Комплекс «серых гнейсов» платформ северного ряда

Распространение комплексов «серых гнейсов» в различных регионах Мира

РАННИЙ АРХЕЙ (4,0-3,5 млрд лет)

Раннеархейский этап развития Земли охватывает промежуток времени от 4,0 до 3,5 млрд лет, т. е. порядка 500 млн лет, что вполне сравнимо со всем фанерозойским эоном. Следует еще раз подчеркнуть, что верхний и особенно нижний пределы этого интер­вала являются не очень четкими, что связано с трудностями опре­деления абсолютного возраста пород.

Выделение древнейшего этапа в истории Земли, следы которо­го уже запечатлены в горных породах, связано с проблемой ком­плекса, относящегося к так называемым «серым гнейсам», впер­вые установленным на Канадском щите Северо-Американской платформы около 25 лет назад, хотя термин «серые гнейсы» уже давно употреблялся в Швеции. Породы этого комплекса пред­ставлены различными гнейсами тоналит-трондьемит-гранодиори- тового состава с включениями метавулканитов, метаосадочных по­род, амфиболитов, иногда железистых кварцитов, а также крис­таллическими сланцами. Тоналиты и трондьемиты — это средние по составу интрузивные породы из ряда гранодиорита — диорита. Их эффузивными аналогами являются анезиты и дациты, поэтому нередко считается, что породы комплекса «серых гнейсов» в целом близки андезитодацитовому или даже дацитовому составам. В «серый гнейсах» отмечается преобладание Na над К, относительно высокое содержание: Ni, V и Сг, низкое — U, Th, Rb, Ti и очень низкое соотношение изотопов ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, равное 0,699—0,701. Таким образом, понятие «серые гнейсы» является сборным; к ним отно­сятся древнейшие из известных на Земле породы, до метаморфи­ческих преобразований представленные эффузивными, интрузив­ными и гораздо реже осадочными породами. Следовательно, «се­рые гнейсы» —• это полигенетический комплекс. Напомним, что

Зон	Эра	Период
основание кембрия
	неопротерозой 1 ппп	—650 —850
Пр.отерозой	мезопротерозой 1 finft	—1200 —1400
палеопротерозой окпп	—1800 -2050 —2300
Архей	Верхний 3000
средний 3500
нижний ЮПП

Международная шкала*

- 2500+50—

Шкала Северной Евразии

Эонотема

Эратема

Акротема

основание кембрия венд -650±20 верхнии (каратавий) -1000+50 —

« о со о о. ш н о о. с

среднии (юрматиний) —1350+50 —

■в- X а.

нижний (бурзяний)

-1650+50 « В Is S «Н а —• ч

верхний Карелии ---- 1900+50 ----- нижний карелий

Верхний —3150+50 Нижний

к п. <

Таблица 5.1

* Расчленение архея отличается. В Международной шкале архей не расчленен.

возраст комплексов «серых гнейсов» превышает 3,3—3,5 млрд лет, но и эти цифры нередко являются омоложенными. Поэтому под комплексом «серых гнейсов» часто понимают наиболее древ­ние породы, известные в пределах щитов платформ.

Наиболее древние породы на земном шаре теперь известны практически на всех крупных платформах как северного, так и южного рядов (рис. 5.1). Чтобы попытаться реконструировать обстановки времени формирования этих древнейших пород, необ­ходимо рассмотреть строение и структуру наиболее представитель­ных районов распространения «серых гнейсов».

Древнейшие породы в пределах платформ северного ряда развиты на Северо-Американской, Восточно-Европейской, Сибир­ской и Китайско-Корейской платформах, где они обнажаются в пределах щитов — выступов фундамента этих платформ.

На Северо-Американской платформе наиболее древние датиро­ванные породы обнажаются на Канадском щите в районе оз. Верх­него, на п-ове Лабрадор, юго-западе Гренландии и в провинции Слейв на западе щита. В первом из них, где архейские образова­ния занимают самую большую площадь, в долине р. Миннесота, известны породы с возрастом 3,5—3,7 млрд лет по данным Rb—Sr и U—РЬ методов. Они представлены гнейсами тоналитового сос­тава с отдельными блоками и включениями гранулитов — пород высокой степени метаморфизма.

