CC BY
387
УДК 551.24 (470.21)
РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЯ И ТЕКТОНИКА КОЛЬСКОГО РЕГИОНА:
КРАТКИЙ ОБЗОР, НОВЫЕ ПОДХОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
В.В. Балаганский, В.Р. Ветрин, Л.Н. Морозова, С.В. Мудрук, В.И. Пожиленко
Г еологический институт КНЦ РАН
Аннотация
Дан краткий обзор региональных геологических исследований и приведены наиболее важные новые результаты, полученные геологической группой лаборатории региональной геологии и геофизики. Отмечены переход от концепции геосинклиналей к концепции тектоники литосферных плит для палеопротерозоя и работы по созданию новых геотектонических моделей для архея. Показана необходимость изучения геологии и тектоники раннего докембрия на основе геологического картирования с привлечением методов исследования, результаты которых характеризуют геологические объекты и процессы количественными параметрами.
Ключевые слова:
региональная геология, тектоника, архей, палеопротерозой, гранитоиды, Кольский регион, Балтийский щит.
Введение
Региональная геология и тектоника с самого момента основания Геологического института относились к важнейшим направлениям его исследований. В числе первых научноисследовательских подразделений института была создана лаборатория стратиграфии и региональной геологии, позднее преобразованная в лабораторию региональной геологии, а затем - в лабораторию региональной геологии и геофизики, объединяющую группы геологов и геофизиков. Основные направления работ Института - решение практических задач, связанных с месторождениями полезных ископаемых Кольского региона, и развитие фундаментальных основ геологии (прежде всего, геологии раннего докембрия) - стали главными и для лаборатории стратиграфии и региональной геологии. Со временем акценты сместились в сторону фундаментальных исследований, и для решения задач региональной геологии и тектоники стали применяться современные методы магматической петрологии, а также новые сочетания геологических и геофизических методов. В настоящей статье дается краткий исторический обзор региональных исследований и освещаются последние, наиболее значимые достижения геологической группы лаборатории региональной геологии и геофизики.
Краткий исторический обзор
В прикладном отношении основные усилия лаборатории стратиграфии и региональной геологии изначально были направлены на изучение палеопротерозойского рифта Печенга-Имандра-Варзуга, так как именно с ним были связаны промышленные медно-никелевые месторождения Кольского региона [1-3]. В последующие годы вопросы геологии рудных районов Кольского региона также оставались в поле внимания региональных геологов [4]. В фундаментальном аспекте проводились исследования как палеопротерозоя, так и архея, но среди них особое место всегда занимала проблема древнейшего комплекса основания и слагающих его первично-коровых гранитоидов [5-8]. Теоретической базой служила концепция геосинклиналей, на основе которой, в частности, развивались представления о наращивании континентальной земной коры Кольского региона только в вертикальном направлении, а также взгляды о формировании пликативных и дизъюнктивных дислокаций в результате преимущественно вертикальных, а не горизонтальных движений. Был сделан вывод о том, что наблюдаемый разрез земной коры в целом отвечал стратиграфическому разрезу, повсеместно развитым фундаментом которого считались тоналиты и плагиограниты с возрастом древнее 3.5 млрд лет [5-6]. Наглядным выражением этой концепции явилась Геологическая карта-схема Кольского полуострова, составленная под редакцией Г.И. Горбунова и В.Г. Загородного и опубликованная в 1980 г. в виде приложения к работе [9].
Развитие геологии и появление новых методов исследования, базирующихся не только на основополагающем подходе "МеМе et та!во'', но и существенно расширяющих использование числовых параметров в качестве меры оценки геологических явлений и процессов, привело к значительной
корректировке взглядов на геологию раннего докембрия Кольского региона. Первые же возрастные данные, полученные разными изотопными методами [10-12] и существенно дополненные последующими исследованиями, показали, что возраст формации тоналитов и плагиогранитов, являющейся одной из классических тоналит-трондьемит-гранодиоритовых (ТТГ) ассоциаций раннего докембрия [13], не превышает 3 млрд лет. Палео- и(или) эоархейское вещество установлено пока только в единичных случаях в виде незначительной примеси как в ТТГ ассоциациях, так и в метаосадочных породах ^т-№ изотопные данные и детритовые цирконы [14-16]). В то же время получение для гранитоидов, включая ТТГ ассоциации, изотопно-геохимических данных и сведений о малых и редкоземельных элементах значительно расширило наши представления об источниках родоначальных для них расплавов и условиях их генерации. Эти же материалы вместе с изотопными датировками и данными о глубинных ксенолитах позволили детализировать не только архейскую и палеопротерозойскую историю земной коры Кольского региона (т.е. главные этапы ее образования и последующего преобразования), но и строение ее вертикального разреза. При этом сопоставление геологических и геофизических материалов позволяет утверждать, что субгоризонтальные геофизические границы, устанавливаемые сегодня в земной коре Кольского региона, отражают не вещественный состав, а физическое состояние пород, т.е. неоднородность физического и физико-химического состояния среды, зоны катаклаза и линеаризации, различие в насыщенности флюидами и т.п. [17-18]. Изменение взглядов на возраст раннедокембрийских пород Кольского региона наиболее полно нашло свое выражение на геологической карте, составленной в лаборатории региональной геологии под руководством Ф.П. Митрофанова и А.Т. Радченко и опубликованной в 1996 г. [19].
