Канадский щит [1970 Тугаринов А.И., Войткевич Г.В. - Докембрийская геохронология материков]

Канадский щит представляет собой один из наиболее обширных выходов докембрийских формаций на земную поверхность. Он расположен в северо-восточной части материка и занимает площадь 4 725 000 км², что составляет около ¹/₄ его поверхности и значительно превышает площадь Балтийского и Украинского щитов вместе взятых. Канадский щит занимает большую часть Канады и северные районы США в области Великих озер. Западная его граница проходит примерно по течению р. Маккензи, южная - к югу от Великих озер, восточной границей является побережье п-ова Лабрадор, северная граница проходит по архипелагам арктических островов континента. Поверхность щита покрыта тонким покровом ледниковых отложений, а в области прогиба Гудзонова залива - толщей нижнепалеозойских образований. К югу Канадский щит полого падает под палеозойские отложения центральных частей материка. Рельеф его представляет собой слабохолмистую равнину и в целом является примером классического ледникового ландшафта.

Обширная обнаженная область Канадского щита имеет исключительно важное значение в познании закономерностей развития земной коры в докембрии, которые не могут быть выявлены на ограниченных выходах докембрийских формаций или на щитах, имеющих небольшие размеры.

Вслед за работами В. Логана, основателя геологической службы Канады, рядом исследователей проводится изучение докембрийских отложений в районе, прилегающем к Великим озерам, где были открыты крупнейшие железорудные месторождения Северной Америки, залегающие в отложениях так называемой гуронской системы. В результате проведенных исследований (Punbar, 1949) был установлен классический разрез канадского докембрия (табл. 14).

Приведенный разрез с некоторыми изменениями был принят многими североамериканскими геологами в качестве стратиграфической основы для корреляции с выходами докембрия в других районах. Так, например, гренвильская серия юго-восточной части щита чаще всего сопоставлялась с серией: Киватин, а белтская серия западных штатов - с серией Кьюиноун. Однако некоторые геологи и среди них крупнейший знаток геологии района оз. Верхнего С. К. Лизе выразили сомнение в правильности подобных сопоставлений. Данные абсолютного возраста, полученные за последнее время, указывают на необходимость пересмотра всех прежних представлений о стратиграфии и геохронологии Канадского щита, а также свидетельствуют о том, что классический разрез района Великих озер не только не может быть перенесен на другие части канадского докембрия, но и совершенно непригоден для сравнения с докембрийскими щитами других материков.

По инициативе В. Г. Коллинса, бывшего директора Геологической службы Каняды, радиологические методы определения абсолютного возраста были привлечены для решения вопроса о возрастных взаимоотношениях между гренвильским, гуронским и киватинским комплексами пород в провинции Онтарио. Как показали данные химических анализов урано-ториевых минералов, полученные Г. Элсвортом, вероятный возраст пегматитов, секущих гренвильскую серию пород, составляет 1000 млн. лет, а пегматитов, залегающих в киватинской серии Южной Манитобы, приближается к значению 2000 млн. лет. Эти величины были значительно уточнены А. Ниром, который провел масс-спектральный анализ изотопного состава свинца, выделенного из радиоактивных минералов, исследованных Г. Элсвортом и др. Значительное число работ посвящено разработке гелиевого метода, испытывавшегося на материале канадских докембрийских месторождений. Однако недостаточная точность метода, связанная преимущественно с потерей гелия минералами в природных условиях, показывает, что данный метод имеет только частное значение. К 1954 г. число определений возраста, полученных главным образом свинцовым методом, достигло 300. Значительное число определений изотопного состава рудного свинца выполнено в лаборатории университета в Торонто. Полученные значения дали возможность при вычислении возраста радиоактивных минералов вводить соответствующую поправку на нерадиогенный свинец, а также провести определение модельного возраста месторождений, имеющих важное значение для решения некоторых вопросов геохронологии и особенно металлогении докембрия Канады.

Как показывает современное состояние докембрийской геохронологии Канадского щита, более обстоятельно в геологическом отношении изучены те его части, которые находятся за пределами Великих озер. Для ряда рудных месторождений и горных пород различными методами были получены многочисленные данные возраста, что позволяет нарисовать несравненно более полную картину докембрийской геологической истории Канадского щита, чем это можно было сделать в недалеком прошлом.

В настоящее время исследователи Канадского щита (М. Wilson, 1939; Gill, 1948, 1949; J. Wilson, 1952, 1954) выделяют на его территории ряд геологических провинций, отличающихся друг от друга по геологическому строению, металлогении, петрографическому составу и значениям абсолютного возраста пород. Так, согласно Дж. Т. Вильсону, в пределах Канадского щита можно выделить следующие геологические провинции:

Каждая провинция представляет собой сложную геологическую территорию, которая, по всей вероятности, развивалась в течение нескольких тектонических циклов, и полученные до ним возрастные значения в основном отражают дату наиболее типичных и наиболее распространенных проявлений магматической деятельности и метаморфизма. Остановимся на основных геологических провинциях Канадского щита в хронологической последовательности - от более молодых к более древним (рис. 8). Данные определений возраста пород провинций по аргону представлены на рис. 9.

Рис. 8. Схематическая карта геологических провинций докембрия Канадского щита. Составлена Ф. Кингом по материалам канадских исследователей: Породы фундамента: 1 - древние, 2 - промежуточного возраста, 3 - молодые, 4 - неизвестного возраста; 5 - простирание складчатости; 6 - области менее складчатых поверхностных пород; 7 - области пологого залегания поверхностных пород; 8 - анортозиты и связанные с ними основные плутонические породы; 9 - области, покрытые породами моложе докембрия; 10 - основные разрывы или зоны разломов

Рис. 9. Значение возвраста по данным аргонового метода для геологических провинций Канадского щита (в млн. лет). По К. Стокуэллу и Р. Уанлессу

Гренвильская провинция

По сравнению с другими провинциями возраст Гренвильской провинции наиболее молодой. Она окаймляет юго-восточную часть Канадского щита, располагаясь между Киватинской и Лабрадорской провинциями, с одной стороны, и складчатыми сооружениями Аппалачской зоны - с другой. Большинство складчатых структур провинции имеет северо-восточное простирание. На ее территории широко развиты высокометаморфизованные породы, прорываемые многочисленными интрузиями гранитов и пегматитов. Породы Гренвильской геологической провинции находятся во многих районах Канады - Онтарио и Южного Квебека, гор Адирондак и в северо восточной части штата Нью-Йорк. Наиболее развитая серия пород получила название гренвильской. Первоначальными осадками гренвильской серии являлись преимущественно известняки с подчиненными глинистыми сланцами и песчаниками. Все эти отложения во время "лаврентьевского" (в понимании В. Логана) диастрофизма подверглись метаморфизму и были превращены в мраморы, сланцы, кварциты и гнейсы. Под воздействием гранитных интрузий местами проявился контактовый метаморфизм. Максимальная мощность гренвильской серии составляет приблизительно 10 000 м; более точно установить ее не позволяет вызванное складчатостью и надвигами сдваивание пластов. В области Гренвилл - Каунти в Квебеке для хорошо сохранившихся слоев известна мощность 3300 м. На основании имеющихся материалов можно предположить, что вся Гренвильская провинция в прошлом представляла собой обширную докембрийскую геосинклинальную зону, впоследствии испытавшую складчатость и связанные с ней магматические воздействия и метаморфизм. Основные данные о возрасте магматических пород Гренвильской провинции представлены в табл. 15.

