Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метаморфические породы Ганальского хребта, Камчатка

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Метаморфические породы Ганальского хребта, Камчатка"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕШЩЙ УНИВЕРСИТЕТ ямвия М.В.ЛОШНОСОВА,

ПШОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Б ОД

КАФЕДРА ПЕТРМОШИ

На правах рукопися УДК 552,1:550.59

ХА1УН АЖВД МОХАМЕД

«ешоиические ПОРОДЫ габальского хребта, ию

Спзцяалыгость: 04.00.08 - петрография, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертация /га сояскшше ученой степени кандидата гаолого-оеноралогических наук

Москва, 1994

Работа выполнена аа кафедра петрологии геологического факультета МГУ т. 15.Б,Ломоносова.

Научные руководителя: акадеияк РАН А.А.Царакуаев;

доктор геолого-ияяералогических иаук» доцент Б.И.Фольдман.

Официальные оппоненты: доктор геолого-шшврвлогичеокнх иаук

О.М.Роаеа (Институт Литосферы РАН); кандидат геолого-цввералогкчвскях наук Т.В.Горя ШЭД РАН).

Ведущее предприятие: ИГШ РАН

Защята диссертация состоится 21 октября 1994 г. в 14.30 часов на заседаний учоаого совета К.053.05.08 со петрография, геохимия г геохяшгческяы методам поисков иаото-роздеялй полазпнх нскопаеыш; Геологического факультета Иооео&-ского Гооударотаенного университета в аудитора« 629 Адрес: 119899, Москва, Воробьева гори, ШУ, Геологический факультет.

С диссертацией моено озиакошгться в бя&шотеко Геологического факультета ШУ (сектор "А*, 6 атаж).

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного ученого оовага, сгаршай ваучинй сотрудник

А.П.Баталова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Мэтачорфггческйв породы Камчатки прядста&швт собой очень ашшЗ элеионт ей геологического строе&кя, слагая нрястадлд-вский фундамент полуострова. Однако из-гчогпость мотеморфгтоо-йх пород, несмотря яа больное колячеетво опубликованных по той тематике работ, оставляет яараизшшмя многие Еопросы ах сологян, петрографии, петрохишш и т.п. Одним из наиболее нл-вресякх участков разнится ызгеморфаческях пород прэдставлявт-я Ганальский блок на ста Камчатки. Здесь обнаяалтся породы о вглнм высоким па полуострове уровнем метаморфизма, йнторпрэта-зш условгй их образования вклпчает диаметрально противополоя-иэ прадстгавленпя, однако слабо подкрепляется фактическими далями.

Палью работа является: I) изучение особенностей состава шлералов, как источников иифориаони об условиях ах формировании 2) определение природа доматеморфичвского субстрата а гзо-юго-тептонячаскях условий его накопления.

Для этого необходимо выполнить сладущпа конкрэтяыа зада-;я; I) провести ыикрозондовоэ исследование минералов; 2) рас-гатать Р-Т условия их кристаллизация; 3) собрать и обработать ашичостсив анализа горных пород; 4) подобрать методики обработки химических анализов для разделения пород на орто- я пара-•зтачорфяты, для выявления условий их накопления.

Фактический материал:, полевые работы по теме диссертация автором не проводились. Материал дая исследований был получен )т ведущего геолога Косыоаэрогеологгчаской экспедиция В 3 к. \-м.н. В.М.Кастрнкиной. Било изучено около 500 прозрачных п 30 мякрозоддовкх иляфов. Кроме того, от В.М.Кастршсяяой были юлучспи ыякрозондовнз анализы, выполненные в ИГЕМ РАН, я сгг-шсатнне анализ« горных пород, проведанные во ВНИИСТРСй'э (г.Красково). Собственные.электронно-микроскопические я мякро-зоядовне исследования выполнялись яа РЭМ Камская о анализатором Липка- AN - 10000 в лаборатории кафедры петрология МГУ. Был кша собран и обработан весь доступный автору материал пра-вдцущих исследований.

Научная новизна. В результате проведенных исследований: I) впорвыа широко изучена зональность породообразующих мяле-

ралов - плагиоклаза, амфибола, граната и биотита, -ив грану-литовом комплексе, я в ганальской серял; 2) выделено три егаш регионального метаморфизма в породах гранулитового комплекса я ганальской серии; охарактеризовала их Р-Т параметры и дана попытка их геологической интерпретация; 3) петрохимяческое язуче ние пород позволило разделить их на первично магматические (оо аовного состава) и первично осадочные (кислого состава).

Объем работы. Диссертация состоят из введения, вести глаг и заключения. Объем 135 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 10 таблиц. Список литературы вклвчает 48 ваше нованяй.

Работа выполнена в I9ЭО-1994 г. на кафодре петрология reo логического факультета МГУ под руководством академика РАН A.A. Маракушева и д.г.-м.н. В.И.Фельдмана, которым автор от души благодарен за постоянную помощь в проведения исследований.

Автор искренне признателен инженеру Е.Б.Гусевой эа помощь в выполнении работ на микроскопе Камскан,

Защищаемые положения: >

1. Установлено зональное строение породообразувдих минералов - плагиоклаза, амфибола, граната, биотита, - и в граяу-лиговом комплексе, и в ганальской серии. В первом случае можно говорить о трёх этапах разнопараметрического регионального метаморфизма; во втором - о двух этапах,

2. Параметры метаморфизма первого (наиболее раннего атала оценены в пределах 730-850°С и не нике 7,8 - 8,4 кбар; он проя вился лишь в гранулятовом комплексе. Второй этап (Т » 730-800° в Р = 6,8-7,3 кбар) является ретроградным для пород гранулитового комплекса я наиболее ранним, прогрессивным в ганальской с рни. Третий этап (Г - 530-560°С, Р «• 4.,8 - 5,0 кбар) - регрессивный в обоих случаях и, вероятно, отвечает по временя в пара метрам метаморфизму стеновой серии, перекрывагщей оба изучении комплекса.

