Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимия и петрология эндербито-гнейсов и кристаллосланцев Хащевато-Завальевского блока Украинского щита

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимия и петрология эндербито-гнейсов и кристаллосланцев Хащевато-Завальевского блока Украинского щита"

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И РУД00ЕРА30ВАШЯ

РТБ ОД

' I *'' ' На правах рукописи

УДК Б5Ц.4+Б52.11[552.42+552.43](477.4)

ПЛОТКИНА Татьяна Эдуардовна

ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ЭНДЕРЕИГО-ГНЕЙСОВ И КРИСТАЛЛОСЛАКЦЕВ ХАЩЕВАТО-ЗАВАЛЬЕВСКОГО БЛОКА УКРАИНСКОГО ВДТА <

Специальность 04.00.02 - геохимия

04.00.08 - петрография, вулканология

I

АВТОРЕФЕРАТ-,

диссертации на соискание ученой степени

I

кандидата геолого-минералогичееких наук.

Киев - 1994

На правах рукописи Работа выполнена в Институте геохимии, минералогии и рудообразования HAH Украины

Научный руководитель - академик HAH Украины

Н.П. ЩЕРБАК

Официальные оппоненты - доктор геол.-минер, наук

член-корр. HAH Украины Р.Я. БЕЛЕЕЦЕВ (ИГМР НАНУ) . - кандидат геол.-мин. наук

доцэнт О.В. ЗИНЧЕНКО (КГУ)

Ведущая организация - Государственное геологическое пред' приятие "Севукргеология" (г. Киев)

Защита состоится " 199^г. в ^ чао,

на заседании специализированного совета Д 016.IV.01 в Институте геохимии, минералогии и рудообразования HAH Украины (252680, г. Киев, пр. Палладина, 34)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии, минералогии и рудообразования HAH Украины (г. Киев, пр. Палладина, 34)

Автореферат разослан " " 99^г.

Ученый секретарь специализированного совета^

доктор геолого-минералогических наукТ ^¿гДП. СЕМЕНЕНКО

- _

ВЕДЕНИЕ

Актуальность теми. В районе исследования развиты высо-кометаморфизованныэ гранулит-гнейсовые .породы, среди которых, в последние годы установлены архейские гранитоцсы. с возрастом 3.4 млрд. лет. Аналогичные породы в мировой литературе именуются "серыми гнейсами" , возрасг■ которых превышает 3 млрд. лет. Именно с появлением этих пород связывают возникновение континентальной коры.

Проблема.генезиса этих пород по сути вылизается в проблему возникновения первичных кислых образований на фоне ран-непланетарного базитового магматизма, и характеризует определенный качественны!! этап эволюции Земли.

Цель исследования: на основе детального и всестороннего изучения чарнокит-кристаялосланцевой ассоциации пород установить генетическую и возрастную последовательность геологических событий в районе развития гранулитоьрго комплекса Ха-щевато-Завальевского блока Украинского щита. . '■ . ..

Задачи исследования: . 1

1/ анализ, геолого-генетических представлении "по комплексу

пород исследуемого района; ...

2/ детальное изучение особенностей породообразующих минералов; ( ■ 3/ изучение типоморфных признаков цирконов_ и выявление их

генетической, природы; . 4/ изотопное датировалие пород-и. интерпретация .геохронологи-

I

ческих данных; '

5/ петро- и геохимическая характеристика пород и её прймене- .

"О .•..■' ...•■' • .

ние к петрологическим моделям генезиса пород.

Фактической основой работы послужили материалы, собранные автором в 1988-1991 гг. во время обучения в аспирантуре и работы в отделе геохимии изотопов и радиогеохронологии ЙГФМ АНУ.

Для изучения было отобрано Солее 47 опорных проб в каменоломнях и береговых обнажениях по берегам.реки Южный Буг между селами Сальково и ЗаЕадье, для петрологической характеристики которых были выполнены спектральные, полные химические силикатные и рентген-флюоресцентные анализы. Па трем представительным пробам выполнены ыасс-спектрометрические определения состава редкоземельных элементов.

Из 30 проб были выделены монофракции породообразующих, второстепенных и акцессорных минералов, по которым выполнено более 150 определений химического состава методом рентге-но-спектрального микроанализа.

Петрографическое изучение пород выполнено с использованием 150 малых и 20 больших шлифов.

Выделенные по химическим и морфологическим особенностям разновидности циркона были проанализированы методом тер-мо-ионной эмиссии без предварительной подготовки проб (14 определений), а представительные генетические типы цирконов методом изотопного разбавления с определением содержаний и изотопного состава урана и свинца (2 пробы).

Защищаемые положения: . 1. Эндербито-гнейсы Хащевато-Завадьевского блока Украинского щита" представляют собой рассланцованные андезитовые и то-налитовые породы, возникшие в результате магматической дифференциации in situ по типу известково-щелочного вул-■ канизма орогенных областей.

2. Двупироксен-плагиокдааовые кристаллосланцы, составляющие

наряду о эндербитаыи основной 'петрографический фен рагена и относимые многими исследователями к субстрату. комплекса, являются жильными даикообразнымн телами, фиксирующими время основного магматизма на рубеже £000 млн. лет назад, 3. Породы гранулитового комплекса Хашевато-Ззвальевстаго блока Украинского щита претерпели по крайней мере два этапа высокотемпературного метаморфизма, отлтаюгихся условиями и масштабами проявления.

