Введение к работе
Актуальность темы. Порьегубское дайковое поле (сокращенно ПДП) является одним из участков'скопления даек в пределах Беломорского дайкового пояса, протягивающегося вдоль берегов Кандалакшского залива. Подавляющее большинство даек пояса принадлежит к эпохе палеозойского магматизма, с которой также связано формирование группы щелочных массивов центрального типа Кольской щелочной провинции. В 80-х годах появились первые данные о существовании в восточной части Балтийского щита более древних (рифейских) щелочных пород, образующих лайковые поля Костомукши, юго-восточной Карелии и Порьей губы Кандалакшского залива. Дальнейшее изучение этих пород позволило отнести их к лампроитовой магматической серии на основании петрографических, минералогических и пегрогеохимических критериев, что привлекло внимание геологов в связи с выявлением в Западной Австралии крупнейших алмазных месторождений, связанных с лампроитами [Увадьев, 1980; Увадьев, Путинцева, 1988; Проскуряков, Увадьев, 1992; Иваников, Рухлов, 1996]. Таким образом, стало возможным выделение рифейского этапа щелочного магматизма в восточной части Балтийского щита, что явилось важным звеном в познании истории геологического развития системы рифтов Белого моря, располагающейся ; на пассивной континентальной окраине севера Евроазиатской плиты.
В последние годы ряд исследователей - Б.В.Беляцкий, Л.П.Никитина, Л.КЛевский и другие, провели изучение изотопньж характеристик даек лампроитов. На основе определений изохронными Rb-Sr и Sm-Nd методами был существенно уточнен возраст лампроитов, соответствующий 1720+8 млн. лет для даек Порьей губы и 1230±5 млн. лет для даек Костомукшского района [Беляцкий и др., 1997; Никитина и др., 1999]. Таким образом, новые данные позволили отнести формирование ПДП к концу раннего протерозоя, т.е. к самому раннему (инициальному) этапу рифтогенеза, что определяет актуальность его исследования, как индикатора геодинамической обстановки той поры и как древнейшего проявления щелочного внугришштного магматизма платформенной стадии развития Восточно-Европейской платформы.
Цели и задачи исследования. Основной целью работы явилось изучение особенностей структурной эволюции Порьегубского дайкового поля, а также выяснение пегрогеохимических особенностей разновозрастньж даек внутри поля и анализ структурного положения дайкового поля в рифтовой системе Белого моря. В соответствии с намеченными целями в работе решаются следующие задачи:
-
исследование геологического строения и положения Порьегубского дайкового поля в геологической структуре восточной части Балтийского щита в системе рифтов Белого моря;
-
изучение ориентировки трещин в пределах Порьегубского дайкового поля и выделение систем трещин, контролирующих локализацию разновозрастньж даек;
-
анализ морфологических особенностей трещин, даек лампроитов и палеозойских щелочных пород;
-
исследование пегрогеохимических характеристик даек и направленности трендов дифференциации в отдельных телах и в дайковом поле в целом;
-
выделение основных этапов структурной эволюции Порьегубского дайкового поля и реконструкция геодинамических условий этих этапов.
Фактический материал. В основу исследований положены личные наблюдения автора в течение 2000-2003 гг. и анализ литературных данньж. Основная часть материала собрана в ходе полевьж работ 2000-2001 гг. совместно с сотрудниками лаборатории структурного анализа ИЛРАН А.С.Балуевым, Е.Н.Тереховым, Е.СПржиялговским, Т.И.Васильевой, под ... руководством В.М.Моралева. Автором были вьщолненът магпрушые геологические
наблюдения, проведепо детальное карти:
БИБЛИОТЕКА СП«Ц,Є;
представительных даек, осуществлены массовые замеры трещиноватости в обнажениях (более 3000 замеров) и проведено дешифрирование линеаментов по аэро- и космическим снимкам с последующей компьютерной обработкой результатов, также были отобраны пробы для анализа петрохимических и геохимических характеристик пород даек и петрографического изучения щелочных пород и вмещающих их габбро-анортозитов Колвицкого массива.
