Тикшозерский зеленокаменный пояс входит в состав Северо-Карельской системы зелено-каменных поясов и, в свою очередь, состоит из отдельных структур: Каликорвинской, Кичан-ской, Мошинской, Ириногорской, Челозерской. Они сложены образованиями хизоваарского (2,8-2,78 млрд лет) и челозерского (около 2,76 млрд лет) зеленокаменных комплексов. Ириногорская структура расположена в южной части Тикшозерского зеленокаменного пояса. Материалы геофизических исследований территории между Хизоваарской и Ириногорской структурами дают основание предполагать, что здесь также развиты архейские зеленокаменные образования. Многие части структуры хорошо обнажены, и распространенные здесь толщи, сложенные разнообразными сланцами, гнейсами и амфиболитами, послужили основанием для выделения ириногорской свиты тикшозерской серии верхнего архея (лопия). Современные представления о строении территории, составе и природе слагающих ее пород базируются на исследованиях коллективов, возглавляемых В. Н. Кожевниковым, А. А. Щипанским. В составе зеленокаменного комплекса, слагающего Ириногорскую структуру, выделяется шесть стратотектонических ассоциаций: средне-кислых вулканитов, супрасубдукционных офиолитов, базальтовая, метаграувакковая, грубообломочная, осадочно-вулканогенная.
СТА средне-кислых метавулканипгов. Породы этой ассоциации слагают большую часть структуры. Они представляют собой биотитовые, гранат-биотитовые, биотит-амфиболовые гнейсы и сланцы с реликтами полосчатой текстуры. Особенности химического состава пород и их текстуры позволяют интерпретировать сланцы и гнейсы как метаморфизованные туфы, туффиты андезитов, дацитов, риолитов (с преобладанием дацитов) известково-щелочной серии. Среди туфов отмечаются прослои углеродсодержащих и глиноземистых сланцев. Кроме того, в толще картируются прослои однородных массивных метадацитов, которые могут быть либо лавовыми, либо субвулканическими фациями данной вулканической ассоциации. По особенностям состава толща сопоставима с островодужными метавулканитами андезит-дацитриолитового состава. U-Pb по цирконам изотопный возраст массивных метада-цитов - 2782 ± 9 млн лет, что позволяет надежно коррелировать рассматриваемую ассоциацию с однотипной ассоциацией Хизоваарской структуры и считать ее составной частью хизоваарского зеленокаменного комплекса. СТА супрасубдукционных офиолитов. Детальное картирование (1:5 000 - 1 : 25 000) Ириногорской структуры в районе г. Ирингора подтведило сделанные ранее выводы о принадлежности этой толщи хизоваарскому комплексу. Здесь, так же как в Хизоваарской структуре, были установлены образования бонинитовой серии. Однако в отличие от последней в Ириногорской структуре удается наблюдать реликты офиолитовой псевдостратиграфии, включая фрагменты габбрового комплекса, комплекса параллельных даек (с фрагментами полудаек и переходов дайкового комплекса в металавы) и лавового комплекса (подушечные и массивные лавы, гиа-локластика).
Архейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
Наиболее сохранившийся фрагмент офиолитовой последовательности наблюдается в скальных обнажениях северного берега оз. Иринозеро, где в основании офиолитового надвига также устанавливается тектонический меланж, залегающий, в свою очередь, на породах стратотектонической ассоциации средне-кислых вулканитов (островодужных метавулканитах андезит-дацитриолитового состава). Меланж сложен как местными (т. е. породами бонинитовой серии), так и экзотическими (железисто-титанистыми метабазальтами) микро-, мезо- и макроблоками, заключенными в вулканогенно-осадочный матрикс, представленный гетерогенными по минеральному составу гранат- и иногда кианитсодержащими био-тит-амфибол-кварц-плагиоклазовыми сланцами с линзами субаркозовых метапесчаников и углеродистых сланцев. В закартированных нами к северу выходах меланжа в вулканогенно-осадочном матриксе появляется менее зрелый материал, представленный рыжими грубослоистыми сланцами, по внешнему виду и минеральному составу не отличимыми от пород метаграувакковой стратотектонической ассоциации (каликорвинского типа). Таким образом, представляется, что офиолитовая пластина была надвинута на аккретиро-ванные островодужный (возраст - около 2782 млн лет) и троговый комплексы. Кроме того, офиолитовый комплекс перекрывается базальтовой стратотектонической ассоциацией. В современной структуре Ириногорская офиолитовая пластина разбита на ряд дугообразных чешуи, в которых породы бонинитовой серии совместно с последней постепенно погружаются на СВ. Такая картина, вероятно, связана с последующими деформационно-метаморфическими событиями, последовательность и возраст которых еще предстоит оценить. Весьма примечательно, что этот неоархейский офиолитовый разрез принадлежит единой низко-Ti петрогенетической серии, которая по своим петро- и геохимическим характеристикам практически не отличается от групп I и II верхних пиллоу-лав Троодоса. При этом собственно бонинитовые составы обнаруживаются как в лавовой, так и в дайковой фации. Таким образом, данная ассоциация Ириногорской структуры по всем своим показателям: наличию псевдостратиграфического разреза от габбро до лав и перекрывающих их вулканоми-ктовых осадков, тождественности геохимических параметров бонинитовым сериям фанерозой-ских офиолитов, сохранности первичных текстур, указывающих на условия спрединга, - может отождествляться с разрезом супрасубдукционных офиолитов.
Метаграувакковая СТА. Породы этой ассоциации предствавлены (кианит-гранат)-био-титовыми гнейсами, часто мигматизированными. По петрогеохимическим особенностям они интерпретируются как граувакки. Среди них обычны прослои амфиболитов (силлов базитов). Они слагают восточную часть структуры и хорошо обнажены в районе г. Ивангора.
