Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Рис. 18. Образец 5. Крупное зерно циркона (100x50 мкм) в срастании с эпидотом. (ширина поля зрения в шлифе – 0.6 мм).

Таблица 1. Химический состав цирконов (масс. %)

Таблица 2. Химический состав плагиоклазов (масс. %)

Таблица 3. Химический состав слюд (масс. %)

Таблица 4. Химический состав акцессорных минералов (масс. %)

Измерения выполнены на микрозонде CAMSCAN

Вместе с образцами 3 и 4 было выделено 15 мелких (2–27 мм) угловатых и окатанных обломков осадочных пород и жильного кварца. В пробе из верхней части разреза вместе с образцом 5 были обнаружены 7 мелких (3–10 мм) обломков осадочных пород. Последние в обеих пробах представляют собой темно-серые, зеленовато-серые и буровато-серые, иногда полосчатые, тонкозернистые песчаники (аркозовые, слюдистые), серые алевролиты, аргиллиты и тонкообломочные кварциты. Оставшийся рыхлый материал пробы AF-0701 был также промыт и показал присутствие мелких обломков (1–10 мм) песчаников, алевролитов и аргиллитов.

В 2009 г. во Всероссийском геологическом институте (ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург) было проведено петрографическое и минералогическое изучение гранитных образцов, а также изотопное датирование методом SHRIMP 15-ти кристаллов циркона, найденных в четырех образцах станции AF-07-01. Самые молодые цирконы были обнаружены в образце № 2, их возраст определен в интервале 2221±10 – 2492±16 млн. лет. Цирконы в образцах № 3 и № 5, характеризующихся преобладанием кислого плагиоклаза, несмотря на различия в составе и структуре, имеют близкий возраст: 2651±21 – 2684 ±25 млн. лет. Максимальное количество кристаллов циркона (8 зерен) было обнаружено в гранито-гнейсе образца № 1. Самые молодые цирконы в этой породе имеют возраст 2454±17 и 2370±9 млн. лет, а самые древние – 2954±8, 2976±10 и 2987±8 млн. лет. Два зерна циркона из этого образца состоят из двух генераций, различающихся по возрасту на 200 млн. лет (табл. 5,6; рис. 19).

Рис. 19. Диаграмма распределения значений U-Pb возраста цирконов в образцах станции AF-07-01.

Таблица 5. SHRIMP-датирование цирконов и образцов гранитных пород

Рис. 20. Основные направления ледового разноса в Северном Ледовитом океане (Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. Изд-во ВМФ СССР, 1980).

На первый взгляд, появление пород континентального происхождения, – таких, как граниты, на склоне глубоководной котловины Амундсена у подножия подводного хребта Ломоносова наиболее просто объясняется ледовым или айсберговым разносом. Схемы ледового разноса, составленные разными авторами, имеют много общего, различаясь лишь в деталях ( Атлас Северного Ледовитого океана, 1980; Атлас Арктики, 1985; и др. ) (рис. 20). Древние граниты с архейско-палеопротерозойскими возрастами обнажаются в пределах Арктической суши по периферии Северного Ледовитого океана лишь на Канадском, Гренландском, Балтийском и Анабарском щитах. Раннедокембрийские породы Балтийского и Анабарского щитов не выходят непосредственно к морскому побережью и, кроме того, лежат далеко в стороне от известных трасс ледового разноса. На Таймыре, Северной Земле и Новосибирских островах, откуда начинает свое движение к полюсу и далее в Северную Атлантику вдоль подводного хребта Ломоносова устойчивое и широкое ледовое течение, нет гранитоидов и метаморфических пород архейского возраста. Круговой ледовый дрейф ( «Ocean Beaufort Gyre», Gratz, 2001 ) (рис. 21) в Амеразийском бассейне способен транспортировать в район Северного полюса обломочный материал с Земли Элсмира, прилегающих островов Канадской Арктики, с Аляски, Чукотки или острова Врангеля, однако и там архейских пород, как известно, нет. Архейские породы Канадского и Гренландского докембрийских щитов отделены от побережья палеопротерозойско-палеозойским мобильным поясом Элсмир-Инглефилд, наиболее древние гранитоиды в котором датированы 1900–1960 млн. лет ( Henriksen et al., 2000 ). Переработанные архейские гнейсы, интрудированные метаморфизованными плутоническими породами, были установлены в Северо-Западной Гренландии лишь на единичных локальных участках (комплекс Этах в Нагсугтоквидском и Ринкском тектонических блоках), но и там они располагаются далеко от арктического побережья и не могут быть подвергнуты воздействию ледового разноса.

Рис. 21. Течения и направления движения льдов в Северном Ледовитом океане в позднеплейстоценовых межледниковых периодах и границы материкового льда в максимум плейстоценового оледенения (Грантц, 2001).

Исходя из вышеизложенного, можно выдвинуть вторую версию происхождения «полюсных гранитов», а именно: предположить снос обломков древних гранитоидных пород с близлежащего склона хребта Ломоносова. Континентальная природа этого подводного хребта у большинства арктических геологов уже не вызывает сомнений. При этом сам перенос на расстояние порядка 100 км, скорее всего, мог осуществляться мутьевыми турбидными потоками со склона хребта при относительно высоком его стоянии в период пониженного уровня океана, или же вследствие вертикальных неотектонических подвижек. В районе Северного полюса наблюдается сужение и резкое изменение простирания хребта Ломоносова, увеличение крутизны его склонов. По геоморфологическим и геофизическим данным здесь предполагается разломно-блоковое строение поднятия. Кажется вполне вероятным, что на уступах хребта, обращенных к котловине Амундсена, мог оказаться приподнятым блок, сложенный породами архейско-палеопротерозойского кристаллического фундамента, который и послужил источником гранитного обломочного материала. Это тем более вероятно, что новейшими сейсмическими и магнитометрическими исследованиями датских и канадских геологов обнаружено высокое стояние фундамента Пригренландского сегмента хребта Ломоносова, прикрытого лишь маломощным осадочным чехлом ( Trine Dahl-Jensen et al, 2008 ).