В субпровинции Унгава, на побережье Гудзонова залива, и в некоторых других местах провинции оз. Верхнего развиты поля гранулитов, возраст которых превышает 3 млрд лет, однако их истинный возраст может быть древнее, так как они подстилают более молодые зеленокаменные пояса. Так что эти гранулиты мо­гут быть одновозрастны с комплексом тоналитовых гнейсов, сфор­мировавшихся в основном по изверженным породам.

В другой части Канадского щита, на п-ове Лабрадор, в облас­ти развития более молодых раннепротерозойских пород, распола­гается полоса ортогнейсов (гнейсов, сформировавшихся по интру­зивным породам) провинции Нейн. Эти кварц-полевошпатовые тоналитовые «серые гнейсы» с включениями основных эффузивов и осадочных пород местами прорываются дайками основных по­род, превращенных в амфиболиты. Абсолютный возраст гнейсов Rb—Sr методом оценивается в 3,6 млрд лет.

Третий район развития древнейших пород комплекса «серых гнейсов» — это юго-западная Гренландия, где общая площадь выходов архейских толщ превышает 120 000 км², однако еще большая их часть перекрыта ледником. В этом районе развит

Рис. 5.1. Архейские протоплатформы и раннепротерозойские подвижные пояса в составе фундамента древних платформ (по В. Е. Хаину): 1 — стрелки показывают местонахождение «серых гнейсов» — древнейшей континентальной коры; 2 — архейские прото­платформы; 3 — раннепротерозойские подвижные пояса

знаменитый комплекс Исуа, в состав которого входят: амфиболи­ты, образовавшиеся за счет основных вулканитов; метариолиты; метаосадочные породы: железистые кварциты; конгломераты, в гальках которых присутствуют кварциты; дуниты. Комплекс Исуа залегает по периферии гнейсового купола Амитсок, состоящего из кварц-полевошпатовых тоналитовых разностей гнейсов, обладаю­щих полосчатой или очковой текстурой. Радиометрический воз­раст гнейсов Амитсок и комплекса пород Исуа, определенный Pb—Pb, U—РЬ и Sm—Nd методами, составляет 3,7—3,8 млрд лет, т. е. это одни из древнейших пород на земном шаре. И гнейсы Амитсок, и породы Исуа прорываются дайками метабазитов Аме- ралик. В этом же районе развит более молодой комплекс гнейсов Нук, R—Sr изохронный возраст которых равен ~3,0 млрд лет, т. е. они значительно моложе комплексов Амитсок и Исуа, а также толща Малене, состоящая из амфиболитов и кварцевых парагнейсов, вмещающих пластовые интрузии анортозитов.

Все описанные выше породы очень сильно дислоцированы и образуют тектонические покровы, причем один эпизод формиро­вания покровов предшествовал образованию гнейсов Нук, а вто­рой — произошел позднее. Метаморфизм всех упомянутых обра­зований имел место в интервале 3,0—2,85 млрд лет и не превышал амфиболитовой фации. Только местами процессы происходили в условиях более высоких ступеней метаморфизма —- гранулитовой фации.

Таким образом, в Гренландии развит один из древнейших комплексов земной коры — раннеархейский, часть которого без­условно относится к «серым гнейсам», а другая — скорее харак­терна для зеленокаменных поясов (Исуа, Малене), о которых речь пойдет ниже. Однако контакты между этими образованиями в основном тектонические и очень трудно понять их истинные возрастные соотношения.

Сравнительно недавно на западе Канадского щита, в провин­ции Слейз, был обнаружен еще один район развития древнейших пород. Это гнейсы Акаста с возрастом 3,96 млрд лет — древней­шим из достоверно установленных на Земле.