Методика исследований. Дня решения поставленных задач применялись обычные методы полевых исследований (геологические маршруты и площадное структурно-литологическое картирование основньж структур в масштабе 1:10000 с использованием материалов дешифрирования аэро- и космоснимков) с последующей камеральной обработкой полученных материалов. Измерения ориентировки трещин проводилось на отпрепарированных коренных вьжодах пород на площадках размерами преимущественно 2x2 м или 3x3 м, путем замеров азимутов простираний и по возможности азимутов падений трещин с наблюдениями за их минеральным заполнением, протяженностью, смещениями и взаимоотношениями между собой. Обработка петрогеохимических данньж выполнялась с применением разнообразных классификационных и тектономагматических дискриминантньж диаграмм.
Методология уаботы. Методология работы заключается в комплексном применении структурных методов исследований (изучение морфологии даек, анализ трещиноватости и полей напряжения) и изучении вещества - анализ петрогеохимических характеристик даек Порьегубского поля, установление направленности трендов дифференциации в отдельных дайковьж телах и во всем дайковом поле в целом. Цель такого комплексирования заключается в доказательстве основньж выводов работы с разньж сторон.
Объектом исследования явилось уникальное для Беломорского пояса дайковое поле, представляющее собой узел скопления из 26 древних раннепротерозойских даек лампроитов и единичных среднепалеозойских даек щелочных базальтов. Поле имеет ограниченные размеры - от губы Ильинская до губы Западная Порья и располагается во вмещающих породах юго-восточного окончания Колвицкого габбро-анортозитового массива и Кандалакшско-Колвицкого гранулитового пояса. Наиболее детально ПДП изучалось при проведении поисковьж работ, направленных па оценку потепциальпой алмазоносности лампроитов, которая, однако, оказалась отрицательной [Журавлев и др., 1994].
Научная новизна. На основании проведенных структурных исследований и новьж ' изотопных определений возраста лампроитов показана их принадлежность к начальному этапу рифтогенеза Беломорской рифтовой системы и, таким образом, уточнено время заложения докембрийских сегментов системы рифтов, определяемое как раннепротерозойское. Установлен структурный контроль даек лампроитов трещинами, имеющими локальное распространение в Беломорском поясе и известными пока только в пределах ПДП. Они образуют систему субпараллельных трещин отрыва, типичных для роев мафических даек зон растяжения и определяющих специфику морфологии дайковьж тел. Получены доказательства формирования этой системы трещин в консолидированной коре после завершения этапов коллизии и эксгумации вмещающих докембрийских комплексов с характерной для них системой трещин. Получены петрогеохимические характеристики лампроитов, свидетельствующие об их принадлежности к дифференцированной магматической серии, тренд которой близок к трендам кимберлитовой и нефелинитовой серий, что указывает на происхождение их родоначальной щелочно-ультраосновной магмы из обогащенного мантийного источника. Показана также большая роль процесса кристаллизационной дифференциации в пределах отдельных дайковьж тел (или в промежуточном магматическом очаге), свидетельствующая о внедрении лампроитов в обстановке растяжения. Выявлены отличия направленности трендов дифференциации лампроитов от трендов дифференциации в палеозойских дайках, указывающих на формирование последних в пределах ПДП в условиях транспрессии.
Основныезашишаемыеположения
-
Положение Порьегубского лайкового поля в геологической структуре восточной части Балтийского щита определяется его приуроченностью к окончанию Онежско-Кандалакшского палеорифта, входящего в систему рифтов Белого моря. Имеющиеся изотопные определения возраста лампроитовых даек ПДП позволяют определять время заложения рифтовой системы как дорифейское, т.е. относящееся к концу раннего протерозоя.
