Длительность формирования палеозойской магматической системы в центральной части Кольского полуострова

А. А. Арзамасцев, Л. В. Арзамасцева

Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты, arzamas@geoksc.apatity.ru

Предпринята попытка определения длительности формирования магматической системы Хибинского и Ловозерского массивов а также их сателлитов, т. е. оценки интервала становления комплексов от момента заложения кальдер (заполнения ранних кольцевых разрывов фундамента первыми порциями щелочных расплавов) до завершающих событий, проявившихся в образовании трубок взрыва, прорывающих все щелочные комплексы и жил поздних пегматоидов, распространенных в приконтактовых породах фундамента. С учетом методических сложностей, возникающих при датировании щелочных пород, для решения этой задачи применялся комплекс изотопных методов, включающий Rb-Sr изохронное датирование, определение ⁴⁰Ar/³⁹Ar возраста пород по флогопиту и амфиболу, а также U-Th-Pb датирование зерен циркона.

Возраст начала заложения кальдер. Образованию ловозерской кальдеры предшествовала серия субширотных разломов в северо-восточной части будущей магматической структуры, по которым в период 404 ╠ 10 млн. лет назад произошло внедрение щелочно-ультраосновных расплавов и образование пород Кургинского массива. Этому же времени отвечает формирование комагматичных кургинским плутоническим породам вулканитов, сформировавших раннюю фазу в пределах Контозерской кальдеры и образующих останцы кровли в северо-восточной части Ловозера. Оценка возраста этих образований Rb-Sr изохронным методом, вследствие термального воздействия интрузивных фаз, дала неудовлетворительные результаты: полученное по 5 точкам уравнение регрессии отвечает возрасту 446 ╠ 56 млн. лет (I_Sr = 0.70301 ╠ 0.00009, СКВО = 0.64). В Хибинском массиве вероятность сохранности изотопных меток в породах ранних фаз внедрения минимальна, поэтому в качестве объекта датирования была выбрана дайка щелочного лампрофира, располагающаяся в кольцевых тектонических структурах обрамления на удалении до 5 км от контакта массива. Полученная по этой дайке датировка (⁴⁰Ar/³⁹Ar, возраст плато √ 388 ╠ 6 млн. лет) отвечает минимальному возрасту заложения хибинской кальдеры и началу заполнения ее щелочно-ультраосновными расплавами, являвшимися первой фазой становления Хибинского комплекса.

Возраст завершения магматической активности. В Хибинском массиве для датирования выбраны самые поздние по геологической позиции трубки взрыва и оперяющие их дайки меланефелинитов, секущие все щелочные комплексы. ⁴⁰Ar/³⁹Ar возраст флогопита из образца оливинового меланефелинита трубки взрыва составляет 363.4 ╠ 5 млн. лет. Этот возраст пород трубки подтвержден Rb-Sr изохронным методом (362 ╠ 11 млн. лет, N = 11, I_Sr= 0.70380 ╠ 0.00005 MSWD = 0.54) [3]. Этот возраст согласуется с полученными датировками ловозерского комплекса 362 ╠ 1 млн. лет [1] и фиксирует время завершения магматической активности в Хибинском и Ловозерском массивах.

Возраст позднемагматических процессов. В Ловозерском массиве наиболее благоприятны для датирования позднемагматических процессов явились тела щелочных сиенитов, вскрытые на глубинах > 900 м скважиной 903 в центральной части массива [1]. Наличие в сиенитах многочисленных мелких зерен акцессорного циркона позволило провести U-Pb определения изотопного состава. Из 8 замеров в 3 зернах, 5 дают конкордантные значения, отвечающие возрасту 347 ╠ 8 млн. лет.

Длительность формирования системы и последовательность формирования массивов. С учетом полученных данных, а также имеющихся изотопных датировок пород разных комплексов [4, 5], можно полагать, что формирование вулкано-плутонической системы Хибины-Ловозеро-Курга имело многофазный характер, причем внедрение магм на раннем этапе сопровождалось образованием самостоятельной интрузии Курга, а более поздние этапы были сближены во времени и происходили в обоих массивах в узком временном интервале. Следующая схема суммирует последовательность событий.

