Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Нюрундуканский мафический комплекс Северо-Западного Прибайкалья: состав, структура, петрогенезис

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Нюрундуканский мафический комплекс Северо-Западного Прибайкалья: состав, структура, петрогенезис"

российская академия наук институт геологии и геохронологии докембрия

На правах рукописи

скшоз

Сергей Геннадьевич

УДК 551.25+552.43/48:551.72

НЮРШШНСКИЙ МАФИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ: СОСТАВ, СТРУКТУРА, ПЕТРОГЕНЕЗИС

Специальность 04.00.08 - петрография, вулканология

А в т орэферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН..

Научный руководитель -доктор геолого-минералогические наук Н.И.Московченко

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук А.Н.Казаков доктор геолого-минералогических наук В.И.Шульдинер

Ведущая организация: Санкт-Петербургский горный институт

Защита состоятся ¿у" 1994 г. в. чао.

на заседании специализированного оовета Д 003.72.01 при Институте геологии и геохронологии докембрия РАН по адресу:

199034, Санкт-Петербург, наб.Макарова, д.2.

С дисоертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГГД РАН.

Автореферат разослан " 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 003.72.01 кандидат геодого-ыкнералогичэских наук .

Б.И.Кравцова

-3 -

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тепы. Исследование посвящено вопрооам строения и развития тал и докембряйских метабазитов нюрундуканской свиты, с которой связано начало формирования Байкало-Муйского складчатого пояса. По мнению большинства исследователей мафические породы этой свиты откосятся к охяолйтовой формации и представляют один из немногих объектов сохранения наиболее древних реликтов океанической коры. Особенности составов и структура метабазитов, последовательность деформационных я метаморфических событий, динамика процессов глубинного петрогенезиса в совокупности являются ключом к решению емкой проблемы геологии докембрия, касающейся существования коры океанического типа, а, следовательно, и возможности проявления механизмов плейт-тектоники в ранней история Земли. Анализ объекта исследования в аспекте названной проблемы позволит по-новому рассматривать вопросы геодинамики региона, а также лучше понять его уникальные метал-логенические особенности.

Цель и задачи работе. Цель работы - изучение вещества, структуры, условий метаморфизма и тектоники эндогенных процессов, направленное на создание геодинемической модели Нюрундукан-ской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

1. Расчленение комплекса пород на структурно-вещественные ассоциации и осушествение их корреляции в пространстве и времени.

2. Анализ цикличности и направленности эндогенных процессов на основе разработки структурно-возрастных пи.ал и привязки к ним проявлений магматизма и метаморфизма.

3. Детальное изучение состава пород я минералов для реконструкции условий глубинного, петрогенезиса.

. 4. Анализ эволюции условий метаморфизма путем построения тренда РГ-параметров.

. 5. Геодинамическая реконструкция района развития пород нюрундуканской свиты на основе интерпретации всего комплекса данных по петрохимии, последовательности структурно-метаморфических событий, количественной оценки РГ-параметров и трендов

их изменения как в пространстве, так и во времени.

Фактический материал и методика исследований. Основу работы составляет фактический материал, полученный автором при работе в коллективе ЙГГД РАН под руководством д.г.-ы.н.Н.И.Моско-вченко над темой "Эндогенные режимы ранних этапов эволюции докембрия Восточной Сибири". Автор участвовал в полевых работах I990-I99I гг. и осуществил самостоятельную обработку всех собранных коллективом оригинальных материалов по вещественному составу пород, процессам струкгуроойраэования и условий петроге-незяса. В работе использовано более 160 химических анализов пород, свыше 250 микрозовдошх анализов породообразующих минералов, около 100 количественных определений содержания в них малых элементов. Изучено оюло 1000 прозрачных шлифов, из них более 250 детально описано. Определение констант породообразующих минералов осуществлялось иммерсионным методом.

Структурные задачи решались методами изучения морфологии малых форм и геометрического анализа рассеивания их ориентировок. IT-параметры метаморфизма определялись с помощью минеральной геогермойарометрии. Статистическая обработка количественной информации проведена на персональном компьютере.

Научная новизна работы. Научную новизну составляют 5 защищаемых положений. В результате комплексного структурно-петрологического анализа доказан . полициклический характер развития . Нюрувдуканской зоны, отражением чего явились ассоциации пород, различные в формационном и возрастном отношении. Впервые построен РГ-тренд по данным количественной геотермобарометрии. На основе всей совокупности данных о процессах деформации, магматизма и метаморфизма предложена модель развития зоны с позиции механизмов новой глобальной тектоники. Рассмотрены особенности поведения ряда элементов в составе темноцветных минералов в условия:: градиента параметров метаморфизма.

Практическая значимость работы. Дана новая схема расчленения высокометаморфизованных пород Нюрундуканскойзоны. Выделена Слвдянская шовная структура, контролирующая ряд известных месторождений, и даны характеристики условий ее формирования. .Намочены перспективные участки новых рудопроявлений, в частности, на погребенные цирконовне россыпи.

В диссертации разработана схема элементов-индикаторов в

составе породообразующих минералов-,- которую можно применять для оценит градиента РГ-условий високометаморфизованных мафических комплексов.

