Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метаморфическая эволюция гранулитового комплекса Северной Карелии

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Метаморфическая эволюция гранулитового комплекса Северной Карелии"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ПЕТРОГРАФИИ, МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОХИМИИ

4

На правах рукописи

КОРОЛЬ НАТАЛИЯ ЕВГЕНЬЕВНА

УДК552.163:552.13:552.18:552.04 (470.22-17)

МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ГРАНУЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ

Специальность - 04.00.08 - петрография и вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА Г 990

Работа рождений. Институте

выполнена в Институте геологии рудных петрографии, минералогии и геохимии АН геологии Карельского филиала АН СССР.

место-СССР,

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ -

доктор геолого-минералогических наук С.П.КОРИКОВСКИЙ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор геолого-минералогических наук

Б.Г.ЛУТЦ (ИФЗ АН СССР)

кандидат геолого-минералогических наук

М.А.БОГОМОЛОВ (МГУ)

Ведущая организация - Геологический институт Кольского

научного центра АН СССР

на заседании специализированного совета К.002.88.01 по присуждению ученой степени кандидата геолого-минералогических наук в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР по адресу: 109017' г.Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отделения геологической литературы БЕН АН СССР по адресу: г.Москва, Старомонетный пер., 35.

Защита состоится

1990 г. в ..... час.

Автореферат разослан

1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат геолого-минералогических наук

К.В.ПОДЛЕССКИЙ

ВВВДЕШПЗ

■ Актуальность и постановка-проблемы. Грануляговке комплексы, слагающие шсшие горизонты земной коры, являются неотъемлемой частью всех древних докембрийских щитов. Исследование прогрессивной и регрессивной стадий эволюции грану.та-товых формаций имеет большое значение для выявления наиболее ранних процессов формирования земной кора и характера их преобразований при последующих этапах диафггореза, с формированием комплексов пород сложного полиметаыорфяческого облика, . содержащих реликты гранулиговой фации.

• Переработка гранулптоз в условиях более поздних метаморфических циклов позволяет судить об источнике и рект-ю кислотности-щелочности ювенилышх флюидов,'оценить Р-Т параметры и возможные масштабы метаморфической и метасоматической переработки фундамента метаморфических поясов. На примере раннего докембрия можно таким образом установить петрологические аспекты формирования ранней земной'коры, что является . одной из актуальных проблем геологии.

Начиная с 1980 года в ИГ Карельского филиала АН СССР, была поставлена тема й 67 "Грануллтовые и мигматитовые комплексы^ их роль в формировании зешюй кора Балтийского щита" являющаяся частью исследований по программе многостороннего сотрудничества АН СССР и АН социалистических стран Подкомиссии I проблемы I. В ходе выполнения работ по разделу "Геология и петрология гранулитовых и интрузивных эндербит-чарно-китовых комплексов архея" автором проводились исследования по теме "Метаморфическая эволюция грачулитового комплекса Северной Карелии (район. оз.Нотозера - оз.Ковдозера, оз.Кер-чуг)", послужившие основой настоящей диссертационной работы.

Цель работы и основные защищаемые положения.Цель данной диссертационной работы - показать двухэтапную метаморфическую эволюцию древних гранулигошх образований беломорского комплекса Северной Карелии.

Основные защищаемые положения диссертации: I. Беломорские образования районов оз.Нотозера - оз.Ков-дозера и оз.Керчуг Северной Карелии представляют собой грану-литовый комплекс, претерпевший два этапа метаморфизма: ранний гранулитовый (нижний архей) и наложенный диафггорез амфи-болитовой и эпидот-амфиболитовой фаций (верхний архей - ран-

ний протерозой).

• 2. Древние гранулитовые образования представлеш супра-крустальными (гранулиты основного, реже среднего и кислого составов) и интрузивными магматическими (ультрабазиты - основные ультрабазиты, габброиды, гиперстеновые дкориты-тона-литы) породами. Температуры метаморфизма соответствовали 750870° в режиме умеренных или пониженных давлений.

3. Древний гранулитошй этап завершился процессом региональной мнгглатизации и гранитизации с образованием ультраме-тагеняых и интрузивных эндербптов и чарнокитоидов. При мигма-тизации в температурном рекиме гранулитовой фации фиксируются прявнос и повышение активности натрия и Н20, приводящие

к частичному замещению пироксенов буровато-зеленой титанистой роговой обманкой, кристаллохимические особенности кото= рой отвечают амфиболам гранулитовой фации. Привнос натрия при эндербитовой мигматизации сопровождается также локальным перемещением!^ иге <базификация) в контактах жил эндерби-тов с основными гранулитами и силификацией ультрабазитов.

4. На этапе даафтореза (<2,9 млрд,! лет) амфнболитовой •(590-690°) и эпидот-ам^болитовой (490-555°)'фаций в режиме высокобарнческого (12-8 кбар) метаморфизма под воздействием, глубинных флюидов при амфиболизации, биотитизации, гранати-зации, кушингтонизации, а также в ходе изменений составов биотитов, моноклинных пироксенов, полевых шпатов, гранулитовые образования превращаются в различные амфиболиты и гнейсы, эклогитоподобные породы, определяющие современный облик большей части беломорских образований района. Диафторические преобразования часто сопровождаются метасоматическими процессами.

Методика исследований. В основу работы положен геологический и петрологический подход к изучению гранулитового комплекса пород, ведущим методом исследований был анализ па-рагенезисов минералов.

Научная новизна. Установлена и исследована двухэтажная метаморфическая эволюция беломорских образова1шй гранулитового комплекса Северной Карелии. Детально изучен характер минеральных реакций и РТ-условия, определяющие процессы метаморфизма.

Практическая ценность и реализация работы. Применяемый

в. диссератации геолого-петрологический подход и полученные результаты при изучении метаморфической эволюизш беломорского комплекса могут быть использованы при петрологических исследованиях и геологическом картировании архейских докембрпй-ских образований Балтийского щита и других слостоскладчатых полимегамороических структур комплексов докембрия. Материалы диссертации были использованы при составлении "Карты метаморфизма Карелии"(отв.исп. О.И.Взлодичез), являющейся составной частью "Карты метаморфических фаций Балтийского щита и его склонов" под редакцией В.А.Глебовкцкого, масштаба 1:1500000 (по проблеме 0.50.01, зад. 01 HI3 ГКНТ, головное предприятие ВСЕГШ).

Фактический материал. В диссертацию вошла материалы, собранные при полевых исследованиях с 1974 по 1984 год в Северной Карелии и на юге Мурманской области. При камеральной обработке было изучено более 1500 шлифов, использовано 400 силикатных анализов пород и 135 минералов, выполненных в химической лаборатории ИГ КО All СССР, сделано 85 определении 'полевых шпатоз в группе ренггеноструктурного анализа Института геологии, большое количество оптических констант минералов определялось на федоровском столике. В работе использованы, кроме материалов автора, шли$ы, химические анализы пород и минералов О.И.Володичева, В.А.Коншина, Л.С.Головановой.

Апробация работы и публикации. Положения диссертации были опубликованы в II печатных работах в виде статей и те-: зисов, 1-ом разделе отчета по теме Jê 67 Института геологии, докладывались на конференциях молодых ученых и специалистов (г.Петрозаводск, 1979, 1982, 1985 гг.). На 17 Региональном петрографическом совещании по Европейской части СССР по материалам диссертации был 'представлен доклад "Кетаморфкчес-кая эволюция граяулитового комплекса Северной Карелии" (Петрозаводск, 1987).

Структура и объем таботн. Диссертация объемом 155 страниц машинописного текста состоит из введения, 6 глав и заключения, содержит 16 таблиц и 106 рисунков. Список использованной литературы включает 90 наименований. Структура диссертации и автореферата совпадают.

