Северное Приладожье представляет собой один из интереснейших регионов прежде всего из-за того, что сюда прослежено юго-восточное продолжение Раахе-Ладожской тектонической зоны [1, 2 идр.], являющейся одной из важнейших сутур Балтийского щита. Она представляет собой границу между Карельским фрагментом архейского Северо-Атлантического кратона и Свекофеннским поясом, или областью генерации ран-непротерозойской коры на активной континентальной окраине [3, 4J.
В северо-восточном сегменте широко распространены окаймленные гнейсовые купола, в ядрах которых обнажается гранито-гнейсовый архейский фундамент, а в обрамлении - метавулканиты и метаседиментогенные породы сортавальской и ладожской серий раннепротерозой-ского возраста. Эти купола глубоко эродированы, кровля их срезана, а в целом они представляют собой круто залегающие цилиндрические тела с круговым или эллипсоидальным сечением. Межкупольные пространства обладают сложным строением, которое, как показал Ж. Брюн [5, 6], могло быть результатом интерференции структур, обусловленных деформациями в связи с неравномерным всплыванием соседних диапиров. Как купола, так и межкупольные синклинали характеризуются крутыми погружениями шарниров мелких складок и минеральной линейности. К этому следует добавить, что на структуру куполов влияли региональные напряжения, вызвавшие формирование системы прямых линейных складок субмеридионального простирания как в комплексе фундамента, так и в протерозойских супракрустальных толщах [7],
Область высокотемпературного метаморфизма характеризуется парциальным плавлением толщ и возникновением разнообразных лейкосом мигматитов на фоне деформаций пород, что обусловливает их структурное и морфологическое разнообразие. Это обстоятельство делает полимигматиты чуть ли не единственным породным ансамблем, где члены эволюционного ряда в виде последовательной генерации/кристаллизации лейкосом сохраняют, хотя и в разной мере, характеристики меняющейся среды минера л ообразования. Изотопное датирование разновозрастных по геологическим соотношениям лейкосом позволяет непосредственно оценить время ультраметаморфогенных событий и соответствующих деформаций, а также максимально точно определитЕ, продолжительность ультраметаморфизма. Подобная задача решалась в зоне развития полимигматнтов Северного Приладожья, слагающих значительную часть раннепротерозойского метаморфического комплекса региона.
Приведены результаты изучения U-Pb системы в минералах главных типов пород Приладожья: ранне- а синорогенных эндербитов, диоритов, син- и позднеорогенных калиевых гранитов, лейкосом мигматитов и вмещающих их гранат-кордиеритовых и гранат-гиперстеновых гнейсов. Обоснованы время проявления метаморфизма пиковой гранулитовой ступени и длительность каждой регрессивной стадии метаморфических преобразований пород; определены возрастные рамки плутономета-морфической активности свекофеннид от 1.89-1.88 до 1.86-1.85 млрд. лет. Подробно рассмотрены геохимические особенности, морфология, строение цирконов и монацитов разного генезиса и обосновывается их пригодность в качестве хронометра пегрогенетического процесса в каждом конкретном случае. Выявлено, что породы, возникающие из расплава (магматические породы, лейкосомы мигматитов), характеризуются близкими значениями U-Pb возраста цирконов и монацитов в них. В целом Th/U отношения в монацитах имеют более высокие значения в магматических породах по сравнению с монацитами метаморфогенного и ультраметаморфогенного генезиса. Проведено изучение возрастных соотношений двух зон мигматитообразования: мигматитов натрового и калиевого ряда Приладожья. U-Pb система циркона и монацита из мигматитов и гнейсов двух зон мигматнтообразовання указывает на синхронность формирования последних на рубеже 1871—1876 млн. лет.
Датирование метаморфических процессов представляет определенную сложность из-за генетической гетерогенности метаморфической породы. Нередко проблема датирования связана с длительным и многостадийным протеканием метаморфизма. Как правило, время этого процесса определяют косвенным путем, например ограничивая рамками возраста син- и постметаморфических интрузивных пород. Такой подход не всегда надежен, и при этом редко удается максимально сузить временной диапазон метаморфизма, особенно в полиметаморфических комплексах. В связи с этим представляется более корректным оценивать время метаморфизма непосредственно по минералам, метаморфическое происхождение которых не вызывает сомнения.