Научная новизна. Впервые средтгэндэрбито-гкейсовой тол»

щи. Хащевато-Завальевской структуры выделеш ДЕе генетически разновозрастные породы, представляющие собс:; рассланцовачные в процессе гранулитового метаморфизма андезитовые и тоиали-товые породы; с помощью детального изучения включений ццрко-на кристаллосланцев доказано проявление основного магматизма на рубеже 2000.млн. лет назад; на основе гдубокоп. изучения породообразующих минералов выявлено проявление двух этапов, гранулитового метаморфизма, отличающихся термодинамическими условиями и масштабами проявления.

Практическая ценность. Результаты исследований явились составной частью отчета отдела геохимии'изотопов и радиогеохронологии ИШ1 АНУ по теме: "Геохронология и изотопная геохимия гранулит-гнейсовых и гранит-аеленакамекных комплексов Украинского щита" (1990), а также рекомендованы длц уточнения стратиграфической схемы Днестровско-Бугского района Украинского шита.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано..3 и накопится в печати 2 работы. Отдельные ¡положения и результаты исследовашш докладывались на всесоюзном совещании■"Изо-гелнее Датирование эндогенных рудных формаций" (г. Тбилиси, 1989), га VII вулканологическом и IX палеовулканологическом

симпозиуме "Вулканизм в структурах Земли и. различных геоди-намическш: обстаноьках"^ (г. Иркутск, 1962). .

Объем работы. Диссертационная работа объемом 103 страница машинописного текста состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 56 иллюстрации и 20 таблиц. Список лите-' ратуры включает 166 наименований.. :

Работа выполнена под руководством академика HAH Украины Н.П.Щербака, которому автор выражает искреннюю благодарность за постоянную помощь и внимание.

Автор признателен за практическую помощь и консультации сотрудникам ИГМР HAH Украины В.Н. Загнитко, Л.М: Степанюку, Д.Н. Понсмаренко, И.М. Лесной, Г.В. Легковой, Н.К. Крамзрен- : ко, М.В. Ткаченко, A.B. Загнитко, E.H. Бартницкому и его лаборатории, A.B. Лукашуку, Г.Я. Терец, Л.Р. Нурмачедову и др.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ РАЙОНА • ' СРЕДНЕГО ПОЕУЖЬЯ

Многочисленные геологические и петрографические исследования юго-западной части Украинского щита, в частности бассейна реки ркного Буга, берут начало с 30-х годов прошлого столетия. Но все они, ввиду сугубо описательного характера, имеют лишь историческое Значение. Лишь в 20-е годы нашего столетия были установлены главные типы пород и сформировались генетические и стратиграфические представления.

Широгаш развитием в исследуемом районе пользуются кислые и основные породы, на тесную связь которых указывали и указывают в авоих трудах все исследователи.

По вопросу происхождения данного комплекса пород су-

ществуют саше -разнообразные и даже удьтрздротгаоположные' точки зрения. Так Ьдяи исследователи счптазт данкые образования первично-слоистой седиментацпонной толней. По мнению других, данный комплекс" пород представляет собой продукт инъекции и ассимиляции кислой магмой первично-осадочных по-

о •

род (согласно одним авторам) или'продуктов дезинтеграции основных эффузивов, переслаивающихся с нормашшмн осадочными породами (согласно другим авторам)или базптсв габбрового и норитового составов (согласно третьим)' с образованием гней-со-мигматитового комплекса пород. .

Часть исследователей считает данные образования метасо-матическими породами, возникшими за счет щелочного и кремниевого метасоматоза, приведшего к интенсивной перекристаллизации габброидов, являющихся глубоко метэ.срфизованной спи-литовой формацией. .

Точка зрения о происхождении данного комплекса пород в результате регионального метаморфизма- обязана своим'появле-■ нием тому, что чарнскиты" и вмещзхвдге .их породы характеркзу-ются чертам®, отвечающими гранулитовой фации1 метаморфизма. : Впервые на развитие чзркокитовои сер;ет на Побужье указал В.И. Лучицкий (1927). Одни сторонники метаморфического происхождения чарнокитов рассматргаэит их как глубоко метамор-физованные осадочные породы, другие считают, что ч^рнокиты' возникли при глубинном метаморфизме "в сухих условиях" серии нормально магматических пород. . ' - . . '

Данный район и сегодня является- наиболее интересным объектом исследования и нескончаемых дискуссий, так как в стратиграфической схеме УРМСК 1984"г. он выделен в гайво-рснсга1й°-ломплекс гранитоидов с возрастом 3.4 млрд. 'лет. >

- 6 -

ГЛАВА г. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА

Гранулитовый комплекс Побужья в виде дуги опоясывает его-западную часть Днестровско-Бугского района Украинского щита и в тектоническом отношении относится к Подольскому геоблоку, представляющему собой брахиантиклинальаое поднятие, состоящее из нескольких С.одее мелких блоков второго порядка: Бердичевакаго, Винницкого, Хмельницкого, Гайсикского и Гай-воронского.