Выделение этапа заложения и развития палеопротерозойских рифтов в спокойной тектонической обстановке выдержало проверку временем, но общая картина палеопротерозойского тектогенеза, как и в случае с архейской историей, существенно изменилась. Оказалось, что почти одновременно с развитием разрывных и складчатых структур сжатия в условиях низких ступеней метаморфизма в рифтогенных поясах, заложенных в самом начале палеопротерозоя (2.3-2.5 млрд лет [3, 8, 20]), в Кольском регионе формировалась ювенильная палеопротерозойская кора
островодужного типа, сложенная метаосадками и метавулканитами, ТТГ гранитоидами, эндербитами, чарнокитами и порфировидными гранитами (1.9-2.0 млрд лет [21-23]). Более того, появились плитно-тектонические модели, предполагавшие раскрытие в Кольском регионе около 2.0 млрд лет назад океанического бассейна, последующую субдукцию и коллизию [24-26]. Ювенильной палеопротерозойской корой с возрастом 1.9-2.0 млрд лет полностью сложены Лапландский, Умбинский (оба гранулитовые) и Терский террейны и частично - террейны Инари и Стрельнинский [22-23, 27]). Эта кора испытала интенсивные и неоднократные складчатые деформации и мигматизацию в условиях, варьирующих от высоких ступеней амфиболитовой фации до высокобарической и высокотемпературной гранулитовой фации, и на этом основании ранее при отсутствии возрастных данных ей приписывался архейский возраст.
Сонахождение слабо метаморфизованных и незначительно деформированных рифтогенных пород, накопленных 2.1-2.5 млрд лет назад, и островодужных образований, глубоко метаморфизованных, мигматизированных и сложно дислоцированных 1.9-2.0 млрд лет назад, привело к двум следствиям. С одной стороны, это выразилось в появлении альтернативы и геосинклинальным, и плитно-тектоническим построениям в виде концепции Лапландско-Беломорско-Кольского или просто Кольского глубинного раннедокембрийского коллизиона [28-29]. В строении Кольского коллизиона участвуют такие сложные тектонические постройки, как Беломорский мобильный и Лапландский гранулитовый пояса, а также палеопротерозойский Печенга-Имандра-Варзугский рифт, образующие, согласно концепции коллизиона, единую тектоническую триаду. Лапландские гранулиты при этом считаются палеопротерозойскими метаморфическими производными по изначально нижнекоровым или даже мантийным породам архейского возраста. В то же время как самостоятельная единая тектоническая единица Кольский коллизион не имеет аналогов среди типовых и геосинклинальных, и плитно-тектонических структур, а подобные ему тектонические мегаструктуры на других древнейших щитах пока не выделены. С другой стороны, нахождение в одной тектонической постройке двух принципиально разных типов геологических структур рядом друг с другом дало новый импульс в приложении тектоники литосферных плит к палеопротерозою Кольского региона, что наиболее полно отразилось в концепции палеопротерозойского Лапландско-Кольского коллизионного орогена [23, 27].
Новые взгляды на региональную геологию и тектонику в последнее время развиваются в связи с находками раннедокембрийских эклогитов в Беломорском мобильном поясе [30-31]. Большинство
находок сделаны в Ёнском сегменте беломорид (юго-запад Кольского региона). В районе пролива Широкая Салма давно был известен выход эклогитов [17], но их изучение в ГИ КНЦ РАН в силу ряда причин не завершилось какой-либо публикацией. Происхождение и возраст эклогитов (архей или палеопротерозой) являются сейчас предметом острейших дискуссий (см. обзор в работе [32]).
Вышеизложенные изменения во взглядах на региональную геологию и тектонику Кольского региона, а также на строение его континентальной коры представляются наиболее существенными. Следует еще раз подчеркнуть, что основой для появления новых петрологических, тектонических и геодинамических моделей как для архея, так и палеопротерозоя в значительной мере стали количественные параметры, характеризующие геологические объекты и процессы. Среди них, помимо возрастных, изотопно-геохимических и геохимических данных, следует назвать кинематические построения, базирующиеся на конкретных структурных индикаторах, а также сведения о величине деформации. Совокупность именно этих конкретных данных побуждает разрабатывать для архея новые геодинамические модели, а для палеопротерозоя - обращаться к тектонике литосферных плит. Основой для исследований являются геологические карты, с максимальной точностью отражающие состав пород и границы их развития. Именно такого подхода придерживался коллектив лаборатории региональной геологии при составлении Геологической карты Кольского региона масштаба 1 : 500 000 в 1990-х гг. [19]. Как показывает опыт совместных исследований геологов и геофизиков, точные карты в ряде случаев нельзя составить без привлечения геофизических материалов.
Петрология и геодинамика докембрийской континентальной коры Кольского региона
Для континентальной земной коры, включая земную кору Балтийского щита, по результатам сейсмических исследований и изучения глубинных ксенолитов принята трехслойная модель строения со сложной слоисто-блоковой структурой, отражающей многоэтапность ее магматической и метаморфической переработки [33-35]. Вследствие этого изучение состава и возраста пород различных уровней глубинности позволяет создать модель формирования докембрийской континентальной коры Кольского региона.