В данной работе приводятся результаты Pb-Pb-исследования метаморфогеиного минерала - силлиманита. который прямо связан с образованием соответствующих метаморфических парагенези-сов в высокоглииоземистых гнейсах юго-западного Приладожья. При изучении применялся метод ступенчатого растворения [1].
В свете последних данных [2] считается установленным, что в свекофеннидах юга Балтийского щита было два импульса метаморфизма: 1890-1870 и 1830-1810 млн. лет. Эти импульсы выявлены в разных тектонических зонах. Первая из них охватывает центральную и западную части Финляндии [3] и сложена гшагиогнейсами, плагиомиг-матитами и плагиогранитами. а вторая - так называемую Южпофинляндскую зону калиевых гранитов и мигматитов (ЗКГМ) [4] (рис. 1, врезка).
Исследуемая калиевая зона Приладожья сопоставляется по комплексу супракрустальных и интрузивных пород с Южнофинляндской ЗКГМ; зона центрально- и западнофинляндских плагиогнейсов и плагиомитматитов сопоставима с натровой зоной Приладожья (рис. 1). Однако данные о более позднем метаморфизме (1830-1810 млн. лет) для ЗКГМ находятся в противоречии с недавно полученными датировками для гнейсов и лейкосом мигматитов калиевой зоны Приладожья (1880-1860 млн. лет [5]). С учетом того, что наши датировки были выполнены по акцессорным минералам (циркон, монацит), образование которых трудно сопоставить с формированием метаморфических минеральных парагенезисов, возникает необходимость датирования непосредственно метаморфогенных минералов.
Высокоглиноземистые гнейсы распространены в пределах гранулитовой зоны Приладожья, в составе так называемой гранат-кордиеритовой толщи, особенно широко развитой в окрестностях пос. Кузнечное-Хийтола к западу от о. Кильпола (рис. 1). Эта толща сложена неоднородно мигма-тизированными супракрустальными породами -от монотонных до грубополосчатых чередующихся пачек Grt-Bt и Grt-Bt-Crd-SU, Bt-Sil, Bt-^Sil-Crd гнейсов с рассеянной или жильной, жильно-пятнистой лейкосомой. Наблюдаются в толщах полидеформационные структуры, хорошо выражена изоклинальная складчатость с падением шарниров преимущественно в южных, юго-восточных румбах под углами 40с,-60°. Такую же ориентировку имеет минеральная линейность (Bt, Sil). Генеральное простирание толщ северо-западное, 270°-290°, падение субвертикальное.
Актуальность исследований. Проблема влияния физико-механических свойств пород на локализацию месторождений полезных ископаемых относится к числу актуальных проблем не только геологии рудных месторождений, но и структурной геологии, особенно для древних докембрийских рудоносных кратонов. Опыт структурно-петрофизического изучения раннепротерозойских рудных месторождений Балтийского щита показывает, что целевые исследования позволяют определить роль физико-механических свойств метаморфических пород, как в формировании рудоносных структур, так и их дальнейшем преобразовании в ходе геологической истории. Полигоном для разработки методологии структурно-петрофизического изучения докембрийских метаморфических комплексов в связи с их рудоносностью, стала северо-восточная часть Балтийского щита, в которой находятся разнородные раннепротерозойские (2.5-1.8 млрд. лет) месторождения сформировавшиеся в одну эпоху рудообразования, в ходе которой в метаморфических архейских и протерозойских породах локализовались пегматитовые Чупино-Лоухского и медно-никелевые месторождения Печенгского рудных районов. Цель и задачи исследований. Основная цель выполненных исследований состояла в изучении структурно-петрофизических характеристик вмещающих пород как индикаторов раннепротерозойских тектонических, магматических и метаморфических процессов, определивших формирование пегматитоносных структур и локализацию медно-никелевых месторождений северо-восточной части Балтийского щита. При этом решались следующие задачи: 1) петрофизическая характеристика пегматитоносных складчатых структур и условий локализации жил мусковитовых пегматитов Чупино-Лоухского района; 2) корреляция петрофизических параметров пород разреза Кольской сверхглубокой скважины и опорного профиля на поверхности в Печенгском рудном районе; 3) сопоставление петрофизических параметров метаморфических архейских пород на глубоких горизонтах СГ-3 и на поверхности; 4) разработка интегральной объемной геодинамической модели Печенгского рудного района; 5) выявление структурно-петрофизических условий локализации медно- никелевых месторождений Печенгского рудного поля и их преобразование тектоно-метаморфическими процессами.