Дня персонального компьютера реализованы программа согласованных минеральных геотермометров и геобарометров.

Зашиваемые положения.

1. Нюрундуканская зона Байкало-Муйского складчатого пояса имеет'блоково-чешуйчатое строение, представленное 5 разнородными ассоциациями пород при доминирующей ром базитов, которые отличаются составом, условиями метаморфизма и последовательностью эндогенных преобразований.

2. История Нюрундуканской зоны связана с тремя циклами те-кгоно-метакор^кческих процессов. Определяющее значение для состава и структуры пород шел второй цикл, позволяющий объединить все выделенные ассоциации в единый нюрундуканский мафический комплекс (ШК).

3. Тренд РГ-параметров направлен из высокоградиентной области грануяиювой и амфлболшовой фаций умеренного давления . первого цикла развития з сторону низкоградиентных условий фаиот альмандинових амфиболитов на втором цикле и далее, при спаде Р и, в меньшей степени Г, к условиям ставролитовой субфации, завершающей третий цикл. Участки инверсии тренда отвечают прерывании эндогенной активности на границах циклов.

4. Разработана качественная модель, позволягацая по-новому использовать составы темноцветных породообразующих минералов как индикаторы градиентов РГ-условий метаморфизма.

5. Совокупность вещественных, структурных и петрологических характеристик нюрундуканского комплекса отвечает трехста-дийной модели формирования подвитой области и полному циклу развития коры океанического типа. Слодянская шовная структура возникла на месте палеосубдукиионной зоны, которая контролировала низкоградиеитный метаморфизм при Р до 11-12 кбар и последующее тектоническое окучивание ассоциаций пород разной глубинности.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзном совещании "Эволюция докембрийской литосферы1' (Ленинград, 1991)., на 1У Всероссийской школе "Структурный анализ кристаллических комплексов" (Иркутск, 1992), на на-

- 6 -

учном семинаре ИГГД РАН (Санкт-Петербург, I9SQ).

Публикации. По тема диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководители д.г.-м.н. Н.М.Московченко, а также к.г.-м.н.. М.Д.Крыловой за помощь в исследовании геохимии минералов. Автор признателен д.г.-м.н. В.А.Руднику, д.г.-м.н.Д.А.Великославин-скому, к.г.-м.н. А.Б.Вревскому за консультации и постоянную поддержку, к.г.-м.н. Г.М.Друговой за цешше критические замача-ния. За помощь в проведении аналитических работ автор благодарен Е.Л.Андроновой, Ю.Н.Алымову, Н.В.Масловой и к.г.-м.н. В.В.Северину.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и приложения, списка литературы из 173 наименований, насчитывает 115 страниц машнописного текста, 78 рисунков и 26 таблиц.

Условные обозначения: АЦП - андалузит, AM- амфибол (рого- . вая обманка), ВТ - биотит, ГР - гранат, КИ - кианит, КВ - кварц, КП - клинопирокоен, ОЛ - оливин, ОП - ортопироксен, Ш - плагиоклаз, РД - рудный минерал, СИП - силлиманит, CT - ставролит, ХЛ - хлорит, ШП - шпянель, ЭП - эпидот (цоизит).

СОДЕШШЕ РАБОТЫ

Глава I. Представления о природе ¡шрундуканокого мафического комплекса

В течение последних десятилетий мафические породы нюрунду-какской свиты являются объектом внимания многочисленных иссле-» дований. Вопросы геологической позиции ШК, его строения, генезиса и геодинамической интерпретации выступаот объектами острой дискусоии.

Нпрупдуканская овита муйской сер-,«! впервые была вцделена Л.И.Салопом (1964), определившем ее возраст как паяеопротеро-зойский. Согласно господствующей тогда геосинклинальной концепции она рассматривалась как стратифицируемые э^фузивы спилито-кератофировой формации эвгеосинкятаального пояса. Аналогичной точки зрения в отношении геологического положения и возраста првдермшалксь В.В.Валханов, М.М.Мануйлова и др., которме вычленили из состава нюруадуканской свиты на северо-западе иссле-

дуемого района породы олокятского комплекса, а на юге более древние образования, сопоставляемые с таланчанской толщей и другими породами архейского фундамента Сибирской платформы. .

Принципиально новый взгляд на природу рассматривавши ме-табазятов развивается, начиная с работ К.А.Клитина (1975), впервые выдвинувшего предположение о принадлежности нврундуканской свиты к офяолитовой серии, благодаря наличию з разрезе всех компонентов триады Шгейимана. Наиболее последовательно эволкция докембрия Байкальской горной области с позиции тектоники плит излагается в работах В.Г.Куиева (1977, 1983), определившего динамику развития региона как свойственную зонам сочленения тихоокеанского типа.

Наряду с этим, Л.Ф.Добржинецкая, В.С.Федоровский, А.А.Буха-ров и другие исследователи отмечают больное сходство нюрущг/кан-ских мафитов и их аналогов в Байкало-Муйском поясе с метабаэита-ми архейских зеленокаменных поясов, отражавших начальные этапы формирования океаническо51 корн.

Детальное изучение первдотят-габбровнх плутонов в пределах рассматриваемой структуры, проведенное М.Л.Грудининнм, Н.Ф.Га-бовкм и В.Г.Картавченко, позволяло выделить самостоятельную офи-олитовую формации Байкало-Муйского пояса.

