Введение к работе
Актуальность исследования. Расслоенные перидотит-пироксенит-габброноритовые интрузии Кольского региона являются основными объектами ближайшего будущего для промышленной разработки связанного с ним плзтино-палладиевого оруденения (Федорово-Пзнский массив, тела Олангской группы). Установление перспективных объектов на зто оруденэние, выделение их из разнообразной и разновозрастной общей группы расслоенных интрузий региона наиболее эффективно производится определением возраста их магматической кристаллизации л получением изотопно-геохимических характеристик. Кроме того, некоторые массивы этой группы является промышленными па медно--никелевые сульфидные руды (Мончегорский плутон), на хромитовое и титзн-магнетит-взнадаевое сырье (Имандровский лополит). Самостоятельное значение имеет проблема геологических соотношений расслоенных интрузий с вмещающими или ассоциированными с ними в пространстве супракрустальными толщами сумия. В этом плане точное датирование интрузий может помочь корректной интерпретации геологической истории сумия - теоретически весьма важного, но во многом непознанного этапа докембрия, непосредственно следовавшего за по-здне-архейским или лопийским.
Цели исследования. Использование разных методов изотопно-гео-хронологического анализа для определения возраста и изотопно-геохимических характеристик расслоенных интрузивов горы Генеральской, Мончегорского, Федорово-Панского и Имандровского являлось основной целью работы. Все расслоенные интрузии пространственно связаны с осадочно-вулканогенными комплексами Печенга-Имандра-Варзугского пояса, геологические и генетические взаимоотношения с которыми далеко не всегда являются определенными. Для их уточнения предлагается использовать изотопно-геохимические данные на примере Имандровского лополита и его вулканогенного обрамления.
В работе решались следующие задачи:
геологическими и петрографическими методами по данным обнажений и керну скважин выявить в разной степени метаморфизованные участки интрузивных и вулканических тел и уточнить их геологические соотношения;
петрологическими и минералогическими методами изучить и выделить сепарационными приемами породы и минералы, наиболее благоп-
4.
риятные для постановки изотопно-геохронологических исследований: модификации цирконов, бадделеит, орто- и клинопироксены, плагиоклазы, первичные (магматические) и вторичные (метаморфические) породные ассоциации;
-провести в них изотопный анализ радиогенных элементов и дать современную графическую обработку tf-Pb, Pb-Pb, Sm-Nd и Rb-Sr данных;
-провести геологическую, геохронологическую и петрологическую интерпретацию полученных изотопных результатов.
Научная новизна работы. Определен абсолютный возраст образования рада крупнейших расслоенных интрузий Кольского региона. Вопреки устоявшемуся мнению об одновременности формирования подобных интрузий на территории северо-восточной части Балтийского щита, показана многоактность внедрения мантийных родоначальних магм этих интрузий, становление которых охватывает почти 100 млн лет - от 2493 до 2396 млн лет назад. Впервые выделены и продатированы три самостоятельных магматических этапа в сумийской истории формирования региона, характеризующиеся появлением платиноносных расслоенных интрузий.
Решена конкретная задача о геологических взаимоотношениях Има-ндровского лополита с вмещающими вулканитами. Впервые геохронологическими методами подтверждено, что Имандровский лополит с возрастом 2396±7 млн лет действительно интрудирует верхнюю субвулканогенную свиту (толщу) сейдореченскогог уровня с возрастом 2424±5 млн лет. При этом в гранофировых породах рамы обнаружен бадделеит, который вместе с цирконами использовался как геохронометр для датирования поздних стадий сумийского вулканизма Имандра-Варзугской зоны. Присутствие бадделеита в кислых породах - первая находка. Этот минерал был ранее известен только в основных породах и карбо-натитах.
Таким образом, впервые показана длительность и. многостадий-ность основного интрузивного магматизма сумия, давшего начало специфическим по составу расслоенным плутоническим образованиям, вскрыта взаимосвязь во времени наиболее поздних из этих интрузий с финальными вулканитами сумия и тем самым открыта возможность более широкой интерпретации сумия как важного этапа докембрийского разви тия региона
Практическая значимость работы определяется тем, что были получены точные геохронологические данные по возрасту формирований
ряда реперних геологических объектов Кольского региона, включая не только датирование расслоенных интрузий - горы Генеральской, Мончегорского, Федорове—Панского и Имандровского, но и вулканогенных пород сумия Имандра-Варзугской зоны, что позволило существенно конкретизировать региональную геохронологическую шкалу суния Кольского региона. Кроме того, датирование платиноносных расслоенных интрузий важно для постановки и проведения геолого- съемочных, поисковых и разведочных работ в участках, перспективных на ЭПГ (элементы платиновой группы) оруденение.
