1 - гранит-зеленокаменные ареалы: а - зеленокаменные пояса и основные-ультраосновные интрузии; б - гранитные плутоны (по геофизическим данным)

2 - гранулит-гнейсовые ареалы - плагиогнейсы, эндербиты, чарнокиты и метабазиты (далдынская и верхнеанабарская серии в пределах Анабарского щита)

3 - гранулитовые парагнейсы и карбонаты (хапчанская серия Анабарского щита )

4 - зеленосланцевые кислые вулканиты, терригенные отложения (эекитская серия Оленекского поднятия) и гранитоиды

5 - известково-щелочные вулканиты, осадки и гранитоиды, зеленосланцевая до амфиболитовой фации (Акитканский складчатый пояс)

6 - анортозитовый комплекс

7 - кимберлитовые поля, в которых датированы коровые ксенолиты (1- Мирнинское, 2 - Алакит-Мархинское (Алакитское), 3 - Далдынское, 4 - Верхнемунское (Мунское)

8 - главные разломы, зоны рассланцевания и прочие разломы

9 - границы обнаженного фундамент

10 - области повышенной мощности чехла (более 8 км).

Буквами обозначены:

ТТ, МгТ, ДТ, МрТ, БТ - Тунгусский, Маганский, Далдынский, Мархинский и Биректинский террейны, соответственно;

СТЗ, КЗ, БЗ - СаяноТаймырская, Котуйканская и Билляхская шовные (коллизионные) зоны;

ХП, ЭП АП - Хапчанский, Эекитский и Акитканский складчатые пояса,

Ащ, Оп - Анабарский щит и Оленекское поднятие, соответственно.

Буквами обозначены:

МТ, ДТ, БТ - Маганский, Далдынский и Биректинский террейны, соответственно,

КЗ, БЗ - Котуйканская и Билляхская коллизионные зоны

Рис.10. Схема строения Анабарского щита и участки изотопного Sm-Nd исследования

1 - преимущественно верхнеанабарская серия в пределах Маганского террейна;

2- преимущественно далдынская серия в предлах Далдынского террейна;

3 - хапчанская серия в пределах Биректинского террейна;

4 - бластомилониты и катаклазиты шовных зон;

5 - Котуйканская группа массивов анортозитов;

6 - коллизионные гранитоиды;

7 - направления падения слоев и изоклинальных складок;

8 -платформенный чехол;

9- - участки отбора образцов: 1- Маганский террейн (см. Табл. 2, 3), 2, 3- Далдынский террейн, 2- обр. в Табл. 2, 3 и 3- в Табл. 3 (обр. АН-61); 4- Биректниский террейн (Табл. 2, 3).

Таблица 2

Изохронный  Sm-Nd возраст (Т) гранулитового метаморфизма

северо-востока Сибирского кратона

Примечания к Табл. 2:

1). Отношения ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd определялись относительно стандарта La Jolla: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.511838+ 15. Ошибка определения ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd не хуже 0.2 % отн. (2s ), ошибка определения концентраций Sm и Nd + 1? 2 % отн. (для монацита погрешность может возрастать до 5? 10 % отн. за счет ошибки взвешивания).

2). Здесь и далее сокращения петрографических терминов: Q, Pl, Scap, Kfsp, Cpx, Opx, Cpx, Bi, Hb, Ga, Ca, Dl, Ap, Mt, Ilm, Ti, Mnz, WR - кварц, плагиоклаз, скаполит, калишпат, клинопироксен, ортопироксен, биотит, роговая обманка, гранат, кальцит, доломит, апатит магнетит, ильменит титанит, монацит, порода в целом, соответственно.

3). Средневзвешенная величина возраста метаморфизма гранулитов, обнаженных на Анабарском щите в пределах Далдынского террейна (обр. АН-14, АН-61) и Биректинского террейна - (обр. АН-82, АН-91) составляет Т (млн.лет) =1.916+ 24 (l =95 %), а на его продолжении, в 300 км к юго-востоку, в коровых включениях кимберлитов Далдынского террейна возраст метаморфизма датируется как 1884 млн.лет и Мархинского террейна -1756 млн.лет.

