палеопротей. Палеопротерозойские лапландскокольский и свекофеннский орогены (балтийский щит)В. В. Балаганский
 Скачать 1.03 Mb.
|
5 УДК 551.24 ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЛАПЛАНДСКО-КОЛЬСКИЙ И СВЕКОФЕННСКИЙ ОРОГЕНЫ (БАЛТИЙСКИЙ ЩИТ) В. В. Балаганский 1,2 , И. А. Горбунов, СВ. Мудрук 1,2 1 ФГБУН Геологический институт КНЦ РАН 2 ФГБОУ Мурманский государственный технический университет Аннотация Лапландско-кольская коллизионная орогения (2.0–1.9 млрд лет) проявилась на севере Балтийского щита, а свекофеннская аккреционная (1.9–1.8 млрд лет) ― на его юго- западной половине. Последовательное проявление этих орогений во времени и пространстве позволяет объединить их в лапландско-свекофеннскую орогению тюркского типа. Палеопротерозойские орогении тюркского типа, по-видимому, охватили весь Северо-Атлантический регион и привели к образованию значительной части суперконтинента Нуна, одним из сохранившихся фрагментов которого является Балтийский щит. Ключевые слова палеопротерозой, тектоника, орогения тюркского типа, Балтийский щит. PALAEOPROTEROZOIC LAPLAND-KOLA AND SVECOFENNIAN OROGENS (BALTIC SHIELD) Victor V. Balagansky 1,2 , Il'ya A. Gorbunov 1 , Sergey V. Mudruk 1,2 1 Geological Institute of the KSC of the RAS 2 Murmansk State Technical University Abstract The Lapland-Kola collisional orogeny (2.0–1.9 Ga) occurred in the northern Baltic Shield, and the Svecofennian accretionary orogeny (1.9–1.8 Ga) took place in the southwestern half of this shield. The successive (in time and space) development of these two orogenies allows integrating them into the Lapland-Svecofennian turcic-type orogeny. Palaeoproterozoic turcic- type orogenies seemed to occur throughout the North Atlantic region and resulted in formation of a considerable portion of the Nuna supercontinent with the Baltic Shield being one of its survived fragments. Keywords: Palaeoproterozoic, tectonics, turcic-type orogeny, Baltic Shield. Введение На Балтийском щите выделяются две крупные тектонические единицы, которые важны для понимания как природы палеопротерозойского орогенеза, таки его роли в образовании этого щита. Первая из них ― это давно и хорошо известный Свекофеннский ороген, занимающий почти половину Данные по обоим орогенам в краткой форме обобщены в рамках темы НИР ГИ КНЦ РАН № 0231–2015–0004, а их сравнительный анализ завершен при финансовой поддержке РФФИ проект А. 6 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html Балтийского щита (рис. 1). Вторая тектоническая единица ― Лапландско-Кольский ороген на севере Балтийского щита, заметно уступающий Свекофеннскому орогену по размерам. Лапландско-Кольский ороген был выделен всего лишь вначале х гг. [1], но вместе со Свекофеннским орогеном сразу же стал одним из важнейших объектов исследований по проекту ЕВРОПРОБы «СВЕКАЛАПКО» (СВЕ = Свекофеннский ороген, КА = Карельский кратон, ЛАПКО = Лапландско-Кольский ороген [2]). В настоящей статье дается краткое сравнение этих двух орогенов и оценка роли лапландско-кольской и свекофеннской орогений, которую они сыграли в образовании Балтийского щита как одного из фрагментов палеопротерозойского суперконтинента Нуна (Колумбия, Нена). Рис. 1. Главные тектонические структуры Балтийского щита (ЛГП ― Лапландский гранулитовый пояс Пи ИВ ― Печенгская и Имандра-Варзугская зоны палеопротерозойского рифта Печенга–Имандра-Варзуга): 1 рифей и фанерозой 2 ― мезо- и палеопротерозойская ювенильная кора 3 ― палеопротерозойская ювенильная кора 4 ― палеопротерозойская (ювенильная) и архейская кора 5 ― архейская кора 6 ― границы палеопротерозойских орогенов Лапландско-Кольский коллизионный ороген Основу Лапландско-Кольского орогена составляют Лапландский гранулитовый пояс (террейн) и палеорифт Печенга–Имандра-Варзуга. Результаты их изучения положили начало