогенез, магматизм, металлогения докембрия. Корреляция геологических комплексов Фенноскандии», Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1999,с.157

8. Степанов B.C., СтепановаА.В. Раннепротерозойский магматизм северной Карелии: ассоциации магматических комплексов и главные черты эволюции // Материалы международной части конференции «Рифтогенез, магматизм, металлогения докембрия. Корреляция геологических комплексов Фенноскандии», Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1999, с.155-156

9. Степанова А.В. Раннепротерозойские Fe-толеитовые дайки Северной Карелии // Материалы X молодежной конференции «Геология и полезные ископаемые северо-запада и центра России», Апатиты, ГИ КНЦ РАН, 1999, с.85-87

10. Степанова А.В. Геология и петрология раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии // Геология и геоэкология Фенноскандии, Северо-Запада и Центра России. Материалы XI молодежной научной конференции, посвященной памяти К.О.Кратца, Петрозаводск, 2000, с. 84-89

11. СтепановаА.В., Ларионов А.Н, Степанов B.C., Слабунов А.И., Бибикова Е.В. Раннепротрозойский (2.1 млрд. лет) Fe-толеитовый магматизм Беломорской провинции Балтийского щита: геохимия,

геохронология, геодинамические следствия //Мантийные плюмы и металлогения. Материалы международного симпозиума, Петрозаводск-Москва, ИГ КарНЦ РАН, 2002, с.234-237

12. Степанова А. В., Ларионов А.Н., БибиковаЕ.В., Степанов B.C., СлабуновАМ. Раннепротерозойский (2.1 млрд. лет) Fe-толеитовый магматизм Беломорской провинции Балтийского щита: геохимия, геохронология//Доклады РАН, 2003, т.390, №4, с.528-532

13. СтепановаА.В., Ларионов А.Н, Бибикова Е.В., Степанов B.C., СлабуновАМ Геология, геохимия и геохронология ятулийского комплекса коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса Балтийского щита // материалы П Российской конференции по изотопной геохронологии «Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза» СПб, ИГГД РАН, 2003, с.487-489

14. Stepanov V.S., SlabunovA.I., StepanovaA.V. Lateral variations of late Archean and early Proterozoic mafic-ultramafic magmatism and changes uTcrustal thickness in the Earsten Fennoscandian (Baltic Shield). // MAEGS-9 (тезисы докладов) 4-9 сентября, 1995г., СПб,1995,с.1О9

15. Slabunov A.I., Stepanova A. V., Larionov AM, Stepanov V.S. and Bibikova E. V. Geology, geochronology and correlation of the Jatulian coronitic gabbro complex in the Belomorian mobile belt (BMB) // SVEKOLAPKO. An EUROPROBE project. 6th Workshop, Lammi, Abstracts.University of Oulu, report No.24.2001. P.55

Изд. лиц. № 00041 от 30.08.99. Подписано в печать 09.11.04. Формат 60x84 1/1 Бумага офсетная. Гарнитура «Times». Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Изд. № 69. Заказ № 450

Карельский научный центр РАН 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского, 50 Редакционно-издательский отдел

*гз50в

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Степанова, Александра Владимировна

Введение.

Глава I. Геологическое строение региона.10 t

1.1. Пяозерское поднятие Карельского архейского кратона.

1.2. Беломорский подвижный пояс.

Глава 2. Раннепротерозойский основной интрузивный магматизм Северной Карелии ^

2.1. Раннепротерозойский основной интрузивный магматизм Пяозерского поднятия Карельского архейского кратона.

2.2. Раннепротерозойский основной интрузивный магматизм Беломорского подвижного пояса.'.

Глава 3. Геология раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов

Северной Карелии.

3.1. Геологическая характеристика пяозерского комплекса долеритовых даек.

3.2. Геологическая характеристика коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса.

Глава 4. Петрография раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов

Северной Карелии.

4.1. Петрография долеритов.

4.2. Петрография коронитовых габбро. t

Глава 5. Геохимическая характеристика раннепротерозойских Fe-толеитовых

J дайковых комплексов Северной Карелии.

5.1. Геохимическая характеристика долеритовых даек Пяозерского поднятия

5.2. Геохимическая характеристика коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса.

5.3. Сравнительная геохимическая характеристика и геотектоническая позиция комплексов Fe-толеитовых даек северной Карелии.

Глава б Петрологическое моделирование процессов формирования раннепротерозойских комплексов Fe-толеитового состава.

6.1. Теоретические основы геохимического моделирования процессов магматического петрогенезиса.

6.2. Методика петрологического моделирования. tfgLt 6.3. Моделирование процессов формирования раннепротерозойских Feтолеитовых дайковых комплексов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Петрология высокожелезистых толеитовых дайковых комплексов раннего протерозоя Северной Карелии"

Докембрийские рои мафических даек широко распространены на континентах и являются важными источниками информации о главных периодах образования континентальных рифтов и фрагментации суперконтинентов (Ernst et al., 1995,2002; Condie, 1997; Courtillot et al., 1999).

