Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимия и петрология метабазитов Олекминского Становика

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимия и петрология метабазитов Олекминского Становика"

!

1 1

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

Геологический факультет Кафедра геохимии

На правах рукописи УДК /550.4 + 552.43/(571.55)

НИКОЛАЕВА Лариса Львовна

ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ МЕТАЕАШТОВ ОЛЕКМИНСКОГО СТАНОШКА

Специальность 04.00.02 - геохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических неук

Москва - 1988

Работа выполнена на кафедре геохимии Геологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

академик АН СССР В.А.Жариков

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

С.П.Кориковский (ИГЕМ АН СССР), кандидат геояого-минералогических наук А.Я.Шараськин (ГИН АН СССР)

Ведущая организация: Институт геологии и геохронологии докембрия АН СССР, г. Ленинград

Защита диссертации состоится " И " 1988 г.

в /Ч час. ЪО мин. в аудитории на заседании

Специализированного совета К.053,05.08 по петрографии, геохимш и геохимическим методам поисков Геологического факультета Московского государственного университета. Адрес: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ (зона "А", 6 этаж)

Автореферат разослан & 1988 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета, офсх старший научный сотрудник А.М.Баталова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Геохимические методы изуче'ния вещества раннедокембрийской коры (в первую очередь - вулканитов) дают объективные критерии оценки условий формирования пород. В связи с этим привлечение геохимических исследований делает тектонические модели древней коры более конкретными и обоснованными.

Раннедокембрийские толщи Алданского щита геохимически изучены недостаточно, что отражается в большой дискуссионности проблем генезиса многих структур. Решению этих проблем должно отчасти способствовать проведенное в предлагаемой работе гёохими-ческое исследование метабазитов Могочинского гранулитового выступа и Амазар-Гилюйского вулканогенно-осадочного прогиба ''.южная часть Становой складчатой области Алданского щита), установление их первичной природы, выявление геохимических типов их протолитов.

Цель работы - геохимическое и петрологическое изучение метабазитов древнейших структур Становой складчатой области, выявление их протолитов и особенностей формирования, установление генезиса вмещающих их структур. В связи с этим ставились следующие задачи исследования: I. Изучение разрезов метаморфических образований и размещения в них горизонтов меланократовых пород. Изучение минерального состава и парагенезисов последних. Определение Р-Т параметров метаморфизма. 2. Выбор неизмененных процессами гранитизации и околорудного метасоматизма проб меланократовых пород для геохимического исследования. 3. Установление ортоприро-ды протолитов, выявление их геохимических особенностей и принадлежности к магматическим сериям.

Фактический материал и методы исследований. Основной фактический материал собран автором в процессе геологической съемки масштабов 1:10 ООО (116 км2) и 1:25 ООО (130 км2) рудных полей и тематических работ по расчленению метаморфических толщ_ и магматических комплексов в 1977-1985 гг., проводимых 107 партией ШСа МГРИ по договорам с ПГО "Читагеология" и ЦНИГРИ Мингео СССР, Он отражен на геологической карте района масштаба 1:200 000. Составление разрезов метаморфических толщ сопровождалось документацией керна буровых скважин (2500 nur. м) и разведочных горных выработок (2000 пог.м). При обработке полевого фактического 1~№¥

материала изучено ~1500 прозрачных шлифов и привлечено более 150 общих химических анализов, среда которых было выявлено 35 общих химических анализов, отвечающих практически незатронутым цроцессами гранитизации и околорудного метасоматизма породам. Химические анализы получены рентгеноспектральным методом в ВИМС Мингео СССР. Исследование минералов проводилось в иммерсионных препаратах, на федоровском столике и под руководством И.М.Рома-ненко на микрозонде "Камебакс" в ИЭМ АН СССР (23 определения). Содержания редких элементов определялись рентгеноспектральным методом (ИЬ, Бг, Ва, гт, У, ИЬ, Сг, и, Со, V) в аналитических лабораториях ЖМ АН СССР, ГЕОХИ АН СССР, ВИМС Мингео СССР и ... методом инструментальной неитрошш активации (ЕС, Та, ТЬ.) в ГЕОХИ АН СССР (10-30 определений содержаний каждого элемента). В работе приводятся содержания редкоземельных элементов (Тй ) в 7 пробах метабазитов, определенные нейтронно-активационным методом в ВНИИЯГТ Мингео СССР и в ИГиГ СО АН СССР. В работе используются изотопные характеристики кислорода метабазитов (около 20 определений), полученные -в лаборатории изотопной геологии ИЛС АН СССР.

Научная новизна работы. 'Впервые выполнено комплексное пеоро-лого-геохимическое исследование метабазитов южной части Становой складчатой области. Определена их первичная природа.и характер дометаморфических изменений. На основании содержаний элементов, обладающих пониженной миграционной способностью при метаморфизме и метасоматических изменениях выделены- геохимические типы ранне-докембрийских базальтов района. Впервые на юге Становой складчатой области выделены структуры типа зеленокаменных поясов.

