Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Петрология оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород Кокчетавского массива

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород Кокчетавского массива"

11111111III1111111

□ОЗ163124

На правах рукописи

СЕЛЯТИЦКИЙ Александр Юрьевич

ПЕТРОЛОГИЯ ОЛИВИН-ГРАНАТОВЫХ, ОЛИВИН-ШПИНЕЛЕВЫХ И ОРТОПИРОКСЕНОВЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА (Северный Казахстан)

25 00 04 - петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

17 янв гт

НОВОСИБИРСК-2007

Работа выполнена в Институте геологии и минералогии Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

академик РАН

Ревердатто Владимир Викторович

Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук

Леснов Феликс Петрович, Институт геологии и минералогии СО РАН (г Новосибирск)

доктор геолого-минералогических наук Перчук Алексей Леонидович, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (г Москва)

Ведущая организация' Институт земной коры СО РАН (г Иркутск)

Защита состоится " 22 " января 2008 г в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д 003 067 03 при Институте

геологии и минералогии СО РАН, в конференц-зале

Адрес 630090 Новосибирск, проспект академика Коппога, 3 Факс (383)333-35-05

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан "14" декабря 2007 г Ученый секретарь

)

диссертационного совета дг-мн / .ОМ Туркина

Введение

Актуальность. В фанерозойских орогенических зонах, таких как Западный гнейсовый регион в Норвегии, Западные Альпы, Богемский массив Центральной Европы, террейн Даби-Сулу в Китае, Кокчетавский массив в Казахстане и т д, испытавших коллизионный метаморфизм при высоких и сверхвысоких давлениях (HP/UHP), встречаются тела перидотитов и пироксенитов Эти породы ограниченно развиты на земной поверхности, но представляют один из ключевых петрографических типов коллизионных зон и содержат важную генетическую информацию (Coleman, Wang, 1995) Они рассматриваются как результат корово-мантийного взаимодействия, позволяя получать новые данные о петротектонических процессах (Liou, Carswell, 2000), в том числе об условиях метаморфизма и фациях глубинности в коллизионных зонах высоких-сверхвысоких давлений (Brueckner, Medaris, 2000)

Небольшие тела базит-ультрабазитовых оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород обнаружены в Кокчетавской коллизионной зоне высоких-сверхвысоких давлений (Ефимов, 1961, Удовкина, 1985, Ревердатто и др , 1993, Zhang et al, 1997, Ashworth et al, 1998, Reverdatto, Lepetyukha, 1999, Muko et al, 2002, Katayama et al, 2003) В данной работе они явились объектом детальных исследований

Цель работы охарактеризовать оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы Кокчетавского массива, установить их генезис и Р-Т условия образования

Задачи 1) минералого-петрографически описать породы и изучить химический состав слагающих их минералов, 2) оценить Р-Т условия метаморфизма, 3) изучить петрогеохимические особенности и установить природу протолитов этих пород, 4) провести геохимическое сравнение кокчетавских базит-ультрабазитов с мировыми петрографическими аналогами

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положен материал, предоставленный научным руководителем и собранный автором самостоятельно в процессе полевых работ и лабораторных исследований за период 2002-2007 г г Большая часть исследований выполнена в ходе обучения автора в аспирантуре 2005-2007 г г Автор также использовал коллекцию пород, любезно предоставленную Д Карсвеллом из Университета Шеффилда (Англия) Изучено 200 пластинок и шлифов, проанализировано 30 образцов горных пород на содержания породообразующих оксидов, получено 27 определений редкоземельных и редких элементов, выполнено около 100 микрозондовых анализов

Содержания породообразующих оксидов и Rb, Sr, Y, Zr, Nb определялись методом РФА Остальные элементы в породах, включая

редкоземельные, определены нейтронно-активационным анализом и 1СР-МБ. Составы минералов определялись на микрозондах СатеЬах-М1сго и ДеоиХА в Аналитическом центре ИГМ СО РАН

Научная новизна. Впервые комплексно изучены оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые метаморфические породы Кокчетавского массива Установлено их геохимической подобие между собой, а также - с ультрабазитами комплексов Иксунддал и Ракнестанген в Западном гнейсовом регионе Норвегии; показано, что они могут быть отнесены к коровым базит-ультрабазитовым породам Ее-Т1 типа (по СагвууеП е1 а1, 1983, Вгиескпег, Medaпs, 2000) и связаны общностью происхождения с эклогитами и амфиболитами Кокчетавской коллизионной зоны На примере кокчетавских оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых пород показано, что ультраосновные породы могут образовываться при метаморфизме хлоритовых предшественников при высоких Р-Т параметрах

Практическая значимость. Предложены геохимические критерии различия мантийных и коровых базит-ультрабазитов в коллизионных зонах высоких-сверхвысоких давлений Эти критерии могут быть полезны при определении состава, природы и эволюции тфотолитов ультраосновных пород в высокометаморфНзованных комплексах

Защищаемые положения:

1 В двух участках Кокчетавского массива (вблизи оз. Кумды-Коль и д Енбек-Берлык) изучены небольшие тела оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород, залегающих совместно с амфиболитами и эклогитами в виде будин и линз среди метапелитовых сланцев и кварцитов зерендинской серии. Сходство в форме и условиях залегания свидетельствует о том, что эклогиты, амфиболиты, оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы связаны общностью происхождения и до метаморфизма, по всей вероятности, представляли собой единый ансамбль базитовых силлов и/или даек

2. Судя по данным минералогической термометрии, температура образования оливин-гранатовых пород в западной части массива (участок Кумды-Коль) превышала 1000 °С при давлении 40 кбар. Оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы в восточной части (участок Енбек-Берлык) возникли при Р = 14-15 кбар, Т » 800 °С Р-Т параметры формирования этих пород при метаморфизме демонстрируют различный уровень глубинности западного и восточного блоков Кокчетавского массива

3. Оливин-гранатовые и оливин-шпинелевые ультрабазиты участков Кумды-Коль и Енбек-Берлык, имеют сходный и необычный

петрохимический состав из-за высокого содержания А1203, FeO, ТЮ2 и низкого содержания S1O2, MgO, Сг и могут быть отнесены к коровым перидотитам Fe-Ti типа Протолитами оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород, вероятно, были метасоматически преобразованные в хлоритовые породы базиты, залегавшие в верхней части континентальной коры до субдукции и метаморфизма при высоких-сверхвысоких давлениях Этот вывод сделан на основе сравнения с составами других возможных протолитов

4. Оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы Кокчетавского массива геохимически подобны коровым перидотитам и пироксенитам Fe-Ti типа из комплексов Иксунддал и Ракнестанген Западного гнейсового региона Норвегии И те, и другие обеднены Сг и Ni, обогащены Zr, Y, Nb, РЗЭ и этим отличаются от типичных мантийных (Mg-Cr типа) петрографических аналогов Выявленные геохимические различия могут быть использованы в качестве критериев при определении природы протолитов базит-ультрабазитовых пород в высокометаморфизованных комплексах

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 статей и тезисы 7 докладов Результаты работы представлялись на Международном симпозиуме, посвященном 70-летию академика НВ Соболева (Новосибирск, 2005), на Федоровской сессии (Санкт-Петербург, 2006), на научных конференциях «Ультрамафит-мафитовые комплексы складчатых областей докембрия» (Улан-Удэ, 2005), «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2005), «Метаморфизм и геодинамика» (Екатеринбург, 2006), «Актуальные проблемы геологии и геофизики» (Ташкент, 2007)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения, общим объемом 138 страниц и сопровождается 32 рисунками и 23 таблицами Список использованной литературы составляет 125 наименований

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность за помощь и постоянное внимание к работе своему научному руководителю академику В В Ревердатто, а также горячо благодарит сотрудников Лаборатории метаморфизма и метасоматоза ИГМ СО РАН, к г -м н В В Хлестова, дг-мн ИИ Лиханова, кг-мн. ТА Бульбака, кг.-мн НИ. Волкову, дг-мн Э В Сокол, и, особенно, заведующего лабораторией д г -м н О П Полянского за ценные советы и помощь. Автор выражает благодарность академику НВ Соболеву за содействие в выполнении работы, а также чл.-корр. В С. Шацкому, дг-мн В Н Шарапову, дг-мн О М Туркиной, дг-мн Ф П. Леснову, дг-мн В А. Кутолину и д г -м н В И Буданову за конструктивные замечания и предложения по улучшению

работы, д г -м н Л Л Перчуку и к г -м,н А В Корсакову за критический анализ отдельных частей работы, кг-мн С3 Смирнову за ценные консультации, дг-мн ММ. Буслову за предоставленные для ознакомления шлифы горных пород Кокчетавского массива, сотрудникам лаборатории № 211 ИГМ СО РАН кг-мн ВМ Калугину, кг-мн РА Шелепаеву, кг-мн В И Широких за предоставленную возможность фотосъемки шлифов Автор благодарит сотрудников шлифовальной мастерской О К Гречшцева и Л И Игаюлитову за помощь в изготовлении шлифов, сотрудников Аналитического центра Е Н Нигматулину, В Н Королюка, А Д Киреева, И В Николаеву, С В Палесского за содействие при проведении аналитических работ. Автор признателен бывшему начальнику Кокчетавской ГРЭ А А Заячковскому за помощь в полевых исследованиях. Автор горячо благодарит референта диссертационного совета Д 003 067 03 ИГМ СО РАН Волкову Л А за неоценимую помощь в технической подготовке диссертации

Работа выполнялась при финансовой поддержке грантов РФФИ (№№ 02-05-64042-а и 03-05-06002-мас), гранта Президента РФ «Ведущие научные школы» НШ-4922 2006 5 и Фонда содействия отечественной науки по программе «Лучшие аспиранты РАН» (2006-07 г г)

