Содержание к диссертации
Стр.
ВВВДЕНИЕ 4-13
ГЛАВА I. СТРУКТУРНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДОКЕМБРИЙСКИХ КОМПЛЕКСОВ
БАЛТИЙСКОГО ЩИТА 13-27
I.A. Структурно-формационное деление докембрийских
комплексов восточной части Балтийского щита 13-14 І.Б. Эволюция представлений о структуре докембрийских
образований Балтийского щита 14-20
I.B. Гранит-зеленокаменные области и пояса выооко-
метаморфизованных пород - основные структур
ные единицы архейской коры 20-22
І.Г. К вопросу о времени формирования гранулито-
вых комплексов в земной коре 22-27
ГЛАВА II. ЛАПЛАВДСШ-БЕЛОМОРСКИЙ ПОДВИЖНЫЙ ПОЯС 27-66
II.А. Гранито-гнейсовый Беломорский блок .... 28-40
II.Б. Лапландский гранулитовый пояс 40-57
-
Юго-западная граница подвижного пояса . . 57-58
-
Инари-Каноэерская зона глубинных взбросов- северо-восточная граница подвижного пояса /зона сочленения гранулитов высоких давлений и гранито-гнейсов/ .... 58-64
11.8.3. К вопросу о природе Лапландско-Беломор-
ского пояса 64-66
ГЛАВА III. МАТЕРИАЛЫ ДИСТАНЦИОННОГО 30ВДИР0ВАНИЯ И ИХ РОЛЬ
В ИЗУЧЕНИЙ СТРУКТУРЫ РЕГООНА . . 66-116
III.А. Результаты дешифрирования космических
снимков 66-104
III.Б. Геофизические исследования I04-II6
Стр.
ГЛАВА ІУ. СТРОЕНИЕ ЗОН СОЧЛЕНЕНИЯ ГРАНУЛИТОВ И ГРАНИТО-ІБМІ-
СОВ ЛАПЛЩСШ-БЕЛОМОРСШГО ПОДВИЖНОГО ПОЯСА . . . ІІ6-І54
ІУ.А. З^уадаш-Сальнотундровекая система надвигов ІІ6-І30
ІУ.Б. Локка-Урагубская сдвиговая зона Балтий
ского щита 130-154
ГЛАВА У. ЮНГАКТОВЫЙ ОРГОЛ ГРАНУЛИТОВОГО АЛЛОХТОНА ТУАДАШ-
САЛЬНЫХ ТУВДР 154-200
У.А. Вещественный состав пород подстилающих
надвиг 154-179
У.В. Структура контактового ореола 179 -19<
У.В. Гранатовые амфиболиты - составной элемент
контактовых ореолов надвигов фанерозоя .... 193-200
ГЛАВА УІ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНГЕРПРЕТАЩЯ СТРУКТУРНОЙ ОСНОВЫ ПО
ЛУЧЕННОЙ ПО КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ. . . " 200-224
ГЛАВА УІІ. НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПЕРЕОЦЕНКИ МЕТАЛЛОГЕНИИ РЕГИОНА . . . 224-236
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 237-240
Список литературы . . 241-256
Введение к работе
Древнейшие комплексы земной коры, относимые согласно региональным стратиграфическим схемам к раннему докембрию, образуют два принципиально различных типа структур. Это пояса глубокометаморфи-зованных пород с гранулитами, амфиболитами и гнейсами и гранит-зе-ленокаменные области со слабометаморфизованными вулканогенно-оса-дочными: породами, находящимися в тесной ассоциации с разновозрастными гранитоидами.; Соотношения этих крупнейших структурных единиц трактуются различно. Согласно Н.В.Горлову, В.М.Моралеву, О.Б.Гинто-ВУ и другим исследователям подобное структурное деление наметилось уже на самых ранних стадиях формирования коры, причем высокомета-морфизованные пояса образовывали периферические части крупных блоков, преимущественно овально-кольцевой формы, тогда как внутренние части этих структур сложены гранит-зеленокаменными образованиями, синхронными с глубокометаморфизованными породами или даже более молодыми /Салоп,1982/. Другие исследователи /Гликсон>1980, Шелктон, 1980/ считают, что высокометаморфизованные пояса являются глубинными сечениями гранит-зеленокаменных областей, которые выведены на поверхность в позднеархейскую и протерозойскую эпохи тектонической активности.; С развитием идей "тектоники плит" пояса высокометамор-физованных пород стали интерпретироваться с позиции тектоники столкновений /Уиндли,1980/. Аналогичные проблемы существуют и для Балтийского щита,; где выделяется Лапландско-Беломорский подвижный пояс, разделяющий гранит-зеленокаменные области Карелии и Кольского полуострова. В работе затронута часть проблемы соотношения поясов высокометаморфизованных пород с гранито-гнейсовыми областями, а именно вопрос, о характере взаимоотношений гранулитов высоких давлений и гранито-гнейсов, имеющий, по нашему мнению, принципиальное значение для понимания условий образования крупнейших структур раннего этапа развития Земли. По интенсивности исследований подобные комплексы: восточной части Балтийского щита не имеют себе равных. С их изучением связаны такие имена как О.Баклунд, Ю.А.Билибин, Е.Н. Володин, В.М.Гольдшмит, Н.А.Елисеев, К.О.Кратц, А.А.Полканов, Н.Г. Оудовиков, Т.Бамберг, К.Вегман, И.Седерхольм, П.Эекола, А.Е.