Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

U-Pb датирование цирконов из реперных геологических объектов Беломоро-Лапландского пояса

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "U-Pb датирование цирконов из реперных геологических объектов Беломоро-Лапландского пояса"

3ГБ ОД

1 О ЯНВ 1395 На пРавах рукописи

КАУЛИНА Татьяна Владимировна

О-РЙ ДАТИРОВАНИЕ ЦИРКОНОВ ИЗ РЕПЕРНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ БЕЛ0М0Р0- ЛАПЛАНДСКОГО ПОЯСА

(СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ БЕЛОМОРЬЕ)

УДК 550.93+550.42 (470.21) Специальность - 04.00.02 - геохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт- Петербург 1996

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

Научный руководитель

член-корреспондент РАН, д.г.-м.н. Митрофанов Ф.П.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

Бибикова Е.В. (ГЕОХИ РАН) кандидат геолого-минералогических наук Левченков O.A. (ИГГД РАН)

Ведущая организация:

Всесоюзный научно-исследовательский

геологический институт (ВСЕГЕИ)

Защита состоится 8 Февраля 1996 года в 10 час. на заседании диссертационного совета Д.003.72.01 при Институте геологии и геохронологии докембрия по адресу: 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д.2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ИГГД РАН

Автореферат разослан__года

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук ТПЩеглоиа

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Эволюция земной коры в раннем докембрии - одна из актуальных проблем современной геологам. Важным составляющим звеном этой проблемы является восстановление истории геологического развития полискладчатых и полиметаморфических поясов, расположенных на границах между крупными областями коры континентального типа. К таким структурам на Кольском полуострове относится Беломоро-Лаплавдский пояс (БЛП). расположенный между Карельской 1ранит-зеленокаменной и Кольской гранулито-гнейсовой областями.

Цель.ц.задзта работа

Цель работы состояла в и-РЬ датировании релерных пород, соответствующих наиболее значимым геологическим процессам в развитии БЛП, выявленных ранее 'геологическими и петрологическими методами.

Задачи:

- выделение типов циркона, наиболее подходящих для изотопно-геохронологических исследований;

- проведение изотопного и-РЬ анализа 4то цирконам и современная обработка и-РЬ данных;

- корректировка последовательности эндогенных процессов на основе полученных датировок.

Научная новизна работы

В Северо-Западном Беломорье в ассоциации тоналитовых гнейсов (п-ов Толстик) в интервале 2.76-2.6 млрд. лет выделены две возрастные группы пород (2761±10 и 2685±8 млн. лет);

- выявлено два этапа образования существенно калиевых гранитов 2.41-2.38 млрд. лет и 2.27 млрд. лет (п-ов Толстик)

- в Колвицкой зоне определен возраст днорито-гнейеов (2436±6 млн. лет), которые являются завершающей фазой проявления анортозиг-габбро-диоритовой формации.

В Порьегубско-Умбинской структуре впервые определен возраст:

- эндербитов - около 2521 млн. лет;

- субщелочных гранитов - 2289120 млн. лет;

- развития эндербитовой лейкосомы - 2181 ±8 млн. лет;

- пегматитов - 2056±3 млн. лет, этот возраст является верхним пределом (по крайней мере, для этого участка) проявления высокобарического гранулитового метаморфизма лапландского типа.

Фактический материал и методы исследования

Геологическую основу работы составили геолого-петрологические материалы М.Н.Богдановой и М.М.Ефимова, а также собранные и обработанные автором за период с 1990 по 1995 гг. под руководством М.Н.Богдановой. Отобрано 50 геохронологических проб. Автором проведены изотопно-геохронологические исследования цирконов из 14 породных комплексов 11-РЬ и РЬ-РЬ методами в лаборатории геохронологии ГЙ КНЦ РАН. Выполнены анализы изотопного состава свинца и содержаний урана и свинца методом изотопного разбавления для 50 навесок циркона, по результатам которых построено 13 изохронных зависимостей, а также около 40 анализов изотопного свинца в цирконах РЬ-РЬ методом термоионной эмиссии.

Практическая значимость

Получены новые геохронологические данные (по возрасту формирования и преобразования ряда реперных геологических объектов БЛП) позволяющие существенно дополнить и частично пересмотреть региональную шкалу последовательности эндогенных процессов в С-3 Беломорье. Полученные геохронологические данные могут быть использованы при составлении новых геологических карт северо-западного Беломорья, региональных геологических и тектонических построений, формационного анализа магматизма и метаморфизма.

Апробация работы

Основные положения работы были доложены на конференциях молодых ученых, посвященных памяти К.О.Кратца (Апатиты, 1992, 1995; Петрозаводск, 1994), на Первом Всероссийском петрографическом совещании "Магматизм и геодинамика" (Уфа, 1995) и на Всероссийском совещании по проблеме "Главнейшие рубежи геологической эволюции земли в докембрии и их изотопно-геохронологическое обоснование" (С.-Петербург, 1995), по теме диссертации опубликовано 6 работ.