Осадочно-вулканогенная СТА. Данная ассоциация установлена в районе г. Винча, она представлена метаморфизованными осадочными, частью туфогенно-осадочными породами средне-кислого состава, крайне своеобразными хемогенно-гидротермальными алюмо-железо-крем-нистыми породами (ставролитовые кварциты), агломератовыми кислыми, туфами и туфоконг-ломератами. Эта ассоциация коррелируется с осадочно-вулканогенной СТА Хизоваарской структуры.
Грубообломочная СТА представлена полимиктовыми конгломератами, чередующимися с метаалевро-пелитами, и установлена в районе г. Винча. Обломочная составляющая пород состоит из кислых вулканитов, кварцитов, гранитоидов, магнетито-вых кварцитов (неполосчатых). Цемент конгломератов - метаалевро-песчаники. Толща залегает в виде мощного линзо-видного тела в ядерной части наложенной синклинали, между осадочно-вулка-ногенной и базальтовой ассоциациями. Она прорывается дайками андезитов, телами ультраосновного (коматиитового) состава. Данную ассоциацию сопоставляют с комплексами тимискамингского типа, однако локальность ее развития не позволяет обосновать это сходство убедительно.
Для Ириногорской структуры характерна генеральная северо-западная ориентировка тектонических элементов, в восточной части они осложнены палео-протерозойской системой субмеридиональных правых сдвиго-взбросов. Здесь элементы архейской структуры испытали вращение по часовой стрелке в среднем на 40° (в плане). К северу от структуры отмечена иная (преимущественно восток - северо-восточная) ориентировка плоскостных и линейных структурных элементов. Выделяется две главные стадии формирования архейской структуры территории: 1) покровные и надвиговые деформации, сопровождавшиеся образованием лежачих асимметричных складок, синхронных с преобразованиями пород в амфиболито-вой - эпидот-амфиболитовой фации метаморфизма повышенных давлений, и внедрением синтектонических гранитоидов, границы покровов маркируются зонами рассланцевания, бластомилонитизации, метасоматическими изменениями пород; 2) деформации покровных комплексов с развитием систем взбросов и сдвиго-взбросов и сопряженных с ними складок.
Архейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
Кичанская структура Тикшозерского зеленокаменного пояса располагается в северной его части, имеет северо-западную ориентировку и сложена породами хизоваарского комплекса, в составе которого здесь выделяются две стратотектонические ассоциации: кома-тиит-толеитовая, средне-кислых вулканитов.
Коматиит-толеитовая СТА сложена главным образом амфиболитами (плагиоклазовы-ми, гранатовыми), имеющими полосчатую, реже однородную текстуру, в них не установлены какие-либо реликты дометаморфических текстур. По особенностям состава их можно интерпретировать как вулканиты (лавы, туфы) основного состава. Среди амфиболитов этой пачки картируются тела метаультрабазитов. Они представлены ортопироксен-актинолитовыми сланцами с хорошо выраженной линейностью и плойчатостью. Тела названных сланцев часто окружены 5-15-метровой зоной «зеленых» меланократовых амфиболитов. Среди метаультрабазитов по текстурно-структурным и морфологическим особенностям выделяется две группы: однородные, массивные, относительно крупные тела и сланцеватые, относительно небольшие. Первые известны в северной части изученного района. Это относительно крупные (размер одного 100 х 300 м, другого - 20 х 200 м) тела. Форма одного из них в плане каплевидная, а другого - даикообразная. Отмечается субсекущий контакт последнего с полосчатостью вмещающих амфиболитов. В зоне эндоконтакта этого тела породы более однородные и мелкозернистые, чем в центральной его части. Метаультрабазиты, слагающие каплевидное тело, характеризуются сфероидной текстурой. Можно полагать, что эта группа тел имеет интрузивную природу. Другая группа - это мелкие линзовидные тела мощностью 1,5-3 м среди амфиболитов. По особенностям состава (см. ниже) метаультрабазиты можно интерпретировать как ко-матииты (мелкие тела второй группы), а массивные разности - как их интрузивные комагматы.
СТА средне-кислых вулканитов. В стратотектоническом разрезе выше метакоматиит-базальтовой СТА залегают амфибол-биотитовые сланцы, среди которых выделяются разновидности с хорошо сохранившейся текстурой агломератовых туфов, а также тонкополосчатые разновидности. В ядрах нескольких субширотных структур залегают грубополосчатые лейкократовые (гранат-кианит)-биотит-мусковитовые сланцы (иногда с турмалином). Они формируют пачку мощностью до 300 м, а также отмечаются в виде небольших прослоев среди биотит-амфиболовых сланцев. Текстурные особенности и вещественный состав пород позволяют определить первичную природу амфибол-биотитовых сланцев как туфогенную, главным образом, андезитового состава, а мусковитовых сланцев - как риолитовых лав. Оценки (Pb-Pb метод) возраста цирконов из пород этой ассоциации - 2690-2510 млн лет - весьма сложны для интерпретации. Толща средне-кислых вулканитов Кичанской структуры сечется микроклиновыми гранитами (Сыстра, 1990) с возрастом 2674 ± 4 млн лет (определен U-Pb методом по цирконам, что и определяет верхнюю границу ее возраста. Зеленокаменный комплекс, по крайней мере, дважды участвовал в деформациях: в результате раннего этапа сформировались изоклинальные складки с субширотной или северо-восточной ориентировкой ОП, которые позднее были деформированы, и образовались структуры с северо-западной ориентировкой ОП и сингенетичная с ней линейность.
