CC BY
88
Геохимические, петрологические и петрофизические исследования
УДК 550.42(470.21)
ИСТОЧНИКИ ТЕРРИГЕННОГО МАТЕРИАЛА И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ГНЕЙСОВ ФУНДАМЕНТА ПЕЧЕНГСКОЙ ПАЛЕОРИФТОГЕННОЙ СТРУКТУРЫ
В.Р. Ветрин1, В.П. Чупин2, 3, Ю.Н. Яковлев1
1Г еологический институт КНЦ РАН 2Институт геологии и минералогии СО РАН
3Новосибирский государственный университет
Аннотация
Данные по возрасту детритовых цирконов из метаграувакк нижних частей разреза Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) свидетельствуют о формировании протолитов вмещающих гнейсов за счет размыва и переотложения материала из местных источников. Расширение ареала областей сноса и увеличение числа источников, поставлявших терригенный материал в бассейны осадконакопления происходило при образовании глиноземистых гнейсов 3-й и особенно 1-й толщи разреза, завершающей разрез архейских пород СГ-3. Анализ пространственного расположения и состава магматических пород и метатерригенных образований в разрезе СГ-3 и ее окружения позволяет интерпретировать их формирование в геодинамических обстановках активной континентальной окраины - в краевой зоне террейна, образованного породами кольской серии.
Ключевые слова:
Кольская сверхглубокая скважина, неоархейские породы, редкие элементы, U-Pb изотопный возраст, источники терригенного материала.
В еществ енные характеристики осадочных пород используются для оценки состава крупных участков земной коры, климатических и геодинамических условий осадконакопления. При определении источников сноса материала,
реконструкции первичной природы и условий образования метаосадков, частично или полностью утративших первичные литологические признаки в процессе метаморфизма, существенное значение имеет изучение распределения петрогенных и редких элементов, а также морфологических особенностей, состава и возраста детритового циркона. Благоприятным объектом для этих целей являются архейские породы разреза Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), вскрывшей на глубинах 6842-12262 м фундамент палеопротерозойской Печенгской структуры, образованный чередующимися толщами метавулканитов дацит-плагиориодацитового состава и метаосадочных пород, представленных в настоящее время гнейсами с высокоглиноземистыми минералами (ВГМ). Интервал времени формирования разреза архейских метавулканитов СГ-3 установлен в ~30 млн лет [1], что позволяет проследить изменение во времени состава источников терригенного материала, и тем самым выявить эволюционные особенности процессов архейского осадконакопления.
Геологическая характеристика архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины и ее обрамления
Кольская сверхглубокая скважина пробурена в северной части палеопротерозойской Печенгской структуры, которая является частью внутриконтинентального рифтогенного пояса Полмак-Пасвик-Печенга-Имандра-Варзуга-У сть-Поной, пересекающего в северо-западном направлении весь Кольский полуостров от горла Белого моря до норвежских каледонид.
Глубина,
м
РІ*і
6842
7622
9456
9573
10144
10278
10448
10601
11411
11708
12262
Толщи
10
Состав пород разреза и глубина отбора цирконов, IV
6982-6989
Ж
I 9470=95091-
——
11413-11416
Возраст цирконов из метавулканитов, млн лет
_Т>2798±12
Тг=2821±12
-Т1=2804±15
.т^гвюію
Т,=2857±9
.^=2830110
Т,=2848±11
С поверхности до глубины 6842 м скважиной вскрыт осадочно-вулканогенный комплекс Печенгской
структуры, и далее до забоя на глубине 12262 м - неоархейские породы ее фундамента [2-4].