3. Петрохимяческое изучение пород впервые позволило разде лить их на первично магматические (основного состава) в первач но осадочные (главным образом кислого состава). Исходные породы по условиям образования отвечает ранним этапам формирования подвижных зов я формировались в условиях гушшдаого климата.

СОДЕЕЯШЕ РАБОТЫ

Глава I. История изучения метаморфических пород гаяальо-кого хребта»

Изучение метаморфических пород Ганальского хребта неодно-ратЕО проводилось многими исследователями: К.И. Богдановичем 1899), К.Дитмаром (1901), А.Н.Криттофовичем (1932), Д.С.Харкв-ячем (1940), Б.Ф.Дьяховда (1955), В.П.Мокроусовым (1961), М.М. абедевым (1962); (1967), И.А.Сидорчуком и Л.Л.Германом (1968), .А.Маракушевым, И.А.Тарарияым, М.А.Мишшым (197Г), Г.С.Гяи-иденко (1972), О.М.Розаном и М.С.Марковым (1973), В.К.7тнаси-ом н его соавторами (1975), Л.Л.Герианом (1973), (1975), Л.Л. 'ерыаном я др. (1976), И.А.Тарарияым (Г977); (1979), Л.Л.Гер-аном (IS78),Herman et aL. (1978), Ханчуком (Г978), В.И. ульдинером я др. (1979), М.А.Мишкиным (1981), В.И.Шульдинером 1982), Л.Л.Германом (1984), А.Б.Львовым с соавторами (1985, 990), Ю.М.Пуэаниковым с соавторами (1990), А.В.Рихтером (1991), .И.Виноградовым с соавторами (1991).

Из опубликованных работ, касавшихся тех или иных аспектов зучения метаморфических пород Ганальского хребта, хорошо вид-о, что несмотря на длительную историю исследования большинство роблем далеки от окончательного решения. С точки арзния задач аяной работы среди них следует звдвллть две: I) особенности остова и зональности породообразующих минералов гранулятов я ород ганальской серии, как способ выявления РТ условий я исто-ии их метаморфизма, проливающих сват на развитие гоологичее-их событий в этом регионе; 2) петро- и геохимические особвн-эсти этих пород, как средство реконструкции их дометвморфичес-ого облика.

Глава. П. Геологическая позиция метаморфических пород ганальского выступа.

Гапальскпй выступ расположен в гаяой частя полуострова амчагка на левом водоразделе р.Бнстрая, отделяющем её бассейн г рек и речек, непосредственно впадающих в Тихий океан - Пе-эвозной, Авачи, Стеновой и др. В геологическом отношении он влябтся выступом домезозойского фундамента Камчатки (Очерки..., 387).

В структурном смысле Ганальский выступ представляет со-зй горст-антиклинорий, вытянутый в северо-западном направле-

шш и отделенный кругами разрывами от окружааджх толщ верхе мелового и кайнозойского возраста.

Внутреннее строение Ганальского горст-антшшшоряя является сложным и в нем прежде всего выделяются 2 блока перо го порядка; северный и ианый (Очерки..., 1387). Оба блока р долены зоной сглятяя, раосланцеваняя и шщонитязация пород, погружающейся на D3 под углами 40-50° в являющейся следстаа надвагашш юзкяого блока на северный (Очерки..., IB87).

Б настоящее врамя в опубликованной литературе в предал Ганальского шстула охшсаяы три комплекса стратЕфяцдрувдяхс образоваяяй и связанных с шта магматических п иных пород г нулитовый комплекс (наиболее древний), гашзльская серая, ct новая серая (наиболее молодая).

Гранулятовый комплекс. Наиболее интересное для изучеш: поло этих пород, находится к КЗ от Ерчекского массива а ящ Воеводской антиклинали. Набольшие площадк развития пород кс плвкоа Езвеспш к ГО от Ррчякского наесива и с веде soеясш та оредп его габбро-яоригов. Лреобладапцяшг породами здесь ляются биогят-rmiepcтеновые я бяотит-кордиерят-граяат-гипо] отсновые гнейсы и плагиогнайсы, пареслаиващиеся с амфябал-плагвоклазовымя (нередко с клянооироксеном в/или гранатом) сланцами (ам^иболятаыи).

Ганальская серия. Метаморфические порода ганальской с< роя развита в южном блоке Ганальского выступа. В яях smposi проявлено многократное наложение процессов метаморфизма о j лячяыми параметра««. Слоистость в крясталлязациояная слаяц/ тооть в породах обычно совпадают.

В Ганальской серии аа$аболяты раалячяого состава река преобладают над плагяогнеЯсами (табд.1).

В целом гаяальская серая хорошо отлетается от граауля coro комплекса по ассоциация пород, степени метаморфизма, : рактеру магматпескях образований, связаяша с этяля кошл сама в пространственном в временном отношении.

Стеновая оерля. Порода стеновой серее развиты в север еш блоке Ганальского выступа, отделенного от южного разло 130s1. Разрез стеновой серии слобэя глаанш образом сдабоыет трфзвоваянщя вудханогешшмн породами, среди которых стыв £Ш такЕо фаллвты, киакитоше кварциты, глаукофанязяроЕаша

Таблица I

Сравнительная распространенность разных типов пород s гаяальской серая ш гранудятовои комплекса.