-
Лампроитовые дайки Порьегубского лайкового поля приурочены к трещинам локальной системы, которые имеют субпараллельную ориентировку, характерную для роев мафических даек и осевых частей рифтовых структур. Эта система является более поздней, чем более широко развитая система трещин во вмещающих комплексах габбро-анортозитов и гранулитов, и была сформирована после коллизии и эксгумации вмещающих пород, которые слагали уже консолидированную континентальную кору. Морфологические особенности лампроитов свидетельствуют о принадлежности вмещающих их трещин к трещинам отрыва.
-
Петрогеохимические особенности лампроитов доказывают их принадлежность к магматической серии, тренд дифференциации которой близок к трендам кимберлитовой и нефелинитовой серий, родоначальная щелочно-ультраосновная магма которых является производной обогащенного мантийного источника. Исследование направленности тренда дифференциации в отдельном дайковом теле лампроитов и в пределах обнаженной на суше части Порьегубского лайкового поля показывают ведущую роль процесса кристаллизационного фракционирования. Такая направленность дифференциации, очевидно, обусловлена внедрением лампроитовой магмы в условиях растяжения, которые были принципиально отличны от условий формирования палеозойских даек, внедрявшихся, в пределах ПДП, в условиях локальной транспрессии.
-
Полученные геологические и петрогеохимические данные являются убедительными доказательствами принадлежности Порьегубского лайкового поля к проявлениям внутриплатного щелочного магматизма, контролировавшегося заложением рифтовой системы Белого моря в конце раннего протерозоя. Вместе с тем, подтверждаются и более полно раскрываются различия в геодинамических условиях двух главных этапов истории развития ПДП: формирование протерозойских даек в обстановке растяжения и палеозойских даек в участках локальных полей сжатия и растяжения (т.е. транспрессии и транстенсии), чередующихся вдоль рифтообразующего разлома палеозойского заложения со значительной сдвиговой компонентой.
Апробаиия работ ы. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 10 статей (одна в печати). Основные результаты исследований докладывались на I, П и Ш Молодежных тектонических конференциях (Москва, 2001, 2002, 2003 гг.), 7-ой Международной конференции по тектонике плит им. Л.П.Зоненшайна (Москва, 2001 г), па XI, ХП и ХШ научных чтениях памяти профессора И.Ф.Трусовой (Москва, 2001, 2002, 2003 гг.), XXXV Тектоническом совещании (Москва, 2002 г), Всероссийских семинарах по Геохимии магматических пород - школа «Щелочной магматизм Земли» (Москва, 2002, Апатиты, 2003 г), Всероссийской научной конференции «Геология, Геохимия и Геофизика на рубеже XX и XXI веков» посвященной 10-летию РФФИ (Москва, 2002 г).
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 118 печатных страниц, включает 42 рисунка, 3 таблицы и список литературы, состоящий из 107 наименований.
Благодарности. Работа выполнена в Институте литосферы окраинных и внутренних морей РАН под' чутким и неукоснительным руководством доктора геол.-мин. наук Валерия Михайловича Моралева, ушедшего из жизни до ее окончания. Автор безгранично признателен ему за полученные знания, поддержку и внимание, ценные советы, постоянную помощь, общее руководство работой и глубоко скорбит о невосполнимой утрате. На заключительном этапе работа была продолжена под руководством доктора геол.-мин. наук
М.З.Глуховского, которого автор благодарит за научно-методическую помощь. Особую благодарность автор выражает заведующему лаборатории к.г-м.н. А.СБалуеву, д.г-м.н. Е.Н.Терехову, кандидатам геол-мин. наук Е.С.Пржиялговскому и Т.И.Васильевой за помощь и обстоятельные консультации в ходе написания работы, подбор литературы и развитие научных мыслей. Автор признателен к.г-м.н. Г.ВЛедневой и д.г-м.н. АБ.Кузьмичеву за содействие в обработке геохимических материалов, кг-м.н В.Е.Вержбицкому и к.г-м.н. АВ.Соловьеву за моральную поддержку, дискуссии и советы.
Автор выражает чувства глубокой благодарности директору Института окраинных и внутренних морей РАН, член-корреспонденту РАН |НАБогданову| за внимание и поддержку в проведении данного исследования.