В чередовании архейских пород разреза СГ-3 выделены 5 ритмов, нижние элементы которых (сверху
вниз: 2-я, 4-я, 6-я, 8-я, 10-я толщи) сложены
метавулканитами дацит-плагиориодацитового состава (плагиогнейсами), занимающими ~ 45% разреза (рис. 1). Первичные расплавные включения в кристаллах циркона из этих пород содержат фазу стекла [5-7], что подтверждает эффузивную природу их
протолитов. Возраст кристаллизации метавулканитов от верхней к нижней частям разреза скважины увеличивается от 2798±12 до 2830±10 млн лет при конкордантных значениях возраста реликтовых ядер цирконов до 2.85-2.86 млрд лет [6]. Верхние части ритмов (1-я, 3-я, 5-я, 7-я, 9-я толщи) сложены гнейсами с ВГМ, составляющими ~20% объема пород. Около 30% разреза слагают амфиболиты, железистые кварциты, и ~ 5% - жильные гранитоиды. SHRIMP-датированием цирконов из тоналитовых гнейсов 4-й, 8-й и 10-й толщ установлены два эпизода неоархейского метаморфизма с возрастами 2770-2750 и 2700-2670 млн лет [1, 6]. Неоархейский
метаморфизм сопровождался мигматизацией гнейсов с образованием согласно расположенных слоев меланосом и лейкосом, придающих породам типичную мигматитовую текстуру. Возраст палеопротерозойского регионального метаморфизма оценивается в 2.1-1.7 млрд лет [3, 7].
Территория окружения скважины входит в состав Кольской субпровинции Балтийского щита, где древнейшие породы представлены тоналит-трондьемитовыми гнейсами Финской Лапландии с возрастом 3115±29 млн лет [8]. С севера вмещающими породами для Печенгской структуры являются пара- и ортогнейсы кольской серии, тоналитовые гнейсы и амфиболиты Кольско-Норвежского блока, состоящего в своей крайней северо-западной части из Сванвик-Нейденского и Титовского сегментов (рис. 2). Главным типом породных ассоциаций Сванвик-Нейденского сегмента являются архейские тоналит-трондьемитовые комплексы (~80-90%) с прослоями глиноземистых гнейсов и расположенные среди них реликты зеленокаменных поясов. и-РЬ возраст цирконов из тоналит-трондьемитовых гнейсов Сванвик-Нейденского сегмента определен в 2.8-2.84 млрд лет, и время метаморфизма - в 2.7-2.76 млрд лет [9]. По результатам глубинного сейсмического зондирования рассматриваемые породы северо-западного обрамления Печенги прослеживаются под этой структурой и образуют существенную часть ее фундамента [10].
Титовский и расположенный к юго-востоку Центрально-Кольский сегменты Кольско-Норвежского блока существенно отличаются от Сванвик-Нейденского сегмента по строению, составу и возрасту слагающих пород. В северном обрамлении Печенги они представлены главным образом пара- и ортогнейсами кольской серии. Глиноземистые парагнейсы переслаиваются с амфиболитами и ортогнейсами - метаандезитами, метадацитами и метариодацитами. Амфиболиты по составу отвечают оливиновым толеитам, реже кварцевым толеитам и щелочным базальтам. Возраст метавулканитов кольской серии, расположенных к востоку от Печенгской структуры, определен в 2910-2926 млн лет, и присутствие в породе ксеногенных цирконов с возрастами 3.1-3.6 млрд лет позволяет сделать вывод о существовании в области вулканизма более ранней палео- мезоархейской континентальной коры [11, 12].
Рис. 1. Схематический разрез Кольской сверхглубокой скважины:
1 - породы палеопротерозойского возраста, 2-3 - породы неоархейского возраста:
2 - толщи гнейсов с ВГМ, 3 - толщи метаэффузивов дацит-плагиориодацитового состава, 4 - места отбора цирконов с указанием глубин (м).
