CC BY
60
УДК 552.321:550.93(234.851)
НОВЫЕ ДАННЫЕ О ВОЗРАСТЕ ГРАНИТОИДОВ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЖИМСКОЙ СРЕД-НЕРИФЕЙСКОЙ ГРАНИТ-РИОЛИТОВОЙ ФОРМАЦИИ
А.М. ПЫСТИН, Ю.И. ПЫСТИНА
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар pustin@seo.komisc.ru
Большинство исследователей на основании полученных разными методами данных о возрасте гранитоидов Приполярного Урала ограничивают процессы гранитообразования в этом регионе интервалом 490-650 млн. лет. Приведенные в статье фактические материалы подтверждают вывод о том, что процессы гранитогенезиса наиболее интенсивно проявились на рубеже протерозоя и палеозоя и свидетельствуют об отсутствии на Приполярном Урале позднепалеозойских гранитоидных массивов, которые ранее выделялись в кожимский комплекс. Вместе с тем, геологическое положение некоторых гранитоидных массивов и полученные для слагающих их пород древние реликтовые датировки указывают на реальность проявления гранитоидного магматизма в до-позднерифейское время и, в частности, в среднем рифее.
Ключевые слова: гранитоид, Кожимский массив, Приполярный Урал
A.M. PYSTIN, YU.I. PYSTINA. NEW DATA ON GRANITOID AGES FROM THE SUBPOLAR URALS IN CONNECTION WITH THE PROBLEM OF DISTINGUISHING OF THE MIDDLE RIPHEAN GRANITE-RHYOLITE KOZHIM FORMATION
The majority of researchers, basing on the data obtained on the age of granitoids of the Subpolar Urals, limit the processes of granite formation in this region to the interval of 490-650 million years. The actual materials presented in this paper, confirm the conclusion that processes of granite-genesis were most intensively manifested on the boundary of the Proterozoic and Paleozoic and testify to absence of the Late Paleozoic granitoid massifs in the Subpolar Urals. At the same time, the geological position of some granitoid massifs and ancient relic datings of the constituent rocks denote the reality of granitoid magmatism occurrence in the Late Preriphean and, in particular, in the Middle Riphean.
Key words: granitoid, the Kozhim massif, the Subpolar Urals
В рифейской и более поздней истории магматизма Приполярного Урала, согласно последней утвержденной схеме корреляции магматических комплексов севера Урала и прилегающих территорий [1], выделяется два крупных этапа магматизма, с которыми связывается становление двух разновозрастных гранитоидных комплексов: сальнеро-маньхамбовского (V- £1) и кожимского (Р2).
За последние два с лишним десятка лет на Приполярном Урале были получены принципиально новые геохронологические данные с использованием методов датирования малых навесок и единичных зерен цирконов. Они, как полагают некоторые исследователи, ставят под сомнение предположение о неоднократном проявлении процессов гранитообразования в этом регионе и правомерности выделения названных выше комплексов, так как изотопный возраст гранитоидов укладывается (за редким исключением) в интервал 490-650 млн. лет [2]. Эта точка зрения в какой-то мере согласуется с нашими ранними представлениями по типизации магматических комплексов
Приполярного Урала. Нами [3] было предложено объединить массивы гипабиссальных гранитов, залегающих в рифейско-вендских толщах Приполярного Урала, в единый нерасчлененный поздне-рифейско-вендский комплекс (сальнеро-маньхамбов-ский и кожимский комплексы нерасчлененные). Это положение мы обосновывали тем, что отсутствуют четкие критерии для отнесения тех или иных массивов к двум и большему количеству комплексов. Опираясь на уже упомянутые выше геохронологические данные, В. Л. Андреичев [4] выделяет в истории гранитогенеза приполярноуральского сегмента литосферы три этапа: 640-580, 560-550 и 520490 млн. лет. Два первых обусловлены субдукци-онно-коллизионными процессами при закрытии Протоуральского океана (тиманский орогенез), третий связан с эпиконтинентальным рифтингом, за которым последовало раскрытие Палеоуральского океана. По мнению В. Л. Андреичева, которое разделяют авторы настоящей статьи, нет достаточных оснований для выделения верхнепалеозойского кожимского гранитоидного комплекса.