Автор глубоко признателен Богдановой М.Н. за огромную помощь при изучении геологии района, постоянные плодотворные обсуждения геологических проблем и любезно предоставленные материалы. При написании работы очень помогли неоценимые консультации В.В.Балаганского, В.Р.Ветрина, Т.Б.Баяновой, М.М.Ефимова, ЮАБалашова и В.И.Пожиленко. Огромную помощь в работе оказали сотрудники ГИ КНЦ РАН - специалисты в области геохронологии -Е.В.Апанасевич и Г.И.Рюнгенен, а также Базанов М.П., Рявкин В.Е. и Ильченко ВЛ.- при оформлении работы. Автор также благодарен за постоянную моральную поддержку Каменскому ИЛ. и Бащмаковой Е.П. Автор очень благодарен своему научному руководителю члену-корреспогагенгу Митрофанову Ф.П., без постоянной научной поддержки которого, выполнение работы было бы невозможно.

Защищаемые положения

1. На примере исследований части Беломоро-Лапландского пояса в общей истории пульсационного формирования тоналит-трондьемитовых образований продатированы две фазы - 2761 ±10 млн. лет и 2685±8 млн. лет.

2. В Порьегубско-Умбинской структуре определено место в геохронологической шкале следующих эндогенных событий: формирование магматических эндербитов - не позднее 2521 ±20 млн. лет, интрузия субщелочных гранитов - 2289+20 млн. лет, образование эндербитовых лейкосом - 2181±8 млн. лет, формирование постгранулитовых пегматитовых жил - 2056±3 млн. лет. Последняя датировка особенно важна, так как она свидетельствует о том, что окончание высокобарических процессов гранулитовой фации в пределах всего Беломоро-Лапландского пояса происходило в разное время: она на 100 млн. лет древнее, чем общеизвестная главная эпоха гранулитового метаморфизма пояса, определенная временем 1.9 млрд. лет назад.

3. В различных- структурах БЛП установлена синхронность магматизма, формирующего единую анортозит-габбро-диоритовую когенетическую серию: габброиды полуострова Толстик - 2443±i0 млн. лет; диориты Колвицкого массива - 2436+6 млн. лет.

4. Впервые для Беломорской области выделены и продатировано два этапа гранитного существенно калиевого магматизма: 2.41-2.38 и 2.29-2.27 млрд. лет назад.

Объем и структура работы . -

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Общий объем работы составляет 115 страниц машинописного текста, включая 31 рисунок и 17 таблиц. Список литературы из 111 наименований.

Во "Введении " приводится краткий обзор состояния проблемы.

Глава J Теологическое строение Беломоро-Лапландского пояса (БЛП)" включает описание тектонического положения БЛП в структуре Балтийского щита и краткую историю эволюции представлений о БЛП.

Глава 2 Теологическое строение исследованных районов" содержит геологическое описание п-ова Толстик (с-з Беломорье), о-ва Николкина луда (Колвицкая зона), о-ва Кривой (Порьегубско-Умбинская структура) и описание пород, выбранных в качестве объектов датирования.

Глава 3 "Методика геохронологического исследования" обосновывается выбор U-Pb метода датирования и описывается методика подготовки проб и изотопное исследование.

Глава 4 "Результаты и-РЪ датирования пород" посвящена результатам изотопного исследования изученных пород и геологической интерпретации полученных возрастов.

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

Геохронологическое изучение пород БЛП проводилось автором в СЗ Бедоморье в районе п-ова Толсгик и Порьей губы (рис.1). К моменту исследований на этих объектах коллективом сотрудников Геологического института (Богданова М.Н., Ефимов М.М, Сорохтин Н..О.) были проведены геолого-пегрологические исследования с картированием реперных геологических объектов. Была показана гетерогенность строения БЛП и выделены различные по возрасту и генезису структурные элементы земной коры, сложенные породами различных структурно-вещественных комплексов и (или) их фрагментов; Беломорского, Колвицкого и Порьегубско-Умбинского (рис.1) (Богданова и др., 1992).

ЕЭ«

1 - о-в Кривой, 2 - о-в Николкина луда Рис.1. Фрагмент схемы элементов раннедоксмбрийской геодинамики северо-западного Беломорья (из Н^с1ап,о\а, Уейтоу, 1993). 1 - форланд-структура (фрагмент Беломорского домена);

2 - тыловой аллохтон (Поръегубско-Умбинская структура);

3 - 6 - коллизионный шов; 4 - метавулканит-баз'ит-анортозит-улътрабазитоввя ассоциация, 5 - анортозит-гранодиоритовая ассоциация, 6 - тела базит-ультрабазитов; 7 - гранитоиды; 8 - надвиги

Беломорский комплекс сложен гранат-биотитовыми, кианиг-гранат-биотитовыми, биотитовыми и амфиболсодержащими гнейсами и амфиболитами, метаморфизованными в условиях

о

амфиболитовой фации (Шуриш и др., 1962). Традиционно беломорские породы считались древнейшими архейскими породами на Балтийском щите (Тимофеев, 1935).

