Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Нами исследовались интрузии (дайки и силлоподобное тело) Баренцевоморского комплекса, прорывающие архейские граниты и гранодиориты в районе устья р. Вороньей (Пржиялговский, Балуев, Терехов, 2008). Наиболее крупное тело габбродолеритов протягивается вдоль береговой линии Баренцева моря от р. Воронья на расстояние около 5 км (рис. 8). Изученное тело является одним из нескольких аналогичных ему интрузивных тел (или фрагментов единой интрузии), протягивающихся вдоль берега моря в виде непрерывной цепи на восток и юго-восток от р. Вороньей более чем на 40 км.

Рис. 8. Структурно-геологическая схема р-на устья р. Воронья (Мурманский берег Кольского п-ова). 1 – четвертичные отложения; 2 – граниты и гранодиориты мигматизированные (архей-палеопротерозой); 3–4 – магматические образования основного состава баренцевоморского комплекса: 3 – силлы, 4 – дайки; 5 – контакты силла с вмещающими гранитами с указанием направления падения; 6 – разрывные нарушения: а – разломы, б – трещины; 7 – кинематические характеристики разломов: а – сбросы, б – сдвиги.

На этом же участке, в непосредственной близости от силла, граниты прорывают многочисленные крутопадающие дайки мелкокристаллических диабазов двух направлений: северо-восточного и северо-западного. По мере удаления от береговой линии количество даек резко уменьшается. Мощность даек обычно составляет от метра и менее до 7–8 м, хотя некоторые достигают 25–30 м. Дайками более обильно интрудировано висячее крыло силла и именно здесь обнаруживаются наиболее мощные дайки северо-восточного простирания. По химическому составу дайки разных направлений заметно отличаются друг от друга по содержаниям TiO2, CaO, K20, Zr, Nb, тогда как по другим элементам весьма сходны и все они являются менее глиноземистыми, чем породы силла.

Образование в единой динамической обстановке практически синхронных субгоризонтальных и вертикальных (двух направлений) трещинных интрузий предполагает обстановку объемного растяжения, что в категориях стресс-анализа выражается некоторой удлиненностью оси эллипсоида деформаций и неустойчивостью положения его длинной оси при взаимозаменяемости осей наибольшего сжатия δ1 и промежуточной δ2. Подобные условия можно ожидать в геодинамических обстановках, когда однонаправленное растяжение не стабилизируется однонаправленным сжатием.

Такова, в частности, обстановка бортовых зон растущих рифтовых трогов. Стабилизирующая роль силы тяжести при формировании упорядоченной системы листрических сбросов не столь очевидна на гипабиссальном уровне при небольшой нагрузке вышележащих пород, а силы трения на границах блоков пород между субвертикальными сбросами способствуют развитию субгоризонтальных поверхностей отслаивания (при наличии расслоенных комплексов) или соответствующих раскрывающихся трещин, поперечных направлению сбросовых подвижек. При этом наклон пологих трещин растяжения в сторону трога или наоборот может быть разным даже в соседних блоках, точно так же как по-разному оказываются наклонены в бортовых зонах пачки осадочных пород. В условиях преобладающего растяжения доминирующими структурами являются трещины отрыва, ориентировка которых может определяться малозначительными в других обстоятельствах факторами – анизотропией и прочностью блоков пород, незначительными изменениями направлений подвижек (например, появлением транстенсивной составляющей вдоль сбросовых структур) и другими.

Предполагается, что появление Баренцевоморского магматического комплекса генетически связано с процессами континентального рифтинга, которые активизировались в среднем-позднем рифее вдоль древней континентальной окраины Балтики (рис. 9). В настоящее время рифейская рифтогенная впадина погребена под толщей более молодых осадков в пределах акватории Баренцева моря, а Мурманский блок Балтийского щита являлся, по всей видимости, приподнятым и впоследствии эродированным плечом этого рифта, в связи с чем на поверхность выведены наиболее древние (архейские) породы фундамента платформы.

Рис. 9. Принципиальная модель формирования комплекса долеритовых даек и силлов в борту развивающегося грабена.

4. Новые данные по тектонике Свальбарда (Шпицбергена)

Архипелаг Свальбард (о. Шпицберген и рядом расположенные крупные и мелкие острова) находится на крайнем северо-западе Баренцева моря. На островах архипелага Свальбард все додевонские образования традиционно трактуются как каледонский фундамент и объединяются в супергруппу Гекла Хук (Харланд; 1964; Harland, 1959, 1972, 1997; H arland et al., 1993; Harland, Wilson, 1956; Kulling, 1934). Наиболее крупные выступы комплексов супергруппы Гекла Хук располагаются на о. Шпицберген, где они почти непрерывной полосой прослеживаются вдоль его западного побережья и на п-ове Новая Фрисландия. Кроме того, этими образованиями сложен о. Принца Карла, расположенный невдалеке от западного побережья Шпицбергена, а также значительная часть о. Северо-Восточная Земля и рядом расположенных мелких островов (рис. 10). На основании выявленных особенностей строения комплексов в составе супергруппы Гекла Хук выделено большое количество серий (групп), свит (формаций) и более дробных регионально-геологических подразделений.