Работа выполнена под научным руководством доктора гео-лого-шшералогических наук С.П.Кориковского, которому автор

зыраиает глубокую благодарность. Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность кандидату геолого-минералогических наук, старшему научному сотруднику О.И.Володичеву за постоянную помощь на веек этапах работы, критические замечания и неоднократные консультации. Автор благодарит за плодотворный обмен мнениями кандидатов геолого-мннералогкческих наук М.Ы.Стенаря, Л.С.Голованову, В.А.Коншина.

ГЛАЗА 1. БЕЛОМОРСКИЙ БЛОК

Белсморпды слагают полосу шириной от 30 до 180 км карельского побережья Белого моря и протягиваются далее на север, северо-запад до границы с Финляндией. Докембрийские образования Западного Беломорья впервые были выделены В.М.Тимофеевым в 1935 году под названием "беломорская формация" и А.А.Полка-новым в 1939 году как "Беломорский блок архея". Изучением геологического строения, стратиграфического подразделения, тектоники и метаморфизма- беломорских образований (гнейсов, ■ амфиболитов, мигматитов, магматических пород) занимались Н.Г.Судовиков, К.А.Шуркин, Д. Т.Мишарев,'В.С.Смирнова, Н.В. Горлов, В.Л.Дук, Е.ЯЛуйкина, М.М.Стенарь, О.И.Володичев, Ю.Й.Сыстра, 1.С.Голованова и др. По данным М.М.Стенаря архейские образования беломорского комплекса подразделяются на три свиты (снизу вверх): керетскую (преимущественно биотито-'. вые гнейсы и. гранито-гнейсы), хетоламбинскую (преимущественно амфиболиты, амфиболеодеркащие гнейсы), чушнекую (преобладание гранат+кианит-биатитовдх глиноземистых гнейсов над ам-фиболсодеряащш-ш). Исследования М.М.Стенаря, О.И.Володичева, ■ Ю.Й.Сыстры показали, что в истории формирования беломорского комплекса выделяется несколько этапов складчатости и специфического метаморфизма с пониженным геотермическим градиентом. О.И.Володичевым в 1975 году был сделан вывод о том, что породы беломорского комплекса являются полиметаморфическими образованиями и претерпели не менее трех этапов метаморфизма соответствующих последовательно: фации доупироксеновых гнейсов неопределенных или умеренных давлений (по редким реликтовым находкам), киаиитовой (амфиболитовой) ж кианкт-мусковитовой (эдидот-амфиболитовой) фациям (Т = 700-500°) высоких давлений- (Р = 12-8 кбар).

Беломорский комплекс рассматривается как полициклическая

область, формировавшаяся в течение I млрд.лет (ранний архей-протерозой).

Среда образований амфиболитовои и зшдот-амфиболитовой фаций в Западном Беломорье, отиосимых по стратиграфическим схемам к керетской, хетоламбинской и чулинской свита1.1 автором совместно с О.И.Володичевнм и В.А.Коншиным установлены участки распространения гранулитовых пород. Данные образования наиболее широко развиты на территории Северной Карелии и юга Мурманской области в районе озер Нотозеро-Ковдозсро.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ И ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНОВ ОЗ.НОГОЗЕРА - 03.К0ВД03ЕРА И ОЗ.КЕРЧУГ •

Диафторироваяный гранулитовый комплекс района оз. Нотозера - оз. Ковдозера

Кшткая история изученности. Район исследований, расположенный на границе Северной Карелии и юга Мурманской области, занимает большую часть территории Княжегубского водохранилища и простирается от центральной и восточной части оз. Нотозера - северо-западной части оз.Нольозера до губы Тупой оз.Кодозера. Предыдущие исследователи указывали на широкое развитие на данной территории беломорских образований (амфиболитов и гнейсов). К.А.Щуркин (1962) и В.Л.Дук (1967) считали, что большинство пород территории, за исключением небольших- участков проявления мигматизации и гранитизации, стратифицированы и относятся с запада на восток к керетской, хетоламбинской и по К.А.Шуркину к лоухской сватам беломорского комплекса. Н.В.Горлов (1967), который впервые обнаружил гиперстен-диопсвдовыи длагиогнексы среди беломорских образо- . ваши на участках озер Нотозеро - Нерпозеро,' рассматривал гиперстенсодеряащие породы территории в качестве фундамента беломорид - Нольозерскую и Берпозерскую сводовые структуры или гранито-гнейсовые купола среди стратифицированных пород котозерской и вышележащих свит беломорской серии.

Работы последующих лет (1974-1985 года) привели к иному представлению о геологическом строении района. На его территории автором совместно с О.И.Володичевым и В.А.Котиным было проведено картирование масштаба 1:25 ООО и составлена геологическая карта. Исследования показали, что изучение геологии беломорских образований района, утративших

свои первичные структурные и текстурные генетические признака,, невозмояно без тщательной реконструкции метаморфических процессов, во многом определивших современный облик пород. Новые данные позволили выделить этот'район в качестве эталонного для изучения всех аспектов метаморфической петрологии ж эволюции гранулитовых образований в истории развития беломорского комплекса.

Краткий обзор геологического строения района. На территории района оз.Нотозера - оз.Ковдозера развиты супракрус-тальные, магматические и ультраметагенные образования,сформировавшиеся в глубинных условиях гранулитовой фации метаиср-физма^ Супракрустальные образования представлены грапулитами основного, реже среднего и кислого составов; .магматические породи - ультрабазитами - основными ультрабазитами - ыелано-кратовыки габброидаш, анортозитами, габброидами - габбро- , диоритами - гиперстеновыми диоритами-кварцевыми диориташ-тоналитами. Широко развиты ультраметагенные и интрузивные эн-дербитк и чарнокитоиды.

Наиболее хорошо гранулитоше породы сохранились в центральной части района в пределах полосы шириной 7-10 км, протягивающейся в северо-западном направлении от западной части оз.Нолъозера до оз.Пая!.1а. До 50$ этой территории занимают'доля мигматитов, субстрат которых представлен супрагдэустаяьны-ыи, реже магматическими породами. Жильный -материал соответст-syeí эядербигам, реке гиперстен- и двупироксенсодернащим лей-кодаоритам-кварцевым диоритам. Спецификой мигматитовых полей является широкое распространение среди них площадей с подта- ■ нешшы содержанием субстрата относительно гранитовдного материала. С зонами мкгматизащш генетически связаны чарнокитоида, образующие, с одной стороны, ¡фупный по величине Паямин-ский массив, расположенный между озерами Кольозеро и Габозе-ро и ряд мелких гел, и, с другой оторопи - различные по величине пятнистые участки с неясными очертаниями среди эндерби-тозых полей водораздела оз.Нерпозеро - оз.Дарийово и юго-за-. паднее пролива Тюлле. Б меньшей степени в пределах рассматриваемой полосы развиты интрузивные тела с признаками дифференциации от габброидов к габбро-диоритам-гиперстеновым диори-там-кварцевым диоритам и от двух последних групп к гиперсте-новыы тоналитам. На территории развиты и небольшие массивы

порфировндных чарнокитоидов гранодаоритового состава. В районе губы Миронова жилы последних интрударуют тело гиперстеновых диоритов-тоналитов. Фиксируется резкий и четкий характер контактов мезду субстратом во всех формах его проявления и жильным материалом, ксенолитами вмещающих пород и магматическими образованиями интрузивных тел. Гранулитовые породы При интенсивных наложенных метаморфических преобразованиях в условиях диафтореза амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций легко изменяются и утрачивают свои первичные признаю!. На территории с лучшей сохранностью гранулитового метаморфизма эти процессы проявлены не повсеместно, а локально и охватывают до 2Ъ% площади развития гранулитовых образований.

