Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

В работе (Llannos et al., 2005) при датировании пепловых прослоев среди продатированных цирконов оказались 4 обломочных (детритных) зерна, которые показали возраста от 1.33 до 1.93 млрд лет. Конечно же, 4 детритных циркона из поздневендских туфов – это крайне мало для статистики, но тем не менее ни один из цирконов не показал возрастов, характерных для кристаллических комплексов протоуралид-тиманид северо-восточного типа (см. рис. 6). Это означает, что пока нет никаких оснований предполагать, что вплоть до самого конца венда (до времени накопления толщ с эдиакарской биотой, включительно) на Тиманский сегмент Тиманско-Уральской пассивной окраины Балтики поступали продукты размыва из какого-нибудь другого источника помимо источников, располагавшихся в пределах самой Балтики.

5. Детритные цирконы из северо-восточных протоуралид-тиманид (запад Полярного Урала, поднятия Енгане-Пэ) и их сравнение с популяциями детритных цирконов из позднедокембрийских и раннепалеозойских комплексов Пери-Гондваны. Результаты изучения детритных цирконов из енганепейской толщи

Поднятие Енганэ-Пэ располагается в зоне сопряжения Полярного Урала с северо-восточной частью Печорской плиты. Нестратифицированные образования протоуралид-тиманид здесь представлены неравномерно меланжированными породами офиолитовой ассоциации (Scarrow et al., 2001), слагающей протяженную Манюкуяхинскую полосу серпентинитового меланжа, вмещающего разноразмерные блоки габброидов и плагиогранитоидов (Соболева и др., 2008). Стратифицированные комплексы представлены двумя местными стратиграфическими подразделениями – бедамельской серией и енганэпэйской толщей верхов верхнего докембрия. Одно из них (бедамельская серия) сложено вулканогенными (базальты, андезиты, дациты и риолиты) и вулканогенно-осадочными породами, местами метаморфизованными до уровня зеленосланцевой фации. В сложении другого комплекса (енганэпэйской толщи) доминирующую роль играют углеродистые алевролиты, алевроаргиллиты, глинисто-кремнистые породы, кварцево-обломочные и субаркозовые песчаники с редкими горизонтами разнообломочных полимиктовых конгломератов (Мизин, 1988; Душин, 1997). В породах толщи местами отмечена туфогенная примесь. Из сероцветных существенно кварцевых (с незначительной граувакковой составляющей и сингенетической туфогенной примесью) песчаников на севере поднятия Енганэ-Пэ (в скальных обнажениях правого берега ручья Туманный невдалеке от места его впадения в р. Манюкуяха (67°21’30.51’’ с. ш; 064°47’54.21’’в.д.) была отобрана проба (033).

Всего было изучено 48 зерен цирконов, один результат забракован в связи с сильной дискордантностью. Остальные цирконы четко разделились на две популяции «А» (~65 % цирконов) и «Б» (~35 % цирконов) с возрастами – 760–675 млн лет и – 670–590 млн лет соответственно. Одно зерно показало мезопротерозойский (середина среднего рифея) возраст (1143±20 млн лет) (рис. 9).

Рис. 9. График частот встречаемости (гистограмма) U/Pb-изотопных возрастов детритных цирконов (47 анализов) из песчаников енганэпэйской толща, поднятие Енганэ-Пэ, запад Полярного Урала.

Изучение Lu/Hf-системы в цирконах дало оценки модельного возраста цирконов популяции «А» ~0.84–1.76 млрд лет. Для цирконов популяции «Б» характерна относительно большая однородность Lu/Hf-параметров и, следовательно, умеренный вклад рециклинговой коры в субстрат материнских пород. Модельный возраст оценен ~1.28 млрд лет. Наиболее древний хорошо «окатанный» кристал с конкордантым U/Pb-возрастом 1143±20 млн лет характеризуется значением εHf+2.3 и модельным возрастом 1.76 млрд лет (рис. 10), совпадающим с максимальным модельным возрастом для популяции «А».

Рис. 10. Модельные возраста субстрата для цирконов из песчаников енганэпэйской толщи, поднятие Енганэ-Пэ, запад Полярного Урала.

Микроэлементный состав цирконов свидетельствует о том, что большинство (~55 %) цирконов происходит из «диоритов» (26 зерен), 11 зерен (~25 %) из «гранитов», только 5 зерен (~8 %) из «базитов» и одно мезопротерозойское зерно происходит из «сиенита». Три зерна не были классифицированы. Таким образом, большинство цирконов (>80 %) произошло из «гранитов», «диоритов» или их вулканических эквивалентов, при превалировании «диоритового» источника. Следует отметить, что нет никаких очевидных корреляций между возрастами цирконов и типом их материнских пород, однако заметим, что нет «гранитных» цирконов с возрастами больше 700 млн лет.