Вместе с тем, давно существует идея о проявлении кислого магматизма на Приполярном Урале в среднерифейское время. В частности, эта точка зрения последовательно отстаивается Б. А. Голдиным, который именно с этим временным периодом связывает становление кожимского комплекса или формации [5, 6]. Основанием для выделения гранитоидов среднерифейского возраста послужило обнаружение в отложениях хобеинской свиты верхнего рифея продуктов разрушения этих пород [7, 8]. Установление позднее метариолитов и кислых метатуфов в разрезе среднефейской пуйвин-ской свиты [9] позволило Б. А. Голдину и его коллегам [6] рассматривать кожимские гранитоиды в составе риолит-гранитной формации. В ее состав они включают Кожимский, Хаталамба-Лапчинский, Ни-колайшорский, Игшорский и некоторые другие массивы гранитоидов на Приполярном Урале.
Эти массивы по их положению в структуре Хобеизской антиклинали можно разделить на две группы (рис. 1). Одни из них (Николайшорский, Игшорский и др.) располагаются в пределах сильно эродированных нижнепротерозойских образований няртинского гнейсового комплекса. Они имеют гнейсовидную текстуру и сопровождаются ореолами мигматитов. Для других гранитоидных массивов (Кожимский, Хаталамба-Лапчинский и др.) вмещающими являются рифейские отложения. Массивы вытянуты в соответствии с очертаниями Хобе-инского купола и окаймляются зонами роговиков. Текстура пород массивная, иногда гнейсовидная, структура - средне- и мелкокристаллическая.
Основываясь на и-РЬ датах по единичным зернам цирконов, А. А. Соболева и ее соавторы [10] пришли к выводу, что в ядерной части Хобеизской антиклинали (т. е. в пределах няртинского гнейсового комплекса) гранитообразование происходило в интервале 640-520 млн. лет. Полученный нами возраст цирконов [11] из гранитов Николайшорского массива (606±3 млн. лет) находится в этом же интервале, что подтверждает факт проявления высокотемпературных эндогенных процессов на Приполярном Урале на рубеже венда и палеозоя. Однако, на наш взгляд, это не означает, что процессы гранитообразования в нижнепротерозойской части разреза ограничиваются этими возрастными значениями. Как известно, породы няртинского комплекса, вмещающие Николайшорский и другие аналогичные ему массивы (Балашовский, Амбаршорский, Лавкашорский, Свободненский), претерпели несколько этапов высокотемпературного метаморфизма, начиная с 2.12 млрд. лет [12]. Маловероятно, что метаморфические процессы, проявившиеся в дорифейское время, не сопровождались формированием автохтонных и параавтохтонных гранитоидов. В связи с этим мы считаем важным обратить внимание на возраст единичного зерна циркона - 1756 млн. лет, полученный по породам Лавка-шорского массива [10], который практически совпадает с датировками цирконов так называемого «мигматитового» типа (1748±12, 1748±14 млн. лет) из мигматизированных метаморфических пород няртинского гнейсового комплекса в обрамлении гранитоидов, аналогичных николайшорским [11].
Рис. 1. Схема геологического строения северной части Приполярного Урала.
1 - няртинский гнейсовый комплекс (РИ^): биотитовые и двуслюдяные гнейсы с прослоями амфиболитов; 2 - щокурьин-ская свита (И.!?): известкови-стые кристаллические сланцы, мраморы, кварциты, амфиболо-вые сланцы; 3 - пуйвинская свита (И2): слюдяно-кварцевые сланцы, зеленые ортосланцы, метапорфиры, кварциты; 4 -хобеинская (И3), мороинская (И3) и саблегорская (И3-У) свиты нерасчлененные: слюдяно-кварцевые сланцы, известко-вистые сланцы, порфиры, пор-фириты, про-слои мраморов и кварцитов; 5 - нижнепалеозойские терригенно-карбонат-ные отложения; 6 - гранито-гнейсы николайшорского массива (РИ^); 7 - граниты кожимского (И2) и сальнеро-маньхамбовского (V- 61) комплексов, нерасчлененные; 8 -гранодиориты сальнеро-мань-хамбовского комплекса ^-6^; 9 - массивы габбро (И,3^); 10 -
геологические границы: а - стратиграфические и магматические, б - тектонические; 11 - элементы залегания плоскостных структур.
Массивы (номера в кружочках): 1 - Николайшорский, 2 - Кожимский; 3 - Кузьпуаюский; 4 - Хаталамба-Лапчинский; 5 - Народнинский; 6 - Лапчавожский; 7 - Малдинский.
И все же новые геохронологические данные, полученные для гранитов (гранито-гнейсов), образующих небольшие массивы среди глубокомета-морфизованных пород, действительно свидетельствуют о проявлении процессов гранитогенезиса в вендское время в няртинском гнейсовом комплексе. Тем не менее, геологическое положение гранитогнейсовых тел в совокупности с наличием реликтовых раннепротерозойских датировок, включая возрастные значения по цирконам из мигматитов (по сути тоже магматических цирконов, так как их образование связано с появлением силикатного расплава), сохраняют предпосылки для выделения николайшорского грани-тоидного комплекса в понимании авторов упомянутой выше схемы корреляции магматических комплексов [1]. Оснований же для отнесения этих массивов к среднерифейской кожимской риолит-гранитной формации на сегодняшний день нет.