Беломорский комплекс является класснчесгаш примером полискладчатой и полиметаморфической структуры. Впервые его полициклический характер был установлен П.К.Григорьевым (1935) и Н.Г.Судовиковым (1937). В послевоенные годы возобладала концепция о моноциклическом развитии беломорид (Шуркин, 1955, 1960), но последующие исследования подтвердили правильность взглядов о полицикличности их развития (Стенарь, 1972, Володичев, 1975, 1977,1990, Кратц и др., 1978). При этом супракрусталъные породы Беломоръя всеми геологами относились к единому архейскому супракрусталъному комплексу, плутонические же породы относились к архей - протерозойским образованиями. Однако обнаружение в Рязановолудской зоне базальных конгломератов, содержащих гальки гранитов и грашгго-гнейсов беломорского облика, позволило впервые геологически выделить в объеме единой беломорской серии более молодые образования (Богданова, Ефимов, 1975,1984; Балаганский и др., 1986; Balagansky et al. 1995). Кроме того работы последних лет показали, что моноклинально залегающие толщи и пластины Беломорид представляют собой тектонические покровы .(Миллер, Милькевич, 1991).

Новые изотопно-геохимические и геохронологические исследования свидетельствуют о том, что протолит глиноземистых гнейсов и серогнейсовые тоналитовые ассоциации, составляющие основу беломорид и считавшиеся древнейшим "саамским" фундаментом, являются позднеархейскими образованиями (Balashov et al., 1992; Bogdanova, Bibikova, 1993; Timmerman, Daly, 1995). При этом супракомплекс (глиноземистые гнейсы) древнее серогнейсовых тоналит-троищьемитовых ассоциаций, которые традиционно рассматривались ранее как первично коровые гранитоиды (фундамент беломорской серии архея).

Колвипкоя зона сложена глубокометаморфизованными. полискладчатыми породными ассоциациями, среди которых преобладают различные амфиболиты и кристаллосланцы. Дискуссионны вопросы геодинамической обстановки формирования и преобразования структуры, гетерогенности протолита, его возраста и первичной природы, а так же объема и возраста глубинных магматических ассоциаций. (Кратц и др., 1978; Приягкина, Шарков, 1979; Виноградов и др., 1980; Крылова, 1983; Богданова, 1984; Богданова и др., 1992, 1995; Bogdanova, Yefimov, 1993; Козлов и др., 1990, 1995: Балаганский и др., 1986; Balagansky et al., 1994, 1995 и др.).

По данным (Bogdanova, Yefimov, 1993) в Колвицхой зоне ■выделены: I - Рязановолудский пояс зеленокаменного типа,

сложенный преимущественно метавулканитами, метаосадкама и мелкими телами метабазитов, и II - пояс длутонометаморфических ассоциаций фемичедкого профиля,' состоящий из: а) анортозит-базит-ультрабазитовой (древний . расслоенный комплекс), и б) анортозит-габбро-диоритовой ассоциаций. До недавнего времени возраст формирования крупных массивов габбро-анортозитов в БЛП, рассланцованных в условиях высокобарического метаморфизм лапландского типа оценивался в 1.95-2.00 млрд. лет (Прияткина, Шарков, 1979; Тугаринов, Бибикова, 1980, Вегпагй-СгШив е1 а!., 1984). Исследования последних лет (Митрофанов и др.,1993; Фриш и др., 1995) свидетельствуют о раннепротерозойском возрасте анортозит-габбро-диоритовой ассоциации (2.47-2.45 млрд. лет).

Выявленная относительная последовательность эндогенных процессов в Колвицкой зоне (Во§<Эапоуа, Уейтоу, 1993) безусловно требовала геохронологического подтверждения. Это касается не только возраста анортозит-базиг-ультрабазктовой и анортозит-габбро-диоритовой ассоциаций, но и возраста инициального магматизма Рязановолудского пояса, по которому имеются противоречивые геохронологические данные: 2.7 млрд. лет (Козлов и др.,1993; 1995), 2.5-2.4 млрд. лет (Тшипегтап е! а1.,1995).

Пор ьегубско-Умбинская сщрукщурв также сложена высокомета-морфизованнымй, интенсивно дислоцированными породными ассоциациями, среди которых преобладают гранат-биотитовые и глиноземистые гнейсы, кислые гранулиты, эндербито-гнейсы и двупироксеновые кристаллосланцы. Зона сочленения с Колвицкой структурой представляет собой тектонический меланж с многочисленными телами магматитов различного состава, возраста и генезиса (Богданова, Ефимов, 1984; Балаганский и др., 1986; Во£с1апоуа, Уейтоу, 1993), Модельный Бт-Ш возраст умбинских глиноземистых гнейсов не превышает 2.4 млрд. лет (Тшипегтап, Ва1аоашку, 1994; Валашку е1 а!., 1994), тогда как время кристаллизации анортозитов Колвицкой зоны оценивается 2.47-2.45 млрд. лет ( Митрофанов и др., 1995; Фриш и др., 1995), что скорее всего свидетельствуют о разновозрастности этих структур.