(Авторы определений: 1, 4,15 - Nier (1939); 2,12 - Eckelmann, Kulp (1957); 5-8, 18, 21 - Collins a. o. (1954); 9 - Holmes (1937); 10 - Лэйн "Ядерная геология", (1956), 11, 16 - Вассербург и Хайден (1954); 13, 14, 17, 22-24 - Tilton a. o. (1957).)

Из табл. 15 видно, что целый ряд пегматитов и гранитов Гренвильской зоны показывает сходный возраст по разным методам и минералам и при исследовании в нескольких лабораториях. Данные возраста по изотопному составу рудных свинцов Гренвильской провинции, полученные в Торонто (Wilson, 1956), дают определенную группировку возрастных значений в пределах 1300-800 млн. лет.

Исходя из изложенного, можно сделать вывод о том, что главные события, связанные с магматизмом, метаморфизмом и рудообразованием гренвильской серии, совершались 800-1100 млн. лет назад. По мнению С. Коллинса и др. (Collins а. о., 1954), в этом интервале в пределах Гренвильской провинции происходили главные орогенные движения.

Наиболее полно разрез гренвильской серии изучен в штате Нью-Йорк, на северо-западе гор Адирондак (Engel, 1953; Brown, 1956). По их мнению, абсолютный возраст для гранита Эссонвиль (1050±20 млн. лет) отражает время кульминации регионального метаморфизма и интрузий в районах, где отобраны образцы. Но продолжительность времени регионального метаморфизма (или же промежуток времени между окончанием седиментации серии и началом метаморфизма) не известна. А. Энгель с известным приближением относит начало гренвильской седиментации к периоду между 1200 и 1500 млн. лет. Таким образом, Гренвильская провинция представляет собой типичную геосинклинальную зону с последовательным ходом геологических явлений, включающих седиментацию, складчатость, метаморфизм и разные типы интрузивной магматической деятельности. Общая последовательность событий в развитии Гренвильской провинции представляется следующей (Энгель, 1953):

1. Период отложения мощных (до 1,6-6 км) карбонатных пород в области геосинклинального прогиба.

2. Период внедрения пластообразных интрузий анортозитов, габбро, сиенитовой серии (например массив Адирондак); возраст их оценивается по аргону 1400±100 млн. лет (Morse; 1964).

3. Период складчатости и региональных гранитных интрузий гренвильской серии в эпоху 1000-1100 млн. лет.

Гранитные интрузии, прорывающие гренвильскую серию и вызвавшие ее метаморфизм, вслед за В. Логаном были названы лаврентьевскими. А. Холмс (1937), основываясь на определениях Г. Элсворта, впоследствии подтвержденных изотопным анализом свинцов, орогенный цикл 1050 млн. лет в Северной Америке обозначил как "лаврентьевский". В настоящее время едва ли есть необходимость сохранять это название для собственно постгренвильских интрузий, поскольку "лаврентьевские" граниты в понимании других геологов развиты в Киватинской геологической провинции.

Провинция Большого Медвежьего озера

Провинция Большого Медвежьего озера находится в крайней северо-западной части Канадского щита (северо-западная территория Канады) и прилегает к Большому Медвежьему озеру. Границы ее не имеют отчетливо выраженных очертаний. Для этой провинции характерно обширное проявление уранового оруденения, имеющего промышленное значение. Главным минералом является урановая смолка, по которой выполнены довольно многочисленные возрастные определения свинцово-изотопным методом (табл. 16), кроме того, был исследован изотопный состав галенитов из того же района.

(Авторы определений: 1, 2 - Holmes, (1937); 3, 4-Collins а. о. (1954); 5 - Neir (1939); 6 -Eckelmann, Kulp (1957).)

По данным Ф. Эккельмана и Дж. Калпа (Eckelmann, Kulp, 1957), значения возраста, полученные по двум образцам смолки по Pb²⁰⁶/Pb²¹⁰ и Pb²⁰⁶/U²³⁸, практически совпадают в пределах возрастных значений 1230 и 1010-1040 млн. лет, что указывает на присутствие радиоактивного равновесия в этих образцах в течение последних 1000-1200 млн. лет. Как показали определения А. Нира и сотрудников группы Торонто, средний возраст смолок Большого Медвежьего озера оценивается в 1400±50 млн. лет. С этой величиной хорошо согласуется одно из химических определений, приведенное А. Холмсом (Holmes, 1937). Однако в пределах всего рудного поля можно отметить расхождение возрастных значений, что, по мнению Ф. Эккельмана и Дж. Калпа, связано с переотложением и выносом некоторой доли радиогенного свинца. Но из изотопных данных следует, что этот вынос не особенно велик, поскольку расхождения группируются в интервале 1100-1400 млн. лет. Ф. Эккельман и Дж. Калп полагают, что первоначальное отложение смолок произошло 1450 млн. лет тому назад, а большая часть потери свинца имела место около 1000 млн. лет назад. Таким об, разом, несмотря на относительно большое число изотопных измерений точных данных о возрасте первичного оруденения этого района нет.

Поскольку образцы, отобранные с разных глубин рудников Эльдорадо, показали близкое соотношение радиогенных свинцов, можно считать, что эффект потери свинца, вызывающий разброс возрастных значений, связан не с выветриванием, а с глубинными эндогенными процессами, проявившимися после отложения первичной смолки.

Область оруденения Большого Медвежьего озера сложена в основном сильно метаморфизованными породами гнейсового характера. Эти метаморфические породы объединяются в серию Эхо-Бей (залива Эхо), прорванную гранитами и гранодиоритами, образующими сложный комплекс. Весь этот комплекс пород прорывается диабазовыми дайками, которые в возрастном отношении подразделяются на более древние и более молодые. Как показывают условия залегания, древние диабазовые дайки сформировались до образования рудных жил со смолкой, по которым определялся абсолютный возраст. Но более поздние диабазы интрудируют рудные жилы. Таким образом, формирование рудных жил со смолкой происходило в интервале между образованием двух комплексов дайковых пород. Естественно, что более древние дайки в данном районе относятся к периоду формирования до 1400 млн. лет назад, а начало седиментации метаморфизованной серии Эхо-Бей, вероятно, к еще более древнему времени. Возможно, что возраст оруденения Большого Медвежьего озера относится к заключительным этапам геологической деятельности в пределах древней геосинклинали, где отлагалась серия Эхо-Бей.

Провинция Лабрадор

Провинция Лабрадор охватывает территорию, расположенную в северо-западной части п-ова Лабрадор; восточная часть полуострова является, по-видимому, продолжением Гренвильской структурной зоны, в пределах которой возраст магматизма и метаморфизма установлен порядка 1000 млн. лет. Западную часть п-ова Лабрадор занимает провинция Киватин с возрастными значениями порядка 2600 млн. лет. Юго-западной границей описываемой провинции является так называемый Лабрадорский трог, выполненный относительно слабо метаморфизованными породами, в том числе железистыми кварцитами. К востоку от трога (Лабрадорской впадины) развиты породы преимущественно гнейсового характера. Простирание главных структур лабрадорских гнейсов, если судить по тектонической карте Канады, в основном следует береговой линии, т. е. имеет северозападное направление.

