Читать интересную книгу Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Вещественное отличие полюсных осадков от обычных донных илов может указывать на дополнительный источник сноса для последних: в частности, на возможность сноса с близлежащего хребта Ломоносова. Известно, что среди пород, поднятых с этого хребта, обнаружены субконтинентальные углистые алевролиты (Grantz et al., 2001), обладающие сходством с полюсными осадками по минеральному и химическому составу. Они содержат: кварц – 36 %, полевой шпат – 8 %, слюду – 10 %, темноцветные минералы – 8 %, глинистые минералы – 10 %. Явное сходство составов, а также присутствие в полюсных илах станции AF-0701 углистых частиц и большого количества переотложенных палиноформ палеозойского и мезозойского возраста, сходных с таковыми из углистых алевролитов хребта Ломоносова, позволяют предположить, что в значительной мере они могли сформироваться в результате осаждения продуктов подводного размыва склонов этого хребта (Гусев и др., 2008б).

Содержащиеся в описанных выше илах гранитные обломки были выделены в результате промывки секционных проб рыхлого материала (рис. 7). Оказалось, что обломки располагались на трех разных уровнях осадочного разреза. Два обломка гранитных пород (образцы № 1 и № 2) были сразу обнаружены в самом основании осадочного разреза; еще два – при промывке 20-килограммовой пробы осадков из нижней (25–50 см) части разреза (образцы № 3 и № 4); еще один обломок гранита (образец № 5) был найден при промывке аналогичной пробы из верхней (0–25 см) части разреза (рис. 8).

Рис. 7. Станция AF-0701. Промывка секционных проб рыхлого материала, в которых обнаружены обломки гранитоидов

Рис. 8. Интервалы осадочного разреза, в которых обнаружены обломки гранитоидов

Образец № 1 (рис. 9, 10,11) представляет собой угловатый обломок (7х9х12 мм) розовато-темно-серого, слабополосчатого мелкозернистого гранито-гнейса или метаморфизованного гранита, имеющего следующий состав: щелочной полевой шпат – 25 %, плагиоклаз (альбит) – 25 %, кварц – 30 %, биотит (лепидомелан) + редкоземельный эпидот – 20 %; акцессории: апатит, циркон (выделены и измерены 8 зерен), торит, магнетит, гематит. Порода перекристаллизована.

Рис. 9. Образец 1. Метаморфизованный гранит (гранито-гнейс) (?) (цена деления линейки – 1 мм, ширина поля зрения в шлифе – 3 мм).

Рис. 10. Образец 1. Зерно циркона в кварце. (масштабный отрезок 100 мкм).

Рис. 11. Образец 1. Зерно циркона в редкоземельном эпидоте (масштабный отрезок 10 мкм).

Образец № 2 (рис. 12, 13) – неокатанный обломок (20х10х7 мм) розовато-светло-серого среднезернистого и огнейсованного двуслюдяного гранита, содержащего: калишпат (микроклин-пертит) – 25 %, плагиоклаз – 35 %, кварц – 35 %, биотит – до 5 %, мусковит – 1–2 %; акцессории: апатит – до 1 %, монацит и циркон (выделены 4 зерна). Порода катаклазирована.

Рис. 12. Образец 2. Катаклазированный двуслюдяной гранит (?). (цена деления линейки – 1 мм, ширина поля зрения в шлифе – 3 мм).

Рис. 13. Образец 2. Тонкопризматические мелкие кристаллы циркона в кварце. (ширина поля зрения в шлифе – 0.3 мм).

Образец № 3 (рис. 14, 15) – угловатый обломок (4х6х5мм) розовато-серого среднезернистого и огнейсованного мусковит-биотитового плагиогранита (?): плагиоклаз (олигоклаз) – 70 %, кварц – 20–25 %, биотит – до 10 %, мусковит – 5 %; акцессории: эпидот (совместно с биотитом), циркон (выделены 2 кристалла, заключенные в биотите), апатит. Порода катаклазирована, участками перекристаллизована.

Рис. 14. Образец 3. Двуслюдяной плагиогранит (?). (масштабный отрезок – 2 мм, ширина поля зрения в шлифе – 5 мм)

Рис. 15. Образец 3. Кристаллы циркона в биотите. (ширина поля зрения в шлифе – 0.6 мм).

Образец № 4 (рис. 16) – удлиненная галька (5х3х2мм) розовато-темно-серого мелкозернистого гранита, содержащего: пелитизированный калишпат (пертит) – 45 %, кислый плагиоклаз – 20 %, кварц – 20 %, хлоритизированный биотит – 5 %, магнетит – до 5 %. Порода сильно катаклазирована. В этом образце цирконов не обнаружено.

Рис. 16. Образец 4. Катаклазированный гранит(?). Цирконы не обнаружены (масштабный отрезок – 2 мм, ширина поля зрения в шлифе – 5 мм).

Образец № 5 (рис. 17, 18) – изометричный неокатанный обломок (3х4х6 мм) розовато-серого слабо огнейсованного плагиогранита (?): плагиоклаз (альбит и олигоклаз) – до 70 %, калиевый полевой шпат – 1–2 %, кварц – 5 %, частично хлоритизированный биотит – 15 %, эпидот – 10 %; акцессории: сфен (в ассоциации с эпидотом), апатит, циркон (измерен 1 крупный зональный кристалл размерами до 100х50 мкм), гематит, магнетит.

Рис. 17. Образец 5. Плагиогранит (?). (масштабный отрезок – 2 мм, ширина поля зрения в шлифе – 5 мм).

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.