Ферсман и многие другие. Наряду, с обилием геологических материалов по этим комплексам, парадоксальным является факт отсутствия не только общепризнанной стратиграфической схемы этих образований, но и тектонических представлений, объясняющих их природу в совокупности со всей структурой Балтийского щита. Представляется, что виною этому является чрезмерное увлечение литолого-стратиграфическим методом картирования докембрийских образований, который применяется и для расчленения; глубокоизмененных, не имеющих признаков первичного происхождения1 пород.' Изучение глубокометаморфизованных образований потребовало от автора вплотную подойти к вопросу о выявлении структурных закономерностей в размещении конкретных типов магматических и метаморфических; образований, что может стать альтернативой лито-лого-стратиграфическому методу. Выявление особенностей структурного положения тех или иных; минеральныхі разностей основано, с одной стороны, на достоверном материале о пространственном размещении геологических образований, а с другой - на столь же достоверной структурной информации. Первое выполняется благодаря исключительно высокой степени изученности докембрийских образований восточной ; части Балтийского щита.' Второе базируется на получении объектив-; ной структурной основы путем дешифрирования.1 разномасштабных аэро-и космических снимков /А<Ю и КС/.
Актуальность проблемы. Геологическая информация, получаемая с космических снимков, позволяет создавать новые структурные модели, не всегда отвечающие общепризнанным схемам и гипотезам.' Это справедливо и для регионов, сложенных комплексами раннего докем-рия, в пределах которых положение усугубляется тем, что вопрос о характере тектонических движений, сформировавших- их структуру /Ка- - б - ляев, 1974; Штрейс и др., 1978; Кратц и др., 1980; Павловский, 1982; Наливкина, 1982; Салоп, 1982; Goodwin , 1981; Kroner , 1981/ все еще остается дискуссионным. Ключевым моментом в познании тектоники раннего; докембрия, как считают многие исследователи /Хаин, 1977; Уиндли, 1980/, может явиться изучение структурного положения наиболее глубокометаморфизованных образований земной коры -гранулитовых поясов. Именно этой проблеме посвящена данная работа, актуальность которой определяется ее направленностью на: расшифровку стиля тектоники раннего докембрия путем изучения зон сочленения гранулитовых и гранито-гнейсовых комплексов восточной' части Балтийского щита, а также на создание схемы геологического развития региона, непротиворечащей ранее известным фактам и новым материалам, полученным с помощью дистанционных методов. ? Цель работы; I. Изучение структуры зон сочленения' гранулитов Лапландского пояса с гранито-гнейсами.1 2. Геологическая интерпретация структурных элементов, выделенных по космическим снимкам, в пределах восточной части<Балтийского щита. 3. Исследование природы гранатовых амфиболитов основания гранулитовых надвигов. !Методы исследования. В ходе работы получение новой структурной информации прежде всего было основано на многократном дешифрировании разнотипных и разномасштабных АФС и КС. Достоверность получаемой информации подтверждалась полевой геологической проверкой и интерпретацией геофизических материалов. Ввиду того, что понять взаимоотношения крупнейших структурных единиц: Балтийского щита без региональных сопоставлений нельзя, были проведены работы, которые включали: I - дешифрирование мелкомасштабных /м/м/ КС на весь щит и среднемасштабных /ср/м/ КС на восточную часть щита, высотных АФС, кроме зоны сочленения гранулитов с гранито-гнейсами, проводилось и для таких характерных структур как Восточно-Карельская сдвиговая зона и Печенгскцй зеленокаменный пояс. 2 - полевая проверка резуль- татов дешифрирования^ КС и АШС. Помимо детального изучения зон сочленения гранулитов Лапландского пояса с гранито-гнейсами проводившегося в юго-западной части ГДурманской области /рис.1/, имело место и геологическое изучение, с различной степенью детальности других принципиальных участков.' Это Печенгская и западная часть Имандра-Варзугской структур на' Кольском полуострове, Чирко-Кемская, ї^озер-ская, Пялозерская, І^умсинская в Карелии. Большое внимание уделялось изучению; Восточно-Карельской сдвиговой зоны в пределах етруктуріКу-касозерской,; Лехтинской,: Ветренного Пояса и зонам их сочленения'с Беломоридами. Изучалась структура и вещественный состав*Беломорид в районах. Чуш, Беломорска, оз. Толванд, гранулитов Кандалакшских и Колвицких їундр, а также щелочных гранитоидов Западно^Кейвского массива. Не все материалы по изучению этих структур представлены в данной^ работе, но без полевого ознакомления с этими объектами не была бы возможна' ни интерпретация результатов дешифрирования1 КС, ни выработка автором представлений о тектоническом развитии региона. . Помимо общегеологических, исследований, включающих структурное картирование, изучение вещественного состава, автором отбирались ориентированные образцы на палеомагнитные определения и на радиологический возраст. Химические анализы получены рентгено-флуорисцентным методом в Институте литосферы АН СССР, здесь же выделены цирконы, которые изучались на предмет радиологического возраста в ВИМСе. Подготовка проб на палеомагнитные исследования осуществлялась в Институте литосферы, а само определение проводилось в Центральной лаборатории ПРО, "Аэрогеология".