Защищаемые положения. I. Изучение минерального состава, парагенезисов и микроструктур амфиболитов Амазар-Гилюйского прогиба показало, что они являются метабазитами, метаморфизованными в условиях низкотемпературной ступени амфиболитовой фации, практически неизмененными предшествующими метаморфизму процессами. 2. По петрохимическим особенностям они отвечают высокоглиноземистым, высокожелезистым, умереннотнтанистым базальтам повышенной щелочности и представляют ряды дифференциации толеитового расплава по феннерозскому тренду в условиях малых глубин. В пользу этого свидетельствует поведение редких элементов: Сг , и, гг, У , Н, а также характер распределения редкоземельных элементов. З.Амазар-Гилюйский прогиб рассматривается как протяженный зеленокаменный

пояс, в основании разреза которого по петро- геохимическим данным установлены метаморфизованные островодужные толеиты алеутского типа. 4. Гранулиты основного состава Могочинского выступа -метабазальты, частично подвергнутые метасоматическим процесса!.! типа спилитизации. Преимущественным распространением пользуются метабазальты толеитовой серии, характеризующиеся нормальной глиноземистостыо, умеренной титанистостью и железистостью. 5. Подобие.метабазальтов Могочинского выступа по геохимическим характеристикам архейским толеитам верхних частей разрезов зелено-каменных поясов с одной стороны и сопоставимость их с фанерозой-скими базальтами краевых бассейнов - с другой, а также особенности гранулитового разреза в целом позволяют рассматривать Могочинский выступ как фрагмент верхней части разреза зеленока-менного пояса, сформировавшегося по типу структуры краевого бас-.сейна.

Практическая ценность. Установленная принадлежность мета-базитов ам$иболитовой и гранулитовой фаций юга Становой складчатой области определенным геохимическим типам долина быть учтена при новом тектоническом районировании территории и рассмотрении металлогенической специфики древних структур. В процессе геологической съемки выделенные типы метабазитов могут использоваться как маркирующие горизонты при составлении разрезов и расшифровке складчатых структур.

Апробапия -работы. Результаты исследований изложены в 4 научно-исследовательских отчетах по хоздоговорным работам с ПГО ."Читагеология" и ЦНЙГРИ Мингео СССР, докладывались на Ш Дальневосточном региональном петрографическом совещании (Хабаровск, 1981), на ХШ научной конференции аспирантов и молодых ученых, секция "геохимии" (Черноголовка, 1986), научной конференции Г,{ТРИ (1986), на ХШ семинаре: "Геохимия магматических пород" в ГЕОХИ АН СССР (М., 1987), на региональном совещании "Геология и геохронология докембрия Сибирской платформы и ее обрамления" (Иркутск, 1987).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, заключения - общим объемом 103страниц машинописного текста, содержит 41 иллюстрацию и 14 таблиц и список литературы, включающий 129 наименований.

Работа выполнена под руководством академика АН СССР, про-

фессора В.А.Жарикова, которому автор признательна за внимание и помощь. .Особую благодарность хочется принести ст.н.с.ГИН АН СССР С.Н.Гавриковой за большую помощь и моральную поддержку при выполнении работы. Исследования проводились в тесном содружестве с сотрудниками партии 107 НИСа МГРИ. Всем им: А.В.Галанину, М.С.Николаеву, В.Н.Орлову, В.Я.Федчуку, а также аспиранту кафедры геохимии МГУ С.Ю.Соколову автор признательна за совместные маршруты, обсуждение проблемных вопросов, затронутых в работе и псиощь при ее оформлении. Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории тектоники докембрия и сравнительной планетологии ГИН АН СССР за полезные дискуссии по вопросам, касающимся геодинамических режимов раннего докембрия.

Раздел I. Общий методический подход в изучении геохимии ' метабазитов

Особенности геодинамики древних областей расшифровываются по ассоциациям и составу возникающих пород. Наиболее богатую • информацию об условиях формирования области может дать изучение основных вулканитов, поскольку э-ти порода широко распространены, тонко реагируют на геодинамические условия, методика их изучения хорошо разработана на примере современных активных зон Земли. Установление особенностей докембрийских основных вулканитов, их принадлежности к магматическим сериям и сравнительный анализ с возможными аналогами в современных геодинамических ситуациях с учетом специфики докембрийских условий может дать ключ к пониманию древних геодинамических обстановок. Правомочность подобных сопоставлений доказывается близостью химизма докембрийских и молодых базальтов и сходством ассоциаций пород.