Рои • мафических даек толеитового состава являются обычным для протерозоя. По составу они очень близки к фанерозойским континентальным платобазальтам (Тагпеу, 1992). Так как эти рои очень обширны, и иногда формируют радиальную систему тел, расходящихся из одной точки (Fahring, 1987), формирование их связывается с существованием плюма (LeCheminant and Heaman, 1989, Ewart et al., 1998) или рифтовой системы (Anderson, 2001, Storey В. С., 1999). Вследствие этого рои мафических даек рассматриваются как части крупных магматических провинций (LIPs), формирование которых может быть связано с подъемом глубинных мантийных плюмов (Ernst et al., 1995; Coftin and Eldholm, 1994).

Изучение роев мафических даек вносит значительный вклад в понимание геологической истории региона (Cadman et al., 1994, 1995, 2001). Дайки обычно изменены значительно меньше, чем связанные с ними вулканические породы. Кроме того, для многих мафических даек существует возможность прецизионного U/Pb датирования циркона и бадделеита. Тот факт, что внедрение роев мафических даек происходит в течение короткого временного интервала и на очень большой площади, позволяет использовать их как региональные временные маркеры. (Wingate, 2001," Vogel et al., 1998). Определение параметров региональных полей напряжений, произведенное на основании распределения и ориентации даек, дает ключ к пониманию тектонических процессов и обстановок, существовавших на момент внедрения даек (Halls et al., 1994, Hoek, 1994, Gudmundsson, 1995, Gudmundsson et al, 1999, Percival et al., 1994). Мафические дайки также прекрасно регистрируют магнитное поле Земли, а первичная остаточная намагниченность обычно сохраняющаяся в зонах закалки даек, позволяет проводить палеомагнитные реконструкции (Buchan et al., 2001, Krasnova&Gooskova, 1989, Mertanen et al, 1998).

Изучение роев мафических даек Восточной части Балтийского щита ' показало существование нескольких периодов магматической активности.

Комплексы высокомагнезиальных толеитов возраста 2.45 млрд. лет были установлены как на Карельском кратоне, так и в Беломорском поясе (Слабунов и др., 2001,. Степанов, 1994, Шарков и др., 1997). Еще один период широкого проявления основного магматизма приурочен к рубежу 2.11 млрд. лет. С ним связано формирование ятулийских платобазальтов (Голубев, Светов, 1983, Голубев и др., 2002), даек Fe-толеитов на карельском кратоне (Perttunen, 1987, Vuollo, 1994). На территории Беломорского подвижного пояса (БПП) были установлены геохимические аналоги Fe-толеитовых даек и ятулийских базальтов - породы I комплекса метапорфиритов - гранатовых габбро (Степанов, 1981; коронитовые ' габбро в данной работе) возраста 2115 млн. лет (Степанова и др. 2003). Изучение Fe-толеитовых даек ятулийского возраста на Карельском кратоне и коронитовых габбро в БПП является ключом к пониманию процессов формирования и эволюции крупных магматических провинций в протерозое.

Таким образом, целью работы было решение проблемы корреляции раннепротерозойских высокожелезистых толеитовых дайковых комплексов на Восточной части Балтийского щита. Достижение цели осуществлялось путем решения следующих задач;

1. детальное изучение геологии комплексов даек Fe-толеитов, определение их возраста и места в ряду других дайковых комплексов региона;

2. изучение минералого-петрографических особенностей пород дайковых комплексов Fe-толеитового состава; i

3. изучение геохимии высокожелезистых толеитов, которому уделено особое внимание, так как данные по редкоэлементному составу пород стали ключом к пониманию процессов формирования и-последующей дифференциации родоначальных магм комплексов и условий мантийной магмогенерации.

4. сопоставление высокожелезистых дайковых комплексов Северной Карелии с аналогичными породами Восточной части Балтийского щита и других регионов мира, с целью установления геотектонических обстановок формирования.

Научная новизна

- На основании комплексных прецизионных исследований в составе пяозерского комплекса долеритовых даек выделено три разновозрастные группы пород.

- Аналогичные по химическому составу и содержанию рассеянных элементов группы пород установлены в составе комплекса коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса.

- Получен изотопный возраст для кварцевых Fe-толеитов в составе комплекса коронитовых габбро Беломорского пояса, определенный на ионном зонде Сашеса 1270 (NORDSIM). Он составил 2115±25 млн. лет.

Фактический материал

Основой для петрологических построений послужили данные, собранные в ходе полевых работ 1993, 1995, 1997, 1999, 2000 и 2003 гг. Значительная часть исследований.была выполнена на материале из коллекции В.С.Степанова, часть которого была собрана при участии автора в ходе полевых работ 1987-1988 гг. В U работе также использованы данные, любезно предоставленные Ю.И. Сыстрой и опубликованные данные А.С. Еина (1984) по петрохимии комплекса долеритов.

Исследования проводились в рамках работ по темам «Основные закономерности эволюции эндогенных процессов в раннем докембрии Северной

Карелии» (1991-1996, тема 130 ГР 01.9.20.004147), «Эволюция земной коры V

Беломорского подвижного пояса Балтйского щита» (1997-2001гг., тема 157, ГР 02.2.00.200741), «Геология и эволюция эндогенных процессв в архее и раннем протерозое южного Беломорья» (2002-2007 гг. тема 178, ГР 01.2.00.210713) и в рамках российско - финляндско - канадского проекта «Рои мафических даек Фенноскандии» (1993-1996).