разработке тектонических сценариев для палеопротерозоя северной части Балтийского щита с позиций тектоники литосферных плит [3–9]. Следует также отметить концепцию Кольского коллизиона, сочетающую одновременное проявление в названных выше структурах тектонических режимов соответственно сжатия (коллизии блоков континентальной коры) и растяжения (рифтинга) [10]. Наиболее полное развитие плитнотектонический сценарий нашел в концепции палеопротерозойского Лапландско-Кольского мобильного пояса или орогена. Впервые представления о Лапландско-Кольском орогене сформулированы Д. Бриджуотером и его соавторами [1]. Согласно этим исследователям, Лапландско-Кольский ороген есть альпинотипный коллизионный пояс, прослеживаемый через Атлантику в Гренландию и Канаду. Эта концепция затем была существенно развита и детализирована в процессе исследований по проекту ЕВРОПРОБы "СВЕКАЛАПКО" [2]. В составе Лапландско-Кольского орогена выделяют орогенное ядро (Лапландский гранулитовый пояс, террейны Инари, Умбинский гранулитовый, Терский и Стрельнинский), а также северо-восточный и юго-западный форланды (Кольская и Беломорская провинции 8 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html коллизионных событий в породах орогенного ядра, произошедших за счет преимущественного палеопротерозойского ювенильного материала, те. в Лапландском гранулитовом поясе, Умбинском гранулитовом и Терском террейнах, был достигнут 1.92–1.93 млрд лет назад [2, 25]. Затем в Кольском регионе последовала быстрая эксгумация пород ядра и их быстрое остывание до Т ≈ 500 С 1.89–1.90 млрд лет назад (скорость остывания 5–7 С млн лет [2]). Остывание пород Беломорской провинции, те. юго-западного форланда Лапландско-Кольского орогена, происходило в два раза медленнее – со скоростью 2–4 С млн лет [2, 26]. В Печенга–Имандра- Варзугском поясе ив Кейвском террейне, тек северу от орогенного ядра, надвиговые движения происходили с юга на север и с юго-юго-запада к северо-северо-востоку [13, 27, 28]. В Стрельнинском террейне, входящем в состав орогенного ядра, также установлены надвиговые движения в северо-восточном направлении [29]. В итоге главной чертой строения Лапландско- Кольского орогена является его общая пальмовидная морфология, при этом главный коллизионный шов проходит по южной границе Печенга–Имандра-Варзугского пояса [5–7]. Тектонический шов, ограничивающий снизу Лапландский гранулитовый пояс и Умбинский гранулитовый и Терский террейны, является компонентом главного коллизионного шва, а несамостоятельной сутурой, как предполагалось ранее [2, 9]. Палеопротерозойская лапландско-кольская коллизионная орогения привела к значительному увеличению мощности континентальной коры Беломорья. Об этом свидетельствуют величины давления при гранулитовом метаморфизме в основании Лапландского гранулитового пояса, достигающие 13 кбар, тогда горячие лапландские гранулиты были надвинуты на относительно холодные архейские гранитогнейсы Беломорья [7, 20]. В последних величина давления вовремя их повторного метаморфизма должна была превышать приведенную выше при меньшей температуре. Это объясняет развитие участков с эклогитовыми парагенезисами в палеопротерозойских дайках лерцолит-габброноритового комплекса Беломорья [30]. Таким образом, повторный палеопротерозойский эклогитовый метаморфизм в нижней части беломорской континентальной коры [31] был вызван лапландско-кольской коллизионной орогенией [32]. Свекофеннский аккреционный ороген Свекофеннский ороген, в отличие от Лапландско-Кольского, известен давно и очень хорошо изучен. Он представляет собой умереннобарическую ив целом высокотемпературную метаморфическую провинцию, в которой местами отмечен зональный метаморфизм от гранулитовой фации до низкотемпературной амфиболитовой фации [33–36]. Свекофеннскому орогенезу предшествовало образование