Степень диафтореза увеличивается от центральной полосы на северо-восток, где гранулитовые породы приобретают облик типичных беломорских образований с преимущественным развитием амфибол-биотитовых, биотитовых гнейсов и гнейсо-гранитов, при подчиненном распространении амфиболитов амфиболитовой фации. Однако и здесь нередко сохраняются реликты гранулитовых пород. Так, в районе губы Тупой детально изучены переходы гранулитов основного, среднего и кислого составов в гранатовые амфиболиты, гранат-плагиоклазовые породы, гранат-биотито-вые и амфибол-биотитовые гнейсы, цреобразования интрузии габ-броидов-гиперстеновых кварцевых диоритов и мягматизирующих их эндербитов при наложенных'процессах амфиболитовой фацки. Широко распространенные в районе Габозера биотит-ачфиболовне гнейсы по петрографическим и петрохишческим признакам аналогичны даафторированным магматическим образованиям (гиперстеновым диоритам-тоналитаы). В пределах Нашинского массива изучены переходы чарнокитоидов в мтсроклин-биотитовые Пгеисо-граниты и гнейсы; ксенолитов вмещающих пород в амфиболиты, биотитовые и амфибол-биотитовые гнейсы, элидозиты. Степень диафтореза хорошо проявлена в западной часта района, особенно в переходной полосе - на островах Петро и к юго-западу от пролива Тюлле, где отмечаются с одной стороны стадии превращения эвдербитов и амфиболовые, затем биотитовые гнейсы, а с ■ другой - еще некоторая сохранность среда этих гнейсов до западной части губы Ховри ксенолитов основных гранулитов, которые переходят в гранатовые амфиболиты. Западнее этой полосы интенсивность наложенных процессов очень велика, здесь развиты биотитовые и амфиболсодержащие гнейсы с редкими телами

амфиболитов, рассматриваемые обычно в качестве образований керетской и хетоламбинской свит. 1йдничные реликты гранули-тов основного состава и эндербигов обнаружены на этом участке ке, южнее оз.Ниж.Кичаны вблизи развития лодийских образований.

Кроме беломорских образований в районе развиты метамор-физсванные вулканогеяно-осадочные толщи лопийского возраста, не являющиеся объектом исследования настоящей работы. Более молодыми по отношению к гранулитовым образованиям района-являются интрузии лерцолитов-габбро-норитов, изученные В.С.Степановым (1982).

Геологическое положение гранулктовах образований. Изучение геологического положения супракрусталъных, магматических и ультраметагенных гранулитовых образовании, их соотношений, главным образом по ксенолитам в ■ интрузивных породах и субстрате мигматитов, позволило прийти к выводу об их формировании^ условиях единого этапа геологического развития в определенной последовательности. Наиболее ранними образованиями гранулитового комплекса являются супракрустальные породы'-основные, реже средние и кислые гранулиты. С данными образованиями тесно ассоциируют ультрабазиты - основные ультрабази-ты - базиты, габбро-анортозиты, анортозиты первичномагматиче-ской природа. Интрузивные породы серии габброиды - габбро-диориты - гиперстеновые даориты-кварцевые' диориты-тоналиты внедрялись в метаморфизованные в гранулитовой фации супракрустальные образования и породы ультраосновного ряда, и вместе с ниш были подвержены последующим процессам региональной мигматизации и гранитизации. Последние'характеризуются форми-. рованием ультраметагенных ж интрузивных эндербитов и чарноки-.тоидов, Формирование интрузивных чарнокитоидов происходило при завершении процессов мигматизации и гранитизации на заключительной стадии гранулитового метаморфизма одновременно с образованием метасоматических чарнокитов по эндербитам.

Петиограггпя етзанулитовых образований. Детально изучены петрографические особенности и химизм гранулитовых образовав ний. Гранулиты основного состава представлены реке двупирок-сенозымк, чаще двутгаоксен-амфиболовыми кристаллическими сланца,ш, иногда производными по последним амфиболитами • гранулитовой фации. Среди средних гранулитов выделяются дву-пироксеновые гнейсы и двупироксен-плагиоклазовые кристалли-

ческие слайда. Гранулиты кислого состава представлены двупи-роксеновыгли гнейсами. Критический парагенезис супракрусталь-ных образований - гранулитов:

^37-49 ± Сал21-47 i Рог25-45 ± ^27-75 ± Кб' Ультрабазиты соответствуют шпинель с одержащим перидотитам, основные ультрабазиты - пшинелешм и оливкн-шлинелевым, пла-гиохлазовым пироксенитам, часто амфиболизированным. Базиты, отвечающие по химизму меланохратоыш габброэдам, представлены двупироксен-амфиболовыми кристаллическими сланцами, pese амфиболитами. Критический парагенезис пород единого магматического ряда - ультрабазиты-основные ультрабазиты-базкты: Бр1з_25+Ди8_15^Ол1о±Рог12_15±Пл50_60. Породы магматической серии габброиды-габбро-диориты - гиперстеновые даориты-квар-цевые даориты-тоналиты характеризуются критические парагенезисом Гип40_47(ФГ1щ53_54)-^ал22_4[)±Рогз1_42+Плз0_е0+Кв. Плагиоклазы габброидов и гиперстеношх диоритов несут в себе признаки как магматических, так и метаморфических процессов образования. Эадербитн, слагающие жильную часть мигматитов и образующие поля и массива имеют тоналит-плагиогранитный состав и критический парагенезис: Гт/ФГш14£_5о±Сал2д_4о± En^g+nHgy.gg+KB- Чарнокитоиды представлены чарнокитами, реже чарноэндербйтами. Критический парагенезис - Гипзд_40 -

Шш52-57^;£й34±Рог48-49±Би38-48-,Лл23-304ОРг+Кв- '

Генезис реакционной буровато-зеленой роговой обманки

в гранталтовых породах. Петрографические исследования показали, что в гранулитовых породах отмечается частичное, реже полное, замещение ромбического и моноклинного пироксенов буровато-зеленой роговой обманкой. Этот процесс более характерен для основных, чем для кислых и средних пород и, прежде всего, выражается в образовании реакционных кайм буровато-зеленого амфибола по пироксенам на гранту их с плагиоклазами. Минеральные замещения определяются реакцией, рассчитанной с учетом парагенезисов железо-магнезиальных минералов при вариациях составов плагиоклазов от 30 до 60% Ан. Расчеты показывают, что в основных гранулитах с плагиоклазом, содержащим более 50% Ан, для амфиболизации пироксенов необходим привнос Е,0 и Ла20 по схеме: Гип+Сал+Пл>50+й2о-(-кз2о — Рог+Кв.- При основности плагиоклазов менее 50Й реакция может происходить с участием только н50 : Гкп+Сал+Пл^д^о -»Рог+

+Кв+Еа2о. Таким образом, замещение пироксенов амфиболом в основных гранулптовнх образованиях связано с началом эндербито-образованая и поступлением водно-натриевых флюидов. Для формирования реакционных кайм амфибола по пироксенам. в средних и кислых породах достаточно водной части флюидов.

Рассчитана"реакция образования'зеленоватой паргаситовой роговей обманка до бронзиту и даопснду ,пра аглфиболизации основных ульграбазитов: 2Бр15+2Ди8+0,5ыа2о+н2о +1,5 а1205= П?ог22- Процесс происходил с участием водно-натриевых флюидов, привнос А12о., сзязан, вероятно, с некоторой ограниченной миграцией А1 из вмещающих осксеных кристаллических сланцез.

