ГЕОДИНАМИКА И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТ БИМОДАЛЬНОГО МАГМАТИЗМА

ФЕННОСКАНДИНАВСКОГО ЩИТА

Свириденко Л.П.

Институт геологии Карельского НЦ РАН, Петрозаводск, Россия, sv@krc.karelia.ru

Типичный для рифея бимодальный мантийно-коровый магматизм южной краевой части Фенноскандинавского щита связан с геодинамикой краевой радиальной флексуры Полканова (рис. 1), вдоль которой развит линейный пояс мантийно-коровых полициклических диапиров (Салминский, Выборгский, Аландский). Они характеризуются сопоставимой последовательностью эндогенных мантийно-коровых процессов, но различаются по их интенсивности и времени завершения (Свириденко, 2002). В развитии диапиров существуют два главных этапа: раннепротерозойский (свекофеннский) и рифейский, представленный мантийным и мантийно-коровым вулкано-плутонизмом, в том числе габбро-анортозит-рапакивигранитным. Динамика магматизма и режим тектонических движений в краевой флексуре щита свидетельствуют о длительности ее функционирования.

Достаточно полная геохронологическая изученность последовательности геологических событий, связанных с развитием диапиров, позволяет оценить время завершения отдельных циклов. Завершение свекофеннского цикла в пределах Салминского диапира оценивается 1856 млн. лет, Выборгского – 1840-1820 млн. лет и Аландского – 1810-1790 млн. лет. В центральной зоне всех диапиров в завершающий период этого цикла был проявлен локальный малоглубинный гранулитовый метаморфизм. По-видимому, он способствовал разогреву земной коры и последующему ее частичному плавлению при развитии бимодального габбро-анортозит-рапакивигранитного магматизма. Время проявления рапакивигранитного магматизма для Салминского диапира составляет 1547-1530 млн. лет (Ларин, 2008), для Выборгского - 1667-1617 млн. лет и Аландского – 1584-1556 млн. лет (Vaasjoki, 1977). Рифейский магматизм Салминского диапира завершился формированием Валаамского силла 1457-1459 млн. лет (Rämö, 2001) и Аландского диапира - формированием среднерифейских оливиновых диабазов около 1260 млн. лет.

1 – граница платформенного чехла; 2 – границы каледонских покровов; 3 – осевая линия краевой радиальной флексуры Полканова; 4 – краевые ограничения ФСЩ (Кольско-Канинская синклиналь на северо-востоке и линия – линия Торнквиста-Тейссера на юго-западе); 5 – система осевых линий стоячих волн напряжений ФСЩ; 6 – шовные зоны геоблоков: 7 – геоблоки: I – Кольско-Мезенский, II – Беломорский, III – Карельский, IV – Свекофеннский, V – Дальсландский; 8 – внутригеоблоковые разломы; 9 – зоны сдвиговых дислокаций; 10 – горсто-грабеновые системы: 1 – Викинг, 2 – Центральный, 3 – Хорн, 4 – Осло, 5 – Веттерн, 6 – Финского залива, 7 – Ладожская, 8 – Кандалакшская, 9 – Онежско-Кулойская; 11 – вулкано-тектонические и тектоно-магматические структуры: 10 – Сильян, 11 – Печенгская, 12 – Хибинско-Ловозерская, 13 – Контозерская кальдера. 12 – сводовые купольные и депрессионные структуры: I – Телемарк, II – Бергслаген, III – Выборгская, IV – Ладожская, V – Онежская. 13 – Норвежский глубоководный желоб. Треугольником обозначено положение о. Валаам Ладожского озера.

Можно выделить 4 главных признака деятельности полициклического мантийного диапира: 1) общая структурно-тектоническая локализация в краевой части Фенноскандинавского щита; 2) автономность развития в пространстве и во времени; 3) цикличность динамики эруптивных процессов; 4) локальный высокотемпературный метаморфизм и дегидратационное плавление и надочаговых зонах.

Габбро-анортозит-рапакивигранитный вулкано-плутонизм структурно тесно связан с краевой радиальной флексурой Полканова и перпендикулярной к ней горсто-грабеновой системой. Изверженные породы габбро-анортозитовой серии формировались в виде пластовых тел в межблоковых пространствах в осевой зоне флексуры. Граниты рапакиви, в свою очередь, подчеркивают пластовый характер внедрений и общую блокировку структуры рамы.