Фактический материал. В основе диссертации и использованных в ней методических подходов лежат материалы, собранные автором и сотрудниками тематической группы ИГЕМ РАН с 1974 по 2006 г. в ходе изучения Кольской сверхглубокой скважины и полевых исследований раннепротерозойских пегматитовых месторождений Чупино-Лоухского района и магматических медно-никелевых месторождений Печенгского рудного района. В процессе работы изучено около 12000 образцов пород и руд с определением их 4 петрофизических параметров, а также петрологической характеристикой, построены 6000 объемных петрофизических диаграмм, задокументировано более 36000 м керна скважин, в том числе СГ-3, и 7000 м горных выработок. Все образцы пород и руд были отобраны, изучены в лабораторных условиях на одних и тех же приборах по методике структурно- петрофизического анализа, а результаты проинтерпретированы одними и теми же исследователями. В работе использованы петрофизические данные полученные автором самостоятельно и совместно с другими исследователями тематической группы.
Первая отечественная сводка по закрытой медно-никелевой тематике. Монография является первой и наиболее полной сводкой по сульфидным медно-никелевым месторождениям и важнейшим рудопроявлениям Балтийского щита. С современных позиций в ней рассмотрено геологическое строение всего щита и соответствующих территорий СССР, Финляндии, Швеции и Норвегии. Кратко охарактеризованы периодизация медно-никелевого рудообразования и геотектоническая позиция никеленосных районов. Подробно описаны условия залегания, состав и строение никеленосных мафит-ультрамафитовых массивов, структуры месторождений, минеральный и химический составы руд. Изложены представления о генезисе месторождений. Для Финляндии, Швеции и Норвегии приведены краткие геолого-экономические данные.
В книге приведены результаты новейших комплексных геологических, петрологических и изотопно-геохронологических исследований раннедокембрий-ской литосферы Балтийского щита. На основе анализа этих данных разработаны новые представления о строении и эволюции главных элементов структуры региона. Детально рассмотрены такие геотектонические структуры, как Кольско-Норвежский, Фенно-Карельский и Свекофеннский геоблоки, Беломорский складчатый пояс, Лапландско-Колвицкий гранулитовый пояс. В заключение представлены результаты геодинамических реконструкций различных раннедокембрийских (от 3.5 до 1.9 млрд лет) этапов эволюции литосферы Балтийского шита.
Книга рассчитана на широкий крут специалистов, занимающихся проблемами геологии, петрологии и изотопной геохимии ранних стадий развития Земли.
The book gives the complete modern results of the geological, petrological and isotope-geochronological investigations of the early precambrian (3.5—I.9G.a) lithosphere of the Baltic Shield. Based on this data some new conceptions and ideas of the composition and geodynamics evolution of the Baltic Shield lithosphere are present. The main geotectonic structures, such as Kola-Norwegian, Fenno-Karelian, Svecofennian, Belomorian, Lapland-Kolva are systematically described. The book is important for the geologists, interested in the problems of the geology, petrology and isotope-geochronology of early history of the Earth.
В книге приведено обобщение оригинальных авторских результатов структурно-кинематических исследований в юго-восточной части Балтийского щита, а также представлен анализ широкого спектра геологических, геохимических и геофизических данных. Подробно рассматриваются методика структурно-кинематических исследований, современные данные о геологии региона и геолого-структурные материалы с подробной характеристикой структурно-кинематических парагенезов различных тектонических зон. В итоге впервые для ЮВ части Балтийского щита предлагается кинематическая модель, которая отражает ранее неизвестные для данной территории феномены, связанные с процессами вращения крупных геоблоков, выдавливанием к поверхности глубинных пород в виде субгоризонтальной протрузии, дисгармоничное, но динамически сопряженное структурообразо-вание на разных уровнях коры.
Для геологов, работающих в области региональной и структурной геологии, занимающихся проблемами тектоники и геодинамики, а также для студентов с геолого-структурной специализацией.