Основная сложность, возникающая при изучении метаморфизо-ванных базитов, связана с выявлением результатов воздействия процессов, изменяющих первичный состав пород. В рассматриваемом случае в число этих процессов входят околорудный метасоматизм, гранитизация, метаморфизм и возможные дометаморфические изменения. Перше два процесса легко исключаются из рассмотрения при тщательном отборе проб после изучения материала в образцах и шлифах. Точно установить степень изменения породы при метаморфизме и дометаморфических изменениях на имеющемся материале не представляется возможным, однако.изучение этих процессов позволило выделить компоненты устойчивые к их воздействию, содержания которых с большой долей вероятности могут рассматриваться как харак-

теристики исходных базальтов. К числу таких компонентов относятся в первую очередь Т5.о2 и АЗ^Од, а также большой набор редких элементов с пониженной миграционной способностью: Сг, ш , V , йг , у, ыь, нг , та и Тй. Возможность использования таких элементов, как к , На, ЛЬ , Ва, Бг, ть, в каждом конкретном случае должна определяться отдельно..Они могут рассматриваться в качестве вспомогательных характеристик только в сочетании с устойчивыми компонентами.

Раздел П. Геологическая позиция Становой складчатой области в Алданском щите

Район исследований расположен на территории Олекминского Становика, в пределах Становой складчатой области, которая примыкает с юга к Алданскому кратону, а на северо-западе граничит с Олекминской складчатой областью. Важнейшими структурными элементами каждой из названных областей являются выступы архейских гранулитовых' пород и разновозрастные, но в целом раннедокембрий-ские вулканогенно-осадочные прогибы.

Гранулитовые выступы фундамента платформы широко распространены по всему Алданскому щиту. Они сложены наиболее древними в регионе образованиями. В настоящее время одни из них известны как раннеархейские (Эволюция .1987), для других установлен позднеархейский возраст .(Бибикова и др., 1984). Отдельные выходы гранулитов на юге Становой складчатой системы составляют Мого-чинский выступ фундамента платформы. Вследствие интенсивной ран— непротерозойской гранитизации (.Гаврикова, 1985) возраст этих гранулитов достоверно не определен.

Вулканогенно-осадочные прогибы, как правило - более молодые образования. Особенно многочисленны прогибы в Олекминской складчатой области. Здесь преобладают рифтогенные субмеридиональные троги, закладывающиеся в консолидированной толще в раннем протерозое (Лутц, 1985), хотя часть из.них может иметь и архейский возраст (Другова и др., 1981). Прогибы Становой области менее многочисленны, но часто крупные и протяженные. Различия характеров разрезов и вулканизма указывают на неоднотипность этих структур. По-видимому, они имеют разный возраст и генезис, но ни то, ни другое на сегодня надежно не'установлено.

С юга к Могочинскому выступу примыкает, отделяясь от него субширотными разломами, один из самых протяженных в районе вулканогенно-осадочных прогибов - Амазар-Гилюйский. Метабазиты

г-/№

этих двух структур южной части Становой складчатой области и являются основным объектом предлагаемого исследования.

Раздел Ш. Особенности петрологии и геохимии амфиболитов

южной части Становой складчатой области ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЯ И ПЕТРОГРАФИЯ АМФИБОЛИТОВ АМАЗАР-

ГИЛЮЙСКОГО ПРОГИБА Амадар-Гилюйский прогиб является краевой структурой Становой складчатой области и Сибирской платформы в целом. Протяженность его составляет 800 км при ширине 15-40 км. Геологическое изучение этой структуры проводилось Ю.П.Рассказовым, Е.В.Ялыны-чевым, В.И.Шулъдинером и сотрудниками партии МЕРИ С.Н.Гавриковой, В.Н.Орловым и др. Прогиб'разграничивает различные геотектонические области: с юга он отделен глубинным разломом от Монголо-Охотской складчатой области, с севера - субширотными разломами от гранулитовых выступов фундамента платформы.-Сложен прогиб вулкано-генно-осадочными образованиями усть-гилкмской серии мощностью • 7500 м, основание которой представлено метабазитами. Их выходы наиболее распространены в западной части прогиба - Амазарской зоне, протяженность которой составляет ~ 300 км. Здесь и проводились основные исследования автора и ее коллег. Возраст метаморфических образований прогиба (с учетом геологических соотношений с гранулитами и процессами гранитизации) можно предположительно считать раннепротерозойским.

Метабазиты представлены амфиболитами и биотит-амфиболовыми сланцами. По минеральному составу они относятся к фации амфиболитов без пироксена (Маракушев, 1973). По>составу амфиболы отвечают: Gas0> 57Act0)3S Tchero,o5 Биотиты приближаются к флогопит-аннитовому ряду, содержание ТЮ2 в них составляет 3,07 мас.%, железистость (Рщ — 0,64. Изучение составов

х) Здесь и далее индексы минералов: Gas - гастингсит, Act -актинолит, Tcher- чермакит, Bi - биотит, Ми - мусковит, sill - силлиманит, Ort - ортоклаз, Ol - оливин, Срх - клино-пироксен, PI - плагиоклаз, Gr - гранат, Hyp - гиперстен, Amf - амфибол, Cord - кордиерит, Q - кварц.

хх) РеО+Ре-О,

F = -—

11 FeO+Fe^Oj+MgO

• темноцветных минералов и сравнение их с минералами из пород Алданского щита известной фациальной принадлежности, соответствие перекрывающих амфиболиты гнейсов фации Bi-Mu. гнейсов stll-Bl-iiu-Qrt субфации (Кориковский, 1979) позволяет отнести амфиболиты и сланцы к низкотемпературной ступени амфиболитовой фации метаморфизма (Т^600°С, Р=3-4,5 кб).

