ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ГАББРО-ЛАБРАДОРИТОВЫХ ИНТРУЗИВОВ В ПРЕДЕЛАХ КЕЙВСКОГО БЛОКА (КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ) Филатова В.Т.

Геологический институт КНЦ РАН


Номер: 12-1
Год: 2017
Страницы: 60-65
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

Кейвы, неоархей, палеопротерозой, геофизические поля, численное моделирование, магмапроводящие структуры, Keivy, Neoarchaean, Palaeoproterozoic, geophysical fields, numerical modeling, magma feeding channels

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Для оценки влияния тектонических режимов на заложение областей развития магматической активности в Кейвском блоке в раннем докембрии была определена структура ослабленных зон в фундаменте региона и выявлены её корреляционные связи с характером локализации габбро-лабрадоритовых интрузивов.

Текст научной статьи

Раннедокембрийский период развития Кольского полуострова отмечен широким распространением основного-ультраосновного магматизма, с которым связаны месторождения и рудопроявления окисных железо-титановых, хромитовых и сульфидных медно-никелевых руд. В настоящее время среди базитов и гипербазитов региона особый интерес представляют габбро-лабрадориты, несущие титано-магнетитовое оруденение. Наиболее типичными рудоносными массивами данной формации являются интрузивы Кейвского блока, развитые, преимущественно, по его обрамлению. В пределах Кейв широко развиты плутонические породы (ультрабазиты, габброиды, анортозиты, щелочные граниты, граниты, пегматиты), прорывающие породы блока и сформированные в интервале от 2,7 до 1,65 млрд. лет [2]. Магматизм в неоархейский период начинался с внедрением массивов габбро-лабрадоритов (Цагинский, Щучьеозерский, Медвежьеозерский, Ачинский) в интервале от 2,68 до 2,63 млрд. лет и завершился формированием тел щелочных и нефелиновых сиенитов (2,67-2,61 млрд. лет). Наиболее распространёнными интрузивными породами в районе исследований являются щелочные граниты, возраст которых укладывается в интервал 2,67-2,63 млрд. лет [2]. Cреди объектов, включающих титаномагнетитовое оруденение, Цагинский габбро-лабрадоритовый массив содержит титаномагнетитовые руды с попутным ванадием, является самым обширным по площади и наиболее изученным геолого-геофизическими методами. Кейвский блок, встроенный в каркас Кольского мегаблока, является структурным элементом второго плана (рис.1). Рассматриваемая структура ранее выделялась условно, как область преимущественного развития пород определённого возраста. По мере изучения геологии и тектоники Кольского региона в пределах Кейв были выделены отдельные структурные зоны (Верхнепонойский блок, Пурначский блок, Западные Кейвы, Понойская зона, Центральные Кейвы, Большие Кейвы, Малые Кейвы) (рис.2), границами которых являются, в основном, крутопадающие разрывные нарушения, зачастую разделяющие однородные геологические комплексы [1]. Габбро-лабрадориты преимущественно развиты в пределах Верхнепонойского блока, но маломощные ленточные тела присутствуют в зоне контакта Мурманского мегаблока и Кейвской структуры и на контакте с Пурначским блоком; щелочные граниты - в пределах Верхнепонойского блока, Западных Кейв и Понойской зоны. В северо-западной части Кейв (север Понойской зоны, район хребта Серповидный) среди архейских сланцев наблюдается незначительное распространение вулканогенно-осадочных пород, которые образуют останцы или фрагменты грабен-синклинальных структур. Данные породы на структурно-формационном уровне коррелируются с образованиями варзугской серии в пределах Имандра-Варзугской рифтогенной структуры палеопротерозойского возраста, которая ограничивает Кейвский блок с юга. Непосредственно на контакте Кейв и Имандра-Варзуги локализованы палеопротерозойские массивы основных-ультраосновных пород Фёдоровой и Панских тундр. Рис. 1. Геолого-структурная карта Кольского региона Балтийского щита (по работе [7]). Области: Mur - Мурманская; Kol - Кольская; Bel - Беломорская; Ter - Терская; Ke - Кейвская; In - Инари, Kar - Карельская. Пояса: Jon - Енский; K-V - Колмозеро - Воронья (архейские зеленокаменные); LGB - Лапландский; KGB - Кандалакшско - Колвицкий (гранулитовые); Pe - Печенга, Im-V - Имандра-Варзуга, S-K - Северо-Карельский (палеопротерозойские). 