1 ! ! 1 \ ыетапелята ! ! мотасшшцатп

Нагши толща (860 м) Срэдпяя толпа (515 ы) Верхняя толща (930 м) 93 % 68 % 33 % 6,3 % 31 % 16 $ 0,7 % 1,0 % . Г.О %

Галальская сарая в цэло?л 2300 и) 83 % 16 % 0,9 %

ГраяуллтопнЯ кошлояо 300 и) 25 % 66 % 8,2 %

стялытясмзлаясодергшдпв сланцы.

Первоначальные представления о возрасте матаморфячооктс порол Ганальского шсгупа форшровалясь на основе сопоставления стапоия метаморфизма различных комплексов. Позднее бнло шдвкпуто представление о молодом возраста метаморфизма (Лебедев, Ш2, Г967).

В данной работа возрасты метаморфических образовать Ганальского хребта приняты па основания геологических н гоохро-пологячаекпх данных других'исследователей:

стеновая серия - верхний протерозой - шшшй палеозоЯ;

гадальская серия - шшшй протерозой;

трапулптовкЯ комплекс - архей.

Глава Ш. Петрографическая характеристика порог;

граяулятового комплекса. В грацулпговом комплексе преобладают породи квелого состава н гллнозеиястие сланцы. Эти порода кегшталл слоапыЗ'мэ-тшлорЗжш, па uns наложены процессы грапятазагща разной интенсивности. В данной глава приводится петрографическая характо-

.ристика только хороао сохранявшихся пород регионального метаморфизма.

Преобладающими в разрезе являются гнейсы и плагиогнейоц о биотитом, гиперстеном, гранатом и кордиеритом в качестве цветных минералов. При этом постоянно присутствующими главными породообразующими минералами являются кварц1 плагиоклаз и биотит; щелочной полевой плат, гранат, гиперстен а корциернт иногда также являются главными. Из акцессорных минералов обычш сфен, рудный минерал, циркон, апатит, иногда рутил.

Биотит-гранатовые и биотнтоше гнейсы и плагиогнейсн макроскопически представляются породами массивными или неясново-лосчаттш. Типична порфяробластовая структура о более крушш-ш выделениями граната (до 4-6 од в диаметре). Биотит окрааен в красно-коричневый цвет с характоряыг.5 плеохроизмом. Его количество колеблется от 10-20 % до 35-40 создавая тем сауна постепенные переходы к сланцам.

Переход от биотвтовых & блотит-граяатовых гнейсов к <Зио-тит-гяперстеновым, баотит-гралат-итврстеновыы, баотит-гранат-кордаеритовын и биотиг-гранат-кордаерят-пшерстеновыы гнейсам и плагиогнейсам происходят при появлении в составе порода в заметных количествах кордиерига и гипорстена.

Глиноземистые сланцы отличаются от гнейсов более высоким цветным числом, достигала™ 60-70, а иногда в более; кроме того, уменьшается количество кварца и щелочного полевого шпата. Поэтому макроскопически породы приобретают более темную окраску. Повышенное содержание цветных шшералов, оообенно биотита, приводит к проявлению сланцеватости на фоке сохранения тонкополосчатой текстуры. гнейсы

Особняком располагаются сланцы, плагкогнайсыу&сновного состава. Это породы лишенные шсокоглиноземистьк минералов (кордиерита, граната) с пониженным содержанием биотита. Главными породообразуидимя минералами являются плагиоклаз, роговая обманка, ромбический £ моноклинный цироксены, кварц и щелочной солевой шпат (в гнейсах). Плагиоклаз, в втнх породах более оо-яовной, чем в кислых породах. Из акцессорных минералов обычны апатит, циркон, ыагяетят.

Преобладажщима разностями пород здесь являются амфибол-шгагнохлазовыв сланцы а шроксен-адафибав-плагиоклазоше сланцы, а затем их кварцсодерхздяе аналоги - гнейсы и плагиогней-

сы, иногда кварцито-гнейсн. Макроскопически это темноокраиен-1ше средне-зернистые породы массивной, гнейсоввдной, реже лин-зовядао-полосчатой текстуры.

Химический состав минералов гнейсов и сланцев гранулито-вого комплекса отличается двумя главными особенностями. Это, презде всего, сравнительное постоянство составов зерен каждого минерала с типичными для высокотемпературных и высокобаря-ческях комплексов характеристиками. Вторая особенность, наличие зонального строения, выявляющееся при рассмотрении мияро-вовдовых анализов.

Плагиоклаз в кислых породах представлен олягоклазом, pose андезином, в основных андезином - Лабрадором. Его зональность хорошо видна на фотографиях, выполненных параллельно о микрозондовымя определениями состава. В породах основного состава плагиоклаз также зонален и существенно более кальциевый. Колебания состава превышавт 10-15 % анортита.

Гранат имеет существенно альмавдинорнЯ состав (фиг. I). Жалезистость преобладающей массы зерен лежит в пределах 0,7^ 0,83. Резкое повышение жэлезистости (до 0,91) характерно для внешних частей зональных зерен. Маргшщовистость граната колеблется слабо, содержание МпО иногда превышает 10 масс. %.

Биотит также характеризуется слабым изменением состава (фиг. 2). Он тяготеет к глиноземистому истонят-сидерофнллято-вому ряду и имеет среднюю железистооть, редко выходящую за пределы. 0,52-0,61. Очень важной особенностью биотита является высокое содержание двуокиси титана, превышающее 3,5-3,6 %, Это указывает на высокяв температуры метаморфизма.

