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

В результате обширных исследований, проведенных в лабораториях США и Канады, к настоящему времени накоплен большой материал по радиологическому датированию докембрийских пород Северо-Американского континента. Наиболее существенные изменения ранее установившихся геологических представлений, которые следуют из данных ядерной геохронологии, состоят в следующем.

1. В истории докембрия Северной Америки не было единого, только "лаврентьевского" и последующего более молодого гуронского орогенезов, разделенных так называемым "эпархейским" перерывом. Фактически за всю докембрийскую историю Северной Америки произошло не менее девяти тектонических циклов, из которых наиболее важное значение имели четыре цикла, или эпохи, гранитизации.

2. Серия Белт, занимающая значительную территорию в Монтане, Айдахо и Альберта (Канада), не относится к самому молодому докембрию, как считалось ранее, а оказывается древнее 1030 млн. лет (по данным о возрасте уранинитов месторождения Саншайн).

3. Неметаморфизованная серия Атабаска (к северу от оз. Атабаска) ранее рассматривалась как поздний докембрий. В действительности серия пересекается рудными жилами, возраст которых 1900 млн. лет, причем эта дата относится к довольно надежным величинам абсолютного возраста.

4. Серия Кьюиноун, которая ранее рассматривалась, так же как наиболее молодая серия докембрия, и включалась некоторыми американскими геологами в нижний кембрий, интрудирована габбровым массивом Дулут. Возраст последнего 1100 млн. лет можно считать надежно установленным. Следовательно, формирование серии Кьюиноун предшествовало дате 1100 млн. лет и, возможно, происходило одновременно с седиментацией серии Белт на западе.

5. Граниты и пегматиты Киватинской провинции Канады отмечаются . датами 2500-2600 млн. лет и завершают формирование древних структур материка.

6. Гренвильская серия северо-восточной части Канадского щита не является стратиграфическим эквивалентом киватинской серии, как это допускалось многими геологами в недавнем прошлом. Возраст гранитов и пегматитов, прорывающих гренвильскую серию, оказался в 2,5 раза моложе гранитов и пегматитов, интрудирующих серию Киватин.

Наиболее важные обобщения современных геологических и геохронологических данных по докембрию Северной Америки были сделаны Дж. Т. Вильсоном, Г. Гестилом, А. Энгелем (J. Wilson, 1954; Gastil, 1960; Engel, 1963). Дж. Т. Вильсон рассматривает геологическую историю Северо-Американского континента как последовательное обрастание древних ядер более молодыми орогенными поясами. В качестве древних ядер он принимает провинции Йеллоунайф и Киватин, сложенные в основном зеленокаменными породами. Вообще концепции континентального роста - аккреции придерживаются многие североамериканские геологи.

Г. Гестил статистически обработал данные радиологических определений и выделил семь эпох минерализации для континента Северной Америки - А, В, С, D, E, F, G, которым соответствуют 60-180; 240-550; 910-1140; 1230-1480; 1580-1855; 2030-2380 и 2416-2700 млн. лет. Пространственное расположение этих возрастных групп показывает, что более древние группы располагаются преимущественно в центральных частях материка, а более молодые - на периферии. Г. Гестил также склоняется в пользу представлений о нарастании континента от центра к краевым частям, однако при этом отмечает, что древние ядра материка скорее следует рассматривать как части, ставшие стабильными очень давно. Если же мы обратимся к петрографическому составу докембрийских геологических провинций, то увидим, что самые древние провинции сложены породами, более характерными для океанического типа земной коры, а самые молодые становятся типичными континентальными образованиями.

Рис. 22. Докембрийские геологические провинции Северной Америки. По А. Энгелю. Возраст гранитных пород: 1 - 2,5 109 лет, 2 - ~ 1,8 109 лет, 3 - ~ 1,4 ??? 109 лет, 4 - ~ 1,0 X 109 лет. Провинции: Киватин (S1), Невольничья (S2), Вайоминг (W) 2,5 109 лет, Черчилл (С1) 1,8 109 лет, Центральная (С2) 1,4 109 лет, Гренландская (G2) 1,3 109 лет, Гренвильская (G1)