Точгл зрения о принадлежности пород нюрундуканской свиты к офиолитам активно развивается в работах Н.Л.Добрепова (1983, 1991 и др.), который сопоставляет метабазиты с офиолитачи крас-номорского тша. При этом возраст древней океанической коры определяется как рифейский. Э.Г.Конников приходит к выводу, что условия образования о&иолитов Байкало-Муйского пояса эволюционировали от средяяно-океанических к обстановкам примитивной островной дуги, а сама нюрундуканская свита представляет собой результат тектонического совмещения двух разновозрастных фрагментов докембрийской океанической корн (Конников,Цыганков,1992).

В.А.Макрыгина (1990, 1991) указывает на доминирующую роль в формировании гаорувдуквиских макетов процессов, свойственных окраинным морям. Ею же впервые указано на существование здесь гранулитов (Макрнгияа и др., 1989).

Проведенные в последнее вреш Н.И.Московченко с соавтора-ш (1990, 1991 и др.) исследования по расчленении и корреляции кристаллических образований региона показали крайни» гетероген-

ность строения и тектоническую природу контактов пород, свойственную зонам офиолитового меланжа.

Таким образом, по мере изменения концепций геотектоники представления о природе исследуешх метабазитов сместились в пользу интерпретации их как фрагмента океанической коры геологического прошлого. В настоящее время большинство исследователей считают нврувду хане кий комплоте эталонным объектом докемб-рийоких офисяятов.

Глава 2. Геологическое строение

Отличие пород узкой полосы, примыкающей к северо-западно-* му берегу оз.Байкал, от окружающего разреза отмечается в работах почти всех предыдущих исследователей. Эти породы являются объектом изучения, а овма структура именуется в дальнейшем Нн>-рундуканской зоной. В строении Нарундуканской зоны участвуют несколько ассоциаций, отличающихся между собой по веществу, структурно-метаморфическим парагенезисам и пространственно-временным соотношениям слагающих их пород. Почти все контакты мевду ассоциациями тектонические.

1. Гранулит-базитовая ассоциация слагает центральную часть Нюрувдуканской зоны, а в наименее измененном виде сохранилась

в районе ¿Зогучанской губы. Она представлена 0Т1-КП кристаллосла-нцами, связанными с их развитием эндербитами и чарнокитами, а также амфиболитами, представляющими продукт регрессивного изменения основных гранулитов..Структурный план ассоциации резко несогласен общему северо-восточному направлению Нюрундуканской зоны. В эту же ассоциацию входят пространственно связанные с гракулит&ми раослоенние габбро-анортозиты м.Тонкий. Они содержат включения метаморфизовакных лерцолитов и развивающихся по ним ХЛ сланцев с автономной ориентировкой сланцеватости, а также М-ГШ метасоматитов. Обязательным компонентом строения являются дайки 2 возрастных генераций: ранние, метамор*>изованные до амфиболитов, что сопряжено с проявлениями регрессивного метаморфизма и метасоматоза. Более поздние дайки представлены мэтаандезитами, а их направление обычно наследуется гранитои-дами. Контакт габброидов о окружающими гранулитами тентоничес-кий, повсеместно залеченный АМ-ПЯ метасоматитами.

2. Метабазит-ультрабазитовая аосоциация, эталон которой

изучен на м.Курла, по значительно более усложненным структурно-метаморфическим парагенезясам заметно отличается от других ассоциаций. Так же как и предыдущая, она пространственно связана с габброядами и апоперидотитами, имея с ними тектонические взаимоотношения и хаотическое чередование, наподобие тех, что наблюдаются в структурах меланка. Исходными породами здесь являются однородные амфиболиты о линзами пирокоенитов. Они подвергаются сложным процессам гранитообразования от автохтонного с различным по морфолога« проявлением мигматизации до становления многофазных перемещенных гранитов.

3. Метабазиг-плагаогранит-мигматитовая ассоциация, выделенная в районе м.Лударь, характеризуется преобладанием полихронных гранитоидов и мигматитов. В субстрате мигматитов сохраняются мелкозернистые амфиболиты, АМ и АМ-ЕГ сланцы, в различной степени переработанные фельдшпатизацией. Контакт и доминирующее направление сланцеватости срезает внутреннею структуру гранулит-бази-товой ассоциации, обрашяя ее с юго-запада. Характерной особенностью являются полистадийные деформации, сопровождающие мютла- . тизаиига самых различных морфологических форм от агматитов к послойным и небулитовым мигматитам.

4. Метабазит-гранито-гнейсовая ассоциация выделена южнее р.Талая. Соотношение метабазитовой и гранитоздной составляющих здесь кардинальным образом отлетается от вышерассмотренных: наиболее древни.® породами являются бластомилонитизированные гнейсы и гранито-гнейсы. Они рассечены дайками и пластовым телами основных пород и последующими лейкократовши гранитами полихро-нного муйского комплекса. Эта ассоциация надвинута на слабоме-таморфизованше осадочно-вулканогенныэ образования олокитского комплекса и, в свою очередь, перекрыта комплексом расслоенных габброидов, сохранившихся лишь на самых возвышенных частях рельефа.