Наиболее представительный разрез докембрийской верхней коры вскрыт Кольской сверхглубокой скважиной (СГ-3), до глубины 6842 м пересекающей палеопротерозойский осадочновулканогенный комплекс и далее до забоя на глубине 12262 м - нео- и мезоархейские породы фундамента Печенгской структуры, которая является составной частью палеопротерозойского рифта Печенга-Имандра-Варзуга. В чередовании архейских пород выделяется ритмичность. Нижний элемент ритма сложен метавулканитами дацит-плагиориодацитового состава (“серыми гнейсами”), занимающими ~ 45% разреза, а верхний - гнейсами с высокоглиноземистыми минералами (~ 20%). Протолиты гнейсов относятся к породам грауваккового состава. Возраст второй, четвертой, восьмой и десятой (нумерация сверху вниз) толщ архейского комплекса СГ-3 составляет соответственно 2798 ± 12, 2804 ± 16, 2810 ±10 и 2830 ± 8 млн лет [36], определяя интервал времени образования протолитов “серых гнейсов” в ~ 30 млн лет. Анализ пространственного расположения и состава магматических пород и метатерригенных образований в разрезе СГ-3 и окружения Печенгской структуры позволяет интерпретировать их формирование в геодинамических обстановках активной континентальной окраины - в краевой зоне террейна, образованного породами кольской серии.
К породам средней коры отнесены комплексы высокометаморфизованных пород Кольско-Норвежского мегаблока, расположенные к востоку и юго-востоку от Печенгской структуры. Преобладающий в составе этих пород гнейсовый комплекс кольской серии имеет трехчленное строение с постепенными переходами между нижней толщей биотитовых гнейсов, средней толщей переслаивающихся биотитовых и гранат-биотитовых гнейсов и верхней толщей, сложенной преимущественно глиноземистыми гнейсами. Для глиноземистых гнейсов установлена метаморфическая зональность от высокотемпературной амфиболитовой до гранулитовой фации. Возраст наиболее древних пород - полосчатых эндербитов - определен в 2921 ± 12 млн лет, и модельные возрасты ^фМ) метаэффузивных и метаосадочных пород кольской серии в пределах 2.86-3.02 млрд лет свидетельствуют о близком времени их формирования. Средний химический состав мезоархейской коры Кольско-Норвежского мегаблока, определенный по методике [37], соответствует составу андезита и хорошо корреспондируется с составом средней коры по [38].
Изучение глубинных ксенолитов показало, что ранняя нижняя кора Кольского региона образована неоархейскими базит-гипербазитовыми породами, близкими по возрасту и составу к вулканитам Северо-Карельской системы зеленокаменных поясов [39]. Среди временных эпизодов
развития литосферы Балтийского щита, в нижнекоровых ксенолитах фиксируются неоархейские процессы парциального плавления нижнекорового материала с образованием тоналит-трондьемитовых расплавов (~ 2.79 млрд лет) и регионального метаморфизма (~ 2.74 млрд лет). На раннем палеопротерозойском этапе (2.47-2.41 млрд лет) усложнение состава нижней коры произошло при внедрении базитовых расплавов, образующих в верхней коре многочисленные расслоенные интрузии и ассоциирующие с ними вулканиты. В поздний палеопротерозойский этап (1650-1800 млн лет, с максимумом возрастных значений в 1750 ± 30 млн лет) нижняя кора подвергалась интенсивным процессам калиевой гранитизации и анатексиса, обусловившим внедрение в верхнюю кору постскладчатых интрузий калиевых гранитов. Заключительный, палеозойский этап формирования нижней коры был связан с воздействием на нее щелочных расплавов и связанных с ними флюидов и фиксируется значениями возраста в 0.26-0.33 млн лет.
ТТГ ассоциация полигона Воче-Ламбина
Полигон Воче-Ламбина расположен на самой северной окраине Беломорского мобильного пояса. С 1986 г. он является реперным для изучения многих вопросов как архейской, так и палеопротерозойской геологии [40]. Для пород ТТГ инфракомплекса именно этого района впервые были получены Sm-Nd изотопные данные, исключившие раннеархейский (саамский) возраст древнейшего гранитоидного фундамента Кольского региона [11, 40]. В течение двух последних лет изучение этих гранитоидов было продолжено, и новые данные [41-42] полностью подтвердили выводы, сделанные ранее на ограниченном фактическом материале.
Архейский фундамент полигона Воче-Ламбина (инфракомплекс) почти целиком сложен метатоналит-трондьемитами у! первого этапа гранитообразования. По химическому составу породообразующих окислов, редких и редкоземельных элементов они являются типичными архейскими "серыми гнейсами" и представляют собой лейкократовые породы, обогащенные А1203 (А12О3 > 14.5%) при резком преобладании №2О над К2О. Особенностями у! являются: повышенные содержания СаО, низкие концентрации Р2О5 (0.07-0.15), высокозарядных элементов с высокой валентностью ^, №, 2г, Т1) и когерентных элементов (Сг, №), низкая магнезиальность (mg# = 0.19-
0.33), высокие отношения Sг/Y (74-124). Магматический протолит тоналит-трондьемитовых гнейсов 71 ^шфМ) = 2.87-2.97 млрд лет) произошел из ювенильного источника с возрастом не древнее 3.1 млрд лет (мезоархей) и содержит незначительную по объему примесь вещества из палеоархейского корового источника (не моложе 3.2 млрд лет).