океанической коры 1.95 млрд лет назад (ее реликты представлены офиолитами Оутокумпу и Йормуа [37]). Вовремя субдукции океанической коры к северо-востоку под архейский Карельский кратон в течение примерно 100 млн лет происходило образование островных дуг за счет палеопротерозойского ювенильного материала. Последовательная аккреция разновозрастных островных дуг к Карельскому кратону сопровождалась метаморфизмом, развитием складчатости и разломов, а также гранитоидным магматизмом. Аккреция шла в три этапа, что определило комплексный характер свекофеннской аккреционной орогении. Были выделены три орогении, сменяющие друг друга во времени и пространстве саво-лапландская (1.92–1.89 млрд лет, феннийская (1.87–1.84 млрд лети свекобалтийская (1.83–1.80 млрд лет [35]). В результате последовательного смещения зоны субдукции в юго-западном направлении глубинное строение земной коры Свекофеннского орогена приобрело асимметричность, обусловленную преобладанием геолого-геофизических разделов (границ, которые (суб)параллельны плоскостям субдукции и падают к северо-востоку [38]. Вблизи с границей с Карельским кратоном эти границы падают к северо-востоку только в мантии, непосредственно подстилающей земную кору. В земной же коре они падают к юго- западу, что обусловлено обдукцией океанической коры на Карельский кратон в северо- восточном направлении. В целом палеопротерозойский Свекофеннский ороген подобен современным аккреционным орогенам. 10 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html проявились во всем Северо-Атлантическом регионе и привели к образованию значительной части суперконтинента Нуна. Благодарности Многие идеи, касающиеся строения и развития палеопротерозойского Лапландско- Кольского коллизионного орогена, были высказаны Дэвидом Бриджуотером, Дж. Стивеном Дэйли и Мартином Я. Тиммерманом [1, 2] и развиты при участии первого автора статьи входе подготовке и выполнении проекта «СВЕКАЛАПКО». ЛИТЕРАТУРА 1. Bridgwater D., Marker M., Mengel F. The eastern extension of the early Proterozoic Torngat Orogenic Zone across the Atlantic // LITHOPROBE Report 27. 1992. P. 76–91. 2. The Lapland-Kola Orogen: Palaeoproterozoic collision and accretion of the northern Fennoscandian lithosphere / J. S. Daly [et al.] // European Lithosphere Dynamics. Geological Society London, Memoirs, 2006. Vol. 32. P. 579–598. 3. Прияткина Л. А, Шарков Е. В Геология Лапландского глубинного разлома (Балтийский щит. Л Наука, 1979. 128 с. 4. Petrogenesis and evolution of an early Proterozoic collisional orogenic belt: The granulite belt of Lapland and the Belomorides (Fennoscandia) / P. Barbey [et al.] // Geological Society of Finland, Bulletin. 1984. Vol. 56, parts 1–2. P. 161–188. 5. Berthelsen A., Marker M. Tectonics of the Kola collision suture and adjacent Archaean and early Proterozoic terrains in the northeastern region of the Baltic Shield // Tectonophysics. 1986. Vol. 126. P. 31–55. 6. Melezhik V. A., Sturt B. A. General geology and evolutionary history of the early Proterozoic Polmak-Pasvik-Pechenga-Imandra/Varzuga-Ust'- Ponoy Greenstone Belt in the northeastern Baltic Shield // Earth-Science Reviews. 1994. Vol. 36. P. 205–241. 7. Ранний докембрий северо-востока Балтийского щита палеогеодинамика, строение и эволюция континентальной коры / МВ. Минц и др. М Научный мир, 1996. 287 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 503). 8. Ion microprobe U-Pb zircon geochronology and isotopic evidence supporting a trans-crustal suture in the Lapland Kola Orogen, northern Fennoscandian Shield / J. S. Daly [et al.] // Precambrian Research. 2001. Vol. 105, No. 2–4. P. 289–314. 9. Балаганский В. В, Глебовицкий В. А Лапландский гранулитовый пояс и комплементарные структуры // Ранний докембрий Балтийского щита. СПб.: Наука, 2005. С. 124–175. 