В' процессе исследований изучено более 500 шлифов, выполнено 35 микрозондовых определений составов минералов. В работе использовано более 150 химических анализов. Определение содержаний петрогенных элементов проводилось в аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН. Содержания редких элементов в 70 образцах (рентгено-флюоресцентный анализ) были определены в аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН (VRA-33) и Институте электронной ^ оптики, Университет Оулу, Финляндия (Siemens SRS 303AS). Содержания редкоземельных элементов в 18 образцах (метод ICP-MS) были определены в университете Оулу (Финляндия). Изотопный возраст цирконов из дайки коронитовых габбро определен на ионном зонде Сашеса 1270 (NORDSIM) А.Н.Ларионовым.

Практическая значимость

Результаты исследований могут быть использованы при построении петрологически обоснованной модели тектонической эволюции территории Северной Карелии в раннем протерозое, а также при изучении металлогенической специализации ятулийских магматических комплексов. Изотопное определение возраста коронитовых габбро является реперным для региональной геологии.

Установлено, что дайки долеритов центральной части Пяозерского поднятия Карельского кратона являются весьма перспективными* для палеомагнитных реконструкций, что необходимо учитывать в ходе последующих исследований.

Защищаемые положения Среди раннепротерозойских даек высокожелезистых толеитов, объединенных в северной части Карельского архейского кратона в пяозерский комплекс долеритовых даек, установлено три группы пород -оливиновые Fe-толеиты, кварцевые Fe-толеиты и толеиты.

2. Коронитовые габбро Беломорского подвижного пояса коррелируются с долеритами пяозерского комплекса. Среди них установлены! геохимические аналоги оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов и толеитов. Возраст кварцевых Fe-толеитов Беломорского подвижного* пояса 2115 млн. лет.

3. Комплексы даек Fe-толеитов северной части > Карельского кратона и Беломорского подвижного * пояса являются компонентом Карельской трапповой провинции, и представляют собой' реликты ее питающей системы.

4. Выделенные в составе комплексов группы пород сформированы в результате нескольких эпизодов частичного плавления мантийных источников различавшихся по редкоэлементному составу, но не связаны между собой процессами кристаллизационного фракционирования.

Объем и структура работы

Работа состоит из 6 глав, введения и заключения. Общий объем работы составляет 204 страниц, включая 73 рисунка, 16 таблиц (10 в тексте и 6 в приложении), список литературы из 116 наименований и приложения.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Степанова, Александра Владимировна

Выводы:

1. Формирование всех выделенных групп пород Fe-толеитового состава происходило в два этапа: первый - частичное плавление мантийного i перидотита, второй - кристаллизационная дифференциация первичных расплавов.

2. Формирование первичных расплавов оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов и толеитов происходило в результате различных степеней плавления источников различного состава на разной глубине.

3. Первичные магмы оливиновых Fe-толеитов были получены в результате 5% плавления примитивной мантии (РМ) в поле стабильности шпинели.

4. Первичные магмы кварцевых толеитов были получены в результате 7% плавления более деплетированного источника в поле стабильности шпинели.

5. Формирование первичных расплавов толеитового состава происходило в поле стабильности шпинели из мантийного перидотита с более низким Zr/Y отношением, и более деплетированного редкими элементами, чем в двух / других случаях. Степень плавления составляла около 12%.

Сопоставление результатов геохимического моделирования петрогенетических процессов для раннепротерозойских толеитов Северной Карелии с моделями формирования фанерозойских континентальных платобазальтов показало возможность проведения аналогии с континентальной платобазальтовой провинцией Парана (возраста ~ 125-130 млн. лет) в Южной Америке, разнообразие составов базальтов в которой описывается в рамках модели смещения зоны генерации расплава в мантии в результате подъема плюма Тристан-да-Кунья (Garland et al., 1996). Последовательное уменьшение Zr/Y отношения от оливиновых Fe-толеитов к толеитам, наблюдаемое в дайковых комплексах, описано и для фанерозойских платобазальтовых провинций (Каруу (Sweeney et al., 1994), Парана (Garland et, al., 1996)) что, также косвенно может свидетельствовать i об уменьшении глубины зоны генерации первичных расплавов от более древних пород к более молодым (Sweeney et al., 1994). В рамках указанной модели уменьшение зоны генерации расплава принимается и как фактор, ответственный за последовательное снижение обогащенности расплавов от более древних пород к более молодым.

Тем не менее, несмотря не некоторое сходство в последовательности формирования и составах пород невозможно проводить прямые корреляции между протерозойскими дайковыми комплексами и фанерозойскими платобазальтами. Значительная разница в предполагаемом времени образования протерозойских (200 млн. лет) и фанерозойских (10-20 млн. лет) LIPs требует привлечения других, более сложных моделей магмогенерации. Один из возможных путей решения данной проблемы - широкое использование геохронологических и изотопно-геохимических методов при детальном изучении всех этапов формирования протерозойских LIPs.

Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные и результаты геохимического моделирования процессов формирования раннепротерзойских Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии позволяет сформулировать следующее защищаемое положение:

4. Выделенные в составе комплексов группы пород сформированы в результате нескольких эпизодов частичного плавления мантийных источников различавшихся по редкоэлементному составу, но не связаны между собой процессами кристаллизационного фракционирования.

Заключение

Изучение геологии, минералогии, петрографии и геохимии раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов послужило предпосылкой к достижению основных целей и задач, поставленных в ходе данного исследования. Представляется возможным на основании полученных результатов сделать следующие выводы:

1. В пределах раннепротерозойских дайковых комплексов Fe-толеитового

I J состава на территории Северной Карелии выделено три разновозрастных группы пород, отличающихся по особенностям минерального состава и геохимическим характеристикам: оливиновых Fe-толеитов, кварцевых Fe-толеитов, толеитов. По имеющимся геохронологическим данным, оливиновые Fe-толеиты были образованы в период 2.33 млрд. лет, а кварцевые Fe-толеиты в период 2.11 млрд. лет. Время образования даек толеитового состава в настоящее время неизвестно.

2. Установленные в составе пяозерского комплекса долеритовых даек группы пород, а именно, оливиновые Fe-толеиты, кварцевые Fe-толеиты и толеиты, и их геохимические аналоги среди коронитовых габбро Беломорского подвижного пояса не связаны между собой процессами кристаллизационного фракционирования. Это позволяет предполагать, что разнообразие составов пород в пределах раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии обусловлено, прежде всего, процессами генерации магм в мантии.

3. На основе геохимического моделирования процессов формирования раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов установлено, что выделенные группы пород были образованы в результате различных степеней частичного плавления мантийных перидотитов, отличающихся по редкоэлементному составу.

4. Существование разновозрастных групп, не связанных генетически, в составе раннепротерозойских Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии предполагает изменение впоследствии границ и вещественного наполнения ' пяозерского комплекса долеритовых даек и комплекса коронитовых габбро, возможно, выделение еще нескольких дайковых комплексов в северной части Карельского архейского кратона и Беломорском подвижном поясе.

5. Представляется наиболее вероятным, то комплексы даек Fe-толеитового состава были сформированы в результате воздействие плюма, ответственного и за формирование ятулийских платобазальтов, а сами дайки представляют собой реликты питающей системы крупной магматической провинции.

Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, I что формирование Fe-толеитовых дайковых комплексов Северной Карелии не ограничивалось периодом 2.1 млрд. лет, а имело значительно более длительную геологическую историю. Тем не менее, для построения геохронологически обоснованной и петрологически корректной модели магматической активности на территории Восточной части Балтийского щита в ятулийское время, не достаточно единичных изотопных определений возраста, а необходимо детальное геохронологическое и изотопно-геохимическое изучение докембрийских магматических комплексов, особенно в пределах Беломорского подвижного пояса.

150

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Степанова, Александра Владимировна, Петрозаводск

1. Арестова Н.А. Генезис исходного расплава друзитов и возможный механизм формирования контрастной расслоенности друзитовых массивов // Тезисы докладов "Беломорский подвижный пояс: геология, геодинамика, геохронология". Петрозаводск, 1997. С. 13.

2. Балаганский В. В., Ефимов М.М.,. Богданова М.Н., Козлова Н.Е. Эволюция базит-гипербазитового (друзитового) магматизма северо-западного Беломорья // Магматические комплексы докембрия северо-восточной части Балтийского щита. Апатиты, 1983. С. 54-65.

3. Балаганский В.В., Глазнев В.Н., Осипенко Л.Г. Раннепротерзойская эволюция северо-востока Балтийского щита: террейновый анализ // Геотектоника. 1998. №2. С. 16-28.

4. Бибикова Е.В. Геохронология Беломорского подвижного пояса // Тезисы докладов "Беломорский подвижный пояс: геология, геодинамика, геохронология". Петрозаводск, 1997. С. 18.

5. Володичев О.И. Беломорский комплекс Карелии (геология и петрология). Л.: Наука, 1990. 248 с.

6. Володичев О.И. Беломорский подвижный пояс: основные события геологической истории // Тезисы докладов "Беломорский подвижный пояс: геология, геодинамика, геохронология)". Петрозаводск, 1997. С.22-23.

7. Геология и магматизм области сочленения беломорид и карелид (Беломорско-Карельский глубинный разлом). JL, 1974, 184 с.

8. Геология Карелии, Л., 1987. 231 с.

9. Голубев А.И., Светов А.П. Геохимия базальтов платформенного вулканизма Карелии. Петрозаводск, 1983. 190 е.;

10. Голубев А.И., Филиппов Н.Б., Иваников В.В. Карельская трапповая провинция: пример магматической и геодинамической эволюции плюма в раннем протерозое// Мантийные плюмы и металлогения, Москва-Петрозаводск, 2002, С.60-63

11. Горлов Н.В. Структура беломорид (северо-западное Беломорье). Л., 1967. 111 с.

12. Гришин А.С. Геоблоки Балтийского щита. Петрозаводск. Карелия, 1990. С.112.