4). Места отбора образцов (см. рис. 9, 10): АН-14 - гранатовый гнейс, верховья р. Котуйкан; Н2/113 - трубка Новинка, Мунское кимберлитовое поле [Неймарк и др., 1992]; АН-61 - эндербит, верховья р. Налим-Рассоха, АН-82, АН-91 - гранатовые гнейсы, среднее течение р. Налим-Рассоха; У-2030а - трубка Удачная, Далдынское кимберлитовое поле [Неймарк и др., 1992].

        Они характеризуют породы вюрбюрской серии: гранулитовые метавулканиты (плагиогнейсы - метаандезиты, обр. 3320.7, кристаллические сланцы - матабазальты, обр. 3320.3, табл. 3), метаграувакки (гранатовые гнейсы, обр. 3261.1, 3262.4, 3262.5) и метакарбонаты (кальцифиры, обр. 331.5,3320.2, 336.1).

        Модельный возраст T(DM)Nd метавулканитов (обр. 3320.3, 3320.7) находится в интервале значений 2.80-3.01 млрд.лет и отражает либо возраст магматического источника этих расплавов в древней нижней коре, либо значительную контаминацию мантийных расплавов веществом этой нижней коры. Для метаграувакк (обр. 3261.1, 3262.4, 3262.5) и терригенной примеси в карбонатах (обр. 331.5,3320.2, 336.1) модельный возраст T(DM)Nd составляет 2.84-3.09 млрд.лет и по-видимому определяет усредненный возраст пород древнего основания, материал которого поступал в осадок из области размыва. По-видимому, это основание представлено в настоящее время гранулитовыми метавулканитами верхнеанабарской серии. На крайнем юге террейна, в кимберлитовой трубке Мир, модельный возраст амфиболитового ксенолита T(DM)Nd = 3.0 млрд.лет [Неймарк и др.,1992] характеризует возраст фундамента террейна. По-видимому, именно этот фундамент выступал как источник обломочного материала осадков и как контаминант (или альтернативно - исходный субстрат) для магмы вулканитов. Величины e Nd(T) = -0.9? -4.2 (Т=2.4 млрд.лет) для всех изученных пород свидетельствуют о значительной изотопной эволюции основания ко времени накопления вулканогенно-осадочного комплекса (табл.3).

       ДАЛДЫНСКИЙ ТЕРРЕЙН. U-Pb изотопные исследования призматических, предположительно первично магматогенных, цирконов из плагиогнейса верховьев р. Большая Куонамка (устье р. Далдын) дают верхнее пересечение дискордии с конкордией около 3.0+ 0.02 млрд.лет по различным фракциям циркона, извлеченным из плагиогнейса-метаандезита [Бибикова и др., 1988, Розен и др.,1991], тогда как изотопным микрозондовым анализом на масс-спектрометре SHRIMP выявлено зональное строение этих цирконов и установлен возраст в 3.32+ 0.1 млрд.лет [Бибикова и др., 1988]. В среднем течении р. Б. Куонамка (устье р. Сербиян) по 4 фракциям циркона из 2Px-Pl-Q - метабазита получено значение 3.35+ 0.4 млрд.лет (верхнее пересечение дискордии с конкордией) [Степанюк и др., 1993] (используемые здесь и далее буквенные сокращения петрографических названий расшифрованы в табл. 2)

