Восточно-Европейский кратон от неоархея до палеозоя по палеомагнитным данным

Часть 2. Палеомагнитные исследования неоархейских - палеозойских комплексов Восточно-Европейского кратона.

Глава 2.4. Восточно-Европейский кратон в неопротерозойском суперконтиненте Родиния

Идеи о существовании суперконтинента в конце докембрия развиваются с конца 70-х годов прошлого века [Valentine, Moors, 1970; Piper, 1976; McMenamin, McMenamin, 1990]. С 90-х годов XX века предложены первые реконструкции взаимного положения континентальных блоков в суперконтиненте [Dalziel, 1991, 1997; Hoffman, 1991; Moors, 1991; Weil et al., 1998 и др.] и составлена первая геологически обоснованная Геодинамическая карта суперконтинента Родиния [Li et al., 2008]. Согласно этим данным, в раннем неопротерозое ВЕК входил в состав суперконтинента Родиния, максимальная сборка которого приходится на рубеж 1100-900 млн. лет [Li et al., 2008; Богданова и др., 2009]. Положение ВЕК базируется на надежных палеомагнитных определениях по магматическим породам Скандинавии [Torsvik, Eide, 1998; Brown, McEnroe, 2004; Pisarevsky, Bylund, 1998; Bylund, Elming, 1992; Söderlund et al., 2005; Walderhaug et al., 1999 и др.], свидетельствующих о его нахождении в высоких южных широтах. ВЕК был обращен скандинавской окраиной в сторону юго-восточной части Лаврентии, Гренландии, на ЮЗ кратон граничил с Амазонией [Dalziel, 1991, 1997; Hoffman, 1991; Gorbatschev, Bogdanova, 1993; Weil et al., 1998; Pisarevsky et al., 2003 и др.].

Частичный распад суперконтинента Родиния около 830-750 млн. лет назад и отделение от него мегаконтинента (Паннотия), объединявшего Лаврентию, ВЕК и Амазонию, начался в результета рифтинга вдоль восточной и южной окраины Лаврентии [Li et al., 2008 и ссылки в этой статье], распад которого начался 800-750 млн. лет в результате отделения Австралии и, возможно, Южного Китая от западной границы Лаврентии. Рифтогенез сопровождался (и возможно был инициирован) плюмовым магматизмом, широко проявленным на этих кратонах.

ВЕК в позднем неопротерозое, согласно большинству исследователей, располагался в низких южных широтах и был обращен скандинавской окраиной в сторону СВ части Лаврентии - от севера Гренландии до Ньюфаундленда [Dalziel, 1992; Weil et al., 1998; Cawood et al., 2003; Pisarevsky et al., 2003, 2008].

2.4.1. Палеомагнитные исследования неопротерозойских магматических комплексов Южного Урала (Башкирский антиклинорий)

Поздненеопротерозойские отложения криволукской серии, кургашлинской и бакеевской свит Башкирского антиклинория Южного Урала, а также прорывающие отложения криволукской свиты дайка основного состава были изучены в двух районах - на западном крыле Башкирского антиклинория в районе г. Усть-Катав и в восточной части в урочище Кривая Лука р. Белой. Всего для палеомагнитных исследований было отобрано ~1500 образцов. Однако, бóльшая часть коллекции (90%) оказалась перемагниченной в позднем палеозое.

Высокотемпературная биполярная компонента намагниченности выделяется преимущественно либо в образцах, содержащих глинистые примеси, либо в красноцветных породах. Исходя из спектра блокирующих температур (590-700^oС), основным носителем намагниченности является гематит. Средние направления высокотемпературных компонент приведены в табл. 3.

Положительные тесты обращения для образцов бакеевской и кургашлинской свит и положительный тест конгломератов позволяют говорить об отсутствии более позднего перемагничивания изученных разрезов и, возможно, о первичной природе выделенных высокотемпературных компонент намагниченности.

Таблица 3. Палеомагнитные полюсы исследованных неопротерозойских-палеозойских пород Восточно-Европейского кратона
Объект	Точки отбора		POL	Палеомагнитный полюс				Возраст, млн. лет
	φ	λ		B/N	Φo	Λo	dpo/dmo
БАШКИРСКИЙ АНТИКЛИНОРИЙ, Южный Урал
Кургашлинская свита	53.3	57.5	N+R	3/20	51.4	316.3	7.3/10.5	600
Бакеевская свита	54.9	58.2	N+R	2/13	36.0	303.2	8.9/16.1	600
Дайка основного состава	53.4	57.6	N	3/24	29.3	302.1	4.0/7.6	640?
ЮЖНЫЙ УРАЛ, средний полюс			N+R	8/57	39.0	306.3	19.6	~555
БАЛТО-ЛАДОЖСКИЙ ГЛИНТ, Ленинградская область
Балто-Ладожский глинт, средний полюс	N+R	6/132	6.2	65.4	2.5/3.7	480
Разрез Печурки	59.1	27.9	R	2/	2.0	48.9	7.4/11.1	460
р. Плюсна	59.1	27.9	N+R	2/	1.4	46.7	3.7/6.4	450
ПОДОЛИЯ, Приднестровье
Китайгородский горизонт	48.6	27.1	N+R	3/46	10.0	353.0	6.0/8.0	400
Иваневский горизонт + днестровская серия	48.7	25.7	N+R	2/14	1.0	355.0	8.0/11.0	400
Средний полюс по Подолии				5/60	5.5	355.0	19.7	400
Средний полюс для Подолии по [Iosifidi, Khramov, 2004]					-1.0	10.0	6.0	420
Примечание: Условные обозначения см. Табл. 1.