Кордиерит по составу также отвечает условиям высокого метаморфизма. Его железистооть лежат в пределах 0,43-0,56. В процесса выполнении данной работы получить доказательства существования зональных кордиеритов по удалось.

Клянопяроксан относится к даопсядовому типу: его каль-циевость лежит в пределах.0,45-0,47, а гелезистоеть 0,34-0,43. При этом не удается выявить зональное.строение.

Ромбопироксен также на обнаруживает зонального строения. Его жалезистость (0,61-0,64) соответствует феррогиперстену, лишь иногда (0,45) гиперстену. Прй этом феррогяперстен характерен для сланцев я гнейсов кислого состава.

Амфиболы относятся главным образом к обыкновенным poro-

СаО

МпО

Фаг Л. Состава граната вз пород грану литово го комплекса (•) в генальскоа соряа Стрелкоа показано из-ШВ9Ш4 состава гранатов от ядра к краю зерна.

-н-

А1

Фиг.2.

Составы Оио-титов из пород грану лотового комплекса (•) и ганальской серии (+) в координатах А1 - % -7ег* (ф.е.).

вым обманкам (фиг. 3)» Отдельные анализы о резко пошш>няыи содержанием AXjOg (1,55-1,57) принадлежат тремолдт-актиноля-товым амфиболам, Еедазиотость амфибола редко выходит за предела 0,46-0,55. Высокие содержание двуокиси титана (1,5-3,5/5) говорят о высоких температурах кристаллизация роговой обманки.

При нанесения составов минералов кислых пород гранулято-ього комплекса на диаграмму в координатах A^Og - MgO - FeO (фиг. 4) отчетливо выявляются главные парагенезиса атах пород: биотит - гранат - корцаерат, биотит - гранат - гшерстаа, биотит - корциерят - гиперстен. Благодаря зональности, проелesaк-ной при шкрозодцовад изучении в гранатах с отчасти биотитах, модно видеть, что породи испытала двухзташшй мзтаморфаза. Пра BTovi на позднем зтапе гранат становЕлся более гелезветш, тогда как биотит более магнезиальным.

В целом se петрографическое изучение пород с шшрозондо-вый анализ минералов гранулитового комплекса позволяют говорить о том, что порода комплекса испытали по крайней мере двухкратный, a mosot быть и трехкратный мегашрфизы. Лишь в сравнительно редких случаях налоаашше ретроградные процессы метаморфизма приводят к появлению новых минералов частично з&чзщавдях характерные дал высокотемпературных гранулитов фазы. При втоа гранат и гиперстен зетцавтея биотитом, а гиперстан такае роговой обманкой. К низкотемпературным изменениям относится также образование по гипврстену хлорита с иагнатитоы ели кварцем. Детально эти минералы не изучены, но в нлх отчетливо вздедяотса два последовательно развивающиеся группы, икегсдае раграссивщШ характер.

Глава ЕЗГ. Петрографическая характеристика пород ганалыжой серии.

Среда пород ганадьской серии резко преобладают иетабазиты. Различные ыегабазигы составляют в целом в ганальской серии около 83 %. ЫатапедЕТы развиты иного изаьша - ш примерло 16 %. К оовсам скроануа роль играют ыетасалицеты (кварциты ш кваргщ-то-гнейсы) - i« всего около 0,9

Преобладающие в разрезе ганальск, а сараи ыатабазита представлены, главным образом, слаыцаая: амфабол-плагаоклазовыца н клинопяроксан-аАзфабол-плагаоклазовымй; во всех разновидностях пород в качестве главного породообраь оцагс минерала иохвт

Фяг.З. Амфиболы грану лотового комплекса (•) и ганальской 'серии (+•). Основа диаграмма по Л.Л.Перчуку и И.Д.РяСчикову, 1976. Мияалы амфиболов на диаграмме: Акт - актинолит, Тр - тремолит, Чрм - чормакит, Эд - аденит, Прг - паргасит, Рихт - рнхтерит, Катаф - катафорит. Эк - зкерманит, Арф - арфвейсо-нит, Риб - рибекит, Глкф - глаукофан.

- и -

ваг. 4.

Парагенезис кислых пород гранудатового кшашссо. Доя граната а саотита отдельно показаны состава центральных (в) с краэшх (+) зон кристаллов.

присутствовать гранат.

Слангш разнообразны по структуре и текотуре. Это темяо-ократенкыа средне- или крупнозернистые пассивные либо полосчатые порода, нередко гяейооввдные яля сланцеватые. Сланцеватая текстура характеризует анхшономянеральяне амфяболовыэ сланцы, а переход чороз гяейсовидяые я полосчатые текстуры к массивным отвечает увеличению количественной роля плагиоклаза.

Структура пород гранойлаотовая, определяется сочетанием язоивтрячннх, pese слабо вытянутых зерен роговой обманки я плагиоклаза. В разных пропорциях к яеы добавляются кварц, гранат, клняопяроксан, биотит.

Увеличение количества кварца (до- 20-30 %) приводят к переходу сланцев в плагногнеЛсы, которые отличаются более светлой окраской л полосчатой текстурой. Цветные шшерады в них представлены роговой обианкой, реже юшнопнроксаном.

Метапелиты представлены пла^погнеЁсами и очень редко гнейсами. Это розовато-серне, бурые гнейсоводяне породы. Для них • характерна срэдяезарнистая структура. Текстура нередко лппзо-вадно-полосчатая с ■'неравномерным распределением кварц-полово-йпатовшс а бштитсодеркавдпс участков. 'Преобладающими главными ылпэралаая явлййтся кварц а иголка плагиоклаз.

