Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Гранаты метаморфических пород Ильменских гор: состав, эволюция

ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Гранаты метаморфических пород Ильменских гор: состав, эволюция"

Российская академия наук Уральское отделение Институт геологии и геохимии им А Н Заварицкого

003449502

На правах рукописи

Медведева Елена Владимировна

ГРАНАТЫ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ИЛЬМЕНСКИХ ГОР: СОСТАВ, ЭВОЛЮЦИЯ

Специальность 25 00 05 - минералогия, кристаллография

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 6 ОПТ 2008

Екатеринбург 2008

003449502

Работа выполнена в Ильменском государственном заповеднике УрО РАН

Научный руководитель:

кандидат геолого-минералогических наук Вализер Петр Михайлович (Ильменский государственный заповедник им В И Ленина УрО РАН) Научный консультант

доктор геолого-минералогических наук Русин Анатолий Иванович (Институт геологии и геохимии им А Н Заварицкого УрО РАН)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Белковский Анатолий Иванович (Институт минералогии УрО РАН, г Миасс),

кандидат геолого-минералогических наук Смирнов Владимир Николаевич (Институт геологии и геохимии им А Н Заварицкого УрО РАН)

Ведущая организация:

Институт геологии и геохимии им А В Виноградова СО РАН г Иркутск

Зашита диссертации состоится: «08» октября 2008 г в 10-00

на заседании диссертационного совета Д 004 021 02

Института геологии и геохимии им акад А Н Заварицкого УрО РАН

по адресу 620151, г Екатеринбург,

Почтовый пер, 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института геологии и геохимии им акад А Н Заварицкого УрО РАН

Автореферат разослан « 08 » сентября 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

И С Чашухин

Введение

Гранат является одним го породообразующих минералов в метаморфических породах Ильменских гор Зональность его представляет собой серию последовательных равновесий между краевой частью и раствором и отражает изменение состава флюида во времени в зависимости от смены физико-химических условий Исследование зональности гранатов позволяет реконструировать условия образования, выявить закономерности распределения компонентов и определить направленность метаморфических процессов

Актуальность проблемы. Исследования Ильменогорской полиметаморфической зоны имеют длительную, более чем 200-летнюю историю, но концепции ее формирования остаются противоречивыми и, во многом, являются дискуссионными [Кориневский, Кориневский, 2004; 2006, Левин, Роненсон, Самков и др, 1997, Юрецкий, 1982] Представления о ее геологическом строении основывались преимущественно на стратиграфическом расчленении метаморфических пород и типовых схемах развития магматических и метаморфических процессов За последние годы появились факты, позволяющие утверждать, что Ильменские горы представляют собой южный сегмент региональной (протяженностью более 100 км) сдвиговой зоны [Ворощук, Русин, 2003, Русин и др , 2006]. Установлено, что преобладающим типом пород осевой зоны сдвига являются гранитоидные бластомилониты, сформированные в условиях хрупко-пластичной (пластичной) деформации при Т= 400-500 °С и Р = 1013 кбар Различные метаморфические и метамагматические породы в сдвиговой зоне представлены многочисленными разрозненными блоками (будинами, тектоническими клиньями), объединяемыми в ряд комплексов или структурно-вещественных подразделений (СВП)

Одним из важных аспектов геологических исследований Ильменских гор является проблема возрастного расчленения пород Датировки цирконов из пород селянкинского комплекса свидетельствуют об их дорифейском (1 92 3 млрд лет) возрасте [Краснобаев и др, 1980] Предположительно, селянкин-ский комплекс представляет собой фрагмент платформенного фундамента и сопоставим с Тараташским и Александровским блоками Южного Урала [Ленных, 1980, Русин, 1980] Для ильменской серии, наряду с датировками 0 36-0 70 млрд лет [Краснобаев, Давыдов, 2000], были получены и более древние значения [Краснобаев, 1986], что, вероятно, свидетельствует о гетерогенной природе субстрата. Изотопно-хронологические данные по щелочным породам, гранитоидным бластомилонитам и разнообразным пегматитовым жилам (220-260 млн лет), занимающим секущее положение по отношению к тектонической расслоенности осевой зоны, указывают на интенсивные преобразования в пермо-триасовое время, связанные с постколлизионными событиями (Русин и ДР, 2007)

Наименее изученными остаются породообразующие минералы метаморфических пород и их зональность В данной работе впервые проведены целенаправленные исследования гранатов, приведены сведения об особенностях

состава и эволюции сосуществующих минералов, и дана оценка направленности метаморфических процессов

Объектом исследований послужили метаморфические породы Ильме-ногорской полиметаморфической зоны

1 В сёлянкинском комплексе мигматизированные гранат-биотитовые, графит-гранат-биотитовые, силлиманит-гранат-биотитовые гнейсы осевой зоны, с залегающими в них линзами и телами амфиболитов, гранат-биотитовые и силлиманит-гранат-биотитовые гнейсы, скаполит-гранат-пироксен-полевошпатовые породы и биотитизировнные амфиболиты западного склона восточного хребта Ильменских гор (район ЛЭП), гранат-биотит-амфиболовые кристаллические сланцы западного берега оз Ишкуль

2 В ильменской серии мигматизированные гранат-биотитовые гнейсы, меланократовые и мезократовые кристаллические сланцы и куммингтонитовые амфиболиты

3 В саитовской серии мусковит-биотитовые и графитистые кварциты, кианит-гранат-мусковит-флогопитовые кварцито-сланцы (межозерье Таткуль -Миассово)

4 Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами (Уразбаевский участок).

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах работ сборе каменного материала при маршрутных исследованиях, составлении геологических схем, документации опорных обнажений и керна, микроскопических и аналитических исследованиях

Цель диссертационной работы - установление природы зональности и эволюции составов граната из пород различных структурно-вещественных подразделений (СВП) Ильменогорской полиметаморфической зоны

При проведении исследований решались следующие задачи

1 Изучение вещественного состава пород (метапелиты и метабазиты), содержащих гранат, и их структурного положения,

2 Изучение зональности гранатов и сосуществующих с ними минералов (слюда, амфибол, пироксен, полевой шпат),

3 Реконструкция условий образования граната в породах СВП и определение направленности процессов метаморфизма

Фактический материал. Основу данной работы составляет материал, полученный автором при проведении полевых работ и анализе результатов лабораторных исследований за 1998-2007 годы За этот период была создана коллекция, включающая 250 образцов горных пород В процессе работы над темой изучено 500 шлифов, получено и обработано более 30 силикатных анализов горных пород (Ильменский заповедник УрО РАН аналитики Г К Звонарева и Л Б Лапшина), более 20 анализов получены методом ISP-MS (ИГЕМ РАН, г. Москва, аналитик Д 3 Журавлев и ИГТ УрО РАН, г Екатеринбург, аналитик Д В Кисилева), микрозондовых анализов минералов гранат - 661, амфибол - 192, слюда - 137, пироксен - 32, полевые шпаты - 20 (ИМин УрО РАН,

г Миасс, аналитики В А Копиров и Е. И. Чурин и ИГМ СО РАН, г Новосибирск, В Н. Королюк)

По тексту автореферата приняты следующие сокращения.

Ру - пироп,

Alm - альмандин,

Spess - спессартин,

Сасошр - кальциевый компонент,

Ann - аннит,

Amph - амфибол,

РЫ - флогопит,

Рх - пироксен

/ = Ре2*/ Ре2* + Mg - железистое«ь минералов,

= Ре2* + Mg- магнезиаль-ность минералов,

п - количество проб, точек анализа, СВП - структурно-вещественное подразделение

Синонимические понятия Ильменские горы, Ильменогорская полиметаморфическая зона.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые для Ильменских гор охарактеризована зональность гранатов из различных структурно-вещественных подразделений и выявлена эволюция состава и микрозональности гранатов в связи с историей развития структурно-вещественных подразделений Ильменских гор

Изучение зональности гранатов дало возможность реконструкции условий их образования и позволило достоверно оценить РТ-условия различных этапов метаморфической истории для гранатсодержащих пород Ильменских гор Использование петрогенетической информативности породообразующих минералов позволило внести существенные коррективы в представления о геологическом строении данного района

Работа была выполнена в рамках программы НИР № 01.200.200026 и поддержана грантами РФФИ - Урал № 04-05-96068, № 07-05-96020, а также РНП2.1 1.1840.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы докладывались на Втором Всероссийском петрографическом совещании «Петрография на рубеже XXI века» [Сыктывкар, 2000]; Международных конференциях «Кристаллогенезис и минералогия» [Санкт-Петербург, 2001; 2007], Международных научных конференциях «VII Чтения А Н Заварицкого» - Постколлизионная эволюция подвижных поясов [Екатеринбург, 2001], «IX Чтения А Н. Заварицкого» - Эволюция внутриконтинентальных подвижных поясов: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез, полезные ископаемые [Екатеринбург, 2003], IV, V Международных симпозиумах по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису [Санкт-Петербург, 2002, 2005], Всероссийской научной конференции «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков» [Москва, 2002], Третьем региональном совещании «Минералогия Урала» [Миасс, 2003]

Основное содержание диссертации отражено в 18 работах, опубликованных автором самостоятельно и в соавторстве с другими исследователями, из которых 3 статьи в журналах списка ВАК, 4 статьи в сборниках и 11 тезисов и расширенных тезисов к совещаниям и конференциям различного уровня

Структура и объем работы Диссертация объемом в 224 страницы, состоит из введения, 5 глав, заключения, приложений (1-6), содержит 70 рисунков и 20 таблиц Библиографический список содержит 120 названий

В первой главе изложена методика исследований Во второй главе охарактеризовано геологическое строение Ильменских гор, дана характеристика пород метаморфических толщ В третьей главе представлен оригинальный материал по составу гранатов и их зональности Проведен анализ фактического материала, охарактеризована эволюция минеральных видов для каждого СВП Ильменских гор В четвертой главе представлена характеристика минералов, сосуществующих с фанатами в метаморфических породах В пятой главе рассматриваются РТ-условия преобразования граната и сосуществующих минералов В заключении подведены итоги проведенных исследований и рассмотрено возможное использование их для корректных дополнений в представления о геологическом строении Ильменских гор

Автор выражает благодарность научному руководителю директору Ильменского государственного заповедника УрО РАН, кандидату геолого-минерапогических наук П М Вализеру за содействие в решении организационных вопросов, помощь и замечания при обсуждении работы Особую благодарность автор выражает доктору геолого-минералогических наук А И Русину, взявшему на себя труд полного прочтения данной работы, и за научные консультации и содержательные замечания Автор глубоко признателен доктору геолого-минералогических наук А А Краснобаеву за ценные советы, всестороннее содействие и обсуждение различных вопросов За помощь при выполнении работы и консультации автор благодарен сотрудникам ИГЗ - кандидату геолого-минералогических наук С Н Никандрову, аналитикам Г К Зво-наревой и Л Б Лапшиной, сотрудникам ИМин - |А Г Баженову, кандидатом геолого-минералогических наук Л Я Кабановой, В А Котлярову, Е П Мака-гонову, В И Поповой, Е В Белогуб, [В И Ленных|, докторам геолого-минералогических наук В В Зайкову, В Г Кориневскому, В А Попову, сотрудникам инженерных групп и шлифовальной мастерской За содействие в техническом оформлении работы автор благодарит сотрудников Н П Брагина, Т А Леванову, Л Б Новокрещенову За помощь и консультации автор благодарен сотрудникам ИГМ СО РАН докторам геолого-минералогических наук Г Г Лепезину и Ф П Леснову, кандидату геолого-минералогических наук В Н Королкжу

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Геологическое строение Ильменских гор