5. Ассоциация гранатовых амфиболитов изучена.в долине р. Слвдянка, на юго-западном продолжении тектонической границы Нюрундуканской и Ояокитской зон. Эта протяженная аовкая структура представляет собой систему надвигов", по которым контактируют различные группы пород. Она прослеживается на десятки км в северо-восточном направлении, пространственно контролируя проявления высокобарного метаморфизма. Здесь сосредоточено по-

давдямцее большинство метаморфических пород высокого давления. Среди ГР амфиболитов встречены эклогиты, эклогитоподобные ГР-КП породы, а также менее распространенные лептиниты, тесно ассоциирующие с адогранулитами. Данная ассоциация трассирует оообую линейную зону, названную нами Слвдянской шовной структурой (оутурой).

На южном фланге Слвдянской сутурк выделены две основные ч группы ГР-содержащих мэтабазитов: I) ГР амфиболиты, связанные с преобразованием гранулитов через стадию эклогитизашш; 2) возникающие при прогрессивном метаморфизме пород мотабаз ит-плагао-гранит-штодатитовой ассоциации или других груш амфиболитов. Эклогитн отмечены впервые в виде отдельных будан на возвышенностях левого берега р.Слхщянки среди ГР амфиболитов 2 группы.

На северном фланге среди тектонического меланжа пород различного состава л генезиса отмечается пластина довольно однородных ГР амфиболитов, которая перекрывает породы метабазит-ульт-рабазитовой ассоциации. ГР образует несколько генераций, наиболее крупный кристаллизовался на регрессивном этапе метаморфизма, о чем свидетельствуют постоянные каймы ПЛ, предшествующие заверпащему расоланиевашю и трансформации порода в ГР-ВГ ола-нец.

Ввдаленныз ассоциации слагают более или менее равновеликие участки (домены), где сохраняется тип пространственно-временных соотношений соотавшоцих их пород при автономном характере ориентировок структурного плана. Контакты доменов представляют системы тектонических нарушений, обычно надвигового характера, залеченных гранитовдамя и унаследованных неоднократным проявлением бдастодаяоштизашш. Вое эти особенности являются отражением блоково-чешуйчагого строения.

Глава 3. Последовательность развития структурных форл в породах №К

Каждый дома«, отвечавший распространению какой-либо ассоциации пород, является участком, однородным в отношении последовательности деформаций и становления стгуктурных форм. Для ка-вдого домена была разработана локальная структурно-возраотпая шкала, опирающаяся на результаты мазоотруктурного анализа и закономерности рассеивания ориентировок.

- II -

Наиболее простим строением отличаются домены с редуцированным радом форм, возникающих на разных этапах структурной эволюции. Здесь же отмечаются и самые выдержанные ориентировки,поскольку они не испытывают наложенных эффектов рассеивания вследствие полястадийнкх деформаций. Спектр рассеивания сокращается также, если имеют место интенсивные деформации поздних этапов, приводящие к единому залеганию все предшествующие ориентировки.

В этом отношении наиболее структурно однородной является ассоциация ГР-АМ пород Слвдянской зоны, где все плоскостные элементы имеют пологое залегание вследствие интенсивного проявления лежачих складок и покровообразования. Единственным искажением этого направления является.завершающие северо-восточные складки с крутой осевой поверхнозтьа - главные картируемые структура региона. Ориентировки, предшествующие субгоризонтальным движения!,1, присутствуют исключительно как реликтовые.

Метавулканитн двух других ассоциаций (метабазит-ультрабази-товой и метабазит-плагиограниг-юшатптовой) не имеют стать развитых лежачих форм, а потому для них возможно реконструировать . предшествукоте этапы деформации. К ним относятся сжатые складки северо-восточного направления с крутим падением на северо-запад и более раннее субмерэдиональное рассланцевание, проявленное в вулканитах на ранних этапах метаморфизма до первой мигматизации.

Инфракрустаяьиие гранулиты и тесно связанный с ними комплекс расслоенных габброядов реагируют на ранние деформации ме-тавулканитов жесткими расколами субмеряционального, а затем и северо-восточного направления, к которым приурочены локальная перекристаллизация пород в аглфяботзтовой фации, проникновение жил метасоматитов и грэнитоидов. Поскольку упомянутые деформации не имеют сквозного развития, существует возможность наблкь дать более древние структурные форда, отделенные от последующих внедрением параллельных даек амфиболитов. Крутая северо-западная ориентировка реликтовых складчатых структур и сопутствующей сланцеватости, возможно вызвана искажением первоначального залегания при наложенном крутом рассланпеваюш и ретрогрес.сии гранулитов. Эти два этапа наиболее древних наблгааемых деформаций, разделенные мягматитообразувдима.эндербитами, секутся жилами и малыми телами перемещенных чарнокитов. Становление последних происходило одновременно с повсеместным субширотннм рас-

сланцеванием гранулитов.Характерно,что все наблвдаемие тела перидотитов, заглоченных в габброиды, также имеот северо-западное крутое расслаицевание.вираженное низкотемпературными минералами.