И возраста, и модельные возраста описанных в предыдущем разделе статьи детритных цирконов из юго-западных (Джежим-Парма) и северо-восточных (Енганэ-Пэ) протоуралид-тиманид отличаются коренным образом. По модельному составу материнских по отношению к цирконам пород в северо-восточных протоуралидах-тиманидах превалируют «диоритовые» породы, а в юго-западных – «гранитные». Ни одного древнего циркона (палеопротерозой и старше) не было найдено в енганепэйской толще, и, что даже более важно, не получено никаких модельных возрастов старше 1.8 млрд лет. Это означает, что осадочные породы енганэпейской толщи не могли сформироваться за счет размыва Балтики, в фундаменте которой широко представлены комплексы с возрастами 1.7–2.1 млрд лет и старше. К тому же, тектоно-магматические события с возрастами 0.60–0.75 млрд лет (возраста цирконов популяций «А» и «Б») не известны для северо-восточных частей Балтики, и в целом совершенно не характерны для Балтики.

Возраста всех цирконов из енганепэйской формации старше, чем поздние фазы гранитоидного магматизма орогена Протоуралид-Тиманид (~550–500 млн лет) (Gee et al., 2000; Кузнецов, 2005а, б, 2006; Кузнецов, 2009а, в; Kuznetsov et al., 2007), следовательно, эта толща не могла быть сформирована из продуктов эрозии орогена. Возраст пород, материнских по отношению к обломочным цирконам из песчаников енганэпэйской толщи, охватывает интервал не менее, чем от 760 до 590 млн лет и в целом коррелирует с возрастным интервалом гранитного магматизма в северо-восточных протоуралидах-тиманидах, за исключением его поздних фаз.

Цирконы популяции «Б» представляют собой эвгедральные призматические кристаллы или фрагменты таких кристаллов, следовательно, они не подвергались существенной механической обработке, что было бы неизбежным при их длительном переносе в осадочном процессе, и, наиболее вероятно, поступали в бассейн седиментации из рядом расположенных источников сноса. Практически одинаковые модельные возраста субстрата (~1.28 млрд лет) для цирконов из этой популяции свидетельствуют об однотипном (однородном) и скорее всего ограниченном по площади источнике субстрата материнских по отношению к цирконам пород. Наличие в песчаниках туфогенной примеси указывает на то, что часть цирконов может иметь вулканическое происхождение. Мы полагаем (Кузнецов и др., 2008, 2009а), что они попадали в осадок в качестве сингенетической тефры при вулканических извержениях, приведших к формированию базальт-андезибазальт-андезит-дацит-риолитового вулканического комплекса (бедамельской серии), близкого по возрасту породам енганэпэйской толщи.

Таким образом, «провенанс-сигнал» северо-восточных протоуралид-тиманид совершенно не соответствует Балтике, поэтому северо-восточные протоуралиды – тиманиды определенно формировались не за счет ее размыва и могли располагаться далеко от Балтики в момент своего формирования.

6. Сравнение вещественных особенностей и возраста популяциий детритных цирконов из енганепейской толщи с сопоставимыми характеристиками позднедокембрийских и раннепалеозйоских комплексов Пери-Гондваны

В настоящее время в мировой литературе доминируют представления (базирующиеся на биостратиграфических, палеобиогеографических, палеомагнитных, изотопно-геохронологических, изотопно-геохимических и др. данных) о том, что комплексы структурного основания некоторых районов Аппалачей, а также палеозоид Западной и Центральной Европы в конце позднего докембрия и в самом начале кембрия располагались вдоль северного края Гондваны, участвуя в строении Пери-Гондванского (Авалонско-Кадомского) пояса (рис. 11) (Murphy et al., 2006; Linnemann et al., 2007 и ссылки в этих работах). В комплексах Пери-Гондванских террейнов записана история позднедокембрийских и раннекембрийских надсубдукционных тектоно-магматических событий – островодужного магматизма, эпизодов аккреции и т. д. Совокупный временной диапазон проявления этой активности в Пери-Гондване охватывает интервал от 760 до 530 млн лет (Murphy et al., 2006; Linnemann et al., 2007 и др.), что сопоставимо с временным диапазоном проявления тектоно-магматической активности в комплексах протоуралид-тиманид северо-восточного типа (см. рис. 4 и 6). Кроме того, и в пределах Пери-Гондванских блоков, и в пределах тех структур, которые сложены протоуралидами-тиманидами, фиксируется однотипное раннепалеозойское несогласие. На наличие близкоодновозрастного раннепалеозойского несогласия в Пери-Гондванских блоках Аппалачей, Западной и Центральной Европы, а также на Западном Урале впервые обратил внимание В.Н. Пучков (1997, 2000), что позволило ему с учетом данных о возрасте гранитоидов и метаморфических пород, участвующих в строении тиманид, впервые сопоставить авалониды и кадомиды с тиманидами (Пучков, 2000, 2003, 2005; Puchkov, 1997).