Тоналитовые плагиогнейсы и метагранодиориты, отнесенные к гранитоидам у3 (второй этап гранитообразования), слагают, соответственно, небольшую интрузию и несколько дайковых тел, причем последние секут самую раннюю мигматитовую полосчатость в метатоналит-трондьемитах у! [40]. Возраст магматического циркона составляет 2807 ± 10 млн лет (метатоналиты [10]), 2814 ± 4 млн лет (метагранодиориты [42]). По сравнению с гранитогнейсами уь гранитоиды у3 имеют более высокую магнезиальность (mg# = 0.24-0.39), повышенные концентрации СаО, MgO, Р2О5, 2г, Сг, Т^ ЛРЗЭ, деплетированы ТРЗЭ, Ва и Rb. Для у3 характерны резко фракционированные спектры распределения редкоземельных элементов с сильным фракционированием легких РЗЭ (^а^т^ = 11.1-14.6) и умеренным фракционированием тяжелых РЗЭ ((Gd/Yb)N = 5.8-6.3), отсутствие европиевой аномалии (Еи/Еи*= 0.92-0.96). Образование тоналит-трондьемитов у3 (^фМ) = 2.812.91 млрд лет, £ш(0 от +1.8 до + 2.6) происходило за счет плавления умеренно деплетированного базитового источника с возрастом не древнее 3.1 млрд лет и с очень короткой коровой предысторией, т.е. без примеси корового материала.
Первые внутрикоровые гранитоиды представлены микроклин-олигоклазовыми гранитами у8, слагающими маломощные дайки. Они секут рассланцованные и мигматизированные гранитоиды у! и у3. Возраст этих гранитов равен 2708 ± 4 млн лет [42]. Особенностями у8 являются низкая магнезиальность (mg# = 0.17-0.27), высокие концентрации Rb, Ва, Y, №, Та, и, Т^ ТРЗЭ и низкие содержания Sг, 2г, Т1 Граниты у8 имеют резко дифференцированный спектр распределения редкоземельных элементов: ^а/УЬ)*т = 45.09-66.28, ^а^т^ = 8.6-10.1, (Gd/Yb)N = 2.69-3.52, ярко выраженную отрицательную европиевую аномалию (Еи/Еи* = 0.49-0.53). Граниты у8 (^фМ) = 2.92.97 млрд лет; вш(2708) от - 0.73 до + 0.61) выплавлялись из преимущественно корового источника (предположительно гранитоиды У1) с добавлением ювенильного вещества. Таким образом, полигон Воче-Ламбина стал вторым районом Кольского региона, в котором установлено время появления первых внутрикоровых гранитов: примерно 2.7 млрд лет назад. Впервые данные об установлении в
континентальной коре Кольского региона внутриплитных условий на этом рубеже были получены при изучении субщелочных и щелочных гранитоидов Кейвского блока [43-44].
Корреляция основных этапов формирования архейского ТТГ комплекса полигона Воче-Ламбина и архейского комплекса кислых метавулканитов Кольской сверхглубокой скважины, а также сопоставление их Sm-Nd изотопно-геохимических параметров [41] выявили общие для них черты: 1) неоднократное внедрение гранитоидов и кислых вулканитов в одновременных интервалах;
2) синхронность корообразующих процессов - древнее 2.82 млрд лет и 2.81 млрд лет тому назад;
3) сходные, не превышающие 3.1 млрд лет, величины ^фМ), предполагающие формирование вулкано-плутонических пород из базитовых источников, являющихся производными деплетированной мантии, причем с аналогичной коровой историей; 4) сопоставимые значения первичных отношений 143Nd/144Nd и соответственно величин Еш(0, положительные значения которых (от +0.5 до +0.34) свидетельствуют об образовании ТТГ пород и вулканитов из метабазитовых источников без значительной примеси корового материала.
Сравнение пород ТТГ полигона Воче-Ламбина с аналогичными породами более южных частей Беломорского мобильного пояса, обобщенные данные для которых приведены в работе [45], предполагает гетерогенность строения и развития этой тектонической структуры в архее. Если почти весь ТТГ инфракомплекс полигона Воче-Ламбина был сформирован к рубежу 2.8 млрд лет, то подавляющая часть ТТГ пород центрального и южного Беломорья была образована примерно от 50 до 130 млн лет позднее. Анализ этих различий выходит за рамки настоящей статьи.