         Sm-Nd изохрона пород по восьми валовым пробам первично-магматических плагиогнейсов и метабазитов (SiO₂ 46-60 %) из среднего течения р. Котуйкан на западе террейна дает значение 3.1+ 0.08 млрд.лет при e (Nd)T= +3.1+ 1.5 [Спиридонов и др.,1993]. Модельные значения возраста T(DM)Nd магматогенных пород, полученные в последнее время по обнажениям на Анабарском щите, также как и опубликованные ранее по коровым включениям в кимберлитах на юге террейна (табл. 3), составляют 2.90-3.27 млрд.лет, а для седиментогенных пород (кварциты, метаграувакки и кальцифиры) - 3.00-3.19 млрд.лет, что свидетельствует о совпадающем возрасте осадочных отложений и размываемых пород. Наиболее вероятный возраст массового формирования магматических пород в пределах Далдынского террейна составляет 3.1 млрд.лет. Близкие значения возраста терригенной примеси в ассоциированных седиментогенных породах указывают на то, что магматические породы сразу подвергались размыву и весь этот древний комплекс сложен единой вулканогенно-осадочной толщей. Величина ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd отношения (средневзвешенная по объемам пород) составляет около 0.12, что соответствует среднему значению для зрелой континентальной коры [Taylor, McLennan, 1985].   Более древняя величина возраста, около 3.3 млрд.лет, возможно характеризует локальные более древние проявления процесса формирования континентальной коры, значение и масштабы которого еще предстоит установить.

        Наиболее ранние процессы гранулитового метаморфизма в Далдынском террейне датируются в 2.76+ 0.02 млрд.лет по изометричному метаморфогенному циркону из метадацитов верхнего течения р.Б. Куонамка (верхнее пересечение дискордии с конкордией, [Розен и др., 1991]). С этим этапом по-видимому связано выплавление анортозитов из нижней коры Далдынского террейна - изохронный (по валовым пробам) Sm-Nd возраст возраст анортозитового расплава около 2.55 млрд.лет, а позднее - растяжение коры в тыловой зоне террейна, сопровождавшееся внедрением даек долеритов во время коллизии, 2.1 млрд.лет назад (данные М.А. Суханова и Д.З. Журавлева). Датировки этого раннего гранулитового события сохранились лишь местами, тогда как ареальные возрастные оценки оказываются существенно моложе. Проведенные Sm-Nd исследования в юго-западной и центральной частях террейна (на Анабарском щите) показывают, что равновесие изотопных систем минералов гранулитовой фации установилось 1.9-1.94 млрд.лет назад (табл. 2). Вероятно этот процесс метаморфизма был достаточно длительным или возобновился позднее, поскольку в среднем течении р.Б. Куонамка минеральная изохрона для двупироксен-плагиоклазового мафитового гранулита дает возраст гранулитового метаморфизма 1.8+ 0.02 млрд.лет (4 точки, Ga-Cpx-Pl-WR, [Степанюк и др., 1993]), что согласуется с изохронным возрастом метаморфизма амфиболита 1.88+ 0.05 млрд.лет (5 точек, Ga-Amph-Pl₁-Pl₂-WR) из корового ксенолита в трубке Новинка Мунского кимберлитового поля на юге террейна [Неймарк и др.,1992].

         Для БИРЕКТИНСКОГО ТЕРРЕЙНА нижний предел возраста гранит-зеленокаменного основания оценивается по модельному возрасту продуктов его размыва, находящихся в терригенном компоненте гранатовых гнейсов - метаграувакк и метакарбонатов Хапчанского пояса, T(DM)Nd = 2.32-2.44 млрд.лет (табл. 3). Эти седиментогенные отложения были метаморфизованы в гранулитовой фации 1.97 млрд.лет назад (см. ниже). Для пород Эекитского складчатого пояса мы располагаем только K/Ar датировками: 1.98 млрд.лет для метаморфических слюд из зеленосланцевых кислых вулканитов [Крылов, 1963] и 1.85-2.08 млрд.лет для прорывающих гранитов [Мокшанцев, 1979]. Эти данные в целом позволяют приблизительно, с допуском + 100 млн.лет, оценить наиболее вероятный возраст осадочных отложений Хапчанского и Эекитского складчатых поясов в 2.1 млрд.лет.

