Тектонофизические условия формирования мобильно-проницаемых зон в архейском фундаменте северо-восточной части Балтийского щита Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.311:551.24(470.21)

ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ МОБИЛЬНО-ПРОНИЦАЕМЫХ ЗОН В АРХЕЙСКОМ ФУНДАМЕНТЕ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА

В.Т. Филатова

Г еологический институт КНЦ РАН

Аннотация

На примере Кольского региона выполнено тектонофизическое моделирование, позволившее выделить структуры, дренирующие подъем мантийных основных-ультраосновных магм. Представленная работа, выполненная на базе численного моделирования, позволила выявить сформировавшиеся в архее ослабленные зоны в фундаменте, являющиеся линейными и очаговыми зонами повышенной проницаемости и предопределившими локализацию тектономагматических процессов в регионе. Впервые приводятся результаты, включающие количественные оценки и соотношения геодинамических факторов, объясняющие механизмы образования деформационных структур региона и освещающие особенности тектонической эволюции северо-востока Балтийского щита, среди которых главной является унаследованность областей геодинамической активности в раннем докембрии.

Ключевые слова:

численное моделирование, поля напряжений, поздний архей, ранний протерозой, магмапроводящие структуры.

Введение

Северо-восточная часть Балтийского щита (Кольский регион) в настоящее время рассматривается как один из наиболее перспективных регионов с точки зрения поисков и освоения месторождений полезных ископаемых. Для региона Ж важнейшее металлогеническое и промышленное значение имеют

- V Щ позднеархейские, раннепротерозойские и палеозойская металлогенические эпохи.

Признается, что основная масса континентальной коры возникла в позднем архее и в основном за счет формирования зеленокаменных поясов, развитие которых привело к количественному и качественному изменению структуры коры и ее состава [1]. Также признается, что главной особенностью тектонической эволюции региона является унаследованность областей геодинамической активности в раннем докембрии. Данных о тектоническом режиме формирования древнейшего фундамента региона практически нет. При этом вопрос эволюции земной коры региона в раннем докембрии до сих пор остается одним из самых дискуссионных.

В статье приводятся результаты реконструкции магмавыводящих зон Кольского региона, формирование которых в виде ослабленных зон в фундаменте имело место в архее. Для этого были построены количественные модели напряженно-деформированного состояния земной коры региона с учетом ее эволюционного развития и определены структуры, благоприятствующие подъему мантийных основных-ультраосновных магм. В работе впервые представлены результаты, включающие количественные оценки и соотношения геодинамических факторов, объясняющие механизмы образования деформационных структур региона. В данных исследованиях северовосточная часть Балтийского щита рассматривается как неоднородное упругое тело, подверженное действию объемных сил и заданных напряжений на границе. Решается краевая задача в напряжениях с использованием численных методов и разработанных в этих целях программ для ЭВМ. Полученные оценки палеонапряжений 7хх, 7уу, 7ху и направление осей главных напряжений позволяют

объяснить механизм формирования ослабленных зон в фундаменте, предопределивших локализацию тектономагматических процессов в регионе. Выполненное численное моделирование показало, что в случае всестороннего тектонического сжатия региона (вследствие действия удаленных сил) в градиентных полях четко выделяются структурные особенности региона, обусловленные развитием проницаемых зон земной коры.

Г еологическая характеристика земной коры региона

Значительная часть исследуемого региона сложена докембрийскими породами [1]. Эти породы с возрастом 3.2-2.7 млрд лет слагают архейские мегаблоки - Мурманский, Кольский, Беломорский и Карельский, которые в своей взаимосвязи формируют коллажное строение земной коры региона (рис. 1) [2, 3].

20° 30° 35° 40°

70°

БАРЕНЦЕВО

МОРЕ

70°

35е

7

С а

14

Рис. 1. Схема размещения основных структур северо-восточной части Балтийского щита, по [2, 3]: палеозой: 1 - щелочные интрузивы; 2 - платформенный чехол; 3 - каледониды Норвегии.