Научная новизна полученных автором результатов состоит в следующем: I. Показана возможность широкого использования* КС для решения задач структурной геологии сложнодислоцированных комплексов раннего докембрия. 2. Впервые выделено три типа зон сочленения гранулито-выхгкомплексов высоких давлений с гранито-гнейсовыми комплексами, отвечающих зонам разрывных нарушений с различными кинематическими характеристиками. 3. Доказывается различие в строении восточной /Туадаш и. Сальные Тундры/ и западной части Лапландского гранулито-вого пояса, причем восточная часть рассматривается как тектонический покров гранулитового комплекса, в основании которого выделяется высокотемпературный меланж, сложенный преимущественно гранатовыми амфиболитами. 4. Предложена новая модель эволюции континентальной земной коры региона в раннем докембрии. ' Фактический^ материал * Основой исследования явились' материалы полевых и камеральных работ, выполнявшихся автором в 1974-1978 г.г. при космофотогеологическом картировании советской части Балтийского щита в.ПГО "Аэрогеология", а также в процессе научных исследований, проводившихся отделом "Геология Земли из космоса" Института литосферы АН СССР в период с 1979 по 1984 г.г. Автором отдешифриро-вано более 200 м/м и ср/м КС по территории Балтийского щита, а также более 1000 высотных и обычных АФС на площади зон сочленения крупнейших тектонических единиц восточной: части щита. В комплекс полевых' работ входило: картирование с различной степенью детальности узловых участков; отбор проб на химический анализ, радиометрический возраст, палеомагнитные исследования.; Для изучения глубинного строения выполнена интерпретация геофизических материалов /б профилей/, обработанных по специальной методике. Проведен анализ закономерностей размещения некоторых известных месторождений^ полезных ископаемых: по отношению к структурным элементам, выявленным по КС.
Практическая ценность. Использованный' в диссертационной' работе метод выявления структурных закономерностей распределения метаморфических комплексов может применяться в практике геологического картирования, при решении задач структурного районирования в областях со сложным геологическим строением. Выделены перспективные площади на поиски медно-никелевых< руд, благородных разностей корун- да, а также полезных ископаемых, связанных с интрузиями центрального /хибинского/ типа. В работе предлагаются методические приемы совместной интерпретации разномасштабных КС, что позволяет усовершенствовать методы определения глубины залегания1 некоторых геологических объектов.
Апробацияі работы. Результаты выполненных работ в различное время докладывались на совещаниях молодых ученых::МГУ - 1978,1979 г,г.; ПГО "Аэрогеология" - 1978; ИЛСАН - 1981,1982,1983 г.г.; на Всесоюзном симпозиуме "Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и практической^геологии",, Новосибирск, 1982; на; Всесоюзном совещании "Гранито-гнейсовые купола и зеленокаменные прогибы", Иркутск, 1983 г. По теме диссертации опубликовано 10 работ и две находятся в печати.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, объемом 14-9 страниц и включает 4- таблиц, ?5 рисунков и список литературы, который состоит Y&t65 наименований. > Диссертационная работа выполнена под руководством члена-коррес пондента АН СССР, профессора В.Е.Хаита, которому автор благодарен за постоянную.помощь и ценные советы.