Данные по возрасту пород провинции Лабрадор немногочисленны. Модельный возраст рудного свинца из Лабрадорской впадины оценивается в 1700 млн. лет (J. Wilson а. о., 1956). Исходя из возраста соседних геологических провинций (Киватин и Гренвилл), можно допустить, что формирование осадочных толщ Лабрадорской впадины происходило в интервале 2600-1000 млн. лет. В действительности породы из различных стратиграфических горизонтов впадины показали возраст по аргону 1400-2000 млн. лет (Beall, Hurley, Fairbairn, 1963). Гнейсы основания, на котором залегают породы впадины, показали возраст по стронцию 2300-2700 млн. лет. Что касается восточных гнейсовых структур, то до сих пор неясно, моложе они или древнее пород Лабрадорской впадины. Определение возраста этих гнейсов по стронцию показывает значения 2100 и 2500 млн. лет.

В настоящее время довольно надежно установлено, что породы главной структуры данной провинции, которые считались протерозойскими, попадают в интервал 2365-1870 млн. лет (Стокуэлл, Уанлесс, 1963; Гестил, Блейз и др., 1963). Наиболее близко по возрасту основного метаморфизма провинция Лабрадор совпадает с провинцией Черчилл-Атабаска.

Провинция Атабаска, или Черчилл

Провинция прилегает к оз. Атабаска. На ее территории широко распространены урановые рудопроявления, что послужило основой для многочисленных возрастных определений по свинцово-изотопному методу (табл. 17).

(^* В таблице указаны только наиболее высокие значения возраста, группирующиеся в интервале 1760-1900 млн. лет, полученные преимущественно по отношению Рb²⁰⁷/Рb²⁰⁶.

Авторы определений: 1 - Вассербург, Хайден ("Ядерная геология", 1956); 2-5 - Eckelmann, Kulp (1957).)

Следует отметить, что свыше 30 полных химических и изотопных анализов урановых смолок из рудной провинции Атабаска показали большой разброс цифр по всем изотопным отношениям. Поэтому возраст месторождений оз. Атабаска оценивается лишь как возраст первичной минерализации. Детальные минералогические исследования Робинсона показали, что данная рудная провинция состоит из нескольких генераций урановых минералов и в целом вся группа месторождений имеет довольно сложную историю.

Район месторождений оз. Атабаска сложен двумя основными комплексами пород: серией Тайзин, которая представляет собой сильно метаморфизованную толщу, и более молодой серией Атабаска, состоящей из обычных осадочных пород. Урановая минерализация фактически наложена на обе серии, в то время как пегматиты озер Викинг и Шарлебуа залегают в серии Тайзин, и их взаимоотношения с серией Атабаска неизвестны. Поскольку большинство возрастных значений, полученных разными методами, группируется в пределах 1800-1900 млн. лет, то указанный возраст может считаться достаточно обоснованным. Для уранового оруденения района характерны два типа: первый тип представлен пегматитами озер Шарлебуа и Викинг, второй, более сложный, - рудными жилами в районе Голдфилдс, Гуннар и в других местах. Смолки второго типа приурочены к зонам больших и малых разломов. Детальное изучение изотопного состава радиогенных свинцов месторождений второго типа, предпринятое Ф. Эккельманом и Дж. Калпом (Eckelmann, Kulp, 1956, 1957), показало, что аномалии возрастных значений распространены регионально по всему рудному полю, а не в каком-либо одном месте. Причем в образцах урановой смолки более поздней генерации встречаются включения свинцовых минералов - галенита и клаусталита, которые могли возникнуть за счет отложения более древнего радиогенного свинца, выщелоченного из первичных образцов урановой смолки. В действительности определение изотопного состава свинца из этих минералов полностью подтверждает подобное заключение и показало почти исключительно радиогенный свинец в составе галенита и клаусталита. В результате обобщения полученных данных Ф. Эккельман и Дж. Калп пришли к выводу, что после первичного отложения урановой смолки около 1900±40 млн. лет назад наступило два периода удаления радиогенного свинца: 1200 и 150 млн. лет. Последнее подтверждается отношениями Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ радиогенного свинца в клаусталите и галените. Удаление свинца и переотложение урановых минералов авторы связывают с двумя периодами возобновления гидротермальной деятельности, что и привело к наблюдаемым аномалиям возрастных значений.

Последние работы по изотопным исследованиям коренным образом меняют прежние представления о возрасте докембрийских серий оз. Атабаска. Серия Атабаска относилась к верхнему протерозою, а серия Тайзин - к архею или протерозою. Общин стратиграфический разрез района имеет следующий вид:

Слабый метаморфизм серии Атабаска привел к тому, что ее стали относить к протерозою, но в настоящее время дату 1900 млн. лет мы вправе рассматривать как наиболее надежную не только для провинции Атабаска, но и для всего канадского докембрия в целом. Так как первичные месторождения смолки с датами 1800-1900 млн. лет пересекают неметаморфизованную серию Атабаска, то формирование этой серии, естественно, должно было предшествовать дате 1900 млн. лет, и ее нельзя относить к протерозою в традиционном понимании этого термина. Серия Атабаска несогласно залегает на более древнем комплексе основания - серии Тайзин. По некоторым данным, возраст серии Тайзин по Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ примерно 2200 млн. лет. Однако эта дата не является точной, и возраст до Атабаска пегматитов может быть 2300 млн. лет и больше. В последнее время песчано-конгломератовой серии, находящейся севернее оз. Атабаска, предлагают присвоить название "серия Мартин-Лейк" в отличие от горизонтально залегающей южнее оз. Атабаска формации, сложенной песчаниками и представляющей собой морскую фацию предположительно среднедевонского возраста. Таким образом, современные радиологические данные указывают, что серия Мартин-Лейк (рассмотренная нами как серия Атабаска), расположенная к северу от оз. Атабаска, является одной из древнейших формаций пород обычного осадочного типа.

Комплекс пород провинции Атабаска погружается на западе под покров постдокембрийских пород. Глубокое бурение в провинции Альберта позволило получить ряд кернов докембрийских образований, которые

определялись аргоновым методом Г. Шиллибиром, Р. Барвашем, Г. Баадсгардом и др. (Burwash, 1962). Полученные данные свидетельствуют о наличии двух возрастных групп в докембрийском фундаменте под покровом осадочного чехла. Наиболее ранний период магматизма и метаморфизма охватывает время 2400-2600 млн. лет. Он был обозначен К. Стокуэллом как кеноранский орогенез. Более распространенная возрастная группа 1700-1800 млн. лет отражает орогенные движения и метаморфизм гудзонового орогенеза. Она близко сходится с эпохой основной минерализации провинции Черчилл-Атабаска, а вновь полученные данные указывают на значительное распространение пород этой эпохи. Таким образом, геологическая докембрийская провинция Черчилл-Атабаска как структурная единица Северной Америки занимает площадь, равную площади древней крупной провинции оз. Верхнего (или Киватин). Магматическая деятельность и метаморфизм этой провинции (Черчилл-Атабаска) приходятся на интервал 1650-1850 млн. лет. В Западной Канаде это, вероятно, последний крупный ороген, который можно обнаружить перед кордильерским орогеном, происшедшим в мезо-кайнозое. В то же время возрастные определения по аргону приближенно показывают присутствие в геологической провинции Черчилл ареалов изверженных и метаморфических пород перед гудзоновым орогенезом и относящихся к эпохе 2400-2600 млн. лет (кеноранский орогенез К. Стокуэлла). Но большинство этих ареалов является периферическим по отношению к более древним провинциям - Йеллоунайф, оз. Верхнего и Бертус-Бигхорн.