1.:е.т«?,со?-атическив породи, связанные о грзнулитоачги сота-зовенпяш. Со стадией эвдерблтовой шгкагазащш связаны проявленные локально: а) перемещения ые и (шкробазифккацля) приводшцие к образовании на контактах основных гранулитов и кил эндербитоз круннозершютих двупироксеновых с амфиболом и плагиоклазом пород; б), контактовые преобразования перидотитов проходящие с повышением подвижности Нё и А1 и формирование). безплагиоклазовых двудироксен-амфиболових кркоталло-сланцев по ультрабазитам; в) процессы выноса магния и микро-оилификация перздотитов с образованием по последним крупнозернистых двупироксеновых пород. При этом осуществляется смена парагенезисов: а) Гш^д+Салзу+РоГдд+Пл^д-шеО + Ка2о —> ГиПз-£+Сал21+Плз4+РоГз2+РеО ; ■ б) Ол1Э+Бр18+Ди12+Иа20 +А120"5 +

н20"—» В1Д37_38-+Сал40+Рог31_зэ+Н£0 ; в) ■0л19+Бр18+Ди124вю2

— йш4з+Сал45_50-+И£А . "

Диас&горез .гранулиговдх .образований. Диафторез гранулито--вых пород происходил в условиях амфиболитовой и эпидот-амфибо-литовой фаций высоких давлений беломорского типа. В центральной части района, в пределах полосы, протягивающейся в северозападном направлении от оз.Нольозера до оз.Пахала, в полях развития гралулитовых образований наблюдаются преимущественно локальные даафторические изменения. На большей части территории озер Нотозеро-Ковдозеро процессы диафтореза охватывают крупные площади и проявляются с различной степенью интенсивности, осуществляя частичную или практически полную переработку пород гранулитовон фации, с сохранением, во многих случаях, реликтов последних. Характерны постепенные по мере усиления диафтореза: переходы гранулитовых образований в породы

аыфиболитовой фации и отсутствио резких контактов между ними. При этом, диафториты наследуют граншзд распространения исходных гранулитовых пород. Преобразования носят регрессивный характер. Наиболее типичны процессы амфиболизацш;, биотитизации, гранатизации, куммингтонизадпи, а также появление вторичных даопсид-плагиоклазовых и градаг-пироксен-плагиоклазовых пара-генезисов. Дкафторпческие шнеральные замещения выра^астся в схемах реакций:

Ц)Гип + Сад +• Пл>50 + Ка2о + н20 —^ Рог-*1 + Кв,

(2)Гкп + Сал + Пл<50 + н20 _> Рог11 + Кв + На„0,

(3)Рог Рог11 + Кв +

(4)(Сал)ГиП+Пл+К20 +Н20Бип+ ЗЮ2 + Ка20 -И СаО,

(5)Би Би11,

(6)Гип + Орт + Н20 —Би11 + Кв,

(7) Орт—т>"ли (структурная перестройка калиевого полевого

пшата),

(8)ФГип/Гш1+Пл±со2 (бо3, С1) —» Гр-йв±Ск+ЫеО ^ На2о, (8а)Гш+Пл —*Гр+Кв+Ы£0 +Ка20 или (Гр+Рм-(Мт)+Ка2о ),

(9)Сал+Пл±С02(зо3, С1) —^Гр+Кв+Карб+Ск-ндеО ± НаДо,

(10)Р0г+Пл±С02(з0,. С1) -^Гр+Кв+Ск-шеО +н2о ± Ка2о,

(11)Рм(МТ)4Пл —» Гр+Кв+Ка20,

(12)Рог1,Л + <?)н20 —Би11 + ка20 + СаО ,

(13)Гип + СаО = Сал11,

(14)Гш+Рог±СаО —» Сал11 + Дл11 +• Кв +н2о С+Мео),

(15) Сал11—*-СалШ -ш^о ,

(16)Гип+н2о +з±02—Кугл, (17)Сал+ н2о-^Кум+СаО+3з.о2 , (18 а) Рог1,11 +гзю2—Кум +_Бл11: +но0 ,

б) Кум +ПЛ11 +н2о^.РогЫ +зхо2",

(19)Кум + Пл —»Гр + Кв' +ка2о +н2о ,

(20)Кум + Пл +1^0 —» Би11 +ЗЮ2 +СаО +На20,

(21)Кум + Кпш —» Би11 +ЭЮ2 ' .

Изучены различные типы диафторичесю« преобразований гранулитовых пород, отражающие вариации »Са > поведе-

ние щелочей, воды и летучих компонентов.

Амфиболизадия. При амфиболизации с формированием голубовато-зеленой роговой обманки основные двупироксен-амфибо-ловые кристаллические сланцы и амфиболиты гранулитовои фации превращаются в амфиболиты амфиболлтовои фации в соответствии с реакциями (I) и (3). Средние и кислые гранулитовые

порода переходят в аыфиболизпрованнке разновидности (2),(+3), реве амфиболовые гнейсы. Парагенезис дкафторитов: РогЦ^о3'*-+ЙЛ27_55« Преобразования осуществляются при метаморфической перекристаллизации с привносил На и выносом Ug - в основных породах, И с выделением На , редко (±) ug - в средних и кислых.

Гранулиты среднего состава, гиперстеновые диориты, мелкозернистые лайковые метагаббропда губы Тупой, килъные эндер-бпты Нигрозера при близкой к изохкмической метаморфической перекристаллизации с некоторым выносом на преобразуются (2) в амфиболизированкне разновидности с нелтовато-зеленой (в

эндербктах - зеленой) роговой обманкой. Парагенезис: р Я(я-з,з) „,11 33-40 +iuI3I-48.

Основные ультрабазиты - меланократовые габброиды переходят в амфиболиты со светло-зеленой роговой обманкой. Парагенезис: PorI^jg3^±AHTjg_24±Kyî,î25-30±ÏIJ!4û-45' ^^левые хшроксешпн оз.Нольозсра превращаются в амфиболиты (Рогд^3^ +AiiTTg_^4) при изохимической перекристаллизации. '

При эпидотизавди сопряженной с зжиболизацией-формируются парагенезиса: ЭДг?д+Рог^г-3/*+Пл|д в ыетаанортозитах, амфиболизированнцх и эпидотизированных габбро-анортозитах, эпидозитах. Суть процесса - близкая к изохкмической перекристаллизация с привносом н2о и выносом si02 .

При биотчгизации сопряженной, с агдТ.иболизацией габбро-анортозиты переходят в биотит-амфиболовне породы, габброида преобразуются (4), (3), (I) в биотитовые амфиболиты; средние гранулиты, гиперстеновые диориты-тоналиты, эндербиты (2), (4), (¿5) - в амфиболизированные и биотитизированные разновидности, амфибол-биотитовые и биотит-амйиболовые гней-•сы. Диафторический парагенезис:

Метаморфическая перекристаллизация осуществляется с привносом 1С,0 и (+) îia2o . частичным выносом ug - в основных породах, и с привносом (±) К20 и ВЫНОСОМ На - в средних и кислых.

Биотитизация. Формирование биотитовых гнейсов с парагенезис оцБи^Лл^з2+Кз по экдербитам осуществляется по схеме реакции (4) с привносом к^о (К - метасоматоз) при отсутствии в гранулитовоы парагенезисе биотита, либо (4), (±5) приизохимической перекристаллизации при его наличии. Чарно-

китоиды преобразуются (5), (7), (4), (76) в микроклин-окоти-товые гнейсо-граниты и гнейсы с парагенезисом: Би^^-г-Пл|д_29+Ыи+Кв п2м метаморфической перекристаллизации в условиях общего повышения железистости (интрузия губы Мироно-. ва), либо в изохимпческнх услоЕияхСЛажмкнский массив). Общий парагенезис ыикроклин-бпотитовых гнейсо-гранитов и гнейсов района исследований: Еи^^чДл^^+Ми+Кв.

Гранатизация. Основше, средние грану литы и эндербиты переходят в гранатизированные разновидности, реке гранат-пла-гиоклазовые породы (средние грану литы), в соответствии с реакциями (8), (9), (10), ¿(8а), (II). Критический парагенезис: Гр 11 72179 + ^зо-бб* Преобразования осуществляются при перекристаллизации с выносом Мг (дебазификация), привносом летучих (С02, бо5, С1).

При одновременном проявлении процессов гракзтизации: и ам:Тдболизации основные гранулиты и метагаббронды преобразу- " ются (8), (9), (10), (3), (I) в гранатовые амфиболиты с парагенезисом: Гр Процессы перекристаллизации ' проходят без участия летучих компонентов: со2 о3 , С1 , с выносом и^ .

При гранатизаши с одновременной биогитизаштей образуются: гранат-биотитовые породы в узких трещинах по основным гранулитзы, гранат-биотитовые гнейсы на контактах гранулитов основного состава и жильных эндербитов, гранат-бпотитовые гнейсы и сланцы по средним и кислым гранулитам и гиперсгеко-вым диоритам, гранатизированные и биотитизировакные разновидности по жильным зндербитам и двупироксеновшл диорита1.; з соответствии с реакциями (8), (9), (10), (4), (12). Общий парагенезис диафторитов: Гр11 ЦТ?® + Бизо_зе 51 ± ^В-Бб * Кв-Процессы образования проходят с участием флюидов - привносом к20 , выносом Ме и представляют собой проявление частичной дебазификации и К - метасоматоза.

При наличии в составе чарнокитоидов и эндербитов биоти- • та гранатизация и биотитизация (8), (+9), (10), (5), (12) ,(4), (¿7) осуществляются с выносом магния. При этом возрастает роль - метаморфической перекристаллизации или компенсационного перераспределения компонентов, в частности 1Ц0 , в соответствующих минералах при реакциях образования биотита. Образуется парагенезис Гр*3- + Би^^^ц'11-^ + Пл^г,^ (орт

Ми)+Кв.

• Образование диопсщг-плаптоклазовчх и эклогитоподобннх потюд. В условиях диафтореза одновременно с описанными выше преобразовашитаи осуществляется двуегадийный процесс перекристаллизации гранулитов основного состава в даопсид-плагиокда-зозые и в дальнейшем в эклогитоподобные поводы. lía пеивой

т-r -rr

стадии формируется парагенезис: в соответст-

вии с реакциями (13), (14) и (3), осуществляется привнос Са (са - метас&йШЗ) и (+) летучих (со2) наряду с обменной метаморфической! Шрокристаллизацлей и незначительным выносом jig . На стадии эклогитообразования формируется парагенезис Гр"^1. yg-i£aiI¿2+flJiI55_go в х°Де реакций (9), (±10), (+11), (+15), ведущая роль принадлежит выносу Kg , шроко проявляется привнос летучих компонентов ( со2 , ci ). Монет осуществляться (+) Са - метасоматоз и обменная перекристаллизация с перераспределением компонентов в минералах.

Сформировавшиеся по -перидотитам в условиях гранулитовой фации иетассматические двутгироксеновне породы при диафторезе превращаются з гранат-дироксеновые с парагенезисом: Гр1^-1- ^ -мп1'^. Процесс связан с привносом cao , ^г^з и BÍÍH0C0MIÍE'

К-уштингтонизааш. С диафгорезом гранулитових образований . связаны процессы образования кумшнгтонита и его замещения, которые выра^лются в схемах реакций (16) -(21) и представляют собой за исключением реакции (20) близкую к изохимической . перекристаллизацию с выносом (17), П8б>, (21) (19) или привносом (16), (I8a) si02 , выделением ка20 (19) CaO (I?).

Образование куммингтокита фиксирует промежуточные стадии в последовательности диафторических изменений. Так, по кислым гранулитам губы Тупой формируются куммингтонит-рогово-обманковые гнейсы, переходящие в гранат-биотитовые с парагенезисом: Гр+Би'1-1+Пл28_з2' Нэ первой стадии процесс связан с перекристаллизацией с участием н2о и si02 , на второй сопря-нен с выносом big и к - метасоматозом.

Порфировидные чарно-эвдербиты губы Миронова постепенно переходят к кукмингтояизироваяным разновидностям в условиях амфиболитовой фации; далее к аыфкболизкрованнш (развитие роговой обманки), биотитизированным, гранатизироватым разновидностям - гранат-амфибол-биотитовым гнейсо-гранодиоритам-

- 15 -

микроклзш-биотитовым гнейсам с амфиболом и без последнего ' (эпидот-амфиболптоваяфация). Последовательно осуществляются - метаморфическая перекристаллизация с участием н2о изю2 в условиях аыфиболитовой фации; процесс метаморфической перекристаллизации и выноса Ый при переходе к эпидот-амфиболито-вой фации и в ее пределах на всех стадиях изменений пород.

При всех рассмотренных процессах с выносом цг в диафн торитах отмечается повышение железистостп минералов и пород.

Гранулитовый комплекс оз.Керчуг

Южнее района оз.Нотозера - оз.Ковдозера, в бассейне ■ р.Кереть с наибольшим проявлением в районе оз.Керчуг наблюдается участок развития гранулитовых образованы;!. Гиперстеновые гранитоида оз.Керчуг описывались в работах С.Д.Смирнова, Р.И.Солодкой, В.В.Фиаенко, В.М.Шемякина (1970). Гранулиты основного, очень редко среднего составов занимают центральную часть района оз.Керчуг и являются вмещающими для интрузивных эвдербитов района и составной частью мигматитовых полей с преимущественно хорошей сохранностью субстрата, иногда на довольно больших площадях. Гиперстеновые гранитоиды прорывают вмещающие породы и образуют массив, сложенный эндербитами преимущественно тоналитового, но с вариациями от кварцеводио-ритового до плагиогранитного составов. В массиве эндербитоз содержатся ксенолиты гранулитов с резкими, четкими контактами. Восточная контактовая часть массива и площади распространения пород граиулитовой фации представляют собой зону насыщения миплатитовым материалом. Отмечается различная степень мигматизации и большие вариации жильного материала от ветвистых и сетчатых мигматитов до агматитов и небулитов. Нильный материал представлен эндербитами, субстрат - гранулитами. Гранулиты основного состава представлены амфиболсодержащими двупироксеновыми и двупироксен-аыфиболовыми кристаллическими сланцами, амфиболитами; средние гранулиты - гиперстен-биоти-товыми гнейсам. Парагенезисы - гранулитов: ГиПз5_4з+СаД25-40 ±Рог32-33±Би+11л24-55' эВДеР^итов - 1^3^д9±Садза.40+11лг4_30 +Кв. При диафторических преобразованиях гранулитов и эндерби-тов образуются породы, аналогичные амфиболитам и гнейсам, развитым в непосредственном окружении. Диафторические разновидности гранулитовых пород района характеризуются парагене-зисами: ?0Г51_7х+Пл24-50 " в гш^/1йоштах амфяболитовой фации

- 16 -

и амфибслизированных эндербитах; Би^Рог£о_62+Пл24_зз±Кв - в амфибол-биотитовых и биотитовых

гнейсах;

Ди12/с^35-4(У/ййал60-7£/+11л47-55 ~ в Ю1опсид-ш1а:гиоклазошх ~

гр - в эклогитоподобных породах.

Фиксируется сходство геологических, петрографических, петро-химических особенностей гранулитовых образований районов оз. Керчуг и оз.Нотозеро - оз.Ковдозеро, что позволяет рассматривать их в пределах единого комплекса раннего гранулитового этапа развития беломорид. Сопоставимы и процессы их диафторе-за в условиях амфиболитовой фации беломорского типа.

ГЛАВА 3. ГЛАВНЫЕ ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ

Изучение метаморфической эволюции гранулитового комплекса Северной Карелии опирается на исследование особенностей главных породообразующих минералов - гиперстена, диопсид-са-лита, буровато-зеленой роговой обманки, а также оливина, бронзита, шпинели, биотита, плагиоклаза, калиевого полевого шпата, являющихся индикаторами петрологических процессов метаморфизма гранулитовой фации. Такие минералы, как моноклинный пироксен, амфибол, биотит, полевые шпаты, полностью или частично изменяющие свои особенности в условиях диафтореза гранулитового комплекса, характерны для амфиболитовой и эпи-дот-амфиболитовой фаций. Гранат по .своему составу отвечает условиям последних.

Ромбические пжюксены представлены бронзитом-гиперсте-ном-феррогиперстеном. ЗКелезистость (£ ) бронзитов составляет 15,3-17,6$, пшерстенов - 31,2-48,6$, феррогиперстенов -52,4-56,8$.