На Восточно-Европейской платформе комплекс «серых гней­сов» обнажен в пределах Балтийского и Украинского щитов. В первом из них фрагменты этого комплекса достоверно установле­ны в Карелии и предположительно на Кольском полуострове, на его северо-восточном побережье и в центральной части. Древней­ший субстрат всех более молодых отложений слагается ортомета- морфическими плагиогнейсами, амфиболитами, метавулканитами, как правило, андезитового состава. Эти образования прорываются различными гранитоидами — диоритами, плагиогранитами, гра- нодиоритами, тоналитами, — в которых присутствуют ксенолиты более древних гнейсов. Все эти гранитоиды характеризуются циф­рами абсолютного возраста 3,2—3,1 млрд лет.

В центре Кольского полуострова, в Кейвской зоне, обнажается плагиогранитогнейсовый фундамент, отвечающий по своим харак­теристикам комплексу «серых гнейсов». В Карелии и восточной: Финляндии комплекс основания сохранился лишь в отдельных, местах, так как в позднем архее он был интенсивно гранитизиро- ван, и представлен амфиболитовыми, пироксеновыми, биотит-пла- гиоклазовыми гнейсами, тоналитами и гранулитовыми породами,, которые обладают ярко выраженной натровой специализацией и характеризуют изверженные породы среднего состава, близкие в. целом к андезитам. Возраст «серых гнейсов» U—Pb изохронным методом определен в Мурманском блоке в 3,13 млрд лет, Sm—Nd методом — в 3,2 млрд лет, но в Карелии уже есть определения U—Pb методом в 3,3 млрд лет.

На Украинском щите древнейшие породы обнажаются в трех субмеридиональных блоках: Среднеприднепровском, Орехово- Павлоградском и Подольском. Наиболее представительны из них породы, слагающие аульский комплекс в Среднеприднепровском блоке, который подстилает более молодые зеленокаменные обра­зования конкско-верховцевской серии. Аульский комплекс пред­ставлен биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами, амфибо­литами, а также роговообманковыми сланцами и амфиболитами. Радиометрический возраст комплекса оценивается в 3,74=0,1 млрд. лет. В других блоках также развиты гнейсовые и гранитогнейсо- вые комплексы, кристаллические сланцы, амфиболиты и грану- литы,' возраст которых явно превышает 3,0 млрд лет.

Таким образом, на Украинском щите, как и на Балтийском,, древнейшие натровые серогнейсовые комплексы являются фунда­ментом для более молодых архейских, типично зеленокаменных серий пород, в которые они местами включены только фрагмен­тами. Все породы этого комплекса основания подверглись неодно­кратной гранитизации, метаморфизму и очень сильным деформа­циям. Несомненно, что «серые гнейсы» присутствуют и в пределах фундамента Русской плиты, где они перекрыты чехлом фанерозой- ских отложений, но обнаружение их — дело будущих исследова­ний, хотя попытки их выделения по данным бурения уже пред­приняты.

На Сибирской платформе серогнейсовые комплексы были об­наружены 10—12 лет назад. По данным В. И. Кицула и его кол­лег, они слагаются биотитовыми гнейсами, гранитогнейсами, пла- гиогнейсами, а также эндербит-чарнокитовой формацией, т. е. преимущественно гиперстеновыми гранитами, обнажающимися в центральной части Алданского щита и подстилающими более мо­лодую архейскую иенгрскую серию. Радиометрический возраст «серых гнейсов», определенный Pb—Pb методом, составляет около 3,4—3,5 млрд лет. Породы, представленные различными гнейсами, которые можно отнести к древнейшему основанию, в последнее время предполагаются на Анабарском массиве Сибирской плат­формы, а также в пределах ее обрамления: на Енисейском кряже и Омолонском массиве (3,4—3,5 млрд лет). Практически везде комплекс «серых гнейсов» образует куполовидные структуры, об­рамляемые более молодыми зеленокаменными поясами.

В пределах Китайско-Корейской платформы известны «серые гнейсы» с возрастом 2,9 и 3,3 млрд лет, которые входят в состав периферических участков архейских гранитогнейсовых куполов. «Определения радиометрического возраста включений в «серых гнейсах» по цирконам U—Pb методом дали цифры в 3,67—3,65 млрд лет. Следует отметить, что кроме гнейсов, амфиболитов и мета- вулканитов в состав древнейшего комплекса входят железистые кварциты и мраморы.