Глава 1. Роль геохимических исследований в изучении коллизионных процессов Геохимические аспекты и геодинамическая обусловленность геологических процессов изучены еще недостаточно Во многом это относится к вопросам восстановления состава и условий формирования протолитов горных пород, особенно древних образований с многостадийной историей развития, при которой происходила полная переработка текстурно-структурных признаков исходного субстрата

В фанерозойских НР/иНР орогенических зонах тела базит-ультрабазитовых пород являются характерным компонентом литосферных блоков Они рассматриваются как результат корово-мантийного взаимодействия и содержат важную информацию о петротектонических процессах (1лои, Саг8\уе11, 2000)

Карсвелл с коллегами (Сагв'И'еН й а1, 1983), изучая улырабазитовые породы Норвегии, выделил в Западном гнейсовом регионе, произошедшем из субдуцированных пород земной коры, гранатовые перидотиты двух типов магний-хромистые (М§-Сг тип) и железо-титанистые (Ре-Т1 тип) по преобладанию соответствующих химических элементов Брукнер и Медарис назвали их, соответственно, «мантийными» и «коровыми» (Вгиескпег, Мескга, 2000) Первые известны как «перидотитовые массивы», «альпинотипные перидотиты», «орогенические перидотиты»

Они внедрялись в глубоко погруженную литосферу либо в форме мантийных расплавов, либо в виде тектонических фрагментов пластичных масс горных пород Вторые, как полагают, происходили из базит-гипербазитовых протолитов, содержавшихся в земной коре до субдукции, позже, погруженных в мантию и преобразованных при высоких Р-Т параметрах

Глава 2. Геологический очерк

На протяжении длительного времени изучением геологии Кокчетавского массива занимались ЕД Шлыгин, МА Абдулкабирова, О М Розен, А А Богданов, И Ф Трусова, А А Заячковский, Н А Штрейс, Г Л Габба, В Е Гончаренко, В Г Кушев, Д.П. Виноградов, М М Буслов, Н Л. Добрецов, А В Корсаков, Ф А. Летников, Л Л Перчук, А Л Перчук, В В. Ревердатто, Н В Соболев, В С Шацкий, Дж. Эшуорт, Дж Клу-Лонг, Дж Херман, Л Катаяма, А Мако, С. Маруяма, К Тенисен, Р Жанг и другие исследователи На начальном этапе в основном решались вопросы поисков полезных ископаемых, общей геологии и геоморфологии, вещественного состава (минералогии и петрографии) пород и стратиграфии региона В современных исследованиях акцент сделан на изучение петрогенезиса вещественных комплексов (петрология, геохимия, возрастные датировки) и геодинамической обусловленности геологических событий

Согласно современным представлениям Кокчетавский массив является тектоническим фрагментом Центрально-Азиатского складчатого пояса Пояс представляет собой гигантский субдукционно-аккреционный комплекс (Бегщог й а1, 1993) и включает крупные тектонические блоки НР/иНР метаморфических пород (Добрецов и др, 1998, гопепБЬат й а1, 1990, БоЫ^оу & а1, 1995, 1999, ТЬешшБеп ег а1, 2000) Докембрийское ядро Кокчетавского массива сложено ортогнейсами, метапелитовыми сланцами, кварцитами и мраморами зерендинской серии (средний протерозой), с небольшим количеством эклогитов и амфиболитов, которая рассматривается как мегамеланж, состоящий из ансамбля складчатых, надвинутых друг на друга, пластин метаморфических пород низких, высоких и сверхвысоких давлений (ОоЫ^боу е1 а1, 1995, 1999) Алмазоносные 1ШР породы слагают западную часть массива (р-ны озер Барчи и Кумды-Коль) Метаморфические породы низких, высоких и сверхвысоких (с коэситом, но без алмаза) давлений формируют его восточную часть

Оливин-гранатовые породы слагают небольших размеров (~ 50 м2) блок в одном из линзовидных тел эклогитов вблизи оз Кумды-Коль (западная часть) Оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы залегают

совместно с амфиболитами и эклогитами в виде будни и линз в метапелитовых сланцах и кварцитах вблизи д Енбек-Берлык (восточная часть) Все линзовидные тела эклогитов на участках Енбек-Берлык и Кумды-Коль, а также линзы амфиболитов, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород участка Енбек-Берлык залегают согласно с простиранием, вмещающих их, метапелитовых сланцев и образуют вместе с ними одни и те же геологические структуры

Глава 3. Петрографическое описание оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород Кокчетавского массива

Оливин-гранатовые породы вблизи оз Кумды-Коль имеют неоднородную текстуру, тонко-среднезернистую порфиро-гранобластовую структуру, состоят из граната, оливина, Ti-клиногумита, шпинели, ильменита, магнетита, амфибола, хлорита, серпентина При увеличении количества граната они переходят в гранатиты

Оливин-шпинелевые породы вблизи д Енбек-Берлык состоят из оливина (40-80 об %), шпинели (20-40 об %) и ортопироксена (10-20 об %), ильменита, магнетита Структура грано-, гломеробластовая, тонко-среднезернистая, текстура полосчатая, неоднородная Ортопироксеновые породы участка Енбек-Берлык массивные или слабо полосчатые, могут содержать гранат (до 40 об %) или основной плагиоклаз, небольшие количества оливина, биотита, шпинели, ильменита, магнетита

Глава 4. Химические составы минералов

В оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых породах железистость (f = Fe/(Mg+Fe)) оливина 0,12-0,45 Зерна граната из кумды-кольских оливин-гранатовых пород слабо зональны, Сг203 = 0-0,09 мае % (Muko et al, 2002), f = 0,29-0,33 fGrt из ортопироксеновых пород 0,80-0,85, содержание гроссуляра от 6 % в ядре до 18 % в кайме В ортопироксеновых породах Юрх = 0,31-0,61, в оливин-шпинелевых - Юрх = 0,17-0,19 Содержание А12Оэ в ортопироксенах из оливин-шпинелевых пород достигает 4,69 мае % Содержание Сг203 в шпинели < 0,73 мае %, fSpl = 0,30-0,64 в оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых породах, в ортопироксеновых - fSpl = 0,47-0,61 Клиногумит в оливин-гранатовых породах содержит 4-5 мае % ТЮ2 (см также Zhang et al, 1997, Muko et al, 2002), f = 0,11-0,14, содержание фтора 0,17-0,46 мае % что значительно меньше, чем оценка (Zhang et al, 1997) 0,71-0,83 мае %

Глава 5. Р-Т условия метаморфизма

Термобарометрические данные показывают, что в западном блоке Кокчетавского массива сверхвысокие давления при субдукции, возраст

которой составлял 524-537 млн лет (Shatsky et al, 1995, 1999а, b, Katayama et al, 2001), достигали 1000-1300 "С и 60-70 кбар (Katayama et al, 2000 a, b, 2001) Последующая (вторая) стадия метаморфизма, датируемая 507-517 млн лет (Shatsky et al, 1995, 1999а, b, Katayama et al, 2001), происходила при P = 6-13 кбар, T = 500-700 °C На этой стадии эклогиты были амфиболитизированы, а метапелиты сверхвысоких давлений замещены минеральными ассоциациями амфиболитовой фации Вблизи гранитов породы зерендинской серии подверглись контактовому метаморфизму во время третьей стадии 456-461 млн лет (Katayama et al, 2001) при Р = 1-2 кбар и Т = 450-500 °С (Ревердатто и др , 1993, Reverdatto, Lepetyukha, 1999) Оливин-гранатовые породы участка Кумды-Коль сформировались при Т = 1030 °С, что определено нами для обр Kumd-3 по Ol-Grt термометру (O'Neill, Wood 1979, 1980) при Р = 40 кбар (Shatsky et al, 1995, Zhang et al, 1997) Температура образования оливин-шпинелевых пород участка Енбек-Берлык определена нами по Opx-Ol-Spl термометру (Witt-Eickschen, Seek, 1991) для обр R-118-A-98oe и R-118-98 и составляет 841 °С и 776 °С соответственно С использованием этих оценок мы определили давление метаморфизма по Opx-Grt геобарометру (Harley, 1984) для гранат-ортопироксеновой породы (обр R-118-Be-98e) участка Енбек-Берлык, Р = 14-15 кбар

Полученные Р-Т оценки близки к параметрам метаморфизма эклогитов, расположенных в 1,0-1,5 км к северу от д Енбек-Берлык Р > 12 кбар, Т = 740-780 °С (Шацкий и др , 1989)

Глава 6. Геохимия оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород Кокчетавского массива

Эти породы имеют сходный и весьма необычный петрохимический состав из-за высокого содержания А1203 (19-22 мае %), FeO (12,2-14,5 %), ТЮ2 (1-2,58 %) и низкого содержания Si02 (33-41 %), MgO (16,5-26 %) и Сг (48-150 ррт) Содержание СаО 1-4,7 % Как оливин-гранатовые, так и оливин-шпинелевые породы обогащены РЗЭ (рис 1) по сравнению с хондритовым составом (Boynton, 1984) и имеют сходные концентрации Rb, Zr, Nb, Sc, Co, Cs, Hf, Та, Th и U Характерны отношения некоторых химических элементов в оливин-гранатовых породах (ЬаАЪ)п = 0,05-0,27, Th/U = 1,25-2,7, Sr/Nd = 1,15-7,75, Sc/Yb = 11,8-25,8, Zr/Hf = 36-39, в оливин-шпинелевых породах (La/Yb)n = 0,6-0,24, Th/U = 2,17-3,75, Sr/Nd = 1,39-7,1, Sc/Yb = 20,3-51,8, Zr/Hf = 35,3-39,1

Нормированные содержания легких РЗЭ в оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых ультрабазитах частично совпадают Несмотря на имеющиеся вариации в концентрациях тяжелых РЗЭ, содержания Yb и Lu практически совпадают оливин-шпинелевых и оливин-гранатовых породах Кроме того,

спектры гранатсодержащей оливин-шпинелевой породы участка Енбек-Берлык (СКЧ-1/1) и оливин-гранатовых ультрабазитов участка Кумды-Коль подобны в распределении РЗЭ они имеют субгоризонтальные участки спектров от Ьи до 0(1, Еи-Й минимум, и нисходящую ветвь от Бш к Ьа(рис 1)

Олквни-^атиоиыеулырабамиы участка кумлы Ko.ii.