Петрогеохимические особенности метавулканитов. Среди вулканитов Кичанской структуры выделяется две породные ассоциации: коматиит-толеитовая и средне-кислых вулканитов. На классификационной диаграмме Si02 - Na20 + K2O (рис. 52, А) фигуративные точки составов основных и средне-кислых вулканитов расположены в полях от базальтов до рио-литов, главным образом, нормального ряда, единичные андезибазальты имеют повышенную щелочность. Базальты принадлежат породам толеитовой серии натриевому типу щелочности, а средне-кислые - к известково-щелочной серии, натриевому и калиево натриевому типу щелочности. Ультраосновные породы по соотношению MgO - AI2O3 - FeO*+Ti02 классифицируются как перидотитовые и базальтовые коматииты.
Метабазальты коматиит-толеитовой ассоциации, как показано выше, относятся к толеитам натрового ряда. На бинарных диаграммах MgO - окислы фигуративные точки составов этих метабазальтов образуют слабодифференцированные тренды, хотя феннеровская тенденция увеличения содержания суммы FeO, SiC>2, T1O2 и уменьшения -AI2O3 при уменьшении в них содержания MgO отмечается. Такое изменение их состава может объясняться фракционированием умеренно-магнезиальных расплавов под контролем 01, Р1 и Срх, т. е. при относительно низких давлениях и низкой фугитивности О2. Тренды изменения состава толеитов в координатах Y - Zr, Y - Сг согласуются с этим предположением. Содержание РЗЭ в метабазальтах в 8-15 раз выше хондритовых, график распределения РЗЭ близок к плоскому ((La/Yb)N = 0,9-1), вместе с тем отмечается слабое обеднение легкими РЗЭ ((La/Sm)N = 0,7-0,8). Базальты такого состава могли сформироваться из расплавов, близких к коматиитовым базальтам, путем отделения 01, Срх и Р1 (т. е. при низких давлениях), что согласуется с вышесказанным. Таким образом, формирование толеитов ранней стадии проходило, вероятно, в малоглубинных камерах (на глубине до 15 км) в ходе фракционной кристаллизации первичных выплавок (имевших, вероятно, состав, близкий к коматиитовым базальтам). По особенностям состава базальты близки толеитам ТН-1 Конди (1981) и толеитам архейских зеленокаменных поясов. По характеру распределения РЗЭ они сходны с современными нормальными (N-MORB) океаническими базальтами. При сопоставлении данных толеитов с N-MORB по более широкому кругу элементов также устанавливается их аналогия, что хорошо видно на спайдер-диаграмме. К таким же выводам относительно природы толеитов Кичанской структуры пришли другие исследователи. По петрохимическим особенностям метаультрабазиты этой ассоциации отвечают кома-тиитам и коматиитовым базальтам. По соотношению AI2O3/T1O2 (большая часть от 18 до 25, единичные менее 15), СаО/АЬОз - 0,7-1,6; Zr/Y - 2-2,8 они соответствуют А1-недеплетированному типу (Мунротип). Уровень содержания тяжелых РЗЭ в коматиитах ассоциации в 4-6 раз превышает хон-дритовый уровень, а легких - в 3-4 (рис. 54). Спектр распределения РЗЭ дифференцированный ((La/Yb)N = 0,7-0,8: породы обеднены легкими РЗЭ (La/Sm)^ = 0,7-0,8), при недифференцированном распределении тяжелых РЗЭ, в ряде проб сильно выражен Ей минимум. По особенностям состава РЗЭ рассматриваемые породы относятся к коматиитам типа II, группы III (Вревский, 2000). Коматииты такого состава могли образоваться в мантийном плюме при плавлении деплетированного безгранатового мантийного перидотита при давлении 25-40 кбар (на глубине 75-120 км) и последующем фракционировании, в основном, оливина. Ассоциация средне-кислых вулканитов. На классификационных петрохимических диаграммах фигуративные точки составов пород этой ассоциации находятся, главным образом, в поле известково-щелочных андезибазальтов, андезитов и риолитов калиево-натрового и натриевого рядов. Преобладают андезибазальты и андезиты. Спектр распределения РЗЭ в породах рассматриваемой ассоциации дифференцированный ((La/Yb)N около 11-17): содержания легких РЗЭ превышают хондритовый уровень в 70-100 раз, средних - в 20-40 раз, а тяжелых - в 6-7 раз. Ей отрицательная аномалия выражена крайне слабо. Средние вулканиты Кичанской структуры сопоставимы по особенностям состава РЗЭ с вулканитами развитых островных дуг, таких, например, как Коман-дорско-Алеутская. Близкие спектры РЗЭ характерны для вулканитов адакитовых серий, формирование которых, как уже отмечалось, связывается с частичным плавлением гранатовых серии. Таким образом, средне-кислые вулканиты Кичанской структуры, подобно близкой по составу хаттомозерской свите Керетского зеленокаменного пояса, наибольшее сходство обнаруживают с известково-щелочными породами развитых островных дуг.
Челозерская структура Тикшозерского зеленокаменного пояса располагается к западу от Ириногорской и в юго-западном борту по тектонической зоне контактирует с ней. Структура слагается челозерским зеленокаменным комплексом, который перекрывается сумийскими образованиями. Челозерский комплекс сложен главным образом метавулканитами среднего состава, среди которых отмечены разности с реликтами миндалекаменной и шаровой текстур, и осадочно-вулканогенными образованиями, в подчиненном количестве - метабазаль-тами и высоко-Mg базитами. Возраст порфировидных андезибазальтов этого комплекса оценивается в 2753 ± 13 млн лет, что позволяет отнести комплекс к наиболее молодой генерации вулканитов этой зеленокаменной системы. Каликорвинская структура представляет собой северо-западное замыкание Тикшозерского зеленокаменного пояса и всей Северо-Карельской системы зеленокаменных поясов. Информация о данной структуре содержится в ряде работ, но наиболее полно исследована коллективом под руководством Ю. В. Миллера. Структура имеет в плане своеобразную форму «трилистника», представляет собой антиформу, сложенную неоархейским зеленокаменным каликорвинским комплексом, и рассматривается как тектоническое окно в Ковдозерском покрове.