Метабазальты и метакоматииты Ёнского зеленокаменного пояса
Реперными для выделения Ёнского зеленокаменного пояса являются многочисленные пластовые тела амфиболитов протяженностью до десятков километров и мощностью до 1.5 км, с которыми пространственно и генетически ассоциируют маломощные пластовые и линзовидные тела метагипербазитов. Петрохимически амфиболиты соответствуют толеитовым базальтам. Метагипербазиты представлены антофиллитовыми и тремолит-актинолитовыми сланцами, содержащими в разном количестве тальк, хлорит, серпентин, карбонат, рудные минералы, рутил, шпинель и иногда оливин. Характерными для них являются повышенное и высокое содержание магния, никеля, хрома, низкое содержание титана, кальция и щелочей, низкая железистость, а также отношение СаО/А12О3, близкое или незначительно большее единицы. По этим петрохимическим параметрам ёнские метакоматииты аналогичны перидотитовым и пироксенитовым коматиитам архейских зеленокаменных поясов [4, 46]. Именно с этими амфиболитами и метакоматиитами пространственно ассоциируют отмеченные выше реликты эклогитов. Анализ каменного материала по Ёнскому зеленокаменному поясу показывает, что реликты эклогитов имеют в нем более широкое распространение, чем это отмечалось ранее. Для решения вопроса о генезисе этих уникальных для раннего докембрия пород необходимо учитывать эти новые находки эклогитов, площадное распределение эклогитов и их положение внутри разреза зеленокаменного пояса.
Интрузия Оспе-Лувтуайвенч
Неоархейский интрузивный массив Оспе-Лувтуайвенч является единственной пока для северовосточной части Балтийского щита расслоенной интрузией диорит-базит-гипербазитовой формационной принадлежности. Возраст массива по магматическим цирконам (и-РЬ-метод) из метадиоритов средней расслоенной пачки массива - 2736 ± 11 млн лет [47]. Значения Sm-Nd модельного возраста пород массива Оспе-Лувтуайвенч варьируют в пределах 2.86-2.91 млн лет. Величина £ш(2736) пород массива колеблется от +0.68 до -0.27, что, вероятно, свидетельствует о ювенильном источнике исходных магм (деплетированная мантия) с незначительной контаминацией коровым веществом [48]. В пределах массива Оспе-Лувтуайвенч, а также в районе полигона Воче-Ламбина намечены шесть разновозрастных групп даек базитов и гипербазитов, различающихся как по петрохимическим признакам, так и по степени структурной и метаморфической переработки. Предполагается, что ранние (доскладчатые) дайки являются неоархейскими, самые поздние -палеозойскими, а все остальные - палеопротерозойскими [49]. Палеопротерозойские дайки с повышенной щелочностью, вероятно, могут быть комагматами базальтов умбинской свиты палеопротерозойского рифта Печенга-Имандра-Варзуга.
Палеопротерозойская горизонтальная тектоника в Кейвском террейне
Палеопротерозойские крупномасштабные горизонтальные движения в Кольском регионе наиболее ярко проявились в лапландских и умбинских гранулитах, в которых они отмечались еще в 1930-х гг. и подтверждены многочисленными последующими исследованиями (см. обзор в работе [22]). К настоящему времени свидетельства проявления горизонтальной тектоники в палеопротерозое получены для северо-восточного форланда Лапландско-Кольского коллизионного орогена. Речь идет о Кейвском террейне, считавшемся образцом ненарушенного стратиграфического разреза раннего докембрия Кольского региона, который венчается рифтогенными толщами Серповидной структуры, сопоставляемыми с толщами палеопротерозойского рифта Печенга-Имандра-Варзуга [7-8, 50]. Эти свидетельства были получены при геолого-геофизическом изучении района хр. Серповидного (северо-запад Кейвского террейна) в сочетании со структурными исследованиями и приведены в работах [51-53]. В тектоническом плане Кейвский террейн находится в северо-восточном форланде палеопротерозойского Лапландско-Кольского коллизионного орогена (северо-восток Балтийского щита).
В районе хр. Серповидного обнажена северо-западная часть полосы развития кейвских парасланцев. Там давно известна крупная (не менее 20 км в длину), сжатая до изоклинальной синформная складка запад-северо-западного простирания, названная нами Серповидной. Ее изоклинальное ядро имеет размеры 8 х 2 км на поверхности и сложено палеопротерозойскими рифтогенными породами. Палеопротерозойские породы в большинстве являются сильно магнитными, тогда как окружающие их кейвские парасланцы почти не магнитны, что позволило в первом приближении оценить распространение магнитных пород на глубину. Сделанные оценки предполагают колчановидную морфологию ядра Серповидной складки [51]. Структурные данные и геометрический анализ элементов залегания кейвских парасланцев, непосредственно окружающих палеопротерозойские породы, однозначно указывают на то, что Серповидная складка является колчановидной [52]. Осадочные текстуры, служащие индикаторами кровли и подошвы слоев, говорят о том, что эта складка, будучи синформной, представляет собой ныряющую антиклиналь с осевой поверхностью, под углами 30-50° падающей к северу.
Считалось, что южное крыло изоклинального ядра Серповидной складки, сложенного палеопротерозойскими породами, срезано разломом [50-51]. Однако детальная магнитная съемка показала, что южное (нижнее) крыло в действительности очень сильно пережато, и отношение осей X и Ъ эллипсоида деформации достигает в нем 25. В то же время северное (верхнее) крыло почти не деформировано. В районе хр. Серповидного, а также в других районах Кейвского террейна были изучены кинематические индикаторы (в основном s-c- и о-структуры, а также колчановидные складки разных размеров). Полученные результаты говорят о том, что Серповидная сверхкрупная изоклинальная колчановидная складка с пережатым нижним крылом возникла в результате движений, направленных к северу. Эти движения осуществлялись в условиях амфиболитовой фации на границе между средней и нижней корой.
