Льюисский комплекс или льюисский гнейс — это свита докембрийских метаморфических пород , которые выходят на поверхность в северо-западной части Шотландии , образуя часть Гебридского террейна и Северо-Атлантического кратона . Эти породы имеют архейский и палеопротерозойский возраст, варьирующийся от 3,0 до 1,7 млрд лет ( Ga ). Они образуют фундамент , на котором отлагались осадки группы Stoer , супергруппы Wester Ross и, вероятно, супергруппы Loch Ness . Льюисский комплекс в основном состоит из гранитных гнейсов с небольшим количеством супракрустальных пород . Породы льюисского комплекса были захвачены каледонской орогенезом , появляясь в висячих стенках многих надвигов, образовавшихся на поздних стадиях этого тектонического события.
Основные выходы льюисианского комплекса находятся на островах Внешних Гебридских островов , включая Льюис , от которого комплекс получил свое название. [1] Он также обнажается на нескольких островах Внутренних Гебридских островов , небольших островах к северу от материковой части Шотландии и образует прибрежную полосу на материке от озера Лох-Торридон на юге до мыса Рат на севере. Его присутствие на морском дне и под палеозойскими и мезозойскими отложениями к западу от Шетландских островов , а также в Минчесе и Гебридском море было подтверждено магнитным полем, неглубокими скважинами и скважинами для разведки углеводородов . [2] [3] Фундаментные породы похожего типа обнаружены в основании как группы Морар , так и вышележащей супергруппы Лох-Несс, иногда с хорошо сохранившимися несогласными контактами, и они, как правило, принимаются как часть льюисианского комплекса, что позволяет предположить, что льюисианский комплекс простирается по крайней мере так далеко на юго-восток, как разлом Грейт -Глен . [1] Гранитные гнейсы льюисовского типа палеопротерозойского возраста комплекса Риннс обнажаются на островах Айлей и Колонсей в южной части Внутренних Гебридских островов. Аналогичные породы также обнажаются на Иништрахалле у северного побережья графства Донегол и в графстве Мейо , где они известны как «комплекс гнейсов Анна». [4]
Первый подробный отчет о льюисианском комплексе был опубликован в 1907 году в рамках мемуаров Геологической службы «Геологическая структура северо-западных нагорий Шотландии» . [5] [6] В 1951 году Джон Саттон и Джанет Уотсон развили эту работу, интерпретировав метаморфическое и структурное развитие льюисианского комплекса как серию дискретных орогенических событий, которые можно было различить в полевых условиях. [7] Они использовали рой долеритовых даек, известных как дайки Скури, в качестве маркеров для разделения тектонических и метаморфических событий на скурианское событие, которое произошло до внедрения даек, и более позднее лаксфордское событие, которое деформировало и метаморфизовало членов того же роя даек. Последующие полевые работы, метаморфические исследования и радиометрическое датирование уточнили их хронологию, но подтвердили их первоначальную гипотезу. [1]
Самая старая часть льюисовского комплекса представляет собой группу гнейсов архейского возраста, которые образовались в интервале 3,0–2,7 млрд лет назад. Эти гнейсы встречаются по всему выходу льюисовского комплекса на материк. Доминирующая литология комплекса Scourie — полосчатые серые гнейсы, обычно гранодиоритовые , тоналитовые или трондьемитовые по составу. Метаосадочные гнейсы встречаются относительно редко. [1] Предполагается, что протолит для гнейсов Scourian является гранитным, с вспомогательными основными и ультраосновными плутоническими породами, дающими общий бимодальный характер. Некоторые различия в возрасте протолитов из разных частей комплекса и их последующая тектоническая и метаморфическая история предполагают, что в пределах выхода на поверхность материка есть два или, возможно, три отдельных блока земной коры. [1]
Главным метаморфическим событием в Центральном регионе было событие бадкаллианской гранулитовой фации возрастом 2,5 млрд лет. В Северном регионе отсутствуют свидетельства гранулитовой фации, а в Южном регионе локально распознается более раннее событие возрастом 2,73 млрд лет.
Это тектоническое и метаморфическое событие произошло позже основного метаморфического события гранулитовой фации в комплексе Scourian, но в основном предшествует внедрению даек Scourie. Это событие деформирует ряд пост-бадкаллианских пегматитов, датируемых 2,49-2,48 млрд лет, и предшествует большинству даек Scourie, что дает возможный возрастной диапазон приблизительно 2,48 - 2,42 млрд лет. [1] Деформация сопровождалась ретроградным метаморфизмом вплоть до амфиболитовой фации, аналогично более позднему лаксфордскому событию. Различение этих двух событий оказалось сложным. [1] Основные инверийские зоны сдвига были выявлены в центральном и южном регионах, включая зону сдвига Канисп.