Rkul Kumd 1 —□—Kumd 2 ■—❖—Kumd 1

La tr .VI Sm En Gd Tb Yb Lu

01ИВНИ шцитмевме s larpaCiUHru участка Енбск Ьсрлык

Ортанприксеииаие itupfHU участка Ен&к Ьсрлыь

Е» Cd ТЬ \b Lu

La Ce \d Sm Eu Cd ГЬ tb Lu

Рис 1 Распределения РЗЭ в базит-ультрабазитах Кокчетавского массива

Ортопироксеновые породы по составу приближаются к базитам, бедными щелочами, и отличаются от оливин-шпинелевых пород более высокими содержаниями Si02, Rb, Sr, Y, Co, Cs и легких РЗЭ и более низкими содержаниями MgO, Zr, Nb, Hf, Та и U; Th/U = 0,8- 2,6, Zr/Hf = 3041 Распределения РЗЭ в образцах ортопироксеновых пород схожи между собой и обладают субгоризонтальным спектром нормированных содержаний РЗЭ от Nd до Lu (рис 1)

По петрохимическим характеристикам оливин-гранатовые оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы Кокчетавского массива относятся к Fe-Ti типу ультрабазитов коровой природы (по Carswell et al, 1983, Medaris, 1999, Brueckner, Medaris, 2000)

Глава 7. Возможное происхождение оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород Кокчетавского массива Вопрос о происхождении этих пород представляет собой сложную проблему, из-за необычности их состава Мы попытались рассмотреть в качестве возможных кандидатов на их протолиты такие породы как коматииты (Магматические горные. . 1985, 1988, Viljoen Viljoen 1962), пикриты (Марковский, Ротман 1981, Searle, Vokes, 1969, Cameron, 1985, Aitken, Echeverria, 1984, Echeverria, 1980; Dietrich et al, 1981), феррогаббро (Магматические горные . 1985, Tethyan ophiohtes, 1980,) и латеритные коры выветривания по базальтам (Soubrand-Colin, 2005, Moon, 2004, Sak et al, 2004), поскольку их петрохимический состав отчасти близок составу исследуемых пород Однако в результате сопоставления составов такое

предположение было отвергнуто. На рис. 2 поля составов кокчетавских базит-ультрабазитов на всех диаграммах расположены отдельно от пород, предложенных выше на роль протолита. Частичные совпадения составов наблюдаются лишь по отдельным компонентам.

60 50

-А

д

о Л

мко

0 5 10 15 20 25 30 35 40

О (

10 15 20 25 30 35 40

35 „А1А

30 <

20 к

15 г*

10

5 ■

0

+.Ж-

+ +

35 РеО

30 к

25 ■ X

20 4 *

15 Шл у!^

10

5 ■

0

Ощ

+

МяО

15 СаО

12 ■ А

■

9 ч*

Xх

6 Х*Х

3 ■

0 —1

О 5 10 15 20 25 30 35 40 N0,0

МеО

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

<> - ^р-О! порода Д - Сгг-01 порода Ж - Орх порола

• - хлорит из зел. сланцев О - хлорит из измен, оси. изи. пород

- перяд. комзлнить)

- базялм. коматниты

М|0

5 10 15 20 25 30 35 40

■ - феррогаббро

- породы латернтпон коры выветривания по базальтам

• - инкрнз м

Рис. 2. Результат сравнения кокчетавских базит-ультрабазитовых пород с составом возможных предшественников.

Высокие содержания А1203, РеО, ТЮ2 и низкие содержания СаО, 8Ю2 несовместимы с предположением об образовании исследуемых ультрабазитов как кумулятов основной магмы. Химически похожие породы могут возникнуть при фракционировании пироп-альмандинового граната из базитового расплава при высоком давлении. Однако реликтовая офитовая структура в амфиболитах, ассоциирующих с оливин-шпинелевыми и ортопироксеновыми породами, свидетельствует об образовании пород-протолитов при затвердевании основной магмы в близповерхностных условиях. Предположение об образовании высокоглиноземистых дериватов основной магмы посредством ее фракционирования при низком давлении кажется неправдоподобным, так как в этом случае требуется аккумулировать большое количество шпинели типа плеонаста. В обычных производных мантийных магм шпинель

встречается в малых количествах и нет примеров образования ультрабазитовых кумулятов, обогащенных малохромистой шпинелью

Сходство в форме и условиях залегания свидетельствует о том, что эклогиты, амфиболиты, оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы связаны общностью происхождения и до метаморфизма представляли собой единый ансамбль близповерхностных базитовых силлов и/или даек Протолиты кокчетавских эклогитов и амфиболитов представляли собой толеитовые базиты, обедненные щелочами, которые образовались при внедрении основной магмы в земную кору на начальной стадии раскола континентальной плиты (Шацкий, 1993) По данным (Masago et al, 2003) низкие значения 6180 в эклогитах предполагают, что их магматические протолиты испытали взаимодействие с холодными метеорными водами Метапелиты зерендинской серии обладают признаками континентальных пород (Dobretsov et al, 1995, Zhang et al, 1997, Reverdatto, Lepethyukha, 1999, Shatsky et al, 1999a, b) По всей вероятности, осадочные протолиты зерендинской серии образовались в условиях пассивной континентальной окраины (Masago et al, 2003)

Вышеизложенное допускает, что протолитами оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых пород могли быть химически измененные (метасоматизированные) базальты Об их первичном составе приблизительно можно судить по составу амфиболитов (метабазитов) участка Енбек-Берлык (мае. %) Si02 = 47-50, ТЮ2 = 1,0-1,7; А1203 = 12,517,5, FeO = 9-16,2, MnO = 0,16-0,22, MgO = 6,0-7,7, CaO = 10,1-12,7, Na20 = 1,5-2,5, K20 = 0,1-0,5 (Ashworth et al, 1998)

Основываясь на результатах сопоставления кокчетавских ультрабазитов с составами хлоритов (рис 2, 3, таб.) мы полагаем, что метасоматоз выражался в гидротермальной хлоритизации Хлорит по составу, по-видимому, был близок к образующемуся в гидротермально измененных базитах или зеленых сланцах и отвечал прохлориту или рипидолиту Содержания главных химических компонентов в хлоритах из гидротермально измененных изверженных пород (базальтов, диабазов, спилитов, амфиболитов, габбро) варьируют в пределах (мае %) Si02 = 25,1-33,7, ТЮ2 = 0,05-2, А1203 = 10-22; Fe203 = 1,2- 12,7, FeO = 6,8-31,9, MnO = 0,1-3,1, MgO = 9,5-23; CaO = 0,02-1,8; H20 = 10,7-12,5, из зеленых сланцев (мае %) Si02 = 22,5-29,8 мае %; Ti02 = 0,01-0,6; А1203 = 19,2-26,7, Fe203 = 0,8-4,0, FeO = 6-31; MnO = 0,04-1,13; MgO = 8,6-27,7, CaO = 0,060,7, H20 =11-13 (Кепежинскас, 1965)

Кокчетавские метаморфические ультрабазиты попадают в магнезиальную часть поля хлоритовых пород (рис 3), в то время как составы ортопироксеновых пород участка Енбек-Берлык могут быть соотнесены с частично хлоритизированными базальтами

Таблица. Сравнение оливин-гранатовых (01-0г1) и оливин-шпинелевых (01-8р1) пород с хлоритами (Ск) из зелёных сланцев и основных изверженных пород.

Мин Макс X™ Мин Макс Хсп Мин Макс

01-0П, 01-8р1 СК из зел. сланцев С1г из осн.изв. пор.

8Ю2 33.82 31.59 39.69 27.20 24.30 29.84 26.87 24.34 29.48

'ПО, 1.84 1.00 2.58 0.28 0.03 0.64 0.51 0.05 2.02

А12Оз 20.18 18.23 21.49 20.42 19.20 21.33 20.03 18.83 22.08

РеО 14.02 12.20 22.03 18.74 13.06 23.60 19.84 15.21 24.46

МпО 0.20 0.13 0.36 0.42 0.04 1.13 0.90 0.08 3.10

М^О 23.17 16.47 26.11 20.73 15.96 25.05 19.39 14.23 23.72

СаО 2.58 1.06 4.50 0.38 0.08 0.68 0.90 0.02 1.77

Использованы химические составы хлоритов (Кепежинскас, 1965), которые наиболее соответствуют составу оливин-гранатовых и оливин-шпинелевых пород по содержаниям АЬОз, РеО, и, отчасти, ЭЮг и МпО.

м.,„ Пш 0, 01 м средние составы пород

из двух разных

провинций) (Шарапов и др., 2001), 5 - амфиболитов района Енбек-Берлык, 6 - хлоритов из зеленых сланцев (кружки - составы отдельных минералов) (Кепежинскас, 1965), 7 - хлоритов из гидротермально измененных основных изверженных пород (черные точки - составы отдельных минералов) (Кепежинскас, 1965). йП-! - гранат из оливин-гранатовых пород, (1г(-П - гранат из ортопироксеновых пород.

Рис. 3. АГ"М-диаграмма для кокчетавских базит-ультрабазитов.

Составы сосуществующих минералов соединены тонкими линиями.