Порьегубско-Умбинская структура по вещественному наполнению и ранним умереннобарическим парагенезисам гранулитовой фации сопоставлялась многими исследователями с гранулитами кольского типа (Глебовицкий, 1973; Прияткина и др., 1975; Богданова, 1976; Богданова и др., 1984; Крылова, 1983; 1^с1апоуа, УеГцтют, 1993), испытавшими в свекофеннское время интенсивные дислокации и высокобарический метаморфизм лапландского типа возраста 1.95 млрд. лет (Тугаринов, Бибикова; Вегпагё-ОпГПи а1, 1984). Именно эти данные позволили относить часть ассоциаций Колвицкой структуры (затронутых метаморфизмом лапландского типа) и Порьегубско-Умбинскую структуру к

юго-восточной ветви Гранулитового пояса Кольского полуострова. По данным М.Н.Богдановой (Богданова, 1984) именно в свекофеннское время произошло преобразование разновозрастного протолита в высокобарический эклогито-гнейсовый комплекс, что позволило рассматривать Гранулитовый пояс как структуру совмещения мобильных поясов-кратогенов по классификации К.О.Кратца (Кратц и др., 1981, Ефимов, Богданова, 1986). Отсутствие датировок, отражающих более ранние стадии развития структуры, требовали дополнительных геохронологических исследований. В первую очередь необходимо было продатировать реперные магматические комплексы и ранний гранулитовый метаморфизм.

Анализ имеющихся геохронологических данных показывает, что раннепротерозойский этап развития БЛП, а также всех отмеченных выше конкретных структур (2.5-1.9 млрд. лет), датирован фрагментарно, что и обусловило постановку геохронологических исследований реперных пород Беломорской области, Колвицкой зоны и Порьегубско-Умбинской структуры.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1. На примере исследований части Беломоро-Лапландского пояса в обшей истории пульсаиионного Формирования тоналпт-трондьемитовых образований продатированы две Фазы - 2761 ±10 млн. лет и 2685±8 млн. лет.

Тоналитовые гнейсы занимают значительный объем беломорского структурно-вещественного комплекса. Породы этой ассоциации были изучены на п-ове Толстик, расположенном на западном побережьи Кандалакшского залива (рис.1). Образование этих гнейсов относилось ранее к раннеархейскому (саамскому) и позднеархейскому этапам формирования коры Беломорского мегаблока (Богданова и др. 1987).

Тоналитовые гранито-гнейсы принадлежат, как минимум, к двум возрастным группам I и II. Тоналитовые гнейсы 1 интенсивно мигматизированы, наименее измененные разности петрохимически соответствуют тоналитам и трондьемитам, реже гранодиоритам. Важной особенностью данных гнейсов является присутствие в них фрагментов различных мафических пород с реликтами ранней мигматитовой полосчатости. Эти гнейсы секутся сингектони-ческими телами то налит-гранодиоритоЕого, реже тронъемитовош состава (Богданова и др., 1986), обозначенными как тоналитовые гнейсы II. Эти гнейсы отличаются от тоналитовых гнейсов I большей однородностью; они практически не мишагизированы, и & них отсутствуют ксенолиты базитов.

Цирконы из палеосомы тоналитовых гнейсов I представлены тремя типами, отличающимися по цвету и удлинению. Наличие тонкой эвгедральной зональности, • а также сходные изотопные характеристики цирконов всех трех типов позволяет отнести их к одной генетической группе. Возраст, полученный по цирконам этих трех типов по верхнему пересечению дискордии с конхордией, равен 2761 + 10 млн. лет.

Циркон в тоналитовых гнейсах II представлен только одним типом (удлиненнопризматические бесцветные кристаллы с тонкой зональностью), возраст этих цирконов - 2685±8 млн. лет.

Тонкая эвгедральная зональность в цирконах образуется на стадии магматической кристаллизации (Краснобаев, 1986, Бибикова, 1984). Высокое отношение радиогенных свикцов 206РЬ/208РЬ и тонкая зональность - типичные черты магматических цирконов из тоналитов и плагиогранитов (Бибикова, 1984, 1989). Таким образом, значения возраста 2761 ±10 и 2685±8 млн. лет, очевидно, отвечают времени кристаллизации этих двух пород. Возраст тоналитов I (2761+10 млн. лет) в пределах погрешности идентичен значению, полученному для этих же пород Е.В.Бибиковой (Вс^агшуа, Вйз&оуа, 1993) - 2741143 млн. лет .

Изученные тоналитовые ассоциации I и II (граниты I типа известково-щелочяой серии) завершают, с нашей точки зрения, позднеархейские корообразующиеся процессы в БЛП.

2. В Порьегубско-Умбинской структуре определено место в геохронологической шкале следующих эндогенных событий: формирование магматических эндербитов - не позднее 2521120 млн. лет, интрузия субщелочных гранитов - 2289120 млн. лет, образование эндербитовых дейкосом - 218118 млн. лет, формирование постгранулитовых пегматитовых жил - 205613 млн. лет. Последняя датировка особенно важна, так как она свидетельствует о том, что окоцчащие высокобарических процессов гранулцтовои фации в пределах всего Беломоро-Лапландского пояса происходило в разное время: она на 100 млн. лет древнее, чем общеизвестная главная эпоха гранулитового метаморфизма пояса. определенная временем 1.9 млрд. лет назад.