13. Еин А.С. Дайки базитов Северо-западной Карелии // Интрузивные базиты и гипербазиты Карелии. Петрозаводск: КФАН СССР. 1984. С. 30-41.

14. Ефимов А. А. Геологическое строение, условия формирования и платиноносность Ковдозерского базит гипербазитового массива (северозападное Беломорье) // Автореферат канд. дисс.1999.

15. Ефимов М.М. К геологии „друзитов" Северо-Западного Бепоморья // Базит-гипербазитовый магматизм Кольского полуострова. Апатиты, 1978. С. 58-70.

16. Кадик А.А., Луканин О.А., Лапин И.В. Физико-химические условия эволюции базальтовых магм в приповерхностных очагах. М.: 1990, 346 с.

17. Каулина Т.В. U-Pb датирование цирконов из реперных геологических объектов Беломорско-Лапландского пояса (Северо-Западное Беломорье) // Автореферат канд. дисс.1996.

18. Кратц К.О. Геология карелид Карелии. Л., 1963. 209 с.

19. Лавров М.М. Олангская группа интрузий // Геохимия гипербазитов Карело-Кольского региона. Л., 1971. С. 61-72.

20. Магматические формации раннего докембрия территории СССР. 1-я кн. 1980. 285 с.

21. Малашин М.В., Голубев А.И., Иваников В.В., Филиппов Н.Б. Геохимия и петрология мафических вулканических комплексов нижнего протерозоя Карелии. I. Ятулийский трапповый комплекс. //Вестник СПбГУ, Сер.7.2003, вып. 1 (№7) с.3-32

22. Малов Н.Д., Шарков Е.В. Состав исходного расплава и условия кристаллизации раннедокембрийских интрузивов друзитового комплекса Беломорья // Геохимия, № 7, 1978, с.1032-1039.

23. Матреничев В.А. вулканизм архейских зеленокаменных поясов Карелии: модели происхождения и гетерогенность источников //Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, СПб, 2000

24. Семенов B.C., Коптев-Дворников Е.В., Борковский A.M., Киреев Б.С., Пчелинцева Н.Ф., Васильева М.О. Расслоенный троктолит габброноритовый интрузив Ципринга, Северная Карелия: геологическое строение // Петрология. 1995. Т.З. №6. С. 645-649.

25. Сибелев О.С. Позднесвекофенский (PR1) этап метаморфизм (ЮЗ часть Кольского полуострова и Северная Карелия) // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, Петрозаводск, 1998

26. Слабунов А.И., Степанов B.C. Ксенолиты из батолита Северной Карелии -реликты вулканитов архейского зеленокаменного пояса// Геохимия. 1993. № 6. С. 841-851.

27. Стенарь М.М. Архей // Этапы тектонического развития докембрия Карелии. Л., 1973, с.5-49.

28. Степанов B.C. Возрастные взаимоотношения и петрохимические особенности основных магматитов Пяозеро // Интрузивные базиты и гипербазиты Карелии. Петрозаводск, 1984. С.41-52.

29. Степанов B.C. Комплекс лерцолитов габброноритов среди друзитов Западного Беломорья // Тез. докл. геол. Межобл. конфер. по проблеме „Геология иполезные ископаемые Карелии". Петрозаводск, 1971, с.14-17.•»

30. Степанов B.C. Магматиты Пяозерского блока (петрохимические особенности и последовательность образования комплексов) // Докембрий Северной Карелии:

31. Степанов B.C. Основной магматизм докембрия Западного Беломорья. Л. Наука, 1981,216 с.

32. Степанов B.C., Слабунов А.И. Амфиболиты и ранние базит ультрабазиты докембрия Северной Карелии. JL: Наука, 1989. 175 с.

33. Степанова А.В., Ларионов А.Н, Бибикова Е.В., Степанов B.C., Слабунов А.И. Раннепротеролзойский (2.1 млрд. лет) Fe-толеитовый магматизм беломорской провинции Балтийского щита: геохимия, геохронология // ДАН, 2003, т.390, № 4, с. 528-532.

34. Степанова А.В., Ларионов А.Н, Степанов B.C., Слабунов А.И., Бибикова Е.В.

35. Степанова А.В. Базитовые дайки района дер. Гридино, Западное Беломорье // Материалы 9-й молодежной научной конференции «Геология Балтийского щита и других докембрийских областей России», 17-19 апреля 1995г. С. 113118, Апатиты, 1995.

36. Строение земной коры юго-восточной части Балтийского щита по геофизическим данным. Л., Наука. 1983. 180 с.

37. Сыстра Ю.Й. Тектоника Карельского региона. Л.: Наука, 1991. 176 с.

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

39. Шарков Е.В. Раннепротерозойские расслоенные интрузивы Балтийского щита // Проблемы генезиса магматичеких и метаморфических пород. Тезисы докладов. С.Пб., 1998, с.52-53.

40. Шарков Е.В., Смолькин В.Ф., Красивская И.С. Раннепротерозойская магматическая провинция высокомагнезиальных бонинитоподобных пород в восточной части Балтийского щита // Петрология, 1997. т.5. № 5. с.503-522.

