Введение к работе
Актуальность диссертации предопределяется уникальностью геологического строения Омолонского массива (ОМ) и дискуссионностью его тектонической природы. Здесь вскрыты метаморфические, осадочные, вулканогенные и плутонические образования, представляющие всю глобальную геохронологическую шкалу - начиная с раннего архея. Как металлогеническая провинция ОМ известен Fe- и Au-рудными объектами до-мезозойского возраста. Благоприятна для специализированного анализа относительно высокая степень геохронометрической изученности эндогенных образований и наличие электронной базы данных (БД) "ГЕОХРОН", содержащей материалы К-Ar и Rb-Sr датирования горных пород и минералов Северо-Востока России [Акинин, Котляр, 1997; Котляр и др., 2001]. В работе сопоставляются геологические и геохронометрические данные по магматическим, метаморфическим и рудным образованиям ОМ, сформировавшимся на интервале длительностью свыше 1 млрд лет, и оценивается историко-геологическая информативность тех и других. Второй актуальный вопрос - сопоставление датировок одних и тех же объектов, полученных разными методами: K-Ar, Rb-Sr изохронным, U-Pb SHRIMP датированием акцессорных цирконов. Сравнительный геолого-геохронометрический анализ позволяет конкретизировать последовательность и длитель-
*
ность эндогенных событий в послераннепротерозойской - домезозойской истории ОМ, что важно для объективной оценки его металлогенического потенциала.
Цель и задачи. Главная цель исследования - сопоставить геологические и геохронометрические данные о позднедокембрийском и палеозойском магматизме ОМ и, применяя методику реликтовых дат и минимумов, реконструировать максимально полную летопись эндогенных событий в рифейско - палеозойской истории массива.
Для достижения указанной цели выполнены следующие задачи:
изучена геология и петрография рифейских магматических, динамометаморфиче-ских и метасоматических образований юга ОМ;
критически проанализированы геологические данные о проявлении эндогенных процессов в истории ОМ; для позднего докембрия и палеозоя выделены дискретные эпизоды магматизма и метаморфизма;
с использованием БД "ГЕОХРОН" сформированы выборки К-Ar датировок для наиболее полно изученных образований докембрия, раннего и среднего палеозоя;
выполнена геологическая интерпретация гистограмм К-Ar датировок дорифейских полиметаморфических образований, рифейских интрузивных базитов, ранне- и среднепа-леозойских вулканических накоплений;
сопоставлены результаты К-Ar и Rb-Sr изохронного датирования рифейских и палеозойских магматических образований;
получены первые U-Pb SHRIMP датировки акцессорных цирконов из среднепалео-зойских вулканитов и сопоставлены с К-Ar и Rb-Sr данными.
Фактический материал и личный вклад автора. Основу диссертации составляют фактические материалы и теоретические представления, полученные автором в период работы в СВКНИИ (с 1995 г.); за эти годы автор участвовал в выполнение 5 плановых тем НИР и нескольких Госконтрактов. Опыт его работы в поле включает 6 сезонов.
Полевые исследования рифейских и палеозойских магматических и метаморфических образований бассейна верхнего течения р. Омолон проводились автором в 1995 и
Под эндогенными событиями понимаются относительно кратковременные интервалы усиления активности недр ОМ, выраженные петрогенетически (магматизм, метаморфизм, рудогенез), тектонически (разломо-образование; воздымание блоков, маркируемое перерывами осадконакопления), а в некоторых случаях только геохимически - как массовое нарушение целостности радиогенных изотопных систем (вплоть до "переустановки на ноль" радиоактивных часов). Проявления эндогенных событий, выраженные только геохимически, выделяются в категорию термальных и распознаются в статистически представительных геохронометрических выборках на основе методики реликтовых дат и минимумов [Котляр и др., 2001; Жуланова и др., 2007 и др.] (подробно рассматривается в гл. 3).
1996 гг. в составе Южно-Омолонской партии ГГП "Магадангеология" (начальник -В.Н. Егоров). Отобрано около 100 проб для изотопно-геохронологических, петрографических и петрогеохимических исследований. В работе задействованы результаты датирования 47 проб из личной коллекции. При поддержке гранта ДВО РАН (2006-2008) в ЦИИ ВСЕГЕИ выполнено U-Pb SHRIMP датирование акцессорных цирконов из среднепалео-зойских вулканитов ОМ (2008 г.). Датированные породы охарактеризованы 88 силикатными анализами и 56 - на малые элементы (Rb, Sr, Y, Zr, Nb), выполненными в лаборатории рентгеноспектрального анализа СВКНИИ.
Для получения подробных сведений по геологии рифейских и палеозойских пород автором изучены 33 отчета (1959-2001 гг.), хранящихся в территориальных геологических фондах, и привлечены новейшие материалы серийных легенд и объяснительных записок к листам Государственной геологической карты м-ба 1:200 000 второго поколения (Госге-олкарта-200/2).
Всего в работе обсуждаются 284 К-Аг, 42 Rb-Sr изохронных определения возраста магматических, метаморфических и рудных образований, а также 17 U-Pb датировок цирконов и 6 Аг-Аг - из рудных жил. Гистограммы строились с помощью средств ISOPLOT, с учетом ошибки измерения (±1 о) [Ludwig, 1994]. Rb-Sr изохроны использованы в варианте первоисточников.