Провинция Йеллоунайф

Провинция Йеллоунайф относится к древнейшим образованиям Канадского щита и представляет собой весьма своеобразную в петрографическом отношении область. Она прилегает к Большому Невольничьему озеру в северо-западной части Канадского щита (рис. 10). Данные по абсолютному возрасту пород провинции Йеллоунайф пока немногочисленны, они относятся к некоторым магматическим породам и свинцоворудным месторождениям (табл. 18).

Рис. 10. Схематическая геологическая карта провинции Йеллоунайф с указанием определений возраста пород. По Г. Баадсгаарду и др. 1 - интрузивные породы; 2 - метаморфические комплексы

(Авторы определений: 1 - Taffe, Gottfried (1955); 2-4 - Folinsbee а. о. (1956); 5 - Харлей ("Ядерная геология", 1956); 6-7 - Wasserburg (1956).)

Некоторые авторы (Folinsbee а. о., 1956) определили возраст семи образцов пород аргоновым методом и получили разброс 1230-2340 млн. лет. Однако пять значений резко пониженного возраста получены непосредственно по тем породам и минералам (граниты, пегматиты, калиевые полевые шпаты), в которых нельзя было ожидать хорошей сохранности радиогенного аргона. Поэтому по аргоновому методу наиболее достоверным следует считать возраст 2340 млн. лет, полученный по биотитам и роговой обманке. Данные возраста магнетита из диабаза по гелиевому методу (П. Харлей) в общем совпадают, но, возможно, это совпадение носит случайный характер. Возраст монацита 2780 млн. лет по Pb/α методу следует считать скорее завышенным, так как возможно присутствие нерадиогенного свинца. Наиболее вероятный возраст магматизма провинции Йеллоунайф 2340 млн. лет.

Площадь провинции Йеллоунайф, выделенной А. Джолиффом в северо-западной части Канадского щита, составляет 130 000 км² (Jolliffe, 1952). Залегающие здесь породы собраны в крупные складки. Древнейшие породы представлены лавами - от средних до основных; они изменены и превращены в зеленокаменные породы. Древние лавы покрываются осадочными породами граувакко-аргиллитового состава, содержащими валуны гранита. Обе толщи составляют серию, или группу, Йеллоунайф мощностью около 33 000 м. Группа пород Йеллоунайф интрудирована гранитоидами - от диоритов до мусковитовых гранитов и пегматитов. Имеются также галенитсодержащие кварцевые золотоносные жилы и линзы, залегающие главным образом в массиве зеленокаменных пород. Р. Бойль (1955 г.), рассмотрев геохимический баланс вещества при образовании кварцевых жил, пришел к заключению, что кремнезем кварцевых жил и линз возник в результате процессов изменения, протекающих по зонам сдвигов. Кварц в линзах образовался в результате локальных процессов, а не был привнесен. Мигрирующие гидротермальные растворы, обогащенные СO₂, действуя на ферромагнезиальные и плагиоклазовые минералы вмещающих пород, способствовали выносу К и Na и образованию анкерита, что в свою очередь привела к освобождению значительного количества кремнезема. По мнению автора, такой же процесс вызвал образование золоторудных месторождений Западной Австралии, залегающих в амфиболитах и зеленокаменных породах. С данным этапом гидротермальной деятельности связано образование свинцовых руд (галенитов) с измеренным изотопным составом свинца.

Таким образом, основные даты абсолютного возраста отмечают последние события в провинции Йеллоунайф, связанные с гранитными интрузиями и действием рудоносных растворов на зеленокаменные породы. Весь комплекс группы Йеллоунайф, включая лавы и покрывающие их породы, сформировался в период, предшествующий дате 2340 млн. лет. Об этом свидетельствуют полученные аргоновым методом определения возраста валуна из базальных конгломератов серии Манито-Лейк, показывающего высший предел возраста седиментации группы Йеллоунайф. Возраст валуна, равный 2520 млн. лет, следует скорее рассматривать как заниженный, поскольку сохранность радиогенного аргона сомнительна. Хотя это значение получено в результате единичного измерения, оно не противоречит всему ходу геологических событий района. В целом провинцию Йеллоунайф можно рассматривать как одну из древнейших геосинклинальных зон докембрия, в формировании которой ведущую роль играл основной вулканизм, создавший мощные толщи лавовых - зеленокаменных пород.

Провинция Киватин, или оз. Верхнего

А. Лаусон в 1885 г. назвал Киватином выходы горных пород у оз. Лесного (Woods Lake) в районе Киватин в Канаде. Позже было обнаружено широкое распространение киватинских отложений в других районах Канадского щита, представленных вулканогенными зеленокаменными породами. Киватинские отложения в действительности оказались наиболее древним докембрийским комплексом щита во многих разрезах района оз. Верхнего. Таким образом, провинция Киватин, получившая название от широко распространенной в провинции киватинской толщи зеленокаменных пород, несомненно, является древнейшей областью Канадского щита, рассматриваемой Дж. Т. Вильсоном в качестве основного континентального ядра Северной Америки.

Провинция занимает обширное пространство между Гудзоновым заливом и озерами Виннипег и Верхним. Она расположена в Канадских провинциях - Манитоба, Онтарио, Квебек и заходит в район южнее оз. Верхнего (штаты Висконсин, Мичиган, Миннесота в США). В геологическом отношении провинция представляет собой комплекс основания (собственно Киватин и "лаврентьевский" гранит), на котором располагаются более молодые сооружения и толщи, относимые к Гурону, Анимики, Кьюиноун и др. Основные данные о возрасте древнейших интрузивных пород киватинской провинции представлены в табл. 19. Карта провинции, где показаны также отложения моложе киватинской толщи, представлена на рис. 11.

Рис. 11. Схематическая геологическая карта района Великих озер. По К. Денбару: 1 - докембрийские граниты (разного возраста); 2 - ранний докембрий (осадочные и вулканогенные породы); 3 - средний докембрий, гуронская серия; 4 - гренвильская серия; 5 - верхний докембрий (серия Кьюиноун); 6 - постдокембрийские породы

(Авторы определений: 1,2 - Nier (1939, 1941); 3-5 - Eckelmann, Kulp (1957), 6-13 - Gast a. o. (1958); 14, 15 - Wilson a. o. (1956); 16 - Bulwinle a. o. (1958); 17 - Wetherill a. o. (1957); 8-25 - Catanzaro (1963).)