Т1 - возраст (в млн лет) образования протолитов метаэффузивов, Т2 - возраст ядер глубинной магматической генерации в кристаллах цирконов [1]
Методики исследований
Химический состав 41 образца гнейсов с ВГМ и содержание редких элементов в гнейсах 1-й и 3-й толщ определялись количественным спектральным анализом в Норвежской геологической службе, г. Трондхейм. Концентрации РЗЭ установлены на сканирующем спектрометре MONOSPEC 1000 в Институте литосферы окраинных и внутренних морей РАН, г. Москва, а также нейтронно-активационным методом в Институте геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск. Из мигматизированных гнейсов 1-й, 3-й и 9-й толщ в лаборатории сепарации вещества ГИ КНЦ РАН выделены монофракции циркона (Л.И. Коваль), для которых выполнен Ц-РЬ изотопный анализ на ионном микрозонде SHRIMP-П в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург (аналитик С.Л. Пресняков).
I + I 1 I ф I 2 3 I А I 4 Ь +1 5 I <ь I 6 ЕИЭ 7 !+ + +1 8 У///Л 9
Вю □ 11 Н 12ЕЕЗ 13 ЕЕ314 ЕШЭ15 Щ]1б ГП17
Е318
Рис. 2. Схема геологического строения Сев. Норвегии и северо-западной части Кольского п-ова:
1-4 - породы палеопротерозойского возраста: 1 - постскладчатые граниты, 2 - мусковит-микроклиновые граниты, 3 - вулканогенно-осадочные породы Печенгско-Имандра-Варзугского пояса,
4 - интрузивные породы основного состава; 5-12 - породы архейского возраста: 5 - порфировидные граниты, 6 - кварцевые сиениты, сиениты, 7 - монцониты, гранодиориты, 8 - плагиомикроклиновые
граниты, 9 - вулканогенно-осадочные породы зеленокаменных поясов, 10 - глиноземистые гнейсы,
11 - гранитоиды ТТГ-серии, 12 - пироксенсодержащие ортогнейсы, 13 - проекции разломов, 14 - Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3). Вверху во врезке - схема тектонического районирования Кольской субпровинции Балтийского щита. 15 - палеозойские интрузии нефелиновых сиенитов, 16 - неопротерозойские осадочные породы, 17 - архейские породы: а - Мурманского (Мур), Беломорского (Бел), Кейвского (Ке), Терского (Тер), Инари (Ин) блоков, б - Кольско-Норвежского (Ко-Нор) блока (1 - Сванвик-Нейденский сегмент, 2 - Титовский сегмент, 3 - Центрально-Кольский сегмент), 18 - государственные границы
Геохимическая характеристика гнейсов
Петрогенные компоненты. Гнейсы с ВГМ всех толщ скважины характеризуются значительными вариациями содержаний SiO2 (52.2-72.2 мас.%), связанных отрицательными корреляционными связями с другими главными компонентами, концентрации которых также подвержены существенным колебаниям (мас.%): AI2O3 - 12.65-20.24; m - 0.17-1.11; FeO - 2.96-10.23; MgO - 1.13-9.41; CaO - 0.98-3.36; Na2O -2.25-4.9; K2O - 1.42-5.16. Систематика гнейсов выполнена с использованием петрохимических диаграмм, разработанных для осадочных пород [13] и их метаморфических аналогов [14-17]. На диаграммах Ф. Петтиджона и др. [13] и М. Хирона [14] точки составов гнейсов всех толщ образуют компактные поля, соответственно, в полях составов граувакк, вакк и глинистых сланцев. На диаграммах А.А. Предовского [15, 16] преобладающая часть гнейсов относится к грауваккам, поле составов которых ограничено значениями параметра F в пределах 0.08-0.25. На диаграмме А.Н. Неелова [17] глиноземистые гнейсы архейского комплекса СГ-3 отвечают главным образом составу граувакк, и в меньшей степени - субграувакковых
аренитов, алевролитов и аргиллитов (рис. 3). Самые разнообразные по составу гнейсы 1-й толщи соответствуют породным литотипам от субграувакковых аренитов до пелитовых аргиллитов с преобладанием, как и в случае гнейсов 3-й и 9-й толщ, пород грауваккового состава.