Традиционно район развития чарнокитоидов на Лобужье делится на Верхнее, Среднее и Нижнее Побужье. Хащевато-Заваль-евский синклинории наряду, с Первомайско-Голованевским синк-линорием и Сшшцовским антиклинорием является основным структурным элементом района Среднего Побужья (Гайворонский блок). ■ _ ' '

. Хащевато-Завальевский синклинорий представляет собой своеобразную складчатую структуру широтного простирания, ограниченную с юга Завальевской, а с севера Гейворонской зоной разломов, внутренняя часть которого представлена брахиантгос-линалью,. сложенной чарнокитоидами в тесной ассоциации с породами офиолитовой.формации,, которая обтекается с севера Ха-щеватской синклиналью,, а с юга Завальевской. синклиналью, сложенными кристаллическими известняками, кварцитами, графитовыми, биатитовыми и сшишманитовыми гнейсами и мигматитами.' ■

Объектом изучения явились чарнокитоиды и ассоциирующее О ними кристашгасланцы внутренней части Хащевато-Завальевс-кого оинклинирия. Главной особенностью представленных в этом районе образований является пластовая форма залегания с об' щим северо-западным простиранием и гнейсовидный облик.

Большое внешне сходство раэгнейсованных чарнокитоидоч и кристаллических сланцев (основной ветви ассоциации), невероятные трудности при изучении их взаимоотношений являются первопричинами существующих разногласий относительно проис-. хождения этих пород, а'также различий в-, применяемой терминологии: по разному называются одни и теже породы или же одинаково именуются разные типы пород. Так, одни исследователи характеризую* исследуемый район как область ритмично переслаивающихся гиперстеновых гнейсов, гранатовых гнейсов и основных кристаллических сланцев, считая их типично осадочными образованиями, другие вообще отрицают существенные различия между двумя этим:: типами пород, указывая на постепенные переходы от габбровдов к чарнокитам через зональность такого типа:: антипертитовце чарнокяты - антипертитовые чарнокиты, обогащенные кварцем - собственно чарнокиты, что д^ло им основание утверждать о метасоматическом происхождении чарноки-тов в процессе региональной гранитизации древней ' эффузивной толщи. Третьи - справедливо замечают, что при таком делении . слабоакварцованные (2-8 X кварца)' пироксен-ялзгиоклаэовые кристаллические сланцы о содержанием темкоцвегов до 50 % попадают в группу антилертитовых чарнокитов, а породы о содержанием 25-40 X кварца- и 2-7 X гемноцветов - в группу анти-пертитоЕых чарнокитов, обогащенных Кварцем. Таким, образом совершенно стирается различие меэду.основной и юголой составляющими данной ассоциации. . . -

По нашим исследованиям,, охватывающим часть бассейна.ре-, ки Южный Буг от с. Хзщеватое до с. Завапье, 'основной петрографический фон района составляют .серые, светло-серые с .зеленовата? оттенком среднезернистые породы с четко выраженной полосчатой текстурой, наззанные.'нами вслед за.И.М. Лесной

(1988) гндеЕ'бито-гнейоамн,. среди которых повсеместно распространены темно-серые почти черные мелкозернистые породы массивной текстуры, именуемые пироксен-плагиоклазовыми кристаллическими сланцами. На выветредых поверхностях коренных выходов вдоль реки Южный Б'/г эти породы ■ имеют. слегка полосчатую текстуру и наряду с меланократовой составляющей эндерби-то-гнейсов создают впечатление ритмичной слоистости первичных осадков, а нередко мёланократовые полосы эндербитовых гнейсов многие иследователи принимают' за основные кристал-лосланцы, а лейкократоьые полосы пи их'мнению принадлежат чарнокитзм. Но прекрасные обнажения в огромных по площади карьерах, расположении}; между селами Сальково и.Эавалье на противоположных берегах реки Южный Буг, подтверждают секущий по отношению к общей гнейсовидности эндербитов характер залегания „кристаллосланцев.

По контактам кристаллослаицев с ендербито-гнейсами наблюдается зона мощностью 2 см мелкозернистой породы с рогови-ковой структурой - зона закалки.

Среди широкого .поля развития эндербито-гнейсов в исследуемом районе практически повсеместно распространены различно ориентированные и четко ограниченные ксенолиты ультраас-новных и основных пород, характеризующиеся весьма разнообразным петрографическим составом. Среди них присутствуют и перидотиты, и пироксениты, и габбро-нориты, а также их сер-пентиниаированные и амфиболиэированные разности, что косвенно може* указывать на мафит-ультрамафитовый субстрат представленных на сегодняшний день образований.

Диссертационная работа посвящена проблеме взаимоотношении эндербито-гнейсов и кристаллослаицев, которые вызывают противоположные точки зрения на происхождение этих пород, их

роль и .место в развитии Хащевато-Завальевского блока Украинского щита, .который' трактуется как "специфическая структура архея глубоких эрозионных срезов Земли".

