Геологическое строение и история развития купольных структур Северного Приладожья

• Автор: Васильева, Татьяна Игоревна
• Шифр специальности: 04.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КУПОЛЬНЫХ СТРУКТУР СЕВЕРНОГО ПРИЛАДОЖЬЯ.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I Обзор представлений о геологическом строении Северного Приладожья
1.1. Состояние геологической изученности
1.2. Развитие представлений о генезисе окаймленных куполов Приладожья
1.3. Развитие представлений о геодинамической позиции Приладожья
Выводы
ГЛАВА II. Краткий очерк геологического строения Северного Приладожья
П. 1. Стратиграфия
ЇІ.2. Магматические и палингенно-метасоматические комплексы
11.3. Метаморфическая зональность и ее особенности
11.3. Тектоника Северного Приладожья
Выводы
ГЛАВА IIIГеологическое строение купольных структур Северного Приладожья. 49 III. 1. Купольные структуры Сортавальской группы
III. 1.1. Кирьявалахтинский купол
ПІ. 1.2. Сортавальский купол
III. 1.3. Йокирантский купол
III. 1.4. Купол Сортокаллио
III. 1.5. Иниварский купол
ІП. 1.6. Купол Хавус
Выводы
ІІІ.2. Структуры зоны термальных аномалий (Североладожского купола)
III. 2.1 .Общая характеристика купола
III. 2.2. Гранитоидный массив Реускула
ІП. 2.3. Гранитоидный массив Варонен
Выводы
ГЛАВА IV Петрогеохимическая характеристика пород - индикаторов геодинамических обстановок формирования купольных структур
VI. 1. Геохимические особенности метабазитов Северного Приладожья
УІ.2. Геохимия пород, слагающих ядра куполов Сортавальской группы
VI.3. Геохимические особенности гранитоидов зоны термальных куполов
Выводы
ГЛАВА V Модель эволюции купольных структур Северного Приладожья
Заключение
Литература

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КУПОЛЬНЫХ СТРУКТУР СЕВЕРНОГО ПРИЛАДОЖЬЯ.
Актуальность темы Северное Приладожье относится к одному из наиболее изученных в геологическом отношении регионов юга Балтийского щита. Его характерной чертой является широкое развитие гранито-гнейсовых куполов, впервые описанных О. ) £/ Трюстедтом(1907) и ставших широко известными после работ П. Эскола (1949). Появившиеся в последнее время новые данные по стратиграфии и магматизму района изменили существующие представления о тектонической эволюции Приладожья. В * настоящее время существуют две основные концепции тектонической эволюции ( Северного Приладожья, как части Ладожско-Ботнической зоны дислокаций. Одна из них '<‘Т' основана на представлении о внутриплитном положении этой зоны (А.П. Светов и др., 1992). Вторая концепция, наиболее популярная в настоящее время, рассматривает 3 Ладожско-Ботническую зону как крупную сутуру, разделяющую стабильный Карельский кратон и подвижную свекофеннскую область. В качестве одного из аргументов этой I концепции приводится представление об отсутствии сиапического фундамента в южной части района (Северо-Западное Приладожье), поскольку там не обнаружено купольных структур, типичных для северного сектора района. С такой точки зрения геодинамическая позиция Северного и Северо-Западного Приладожья принципиально различна (Ш.К. Балтыбаев и др., 1996, В.А. Глебовицкий, В.М Шемякин, 1996, В.И. Шульдинер и др., 1995, 1997). В последние годы появилось представление о развитии Ладожско-Ботнической зоны в режиме транспрессии (Ю.А. Морозов, 1999). Таким образом, проблема ( генезиса окаймленных куполов, как реперов наличия сиапического фундамента N территории, приобретает особую актуальность в свете выяснения особенностей эволюции | района. В этом отношении важным становится выяснение характера контакта ядер куполов и их слоистой оболочки. Также важно определение геодинамической природы вулканитов сортавальской серии обрамления, что позволит уточнить особенности ранних этапов развития и формирования куполов. Не менее актуален вопрос соотношения структур I окаймленных куполов и метаморфизованных и мигматизированных супракрустальных толщ нижнего протерозоя. Для района Северо-Западного Приладожья установлена высокая термальная активность, сопряженная с локальными проницаемыми зонами. Такие зоны, с известной долей приближения, были определены как термальные купола (В.П. Петров, 1995).