Ильменские горы представляют собой южный сегмент региональной сдвиговой зоны [Ворощук, Русин, 2003, Русин, 2006], расположенной на восточном склоне Южного и Среднего Урала (Восточно-Уральское поднятие) Традиционно принято рассматривать эту площадь, как фрагмент Сысертско-Ильменогорского мегантиклинория Такая геологическая позиция отражена и на геологических картах, созданных коллективами ЧелГРЭ и ИГЗ [Басов, 1962, Роненсон, 1980, Юрецкий, 1982], и по результатам геологического доизучения 2002 г

За последние 20 лет на территории Ильменогорской полиметаморфической зоны проводились тематические работы, результаты которых часто представляют противоречивые и дискуссионные воззрения на строение, формирование и структурное положение этого объекта

Современные взгляды на его геологическое строение отражены на схематической геологической карте, составленной В И Ленных [Летопись природы , 2002] (рис 1) и в опорном разрезе через среднюю часть Ильменогорско-Сысертской полиметаморфической зоны [Ворощук, Русин, 2003] В пределах рассматриваемой автором части полиметаморфической зоны, ограниченной с востока и запада зонами тектонических нарушений, выделяется три структурно-вещественных подразделения существенно гнейсовый селянкинский комплекс, гнейсово-амфиболитовая ильменская и преимущественно кварцито-сланцевая саитовская серии [Уфимская , 1982] Эти СВП различны по вещественному составу, внутренней тектонике, степени метаморфизма Границы между сериями пород тектонические, контролируются зонами бластомилони-тов, милонитов и телами метагипербазитов

Селянкинский комплекс, представленный преимущественно мигматизи-рованными гнейсами, образует клиновидные выступы в осевой части структуры Возраст этих пород датируется ранним протерозоем (1850-2200 млн лет) [Краснобаев и др , 1980], определен по цирконам и/РЬ методом Породы мета-морфизованы в условиях амфиболитовой фации, наложенной на гранулитовую [Ленных, Рассказова, Петров, 1986, 1989]

Ильменская серия включает породы, относимые ранее к фирсовской, ильменогорской и еланчиковской «толщам» Представлена преимущественно гнейсами и плагиогнейсами биотитовыми, гранат-биотитовыми, амфиболитами гранатовыми и пироксеновыми, кварцитами биотитовыми, гранат-биотитовыми, биотит-графитовыми, линзообразными телами кальцифиров В пределах еланчиковской «толщи» широко распространены гранитоидные мигматиты Они характеризуются резким преобладанием плагиоклаза над калиевым полевым шпатом и относятся к инъекционному типу [Русин, 1979] Возраст ильменской серии 0 6-0 9 млрд лет [Краснобаев, 1986] Степень метаморфизма имеет различные градиенты от амфиболитовой (возможно, с реликтами грану-литовой) до эпидот-амфиболитовой

Рис 1 Схематическая геологическая карта Ильменских гор [Ленных, 2002] 1 - осадочно-вулканогенные породы, преимущественно слабо метаморфизован-ные (S2-Ci), 2 - саитовская серия (PZ^-Si), вулканогенно-осадочные метаморфизован-ные тонци сланцы, плагиогнейсы, амфиболиты, графитистые кварциты, карбонатные породы (кундравинская, аракульская, игишская, саитовская, кыштымская свиты), 3 -ильменская серия (PZ^-V) амфиболиты, парагнейсы, графитистые кварциты, плагио-мигматиты, биотитовые и гранат-биотитовые гнейсы, сланцы с силлиманитом (еланчи-ковская, ильменогорская свиты), 4 - таганайская свита (R2) кварциты, кварцито-сланцы, сланцы слюдисто-гранатовые, слюдистые со ставролитом, 5 - селянкинский компчекс (AR-PR) гранат-биотит-силлиманитовые, гранат-биотитовые, амфиболиты, мигматиты по ним, кальцифиры, 6 - метагипербазиты нерасчлененные, 7 - пироксени-ты, 8 - габбро, 9 - диориты, 10 — гранитоиды, 11 - сиениты нефелиновые, 12 — фениты, 13 - бластомилониты, 14 - серпентинитовый меланж, 15-разломы, 16-надвиги, 17-зоны сдвигов, 18 - участки опробования

Саитовская серия включает в свой состав кыштымскую, саитовскую, аракульскую и игишскую «толщи» Представлена преимущественно метатер-ригенным материалом гранат-биотитовыми, биотитовыми, двуслюдяными плагиосланцами, темно-серыми графитистыми и фосфоритоносными кварцитами, линзовидными телами амфиболитов и мраморов Породы саитовской серии можно определить как кварцито-сланцевую формацию чехла утоненной континентальной окраины Условия метаморфизма соответствуют градиентам эпидот-амфиболитовой фации

Интрузивные образования представлены гранитоидами, щелочными породами и породами ультраосновного и основного ряда, карбонатитами Интрузивные образования многофазны и разновозрастны

Защищаемое положение 1

Минералого-геохимические разновидности гранатов - рядов пироп-альмандин, гроссуляр-альмандин, спессартин-алшапдин, спессартин-гроссуляр и андрадит-гроссуляр являются специфическими генетическими индикаторами структурно-вещественных подразделений Ильменских гор (селянкинский комплекс, ильменская серия, саитовская серия, амфиболиты участка Уразбаево).

Селянкинский комплекс

Для гнейсов мигматизированных в различной степени установлены малокальциевые гранаты ряда пироп-альмандин Малокальциевый пироп-альмандин - Ру24 бАЬпбя уСясотрз 1 (/"= 74, п = 31) развит в центральной части порфиробластов граната, краевые зоны которых сложены малокальциевым альмандином В лейкосоме мигматизированных силлиманит-гранат-биотитовых гнейсов такой гранат представлен единичными порфиробластами Малокальциевый альмандин широко распространен в интенсивно мигматизиро-

ванных породах, где образует самостоятельные порфиробласты и иногда слагает краевые части индивидов пироп-альмандина В слабомигматизированных силлиманит-гранат-биотитовых гнейсах и гранат-биотитовых гнейсах малокальциевый альмандин - Ру210А1т73 ¡8ре$з2 тСасотр3 2 </= 78, п = 60) характеризуется низкими содержаниями марганца (0 9-1 4 мае %) В гнейсах, с четко обособленной меланосомой и лейкосомой, для малокальциевого альмандина -Ру197А1т68£рез562Сасотр52 (/~ 78, п = 78) отмечено увеличение марганца от 0 8 до 4 4 мае % В плагиогранитых телах малокальциевый альмандин -РухуИт^ ¡Сасотр42, (/= 91, п = 79) образует порфиробласты ситовидной

структуры

Для амфиболитов и гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев характерны гранаты ряда гроссуляр-альмандин

В мигматизированных амфиболитах (обн 244) идиобласты граната сложены преимущественно гроссуляр-альмандином — Ру}24А1т56 ; Сасогпр25 8 (/"= 82, п = 10) Иногда краевую часть гроссуляр-альмандина слагает высококальциевый альмандин - Рун фА1т5<> ¡Бреявз зСасотр24 2 (/ = 81, п = 6), реже отмечены мелкие идиобласты с составом высококальциевого альмандина

В биотитизированных амфиболитах высококальциевый альмандин образует однородные индивиды - Ру16 ¡А1т57 дБреяз, 5Сасотр2о 5 (/"= 78, п = 8), реже слагает центральные части порфиробласт, кайма которых представлена гроссуляр-альмандином — Руп 1А1тдСасатр251 (/= 82, п = 7)

В гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцах гроссуляр-альмандин - Ру$7А1т61 ¡Яре.чХ] 9 Сасотр25 9 (/"= 87, п = 5) отмечен в центральной части порфиробласт, а высококальциевый альмандин - Руы6А1т6] (Дсе«/ чСасотр21 н (/"= 81, п = 12) слагает кайму этих индивидов и образует идиобласты более мелкого размера

Для скаполит-гранат-пироксен-полевошпатовых пород установлен ан-драдит-гроссуляр — Ру0 дА1т19 ¡¿¡¡рем; оЛпс126 тСг517, (/"= 97, п = 8), который слагает ксенобласты среди идиоморфной формы зерен пироксена и плагиоклаза

В гнейсовых породах селянкинского комплекса установлен эволюционный ряд фанатов малокальциевый пироп-альмандин —» малокальциевый альмандин -> малокальциевый марганцевый альмандин Он отражает следующие этапы преобразования гранулитовая С) или высокотемпературная амфиболи-товая фация метаморфизма -> мигматизация в условиях амфиболитовой фации кислотное выщелачивание В плагиогранитных телах альмандины образовались на этапе повторной гранитизации Гроссуляр-альмандины и высококальциевые альмандины из амфиболитовых тел синхронны с образованием малокальциевого альмандина и малокальциевого марганцевого альмандина В гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцах изменение состава новообразованного граната (особенности структуры порфиробласт) от гроссу-ляр-альмандина до высококальциевого альмандина связано, вероятно, со сдвиговой тектоникой Андрадит-гроссуляр определен в скарноидных породах близ тектонического шва и соответствует этапу запечатывания структуры

В породах ильменской серии установлены гранаты рядов пироп-альмандин, гроссуляр-альмандин и спессартин-альмандин В гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцах определены кальциевый пироп-альмандин - Ру22оА1™б2б$рез$1 ¡Сартра? (/ = 72-75, п = 5), который слагает ядерные части индивидов кальциевого альмандина, кальциевый альмандин -Ру,н ¡А1т64 зСасотр ы 4 (/ = 82-85, п = 5), выполняет краевые части порфиробласт и образует идиобласты, гроссуляр-альмандин Ру6 4А1т6148резз} 0Сасотр29 / (['= 90, п = 14) и марганцевый гроссуляр-альмандин Ру6()А1т548$ре8з84Сасотр30 8 (/"= 90, и = 9) Гроссуляр-альмандин в этих породах образует порфиробласты однородного состава, реже установлен в ядерной части мелких идиобласт марганцевого гроссуляр-альмандина Кроме того, марганцевый гроссуляр-альмандин иногда слагает однородные порфиробласты

В гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцах фанаты имеют составы кальциевый альмандин — Руи :А1т65 9 Брез$2 9Сасотр14о (/- 80, п- 12) и марганцевый калы(иевый альмандин - Руц оА1т6] 78резз6 оСасотрП 7 (Т = 80, п — 15), высококальциевый альмандин — Ру14 ¡А1тм£ре58} ¡Сасотр1$$ (/" = 80-85, п — 7) и марганцевый высококальциевый альмандин — Ру12 ¡А^пеоо Бреьъу 4Сасотр2о 4 (/ = 80-85, п = 5) В отдельных индивидах граната от центра к краю установлена смена минеральных видов марганцевый высококальциевый альмандин -> высококальциевый альмандин —» кальциевый альмандин. Кроме того, марганцевый кальциевый альмандин образует однородные порфиробласты

Для куммингтонитовых амфиболитов характерны качьциевые пироп-альмандин Ру21 ¡А1т6468ре$$1йСасотр12$ (/" = 73, п = 1) и альмандин Ру1б5А1т61^рез$2ьСасотрпо = 80, п = 10) Кальциевый пироп-альмандин отмечен в центральной части порфиробласт кальциевого альмандина Кальциевый альмандин наряду с крупными порфиробластами слагает мелкие идиобласты

В мигматизированных гранат-биотитовых гнейсах установлен малокальциевый спессартин-альмандин Руб ¡АЫю ?Зрезз3№цСасотр21 (/" = 90, п = 9) Он образует порфиробласты, расположенные преимущественно в меланосоме, среди скоплений чешуй биотита

