Введение к работе
Актуальность работы. Геодинамическое моделирование – неотъемлемая часть региональных исследований. Для Воронежского кристаллического массива (ВКМ) существует несколько вариантов моделей, где вариативность связана с неоднозначностью в интерпретации Лосевской шовной зоны (ЛШЗ) и, прежде всего, важнейшего её элемента – воронежской свиты. Существует ряд точек зрения относительно формирования воронежской свиты в объеме ЛШЗ. Согласно одной из них воронежская свита сформировалась в постколлизионных условиях на этапе тафрогенеза (Чернышов и др., 1997). Главным аргументом этой точки зрения является то, что структурно воронежская свита залегает на всех палеопротерозойских и более ранних структурно-вещественных комплексах (СВК) кристаллического фундамента. Согласно другой, - воронежская свита занимает верхнее структурное положение, благодаря шарьированию в доколлизионное время (Ненахов, 1999). В основе таких представлений лежит то, что в поле распространения воронежской свиты развиты породы ольховского комплекса, с возрастом 2050±23 млн. лет (U-Pb) (Чернышов и др., 1998), в то время как возраст коллизии, датированный по типичным коллизионным гранитоидам бобровского комплекса 2022±3 млн. лет (U-Pb) (Минерагенические…, 2007). Третья точка зрения предполагает рассмотрение воронежской свиты в составе лосевской серии, сформировавшейся в пределах активной окраины Сарматии (Щипанский и др., 2007).
Актуальность данной работы диктуется необходимостью установления палеогеодинамических условий формирования воронежской свиты, позволяющих внести коррективы в существующую модель развития ВКМ и оптимизировать её прогностические минерагенические возможности.
Цели и задачи исследования. Целью работы является определение граничных геологических признаков воронежской свиты для создания непротиворечивой геодинамической модели формирования воронежской свиты в контексте общего развития ВКМ. Модель предполагает выяснение палеогеодинамических условий формирования, уточнение генетической природы и определение положения воронежской свиты в вертикальном и горизонтальном рядах СВК палеопротерозоя ВКМ. Для достижения поставленной цели потребовалось последовательно решить ряд задач, в том числе: 1) осуществить комплексное изучение вещественного состава СВК воронежской свиты и сопряженных с ней комплексов; 2) определить граничные признаки СВК воронежской свиты; 3) установить относительный и изотопный возраст отложений воронежской свиты; 4) реконструировать палеогеографические и палеотектонические условия образования воронежской свиты.
Фактический материал, методы исследования и личный вклад автора. Автором обработан и проанализирован разнообразный геологический, петрохимический, геохимический, изотопно-геохронологический материал. Результаты исследования базировались на фондовых и опубликованных материалах по изучению воронежской свиты различными исследователями, начиная с 1959г. и авторских исследованиях, включающих изучение более 250 шлифов по 6 буровым скважинам, а также обработку: 1) результатов свыше 400 силикатных анализов по воронежской свите и сопряженным с ней СВК (включая аналитический материал предыдущих исследований (Иванов, Молотков, 1982; Богданов и др., 1972-1981; Терентьев, 2004; Рыборак, 1999)); 2) результатов десяти Sm/Nd изотопно-геохимических анализов; 3) результатов анализов элементов-примесей методом ICP-MS (~40); 4) 10 определений возраста по циркону по технологии SHRIMP II. Определение элементов-примесей выполнено в аналитическом центре ИЗК СО РАН г. Иркутск, Sm/Nd изотопно-геохимический анализ - в аналитическом центре КНЦ РАН г. Апатиты. Геохронологическое определение возраста выполнено в аналитическом центре ВСЕГЕИ.
В качестве методологического инструмента автором применялся геодинамический анализ, широко используемый при региональных исследованиях.
Обработка информации осуществлялась при помощи методов математической статистики на ЭВМ с использованием программного пакета «Microsoft Office» и ряда специализированных программ («Statistic plus for Windows 6.0», «PetroExplorer», «Magma», «Petrograph 1.0.5»), графика и фотоматериал обработан с помощью программ «Strater», «CorelDraw 13.0», «HeliconFocus», «PhotoShop CS3», «Adobe Illustrator CS3».
Новизна и практическая значимость. Впервые породы воронежской свиты и Байгоровской вулканоплутонической структуры (БВПС) рассмотрены как составные части (элементы) единой системы, образующей непрерывный вертикальный геодинамический ряд, для которого получены геохронологические данные по цирконам (SRIMP-II), изучено поведение редких и редкоземельных элементов (ICP-MS), произведена Sm-Nd изотопия. Установлена геохимическая гетерогенность вулканитов БВПС и их формирование за счет полигенного магматического центра. В результате изучения геологии, обобщения всего имеющегося структурно-геологического, петрологического материала с привлечением изотопно-геохимических и геохронологических данных предложена модель формирования воронежской свиты в рамках эволюции ЛШЗ. Дана новая интерпретация природы шукавского комплекса, что предполагает внести в существующую легенду раннего докембрия ВКМ ряд существенных изменений относительно шукавского, ольховского комплексов, БВПС, а также пересмотреть их минерагенический потенциал. Кроме того, перерыв и структурное несогласие в основании воронежской свиты перспективны в отношении уранового оруденения, серпентинитовый меланж шукавского комплекса – на предмет хромитового и платинометального оруденения, а БВПС – на золото. Полученные результаты предполагается использовать при геолого-съёмочных и поисковых работах по ВКМ, при реконструкции геодинамических и палеофациальных режимов формирования докембрийских СВК региона, а также минерагенических исследованиях.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 рекомендованных ВАК. Результаты работы докладывались на VIII и IX Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (г. Саратов 2007, 2008 г.г.); XVIII Молодёжной научной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О.Кратца «Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии» (г. Санкт-Петербург, 2007 г.); IV Международной конференции студентов и аспирантов, посвященной 175-летию со дня рождения А.Поля (г. Днепропетровск, 2007 г.), XXI и XXII Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (г. Иркутск, 2007 – 2008 гг..); IV Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (г. Новосибирск, 2008); Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о земле» (г.Москва, 2008 г.), Международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология», посвящённой 90-летию Воронежского государственного университета (г. Воронеж, 2008); I Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти акад. А.П.Карпинского (г. Санкт-Петербург, 2009 г.).
Объем и структура работы. Объём диссертации составляет 218 стр., в числе которых 57 рисунков, 22 фотографии, 24 таблицы. Диссертация представлена в четырех главах, введении, заключении и библиографическом списке литературы, включающем 281 наименование.
Похожие диссертации на Геология, вещественный состав и палеогеодинамическая природа воронежской свиты и сопряженных с ней комплексов : Воронежский кристаллический массив