ГЛАВА 3. ПЕГРОХИШЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ■ ■ • ПОРОД, ИХ ГЕНЕЗИС

Спецификой гранулитового комплекса Побужья, также как и других раннедокембрийских гранулнт-гнейсовых областей,, является широкое развитие . гранитсидных. формаций. Гранитоиды представлены преимущественно гиперстенсздер^ощими разностями - чарнокитоидами. Ранее чарнокитоиды Побужья называли ги-.перстеновыми гранитами, гранито-гнейсами, пироксен-плагиок-лазовыми гнейсами, шгматитам , антипертитовыми чарнокитами. Затем они были, названы эндербитами по аналогии о и, .ентичными по составу существенно плагиоклазовыми чарношетоидиш/и породами Восточной Антарктиды. Четко выраженная гнейсовидность пород позволила последующим исследователям переименовать эти породы в эндербито-гнейсы.

На номенклатурном треугольнике 'модального состава, предложенном для классификации чарнокитоидов, . исследуемые породы располагаются в поле эндербитов. Комплекс петрохими-ческих и геохимических методов и предложенных на их основе' диаграмм для определения первичной природы метаморфических пород.свидетельствует в пользу магматической природы" эндер-бито-гнейсов Хащевато-Завальевского блока Украинского щиуа..

На: непостоянство состава эндербито-гнейсов указывали ■ многие исследователи, отмечая , что характерной особенностью! этих пРрод является неоднородность строения, выражающаяся в, . незакономерном распределении, светлых участков и более тешшх

и, как следствие этого, болыгая изменчивость в содержании и соотношениях составляющих их минералов с образованием непрерывного ряда пород от диоритов до пдагиогранитов, как вкрест простирания, так и по простиранию пород без закономерного распределения перечисленных разновидностей пород.

В проаналивированныч пробах также обнаруживается широкий и практически непрерывный ряд составов от 53 до 73 X Si02. На вариационной диаграмме ' в ■ координатах S102-(ЫазО+КгО), предложенной Терминологической комиссией Петрографического комитета ОГГГ АН СССР в 1378 г. для систематики магматических Горных пород, фигуративные точки иссле- ; дуемых пород протягиваются от области распространения анде-зибазальта до риолита," в большинстве своем группируясь в полях андезитов-кварцевых диоритов и дацитов-тоналитов.-По номенклатуре П. Ниггли часть зндербитов образовалась из анде-■'" витовой магмы, а другая часть - из тоналитовой.

Выявленная особенность наиболее четко фиксируется на геохимическом уровне. Так в содержании многих малых элементов наблюдаются вполне определенные интервалы и на вариационных диаграммах фигуративные точки содержания малых элементов 'в эндербито-гнейсах разных петрохиыических типов формируют два независимых облака точек.' Так содержания Ва составляют в одних случаях 220-380 г/т, а в других - 800-1400 г/т, Sr - 90-270 г/т и 115-735 г/т, Rb - 5-15 г/т и 45-70 г/т, Y - 5-10 г/т И 80-45 г/т, Zr - 20-75 г/т и 170-265 г/т. Ли-тературйые источники утверждают, .что эти элементы не испытывают существенного перераспределения в процессе метаморфизм? под влиянием флюидной фазы и наилучшим образом отражают -reo химические особенности пород.

- 11 -

Аналогичная особенность проявляется ив. распределении редкоземельных элементов (РЗЭ). Масс-спектрометрический анализ эндербито-гнейсов в крайних членах (более основных и 60. лее кислых) показал оовершенно различные спектры распределения РЗЭ (рис,1). Более основный член эндербито-гнейса харак-•• •

теризуегся более высоким содержанием РЗЭ, более пологим спектром их распределения, отсутствием Еи-аномалии, и коррели-руется со спектром распределения РЗЭ для архейских андезитов й йзвестково-щелочных. андезитов современных островных дуг. Кислые члены эндербито-гнейса характеризуются более фракционированным характером распределения РЗЭ (рис.1), меньшими их содержаниями, присутствием положительной Еи-аномалии. Данный спектр распределения РЗЭ характерен для кислых членов габбро-диорит-тсналит-трондьемитовых серий пород.

100 70 40

м

К!

О.

«

« О

М

20

10

I "

Р I • 2

:. л 3'

1а Се МсЗ Эп Ей И Цу Ег Я? Ш Рис.1 Спектры распределения РЗЭ: в эндербито-гнейсе с содержанием 510й-Б6,26Х (1), эндербито-гнейсе с содержанием БЮг-Вв.ООХ (2), кристаллосланце (3)

- 12 - • На диаграмме (Йодер,- 1969), предложенной для разделения андеэитовых серий, фигуративные .точки эндербито-гнейсов с . содержанием S1O2 от S6 до 64 X располагаются вдоль тренда островодужной известково-щелочной серии пород. А кислые члены андербито-гнейсов (SigO > 64 X) , согласно критериям определения состава родоначальник магм для пород гранитоидного ряда являются кислыми дифференциатами базальтовой магмы.