Замкнугымн контурами показаны поля: 1 - оливин-шпинелевых пород, 2 -оливин-гранатовых пород, 3

ортопироксенов ых пород, 4 - сибирских траппов как

представителей континентальных базальтов (звездочки -

Частичное несоответствие составу хлоритов по содержаниям БЮ2, ТЮ2, МпО, СаО можно объяснить присутствием в протолите ультрабазитов

реликтового плагиоклаза, а также ильменита и, возможно, эпидота. Очевидно, что при хлоритизации базальтов происходило перераспределение MgO, FeO, А1203, Si02, CaO, NazO, K20. Поскольку алюминий и титан - инертны, возможно, что их концентрации менялись за счет перераспределения других компонентов, например за счет выноса Si02 и СаО. Это предположение кажется вполне вероятным, особенно, если учесть повышенную подвижность кремния и кальция в низкотемпературных метасоматических процессах. Ряд относительной подвижности при низкотемпературном метасоматозе (от более инертных к подвижным): ТЮ2 - А1203 - Р205 - FeO - MgO - СаО - Si02 - Na20 - К20 -Н20 (Коржинский, 1953). Очевидно, что в таком процессе будут накапливаться ТЮ2, А1203, Р205 и FeO, т.е. именно те компоненты, которыми обогащены кокчетавские ультрабазиты.

При значительном росте давления и температуры хлоритовые породы превратятся в гранат- и шпинельсодержащие оливин-ортопироксеновые породы, тогда как хлоритизированные базальты - в пироксениты. Это подтверждают экспериментальные данные и термодинамические расчеты (Chernosky et al., 1988): магнезиальный хлорит превращается в энстатит, форстерит и шпинель при Т > 750 °С и Рнго между 3 и 18-20 кбар или в форстерит, пироп и шпинель при Т > 850 °С и РН2о между 18-20 и 35 кбар; соответствующие фазовые превращения для Mg-Fe-хлоритов оказываются на 50-150 °С ниже.

Содержания РЗЭ в хлоритах варьируют в широком интервале (рис. 4) и

полностью перекрываются с содержаниями РЗЭ в кокчетавских базит-

ультрабазитах, что согласуется с вариантом о хлоритовых предшественниках этих пород.

Рис. 4. Распределения РЗЭ в кокчетавских базит-ультрабазитах в сравнении с хлоритами и континентальными базальтами.

Содержания РЗЭ: 1 - в оливин-гранатовых породах, 2 - в оливин-шпинелевых породах, 3 - в ортопироксеновых породах, 4 - в хлоритах (Copeland et al., 1971), 5 - в базальтах Кару (Duncan et al., 1984; Sun and McDonough, 1989); кривые: a - хлорит (Roaldset, 1975), б - прохлорит, в - пенннн, г - клинохлор V г р' v'.p" Q i плъ п и i т V. г ' (б-г - ПО (Cullers et al., 1975)).

La Се Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

200 100 50

x

5 20

с

ч 10

s

5

L 2 1

0.5

Ш>

Глава 8. Геохимическое сравнение кокчетавских базит-ультрабазитов с мировыми петрографическими аналогами

По петрохимическому составу и генезису исследуемые породы Кокчетавского массива являются представителями коровых перидотитов Fe-Ti типа В геологической литературе геохимические данные по перидотитам Fe-Ti типа практически не встречаются, что связано с редкостью находок пород подобного химического состава (к числу их проявлений относится Западный гнейсовый регион Норвегии (Carswell et al, 1983) комплексы Иксунддал и Ракнестанген) В тоже время по мантийным гипербазитам Mg-Cr типа в литературе имеется большой массив данных В связи с этим представляет интерес сравнить коровые перидотиты и пироксениты по геохимическим характеристикам с подобными породами из других орогенических областей

Использованная база геохимических данных. Для выявления геохимических различий выбрано несколько ультрабазитовых массивов В выборе объектов мы были ограничены теми, что охарактеризованы максимальным количеством содержаний главных, редких и редкоземельных элементов

В выборку мантийных перидотитов (п = 41) мы включили шпинелевые и гранатовые гарцбургиты из альпинотипных массивов Восточных и Западных (Ottonello et al, 1984, Melcher et al, 2002) и массива Ронда в Испании (Frey et al, 1985, Van der Wal, Bodmier, 1996) Выборка мантийных пироксенитов (n = 7) включает породы из Восточных Альп (Melcher et al, 2002) Выборка коровых мафит/ультрамафитовых пород включает исследуемые породы Кокчетавского массива и гранатовые перидотиты (в тч один образец пироксенита) из двух ультрабазитовых комплексов Западной Норвегии- Иксунддал и Ракнестанген. Геохимические данные по коровым перидотитам Западной Норвегии получены впервые на основе пород, любезно предоставленных нам Д Карсвеллом из Шеффилдского университета Англии

Результаты геохимического сравнения Fe-Ti базит-ультрабазиты Кокчетавского массива и Западной Норвегии - подобны между собой' и те и другие обеднены MgO и Сг, обогащены FeO, ТЮ2, А1203, Zr, Y, Nb, РЗЭ Средние части РЗЭ-спектров пород двух этих регионов полностью перекрываются Содержания легких РЗЭ в перидотитах перекрываются частично Пироксенит комплекса Ракнестанген более обогащен РЗЭ, в сравнении с кокчетавскими пироксеновыми породами

Сравнение кокчетавских и норвежских базит-ультрабазитов (как представителей коровых пород) с мантийными аналогами показало, что первые существенно отличаются от последних (рис 5) низкими содержаниями MgO, Cr, Ni и высокими содержаниями FeO, ТЮ2, А1203,

МпО, Р205, Ъх, N5 и РЗЭ. Для первых характерно положение спектров существенно выше хондритового уровня, спектры последних располагаются преимущественно ниже хондритового уровня.

Рис. 5. Некоторые бинарные диаграммы, иллюстрирующие геохимические различия мантийных и коровых перидотитов и

пироксенитов.

1 — мантийные перидотиты; 2 - мантийные пироксениты; 3 - коровые перидотиты; 4 - коровые пироксениты. Сумма РЗЭ= Ьа+Се+Ш+8т+Еи-КЗё+ТЬ+ УЬ+Ьи. Содержания Гу^О, РеО, ТЮ2 - в мае. %, редких и редкоземельных элементов

- в рргп.

Для перидотитов Ре-Т1 типа комплексов Иксунддал и Ракнестанген в Западном гнейсовом регионе Норвегии ранее было предположено (Саг8\те11 е1 а1., 1983; ЛатГуей 1987; Кго§Ь, Саг5\уе11, 1995) происхождение из низкобарического мафит-ультрамафитового протолита («коровые кумуляты»?). По нашему мнению геохимическое подобие кокчетавских базит-ультрабазитовых пород и перидотитов комплексов Иксунддал и Ракнестанген Западной Норвегии является веским аргументом в пользу сходства их происхождения, т.е. вполне возможно, что протолитом норвежских перидотитов и пироксенитов также были химически переработанные (метасоматизированные) базальты, испытавшие метаморфизм высоких-сверхвысоких давлений во время субдукции. Это подкрепляется геологическим сходством их проявления и ассоциацией с эклогитами и амфиболитами.

Выявленные геохимические различия могут использоваться в качестве критериев при определении природы протолитов базит-ультрабазитовых пород в высокометаморфизованных комплексах.

Заключение

1. В Кокчетавском массиве, вблизи оз. Кумды-Коль и д. Енбек-Берлык, залегают небольшие тела оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород в ассоциации с

амфиболитами и эклогитами в виде будин и линз среди метапелитовых сланцев и кварцитов зерендинской серии

2 Сходство в форме и в условиях залегания свидетельствует о том, что эклогиты, амфиболиты, оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы связаны общностью происхождения и до метаморфизма представляли собой единый ансамбль базитовых силлов и/или даек

3 Температура образования оливин-гранатовых пород в западной части массива (участок Кумды-Коль) > 1000 °С при Р = 40 кбар. Оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы восточной части (участок Енбек-Берлык) возникли при Р = 14-15 кбар, Т « 800 °С

4 Оливин-гранатовые и оливин-шпинелевые ультрабазиты участков Кумды-Коль и Енбек-Берлык, имеют сходный и необычный петрохимический состав из-за высокого содержания А120з, РеО, ТЮ2, СаО и низкого содержания 8Ю2, М§0, Сг и могут быть отнесены к коровым перидотитам Ёе-Т1 типа. Протолитами оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород были хлоригизированные базиты, залегавшие в верхней части континентальной коры до субдукции и метаморфизма высоких-сверхвысоких давлений. Это наиболее вероятный вариант происхождения этих пород

5. Оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы Кокчетавского массива геохимически подобны коровым перидотитам и пироксенитам Ре-Т1 типа го комплексов Иксунддал и Ракнестанген Западного гнейсового региона Норвегии. И те, и другие обеднены Сг и N1, обогащены Ъх, У, N1», РЗЭ и этим резко отличаются от типичных мантийных (М§-Сг типа) петрографических аналогов

6. Выявленные геохимические различия могут быть использованы в качестве критериев при определении природы протолитов базит-ультрабазитовых пород в высокометаморфизованных комплексах.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Ревердатто ВВ, Колмогоров ЮП, Пархоменко ЮС, Селятицкий А.Ю. Геохимия перидотитов Кокчетавского массива, Казахстан // ДАН - 2002 -т386.-№ 1 -С 88-93

2 Ревердатто В В, Королюк В Н, Селятицкий А. Ю. Признаки присутствия клинопироксена - чермакита в гранатовых пироксенитах Кокчетавского массива,Казахстан //ДАН -2003 -т391 -№5 - С 682-685

3. Ревердатто В В, Селятицкий А.Ю. Хлоритовые породы и хлоритизированные базальты как возможные предшественники метаморфических перидотитов и пироксенитов в Кокчетавском массиве, Северный Казахстан //ДАН -2004 -т394 -№4 - С 533-536 4 Селятицкий А.Ю., Ревердатто В В Геохимические характеристики метаморфических ("коровых) перидотитов и пироксенитов