В породах ильменской серии не выявлено четко выраженных эволюционных рядов гранатов Вероятно, это связано с гетерогенностью материала и полихронностью метаморфических процессов Однако фиксируется изменение состава индивидов граната в пределах отдельных типов пород В гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцах кальциевый пироп-альмандин -» кальциевый альмандин, гроссуляр-альмандин -» марганцевый гроссуляр-альмандин В гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцах марганцевый высококальциевый альмандин —> высококальциевый альмандин —» кальциевый альмандин В куммингтонитовых амфиболитах кальциевый пироп-альмандин —> кальциевый альмандин

В породах саитовской серии определены фанаты рядов спессартин-альмандин и фоссуляр-спессартин

В графитистых кварцитах кальциевый спессартин -Рую ¡А1т12 ^ем« ¡Сасотр14 в (/ = 55, п = 3), высококалъциевый спессартин -Ру90А1т12з8рез$578Сасотр20 8 (/" = 57, п = 2), гроссуляр-спессартин Р)>9 оА!тц ^реяя^ оСасотр2я 3 ([=51, п = 5) Кальциевый спессартин слагает ядерную часть идиобласт, высококальциевый спессартин - их краевую часть идиобласт, а гроссуляр-спессартин установлен в краевой части идиобласт высококальциевого спессартина и в виде самостоятельных более мелких идиобласт

В биотит-мусковитовых кварцитах мачокалъциевый альмандин-спессартин — Рую бА1т40 г^/гем^ нСасотр4 4 (/ ~ 79, п = 9) и спессартин-алъмандин Ру9 2А1т53 7Spess33 8Сасотр3 3 (/" = 85, п = 111)

В кианит-андачузит-мусковит-флогопитовых кварцитогнейсах определены составы спессартин-альмандина малокальциевого Ру/3 7А1т49 ¡БреБЯю 7СасотрА3 (/"= 78, п = 5) в ядре и каймах крупных порфиробласт, а также идиобластах среди гранобластового агрегата - Ру1 /8А1т54 ^реязЗГ1¡Сасотр2 7 (/"= 82, п = 9), кальциевый Рун ^А1т50 ¡Зрезз^9Сасотрц 5 (/"= 79, п = 3) и высококальциевый Ру9 зА1т42 75ре$$27бСасотр19 9 (/" = 81, п = 3) в краевой части крупных порфиробласт

В кианит-андалузит-мусковит-флогопитовых кварцитогнейсах установлено изменение состава граната от центра к краю малокальциевый спес-сартин-альмандин -> высококальциевый спессартин-альмандин —> кальциевый спессартин-альмандин —малокальциевый спессартин-альмандин), что свидетельствует о полифазности процессов метаморфизма В графитистых кварцитах эволюция состава гранатов соответствует смене минеральных видов кальциевый спессартин -> высококальциевый спессартин -> гроссуляр-спессартин, что характеризует процессы образования при возрастающей роли давления Образование малокальциевых альмандин-спессартинов и спессартин-альмандинов в биотит-мусковитовых кварцитах связано, вероятно, с термальным воздействием гранитоидов.

В амфиболитах, ассоциирующих с метагипербазитами (участок Ураз-баево), установлены гранаты ряда пироп-альмандин и гроссуляр-альмандин

В гранатовых амфиболитах обнаружены порфиробласты граната, сложенные в центральной части кальциевым пироп-альмандином Ру>231^1що3^ре$514Сасотрц2 (/" = 74, п = 1) или высококальциевыч пироп-альмандином Ру185А1т603&ре$$2оСасотр192 (/= 72, п = 1), а в краевой высококальциевым альмандином Ру20 б^1т58 7Сасотр19 0 (/"= 78, п = 2) В интенсивно рассланцованных гранатовых амфиболитах копи 233 крупные уплощенные порфиробласты граната представлены в ядре мапокальциевым пироп-альмандином - Ру271А1т60 0Сасптр9 / (/= 69, п = 3), в краевой части -Ру27 ¡А1т3768рез.ч43Сасотр1; 0 (/ = 68, п = 2) кальциевым пироп-альмандином В гранат-цоизитовых амфиболитах с корундом ядерные части индивидов граната сложены марганцевыми разностями высококальциевого альмандина Ру,й аА1т32 8^рсзз9 8Сасотр2о 6 (/" = 82, п = 4) и гроссуляр-альмандина Рун 7А1т42 7Яре$5Н 7Сас,шр337 (/= 90, п = 18) В краевых частях такие индивиды

изменяют свой состав до высококальциевого альмандина Py23itAlmJ,9jSpess32Caco„ip23-/ (/" = 80, п = 5) и гроссуляр-алъмандина Pyi9 oAlm44 ßpessj бСасотр33; (f- 80, п = 12) В хлоритизированных амфиболитах состав граната от центра к краю сменяется от марганцевого гроссуляр-алъмандина Рую sAlm47 ¡Spess7 нСасотр}4 5 (f = 89, п = 5) через гроссуляр-альмандин Pyi2 sAlm5) sSpess2 оСасотрц 7 (f= 87, п = 10) высококальциевым альмандином Ру16 7Alm59 6Spess0 0Сасотр2з б (f= 89, п = 3)

В амфибол-гранат-хлоритовых породах порфиробласты фаната от центра к краю имеют состав марганцевый гроссуляр-альмандин Pyi2sAlmi35SpessS2Cacomp2ss (f - 80, п = 12) -> гроссуляр-альмандин Pyi3 2iAlm;S6Spess1 зСасотр299 if = 86, п = 12) -> высококальциевый альмандин Ру18 iAlmSü 7Spess2 6Сасптр22 6 (f= 81, п = 28) Иногда встречаются индивиды с составом: центр — высококальциевый альмандин Руц ¡Alm6i 2Spess0 оСасотр23 5 <f = 76, n = 1), край — высококалы/иевый пироп-альмандин Ру1б9А1т60 ¡Spesso,Сасотр22 9 (f= 14, п = 3)

В совокупности пород выявлены эволюционные ряды фаната малокальциевый, кальциевый, высококальциевый пироп-альмандин -» высококальциевый и марганцевый высококальциевый альмандин и фоссуляр-альмандин —> фоссуляр-альмандин высококальциевый альмандин -> высококальциевый пироп-альмандин Такое изменение состава связано с преобразованием фаната в условиях высоких давлений, возможно, в нижней коре

Защищаемое положение 2

Структурно-вещественным подразделениям Ильменских гор свойственны индивидуальные вариации зональностей гранатов (прямая, обратная, сложная), обусловленные особенностями термодинамических режимов их метаморфизма.

Петрогенетической информативности гранатов в метаморфических породах посвящены работы многих исследователей [Соболев, 1962, Авченко, 1982, Лепезин, Королюк, 1985, Elphic, Ganguly, Loomis, 1985, Grahman, Powell, 1984, Chakraborty, Rubie, 1996], зональность фанатов успешно применяется для реконструкции истории метаморфизма [Белковский, 1985, Кепежинскас, 1972, 1974, 1976 и др ] Наиболее полно типы зональности фанатов рассмотрены в работе Г Г Лепезина и В Н Королюка [1985], где описаны два типа зональности - прямая и обратная Прямая отражает увеличение от центра к краю содержания магния и уменьшение марганца, а обратная - наоборот Типы зональности, где наблюдается синхронное увеличение или снижение этих компонентов, относятся к сложной [Авченко, 1982] Комбинированная зональность представляет собой сочетание нескольких типов зональности (например обратной и сложной) в отдельных индивидах В породах метаморфических толщ Ильменских гор определены прямая, обратная и сложная зональности (табл)

Типы зональности Ру, А1т, Бреввв, Сасотр Селянкинский комплекс Ильменская серия Саитовская серия Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами

1 2 3 4 5 б 1 8 9 10 11 12 13 14

Обратная +, +, 0 (I) • 9

- +, +,-(П) •

-,-,+, + (111) 9 9 9

+, +, + (IV) •

-, +,-00 9

Прямая 9

+, +,-,-(11) 9 9 9 9 9

+,-,-, + (III) 9? 9

Сложная -,-,-, + (1) 9 9

+, +, +,-(П) 9 9

+,-,+; + (III) 9 9

+,-,+,-(IV) 9

•

Примечание 1-3 - селянкинский комплекс 1 - гранат-биотитовые мигматизированные гнейсы, 2 - силлиманит-гранат-биотитовые мигматизированные гнейсы, 3 - гранат-биотит-амфиболовые кристаллические сланцы, 4-7 — ильменская серия 4 - гра-нат-биотит-амфиболовые кристаллические сланцы, 5 - гранат-пироксен-амфиболовые кристаллические сланцы, 6 — куммингтонито-вые амфиболиты, 7 - гранат-биотитовые мигматизированные гнейсы, 8-10 - саитовская серия 8 — мусковит-биотитовые кварциты, 9 - графитистые кварциты, 10— кианит-андалузит-мусковит-флогопитовые кварцито-гнейсы, 11-14 — амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами 11 - гранат-цоизитовые амфиболиты, 12 - гранатовые амфиболиты, 13 — гранатовые амфиболиты хлоритизиро-ванные, 14-амфибол-гранат-хлоритовая порода

Селянкинский комплекс В гранатах селянкинского комплекса широко развита обратная зональность I типа (рис. 2, а) и отмечены проявления прямой

Ру Ca comp -«- Spess

Рис 2 Микрозональносгь в гранатах а - из мигматизированных гралат-биотитовых гнейсов (обратная), б - из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев (прямая), селянкинский комплекс, в, г - из гранат-пироксел-амфиболовых кристаллических сланцев (прямая), ичьменская серия

Обратная зональность характерна для пород гранулитовой и амфиболи-товой фаций и отражает процессы диафтореза Гранат с прямой зональностью из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев является новообразованным Он обнаружен в коренных выходах, расположенных в непосредственной близости от тектонического нарушения Предположительно его образование связано с локальным повышением температуры и давления

Ильменская серия В гранатах из пород ильменской серии отмечено три типа обратной зональности и один тип прямой Разнообразие обратных типов (II, III, IV) зональности характеризует полихронные процессы диафтореза Прямая зональность (И), проявленная в кальциевых гранатах гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцев (см рис 2, в, г), отражает этап активизации сдвиговой тектоники

Саитовская серия В гранатах саитовской серии определены прямая, обратная и сложная зональности Обратная зональность V типа проявлена в гранатах ряда спессартин-альмандин из мусковит-биотитовых кварцитов Проявление такой зональности связано с термальным воздействием гранитои-дов Комбинация из трех типов зональности установлена в порфиробласте граната из кианит-андалузит-мусковит-флогопитовых кварцитогнейсов (рис 3, а) В центральной части зерна проявлена сложная зональность I типа -Ру117А1т47 28ре85зз7Сасотр74 -> Ру, 7А1т42 85ре5827 бСасотр19 9, отражающая мета-соматические процессы, протекавшие в условиях среднетемпературной амфи-болитовой фации низких давлений В средней части зерна проявлена прямая зональность II типа - Ру, 7А1т42 85ре55276Са1:отр!9 9 Ру 13 5X11x150-^роББ^ аСа«,^,, 5, характеризующая этап возрастания температуры и давления без привноса и выноса компонентов, проходивший, вероятно, синхронно в породах ильменской и саитовской серий В краевой части зерна проявлена сложная зональность II типа - Ру13 5А1ш50 28ре5524 8Сасотри 5 —<• Ру 16 6А1т52 05рез526 2Саштг,5 2, отражающая метасоматические процессы в условиях снижающихся РТ-параметров Сложная зональность I типа широко проявлена в гранатах из графити-стых кварцитов Ру8 7А1ти 88ре5565 3Сасотр14 2 — Ру7 8А1т9 9$ре5554 я^отрп 9

МОЛ % мол %

А1т Са сотр -а- Ру -е- Бреэз

Рис 3 Микрозонашюсгь в гранатах а - из кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсов саитовской серии, б - из гранатовых амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами

Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами В кальциевых гранатах из этих амфиболитов установлены обратная (III), прямая (II, III) и сложная (II, III, VI) зональности

Обратная зональность (III), вероятно реликтовая, проявлена в центральной части порфиробласт из амфибол-гранат-хлоритовых пород- высококальциевый альмандин —♦ гроссуляр-альмандин —> высококальциевый альмандин Прямая зональность широко распространена в гранатах из амфиболитов и амфибол-гранат-хлоритовых пород, которые слагают периферию тел амфиболитов (см рис 3, б, в) Прямая зональность (II) соответствует процессам метаморфизма, протекающим при росте температуры и снижении давления Прямая зональность (III) образуется при синхронном росте температуры и давления Сложная зональность (III, IV) широко представлена в краевых частях индивидов гранатов из хлоритизированных амфиболитов и отражает метасоматиче-ские процессы

Обратная зональность, установленная в гранатах из метаморфических пород Ильменских гор, является реликтовой, а многообразие типов этой зональности в гранатах из пород этой серии обусловлено их гетерогенностью Прямая зональность в гранатах связана с процессами активизации сдвиговой тектоники Сложная — отражает развитие метасоматических процессов, широко проявленных в метатерригенных породах саитовской серии и в амфиболитах, ассоциирующих с метагипербазитами.