41. Шуркин К.А., Митрофанов Ф.П. Магматогенные и ультраметагенные комплексы восточной части Балтийского щита и их корреляция на основе формационного анализа // В кн.: Проблемы магматизма Балтийского шита. Л., 1971, с.10-15.

42. Основные закономерности эволюции магматизма в раннем докембрии Северной Карелии (заключительный отчет по теме 130, шифр 3.1.5.), Петрозаводск, 1997

43. Aitcheson, S., and Forrest, А. Н. Quantification of Crustal Contamination in Open Magmatic Systems // Journal of Petrology, v. 35, №2. P.461 -488. 1994

44. Alapieti, Т., The Koillismaa layered igneous complex, Finland — its structure, mineralogy and geochemistry, with emphasis on the distribution of chromium. Geological Survey of Finland, Bulletin 319. 116 p. 1982.

45. Albarede F., Introduction to Geochemical Modelling, Cambridge University Press, 1995, 530c.

46. Allegre, С J and Minster, J F , 1978 Quantitative models of trace element behavior inmagmatic processes Earth Planet Sci Lett., 38 1

47. Amelin, Yu.V., Heaman, L.M., Semenov, V.S. U-Pb geochronology of layered mafic intrusions in the eastern Baltic Shield: implications for the timing and duration of Paleoproterozoic continental rifting // Precambrian Res. 1995. V. 75. P. 31-46.

48. Anderson, D. L., Top-down tectonics, Science, 293, 2016 (2001).

49. Arndt N., Chauvel C., Czamanske G.; Fedorenko V. Two mantle sources, two plumbing systems: tholeiitic and alkaline magmatism of the Maymecha River basin, Siberian Food volcanic province// Contrib Mineral Petrol (1998) 133: 297-313

50. Arndt N.T. Thick layered peridotites-gabbro lava flows in Munro Township, Ontario. Canadian Journal of Earth Scienses, 14,2620-2637, 1977.

51. Bogdanova S.V., Bibikova E.V. The «Saamian» of the Belomorian Mobile Belt: new geochronological constrains // Precambrian Res. № 64. 1993. P. 131-152.

52. Boudreau, A.E., PELE A version of the MELTS software program for the PC platform. Computers and Geosciences, v. 25, pp. 21-23, 1999.

53. Buchan K.L., Ernst R.E., Hamilton M.A., Mertanen S., Pesonen L.J., Elming S. Rodinia: the evidence from integrated palaeomagnetism and U-Pb geochronology // Precambrian Research 110 (2001) p.9-32

54. Cadman A.C., Tarney J., Baragar W.R.A., Wardle R.J. Relationship between Proterozoic dykes and associated volcanic sequences: evidence from the Harp Swarm and Seal Lake Group, Labrador, Canada. // Precambrian Research, 1994, v.68, c.357-374

55. Cadman A.C., Tarney J., Bridgwater D., Mengel F., Whitehouse M.J., Windley B.F. The petrogenesis of the Kangamiut dyke swarm, W. Greenland // Precambrian Research v. 105, 2001, p. 183-203

56. Condie K.C. Sources of Proterozoic mafic dyke swarms: constraints from Th/Ta and La/Yb ratios // Precambrian Research 87 (1997), p.3-1465. .Continental Flood Basalts, Macdougall J. (ed.), Kluwer Academic Publishing, Dordrecht, 1988.

57. Courtillot V., Jaupart C., Manighetti I., Tapponnier P., Besse J. On causal links between flood basalts and continental breakup // Earth and Planetary Science Letters 166(1999) 177-195

58. Cox K.G. A model for flood basalt volcanism// JP, v.21, №4, 1980, p.629-651

59. Cox, KG, Numerical modeling of a randomized RTF magma chamber: A comparison with continental flood basalt sequences: Journal of Petrology, 29, 1988, 681-697.

60. DePaolo, D.J., Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization: Earth Planet. Sci. Lett. 53, 189-202 (1981)

61. Ernst R.E., K.L.Buchan, H.C.Palmer Giant dyke swarms: Characteristics, distribution and geotectonic applications.// Physics and Chemistry of the dykes, Baer&Heimann(eds), Rotterdam, 1995, c.3-19.

62. Fram M.S., Lesher C.E. Generation and Polybaric Differentiation of East Greenland Early Tertiary Flood Basalts // J.P. V. 38 № 2 p. 231-275, 1997

63. Garland F., Turner S., Hawkesworfh C. Shifts in the source of the Parana basalts through time // Lithos, v.37, 1996, p. 223- 243

64. Gast, P.W. Trace element fractionation and the origin of tholeiitic and alkaline magma types. Geochim. Cosmochim Acta, 32: 1057—1086, 1968.

65. Ghiorso, M. S., & Sack, R. O. MELTS: Software for the thermodynamic analysis of phase equilibria in magmatic systems. GSA Abst. with Prog., 25, А96Д993

66. Gibson S.A., Thompson R.N., Dickin A.P. Ferropicrites: geochemical evidence for Fe-rich streaks in upwelling mantle plumes // EPS, 174, 2000, 355-374 (

67. Griffin W.L.& Heier K.S. Petrological implications of some corona structures. Lithos, 1975, v.6, c.315-335

68. Gudmundsson A., Marinoni L.B., Marti J. Injection and arrest of dykes: implications for volcanic hazards // Journal of Volcanology and Geothermal Research, v. 88, 1999, p.1-13

69. Gudmundsson A., The geometry and growth of dykes. //Physics and Chemistry of the dykes, Baer&Heimann (eds), Rotterdam, 1995, c.23-33.