Ортоприрода амфиболитов и сланцев надежно устанавливается по реликтовым габбро-диабазовой и порфировой микроструктурам, прямой зональности в реликтовых кристаллах плагиоклаза.

ГЛАВА П. ГЕОШИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АМФИБОЛИТОВ АМАЗАР-ГИЛКЙСКОГО ПРОГИБА

Метабазиты Амазар-Гилшского прогиба обладают выдержанным петрохимическим составом. Они 'характеризуются высоким содеряа-нием AI2O3, умеренным ïi02,повышенной щелочнометальностыо и ри (табл.1). Сочетание первых двух признаков свидетельствует о принадлежности их протолитов' серии базальтов нормальной щелочности (толеитовой или известково-щелочной), поскольку в высокоглиноземистых базальтах'щелочной серии содержание 2io2 обычно достигает 3^-4%. В то газ время по соотношению содержаний Sio2 и щелочей амфиболиты .можно отнести к щелочим базальтам. Подобнее несоответствие может возникнуть з результате низко- средне-температурных изменений базальтов; приводящих обычно к повыше-шш щелочнометальности (Uangai et al. IS87). Однако рассматриваемые порода врядшг подвергались докетаморфгаеск'ет изкенениш, поскольку изотопно-кислородный состав их ( Sот 5 до 7,4%,) близок к составу свежих базальтов, что служит критерием неизмененное ти породы метасоматпческими процесса'®! (Смит, 1987).

С другой стороны, повышенная щрлочноиетальность аьфгболи-тов гложет являться первичной характеристикой протолитов и быть следствием фракционирования базальтовых мам. Отметим, что увеличение концентрации щелочей в амфиболитах сопряжено с возрастанием Fn при сохранении невысоких концентраций Si02. Подобное поведение основных петрохимических характеристик монет указывать ка процесс дифференциации тслеитовых расплавов по фен-неровскому тренду с кристаллизацией 01, Срх и PI основного состава,' как это было показано С.Кей и др. ( Кау et ai. 1982) для толеитовых базальтов Алеутских островов.

Петрохимические характеристики в сочетании с содержаниями редких и рассеянных элементов (табл.1) позволяют отнести прото-

Таблица I

Характеристика метабазитов южной части Становой складчатой области, архейских и фанерозойских толеитовых базальтов различных геодинамических обстановок

Компот-нент3^ Метабазиты Толеитовые базальты

Амазар-1'и- люйский прогиб [II] ^ Иогочинский Архей Фанерозой

выступ [18] Г Н 2 бонда, Г 983) Алеутские остро (Кау et а1.1981 Орединг-но-океа-нические х-ты (Кузьмин 1985 Море Скоша (Кузьмин, 1985)

зю2 42,33-48,84 44,70-51,64 49,5 48,80 50,14 50,95

тю? 1,06-1,95 0,40-1,38 1,49 1,19 1,40 1,40

А12О3 15,20-19,14 13,12-16,47 15,2 17,93 ■ 15,65 16,29

10,18-16,72 9,06-15,64 11,69 11,45 9,84 8,78

ЫёО 3,81-7,76 5,52-8,93 6,82 5,Ю 7,87 7,50

СаО 7,31-11,66 9,25-12,12 8,79 10,92 11,66 10,92

Ыа20 2,05-4,10 1,50-5,30 2,70 2,93 2,61 3,04

1,03-2,40 0,39-1,34 0,69 1,04 0,17 0,39

г2о5 0,04-0,59 0,01-0,23 0,17 0,23

0,64-0,78 0,56-0,69 0,63 0,69 0,55 0,53

НЬ 9-55 6-21 23 1,5 5,3

Бг 479-825 103-310 190 • 791 129 190

Ва 310-663 82-302 90 263 22 62

77-146 83-129 135 89 95 108

У 15-25 19-31 30 13 33 27

Сг 16-90 183-361 250 43 302 273

М1 24-58 54-85 125 27 144 65

Со 18-37 29-49 55 41

V 242-364 365 312

ш- 1,3-3,5 2,3

Та 0,20-0,58 0,95

№ 0,62-3,1 1.5

х) Окислы даны в мас.%, элементы - в г/т хх) В квадрадаых скобках - число проб, ххх) Все железо в пересчете на ^ео.

литы амфиболитов к толеитам островодужного типа. Важное значение при этом имеют низкие концентрации Cr , Hi и Та. Сходство амфиболитов с островодужными базальтами проявляется на серии -генетических диаграмм, таких как Co-Ni , Ti-ег, Hf-Ta-Th-, La-Ta и др. По содержаниям как петрогенных компонентов, так и редких элементов (обладащих пониженной миграционной способностью при метаморфизме и дометаморфических изменениях) амфиболиты наиболее близки островодужным толеитам алеутского типа. Последние выделяются среди прочих толеитовых островодужных базальтов повышенными содержаниями AlgOg, щелочей Rb , Ва, Sr, высокой и дифференцированным распределением TR. Зти особенности, как показали С.Кей и др.(Kay at. al. I9S5), являются результатом кристаллизационной дифференциации расплава, близкого оливиновому толеи-ту, в неглубоких магматических камерах.