Эндогенные процессы раннепротерозойского этапа в постархейском Беломорье протекали неравномерно. В юго-западном фланге Кольского террейна, по всей вероятности, происходит формирование Порьегубско-Умбинского супракомплекса, внедрение эндербитов и полистадийный гранулиговый метаморфизм (Богданова и др., 1995).

Были проанализированы эндербнто-пгейсы о-са Кривого (рис.1). Они образуют пластовые тела мощностью от 2-3 до 10 м среди основных крксталлосланцез, обладают отчетливой гнейсовидной текстурой, согласной со сланцеватостью кристаллослашез. Эндербито-гнейсы сложен кварцем, плагиоклазом, гиперстеном, гранатом, биотитом. По химическому составу от соответствуют то нал игам и гранодиоритам известково-щелочиой направленности.

В эндербито-гнейсах, основных кристаллосланцах, а также в ассоциирующих с ними базитах наблюдается развитие энцербитовой лейкосомы, секущей более раннюю сланцеватость. Развитие этой лейкосомы связано с высокотемпературным метаморфизмом гранулитовой фации (Богданова, 1984).

Цирконы из эндербито-гнейсов представлены пятью типами кристаллов.

Первый тип - светло-коричневые округлые блестящие кристаллы.

Второй тип - темно-коричневые полупрозрачные хоротхостолбчатые (Ку= 1.5-2) кристаллы с матовой поверхностью и несимметрично развитыми головками.

Крупные кристаллы первых двух тапоз перед датированием были абрадированы.

Третий' тип - желтовато-белые, удлиненно-призматические (Ку=2-3,5), полупрозрачные кристаллы с гладкой поверхностью, ребра и вершины сглажены.

Четвертый тип - светло-розовые прозрачные хорошо ограненные кристаллы цирконов с алмазным блеском. Очень часто светло-розовые кристаллы этого типа нарастают на темно-коричневые и светло-коричневые цирконы первых двух типов. Кристаллы такого типа были подвергнуты аэроабразии.

Пятый тип - бесцветные, коротко-призматические до округлых (Ку= 1,5-2), прозрачные зерна циркона с тонкой зональностью.

U-Pb методом были проанализированы 14 фракций циркона. В результате U-Pb анализа цирконы образовали три возрастные группы. Самые молодые - светло-розовые кристаллы четвертого тала. Для этих цирконов характерны низкие (по сравнению с двумя другими группами) отношения 206РЬ/208РЬ и меньшее содержание урана. Более крупная фракция этих цирконов имеет близконкордантный возраст - 2178±5 млн. лет (дискордантность 1,1%). Дис'кордия, рассчитанная по трем фракциям имеет верхнее пересечение 2181± 8 млн. лет.

Во вторую возрастную группу попадают светло-коричневые цирконы первого типа (проанализированы две размерные фракции), темно-коричневые цирконы второго типа (три фракции) и желтовато-белые удлиненные цирконы третьего типа. Цирконы этой

группы имеют высокие отношения 206РЬ/208РЬ. Все эти цирконы имеют очень близкие 207РЬ/20бРЬ возрасты (2266-2280 млн. лет).

Цирконы шести фракций образуют хорошую дискордию с верхним пересечением 2268±7 млн. лет. Одна фракция (абради-рованные светло-коричневые кристаллы первого типа) лежит справа от дискордии и, вероятно, содержит примесь древнего компонента.

В третью возрастную группу попадают бесцветные кристаллы пятого типа. Возраст этих цирконов по верхнему пересечению дискордии с конкордией 2521±20 млн. лет. Поскольку цирконы этого типа представлены бесцветными кристаллами с тонкой эвгедральной зональностью, мы относим цирконы пятого типа к магматической генерации. Полученное по этим цирконам значение 25 21 ±20 млн. лет, можно считать возрастом образования эндербитов. Но туг необходимо отметить, что цирконы этого типа имеют тонкую кайму метаморфического обрастания. Эту кайму не удалось убрать, так как небольшой размер цирконов (<100 мкм) и их малое содержание в пробе не позволяли сделать абразию. Таким образом, строго говоря, возраст 2521 является усредненным между возрастом ядер и их оболочек. Поэтому можно говорить, что внедрение энаербитов произошло не позднее 2.52 млрд. лет назад.

Вышеупомянутое метаморфическое обрастание цирконов скорее всего связано с высокобарическим гранулитовым метаморфизмом, который является самым ранним метаморфическим событием для исследуемых эндербитов. Возраст первого этапа высокобарического гранулитовош метаморфизма в ЛГП оценивается примерно в 2.4 млрд. лет (Ва^агаку е1 а1., 1995, А!ех^ ее а1., 1995).

Возраст 2181±8 млн. лет, вероятно отвечает времени развития эядербитовой лейкосомы в условиях высокотемпературного (Богданова, 1984) гранулигового метаморфизма. Цирконы этого возраста имеют низкое содержание и и высокую величину отношения 208РЬ/206РЬ -характерную для цирконов гранулитоюй фации (Бибикова и др., 1987). Эти мигматиты секут в эндербито-гнейсах динамометаморфичгскую полосчатость предыдущего этапа метаморфизма.

