Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Рис. 8. Модельные возраста субстрата для цирконов из джежимской свиты, Южный Тиман. Серые эллипсы маркируют популяции D1-D6, обсуждаемые в тексте. DM – линия деплетированной мантии, CHUR – хондритового резервуара.

Сопоставление полученных возрастных характеристик детритных цирконов из джежимской свиты и времени проявления известных магматических и тектоно-метаморфических эпизодов эволюции ВЕП показывает, что они хорошо коррелируются (рис. 7). Прежде всего, подавляющее число возрастов детритных цирконов (популяции D3–D4) попадает в интервал ~1.70–2.15 млрд. лет, то есть на время «собирания» Балтики. В это время при столкновении Сарматии и Волго-Уралии (формирование Волго-Сарматии), а затем и при столкновении Волго-Сарматии с Фенноскандией в коллизионных орогенах «выплавлялись» большие объемы гранитоидных пород и сформировались одновозрастные им метаморфические комплексы. Кроме того, на окраине Сарматии в этот период функционировало надсубдукционное сооружение – ороген аккреционного типа с надсубдукционным магматизмом и метаморфизмом (Bogdanova et al., 2008 и ссылки в этой работе).

Возраста самых молодых цирконов (популяция D1) не соответствуют никаким крупным хорошо известным для Балтики тектоно-магматическим событиям. Однако ювенильные «базитовый» и «сиенитовый» цирконы этой популяции могут соответствовать внедрениям мантийного вещества на самых ранних стадиях Гренвильской орогении, либо (с большей долей вероятности) машакскому рифтогенному эпизоду (магматические комплексы которого в настоящее время экспонируются на западе Южного Урала в Башкирском поднятии) на востоке Балтики. Два «диоритовых» циркона могут происходить из магмато/метаморфических комплексов мелких тектоно-магматических эпизодов этого возраста на западе Балтики или из гренвиллид.

«Гранитные» и «диоритовые» цирконы популяции D2 с модельными возрастами 1.82–2.12 млрд лет могут происходить из пород, сформированных в течение аккреционных событий на окраине Балтики (Готская фаза), либо (для «гранитных» цирконов) являться продуктом разрушения гранитов рапакиви, широко развитых в СЗ части ВЕП. Некоторые из «базитовых» и «гранитных» цирконов популяции D3 могут происходить из Коростеньского плутона (север Сарматии), сложенного габброидами, анортозитами и рапакивиподобными гранитами. Однако все цирконы этого возраста не могут происходить из Коростеньского массива, так как в этом случае не возможно дать объяснение одинаковому модельному возрасту (~2.12 млрд лет) субстрата и «гранитоидов», и «базитов».

Цирконы из наиболее древней неоархейской популяции (D6) потенциально могут происходить из древних кристаллических комплексов Фенноскандии (известные возраста 2.60–3.5 млрд лет (Слабунов, 2008), Волго-Уралии (известные возраста 2.60–3.2 млрд лет) и Сарматии (известные возраста 2.50–3.5 млрд лет (Ронкин и др., 2007; Ronkin et al., 2007; Bogdanova et al., 2008). Наиболее вероятным источником «сиенитовых» цирконов является область Кейви (Keivy) в Кольской провинции Фенноскандии, где описан комплекс щелочных гранитоидов, габбро-анортозитов, залегающих среди крупно кристаллических кианит-ставролит-гранатовых сланцев с возрастом 2.63–2.75 млрд лет (Слабунов, 2008). Отметим, что наиболее древние известные датировки для Фенноскандии, достигающие 3.5 млрд лет (область Сиуриа), для Волго-Уралии – 3.5 млрд лет (тараташский комплекс одноименного выступа, Башкирское поднятие) и для Сарматии – 3.8 млрд лет (аульский комплекс Средне-Приднепровского блока Украинского щита), не проявились ни в возрастах цирконов (<3.00 млрд лет), ни в модельных возрастах цирконов (<3.36 млрд лет) из джежимской свиты.

Недавно проведенные исследования неопротерозойских осадочных толщ на п-ве Варангер (Nicoll et al., 2009), так же как и в джежимской свите Южного Тимана, выявили доминирование двух групп возрастов в детритных цирконах: палеопротерозойских, соотносимых с ассамблированием Балтики из Фенноскандии, Сарматии и Волго-Уралии, и (в меньшей степени) неоархейских, соотносимых со становлением Фенноскандии. При этом в изученных неопротерозойских осадочных толщах и Южного Тимана, и Варангера фактически отсутствуют цирконы с возрастами 2.1–2.4 млрд лет.