Защищаемое положение 3

Состав граната из метаморфических пород Ильменских гор позволяет типизировать и проводить корреляцию разнородных блоков, включенных в региональную сдвиговую зону

Селянкинский комплекс. Для зональных гранатов из гнейсовых пород (Sill+Grt+Bi+Kfs+Pl+Qtz, Grt+Bi+Kfs+Pl+Qtz) и ассоциирующих с ними минералов, были оценены РТ-параметры образования и преобразования Условия образования для ассоциации пироп-альмандин малокальциевый (Ру2б? Xм® = О 29) - слюда (mcl) (Xм® = 0 54) - плагиоклаз (№ 25) - калиевый полевой шпат (силлиманит, кварц) оцениваются температурой в пределах 780±20 °С и давлением 6-7 кбар Изменение состава граната до альмандина малокальциевого (РУ22 о-15 s Xм® = 0 17-0 21) и составы ассоциирующих с ним темных слюд (Ann-Phi, Ti = 3 94 мае %, ХМё = 0 55-0 42) позволяют фиксировать снижение температуры до 730±20 °С при давлении 6-7 кбар Состав альмандина малокальциевого марганцевого (Ру14 9_201 Spess6 0_9 3 XMg = 0 17-0 24), фиксируемый в кайме малокальциевых альмандинов, и ассоциирующих с ним минералов (Phi, Ti = 2 4-0 8 мае % XMg = 57-55) позволяют оценить условия преобразования в пределах 680±20 °С при давлении 5-6 кбар Другие зональные индивиды - пироп-альмандин малокальциевый альмандин малокальциевый -» альмандин малокальциевый марганцевый - фиксируют изменение температуры и давле-

ния от 740±20 °С и 6 0 кбар (Ру24+-23 1 XMg = 0 27, Phi-Ann, Ti = 3 9-19 мае % XMg = О 46-0 5) до 590±20 °С и 4 кбар (Py204-i5 9 xMg = 0 23-0 17, Phi, Ti = 1 60 9 мае. % XMg = 0 51-0 57) Центральная часть индивидов отражает условия близкие к гранулитовой фации метаморфизма, а краевая - условия диафтореза амфиболитовой фации Сходные значения РТ-условий были определены [Сухорукое, Королюк, 2006] для «силлиманит-гранат-биотитовых сланцев» Ольхонской коллизионной системы, где линзы и пластины этих пород расположены в гетерогенном бластомилонитовом матриксе

Составы гранатов ряда гроссуляр-альмандин из амфиболитов (Grt+Hbl+Pl+Ttn) селянкинского комплекса отражают процессы мигматизации в условиях амфиболитовой фации при температуре 660±20 °С и давлении 5-6 кбар (Ру,82_,,з XMg= 0 25-0.17, Phi-Ann Ti = 4 6-1 3 XMg= 0 40-0 55)

Для зональных индивидов новообразованных гранатов гроссуляр-альмандин -» альмандин высококальциевый из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев (Grt+Bi+Amph+Pl+Qtz) получено возрастание температуры и снижение давления от 540±20 °С и 4 5 кбар (Py7o-n i XMg =011-017, Х^Ашрь = 0 61) до 714±20 °С и 1 5 кбар (Ру134-.б, Х^8 = 0 21 - 0 17, XMeAmph = 0 62) Таким образом, в породах селянкинского комплекса фиксируется метаморфизм «против часовой стрелки» (рис 4)

Ассоциация андрадит-гроссуляр (Ру0 8-i 7 XMg = 0 03-0 05) и пироксен диопсид-геденбергитового ряда (XMg = 0 40-0 42) в скаполит-гранат-пироксен-полевошпатовых сланцах (Scp+Grt+Cpx+Pl) образовалась при температуре выше 500±20 °С и давлении 10 кбар Такие условия определяются режимом сдвиговой зоны [Русин и др , 2006]

Ильменская серия. Зональные гранаты из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев (Grt+Bi+Amph+Pl+Qtz) своим составом отражают снижение температуры и увеличение давления от центра к краю для кальциевого пироп-альмандина и кальциевого альмандина - от 800 °С и 2 0 кбар (РУ240 XMg = 0 28, Phi, Ti = 3 1 мае % XMg = 0 48) до 710 "С и 3 5 кбар (Ру191 xMg = 0 22^ Phi-Ann, Ti = 1 7 мае % Xм® = 0 45), для гроссуляр-альмандина -от 800 °С и 3 0 кбар до 610 °С и 3 5 кбар (Ру89.48 XMg= 0 23-0 1, Ann, Ti = 3 72 9 мае % XMg = 0 32-0 25)

Иная направленность метаморфических процессов отражена в составе кальциевого альмандина из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев Он формировался при снижении температуры и давления от 760 °С и 5 0 кбар до 740 °С и 4 5 кбар (Py195-i4 3 XMg = 0 21-0 18, Phi-Ann, Ti = 1 291 76 мае % XMg= 0 45)

В кумминггонитовых амфиболитах (Grt+Cum+Tcher+Bi+Pl+Qtz) условия образования зонального кальциевого альмандина оцениваются в интервале от 710 °С и 10 5 кбар до 660 °С и 11 кбар для ассоциации амфибол (паргасит-чермакитового ряда XMg = 0 56-0 57) - гранат (Ру20 з-н о XMg = 0 34-0 17) - слюда (Ti = 2 2-1 73 мае % XMg = 0 41-0 46) - плагиоклаз Куммингтонит же является продуктом преобразования чермакита при диафторезе [Медведева, 2007]

Рис. 4. Тенденции направленности процессов в гранатсодержащих породах Илыненогорской полиметаморфической зоны. Данные для диаграммы получены при пересчетах в «ОеораЮЬ 2.1». 1 - селянкинский комплекс, 2 - ильменская серия, 3 - саи-товская серия, 4 - амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами.

Р, кбар 12 т

Зональные порфиробласты высококальциевого альмандина из гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцев (Grt+Bi+Amph+Opx+Pl+Qtz) при использовании данных по составам граната, амфибола и плагиоклаза, отражают изменение условий образования от 610 °С и 4.0 кбар до 670 °С и 2.5 кбар (Руп 8-17.7 XMg = 0.17-0.21; Ann, Ti = 1.7-2.1 мае. % XMg = 0.42-0.44; XMg Amph = 0.45-0.47; XMg = 0.44-0.48),

Различная направленность процессов (см. рис. 4) свидетельствует о гетерогенности материала ильменской серии и широком развитии метасоматиче-ских явлений. Высокие температуры (710-800 °С) и умеренные давления (4-5 кбар), полученные для кристаллических сланцев ильменской серии, могут

указывать на элементы сходства метаморфической истории отдельных блоков, отнесенных к данной серии, с гнейсами селянкинского комплекса

Саитовская серия. В метаосадочных породах саитовской серии были оценены условия образования для зональных гранатов из кварцитогнейсов с A12Si05 (Grt+Ky+And+Sill+Ms+Phl+Pl+Qtz) [Медведева, 2007], а также мусковит-биотитовых и графитистых кварцитов Для граната из кварцитогнейсов РТ-параметры, рассчитанные по составам граната, слюды, кианита и плагиоклаза, отражают следующую последовательность смены условий образования. 610 "С и 2.5 кбар (Py124Cacomp5 j Xм« = 0.21; Phi, Ti = 1 93 мае. % XMg = 0 67) — 580 °С и 3.4 кбар (Ру^Са^яп XMg = 0 17, Phi, Ti = 1 65 мае % XMg = 0.59) -» 650 'С и 5.5 кбар (РунвСа^р 103 XMg = 0 23, Phi, Ti = 1 91 мае % XMg= 0 58) — 600 °С и 3.5 кбар (Py,68Cacomp46XMg= 0 25; Phi, Ti = 0 8 мае % XMg= 0 63) (см. рис 4) Мелкие идиобласты граната ряда спессартин-альмандин образуются при 590 °С и 6 5 кбар (РуцдСа^го Х^Е = 0 17, Phi, Ti 0 8 мае. % XMg = 0 63) Обратная зональность в спессартин-альмандинах из биотит-мусковитовых кварцитов отражает незначительные колебания температуры 640-620 °С (РУ91-75 XMg = 0 14-0 18; Ann-Phi, Ti 1 8-0 8 мае. % XMg = 0 43-0 48) преобразования граната при влиянии гранитов на породы серии [Медведева, 2003]

Зональность спессартин-гроссуляр (высококальциевый спессартин Pyi4 iCacomp ,5 7 XMg = 0.49 ->• гроссуляр-спессартин Ру7 8Сасотр 27 9 XMg = 0 45) из графитистых кварцитов является, вероятно, следствием снижения температуры и роста давления Рассчитать РТ-параметры для этого граната не представляется возможным, т.к в этих кварцитах отсутствуют минералы, которые можно было бы привлечь для использования геотермобарометров. В целом, в породах саитовской серии фиксируется метаморфизм «против часовой стрелки» (см. рис 4).

Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами (район д. Ураз-баево).