4 - осадочные формации позднего протерозоя. Ранний протерозой: 5 - гранитные плутоны;

6 - массивы основных и ультраосновных пород. Осадочно-вулканогенные комплексы:

7 - свекофенниды; 8 - карелиды. 9 - Лапландский гранулитовый пояс, 10 - пояс Печенга - Имандра -Варзуга, 11 - гранито-гнейсовый фундамент протерозойских структур, 12 - расположение Кольской сверхглубокой скважины, 13 - геологические границы (а - граница щита, б - границы подчиненных структур), 14 - разрывные нарушения (а - разломы неопределенного характера, б - сдвиги, в - надвиги). Архейские вулканогенно-осадочные комплексы зеленокаменных поясов: 15 - Колмозеро-Воронья, 16 -Терско-Аллареченский, 17 - Ёнский. Цифры в кружочках - районы: 1 - Терский; 2 - Приимандровский (Воче-Ламбинский); 3 - Заимандровский (Оленегорский); 4 - Аллареченский; 5 - Каскамский

Среди второстепенных структур из-за особенностей своего строения и состава пород выделяется архейская Кейвская структура, встроенная в структуру Кольского мегаблока. Кроме этого, выделяются следующие структурные зоны: архейские зеленокаменные пояса Колмозеро-Воронья, Ёнский и Терско-Аллареченский, раннепротерозойские мобильные пояса - Лапландский гранулитовый и Печенга-Варзугский рифтогенный, а также гигантские палеозойские щелочные массивы (Хибинский, Ловозерский). Формирование зеленокаменных поясов, представляющих собой мобильно-проницаемые зоны, происходило в интервале времени 2900-2650 млн лет. На тот период земная кора региона повсеместно претерпела интенсивную складчатость, метаморфизм, гранитизацию. Архейские комплексы Кольского региона претерпели региональный метаморфизм в диапазоне от низкотемпературной амфиболитовой до гранулитовой фации [4]. Термодинамические условия регионального метаморфизма оцениваются в интервале 500-850 °С и 4-6 кбар.

На рубеже архей-протерозой происходит заложение первых линейных рифтогенных вулканотектонических депрессий на стабильной коре континентального типа, то есть длительный период ее стабильного состояния сменяется периодом интенсивной перестройки земной коры региона. В результате неравномерно проявленных деструктивных процессов, блоковых движений и неоднократной смены условий сжатия-растяжения земной коры происходила зональная перестройка структурного плана архейского фундамента, и были сформированы интракратонные рифтогенные и субплатформенные структуры карелид. При этом раннепротерозойский Печенга-Варзугский рифтогенный пояс наследует область развития архейского Терско-Аллареченского пояса. В регионе широко развиты и палеозойские щелочно-ультраосновные породы (массивы центрального типа, дайки, трубки взрыва), среди которых выделяются самые крупные в мире щелочные массивы -Хибины и Ловозеро. Таким образом, окончательно сформировался структурный план региона, и произошла кратонизация земной коры. В последующие эпохи значительных геолого-тектонических процессов регион не переживал. Большинство из известных сегодня продуктивных мафит-ультрамафитовых массивов обнаруживают пространственную связь с зонами глубинных долговременных разломов и рифтогенеза.

При реконструкции геодинамических режимов, определивших особенности развития Кольского региона и повлиявших на его металлогеническую специализацию, особо значимой задачей, несомненно, является конкретизация механизмов, вызывающих тектонические деформации. Тектонический режим формирования архейского фундамента региона описывается исследователями только в общих чертах [5]. Мобильно-проницаемые зоны рассматриваются как структуры, обладающие наибольшей проницаемостью для глубинных магматических расплавов [6]. В этих зонах отмечаются следы тектонических движений на всех активных этапах развития земной коры региона.

Методика исследования

Полагаем, что северо-восточная часть Балтийского щита на весь период геологической истории региона представляла собой неоднородное упругое тело, подверженное действию объемных сил и заданных напряжений на его границе. При этом допускается, что тип тектономагматической активности, установившийся в раннем докембрии, был внутриплитный. Следовательно, можно допустить, что конфигурация контактных границ между архейскими мегаблоками кардинально не изменялась.

Рассматриваемая область состоит из нескольких конечных подобластей, каждая из них считается однородной изотропной и линейно-упругой с линейно-упругими постоянными: коэффициент Пуассона (/Л ) и модуль Юнга (Е). Задаем условие: область находится в состоянии

равновесия и компоненты тензора напряжений Гу в случае плоской задачи удовлетворяют условиям равновесия [7]:

^+ Г + Ах = 0,

дх ду

Г+ Г+р = 0,

дх ду

где (Зх и Ру - объемные силы.