Появление цирконов с возрастом 2268±7 млн. лет вероятно связано с внедрением интрузии субщелочных гранитов. Случаи появления во вмещающей породе цирконов сходных по морфологии и возрасту с цирконами итрузии описываются в работе Т.Зингер (Ьемсйепко^, 2и^ег, 1995).

Субщелочные граниты (о-в Кривой) представляют собой синтекгонические тела, внедренные по системе трещин разрыва и скалывания. Основные минералы - решетчатый михрокдин. плагиоклаз. Характерной особенностью этих пород является наличие в них субщелочной роговой обманки (феррогастингсита) и биотита (лепидомелана).

Именно внедрение тел субщелочных гранитов привело к локально проявленному в эндербито-гнейсах диафторезу в условиях амфиболитовой фации, о чем свидетельствуют составы метаморфических минералов (Богданова, личное сообщение).

Цирконы субщелочных гранитов разделяются на 2 группы, отличающиеся по цвету: 1-коричнево-красного оттенка и 2-беловато-желтые. В зависимости от габитуса, выделяются три типа, одинаковых для каждой цветовой группы цирконов. Наличие переходных типов позволяет предполагать, что все цирконы относятся к одной генетической группе, а габитус кристаллов менялся за счет постепенного изменения условий роста (температуры) в дифференцирующей магме*

Для и-РЬ анализа были отобраны три типа беловатых цирконов и навеска коричневых цирконов без разделения по габитусу. Дискордия, рассчитанная по четырем точкам, имеет верхнее пересечение 2289±20 млн. лет. Этот возраст мы считаем возрастом кристаллизации гранитов.

Завершаются эндогенные процессы в БЛП постконсолида-циоиными пегматитами. Была продатирована пегматитовая жила плато-гранитного состава о-ва Горелый (Порья губа) се кушая кристаллизационную сланцеватость гранулитов лапландского типа.

Цирконы, выделенные из пегматитовой жилы представлены хорошо сохранившимися кристаллами, размером от 0,03 до 0,3 мм. Кристаллы желтовато-розовые, короткопризматические (Ку=1,5-2), полупрозрачные, до прозрачных с гранями {110}>{100}, {315}, (110) и иногда {221}. Ребра острые, поверхность граней гладкая, без признаков растворения.

Были продатированы кристаллы размером 150 мкм и 30-60 мкм. Для цирконов крупной фракции получен конкордатный возраст 2062±13 млн. лет. Дискордия, рассчитанная по трем точкам, по верхнему пересечению с конкордией дает возраст 2056±3 млн. лет.

Мы считаем, что полученный возраст 2056±3 млн. лет соответствует именно времени образования пегматитовой жилы, т.к. свежая поверхность граней и острые ребра цирконов говорят о том, что кристаллы не испытывали растворения, а конхордантность возраста говорит о ненарушенное™ и-РЬ системы в этом цирконе.

3. В различных структурах БЛП установлена синхронность магматизма, формирующего единую анортозит-габбро-диоритовую когенетическую серию: габбооиды полуострова Толстик - 2443+10 млн. лет: диориты Колвиикого массива - 2436±6 млн. лет.

В коллизионном шве БЛП (М.Н.Богданова и др., 1992) фиксируются интрузии пород анортозит-габбро-диоритовой ассоциации. Они образуют пластинообразные тела протяженностью

в несколько десятков километров (анортозиты, габброанортозиты) или первые десятки метров (габбро, габбро-диориты, диориты). Возраст мономинеральных анортозитов составляет 2.45 - 2.47 млрд. лет (Митрофанов к др., 1993; Фриш и др., 1995).

В ходе данного исследования были проанализированы габброиды п-ва Толстик и диориты о-ва Николкина луда (Колвиикая зона)(рис.1). Исследуемые габброиды занимают центральную часть полуострова Толстик. Массив относили к северной ветви раннеорогенных габбро-лабрадоритов Беломорья (Шуркин и др.,1960), к друзитам I (Балаганский и др.,1983), к нижнеархейской формации лабрадорит-габбро-норитов (Ефимов н др., 1985). Ширина выходов тела около 2 км при длине около 7 км. Контакты с породами рамы четкие, тектонические. Характерной чертой массива является интенсивная структурная к метаморфическая переработка, выраженная в образовании полосчатых амфиболитов, а также повсеместное развитие метам орфических минералов по первично-магматическим фемическим и сиалическюд породообразующим минералам габбровдов. Следует подчеркнуть, что "чистые" разности соответствуют габбро, габбро-норитам, габбро-анортозитам. Для комплекса в целом характерна высокая железистостъ и низкая машезиальиость.

Цирконы из габбровдоа представлены тремя типами. Первый -бесцветные, удлиненно-призматические обломки призматических кристаллов с многочисленными продольными включениями рудных минералов. Эти цирконы составляют до 55% от общего их содержания в пробе.