Моноклинные гогооксены в гранулитовой фации представлены диопсидами и салитами, в амфиболитовой - преимущественно са-литами. йелезистость {f ) диопсидов: 8,2-12,1%, салитов гранулитовой и амфиболитовой фаций: 20,9-37,9 и 21,2-37,5^. Отмечается возрастание железистости салита при переходе в условиях диафтореза основных двулироксен-амфиболовых. кристал-лосланцев в эклогитоподобные породы.

АмсЕжболы. Буровато-зеленые обыкновенные роговые обманки гранулитовой фации относятся по составу к магнезиально-железистым, в различной степени обогащенных высокоглиноземи-

стым гастингсиговкм компонентом. Широко распространенные голубовато-зеленые роговые обманки диафторитов отличаются от бу- . ровато-зелешх повышенной яелезистостью и пониженным содержанием И . Золотисто-келтовато-зеленыо амфиболы амфиболитовой фации по сравнению с буровато-зелеными сильно обеднены гас-тингситовым компонентом. Куммингтонит приурочен к различны.! стадиям диафтореза (£ = 45-60$).

Нелезисюсти ромбических, моноклинных пироксеноВ, амфиболов и пород гранулитовой фации хорошо коррелируюТся.

Биотиты: Изучены ярко-коричневые биотиты чарнокитоидов и эндербитов с высоким содержанием 51 (0,25-0,27 ф.ед.) и 3444% истошга-сидерофиллитовой молекулы. В амфиболитовой фации выделяется 2 группы биститов в соответствий с составом сосуществующих гранатов. Биогиты 1-ой группы содержат 24-50% ис-тонит-сидерофиллитовой молекулы и 0,17-0,30 ф.ед.И . Повышенное содержание истоннт-сидерофиллитовой молекулы (53-66$) и пониженное Т1 (0,11-0,22 ф.ед.) отличает коричневые биотиты 2-ой группы а-лфиболитовой фации от яркокоричневых гранулитовой. Отмечается некоторое возрастание железистости с уменьшением Т1 в составах биотипов при диафторезе эндербитов и чарнокитоидов в условиях амфиболитовой (2-ая груша биотитов) и эпцдот-аыфиболитовои фаций.

Калягине полевые шпаты изучались оптическими и рентге-ноструктурныш (лр) методами, определялся их химический состав ( Ка2о .^о ). Рассматриваемые минералы в чарнокитоидах, иногда в- эндербитах представлены высокими и промежуточными моноклинными ортоклазами. При диафторическлх преобразованиях чарнокитоидов в гнейсы осуществляется структурная перестройка ортоклазов в решетчатые промежуточные, максимальные и крип-торешотчатые микроклиш.

Плагиоклазы. Для гранулитовых образовании и диафторитов характерны плагиоклазы олигоклаз-анортитового (23-91$ Ан) ряда.

Шпинель встречается в перидотитах, лироксенитах (грану-литовая фация), отвечает, плеонасту (Ые>ге ) с 72$ шпшели, 13% герцинита, 5% хромита, 10$ магнетита.

Оливин характерен для перидотитов, реже пироксенитов, отвечает хризолиту с содержанием фаялитовой молекулы - 19,3; Г = 19,7.'

Корреляция ."елезистости в сосуществующих штнрря.ттяу т-ра-

- 18 -

нулитовой В породах устанавливается достаточно четкая

корреляция железистости (£ ) в парах: ромбический-моноклинный пироксен, ромбический пироксен-амфибол, моноклинный пироксен-амфибол, что может служить хорошим признаком равновесности этих минералов. В сосуществующих минералах отмечаются повышенные железистости ромбических пироксенов относительно моноклинных и амфиболов относительно моноклинных пироксенов.

Гранаты образованы в условиях диафтореза амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций. Фациальная принадлежность гранатов определена на основе выявленной ранее закономерности изменения состава гранатов при эволюции метаморфизма кианито-вого тиха (Володичев, 1975), а также по петрографическим наблюдениям и температурам образования. В амфиболитовой фации выделяются две группы пироп-альмандиновых гранатов, отличающихся по содержанию пироповой составляющей: 20,1-28,0$ (1-ая гр.), 13,8-18,6$ (2-ая гр.) и железистости (£ ): 65,573,6$ (1-ая гр.), 74,0-79,3$ (2-ая гр.). Гранаты эпидот-амфиболитовой фации относятся к пироп-альмандиновым с низким содержанием пиропа (11,3-5,3$) и высокой железистостью (84,490,9$).

ГЛАВА 4. МЕТА1ЮРФИЧВСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ГРАНУЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА СЕВЕЕНОЙ КАРЕЛИИ НА РАННЕМ ЭТАПЕ :

Изучение геологии и петрологии беломорских образований районов озер Нотозеро-Ковдозеро и оз.Керчуг показало, что наиболее ранним в развитии комплекса является этап соответствующий условиям метаморфизма, гранулитовой фации. На данном этапе (нижний архей) в гранулиговом комплексе фиксируются: метаморфизм, синметаморфический магматизм и мигматитовая ам-фиболизация. Отсутствие в среднежелезистых породах гранулитовой фации беломорского комплекса достаточно информативных гранатсодержащих парагенезисов, используемых в геобарометрии, затрудняет'определение величины давления хотя и указывает на низкое рз . Поэтому гранулитовый режшл скорее всего соответствовал умеренным или дате пониженным давлениям. Использование трех двупироксеновых (Перчук, 1970, 1973; Фонарев,- Графчи-ков, 1982), биотит-ортопироксенового и амфибол-плагиоклазо-вого (Перчук, 1976), двуполевошцатового ( э^паех , 1975) геотермометров показало, что температурные условия минеральных равновесий гранулитовой фации соответствовали: 750-870°,

- 19 -

На первых стадиях гранулитовые образования, представленные в геологической последовательности их (¡армирования судракрусталышш (гранулиты основного, реже среднего и кислого составов) и интрузивными (ультрабазиты - основные ультра-базиты, анортозиты, габброиды-габбро-диориты, гилерстеновые диориты-кварцевые диориты-тоналиты) породами характеризуются двутроксен-амфибол-плагиоклазовыми, двупироксен-плапю-клазовыми + кварц, двупироксеновыми (+ амфибол), двупироксен-оливиновыми парагенезисами.

Гранулитовый этап завершается процессом региональной мигматизации ж гранитизации с формированием полей мигматитов и штрузившх эндербитов и чарноютоидов.- Развитие процессов мигматизации способствует привнесу водно-натриевых флюидов, повышению потенциала щелочей в гранулитовои фации и частичной или полной амфиболизации пироксенов в существующих гра-нулитовых парагенезпсах. При повышении содержания натрия и воды осуществляется мигматитовая амфиболизадия в основных гранулитовых' образованиях. Повсеместно увеличивается содержаще буровато-зеленой роговой обманки в основных породах, в локальных участках усиления мигматизации формируются амфиболиты гранулитовои фации. При амфиболизации происходит форми-ровшше метаморфических двупироксен-амфибол-плагиоклазовых парагенезисов, фиксируемых в метагабброидах. Одновременно с последними подвергаются амфиболизации основные ультрабазиты.

На стадии региональной мигматизации и гранитизации об-, разуются двупяроксен- и - гилерстен-плагиоклаз±биотит-квар-цевые парагенезисы эндербитов. Под воздействием остаточных водных флюидов осуществляется незначительная амфиболизация в средних и кислых гранулитовых образованиях с минимальным проявлением в эндербитах.

Формирование двуиироксен- и - гиперстея-биотит-плагио-клаз^ортоклаз-кварцешх парагенезисов интрузивных чарнокито-йдов происходит с внедрением глубинной обогащенной калием магмы при завершении процессов региональной мигматизации и гранитизации. В это же время образуются подобные парагенезисы метасоматических чарнокитов в полях эндербитов. Ддя большинства чарнокитоидов не характерна амфиболизация, исключение составляют порфировидные чарноэндербиты губы Миронова.