При численном решении данной краевой задачи в напряжениях использовался метод граничных элементов [8]. Требуется решить систему 2N линейных алгебраических уравнений (с учетом граничных условий на каждом элементе) с 2N неизвестными -

N N

ь = у Ф>>+у сцр

У=1 у=1

N N

ь = V суРу+ У Ру

п/^ т : пп п

л = 1,..., N,

где Ь и Ь'п - известные граничные значения компонент усилий; С У, С'Щ, Су, С^п - граничные

коэффициенты влияния напряжений; Р/ и Р^ - напряжения, являющиеся фиктивными

величинами, вводятся как средство численного решения частной задачи. Решение этих уравнений позволяет определять напряжения в произвольной точке тела путем суммирования влияния

фиктивных нагрузок Р/ и Р^ на N граничных элементах.

Численное решение строится с помощью предварительно полученных аналитических решений для простых сингулярных задач таким образом, чтобы удовлетворять заданным граничным условиям

на каждом элементе контура. Для вычисления коэффициентов влияния С^, СУ, Су, С^п и

напряжений Гхх ,Гуу ,Гху использовались базовые формулы, представленные в работе [8].

Разломные зоны, разделяющие мегаблоки, принимаем в виде отдельных тел шириной 25-30 км. Таким образом, исследуемая область в качестве подобластей включает архейские мегаблоки (Мурманский, Кольский, Беломорский, Карельский), Кейвскую структуры и зоны глубинных разломов. На границах подобластей предполагается жесткое сцепление. Следовательно, имеет место непрерывность нормальных напряжений и смещений и отсутствие разрывов сплошности. Значения линейно-упругих постоянных (/л, Е) для пород архейских мегаблоков, зеленокаменных поясов, Кейвской структуры и разломных зон задавались согласно данным, приведенным в работах [9, 10]. При проведении численного эксперимента по всей границе области задавалась нагрузка Т. Так как нет достоверных данных об абсолютной величине действовавших сил в регионе, то принимаем их интенсивность Т, равной единице, а при расчетах получаем величины напряжений в единицах Т .

Применительно к исследуемому региону были выполнены расчеты для нескольких вариантов нагрузки области: всестороннее равномерное и неравномерное сжатие и растяжение, одноосное сжатие и растяжение по различным направлениям. Анализ полученных моделей напряженно-деформированного состояния среды показал, что в случае всестороннего равномерного сжатия области структурные особенности региона, обусловленные развитием проницаемых зон земной коры, наиболее отчетливо выделяются в поле напряжений. Для других вариантов нагрузки структурные особенности в полях напряжений прослеживаются значительно слабее, а иногда полностью размыты. Вероятно, в архее исследуемая область находилась в устойчивом состоянии, что не противоречит имеющимся геологическим данным [6].

Для случая всестороннего равномерного сжатия допускается, что на границе область всюду подвержена действию одинакового нормального напряжения (т^ )0 = Т, а касательное напряжение -

Г: )0 = 0. Численный эксперимент показал, что зоны локализации тектономагматических процессов

в регионе наиболее контрастно выделяются в градиентных полях, оценки которых рассчитывались в

виде Gr = — Гуу)/ Т|. Окончательно величины градиентов напряжений нормировались и

представлялись в процентном соотношении от максимального значения по региону.

Объяснение механизмов возникновения нагрузки Т , действующей по периметру области и создающей условия всестороннего равномерного сжатия, может быть следующим. Во-первых, это продолжение аккреции земной коры огромного региона, и один из его сегментов (северо-восточная часть Балтийского щита) уже представлял собой сформировавшуюся единую континентальную плиту, испытывающую со всех сторон давление соседних мини-плит. Во-вторых, при стабилизации земной коры может сказаться гравитационное растекание пород окружавших регион геоблоков, которые могли быть более плотными или большей мощности. Силы, вызванные разностью гравитационного потенциала, могут играть преобладающую роль при формировании региональных полей напряжений. В настоящее время не оспаривается заключение, что формирование полей напряжений в литосфере в основном обусловлено силами разности гравитационного потенциала. Таким образом, приведенные факторы вполне могут быть использованы при объяснении причин генерации глобальных полей напряжений в земной коре региона.