Второй тип (40%) представлен округлыми прозрачными бесцветными обломками, по которым невозможно установить габитус исходных кристаллов.

К третьему типу (5%) относятся желтовато-коричневые, матовые, короткопризматические (Ку до 2), часто уплощенные кристаллы, с иногда ассиметричными головками. Цирконы третьего типа имеют тонкую магматическую зональность, кроме того по морфологии они аналогичны магматическим цирконам из габбро-анортозитов Колв1Шкого массива (Митрофанов и др, 1993), магматическая природа которых подтверждаюсь тем, что эти цирконы находились внутри кристаллов магматического плагиоклаза.

Сходные изотопные характеристики и близкие 207РЬ/206РЬ возрасты цирконов второго и третьего типа позволяют объединить их в одну генетическую группу.

Возраст, рассчитанный по дискордии для четырех фракций цирконов этой генетической, группы составляет 2443+10 млн. лет, что в пределах ошибки согласуется с полученным ранее для этого габброидного массива возрастом 2434±7 млн. лет (ВовсЗаюта, В1Ыко¥а, 1993).

Цирконы первого типа, вероятно метамерфо генные, имеют 207РЬ/20бРЬ возраст 240915 млн. лет.

Помимо цирконов из габбровдов главного массива нами были продатированы методом ТИЭ цирконы из лерцолит-габбро-норитовой и габбро-анортозитовой интрузии п-ова Толстик: значения возраста находятся в пределах 2,43 - 2,45 млрд. лет .

Полученные результаты говорят о том, что массив Толстик является не раннеархейским, как считалось (Богданова и др., 1987), а раннепротерозойским и имеет одинаковый возраст с большим числом базитовых интрузий (габбро-анортозиты Колвицких и Сальных тундр и Главного хребта) и расслоенных интрузий северной Карелии и С В Финляндии.

Объектом геохронологического исследования в Колвицкой зоне были диоритогнейсы о-ва Николкина луда (рис.1). Они образуют дайки мощностью от 2-3 до 100 м, внедренные по зонам рассланцевания и разлинзования более древних породных ассоциаций. Минеральный состав АтГ55+Сг75+В157+Р148+<}, метаморфизм фации альмавдиновых амфиболитов (Т=660-670" С, Р=8 кбар). Диоритогнейсы содержат ксенолиты мономинеральных анортозитов с возрастом 2,45-2,47 млрд. лет (Митрофанов и др., 1993, Фриш и др., 1995).

Магматические цирконы из диоригогнейсов представлены удлиненнопризматическими кристаллами от бесцветных до розоватых и желтоватых, прозрачными и полупрозрачными с четкой тонкой эвгедральной зональностью, коэффициент удяиннения от 1.5 до 3. В зависимости от оттенка, прозрачности и удлинения цирконы были разделены на три типа, которые определяют дискордию с верхним пересечением 2436±6 млн. лет. Этот возраст, с нашей точки зрения, соответствует времени кристаллизации диоритов. Полученное значение возраста близко к возрасту процесса амфиболизации (2431115 млн. лет (Богданова и др.,1993)), которым затронута вся анортозит-диоритовая ассоциация.

Возраст, полученный по четвертому типу цирконов - 1919118 млн. лет, отвечает вероятно тектоно-магматической активизации коллизионного шва в условиях амфиболитовой фации в свекофеннский этап развития БЛП.

Таким образом, развитие пород анортозит - габброанортозит -габбродиоркт - диоритовой ассоциации в БЛП, происходило в коротком Интервале 2.47-2.44 млрд. лет.

4. Впервые для Беломорской области выделены и продатированы два этапа гранитного существенно калиевого магматизма: 2.41-2.38 и 2.29-2.27 млрд. лет назад.

На полуострове Толстик известны тела микроклиновых порфировидных гранитов, которые секут массив га'юроидов с

образованием эруптивных брекчий. Порфировидные микроклиновые граниты - это крупнозернистые породы, содержащие 2025% порфирокластов микроклина (размер зерен до 4 см).

Цирконы, выделенные из этих гранитов, представлены одним типом (удлинекнопризматические серовато-розовые кристаллы, развита только одна призма). Внутри практически всех кристаллов заметны более темные ядра . Для геохронологического датирования часть цирконов была подвергнута аэроабразии. Выделенные при этом ядра имеют 207РЬ/206РЬ возрасты, близкие к возрастам цирконов из габброидов и попадают на образованную этими цирконами дискордию. Неабрадированные цирконы микроклиновых порфировидных гранитов имеют 207РЬ/206РЬ возраст 2394±7 млн. лет.

Возраст, полученный для этих гранитов п-ова Толстик Е.В.Бибиковой, отвечает 2405±20 млн. лет (Bogdanova, ВШУсоуа, 1993).

Совпадение возраста ядер цирконов из гранитов с возрастом цирконов из габброидов возможно говорит об образовании кислых расплавов под воздействием интрузии габброидов или об определенном генетическом родстве гранитов и габброидов.