Сопоставление с алеутскими базальтами по петрохимическим характеристикам показало, что в целом протолиты амфиболитов Амазар-Гилюйского прогиба претерпели значительное фракционирование. Отметим, что увеличение амфиболитов сопровождается уменьшением концентраций MgO , cr , Hi и возрастанием - Zr. I . Hf. Кроме того, в более дифференцированных (более железистых) разностях отмечается увеличение общего содержания TR. При этом дополнительного разделения легких и тяжелых TR не происходит -значение Ьа/хь отношения сохраняется практически постоянным (la/2h=io-il).Такое поведение компонентов позволяет судить о том, что степень фракционирования для отдельных разностей амфиболитов была несколько различной; осуществлялось же фракционирование в условиях низких давлений (Rare earth, element 1984).

ГЛАВА Ш. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАБАЗИТОВ АМАЗАРСКОЙ ЗОНЫ

Петро- геохимический состав метабазитов Амазарской зоны Амазар-Гилюйского прогиба дает основание предполагать, что они являются производными единой' родоначальной магмы, дифференцировавшей по тренду обогащения железом. Некоторые различия между отдельными разностями амфиболитов по величине Fm, щелочности, концентрациям Cr , Hi, Zr, Y и общего содержания TR могут быть объяснены разной степенью фракционирования расплава, которое в основном было обусловлено кристаллизацией 01 и Срх. Отсутствие европиевых аномалий и повышенная глиноземистость пород позволяют считать, что кристаллизация И. была незначительной. Отсутствие

дополнительного разделения легких и тяжелых иг свидетельствует о дифференциации на незначительной глубине (в пределах коры), где не происходило кристаллизации Ап£. Косвенным подтверждением кристаллизационной дифференциации могут служить локальные положительные гравитационные аномалии, установленные на площади Амазар-Гилюйского прогиба и, еозможно, фиксирующие наличие кумулятов, слагающих "корни" образований прогиба.

Особенности геодинаьптческого режима раннего докембрия обусловили некоторые отличия магматизма Амазарской зоны прогиба от в целом схожего магматизма Алеутской островной дуги. Высокий температурный градиент и нестабильность литосферы в раннем докембрии нашли свое отражение в большей масштабности проявления ранних этапов магматизма островолунного типа (т.е. образование толеитов). Проницаемость литосферы создавала благоприятные условия для поступления расплавов, в ее верхние горизонты. Пластичность раннедокембрийской коры способствовала многократному фракционированию расплавов в неглубоких магматических камерах.

Амазар-Гилюйский прогиб обладает всеми признаками характерных для раннего докембрия структур - зеленоламенных поясов, т.е. представляет собой совокупность супракрустальных комплексов, в которых преобладают основные вулканические породы (Конда,1983), выполняющих линейные структуры, приуроченные к глубинным разломам и обладающие относительной структурной самостоятельностью (Вулканизм ..., 1981). Среди зеленокаменных поясов Алданского щита он резко выделяется своей большой протяженностью, краевым положением и особым типом магматизма.

Одной из многочисленных предложенных моделей образования зеленокаменных поясов (Конди, 1983) является островодужная модель. Рассмотренные данные по геохимии метабазитов Амазар-Гилюйского прогиба позволяют принять дая ее объяснения генезиса этой краевой по отношению к Алданскому щиту структуры.

Раздел 1У. Геохимия и петрология метабазальтов Могочинского гранулитового выступа

ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЯ И ПЕТРОГРАФИЯ ОСНОВНЫХ ГРАНУЛИТОВ

Могочинский выступ фундамента Сибирской платформы протягивается на 200 юл в субширотном направлении в южной части Становой складчатой области. Возраст гранулитов достоверно определен. Учитывая возраст гранулитов соседнего Нюкжинского выступа (2,6 млрд.лет; Бибикова и др., 1984), мы считаем грану-

литы Могочинского выступа также позднеархейскими..

Стратиграфия гранулитов Могочинского выступа разработана В.П.Киршшком (1966), Е.М.Фалькиным, А.Ф.Озерским (1966), В.И.Шульдинером (1969) и др.