Все изложенное выше позволяет интерпретировать ядро колчановидной складки хр. Серповидного, сложенное палеопротерозойскими рифтогенными породами, как останец тектонического покрова гельветского типа. Покров был выдвинут из структуры Имандра-Варзуга, которая является главной составной частью палеопротерозойского рифта Печенга-Имандра-Варзуга и расположена примерно в 50 км к югу от хр. Серповидного. Для общей оценки описанной неординарной тектонической ситуации важное значение имеет тот факт, что между структурой Имандра-Варзуга и Серповидной колчановидной складкой находятся значительные выходы архейского гранитоидного фундамента, практически не испытавшего палеопротерозойских деформаций. Все сказанное позволило классифицировать эту специфическую тектонику в форланде палеопротерозойского Лапландско-Кольского коллизионного орогена как тектонику сорванной средней коры. Предполагается, что она является эквивалентом тектоники сорванного чехла в фанерозойских коллизионных орогенах, которая имеет место в верхней коре.
Изучение палеопротерозойской горизонтальной тектоники в Кейвском террейне проводилось с привлечением геофизических данных, полученных А.Б. Раевским и его коллегами-геофизиками.
Данная работа является вкладом в проект Р И -12-05-00878-а и программу ОНЗ-6 «Динамика континентальной литосферы: геолого-геофизические модели».
ЛИТЕРАТУРА
1. Загородный В.Г. и др. Имандра-Варзугская зона карелид (геология, геохимия, история развития) / В.Г. Загородный, А.А. Предовский, А.А. Басалаев и др. Л.: Наука, 1982. 280 с. 2. Горбунов Г.И. и др. Медноникелевые месторождения Балтийского щита / Г.И. Горбунов, В.Г. Загородный, В.И. Робонен и др. Л.: Наука, 1985. 329 с. 3. Митрофанов Ф.П. и др. Магматизм, седиментогенез и геодинамика Печенгской палеорифтогенной структуры / Ф.П. Митрофанов, В.Ф. Смолькин, Ю.А. Балашов и др. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1995. 258 с. 4. Пожиленко В.И. и др. Геология рудных районов Мурманской области / В.И. Пожиленко, Б.В. Гавриленко, Д.В. Жиров, С.В. Жабин. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2002. 359 с. 5. Бельков И.В. и др. Опыт разработки сводной схемы стратиграфии докембрия Кольского полуострова / И.В. Бельков, В.Г. Загородный, А.А. Предовский и др. // Стратиграфическое расчленение и корреляция докембрия северо-восточной части Балтийского щита. Л.: Наука, 1971. С. 141-150. 6. Загородный В.Г., Радченко А.Т. Тектоника раннего докембрия Кольского полуострова. Л.: Наука. 1983. 93 с. 7. Радченко А.Т. и др. Объяснительная записка к геологической карте северо-восточной части Балтийского щита масштаба 1 : 500 000 / А.Т. Радченко, В.В. Балаганский, А.А. Басалаев и др. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1994. 96 с. 8. Mitrofanov F.P. et al. Geology of the Kola Peninsula / F.P. Mitrofanov, V.I. Pozhilenko, V.F. Smolkin et al. Apatity: KSC RAS, 1995. 145 p. 9. Горбунов Г.И. и др. Минеральные месторождения Кольского полуострова /Г.И. Горбунов, И.В. Бельков, С.И. Макиевский и др. Л.: Наука, 1981. 272 с. 10. Balashov Yu.A., Mitrofanov F.P., Balagansky V.V. New geochronological data on Archaean rocks of the Kola Peninsula // Correlation of Precambrian Formations in the Kola-Karelian Region and Finland. Apatity: KSC RAS, 1992. P. 13-34. 11. Daly J.S., Mitrofanov F.P., Morozova L.N. Late Archaean Sm-Nd model ages from the Voche-Lambina area: implications for the age distribution of Archaean crust in the Kola Peninsula, Russia // Precambrian Res. 1993. Vol. 64. P. 189-195. 12. Timmerman M.J., Daly J.S. Sm-Nd evidence for late Archaean crust formation in the Lapland-Kola Mobile Belt, Kola Peninsula, Russia and Norway // Precambrian Res. 1995. Vol. 72. P. 97-107. 13. Трондьемиты, дациты и связанные с ними породы / под ред. Ф.М. Баркера. М.: Мир, 1983. 488 c. 14. Бриджуотер Д. и др. Природа раннедокембрийских метаосадков в Лапландско-Кольском поясе по результатам 2 7Pb/206Pb датирования единичных зерен циркона и Sm-Nd изотопным данным по породам в целом / Д. Бриджуотер, Д. Скотт,
B.В. Балаганский и др. // ДАН. 1999. T. 366. № 5. С. 664-668. 15. Мыскова Т.А. и др. Находки древнейших цирконов с возрастом 3600 млн лет в гнейсах кольской серии Центрально-Кольского блока Балтийского щита (U-Pb, SHRIMP-II) / Т.А. Мыскова, Н.Г. Бережная, В.А. Глебовицкий и др. // ДАН. 2005. Т. 402. № 1. С. 82-86. 16. Ветрин В.Р. и др. Источники терригенного материала при образовании метаосадочных пород архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины / В.Р. Ветрин, В.П. Чупин, Ю.Н. Яковлев // ДАН. 2011. Т. 440, № 6.