В гранатах из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами, проявлены различные виды зональности (см. табл.) прямая, обратная, сложная В отдельных зернах можно наблюдать совмещение нескольких типов зонально-стей (комбинированная) В амфибол-гранат-хлоритовых породах изменение состава граната от высококальциевого пироп-альмандина через гроссуляр-альмандин к высококальциевому альмандину отражает сначала снижение температуры и рост давления от 620 °С и 7 0 кбар до 570 °С и 9 0 кбар (Ру^ 4-13 4 Сасотрг! 5-298 XMg= 0 25-0.23; XMsAinph=: 0.54-0 53), а затем повышение температуры до 700 °С и снижение давления до 7.5 кбар (Pyi69Ca«,mp23 7 XMg = 0 23, XMgAmPh= 0 53) (см рис. 4), что свидетельствует о том, что гранат образовался на этапе выведения этих пород в верхнюю кору

В гранатовых (Grt+Amph+Pl+Spl+Ilm+Ep) и гранат-корунд-цоизитовых (Grt+Zo+Crn+Pl+Spl+IIra+Ep+Amph) амфиболитах, а также в их измененных разностях (Grt+Pl+Spl+llm+Ep+Amph+Chl+Ca), изменение состава граната от марганцевых разновидностей высококальциевого альмандина и гроссуляр-альмандина к гроссуляр-альмандину, высококальциевому-кальциевому

альмандину отражает рост температуры и падение давления от 620-790 °С и 8-9 кбар до 760-820 °С и 7 5-8 кбар (Румо-^Са^ззо-^ Xм* = 0 12-0 10) Такую инверсию можно объяснить существенной ролью метасоматических процессов, которые протекали, вероятно, в коровых условиях Сложная зональность в этих гранатах, проявленная в краевой зоне, и сложная зональность краевой части спессартин-альмандина из кианит-гранат-флогопитовых кварцито-гнейсов однотипны

Заключение

1 Впервые для метаморфических пород Ильменских гор получен оригинальный материал по химизму гранатов, который позволил выделить парагенети-ческие типы граната Изученная зональность в гранатах из метаморфических пород показала специфический характер эволюции состава фаната в каждом структурно-вещественном подразделении Ильменогорской полиметаморфической зоны (см табл ) Разнообразие типов микрозональности подчеркивает полистадийностъ процессов в изученных породах Обратная зональность является реликтовой, прямая зональность - новообразованная и связана со сдвиговой тектоникой Сложная зональность, широко проявленная в фанатах из саитовской серии и из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами (Уразбаево), характеризует значительную роль в этих породах метасоматических процессов В целом, характер зональности фанатов и распространенность ее типов в породах при дискуссионном обсуждении геологической ситуации Ильменских гор служит доказательством того, что Ильменоюрская полиметаморфическая зона представляет собой глубинный фрагмент региональной сдвиговой зоны

2 Данные по химизму фанатов и сосуществующих с ним минералов позволили количественно оценить РТ-условия эволюционных процессов Каждое из структурно-вещественных подразделений Ильменогорской полиметаморфической зоны характеризуется собственной историей развития и спецификой направленности процессов минералообразования

3 Все минералы, рассмотренные в данной работе, представляют фаничные минеральные виды Лишь состав альмандина из плагиофанитного тела в гнейсах селянкинского комплекса близок к теоретическому составу альмандина. Составы слюд также варьируют на фанице минеральных видов аннит-флогопит Составы амфиболов соответствуют фаничным видам куммингтонит-фюнерит, чермакит-паргасит, чермакит-горнбленде Пироксены характеризуются промежуточными составами рядов энстатит-ферросшшт, диопсид-геденбергит Эти факты могут свидетельствовать о незавершенности процессов в метаморфических породах Ильменогорской полиметаморфической зоны

Проведенное исследование позволяет достоверно на оригинальном материале охарактеризовать геологическую историю метаморфических пород Ильме-ногорского сегмента региональной сдвиговой зоны

Список научных работ автора, включенных в ведущие рецензируемые научные журналы и издания, определенные Высшей аттестационной комиссией

Медведева Е. В, Вализер П. М. Гранаты из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами // Известия Челябинского научного центра. Вып. 1(10) Янв, март 2001 С. 55-60. (вклад автора 60 %)

Вализер П М, Медведева Е. В., Никандров С Н, Кобяшев Ю С Ка-лийпарагасит из ильменогорского комплекса // ЗВМО, 2003. № 3. С 125-130. (вклад автора 40 %)

Медведева Е В Зональность граната из метаморфических пород Ильменских гор (Южный Урал)//Литосфера, 2007 №5 С. 171-180

Основные публикации автора по теме диссертации

Медведева Е В., Вализер П М., Котляров В А Эволюция парагенезиса гранат-амфибол из пород Селянкинского блока ильмено-вишневогорского комплекса Южного Урала // Материалы Второго Всероссийского петрографического совещания 27-30 июня 2000 года «Петрография на рубеже XXI века итоги и перспективы» Сыктывкар, 2000 Т 4 С 102-104

Медведева Е. В, Вализер П. М Новые данные по минералогии метапе-литов и амфиболитов Селянкинского блока (ильмено-вишневогорский комплекс, Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 11 Миасс-ИМинУрО РАН, 2001 С 65-79

Медведева Е В , Вализер П. М Парагенезис гранат-амфибол из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами (ильмено-вишневогорский комплекс) // Тезисы международной научной конференции (VII Чтения А. Н Заварицкого) «Постколлизионная эволюция подвижных поясов» Екатеринбург, 2001. С. 127-129

Медведева Е. В, Вализер П. М Зональность гранатов из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами // Материалы международной конференции памяти Г. Г Леммлейна «Кристаллогенезис и минералогия». СПб, 2001. С 243-244

Медведева Е В., Вализер П. М. Зональность граната из пород Селянкинского блока (ильмено-вишневогорский комплекс, Южный Урал) // Материалы IV международного симпозиума по истории минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису «Минералогические музеи» СПб, 2002 С 192-193.

Медведева Е. В, Вализер П М. Гранат из пород ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Материалы Всероссийской научной конференции «Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков», к 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований. Т 2 «Петрология, геохимия, минералогия, геология месторождений полезных ископаемых, геоэкология» М . ООО «Связь-принт», 2002 С 292-294

Медведева Е В. Гранаты Ильменогорского комплекса // Материалы научной конференции (IX Чтения А Н Заварицкого) «Эволюция внутриконти-

нентальных подвижных поясов тектоника, магматизм, метаморфизм, седимен-тогенез, полезные ископаемые» Екатеринбург ИГГ УрО РАН, 2003 С 127-129

Медведева Е В Гранат из кварцитов ильменогорской и саитовской серий Ильменогорского комплекса // Материалы IV Всероссийского совещания «Минералогия Урала-2003» Т I Общие вопросы минералогии и кристаллографии Миасс ИМин УрО РАН, 2003 С 91-96

Медведева Е В Зональность спессартин-альмандина из кварщгго-гнейсоа саитовской серии (Ильменские горы, Южный Урал) // Материалы V Международного симпозиума «Минералогические музеи» СПб, 2005 С 145-146

Медведева Е В Гранат из метаморфических толщ Ильменских гор // Геология и минералогия Ильменогорского комплекса ситуация и проблемы Миасс. ИГЗ УрО РАН, 2006 С 80-131

Медведева Е В Амфиболы из пород ильменогорской толщи состав и взаимоотношения // Уральский минералогический сборник № 14 Миасс ИМин УрО РАН, 2006 С 225-232

Медведева Е В Кианит, андалузит и силлиманит из кварцито-гнейсов Ильменских гор // Материалы V Всероссийского совещания (20-25 августа 2007 г) «Минералогия Урала-2007» Миасс-Екатеринбург УрО РАН, 2007 С 215-217

Вализер П М, Дубинина Е В, Медведева Е В, Никандров С Н, Никан-дров А С Кальциевые гранаты Ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Материалы П-ой Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия» СПб, 2007 С 239-304

Медведева Е В , Никандров С Н Слюда из метаморфических толщ Ильменских гор // Материалы П-ой Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия» СПб, 2007 С 299-304

Вализер П М, Дубинина Е В , Медведева Е В, Никандров С Н, Никандров А С Кальциевые гранаты Ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Известия Челябинского тучного центра Вып 2(36) Янв -март, 2007 С 64-71

ЛР№ 020764 от 24 04 98 Подписано к печати 17 072008 Формат 60*84 '/16 Бумага офсетная Гарнитура Тайме Уч -изд л 1 44 Тираж 100 экз Заказ № 2-1 Отпечатано в информационно-издательской группе Ильменского государственного заповедника УрО РАН

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Медведева, Елена Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ИЛЬМЕНСКИХ ГОР.

2.1. Селянкинского комплекс.

2.2. Ильменская серия.

2.3. Саитовская серия.

2.3.1 Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами (район д. Уразбаево).

Глава 3. ГРАНАТ ИЗ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ТОЛЩ

ИЛЬМЕНСКИХ ГОР

3.1. История исследования граната в породах

Ильменских гор.

3.2. Гранаты селянкинского комплекса.

3.3. Зональность гранатов селянкинского комплекса.

3.4. Гранаты ильменской серии.

3.5. Зональность в гранатах ильменской серии.'.

3.6. Гранаты из пород саитовской серии.

3.6.1. Гранаты гранат-мусковит-биотитовых кварцитов и кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсов.

3.6.2. Гранаты графитистых кварцитов.

3.6.3. Гранаты амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами.

3.7. Зональность гранатов из пород саитовской серии.

3.7.1. Зональность гранатов из гранат-мусковит-биотитовых кварцитов и кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцитогнейсов.

3.7.2. Зональность гранатов из графитистых кварцитов.

3.7.3. Зональность гранатов из метабазитов, ассоциирующих с метагипербазитами.

Глава 4. МИНЕРАЛЫ ПАРАГЕНЕЗИСОВ ГРАНАТА

ИЗ МЕТАМОРФИЧЕКИХ ПОРОД ИЛЬМЕНСКИХ ГОР.

4.1. Селянкинский комплекс.

4.2. Ильменская серия.

4.3. Саитовская серия.

4.3.1 Амфиболиты, ассоциирующие с гипербазитами.

Глава 5. ЭВОЛЮЦИЯ СОСТАВА ГРАНАТОВ

ИЗ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ИЛЬМЕНСКИХ ГОР.

5.1. Селянкинский комплекс.

5.2. Ильменская серия.

5.3. Саитовская серия.

5.3.1 Амфиболиты, ассоциирующие с мегагипербазитами (район д. Уразбаево).

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гранаты метаморфических пород Ильменских гор: состав, эволюция"

Гранат является одним из породообразующих минералов в породах метаморфических толщ Ильменских гор. Зональность его представляет собой серию последовательных равновесий между краевой частью и раствором и отражает изменение состава раствора во времени в зависимости от смены физико-химических условий. Исследования зональности гранатов позволяет реконструировать физико-химические условия их образования, выявить закономерности распределения компонентов и определить направленность метаморфических процессов. При этом необходимо учитывать структурно-текстурные особенности породы, степень активности компонентов и метасоматические процессы, протекающие в породе.

Актуальность проблемы: исследования Ильменогорской полиметаморфической зоны имеют длительную, более чем 200-летнюю историю, но концепции формирования этой структурной зоны, остаются противоречивыми и, во многом, являются дискуссионными. Представления о геологическом строении данного участка основывались преимущественно на стратиграфическом расчленении метаморфических пород. За последние годы появились факты, позволяющие утверждать, что этот район представляет собой южный сегмент региональной (протяженностью более 100 км) сдвиговой зоны [Ворощук, Русин, 2003; Русин и др., 2006]. В результате работ в районе водовода Кыштым — Аргази было выявлено, что большой объем пород данного участка сложен бластомилонитами, среди которых в виде блоков и пластин располагаются различные метаморфические и магматические породы.

Одним из важных аспектов геологических исследований является проблема возрастного расчленения пород. Датировки цирконов из пород селянкинского комплекса свидетельствуют об их дорифейском (1.9—2.3 млрд лет) возрасте [Краснобаев и др., 1980]. Предположительно селянкинский комплекс представляет собой разрозненные фрагменты фундамента и сопоставим с Тараташским и Александровским блоками Южного Урала

Ленных, 1980; Русин, 1980]. Для нльменогорской толщи наряду с нижнепротерозойскими датировками цирконов (1.88-2.03 млрд лет) были установлены разности с возрастом 0.36-0.7 млрд лет [Краснобаев, Давыдов, 2000], что, вероятно, свидетельствует о исходной литологической гетерогенности толщи. K/Ar датировки (0.220-0.264 млн лет) для амфиболитов из различных структурно-вещественных подразделений (СВП) свидетельствуют об интенсивных преобразованиях в этих породах в пермо-триасовое время.