В Каликорвинском тектоническом окне достаточно надежно выделяются и картируются четыре пачки, составляющие две стратотектонические ассоциации: ам-фиболитовую и парагнейсовую. Общая мощность зеленокаменных и парагнейсовых образований, вскрытых в Каликорвинской структуре, оценивается в 1300 м.
Амфиболитовая стратотектоническая ассоциация. Толща сложена преимущественно гранатовыми амфиболитами, которые по петрохимическим особенностям соответствуют метабазальтам. Они составляют до 95% нижней части стратотектонического разреза. В них отмечаются редкие прослои (мощность от нескольких сантиметров до первых метров) биотитовых и биотит-амфиболовых гнейсов (отвечающих по составу вулканитам среднего-кислого состава), а также линзы гранат-биотитовых гнейсов (метаграувакк). Последние образуют также мощную (300-800 м) пачку, залегающую среди амфиболитов. Пачка этих парагнейсов неоднородна, в ней встречаются пласты амфиболитов (отвечающих по составу метабазальтам и очень редко - коматиитовым базальтам), биотитовых и амфибол-биотитовых гнейсов (метавулканитов среднего-кислого состава). В верхней части стратотектонического разреза, которая выделяется как самостоятельная пачка, доля прослоев разнообразных гнейсов в амфиболитах увеличивается. На основании имеющихся данных по особенностям состава вулканиты рассматриваемой ассоциации варьируют от ультрабазитов (коматиитов) до дацитов нормального ряда, лишь небольшая их часть соответствует субщелочной серии, что связывается с метаморфическими преобразованиями пород. Амфиболиты (метабазальты) относятся, главным образом, к толеитовой серии. Среди них выделяются магнезиальные и более редки - железистые разности и базальты известково-щелочной серии. Толеитовые базальты характеризуются плоским спектром распределения РЗЭ. По соотношению Ti/Cr - Ni значительная их часть относится к океаническим базальтам, но отмечаются и островодужные. Ультрабазиты ассоциации соответствуют базальтовым коматиитам. Фигуративные точки пород среднего и кислого состава на классификационных диаграммах лежат в поле известково-щелочной серии. Вместе с тем среди последних выделяются дациты с содержанием Sr до 900 г/т, Y - 8, Yb - 0,71, что характерно для вулканитов адакитовой серии. Такие вулканиты установлены в Хизоваарской структуре. В последнее время на приборе SHRIMP-II выполнено прецизионное датирование магматических цирконов из прослоя кислых метавулканитов (метадацитов), залегающих среди метабазальтов, в основании стратотектонического разреза. Их возраст -2775 ± 6 млн лет, что позволяет сопоставлять время формирования средне-кислых вулканитов ассоциации с формированием хизоваарского (2,8-2,78 млрд лет) комплекса Северо-Карель-ской системы зеленокаменных поясов. Sm-Nd систематика метадацитов рассматриваемой ассоциации свидетельствует об отсутствии контаминации дацитовых расплавов древним коровым веществом. Близкие Nd-изотопные характеристики имеют метаграувакки этой ассоциации (ема (2,87) = +3,0; Том = 2,9 млрд лет). Это означает, что среди возможных источников в областях сноса преобладают близкие к ним по возрасту породы, вероятнее всего - средне-кислые вулканиты.
Парагнейсовая стратотектоническая ассоциация. Парагнейсы слагают большую часть северо-восточной части структуры. Они представлены гранат-биотитовыми гнейсами. Среди них отмечаются прослои биотитовых гнейсов, отвечающих по составу дацитам. По ряду петрохимических особенностей (например, положение фигуративных точек их составов на рхейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
классификационной диаграмме SiC>2 - Na20 + К2О гранат-биотитовые гнейсы напоминают дациты, однако высокие содержания в них MgO (более 5%), Сг (достигающие 400 г/т) и других элементов группы железа и низкие - СаО (2-3%) не позволяют рассматривать их как вулканиты, а дают основания интерпретировать их как граувакки. Анализ состава метаграувакк показывает, что они могли сформироваться, главным образом, за счет разрушения в области сноса средне-кислых вулканитов, базальтов и коматиитов (соответственно в соотношении 60 : 30 : 10), аналогичных тем, которые составляют амфиболитовую стратотектоническую ассоциацию. На дискриминационных диаграммах фигуративные точки составов парагнейсов располагаются в поле осадков бассейнов океанических островных дуг. Sm-Nd систематика метаграувакк ассоциации согласуется с выводом о том, что в областях сноса отсутствуют древние коровые породы. Каликорвинская структура сложена двумя стратотектоническими ассоциациями, сформировавшимися в одно и то же время - около 2775 млн лет назад, в различных зонах единой островодужной системы: амфиболитовая ассоциация маркирует вулканическую дугу, а грау-вакковая - преддуговый бассейн или трог.
Таким образом: Северо-Карельская система зеленокаменных поясов, состоящая из Керетского и Тикшозерского зеленокаменных поясов, слагается тремя разновозрастными зеленокаменными комплексами: керетьозерским (2,88-2,83 млрд лет), хизоваарским (2,8-2,78 млрд лет) и челозер-ским (около 2,75 млрд лет). Тикшозерский зеленокаменный пояс и северная часть Керетского состоят из пород хизо-ваарского (2,8-2,78 млрд лет) и челозерского (около 2,75 млрд лет) зеленокаменных комплексов. Первый включает в себя ряд тектонически совмещенных (аккретированных) стратотектонических ассоциаций, среди которых важно отметить следующие: супрасубдукционных офиоли-тов, островодужных дифференцированных средне-кислых вулканитов, осадочно-вулканогенную, коматиит-базальтовую, метаграувакковую, грубообломочную. Данный комплекс фиксирует эволюцию субдукционно-аккреционнои системы от стадии юной островной дуги, заложившеися на сиалическом фундаменте, через стадию развитой островной дуги до аккреционной. Второй - челозерский комплекс, сложенный преимущественно остоводужными вулканитами, маркирует один из наиболее поздних субдукционно-аккреционный эпизод на конвергентной границе.