Очевидна, таким образом, необходимость дальнейшего изучения геологического строения гранито-гнейсовых куполов Северного Приладожья, их пространственного положения; определение геодинамической позиции вещественных комплексов, слагающих обрамление куполов; выяснения основных особенностей строения термальных куполов (термальных аномалий); и определения основных этапов геодинамического развития региона на основе анализа условий формирования купольных структур различных типов.
Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение особенностей геологического строения куполов, проведение их типизации и тектонического районирования, а также выявления структурно-парагенетической связи с другими крупными структурными элементами этой части Балтийского щита для построения модели тектонической эволюции куполов.
В задачи исследования входило изучение: 1) вещественного состава и структуры пород, слагающих иракрусталъный комплекс в ядрах куполов; 2) характера взаимоотношений структурно-вещественных комплексов инфраструктуры с супракрустальными толщами обрамления куполов; 3) осббёйШстей строения термальных куполов и их взаимоотношений с породами рамы; а также проведение 4) типизации куполов, основанной на особенностях их строения; 5) тектонического районирования; 6) разработки модели тектонической эволюции куполов.

Фактический материал. В основу исследований положены личные наблюдения автора, проведенные в течение 1995-1998 годов за время работы в ИЛРАН (1995-96,1999 г.г.) и ИГ Кар НЦ РАН (г. Петрозаводск) (1997-1998 г.г.) и анализ литературных данных. Основная часть материала собрана автором в ходе полевых работ совместно и под руководством сотрудников Института Геологии Кар НЦ РАН А.П. Светова и Л.П. Свириденко (1994-1995 г.г.), совместно с A.B. Первуниной (1994-1996 г.г), а также самостоятельных исследований. Автором было просмотрено 400 прозрачно-полированных шлифов, обработано 200 полных силикатных анализов, (с привлечением опубликованных материалов А.П. Светова и Л.П. Свириденко и оригинальных химических анализов, любезно предоставленных Е.Н. Тереховым); и 31 анализ редкоземельных элементов. Также были использованы данные микрозондового изучения минералов по 10 шлифам.
Методика исследований. Для решения поставленных задач использовались стандартные методы полевых исследований (геологические маршруты и площадное структурнолитологическое картирование основных структур в масштабе 1: 50.000 с применением материалов дешифрирования аэро- и космических снимков) и камеральной обработки полученных материалов. Также использовались современные подходы к изучению вещественного состава метаморфических и магматических пород, выражающиеся в применении петрохимических тектоно-магматических дискриминантных диаграмм, при обработке геохимических данных, и анализ распределения РЗЭ для выявления особенностей петрогенезиса и геодинамических условий формирования исследуемых комплексов.
Объектом исследования являлся ансамбль окаймленных гранито-гнейсовых куполов Северного Приладожья (Сортавальская группа), расположенных на юго-восточном фланге Ладожско-Ботнической зоны дислокаций, в зоне контакта с Карельским массивом. Эти структуры хорошо обнажены в районе от озер Рюттюярви и Хаукаярви на севере до зал. Меллойстенлахти на юге. Для комплексного решения вопросов геодинамического развития территории в раннем протерозое были проведены работы в центральной части зоны (северная часть Путсарского синклинория), где по результатам дешифрирования космических снимков выделяются специфические кольцевые структуры неясного генезиса. Научная новизна.
Установлена гетерогенность вещественного состава ядер окаймленных куполов Северного Приладожья. В пределах Сортавальской (Западной) группы окаймленных куполов выделены два подтипа структур, различающихся по строению, составу и возрасту субстрата. Рассмотрены основные геохимические особенности метабазитов, слагающих
обрамление окаймленных куполов, позволяющие уточнить их геодинамическую позицию.
