Геодинамическая интерпретация U-Pb возрастов сфенов из архейских пород Карельского кратона и Беломорского подвижного пояса Фенноскандинавского щита

Глава 1. Геологический обзор восточной части Фенноскандинавского щита.

По возрасту и особенностям становления континентальной коры Фенноскандинавский щит подразделяется на следующие провинции: Карельскую, Мурманскую, Норрботтен, Кольскую, Беломорскую, Свекофеннскую и Свеконорвежскую. Первые три по особенностям строения и эволюции относятся к неоархейским кратонам (Козлов и др., 2006; Слабунов и др., 2006 б; Lahtinen et al., 2005 и др.), Кольская является тектоническим коллажем пластин (террейнов), сложенным главным образом архейскими породами и завершившим свое развитие в палеопротерозое в связи с развитием Лапландско-Кольского орогена (Балаганский и др., 2006), Беломорская - докембрийским подвижным поясом (Слабунов, 2008), Свекофеннская и Свеконорвежская - палеопротерозойскими орогенами (Gaal, Gorbatschev, 1987).

Карельский кратон составляет своеобразное древнее ядро Фенноскандинавского щита. Он представляет собой классический пример гранит-зеленокаменной области, сложенной гранитоидами и гранито-гнейсами, среди которых залегают зеленокаменные, парагнейсовые и гранулит-эндербит-чарнокитовые комплексы (Ранний , 2005). В составе Карельского кратона выделяются террейны (рис. 1): Водлозерский, Центрально-Карельский, Иломантси-Вокнаволокский, Кианта, Иисалми, Рануа, Тунтса (Восточно-Лапландский) и Помокайра, каждый из которых характеризуется особенностями эволюции земной коры (Слабунов и др., 2006 б; Sorjonen-Ward, Luukkonen, 2005).

Фрагменты наиболее древних пород Карельского кратона - ТТГ и амфиболиты возрастом 3.1-3.4 (до 3.7) млрд. лет - фиксируются в террейнах Иисалми, Рануа и Водлозерском. В Водлозерском отмечаются наиболее древние зеленокаменные комплексы возрастом 2.95-3.1 млрд. лет (Светов, 2009), а также более молодые - 2.85-2.9 млрд. лет (Кожевников и др., 2006; Лобач-Жученко и др., 1999; Puchtel et al., 1999). Помимо этого, в пределах террейна развиты разновозрастные ТТГ породы (2.88, 2.9-2.98 млрд. лет) и граниты (2.68-2.71, 2.87 млрд. лет), а также, ряд небольших интрузий санукитоидов (~ 2.74 млрд. лет) (Ранний..., 2005). В рамках настоящего исследования был определен возраст сфенов из пород Панозерского и Чалкинского санукитоидных массивов, из неоархейских гранитоидов Онежского комплекса гранитов (Костин, 1989), из пород мезоархейского ТТГ комплекса, а также из включения амфиболитов в тоналитах возрастом 3166 14 млн. лет, район Лай-ручей (Lobach-Zhuchenko et al., 1993).

Рис. 1. Расположение датировок сфенов на схеме тектонического районирования восточной части Фенноскандинавского щита (Слабунов, 2008 с дополнениями). 1 - обозначения террейнов: Вд - Водлозерский, ИВ - Иломантси-Вокнаволокский, Ии - Иисалми, Ки - Кианта, По - Помокайра, Ра - Рануа, Ту - Тунтса, ЦК - Центрально-Карельский; 2 - палеозойские и неопротерозойские комплексы каледонид и платформ; 3 - палеопротерозойские комплексы; 4 - тектоническая смесь неоархейских и палеопротерозойских комплексов; 5-7 - архейские образования (гранитоиды, зеленокаменные и парагнейсовые комплексы), возраст, млрд. лет: 5 - 2.7-3.1, 6 - 2.7-2.9 (переработанные в палеопротерозое), 7 - 2.7-3.4 (3.7); 8-10 - месторасположение сфенов, возраст, млрд. лет: 8 - 1.74-2.45: а - литературные данные, б - личные данные, 9 - 2.50-2.87: а - литературные данные, б - личные данные, 10 - U-Pb возраст сфена

Террейны Тунтса, Кианта и Иломантси-Вокнаволокский характеризуются более молодым возрастом слагающих их комплексов (не древнее 3.1 млрд. лет). Здесь развиты главным образом зеленокаменные комплексы возрастами 2.8-2.9, 2.73-2.8, 2.5-2.72 млрд. лет (Бибикова и др., 2005; Кожевников, 2006; Лобач-Жученко и др., 2000 а; Juopperi, Vaasjoki, 2001; Puchtel et al., 1997; Sorjonen-Ward, Luukkonen, 2005). Породы зеленокаменных поясов прорываются различными гранитоидами. Кроме того, в террейне Кианта выделяют Парагнейсовый пояс Нурмес возрастом 2.68-2.72 млрд. лет (Kontinen et al., 2007; Sorjonen-Ward, Luukkonen, 2005). А в террейне Иломантси-Вокнаволок - неоархейские (2.72 млрд. лет) гранулитовые комплексы (Володичев и др., 2003). В процессе изучения определялся возраст сфенов из натриевых гранитов, прорывающих Костомукшский зеленокаменный пояс (террейн Кианта).

Особенностью Центрально-Карельского террейна является относительно молодой возраст слагающих его ТТГ и зеленокаменных комплексов - 2.7-2.8 млрд. лет (Самсонов и др., 2001) и широкое распространение интрузий неоархейских санукитоидов (Бибикова и др., 1997; Ларионова и др., 2007; Halla, 2005). В данном террейне определен возраст сфенов из Нюкозерского санукитоидного массива, метавулканитов Хедозеро-Большезерского зеленокаменного пояса и ряда проб из пород ТТГ комплекса.

Беломорский подвижный пояс сложен главным образом архейскими (2.9-2.60 млрд. лет) глубокометаморфизованными гранитоидными, зеленокаменными и парагнейсовыми комплексами (Слабунов, 2008). Обычны здесь и протерозойские образования, представленные гранитоидами, пегматитами и габброидами - друзитами (Слабунов и др., 2006 а).

Существенную роль в структуре Беломорского подвижного пояса играют архейские и палеопротерозойские тектонические покровы (Миллер, Милькевич, 1995).

В рамках исследования было проведено датирование нескольких проб сфенов из неоархейских ТТГ пород, из метаматрикса архейского меланжа в пределах Керетского зеленокаменного пояса, архейских эклогитов, а также двух проб из палеопротерозойских интрузивных чарнокитоидов.

Карельский кратон и Беломорский подвижный пояс контрастно отличаются друг от друга по особенностям проявления метаморфических процессов. Породы кратона были метаморфизованы в архее в условиях (Геология Карелии, 1987; Ранний докембрий , 2005), как правило, зеленосланцевой и амфиболитовой фаций (местами до гранулитовой) преимущественно низких давлений. Метаморфизм палеопротерозойского (свекофеннского) возраста в его пределах проявлен локально. Тогда как в Беломорском подвижном поясе установлены (Володичев, 1990; Сибелев, 1998; Слабунов и др., 2006 а) неоднократные проявления метаморфизма как архейского, так и палеопротерозойского возраста амфиболитовой и гранулитовой фаций умеренных и высоких давлений, а также эклогитовой фации.