В более гллноземястнх разностях плагяогнейсов яабдвдабт-ся кордперят (до-10-12 %), грана* СдО'Г-2 %), язрадко ставролит, аадалузкт, сгоишмангг „ Нередко пдагяогнейсн переходят в • кварцито-гнейсн (за счет'обогащения кварцем) или наоборот в сланцы (благодаря уменьшению количества кварца до нуля).

Матаегошпити ■ дабявдаютоя- п разрезе гаяальской серди в очень небольших количествам. Это светлые серыз с буроватии я розоватым оттаянагш масслвдыэ, часто полосчата порода, сложенные рлавннм образом кварцем с примосью полевого шата (до 5-10 %) и цветных минералов - граната^, амфибола, биотита,_ муо-поката, ставролита я-магнетита.

Химический состав главных породообразующих минералов швот три особенности: I) как правило-хорошо выдержанный состав; 2) зональное строение; 3) характерные отличия от аналогичных минералов граяуллтового комплекса.

Плагиоклаз в метапеллтах представлен основным олягоклазом, в метабазитах андезином и Лабрадором. В последнем случае отме-

чается прямая зональность о колебаниями кальциевой составляющей от 52 % в центре до 43-39 % на крае.

Гранат существенно альмандааовый - его желвзистоогь составляет 0,92-0,98. Нинерал всегда зонален; в отлячаа от гранатов пород гранулитового комплекса она представляется не в колебаниях доля железа и магния, а по содержания СаО и №0. От ядра к краю зерен содержание СаО падает от 11,79 до 6,98 %% а ЫпО о 18,13 до 3,17 %.

Биотит отличается слабой изменчивостью состава. Его состав близок к истонит-сидерофилляговому ряду, а «елезистость лежит в пределах 0,63-0,72. Содержание титана довольно низкое (1,91-2,86 % Т№^>). Таким образом от биотитов кз пород гранулитового комплекса темная слюда в метапелитах ганальской сорви отличается повышенной глиноземиотоотью, значительно меньшей титанистоегью я более высокой аалезистостью.

Амфиболы в сланцах и плагиогиайсах ганальской серая представлены обыкновенной роговой обманкой средней £ повышенной «алезистости (0,45-0,68),'Следует подчеркнуть невысокое содер-аавие титана (Т¡О^ » 0,45-0,78 ¡6).Таким образом, от аналогичных минералов из пород гранулитового комплекса амфибол отля-чается повышенной гелезистостью в пониженной титанястоотью.

Сравнение одинаковых минералов гранулитового комплекса а ганальской серии обнаруживает закономерные их отличия - повышенна железистоети, сникеяяв титаЕвстости в цветных минералах - свидетельствующие о формировании ганальских сланцев я гнейсов при более низках температурах. Зональность минералов в минералах пород ганальской серив указывает на двухэтапный метаморфизм.

Новообразованные парагенезиса включают сине-зеленую до бесцветной роговую обманку, тремолит (по пироксену), морит (по гранату), мусковит (по биотиту) в др. Эти изложенные метаморфические процессы являются ретроградными в параллелизм-ются (во времени) с метаморфизмом перекривапцей стеновой серок, отвечающим эпидот-амфибодятовой фация [ Герман, 19783.

Глава У. Условия метаморфизма пород ганальской сепии я гранулитового комплекса.

Реконструкция параметров метаморфизма древних комплексов всегда является слоадой задачей и породы Ганальского блока не

являются исключением в 8том смысле. Выполненные предыдущим последователя?«! оценки температур я давления преобразования рассматриваемых пород-основывались, главным образом, на ана-яязо парагенозисов минералов, поскольку из-за мелких размеров верен я многочисленных сростков минералов отборка мояомлне-ральных фракций для анализа была практически невозможна.

В данной работе были использованы микрозондовне анализы минералов, выполненный в лаборатории кафедра петрологии МГУ, которые отчетливо показывают ах зональное строение я поэтому позволяют проанализировать геологическую историю пород я слагающих их минералов. .

Расчеты температур и давлений производились по компьютерной программе Геопас (версия 1.2), разработанной профессором Л.Л.Перчукоы и к.г.-и.н. Т.В.Гарей. Пря этом выявились два осложняющих работу обстоятельства: во-первых, общий химический состав пород кислого состава не соответствует метапеля-там - они принадлежат к граувапкам ~ я поэтому минералы нередко имеют отклонения от составов, принятых для тех или иных. геотермомэгров или геобарометров. Во-вторых, оказалось, что составы ыэтабазитов определила практическое отсутствие в них ассоциаций геобарометров.

В качества опорного использовался геотермобарометр гра~ пат-ортопироксен (дня кислых пород) При отсутствии в породах этой пары равновесных минералов применялись биотит-гранатовый я бяотнт-ортопироксеновый геотерыометр, а таяяа граяат-кордаеря-товлй геобарометр.

Для ыатабазитов использовались амфибол-плагиоклазовый а амфвбол-клинопироксеновый геотермометры, а давление определяюсь по клшошфэксея-плагяоклаз-кварцввсму геобарометру программы Гоопас я амфибол-штгяоклазовому геобарометру£б£.ип^у, ИоИъг\6, 1990].