Детальное геологическое картирование гранулитовых выходов, проведенное наш показало, что породы деформированы опрокинутыми линейными складками, рассечены разломами, гранитизированы. При выделении подразделений разреза гранулитов учитывались Р-Т параметры метаглорфизма. В Могочинском выступе на основании состава гранулитов и условий их метаморфизма выделено четыре толщи: нижняя Ана средние АНь ианси верхняя ае^. В составе толщи АЛа преобладают высокоглиноземистые (В1-Сг) гнейсы, содержащие прослои богатых СаО сланцев (10-155? объема толщи) и кадъщфиров. Толща аи^ сложена плагиогнейсаш с прослоями сланцев

(до 25% объема пород толщи) того же состава. Толща АНсПредстав-лена Бысокоглинозевдстыш (а1'-Сг-$111) гнейсами с маломощными прослоягли основных сланцев ( 10% объема толщи), содержащих линзы кальцифиров. Толща АНд сложена клинопироксеновыми амфиболитами ( ~ 95% объема толщи), в основании и в верхней части разреза которых отмечаются линзы кальцифиров. Общая мощность толщ гранулитов Могочинского выступа - около 4 км. Богатые СаО сланцы в толщах АИа , ан^ и АНС присутствуют в виде отдельных прослоев и целиком слагают толщу Среди них по минеральному составу наибольшим распространением пользуются В1-Нур , Нур-Срх (иногда с 31 ) и Срх-Апсг разности.

Температура и давление метаморфизма, определенные по критическим парагенезисам метапелитов, минеральным геотермометрам и геобарометрам, убывают от толщи а11а к толще ал^. Так, породы толщи отвечают по парагенезисам (В15^+Сг85+Нур55+Р1+0г1 и согйдд+сг77+в1за+Р1+ог^а) в!-нур-аг-о^ субфации йг-сога. фации метапелитов (Кориковский, 1979) и фации двупироксеновых основных гранулитов (Маракушев, 1973). Т образования пород толщи ана составляет 750-800°С, Р - 6,5-7 кб. Т образования пород толщи айи около 725°С. Гнейсы толщи ав.0 (критические пара-генезисы: м^+сога^+зш+рц-ч и Вх+аг+БШ+Р!^) отвечают 31Х1-В1-0гЬ фации. Породы толщи ан(1 относятся к фации пирок-сеновых амфиболитов. Порядок напластования коррелируется с понижением Р-Т параметров метаморфизма: нижняя толща ада характеризуется наиболее глубинными и Бысокотемператруриымк етрагенеэп-

сами.

ГЛАВА П. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕТАБАЗАЛЬТОВ

МОГОЧИНСКОГО ВЫСТУПА По содержаниям породообразующих компонентов и соотношениям редких элементов предполагается первичная природа метаморфических образований, и среди них выделены метабазальты, характеризующиеся содержаниями Siû2 - 48-52$, KgO - 0,2-1,2%, Rb-6-36 г/т, Sr -100-310 г/т, Ва - 82-590 г/т и значениями отношений К/ЕЪ -310-760, Rb/Sr- 0,02-0,15, Ba/Rb - ю-37. Кроме метабазальтов в разрезе установлены метаандезитобазальты, метаандезиты и мета-пелиты, метаграувакки.

Среди основных гранулитов Могочинскога выступа наибольшим распространением пользуются метабазальты (условно - первого типа) нормальной глиноземистости, с довольно низким содержанием Т1С>2 (Al^o^/no^ I4i4), умеренной (табл.1). При общей выдержанности состава отмечаются значительные вариации содержания щелочей. Значительные колебания их при отсутствии корреляции с Рш заставили усомниться в первичности этой характеристики. 818о исследуемых метабазальтов варьирует от 7,5 до %а, что превышает значения 81а0 неизмененных базальтов. При этом устанавливается прямая корреляция между SI80 и содержаниями в породе щелочей. По-видимому, исходные базальты были подвергнуты метасоматическому изменению типа спилитизации, поскольку, этот процесс приводит к увеличению содержания щелочей и одновременно к утяжелению изотопного состава кислорода (Смит и др., 1987). Таким образом, высокая щелочнометальность части проб является вторичной. Протолиты метабазальтов, по-видимому, принадлежат тояеитовой серии, что находит подтверждение на диаграммах (лж и Ai203 - FeQ+Fe20ytTi02 - MgQ), разделяющих базальты различных магматических серий.

Кроме того, в Могочинском выступе изредка встречаются метабазальты (второй тип), обладающие низкой глиноземистостью , относительно высокими содержаниями тю2 (А120з/тю2=б, 5),высокими значениями также отвечающие толеитовой серии и нзвестково-щелочные метабазальты (третий тип), характеризующиеся повышенными содержаниями Sic2 и AlgOg, низкими концентрациями тю2 (Al20^/Ti02= 16,7), высокой щелочнометальностью ж умеренной

По геохимическим характеристикам установленные разновидности

метабазальтов Могочинского выступа глубоко различны. Так, мета-базальты толеитовой серии (первый и второй типы) резко отличаются от известково-чцелочных метабазальтов (третий тип) по содержаниям иъ , Ва и Эг (в последних они значительно выше). Второй тот метабазальтов отличается от первого более высокими содержаниями т , %т и Шэ и низкими - Сг. Отличительной чертой умеренно-глиноземистых метабазальтов первого типа являются высокие значения отношения сг/31 в среднем равные 4. Они же характеризуются дифференцированным распределением та с некоторым преобладанием легких над тяжелыми (рис.Л 1СОУ

Я 20 Р.