Данные абсолютного возраста, приведенные в табл. 19, являются довольно точными, поскольку они получены в нескольких лабораториях США и Канады. Нетрудно видеть, что большинство из них, за исключением нескольких случаев, показывает относительно небольшой разброс возрастных значений в пределах 2500-2650 млн. лет, т. е. расхождение порядка 6%, что можно считать вполне удовлетворительным с точки зрения экспериментальных возможностей и условий сохранности радиогенных продуктов (особенно аргона). Поскольку довольно близкие возрастные значения получены по разным изотопным отношениям и разным минералам, естественным является вывод, что перечисленные в таблице образцы пород и минералов фактически относятся к единой возрастной группе 2500-2650 млн. лет, за исключением наиболее древних возрастов (∼ 3500 млн. лет).

Особый интерес представляют граниты и пегматиты Гурон-Клайм Юго-Восточной Манитобы, которые привлекли внимание многих исследователей как наиболее древние образования земной коры в Канаде. Для решения вопроса, какая из возрастных дат для этого района является наиболее точной, рассмотрим данные свинцового метода, представленные в табл. 20.

(Авторы определений: 1, 2 - Nier; 3, 4 - Eckelmann, Kulp (1957); 5 -Camming (1955).)

Первые данные изотопного метода для пегматитов Гурон-Клайм Юго-Восточной Манитобы, полученные А. Ниром по ураниниту и монациту, обнаружили расхождение возрастных значений. А. Холмс, анализируя данные для уранинита, высказал предположение, что расхождения вызваны в основном потерей радона и истинный возраст должен быть принят 1985 млн. лет (Holmes, 1948). Однако С. Коллинс и др. отметили малую вероятность подобной интерпретации и показали, что если допустить 42 % потери радиогенного свинца из уранинита и 22% потери урана из монацита, то все изотопные отношения будут давать возраст, согласующийся со значением по Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ (Collins, 1954). Поэтому они подтверждают точку зрения А. Нира о том, что отношение Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ дает наиболее правильный возраст, приближающийся к 2500-2600 млн. лет. Обращает на себя внимание также то обстоятельство, что возрастные значения для разных образцов минералов по отношению Pb²⁰⁷/Рb206 в основном хорошо совпадают друг с другом. Дополнительные исследования Ф. Эккельмана и Дж. Калпа (Eckelmann, Kulp, 1957) показали, что урановые минералы пегматитов Гурон-Клайм подверглись изменению, связанному с выносом радиогенного свинца, но потеря радона при этом не могла иметь существенного значения. Поэтому возраст по отношению Рb²⁰⁷/Рb²⁰⁶ следует скорее рассматривать как минимальный. Таким образом, возраст пегматитов Гурон-Клайм до радиоактивным минералам несколько выше 2500 млн. лет. Экстраполяция относительной потери свинца в трех образцах, проведенная Ф. Эккельманом и Дж. Калпом, позволяет принять возраст 2650±100 млн. лет. Л. Арене в 1955 г., интерпретируя результаты возрастных расхождений ряда древних урановых минералов, предложил принять для возраста пегматитов Манитобы дату 2680 млн. лет. Наконец, П. Гаст, Дж. Калп и Л. Лонг на основании данных стронциевого метода, показавших хорошую согласованность, считают, что единый магматический цикл Манитобы может быть отмечен датой 2650±100 млн. лет (Gast а. о., 1958).

Эта возрастная дата относится к пегматитам Гурон-Клайм, интрудирующим метаосадочную толщу Рис-Лейк, которая рассматривается как один из членов группы Киватин. Свинцовая минерализация возрастной группы 2400-2700 млн. лет широко распространена по всей провинции Киватин.

Наиболее типичным участком древней провинции является область между р. Виннипег и оз. Джонстоун. Крупные структуры этого района представляют собой слабоскладчатую зону восток-северо-восточного простирания. Метаморфизованные подушечные лавы отделены от рассланцованных розовых гранитов зоной полосчатых биотитовых мигматитов. Основу мощной метаморфизованной толщи слагают кварциты, амфиболиты, ультраосновные силлы и рассланцованные граниты. Они находятся в согласном залегании по отношению друг к другу и переходят в мигматиты. История данной толщи представляется как последовательное отложение кварцевого песка, глинистых осадков и мощных излияний подушечных лав. Затем последовали складчатость, связанная с ней интрузия белых пегматоидных гранитов и лепидолит-берилл-микроклин-кварцевых пегматитов в вулканические породы.

Докембрийские изверженные и метаморфические породы, выступающие в обнажениях по долине р. Миннесоты, разделяются на три возрастные группы (Lund, 1956). Древнейшим является комплекс, сложенный из габбро, диоритовых, кварц-диоритовых и гранат-кварц-диоритовых гнейсов. В этом комплексе встречаются небольшие массы серцентинизированных перидотитов. Вторая группа включает различные граниты, гранито-гнейсы, составляющие гранитную серию Миннесоты. Третья, наиболее молодая, группа представлена малыми интрузивами - многочисленными дайками основных пород. Относительный возраст отмеченных комплексов установлен по интрузивным контактам. Геохронологические измерения последнего времени указывают на наличие в Миннесоте следующих возрастных групп: ~ 3500; 2500±100 и 1700±100 млн. лет (Goldich, Hedge, 1962; Catanzaro, 1963). Первая группа относится к наиболее древним цирконам в гнейсах Мортон, и ее можно рассматривать как реликтовую; вторая - к мощному метаморфизму и гранитизации (с ней связано образование самих гранито-гнейсов Сакред-Херд и Мортон); наиболее молодая группа относится к гранито-гнейсу Монтевидео. Таким образом, эпохи магматизма разделялись крупными перерывами.

Геологическая история области, прилегающай к бассейну р. Миннесоты, началась с образования мощных излияний основных и средних лав, при последующем метаморфизме превращенных в диоритовые гнейсы; эти породы прорываются габбро. Затем последовала интенсивная гранитизация более молодых отложений, которая привела к образованию гранито-гнейсов Сакред-Херд и Мортон, что произошло свыше 2500 млн. лет назад, т. е. в эпоху формирования других древних интрузий Киватинской провинции Канадского щита.

Граниты, прорывающие киватинскую серию, получили название лаврентьевских (А. Лаусон). При этом исходили из предположения, что они одновозрастны с постгренвильскими, еще ранее названными В. Логаном лаврентьевскими. Поэтому в течение долгого времени серия Гренвилл рассматривалась как более метаморфизованный стратиграфический эквивалент серии Киватин. Современные данные абсолютной геохронологии показывают несостоятельность этих представлений. Так, еще в 1937 г. А. Холмс отмечал, что лаврентьевские - постгренвильские граниты резко отличаются по возрасту от "лаврентьевских" гранитов запада Канадского щита, значительно более древних. После интрузий посткиватинских гранитов наступил длительный период эрозии и пенепленизации на довольно обширной площади Канадского щита. Вслед за этим на древнем киватинском основании в разных частях провинции произошло формирование различных более молодых комплексов осадочных, метаморфических и магматических пород.