Среди других гранитоидных массивов, включаемых Б. А. Голдиным и его соавторами в состав кожимской риолит-гранитной формации, с позиции правомерности выделения среднерифейского этапа гранитообразования, наиболее интересным является межпластовое тело гранитоидов, залегающее в отложениях пуйвинской свиты в бассейне ручьев Понъю, Осею и Епкошор (притоки р. Кожим в ее верхнем течении). В плане гранитоиды картируются как разрозненные субширотно вытянутые пластообразные линзы, ориентированные согласно с простиранием вмещающих толщ. «Гранитные линзы» в структурном отношении приурочены к ядрам антиклинальных складок и ассоциируются с хлорит-серицитовыми сланцами, переслаивающимися с кварцитами. Кварциты же, как известно, занимают нижнее положение в разрезе пуйвинской свиты. Скорее всего, эти разрозненные гранитные тела принадлежат одной маломощной межпластовой интрузии, смятой вместе с вмещающими отложениями. В составе этой интрузии преобладают мелко- и среднезернистые двуслюдяные граниты. В краевых частях гранитных тел отмечаются переходы к тонкозернистым и скрытокристаллическим лейкократовым разновидностям пород, нередко с флюидальной текстурой. Как было отмечено выше, в разрезе пуйвинской свиты присутствуют кислые вулканиты и пирокласти-ческие породы. Как и описываемые граниты, они преимущественно распространены в верхнем течении р. Кожим, т.е. пространственно ассоциируются с интрузивными разностями кислых магматитов. Этот факт является серьезным доводом в пользу гипабиссальной природы межпластовых гранитных тел и близости их возраста с возрастом вмещающих отложений. Для проверки предположения о пуйвинском возрасте гранитов Кожимского массива нами выполнены специальные структурные исследования [13]. Было установлено, что складки, развитые в кожимских гранитах (открытые и средней сжатости складки с пологим погружением шарниров на северо-запад), по морфологии близки описанным в пуйвинской свите. Геометрический анализ складчатости гранитов также подтвердил идентичность их деформации с деформацией пород пуйвинской свиты.
Считается, что описанные граниты на глубине соединяются с массивом, расположенным севернее, в бассейне руч. Кузьпуаю. И на этом основании все гранитные тела объединяются в единый Кожимский массив. Однако северный интрузив отличается штокообразной формой, отделяется от южного полосой пуйвинской свиты и прорывает отложения хобеинской и мороинской свит верхнего рифея. Следовательно, возраст гранитов северного интрузива не может быть древнее, чем позднери-фейский. Его целесообразно рассматривать в качестве самостоятельного массива, который может быть назван Кузьпуаюским*, сохранив название «Кожимский» за пластовой интрузией, залегающей среди отложений пуйвинской свиты. Полученный нами и-РЬ возраст цирконов из гранитов кузьпуаю-ского массива - 601±5 млн. лет (таблица, рис. 2) вполне согласуется с геологическими данными.
Изотопный возраст гранитов Кожимской меж-пластовой интрузии оказался почти таким же -598±3 млн. лет (таблица, рис. 2). В интерпретации этой датировки возникает проблема. Если это возраст формирования гранитных тел, то возникает вопрос о правомерности отнесения вмещающих их отложений пуйвинской свиты к образованиям среднего рифея. Нижняя возрастная граница пуйвин-ской свиты в этом случае должна быть поднята на уровень позднего рифея-венда, а схема стратиграфии верхнедокембрийских толщ Приполярного Урала коренным образом изменена. Более реалистичным нам представляется другой вариант интерпретации полученной датировки. Вероятно, она маркирует время проявления процессов ремобилизации гранитоидов или их метаморфизма, а не собственно формирования межпластовой интрузии. В этом случае Кожимский массив может принадлежать среднерифейской кожимской риолит-гранит-ной формации, как это считают Б.А. Голдин и его коллеги [5, 6].