Рис. 22. Докембрийские геологические провинции Северной Америки. По А. Энгелю. Возраст гранитных пород: 1 - 2,5 ⋅ 10⁹ лет, 2 - ~ 1,8 ⋅ 10⁹ лет, 3 - ~ 1,4 ⋅ 10⁹ лет, 4 - ~ 1,0 X 10⁹ лет. Провинции: Киватин (S₁), Невольничья (S₂), Вайоминг (W) > 2,5 ⋅ 10⁹ лет, Черчилл (С₁) > 1,8 ⋅ 10⁹ лет, Центральная (С₂) 1,4 ⋅ 10⁹ лет, Гренландская (G₂) > 1,3 ⋅ 10⁹ лет, Гренвильская (G₁)

А. Энгель, обработавший значительно более полный материал по радиологической датировке, чем Г. Гестил, выделил четыре возрастных уровня, характеризующих наиболее распространенные эпохи формирования грани-тоидных масс Северо-Американского континента. Кульминации гранито-образования, отмечаемые датами 1000; 1400; 1800 и 2500 млн. лет, отражают события орогении и магматизма гренвильской, медвежьеозернои, Черчилл-Атабаска (гудзоновой) и лаврентьевско-манитобской (кеноран-ской) эпох. В то же время эти эпохи соответствуют наиболее широко распространенным докембрийским провинциям Северной Америки (рис. 22). Очевидно, что для всего материка выделяются древние провинции, формирование структур которых предшествовало дате 2,5 ⋅ 10⁹ лет: провинции оз. Верхнего (Киватин) (S₁), Вайоминг (W), Невольничья (S₂); провинция Черчилл (С₁) охватывает часть Лабрадора, Баффиновой Земли и западную часть Канадского щита (типичные даты 1,8 ⋅ 10⁹ лет); Центральная провинция > 1,4 ⋅ 10⁹ лет) почти полностью находится под осадочным чехлом в южной половине материка (С₂); Гренвильская провинция в широком плане окаймляет срединную часть материка с запада и юго-востока (G₁). Гренландия представляет собой особую геологическую провинцию, где в общем повторяются комплексы, близкие по возрасту к некоторым провинциям Северо-Американского континента.

Геохронологические данные отчетливо свидетельствуют о том, что более молодые геологические провинции перекрывают более древние (рис. 23). Нетрудно видеть, что Аппалачи почти полностью располагаются на Гренвильской провинции. Значительные участки провинции Черчилл (> 1800 млн. лет) перекрыты комплексами Центральной провинции и Гренвильской на западе материка. Древние провинции (оз. Верхнего и др.) местами перекрываются комплексами остальных, более молодых геологических провинций.

Рис. 23. Примеры перекрытия древних провинций структурами более молодых провинций Северной Америки. Возраст крупных провинций: 1 ~ 0 - 0,8 109 лет, 2 - 1,0 109 лет, 3 - 1,8 109 лет, 4 - 2,5 109 лет

Рис. 23. Примеры перекрытия древних провинций структурами более молодых провинций Северной Америки. Возраст крупных провинций: 1 ~ 0 - 0,8 ⋅ 10⁹ лет, 2 - > 1,0 ⋅ 10⁹ лет, 3 - > 1,8 ⋅ 10⁹ лет, 4 - > 2,5 ⋅ 10⁹ лет

Все эти данные позволяют сделать вывод, что еще в глубоком докембрии новые геосинклинальные зоны закладывались после длительных перерывов на месте более древних зон, испытавших полный цикл орогенного развития. Кроме того, на месте пенепленизированных древних структур в местах их стабилизации формировался платформенный чехол за счет осадков эпиконтинентальных морей.

В связи с изложенным очевидно, что значительная (подавляющая) часть материала провинций возникла не столько за счет дифференциации материала мантии, сколько за счет неоднократного переотложения и глубокой переработки (магматизмом и метаморфизмом) материала ранее сформировавшегося сиаля.

Изучение эволюции изотопного состава свинцов, выделенных из детритовых полевых шпатов Северной Америки (Patterson, Tatsumoto, 1964), показывает, что большая часть континента Северной Америки сформировалась в результате дифференциации материала мантии в течение интервала 3500-2500 млн. лет тому назад.

В табл. 33 приводится корреляция важнейших докембрийских комплексов Северной Америки по радиологическим данным (числа в колонках означают возраст - в млн. лет, который относится ко времени кристаллизации магматических пород, рудных месторождений или метаморфизму; ниже располагаются осадочные и осадочно-метаморфические серии, формирование которых происходило до указанной даты). Аналитические данные и возраст радиоактивных минералов Северной Америки даны в табл. 34.