К осадочно-метаморфическим комплексам относятся: серия Тимискаминг, Анимики, Кобальт, Брюс, Гурон, Кьюиноун. К магматическим комплексам можно отнести альгоманский гранит, габбровый комплекс Дулут, лополит Садбери. В связи с новыми данными абсолютного возраста многие обычные сопоставления и соотношения этих комплексов должны быть пересмотрены, хотя надежных радиогеологических определений пока еще мало. Данные абсолютного возраста в первую очередь показывают условность прежних сопоставлений серий и свит, развитых к югу от оз. Верхнего (рис. 12), с разрезами к северу от оз. Гурон в Канаде. К сожалению, не для всех посткиватинских образований провинции оз. Верхнего имеются достаточно точные даты абсолютного возраста, поэтому сопоставление их только по этим данным не представляется возможным. Ниже мы кратко остановимся на возрастных соотношениях сравнительно молодых образований Киватинской провинции.

Рис. 12. Схематическая геологическая карта района Уайт-Пайн. По Уайту и Райту: 1 - сланцы Нонесач; 2 - конгломераты Коппер-Харбор; 3 - кварцевые порфиры

Серию вулканических и осадочных пород Тимискаминг относят обычно к архею. Они развиты на территории в 260 км² и простираются от оз. Киркеленд в Онтарио до границы Квебека. Сбросом Лардер-Лейк область разделяется на северный и южный поясы, залегающие на эрозионной поверхности складчатого Киватина (местное название - серия Абитиби). Наиболее полный разрез серии, полученный Д. Ф. Хюиттом (Hewitt, 1951), достигает мощности 4000 м и состоит из граувакк, конгломератов, туфов и трахитов. Вся изученная толща может быть разделена на семь стратиграфических единиц. О возрасте серии Тимискаминг имеются лишь косвенные данные (J. Wilson а. о., 1956) по изотопному составу наложенной на нее свинцовой минерализации, которая обнаружила значение 1800-2000 млн. лет.

Поскольку приближенный возраст 2000 млн. лет следует рассматривать как пост-Тимискаминг, можно думать, что седиментация серии Тимискаминг происходила в период 2000-2600 млн. лет тому назад, если ориентироваться также по возрасту посткиватинских интрузий. Таким образом, серию Тимискаминг следует считать моложе Киватинской группы, но более древней, чем остальные серии провинции оз. Верхнего. При этом необходимо помнить, что возраст по изотопам свинца является грубо приближенным.

Для серии Тимискаминг характерно частое переслаивание тонких пластов полосчатых граувакк с крупными конгломератами, содержащими валуны диаметром до 1,7 м. Ф. Питтиджон рассматривал граувакки как морские пласты, а конгломераты и аркозы - как имеющие аллювиальное или прибрежное происхождение (Petijohn, 1943). Граувакковую седиментацию он рассматривал как геосинклинальную. Однако вряд ли зоны с мощными конгломератами представляли собой геосинклинальные отложения. По его мнению, отложение серии Тимискаминг происходило в межгорных долинах, местами занятых глубокими озерами. При этом граувакки и сланцы представляют собой озерные осадки, а аркозы и конгломераты - аллювиальные. История области Тимискаминг представляется в следующей последовательности. Киватинские лавы и осадочные породы подверглись складчатости и интрузиям гранитов во время до-Тимискаминг орогенеза. При формировании первичных гор на месте эродированных синклинальных поясов, сложенных лавами и осадочными породами, образовались долины, в то время как трудноразрушаемые гранитные батолиты образовывали возвышенности. Поскольку дно долин сложено породами киватинского типа, серия Тимискаминг повсеместно залегает на их остатках. Детритовый материал, в том числе крупнейшие валуны конгломератов, горные долины получали с возвышенностей.

Указанный ход геологических событий подтверждается тем, что серия Тимискаминг содержит много гранитного материала, хотя залегает она на гранитах в немногих местах.

Для проверки высказанного мнения крайне необходимы определения возраста валунов из конгломератов этой серии. Совпадение их возраста с возрастом посткиватинских гранитов совершенно однозначно решило бы вопрос о происхождении ее исходного материала.

После отложения серия Тимискаминг была смята в пологие складки. По М. Вильсону, она отделяется от серии Кобальт большим эрозионным и структурным несогласием (J. Wilson а. о., 1956). Контакт между областью Тимискаминг и провинцией Гренвилл описан В. Джонстоном, который показал, что он проходит по зоне крупных разломов и местами наблюдается значительный надвиг гренвильской серии на формацию Тимискаминг (Johnston, 1954). В районе Ред-Лейк (Красного озера) в Онтарио находятся дайки диорита Ховей, секущие слои серии Тимискаминг. Определение возраста темноцветной фракции этого диорита гелиевым методом показало возраст 1730-1760 млн. лет (Horwood, Keevil, 1943). Учитывая недостаточную сохранность минералами радиогенного гелия, дату 1760 млн. лет следует рассматривать как верхний предел, и, следовательно, возраст серии Тимискаминг должен быть свыше 1760 млн. лет, что в общем согласуется со значениями, полученными по данным изотопного состава рудного свинца пост-Тимискаминг.

В области, непосредственно прилегающей к северному побережью оз. Гурон, развиты докембрийские формации, относимые обычно к Гурону (см. рис. 11). Нижний Гурон представлен серией Брюс и состоит из белых кварцитов с некоторым количеством конгломерата и известняка. Этот комплекс несогласно покрывается серией Кобальт (или иначе - серией Говганда), в основе которой залегает валунный конгломерат или тиллит (конгломерат Рамзей-Лейк). Полуокатанные и угловатые валуны достигают в поперечнике 1 м и несут на себе отчетливые следы ледниковой штриховки. На конгломератах залегают белые и красные кварциты с прослоями конгломератов из яшмовидной гальки и известняков. Вся мощность толщи севернее оз. Гурон достигает 4000 м, в некоторых местах она прорывается диабазом Ниписсинг.

Данные по абсолютному возрасту геологических формаций, относимых к Гурону в районе Канадского побережья озер Верхнего и Гурон, крайне противоречивы и свидетельствуют о резко различном времени образования как магматических, так и осадочно-метаморфических комплексов, объединяемых под общим названием "Гурон". Изотопный состав свинцовых руд из серий Кобальт и Гурон показал возраст 1600-2000 млн. лет (Wilson, а. о., 1956).

Шесть образцов из серии Кобальт в общем показывают довольно однообразный изотопный состав и приближенный возраст примерно 1900 млн. лет, в то время как один образец указывает на гренвильский возраст, а последний отличается явно аномальным изотопным составом. Большинство жил, из которых отобран свинец с измеренным изотопным составом, залегает в осадочных породах Кобальт или в диабазе Ниписсинг и показывает возраст древнее 1900 млн. лет. Непосредственные определения стронциевым методом гранофировых частей диабаза Ниписсинг дали средний возраст 1800 млн. лет, что в общем хорошо подтверждает модельный возраст оруденения (Schmus а. о., 1963).

Собственно гуронские свинцовые руды показывают повышенное содержание радиогенных компонентов по сравнению со свинцовыми рудами Тимискаминг и Кобальт. Ориентировочный возраст группы гуронских свинцов может быть выражен датой 1650±200 млн. лет.