Неоднозначными являются данные и по другому массиву - Хаталамба-Лапчинскому, который упомянутые исследователи также включают в состав кожимской риолит-гранитной формации. Структурная позиция Хаталамба-Лапчинского массива имеет некоторое сходство с Кожимским и Кузьпуаюским массивами. Массив состоит из двух линзовидных тел гранитоидов, соединенных относительно узкой перемычкой, сложенной также гра-нитоидами (рис. 1). При этом южное тело, представленное гнейсовидными гранитами, залегает согласно с вмещающими породами пуйвинской свиты, а северное - имеет явно секущие взаимоотношения с отложениями пуйвинской ^2), хобеин-ской ^3) и мороинской ^3) свит. Структура гранитоидов северного тела преимущественно массивная. Данные, приведенные в таблице, демонстрируют разброс датировок цирконов из гранитов рассматриваемого массива. На и-РЬ диаграмме с кон-
* Название предложено Л.Т. Беляковой во время совместных с авторами статьи экспедиционных работ на Приполярном Урале в 2003 г. и дано по руч. Кузьпуаю, левому притоку р. Кожим.
№ п/п Номер зерна 206РЬс% Содержание, мкг/г Изотопные соотношения Возраст, млн. лет
и 1 Тії | 206РЬ 20'РЬ/206РЬ±% 20'рь/235и±% | 206рЫ238и±% 206рЬ/238и | 20'РЬ/206РЬ
1 12.3.1 0,44 1450 945 107 0,06381±1 0,712±2.2 0,08575±0,53 530±2,7 612±45
2 12.6.1 0,54 907 524 71,3 0,06372±1,2 0,744±2,8 0,09096±0,63 561 ±3,4 579±59
3 12.1.2 - 1477 863 120 0.06005±0,99 0,7834±1,1 0,09453±0,43 582±2,4 607±21
4 12.2.1 0,20 802 433 66,4 0,06245±1,3 0,806±1,9 0,09617±0,63 592±3,5 632±39
5 12.4.1 0,13 840 525 69,6 0,0617±1,8 0,804±2,3 0,09621±0,54 592±3,1 625±49
6 12.7.1 0,38 522 246 43,6 0,0632±1,6 0,802±3,6 0,0969±0,7 596±4 605±76
7 12.1.1 0,12 874 516 73,5 0,06059±1,2 0,803±1,7 0,09774±0,52 601±3 588±35
8 12.5.1 0,12 1330 803 112 0,06149±1 0,818±1,4 0,09798±0,45 603±2,6 623±28
9 14.2.2 0,22 518 400 40,9 0,0622±1,7 0,764±3 0,0917±0,7 566±3,8 618±64
10 14.2.1 0,15 470 416 38,1 0,0605±1,8 0,77±2,4 0,09427±0,69 581 ±3,9 577±50
11 14.3.1 0,05 1037 919 84,4 0,05989±1,2 0,776±1,4 0,09464±0,5 583±2,8 584±29
12 14.1.1 0,09 875 892 71,8 0,06014±1,3 0,781 ±1,9 0,09544±0,53 588±3 581±39
13 14.6.1 0,21 363 292 30,4 0,0603±2,1 0,785±2,7 0,09727±0,81 598±4,6 550±57
14 14.3.2 0,19 563 431 47,3 0,0606±1,7 0,794±2,5 0,09753±0,8 600±4,6 568±51
15 14.5.1 - 145 61 12,1 0,0601 ±3,2 0,812±3,4 0,0975±1,2 600±6,8 616±68
16 14.4.1 0,29 395 256 33,6 0,0608±2 0,794±3 0,09867±0,78 607±4,5 544±64
17 16.1.1 0,56 1778 1007 0,59 0,06334±1,1 0,721±2,2 0,08898±0,47 549,5±2,5 558±47
18 16.8.1 0,11 535 226 0,44 0,0602±1,7 0,744±1,9 0,09103±0,63 561,6±3,4 579±40
19 16.2.1 2,85 479 357 0,77 0,0824±1,8 0,747±7,3 0,0916±0,84 565±4,5 572±160
20 16.3.1 0,15 1451 546 0,39 0,06064±0,97 0,757±1,4 0,09235±0,41 569,4±2,2 582±28
21 16.6.1 0,15 274 96 0,36 0,0611 ±2,3 0,779±2,9 0,09437±0,97 581,3±5,4 600±59
22 16.4.1 0,24 1274 635 0,51 0,06125±1 0,773±1,9 0,09448±0,44 582±2,5 579±40
23 16.7.1 0,32 460 252 0,56 0,0616±1,8 0,771±2,8 0,0947±0,71 583,3±4 568±60
24 16.5.1 0,90 135 28 0,22 0,0795±2,7 1,144±6,2 0,1154±1,2 703,9±8,1 984±120
25 16.5.2 0,27 621 91 0,15 0,07194±1,2 1,263±1,9 0,13135±0,54 795,5±4 920±37
Примечание: Места отбора проб и названия массивов: 1-8 - правый берег р. Кожим, в 2,5 км ниже устья руч. Хасаварка, Кожимский массив; 9-16 - левый берег р. Кожим, в 0,5 км ниже устья руч. Кузьпуаю, Кузьпуаюский массив; 17-25 - левый берег р. Б. Каталамбию, в 8,0 км выше устья, Хаталамба-Лапчинский массив. Анализы выполнены в центре изотопных исследований ВСЕГЕИ. Аналитик А. Н. Ларионов.