        МАРХИНСКИЙ ТЕРРЕЙН причленен с юга к Далдынскому террейну. Здесь, наряду с базитами, выявлены гнейсы и гранитоиды, террейн отличается нелинейным, мозаичным геофизическим полем и по-видимому представляет собой гранит-зеленокаменную область. В коровых включениях из кимберлитов трубки Удачная выявлены мафитовые гранулиты с геохимическими характеристиками типа MORB, свидетельствующими о деплетированном мантийном источнике [Shatsky et al., 1990]. Модельный Sm-Nd возраст 2Px-Ga-Hb-Pl-Q амфиболитов составляет T(DM)Nd = 2.48-2.52 млрд.лет, тогда как время изотопного уравновешивания пары Cpx-Ga оценивается величиной 1.76+ 0.01 млрд.лет [Неймарк и др.,1992]. В целом возраст формирования фундамента террейна можно приблизительно оценить в интервале 2.3-2.5 млрд.лет, т.е. примерно 2.4 млрд.лет.

Рис.11. Геологическая схема Котуйканской шовной зоны на северо-востоке Анабарского щита.

Эволюция Р-Т параметров соседствующих газово-жидких включений (рис. 12) указывает на постепенный подъем коллизионного горного сооружения от глубин порядка 20 км до глубин 2-3 км, который очевидно был обусловлен эрозией коллизионного горного сооружения после прекращения субдукционного сжатия.

Рис.12. Эволюция температуры и давления при формировании Котуйканской шовной зоны.

         Рассмотренные данные в целом показывают, что Сибирский кратон в своей северо-восточной части сформировался в позднем палеопротерозое, 2.0 - 1.8 млрд.лет назад, в результате аккреции архейских микроконтинентов, представленных в раннепротерозойской структуре гранулит-гнейсовыми и гранит-зеленокаменными террейнами, сопряженными по коллизионным зонам. Ювенильное вещество гранулит-гнейсовых террейнов (Маганского и Далдынского) отделилось от истощенной мантии 3.1 млрд.лет назад, а гранит-зеленокаменных (Биректинского и Мархинского) 2.5 - 2.4 млрд.лет назад (рис.13). Развивавшиеся на их фундаменте вулканогенно-осадочные комплексы формировались 2.4 млрд.лет назад (вюрбюрская серия гранулитов Маганского террейна) и 2.1 млрд.лет назад (Хапчанский гранулитовый и Эекитский зеленосланцевый складчатые пояса Биректинского террейна).

Рис.13. Диаграмма Sm-Nd изотопной эволюции пород Северо-востока Сибирского кратона

BТ, DТ, МТ - Биректинский, Далдынский террейн и Маганский террейны, соответственно. А - анортозиты. D - дайка долерита в анортозитах Котуйканской зоны (А, D - данные М.А. Суханова и Д.З. Журавлева, 1998). Цифрами в прямоугольниках показаны средние значения отношения ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd   для пород соответствующих комплексов. Белые эллипсы - возраст определен по валовым Sm-Nd изохронам, белые прямоугольники - то же, U-Pb методом по цирконам или по согласованным косвенным данным. DM - эволюционная линия деплетированной мантии.

         Финальным результатом аккреции Сибирского суперконтинента из разнородных микроконтинентов (террейнов) было по-видимому возникновение около 1.8 млрд.лет назад гигантского коллизионного горного сооружения Гималайского типа, в верхней части которого сосредоточились выплавленные при коллизии гранитоиды. Подпираемая корой повышенной мощности, эта горная область была эродирована в течение последующих 150 млн.лет, когда верхний гранитный слой коры был почти полностью размыт, по крайней мере в пределах Анабарского щита. На образовавшемся пенеплене, 1.65 млрд.лет назад, начал накапливаться полого залегающий рифейский платформенный чехол [Семихатов, 1993]. По-видимому, именно к началу рифея кора Сибирского кратона обрела мощность, близкую к современной (в среднем около 40 км), которая типична для изостатически равновесных древних платформ.