В метабазит-гранито-гнейсовой ассоциации отмечается вся структурная последовательность, типичная для рассмотренных выше метавулканятов. При этом часто отмечаются фрагменты наиболее . древних мигматизироваяных гнейсов с реликта™ структур двух генераций: наиболее древних оубширсячшх крутых, предшествующих мигматитам, и постмапиатитовнх повсеместных складок с еубгори-зонтальной сланцеватость«! ооевой плоскости. Это пологов направление подчеркнуто интенсивным проявлением бластомилонитизации. Также рассечено телами габброодов и даек амфиболитов.

Сопоставление структурно-возрастных шкал,разработанных, для различных ассоциаций, проведено на основе 7 реперов корреляции. Из них наиболее устойчивым являются ранние субмеридаональные структуры метавулканятов, последующие крутые северо-восточные складки и, далее, структуры, связанные с горизонтальный движениями и покровообразовакием. При такой корреляционной модели начало формирования вулканитов отвечает становлению тбброадов и параллельных базитовых даек. Как следствие этого, все додайко-вые структурно-метаморфические парагенезиоы предшествуют формированию вулканогенного слоя.

В сводной шкале выделяются 2 этапа горизонтальных движений, каждый из которых проявляется после соответствующих процессов гранитообразования, сопровождается сквозным раосланцевашгем и бластомилонитизацией пород, рассекается комплексом даек.. .Совокупность этих независимых сходядихся признаков является достаточным критерием для разделения всей последовательности событий деформаций, машатиама и метаморфизма'на 3 цикла эндогенных процеосов. События I цикла затронули только гранулит-базитовую ассоциацию и фрагменты таланчанокой толщи в составе метабазит-гранито-гнейсовой ассоциации. 2.цикл, начинающийсяповсеместным проявлением инициального магматизма, дал начало остальным ассоциациям и существенным образом переработал реликты инфраструктуры. 3 цикл является редуцированным и локализован в пределах Слвдянокой сутуры.

При всей гетерогенности Нюрундуканской зоны второй цикл, протачанный во всех без исключения ассоциациях пород, позволя-

- 13 -

ет объединить их в нюрундуканский мафический комплекс.

Глава 4. Пет рохимическал характеристика матабазитов НМК

Для изучения химизма основных пород НМК использовались диаграммы с оконтуренными полями геотектонических обстановок формирования базитов (Геодинамическяе реконструкции, IS9I).

На диаграмме аж составы габброидов попадают в поле океанических и офиолитовых габбро (Шолпо и др., 1993). Метабазиты всех выделенных ассоциаций относятся к базальтам нормальной щелочности по классификации М.Ле Ба и Р.Ле Метра (1992) и являются тояеитами. На диаграмме к2о - тю2 - Р2О5 (Реагсе et al., 1975) большинство групп метабазитов попадает в область составов океанических базальтов. Исключением являются амфиболиты метаба-зит-гранито-гнейсовой ассоциации, сходные по петрохимии с мета-базят&ли таланчанской толщи и олокатокого комплекса. Они тяготеют к тренду составов базальтов континентальных рифтов (Лутц, 1980).

Для геодинамической типизации базлтов также использовались классификации, разработанные Э.Д.Малленом (Mullen, Í983) и М.Бассом (Base, 1973). Составы основных гранулитов и секущих их даек амфиболитов отвечают базальтам океанических островов. Амфиболиты метабазит-плагиогранят-мигматитовой ассоциации и безГР амфиболиты в пределах Слвдянской структуры по этим классификациям соответствуют океаническим толеитам. Отличаюдиеся повышенной глкноземистостью и железистостыо ГР амфиболиты попадают в поле формирования островодужных базальтов. Но пониженному содержанию к , í и Ti резко обособляется группа амфиболитов мета-базит-ультпабазитовой ассоциации, имегашя большое сходство с "магнезиальными офиолцтСвыми базальтами" ( Xaurent, 1980), кристаллизующимися в обстановке задуговых бассейнов.

На всех без исключения дискриминационных петрохимических диаграммах обнаруюшается оообоа положение зклогитов, слагающих линзы среда ГР-АМ ¡юрод Слвдянской зоны. Генезис эхлогатов может быть определен как нижнвкоровый иди верхнемантийный ( Smuii-kowski, 1968). Косвенным подтверждением соответствия эклогитов НМК глубинным образованиям может служить присутствие натрийсо-дертащего ГР и КП авгитового ряда (Удов1Шна, 1985).

Петрохимические оообениоотя основных пород свидетельствуют

о существенных различиях геодиномических остановок их формирования. Для метавулканох^енной чаоти разреза установлено 3 типа метабазитов, составяякщих латеральный рад верхнего слоя офи-олитовой формации.

Глава 5. Эволюция метаморфизма ШК

Исследования метаморфизм? в Нврундуканской зоне недостаточно подробны и зачастую противоречивы. Существует множество мнений по поведу К-условий метаморфизма, его направленности и цикличности.

1. Минеральные ассоциации. Эволюция НЙК связана с' 3 циклами эндогенного развития. Соответствующее им закономерное изменение термодинамического реяима наиболее полно выражается понятием "метаморфический цикл" (Глебовицкяй, ЮТ). В пределах каждого цикла выделяй? этапы метаморфизма, условия которых фиксируются изменением минеральных парагенезисов.

