Эндогенные и осадочные карбонатные породы Беломорской провинции: новые геохимические, изотопные и геохронологические данные

 

К.И.Лохов*, О.С.Сибелев**, А.И.Слабунов**, Е.С.Богомолов*, Э.Б. Прилепский*

* Центр изотопных исследований ВСЕГЕИ, С-Петербург, Россия; ** Институт геологии КарНЦ РАН, Петрозоводск, Россия

 

В Беломорской провинции Балтийского щита карбонатные породы (КП) являются достаточно редкими образованиями. Одно из наиболее известных их проявлений находится на острове Мраморный Белого моря и ранее [1, 4] считалось примером глубокометаморфизованных осадочных пород. Наряду с этим объектом, нами были изучены жильные КП неясного генезиса в селе Гридино и сравнительно недавно выявленные [5] мраморы района р. Поньгома √ оз. Коржино, интерпретируемые как метаосадки.

На о. Мраморный КП слагают деформированное в изоклинальные складки тело линзовидной формы  мощностью 5-40 м, длиной около 170 м. и находятся в ассоциации с амфиболитами, с которыми переслаиваются, совместно деформированы и секутся гранит-аплитами [4]. Кианит-гранат-биотитовые гнейсы, выходящие в центральной части островка, являются, по-видимому, фрагментом вмещающих пород. В с. Гридино КП выполняют несколько сближенных, крутопадающих ветвящихся жил, мощностью от 0.1, до 0.7 м и видимой протяженность около 10 м. Вмещающие породы представлены пироксен-амфиболовыми гнейсами и амфиболитами. В контактах жил отмечены процессы скарнирования. Минеральный состав и структурные особенности КП на этих объектах близки. Это с/з, к/з, аллотриоморфнозернистые (гетерогранобластовые, иногда лепидогранобластовые) породы. Главные минералы представлены доломитом (ок. 70-90%), кальцитом (5-10%), биотитом (до 10%) и роговой обманкой (до 7%). Второстепенные минералы: клинопироксен, хлорит, апатит, плагиоклаз (до 100% Аn), кварц; акцессорные: эпидот, сфен, мусковит, рутил, циркон, ильменит, пирит, торит.

КП района р. Поньгома и р. Сигма развиты в виде многочисленных линзовидных тел, размером до 5х2 м. Они, наряду с глиноземистыми гнейсами и амфиболитами являются частью обломочной составляющей тектонического меланжа, сцементированной мигматизированными гранат-амфиболовыми гнейсами (бластомилонитами). Пространственно тела КП тяготеют к осевой части зоны. Главную роль в их минеральном составе играет доломит (более 90%) с незначительной примесью кальцита, кварца и хлорита. В экзоконтактовых участках линз появляется амфибол и мусковит.

Согласно изотопным данным установлено, что породы Гридино и о. Мраморный являются эндогенными, возможно магматическими карбонатитами со значимым вкладом мантийной компоненты (рис.1), а породы из зоны меланжа (р. Поньгома и Сигма) √ типичными метаосадочными карбонатными породами, мраморами в обычном понимании.

Рис. 1. Изотопные параметры карбонатных пород Беломорья. Поля составов: метакарбонатные породы [6], мантийные карбонатиты [7].

 

По изотопному составу стронция и величине εNd(T) очевидно, что карбонатиты Гридино испытали меньшую контаминацию коровым материалом. Вместе с тем, они имеют изотопный состав углерода близкий к таковому в мантийных карбонатитах и слегка утяжеленный кислород за счет взаимодействия с коровым веществом, возможно при метаморфических преобразованиях в свкофеннское время, а карбонатиты о. Мраморный содержат карбонаты (доломит) со значимо изотопно фракционированными углеродом и кислородом. Такое изотопное фракционирование могло быть осуществлено либо в системе кальцит √ углекислый газ либо кальцит √ доломит [2, 3 и др]. Представляется, что для случая магматических карбонатитов второй вариант предпочтительнее, и это предполагает присутствие комплементарных относительно изотопно легких по углероду и кислороду, существенно кальцитовых пород. Отношение изотопов стронция в метаосадочных карбонатных породах соответствует таковому для океанической воды в неоархейское время [6], и мы предполагаем возраст осадконакопления порядка 2800 млн.лет.

               Из доломитовых карбонатитов о. Мраморный нами были выделены цирконы, которые состоят из двух генераций вещества √ ядер с тонкой осцилляторной зональностью и величиной Th/U >0.1 и высокоурановых темных гомогенных корок обрастания с величиной Th/U<0.1. Вещество цирконов обеих генераций было проанализировано с помощью SIMS SHRIMP-II. Обе генерации демонстрируют конкордантные значения U-Pb возраста, первая фиксирует магматический этап с возрастом 2420╠20 млн.лет, а вторая √ метаморфические преобразования с возрастом 1845╠15 млн.лет.

               Таким образом, нами были впервые установлены в Беломорском комплексе эндогенные карбонатиты с возрастом, отвечающим эпохе рифтогенеза около 2420 √ 2450 млн.лет.

 

Список литературы:

1.                          Бибикова Е.В., Слабунов А.И., Богданова С.В., Шельд Т. Тектоно-термальная эволюция земной коры Карельской и Беломорской провинций Балтийского щита в раннем докембрии по данным уран-свинцового изотопного исследования сфенов // Геохимия. 1999. 8. С. 842-857.

2.                          Pandit M.K., Sial A.N., Sukumaran G.B., Pimentel M.M., Ramasamy A.K., Ferreira V.P. Depleted and enriched mantle sources for Paleo- and Neoprotherozoic carbonatites of southern India: Sr, Nd, C-O isotopic and geochemical constrains. // Chemical Geology, 2002, 189, p. 69-89.

3.                          Лохов К.И., Прасолов Э.М., Капитонов И.Н., Кузьмин В.К., Родионов Н.В., Богомолов Е.С., Сергеев С.А. Изотопная геология раннедокембрийских кальцифиров Охотского массива (Северо-Восток России). Региональная геология и металлогения, 2008, 35, с.56-71.

4.                          Степанов В.С., Слабунов А.И. Амфиболиты и карбонатные породы района губы Поньгома (белое море) // Докембрий Северной Карелии (петрология и тектоника). Петрозаводск: КарНЦ РАН. 1994. С. 6-30.

5.                          Сибелев О.С., Кушкова Н.С., Анисимов А.Н. Тектонометаморфиты зон меланжа Беломорского подвижного пояса (на примере структуры района оз. Коржино) // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 9. Петрозаводск, 2006. С. 23-36.

6.                          Veizer J., Hoefs J., Lowe D.R., Thurston P.C. Ceochemistry of Precambrian carbonates: II. Archean greenstone belts and Archean seawater. //Geochimica et Cosmochimica Acta, 1989 ╧ 53. P.859-871.

7.                          Keller J., Hoefs J. Stable isotopic characteristics of recent natrocarbonatites from Oldoinyo Lengai / In: Bell K., Keller J. (Eds) Carbonatite volcanism: Oldoinyo Lengai and petrogenesis of carbonatites. Springler, Berlin. 1995.  P. 113-123.


зеркало на сайте "Все о геологии"