На полуострове Толстак также отмечены синтектонические тела мощностью до 10 м оргогнейсов по микроклиновым гранитам. Эти ортогнейсы розовато-ссрые, мелкозернистые, содержат 25% микроклина, 26% кварца, 30-40% о ли го кл аза, до 10% амфибола, в небольшом количестве присутствует биотит. Петрохимически эти породы отличаются от вышеописанных гранитов соотношением щелочей (КгО резко преобладает).

Цирконы из оргогнейсов по микроклиновым гранитам, отличаются полным отсутствием огранки, они как бы оплавлены. Различаются три типа цирконов: 1 и 2 - удлиненные (Ку=4-5) (беловатые и медовые) и 3 - округлые (Ку=1.5) бесцветные. Наличие тонкой зональности у всех цирконов позволяет отнести их к одной генетической группе. Возраст по верхнему пересечению дискордии, построенной для цирконов всех трех типов составляет 2365112 млн. лет при современных потерях РЬ.

Кроме того на полуострове Толстик были отобраны пробы из двух типов микроклиновых жил:

1)- микроклиновые жилы в тоналитовых гнейсах II:

2)- микроклиновые жилы в микроклиновых порфировидных гранитах.

Цирконы из жил в микроклиновых порфировидных гранитах представлены удлиненно-призматическими бесцветными прозрачными кристаллами с четкой зональностью, котрые дают конкордантное значение возраста 2376111 млн. лет.

Цирконы из микроклиновых жил в тоналитовых гнейсах II представлены бесцветными прозрачными и полупрозрачными кристаллами с эвгедральной зональностью, которые были разделены на две группы в зависимости от их удлинения.

Были проанализированы две фракции удлиненно-призматических цирконов и две фракции округлых цирконов. Возраст их определен по верхнему пересечению дискордии и составляет 2266±12 млн. лет, этот возраст близок к возрасту субщелочных гранитов о. Кривой (2289±20 млн. лет).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в Северо-Западном Беломорье, являющимся фрагментом БЛП, датированы реперные магматические ассоциации и процессы, характеризующие разные стадии длительного развития БЛП.

I. В позднем архее были сформированы две группы тоналитовых гнейсов с возрастами соответственно 2.76 - 2.68 млрд. лет.

II. В раннем протерозое произошла перестройка литосферы, которая включала: (1) - формирование Порьегубско-Умбинского супракомплекса, в котором определено место в геохронологической шкале следующих эндогенных событий: формирование магматических эндербитов - не позднее 2.52 млрд. лет, интрузия субщелочных гранитов - 2.29 млрд. лет, образование зндербитовой лейкосомы - 2.18 млрд. лет; (2) внедрение интрузий анортозит-габбро-диоритовой ассоциации: габброидов 2.44 млрд. лет (в инфраструктуре) и диоритов 2.44 млрд. лег (в коллизионном шве); (3) внедрение существенно калиевых гранитов с возрастами 2.412.38 и 2.29-2.27 млрд. лет.

Синеок работ, опублякэкашмх по теме диссертации.

1. Некоторые результаты ТИЭ-датирования пород полуострова Толстик // Тез. 7 конф. мол. уч. памяти К.О. Кратца, Апатиты, 1993, с.32-33.

2. Новые и-РЬ изотопные данные для пород южной ветви гранулитового пояса Кольского полуострова (Порьегубско-Умбинская.структура) // Сборник статей 9 конф. мол. уч., Апатиты, 1995, с.30-33. (Соавтор Богданова М.Н.)

3. Беломориды - эндогенные режимы и раннедокембрийская геодинамика (анализ результатов петрологического траверза КарГЗО-КолГГО) // Тез. 1-го Всеросс. петрогр. совещ. "Магматизм и геодинамика", Уфа, 1995, с.27-28. (Соавторы Богданова М.Н. и Ефимов М.М.)

4. Geochronology of magmatlc and metamorphic processes in the southern Dank of Granulite belt of Kola Peninsula // Abstracts of the 9th Meeting of the Assosiation of European Geological Societies, St. Peterburg, 1995, p.14. (Соавтор Богданова M.H.)

5. Evolution of the deep petrogenetic processes in the early Precambrian collision structures (The Belomorian - Laplandian Belt) // Ibid. р.13-14.(Соавторы Богданова M.H. и Ефимов M.M)

6. Этапы направленного развития эндогенных процессов Беломоро-Лапландского пояса и их изотопно-геохронолошческое обоснование (геодинамическая версия) // Тез. Всеросс. совещ., С-Петербург, 1995, с. 41-42. (Соавторы Богданова М.Н. и Ефимов М.М.)

7. Результаты U-Pb датирования пород п-ова Толстик (СЗ Беломорье) // Сборник статей 8 конф. мол. уч., Петрозаводск, 1995 (в печати).

8. Геохронология этапов протерозойской активизации в коллизионном шве Беломоро-Лапландского пояса (Колвицкая зона Балтийского щита) // Там же (в печати). (Соавтор Богданова М.Н.)

9. Геохронология основных этапов раннедокембрийской эндогенной активности в коллизионном шве Беломоро-Лапландского пояса (Колвицкая зона Балтийского щита) // ДАН (в печати). (Соавтор Богданова М.Н.)