Преобладающая часть точек гнейсов с ВГМ на диаграмме А.Н. Неелова расположена в полях кремнекислых и средних магматических пород - липаритов, липаритодацитов, дацитов и андезидацитов, что определяет преимущественно магматическое происхождение
■ ■ I I I I |
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 материнских пород, подвергавшихся
выветриванию. Этот вывод подтверждается при использовании дискриминацион-ной диаграммы Б. Розера и Р. Корша, построенной в координатах F1-F2 для главных петрогенных окислов - TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, N2O, K2O [18] и определяющей состав незрелого детритуса преобладающего количества образцов всех толщ соответствующим составам вулканитов среднего и кремнекислого составов. В то же время гнейсы с ВГМ характеризуются повышенными концентрациями окислов железа и магния, существенно превышающими их содержание в тоналитовых гнейсах окружения скважины (1.8-6.9, среднее 4.4%) и свидетельствующими о
присутствии вещества основных пород в составе источников сноса. Редкие и редкоземельные элементы. По величине отношений La/Sc (2.4±1.3), Th/Sc (0.6±0.4), La/Th (4.1±1.3) гнейсы с ВГМ располагаются преимущественно в поле составов граувакк
континентальных островных дуг. Гнейсам свойственны
5 10 15 20 25 30 35 40
Рис. 4. Диаграмма в координатах La/Yb-Ti/Zr.
1, 2 - гнейсы 1-й и 3-й толщ, 3-6 - средние составы пород: 3 - архейские амфиболиты окружения скважины [20],
4 - ТТГ-породы комплекса сванвик [20], 5, 6 - пара- и ортогнейсы кольской серии соответственно
Рис. 3. Диаграмма в координатах Ь-а по [18]. Поля составов
пород:
III - субграувакковые арениты, IV - граувакки, V -алевролиты, VI - аргиллиты. Поля составов вулканических пород: Л-ЛД - липаритов,
липаритодацитов, Д-АД - дацитов, андезитодацитов, А
- андезитов, АБ-Б - андезибазальтов, базальтов. 1, 2, 3
- гнейсы 1-й, 3-й, 9-й толщ архейского комплекса СГ-3 соответственно, 4, 5 -архейские граувакки и аргиллит соответственно
повышенные концентрации элементов группы железа - Сг, №, V, Со, Си, существенно превышающие их содержание в тоналитовых гнейсах окружения скважины [19]. В то же время для гнейсов 3-й толщи более присуща Сг-специализация, свойственная парагнейсам кольской серии, тогда как для гнейсов 1-й толщи в целом характерна №-Сг специализация, обусловленная, вероятно, вкладом вещества как парагнейсов кольской серии, так и амфиболитов. Количество мафического материала в высокоглиноземистых гнейсах СГ-3 определялось с использованием модели двухкомпонентного смешения. Как следует из приведенных выше данных, наиболее вероятными исходными составляющими (конечными членами модели) являются архейские породы основного состава, представленные в настоящее время амфиболитами (высокое Т^г-, низкое La/Yb-отношение), а также наиболее широко распространенные в окружении СГ-3 породы: ТТГ-гнейсы, орто- и парагнейсы кольской серии (низкое Т^г-, высокое La/Yb-отношение). Расположение точек состава на кривой смешения определяет присутствие от 15 до 40% фемического материала в составе гнейсов (рис. 4).
Гнейсы с ВГМ имеют умеренно фракционированные спектры РЗЭ с отношением ^а/^)п = 11.3 и 10.3, и отсутствующей или слабо проявленной отрицательной Еи- аномалией (Еи/Еи*, среднее 1.0 и 0.83 соответственно). Сравнение составов РЗЭ в гнейсах с ВГМ со средними содержаниями этих элементов в породах окружения скважины показывает, что наибольший вклад легких РЗЭ в состав гнейсов с ВГМ вносили пара- и ортогнейсы кольской серии, и баланс тяжелых РЗЭ в значительной степени определялся породами основного состава.