Таким образом, представленные в современной структуре Тимана красноцветные песчаники и алевропесчаники джежимской свиты (юго-западные протоуралиды-тиманиды) сформировались в позднем докембрии за счет продуктов разрушения древнего остова Балтики на ее пассивной континентальной окраине. Слабо представленные в детритных цирконах гренвильские события (1.0–1.3 млрд лет), поздние фазы аккреционного (1.2–1.5 млрд лет) и рифтогенного тектогенеза на западе (например, бимодальный магматизм с возрастом 1.0–1.3 млрд лет, проявленный в Овручском грабене) и рифтогенеза на востоке (магматизм машакского и кусино-копанского комплексов с возрастом 1.35–1.388 млрд лет) Балтики вместе с другими данными свидетельствуют о том, что в седиментационном бассейне, располагавшемся вдоль Тиманского края Балтики накапливались продукты размыва преимущественно из ее центральных и северо-восточных частей.

Режим пассивной окраины вдоль тиманского края Балтики продолжал существовать вплоть до самого конца венда, а возможно, и до начала кембрия. В настоящее время данных, по которым можно было бы уточнить время окончания режима пассивной окраины на Тиманском краю древнего острова ВЕП (то есть, время вовлечения Тиманского края Балтики в орогенические процессы, о которых будет сказано ниже), очень мало. Известные датировки гранитов в фундаменте Печорской плиты (Припечорско-Илычской-Чикшинской зоне) не могут уточнить время коллизии Балтики и Арктиды, так как различные эпизоды гранитного магматизма происходят до коллизии, во время коллизии и в пост-коллизионных обстановках. Более точные оценки могли бы дать массовые исследования детритных цирконов из позднеэдиакарских и раннекембрийских осадочных толщ северо-восточной периферии ВЕП, по которым можно было бы зафиксировать возникновение нового источника сноса, в нашем случае – комплексов Большеземельской окраины Арктиды. Но пока такие данные очень скудные. Наиболее молодой циркон из джежимской толщи отдатирован возрастом – 1175 млн лет, а из поздневендских толщ п-ва Варангер – 888 млн лет. Это означает, что и во время накопления верхнерифейской джежимской свиты Южного Тимана, и во время накопления верхнерифейско-верхневендских толщ п-ва Варангер продукты разрушения протоуралид-тиманид северо-восточного типа в палеоструктуры обрамления Балтики еще не поступали. Эти палеоструктуры продолжали развиваться в режиме близком к режиму пассивной континентальной окраины и в их пределах шла аккумуляция лишь продуктов размыва Балтики. Следовательно, начало протоуральско-тиманского тектогенеза не могло начаться раньше позднего венда.

Район Зимнего Берега Белого моря известен обильными находками эдиакарской биоты (Martin et al., 2000; Fedonkin et al., 2007 и ссылки в этих работах). Здесь, в разрезе зимнегорской свиты самых верхов венда, фрагменты разреза, представленные переслаиванием песчаников, алевролитов и аргиллитов с обильными находками эдиакарской биоты, расслоены несколькими маломощными горизонтами пепловых туфов. Из этих туфов были извлечены цирконы, для которых был получен изотопный возраст 555.4±1.7 млн лет (Martin et al., 2000) и 550±4.4 млн лет (Lannos et al., 2005). Некоторые исследователи (например Т.Н. Хераскова и ее единомышленники) полагают, что это могут быть удаленные продукты вулканической деятельности, проявлявшейся в Тиманском орогенном сооружении, которое мы именуем орогеном Протоуралид-Тиманид. Однако эти пепловые и туфовые горизонты прослеживаются по скважинам от Зимнего Берега через всю ВЕП до Волынско-Подольско-Полесского региона (Западная Украина, Восточная Польша, Белоруссия), где самом конце докембрия известны обильные проявления вулканизма – Волынский вулканогенный комплекс (ВВК). ВВК представляет собой довольно мощную толщу, сложенную вулканогенными (базальты, андезиты, дациты и риолиты) и вулканогенно-осадочными породами – туфами (местами заметно доминирующими в разрезе толщи) широкого спектра составов и гранулометрии (Кузьменкова, 2007 и др.). В настоящее время продукты этого вулканизма хорошо геохронологически изучены Rb/Sr изохронным методом и U/Pb датированием цирконов. Показано, что он формировался в несколько стадий, для самой ранней получена оценка возраста 549±29 млн лет (Шумлянский, Носова, 2008; Shumlyanskyy et al., 2009a). С учетом этих данных практически не может быть сомнений в том, что именно продукты поздневендских извержений (особенно их кремнекислые разности), слагающие мощную толщу ВВК в пределах Волынско-Подольско-Полесского региона юго-западной части Балтики, являются источником туфовых и пепловых прослоев, известных по скважинам и в редких обнажениях в разрезах слоистых толщ этого возраста во многих районах ВЕП, и в том числе и в районах юго-восточного Беломорья, и в частности, на Зимнем Берегу.