СТА средне-кислых метавулканипгов. Породы этой ассоциации слагают большую часть структуры. Они представляют собой биотитовые, гранат-биотитовые, биотит-амфиболовые гнейсы и сланцы с реликтами полосчатой текстуры. Особенности химического состава пород и их текстуры позволяют интерпретировать сланцы и гнейсы как метаморфизованные туфы, туффиты андезитов, дацитов, риолитов (с преобладанием дацитов) известково-щелочной серии. Среди туфов отмечаются прослои углеродсодержащих и глиноземистых сланцев. Кроме того, в толще картируются прослои однородных массивных метадацитов, которые могут быть либо лавовыми, либо субвулканическими фациями данной вулканической ассоциации. По особенностям состава толща сопоставима с островодужными метавулканитами андезит-дацитриолитового состава. U-Pb по цирконам изотопный возраст массивных метада-цитов - 2782 ± 9 млн лет, что позволяет надежно коррелировать рассматриваемую ассоциацию с однотипной ассоциацией Хизоваарской структуры и считать ее составной частью хизоваарского зеленокаменного комплекса. СТА супрасубдукционных офиолитов. Детальное картирование (1:5 000 - 1 : 25 000) Ириногорской структуры в районе г. Ирингора подтведило сделанные ранее выводы о принадлежности этой толщи хизоваарскому комплексу. Здесь, так же как в Хизоваарской структуре, были установлены образования бонинитовой серии. Однако в отличие от последней в Ириногорской структуре удается наблюдать реликты офиолитовой псевдостратиграфии, включая фрагменты габбрового комплекса, комплекса параллельных даек (с фрагментами полудаек и переходов дайкового комплекса в металавы) и лавового комплекса (подушечные и массивные лавы, гиа-локластика).
Архейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
Наиболее сохранившийся фрагмент офиолитовой последовательности наблюдается в скальных обнажениях северного берега оз. Иринозеро, где в основании офиолитового надвига также устанавливается тектонический меланж, залегающий, в свою очередь, на породах стратотектонической ассоциации средне-кислых вулканитов (островодужных метавулканитах андезит-дацитриолитового состава). Меланж сложен как местными (т. е. породами бонинитовой серии), так и экзотическими (железисто-титанистыми метабазальтами) микро-, мезо- и макроблоками, заключенными в вулканогенно-осадочный матрикс, представленный гетерогенными по минеральному составу гранат- и иногда кианитсодержащими био-тит-амфибол-кварц-плагиоклазовыми сланцами с линзами субаркозовых метапесчаников и углеродистых сланцев. В закартированных нами к северу выходах меланжа в вулканогенно-осадочном матриксе появляется менее зрелый материал, представленный рыжими грубослоистыми сланцами, по внешнему виду и минеральному составу не отличимыми от пород метаграувакковой стратотектонической ассоциации (каликорвинского типа). Таким образом, представляется, что офиолитовая пластина была надвинута на аккретиро-ванные островодужный (возраст - около 2782 млн лет) и троговый комплексы. Кроме того, офиолитовый комплекс перекрывается базальтовой стратотектонической ассоциацией. В современной структуре Ириногорская офиолитовая пластина разбита на ряд дугообразных чешуи, в которых породы бонинитовой серии совместно с последней постепенно погружаются на СВ. Такая картина, вероятно, связана с последующими деформационно-метаморфическими событиями, последовательность и возраст которых еще предстоит оценить. Весьма примечательно, что этот неоархейский офиолитовый разрез принадлежит единой низко-Ti петрогенетической серии, которая по своим петро- и геохимическим характеристикам практически не отличается от групп I и II верхних пиллоу-лав Троодоса. При этом собственно бонинитовые составы обнаруживаются как в лавовой, так и в дайковой фации. Таким образом, данная ассоциация Ириногорской структуры по всем своим показателям: наличию псевдостратиграфического разреза от габбро до лав и перекрывающих их вулканоми-ктовых осадков, тождественности геохимических параметров бонинитовым сериям фанерозой-ских офиолитов, сохранности первичных текстур, указывающих на условия спрединга, - может отождествляться с разрезом супрасубдукционных офиолитов.
Базальтовая СТА. Породы этой ассоциации формируют толщу, которая залегает в ядре синклинорной структуры в районе г. Винча (Кожевников, 2000), и слагает отдельные тектонические пластины в районе г. Ирингора и р-не г. Ивангора. Толща сложена главным образом амфиболитами, которые по большинству признаков отвечают базальтам: по составу соответствуют толеитовым базальтам, в них местами сохраняются реликты подушечных текстур. Среди базальтов устанавливаются тела (силлы) ультраосновного (коматиитового) состава. По большинству признаков эта ассоциация аналогична верхней мафической СТА в Хизоваарской структуре.
Метаграувакковая СТА. Породы этой ассоциации предствавлены (кианит-гранат)-био-титовыми гнейсами, часто мигматизированными. По петрогеохимическим особенностям они интерпретируются как граувакки. Среди них обычны прослои амфиболитов (силлов базитов). Они слагают восточную часть структуры и хорошо обнажены в районе г. Ивангора.
Осадочно-вулканогенная СТА. Данная ассоциация установлена в районе г. Винча, она представлена метаморфизованными осадочными, частью туфогенно-осадочными породами средне-кислого состава, крайне своеобразными хемогенно-гидротермальными алюмо-железо-крем-нистыми породами (ставролитовые кварциты), агломератовыми кислыми, туфами и туфоконг-ломератами. Эта ассоциация коррелируется с осадочно-вулканогенной СТА Хизоваарской структуры.