Наименее изученным аспектом для пород Ильменских гор остается минералогия породообразующих минералов метаморфических толщ и их зональность. В данной работе впервые проведены целенаправленные исследования гранатов, приведены сведения об особенностях состава и эволюции сосуществующих минералов и дана оценка направленности метаморфических процессов.

Объектом исследований послужили метаморфические породы Ильменогорской полиметаморфической зоны.

1. В селянкинском комплексе: копь 244 — обнажение мигматизированных гранат-биотитовых, графит-гранат-биотитовых, силлиманит-гранат-биотитовых гнейсов в виде останцов, протягивающихся в меридиональном направлении на 250 м (копь 244); западный склон восточного хребта Ильменских гор (район ЛЭП), задокументирован разрез длиной 85 м; кристаллические сланцы западного берега оз. Ишкуль.

2. В ильменской серии: мигматизированные гранат-биотитовые гнейсы (копь 143), меланократовые и мезократовые кристаллические сланцы и куммингтонитовые амфиболиты (керн скважины С-2000).

3. В саитовской серии: мусковит-биотитовые и графитистые кварциты; кианит-гранат-мусковит-флогопитовые кварцито-гнейсы (межозерье Таткуль — Б. Миассово).

4. Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами (Уразбаевский участок).

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах работ: сборе каменного материала при полевых работах, составлении геологических схем, документации опорных обнажений и керна, микроскопических и аналитических исследованиях.

Цель диссертационной работы - установление природы зональности и особенностей эволюции гранатов из пород различных структурно-вещественных подразделений (СВП) Ильменогорской полиметаморфической зоны.

При проведении исследований решались следующие задачи:

1. Изучение вещественного состава пород (метапелиты и метабазиты), содержащих гранат, и особенностей их структурного положения;

2. Изучение и анализ зональности гранатов и сосуществующих с ними минералов (слюда, амфибол, пироксен, полевой шпат);

3. Реконструкция условий образования граната в породах СВП и определение направленности процессов метаморфизма.

Фактический материал. Основу данной работы составляет материал, собранный автором при проведении полевых и лабораторных исследований в 1998—2007 годах. За этот период была создана коллекция, включающая 250 образцов горных пород. В процессе работы над темой изучено 500 шлифов, получено и проанализировано более 30 силикатных анализов горных пород (выполненных в лаборатории Ильменского заповедника УрО РАН аналитиками Г. К. Звонаревой и JI. Б. Лапшиной) и более 20 анализов, полученных методом ISP-MS (ИГЕМ РАИ, г. Москва, аналитик Д. 3. Журавлев и ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург, под руководством Ю. JI. Ронкина и С. JI. Вотякова), выявлена зональность минералов на основе более 1000 точек анализов составов минералов (гранат — 661, амфибол — 192, слюда — 137, пироксен — 32, полевые шпаты — 20, выполненных в ИМин УрО РАН, г. Миасс, аналитики В. А. Котляров и Е. И. Чурин; и ИГМ СО РАН, г. Новосибирск, аналитик В. Н. Королюк).

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые для Ильменских гор охарактеризована зональность гранатов из различных структурно-вещественных подразделений и установлена зависимость формирования типов зональности. Выявлена эволюция состава и микрозональности гранатов в связи с историей развития структурно-вещественных подразделений Ильменских гор.

Изучение зональности гранатов из различных типов метаморфических пород, последующая возможность реконструкции условий их образования позволяют выделить различные этапы метаморфизма в структурно-вещественных подразделениях Ильменских гор, связать с вещественным составом породообразующих минералов (гранат и др.).

Использование петрогенетической информативности породообразующих , минералов позволяет внести существенные коррективы в представления о геологическом строении данного района.

Работа была выполнена в рамках программы НИР № 01.200.200026 и поддержана грантами РФФИ - Урал № 04-05-96068, № 07-05-96020.

Апробация работы и публикации

Результаты диссертационной работы докладывались на:

Втором Всероссийском петрографическом совещании «Петрография на рубеже XXI века» [Сыктывкар, 2000];

Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия» [Санкт-Петербург, 2001, 2007];

Международных научных конференциях «VII Чтения А. Н. Заварицкого» — Постколлизионная эволюция подвижных поясов [Екатеринбург, 2001]; «VII Чтения А. Н. Заварицкого» — Эволюция внутриконтинентальных подвижных поясов: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез, полезные ископаемые [Екатеринбург, 2003];

IV, V Международных симпозиумах по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису [Санкт-Петербург, 2002, 2005];

Всероссийской научной конференции «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков» [Москва, 2002]; Третьем региональном совещании «Минералогия Урала» [Миасс, 2003].

Основное содержание диссертации отражено в 20 работах, опубликованных автором самостоятельно и в соавторстве с другими исследователями, из которых три статьи в журналах списка ВАК, шесть статей в сборниках и 11 тезисов и расширенных тезисов к совещаниям и конференциям различного уровня.

Структура и объем работы. Диссертация объемом в 224 страницы, состоит их введения, пяти глав, заключения, шести приложений, содержит 70 рисунков и 20 таблиц. Библиографический список содержит 120 названия.

В первой главе изложена методика исследований. Во второй главе охарактеризовано строение Ильменских гор, дана петрографическая и петрохимическая характеристики пород метаморфических толщ. Третья глава посвящена особенностям составов гранатов и их зональности. В четвертой главе представлена характеристика минералов, сосуществующих с гранатами в метаморфических породах. В пятой главе рассматривается эволюция граната.

Защищаемые положения: 1. Минералого-геохимические разновидности гранатов — рядов пироп-альмандин, гроссуляр-альмандин, спессартин-альмандин, спессартин-гроссуляр и андрадит-гроссуляр являются специфическим генетическим индикатором структурно-вещественных подразделений Ильменских гор (селянкинский комплекс, ильменская серия, саитовская серия, амфиболиты участка Уразбаево);

2. Структурно-вещественным подразделениям Ильменских гор свойственны индивидуальные вариации зональностей гранатов (прямая, обратная, сложная), обусловленные особенностями термодинамических режимов их метаморфизма;

3. Состав граната из метаморфических пород Ильменских гор позволяет типизировать и проводить корреляцию разнородных блоков, включенных в региональную сдвиговую зону.

Автор выражает благодарность научному руководителю директору Ильменского государственного заповедника УрО РАН, кандидату геолого-минералогических наук П. М. Вализеру за содействие в решении организационных вопросов, помощь и замечания при обсуждении работы. Особую благодарность автор выражает доктору геолого-минералогических наук А. И. Русину, взявшему на себя труд полного прочтения данной работы, и за научные консультации и содержательные замечания. Автор глубоко признателен доктору геолого-минералогических наук А. А. Краснобаеву за ценные советы, всестороннее содействие и обсуждение различных вопросов. За содействие в выполнении работы и консультации автор благодарен: сотрудникам ИГЗ — кандидату геолого-минералогических наук С. Н. Никандрову, аналитикам Г. К. Звонаревой и Л. Б. Лапшиной, сотрудникам

ИМин — А. Г. Баженову|, кандидатом геолого-минералогических наук Л. Я. Кабановой, В. А. Котлярову, Е. П. Макагонову, В. И. Поповой, Е. В. Белогуб,

В .И. Ленных, докторам геолого-минералогических наук В. Г. Кориневскому, В.

А. Попову, сотрудникам инженерных групп и шлифовальной мастерской. За помощь в техническом оформлении работы автор благодарит сотрудников Брагина Н. П., Леванову Т. А., Новокрещенову Л. Б. За помощь и консультации автор благодарен сотрудникам ИГМ СО РАН докторам геолого-минералогических наук Г. Г. Лепезину и Ф. П. Леснову, кандидату геолого-минералогических наук В. Н. Королюку.

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Медведева, Елена Владимировна

Выводы

1. Отсутствие в породах селянкинского комплекса минералов критических реакций не позволяет однозначно утверждать о гранулитовой природе минеральных ассоциаций [Рассказова, 1989]. Полученные характеристики РТ-условий свидетельствуют о преобразовании пород селянкинского комплекса в условиях низкотемпературной гранулитовой и высокотемпературной амфиболитовой фаций средних и низких давлений. Эволюция составов гранатов и сосуществующих с ним минералов отражает этап снижения температуры и давления, который затем сменяется ростом температуры на фоне снижения давления - метаморфизм «против часовой стрелки» (рис. 5.5).

2. Гранат из пород ильменской серии характеризуется условиями образования, близкими к селянкинскому комплексу. Такие параметры отмечены для центральных частей альмандинов из гранат-биотит-амфиболовых кристаллических сланцев, а для гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцев получены высокие давления (Р > 10 кбар ). Вероятно, что эти ассоциации отражают условия высокотемпературного и высокобарического метасоматоза [Бушмин и др., 2007].

Направленность процессов в породах ильменской серии свидетельствует о гетерогенности материала в этом структурно-вещественном подразделении (см. рис. 5.5).

3. Гранат из кианит-гранат-флогопитовых кварцито-гнейсов саитовской серии (см. рис. 3.22) отражает рост давления и температуры и последующее снижение РТ-условий позволяет предположить эволюцию метаморфических процессов «против часовой стрелки». Развитие сложной зональности свидетельствует о существенной роли метасоматических процессов, в этом случае существенная роль в формировании породы принадлежит флюиду, а не термобарическим условиям.

4. Реликтовый гранат из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами (Уразбаево) формируется предположительно в условиях нижней коры при повышенных температурах и давлениях, дальнейшее его преобразование связано со снижением температуры и ростом давления (обратная зональность). Гранат из оторочек тел амфиболитов — амфибол-гранат-хлоритовых пород фиксирует рост температуры и снижение давления. Такую инверсию можно объяснить существенной ролью метасоматических процессов, которые протекали, вероятно, в коровых условиях.

169

Р, Кбар 12 -г

10 8 0

300 т,с т т

400 500

600

И-Г

700 800

900

Рис. 5.5. Общие тенденции направленности процессов в гранатсодержащих породах Ильменогорской полиметаморфической зоны.

1 - селянкинский комплекс, 2 - ильменская серия, 3 - саитовская серия, 4 -амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами.

5. Разнонаправленное развитие процессов, установленное в гранатсодержащих породах Ильменогорской полиметаморфической зоны (см. рис. 5.5), свидетельствует о полихронных и разнородных блоках-пластинах, вовлеченных в сложную сдвиговую зону.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разнообразие минеральных разновидностей граната из метаморфических пород Ильменогорской полиметаморфической зоны представлено рядами пироп-альмандин, спессартин-альмандин, гроссуляр— альмандин, спессартин-гроссуляр. В составе большинства гранатов значительную роль играет альмандиновая составляющая.

Селянкинский комплекс: гнейсовые породы — малокальциевые разности ряда пироп—альмандин; амфиболиты и гранат-биотит-амфиболовые кристаллические сланцы — представители ряда гроссуляр-альмандин; скаполит-гранат-пироксен-полевошпатовых породы — андрадит—гроссуляр.

Ильменская серия: гранат-биотит-амфиболовые кристаллические сланцы — кальциевые разновидности ряда пироп-альмандин и представители ряда гроссуляр-альмандин; гранат-пироксен-амфиболовые кристаллические сланцы — гранаты ряда гроссуляр-альмандин; куммингтонитовые амфиболиты — кальциевые разности ряда пироп—альмандин; мигматизированные гранат-биотитовые гнейсы — малокальциевые гранаты ряда спессартин.

Саитовская серия: графитистые кварциты — гранаты ряда гроссуляр— спессартин; биотит-мусковитовые кварциты — малокальциевые представители ряда спессартин-альмандин; кианит-гранат-флогопитовые кварцито-гнейсы — малокальциевые, кальциевые и высококальциевые гранаты ряда спессартин-альмандин.