Й

>

о со я

О, ■о о

/

ТН2

ТМ2

¿а Се Ш Зт Ей Ёс! Ть Оу Ег У6 Си Рис.1. Нормализованные по хондритам содержания ТЯ в умерен-ноглиноземистых толеитовых метабазальтах Могочинского выступа (заштрихованное поле), в базальтах моря Скоша (сплошная линия), по (Заиийега et а1. 1979) и граничные содержания ТН в толеитах ТН 2 (пунктирные линии), по (Конди, 1983).

ГЛАВА Ш. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ МЕТАБАЗАЛЬТОВ МОГОЧИНСКОГО ВЫСТУПА

Умеренноглиноземистые толеитовые метабазальты Могочинского выступа (первый тот) по соотношениям петрогенных и редких компонентов (табл.1), содержанию и распределению та (рис.1) сопоставимы с архейски?® толеитами группы- Ш 2 наиболее характерными для верхних частей разрезов зеленокаменных поясов (Конди,1983). Сходство образований Могочинского выступа с последними дополняется характером разреза в целом - присутствием довольно большого объема метаосадочных пород, метабазальтов известково-щелоч-ной серии и метаморфизованных андезитобазальтов и андезитов. Сочетание этих признаков позволяет рассматривать разрез Могочинского выступа как фрагмент верхов разреза древнего зеленокамен-ного пояса; выполняющие его породы впоследствии претерпели

метаморфизм гранулитовой фации, что отличает его от типичных зеленокаменных поясов, но, вероятно, не дает основания отделять его от этого типа структур.

Сравнение метабазальтов Могочинского выступа с фанерозой-скими базальтами различных геохимических типов показало, что они по многим характеристикам сопоставимы с базальтами срединно-океанических хребтов (табл.1). Сходство проявляется на многих диаграммах (например, АВ1 и и-гг-Зг), где последние образуют отдельные поля. Однако между исследуемыми метабазальтами и базальтами срединно-океанических хребтов существуют определенные различия. Наиболее важными из них являются существенное увеличение Рт при снижении концентраций Мао, сг и В1, что может отражать дифференциацию расплава, близкого магмам срединно-океанических хребтов, по феинеровскому тренду. Метабазальты, по сравнению с базальтами срединно-океанических хребтов, обеднены Ы1 в гораздо большей степени, чем Сг, что возможно связано с составом кумулятивных фаз в процессе фракционирования.

Умеренноглиноземистые метабазальты Могочинского выступа удивительно близки базальтам окраинных морей, особенно базальтам моря Скоша, по содержанию и соотношению петрогенных и редких элементов (табл.1), а также по содержанию и характеру распределения Ей (рис.1). Обращают на себя внимание повышенные концентрации Ва в метабазальтах. В литературе отмечалось подобное отличие древних пород от их возможных фанерозойских аналогов (Гудвин, 197?; Добрецов, 1986), однако причины обогащенности древних пород Ва не выявлены.

Модель формирования зеленокаменных поясов по типу краевого бассейна развивается многими исследователями (Тарни и др.,1980, Уиндаш, 1980, С<ик11е е* .1976), подчеркивающими, что в раннем докембрии пластичность коры препятствовала рифтогенезу в обстановке краевых бассейнов, что создавало условия для дифференциации базальтовых расплавов. Подтверждением этому являются дифференцированные метабазальты Могочинского выступа.

Метабазальты второго типа наиболее близки по составу толек-там континентальных рифтов, метабазальты третьего типа обнаруживают сходство с' известково-щелочными островодукными базальтами. Появление в незначительных количествах этих двух разновидностей метабазальтов не претиворечит предположению о существовании в архее на месте Могочинского выступа структуры типа краевого

бассейна. Сходство дополняют присутствующие в разрезе андезито-базальти и андезиш (производные известково-щелочной серии) и пернино осадочные породи, по составу сопоставимые с граувакково-аргиллитовыми образования!.® окраинных морей.

Таким образом, Могочинский выступ фундамента платформы можно рассматривать как фрагмент древнего зеленокаменного пояса, образованного по типу краевого бассейна.

Раздел У. Геохимические особенности метабазитоз как показатели условий их формирования

Две структурные единицы южной части Становой складчатой области - Могочинский выступ и Амазар-Гилюйский прогиб'различны по возрастным характеристикам, структурному плану, характеру разрезов, степени деформации, метаморфизму. Однако геолого-геохимическое изучение пород позволило установить единый для них тип первичной структуры - зеленоканенный пояс. Основные вулканиты рассматриваемых структур не являются однотипными"¡Ггеохимическом отношении. Хотя как те, так и .другие принадлеяат толеитовой серии, для них устанавливаются различные родоначальные таттш: протолиты Амазар-Гилюйского прогиба являются, по-видимому, производными олиэиноеых толеитов, исходные магмы Могочинского выступа близки родоначальным магмам базальтов срединно-океанических хребтов. •Для метаморфизованных базальтов Амазар-Гилюйског'о прогиба четко устанавливается ряд дифференциации по феннеровскому тренду, протолиты метабазальтов Могочинского выступа не различаются по степени фракционирования. Ортоалфиболиты- Амазар-Гилюйского прогиба представляли в основном интрузивные образования (силлы), что устанавливается по сохранившимся реликтам интрузивной (габбро-диабазовой) микроструктуры. Излившиеся'на поверхность базальты (порода с реликтовой порфировой микроструктурой) редки. Мета-базальты Могочинского выступа образованы'-при излияниях на морское дно. Об этом свидетельствует как постоянная ассоциация их с карбонатными породами (калыщфирами), так и широко проявленная спилитизация.