15

высоких/сверхвысоких давлений (на примере Кокчетавского массива, Казахстан) в сравнении с алышнотипными ("мантийными") аналогами // «Ультрамафит-мафитовые комплексы складчатых областей докембрия» Материалы международной конференции - Улан-Удэ, 2005 - С 66-68

5 Ревердатто В В, Селятицкий А.Ю. Метаморфические перидотиты и пироксениты Кокчетавского массива, Северный Казахстан // Тезисы докладов Международного симпозиума, посвященного 70-летию академика Н В Соболева - Новосибирск, 2005 -С 61

6 Селятицкий А.Ю., Ревердатто В В «Мантийные» и «коровые» перидотиты / пироксениты в коллизионных массивах высоких / сверхвысоких давлений петро- и геохимические различия // «Строение литосферы и геодинамика» Тезисы докладов XXI Всероссийской молодежной конференции — Иркутск, 2005 -С 181-182

7 Ревердатто В В, Селятицкий А.Ю., Ремизов Д Н, Хлестов В В Геохимические различия «мантийных» и «коровых» перидотитов и пироксенитов высоких / сверхвысоких давлений //ДАН -2005 -т400 -Xsl -С 72-76

8 Ревердатто В В , Селятицкий А.Ю., Оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые метаморфические породы Кокчетавского массива, Северный Казахстан //Петрология -2005 -т 13 -№6 - С 564-591

9 Селятицкий А.Ю., Ревердатто В В, Карсвелл Д А Геохимическое подобие коровых ультрабазитов Кокчетавского массива (Северный Казахстан) и Западной Норвегии // «Метаморфизм и геодинамика»Тезисы докладов Международной научной конференции (II чтения памяти СН Иванова) -Екатеринбург, 2006 - С 126-128

10 Селятицкий А.Ю. Признаки присутствия гранат-шпинелевых гарцбургитов в Кокчетавском массиве (Северный Казахстан) // «Метаморфизм и геодинамика» Тезисы докладов Международной научной конференции (II чтения памяти С Н Иванова) -Екатеринбург, 2006 - С 122-126

11 Селятицкий А.Ю. Шпинель-оливиновые срастания в перидотитах Кокчетавского массива // Тезисы докладов Федоровской сессии - Санкт-Петербург, 2006 -С 41-43

12 Селятицкий А.Ю. Шпинель-антофиллитовые породы Кокчетавского массива (Северный Казахстан) //Геология и геофизика -2007 -т48 -№5 - С 511520

13 Селятицкий А.Ю., Ревердатто В В Геохимические различия «мантийных» и «коровых» перидотитов/пироксенитов в метаморфических комплексах высоких/сверхвысоких давлений // «Актуальные проблемы геологии и геофизики» Тезисы докладов Республиканской научной конференции -Ташкент, 2007 -т 1 -С 119-123

Технический редактор О М Вараксина

Подписано к печати 29 11 2007 Формат 60x84/16 бумага офсет N 1 Гарнитура Тайме Офсетная печать Печ л 0,9 Тираж 100 Заказ 286

НП АИ "ГЕО", 630090, Новосибирск, пр-т ак Коппога, 3

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Селятицкий, Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава. 1. РОЛЬ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В

ИЗУЧЕНИИ КОЛЛИЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Значение исследований по установлению природы протолита

1.2. Роль ультраосновных пород в изучении коллизионного метаморфизма

Глава.2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

2.1. История исследований

2.2. Геологическое строение Кокчетавского массива по современным данным

Глава.3. ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОЛИВИН-ГРАНАТОВЫХ, ОЛИВИН-ШПИНЕЛЕВЫХ И ОРТОПИРОКСЕНОВЫХ ПОРОД

КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА

Глава.4. ХИМИЧЕСКИЕ СОСТАВЫ МИНЕРАЛОВ

Глава.5. Р-Т УСЛОВИЯ МЕТАМОРФИЗМА

Глава.6. ГЕОХИМИЯ ОЛИВИН-ГРАНАТОВЫХ, ОЛИВИН-ШПИНЕЛЕВЫХ И ОРТОПИРОКСЕНОВЫХ ПОРОД КОКЧЕТАВСКОГО

МАССИВА

Глава.7. ВОЗМОЖНОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ ОЛИВИН-ГРАНАТОВЫХ, ОЛИВИН-ШПИНЕЛЕВЫХ И ОРТОПИРОКСЕНОВЫХ

ПОРОД КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА

Глава.8. ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ КОКЧЕТАВСКИХ

БАЗИТ-УЛЬТРАБАЗИТОВ С МИРОВЫМИ

ПЕТРОГРАФИЧЕСКИМИ АНАЛОГАМИ

8. ]. Исследованная база геохимических данных

8.2. Результаты геохимического сравнения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Петрология оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород Кокчетавского массива"

Актуальность. В фанерозойских орогенических зонах, таких как Западный гнейсовый регион в Норвегии, Западные Альпы, Богемский массив Центральной Европы, терейн Даби-Сулу в Китае, Кокчетавский массив в Казахстане, массив Ронда в Кордильерах Испании и т.д., испытавших коллизионный метаморфизм при высоких и сверхвысоких давлениях, встречаются тела перидотитов и пироксенитов. Эти породы имеют ограниченное развитие на земной поверхности, однако представляют собой один из ключевых петрографических типов коллизионных зон и являются носителями важной генетической информации (Coleman, Wang, 1995). Среди перидотитов встречаются как мантийные, так и коровые. Они рассматриваются как результат корово-мантийного взаимодействия, позволяя получать новые данные о петротектонических процессах (Liou, Carswell, 2000), в том числе об условиях метаморфизма и фациях глубинности в коллизионных массивах высоких-сверхвысоких давлений (Brueckner, Medaris, 2000).

Исследования в Кокчетавском массиве ранее были сосредоточены, главным образом, на проблемах петрологии, возрастных датировках, геохимии и минералогии эклогитов и алмазосодержащих метаосадочных пород (Кушев, Виноградов, 1978; Удовкина, 1985; Шацкий и др. 1989, 1993; Sobolev, Shatsky, 1990; Dobrzhinetskaya et al., 1994; Перчук и др., 1995, 1996; Shatsky et al., 1995, 1999a, b, Шацкий и др., 2006; Корсаков и др., 2006; Херманн и др., 2006; Соболев и др., 2006). Добрецов с соавторами (Dobretsov et al., 1995, 1999; Добрецов и др., 1998; Добрецов и др., 2006), Тениссен с соавторами (Theunissen et al., 2000), де Граве с соавторами (де Граве и др., 2006) и Обут с соавторами (Обут и др., 2006) рассмотрели вопросы тектоники и геодинамики массива. Систематическое изучение петрогенезиса и Р-Т эволюции метапелитов высоких-сверхвысоких давлений было проведено Жанг

Zhang et al., 1997), Ревердатто и Лепетюхой (Reverdatto, Lepetyukha, 1999), Маруямой и Паркинсоном (Maruyama, Parkinson, 2000), Паркинсоном (Parkinson, 2000), Ота с соавторами (Ota et al., 2000) и Катаямой с соавторами (Katayama et al., 2000а,b, 2001).

Небольшие тела оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород обнаружены в коллизионной зоне высоких-сверхвысоких давлений, слагающей центральную часть Кокчетавского массива (Ефимов, 1961; Удовкина, 1985; Ревердатто и др., 1993; Zhang et al., 1997; Ashworth et al., 1998; Reverdatto,' Lepetyukha, 1999). В данной работе они явились объектом детальных исследований.

Цель работы - охарактеризовать оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы, найденные в Кокчетавском массиве: изучить минералогию, петрографию, геохимию пород, определить Р-Т параметры их образования и природу их протолитов, а также сопоставить эти породы с мировыми петрографическими аналогами.

Задачи:

1. Минералого-петрографически описать кокчетавские оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы и изучить химический состав слагающих их минералов.

2. Оценить Р-Т условия метаморфизма оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород.

3. Изучить петрогеохимические особенности и установить природу протолитов этих пород.

4. Провести геохимическое сравнение кокчетавских базит-ультрабазитовых оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород с петрографическими аналогами мантийной и коровой природы.

Фактический материал и методы исследований. В основу диссертации положен фактический материал, предоставленный научным руководителем, а также собранный автором самостоятельно в процессе полевых работ и лабораторных исследований за период 2002-2007 г.г. Автор также использовал коллекцию пород, любезно предоставленную Д. Карсвеллом из Университета Шеффилда (Англия). Изучено около 200 пластинок и шлифов, проанализировано 30 образцов горных пород на содержания породообразующих оксидов, получено 27 определений редкоземельных и редких элементов, выполнено около 100 микрозондовых определений составов минералов.

Содержания породообразующих оксидов определялись рентгенофлуоресцентным анализом с использованием многоканального спектрометра SRM-25; ошибка измерения не более 0.02 %. Редкие элементы - Rb, Sr, Y, Zr и Nb - определялись с помощью рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометре ИРИС-3, снабженном фокусирующим графитовым тороидальным монохроматором для первичного излучения и графитовым фильтром для характеристического излучения; ошибка измерения не более 7-10 %. Остальные элементы в породах, включая редкоземельные, определены нейтронпо-активационным анализом; ошибки измерения зависели от числа замеров. При расчете аналитических ошибок принимались во внимание отклонения измеренных интенсивностей, точность использованных констант, точность калибровки приборов и достоверность сертифицированного стандарта.

Составы минералов определялись на микрозондах Camebax-Micro и Jeol-JXA. В качестве стандартов использовались природные минералы. Анализ анортит-цоизит-шпинель-магнетит-ильменит-корундовых микроагрегатов в пироксеновых породах выполнялся на микрозонде Camebax-Micro при ускоряющем напряжении 25 кВ с зондом, расширенным до 100 мкм. Стандартное относительное отклонение при наборе импульсов излучения элементов от произвольно выбранных участков образца составляло не более 8 %. Переход от измеренных интенсивностей к концентрациям осуществлялся методом РЛР-коррекции (Pouchou, Pichoir, 1991). Использовались образцы сравнения, при работе с которыми суммарная поправка первых приближений отношений интенсивностей образца к интенсивностям эталонов была меньше 10 %, что гарантирует корректный учет матричных эффектов.