При решении поставленной задачи были рассмотрены два этапа архейского периода развития Кольского региона. На каждом этапе задавалась определенная базовая модель, описывающая исследуемую область с учетом сформировавшихся к этому времени геологических структур:

• первый этап: базовая модель включает структурные элементы архейского фундамента,

сформировавшиеся на момент завершения аккреции земной коры региона; в качестве подобластей используются архейские мегаблоки (Мурманский, Кольский, Беломорский и Карельский), Кейвская структура, а также разломные зоны (мощность 25-30 км), разъединяющие мегаблоки; возрастной интервал - 3.0-2.8 млрд лет назад (мезоархей);

• второй этап: исходная базовая модель дополняется подобластями, представляющими зеленокаменные пояса Колмозеро-Воронья и Терско-Аллареченский; интервал - 2.8-2.5 млрд лет назад (неоархей).

Для каждой базовой модели рассчитывалась модель напряженно-деформированного состояния коры. Все работы выполнялись в масштабе 1:1000000 с использованием исходной геологической карты масштаба 1:500000 [2].

Обсуждение результатов и выводы

Выполненное численное моделирование позволило для каждой базовой модели оценить величины напряжений Гхх, т, Г и градиентов напряжений, которые могли возникать в

континентальной плите северо-востока Балтийского щита в позднем архее под воздействием внешних тектонических сил. На рисунке 2 показан характер распределения градиентов напряжений, рассчитанных для периода 3.0-2.8 млрд лет назад. Показано, что на фоне общего тектонического сжатия региона в земной коре формируется мозаичная картина распределения полей напряжений. Выделяются области повышенного градиента напряжений и области, где градиент напряжений практически отсутствует, то есть выдерживается соотношение Гхх = Г . В общем поле напряжений

высоко-градиентными зонами выделяются главные архейские магма-проводящие зоны региона (зеленокаменные пояса Колмозеро-Воронья и Терско-Аллареченский, Цагинская, Щучьеозерская) и зоны, активизировавшиеся в раннем протерозое (Печенга-Имандра-Варзуга, Туломская, Колвицкая). Высокоградиентными зонами отмечаются узлы при пересечении Цагинским разломом Имандра-Варзугской структуры, унаследовавшей Терско-Аллареченский пояс, и пояса Колмозеро-Воронья. Цагинский разлом, отчетливо выделяющийся на всем своем протяжении и контролирующий размещение разновозрастных вулканогенных и интрузивных образований можно охарактеризовать как долгоживущий.

В пределах Кольского и Беломорского мегаблоков слабоградиентные области перекрывают области развития пород, претерпевших разного типа архейский метаморфизм (амфиболитовая и гранулитовая фации) и для которых характерен наиболее полно сохранившийся позднеархейский парагенезис [4]. Видимо, сформировавшиеся в архее эти области, в силу сложившегося характера распределения полей напряжений, изначально характеризуются более стабильным состоянием, так как в последующие геологические эпохи они были менее подвержены тектоническим деформациям раннепротерозойских и палеозойских этапов развития, что подтверждается геологическими данными [1, 5, 6]. Такой стиль тектоники с наибольшей вероятностью мог установиться в том случае, если бы Кольский регион развивался в условиях внутриплитного режима.

Оценки интенсивности градиентов (рис. 2) показывают, что наибольшие величины градиентов получены для Кольского, затем для Беломорского мегаблоков, последние по величине - для Мурманского мегаблока. Западная и восточная части Кольского мегаблока отличаются по интенсивности градиентов: восточная часть более высокоградиентная. Граница раздела проходит по Цагинскому разлому, ограничивающего Кейвскую структуру с запада. Выделенные области относительно интенсивности градиентов напряжений также коррелируются с областями распространения базит-гипербазитовых интрузий в Кольском регионе. Например, особенно обилен архейский мантийный магматизм в Кейвской области повышенного градиента напряжений. Здесь много архейских Fe-Ti-V-носных габбро-анортозитов и даек разного состава. Многие из таких тел сопряжены с СЗ направлениями максимальных растяжений, а другие, в том числе рудоносный Цагинский массив, совпадают с Цагинским разломом СВ-С направления. В широкой области Кольского мегаблока, прилегающей к Кейвам с запада и не характеризующейся высокими градиентами напряжений, значительных масс архейского базитового вещества не устанавливается. В Беломорском мегаблоке, отмеченном невысокими градиентами напряжений, также не выявлено значительных масс архейского базитового вещества. В Мурманском мегаблоке, отмеченном наименьшими градиентами напряжений, наблюдаются наименьшие объемы базитового вещества.