1 - контуры палеозойских интрузий, 2 - осадочные породы верхнего протерозоя. Палеопротерозой: 3 - граниты, гранодиориты и диориты; 4 - чарнокиты, граниты (а), щелочные граниты (в Кейвах - неоархейские) (б); 5 - вулканогенно-осадочные породы;6 - анортозиты, габбро-анортозиты (в Кейвах - неоархейские), габбро, пироксениты, перидотиты. Палеопротерозой (или неоархей ?): 7 - гранулиты основного и среднего состава; 8 - кислые гранулиты. Неоархей: 9 - гранодиориты, диориты и эндербиты; 10 - глинозёмистые и суперглинозёмистые гнейсы и сланцы; 11 - кислые гнейсы; 12 - фрагменты зелёнокаменных поясов (гнейсы, амфиболиты и метакоматииты); 13 - фрагменты железорудной (BIF) формации (гнейсы, амфиболиты и железистые кварциты); 14 - гнейсы и сланцы; 15 - гнейсы и амфиболиты; 16 - гранодиориты и диориты; 17 - плагиограниты и гранито-гнейсы; 18 - кианит-гранат-биотитовые гнейсы; 19 - гранито-гнейсы, гнейсы, мигматиты и редко амфиболиты. 20 - элементы залегания, 21- субвертикальные разломы и пологие надвиги, разделяющие протерозойские структуры, 22 - субвертикальные разломы и надвиги. В целях объяснения динамики становления системы деформационно-магматических структур, контролирующих локализацию тектоно-магматической активности в регионе, было выполнено тектонофизическое моделирование с использованием методов численного моделирования. При решении задачи были рассмотрены три временных этапа развития Кольского региона - мезоархей, неоархей, палеопротерозой и, соответственно, на каждом этапе задавалась определённая базовая модель, описывающая исследуемую область с учётом сформировавшихся к этому времени геологических структур. На основании имеющихся геологических данных [1;7] допускаем, что регион в архее мог испытывать всестороннее равномерное сжатие вследствие действия удалённых сил, а в раннем протерозое регион был подвержен одноосному сжатию равномерно распределёнными усилиями с юго-запада и с северо-востока. По временным срезам рассчитывались максимальные по абсолютному значению скалывающие напряжения [8;9], а по их аномальным значениям были выделены линейные зоны, интерпретируемые как ослабленные области в фундаменте, предопределившие локализацию магматических процессов в регионе. Выполненные расчёты показали, что структурные особенности Кольского региона, обусловленные развитием проницаемых зон земной коры региона, отчётливо выделяются в поле скалывающих напряжений. В поле рассчитанных скалывающих напряжений выделяются линейные области, которые сформировались предположительно в мезоархее как ослабленные зоны в фундаменте Кейвского блока (рис.2): (1) обрамляющие Кейвскую структуру - Северо-Кольская, Цагинская, Терско-Аллареченская (Имандра-Варзугская); (2) в пределах структуры - Щучьеозерская. В неоархее к областям Цагинская и Щучьеозерская было приурочено внедрение комплементарной ассоциации габбро-лабрадоритов и субщелочных гранитов [1;7]. Терско-Аллареченская ослабленная зона контролировала формирование архейского Терско-Аллареченского зеленокаменного пояса, местоположение которого в палеопротерозое унаследует Печенга-Имандра-Варзугская рифтогенная система. Рассчёты для неоархея позволили выявить ослабленную зону Восточно-Кольскую, обрамляющую Кейвы с востока, простирающуюся субмеридионально и секущую восточную оконечность Кольского полуострова и акваторию Белого моря. Эта зона не отмечается как магмапроводящая, но при этом сечёт под углом в 10° систему разломов (предположительно архейского возраста), представленную на тектонических схемах региона [1]. Выполненные расчёты показали, что фундамент Кейв в неоархейское время не испытывал существенного воздействия скалывающих напряжений в отличие от сопредельных территорий [8;9]. В Кейвах на тот период создавались условия, при которых породы структуры были в меньшей степени подвержены тектоно-термальной переработке, так как возникающие скалывающие напряжения были незначительны. Имеющиеся данные о палеотектонической зональности в Кольском регионе констатируют, что район Кейв на тот период относился к слабо дифференцированной области и следов развития архейских зеленокаменных поясов не наблюдается в отличие от других районов региона [1]. Породы, слагающие фундамент в Кольском мегаблоке, в неоархее претерпели синтектонический метаморфизм высоких ступеней амфиболитовой и гранулитовой фаций, но при этом в пределах Кейвской структуры следов проявления подобного метаморфизма не отмечается, а фиксируется размещение