Для градулигового комплекса распределение точек да стандартной Р-Г диаграмме (фиг. 5) обнаруживает очень большой разброс: 550-850°С по температуре я 4,8-8,5 кб по давлению. Однако в этом хаосе отчетливо видны закономерности, выявляемые пря изучении зональных зерен граната,' биотита, змфибола и плагиоклаза. Одинаковое смещение минералов в координатах Р-Т указывает, что изменение составов, происходило под действием одной

OD

I

Условия метаморТизма пород гранулитового комплекса («) и гаяальской серии (+).

Фигуративные точки для центральной и краевой зон расчетной пары ишнералов соединены стрелкой. I, II, III - три последовательные этапа метаморфизма, выявленные в изученных породах.

а той гш причины а первоначальному метаморфизму, отвечают составы лишь центральных частей зерен.

В соответствия с вышесказанным параметры метаморфизма гранулятового комплекса должны бшш по всей вероятности лакать в пределах 730~850°С я не менее 7,8-8,4 кб. Заметный разброс я по температуре, а по давлению скорее всего связан о налога иш-ыа процессами.

•По схеме фаций А.А.Маракуээва (Петрография, 1986), ядра зональных кристаллов в этих породах'принадлежат к наиболее вв-еокобаряьм частям фация гранат-клянопироксеновых амфиболдтов а гранат-двупяроксен-нлагиокдазовых сланцев.

Указанные выше параметры метаморфизма пород гранулятового комплекса хорошо соответствуют, установленным Л.Л.Германом [19783. Таким образом, полностью сохраняют свою силу все сделанные ш сопоставления гранулятового■комплекса о глубинными метаморфическими ассоциациями Алданского щита, массива Тайгояоо н др.

Для пород ганальской серия фиксируются яные температуры я давления. Здесь в ядрах ш!нералов давление не поднимается выше 6,8-7,3 кб, а температура выше 730-800°С. Зти цифры соотввтст-вуютпараметрам для промежуточных а краевых зон минералов из пород гранулятового комплекса. Они отвечают наименее высоко-баршй! (самым верхним) частям фацнн гранат-двупяроксея-плагно-клаэовнх сланцев а фацгш гранатовых амфиболитов. Такио соотно-оеняя указывают на заметную разницу в глубине формирования рассматриваемых комплексов и на причину сяяаеняя Р-Т характеристик внешгах зоя кристаллов в породах гранулятового комплекса.

Нижние пределы метаморфизма (фиксируемые во внешних частях зопалыпос кристаллов) отвечают примерно 530-560°П н 4,85,0 кб, что -соответствует верхним (по давлению) частям фация гранат-эпидотовнх амфиболитов.

Таким образом, эволюция Р-Т параметров метаморфизма позволяет говорить о трёх этапах преобразовании пород гранулятового комплекса. Самый ранний (I) отличался большей глубинностью я высокой температурой. Второй этап (П>, по временя совпа-дагщий с метаморфизмом ганальской серии, мало отличался-по температуре, яо происходил на меньших глубинах. И, наконец, последний этап (В), проявгешяйся в породах обеих-изученных

серий как наложенный, регрессивный, проходил при меньших температурах и давлениях, вероятно соответствуя во времени преобразованиям стеновой серии.

Эта последовательность процессов метаморфизма, сменявших друг друга во времени к описанная наоснованяи данных геотер-мобарометрия фазового соответствия, естественно хорошо совпадают с характеристиками накладывающихся друт на друга «арагв-незисов и зональностью в минералах.

Глава У1. Детрохимические особенности пород градулитового

комплекса и гаяальской серии. Петрохимические характеристики метаморфических горных по^од являются важным источником информации о природе исходного вещества, условиях его накопления, то-всть о том, что невозможно выяснить другими методами.

Самая простая диаграмма (в координатах кремний - сумма щелочей, в ат. колич.) позволяет выявить несколько важных положений (фиг.. 6). Бо-пврвых, оба изучаемые комплекса по химическому составу пород делятся на две группы: основных пород Ы» ¿-16) и кислых пород (Б!» 17,5-19,5). Первая из них располагается в поле неопределенности, вторая - главным образом, в поле граувакковых песчаников я лишь частично в зоне перекрытия этих пород о,магматическими, что позволяет предполагать их параприроду. Во-вторых, некоторые количества точек оказывается в поле магматических пород повышенной щелочности или даже щелочных. Это говорит о наложении процессов гранитизации на породы регионального метаморфизма [Соболев* Фельдман, 1984].

Диаграмма А.А.Предовского[1980] использует более широкий крут оксидов для реконструкции исходного облика пород и поэтому позволяет более дробно расчленить субстрат. И для грану-литового комплекса, я для гаяальской серии отчетливо выягчяет-ся натровая специализация пород: на поле Ю? все точки пород группируются в правой части, в области отрицательных значений коэффициента К {фиг. 7),

На правом пола диаграммы (поле АР) точки пород распределяются более разнообразно. Хорошо вддно, что в обоих изучаемых комплексах есть я магматические породы и осадочные образования (А «л~ л х 10)..

В гранулитовоы комплексе первично магматические породы

ч « п З^амшин

К*На.ат.копнч,

Мягмптические породы-. А-иормппьной щелочности, б -побышеннон ш.еяочиостн. й -1д,е л о ч н ы в

Фиг.б.

Полоса шю пород гранулотового комплекса («) и га-нальской серии (+) на диаграмме Б1 - (К + На), эт. количества.

(основного, река среднего состава) находятся в подчиненном количестве. При метаморфизме они дают амфиболиты различного оостава. Гнейсы формировались по грауват"<ам. Кварциты образовались по аркозовым осадкам.

Для пород ганальской серии, главная масса исходного материала отвечает магматическим породам (основного, реже среднего состава). Паралороды (плагиогнейсы, гнейсы) образовались по. грауваккаы.