Научная новизна. Впервые обобщены геохронометрические данные по рифейским и палеозойским магматическим, метаморфическим и рудным образованиям ОМ и применён новый подход к интерпретации больших массивов изотопных датировок. Проведен сравнительный анализ геологических и геохронометрических данных, позволивший уточнить и детализировать последовательность и длительность эндогенных событий, имевших место в послераннепротерозойской - домезозойской истории ОМ.
Установлен полимодальный характер гистограмм К-Ar датировок дорифейских, рифейских и среднепалеозойских образований, свидетельствующий о неоднократных нарушениях их изотопных систем последующими эндогенными процессами. Показано, что время их проявления, установленное геологическими методами, укладывается в интервалы статистически значимых минимумов на полимодальных гистограммах.
Использование минимумов конкретизировало геохронологическую привязку этапов магматизма. Сделано заключение о том, что (1) наиболее ранний вулканизм чехла ОМ относится к кембрию, (2) эндогенная активизация дорифейского фундамента в южной и северной частях ОМ началась не одновременно и выражалась по-разному: на юге - в раннем и среднем рифее, на фоне активного воздымания, в форме динамометаморфизма, внедрения габброидов, формирования Fe-Mg-Ca метасоматитов; на севере - в кембрии, в форме вулкано-плутонизма, при нисходящем тектоническом режиме.
Впервые выполнено U-Pb SHRIMP-датирование акцессорных цирконов из вулканитов низов разреза кедонскои серии. Показано, что его результаты хорошо согласуются с геологическими данными, результатами Rb-Sr и К-Ar датирования и позволяют уточнить момент начала кедонского вулканизма.
Практическое значение. На основании новых геохронометрических данных предложено произвести корректировку возраста некоторых подразделений Легенды Омолон-ской серии листов Госгеолкарты-200/2: сократить объем нижних толщ кедонскои серии с нижнего и среднего девона нерасчленённых до среднего девона. Установлено совпадение изотопного возраста Fe-Mg-Ca метасоматитов (в т.ч. железистых кварцитов) и золото-сульфидно-кварцевой минерализации, приуроченной к метагаббро-диабазам (Rb-Sr изохроны 1150±78 и 1148±23 млн лет соответственно). Дана рекомендация целенаправленно изучить возрастные и генетические взаимоотношения железорудной и благородноме-талльной минерализации. В целом выполненная работа свидетельствует о перспективности дальнейшего изотопно-геохронологического исследования ОМ, в результате чего могут быть получены принципиально новые данные о его рифейско-фанерозойской эволю-
ции, месте в ней рудообразующих процессов, взаимоотношениях массива с окружающими структурами.
Основные положения, защищаемые в диссертации, выстроены по историко-геологическому принципу; их обоснование содержится в главах 2-4:
-
Завершение формирования кристаллического фундамента Омолонского массива и начало накопления его осадочного чехла разделяла пауза не менее чем в 700 млн лет (Rb-Sr изохроны 1622±60 и 815±43 млн лет соответственно). На этом интервале по геологическим данным зафиксировано три эндогенных события: 1) динамометаморфизм кристаллического фундамента; 2) внедрение габбро-диабазов (стрелкинский комплекс); 3) Fe-Mg-Ca метасоматоз (батикский комплекс: железистые кварциты, куммингтонит-магнетитовые сланцы и др.). Становление габбро-диабазов происходило в раннем - начале позднего рифея: не раньше 1500 (Rb-Sr изохрона 1479±31), но не позже 905-875 млн лет назад (реликтовая К-Ar дата 890±15), железистых кварцитов - во второй половине среднего рифея (Rb-Sr изохрона 1150±78).
-
В истории формирования чехла первым эндогенным событием был ультрабазит-базитовый магматизм (сезамский пикрит-диабаз-базальтовый комплекс), раннекембрий-ское время проявления которого предполагается по новейшим геологическим данным и подтверждается термальным событием в интервале 550-500 млн лет, зафиксированным значимым минимумом на гистограмме К-Ar датировок дорифейских кристаллических пород.
-
Наиболее мощный вулканизм в истории формирования чехла (накопление кедон-ской серии) начался на рубеже раннего и среднего девона, около 400 млн лет назад (Rb-Sr изохроны 402±6, 377±42; U-Pb даты акцессорных цирконов 400,5±4,4 и 387,6±6,4; реликтовая К-Ar дата 372±Ц млн лет). Большая часть радиогенного Аг, образовавшегося за первые 40 млн лет существования серии, была потеряна под влиянием термального события на рубеже девона и карбона, о котором свидетельствуют Rb-Sr изохроны 361±25 и 365±21 млн лет.
-
В позднем палеозое эндогенная активность Омолонского массива резко снизилась. Она ограничена спорадическим появлением основных вулканитов (базальты, трахибазаль-ты, их туфы) в разрезе маломощной рагульнинской толщи и внедрением трещинных интрузий березовского габбро-перидотитового комплекса. Значимый минимум в интервале 310-290 млн лет, фиксируемый на сводной гистограмме К-Ar датировок пород кедонской серии, позволяет заключить, что эти события происходили в конце карбона - начале Перми.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 207 страниц состоит из Введения, 4 глав и Заключения, в т.ч. текста - 115 страниц, рисунков - 43, таблиц - 13; список источников включает 170 опубликованных работ и 33 фондовых отчета.