Предмагматический этап:

427 ╠ 6 млн. лет назад. Проявления метасоматоза в мантии, предшествовавшего мощному циклу палеозойского магматизма [2].

Раннемагматический этап:

404 ╠ 6 млн. лет назад. Заложение серии разломов в позднеархейском комплексе тоналитов, трондьемитов, гранодиоритов, внедрение интрузивных (массив Курга) и эффузивных (ранняя ловозерская толща субщелочных вулканитов) ультраосновных и субщелочных расплавов в северо-восточной части будущей ловозерской кольцевой структуры.

Главный магматический этап:

388 ╠ 6 млн. лет назад. Образование системы кольцевых разломов и заложение хибинской кальдеры проседания на контакте позднеархейского комплекса тоналитов, трондьемитов, гранодиоритов и палеорифтогенного раннепротерозойского пояса Печенга-Имандра√Варзуга, внедрение первых порций меланефелинитовой магмы, сформировавших кольцевые дайки обрамления.

38 - 371 млн. лет назад. Внедрение щелочно-ультраосновных расплавов в северной части хибинской и северо-восточной части ловозерской кальдеры, формирование тел оливиновых пироксенитов, мелилитолитов, оливиновых мельтейгитов.

371 - 362 млн. лет назад. Формирование главных плутонических комплексов агпаитовых сиенитов Хибин и Ловозера.

367 - 366 млн. лет назад. Внедрение штока карбонатитов и образование штокообразного тела пуласкитов в восточной части Хибинского массива.

363 - 362 млн. лет назад. Формирование постинтрузивного дайкового комплекса Хибин и Ловозера. Внедрение даек и трубок взрыва щелочных пикритов, оливиновых меланефелинитов, нефелинитов, фонолитов.

Позднемагматический этап:

359 ╠ 5 млн. лет назад. Образование в обрамлении Ловозерского массива поздних микроклин-альбитовых пегматоидов с ильменитом и цирконом.

347 ╠ 8 млн. лет назад. Позднемагматические процессы в щелочных сиенитах центральной части Ловозерского массива, фиксирующие завершение магматической активности в хибинской и ловозерской кальдерах.

Финансовая поддержка: приоритетная программа 4 ОНЗ РАН, РФФИ (грант 06-05-64130) и НШ-4818.2006.5 .

Литература

1. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Глазнев В.Н., Раевский А.Б. Глубинное строение и состав нижних горизонтов Хибинского и Ловозерского и комплексов, Кольский полуостров, Россия: петролого-геофизическая модель// Петрология, 1998, т. 6, ╧5, с. 478-496.

2. Арзамасцев А.А., Беляцкий Б.В. Эволюция мантийного источника Хибинского массива по данным Rb-Sr и Sm-Nd изучения глубинных ксенолитов// Доклады АН, 1999, т. 366, ╧ 3, с. 387-390.

3. Арзамасцев А.А., Травин А.В., Беляцкий Б.В., Арзамасцева Л.В. Палеозойские дайковые серии в Кольской щелочной провинции: возраст и характеристика мантийных источников// Доклады РАН, 2003, т. 391, ╧ 6, с. 804 - 808.

4. Зайцев А.Н., Белл К., Уолл Ф., Ле Ба М.Дж. Щелочно-редкоземельные карбонаты из карбонатитов Хибинского массива: минералогия и генезис// Доклады АН, 1997, т. 355, ╧ 2, с. 241-245.

5. Kramm U., Kogarko L.N., Kononova V.A., Vartiainen H. The Kola Alkaline Province of the CIS and Finland: Precise Rb-Sr ages define 380-360 age range for all magmatism// Lithos, 1993, vol. 30. Р. 33-44.

зеркало на сайте "Все о геологии"