207pb/235U
207Pb/235U
207pb/235(J
Рис. 2. и-РЬ диаграммы с конкордией для цирконов из гранитоидов Приполярного Урала.
Массивы: Кж - Кожимский, Кп - Кузьпуаюский,
Х-Л - Хаталамба-Лапчинский.
кордией (рис. 2) видно, что нижнее пересечение конкордии с дискордией соответствует значению 582±4 млн. лет, а верхнее - 1187±200 млн. лет. Отметим также, что для двух зерен циркона установ-
лены резко аномальные значения возраста в изотопной системе 207Pb/206Pb: 984±120 и 920±37 млн. лет. Возможно, что в Хаталамба-Лапчинском массиве совмещены два разновозрастных интрузива. Если это так, то южное тело должно быть отнесено к кожимскому, а северное - к сальнеро-маньхам-бовскому комплексам.
Таким образом, в свете результатов современных геохронологических исследований [2, 4, 11, 15 и др.], основания для выделения на Приполярном Урале позднепалеозойского этапа гранитоид-ного магматизма отсутствуют. Процессы гранитоге-неза в позднедокембрийской истории формирования приполярноуральского сегмента земной коры наиболее интенсивно проявились на рубеже протерозоя и палеозоя. Полученный нами вендский возраст гранитоидов находится именно в том интервале, которым большинство исследователей ограничивают возрастные рамки процессов гранитообра-зования на Приполярном Урале. Вместе с тем, имеющиеся на сегодняшний день геологические данные, частично подтвержденные изотопно-геохронологическими датировками, указывают на перспективность идеи выделения среднерифейского кожимского гранитоидного комплекса или риолит-гранитной формации в понимании Б.А. Голдина и его коллег.
Литература
1. Корреляция магматических комплексов севера Урала и прилегающих территорий / В.Н.Охот-ников, В. И.Степаненко, Л.Т.Белякова и др. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1988. 55 с.
2. Гранитоиды севера Урала: новые данные / Л.В.Махлаев, И.И.Голубева, Д.Н.Ремизов, АА.Соболева. Строение, геодинамика и ми-нерагенические процессы в литосфере: Материалы XI Междунар. науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 346-349.
3. Пыстин А.М. Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука, 1994. 208 с.
4. Андреичев В. Л. Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2010, №11. С. 7-12.
5. Голдин БА., Калинин ЕП. Доордовикский магматизм Севера Урала // Доордовикская история Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 3-30.
6. Голдин БА., Калинин Е.П., Пучков В.Н. Магматические формации западного склона севера Урала и их минерагения. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1999. 214 с.
7. Львов КА. Стратиграфия протерозоя и нижнего палеозоя Приполярного Урала // Тр. Геол. ин-та АН СССР. 1959. Вып. 35. С. 51-73.
8. Фишман М.В., Голдин БА. Гранитоиды центральной части Приполярного Урала. Л.: Наука, 1963. 105 с.
9. Юдович Я.Э., Мерц А.В., Пыстин А.М. Контрастно-зональные гранаты в кислых метатуфах из рифейских отложений Приполярного Урала // Народное хозяйство Республики
Коми. Воркута - Сыктывкар, 1992. Т.1, № 3. С. 492-504.
10. Возраст цирконов из гранитов ядра Хобеиз-ского гранито-гнейсового купола (Полярный Урал)/ А.А. Соболева, Н.А. Кузенков, О.В. Удо-ратина и др. // Происхождение магматических пород: Материалы Международного (X Всероссийского) петрографического совещания. Апатиты: Кольский НЦ РАН, 2005. С. 236-238.
11. Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Метаморфизм и гранитообразование в протерозойско-раннепалеозойской истории формирования Приполярноуральского сегмента земной коры//Ли-тосфера, 2008. № 8. С. 25-38.
12. Пыстина Ю.И., Пыстин А.М. Цирконовая летопись Уральского докембрия. Екатеринбург: УрO РАН, 2002. 1б8 с.
13. Нижний докембрий Приполярного Урала / А.М. Пыстин, Ю.И. Пыстина, И.Л. Потапов и др. Сыктывкар: Геопринт, 2010. 44 с.
Статья поступила в редакцию 21.10.2011.
7В