Научная новизна. Впервые комплексно изучены оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые метаморфические породы Кокчетавского массива. Установлено их геохимическое подобие между собой, а также с ультрабазитами комплексов Иксунддал и Ракнестанген в Западном гнейсовом регионе Норвегии; показано, что они могут быть отнесены к коровым базит-ультрабазитовым породам Fe-Ti типа (по Carswell et al., 1983) и связаны общностью происхождения с эклогитами и амфиболитами Кокчетавской коллизионной зоны. На примере кокчетавских оливин-грапатовых и оливин-шпинелевых пород показано, что ультраосновные породы могут образовываться при метаморфизме хлоритовых предшественников при высоких Р-Т параметрах.

Практическая значимость. Предложены геохимические критерии различия мантийных и коровых базит-ультрабазитов в коллизионных зонах высоких-сверхвысоких давлений. Эти критерии могут быть полезны при определении состава, природы и эволюции протолитов ультраосновных пород в высокометаморфизованных древних комплексах.

Основные защищаемые положения:

1. В двух участках Кокчетавского массива (вблизи оз. Кумды-Коль и д. Енбек-Берлык) проявлены небольшие тела оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых метаморфических пород, залегающих совместно с амфиболитами и эклогитами в виде будин и линз среди метапелитовых сланцев и кварцитов зерендинской серии. Сходство в форме и в условиях залегания свидетельствует о том, что эклогиты, амфиболиты, оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеповые породы связаны общностью происхождения и до метаморфизма представляли собой единый ансамбль базитовых силлов и/или даек.

2. Судя по данным минералогической термометрии, температура образования оливин-гранатовых пород в западной части массива (участок Кумды-Коль) превышала 1000 °С при давлении 40 кбар. Оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы в восточной части (участок Енбек-Берлык) возникли при Р = 14-15 кбар, Т « 800 °С. Р-Т параметры формирования этих пород при метаморфизме демонстрируют различный уровень глубинности западного и восточного блоков Кокчетавского массива.

3. Оливин-гранатовые и оливин-шпинелевые ультрабазиты участков Кумды-Коль и Енбек-Берлык, имеют сходный и необычный петрохимический состав из-за высокого содержания AI2O3, FeO, ТЮ2 и низкого содержания S1O2, MgO, Сг и могут быть отнесены к коровым перидотитам Fe-Ti типа. Протолитами оливин-гранатовых, оливип-шпинелевых и ортопироксеновых пород, вероятно, были метасоматически преобразованные в хлоритовые породы базиты, залегавшие в верхней части континентальной коры до субдукции и метаморфизма при высоких-сверхвысоких давлениях. Этот вывод сделан на основе сравнения с составами других возможных протолитов.

4. Оливин-гранатовые, оливин-шпииелевые и ортопироксеновые породы Кокчетавского массива геохимически подобны коровым перидотитам и пироксенитам Fe-Ti типа из комплексов Иксу]щдал и Ракнестанген Западного гнейсового региона Норвегии. И те и другие обеднены Сг и Ni, обогащены Zr, Y, Nb, РЗЭ и этим отличаются от типичных мантийных (Mg-Cr типа) петрографических аналогов. Выявленные геохимические различия могут быть использованы в качестве критериев при определении природы протолитов базит-ультрабазитовых пород в высокометаморфизованных комплексах.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 статей и тезисы 7 докладов. Результаты работы представлялись на Международном симпозиуме, посвященном 70-летию академика Н.В. Соболева (Новосибирск, 2005), на Федоровской сессии (Санкт-Петербург, 2006), на научных конференциях «Ультрамафит-мафитовые комплексы складчатых областей докембрия» (Улан-Удэ, 2005), «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2005), «Метаморфизм и геодинамика» (Екатеринбург, 2006), «Актуальные проблемы геологии и геофизики» (Ташкент, 2007).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения, общим объемом 138 страниц и сопровождается 32 рисунками и 23 таблицами. Список использованной литературы составляет 125 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Селятицкий, Александр Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Базит-ультрабазитовые породы в коллизионных поясах высоких-сверхвысоких давлений служат источником важной петрологической информации. Небольшие тела пород такого типа - оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы - недавно были найдены в двух участках коллизионной зоны, слагающей центральную часть известного Кокчетавского массива в Северном Казахстане. Этот массив представлял собою крупный тектонический блок земной коры, который при кембрийской субдукции погрузился на глубину до 180 км и был метаморфизоваи. Оливин-гранатовые породы в западной части массива тесно ассоциируют с алмазосодержащими метапелитами и эклогитами и образовались при Р > 60 кбар и Т > 1000-1300°С. Оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы в восточной части массива ассоциируют с эклогитами и амфиболитами, они были субдуцированы на меньшую глубину (~60 км) и возникли при Р = 14-15 кбар, Т « 800 °С. Оливип-гранатовые и оливин-шпинелевые ультрабазиты из двух различных участков массива химически подобны, хотя образовались при разных Р-Т условиях.

Геологические и геохимические данные свидетельствуют о том, что кокчетавские эклогиты, амфиболиты, оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые породы связаны общностью происхождения. Все они произошли из базальтов, залегавших до метаморфизма среди осадочных пород в верхней части континентальной коры в виде близповерхностных пластовых интрузивных тел (силлов и/или даек), однако протолиты оливин-гранатовых, оливин-шпинелевых и ортопироксеновых пород перед метаморфизмом в разной степени были хлоритизированы. В среднем кембрии континентальная плита, вместе с содержавшимися в ней базитовыми силлами и дайками, испытала глубокое погружение при еубдукции, в результате чего породы земной коры были метаморфизованы в условиях высоких-сверхвысоких давлений.

Разнообразие химического (вариации FeO и MgO) и минерального составов ультрабазитов (шпинелевые и гранат-шпинелевые), а также ортопироксеновых пород (гранат-содержащие, безгранатовые, плагиоклазовые, чермакитовые) участка Енбек-Берлык может быть объяснено вариациями химического состава хлоритового протолита этих пород, или, иными словами, особенностями и степенью метасоматической переработки (хлоритизации) исходных (коровых) базальтов до стадии еубдукции.

Анортит-цоизит-шпинель-магнетит-ильменит-корундовые обособления нодули) в енбек-берлыкских метапироксенитах интерпретируются как псевдоморфозы, возникшие в результате распада Са-чермакитового клинопироксена. Экспериментально определенные параметры Р-Т устойчивости этого минерала допускают возможность его возникновения в пироксенитах при метаморфизме хлоритизированного базальта при Р = 14-15 кбар, Т « 800°С.

Шпинель-оливиновые микроструктуры, развитые в оливин-шпинелевых и гранат-оливин-шпинелевых ультрабазитах участка Енбек-Берлык, могут быть интерпретированы как синтаксические срастания, образовавшиеся при замещении хлорита в протолите этих пород на стадии еубдукции.

Базит-ультрабазиты кокчетавской коллизионной зоны относятся к Fe-Ti типу перидотитов коровой природы (по Carswell et al., 1983, Medaris, 1999; Brueckner, Medaris, 2000). По нашему мнению геохимическое подобие коровых кокчетавских базит-ультрабазитов и перидотитов и пироксенитов комплексов Иксунддал и Ракнестанген Западного гнейсового региона Норвегии является аргументом в пользу сходства их происхождения, т.е. можно предположить, что протолитами норвежских перидотитов и пироксенитов также были метасоматизированные базальты, испытавшие метаморфизм высоких и сверхвысоких давлений при субдукции. Это подкрепляется геологическим сходством их проявления и ассоциацией с эклогитами и амфиболитами.

Так называемые, мантийные перидотиты и пироксениты были внедрены в форме мантийных расплавов в глубоко погруженную при субдукции литосферу. Они сохранили все геохимические признаки мантийных пород. Очевидно, что продемонстрированные геохимические различия между мантийными и коровыми перидотитами и пироксенитами могут быть полезны при определении природы протолита в качестве геохимических критериев различия базит-ультрабазитовых пород в высокометаморфизованных комплексах.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Селятицкий, Александр Юрьевич, Новосибирск

1. Абдулин А.А., Абдулкабирова М.А., Касымов М.А., Хайбуллин P.P. Геология Северного Казахстана. Алма-ата: Наука Каз ССР. 1987. С. 11-24.

2. Абдулкабирова М.А. Материалы по петрографии метаморфических пород Кокчетавского района. Алма-Ата. АН КазССР. 1949. 90 с.

3. Геология Северного Казахстана. Алма-ата: Наука Каз ССР. 1987. 222 с.

4. Добрецов Н.Л. Глаукофансланцевые и эклогит-глаукофансланцевые комплексы СССР. Н-сибирк: Наука. 1974. 430 с.

5. Добрецов Н.Л., Ащепков И.В., Колчева К. Пироповые перидотиты и эклогиты в гнейсовых комплексах Центральной и Юго-Западпой Европы. / Эклогиты и глаукофановые сланцы в складчатых областях. Новосибирск, Наука, СО РАН, 1989, с. 35-54.

6. Добрецов Н.Л., Тениссен К., Смирнова Л.В. Структурная и геодинамическая эволюция алмазсодержащих метаморфических пород Кокчетавского массива (Казахстан) // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. С. 1645-1666.

7. Ю.Ефимов И.А. О находке пироповых серпентинитов в докембрийских породах Кокчетавского массива (Центральный Казахстан) // Труды Каз.ИМСа. 1961. вып.5. С.3-14.

8. Ефимов И.А. Стратиграфия и фации метаморфизма пород низов докембрия Кокчетавской глыбы. // Известия АН КазССР. Сер. геол. 1968. № 1.