Генетические типы цирконов и источники терригенного материала
В результате проведенного исследования цирконов среди них выделены четыре генетических типа кристаллов: детритовые, анатектические, метаморфогенные и контактово-метасоматические, среди которых резко преобладают цирконы первых двух типов. Для сопоставления с цирконами из пород - производных главных этапов магматизма и метаморфизма северной части Балтийского щита, фигуративные точки изученных цирконов нанесены на диаграмму в координатах “возраст (Т), млн лет - ТЬ/и” (рис. 5А). Из рассматриваемой диаграммы, построенной с учетом только конкордантных значений возрастов исследованных цирконов, следует, что преобладающая часть точек цирконов анатектического генезиса расположена в поле составов этого минерала из пород амфиболитовой фации метаморфизма и сопутствующей мигматизации, с интервалом возрастов 2.7-2.77 млрд лет. К нижней части рассматриваемой области (ТЬ/и = 0.04-0.08) приурочены точки состава цирконов анатектического генезиса, измененные под воздействием флюидной фазы, обогащенной ураном, а также метаморфогенные цирконы. Среди детритовых цирконов выделены несколько возрастных групп. К первой группе относятся цирконы из гнейсов 9-й толщи. Они сопоставимы по возрасту и составу с цирконами из тоналитовых гнейсов основания разреза СГ-3 и аналогичных пород окружения скважины. Данные по возрасту этих цирконов наряду со слабой округленностью детритовых ядер, часто находящихся в виде остроугольных обломков во внутренних частях кристаллов анатектического типа, свидетельствуют о формировании протолитов вмещающих гнейсов за счет размыва и переотложения материала из местных источников и небольшой дистанции переноса материала. Часть рассматриваемых цирконов изменена процессами неоархейского метаморфизма, обусловивших уменьшение возраста цирконов и снижение ТЬ/и отношения.
Гнейсы 9-й толщи испытали также процессы ранне- и позднепротерозойского метасоматоза, связанные, вероятно, с внедрением пород основного и кислого составов, что привело к метасоматическому образованию цирконов с возрастом 2.47-2.51 и 1.77 млрд лет. Существенное увеличение ареала областей сноса, поставлявших терригенный материал в бассейны осадконакопления, происходило при образовании глиноземистых гнейсов 3-й и особенно 1-й толщ разреза. Детритовые цирконы 1-й толщи характеризуются хорошей округленностью кристаллов и широким спектром возрастных значений - от 2.79 до >3.1 млрд лет (рис. 6), и на диаграмме в координатах “Т, млн лет - ТЬ/и” располагаются главным образом в полях составов цирконов из разнообразных пород: неоархейских тоналитовых гнейсов СГ-3 и окружения скважины, древнейших гранитоидов северной части Балтийского щита и ортогнейсов кольской серии. Среди цирконов из гранитоидов [8] и гнейсов кольской серии [11] выделены магматические, метаморфогенные и ксеногенные типы. По величине отношения ТЬ/и наиболее древние детритовые цирконы из гнейсов 1-й толщи располагаются в пределах поля магматических цирконов из гранитоидов [8] и ксеногенных цирконов из ортогнейсов кольской серии. В то же время идентичность составов детритовых цирконов из гнейсов 1-й толщи СГ-3 и цирконов из гнейсов кольских гнейсов хорошо устанавливается по содержанию в них обыкновенного свинца, концентрация которого в рассматриваемых цирконах на 1-
2 порядка ниже, чем в цирконах из древнейших гранитоидов северной части Балтийского щита (рис. 5Б). Это позволяет полагать, что источниками сноса терригенного материала для гнейсов 1-й толщи СГ-3 были главным образом неоархейские плагиогнейсы нижних частей разреза СГ-3 и ее окружения, а также ортогнейсы кольской серии. В составе терригенных осадков установлено также присутствие материала парагнейсов кольской серии и основных пород. В последних содержание циркона невелико, вследствие чего его кристаллы не попали в состав изученной выборки.