. Несмотря на выявленные геохимические различия в составах андербито-гнейсов они все вследствие высоких содержаний Са на классификационных диаграммах Ab-An^Or О'Коннора и A-Q-P Штрекейзена располагаются в поле-тонзлитоб, а на диаграммах AFM, Q-Ab-ОГ, K-Na-Ca, Al203-Fe0+Fe2O3+TiD2-WgO фигуративные точки андербито-гнейсов образуют плавный тренд, соответствующий известково-щелочным породам, образование которых основоположники объясняют моделью, фракционной кристаллизации базальтовой магмы, где в качестве главного, доказательства этого процесса приводится последовательное закономерное изменение химизма пород. На вариационных диаграммах харкеро-в'ского типа большая часть петрогенных элементов обнаруживает тренды, свойственные магматическому фракционированию извест-ково-щелочного. типа, то есть с увеличением Si02 уменьшается содержание MgQ, FeO+FeaOa, Cat), ТШг, AL2O3.

Таким образом : наиболее предпочтительной является гипотеза, подразумевающая магматическую дифференциацию in situ, в результате которой образовалась серия пород, варьирующих по составу от диорита до трондьемита . В частности сегодняшние эндербито-гнейсы представляют собой тоналитовые и андезит овые породы, впоследотвие претерпевшие метаморфизм, грану-г литовой фации. ' ■

' - 13 -

В работе не исследуются ультраосновные и основные порода, - наблюдающиеся в-виде многочисленных ксенолитов в массе эндербиго-гнейсов. Возможно среди них и находятся, аналоги родоначальной магмы и ее реститы.

Как указывалось вьше, по вопросу происхождения кристал-лосландев существуют разные мнения. Приверженцы магматического происхождения этих пород йтносят их к Древней спилито-вой формации или к метаморфизованным -аналогам слаСодифферен-'-цированных океанитов. По химическому сос:аву они представляют собой ряд богатых СаО (8-12 X) пород с содержанием 5102 48-52 X. На классификационных диаграммах составы кристалло-сланцев располагаются в поле толеитовых базальтов и их магматическая природа подтверждается' петро- и геохимическими критериями, заимствованными из литературных источников.

. Голеитовая природа этих образований проявляется и на диаграммам АРМ, ' А^Оз-ГеО+КегОз+ИОг-МвО Л. С. Дженсена, 5Ю2- , ГеО/МгО А.Миясиро, А1г0з-(на20+кг0) Х.Куно. Как известно, толеитовая природа пород рассматривается как главный критерий их образования при процессах частичного плавления.

Спектр распределения РЗЭ в этих породах характеризуется практически .нефракционированным характером с, отсутствием Ец-аномалии (рис.1), что укалывает на_мантийные глубины зарождения выплавок. Небольшое обогащение легкими лантаноидами относительно тяжелых беа каких-либо аномалий Ей и других РЗЭ, что наблюдается в данном случае, свидетельствует в пользу среднеглубиннога уровня формирования базальтового

о •

расплава, то есть на уровне, шшшедевых ассоциаций лерцолитов (Ю.А. Балашов, 1976).

- 14 - . - » .

ГЛАВА. 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДООБРАЗУВДИХ И ■ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ .'

Неслучайно, что многие исследователи не находят разницы между меланакратовой частью эндербито-гнейсов и криоталлос-ланцами, ведь по существу эти породы обладают одним и тем.же минеральным составом с разницей лишь в количественном его содержании и структурно-текстурных особенностях.

Эндербито-гнейсы более чем наполовину сложены • ксено-морфными табличками плагиоклаза и ориентированными полосчато- линвовидными выделениями кйарцз, придающими породе грану-литовый облик. Цветные минералы, в сумме не превышающие 30 7. объема породы, представлены ромбическим и моноклинным пирок-оенами с небольшим количеством развивающейся по ним роговой обманкой, которые собраны в параллельно-цепочечные агрегаты и ориентированы в одном направлении, что наряду с линейными выделениями кварца придает породе вышеупомянутую ;полосча--тооть. Интёресен тот факт, что указанные выше различия на петро- и геохимическом уровне между крайними членами по содержанию БЮг эндербито-гнейсов проявляются и на минералогическом уровне. Так более кислые члены эндербито-гнейвов, петрохимическим .аналогом которых выступает дацит-тоналпт, содержат как правило один пироксен - гиперстен и кислый плагиоклаз (в среднем 23-25 7. анортитовой молекулы). Более ос-, новные члены эндербито гнейсов> петрохимическим аналогом , ко- „ торых является андезит-диорит, содержат два пироксена (и ор-топироксен, и клинопироксен), а также более основный-плаги-оклаз (в среднем N 40).

Кристаллосланцы отличаются о^ эндербито-гнейсов лишь ярко-выраженной гранобдастовой структурой, и практически от-

сутствием кварца. Онй наполовину сложены изометричными зернами ромбического и моноклинного пироксена, находящихся .в равных количествах, другая потовина представлена ксеномор-фными зернами плагиоклаза, имеющими состав-андезина N 33-37.

.Сходство минерального состава эндербито-гнейса и крис-таллосланца косвенно указывает на стирание между ниш разли-, чий, которые помогли бы расшифровать условия. формирования той и другой породы. Наличие в. обоих породах ромбического пироксена, особенно в эндербито-гнейсе, свидетельствует о региональных высокотемпературных преобразованиях в рамках гранулитовой фации метаморфизма. Но, как известно, состав пироксенов изменяется в широких пределах, что в первую очередь зависит от физико-химических условий, т.е. температуру и давления, при которых они образовались.

