Геологическое строение Скалистых гор и их окружения

30.08.2018
Эта часть Северо-Американской платформы геологически изучена наиболее полно. В Центральных и Южных Скалистых горах, рассматриваемых многими авторами как самостоятельные геологические провинции, вскрыты полные разрезы докембрийских пород. Они начинаются с комплексов нижнего докембрия, где имеются многочисленные метаморфогенные пегматитовые тела, а возраст секущих пегматитовых жил составляет 2660-2750 млн лет.

Раннедокембрийские породы Передового хребта представлены внизу многокилометровой довольно однообразной толщей интенсивно мигматизированных гнейсов и кристаллических сланцев. Это биотитовые и кварц-полевошпатовые гнейсы, биотит-силлиманитовые, кварц-биотитовые и двуслюдяные сланцы, переслаивающиеся с амфиболитами, известковистыми и известково-силикатными породами. Толща содержит многочисленные тела гранитоидов разного размера — от небольших согласных линз гранитов и пегматитов до крупных гранитных массивов с рвущими контактами. На этих породах с угловым несогласием залегают роговообманковые гнейсы и сланцы — гнейсы Cyондайк общей мощностью до 2 тыс. м. Кроме роговообманковых, в толще наблюдаются биотитовые и биотит-роговообманковые плагиогнейсы и кристаллические сланцы. Раннедокембрийские породы метаморфизованы в основном в условиях амфиболитовой фации, изредка отмечаются переходы в фацию зеленых сланцев. Гранулитовая ступень нигде не проявилась.

В Передовом хребте установлены три фазы складчатости и образования интрузивов с составом гранитов, гранодиоритов и кварцевых диоритов. Полученные здесь цифры изотопного возраста порядка 1600-1700 млн лет относятся к более поздним тектономагматическим событиям, а возраст метаморфических комплексов нижнего докембрия составляет 2400-2600 млн лет. В хребте Медисин Боу и горах Бигхорн штата Вайоминг отмечаются многочисленные метаморфогенные пегматитовые жилы, содержащие монацит, эвксенит, апатит, циркон, реже алланит и торит. Это типичные пегматиты уран-редкоземельного ряда полевошпатовой формации, образовавшиеся в протерозое.

Аналогичные пегматиты наблюдаются в штатах Колорадо и Нью-Мексико — в средней и южной частях Передового хребта. Пегматиты пространственно тяготеют к протерозойским гранитам, содержат, кроме перечисленных минералов, гадолинит, уранинит и церит. Как правило, жилы незональны, сложены кварц-полевошпатовым средне- и крупнозернистым пегматитом, содержат биотит и мусковит в качестве второстепенных минералов. Возраст гранитов и пегматитов 1400-1700 млн лет.

По существу гранитоиды Передового хребта относятся по возрасту к среднему докембрию. Отложения этого времени представлены здесь сравнительно слабометаморфизованными породами формаций Дип-Лейк и Либби-Крик, имеющих общую мощность порядка 8000 м. Преобладают в их составе разнообразные глинистые сланцы и филлиты, органогенные карбонатные породы, метакварциты и метадоломиты. Похожие толщи мощностью свыше 6000 м развиты в соседнем поднятии Блэк-Хиллс, но степень метаморфизма здесь, особенно в южной части хребта, несколько выше, что связывается с влиянием крупных гранитных массивов на глубине. Изограда силлиманита вокруг центральной части поднятия пересекает стратиграфические границы. Ho главная масса пород — кристаллические сланцы с гранатом, ставролитом, кордиеритом с имеющимися прослоями кварцита (часто с дистеном), железистых сланцев.

Верхний докембрий в Передовом хребте характеризуется однообразным составом метаморфических толщ; здесь преобладают кварциты. В направлении к югу мощность толщи сокращается с 8000 до 3000 м, но степень метаморфизма, интенсивность складчатости и гранитного магматизма возрастают, в составе толщи появляются кислые эффузивы. Возраст гранитов отвечает низам верхнего докембрия: 1350-1450 млн лет. Более поздние гранитоиды представлены двумя группами «внескладчатых» интрузий. Относительно ранние граниты типа Силвер-Плам и Сан-Изабел сформировались в условиях умеренной глубинности, они обычно двуслюдяные, имеют возраст 1350-1450 млн лет. Более поздние граниты — это малоглубинные щелочные граниты массивов Пайке Пик и Редскин в штате Колорадо. С ними ассоциируют дайки щелочных пород, жилы пегматитов редкометалльно-редкоземельной формации, карбонатиты, штокообразные тела монцонитов, диоритов и габброидов. Их возраст 1000-1100 млн лет. Щелочные граниты являются здесь продуктом глубокой эволюции магмы предположительно щелочно-базальтоидного состава, имеющей мантийное происхождение.

В штате Вайоминг тоже есть крупные секущие тела пегматитов редкометалльно-редкоземельной формации, служившие некоторое время источниками эвксенита как урановой руды. Пегматиты располагаются в толще протерозойских гнейсов, амфиболитов и кристаллических сланцев, а генетически они связаны с щелочными гранитами комплекса Шерман, образовавшимися в начале верхнего докембрия примерно 1400 млн лет назад.

Особняком стоят выходы докембрийских пород в куполе Льяно (штат Техас), к которым приурочены редкоземельные пегматиты района Баринджер Хилл с несколькими месторождениями сходного минерального состава, позволяющего отнести их к ниобий-редкоземельному ряду редкометалльно-редкоземельной формации.

В этом куполе — поднятии докембрийского фундамента среди осадочных пород Великих Равнин — выделяют средне- и верхнедокембрийские комплексы пород. Первые представлены полосчатыми мелкозернистыми гнейсами, графитовыми и амфиболовыми сланцами, мраморами и известково-силикатными породами, метаморфизованными в условиях амфиболитовой фации. Вторые представлены кислыми эффузивами и экструзиями гранит-порфиров. Ho возрастные датировки одинаковы для всех пород: в результате гренвиллского омоложения граниты и эффузивы, как и кристаллические породы фундамента, датируются цифрами 1000-1100 млн лет.