Рис. 5. Диаграммы в координатах Т, млн лет - ТН/и (А) и Т, млн лет - РЬС (Б). Цирконы разных генетических типов: 1-3 - цирконы из гнейсов 1-й толщи:
1 - детритовые, 2 - анатектические, 3 - метаморфогенные. 4, 5 - цирконы из гнейсов 3-й толщи: 4 - детритовые, 5 - анатектические. 6-8 - цирконы из гнейсов 9-й толщи: 6 - детритовые,
7 - анатектические, 8 - контактово-метасоматические, 9 - ксеногенные цирконы из гнейсов кольской серии, 10 - цирконы древнейших гранитоидов сев. части Балтийского щита. Цифры в кружках - значения возраста и ТН/и отношения в цирконах из: 1 - гнейсов кольской серии,
2 - метаморфических пород гранулитовой фации, 3 - тоналитовых гнейсов СГ-3 и окружения скважины, 4 - гранодиоритов в гнейсах кольской серии, 5 - пород амфиболитовой фации и мигматитов из разреза СГ-3 и окружения скважины, 6 - палеопротерозойских расслоенных интрузий, 7 - протерозойских порфировидных гранитов
Палеогеодинамические условия формирования гнейсов с ВГМ
Анализ архейского магматизма в пределах северо-западной части Кольско-Норвежского блока показывает вполне определенные закономерности пространственного размещения пород магматического генезиса. По направлению с юго-запада на северо-восток от северного края Печенгской структуры происходит смена пород ТТГ-серии интрузивными магматическими породами гранодиоритового, монцонитового и кварц-сиенитового состава. Возраст пород ТТГ-серии колеблется (в млн лет) от 2825±34 до 2804±9, интрузий гранодиоритов - от 2762±28 до 2729±10, и составляет 2727±24 для кварцевых сиенитов [9]. Концентрации К20 увеличиваются от 1.2—1.5% в породах ТТГ-серии до 2-3% в гранодиоритах, достигая 5-6% в кварцевых сиенитах.
Пояс интрузий архейских калиевых гранитов протяженностью более 350 км прослеживается далее в юго-восточном направлении, в 50-70 км от южной границы Кольско-Норвежского блока [20] с расположенным южнее Терско-Аллареченским зеленокаменным поясом. Изменение состава и пространственного расположения магматических пород с увеличением содержания калия в магматических производных при удалении от края континента, аналогичное охарактеризованному выше, свойственно для активных континентальных окраин андийского типа. Образование таких геодинамических обстановок осуществлялось в результате поддвигания океанической плиты под континент и сопровождалось тектоническим скучиванием сиалических масс и вовлечением в процесс магмообразования как коровых, так и мантийных источников [21]. Формирование активных
континентальных окраин происходило в условиях повышенной сейсмичности, обусловившей периодические колебания уровня океана и чередование толщ вулканитов и осадочных пород, как это наблюдается в разрезе архейского комплекса СГ-3. Состав метаосадочных пород также рассматривается в качестве надежного индикатора различных геодинамических обстановок.
Существенным показателем условий формирования осадков является
содержание щелочей и величина отношения К20/№20, нормированная по Si02 [22], позволяющая отнести
преобладающую часть гнейсов с ВГМ архейского комплекса СГ-3 к образованным в условиях активных континентальных окраин. На дискриминационной диаграмме [23] точки состава высокоглиноземистых гнейсов архейского комплекса
располагаются в поле осадков активных континентальных окраин, что определяется относительно низким содержаниям в них Бе203+М^0, ТЮ2 и величиной отношения К20/№20 ~1. Охарактеризованные выше особенности состава магматических и метаосадочных образований позволяют рассматривать неоархейские породы фундамента Печенгской
палеопротерозойской структуры, вскрытого СГ-3, образованными на активной континентальной окраине террейна, представленного в настоящее время породами Титовского и Центрально-Кольского сегментов Кольско-Норвежского блока. Их формирование было составной частью процесса возникновения суперконтинента Кенорленд [24], происходившего в период 2.95-2.5 млрд лет назад [25].