70. Halls H.C., Palmer H.C., Bates M.P., Phinney Wm.C., Constrains on the nature of the Kapuskasing structural zone from the study of Proterozoic dyke swarms.// Can.J.Earth Sci. V.31, 1994, c.l 182-1195.

71. Hoek H., Mafic dykes of the Vestfold Hills, East Antarctica (an analysis of the emplacement mechanism of tholeiitic dyke swarms and of the role of dyke i emplacement during crustal extension., Utrecht University, Nederlands, 1994, 128c.

72. Irvine T.N., Baragar W.R.A. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks // Can. J. Earth Sci. 1971. V.8. P.523-548.

73. Jan M.Q., Karim A .Coronas and high-P veins in the metagabbos of the Kohistan island arc, northern Pakistan: evidence for crustal thickening during cooling. // J. Metamorphic Geol., 1995, v. 13, c.357-366

74. Jensen L.S. A New Cation Plot for Classifying Subalkalic Volcanic Rocks. Ontario Division of Mines. MP 66. 1976. 22 p.

75. Johnston S.T., Thorkelson D. J. Continental Flood basalts: episodic magmatism above long-lived hotspots // Earth and Planetary Science Letters 175 (2000) 247-256

76. Jonson C.D., Carlson W.D.The origin of olivine-plagioclase coronas in metagabbros from the Adirondac Mountains, New York.// J. metamorphic Geol., 1990, v.8, c.697-717

77. Krasnova A.F., Gooskova E.G.paleomagnetism of Precambrian basic intrusion and dykes of Northern Karelia, earsten fenoscandian Shield. // Precambrian Research, 1995, v.74, c.245-252

78. Le Maitre R.W. (ed.). A classification of igneous rock and glossary of terms. Oxford: Blackwell, 1989. 193 p.

79. McDonough W.F. Chemical and isotopic sistematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and process // Magmatism in the Ocean basins. Geol. Soc. Spec. Publ. 1989. № 42. P. 313-345;

80. Mertanen S., Halls H.C., Vuollo J.I., Pesonen L.J., Stepanov V.S. Paleomagnetism of

81. Ga mafic dykes in Russian Karelia, eastern Fennoscandian Shield implications hfor continental '

82. Modeland S., Francis D., Hynes A. Enriched mantle components in Proterozoic continental-flood basalts of the Cape Smith foldbelt, northern Quebec // Lithos 71 (2003) 1 17

83. Morimoto N. Nomenclature of pyroxene // Mineral. Mag. 1988. V. 52. No 4. P. 535550.

84. Nielsen, R.L. BIGD: a FORTRAN program to calculate trace-element partition coefficients for natural mafic and intermediate composition magmas. Computers and Geosciences 18: 773-788. 1992.i J

85. Nykanen V.M., Vuollo J.I., Liipo J.P., Piiranen T.A. Transitional (2.1Ga) Fe-tholeiitic magmatism in the Fennoscandian Shield signifying lithostheric thinning during Paleoproterozoic extenzional tectonics. // Precambrian Research, 1994, v.70, c.45-65

86. Percival J.A., Palmer H.C., Barnett R.L. Quantitative estimates of emplacement level of postmetamorphic mafic dykes and subsequent erosion magnitude in the southern Kapuskasing uplift. // Can.J.Earth Sci. V.31, 1994, c. 1218-1226.

87. Perttunen, V. Mafic dykes in the northeastern part of the Pudasjarvi Granite Gneiss Complex// Suomen diabaasitja muut mafisetjuonikivilajit. Geol. Surv. Finland, Report of Investigation 76. P. 29-34, 1987.

88. Pik R., Deniel C., Coulon C., Yirgu G., Hofmann C., Ayalew D. The northwestern Ethiopian Plateau flood basalts: Classification and spatial distribution of magma types // Journal of Volcanology and Geothermal Research 81, 1998, p. 91-111

89. Pik R., Deniel C., Coulon C., Yirgu G., Marty B. Isotopic and trace element signatures of Ethiopian flood basalts: Evidence for plume-lithosphere interactions // Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 63, No. 15, pp. 2263-2279, 1999

90. Rivers Т., Mengel F.C. Constrasting assemblages and petrogenetic evolution of corona and noncorona gabbros in the Grenville Province of Western Labrador. // Can.J.Earth Sci. V.25, 1988, c.1629-1648.

91. Sen G. Generation of Deccan Trap magmas// Proc. Indian Acad. Sci. (Earth Planet. Sci.), 110, No. 4, December 2001, pp. 409-431

92. Show D.M.A. Review of K-Rb Fractionation trends by covanance analysis // Geochimica et Cosmochimica Acta, 1968, Vol., 32 P.573-602.