В ходе реакций амфиболизации в условиях гранулитовои фа-

- 20 -

цш отмечается инертное поведение магния и железа.

С привносом водно-натриевых флюидов при мигматизации в условиях гранулитовой фации связаны незначительные локальные перемещения Mg и Fe . определявшие или способствующие процессам микробазификации и ыщросилификадии в контактах жил эндербитов с основными гранулптаж и в ультрабазитах, .приводящие к образованию метасоматических крупнозернистых двупиро-ксеновых с (¿) амфиболом и (+) плагиоклазом пород.

ГЛАЗА 5. МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ГРАНУЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ НА ЭТАПЕ ДИАФТОРЕЗА

Порода гранулитового этапа районов оз.Нотозера-оз.Ковд-озера и оз.Керчуг претерпевали диафторические изменения в условиях метаморфизма аыфиболиговой и эпидот-амфиболитовой фаций высоких давлений беломорского типа (<2,9 млрд.лет).

Использование амфибол-плагиоклазового, амфибол-биотито-вого, гранат-биотитового (Перчук, 1976), двуполевошпатового ( stormer , 1975), гранат-глинопироксенового (Dahl , 1980) геотермометров показало, что преобразование гранулитовых и формирование диафторических парагенезисов проходило при температурах 590-690° в условиях аыфиболитовой и 490-555° - эпидот-амфиболитовой фаций. Определение режима давлений при диафторических преобразованиях затруднено в связи с отсутствием достаточно надежных геобарометров соответствующих данных метаморфическим и метасоыагическим парагенезисам. Присутствие граната в ассоциации с моноклинным пироксеном и -плагиоклазом, т.е. возникновение эклогитоподобных парагенезисов свидетельствует о повышенных давлениях при диафторезе. Полученные величины давлений (Э.кбар) по геобарометрам-геотермометрам (Ghent , 1976; Dahl , 1980; Perkins - newton . 1981) ДЛЯ кианит-гранат-биотитовых гнейсов и эклогитоподобных пород, вероятно, занижены.

Основными типами процессов при диафторезе гранулитовых пород являются как изохимическая перекристаллизация, так и метаморфическая перекристаллизация в сочетании с выносоммЁ, к и Ca -метасоматоз. Прежде всего, очевидно, что диафторез гранулитов связан с повторным верхнеархсйским циклом метаморфизма, и вызван внедрением потоков водных флюидов, в условиях более низких температур и более высоких давлений,чем в раннем цикле. Кроме привноса воды и даафторической гидра-

тации, действие флюидов сопровождалось обычно привносом щелочей (чаще всего Ка ), иногда кремнезема и некоторой дебазифи-кацией гранулитов (частичный вынос и повышение железистос-ти пород). Иногда фиксируется некоторый привнес летучих ССО^ , зо^ , С1 - карбонатизация, скаполитизация). На этом общем фоне, в зависимости от колебаний общего состава пород и их равновесности или неравноьесности с флюидом, возможны иные типы растворения и переотложения компонентов'(перемещение са, А1 , Ге и др.).Нередко наблюдается выделение эю,, (кварца) в ходе изохимических диафторических реакций, без привносаэк^. Среди основных типов преобразований гралулитовых пород следует выделить вынос Мг . Данное явление либо определяет процесс, либо часто сопутствует метаморфической перекристаллиза-

тт тт тт тт тт тт тт ции причг.оржроватш:Грх-ц+Пл , Гр +Рог -ЧПл^; Грхх+Би ..,

Рог^^) +Пл , Рог11+Би11+Плх1 (в метагабброидах), Гр111-*

наложенных парагенезисов этапа диафтореза в условиях как амфиболитовой, так и.эпвдот-амфиболитовой йаций. Отсутствие выноса Ша отмечается при формировании Рог ^+Ант, Би^+Пл11, Бг^Шг^+Ми, Эп+Рог^Пл11, Рог11(к"з)+Пл11:,

ТТ ТТ ТТ

Рог +Би +Пл +Кв парагенезисов при изохимичеокой и близкой к ней перекристаллизации и К-метасоматоза. При образовании

парагенезисов ведущая роль принадлежит са -метасоматозу и метаморфической перекристаллизации, в меньшей мере проявлен вынос . Процессы образования куммингтонита широко развиты при диафторических преобразованиях гранулитовых пород одновременно со всеми типами диафтореза в условиях амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций высоких давлений беломорского типа.

Метаморфическая перекристаллизация пород проявляется в различной степени интенсивности во всех выделенных типах изменений, что свидетельствует о тесной связи метаморфических и метасоматичоских процессов на этапе диафтореза как в условиях амфиболитовой, так и эпидот-амфиболитовой фаций. В общем диафторические преобразования осуществляются под воздей~ ствием глубяншх флюидов (+н20 , 3102, Ка20) с привносом (¿) летучих ( С02 .эо^ , С1 ) компонентов.

Все ишсанные процессы связаны с региональным преобразованием пород гранулитового кошлекса (Володичев, 1987) в пределах Беломорской подвижной области, формирование которой началось в верхнем архее (2,7-2,8 млрд.лет) на границе двух

- 22 -

крупных структур - Кольской и Карельской в условиях сжатия и высокобарического метаморфизма кианитового типа, который на территории восточной части Балтийского щита проявлен только в беломорском комплексе. Этот тип метаморфизма характеризуется высокими (12-8 кбар) давлениями и умеренными температурами (700-500°). и рассматривается (Володичев, 1987) как вероятный среднатемпературный аналог жадеит-глаукофанового типа метаморфизма ( uiyashiro , 1961), отличаясь от последнего несколько повышенным значением геотермического градиента. Подобный режим метаморфизма с последовательным уменьшением температуры и давления проявлялся дисретно в течение трех периодов (2,8-2,7, 2,5-2,4, 1,9-1,8 млрд.лет - Володичев, 1975, 1987; Горохов и др., 1981). Условия метаморфизма имели регрессивную направленность, снижаясь от кианит-ортоклазовой субфации кианитовой фации в первом периоде до кианит-микроклиновой во втором и кианит-мусковитовой фации в третьем. Граница кианитовой и кианит-мусковитовой фаций соответствует Т=600-590° и Р=10-9 кбар по О.Й.Володачеву (1987). Метаморфизм, каждой из фаций сопровождался мигматизацией. Метаморфизм кианит-мусковитовой фации создает условия, благоприятные для формирования пегматитов мусковитовой формации, получивших наибольшее развитие в интервале 1,8-1,9 млрд.лет.

Таким образом, этап диафтореза в гранулитовом комплексе Северной-Карелии отражает интенсивное проявление в Западном Беломорье шсокобарического метаморфизма кианитовой (амфиболитовой) и кианит-мусковитовой (эпидот-амфиболитовой) фаций. Диафторез включает метаморфические и метасоматические преобразования гранулитовых пород, стабилизацию новообразованных -парагенезисов и их дальнейшие, изменения. Данные■цроцессы преимущественно и определяют современный вещественный состав бе-' ломорских образований. Исследования показали, что диафторез гранулитов Северной Карелии связан-с поступлением флюидов глубинного ювенильного происхождения.

ГЛАВА 6. МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ГРАНУЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ

Гранулитовый комплекс Северной Карелии претерпел два этапа метаморфической эволюции.

Выделяется наиболее ранний гранулитовый этап с температурами 750-870° в режиме умеренных или пониженных давлений.

Формирование гранулитовых парагенезисов супращ)устальных, магматических, ультраметагенных пород, вероятно, осуществлялось в условиях двупироксен-роговообманковой субфации грану-литовой фации. Равновесия гиперстена, биотита, ортоклаза в парагенезисах чарнокитоидов отвечают по схеме С.П.Кориковско-го (1979) условиям биотит-гиперстен-ортоклазовои субфации.