Грубообломочная СТА представлена полимиктовыми конгломератами, чередующимися с метаалевро-пелитами, и установлена в районе г. Винча. Обломочная составляющая пород состоит из кислых вулканитов, кварцитов, гранитоидов, магнетито-вых кварцитов (неполосчатых). Цемент конгломератов - метаалевро-песчаники. Толща залегает в виде мощного линзо-видного тела в ядерной части наложенной синклинали, между осадочно-вулка-ногенной и базальтовой ассоциациями. Она прорывается дайками андезитов, телами ультраосновного (коматиитового) состава. Данную ассоциацию сопоставляют с комплексами тимискамингского типа, однако локальность ее развития не позволяет обосновать это сходство убедительно.
Для Ириногорской структуры характерна генеральная северо-западная ориентировка тектонических элементов, в восточной части они осложнены палео-протерозойской системой субмеридиональных правых сдвиго-взбросов. Здесь элементы архейской структуры испытали вращение по часовой стрелке в среднем на 40° (в плане). К северу от структуры отмечена иная (преимущественно восток - северо-восточная) ориентировка плоскостных и линейных структурных элементов. Выделяется две главные стадии формирования архейской структуры территории: 1) покровные и надвиговые деформации, сопровождавшиеся образованием лежачих асимметричных складок, синхронных с преобразованиями пород в амфиболито-вой - эпидот-амфиболитовой фации метаморфизма повышенных давлений, и внедрением синтектонических гранитоидов, границы покровов маркируются зонами рассланцевания, бластомилонитизации, метасоматическими изменениями пород; 2) деформации покровных комплексов с развитием систем взбросов и сдвиго-взбросов и сопряженных с ними складок.
Архейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
Кичанская структура Тикшозерского зеленокаменного пояса располагается в северной его части, имеет северо-западную ориентировку и сложена породами хизоваарского комплекса, в составе которого здесь выделяются две стратотектонические ассоциации: кома-тиит-толеитовая, средне-кислых вулканитов.
Коматиит-толеитовая СТА сложена главным образом амфиболитами (плагиоклазовы-ми, гранатовыми), имеющими полосчатую, реже однородную текстуру, в них не установлены какие-либо реликты дометаморфических текстур. По особенностям состава их можно интерпретировать как вулканиты (лавы, туфы) основного состава. Среди амфиболитов этой пачки картируются тела метаультрабазитов. Они представлены ортопироксен-актинолитовыми сланцами с хорошо выраженной линейностью и плойчатостью. Тела названных сланцев часто окружены 5-15-метровой зоной «зеленых» меланократовых амфиболитов. Среди метаультрабазитов по текстурно-структурным и морфологическим особенностям выделяется две группы: однородные, массивные, относительно крупные тела и сланцеватые, относительно небольшие. Первые известны в северной части изученного района. Это относительно крупные (размер одного 100 х 300 м, другого - 20 х 200 м) тела. Форма одного из них в плане каплевидная, а другого - даикообразная. Отмечается субсекущий контакт последнего с полосчатостью вмещающих амфиболитов. В зоне эндоконтакта этого тела породы более однородные и мелкозернистые, чем в центральной его части. Метаультрабазиты, слагающие каплевидное тело, характеризуются сфероидной текстурой. Можно полагать, что эта группа тел имеет интрузивную природу. Другая группа - это мелкие линзовидные тела мощностью 1,5-3 м среди амфиболитов. По особенностям состава (см. ниже) метаультрабазиты можно интерпретировать как ко-матииты (мелкие тела второй группы), а массивные разности - как их интрузивные комагматы.
СТА средне-кислых вулканитов. В стратотектоническом разрезе выше метакоматиит-базальтовой СТА залегают амфибол-биотитовые сланцы, среди которых выделяются разновидности с хорошо сохранившейся текстурой агломератовых туфов, а также тонкополосчатые разновидности. В ядрах нескольких субширотных структур залегают грубополосчатые лейкократовые (гранат-кианит)-биотит-мусковитовые сланцы (иногда с турмалином). Они формируют пачку мощностью до 300 м, а также отмечаются в виде небольших прослоев среди биотит-амфиболовых сланцев. Текстурные особенности и вещественный состав пород позволяют определить первичную природу амфибол-биотитовых сланцев как туфогенную, главным образом, андезитового состава, а мусковитовых сланцев - как риолитовых лав. Оценки (Pb-Pb метод) возраста цирконов из пород этой ассоциации - 2690-2510 млн лет - весьма сложны для интерпретации. Толща средне-кислых вулканитов Кичанской структуры сечется микроклиновыми гранитами (Сыстра, 1990) с возрастом 2674 ± 4 млн лет (определен U-Pb методом по цирконам, что и определяет верхнюю границу ее возраста. Зеленокаменный комплекс, по крайней мере, дважды участвовал в деформациях: в результате раннего этапа сформировались изоклинальные складки с субширотной или северо-восточной ориентировкой ОП, которые позднее были деформированы, и образовались структуры с северо-западной ориентировкой ОП и сингенетичная с ней линейность.
Петрогеохимические особенности метавулканитов. Среди вулканитов Кичанской структуры выделяется две породные ассоциации: коматиит-толеитовая и средне-кислых вулканитов. На классификационной диаграмме Si02 - Na20 + K2O (рис. 52, А) фигуративные точки составов основных и средне-кислых вулканитов расположены в полях от базальтов до рио-литов, главным образом, нормального ряда, единичные андезибазальты имеют повышенную щелочность. Базальты принадлежат породам толеитовой серии натриевому типу щелочности, а средне-кислые - к известково-щелочной серии, натриевому и калиево натриевому типу щелочности. Ультраосновные породы по соотношению MgO - AI2O3 - FeO*+Ti02 классифицируются как перидотитовые и базальтовые коматииты.