93. Silvennoinen A. Suomen geologinen kartta, 1:100 000. Lehti 4524+4542 // Kuusamo. Helsinki, 1973.

94. Sun S.-S., Nesbitt, R.W & McCulloch, M.T., In CRAWFORD, A.J. (ed) Boninites and Related Rocks Unwin-Hyman, London. 149-173.

95. Sun S. -S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of ocean basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the Ocean Basins. Geol. Soc. Spec. Publ. 1989. № 42. P. 313 345.

96. Takahahshi E., Nakajima K., Wright T.L. Origin of the Columbia River basalts: melting model of a heterogeneous plume head // Earth and Planetary Science Letters 162 (1998) 63-80

97. Vogel D.C., Vuollo J.I., Alapieti T.T., James R.S. Tectonic, stratigraphic, and geochemical comparisons between ca. 2500-2440 Ma mafic igneous events in the Canadian and Fennoscandian Shields // Precambrian Research 92 (1998) 89-116

98. Vuollo J.I. Palaeoproterozoic basic igneous events in Eastern Fennoscanduan shield between 2,25 and 1.97 Ga, studied by means of mafic dyke swarms and ophiolites in Finland. 1994. 47 p.

99. Vuollo J.I. U-Pb baddeleite ages of mafic dyke swarms in the eastern Fennoscandian shield // Belomorian mobile belt: geology, geodynamics, geochronology, p.120, 1997.

100. Wiebe R.A. Fe-rich tholeiitic liquids and their cumulate products in the Pleasant Bay layered intrusion, coastal Maine // Contrib Mineral Petrol (1997) 129: 255-267

101. Xu Y., Chung S.-L., Jahn В., Wu G. Petrologic and geochemical constraints on the petrogenesis of Permian-Triassic Emeishan flood basalts in southwestern China // Lithos v.58,2001, p.145-168

102. Yang H.-J., Frey F.A., Weis D., Giret A., Pyle D., Michon G. Petrogenesis of the Flood Basalts Forming the Northern Kerguelen Archipelago: Implications for the Kerguelen Plume // J.P. V. 39 № 4 p.711-748,1998

103. C-1390-8 C-1412-1 C-1412-5 C-1413-1 C-1414-4 C-1427-3 C-1427-4 C-1428-2

104. Si02 48.76 49.39 49 91 49 25 48.78 52.77 51 04 51.26тю2 3.03 0 80 1.12 1.42 1.10 2.04 1.37 1 40

105. А1203 13 40 16 34 13 54 14 18 16 02 12.96 13 42 13 84

106. Fe203* 15.75 11.36 15 05 18 09 13.91 16.91 14 89 15 31

107. MnO 0.21 0 22 0 21 0 25 0.25 021 021 0 22

108. MgO 7.20 7 59 7 40 5 54 7 07 451 7 07 6 26

109. CaO 9 89 11.67 11 53 9 80 11.16 841 9 78 10 43

110. Na20 2.27 2.10 2 12 2 45 2.11 2 55 2 40 2 04

111. K20 0.54 0 20 0 30 041 0.19 0 85 0 97 041

112. Р2О5 0.30 0 08 0 12 0 14 0 58 0 23 0 14 0 14

113. C-1459-21 C-1459-23 C-1459-32 C-1459-35 C-1459-6 C-1459-8 C-1459-8 C-1471-4

114. Si02 50 01 50.09 49.78 51.61 50.46 50.76 50 93 50 04тю2 1.43 1.22 1.65 1.46 1.38 1.42 1 42 1.26

115. АЬОз 13.94 13.56 16 01 14.58 14 84 13 23 13 27 14 61

116. Fe203* 16.36 15.57 15 83 16 12 17.33 18.70 16 83 15 58

117. МпО 0.24 0.22 0.15 0 25 0 26 0 23 0 23 0 25

118. MgO 6.06 6 89 5 33 5 30 5.30 541 5 43 6 58

119. СаО 10.14 10.58 6 99 8 42 10 36 10 22 10 25 1050

120. Na20 2.36 2.36 4 50 2 44 2 56 2 39 2 40 2 25

121. К20 0.41 0.38 2.18 0 97 0 45 0 04 0 40 0 24

122. Р205 0 47 0 46 I 03 021 0 14 0 26 0 26 001

123. Н20 0.16 0.17 0.12 0 03 0.32 0.13 0 13

124. I 0.65 0.66 1 01 1.38 1.49

125. Сг 174 99 130 181 182 3251. Ni 36 54 71 39 39 681. Со 54 47 55 59 59 571. Sc

126. V 366 406 246 346 347 2861. Си 256 1. РЬ 7 1. Zn 120 1. Mo 1. Cs 3 00

127. Ва 102 418 134 100 100 101

128. Sr 126 247 442 129 129 1261. TI 1. Та 1. Nb 7.1 12 2 60 60 6 11. Zr 88 154 91 91 85

129. Ti 8549 7290 9892 8729 8273 8513 8537 75361. Y 28 37 29 29 27

130. Th 6.07 6.23 6 00 6 081. 6.70 1. Ce 12.00 1. Pr 1. Eu 0.93 1. Gd 1. Tb 0.68 1. Dy