2.4.2. Тренд перемещения Восточно-Европейского кратона в позднем неопротерозое

Средний палеомагнитный полюс, пересчитанный с направлений полученных высокотемпературных компонент пород Южного Урала, приведен в табл. 3. На рис. 8 показаны два возможных положения поздненеопротерозоских палеомагнитных полюсов Восточно-Европейского кратона в зависимости от выбора полярности. Новые палеомагнитные полюсы расположены вблизи ранее полученных полюсов для красноцветов Зимнего берега [Popov et al., 2002, 2005; Iglesia Llanos et al., 2005], вендских отложений Подолии [Iosifidi et al., 2005] и базальтам Волыни [Nawrocki et al., 2004; Elming, et al., 2007]. Выбор полярности направлений остается дискуссионным. Исходя из принципа минимизации горизонтальных тектонических движений, направление остаточной намагниченности СЗ склонения и положительного наклонения принимается за положительное. В этом случае ВЕК располагается в приэкваториально-тропических южных широтах.

Рис. 8. А. Сопоставление полученных неопротерозойских и палеозойских полюсов с ТКМП ВЕК по [Smethurst et al., 1998] (серая линия), по [Лубнина и др., 2005]- синяя линия, по [Лубнина и др., 2007] - зеленая. Красным пунктиром показана предполагаемая ТКМП ВЕК в интервале 630-480 млн. лет. Цифрами обозначен возраст полюсов на траектории. Красными ромбиками показаны полюсы, полученные автором: KG и BK - для кургашлинской и бакеевской свит соответственно; DK - долеритовой дайки; EG - Эгерсунд дайки [Walderhaug et al., 2007; Storetvedt, 1966; Bingen et al., 1998, Poorter, 1972]; VL - Волынь по [Nawrocki et al., 2004]; PD - Подолия по [Iosifidi et al., 2005]; ZB - Зимний берег [Martin et al., 2000; Popov et al., 2002]; ZR - р. Золотица по [Popov et al., 2005]; ZL - р. Золотица по [Iglesia Llanos et al., 2005]; VR - р. Верхотица [по Popov et al., 2005]. Б. Реконструкции взаимного положения Восточно-Европейского кратона, Лаврентии и Амазонии на 615 млн. лет и 600-550 млн. лет.

2.4.3. Восточно-Европейский кратон в период распада суперконтинента Родиния

Положение Восточно-Европейского кратона в составе суперконтинента Родиния достаточно хорошо обосновано [Li et al., 2008; Богданова и др., 2009 и ссылки в этих работах].

Полученные палеомагнитные результаты являются дополнительным аргументом в пользу палеогеографических моделей времени распада суперконтинента, по которым раскрытие океана Япетус и моря Торнквиста произошло вскоре после ~ 600 млн. лет [Pisarevsky et al., 2008 и ссылки в этой работе]. Палеомагнитные полюсы по дайкам Эгерсунд (Восточно-Европейский кратон, 615 млн. лет) и одновозрастным лаврентийским дайкам Лонг Рэйндж практически совпадают в палеогеографической реконструкции на 615 млн. лет (рис. 8).

По реконструкции для позднего неопротерозоя (615 млн. лет) Восточно-Европейский кратон располагался в умеренных широтах южного полушария и обращен своей скандинавской окраиной в сторону ЮВ части Гренландии. Лаврентия, ВЕК и Амазония все еще образовывали единый континент - реликт суперконтинента Родиния (рис. 8Б).

В интервале 600-550 млн. лет происходит резкая смена знака вращения кратона, связанная с раскрытием океана Япетус и моря Торнквиста. Реконструкция для 600-550 млн. лет (рис. 8Б), базирующаяся на среднем полюсе для Южного Урала (табл. 3), показывает, что Восточно-Европейский кратон находился в тропических южных широтах и был развернут почти на 90^o относительно Лаврентии (рис. 8Б).

В позднем неопротерозое (венде) основным процессом было образование Гондваны, выразившеяся в коллизии микроконтинентов, фрагментов Родинии, между собой. Геологические данные свидетельствуют о том, что примерно 600 млн. лет назад на Южном Урале произошла инверсия пассивной окраины в активную и формирование кадомско-тиманских орогенных поясов около 600-550 млн. лет [Пучков, 2000; Willner et al., 2001].

2.4.4. Палеомагнитные исследования палеозойских отложений Восточно-Европейского кратона

После раскрытия палеоокеана Япетус Восточно-Европейский кратон (палеозойская "Балтика") стал независимым террейном вплоть до коллизии с Лаврентией на границе ордовика-силура (около 443 млн. лет). Изолированность Балтики подтверждается и отличием фауны умеренных-тропических широт от холодноводной гондванской, с одной стороны, и приэкваториальной Сибирской и Лаврентийской, с другой [Cocks, Torsvik, 2005]. Высокоширотное положение в раннем ордовике подразумевает перемещение Балтики на 30^o по широте за короткий промежуток времени (20 млн. лет) со средней скоростью 11 см/год. Подобные высокие скорости не находят подтверждения геологическими данными.

Результатом исследований 7 разрезов ордовикских отложений, расположенных в пределах Балтийско-Ладожского Глинта (Ленинградская область), стала реконструкция Балтики в раннем палеозое. Выделенная высокотемпературная характеристическая компонента ЮВ склонения и положительного наклонения реконструирует Балтику в умеренных широтах южного полушария и ее дальнейшее перемещение в тропические широты в течение раннего-среднего ордовика [Лубнина и др., 2005]. В течение позднего ордовика она располагалась в приэкваториальных южных широтах [Лубнина, 2004].

В результате палеомагнитных исследований силурийско-нижнедевонских разрезов Подолии (Приднестровье) реконструировано перемещение ВЕК из тропических в приэкваториальные южные широты с одновременным разворотом против часовой стрелки.

ВЫВОДЫ по Главе 2.4: