Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Фазовое соответствие в шпинельсодержащих гранулитах

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Фазовое соответствие в шпинельсодержащих гранулитах"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ГЕРЯ Тарас Викторович

УДК 552.11+536.

ФАЗОВОЕ СООТВЕТСТВИЕ В ШПИНЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ

ГРАНУЛИТАХ

04.00.08 — петрография, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1989

Работа выполнена в Институте экспериментальной минералогии (ИЭМ) АН СССР.

Научный руководитель: ' доктор геолого-дпшералогическнх наук, профессор Перчук Л. Л.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минсралогических паук, профессор В. С. Урусов

(МГУ),

доктор гсолого-мпнералогических паук С. Н. Гаврикова (ГИН АН СССР)

Оппонирующая организация:

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР

Защита состоится ^^Г^Л^ЛШ г. и__час.

па заседании специализированного Совета К.053.05.08 по петрографии, геохимии и геохимическим методам поисков месторождений полезных ископаемых геологического факультета МГУ. Адрес: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ (Зона «А», 6-й этаж).

Автореферат разослан __сЬ^&у^1990 г.

Ученый секретарь специализированного Ученого совета,

старший научный сотрудник А. М. Батанова

(С) Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность' работы определяется необходимостью изучения шкономерностей природного минералообразования в условиях ■рану ли то вой фации метаморфизма и недостаточной исследовянноотыо •ермодинамики широко распространенных в грану литах линералышх )авновесий с участием шпинели. Диссертация выполнена в лаборатории гатаморфизма Института экспериментальной минералогии АК СССР в >амках проблемы "Метаморфизм и геодинамика" (Проект 23? !еждународной программы геологической корреляции).

Цель работы - изучение закономерностей эволюции грэнулитов йисейского кряжа на основе всестороннего исследования фазового »ответствия в шпинельсодержащих ассоциациях.

Основные защищаемые положения.

1. Защищается созданная на основе анализа фазового соответствия I природных парагенезисах термодинамически согласованная система ■еотермометров и геобарометров для шпинелеких ассоциаций ютаморфичэских пород.

2. Защищается методика расчета количествеш;ч.< соотношений мнералов в дивариантных парагенезисах при фиконрованном 1аловом составе системы, основанная на экспериментально изученных плюральных равновесиях.

3. Защищается вывод о трехступенчатой эволюции гранулитов йисейского кряжа на регрессивной стадии метаморфизма. Снижение [араметров метаморфизма происходило не фоне общего остывания егиона с изменением геотермического градиента.

Научная новизна и практическое значение работы.

Рассчитаны свойства смешения сложного твердого раствора Ге,Мд,2п)(А1,Сг)год шпинели и на этой основе впервые создана яаимосогласованная система гвотермометров и геобарометров для пинелевых ассоциаций метаморфических пород.

Получены константы равновесий с участием биотита -ндикаторов флюидного режима метэмор4изма • -

Разработана методика расчета, которая позволяет исследовать вменение количественных соотношений минералов при смене араметров метаморфизма. .

Выявлен специфический режим трЗхэтапного остывания гралулитов йисейского кряжа, свидетельствующий об изменении геотермического радиента в раннем докембрии в данном регионе.

Фактический материал. Работа выполнена на материалах, собранных автором в период полеь-х раоот -1-185 г. на территории Южно-Енисейского кряжа, а также материалах переданных автору

A. Д.Ножкиным. В диссертации использовано более года гшсрозондошх анализов минералов из нескольких десятков образцов, около 4000 замеров темдаратур гомогенизации флюидных включешй, 23 определения состава флюидной фазы в минералах, сделанных методом газовой хроматографии и 22 силикатных анализа пород.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на маждународ5Щх"сдапозиумах "Метаморфизм и гранитизация" •(Ленинград, 1988), "Гранулиты" (Клермон-Ферранд, Франция, 1988) и на 28 Международном геологическом конгрессе (Вашингтон, 1989).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, а глав и заключения, содержит 77 страниц машинописного текста, 16 таблиц, 33 рисунка и фотографии и 82 наименования литературы.

Автор благодарит профессора Д.Л.Перчука за научное руководстве работой и кандидата геол.-мин. наук А.Л.Ножкина за предоставление многочисленных геологических материалов и обсуждение результатов.

Успешному выполнению диссертации способствовали дискуссии с Л.Я.АраноЕПчем, Н.А.Косяковой, К.К.Подлесским, И.В.Лаврентьевой,

B.И.Герей, В.М.Даценко. Большую помощь в сборе полевых материалов оказали о.М.Туркина, Ю.В.Макуха, А.В.Геря. Особую признательность автор выражает Н.В.Бердникову, A.A. Томиленко и С.К.Кашимчуку за многочисленные определения температур гомогенизации газово-жидких включений и состава газовой фазы в минералах а также консультации ш tvím вопросам. Автор признателен Л.Б. Грановскому, Л.Н.Поспело вой. Н.А.Коротаевой, М.А.Коровкину, Н.Г. Зиновьевой за большую помощь.в работе на микрозонде, В.С.Худяеву - за консультации при составлении алгоритмов программ, А.Л.Перчуку - за творческий обме и сотрудничество, Е.В.Заботиной - за помощь е печатании работы.

Условные обозначения

An - анортит; And - андалузит; Bt - биотит; Срх - моноклинный Пироксен; erd - кордиерлт; Сгп - корунд; ti - флюид; Grt - гранат Огв - гроссуляр; Ilm - ильменит.; Kfs - калиевый полевой шпат; Ку кианит; Mag - магнетит; PI - плагиоклаз; Qtz - кварц; sil - сшш манит; Sri - шпинель: к - газовая постоянная (1,987 кал/К моль); - общее давление (бар); Т - температура (К); х^ - магнезиальное минеряда, Xj^-Mg/ (Mg+Fe+ün); Vco?- удельный объем со2 во включэш

ях (см3/г).; лс°, дн°, дБ0 и ду° - изменение стандартных величин теплоёмкости (кал/град), энталыши (кал), энтропии (кал/град) и объёма (кал/бар)'в реакции, соответственно; - мольная доля компонента г г а( - активность компонента I; Сэ, Б®, т® и не -избыточные парциальные молярные величины свободной энергии, энтропии, объема и энтальпии твердого раствора, соответственно; 1 - параметр Маргулеса для соответствующей избыточной функции.

Глава 1. ТЕРМОДИНАМИКА ШПИНЕЛИ И ЕВ РАВНОВЕСИЯ КАК ГЕОТЕРМОМЩЫ И

ГЕОБАРОМЕТРЫ

1.1. Термодинамические свойства смешения (Ре,%,гп) (А1,Сг)2Од тоннели, выведенные на основе метода фазового соответствия

На основе применения В1;-Ог1;, СгсЫЗхЧ, срхчлч геотермометров • и сга-йЧ-вЦ-сна геобаромзтра (Перчук, 1970; Перчук и др, 19ЭЗ; Кго^ь, 1988) к анализу шпинельсодеркаиих ассоциация магматических и метаморфических пород (банк данных около гоо ггарагейезксов) рассчитаны функции смешения для (Fe.Mg.Zn) Ш :г)20д шпинели. Концентрационные и температурные зависимости избыточных фуи-ций в интервале т = 500 + 1300°с яри + зо кбар рассчитаны по общему термодинамическому уравнению:

га тКд- (Д7°4 )р=йн°-Т(дз°+з^-з®а I

где: хг.ж1-3Чг

а величина дУ° - по данным Перчука и др.(1983) и Карпова и др., (1976). ду®«о (Карабцов, 1982).

фикции смешения ?в-щ твердых растворов кордиерита и граната приняты идеальными (Перчук и др., 1983» ЕШя а1., 1980). Проверка различных термодинамических моделей показала, что для описания избыточных функций 1"е-К8 шпинели наиболее приемлема модель Есина-Срывалина (1959)г

Пг^. - «£*> ♦ го««.- ^^Н^1)2,

Для изоморфизма н§-гп и Сг~И-1еэ+в шпинели и ?е-Са в гранате

-3-

приняты регулярные модели твердых растворов (3е» О). Найдено: «^=-469 (495); У^е=-1219 <*11б); «^-1,300 <0,102); »£,=-1,579 (10,125);

Те

сп

сг

сг

*гп

гп

Г до: Х^=Са/ (Са+Ре+Мп+Мё); Х^1=Сг/(С1-+А1+1'е3+); Х^1=гп/(гп+Рв+

«п+Ме); а цифры в скобках - среднеквадратичные отклонения.

1.2. Шпигеле вые равновесия как геотермометры и геобароыетры

Методом сопряженных равновесий (Перчук, 1970) по природным образцам откалибрована взаимосогласованная система геотермометров и геобарометроп для шпинельсодержащих метаморэфческих пород.

Реакция

482

1• аИМв+Бр11,в = Ог^+Зр^ -3909(1186) -3,216(10.198) -0,0089 2 срву^ргад » Ога^+вр^

3 схч„ +2511

ме

4 ¡вгЧ^§зп

5 ¡Сг%;" ^Ф^

0,548(10.198) 7,706(10.203) -1,490(10.203)

-0,0265 1,4387 0,1622 -0,4761

■2225(1186) 3029(1178) -3041(1178)

-3047(1178) -6,088(10.203)

В скобках приведены среднеквадратичные отклонения.

Оощий вид уравнения для геотермометрии по реакциям (1) и (2):

где дб° даны в таблице, а другие параметры - см.выше.

Общий вид уравнения для гообарометрии по реакциям (3)-(5):

Р = [^-тдз^+нтгпКг+н^-^

где тип стехмометрические коэффициенты кордиерита и граната в реакциях з-5, а константы равновесий 3-5 (кг) имеют вид:

величины и Ф° определяют коррекцию на участие в реакции г. из числа 3,5 сухого (Ф°=с ? Ф°-~о), углекислого (Ф°=18+0,8286Т и с . Ф®=-0,37228) ИЛИ водосодвржгщего <«£=-2414+1,95521 И ©°=-0,37228) .

кордиерита (Арзнович и ПоллесскиЯ, 1Эвг).

N

[•лава 2. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ СООТНОШЕНИИ ЯШЕРДЛОВ В ДЙВАРИ-

ШТНЬИ ПАРАГЕНЕЗИСАХ ПРИ ФИКСИРОВАННОМ ВАЛОВОМ СОСТАВЕ СИСТЕМЫ i

!-1. Методика

Рассчет осуществлялся путем совместного решения уравнений жспериментально изученных минеральных равновесий и условия ¡аланса масс для соответствующего парагенезиса.

Термодинамической основой послужили взаимосогласоващше tamffle по минеральным равновесиям с участием Qtz, Ort; Crd, sil и it (Перчук и др., 19S3; Аранович и др.. 1986).

Для минеральной системы условие баланса масс имеет вид:

ьф>о .

•де: Aj - содержание компонента i р системе (%); N^ - содержание юмпонента i в фазе ф (в долях единицы); ьф - содержание фазы ф в :истемэ (%). Условие равновесия для реакций J ;>>дет следутаглч: тт р

о о о

'де: п±3 - стехиометрический коэффициент минала I в реакции J.

Для любого дивариантного парагенезиса при известном составе :истемы приведенные уравнения позволяют рассчитать составы и соличоства минералов, которые соответствуют заданным термодинами-[еским параметрам, p-т поле дивариантного парагенезиса может быть • )азбито изолиниями количественных соотношений минералов (рий.1).

!.2. Расчет количественных соотношений нинералов в гранат-юрдиерит-силлиианит-кварцево* парагенезисе матвпвлитов.

Для исследования гранат-кордиеритовых-силлиманит-кпарцевого )авновесия в метапелитах моделировался довольно распространенный гарагенезис: Qtz+Sti+Grt+CrdbKíB+Pi+Magtlim. Приняты допущения: . Состаз метапелитов не меняется в холе метаморфизма гранулитовой зации и может быть представлен девятью компонентами: sio?, rio2, LX203, Pea03, Feo, MgO, Cao, N^O, Í^O.

i. Из химического состава породы исключается та часть компонентов, гаторая приходится на PI, Kís, Mag, lim. Количество этих минералов

р ......1 ■ ...........1 * —, -г---------

7000 ууф

6000 /У У // /'^/' / / Ду

5000 - //7 </ /А Ж

4ооо; ж/ / ' / К / * ЛУ* у / у ¥ -

3000 , / у • 1

2000 1 , —20 3 * \...1_________ ___ .

500 600 700 . 800

Риси. Пример модельной диаграмм« для пробн мвтапелита А-53В (Енисейский кряж)..

1 - оценки Т и Р то Gpt-Crd геотрпмобарометру (со2~версия); - тренд изменения Т-Р параметров в ходе метаморфизма; 3 - изолин количественных соотношений минералов в ассоциации (Мг+сгЫ5И+Сг цифрами показано количество силлиманита в $ от его содержания в пярагеяезисо ОэЧ+ЭШСПг.

в парагенезисе остается неизменным.

С учетом принятых допущений парагенезис Qtz+Sil+Grt+Crä+ Kfs+Pl+Hag+Um описывается двумя минальными реакциями:

зогv§sll+lQtz = crdM«и 5огv!Crtw = 5GrVe4crv-

При заданном валовом составе системы на Р-т диаграмме для парагенезиса могут быть проведены линии, вдоль которых количества минералов остаются постоянными (см. рис.1) (вдоль этих линий протекает только обменная реакция между Grt я cm). Ориентировка изолиний количественных соотношений минералов использована при анализе реакционных, структур с участием Crd, ort, sil и Qtz в гранулитах Енисейского кряка.

Глава 3. ТЕРШДШАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ «ЛКВДНО-МИНЕРАЛЫМХ РАВНОВЕСИЙ

По формуле, предложенной Л.Л.Перчуком (1988) для распределения вода и углекислоты мевду флюидом и Crd, по 5 образцам метапе-лйтой из Капского комплекса в Енисейском кряже расчитана мольная доля cog (0,750+0,903) в условно двухкомпонентном (со2+н2о) метаморфическом флюиде.

На основании полученных оценок состава метаморфического флюида и литературных данных (Перчук и др., 1933; Аранович и др., 19871 Powell and Holland, 1985; Карпов И др., 1976) откалибрована система из трех взаимосогласованных равновесий с участием Bt и Mu.

Для рассчетэ мольной доли воды.во флюиде по откалиброванному равновесия Grt+Kís+HgO = Bt+Sll+Qtz выведено следующее уравнение!

х£*0=ехр{ (&Н-Д5»Т+ЛУ*Р+зКГ1п(Х^/Х^г )-RTln(/)^3H^Qrt >)/RT}

где дн=-32955(±357) и ¿S=-40.884(±0.406) определены а ходе калибровки, а av=o.550 принят по данным (Карпов и др., 1976); / -

фугитивность вода (бар) при данных т и р; см.глзйу и

»

Главе 4. ЭЕОЛЩИЯ РЕЖИМА МЕТАМОРФИЗМА ГРАНУЛИТОВ КАНСКОГО , K0WMEKGA В ЕНИСЕЙСКОМ КРЯКВ

4,1. Геологический очерк

Енисейский кряж представляет собой докембрийску» складчатую область и является составной частью краевых структур иго-западной части Сибирской платформы. Канский комплекс (серия) метэморфпчзс-

ких пород гранулитовой фации метаморфизма обнажается в южной части кряжа и подразделяется на две т. лш,- куг^евскую (нижнюю) и атамановскую (верхнюю). На северо-востоке к породам комплекса прилегает крупный Таракский массив грапитидов нижнепротерозойского возраста. Он образует bmsci с гнейсами единую структуру: переходы от гранитов в гнейсы постепенные (Даценко, 1982).

4.2. Минералогия

Микрозондовыми исследованиями минералов из пород комплекса изучена химическая неоднородность биотитов, пироксенов, роговых обманок, кордаоритов и полевых шпатов. Особое значение имеет зональность гранатов: часто наблюдается повышение' магнези-альности, снижение кальциевости и марганцовистости гранатов от центров к краям зерен, что не характерно для гранулитов.

4.3. Реакцжиные структуры

Обнаружены 4 главных типа реакционных структур: развитие граната, силлиманита и кварца по кордиериту; коронарные структуры с■участием, шпинели; гранат-плагиоклазовые структуры; развитие биотита и амфибола по безводным минералам.

1. Ассоциация Grt+sil+Qtz возникает за счет кордиерита преголуг!п стг.ещю в породах атамановской толща. На контактах гранатг и кордиерита виден рост мелких (до 100 мк) ищгоморфиых и скелетши зерон граната в ассоциации с квэрц-силлиманитоЕыми симплектитами. Нерезко идиоморфные кристалла граната возникают внутри кордиерита.

2. Коронарные структуры с участием шпинели образуются как в метапелитрх, так и.в метабазихах Капского комплекса. В метапелита: они возникают в результате следующих реакций: Sp+Crd * Grt+Sil; Crd Sp.+Qtz: Sp+Qts v Opx^^^S Opx^>Fe+Sil > Qtz+Sp^ ^;

Spio+CrdMg+0;, » Sp^+Sil+Mag; Sp+Qts » Grt+Sil; SpF&+02 » Mag+Crn

В мотагабброидах кузеевской toje'sii парагенезис шпинели с кварц-м возник в результате реакции Орх+Р1 » Sp+Cpx+Qtz.

3. В метобозитах гранат часто развивается в виде тонких,

до 1 мм оторочек на контактах зерен плагиоклаза и ортопироксена. Реакция Срх+Р1 »• Cpx+Grt+QtB, отражает снижение температуры при относительно слабом падения давления. В метапелитах широко paciipo етрвн°»ы каймы плагиоклаза вокруг граната: Grs + Sil + Qts * An. ■ '&. Гезкцип твдратмти в метабазитзх фиксируются широким

развитием роговой обманки по пироксенам и плагиоклазу, а в мотапелигах - по Сиотитизации гранулитовых парагенезйсов: ОрхШв+ЙИ+^О * вг+сгй; К1а+сгг+й^0 * В*+ЗИ+<т.

4.4. Геотермобарометрия

Для оценки Р-Т параметров использовались экспериментально откалиброваннне (Перчук и др., 1983) ОгЧ-Сг¿-БИ-сЦг геотермобаро-метр и геотермометр. При выборе конкретной версии &е^-сг<1-

511-012 барс :-тра (Дранович и Подкесский, 1982) было учтено еоот-. ношение флюидных компонентов' в кордиеритах из метапелитов Канского комплекса, проанализированное методом газовой хроматограф. В целом, кордиерит в исследованных образцах имеет водно-углекислый состав. Поэтому, был принят средний по углекислотноета фяшд в кордиерите и выведено следующее уравнение барометра:

Р(Ьаг) = 1311,6 + 8.63*1 +

дающее хорошув сходимость с барометриэй по флюидным включения?!.

На Т-Р диаграмме рис.г видно, что смена трендов от кузеевской толщи к атамановской происходит постепенно, что должно отражать остывание пород на различных уровнях глубинности. Наклон трэвдов ДОВОЛЬНО ПОЛОГИЙ (<1Т/с1Р=100*140).

Сопоставление построенных Т-Р трендов с ориентировкой изоли- ' ний количественных соотношений минералов в парагенезисе 311+012 (см.главу 2) позволило понять специфику реакционных структур в метапелитах Канского комплекса. Тренды метаморфизма для некоторых образцов секут изолинии в сторону образования Сг1+311+ ОЬз за счет СгЛ (см.рис.1, 2). По этой причине охлаждение для части пород сопровождалось разложением СгЛ с образованием парагенезиса аг^+511+с»2.

4.5. Газово-жидкйе вклягааняя в минералах

Флюидные вклвчения изучены в кварце, полевых шпатах,.граната и силлиманите. Изучались вкличения чистой углекислоты. Удалось выделить несколько генераций таких включений. При оценках давления по плотностям включений наиболее плотным включениям приписывались наивысшие значения температуры, определенные по мпнеравогическкя 'термометрам (Перчук и др. 1987), При этой учитывалась тослздова- -тэльность формирования генераций включений.

Исследование вклячйпШ в породах Канского кошлекса .привело а

rc

Рис.2. Эволюции условий, метаморфизма в породах Панского комплекса.

1 - тренды смена Г-Г параметров для пород атамановской (а) и кузеевсхой (Ь) хотя (по сог-версии ort-crd геотермобарометра) 2 -изоплвты ort и Crd в парагенезисе с six+Qtz (для сог-флвйдз); 3 -ориентировка изолиний количественных соотношений минералов в ассоциация Crt+Sti+Qtz+Crd для соогветствуквдх образцов, штрих направлен в сторону увеличения количества Ort+sil+Qtz аа счет Crd.

-10-

выводу о проявлении в них трех главных последовательных событий.

1. Регрегрессивный метаморфизм в условиях гранулитовой и амфиболи-товой фации (800+550°с, 7+4 кбар), который привел к образованию основной массы реакционных структур с участием <3rt, Crd. Sil, qtz. opx, spi (см.выше) и к формированию в этих минералах самых . плотных первичных и пергагпю-вторичных включений (7сог =

0,93-1,06 см3/г).

