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.