C. 800-805. 17. Пожиленко В.И. и др. Геолого-геофизическое строение докембрийской континентальной коры северной части Балтийского щита / В.И. Пожиленко, В.Ф. Смолькин, Н.В. Шаров // Тектоника и геодинамика: общие и регионалные аспекты. М.: ГЕОС, 1998. Т. II. С. 92-95. 18. Митрофанов Ф.П. и др. Взаимоотношения крупных поверхностных структур и элементов глубинного строения коры Северо-Востока Балтийского щита / Ф.П. Митрофанов, В.И. Пожиленко, В.Н. Гпазнев // Глубинное строение и геодинамика Фенноскандии, окраинных и внутриплатформенных транзитных зон. Петрозаводск: Изд. КарНЦ РАН, 2002. С. 165-166. 19. Геологическая карта Кольского региона (северо-восточная часть Балтийского щита). Масштаб 1 : 500 000 / гл. ред. Ф.П. Митрофанов. Апатиты: ГИ КНЦ РАН, 1996. 20. Баянова Т.Б. Возраст реперных геологических комплексов Кольского региона и длительность процессов магматизма. СПб.: Наука, 2004. 174 с. 21. Daly J.S., Balagansky V.V., Timmerman M.J. et al. Ion microprobe U-Pb zircon geochronology and isotopic evidence supporting a trans-crustal suture in the Lapland Kola Orogen, northern Fennoscandian Shield // Precambrian Res. 2001. Vol. 105, № 2-4. P. 289314. 22. Балаганский В.В., Глебовицкий В.А. Лапландский гранулитовый пояс и комплементарные структуры // Ранний докембрий Балтийского щита. СПб.: Наука, 2005. С. 124-175. 23. Daly J.S., Balagansky V.V. Timmerman M.J., Whitehouse M.J. The Lapland-Kola Orogen: Palaeoproterozoic collision and accretion of the northern Fennoscandian lithosphere // European Lithosphere Dynamics. Geological Society, London, Memoirs, 32. 2006. P. 579598. 24. 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. 25. Минц М.В. Палеотектонические реконструкции раннего докембрия восточной части Балтийского щита. 1. Ранний протерозой // Геотектоника. 1993. № 1. С. 39-56. 26. 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-Sci. Rev. 1994. Vol. 36. P. 205-241. 27. Балаганский В.В. и др. Палеопротерозойский Лапландско-Кольский ороген / В.В. Балаганский, М.В. Минц, Дж.С. Дэйли // Строение и динамика литосферы Восточной Европы: результаты исследований по программам ЕВРОПРОБы. М.: ГЕОКАРТ. ГЕОС, 2006. С. 142-155. 28. Mitrofanov F.P. Evolution and metallogeny of the Lapland-Belomorian-Kola collision. 29th International Geological Congress Abstracts Vol. I. Kyoto. 1992. P. 193. 29. Митрофанов Ф.П. и др. Кольский глубинный раннедокембрийский коллизион: новые данные по геологии, геохронологии, геодинамике и металлогении / Митрофанов Ф.П., Баянова Т.Б., Балабонин Н.Л. и др. // Вестник СПбГУ. 1997. Сер. 7. Вып. 3. С. 5-18. 30. Володичев О.И. и др. Архейские эклогиты Беломорского подвижного пояса // О.И.Володичев, Слабунов А.И., Бибикова Е.В. и др. // Петрология. 2004. Т. 12, № 6. С. 609-631. 31. Mints M.V., Belousova E.A., Konilov A.N. et al. Mesoarchean subduction processes: 2.87 Ga eclogites from the Kola Peninsula, Russia // Geology. 2010. Vol. 38, № 8. P. 739-742. 32. Каулина Т.В. Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2010. 144 с. 33. Cristensen N.I., Mooney W.D. Seismic velocity structure and composition of the continental crust: a global view // Journal of Geophysical Res. 1995. Vol. 100 (B7). P. 9761-9788. 34. Rudnick R.L., Fountain D.M. Nature and composition of the continental crust: a lower crust perspective // Rev. Geophys. 1995. Vol. 33, № 3. P. 267-309. 35. Сейсмогеологическая модель литосферы Северной Европы: Баренц-регион / под ред. Ф.П. Митрофанова, Н.В. Шарова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1998. Ч. I. 237 с. 36. Чупин В.П. и др. Магматические включения в цирконе из архейских “серых гнейсов” Кольской сверхглубокой скважины как показатель происхождения и возраста протолитов / В.П. Чупин, В.Р. Ветрин, С.А. Сергеев и др. // Изотопные системы и
время геологических процессов. СПб.: Изд. И.П. Каталкина, 2009. Т. 2. С. 266-268. 37. Тейлор С.Р., Мак-Леннан
