МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ГРАНИТОИДЫ (САНУКИТОИДЫ) КОСТОМУКШСКОГО РАЙОНА, ЗАПАДНАЯ КАРЕЛИЯ: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХРОНОЛОГИЯ И ТЕКТОНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТАНОВЛЕНИЯ

Abstract

Приводятся результаты геолого-структурных, петрогеохимических, изотопных и геохронологических исследований позднетектонических гранитоидных массивов и даек, прорывающих метавулканиты Костомукшского зеленокаменного пояса в Западной Карелии. Эти интрузии внедрялись 2715 ± 5 млн. лет назад в уже деформированные толщи метавулканитов и позже сами претерпели структурно-тектоническую переработку. Гранитоиды и дайки характеризуются повышенной магнезиальностью (mg# от 0.47 до 0.61) и щелочностью, имеют широкий спектр составов от диоритов до гранодиоритов и по всем геохимическим характеристикам отвечают неоархейским гранитоидам санукитоидной серии (Shirey, Hanson, 1984). Геологические и петрогенетические соотношения были детально изучены для санукитоидов массива Таловейс. Этот небольшой массив (примерно 0.5 х 1 км) имеет полифазное, концентрически-зональное строение с гомодромной последовательностью внедрения фаз. Ранние диориты слагают узкую (менее 50 м) оторочку по периферии массива и встречаются в виде ксенолитов среди преобладающих по объему гранодиоритов его внутренней части. Порфировидные структуры указывают на гипабиссальный уровень становления массива. Гранитоиды имеют общие вариации содержаний петрогенных, редких и редкоземельных элементов. С ростом концентраций SiO 2 от 55 до 70 мас. % происходит снижение содержаний TiO 2, Al 2O 3, Fe 2O 3, MgO, CaO, P 2O 5, магнезиальности (mg# от 0.55 до 0.47), V, Co, Sc, Y, тяжелых, средних и, в меньшей степени, легких лантаноидов, увеличение содержаний Nb, U, Th, Pb, Ва и степени фракционирования РЗЭ (La N/Yb N от 20 до 35). Для Zr и редких щелочных элементов (Li, Rb, Cs) наблюдается рост концентраций в диоритах и снижение - в гранодиоритах. На спайдер-диаграммах диориты и гранодиориты имеют близкие мультиэлементные спектры с резкими отрицательными аномалиями Nb и небольшими аномалиями Ti; отрицательные аномалии Zr проявлены в диоритах, но в гранодиоритах отсутствуют. По результатам моделирования вариации составов санукитоидов, вероятно, связаны с кристаллизационной дифференциацией роговой обманки, плагиоклаза и клинопироксена в диоритовых расплавах (SiO 2 от 55 до 63 мас. %) и сменой состава кумулусной ассоциации на плагиоклаз + роговая обманка + биотит при переходе к гранодиоритовым магмам (SiO 2 более 66 мас. %). Такая смена состава фракционировавшихся минеральных ассоциаций с исчезновением клинопироксена и появлением биотита на ликвидусе, возможно, обеспечила наблюдаемый разрыв в составах санукитоидов массива Таловейс в интервале содержаний SiO 2 63-66 мас. %. Первичные расплавы изученной санукитоидной серии, возможно, представляют составы наиболее магнезиальных (mg# = 0.55-0.61, MgO = 5.5-7.1 мас.%) диоритов массива Таловейс и диоритовых даек, которые обогащены Cr (52-299 мкг/г), Ni (33-62 мкг/г) и одновременно многими литофильными элементами, включая Ba (680-860 мкг/г), Sr (314-870 мкг/г) и легкие РЗЭ (La от 26 до 41 мкг/г). Такие особенности наилучшим образом объясняются образованием этих пород при частичном плавлении примитивного мантийного источника, претерпевшего интенсивную метасоматическую переработку кислыми расплавами с характеристиками более ранних (2.8 млрд. лет) синтектонических ТТГ-гранитоидов обрамления Костомукшского пояса. Такая переработка мантии могла быть связана с субдукционной стадией тектонической эволюции рассматриваемого района при формировании ТТГ-зеленокаменного комплекса около 2.8 млрд. лет назад (Puchtel et al., 1998; Самсонов и др., 2001; Samsonov et al., 2004). Пространственное распределение позднетектонических интрузий санукитоидов в Костомукшском поясе, а также особенности строения и состава санукитоидных массивов позволяют предполагать, что этот этап магматизма был связан с растяжением коры в ходе эволюции региональной сдвиговой тектонической зоны.