9. Касымов М.А., Токмачема С.Г., Хайбуллин P.P., Ярославцева Н.С. Стратиграфия докембрия Казахстана. // Геология и металлогения Казахстана. Наука. КазССР. 1989. С.24-31.

10. Касымов М.А., Хайбуллин P.P. Архей Центрального Казахстана. Грапулит-гнейсовые комплексы зерендинская серия. // Ранний докембрий Центральноазиатского складчатого пояса. С.-Петербург. Наука. 1993. С. 27-36.

11. Касымов М.А., Хайбуллин P.P. Строение и метаморфизм зерендииской серии Кокчетавского массива. Изв. АН КазССР. Сер. геол. 1989. № 6. с. 12-22.

12. Кепежинскас К.Б. Статистический анализ хлоритов и их парагенетические типы. М„ Наука, 1965,135 с.

13. Корсаков А.В., Тениссен К., Козьменко О.А., Овчинников Ю.И. Реакционные структуры в клиноцоизитовых гнейсах. // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 4. С. 499-512.

14. Коржипский Д.С. Очерк метасоматических процессов. / Основные проблемы в учении о магматогеиных рудных месторождениях. М.: ИГН АН СССР. 1953. С. 332-452.

15. Кушев В.Г., Виноградов Д.П. Метаморфогенные эклогиты. Новосибирск: Наука, 1978.112 с.

16. Летников Ф.А. Гранитоиды глыбовых областей. Новосибирск, Наука, 1975,218 с.

17. Летников Ф.А. К вопросу о природе глубинных гранитообразующих флюидных систем. // Докл. РАН. 2003. Т. 391. № 2. С. 243-246.

18. Летников Ф.А., Леонтьев А.Н., Гантимурова Т.П. Флюидный режим гранитообразования. Новосибирск, Наука, 1981,184 с.

19. Магматические горные породы. Основные породы. Т. 3. М.: Наука. 1985. 488 с.

20. Магматические горные породы. Ультраосновные породы. Т. 5. М.: Наука. 1988. 508 с.

21. Марковский Б.А. Ротман В.К. Геология и петрология ультраосновного вулканизма. Л.: Недра. 1981.

22. Обручев В.А. Геологический обзор золотоносных районов Сибири. ч.1. Западная Сибирь. С.-Петербург: Якорь. 1911. С. 11-14.

23. Перчук Л.Л., Соболев Н.В., Шацкий B.C., Япаскурт В.О. Реликты калиевых пироксепов из безалмазоносных пироксен-гранатовых пород Кокчетавского массива (Северный Казахстан) // Докл. РАН. 1996. Т. 348. С. 790-795.

24. Перчук Л.Л., Япаскурт В.О., Окай А. Сравнительная петрология алмазоносных метаморфических комплексов // Петрология. 1995. Т. 3. С. 267-309.

25. Ревердатто В.В., Колмогоров Ю.П., Пархоменко B.C. Редкие и редкоземельные элементы в мафических гранулитах Кокчетавского массива (Казахстан) // Докл. РАН, 2000, т. 372, № 1, с. 95-98.

26. Ревердатто В.В., Колмогоров Ю.П., Пархоменко Ю.С., Селятицкий А.Ю. Геохимия перидотитов Кокчетавского массива, Казахстан. // Докл. РАН, 2002, т 386, №1, с. 88-93.

27. Ревердатто В.В., Королюк В.Н., Селятицкий А. Ю. Признаки присутствия клинопироксена-чермакита в гранатовых пироксенитах Кокчетавского массива, Казахстан. //Докл. РАН, 2003, т. 391, № 5, с. 682-685.

28. Ревердатто В.В., Лепетюха В.В., Колобов В.Ю. Воздействие зерендипских гранитов на породы Берлыкской свиты в Кокчетавском антиклинории // Геология и геофизика. 1993. Т. 34, № 12. С. 132-140.

29. Ревердатто В.В., Селятицкий А.Ю. Оливин-гранатовые, оливин-шпинелевые и ортопироксеновые метаморфические породы Кокчетавского массива, Северный Казахстан. // Петрология, 2005, т. 13, № 6, с. 564-591.

30. Ревердатто В.В., Селятицкий А.Ю. Хлоритовые породы и хлоритизированные базальты как возможные предшественники метаморфических перидотитов и пироксенитов в Кокчетавском массиве, Северный Казахстан. // Докл. РАН, 2004, т. 394, № 4, с. 533-536.

31. Ревердатто В.В., Селятицкий А.Ю., Ремизов Д.Н., Хлестов В.В. Геохимические различия «мантийных» и «коровых» перидотитов и пироксенитов высоких / сверхвысоких давлений. //Докл. РАН, 2005, т. 400, № 1, с. 72-76.

32. Ревердатто В.В., Шеплев B.C. Мафические гранулиты северо-восточной части Кокчетавского массива (Казахстан) // Докл. РАН, 1999, т. 366, № 5, с. 672-676.

33. Розен О.М. Стратиграфия и особенности магматизма раннего докембрия Кокчетавского массива. // Магматизм и метаморфические образования Восточного Казахстана. Алма-Ата. 1968. С. 90-98.

34. Розен О.М. Стратиграфия и радиогеохронология докембрия Кокчетавского массива // Стратиграфия докембрия Казахстана и Тянь-Шаня. М.: Моск. Ун-т. 1971. С. 75-84.

35. Розен О.М., Серых В.И. Основные черты истории геологического развития древнего ядра Кокчетавского массива и некоторые вопросы металлогении. // Геология Центрального Казахстана. Алма-Ата. 1969. С. 30-44.

36. Соболев Н.В., Шертл Г.-П., Нойзер Р.Д. Особенности состава и парагенезиса гранатов ультравысокобарических известково-силикатных метаморфических пород Кокчетавского массива (Северный Казахстан). // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. №4. С. 521-531.

37. Трусова И.Ф. Парагенетический анализ кристаллических сланцев нижнего архея Кокчетавского массива. // Советская геология. Сб. 51. 1956. С. 45-74

38. Трусова И.Ф. Явления полиметаморфизма в кристаллических сланцах Центрального Казазхстана. // Изв. Вузов. Геол. и разведка. № 1. 1961. С. 3-19

39. Удовкина Н.Г. Эклогиты СССР. М.: Наука, 1985. 286 с.

40. Хермапн Дж., Рубатто Д., Корсаков А.В., Шацкий B.C. Возраст метаморфизма алмазоносных пород: U-Pb SHRIMP изотопное датирование цирконов Кокчетавского массива. // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 4. С. 513-520.

41. Шацкий B.C., Соболев Н.В. Гилберт А.Э. Эклогиты Кокчетавского массива. / Эклогиты и глаукофаиовые сланцы в складчатых областях. Новосибирск, Наука, СО РАН, 1989, с. 54-83.

42. Шацкий B.C., Теинисен К., Добрецов H.JL, Соболев Н.В. Новые свидетельства метаморфизма сверхвысоких давлений в слюдяных сланцах участка Кулет (северный Казахстан) //Геология и геофизика. 1998. Т. 39. С. 1039-1044.

43. Шацкий B.C., Ягоуц Э., Козьменко О.А., Блинчик Т.М., Соболев Н.В. Возраст и происхождение эклогитов Кокчетавского массива (Северный Казахстан) // Геология и геофизика. 1993. Т. 34, № 12. С. 47-58.

44. Шлыгин Е.Д. Кокчетавский район. // Геология СССР. Москва Ленинград. 1941. Т. XX. Ч. 1. Гос. изд-во геол. лит. С. 85-87.

45. Aitken B.G. Echeverria L.M. Petrology and heochemistry of komatiites and toliites from Gorgona Island. Colombia. // Ibid. 1984. V. 86. N.l.

46. Boyd F.R, Nixon P.H. Structure of upper mantle beneath Lesotho. Yb. Carnegie Inst. Wash., 1973, v. 72, p. 43M45.

47. Brueckner H.K., Medaris L.G. A general model for the intrusion and evolution of "mantle" garnet peridotites in high-pressure and ultrahigh-pressure metamorphic terranes // Journal of Metamorphic Geology. 2000.V. 18. P. 123-133.

48. Cameron E.N. The lower zone of the Eastern Bushveld complex in the Olifants River Trough // J. Petrol. 1985. V. 19. N. 3.

49. Carswell D.A., Harvey M.A., Al-Samman A. The petrogenesis of contrasting Fe-Ti and Mg-Cr garnet-peridotite types in the high grade gneiss complex of Western Norway // Bulletin de Mineralogie. 1983. V. 106. P. 727-750.

50. Claoue-Long J.C., Sobolev N.V., Shatsky V.S., Sobolev A.V. Zircon response to diamond-pressure metamorphism in the Kokchetav massiv, USSR. // Geology. 1991. V. 19. №7. p. 710-713.

51. Coleman R.G., Wang X. Overview of the geology and tectonics of UHPM / Eds Coleman R.G., Wang X. Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. P. 1-32.

52. Copeland R.A., Frey F.A., Wones D.R. Origin of clay minerals in a Mid-Atlantic ridge sediment // Earth and Planetary Science Letters. 1971. V. 10. P. 186-192.

53. Dear W.A., Howie R.A., Zussman J. Rock forming minerals. Longmans, Green and Co Ltd. London, 1963, v. 2, p. 216.

54. DietrichV.J. Gansser A. Somerauer J. Cameron W.E. Paleogene komatiites from Gorgona Island, east Pacific: A primary magma for ocean floor basalts? // Geothecton. J. 1981. V. 15. N. 3.

55. Dobrzhinetskaya L., Green H.W., Su Wang. Alpe Arami: a peridotite massif from depth of more than 300 kilometers // Science. 1996. V. 271. P. 1841-1845.