Следующим важным и интересным в металлогеническом отношении магматическим комплексом является интрузивный комплекс Садбери. Комплекс представляет собой норито-микропегматитовое интрузивное тело длиной 58 км и шириной 32 км, выходящее на поверхность в виде огромного эллипса. Норитовый интрузив состоит из внешней каймы норита, узкой переходной зоны и внутренней зоны микропегматита, являющегося продуктом дифференциации. Граниты и сопровождающие их аплиты и пегматиты прорезают норит и в свою очередь секутся дайками кварцевого диорита. К наиболее поздним интрузиям относятся дайки оливинового диабаза. Интрузив Садбери залегает во вмещающих породах, относимых обычно к нижнегуронским отложениям. Рассмотренный нами выше диабаз Ниписсинг сечет серию Кобальт и постепенно переходит в микронегматит и гранофир. По широко распространенному мнению, диабаз Ниписсинг относится к тому же периоду магматической деятельности, что и интрузив Садбери.

Свинцовые руды месторождения Садбери по изотопному составу свинца отчетливо разделяются на две группы: "аномальную" с резко повышенным содержанием Рb²⁰⁶ и Рb²⁰⁷ и "нормальную". Все эти данные позволяют заключить, что интрузивы Садбери и диабазы Ниписсинг относятся, вероятно, к различным возрастным группам. Следует подчеркнуть, что все современные данные по возрасту для Садбери показывают сложную картину его образования.

Осадочные отложения, относимые к гурону, можно косвенно датировать по возрасту вмещающих урановых месторождений, примером которых является месторождение Блайнд-Ривер в районе северного побережья оз. Гурон. Здесь в основании осадочной серии залегает так называемый кварцит Миссиссаги, который сложен преимущественно из полевошпатовых кварцитов, но включает также линзы аркозов, аргиллитов и конгломератов. Валунный конгломерат залегает в основании толщи. Мощность кварцитов Миссиссаги в районе Блайнд-Ривер колеблется от 450 до 1050 м. Руда находится в крепко сцементированном конгломерате из кварцевой гальки. Общее простирание структур имеет субширотное направление, параллельное северному берегу оз. Гурон. Цемент рудоносных конгломератов представлен мелкозернистой пиритизированной смесью кварца, белой слюды и биотита. Радиоактивными минералами являются уранинит, браннерит, монацит, местами встречается тухолит, в небольшом количестве присутствуют галенит, халькопирит и кобальтин. Генезис месторождения является спорным. Монацит и браннерит встречаются в россыпях.

Данные о возрасте уранового месторождения Блайнд-Ривер (Онтарио) представлены в табл. 21.

(Авторы определений: 1, 2 - Wanless а. о. (1956); 3-6 - Stieff, Stern (1956).)

Возрастные значения оруденения Блайнд-Ривер, приведенные в табл. 21, показывают существенные расхождения, что затрудняет принятие определенной даты оруденения и в целом отражает сложную историю минерализации данной области. Р. Уанлесс и Р. Трайл (Wanless, Trail, 1956) считают, что на месторождении было два периода минерализации - 1300 и 600 млн. лет тому назад. Л. Стиф, Г. Штерн (Stieff, Stern, 1956) и другие полагают, что присутствием древнего радиогенного свинца, который содержится в пирите и галените, сопутствующих урановым рудам, объясняется расхождение возрастных значений по разным изотопным отношениям. В этом случае урановое оруденение Блайнд-Ривер, возможно, не древнее палеозойского. Как видно из данных табл. 21, расхождение возрастных значений свидетельствует о сложности и, вероятно, многоэтапности образования и преобразования урановых минералов месторождения Блайнд-Ривер.

На основании полученных по месторождению Блайнд-Ривер материалов Р. Дерри (Durry, 1958) полагает, что промышленные руды приурочены преимущественно к кварцевым конгломератам нижнего Гурона и при этом устанавливается прямая зависимость между развитием конгломератов и оруденением. Ссылаясь на новые возрастные определения группы Торонто, он указывает, что детритовые минералы месторождения (циркон и монацит) обнаружили возраст 2500 млн. лет, в то время как уранинит и браннерит - 1700 млн. лет. Гранит, интрудирующий свиту Миссиссаги, показал возраст 1500 млн. лет. В случае справедливости этих возрастных значений можно наметить для района Блайнд-Ривер следующую последовательность событий:

1. Отложение свиты Миссиссаги в период до 1700 млн. лет в эстуариях рек, куда сносился материал древней суши.

2. Урановая минерализация данной свиты, возникшая одновременно с седиментацией или несколько позже.

3. Интрузия гранитов, прорывающих свиту Миссиссаги, около 1500 млн. лет.

В провинции Онтарио на северном побережье оз. Верхнего у Колдвелла находится сиенитовый комплекс. Он состоит из внутреннего ядра нефелиновых сиенитов, окруженного с внешней стороны роговообманковыми сиенитами и черными авгитовыми сиенитами. Краевые части переходят в граниты и гнейсы основания. Значения возраста пород этого района, полученные Г. Балвинклом (Bullwinkel а. о., 1958), представлены в табл. 22.

Очевидно, что щелочные породы относятся к довольно молодой возрастной группе, совпадающей по возрасту с гренвильскими интрузиями. Формирование этих пород происходило на древнем киватинском основании, о чем свидетельствует весьма высокий возраст вмещающих пород гранито-гнейсового комплекса. По этим данным можно судить о развитии щелочных пород на территории с ранее установившимся платформенным режимом.

В заключение следует отметить, что для этого района нет вполне определенных данных возраста посткиватинских образований северного побережья Великих озер, которые можно принять в качестве надежных и опорных. В то же время они все без исключения, несмотря на небольшую точность, располагаются в возрастном интервале 2000-1300 млн. лет (щелочной комплекс Колдуэлл здесь нами не учитывается). В этом интервале могут быть заключены разные по возрасту, но близкие по литологии и метаморфизму стратиграфические системы и серии.

Посткиватинские образования широко развиты в районе побережий южнее оз. Верхнего в штатах Висконсин, Мичиган, Миннесота. Обстоятельное стратиграфическое изучение докембрийских формаций штата Миннесота было проведено Ф. Грунером, Дж. В. Грунером, Г. М. Шварцем и Г. Тилем (Grout, Gruner, 1951). По мнению этих авторов, разделяемому А. Нопфом (1957), здесь встречается наиболее полный и детальный разрез докембрия всего Канадского щита, который может быть принят в качестве опорного. Данные по абсолютному возрасту пород этого района немногочисленны и получены лишь за последнее время С. Голдичем, Г. Баадсгаардом, А. Ниром и Дж. Гоффманом с помощью аргонового метода. Стронциевый метод был использован в единичных случаях (Goldich а. о., 1957).

Наиболее надежные данные получены для времени метаморфизма формации Томсон аргоновым методом (Goldich, 1957); они обнаружили довольно тесную группировку возрастных значений для образований различной степени метаморфизма в пределах 1640-1730 млн. лет.

Геологический относительный возраст формации Томсон недостаточно точный. Большинство авторов считают ее эквивалентом Анимики; Ф. Гроут и др. предположительно относили ее к серии Найф-Лейк (Grout, Gruner, 1951).

Довольно надежные числа независимо аргоновым и стронциевым методами при достаточно хорошем совпадении результатов были получены для гранита Роквилл - 1680-1710 млн. лет (тот же возраст, что и формации Томсон).