низкотемпературных метаморфических фаций неустановленного типа [3], что корреспондируется с результатами моделирования. Следовательно, на фоне стабилизации региона термодинамические обстановки формировались дифференцировано по отдельным структурным зонам так же, как и поля скалывающих напряжений на фоне всестороннего равномерного сжатия. Внедрение ассоциации габбро-лабрадоритов и щелочных гранитов (2,68-2,63 млрд. лет [2]), реперной для условий геодинамического режима предрифтогенного сводообразования [1], также корреспондируется с результатами моделирования. Рис. 2. Схема распределение геофизических неоднородностей в пределах Кейвской структуры и сопредельных территорий. 1 - градиенты гравитационного поля: а - 1-го, б - 2-ого, в - 3-ого порядков; 2 - аномалии магнитного поля: а - локальные изометричные, б - локальные > 3000 нТл; 3 - оси локальных магнитных аномалий: а - протяжённые интенсивные, б - рядовые; 4 - секущие зоны пониженных значений магнитного поля (Мурманский блок); 5 - разрывные нарушения по геофизическим данным; 6-12 структурные зоны (по данным работы [2]):6 - Верхнепонойский блок, 7 - Пурначский блок, 8 - Западные Кейвы, 9 - Понойская зона, 10 - Центральные Кейвы, 11 - Большие Кейвы, 12 - Малые Кейвы; 13 - ослабленные зоны в фундаменте (выделены по результатам тектонофизического моделирования [9-10]): 1-Северо-Кольская, 2-Цагинская, 3-Щучьеозерская, 4-Терско-Аллареченская (Имандра-Варзугская), 5-Восточные Кейвы - Панаречка, 6-Восточно-Кольская. Цифры в квадратах - массивы: 1-Цагинский, 2-Щучьеозерский, 3-Медвежьеозерский, 4-Ачинский, 5-Фёдоровы тундры, 6-Панские тундры, 7-хребет Серповидный. В палеопротерозое имели место широкомасштабные тангенциальные напряжения и почти все архейские структурно-вещественные комплексы Кольского региона в разной степени были переработаны и сформировалась сеть разломов, в том числе и в пределах Кейв, разграничивающая структурные зоны [1]. Наиболее интенсивно были деформированы шовные зоны, окаймляющие Кейвскую структуру, особенно, в районе Малых Кейв, где наблюдается чешуйчато-блоковое строение [1]. По аномальным значениям скалывающих напряжений отчётливо выделяется линейная зона Восточные Кейвы - Панаречка, протягивающеяся по контакту Кейвского блока с Пурначским блоком и Имандра-Варзугой и охватываяющая Малые Кейвы, рассматриваемая как мобильно-проницаемая зона, определившаяся в палеопротерозое (рис. 2). Кроме этого результаты тектонофизического моделирования показывают, что в этот период были ремобилизованы по периферии Кейвской структуры зоны, сформировавшиеся в архее как ослабленные - Северо-Кольская, Терско-Аллареченская (Имандра-Варзугская) и Восточно-Кольская. При этом Восточно-Кольская зона протягивается вглубь современной акватории Баренцева моря и на своём продолжении совпадает с восточным бортом Восточно-Баренцевоморской рифтовой системы палеозойского возраста. Отчётливо видно, что прослеживается унаследованность положения магмапроводящих структур от архея до палеопротерозоя, что не противоречит имеющимся геологическим данным. Выполненная корреляция деформационных и метаморфических парагенезов указывает на то, что перестройка структурного плана и термодинамические режимы метаморфизма в Кейвской зоне в палеопротерозое были сопряжены с геотектоническим режимом развития Имандра-Варзугской структуры, являющейся восточным флангом рифтогенной системы Печенга-Имандра-Варзуга [4]. Последовательное изменение тектонического режима и характера метаморфических процессов оказали существенное влияние на вещественный состав, строение и технологические свойства руд. Следует отметить, что титаномагнетитовые руды, как и породы габбро-лабрадоритового комплекса, претерпели дислокационный метаморфизм в пределах линейных зон, в местах пересечения ими рудных залежей [5]. Там же отмечается, что региональный метаморфизм в условиях амфиболитовой фации и дислокационный метаморфизм в линейных тектонических зонах, проявленный в Цагинском массиве, способствовали качественному преобразованию менее ценных в практическом отношении титаномагнетитовых руд в высококачественный ильменит-магнетитовые руды с высокой концентрацией ванадия (до 80%) в магнетите. Выполненный анализ структуры геофизических аномалий в пределах Кейвского блока и непосредственно примыкающей к ней полосы сопредельной территории позволил построить схемы распределения