Амфиболиты, ассоциирующие с метагипербазитами (Уразбаево), характеризуются присутствием в них малокальциевых, кальциевых и высококальциевых индивидов ряда пироп—альмандин и представителей ряда гроссуляр-альмандин.

Оригинальный материал по химизму гранатов позволил выделить парагенетические типы граната. Изучение зональности граната в метаморфических породах показало специфический характер эволюции состава граната в каждом структурно-вещественном подразделении Ильменогорской полиметаморфической зоны (см. табл. 3.7). Разнообразие типов микрозональности подчеркивает полистадийность процессов в изученных породах. Регрессивная зональность является реликтовой, прогрессивная зональность — новообразованная и связана со сдвиговой тектоникой. Сложная зональность, широко проявленная в гранатах из саитовской серии и из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами (Уразбаево), характеризует значительную роль в этих породах метасоматических процессов. В целом характер зональности и распространенность ее типов в породах является еще одним доказательством в дискуссионном обсуждении геологической ситуации Ильменских гор и свидетельствует о том, что Ильменогорская полиметаморфическая зона представляет собой глубинный фрагмент региональной сдвиговой зоны.

Данные по химизму гранатов и сосуществующих с ним минералов позволяют удовлетворительно оценить градиенты эволюционных процессов. Полученные в результате расчета градиенты метаморфизма области высоких давлений (см. рис. 5.2, 5.4) вызывают сомнения. Для гранат-пироксен-амфиболовых кристаллических сланцев ильменской серии они получены при оценке составов граната, пироксена, амфибола и полевого шпата при вероятно более позднем образовании пироксена за счет амфибола. Для граната из тел амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами, полученное повышение градиента давления, вероятно, справедливо т.к в целом оно подкреплено минеральной ассоциацией. Каждое из СВП Ильменогорской полиметаморфической зоны характеризуется собственной историей развития и спецификой направленности процессов минералообразования. Эволюция граната из пород ильменской серии свидетельствует о полигенности процессов и гетерогенности материала в этой серии.

Все минералы, рассмотренные в данной работе, представляют граничные минеральные виды. Лишь состав альмандина из плагиогранитного тела в гнейсах селянкинского комплекса близок к теоретическому составу альмандина. Составы слюд также варьируют на границе минеральных видов аннит-флогопит, флогопит-истонит. Составы амфиболов соответствуют граничным видам куммингтонит-грюнерит, чермакит-паргасит, чермакит-горнбленде. Пироксены характеризуются промежуточными составами рядов энстатит-ферросилит, диопсид-геденбергит. Эти факты могут свидетельствовать о незавершенности процессов в метаморфических породах Ильменогорской полиметаморфической зоны.

Проведенное исследование позволяет корректно охарактеризовать геологическую историю метаморфических пород Ильменогорского сегмента региональной сдвиговой зоны.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Медведева, Елена Владимировна, Миасс

1.Авченко О. В. Петрогенетическая информативность гранатов метаморофических пород. М.: Наука, 1982. 100 с.

2. Авченко О. В., Дербеко И. М., Чубаров В. М. О зональности гранатов // Известия АН СССР. Сер. геол., 1980. № 11. С. 72-81.

3. Авченко О. В., Романенко И. М., Авдевнина Л. А. Генезис зональных гранатов из метапелитовых гнейсов охотского метаморфического комплекса // Доклады АН СССР, 1976. Т. 229. № 5. С. 1202-1206.

4. Азимов П. Я., Штукенберг А. Г. Термодинамический анализ факторов, определяющий ростовую зональность в метаморфических гранатах // Доклады АН, 2001. Т. 376, № 2. С. 235-238.

5. Афанасьев М. С. Группа гранатов // Минералы Ильменского заповедника. М.-Л.: АН СССР, 1949. С. 301-303.

6. Баженов А. Г. О богатых фтором роговых обманках силикатно-карбонатных пород щелочного комплекса Ильменских гор // Минералы и минеральное сырье Урала (сборник научных трудов). Екатеринбург: УрО РАН, 1992. С. 10-37.

7. Баженов А. Г., Баженова Л. Ф., Иванов Б. Н., Попов В. А. Состав редкоземельных элементов в гранатах из пород Ильменогорского комплекса // Элементы-примеси в минералах и горных породах Урала. Свердловск: 1980. С. 65-67.

8. Баженов А. Г., Звонарева Г. К., Иванов Б. Н., Кутепова Л. А., Попов В. А. Типоморфизм гранатов ильменогорского комплекса // Минералогия и петрография Южного Урала. Свердловск, 1978. С. 3-17.

9. Баженов А. Г., Иванов Б. Н., Кутепова Л. А. Гранаты кристаллических сланцев Ильменогорского комплекса // Гранаты метаморфических комплексов Урала. Свердловск, 1980. С. 60-69.

10. Белковский А. И. Эволюция состава гранатов эклогит-сланце-мигматитовых комплексов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. 226 с.

11. П.Белогуб Е.В., Баженов А.Г. Ильменские горы — путешествие в минералогический рай. Санкт-Петербург: СПбГУ, 1997. 60 с.

12. Борнеман-Старыщсевич И. Д. Руководство по расчету формул минералов. М.: Наука, 1964. 224 с.

13. Вализер Н. И., Рассказова А. Д. Ассоциация гранат-биотит из мигматитов селянкинской толщи Ильменогорского комплекса // Теоретические и прикладные исследования минералогии. Сыктывкар, 1985. С. 95.

14. Вализер П. М., Кобяшев Ю. С., Никандров С. Н. Амфиболы Урала. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2004. 139 с.

15. Вализер П. М., Дубинина Е. В., Медведева Е. В., Никандров С. Н., Никандров А. С. Кальциевые гранаты Ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Известия Челябинского научного центра. Вып. 2(36). Янв., март 2007. С. 64-71.

16. Верной Р. X. Метаморфические процессы. Реакции и развитие микроструктуры. М.: Недра, 1985. 227 с.

17. Винклер Г. Генезис метаморфических горных пород. М.: Недра, 1979. 327 с.

18. Ворощук Д. В., Гмыра В. Г. Состав гранатов и природа субстрата гранитоидных бластомилонитов ильменогорского комплекса // Ежегодник-1997. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1998. С. 126-129.

19. Геологическое картирование раннедокембрийских комплексов. М., 1994. 503 с. (Роскомнедра, Госкомгеология Украины, Геокарт, МАНПО)

20. Гранулитовая фация метаморфизма / Под ред. Г. М. Другова. Л.: Наука, 1971. 256 с.

21. Григорьев Д.П. Изучение магнезиально-железистых слюд // Зап. Всерос. мин. об-ва. 1935, ч. XIV, № 1

22. Гусев Г. С., Минц М. В., Мусатов Д. И., Будянский Д. Д., Колесниченко В. С., Песков А. И., Сигачева Н. Н. Методика геодинамического анализа при геологическом картировании. М.: Недра, 1991. 204 с.

23. Добрецов Н. Л. Глаукофановый метаморфизм и три типа офиолитовых комплексов // Доклады АН СССР. Сер. геол., 1974. Т. 216. № 4, 5, 6. С. 1383-1387.

24. Добрецов Н. Л. Проблемы соотношения тектоники и метаморфизма // Петрология, 1995. Т. 3. № 1. С. 4-23.

25. Доминиковский Г. Г. Петрография кристаллических сланцев средней части Ильменских гор // Ильменогорский комплекс магматических и метаморфических пород. Т. 1. Метаморфические толщи. Вып. IX. Свердловск, 1971. С. 130-148.

26. Другова Г. М., Глебовицкий В. А. Гранулитовая фация в условиях диафтореза амфиболитовой фации // Гранулитовая фация метаморфизма. Л.: Наука, 1972. С. 221-239.

27. Дунаев В. А., Овчинников Л. Н., Краснобаев А. А. Об абсолютном возрасте геологических образований Ильменских гор (Средний Урал) // Доклады АН СССР. Сер. геол., 1969. Т. 186. № 5. С. 1174-1177.

28. Заварицкий А. II. Геологический и петрографический очерк Ильменского минералогического заповедника и его копей. М., 1939. 318 с.31.3акруткин В. В. Об эволюции амфиболов при метаморфизме // Записки ВМО, 1968. Ч. 97. Вып. 1.

29. Иванов Б. Н., Нишанбаева Т. Л., Баженов А. Г., Кутепова JL А. О возможной первичной природе гнейсов Ильменогорского комплекса // Геохимия вулканических и осадочных пород Южного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. С. 75-84.

30. Иванов Б. Н., Роненсон Б. М., Баженов А. Г., Кошевой Ю. Н. Анатектитовые мигматиты селянкинской толщи ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Доордовикская история Урала. Т. 6. Метаморфизм. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 41-60.

31. Иванов Б. Н., Роненсон Б. М., Кутепова JI. А., Нишенбаева Т. Л., Кошевой Ю. II. Новые данные о геологическом строении метаморфического субстрата Ильменских гор // Доордовикская история Урала. Т. 3. Вулканизм. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 48-68.

32. Кепешкинкас К. Б. Влияние давления на состав гранатов среднетемпературных метапелитов // Доклады АН СССР. Сер. геол., 1972. Т. 203. № 1, 2, 3. С. 196-200.

33. Кепенжинкас К. Б., Королюк В. Н., Лаврентьев Ю. Г., Лепезин Г. Г., Хлестов В. В. Зональность в гранатах — показатель продолжительности метаморфических процессов // Доклады АН СССР. Сер. геол., 1974. Т. 216. №4,5,6. С. 1131-1135.

34. Кепенжинскас К. Б., Зоркина Л. С., Пукинская О. С. Гранаты и биотиты некоторых метаморфических зональных комплексов Сибири // Записки ВМО. Вторая серия, 1972. Ч. 101. Вып. 6. С. 433-439.

35. Критерии оценки эволюции параметров метаморфизма. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 158с.

36. Кориковский С. П. Фации метаморфизма метапелитов. М., 1979. 260 с.

37. Кориневский В. Г., Кориневский Е. В. Экзотические амфиболиты Ильменских гор (Южный Урал) состав и геологическая позиция // Геология и геофизика, 2004. № 9. С. 1114-1127.

38. Кориневский В. Г., Кориневский Е. В. Новое в геологии, петрографии и минералогии Ильменских гор. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. 102 с.

39. Краснобаев А. А., Ленных В. И., Холоднов В. В., Жданова С. Н. О реликтах гранулитового метаморфизма в породах ильменогорского комплекса (Южный Урал) // Доклады АН СССР, 1980. Т. 253. № 5. С. 11931196.

40. Краснобаев А. А., Давыдов В. А. Возраст и происхождение ильменогорской толщи по данным цирконологии // Доклады РАН, 2000. Т. 372. № 1. с. 89-94.

41. Левин В. Я., Роненсон Б. М., Самков В. С. и др. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 274 с.

42. Ленных В. И., Вализер П. М., Рассказова А. Д. Проблемы минералогии ильмено-вишневогорского комплекса в связи с новыми данными о его строении и эволюции // Материалы Ш-го регионального совещания «Минералогия Урала». Миасс, 1998. Т. 1. С. 171-174.

43. Ленных В. И., Рассказова А. Д. Особенности гранатов из метапелитов Селянкинского блока ильмепо-вишневогорского комплекса // Минералы и минеральное сырье Урала. Екатеринбург: УНЦ, 1992. С. 58-63.