Согласно классификации H.H. Добрецова (1S71) ортопирок-сены и эндербитОтгнейсов и кристаллосланцев представлены ги-перстеном, а клинопироксены - диопсйдом. Изучение вариаций в содержании основных породообразующих окислов по химичегашм анализам ромбических и моноклинных пироксенов из: эндерби-' то-гнейсов и кристаллосланцев показало, что пироксены каждой породы характеривуются вполне определенным химическим составом. Так орто- и клинопироксены кристаллосланцев по сравнению с орто- и клинопиротоенами эндербито-гнейсов более маг-незиальны и характеризуются повышенным содержанием А1г0э и СаО. Согласно двупироксеновым геологическим термометрами барометрам П.Крейтца, эндербито-гнейсы образовались' в интер-

о <

вале температур 640-730°С (среднее 700°С) и давлении 6000 атмосфер, а кристаллосланцы в интервале температур 840-920°С (среднее 880°С) и давлении 7000 атмосфер.

- 16 - . :" .;v ® ' . Различия в составе орто- и киинопироксенов . эндербито-гнейсов и кристаллосланцев -и соответственно.различный термск динамический режим свидетельствуют о двух проявлениях мета-' морфизма гранулитовой фации - высокотемпературной, характерной для кристаллосланцев, и низкотемпературной, характерной для эндербито-гнейсов.

Исследование плагиоклазов на столике Е.С. Федорова, показало, что плагиоклазы и кристаллосланцев и зндербито-гней-сов характеризуются пониженными углами оптических осей (2V • -. -70-75°) и имеют клиновидные изогнутые и нередко пересекающиеся полисинтетические двой&ики при сдчетакии альбитового и перикл'инозого законов. В литературе указывается, что перик-линовые двойники характерны только для метаморфических пород, а изогнутые их формы о клиновидными окончаниями свидетельствуют о деформации и перекристаллизации зерен плагиоклаза- Угол оптических осей .также служит важным генетическим критерием минералогенеза и породообразования. Согласно статистическим исследованиям угол оптических осей плагиоклазов изверженных горных пород получается в среднем не меньше 78° и очень часто доходит до 80-82°, в метаморфических же породах он чаще всего имеет величину 74-75° и нередко опуснается до 70°. _ . .'

При Солее тщательном петрографическом изучении в крис-

таллосланцах обнаруживаются реликты бывшей габбровой струк-*

туры; совместное сонахожденг.э идиоморфных таблиц плагиокла-» за, сдойникованных только по альбитовому закону, с пироксе-нами производит впечатление бывшей габбровой породы. Состав таких зерен плагиоклаза соответствует Лабрадору N 55-58, угол SV - 78-80°. Состав родом* находящихся с плагиоклазом

. ' - . - 1? - ■ осущестаующих пироксенов указывает на температуры'их обра-о£ания порядка 1200-1300°С.

Таким образом, несмотря на то, что кристаллосланец пре-ерпел метаморфизм высоких ступеней, в нем сохранились ре-иктовые остатки, укавывающие на первично-магматическую при-зду этой породы.

Установить возрастную последовательность событий, про-зходящих в исследуемом районе, возможно только при исполь-звании радиологических методов, в .частности уран-свинцового 50топного метода определения возраста циркона.

По результатам статистической Обработки монофракций фкона с достаточной долей уверенности среди зндерби-)-гнейсов можно выделить'три генерации циркона:

I - темно-коричневые непрозрачные удлиненно-приемати-юкие зерна с шероховатой поверхностью и сглаженными реб-1ми, характеривущиеся очень высокими содержаниеяями урана 1.11-0.17 X), свинца (0.08-0.14 X), иттрш (0.11-0.12 X), фния (2.14-2.15 %), а также существенными примесями железа |.12-0.15 X) и кальция (0.15-0.20%). Изохронная зависи-сть этого генетического типа циркона дает верхнее . пересе-ние дискордии с конкордией, соответствующее возраоту 3416 н. лет (Н.П. Щербак, 1990 ) (рис.2).

II - розовые полупрозрачные трещиноватые удлиненно-изматические зерна циркона, характеризующиеся на порядок ньшими содержаниями урана (0.04-0.05 %),• свинца (0.04.06%), гафния (1.6-1.74 %), примесей железа (0.002- 0.003

и кальщга (0.002-0.004 %). Иттрий отсутствует. Нередко жй циркон содержит ядра I генетического типа. Возраст его определялся.

- 18 - ■ ' * •III - изометричные прозрачные с алмазным блеском . и гладкой поверхностью зерна:циркона, характеризующиеся еще более низкими содержаниями урана (0.005-0.007 %), свинца (0.003-0.004 X), гафния (1.49-1.5 %), присутствием в виде примесей иттрия (0.125-0.165 %), кальция (0.002-0.003 %) и отсутствием железа. '

Первые две разновидности по своим морфологическим особенностям .отвечают цирконам магматического-происхождения, а сглаженные их формы говорят о воздействии на них более поздних метаморфических процессов. Морфологические особенности циркона III генетического Turfa _ объясняются кристаллизацией индивидов в условиях большого давления, высокой температуры . и пространственной стесненности, • характерных для метаморфических процессов. Результаты изотопного уран-свинцового анализа этих кристаллов даюг изохронную, зависимость о верхним пересечением, конкордии, соответствующим значению возраста 3200 млн. лет (рис.2), интерпретируемым как время проявления регионального гранулитового метаморфизма. ":'-..•