Рис. 2. Характер распределения градиентов напряжений, рассчитанных для периода 3.0-2.8 млрд лет назад:

1 + 6 - нормированные градиенты напряжений: 1 - 80 + 100%, 2 - 60 ^ 80%, 3 - 40 + 60%, 4 -20 ^ 40%, 5 -10 ^ 20%, 6 - 0 ^ 10%; 7 - а) государственная граница России, б) современная береговая линия

На рисунке 3 представлены выделенные по аномальным значениям градиентов напряжений главные магмавыводящие структуры региона, сформировавшиеся в период 3.0-2.8 млрд лет назад. Выделенные области относительно интенсивности градиентов напряжений коррелируются с областями распространения базит-гипербазитовых интрузий в Кольском регионе. Выделенные зоны 1-4 (1 - Колмозеро-Воронья, 2 - Терско-Аллареченский пояс, 3 - Цагинская, 4 - Щучьеозерская) известны по геологическим данным как архейские и подтверждены результатами выполненного моделирования. Зоны 5-6 (5 - Тулоская, 6 - Колвицкая) известны как раннепротерозойские. Зона 7 (Лиинахамарская) прослеживается вдоль по разлому СВ направления, секущего Мурманский и Кольский мегаблоки. Разломы северо-восточного простирания кольскими геологами считаются архейскими. Кроме этого, в поле градиентов напряжений со значениями ниже средних величин от максимальных значений по региону выделены локальные аномальные зоны, которые также соотносятся с известными геологическими структурами архейского и протерозойского возраста.

На рисунке 4 представлено рассчитанное градиентное поле напряжений, которое могло сформироваться в пределах Кольского региона в период 2.8-2.5 млрд лет назад. Выполненное численное моделирование показало, что на фоне общего тектонического сжатия региона в земной коре также формируется мозаичная картина распределения полей напряжений. Выделяются области повышенного градиента напряжений и области, где градиент напряжений практически отсутствует. Слабоградиентные зоны в пределах Кольского мегаблока перекрывают области развития пород, претерпевшие архейский метаморфизм: в центральной части - гранулитовой фации; в юго-восточной

- амфиболитовой.

Рис. 3. Ослабленные зоны в фундаменте Кольского региона, сформировавшиеся в архее - 3.0-2.8 млрд лет назад (выделены по аномальным значениям градиентов напряжений):

1 - архейские пояса Колмозеро-Воронья, Терско-Аллареченский, Ёнский; 2 - Кейвская структура; 3 - высокоглиноземистые гнейсы Кейвской серии (песцовотундровская толща); 4 - массивы анортозитов и габбро-анартозитов (архей/ранний протерозой); 5 - Печенга-Имандра-Варзугская палеорифтогенная структура; 6 - Лапландский гранулитовый пояс; 7 - расслоенные массивы основных и ультраосновных пород (ранний протерозой); 8 - щелочные интрузивы (палеозой); 9 - разломы (зоны разломов) на контакте мегаблоков; 10 - а) государственная граница России, б) современная береговая линия; 11 - магмапроводящие зоны, установленные по аномальным значениям градиентов напряжений; 12 - магмапроводящие зоны, выделенные в поле градиентов средних значений по отдельным локальным аномалиям и совпадающие с областью развития пород Терско-Аллареченского пояса; 13 - ослабленные зоны в фундаменте, выделенные в поле градиентов напряжений со значениями ниже средних. Цифры в кружочках: (а) архейские магмапроводящие зоны, известные по геологическим данным и подтвержденные результатами тектонофизического моделирования: 1 - пояс Колмозеро-Воронья, 2 - Терско-Аллареченский пояс, 3 - Цагинская, 4 - Щучьеозерская; (б) ослабленные зоны в фундаменте, активизировавшиеся в раннем протерозое, 5 - Туломская, 6 - Колвицкая, 7 - Лиинахамарская

Области с аномальными значениями градиентов напряжений перекрывают все известные районы раннепротерозойского магматизма. При этом наблюдается отличие от схемы распределения градиентных полей, полученных для периода 3.0-2.8 млрд лет назад. Область по характеру распределения градиентов напряжений делится на две подобласти: 1) к западу от Цагинского разлома

- более высокоградиентная; 2) к востоку от разлома - градиент напряжений значительно ниже.