I Установлено широкое развитие в центральной части Приладожья крупных кольцевых
I структур, отвечающих термальным аномалиям, и выражающимся в локальных нарушениях
региональной метаморфической зональности. Формирование этого типа структур связано с широким развитием процессов ультраметаморфизма и анатексиса в терригенных породах ! ладожской серии.
На основе типизации куполов и их пространственного размещения предложена схема ? тектонического районирования территории и модель структурной эволюции района как
7,1.0 *' участка Ладожско-Ботнической зоны.
Основными защищаемыми положениями диссертации являются:
1. В пределах территории Северного Приладожья, принадлежащей к Ладожско-Ботнической зоне дислокаций, помимо ранее известных гранито-гнейсовых куполов облекания (первый тип), впервые выделены своеобразные кольцевые структуры, отвечающие термальным куполам или аномалиям (второй тип). Анализ пространственного размещения куполов первого и второго типов показал, что окаймленные купола распространены только в северной (внешней), а термальные - в южной (внутренней) части зоны дислокаций.

только отдельные туфогенные и туфогенно-осадочные горизонты. В южной части района среди терригенно-осадочных пород ладожской серии широко проявились процессы сначала натриевого, а затем калиевого метасоматоза, мигматитообразование и формирование локальных метаморфических ореолов и термальных куполов, сложенных мигматизированными породами ладожской серии, ранними интрузивными плагиогранитоидами и поздними мигматит-гранитами.
11.4. Тектоника Северного Приладожья.
Территория Северного и Северо-Западного Приладожья входит в состав Свекофеннского геоблока, являясь его крайней юго-восточной частью (рис.2). На северо-востоке район граничит с Карельским массивом по зоне глубинного разлома [24]. Этой границе соответствует гравитационная ступень, в целом совпадающая с зоной разломов и магматических инъекций. Южная граница геоблока четко не установлена, т.к. скрыта в акватории Финского залива и под палеозойским чехлом Русской платформы.
Выделение основных структурных элементов Северного Приладожья было обосновано Н.Г. Судовиковым с соавторами [78]. Ими обозначены следующие главные структуры (рис. 7): Янисъярвинский синклинорий, Сортавальско-Питкярантская зона поднятий фундамента с выделяемым в ее южной части поясом тектонических покровов, и пояс линейной складчатости, состоящий из ряда более мелких сопряженных антиклинорных и синклинорных зон. В располагающемся южнее Приозерском районе предполагается присутствие гранито-гнейсов, относящихся к комплексу архейского фундамента. На составленной Д.И. Гарбаром [13] схеме строения кристаллического фундамента Зоны сочленения Балтийского щита и Русской плиты (рис.8), в Приозерском районе выделяется комплекс гранито-гнейсовых “овалов” раннеархейского возраста, что позволяет провести южную границу раннепротерозойского Ладожско-Ботнического пояса.
Янисъярвинский синклинорий представляет собой широкую (около 20 км) отрицательную структуру, отличающуюся четко выраженной асимметричностью и простирающуюся в северо-западном направлении. В ее пределах устанавливается наиболее полный разрез раннепротерозойского супракрустального комплекса. Северное крыло структуры непосредственно перекрывает южный край Карельского массива. В зоне сочленения наблюдается интенсивная деформация пород ладожской формации и широкое развитие разрывных нарушений северо-западного простирания, падающих на юго-запад или субвертикально. Южное крыло синклинория облекает с севера Кирьявалахтинский и Коккосельский купола (поднятия фундамента). В осевой части синклинория развита система сильно сжатых, часто изоклинальных складок, в южной части осложненных на крыльях сбросами и надвигами.
Сортавальско-Питкярантская группа поднятий, по-видимому, еще с ранних этапов развития района являлась положительной структурой. В ее пределах отлагались терригенные породы базальной терригенной толщи сортавальской серии, а затем был сформирован пояс интенсивного базитового магматизма. В результате нелинейных поднятий купольных структур фундамента между ними возникали зоны линейной складчатости, имеющие преимущественно субмеридиональное простирание. В южной части этой зоны выделяется пояс