Происхождение и метаморфическая эволюция железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау

Вершинин, Алексей Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Происхождение и метаморфическая эволюция железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Происхождение и метаморфическая эволюция железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау"

003450611

На правах рукописи

ВЕРШИНИН Алексей Евгеньевич

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЖЕЛЕЗИСТО-ГЛИНОЗЕМИСТЫХ МЕТАПЕЛИТОВ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА И КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ

25.00.04-петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

* о ОКТ 2008

НОВОСИБИРСК - 2008

003450611

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

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Игорь Иванович Лиханов

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Валентина Алексеевна Макрыгина кандидат геолого-минералогических наук Василий Петрович Сухорукое

Ведущая организация: Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Защита состоится 11 ноября 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 Коптюга, 3 Факс: (383) 333-35-05

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан «10» октября 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета.

доктор геол.-.мин. наук

О.М. Туркина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Глинистые сланцы и продукты их метаморфизма в отношении поведения ряда микроэлементов являются индикаторами состава континентальной коры, а их геохимическая летопись позволяет проследить ее эволюцию. Значительную долю в строении докембрийских метаморфических комплексов в складчатом обрамлении юго-западной окраины Сибирского кратона составляют пелиты специфического железисто-глиноземистого состава, метаморфизм которых приводит к появлению редких минеральных парагенезисов с участием экстремально железистых минералов: хлоритоид + биотит, хлоритоид + биотит + андалузит и кордиерит + гранат + мусковит (ЫкЬапоу й а1., 2001). Петрологические аспекты метаморфической эволюции этих пород изучены достаточно полно, что позволило выявить существенные различия в топологии Р-Т диаграмм для типичных и железисто-глиноземистых метапелитов (Лиханов и др., 2005). Их геохимическая специфика, особенно в отношении индикаторных для выяснения особенностей формирования протолита микроэлементов, и геодинамическая обусловленность изучены гораздо слабее, что вызывает противоречивость взглядов на их происхождение. Дальнейшее накопление и анализ геохимических данных в разных геотектонических обстановках позволят сделать существенный вклад в решение этих вопросов. Повышенный научный интерес к вышеупомянутым проблемам отражает их фундаментальное значение не только в общегеологическом аспекте, но и как основы для реконструкции процессов формирования акреционно-коллизионных структур континентов и тектонической эволюции покровно-складчатых поясов на границе кратонов. В частности, исследования по строению континентальных окраин Сибири имеют важное значение для решения широко дискутируемого в современной литературе вопроса о вхождении Сибирского кратона в состав древнего суперконтинента Родиния и последующего его распада с образованием Палеоазиатского океана (например, Р1загеу5ку е1 а1., 2003).

Объекты исследования

В качестве объектов исследования были выбраны метаморфические комплексы железисто-глиноземистых метапелитов Кузнецкого Алатау и Енисейского кряжа, сформированные в обстановках контактового и коллизионного метаморфизма.

Главной целью работы является реконструкция метаморфической эволюции железисто-глиноземистых метапелитов юго-западной окраины Сибирского кратона, состава и природы их протолита.

Достижение поставленной цели включает последовательное решение следующих задач:

парагенезисов определение ширины метаморфических зон и пространственного положения изоград.

2) На основании составов породообразующих минералов и их зональности оценка Р-Т условий и построение Р-Т трендов метаморфической эволюции. Выяснение закономерности в изменении набора минеральных парагенезисов и химического состава минералов в зависимости от вариаций физико-химических параметров метаморфизма.

3) Расчет и обоснование химических реакций регионального и коллизионного метаморфизма, ответственных за развитие минеральных парагенезисов и метаморфических микротекстур.

4) На основе изотопного датирования оценка возраста коллизионного метаморфизма.

5) На основе анализа геохимической информации по содержанию главных, редких и редкоземельных элементов (РЗЭ) в железисто-глиноземистых метапелитах реконструкция состава и основных черт формирования их протолита.

Основные защищаемые положения:

1. Контактовый метаморфизм железисто-глиноземистых филлитов амарской свиты вендского возраста в Кузнецком Алатау осуществлялся в диапазоне температур от Т = 430 до 640°С при постоянном давлении Р = 3.13.5 кбар. В заангарской части Енисейского кряжа коллизионному метаморфизму умеренных давлений подвергались регионально-метаморфические породы низких давлений кординской свиты и тейской серии среднерифейского и нижнепротерозойского возрастов, соответственно." Оцененные параметры метаморфизма составляют: Т = 560-600°С при Р - 4.56.7 кбар для кординской свиты и Т = 630-710°С при Р = 5.8-8.4 кбар для тейской серии. Особенностью этого метаморфизма, локализованного в узких, непосредственно примыкающим к надвигам зонах с мощностью от 4-5 до 6-8 км, является развитие деформационных текстур/структур и бластомилонитов с кианитом, силлиманитом, гранатом и ставролитом по андалузитсодержащим парагенезисам, сформированный при постепенном повышении давления при приближении к надвигам и низком геотермическом градиенте (не более 12°С/км).

2. Оценки возрастов, соответствующие этапу охлаждения пород до температур ниже 360°С, полученные методом 40Аг/3?Аг датирования по биотиту из метапелитов кординской свиты внешней и внутренней зон коллизионного метаморфизма, составляют 823.2±8.7 и 82б.3±7.4 млн. лет. Интерпретация этих данных в рамках тектоно-термальной эволюции пород с учетом скорости их эксгумации свидетельствует о неопротерозойском (~850 млн. лет) возрасте кульминационной стадии коллизионного метаморфизма.