Цирконы кристаллосланцев представлены одной единственной разновидностью, которая внешне очень: похожа на III генетический тип циркона в эндербито-гнейсе. Он тоже прозрачный практически бесцветный с сильным алмазным блеском и овальной формы. Но по содержанию окислов химических элементов он сильно отличается от аналогичного циркона в зндербито-гней-сах. Содержание урана колеблется в пределах 0,025-0.032 Х,< свинца - 0.009-0.01 %, гафния- 1.9-2.0 7.. •'

Более того циркон кристаллослакца содержит массу вклю-, * ■ ■ ' че'нии различных-по составу и фазовому, соотношению. В цирконе

кристаллосланцев, присутствуют »только твердые включения, которые четно делятся на два типа: аморфные и кристаллические.

- 19 - '

Такие включения, согласно литературным источникам, характерны только для минералов иэ глубинных и гипабнссальных интрузивных пород разного состава и отражают химический состав и температуры, присущие магматическому расплаву в момент его кристаллизации. В виде кристаллических включений в цирконе кристаллосланцев обнаружены пироксены, амфибол, плагиоклаз, кварц. Среди , аморфных ^включений Наряду со стеклом, отвечающему по составу толеитовому базальту,- всегда присутствует и газовый пузырек. Такое обилие разных ■.■.то составу включений ¿ожно объяснить кристаллизационной дифференциацией расплава, (ристаллизация минерала вызывает изменение состава расплава, »следствие чего появляются отличия' в составах включений )асплава, захватываемых на различных стадиях кристаллизации: I разных индивидах минерала или даже в разных зонах роста дного и того же минерала консервируются отличающиеся по оставу порции магмы. Таким образом, циркон кристаллосланцев отличие от аналогичного по внешнему виду, циркона зндербито гнейсов образовался при магматической райкристаллизации да-к основного состава. ■ .

По результата!,1 пяти отличающихся по-магнитным свойствам размерам фракций этого циркона уран-свинцовым изохронным 5годом . получены практически конкардантные значения цифр эзраста - 19Б5 +15 млн. лет. Следовательно, примерно 2000 га. дет тому назад произошло внедрение даек основного соста-i в толщу уже метаюрфиэованных в гранулитовой фации мета->рфизма эндербито-гнейсов.-'

о:

Рассчитанные для двух генетических типов циркона из эн-рбито-гнейса линейные зависимости обладают одной и той же обенностью.: они пересекают конкордию с нижним пересечением гадерно в 2000 млн.лет (рис.2). Согласно классической моде-

- 20 - ' ли интерпретации графических методов потеря цирконами свинц; происходит'эпизодически в результате наложенного метаморфического события. .Получаются два значения возраста;. возрас кристаллизации минерала (верхнее пересечение), и возраст эпизодической потери свинца (нижнее пересечение). В нашем случае, не исключено, что мы имеем дело, по крайней мере, I двукратным нарушением первичной уран-свинцовой геохронологи ческой системы цирконов. Первое нарушение, наиболее суцест венное, произошло в результате регионального воздействи, гранулитового метаморфизма, которое обусловило диффузиояны потери радиогенного свинца и4 не сопровождалось сколь-нибуд: заметной перекристаллизацией исходного циркона. Второе нару шение уран-свинцовой системы цирконов произошло во врем проявления второго этапа гранулитового'метаморфизма, проис ходящего либо синхронно с внедрением даек основного состава либо чуть позже.

20брЬ/2?Эп

Рис.2 Уран-свинцовые иеохроны с конкордией для темно-корич невых непрозрачных призматических зерен циркона (1) л (Н.П. Щербак, 1990) и бегцве^гных прозрачных изсмэтрда ных зерен циркона. (2) в зпдербпто-гнейое

■ - ?л -

ГЛАВА' 5.' ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РАЙОНА

Анализ радиологических, минералогических; петро- и гео-;имических данных позволяет представить историю .Хащевато-За-альевского блока Украинского щита следующим образом.

. Обилие ксенолитов ультраосновних и; основных пород в• олще эндербито-гнейсов позволяет предполагать, что формиро-ание .архейского прократона началось-с накоплешта пород пре-мущественно базальтового состава,.которые возможно были, за-одышами ядер коры континентального типа. ■

. Континентальные площади разрастались в результате до-элнительного поступления андезитов'(примерно на рубеже 3.4 прд. лет) и ассетршрующих с ними извёстково-щелочных пород.

По мере погружения породы испытывают одностороннее, .дав-зние, в результате чего получают современный облик мигмати-звых гнейсов. По мере достижения глубин, соответствующих \ эрмо-динамическим условиям гранулитовой фации метаморфизма, юисходит перекристаллизация; породообразующих минералов , "с ювобождением рассеянного примесного циркония,. который в 1кой пространственной стесненности и в условиях высоких мператур и давлений образует новообразованный морфодоги-'ский индивид'циркона, стремящийся в этих услсзиях приоб-сти равновесную изометричную.форму. Радиологические данные идетельствуют о том, что циркон кристаллизовался на рубеже 2 млрд.лет назад, таким образом отмеряя нам время преобра-вания пород в гранулитовой фации метаморфизма.