56. Dobrzhinetskaya L.F., Braun T.V., Sheshkel G.G., Podkuiko Y.A. Geology and structure of diamond-bearing rocks of the Kokchetav massif (Kazakhstan) // Tectonophysics. 1994. V. 233. P. 293-313.

57. Duncan A.R., Erlank A.J., March J.S. Regional geochemistry of the Karoo igneous province // Geological Society of South Africa. Special Publication. 1984. V. 13. P. 355-388.

58. Echeverria L.M. Tertiary or Mesozoic komatiites from Gorgona Island. Colombia: field relations and geochemistry. // Contrib. Mineral. Petrol. 1980. V. 73. N.3.

59. Ernst W.G. Petrochemical study of lherzolitic rocks from the Western Alps // Journal of Petrology. 1978. V. 19. P. 341-392.

60. Ernst W.G. Petrogenesis of eclogites and peridotites from the Western and Ligurian Alps // American Mineralogist. 1981. V. 66. P. 443-472.

61. Gasparik T. Orthopyroxene thermometry in simple and complex systems. // Contrib. Miner. Petrol, 1987, v. 96, p. 357-370.

62. Holland T.J.B., Powell R. An enlarged and updated internally consistent thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: the system КгО-КагО-Ca0-Mg0-Mn0-Fe0-Fe203-Al203-Ti02-Si02-C-H2-02 // Jour. Metam. Geol. 1990. V. 8. P. 89-124.

63. Jamtveit В., Carswell D.A., Mearns E.W. Chronology of the high-pressure metamorphism of Norwegian garnet peridotites/pyroxenites // Journal of Metamorphic Geology. 1991. V. 9. P. 125-139.

64. Jamtveit, B. Metamorphic evolution of the Eiksunddal eclogite complex, Western Norway, and some tectonic implications. II Contrib. Mineral. Petrol. 1987. v. 95. p. 8299.

65. Katayama I., Parkinson C.D., Okamoto K., Nakajima Y., Maruyama S. Supersilicic clinopyroxene and silica exsolution in UHPM eclogite and pelitic gneiss from the Kokchetav massif, Kazakhstan // American Mineralogist. 2000a. V. 85. P. 1368-1374.

66. Katayama I., Zayachkovsky A.A., Maruyama S. Prograde P-T records from inclusions in zircons from UHP-HP rocks of the Kokchetav massif, northern Kazakhstan // Island Arc. 2000b. V. 9. P. 417-427.

67. Kretz R. Symbols for rock-forming minerals. // Amer. Miner., 1983, v. 68, p. 277-279.

68. Krogh E.J., Carswell D.A. HP and UHP eclogites and garnet peridotites in the Scandinavian Caledonides / Eds Coleman, R.G., Wang X. Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. P. 244-298.

69. Liou J.G., Carswell D.A. Garnet peridotites and ultrahigh-pressure minerals // Journal of Metamorphic Geology. 2000. V. 18. P. 121.

70. Maruyama S., Parkinson C.D. Overview of the geology, petrology and tectonic framework of the high-pressure-ultrahigh-pressure metamorphic belt of the Kokchetav massif, Kazakhstan // Island Arc. 2000. V. 9. P. 439-455.

71. Masago H., Rumble D., Ernst W.G., Parkinson C.D., Maruyama S. Low £180 eclogites from the Kokchetav massif, northern Kazakhstan // Journal of Metamorphic Geology. 2003. V. 21. P. 579-587.

72. Massone H.J. First find of coesite in the ultrahigh-pressure metamorphic area of the central Erzgebirge, Germany // European Journal of Mineralogy. 2001. V. 13. P. 565570.

73. Medaris L.G. Garnet peridotites in Eurasian high-pressure and ultrahigh-pressure terranes: a diversity of origins and thermal histories // International Geology Review. 1999. V.41.P. 799-815.

74. Moon V., Jayawardane J. Geochemical changes during early stages of weathering of Karamu Basalt, New Zealand. Engin. Geol. 2004. V. 74. P. 57-72.

75. Muko A., Okamoto K., Yoshioka N., Zhang R.Y., Parkinson C.D., Ogasawara Y., Liou J.G. Petrogenesis of Ti-clinohumite-bearing gametiferous ultramafic rocks from

76. Nimis P., Trommsdorff V. Revised thermobarometry of Alpe Arami and other garnet peridotites from the Central Alps // Journal of Petrology. 2001. V. 42. P. 103-115.

77. O'Hara M.J., Richardson S.W., Wilson G. Garnet-peridotite stability and occurrence in crust and mantle. // Contrib. Mineral. Petrol. 1971. 32. 48-68.

78. O'Neill H.S. C. The transition between spinel lherzolite and garnet lherzolite, and its use as a geothermobarometer. // Contrib. Miner. Petrol., 1981, v. 77, p. 185-194.

79. Ota Т., Terabayashi M., Parkinson C.D., Masago H. Thermobaric structure of the Kokchetav UHP-HP massif deduced from a north-south transect in the Kulet and Saldat-Kol regions, northern Kazakhstan // Island Arc. 2000. V. 9. P. 328-357.

80. Ottonello G., Ernst W.G., Joron J.L. Rare earth and 3d transition element geochemistry of peridotitic rocks: 1. Peridotites from the Western Alps // Journal of Petrology. 1984. V. 25. P. 343-372.

81. Paquin J., Altherr R. New constraints on the P-T evolution of the Alpe Arami garnet peridotite body (Central Alps, Switzerland) // Journal of Petrology. 2001. V. 42. P. 1119-1140.

82. Parkinson C.D. Coesite inclusions and prograde compositional zonation of garnet in whiteschist of the HP-UHP Kokchetav massif, Kazakhstan: a record of progressive UHP metamorphism // Lithos. 2000. V. 52. P. 215-233.

83. Reverdatto V., Sheplev V. High- and ultrahighpressure (HP/UHP) peridotites and pyroxenites from the Kokchetav collision zone, Northern Kazakhstan. / Polskie towarzysto mineralogiczne prace specjalne. V. 19. 2001. P. 144-146

84. Reverdatto V.V., Lepetyukha V.V. Polymetamorphism in the vicinity of diamond-bearing rock mass in the Kokchetav massif, northern Kazakhstan // Archiwum Mineralogiczne. 1999. V. 52. P. 3-34.

85. Roaldset E. Rare earth element distributions in some Precambrian rocks and their phylosilicates, Nomedal, Norway // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1975. V. 39. P. 455-469.

86. Sak P.B., Fisher D.M., Garner T.W., Murphy K., Brantley S.L. Rates of weathering rind formation on Costa Rican basalt. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68. N. 7. P.1453-1472.

87. Saxena S.K., Eriksson G. Theoretical computation of mineral assemblages in pyrolite and lherzolite. // J. Petrol., 1983, v. 24. p. 538-555.

88. Schmadicke E. Phase relations in peridotitic and pyroxenitic rocks in the model systems CMASH and NCMASH // Jour. Petrol. 2000. V. 41. P. 69-86.

89. Schulze D. J. A classification scheme foe mantle-derived garnets in kimberlite: a tool for investigating the mantle and exploring for diamonds. // Lithos, 2003, v. 71, p. 195-213.

90. Searle D.L. Vokes T.M. Layerd ultrabasic lavas from Cyprus. // Geol. Mag. 1969. V. 106. N. 6.

91. Sengor A.M.C., Natal'in B.A., Burtman V.S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia//Nature. 1993. V. 364. P. 299-307.

92. Shatsky V.S., Sobolev N.V., Vavilov M.A. Diamond-bearing metamorphic rocks of the Kokchetav massif (northern Kazakhstan) / Eds Coleman R.G., Wang X. Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. P. 427-455.

93. Sobolev N.V., Shatsky V.S. Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation // Nature. 1990. V. 343. P. 742-746.

94. Soubrand-Colin M., Bril H., Neel C., Courting-Nomade A., Martin F. Weathering basaltic rocks from the French Massife Central: origin and fate of Ni, Cr, Zn and Cu. // Canad. Mineral. 2005. V. 43. P. 1077-1091

95. Tethyan ophiolites. Ofioliti. 1980. V. 2. spes. iss.

96. Theunissen K., Dobretsov N., Shatsky V.S., Smirnova L., Korsakov A. The diamond-bearing Kokchetav UHP massif in northern Kazakhstan: exhumation structure // Terra Nova. 2000. V. 12. P. 181-187.

97. Viljoen M.J. Viljoen R.P. The petrology and geochemistry of the lower ultramafic unit of the Onverwacht group and a proposed new class of igneos rocks // Ibid. 1962. N. 2.

98. Wager L.R., Mitchell R.L. The distribution of trace elements during the strong fractionation of a basic magma—a further study of the Skaergaard intrusion, East Greenland // Geochim. Cosmochim. Acta. 1951. V. 1. P. 129-208.

99. Wang X., Zhang R., Liou J.G. UHPM terrane in East Central China / Eds Coleman R.G., Wang X. Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. P. 356-390.

100. Webb S.A.C., Wood B.J. Spinel-pyroxene-garnet relationships and theirdependence on ratio // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1986. V. 92. P. 471-480.

101. Wedepohl K.H. Tholeitic basalts from spreading ocean ridges: The growth of oceanic crust. // Naturwisseschaften. 1981. V. 68.

102. Zhang R.Y., Liou J.G., Ernst W.G., Coleman R.G., Sobolev N.V., Shatsky V.S. Metamorphic evolution of diamond-bearing and associated rocks from the Kokchetav massif, northern Kazakhstan // Journal of Metamorphic Geology. 1997. V. 15. P. 479 -496.

103. Zhao G., Wilde S.A., Cawood P.A., Lu L. Thermal evolution of two textural types of mafic granulites in the North China craton: evidence for both mantle plume and collisional tectonics // Geological Magazine. 1999. V. 136. P. 223-240.

104. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Natapov L.M. Geology of the USSR: a plate-tectonic synthesis. Geodynamics series. American Geophysical Union, 1990. V. 21. 230 p.