геофизических неоднородностей в районе исследований (рис.2) и оценить их характер. Для характеристики гравитационного поля рассчитывались градиенты поля , а порядок градиентов определялся при их нормировании относительно максимального значения по региону: 1.0-0.7 - градиент поля 1 порядка, 0.7-0.4 - 2 порядка, < 0.4 - 3 порядка. При анализе магнитного поля был использован иной подход, при котором выделялись отдельно локальные аномалии магнитного поля как рядовые изометричные, так и высокоинтенсивные - > 3000 нТл. Кроме этого на схеме распределения геофизических неоднородностей отражены оси локальных магнитных аномалий как протяжённые интенсивные, так и рядовые в рамках масштаба используемых карт. Границы Кейвской зоны достаточно надёжно выделяются в геофизических полях: (а) в гравитационном поле - градиентами поля 1 и 2 порядка; (б) в магнитном поле - осями протяжённых и интенсивных локальных аномалий. В пределах Кейв наиболее контрастно в гравитационном поле выражены массивы габбро-лабрадоритов и комплекс кейвских сланцев - границы характеризуются градиентами поля 2 порядка. В магнитном поле региона наиболее контрастно выделяются массивы габбро-лабрадоритов, в пределах которых присутствуют титаномагнетитовые руды. Выявленная конфигурация осей локальных магнитных аномалий в пределах Кейвской структуры (рис. 2) имеет сложный и неоднородный характер. В зависимости от ориентации осей выделяются отдельные области по однородности создаваемого рисунка, границы которых не совпадают с контактами известных структурных зон за исключением Верхнепонойского блока. В отличие от других зон в его пределах характер рисунка выдержанный: наблюдаются два сближенных купола изометричной формы, оконтуренные градиентами поля 3 порядка и осями локальных магнитных аномалий. Видимо, эти купола отображают жёсткий комплекс основания структуры, разбитый на два блока. Массивы Цагинский, Щучьеозерский и Медвежьеозерский наиболее контрастно выделяются в геофизических полях и отмечаются максимальными значениями магнитного и гравитационного полей (рис. 2). При этом область повышенных значений поля и перекрывает не только территорию Цагинского массива, но и простирается в северном, северо-восточном и восточном направлении. Кроме этого, аномальная область, перекрывающая Цагинский массив и протягивающаяся полосой в северо-восточном направлении, постепенно меняя направление на восточное, сливается с аномальной областью, перекрывающей Щучьеозерский и Медвежьеозерский габбро-лабрадоритовые массивы, которые сейчас могут представлять фрагменты первоначально крупного и сложного тела. Следует отметить, что в пределах массива наблюдаются корреляционные связи между значениями физических свойств горных пород и наблюдаемыми физическими полями: зоны, включающие богатые титаномагнетитовые руды, отмечаются аномальными значениями гравитационного и магнитного полей [6]. Не исключено, что Цагинский массив, несущий титано-магнетитовое оруденение с попутным ванадием, продолжается за пределы своих границ, устанавливаемые на эрозионной поверхности, что позволяет значительно расширить перспективы массива на окисные железо-титановые руды. Выполненные исследования показали, что области развития тектоно-магматической активности региона в архее и палеопротерозое коррелируются с местоположением ослабленных зон в фундаменте Кейвской структуры, выделенных по аномальным значениям рассчитанных скалывающих напряжений, возникающих в коре под воздействием удалённых сил. Следовательно, принятые допущения при моделировании справедливы, а именно: регион в архее находился в условиях всестороннего равномерного сжатия вследствие действия удалённых сил, а в палеопротерозое - в условиях одноосного сжатия с юго-запада и с северо-востока. Таким образом, тип тектоно-магматической активности, установившийся в регионе начиная с мезоархея, был внутриплитный, а создавшиеся геодинамические обстановки в регионе на тот период определили ход тектонической эволюции региона. В итоге все перечисленные факторы обусловили локализацию интрузивов габбро-лабрадоритов региона в краевых частях подвижных зон. Полученные результаты указывают на то, что предпосылки металлогенической специализации региона формировались в мезоархее и вывод о длительности геологических процессов в раннем докембрии правомерен.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.