44. Ленных В. И., Рассказова А. Д., Петров В. И. Гранулитовый метаморфизм в Ильменских и Вишневых горах // VII Всесоюзное петрографическое совещание, тез. докладов. Новосибирск, 1986. Т. 3. С. 98—100.

45. Лепезин Г. Г., Королюк В. Н. Типы зональности в гранатах // Геология и геофизика, № 6. Новосибирск, 1985. С. 71—79.

46. Лик Б. Е., Никель Э., Мандарино Д. Номенклатура амфиболов: доклад подкомитета по амфиболам комиссии по новым минералам иназваниям минералов международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА) // Записки ВМО, 1997. № 6. С. 82-102.

47. Лодочников В. Н. Главнейшие породообразующие минералы. Государственное издательство геологической литературы. M.-JL, 1947. С. 243.

48. Макагонов Е.П., Баженов А.Г., Вализер Н.И. и др. Глубинное строение Ильменогорского миаскитового массива. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 180с.

49. Макрыгина В. А., Ширяева В. А. Влияние давления на состав метаморфических гранатов разных фациальных серий // Доклады АН СССР, 1980. Т. 250. № 4. С. 959-963.

50. Маракушев А. А. Петрология метаморфических горных пород. М.: Изд-во Москов. ун-та, 1973. 319 с.

51. Медведева Е. В., Вализер П. М. Новые данные по минералогии метапелитов и амфиболитов Селянкинского блока (ильмено-вишневогорский комплекс, Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 11. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. С. 65-79.

52. Медведева Е. В., Вализер П. М Гранаты из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами // Известия Челябинского научного центра. Вып. 1(10). Янв., март 2001. С. 55-60.

53. Медведева Е. В., Вализер П. М. Зональность гранатов из амфиболитов, ассоциирующих с метагипербазитами // Материалы международной конференции памяти Г. Г. Леммлейна «Кристаллогенезис и минералогия». СПб., 2001. С. 243-244.

54. Медведева Е. В. Гранат из кварцитов ильменогорской и саитовской серий Ильменогорского комплекса // Мат-лы IV Всероссийск. совещ. «Минералогия Урала-2003». Т. I: Общие вопросы минералогии и кристаллографии. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 91-96.

55. Медведева Е. В. Геохимические особенности амфиболитов Селянкинского блока (Ильменогорский комплекс, Южный Урал) //

56. Металлогения древних и современных океанов—2004. Достижения на рубеже веков. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. Т. 2. 211-213 с.

57. Медведева Е. В. Зональность спессартин-альмандина из кварцито-гнейсов саитовской серии (Ильменские горы, Южный Урал) // Мат-лы V Международного симпозиума «Минералогические музеи». СПб., 2005. С. 145-146.

58. Медведева Е. В. Гранат из метаморфических толщ Ильменских гор // Геология и минералогия Ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 80-131.

59. Медведева Е. В. Амфиболы из пород ильменогорской толщи: состав и взаимоотношения // Уральский минералогический сборник № 14. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 225-232.

60. Медведева Е. В. Кианит, андалузит и силлиманит из кварцито-гнейсов Ильменских гор // Материалы V Всероссийского совещания (20—25 августа 2007 г.) «Минералогия Урала-2007». Миасс—Екатеринбург: УрО РАН, 2007. С. 215-217.

61. Медведева Е. В., Никандров С. Н. Слюда из метаморфических толщ Ильменских гор // Материалы П-ой Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия». СПб., 2007. С. 299-304.

62. Медведева Е. В. Зональность граната из метаморфических пород Ильменских гор (Южный Урал) // Литосфера, 2007. № 5. С. 171-180.

63. Мейсон Р. Петрология метаморфических горных пород М.: Мир, 1981. 262 с.

64. Моримото М., Гинзбург И. Ф., Зайферт Ф. А. и др. Номенклатура пироксенов. Доклад комиссии подкомитета КНМ ММА // Минерал, журн., 1989. Ч. 11. №5. С. 67-84.

65. Никандров С. Н., Кобяшев Ю. С., Вализер П. М. Амфиболы Ильменогорского комплекса. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2000. 119 с.

66. Никандров С. Н., Вализер П. М., Кобяшев Ю. С. Матричная модель номенклатуры амфиболов // Изв. Челяб. научного центра, 1999. Вып. 1. С. 40-47.

67. Никандров С. Н., Вализер П. М. Матричное представление минералов группы слюд // Материалы V Международного симпозиума «Минералогические музеи». СПб., 2005. С. 70-72.

68. Никандров С. Н., Кобяшев Ю. С., Вализер П. М. Матричная модель представления амфиболов // Записки ВМО, 2000. № 4. С. 105-112.

69. Никитина Л. П. Межфазовые геотермометры, геобарометры и геоокобарометры. СПб., 2005. 128 с.

70. Никитина Л. П., Кривовичев В. Г. Межфазовые равновесия в минеральных системах и геотермобарометрия. СПб., 2004. 96 с.

71. Номенклатура слюд: Заключительный доклад Подкомитета по слюдам комиссии по новым минералам и названиям минебралов международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА) // Записки ВМО, 1998. № 5. С. 55-65.

72. Пермяков Б.Н. Кисегачский гранитный массив (Южный Урал). Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2005. 207 с.

73. Пермяков Б.Н. Еланчиковский гранитогнейсовый купол (Южный Урал). Миасс: ИГЗ УрО РАН, 1999. 224с. ■

74. Перчук Л. Л. Анализ термодинамических условий минеральных равновесий в амфибол-гранатовых породах // Известия АН СССР. Сер. геол., 1967. С. 57-77.

75. Перчук Л. Л. Равновесия породообразующих минералов. М.: Наука, 1970. 391 с.

76. Перчук Л. Л., Рябчиков Д. И. Фазовое соответствие в минеральных системах. М., 1976. 208 с.

77. Попова В. И. Попов В. А. Явление секториальности состава в гранатах // Уральский минералогический сборник. Миасс: УрО РАН, 1996. №6.

78. Пыстин А. М. Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. Сыктывкар: УрО РАН, Коми научн. центр, 1994. 207 с.

79. Рассказова А. Д., Ленных В. И. Реликты двупироксеновых кристаллосланцев и магнетитовых кварцитов // Минералы и минеральное сырье горно-промышленных районов Урала. Свердловск: УНЦ, 1989. С. 87—94.

80. Рассказова А. Д. Петрология гранулитов Селянкинского блока ильмено-вишневогорского комплекса (Ю. Урал). Автореф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург, 1998. 26 с.

81. Русин А. И. Дорифейские метаморфические комплексы Восточного склона Урала // Доордовикская история Урала. Т. 6. Метаморфизм. Свердловск, 1980. С. 41-60.

82. Русин А. И. Метаморфические комплексы Урала и проблема эволюции метаморфизма в полном цикле развития литосферы подвижных поясов. Автореф. дис. докт. геол.-мин. наук. Екатеринбург, 2004. 46 с.

83. Русин А. И., Краснобаев А. А., Вализер П. М. Геология Ильменских гор: ситуация, проблемы // Геология и минералогия Ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 3-19.

84. Русин А. И., Краснобаев А. А., Русин И. А, Вализер П. М., Медведева Е. В, Банева Н. Н. Проблема генезиса щелочных пород Ильмено-Вишневогорской зоны // Материалы международного совещания «Щелочной магматизм Земли». Донецк. С. 211-215

85. Симонов А. И. Шлиховое опробование и описание минералов шлихов, район 4 сопок южной оконечности Ильменского хребта // Тр. Ильменского заповедника, 1946. Вып. 3.

86. Скляров Е. В., Гладкочуб Д. П. и др. Архейские супракрустальные образования шарыжалгайского выступа: тектонические следствия // Доклады АН СССР, 2001. Т. 377. № 3.

87. Соболев Н. В. Парагенетические типы гранатов. М.: Наука, 1964.218 с.

88. Соболев Н. В., Зюзин Н. И., Кузнецова И. К. Непрерывный ряд пироп-гроссуляровых гранатов в гроспидитах // Доклады АН СССР, 1966. Т. 167. № 4. С. 902-905.

89. Термо- и барометрия метаморфических пород. Под ред. В. А. Глебовицкого. JL: Наука, 1977. 207 с.

90. Утенков В. А. Об оценке условий метаморфизма ильменогорского комплекса // Геология метаморфических комплексов. Свердловск: СГИ им. В. В. Вахрушева, 1983. С. 60-69.

91. Уфимская субширотная структура (путеводитель) / Под ред. В. Н. Анфилогова. Миасс: УрО РАН, 1992. 89 с.

92. Ушакова Е. Н. Биотиты метаморфических пород // Тр. ИГГ СО АН СССР. М.: Наука, 1971. Вып. 87. С. 345.

93. Федькин В. В., Кицул В. И., Березкин В. И. Состав минералов и Р-Т условия образования биотит-гранатовых гнейсов Батомгского блока // Петрология, 1996. Т. 4. № 2. С. 208-224.

94. Ферсман А. Е. Пегматиты. Т. 1. Гранитные пегматиты. M.-JL: Изд-во АН, 1940.712 с.

95. Ферштатер Г. Б. Эмпирический плагиоклаз-роговообманковый барометр // Геохимия, 1990. № 3. С. 328-336.

96. Ферштатер Г. Б., Бородина Н.С., Раппопорт М.С. и др. Орогенный гранитоидный магматизм Урала. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 1994. 245с.

97. Филимонова JI. Г., Якушев А. И. Зональность альмандиновых гранатов из микроксенолитов эклогитов как индикатор условий метаморфизма в зоне субдукции // ЗВМО № 1, 1999. С. 54—63

98. Щипанский А. А., Бабарина И. И. и др. Древнейшие офиолиты на Земле: позднеархейский супрасубдукционный комплекс ириногорской структуры северокарельского зеленокаменного пояса // Доклады АН, март 2001. Т. 377. №3.

99. Borghi A., Castelli D, Lombardo В., Visona D. Thermal and baric evolution of garnet granulites from the Kharta region of S. Tibet, E. Himalaya // European Journal of Mineralogy, 2003. V. 15. № 2. P. 401-418.

100. Berman R. G. Internally-consistent thermodynamic data for minerals in the system Na20-K20-Ca0-Mg0-Fe0-Fe203-Al203-Si02-Ti02-H20-CO2 // Journal of Petrology, 1988. V. 29. P. 445-522.

101. Berman R. G., Aranovich L. Y., Patisson D. R. M. Reanalysis of the garnet — clinopyroxcene Fe-Mg exchange thermometer II. Thermodynamikc analysis // Contributions to Mineralogy and Petrology, 1995. V. 119. P. 30-32.

102. Berman R. G. Thermobarometry Using Multi-Equilibrium Calculations — a new Technologic, with Petrological Applications // Canadian Mineralogist, 1991. Y. 119. № 12. P. 445-522.

103. Fonarev V. L, Konilov A. N., Graphchikov A. A. Lapland granulite belt (LGB): P—T conditions of metamorphism // Res. Terrae. Metamorphism, deformation and structure of the crust. Ed. P. Tuisku, K. Laajoki. Abstracts. Oolu: 1991. P. 16.

104. Micas // Revues in Mineralogy / Ed.: S. W. Baiey. 1987. Vol. 13. P. 584.

105. Perchuk L. L. Derivation of thermodynamically consistent system of geothermometers and geobarometers for metamorphic and magmatic rocks // Progress in metamorphic and magmatic petrology. Ed. L. L. Perchuk. Cambridge University Press, 1990. P. 93-112.

106. Peter Tropper, Jürgen Konzett, Friedrich Finger. Experimental constants on the formation of high-P/high-T granulites in the Southern Bogemian Massif // European Journal of Mineralogy. March, April, 2005. Vol. 17. № 2. P. 343-356.1. Фондовая литература