Метабазальты коматиит-толеитовой ассоциации, как показано выше, относятся к толеитам натрового ряда. На бинарных диаграммах MgO - окислы фигуративные точки составов этих метабазальтов образуют слабодифференцированные тренды, хотя феннеровская тенденция увеличения содержания суммы FeO, SiC>2, T1O2 и уменьшения -AI2O3 при уменьшении в них содержания MgO отмечается. Такое изменение их состава может объясняться фракционированием умеренно-магнезиальных расплавов под контролем 01, Р1 и Срх, т. е. при относительно низких давлениях и низкой фугитивности О2. Тренды изменения состава толеитов в координатах Y - Zr, Y - Сг согласуются с этим предположением. Содержание РЗЭ в метабазальтах в 8-15 раз выше хондритовых, график распределения РЗЭ близок к плоскому ((La/Yb)N = 0,9-1), вместе с тем отмечается слабое обеднение легкими РЗЭ ((La/Sm)N = 0,7-0,8). Базальты такого состава могли сформироваться из расплавов, близких к коматиитовым базальтам, путем отделения 01, Срх и Р1 (т. е. при низких давлениях), что согласуется с вышесказанным. Таким образом, формирование толеитов ранней стадии проходило, вероятно, в малоглубинных камерах (на глубине до 15 км) в ходе фракционной кристаллизации первичных выплавок (имевших, вероятно, состав, близкий к коматиитовым базальтам). По особенностям состава базальты близки толеитам ТН-1 Конди (1981) и толеитам архейских зеленокаменных поясов. По характеру распределения РЗЭ они сходны с современными нормальными (N-MORB) океаническими базальтами. При сопоставлении данных толеитов с N-MORB по более широкому кругу элементов также устанавливается их аналогия, что хорошо видно на спайдер-диаграмме. К таким же выводам относительно природы толеитов Кичанской структуры пришли другие исследователи. По петрохимическим особенностям метаультрабазиты этой ассоциации отвечают кома-тиитам и коматиитовым базальтам. По соотношению AI2O3/T1O2 (большая часть от 18 до 25, единичные менее 15), СаО/АЬОз - 0,7-1,6; Zr/Y - 2-2,8 они соответствуют А1-недеплетированному типу (Мунротип). Уровень содержания тяжелых РЗЭ в коматиитах ассоциации в 4-6 раз превышает хон-дритовый уровень, а легких - в 3-4 (рис. 54). Спектр распределения РЗЭ дифференцированный ((La/Yb)N = 0,7-0,8: породы обеднены легкими РЗЭ (La/Sm)^ = 0,7-0,8), при недифференцированном распределении тяжелых РЗЭ, в ряде проб сильно выражен Ей минимум. По особенностям состава РЗЭ рассматриваемые породы относятся к коматиитам типа II, группы III (Вревский, 2000). Коматииты такого состава могли образоваться в мантийном плюме при плавлении деплетированного безгранатового мантийного перидотита при давлении 25-40 кбар (на глубине 75-120 км) и последующем фракционировании, в основном, оливина. Ассоциация средне-кислых вулканитов. На классификационных петрохимических диаграммах фигуративные точки составов пород этой ассоциации находятся, главным образом, в поле известково-щелочных андезибазальтов, андезитов и риолитов калиево-натрового и натриевого рядов. Преобладают андезибазальты и андезиты. Спектр распределения РЗЭ в породах рассматриваемой ассоциации дифференцированный ((La/Yb)N около 11-17): содержания легких РЗЭ превышают хондритовый уровень в 70-100 раз, средних - в 20-40 раз, а тяжелых - в 6-7 раз. Ей отрицательная аномалия выражена крайне слабо. Средние вулканиты Кичанской структуры сопоставимы по особенностям состава РЗЭ с вулканитами развитых островных дуг, таких, например, как Коман-дорско-Алеутская. Близкие спектры РЗЭ характерны для вулканитов адакитовых серий, формирование которых, как уже отмечалось, связывается с частичным плавлением гранатовых серии. Таким образом, средне-кислые вулканиты Кичанской структуры, подобно близкой по составу хаттомозерской свите Керетского зеленокаменного пояса, наибольшее сходство обнаруживают с известково-щелочными породами развитых островных дуг.
Челозерская структура Тикшозерского зеленокаменного пояса располагается к западу от Ириногорской и в юго-западном борту по тектонической зоне контактирует с ней. Структура слагается челозерским зеленокаменным комплексом, который перекрывается сумийскими образованиями. Челозерский комплекс сложен главным образом метавулканитами среднего состава, среди которых отмечены разности с реликтами миндалекаменной и шаровой текстур, и осадочно-вулканогенными образованиями, в подчиненном количестве - метабазаль-тами и высоко-Mg базитами. Возраст порфировидных андезибазальтов этого комплекса оценивается в 2753 ± 13 млн лет, что позволяет отнести комплекс к наиболее молодой генерации вулканитов этой зеленокаменной системы. Каликорвинская структура представляет собой северо-западное замыкание Тикшозерского зеленокаменного пояса и всей Северо-Карельской системы зеленокаменных поясов. Информация о данной структуре содержится в ряде работ, но наиболее полно исследована коллективом под руководством Ю. В. Миллера. Структура имеет в плане своеобразную форму «трилистника», представляет собой антиформу, сложенную неоархейским зеленокаменным каликорвинским комплексом, и рассматривается как тектоническое окно в Ковдозерском покрове.
В Каликорвинском тектоническом окне достаточно надежно выделяются и картируются четыре пачки, составляющие две стратотектонические ассоциации: ам-фиболитовую и парагнейсовую. Общая мощность зеленокаменных и парагнейсовых образований, вскрытых в Каликорвинской структуре, оценивается в 1300 м.