Рис. 10. Принципиальная схема строения архипелага Свальбард, по Dallman et al., 1999, с упрощениями и изменениями.

Более высокие части разреза представлены комплексами, традиционно коррелируемыми с «формацией древнего красного песчаника» (Old Red Stones Formation или ORS Fm.) и выполняющими на Шпицбергене несколько субмеридианально ориентированных грабеновых структур – грабен Андрееланд-Диксонланд (Andreeland-Dicksonland Graben) и грабен Раудфьорден (Raudfjorden Graben) (рис. 10). Этот комплекс по стилю строения и возрасту аналогичен выполнению грабеновых структур, расположенных в других регионах, где они являются индикаторами рифтогенных обстановок. К таким структурам относятся грабен Осло (Хольтедаль, 1957) и грабеновые структуры, расположенные в регионах, значительно удаленных от скандинавских каледонид, таких, как, например, Печорская плита, острова Новой и Северной Земли (Зоненшайн и др., 1990).

Широко распространенные на Свальбарде (центральная и южная часть Шпицбергена, о. Баренция и о. Енджоя, ЮЗ часть о. Северо-Восточная Земля, острова Земли короля Карла) последевонские образования представлены слоистыми комплексами платформенного типа. Эти образования дислоцированы незначительно, за исключением районов, приближенных к западному побережью о. Шпицберген, где позднепалеозойские и мезозойские толщи интенсивно перемяты. Этот пояс вошел в литературу под названием Западно-Шпицбергенского третичного складчато-надвигового пояса (см. например, Berg, Grogan, 2003 и ссылки там). Однако существуют весьма убедительные доказательства того, что основной этап дислокаций в пределах пояса предшествовал времени накопления кайнозойской части этого осадочного комплекса – см. обзор этой проблемы в работе (Гусев, 1999). На этом основании мы предпочитаем именовать его Западно-Шпицбергенским складчато-надвиговым поясом, без уточнения его возраста в названии.

В разрез верхней части супергруппы Гекла Хук – додевонского фундамента (структурного основания) Свальбарда – традиционно включаются толщи вендского и раннепалеозойского возраста (Красильщиков, 1973; Харланд, 1964; Harland, 1959, 1972, 1997; Harland et al., 1993; Harland, Wilson, 1956; Kulling, 1934). Например: позднедокембрийские тиллиты серии Полярисбриин, а также преимущественно карбонатные толщи раннепалеозойской серии Ослобриин (северо-восток п-ова Новая Фрисландия и восток о. Северо-Восточная Земля); позднедокембрийские тиллиты группы мыса Лайеля и их возрастные аналоги – филлиты свиты Госхамна, а также терригенно-карбонатные толщи раннепалеозойской серии Софиекаммен (Земля Веделя Ярльсберга, ЮЗ Шпицберген).

Очевидно, что именно совместное включение позднедокембрийских и нижнепалеозойских стратифицированных комплексов Свальбарда в состав верхней части супергруппы Гекла Хук способствовало тому, что вплоть до настоящего времени без должного на то обоснования полагается, что верхнедокембрийские и нижнепалеозойские стратиграфические последовательности связаны между собой постепенным переходом, т. е. верхний докембрий и нижний палеозой соотносятся между собой без стратиграфического перерыва и несогласия (Gee, Tebenkov, 2004; Gee, 2005 и др.). Кроме того, на этом же основании, еще начиная с ранних работ Б. Харланда, К. Вильсона (Harland, 1956, Harland, Wilson, 1956 и др.) и других исследователей и вплоть до настоящего времени, многие исследователи (Gee, 2005; Gee, Tebenkov, 2004; Harland, 1997), утверждают, что верхнедокембрийские и нижнепалеозойские образования Свальбарда аналогичны одновозрастным комплексам каледонид Западной Гренландии. Это позволяет им рассматривать в целом древние комплексы и структуры Свальбарда как северо-восточное продолжение скандинавских каледонид. При этом подчеркивается, что на Шпицбергене не проявилась или почти не проявилась тиманская орогения (Gee, Tebenkov, 2004), и в палеотектоническом смысле верхнедокембрийские и нижнепалеозойские комплексы и структуры Шпицбергена считаются фрагментами Лаврентии.