Первый цикл (ранний этап) устанавливается по парагенезису граяулитов ОП, НИ, АМ, 1И±0Л,"ИЩ, где Ш представлен коричневой роговой обмакков. 2 этап: устойчив КП, наблодается исчезновение ОП и бурный рост АМ, Коричневая роговая обманка сохраняется только в ядрах и замещается светло-зеленым АМ. Второй цикл проявлен во Есех выделенных ассоциациях пород НМК. Его ранняя минеральная ассоциация (3 этап) мало отличается от предыдущей - АМ, Щ, ЭП+БГ, КВ. Кульминация второго цикла связана с процессами высокопарного метаморфизма, приводящего к появлению ГР, АМ±1Ш ассоциации (4 этап). АМ представлен буро-зеленой, реже сине-зеленой роговой обманкой. ГР, КП, ЭП, АМ+ЕЛ парагенезис отвечает 5 этапу. Отмечен как в эклогитах, так и в эклогетизированных еиогранулитах. Направленность третьего цикла регрессивная, со-арововдается развитием ГР, ДО, Ш (6 &?ап). Кристаллизуются пор-фиробластический ГР и сине-зеленый АМ. Появление кайм ПЛ вокруг ■ГР, развитие ВТ псевдоморфоз фиксирует 7 этап метдаорфоганного шшараяообразования (ГР, АМ, Ш, НГ+СТ). Конечным продуктом является трансформация ГР-АМ породы в АМ-БГ сланец.

2. Особенности состава минералов. Исследование геохимических характеристик метаморфических минералов позволяет определить природу минерала, характер и РГ-условия его последующих преобразований (Крылова и др., 1991). Сопоставление типоморфных

особенностей минералов из различных ассоциаций может помочь в сравнительной шенке градиента параметров метаморфизма.

Амфиболы. Широков развитие изоморфизма, богатый микроэле-ментнай состав, сквозное присутствие в аелом ряде разнофациаль-шх пород НМК делают Са-амфибсяы наиболее перспективным минералом для расиифровки многоэтапной истории преобразований.

Роговые обманки характеризуются довольно широкими вариациями состава. Содержание А12О3 достигает максимума (20,1 %) в АМ ГР-апогранулита. Значительные вариации А1 в октаэдрической координации можно объяснить градиентом давления. По содержанию II резко обособляются грдкулиты, что обусловлено Т кристаллизации АМ. Использование диаграммы Д.Барда позволяет отнести главную массу А)Л к КИ-С1Я фациальной серии. Содержание Иаго колеблется в интервале 0,7-3,6 % и максимально для ГР парагенезисов.

Применение факторного анализа выявило три главных типа изоморфизма в АМ: I) На, А1 и Са , Б!, Ме; 2) И8 и Ре ; 3) Т 1и Известше закономерности состава метаморфических АМ позволяют предполагать ведущие роли Р для I типа и Т - для 3 типа изоморфизма. Изоморфизм На и Ре обусловлен, кроме того, и составом вмещаидей породы (Нагвйцев, 1990). Составы Ш в координатах I и 3 факторов <РТ-условий) реконструируют тренд спада Т и роста Р по мере перехода от двупироксеновых к рогозообманковым граиули-там и амфиболитам и, далее, к ГР-АМ выоокобартда породам. АМ из эклогитов попадают в низкобарическую область диаграммы, что говорит об их вторичном генезисе. АМ третьего цикла также попадают в поле низкого метаморфизма, что подтверждается данными тер-мобарометрии.

Анализ коэффициентов корреляции меаду малыми и петрогенны-ми элементами в АМ показывает их преимущественную зависимость от градиента Р и Т. Изоморфизм Мз и - Ре на оказывает значительного влияния на концентрацию малых элементов. Оа , наряду о На и А1 , является индикатором роста Р. Содержание и , У , гг и нь увеличивается о повышением X кристаллизации АМ,

Гранаты. Все ГР исследуемого комплакса относятся к альмандинам. Максимальное содержание гроссуляра (до 40-50 %) отмечено для эклогитов и некоторых ГР-КП прослоев неясного генезиса, Пя-роповый минал повышается до 20-30 % в ГР апогранулитов. Содержание спеосартина редко превышает 2-4 %.

Как и для АМ, факторный анализ показал ведущую роль Т (рост содержания и А1 при уменьшении альмандииового компонента) и Р (увеличение количества гроссуляра), определяющих, кроме того, микрозлементный состав граната. Замещение Ре и кв на Са при росте Р сопровождается вховдеиием в решетку и. , Сг , У , уъ, гг и др. элементов, г , уь и 2г выступают и как индикаторы спада Т, накапливаясь в ГР при увеличении его марганцовис-тости и де'лезистости. По соотношению ^ и железистости ГР из эк-логитов попадают в поле нижнекоровкх эклогитов (Удовкина, 1985). Индикаторами роста Т являются Са и V . ■

Клянопирокоены. Представлены членами диопсид-геденбергито-вого ряда. В эклогатах отмечено присутствие авгитов, наряду с КП дяозсид-ои$ацитового ряда. Максимальное содержание А12о5 (з- г 6%) отмечено в экяогитах и гран улитах. Наименее глиноземистыми являются КП эвдербитов. Содержание На20 широко варьирует от 0,2 до 2,4 %. Прямая связь На с закисным Ре отражает вхождение молекулы омфашта - индикатора высокого Р. Содераанае суммарного Ее при увеличении роли жадеитового минала уменьшается. Замещение щ и 31 на А1 сопровождается вхождением -индикатора степени метаморфизма. &сокотемпературнке магнезиальные диопси-ды характеризуется пониженными содержаниями Со, щ и Си. Корреляция Са и Сг присуща метасоматическш КП из ГР-КП жил.. КП гранулитов содержат повышенные концентрации элементов-индикаторов высокоградаентного метаморфизма щеренного давления. Составы КП из аьфибодизировэнных гранулитов и эндербитов отражают спад Т и Р по сравнению о КП-ОП кристаллосланиами.