Фактический материал и методы исследований. Геологическую основу работы составили материалы, собранные и обработанные автором за период с 1987 по 1992 гг. под руководством лучших знатоков изучаемых геологических объектов: канд. геол.- мин. наук.Е.М. Ба-кушкина. К.А. Федотова. B.C. Докучаевой, А.А. Яангурсва, доктора геол.- мин. наук А.А. Прздовского. После изучения около 200 дополнительных шлифов и 25 химических анализов из реперних геологических объектов было отобрано более 35 больших проб не U-Pb исследования, около 45 проб на Pb-Pb датирование, более 20 проб на Sm-Nd датирование. Сделано более 100 определений рентгенофлюорес-центным методом содержаний Rb, Sr и Zr в породах, более 50 микро-зондовых определений рентгеновским анализатором М5-46 "Салюса". масс-спектрометрический анализ содержаний редкоземельных элементов л более 100 определений концентраций Sm и Nd, Rb и Sr методом изотопного разбавления и изотопного состава Ш и Sr в породах и Sr в апатитах и плагиоклазах, РЬ и U в цирконах и бадделеи-тах. На основе этих результатов построено: 5 самарий-неодимовых, 5-уран-свннцовых и одна рубидий-стронциевая изохроны.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены на Всесоюзном совещании "Геодинэмические условия формирования, геохимические аспекты генезиса базитов и пшербазитов" (Иркутск, 1990), на конференции молодых ученых, посвященной памяти К.О. Кратца (Апатиты, 1990), на Всесоюзной школе-семинаре "Методы изотопной геологии" (Тбилиси, 1990), на втором Международном симпозиуме "Балтийский щит" (Лунд, Швеция, 1990), на Всесоюзном совещании "Теоретические основы выявления новых источников рудного сырья" (Москва, 1991), на Всесоюзной школе-семинаре по применению изотопных методов в геохимии и геохронологии (Звенигород, 1991), на Со-ветско-Финском совещании по корреляции шпшедокембрийских формаций Карело-Кольского региона СССР и Финляндии (Апатиты, 1991), на
Меадународном семинаре "Новые я традиционные подходы к изучению кристаллических щитов и их четвертичного покрова" по проектам МПГК 275 и 314 (Апатиты, 1991), на Меадународном симпозиуме "Метаморфизм и структура коры" по проектам МПГК 275 и 304 (Оулу, Финляндия, 1991 ).
Большую помощь в работе оказали сотрудники ГИ КНЦ РАН - специалисты в области геохронологии, минералогии и сепарация минералов - Л.Ф. Ганнибал, О.А. Ксщеев, А.И. Леднев, В.П. Марчак, Л.В. Павличенко, Г.И. Рюнгенен, В.Н. Яковенчук. В ходе обсуждения материалов полезные советы и замечания были высказаны геологами-докембристами - Е.М. Бакушкиным, B.C. Докучаевой, А.А. Жангуро-вым, В.Ф. Смолькиным, Я.А. Федотовым, D.H. Яковлевым. Всем этим коллегам, а также сотрудникам, оказавшим большую помощь в оформлении работы - А.И. Алексееву и М.И. Покотило - автор выражает свою искреннюю признательность, особенно подчеркивая постоянное внимание к работе научных руководителей - D.A. Балашова и А.А. Предов-ского.
Защищаемые положения.
-
Возрастной интервал формирования расслоенных перидотит-пи-роксенит-габброноритовых интрузий Кольского региона составляет около 100 млн лет (2493-2396 млн лет назад) и по комплексу геолого-геохронологических данных соответствует сумийскоыу времени раннего протерозоя.
-
По новым U-Pb изотопным данным по цирконам и бадделеитам впервые выделяются три этапа становления расслоенных платиноносных интрузий: 2493-2470 млн лет назад - Мончегорский и Федорово-Панс-кий массивы:.2450-2435 млн лет - интрузивы Кивакка, Луккулзсваара, Койлисмаа, Нярянкаваара: 2396±7 млн 'лет - Имандровский лопслит.
-
Формирование расслоенных интрузий во времени совпадает с процессами сумийского вулканизма, завершение которого в Кмандра-Ва-рзугской зоне впервые продатировано U-Pb методом по цирконам и бад-делеиту "имандритов" верхов сейдореченской свиты в 2424±5 млн лет.
-
Близость важнейших изотопно-геохимических характеридтик еШ(Т)в пределах от -1.2 до -2.3 для всех расслоенных интрузий вое точной части Балтийского щита и некоторых петрохимически родствен ных им вулканитов указывает на единство или сходство обогащенных литофильными элементами мантийных очагов магмообразования.
Объем и структура работы.