На диаграммах А.А.Марйкушэва в координатах д2 _/)1и К - ре' практически все точки находятся в поле неопреде-леняостп, где перекрываются составы магматических пород и разнообразных осадочных образований, что не позволяет получить сыводов об исходно« субстрате.

На диаграммах В.И.Шульдняера (1982) орто- и паралороды разделяются вполне удовлетворительно: - из 78 проб в зону неуверенной диагностики попадает лишь около 20 % точек. Это, главным образом, анхимономянеральные амфяболовые сланцы. Очень ваа-но, что в паралороды иопадавт те аз пробы, которые определяются как апоосадочные по первым двум диаграммам. Оргопорода относятся к базальтоидкым образованиям.

Хорошее подтверждение разделения метаморфических пород па орто- я параобразования дают диаграммы в координатах СаО-НдО и Т5Од - МдО (фиг. 8,9). Отношение МдО-СаО, отвечающее прямой корреляции их содержаний, сохраняется в парапородах: кристаллических сланцах и кварцитах в обопх рассматриваемых комплексах.

Обратная корреляция Т1О2 и МдО в магматических породах известна достаточно давно. Паралороды гранулитового комплекса а ганальской серия почти не отличаются друг от друга по характеру сшгзя этих оксидов. В ортопородах он напротив подчеркивает свокк различием прянадделнооть сланцев к двум группам ортопород.

Четкая положительная связь титана и алюминия в изучаемых парапородах указывает на роль хемогенной глинистой соотавляю-цей в граувакковых осадках. Это свидетельствует.об ах накопле-пза в условиях гуиидного климата [Мигдвсов, 1960].

Об этом еэ свидетельствует обратная корреляция глинозема а кргш10зе.\",а п величины алшо-крешшевого иодуля. Они ука-

"ПО а,7,

1.5

О___

1 5 10 МдО,%

Фиг, 8.

Соотношения М£0 и Т102 в парапородах. гранулитового комплекса (••) и ганальской серии (+),

car. 0» Соотнозэют tlgQ s Ï102 a аргохюродах грану дагового комплокса (•) s ганальской серии (+).

зывают на накопление осадков в прибрежно-норских гумидяых условиях.

Диаграмма генетических типов глин [Ронов, Хлебникова, 1957] может быть использована в нашем случае о достаточной долей условности, так ках протолиг рассматриваемых пород был существенно кластогенным. Однако и в данном случав преобладающая наоса точек располагается в поле глин влажного и жаркого пояса,

И наконец, диагр2ама£ е! а1. 1372] позволяет уста-;

яовить геотектонический режал, при котором шло формирование осадков. Все пробы здесь попадают в поле натровых осадков, характерных для ранних стадий развития подвижных зон (фит. 10),

Ортопороды обоих изучаемых комплексов на диаграмме А.Н, Заварицкого [ 19603 располагаются между фигуративными точками базальта я плато-базальта по Р.Дэля .

По услоЕ иш накопления эти базальтоида хорошо соответствуют высокоглиноземистым базальтам андезито-базальтовых серий островных дут по диаграмме Н.Л.Добрецова [ 1973].

На диаграмме Ю.В.Миронова "[19903 к магматическим породам островных дуг тяготеют практически всоТбчки пород гранулито-вого комплекса. Однако для ортометаыорфитов ганальской серки сюда попадает меньшая часть точек, а большая их доля характеризует зоны задугового спредийга (фиг. II). По всей вероятности это отражает эволюцию условий магматизма во времени.

Таким образом, петрохимическяе данные свидетельствуют о формирования исходных пород гранулитового комплекса и ганальской серии е сходных условиях. Они могут быть охарактеризованы, как ранние этапы развития подвижной зоны, на что указывают особенности состава базальтоидов и натровый характер сопутствующих осадков-. В : же время имеются свидетельства изменения во времени.условий накопления толщ. Они заключаются в переходе от обстановки островной дуги к области задугового спре-динга. Проявляется это в увеличении роля титана и изменении соотношений между некоторыми другими элементами (титаном а маршем, например). •

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование метаморфических пород Ганальского выступа, йзло .енныэ в настоящей диссертации, а также материалы, опубликованные ранее другими авторами, позволяют следующим обра-

Мд0-Ге04ег03,%

Счг. Ю. Перепороли гранулитового комплекса (•) и ганаль-ской серии (■»•) на диаграмме химически" типов обломочных осадков по (Blatt et al., 1972}. I - натровые песчаники (преимущественно раннагео-сшпшшалыше), II - калиевые песчаники (преимущественно орогеиного этапа), III - ¡келезисто-магназиально-калиешэ песчаники (преимущественна заключительных этапов развития подвижных зон).

- 2в -

ежой серии (+) на диаграмме Ю.В.Миронова (1990) -титан и калий в базальтах из различных типоь геотектонических структур.

Типы структур: СОХ - среданно-океанические хребты, ТР - трансформные разломы, ЗЦС - задуговые центры спредашга, 00 -, океанические острова, ОВП - области внутриплатного вулканизма, ОД - островные дуги

зон представать себе геологические события, прояоходнвшо а в тон регионе.

Несомненно, метаморфические порода вцделяёыые под названием гранулитового комплекса, являются древнейшими образовавший Камчатки. Рассмотрение и сопоставление метаморфических образований других участков, выполненное Л;!.Германом [1978~] , показывает, что яа Камчатка практячеокя во всох остальных случаях по геологическим соотношениям п даппым радиогеохрошлогня метаморфические комплексы являются более молодыми.