Рис. 6. Катодолюминесцентные снимки цирконов из высокоглиноземистых гнейсов 1-й толщи СГ-3, локализация точек измерения, их номера и значения возраста, млн лет
Выводы
Кольская сверхглубокая скважина СГ-3 на глубинах 6842-12262 м вскрыла фундамент палеопротерозойской Печенгской структуры, состоящий главным образом из чередующихся толщ метавулканитов дацит-плагиориодацитового состава и метаосадочных пород - высокоглиноземистых гнейсов, по составу отвечающих главным образом грауваккам. В составе протолитов гнейсов установлен вклад вещества тоналитовых гнейсов, пород основного состава, пара- и ортогнейсов кольской серии. Количество фемического материала в гнейсах с ВГМ определено по геохимическим данным с использованием модели двухкомпонентного смешения и оценивается в 15-40%. Среди детритовых цирконов из гнейсов с ВГМ выделены несколько возрастных групп. К наиболее однородным, сопоставимым по возрасту и составу с цирконами из тоналитовых гнейсов основания разреза СГ-3 и аналогичных пород окружения скважины, относятся цирконы из гнейсов наиболее глубоко залегающей 9-й толщи. Данные по возрасту этих цирконов наряду со слабой округленностью зерен свидетельствуют об формировании протолитов вмещающих гнейсов за счет размыва и переотложения материала из местных источников и небольшой дистанции переноса материала. Расширение ареала областей сноса, поставлявших терригенный материал в бассейны осадконакопления, происходило при образовании глиноземистых гнейсов 3-й и особенно 1-й толщ разреза. В высокоглиноземистых гнейсах всех толщ присутствуют цирконы анатектического
генезиса, образованные при мигматизации и частичном плавлении палеосомы протолитов, происходивших при региональном метаморфизме в интервале возрастов 2.7-2.77 млн лет.
Анализ пространственного расположения и состава магматических пород и метатерригенных образований в разрезе СГ-3 и окружения скважины позволяет интерпретировать их формирование в геодинамических обстановках активной континентальной окраины - в краевой зоне террейна, образованного породами кольской серии.
I. Магматические включения в цирконе из архейских “серых гнейсов” Кольской сверхглубокой скважины как показатель происхождения и возраста протолитов. Изотопные системы и время геологических процессов. Материалы IV Российской конференции по изотопной геохронологии / В.П. Чупин, В.Р. Ветрин, С.А. Сергеев и др.. СПб.: ИП Каталкина, 2009. Т. II. С. 266-268. 2. Архейский комплекс в разрезе СГ-3 / под ред. Ф.П. Митрофанова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1991. 187 с. 3. Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины / ред. Е.А. Козловский. М.: Недра, 1984. 490 с. 4. Кольская сверхглубокая. Научные результаты и опыт исследования / ред. В.П. Орлов и Н.П. Лаверов. М.: МФ "Технонефтегаз", 1998. 260 с. 5. Чупин В.П.и др. Расплавные и флюидные включения в цирконе и породообразующих минералах из плагиогнейсов архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины (Балтийский щит) / В.П. Чупин, В.Р. Ветрин // Геохимия. 2005. № 2. С. 206-212. 6. Состав расплавных включений и возраст цирконов из плагиогнейсов архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины (Балтийский щит) / В.П. Чупин, В.Р. Ветрин, Н.В. Родионов и др. // ДАН. 2006. Т. 406, № 4. С. 533-537. 7. Изотопные исследования возраста пород архейской части разреза Кольской сверхглубокой скважины, протерозойской Печенгской структуры и ее обрамления / Т.Б. Баянова, Ю.Н. Яковлев, Д.М. Губерман и др. // Вестник МГТУ. 2007. Т. 10, № 1. С. 104-115. 8. Kroner A., Compston W. Archaean tonalitic gneiss of Finnish Lapland revisited: zircon ion-microprobe ages // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 104. P. 348-352. 9. U-Pb zircon ages from Sorvaranger, Norway and the western part of the Kola Peninsula, Russia / O. A. Levchenkov, L.K. Levsky, 0. Nordgulen et al. // Nor. Geol. Unders. Special. Publ. 1995. Vol. 7. P. 29-47. 10. Сейсмогеологическая модель литосферы Северной Европы: Лапландско-Печенгский район / под ред. Н.В. Шарова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1997. 226 с.