Геодинамика и энергетический аспект рифейского бимодального магматизма полициклического Салминского диапира могут быть рассмотрены на примере соотношения основного и кислого магматизма Салминского плутона и Валаамского силла. Последний имеет сопоставимый состав кислых и основных пород с соответствующими породами Салминского массива. Для основных пород Салминского массива и Валаамского силла характерно повышенное содержание железа, титана, калия и фосфора. Общей особенностью состава гранитов Салминского массива и жильных гранитов Валаамского силла является высококалиевый и низкокальциевый состав и повышенная флюидизация. Ассоциирующие с ними монцониты, кварцевые монцониты и сиениты являются продуктами взаимодействия габбро и флюидизированного гранитного расплава. Принципиальное различие в проявлении бимодального раннерифейского и среднерифейского магматизма южной краевой части Фенноскандинавского щита Карелии заключается в соотношении объемов мантийного базитового и корового кислого магматизма, что в значительной мере определяет динамику формирования этих комплексов. По геофизическим данным, в пологозалегающих плутонах, включающих рапакивиграниты, наблюдается чередование пластовых тел гранитов и габброидов, представляющих собой многоэтажные телескопированные интрузии. Валаамский силл мощностью около 200 м занимает площадь примерно 16000 км². В вертикальном сечении Валаамский силл представляет собой многоэтажную, камерно-инъекционную интрузию, в которой граниты образуют маломощные пластовые тела, а также маломощные жилы, наблюдающиеся по всему разрезу силла и характеризующиеся многоактным внедрением.

Для Салминского массива обосновано пятикратное внедрение гранитного расплава. Длительность кристаллизации каждого внедрения не превышала, по оценке А.М. Ларина (Ларин, 2008), 1-2 млн. лет.

Базальтовый расплав характеризуется низкой вязкостью, что объясняется небольшим содержанием SiO₂ и наличием Fe. Поэтому он быстро перемещается в промежуточный очаг нижней коры на границе с мантией, где происходит частичное плавление коры с образованием высококалиевого гранитного расплава. В силу этого запускается механизм локального движения мантийного и корового вещества, движение потока флюидного расплава-раствора.

Изучение надочаговых зон мантийных диапиров позволило установить, что их развитие совпадает с периодами возбуждения астеносферы, массовым формированием флюидизированных расплавов и заложением промежуточных и периферических очагов. Питающая магмопроводящая система отражает ячеисто-сотовую организацию мантии, выполняющую роль проводников (перколяции) флюидизированных мантийных расплавов. Телескопированная флюидодинамика определяет устойчивую непрерывно-прерывистую генерацию расплавов и разрастание диапира в виде сосредоточенного потока.

Интенсивная монцонитизация габбро-анортозитов Салминского массива и габбро-долеритов Валаамского силла под воздействием флюидизированного гранитного расплава осуществлялась в интервале температур, начиная с позднемагматической стадии вплоть до гидротермальной (900-300º С). Это служит свидетельством высокой энергетической активности расплава. Широкое проявление диапиризма в докембрии Фенноскандинавского щита, по-видимому, обусловлено флюидонасыщенностью мантии и ее пластичностью.

Литература

Ларин А.М. Рапакивигранитсодержащие магматические ассоциации: геологическое положение, возраст, источники. Автореферат докт. диссертации. Москва, 2008. 47с.

Свириденко Л.П. Ультраметаморфизм и гранитообразование протерозойских надочаговых зон южной окраины Фенноскандинавского щита // Мантийные плюмы и металлогения. Петрозаводск - Москва, 2002. С.204-206.

Rämö O.T., Mänttäri I., Vaasjoki M., Upton B.G.J., Sviridenko L.P. Age and significance of mesoproterozoic CFB magmatism lake Ladoga region NW Russia. Geological Society of America. Abstracts with Programs, vol. 33, N 6. Boston 2001.

Vaasjoki M. Rapakivi granites and other postorogenic rocks in Finland: their age and the lead isotopic composition of certain associated mineralizations. Geol. Surv. Finland. Bull., 1977, v. 294. 64 p.