С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с. 38. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // The Crust. Treatise on Geochemistry. Oxford: Elsevier-Pergamon. 2003. Vol. 3. P. 1-64. 39. Ветрин В.Р., Лепехина Е.Н., Падерин И.П., Родионов Н.В. Этапы формирования нижней коры Беломорского подвижного пояса (Кольский полуостров) // ДАН. 2009. Т. 424, № 5. С. 676-681. 40. Воче-Ламбинский архейский геодинамический полигон Кольского полуострова / под ред. Ф.П. Митрофанова, В.И. Пожиленко. Апатиты: Изд. КНЦ РАН СССР, 1991. 196 с. 41. Морозова Л.Н. и др. Гомологи архейских пород разреза Кольской сверхглубокой скважины в северной части Беломорского подвижного пояса (полигон Воче-Ламбина) / Морозова Л.Н., Митрофанов Ф.П., Баянова Т.Б. и др. // ДАН. 2012. Т. 442, № 2. С. 215-218. 42. Морозова Л.Н., Баянова Т.Б., Серов П.А. Основные этапы гранитообразования в архее северо-востока Балтийского щита (на примере полигона Воче-Ламбина) // Литосфера. 2011. № 6. С. 14-26. 43. Митрофанов Ф.П., Зозуля Д.Р., Баянова Т.Б., Левкович Н.В. Древнейший в мире анорогенный щелочногранитный магматизм в Кейвской структуре Балтийского щита // ДАН. 2000. Т. 374, № 2. С. 238-241. 44. Ветрин В.Р. и др. Инициальный субщелочной магматизм неоархейской щелочной провинции Кольского полуострова / Ветрин В.Р., Лепехина Е.Н., Ларионов А.Н. и др.// ДАН. 2007. Т. 414, № 5. С. 663-666. 45. Глебовицкий В.А., Чекулаев В.П. Ассоциация тоналитовых и трондьемитовых гнейсов // Ранний докембрий Балтийского щита. СПб.: Наука, 2005. C. 209-214. 46. Кунаккузин Е.Л., Пожиленко В.И. Метакоматииты центральной части Кольского региона // Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии. СПб.: ИГГД РАН-РФФИ-СКАРН-ФРОГ, 2010. C. 275-279. 47. Пожиленко В.И. и др. Позднеархейский расслоенный диорит-базит-гипербазитовый массив Оспе-Лувтуайвенч (Кольский полуостров) / В.И. Пожиленко, Т.Б. Баянова, Н.М. Кудряшов // Геодинамика, магматизм, седиментогенез и минерагения Северо-запада России. Петрозаводск: Изд. КарНЦ РАН. С. 306-310. 48. Пожиленко В.И. Позднеархейский расслоенный диорит-базит-гипербазитовый массив Оспе-Лувтуайвенч (Кольский полуостров) // Проект Интеррег-Тасис: Стратегические минеральные ресурсы Лапландии - основа устойчивого развития Севера. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2009. С. 89-96. 49. Борисенко Е.С., Пожиленко В.И. Дайковый магматизм южной части Приимандровского района // Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии. СПб.: ИГГД РАН-РФФИ-СКАРН-ФРОГ, 2010. C. 215-219. 50. Белолипецкий А.П. и др. Геология и геохимия метаморфических комплексов раннего докембрия Кольского полуострова /А.П. Белолипецкий, В.Г. Гаскельберг, Л.А. Гаскельберг и др. Л.: Наука, 1980. 238 с. 51. Балаганский В.В., Раевский А.Б., Мудрук С.В. Нижний докембрий Кейвского террейна, Балтийский щит: стратиграфический разрез или коллаж тектонических пластин? // Геотектоника. 2011. № 2. С. 32-48. 52. Горбунов И.А. и др. Кинематика движений и величина деформации в палеопротерозойских породах Серповидной структуры (Кейвский террейн, северо-восток Балтийского щита) / И.А. Горбунов, С.В. Мудрук, В.В. Балаганский // Геология и геоэкология: исследования молодых. Апатиты: Изд. ГИ КНЦ РАН, 2011. С. 52-55. 53. Мудрук С.В. и др. Основные черты строения палеопротерозойского разреза Серповидной структуры (Кейвский террейн, северо-восток Балтийского щита) / С.В. Мудрук, Е.А. Никитин, В.В. Балаганский// Геология и геоэкология: исследования молодых. Апатиты: Изд. ГИ КНЦ РАН, 2011. С. 88-90.
Сведения об авторах
Балаганский Виктор Валентинович - д.г.-м.н., зав. лаб.; e-mail: balagan@geoksc.apatity.ru.
Ветрин Валерий Романович - к.г.-м.н., ведущий научный сотрудник; e-mail: vetrin@geoksc.apatity.ru. Морозова Людмила Николаевна - младший научный сотрудник; e-mail: morozova@geoksc.apatity.ru. Мудрук Сергей Владимирович - младший научный сотрудник; e-mail: mudruksergey@mail.ru. Пожиленко Владимир Иванович - к.г.-м.н., старший научный сотрудник; e-mail: pozhil@geoksc.apatity.ru.