2. Регрегрессивный метаморфизм в условиях эпидот-эМфиболитовоЙ фации (550+д50°с, 3+2 кбар), который выразился в .горекристал-лизацш кварца и полевых шпатов с образованием вторичных включений с пониженной плотностью (Vco2 = 1,07-1,24.см3/?)..

3. Низкотемпературный динамометаморфизм, сопровождавшийся ката-, клазом, развитием хлорита и частичной перекристаллизацией полевых шпатов и кварца; привел к формированию самых нязкоплотных наложенных генераций включений (Vco2 = 1,42-2,138 cwrVr) при 400°е и 2+1 кбар. *

4.6. Оценка составэ метаморфического флюида

Произведен анализ флюидной фазы в транатах, кордиеритах и кварце из метапелитов Канского комплекса. При 1000°С в Grt и Qtz определен заметно .более углекислый состав флюида, по сравнению с газом, экстрагированным- при боо°с. При низких температурах разрушаются с освобождением газовой фазы прежде всего вторичные, связанные с залеченными трещинами углекислые, водные и- водно-углекислые включения, которые сформировались в ходе второго и третьего метаморфических событий (см.выше результаты исследования углекислых включений). Отсюда выявленное различие в составе газовой фазы может говорить о более углекислом флюиде в ходе первого, наиболее высокотемпературного метаморфического события (см. раздел 4,5) по сравнению с последующими. Мольная доля со2 в метаморфическом флюиде для этого первого события, рассчитанная по содержанию лету'пк в кордиеритах, составиляет 0,750+0,903.

По откалиброванному-равновесию Grt и Kfs с. Bt, Sil й atz; (см. главу з) изучено изменение.состава флюида в ходе первого, метаморфического события (регрессивного метаморфизма в условиях гранулитовой-амфиболитовой фадаи) в породах Нанского комплекса. , Рассчитанные значения й^о во физоадз. показали,, что для самой . ' низкотемпературной (б00-500°с) стадии этого соСнтяя бал характерен наименее водный состав флюида.(Хн^о = 0,05+0,10).

4.7. Модель эвоявцин регионального метаморфизма

Реакционные структуры и особенности химизма минералов в породах Канского кошлекса несут признаки только регрессивного .метаморфизма, протекавшего на фоне понижения Т и Р.

Do флюидш!. включениям и данным минералогической термометрии выделяется три главных метаморфических события (см.вте).

Стратиграфическая схема строения докембрия в Енисейском кряке достаточно точно согласуется с независимыми данными по геобаромет-psaii мощность толщ Канского комплекса составляет более 6,5 км, что приблизительна сооответствует измеренному перепаду максимальных оценок давления по различным образцам в 2,5 кбар (см.рис. 2).

По образцам, отобранным из разных горизонтов стратифицированной серии город, получены индивидуальные тренды высокоградиентного (субизобарического, dT/ap=i00+1400с на кбар) остывания.

Пэ максимальным значениям р-т параметров, оцененным по составам сосуществующих минералов и плотностям флюидных включений из пород различных частей стратифицированного комплекса, четко намечается ранняя геотерма 45-50 грэд/кбар. По минимальным значениям р-т параметров для различных образцов метапелитов намечается поздняя геотерма 45-50 град/кбар. fía клон геотерм аналогичен трендам ретроградного метаморфизма гранулитов Алданского щита, Шарыжалгайского комплекса и Ханкайского массива (Лаврентьева, 1933, Перчук и др., 1983, 1987; Перчук, 1986). божественность Т-Р трендов является следствием закономерного уменьшения геотермического градиента в раннем докембрии при относительной тектонической стабильности региона. Для поздних этапов ретроградного метаморфтзма режим охлаждения отвечал .новому Солее."холодному" геотермическому градиенту (см.рис. 3).

На основе анализа зональности минералов и рассчетов сосщвр флюида для первого метаморфического события выделено две стадии

- ранняя (8Ш+65о°с) -т характеризовалась довольно водным составом метаморфического флюида (Хн2о=о,э-о,44) и пологими Т-Р трешшаи охлаждения (<£Г/йР=100+140) для обоих толщ комплекса; стадия соответствует общему охлаждению со сменой геотермического градиента;

- поздняя (650+550°C) - характеризовалась почти чисто углекислым составом флюида (Xiu0=0,03-0,17); для нижних чглтей Канского комплекса протекала на фоне смены режима охлаждения на более иязкоградввнтннй (сЕГ/<2Р-45+50); стадия отвечает росту гранито-

гнейсовых куполов на фоне интенсивного подтока углекислого флшда-

• '

РИС.3. Модель эволюция режима мэташрфязиа пород Капского комплекса при смещении древнего геотермического градиента (А) в область _ более низких температур с образованием нового градиента (Р).

