Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В.
Длительность формирования палеозойской магматической системы в центральной части Кольского полуострова.


Длительность формирования палеозойской магматической системы в центральной части Кольского полуострова
 
А. А. Арзамасцев, Л. В. Арзамасцева
Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты, arzamas@geoksc.apatity.ru
 
Предпринята попытка определения длительности формирования магматической системы Хибинского и Ловозерского массивов а также их сателлитов, т. е. оценки интервала становления комплексов от момента заложения кальдер (заполнения ранних кольцевых разрывов фундамента первыми порциями щелочных расплавов) до завершающих событий, проявившихся в образовании трубок взрыва, прорывающих все щелочные комплексы и жил поздних пегматоидов, распространенных в приконтактовых породах фундамента. С учетом методических сложностей, возникающих при датировании щелочных пород, для решения этой задачи применялся комплекс изотопных методов, включающий Rb-Sr изохронное датирование, определение 40Ar/39Ar возраста пород по флогопиту и амфиболу, а также U-Th-Pb датирование зерен циркона.
Возраст начала заложения кальдер. Образованию ловозерской кальдеры предшествовала серия субширотных разломов в северо-восточной части будущей магматической структуры, по которым в период 404 ± 10 млн. лет назад произошло внедрение щелочно-ультраосновных расплавов и образование пород Кургинского массива. Этому же времени отвечает формирование комагматичных кургинским плутоническим породам вулканитов, сформировавших раннюю фазу в пределах Контозерской кальдеры и образующих останцы кровли в северо-восточной части Ловозера. Оценка возраста этих образований Rb-Sr изохронным методом, вследствие термального воздействия интрузивных фаз, дала неудовлетворительные результаты: полученное по 5 точкам уравнение регрессии отвечает возрасту 446 ± 56 млн. лет (ISr = 0.70301 ± 0.00009, СКВО = 0.64). В Хибинском массиве вероятность сохранности изотопных меток в породах ранних фаз внедрения минимальна, поэтому в качестве объекта датирования была выбрана дайка щелочного лампрофира, располагающаяся в кольцевых тектонических структурах обрамления на удалении до 5 км от контакта массива. Полученная по этой дайке датировка (40Ar/39Ar, возраст плато – 388 ± 6 млн. лет) отвечает минимальному возрасту заложения хибинской кальдеры и началу заполнения ее щелочно-ультраосновными расплавами, являвшимися первой фазой становления Хибинского комплекса.
Возраст завершения магматической активности. В Хибинском массиве для датирования выбраны самые поздние по геологической позиции трубки взрыва и оперяющие их дайки меланефелинитов, секущие все щелочные комплексы. 40Ar/39Ar возраст флогопита из образца оливинового меланефелинита трубки взрыва составляет 363.4 ± 5 млн. лет. Этот возраст пород трубки подтвержден Rb-Sr изохронным методом (362 ± 11 млн. лет, N = 11, ISr= 0.70380 ± 0.00005 MSWD = 0.54) [3]. Этот возраст согласуется с полученными датировками ловозерского комплекса 362 ± 1 млн. лет [1] и фиксирует время завершения магматической активности в Хибинском и Ловозерском массивах.
Возраст позднемагматических процессов. В Ловозерском массиве наиболее благоприятны для датирования позднемагматических процессов явились тела щелочных сиенитов, вскрытые на глубинах > 900 м скважиной 903 в центральной части массива [1]. Наличие в сиенитах многочисленных мелких зерен акцессорного циркона позволило провести U-Pb определения изотопного состава. Из 8 замеров в 3 зернах, 5 дают конкордантные значения, отвечающие возрасту 347 ± 8 млн. лет.
Длительность формирования системы и последовательность формирования массивов. С учетом полученных данных, а также имеющихся изотопных датировок пород разных комплексов [4, 5], можно полагать, что формирование вулкано-плутонической системы Хибины-Ловозеро-Курга имело многофазный характер, причем внедрение магм на раннем этапе сопровождалось образованием самостоятельной интрузии Курга, а более поздние этапы были сближены во времени и происходили в обоих массивах в узком временном интервале. Следующая схема суммирует последовательность событий.
Предмагматический этап:
427 ± 6 млн. лет назад. Проявления метасоматоза в мантии, предшествовавшего мощному циклу палеозойского магматизма [2].
Раннемагматический этап:
404 ± 6 млн. лет назад. Заложение серии разломов в позднеархейском комплексе тоналитов, трондьемитов, гранодиоритов, внедрение интрузивных (массив Курга) и эффузивных (ранняя ловозерская толща субщелочных вулканитов) ультраосновных и субщелочных расплавов в северо-восточной части будущей ловозерской кольцевой структуры.
Главный магматический этап:
388 ± 6 млн. лет назад. Образование системы кольцевых разломов и заложение хибинской кальдеры проседания на контакте позднеархейского комплекса тоналитов, трондьемитов, гранодиоритов и палеорифтогенного раннепротерозойского пояса Печенга-Имандра–Варзуга, внедрение первых порций меланефелинитовой магмы, сформировавших кольцевые дайки обрамления.
38 – 371 млн. лет назад. Внедрение щелочно-ультраосновных расплавов в северной части хибинской и северо-восточной части ловозерской кальдеры, формирование тел оливиновых пироксенитов, мелилитолитов, оливиновых мельтейгитов.
371 – 362 млн. лет назад. Формирование главных плутонических комплексов агпаитовых сиенитов Хибин и Ловозера.
367 – 366 млн. лет назад. Внедрение штока карбонатитов и образование штокообразного тела пуласкитов в восточной части Хибинского массива.
363 – 362 млн. лет назад. Формирование постинтрузивного дайкового комплекса Хибин и Ловозера. Внедрение даек и трубок взрыва щелочных пикритов, оливиновых меланефелинитов, нефелинитов, фонолитов.
Позднемагматический этап:
359 ± 5 млн. лет назад. Образование в обрамлении Ловозерского массива поздних микроклин-альбитовых пегматоидов с ильменитом и цирконом.
347 ± 8 млн. лет назад. Позднемагматические процессы в щелочных сиенитах центральной части Ловозерского массива, фиксирующие завершение магматической активности в хибинской и ловозерской кальдерах.
 