Примерно 2 млрд. лет назад в толщу уже метаморфизован-х андезит-тоналитовых гнейсов внедрились дайки толеитового зальта, современный минеральный парагенезис которых свиде-

'- 22 - ' ■ - в тельствует о том, что эта порода таете подверглась воздест-вию высокотемпературного метаморфизма.

Гнейсовидный облик; эндербитов Хащевато-Завальевского блока, ориентированное цепочкообраэное расположение линзо-видных кристаллов породообразующих минералов свидетельствуют о проявлении регионального метаморфизма в результате погружения пород на глубину под нагрузкой вышележащих пород.

Второй гранулитовый метаморфизм, очевидно, имел лекальный характер.. Его проявление фиксируется в_дайках кристал-лосланца. Он, вероятно, непосредственно связан со складкообразованием и внедрением мощных интрузий магматических пород в прилегающих к Хзщевато-Завальевскому блоку районах Украинского щита. Возможно.всестроннее мощнейшее давление вмещающих пород в результате складкообразовательных процессов, высокие температуры, полученные от внедрения магматический интрузий, споаобстввовали кристаллизации породообразующих

.. .. г

минералов в парагенеэисы метаморфических минералов гранули-товой фации. Метаморфизм происходил исключительно в "сухих" ' условиях, иначе мы не наблюдали бы резких контактов с вмещающими эндербито-гнейсами и гнесовидный облик последних. В присутствии воды и флюидов зндербито-гнейсы были бы празра-щены в расплав.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

• ь

Гранулитовый комплекс Среднего -Побухья (Хашевато-За-вальевский блок)- является областью развития рзннеар.чейских гранитоидов.

Эндербито-гнейсы^редст&йляют собсй рассланцовзнные г -процессе регионального метаморфизма гранулитовои фации анде-

зитовые и тоналитовые' породы, вовнишие в результате фракционной кристаллизации базальтовой магмы на стадии раинепланё-тарного развития Земли и возможно представляют собой остатки первичной континентальной коры.

Кристаллосланцы - более поздние дайковые образования, внедрившиеся в толщу метаморфизованнык в гранулитовой фшгли метаморфизма пород на рубеже 20С0 млн. лет иавад.

Список опубликованных работ по тек« диссертации:

1. Реконструкция первичного состава эндербито-гнейсов Хаще-вато-Завальевского блока Украинского щита петрохимически-ми методами У/ Геод.журн. - 1994. - N 1. - с. 97-102.

2. Генерации циркона из бердичевского гранита и пегматита. • (по результатам электронно-зондового исследования) // Мин.

журн.- 1990. - 12, N 6. - с. 19-25. (Соавтор Г.В.Легкова).

3. Петролого-геохимические особенности ыетавулканитов Побуж-ского гранулитового комплекса Украинского щита //Тез.докл. VII вулканолог, совещания и IX палеовулканол. симпозиума. - Иркутск, 1992. - с. 100-101 (Соавтор И.М. Лесная).

L. Возрастные этапы формирования мафит-эндербитовой ассоциации Побужья //Геохимия и рудообразование; - 1903. - в печати. (Соавторы й.М. Лесная, Л.М. Степанюк, E.H. Барт-ницкий).

i. Возраст эндербито-гнейсов- ХащеЕато-Завальевского блока Украинского щита // Докл. НАНУ. - 1994. - в печати. (Со-

о ■

авторы: Н.П. Щербак, E.H. Вартницкий).

24 - • - ■ ■...•:■.

Плоткина Т.Э. .Геохимия и - петрология эндербито-гней-сов и кристаллослзяцев Хащевато-Завальезского блока Украинского щита. ' >'-."''

Диссертация на соискание ученой степени кандидата' гео-лого-шшёралогических наук., по специальности 04.00.02 - геохимия, 04. 00.08 - петрография, вулкаология.. Институт геохимии, мгаералогии и рудосбразования НАНУ, г: Киев, 1994 г.

На.основе детального и всестороннего исследования поро; гнейсовой толщи Хащевато-Завальевского блока УЩ установлен! присутствие в разрезе андезит-тоналитовых пород, подвергшихся условиям регионального метаморфизма.и прорванных дайкам! базальтового, состава на рубеже 2000 млн. лет назад. "•'... .'■'■". Ключов! слова: ■'■'■.. reoxiMiH, пе.тролог1я, гнейсова толшд

Plotkina Т.Д. Geochemistry and .petrology of enderbitic gneisses and crystalline schist of' the Hashevatoe-Zavalyi structure of the Ukrainian shield.

Dissertation for searching of academic degree of thi Candidate of the geology-mineralogist sciences by speciality 04.00.02 - geochemistry, 04.00.08 - petrography, volcanoiogi Institute of geochemistry, mineralogy and ore-forming NASU Kiev, 1994.

Detailed and all-round researches of gneisses rocks oi Hashevatoe-Zavalye's structure of Ukraine shield confirms* presence of the aidesite-tonalite rocks in the section exposed the conditions of regional metsirorphism and broke! by. the basalt dikes at the 2000 million years ago.

Key words: " geochemistry, petrology, grey gneisses