Ортопирокоены. Представлены гиперстенами, реже бронзит&чи. Их составы попадают в коле метаморфических минералов на диаграмме Ф.Райетмзйера (1981).

Максимальные соде^кання А1 отмечены в ОП из гранулитов, минимальные - в эндербьтах. Промежуточное положение занимают ОП •амфиболизяровакных гранулитов. Данный ряд отражает спад Р, учитывая индикаторную роль А1 для парагенезисов без ГР (Крылова и др., 1991).. Аналогично, по содержанию Мп в низкобарическую об- . ласть попадают эндорбиты (0,6-1,2 %). ОП из амфиболизированкых гранулитов занимают область перекрытия полей высоко- и низкобарических комплексов (0,4-0,2 %). Из малых элементов индикатором роста Р являетсяН1 , спада - ть и гг , коррелирующие с Ко.

ОГГ гранулитов и зндербитоа обогащены И и У (индикаторами Т) по сравнению с их амфиболизированными аналогами.

Данные по составам ОП свидетельствует о значительном спаде Р при эвдербитизации и общем регрессивном трендз в ходе ам-фибсдизаиии при доминирующей роли спада Т.

3, Опенка параметров метаморфизма. Проведена методами минеральной геотермобарометрии конкретных этапов метаморфизма оо-глаоно установленной шкале эндогенных событий. Результаты проведенных расчетов изображены на рио.1 соответотвуицими знаками. Римскими цифрагли обозначены метаморфические циклы, арабскими -этапы. .

Для оценки I этапа использованы многочисленные ОП-КП reo-» термометры (Т=?70-860°) и графический ОП-КП геобарометр Т.Гао-парика (Р=5,5-7}бар). По ОП-КП-ОЛ-ШП геобарометру Дж.Строха получено £=8,8 кбар, что согласуется с линиями минеральных равновесий. РГ-условия 2 и 3 этапов метаморфизма разлетается незначительно по данным Щ-ПЛ и АМ-БГ термобарометряи и соответствуют среднетешературной амфибояитовой фации умеренного давления. Шсокобаряческий метаморфизм второго цикла по данным ГР-АМ-Ш1 и ГР-КП-ПЛ геобарометров соответствует фации альмандиновых амфиболитов вплоть до поля устойчивости эклогитов. Переход к низкоградиентным условиям проходит через область гранитизахщя,Ретроградный метаморфизм б и 7 этапов ограничивается полем устойчивости СТ-КВ со сторопы низшего предела Р.

Изображенные ветви тренда соответствуют трем эндогенным. циклам. Их прерывание означает отсутствие метаморфизма в периоды относительной стабилизации. Вторая ветвь тренда отражает, кроме временной, таете латеральную зональность ШК по Р. Пунктиром показана общая тенденция направленности тренда от'высокоградиентных условий к низкоградиентным, не исключащая непосредственного перехода гранулитов в ГР-АМ породы.

Глава 6. Геодинамичепкие реконструкции

В настоящей главе сделана попытка геадинамической интерпретации всей совокупности получении: данных, касающихся процессов инициального магматизма, структурообразования, параметров метаморфизма и трепла их изменений.

Первый никл эндогенных процессов проходил при градиенте

Рис Л. Гренд РГ-уаг:овкЯ для пород Н!Ш. Линии минеральных равновесий приведены по С Термо- и бароыетрия...,1977 и др.). Квадраты - даннье по ОП-КП, залитые кружки - по АК-ПЛ, АМ-БТ и ГР-АЦ-ПЛ термобароыстраи, полые кружки - по.ГР-ам графическому термобароиетру ( Терцо- и барометрия..., 1977 ), треугольники - по ГР-КП-ПЛ, ромбы - поГР-БТ тер-иобароаетраи.

30-35 °/км, обычному для большинства архейских кратонов. В этих условиях сформировались бимодальная ачфибслит-плагиогранито-гнейсовая таланчанская толща и гранулит-баэитовая ассоциация, соответствующие верхнему и нижнему слоям коры раннего докембрия.