Гранито-гнейсовые породы, залегающие в пограничной области между Миннесотой и Онтарио, датируются довольно высоким возрастом. Определенное число образцов между железорудным поясом Вермилион и северо-западным углом Миннесоты обнаружило возраст 2500-2700 млн. лет. Соответствующие данные уже приводились нами в табл. 19, характеризующей возраст древнего киватинского фундамента. Высокий возраст некоторых образцов требует пересмотра геологии района, где развит гранит Вермилион, по возрасту рассматриваемый как альгоманский.

Биотит из гранита Гигантского кряжа показал по аргоновому методу более заниженное значение, чем полевой шпат. Подобное соотношение найдено для пары слюда - полевой шпат гранита Сноубанк. Соответствующие возрастные значения для них оказались равными 1540 и 1650 млн. лет. Авторы определений возраста (Goldich а. о., 1957) допускают, что в этом граните потеря аргона составляет 35%. Если ввести указанную поправку, то получится возраст 2100 млн. лет. Эти образцы классифицируются как альгоманские. Шток Сноубанк-Лейк интрудирует осадочные породы серии Найф-Лейк, а граниты Гигантского кряжа покрываются железистой формацией Бивабик серии Анимики. Таким образом, геологический возраст гранита Гигантского кряжа, приближенно датируемого 2100 млн. лет, следует рассматривать как до-Анимики и пост-Найф-Лейк.

Совокупность полученных радиологических данных позволила С. Голдичу, Г. Баадсгаарду и А. Ниру прийти к выводу о том, что формация Томсон, железистая формация Кайуна и железистые формации Висконсина (Ганфлинт, Бивабик и др.) были вовлечены в единый процесс орогенеза, имевший место 1700 млн. лет назад. Эта дата отмечает конец Анимики или Гурона.

Наиболее молодой геологической формацией района оз. Верхнего является серия Кьюиноун, состоящая из трех свит. Нижняя свита представлена конгломератами и песчаниками, средняя сложена преимущественно вулканическими породами - базальтами, туфами и др., верхняя - песчаниками, аргиллитами. Между верхней и средней свитами произошло внедрение крупного габбрового интрузива Дулут (рис. 13). Для серии Кьюиноун и залегающих в ее слоях магматических пород до сих пор отсутствовали достаточно надежные данные возрастных определений. Проведенные до настоящего времени определения относятся к базальтовым и габбровым породам, залегающим в средней свите серии Кьюиноун. По мнению Ф. Гроута, Дж. Грунера и др., массив габбро Дулут представляет собой лополит. Основные части этого лополита изменяются от слоистых основных и ультраосновных дифференциатов в нижних горизонтах до анортозитов в верхних частях. Большая часть лополита покрыта комплексом гранофиров и гранитов мощностью до 1000 м (гранит Мелен).

Рис. 13. Обобщенный разрез через бассейн оз. Верхнего. По К. Лейсу и Е. Лунду

Еще А. Лэйн и В. Юрри в 1935 г. провели 40 определений возраста базальтов Кьюиноун гелиевым методом и на основании полученных данных предположили, что излияние основных лав имело место 565-560 млн. лет тому назад, а 510 млн. лет назад произошли последние излияния. Определение возраста магнетитов до гелию из этих же пород П. Харлеем в 1943 г. мало изменило полученные ранее цифры. Все эти возрастные значения следует сейчас считать заниженными ввиду потери радиогенного гелия. Сравнительно недавно Л. Сильвер и Дж. Грин (Silver, Green, 1963) определили свинцово-изотопным методом возраст цирконов из пород всех эпох интрузивной деятельности среднего Кьюиноун. Цирконы были выделены из пород, ассоциированных генетически с лополитом Дулут. В среднем они показали возраст 1115±15 млн. лет. Это значение хорошо совпадает сданными, ранее полученными аргоновым методом. Так, согласно исследованиям С. Голдича и др. (Goldich а. о., 1957), габбро, интрудирующее формацию Бивабик у Баббита, имеет возраст 1100 млн. лет. Подобный же возраст был получен для диабазов из комплекса Бивер-Бей. Гранит Мелен из Висконсина, ассоциированный с габбровым комплексом, показал возраст по биотиту 1050 млн. лет, а по полевому шпату 1100 млн. лет. Таким образом, возраст 1100 млн. лет, вероятно, ближе всего к истине и датирует время интрузии габбро Дулут и ассоциированных с габбро пород.

По наиболее полным геохронологическим данным, полученным по работам С. Голдича и его сотрудников, а также на основании исследований группы Массачусетского технологического института (Goldich а. о., 1961; 1962; Hurley а. о., 1962), общая возрастная последовательность докембрийских комплексов горных пород района оз. Верхнего может быть представлена в следующем виде:

Несмотря на то что некоторые возрастные значения, приведенные в колонке, требуют уточнения, совершенно неоспоримо, что формирование четырех главных осадочно-метаморфических комплексов докембрия оз. Верхнего, каждый из которых заканчивался мощным магматическим процессом и интенсивным метаморфизмом, разделялось огромными перерывами, достигающими 400-600 млн. лет. Таким образом, каждый цикл, соответствующий формированию данного комплекса, протекал за огромные промежутки времени. Последующие уточнения абсолютного возраста вряд ли изменят это представление о наличии длительных перерывов формирования комплексов. В то же время следует подчеркнуть, что данные абсолютного возраста вполне подтверждают ту стратиграфическую последовательность, которая была установлена в результате геологического картирования и длительного изучения района оз. Верхнего методами классической геологии. Однако корреляция разрезов канадских побережий озер Верхнего и Гурон и их южных побережий, относящихся к США, пока не может быть проведена достаточно уверенно. Альгоманский гранит канадской части, вероятно, не имеет ничего общего в возрастном отношении с альгоманскими гранитами района железистых формаций. Только образования древнего киватинского фундамента довольно надежно коррелируются на большой площади как по их типичной литологии, так и по данным абсолютного возраста, полученным различными независимыми методами. Возможно, что эти методы в ближайшее время внесут еще немало поправок в возрастные сопоставления посткиватинских образований провинции оз. Верхнего.

Сопоставление разрезов отдельных комплексов провинции оз. Верхнего приведено на рис. 14.

Рис. 14. Сопоставление докембрийских разрезов района Великих озер: 1 - базальты; 2 - зеленокаменные туфы и брекчии; 3 - зеленокаменные породы, частично сохранившие подушечную текстуру; 4 - амфиболиты базальтового состава; 5 - песчаники и кварциты; 6 - конгломераты, конгломератовые песчаники, аркозы; 7 - граувакки, аргиллиты, сланцы; 8 - железистые формации; 9 - доломиты; 10 - сланцы, вероятно, включающие некоторые породы вулканического происхождения; 11 - габбро и граниты постсреднекьюиноунского возраста; 12 - гранитные породы возраста пост-Анимики; 13 - гнейсо-граниты позднедоани-микского возраста; 14 - гранито-гнейсы неизвестного или, вероятно, раннедоанимикского возраста

Основные провинции Канадского щита, представленные в табл. 23, в то же время являются областями орогенных событий докембрия (J. Wilson, Russell, 1956). Обобщенная карта древних орогений Канадского щита представлена на рис. 15.

Рис. 15. Докембрийские орогении Канадского щита Области развития орогении разных эпох: 1 - 1 млрд. лет, 2 - 1,8 млрд. лет, 3 - 2,7 млрд. лет, 4 - урановые месторождения