Финансовая поддержка: приоритетная программа 4 ОНЗ РАН, РФФИ (грант 06-05-64130) и НШ-4818.2006.5 .
 
Литература
1. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Глазнев В.Н., Раевский А.Б. Глубинное строение и состав нижних горизонтов Хибинского и Ловозерского и комплексов, Кольский полуостров, Россия: петролого-геофизическая модель// Петрология, 1998, т. 6, №5, с. 478-496.
2. Арзамасцев А.А., Беляцкий Б.В. Эволюция мантийного источника Хибинского массива по данным Rb-Sr и Sm-Nd изучения глубинных ксенолитов// Доклады АН, 1999, т. 366, № 3, с. 387-390.
3. Арзамасцев А.А., Травин А.В., Беляцкий Б.В., Арзамасцева Л.В. Палеозойские дайковые серии в Кольской щелочной провинции: возраст и характеристика мантийных источников// Доклады РАН, 2003, т. 391, № 6, с. 804 – 808.
4. Зайцев А.Н., Белл К., Уолл Ф., Ле Ба М.Дж. Щелочно-редкоземельные карбонаты из карбонатитов Хибинского массива: минералогия и генезис// Доклады АН, 1997, т. 355, № 2, с. 241-245.
5. Kramm U., Kogarko L.N., Kononova V.A., Vartiainen H. The Kola Alkaline Province of the CIS and Finland: Precise Rb-Sr ages define 380-360 age range for all magmatism// Lithos, 1993, vol. 30. Р. 33-44.