Этот основной дайковый рой прорезает полосчатость гнейсов комплекса Scourie и, следовательно, датирует позже основных магматических, тектонических и метаморфических событий, которые их создали. [7] Из-за степени позднего метаморфизма и деформации в других частях материкового обнажения, единственные надежные радиометрические возрасты приходят из Центрального региона, давая возраст для основной части роя около 2,4 млрд лет. Некоторые дайки, которые, по-видимому, были внедрены в более холодную кору Scourian, дают возраст около 2,0 млрд лет, тот же возраст, что и недатированные силлы в группе Loch Maree. Некоторые из основных дайковых свит демонстрируют свидетельства внедрения в горячую вмещающую породу . Большинство даек представляют собой кварц-долериты с точки зрения химии, с менее распространенными оливиновыми габбро , норитами и бронзитовыми пикритами .
Супракрустальные породы группы Лох-Мари образуют две большие области обнажения около Лох-Мари и Гейрлоха в Южном регионе. Группа состоит из метаосадков с вкрапленными амфиболитами , интерпретируемых как метавулканиты с некоторыми основными силлами . Вероятно, они были отложены около 2,0 млрд лет назад, поскольку содержат обломочные цирконы , которые дают смесь архейского и палеопротерозойского возрастов. [1]
Лаксфордский период был первоначально распознан по наличию деформации и метаморфизма даек Scourie. Лаксфордский период можно разделить на раннее событие до 1,7 млрд лет, связанное с регрессией гнейсов Scourie от гранулитовой к амфиболитовой фации, и более позднее событие с дальнейшей локальной регрессией к фации зеленых сланцев , часть из которых может быть гренвильской по возрасту (около 1,1 млрд лет). [1] Раннее событие особенно связано с зонами сдвига, в которых деформированные дайки Scourie образуют амфиболитовые пластины внутри переработанных гнейсов. Первоначальная минералогия даек также изменяется на комплекс амфиболитовой фации, даже там, где они остаются недеформированными. Ранние лаксфордские ткани прорезаны серией гранитов и пегматитов , особенно в Северном и Южном регионах, датируемых 1,7 млрд лет.
Большая часть льюисианских обнажений Внешних Гебридских островов состоит из пород комплекса Scourie, прорезанных пост-Scourian гранитами. Лаксфордианская переработка обширна, и сохранилось очень мало неизмененной Scourian коры. Амфиболитовые пластины, интерпретируемые как деформированные элементы Scourie Dykes, встречаются гораздо реже, чем на материке. Большая часть площади обнажений состоит из супракрустальных пород, около 5% от общего количества. Связь между супракрустальными породами и Scourian гнейсами остается неясной. [1]
Магматический комплекс Южного Харриса в основном состоит из анортозита и метагаббро с меньшим количеством тоналитовых и пироксен-гранулитовых гнейсов. Эти магматические породы внедрены в супракрустали Левербурга и Лангевата. Радиометрическое датирование предполагает, что комплекс был внедрен в период примерно от 2,2 до 1,9 млрд лет назад, что сопоставимо с возрастом группы Лох-Мари. Анортозит Несса, обнаженный на северо-восточной оконечности Льюиса, также связан с метаосадками и дает схожий модельный возраст Sm-Nd около 2,2 млрд лет. Считается возможным, что тела Южного Харриса и Несса когда-то были частью непрерывного тела, нарушенного лаксфордской деформацией. [1]
Эти два пояса метаосадков обрамляют магматический комплекс South Harris и образуют крупнейший выход таких пород на поверхность на Внешних Гебридских островах. Радиометрическое датирование показало, что эти метаосадочные породы имеют палеопротерозойский возраст, схожий с породами группы Loch Maree. Связь между этими метаосадочными породами и гнейсами Scourian остается неясной. [1]
Эта зона разлома простирается по всей длине Внешних Гебридских островов, на расстояние около 200 км, падая на 20°–30° к ВЮВ. Разломная порода в зоне разлома показывает длительную и сложную историю движения с развитием брекчии разлома , милонита и псевдотахилита , что указывает на разломы в широком диапазоне уровней земной коры. [1]
Несмотря на многократную переработку, которая затронула льюисовские гнейсы в метаосадках этих двух последовательностей, они демонстрируют свидетельства общей истории, хотя и с некоторыми важными различиями. Самый большой, выступ Гленелг -Аттадейл , демонстрирует свидетельства метаморфизма эклогитовой фации в обоих тектонически смежных единицах, составляющих выступ, что, как полагают, связано с утолщением земной коры во время палеопротерозойского события около 1,7 млрд лет назад и гренвильского орогенического события соответственно. [8]