Метабазальты Могочинского выступа сопоставимы с широко распространенным типом базальтов зеленокаменных поясов ТН 2 (Конди, 1983), они имеют близкие аналоги и среди метабазальтов других районов Алданского щита. Метабазиты Амазар-Гилюйского прогиба представляют, по-видимому, редкий тип; близких аналогов нам не.

Удалось найти среди основных пород зеленокаменных поясов Алданского щита и других древних щитов мира. На сегодняшний день далеку от разрешения воцрос о том, каковы были геодинамические обстановки в раннем докембрии, насколько схожи они с современными. Тем не менее, сопоставление метабазальтов Становой складчатой области с современными базальтами показало возможность образования пород Могочинского выступа в обстановках, близких к современным краевым бассейнам; условия образования пород Амазар-Гилюйского прогиба сопоставимы с условиями ранних стадий залоЕения островных дуг алеутского типа. Учитывая состав основных вулканитов и общее слоение разрезов выделенных зеленокаменных поясов, можно предположить, что образование континентальной коры южных областей Алданского щита происходило в обстановке, схожей с возникающей на границах конвергентных плит в фанерозое. В раннем докембрии Становая складчатая область представляла собой окраину континента, где шло последовательное образование однотипных зеленокаменных поясов островодужной црироды, что приводило к. латеральному наращиванию континентальной коры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В предлагаемой работе показана принципиальная врамошость геохимического изучения протолитов метаморфических пород. Подтверждена возможность нахождения среди современных базальтов близких аналогов древних основных вулканитов, что дает основание не считать раннедокембрийский этап развития уникальным, несопоставимым с последующими. Появление в' раннем докембрии базальтов определенных геохимических типов накладывает пстрологп^-чесние ограничения на условия их образования. Это обязательно долено учитываться в тектонических модел1к, предлагаешь для ранних этапов становления коры. Использование петрологических с геохимических критериев дает возможность более обоснованно говорить о генезисе древних структур.

Список опубликованных работ по теме диссертации I. Сравнительная характеристика раннепротерозойских и поэдве-юрских основных магматических пород юго-западной части Олекмип-ского Становика //Магматические комплексы Дальнего Востока и хх рудоносность. Тезисы докл.Ш Дальневосточного регионального петрографического совещания. Хабаровск, 1981 (совместно с В.Н.Орловым) .

2. Петрология и геохимия гранулитов Слекминского Станови-ка (Северо-Восточное Забайкалье) //Изв.АН СССР, Сер.геол.,1985, J87 (совместно с С.Н.Гавриковой, А.В.Галаниным).

3. Тектоническая позиция Амазар-Гилюйского кристаллосланце-вого трога (южная 01фаина Сибирской платформы) //Изв.ВУЗов, Геол.й разв.1986. ä 10. Деп.в ВИНИТИ № 3650-В от 20.У.86 (совместно с А.В.Галаниным).

4. Раннепротерозойский основный магматизм Черноурюмской зоны (юшая окраина Сибирской платформы) //Мат-лы Ж научной конф.аспирантов и молодах ученых. Секция "Геохимии" Деп.в ВИНИТИ

№ 808-В-87 от 4.П.87.

5. Genetic aspecte of granitization. (isotopic-oxygen data)// ZPX - Mitteilungen, S° 86. 4- Arbeitstagung Isotoup inter Hatur. Leipzig. 1986. (with S.H.Gawrikova, H.X.Medvedovskaya, K.B.Amo-sova, H.S.Bicalaer).

6. Геохимия и генезис амфиболитов Амазар-Гилюйского зелено-каменного пояса (Становая складчатая область) //Геология, тектоника, петрология и рудоносность докембрия Сибирской платформы и ее обрамления. Геохронология. Тезисы докл.регионального совещания. Иркутск, 1987 (совместно с С.Н.Гавриковой).

7. Раннедокембрийский основной магматизм южного края Сибирской платформы (на примере Амазар-Гшшйского прогиба) //Геохимия. 1988. № 8 (совместно с С.Н.Гавриковой, А.В.Галаниным).

Подписано к печати

22.06.28.

Л- HSkZG Формат 60x90/16.

Усл. печ. л. 11/ Уч.-изд. л.

Усл. печ. л.

.-изд. л.

Тираж ÜUU экз. Заказ №

экз.

Заказ №

Ордена 'Знак Почета'издательство Московского университета. Ю3009, Москва, ул. Герцена, 5/7. Типография ордена 'Знак Почета' издательства МГУ. 110899, Москва, Ленинские горы.