Следует отметить, что наиболее интенсивно проявлен раннепротерозойский мантийный

магматизм именно в западной части Кольского мегаблока. Для первой базовой модели (для периода 3.0-2.8 млрд лет назад) наблюдается аналогичное деление области, но более высокоградиентная область находится к востоку от Цагинского разлома. Однако есть и общая характерная черта: местоположение слабо градиентных (практически безградиентных) зон в пределах Кольского мегаблока и в северной Карелии совпадают. Данные слабоградиентные зоны коррелируются с областями развития пород, наиболее полно сохранивших структурные и минеральные парагенезисы архейского метаморфизма [4].

30°в.д.

34°в.д. 70°с.ш.

38°в.д.

Ж

к к к к к к1 к к "к -к к -к к -к -к к Ік* шІ ■ * * ^ к у

*• • і *

* *. * ►? •

к к іг к ★ Ат к

Ек ★ ★ ★ ★

к к к

★ * к к

* т» ★

1еЩево

69°с.ш.

‘ 4

42°в.д.

\ іг ★ *

о, * ,*,**• .'*100 КМ

★ к

/

70°с.ш.

69°с.ш.

Л *

: '* ’4- ....... * * * * * * * -’ Море

*............•Ял «-.Л ;««««•• . к* *

¡1 о ' Ч»"'*■ .* ‘ .**

Щп»................................

Х1Урм

аНсКиц

1 Мега6ігод

^ ‘’-.чи..

**>> -

% V—:, |********

Л,, * к к -к

Аг Аг к А А

ГА -к ~к ** *

★ -к к ★ А А * *

¿е

Лое

V

к к і г Аг А" 3(

А А <Г

>г А" А

_________Р* ★ ★ ★

★ к к к

к к к к к *

А- 'А'^Ик А- А А- А

к" 'А' к к к к к

ккккккккк к к -к к к к к к

67°с.ш.

66°с.ш.

40°в.д.

65°с.ш.

30°в.д.

34°в.д.

38°в.д.

1 2 3 4 г к к к к к к к 5 6 а У: 6

Рис. 4. Характер распределения градиентов напряжений, рассчитанных для периода 2.8—2.5 млрд лет назад. Условные обозначения показаны на рис. 2

На рисунке 5 приводится сопоставление местоположения известных магмапроводящих структур региона и трассирующих зон, выделенных по областям высоких градиентов напряжений для второй базовой модели (период - 2.8-2.5 млрд лет назад). Почти все выделенные зоны совпадают с областями активизации тектоно-магматических процессов. Выделенные зоны 1-5 (1 -

г. Генеральская, 2 - Порьиташская, 3 - Сальнотундровская-1, 4 - Сальнотундровская-2, 5 -Мончетундровская) являются раннепротерозойскими. Зона 6 (Хибинская) известна как палеозойская. Зона 7 (Восточно-Кольская), простирающаяся субмередионально и секущая восточную оконечность Кольского полуострова и акваторию Белого моря, геологами не отмечается как магмапроводящая структура, ее возраст и генезис точно не определен. При этом следует отметить, что зона 7 сечет под углом в 30° систему разломов, представленную на тектонических схемах [5, 6] (с предположительной оценкой времени заложения разломов как поздний архей).

Рис. 5. Ослабленные зоны в фундаменте Кольского региона, сформировавшиеся в архее 2.8-2.5 млрд лет назад (выделены по аномальным значениям градиентов напряжений). Условные обозначения показаны на рис. 3. Цифры в кружочках: а) раннепротерозойские магмапроводящие зоны, известные по геологическим данным и подтвержденные результатами тектонофизического моделирования:

1 - г. Генеральская, 2 - Порьиташская, 3 - Сальнотундровская-1, 4 - Сальнотундровская-2,

5 - Мончетундровская; б) ослабленные зоны в фундаменте, активизировавшиеся в палеозое,

6 - Хибинская; в) 7 - Восточно-Кольская

Таким образом, под воздействием внешних тектонических сил в архее в земной коре региона могли возникать напряжения, способные вызвать развитие деформационных структур в пределах жестких блоков. В итоге в северо-восточной части Балтийского щита в позднем архее в силу сложившихся обстоятельств (конфигурация контактных границ архейских мегаблоков, различия в линейно-упругих постоянных для блоков, всестороннее тектоническое сжатие) возникли благоприятные условия для формирования ослабленных зон в фундаменте, обусловивших развитие тектонических дислокаций, а также расколов коры, способных дренировать очаги магмагенерации. При этом создавшиеся геодинамические обстановки определили ход тектонической эволюции региона.