Начало второго цикла било отмечено интенсивной маплатичес-кой базкфикацией древней коры под влиянием подъема уровня астеносферы. Также повышается градиент температур. По мера деструкции ворхнекоровых образований и внедрения доорогенных фаз муй-ских гранитов нижнекороьые гранулиты испытывали всшшвашге, зафиксированное снижением Р и Г. Одновременно в спокойной тектонической обстановке при прогрессируем растяжении происходило становление расслоенных габбро-анортозитов и секущих их параллельных даек амфиболитов. Ксенолиты метаморфиэованних перидотитов захватываются основной магмой и выносятся в предела кумулятивно-го горизонта - особенность типичная для офиолитов фанерозойских поясов. Именно на этой стадии воэникаис подводящие каналы для основных мам, образующих верхний вулк&чогенный горизонт, В обстановке зрелого спредиига формируются океанические тодеити ма-табаэит-плагдаграннт-мигматитовбй ассоциации. Комплементарно растяжению при заложении ранней эксяматяческой островной дуги образуются островодужные толеиты и задуговые базальты метабазит-ультрабазитовой ассоциации. В остановках последующего сжатия, сопровоздащего региональный метаморфизм второго цикла самые низкие значения Т и Р отмечаются в толеятах океанического типа и задуговнх бассейнов. Саше Евсокие Р (до 9-12 кбар) определены для толщи островодужных базальтов. Это позволяет предположить, что бист^не нисходящие движения реатшзовнвалисъ на месте островной дуги, давшей начало формированию Слвдянской аизкоградиеит» ной зоны. В ходе предполагаемой субдукшш с нкжнекоровых или мантийных глубин были подняты отторженнне тела эклогитов. При комплементарном метаморфизме более низких Р широко проявилось граяятообразоваяие.

В конпе 2 цикла под воздействием сокращения и закрытия океанической области возникают близкие к современным соотношения фрагментов разреза ШК, вызванные интенсивным надвигообра-зовапием. Последнее проявилось позднее главного метаморфизма а не определяло его параметры. Надвигообразование служило лишь механизмом вывода на поверхность фрагментов наиболее глубинно-

го слоя КГЖ. Слвдянская структура удерживала тенденцию к высокобарическим режимам и при процессах 3 цикла. Длительное поли-шдаическов формирование паяеосубдукиионной зоны объясняет ее уникальные металлогенические особенности, среди которых Ходод-нинское колчеданно-полиметаллическое месторождение.

Представленная модель позволяет объяснить формирование и соотношения всех фрагментов ДОК. История второго цикла соответствует. полному периоду существования коры океанического типа от обстановок спрединга через субдукшш ж коллизию к орогенным режимам.

ЗАКЯШШИЕ

Пров.еденше в ходе выполнения диссертационной работы исследования позволяет сделать следующие выводы:

1. На основании изучения вещественно-формационного состава Нирундуканской зоны установлена ео гетерогенность. В пределах ШК выделены следующие ассоциации пород: грануяит-базитовая, метабазит-ультрабазитовая, метабазит-плагиогранит-шгматитовая, метабазит-гранито-гнейсовая и ассоциация ГР амфиболитов.

2. Ассоциации пород НМК отражает 3 цикла, эндогенного развития. С первым шклом сопряжено становление гравулит-базитовой ассоциации. Второй цикл бьи решающим для создания структуры и вещества, вовлекая в овею историю все вышеперечисленные ассоциации. Третий цикл редуцирован и наиболее полно отразился в формировании Слвдянской шовной структуры, разграничивающей Нюрунду-канскую и Олокитску» структурно-формашгонные зоны.

3. Состав темноцзэткых породообразующих минералов отражает сложный путь изменения параметров метаморфизма. Обосновано использование ряда элементов, в том числе малых, в качестве индикаторов градиента РГ-условий метаморфизма.

4. Тревд. последовательного изменения термодинамических параметров метаморфизма эволюционирует от условий гранулитовой фации умеренных Р через амфиболитовую фатпо пониженных -Р в высокобарическую область при сохранении режима Т, указывая на тен-. дешшо смены высокоградиентных условий метаморфизма на низкогра-диентныв. Заключительные процессы отражают общий спад Р.

5. На основании использования комплексных данных по петро-химии метабазитов, их стдоктурной и метаморфической эволюции

геодинамические реконструкция строения НМК отвечают полному . циклу развития коры океанического типа, начиная от условий растяжения к заканчивая этапами сжатия и коллизионными процессами. Слвдянская высокобарическая структура является палеосубдуишоя-ной и контролирует главные металлогеническиа особенности региона.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Котов Н.В., Скублов С.Г. Термодинамические условия образования оловоносных метасоматитов Правоурмийского месторождения и Доклады АН СССР, 1991, т.321, Д 2. С.377-380.

2. Московченко Н.И., Скублов С.Г. Докембрийская квазиофи-олитовая ассоциация Северо-Западного Прибайкалья // Эволюция докембрийской литосфэры(тезисы докладов).- Л.,1991. С.125-127.

3. Скублов С.Г. Структурная эволюция нюрундукаиокого гра-нулито-базитового комплекса (СЗ Прибайкалье) // Структурный анализ кристаллических комплексов. Тез. докл.ГУ Всеросоийской школы. Иркутск, 1992. С.91-32.

4. Скублов С.Г. Типохюдам амфиболов нюрундукаиокого комплекса (Северо-Западное Прибайкалье) // Записки Н.10, 1993, '5 6. С.82-88.

Подписано к печати 28.01.94 Заказ 38 Тираж 100 Объем 1,25 п.л. ПЯЛ СПГУ.

199034, Санкт-Петербург, яаб. Захарова,6,