Стрелками показаны Т-Р тренды охлаадения для различных уровней глубинности комплекса. 1 - регрессивный нвтаморфвзм гранулитовой-а?фболитовдй фацш (точками показана граница внсско-я низкотемпературной стадии);. 2 - регрессивный метаморфизм в условиях эгшдот-амфкОолитовой фации; 3 - данааомэтаморфаза.

4.6. Сопоставление с другиыи гранулитовыми комплексами Сибири

Для гранулитов Алданского щита, Шарыжалгзйского выступа и Ханкайского массива (Лаврентьева, 1983, Перчук и др., 1983, 1987) Перчук. 1966) типично снижение Т-Р параметров нэ ретроградной стадии метаморфизма по единственному нкзкаградиентнсму (сЗТ/ёР = 40-50) тренду. Отсюда смену Т-Р параметров для данных комплексов можно объяснить воздыманием с охлаждением в основном за счет геотермического градиента (например, Перчук и др., 1987).

Главное отличие эволюции гранулитов Енисейского кряжа -множественность трендов высокоградиентного <бГ/йР=100-140) охлаждения на ранней стадии регрессивной стадии метаморфизма. Это говорит об остывании региона при его относительной тектонической стабильности, что сопровождалось сменой древнего геотермического градиента на более "холодный". Такой режим ретроградного метаморфизма связан с изменением плотности теплового потока и не обясняется только вертикальными движениями.

ЗДКЛШЕНИЕ

Основные результаты работы.

1. На основе изучения природных ассоциаций с участием шпине, методом фазового соответствия создана термодинамически согласова] ная система из г геотермометров и 3 геобарометров для шпинелевых ассоциаций метаморфических пород.

г. Разработана методика расчетов количественных соотношений Минералов в дивзриантных парагенезисах при фиксированном валовом составе системы. С использованием данной методики доказан регрессивный характер замещения кордиерита огЪ+811+(Нг парагенезисом в гранулитах Енисейского кряжа.

3. На основе пэрагенетического анализа шпинельсодержащих ассоциаций выявлен специфический режим трбхэтапного остывания гранулитов Енисейского кряжа, свидетельствующий об изменении геотермического градиента в ходе ретроградного метаморфизма в данном регионе. Проведено сравнение с режимами эволюции метаморфизма других гранудитовых комплексов Сибири.

-14-

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Геря Т.В., Перчук Л.Л. Термодинамические свойства шпинели (Fe,Mg,ZnXAi,Cr)2o4, выведенные на основе метода фазового соответствия. Геохимия. 1989. (в печати).

2. Геря Т.В., Перчук Л.Л. Шпинелевые равновесия как геотермометры и геобарометры. Геохимия. 1989. (в печати).

3. Геря Т.В. Метод физико-химического моделирования • метаморфически реакций с использованием условия баланса пасс. Очерки физ.-хим. петрологии. Вып.16. И.: Наука, (в печати).

4. Геря Т.В. , Даценко В.М., Заблоцкий К.А. и др. Докембрийсгаю кристаллические комплексы Енисейского кряжа vil Всесоюзное петрографическое совещание. Путеводитель Енисейской экскурсия. Новосибирск. 1986.

5. Перчук Л.Л., Геря Т.В., Ножкин А.Д. Грануяитн Канского . комплекса в Енисейском кряже: петрология и минералогия. Вестник МГУ. Сер.Геол. 1989..* 3.

6. Перчук Л.Л., Геря Т.8. Смещение архейской геотермы, записанное минеральшми равновесиями в грану лит ах Днгаро-Канского выступа. Вестник МГУ. 1989. Л 5.

7. Peroíiuk L.L., <3егуа U.V., Nozhkin A.D. Petrology and . . retrograde P-T path In granulites of the Ranekaya formation, Bnieey range, Eastern Siberia, j. Metamorphic Qeol. 1989. 7.