Таким образом, выполненные исследования позволили реконструировать зоны повышенной проницаемости фундамента, сформировавшиеся в позднем архее и предопределившие локализацию тектоно-магматических процессов в регионе. Показано, что в северо-восточной части Балтийского щита четко прослеживается унаследованность положения магмапроводящих структур от архея до раннего протерозоя. Полученные результаты доказывают, что установившийся в северо-восточной части Балтийского щита геодинамический режим в докембрии был внутриплитный. Аккреция земной коры региона происходила в условиях всестороннего равномерного сжатия, а напряженно-

деформированное состояние среды, сформировавшееся в архее, несомненно, определило развитие геодинамических и магматических мантийных процессов и в раннем протерозое. Не исключено, что ослабленные зоны в фундаменте могли контролировать формирование и размещение различных рудных систем на всем временном интервале архей - фанерозой.

Разработанные методы могут быть использованы как методы экспресс диагностики, позволяющие локализовать ослабленные зоны в фундаменте и давать оценки их степени проницаемости с минимальными затратами времени и ресурсов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Geology of the Kola Peninsula (Baltic Shield) / F.P. Mitrofanov, V.I. Pozhilenko, V.F. Smolkin, A.A. Arzamastsev, V.Ya. Yevzerov, V.V. Lyubtsov, E.V. Shipilov, S.B. Nikolaeva, Zh.A. Fedotov. Apatity: KSC RAS, 1995. 144 p.

2. Геологическая карта Кольского региона (северо-восточная часть Балтийского щита). Масштаб 1:500000 / под

ред. Ф.П. Митрофанова. Апатиты: ГИ КНЦ РАН, 1996. 3. Сейсмогеологическая модель литосферы северной Европы: Лапландско-Печенгский район / Н.В. Шаров, А.Н. Виноградов, Н.Е. Галдин, Ю.В. Ганьшин,

Ф.Ф. Горбацевич, В.Г. Загородный, В.Г. Зайцев, В.Л. Ильченко, Э.В. Исанина, В.И. Казанский, К.А. Кальнин, Н.А. Караев, Н.Е. Козлов, А.В. Кузнецов, М.Д. Лизинский, К.В. Лобанов, Р.В. Медведев, Л.Н. Платоненкова, В.И. Пожиленко, В.А. Полякова, Ю.А. Рисположенский, Ю.В. Рослов, Ю.П. Смирнов, С. Смитсон, В.Ф. Смолькин. Апатиты: КНЦ РАН, 1997. 226 с. 4. Метаморфизм супракрустальных комплексов раннего докембрия: (северовосточная часть Балтийского щита) / В.П. Петров, О.А. Беляев, З.М. Волошина, М.Н. Богданова, А.И. Ивлиев. Л.: Наука, 1986. 272 с. 5. Докембрийская тектоника северо-восточной части Балтийского щита (объяснительная записка к тектонической карте масштаба 1:500000) / А.Т. Радченко, В.В. Балаганский, А.Н. Виноградов, Г.Б. Голионко, В.П. Петров, В.И. Пожиленко, М.К. Радченко. СПб.: Наука, 1992. 111 с. 6. Эволюция земной коры и эндогенной металлогенической зональности северо-восточной части Балтийского щита / под ред. И.В. Белькова. Л.: Наука, 1987. 112 с. 7. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. 707 с. 8. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике тве рдого тела. М.: Мир, 1987. 328 с. 9. Филатова В.Т. Оценка напряженно-деформированного состояния земной коры северо-восточной части Балтийского щита в позднем архее // ДАН. 2009. Т. 424, № 2. С. 249-253. 10. Филатова В.Т. Влияние напряженно-деформированного состояния среды на формирование ослабленных зон в архейском фундаменте северо-восточной части Балтийского щита // Геофизический журнал. 2009. Т. 31, № 3. С. 41-52.

Сведения об авторе

Филатова Валентина Тимофеевна - д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник, e-mail:

filatova@geoksc. apatity.ru