Гранулитошй этап в метаморфической эволюции комплекса сменяется этапом диафтореза. Осуществляются - преобразования гранулитовых пород, проявленные повсеместно и интенсивно при наложенных метаморфических (включая изохимические) и метасо-матических (вынос и^ - сдвиг изменений в сторону более железистых составов, са и к . - метасоматоз) процессах; стабилизация новообразованных парагенезисов и их дальнейшие изменения. Диафторические процессы связаны с воздействием глубинных флюидов. Режим температур при диафторических преобразованиях соответствовал условиям амфиболитовой (590-690°) ж эпиДот-амфи-болитовой (490-555°) фаций метаморфизма и давлениям 12-8 кбар. По схеме фаций и субфаций С.П.Кориковского (1979) условия диафтореза гранулитового комплекса отвечают кианит-биотит-мус-ковитовой и "амфиболитовой части" кианит-биотит-ортоклазовой (или кианнт-ортоклазовой - Р>9-10 кбар) фаций. "

На схеме фаций, субфаций и фациалышх серий по В.А.Гле-бовицкому (1973), метаморфизм гранулитового этапа соответствует нерасчлененным фациальным сериям Ад-АБ-Б^. Условия метаморфических преобразований гранулитовых парагенезисов, происходящих при высокобарическом (беломорском) типе метаморфиз- -ма соответствовали фациальной серии В.

Район озер Нотозеро-Ковдозеро можно рассматривать в качестве реперного для изучения метаморфической эволйцйи образований беломорского комплекса.

Всё'геологические и петрологические данные свидетельствуют о том, что в беломорском комплексе гранулитошй метаморфизм предшествовал шсохсобарическому метаморфизму кианитово-го типа с возрастом 2,790+120 млн.лет (согоИюу et а1 ,1973), онределенныгл нь-Зг методом. Очевидно, рашшй гранулитошй этап метаморфической эволюции беломорского комплекса соответствовал саамию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные вывода диссертации сводятся к следующему:

1. Установлена двухэхапная метаморфическая эволюция грану литов ого комплекса Северной Карелии. Выделяется - ранний гранулитовый этап (нижний архей) и наложенный этап.диафтореза-(<2,9 млрд.лет), соответствующий условиям метаморфизма амфи-болитовой и эпидот-амфиболитовой фаций.

2. Метаморфизм раннего этапа, соответствующий двупирок-сен-роговообманковой субфации гранулитовой фации, осуществляется при температурах 750-870° в режиме умеренных или пониженных давлений (нерасчлененные фациальные серии Ад - АБ -

по схеме В.А.Глебовицхого, 1973).

3. На ранних стадиях гранулитового этапа формируются двупироксен-плагиоклазовые^кварц, двупироксен-амфибол-плагио-клазовые,. двушроксен-оливиновые и двупироксеновые парагеие-зисы супракрусталышх гранулитов основного, среднего, кислого составов, ультрабазитов-основных ультрабазитов, пород магматической серии габброиды - гатарстеновые диориты-тоналиты.

• 4. С развитием процессов региональной мигматизации и гранитизации на заключительной стадии гранулитового этапа образуются ультраметагенные и интрузивные эндербиты и чарноки-тоиды. Формированием последних завершается гранулитовый-этап.

5'. Привнос натрия и вода при мигматизации и повышение потенциала щелочей в гранулитовой фации способствуют частичной ам£иболизащш пироксенов в гранулитовых парагенезисах и образованию обогащенных ш роговых-обманок. Расчеты показывают, что для амфиболизации основных гранулитов с плагиоклазом, содержащим более 50$Ак , необходим привнос натрия и воды, для средних и кислых (Пл <50$ Ан) - достаточно участия только водного фдаэида.

6. Установлено, что с митматизацией связаны процессы незначительной локальной базификации и силификации в контактах основных гранулитов и жил эндербитов, и в ультрабазитах.

7. На втором этапе осуществляется диафторез гранулитовых образований в условиях амфиболитовой (590-690°). и эпи-дот-амфиболитовой (490-555°) фаций высоких (12-8 кбар) давлений беломорского типа. Условия диафтореза отвечают по схеме С.Е.Кориковского киаяит-биотит-мусковитовой и "амфиболитовой" части кианиг-биотит-ортоклазовой фации, фациальной

- 25 -

серии В по схеме В.А.Глебовицкого.

8. Диафторические реакции амфиболизации (образование умеренно титанистых рогошх обманок, куи-шнгтонига), биотитнза-щи, гранатизащта, эгшдотизации, изменения составов биотитов, моноклинных пироксенов, полевых шпатов приводят к преобразованию пород гранулитовой фации в амфиболиты и гнейсы беломорского облика. Диафторез осуществляется псд воздействием глубинных флюидов.

9. Основные типы диафгорических процессов представляют собой либо изохимичоскую перекристаллизацию, либо сочетание мйтаморфичеокой перекристаллизации с метасоматическим привно-&ш ( К, Ca) или выносом (Mg) ряда компонентов.

По теме диссертаций" опубликованы следующие работы:

1. Король Н.Е., Золодичев' О.И., Семенов A.C. К геологии района восточной части оз.Нотозера.// Одеративно-информацион-ше материалы за 1977 год (геология ж петрография) .-Петрозаводск, 1978.- С.38-42. ,

2. Король U.E. Гранулиты и эвдербиты района оз.Керчуг. // Вопросы геологии и петрология" докембрийских комплексов Карелии: Оперативно-ийформацконкые материаты.-Петрозаводск, 1979. - С.17-26.

3. Король Е.Е., Голованова Д.С., Коншин В.А., Семенов A.C. К геологии северного берега оз.Нотозера.// Геология и полезные ископаемые Карелии: Оперативно-информационные материалы. -Петрозаводск, 1981. - С.3-7.

4. Король Н.Е., Володичев О.Л. Гранулит-эндербит-чарно-i-ситовый комплекс Западного Беломорья.// Региональный метаморфизм и метаморфогенное рудообразование: Тезисы докладов 1У Межведомственного совещания по проблеме метаморфогенного ру-дообразования и У Всесоюзного симпозиума по метаморфизму. -Винница, 1982, - С.231.

5. Король Н.Е. Чарнокитоида Пашкнской интрузии.// Результаты изучения геология докембрия и внедрение их в народное хозяйство: 0лераи1вно*1шформационные материалы. - Петрозаводск, 1982. - С.9-14.

6. Король Н.Е., Володачев О.И., Коншин В.А., Семенов A.C. Q соотношении проявлений метаморфизма гранулитовой фации и фации киаштовых гнейсов в районе оз.Беличьего и губы Тупой оз. Ковдозера (Северная Карелия).// Геология и стратиграфия до-

кембрийских образований Карелии. - Петрозаводск, 1982. - С.З-7.

7. Король Н.Е. Чарнокитоида Паншшской интрузии и их метаморфические преобразования. // Петрология глубокометаморфи-зованных комплексов Карелии. - Петрозаводск, 1983, - С.84-92.

8. Король Н.Е., Володичев О.й. Геология и метаморфизм пород гранулитовой фации беломорского комплекса. // Петрология глубокомегаыорфизованных комплексов Карелии. - Петрозаводск, 1983. - С.5-26.

9. Король Н.Е., Володичев О.И., Коншин В.Л. Ноше данные о породах гранулитовой фации Беломорского и Вокнаволокс-кого блоков. // Геология, магматизм: Оперативно-информационные материалы за 1983 год. - Петрозаводск, 1984. - С.30-32.

10. Король Н.Е. Метаморфическая эволюция гранулитового комплекса Северной Карелии. // Магматизм, метаморфизм и геохронология докембрия Восточно-Европейской платформы в связи с крупномасштабным картированием: Тезисы докладов 1У Регионального петрографического совещания по Европейской части СССР. - Петрозаводск, 1987. - С.138-139.

11. Король Б.Е., Володичев О.И. Минералы пород гранулитовой фации Северной Карелии. // Минералогия докембрия Каре-' лии. - Петрозаводск, 1988. - С.92-110,