В течении ряда лет автор пользовался поддержкой со стороны зав. отдела "Геология-Земли из космоса" Института литосферы АН СССР, доктора геолого-минералогических< наук- В-.М. Морелева. Автор благодарит также товарищей по работе - И.Л.Белкину, Н.С.Берендеева, В.Е.Гоникберга, А.И.Лебедева, Е.С.Пржиялговского, О.Г.Шеремета, принимавших активное участие в обсуждении диссертации, а также Г.В.іунину, В.Н.Михалеву, Л.Н.Соколову, Н.Г.Тремасову, оказавших техническую помощь в оформлении диссертации.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
Проведенные структурные исследования и широкое использование материалов дистанционных съемок, включающих космические мелко- и
Рис. I. Обзорная схема района работ, масштаб 1:750 000 : I - гранулиты восточного окнчания; Лапландского пояса;- 2 - гра-нитот-гнейсы Беломорского- комплекса; 3 - гнейсы, сланцы, амфиболиты свиты корва; 4 - контактовый ореол гранулитового аллохтона; 5 - интрузии Нотозерского гииербазитового пояса; б - граница аллохтона;. 7 - нижняя граница контактового, ореола;: 8 - разломы. - II - среднемасштабные телевизионные и фотоснимки, крупно-мелкомасштабные АФС, а также интерпретация региональных геофизических материалов, позволила выделить в пределах Лапландско-Беломорского подвижного пояса три типа -зон сочленения гранулитов повышенных давлений.с грани-то-гнейсами, отвечающих разрывным нарушениям с различными кинематическими характеристиками: надвигам, сдвигам и крутопадающим взбросам, со специфическим' набором пород слагающих эти зоны.
I. К зоне сочленения первого типа относится надвиговая струк тура іуадаш-Сальных тундр, еинформный характер которой доказывается различными и независимыми методами исследования.; В основании надви га гранулитового комплекса выделяется псевдостратифицируемая контак товая толща, являющаяся высокотемпературным меланжем пород,захвачен ных из соседних структурных зон и ныне представленных преимуществен но гранатовыми амфиболитами. Характерной чертой этой структуры яв ляется обратная метаїлорфическая зональность и наличие выплавок анор тозитов на границе гранулитового аллохтона с породами контактовой толщи, образованных в период максимальной тектонической активности карельской эпохи тектогенеза /1,9-1,7 млрд. лет/.
II. Ко второму типу зон сочленения относится Локка-Урагубская сдвиговая зона, являющаяся поперечной структурой в Лапландско^Вело- морском подвижном поясе. Строение этой зоны определяется наличием большого количества вертикальных разломов со сдвиговой составляю щей, что обусловило формирование структур вращения' с ядрами грани тизации внутри них, а так же невыдержанность по простиранию отдель ных пачек пород и наличие большого количества милонитов и бластоми- лонитов кислого состава. Приуроченность архейских супракрустальных образований свиты корва к Локкат-Урагубской сдвиговой зоне указыва ет на древний возраст ее заложения. : III. Третий тип зон сочленения соответствует восточной границе Лапландско-Беломорского подвижного пояса, являющейся глубинным разломом взбросового типа. Здесь наблюдается смена метаморфизма повышенных давлений на; метаморфизм умеренных давлений, где гранулиты почти полностью превращены в гранито-гнейсы /Кольская серия/. Переходы от гранито-гнейсов к лапландским гранулитам иногда постепенные, но чаще эти границы тектонизированы в более поздние эпохи /Се-веро-Сальнотундровская, Канозерская разломные зоны/, с развитием мощных зон диафторитов и приуроченных1 к ним интрузивных массивов основных^ультраосновных пород и щелочных гранитоидов. -ІУ. Лапландеко-Беломорский подвижный пояс приурочен к перифе-рии крупной кольцевой структуре, выделяемой по м/м КС, которая, вероятно, является одним из древнейших элементов делимости земной; коры. Структурное обособление гранулитов и гранито-гнейсов в этом поясе произошло на рубеже раннего и позднего архея и определялось существованием преимущественно восходящих /гранулиты/ и нисходящих /гранито-гнейсы/ масс горных> пород в пределах подвижного поясам В протерозое в Лапландском-Беломорском поясе сохранились пластичные условия деформаций, что привело к образованию надвиговых структур, тогда как вне; его пределов уже имели место хрупкие, сдвиговые деформации, приведшие к формированию троговых комплексов карелид. .- V. Первичная протокора основного состава, по-видимому, явля лась латерально однородным геологическим телом и в значительной степени состояла из двупироксеновых' гранулитов умеренных давлений. VI. Различия геодинамических условий формирования зон сочлене ния предопределили и набор полезных ископаемых характерных для той или иной структурной ситуации. Сдвиговые подвижки в пределах зон > - ІЗ - сочленения II типа способствовали развитию диафторитов по гранули-там на участках "теней давлений" с формированием метаеоматических жил, содержащих кристаллы благородных разностей корунда. Контрастные вертикальные движения, характерные для зоны сочленения III типа, предопределили образование'многочисленных интрузивных тел основного-ультраосновного состава, несущих^ Си- ні орудинение.