Многочисленный исследования геологического отроения Га-дадьского выступа и его окружения показывают, что ядро этой структура, сложенное породами граяулятового комплекса, ганагь-ской серия, становой серия, Юрчикского габбро-порятового ыасси-са я пебольпимл млпуя гранятоядов, является домезоэойским.

• Изучение петрографических п петрохнмических особенностей пород гранулятового комплекса позволяет сделать вывод, что их протолиты формировались в условиях начальных этапов формирования подвягной зоны при преобладании осадочных пород (^75 %) под магматпческямя. Л магматические, п осадочные породы первич-пого разреза характеризуются я pico вырагвтюй натровой спецификой, что указывает па их формирование в условиях растягаяшх и облегченного проникновения глубинных расплавов основного (ба-зальтовдного) состава. Среди осадочных пород при зтоа резко преобладали обломочные образования пг>а граувакк; роль глинистой компоненты была подавленной, что поэволяат говорить о расчлененном рельефе области сноса в превалировании физического выветривания над химическим.

Кэгаморфазм пород комплекса характеризовался высокими температурами (730-850°С) я давлениями (не низе 7,8-8,4 кбар), что отвечает фациям граиат-клинопяроксеновых аляфиболитов и гра-нат-двупироксен-плагпоклазовых сланцев (по схеме фаций метаморфизма метабазитов А.А.Ыаракузова). Такиэ высокие параметры метаморфизма а налояаняе процессов гранитизация сопровождались формированием тел биотат-гияерстеновых плагиограяитов о гранатом и корциератом £ Герман, IS78} . Эта ассоциация метаморфических пород, мигматитов в плагиограяитов роднит грануадтовый комплекс Гаяальского выступа с граяулятовыми метаморфическими комплексами Алдана, Охотского массива, Сино-Корейского щита,

Украинского щита, Енисейского кряжа и других регионов, характеризующиеся выходами на поверхность древнейших (главным образом, архейских) образований нашей планеты. В более молодых по возрасту структурах и комплексах подобные породные ассоциации отсутствуют.

Следующий этап развития территории зафиксирован в горных породах танальской серии. На атом этапа формировался существенно вулканогенный комплекс, в котором доля осадочного материала падает примерло до 15-17 %, за счет резкого усиления доли орто-метабазитов. Среди осадочных пород попрежнэму преобладают обломочные. И осадочные и магматические породы протолита имеют четкую натровую специфику, но при этом магматические порода вообщем являются еще менее калиевыми и более титанистыми, чем в гранулитовом комплексе.

Метаморфизм пород ганальской серии отличается от преобразований предыдущего этапа несколько более низкими давлениями (6,8-7,3 кбар) при примерно тех ко температурах (730-800°С), Эти условия отвечают верхам фации гранат-клинопироксеновых амфиболитов (по схеме фаций метаморфизма метабазитов А.А.Мараку-шева). В породах гранулигового комплекса этот этап метаморфизма проявляется как регрессивный и фиксируется изменением состава зональных минералов и появлением наложенных парагенезисов.

Мевду формированием протолита и метаморфизмом пород гра-нулятового комплекса и временем накопления, и метаморфизма пород ганальской серии имел место перерыв. На это указывают различия в асс циациях пород и их особенностях, в степени прогрессивного метаморфизма и наложении ганальского метаморфизма на гранулитоенй в качестве регрессивного.

Третий этап развития территории связан с накоплением е метаморфизмом пород стеновой серии. Сама она в диссертации не рассматривается.'Однако соответствующий ей по временя ыеда!ор-фткуЩм^шШ^турах. ъе выпе 530-560°С с дадлениях но более 4,8-5,0 кбар отчетливо проявляется как регрессивный наложенный этап в породах и гранулитового комплекса, и ганальской серии. Он фиксируется в зональных минералах (в составе их внешних зон - см. гл..У), а также в появлении низкотемпературных пар*: .'бнззисов, замещаадих первичные минералы пород и отвечающих фации гранат-эшдот'овых амфиболитов. Особенно интенсивно

a ti! наяоаашшэ процессы проявлены а породах ганальокой copan [ Гор.*ал. 19733 .

Хотя абсолютный возраст процессов и пэ дзучался в даяпоГ работа, итога раосыотрзшш нэтгл'орфяческих процеосов заставляет о осгороядоотьо относиться 'а разлому оиолояешп) фораароаа-сяя фундшлапта Камчатая, прэддагаеиому в последние года сок торопя исследователями. Ассодаацгш пород и парагакезисы сла-гаплях их минералов настолько отличны от всего известного сейчас для мазокайиозойских образований, что представляется более прэдоочтителызш сохранять (во всяком случав пока) дрзвнло датировки - археЗ (?) для грапулптового комплекса я штаняй про-тзрозой (?) дая гапальской сар:ги.

Публикации со теиз диссертации.

1). Харуа Атиэд Похл^вд, В.И.Фальдаая, В.М.Касгршина. 7словдя кэтаиорфззиа кзгелорфичяскях пород Гаяальсного блока, Ксйчатаа. Вестяза !ЯУ, сер. П, Геология (в печати).

2). Харуп Ахмед Цохекад, В.И.Фельддан, В.М.Кастршсша. Пэтрохпкяческяа особешиота иатсуорфзчоских пород Гадальспого блока, Камчатка. Известил ВУЗ'оп, Геология п разведка (в поча-

та).

УЧАСТОК МНОЖИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ вОНЦ АМН СССР

ЛОДП..КПЕ1АТИ13.Я94 Я.- - адкА! <67 тираж 100