II. Находки древнейших цирконов с возрастом 3600 млн лет в гнейсах кольской серии Центрально-Кольского блока Балтийского щита (U-Pb, SHRIMP-II) / Т.А. Мыскова, Н.Г. Бережная, В.А. Глебовицкий и др. // ДАН. 2005. Т. 402, № 1. С. 82-86. 12. Ветрин В.Р. Возраст и состав гранулито-гнейсовых ассоциаций Кольско-Норвежского мегаблока // Тез. докл. конф. «Гранулитовые и эклогитовые комплексы в истории Земли». Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2011. С. 37-41. 13. Петтиджон Ф. и др. Пески и песчаники / Ф. Петтиджон, П. Поттер, Р. Сивер. М.: Мир, 1976. 536 с. 14. Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log date // Sediment. Petrol. 1988. Vol. 58, № 5. P. 820-829. 15. Предовский А.А. Геохимическая реконструкция первичного состава метаморфизованных вулканогенно-осадочных образований докембрия / под ред. В.Г. Загородного. Апатиты: Изд. Кф АН СССР, 1970. 115 с. 16. Предовский А.А. Реконструкция условий седиментогенеза и вулканизма раннего докембрия. Л.: Наука, 1980. 152 с. 17. Неелов А.Н. Петрохимическая классификация метаморфизованных осадочных и вулканических пород. Л.: Наука, 1980. 100 с. 18. Roser B.P, Korsch R.J. Provenance signatures of sandstine-mudstone suites determined using discriminant function analyses of major-element data // Chem. Geol. 1988. Vol. 67. P. 119-139. 19. Геохимия и реконструкция состава протолитов фундамента Печенгского палеорифта / В.Р. Ветрин, О.М. Туркина, Дж. Ладден, А.А. Деленицин // Петрология. 2003. Т. 11, № 2. С. 196-224. 20. The pyroxene-bearing tonalite-granodiorite-monzonite series of the northern Baltic Shield: correlation and petrology / V. Vetrin, 0. Nordgulen, J. Cobbing et al. // Nor. Geol. Unders. Special Publ. 1995. Vol. 7. P. 65-74. 21. Геология континентальных окраин / под ред. К. Берка и Ч. Дрейка. М.: Мир, 1979. Т. 3. 402 с. 22. Roser B.P, Korsch R.J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio // J. Geol. 1986. Vol. 94, № 5. P. 635-650. 23. Bhatia M.R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones // J. Geol. 1983. Vol. 91, № 6. P. 611-627. 24. Towards a synthesis / P.G. Eriksson, W. Altermann, D.R. Nelson, W.U. Mueller, O. Catuneanu (eds). The Precambrian Earth: Tempos and Events. Elsevier, Amsterdam, 2004. P. 739-771. 25. Condie K.C. Episodic continental growth and supercontinents: a mantle avalance connection? // Earth. Planet. Sci. Lett. 1998. Vol. 163. P. 97-108.
Сведения об авторах
Ветрин Валерий Романович - к.г.-м.н., ведущий научный сотрудник; e-mail: [email protected] Чупин Владимир Петрович - к.г.-м.н., старший научный сотрудник, доцент Новосибирского государственного университета; e-mail: [email protected]
Яковлев Юрий Николаевич - главный геолог НПЦ «Кольская сверхглубокая» (1994-2006).
Исследования проводились при поддержке Р И, гранты 10-05-00082 и 06-05-64834.
ЛИТЕРАТУРА