Амфиболитовая стратотектоническая ассоциация. Толща сложена преимущественно гранатовыми амфиболитами, которые по петрохимическим особенностям соответствуют метабазальтам. Они составляют до 95% нижней части стратотектонического разреза. В них отмечаются редкие прослои (мощность от нескольких сантиметров до первых метров) биотитовых и биотит-амфиболовых гнейсов (отвечающих по составу вулканитам среднего-кислого состава), а также линзы гранат-биотитовых гнейсов (метаграувакк). Последние образуют также мощную (300-800 м) пачку, залегающую среди амфиболитов. Пачка этих парагнейсов неоднородна, в ней встречаются пласты амфиболитов (отвечающих по составу метабазальтам и очень редко - коматиитовым базальтам), биотитовых и амфибол-биотитовых гнейсов (метавулканитов среднего-кислого состава). В верхней части стратотектонического разреза, которая выделяется как самостоятельная пачка, доля прослоев разнообразных гнейсов в амфиболитах увеличивается. На основании имеющихся данных по особенностям состава вулканиты рассматриваемой ассоциации варьируют от ультрабазитов (коматиитов) до дацитов нормального ряда, лишь небольшая их часть соответствует субщелочной серии, что связывается с метаморфическими преобразованиями пород. Амфиболиты (метабазальты) относятся, главным образом, к толеитовой серии. Среди них выделяются магнезиальные и более редки - железистые разности и базальты известково-щелочной серии. Толеитовые базальты характеризуются плоским спектром распределения РЗЭ. По соотношению Ti/Cr - Ni значительная их часть относится к океаническим базальтам, но отмечаются и островодужные. Ультрабазиты ассоциации соответствуют базальтовым коматиитам. Фигуративные точки пород среднего и кислого состава на классификационных диаграммах лежат в поле известково-щелочной серии. Вместе с тем среди последних выделяются дациты с содержанием Sr до 900 г/т, Y - 8, Yb - 0,71, что характерно для вулканитов адакитовой серии. Такие вулканиты установлены в Хизоваарской структуре. В последнее время на приборе SHRIMP-II выполнено прецизионное датирование магматических цирконов из прослоя кислых метавулканитов (метадацитов), залегающих среди метабазальтов, в основании стратотектонического разреза. Их возраст -2775 ± 6 млн лет, что позволяет сопоставлять время формирования средне-кислых вулканитов ассоциации с формированием хизоваарского (2,8-2,78 млрд лет) комплекса Северо-Карель-ской системы зеленокаменных поясов. Sm-Nd систематика метадацитов рассматриваемой ассоциации свидетельствует об отсутствии контаминации дацитовых расплавов древним коровым веществом. Близкие Nd-изотопные характеристики имеют метаграувакки этой ассоциации (ема (2,87) = +3,0; Том = 2,9 млрд лет). Это означает, что среди возможных источников в областях сноса преобладают близкие к ним по возрасту породы, вероятнее всего - средне-кислые вулканиты.
Парагнейсовая стратотектоническая ассоциация. Парагнейсы слагают большую часть северо-восточной части структуры. Они представлены гранат-биотитовыми гнейсами. Среди них отмечаются прослои биотитовых гнейсов, отвечающих по составу дацитам. По ряду петрохимических особенностей (например, положение фигуративных точек их составов на рхейские зеленокаменные и парагнейсовые комплексы Беломорского ПП
классификационной диаграмме SiC>2 - Na20 + К2О гранат-биотитовые гнейсы напоминают дациты, однако высокие содержания в них MgO (более 5%), Сг (достигающие 400 г/т) и других элементов группы железа и низкие - СаО (2-3%) не позволяют рассматривать их как вулканиты, а дают основания интерпретировать их как граувакки. Анализ состава метаграувакк показывает, что они могли сформироваться, главным образом, за счет разрушения в области сноса средне-кислых вулканитов, базальтов и коматиитов (соответственно в соотношении 60 : 30 : 10), аналогичных тем, которые составляют амфиболитовую стратотектоническую ассоциацию. На дискриминационных диаграммах фигуративные точки составов парагнейсов располагаются в поле осадков бассейнов океанических островных дуг. Sm-Nd систематика метаграувакк ассоциации согласуется с выводом о том, что в областях сноса отсутствуют древние коровые породы. Каликорвинская структура сложена двумя стратотектоническими ассоциациями, сформировавшимися в одно и то же время - около 2775 млн лет назад, в различных зонах единой островодужной системы: амфиболитовая ассоциация маркирует вулканическую дугу, а грау-вакковая - преддуговый бассейн или трог.
Таким образом: Северо-Карельская система зеленокаменных поясов, состоящая из Керетского и Тикшозерского зеленокаменных поясов, слагается тремя разновозрастными зеленокаменными комплексами: керетьозерским (2,88-2,83 млрд лет), хизоваарским (2,8-2,78 млрд лет) и челозер-ским (около 2,75 млрд лет). Тикшозерский зеленокаменный пояс и северная часть Керетского состоят из пород хизо-ваарского (2,8-2,78 млрд лет) и челозерского (около 2,75 млрд лет) зеленокаменных комплексов. Первый включает в себя ряд тектонически совмещенных (аккретированных) стратотектонических ассоциаций, среди которых важно отметить следующие: супрасубдукционных офиоли-тов, островодужных дифференцированных средне-кислых вулканитов, осадочно-вулканогенную, коматиит-базальтовую, метаграувакковую, грубообломочную. Данный комплекс фиксирует эволюцию субдукционно-аккреционнои системы от стадии юной островной дуги, заложившеися на сиалическом фундаменте, через стадию развитой островной дуги до аккреционной. Второй - челозерский комплекс, сложенный преимущественно остоводужными вулканитами, маркирует один из наиболее поздних субдукционно-аккреционный эпизод на конвергентной границе.