10. Кольский глубинный раннедокембрийский коллизион: новые данные по геологии, геохронологии, геодинамике и металлогении / Ф. П. Митрофанов и др // Вестник СПбГУ. 1997. Сер. 7, вып. 3. С. 5–18. 11. Иванов А. А Состав, строение супракрустальных толщи черты эволюции осадочно-вулканогенного породообразования архея Терского блока (Кольский полуостров автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. Л, 1987. 17 с. 12. Козлов НЕ, Иванов А. А, Нерович ЛИ Лапландский гранулитовый пояс ― первичная природа и развитие. Апатиты КНЦ АН СССР, 1990. 172 с. 13. Barbey P., Bernard-Griffiths J., Convert J. The Lapland charnockitic complex: REE geochemistry and petrogenesis // Lithos. 1986. Vol. 19, no. 2. P. 95–111. 14. Tuisku P., Huhma H., Whitehouse M. Geochronology and geochemistry of the enderbite series in the Lapland Granulite Belt: generation, tectonic setting, and correlation of the belt // Canadian Journal of Earth Sciences. 2012. Vol. 49. P. 1297–1315. 15. Some new aspects of geology, deep structure, geochemistry and geochronology of the Lapland Granulite Belt, Baltic Shield / N. E. Kozlov [et al.] // Nor. Geol. Unders. Special Publications. 1995. No. 7. P. 157–166. 16. FIRE seismic reflection profiles 4, 4A and 4B: Insights into Crustal Structure of Northern Finland from Ranua to Näätämö / N. L. Patison [et al.] // Finnish Reflection Experiment FIRE 2001–2005. Geological Survey of Finland, Special Paper 43. Espoo: Geologian tutkimuskeskus, 2006. P. 161–222. 17. Meriläinen K. The granulite complex and adjacent rocks in Lapland, Northern Finland // Geological Survey of Finland Bulletin. 1976. No. 281. 129 p. 18. Лебедева Ю. М Метасоматические процессы при высоких температурах и давлениях в Лапландском гранулитовом поясе (на примере Порьегубского покрова автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. СПб., 2015. 167 c. 19. Новые подходы к геологии и тектонике и их следствия для оценки металлогенического потенциала Кольского региона заключительный отчет по теме 4–2012–2301 / В. В. Балаганский и др. Апатиты ГИ КНЦ РАН, 2012. 48 с. 20. Глубинное строение, эволюция и полезные ископаемые раннедокембрийского фундамента Восточно-Европейской платформы интерпретация материалов по опорному профилю 1-ЕВ, профилям В и ТАТСЕЙС / МВ. Минц и др. Т. 2. М ГЕОКАРТ, ГЕОС, 2010. 400 с. 21. Eskola P. On the granulites of Lapland // American Journal of Sciences. 1952. Bowen Volume. P. 133–171. 22. Крылова М. Д, Прияткина Л. А Гиперстен-силлиманитовая ассоциация в гранулитовом комплексе Порьей губы // ДАН СССР. 1976. Т. 226, № 3. С. 661–664. 23. Структурно-петрологическое изучение ортопироксен-силлиманитовой ассоциации лапландских гранулитов / НЕ. Козлова и др // Известия АН СССР. Сер. геол. 1991. № 4. С. 66–76. 24. Фации регионального метаморфизма Кольского полуострова / О. А. Беляев и др. Л Наука, 1977. 88 с. 25. Бибикова Е. В, Мельников В. Ф, Авакян К. Х Лапландские гранулиты: петрохимия, геохимия и изотопный возраст // Петрология. 1993. Т. 1, № 2. С. 215–234. 26. Titanite-rutile chronometry across the boundary between the Archaean Craton in Karelia and the Belomorian Mobile Belt, eastern Baltic Shield / E. Bibikova [et al.] // Precambrian Research. 2011. Vol. 105, no 2–4. P. 315–330. 27. Альпинотипная тектоника в палеопротерозойском Лапландско- Кольском орогене / СВ. Мудрук и др // Геотектоника. 2013. № 4. С. 13–30. 28. Сейсмологическая модель литосферы Северной Европы Лапландско-Печенгский район. Апатиты КНЦ РАН, 1997. 226 с. 29. Мудрук СВ, Балаганский В. В Структурный анализ серговской толщи палеопротерозоя юго-востока Кольского полуострова, Балтийский щит // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2009. Т. 12, № 3. С. 492– 502. 30. Травин В. В, Козлова НЕ Локальные сдвиговые деформации как причина эклогитизации (на примере |