метаморфизованные продукты докембрийских кор выветривания каолинитового типа преимущественно каолинит-монтмориллонит-хлорит-гидрослюдистого состава. Образование протолита метапелитов тейской серии и кординской свиты (Енисейский кряж) происходило за счет размыва постархейских комплексов пород в основном кислого (гранитоидного) состава. Образование протолита амарской свиты (Кузнецкий Алатау) происходило с вовлечением в область эрозии вулканогенного материала основного состава, сформированного в островодужных обстановках.

Научная новизна

Получены новые данные о составе и природе протолитов железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау. Установлено, что они представляют собой переотложенные и метаморфизованные породы кор выветривания каолинитового, а не латеритного типа, как считалось ранее (например, Головенок, 1977; Jan, Rafiq, 20Об). Показана гетерогенная природа их протолитов. Выяснены характерные признаки и связь коллизионного метаморфизма в заангарской части Енисейского кряжа с образованием надвигов. Результаты 40Аг/39Аг датирования возраста коллизионного метаморфизма позволили установить возрастные взаимоотношения между магматической и тектонической активностью в регионе.

Практическая значимость

Полученные новые данные об эволюции, природе протолита и возрасте метаморфизма ряда полиметаморфических комплексов железисто-глиноземистых метапелитов заангарья Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау, могут быть использованы для разработки современных корреляционных схем метаморфических и магматических комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса и выяснения сложной тектонической структуры юго-западного обрамления Сибирской платформы. Участки с повышенным содержанием А1203 (до 32 мае. %) в Кузнецком Алатау перспективны для проведения поисковых работ на глиноземистое сырье.

Фактический материал, аналитические методы исследования

В основу работы положены материалы, полученные автором за время обучения в магистратуре/аспирантуре и работы в лаборатории метаморфизма и метасоматоза с 1998 по 20Q7 г. За это время автором отобрано более 300 образцов, изучено более 200 петрографических шлифов, получен обширный аналитический материал, включающий более 100 химических анализов горных пород, более 300 химических анализов породообразующих минералов, более 50 определений содержаний микроэлементов и 2 датирования возраста 40Аг/39Аг методом.

микроанализатора (Camebax-micro). Содержания редких элементов, включая РЗЭ, определены с помощью высокочувствительного масс-спектрометра высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS, Element). Датирование времени метаморфизма по биотиту 40Аг/39Аг методом проведено на масс-спектрометре "Micromass Noble Gas 5400". Все анализы выполнены в Аналитическом центре ИГМ СО РАН.

Апробация работы и публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 9 статей в рецензируемых журналах и 5 расширенных тезисов в сборниках. Отдельные результаты исследований были представлены в виде докладов на конференции "Метаморфизм и геодинамика" (Екатеринбург, 2006) и на Второй Всероссийской школе по литохимии (Сыктывкар, 2006).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения общим объемом 163 страниц, содержит 15 таблиц, 33 рисунка и список литературы, состоящий из 178 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.г.-м.н. И.И. Лиханову, а также искренне признателен академику В.В. Ревердатго, д.г.-м.н. О.П. Полянскому, д.г.-м.н. О.М. Туркиной, к.г.-м.н. Н.И. Волковой, к.г.-м.н. Н.В. Попову, к.г.-м.н. П.С. Козлову, д.г.-м.н. Э.В. Сокол и к.г.-м.н. А.Ю. Селятицкому за помощь в работе, ценные советы и конструктивные замечания.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Петрологические методы базировались на парагенетическом анализе метапелитов. Для целей геотермобарометрии использованы известные минералогические геотермометры и геобарометры с соответствующими моделями смешения и компьютерные программные пакеты THERMOCALC (Powell, Holland, 1994) и РТРАТН (Spear et al., 1991) с внутренне согласованными термодинамическими базами данных. Модальные содержания минералов получены по химическому составу пород на основании методики, предложенной Дж. Ферри (Ferry, 1983). Расчет уравнений химических реакций выполнялся по реальным составам сосуществующих минералов с использованием аппарата матричной алгебры, реализованный в пакете MATHEMATICA 5.0 с помощью процедуры NullSpace (Wolfram, 2003).

Геохимические методы. Петрохимические данные в сочетании с особенностями распределения микроэлементов в породах позволяют оценить состав и природу протолитов и провести реконструкции обстановок их формирования. Для этих' целей использована система петрохимических модулей Я.Э. Юдовича и М.П. Кетрис (2000) и набор генетических диаграмм разных авторов: Я.Э. Юдовича и М.П. Кетрис (2000), A.A. Предовского (1980) и А.Н. Неелова (1980). Степень зрелости вещества, поступившего из областей размыва, количественно оценивался с помощью известных петрохимических

отношений - CIA (Nesbit, Young, 1982), CIW (Harnois, 1988), ICV (Сох et al., 1995). Вероятный дометаморфический нормативный минеральный состав пород рассчитывался с помощью программы MINLITH по их химическим анализам. (Розен и др., 1999). В отношении РЗЭ и редких элементов для целей определения природы протолита использовался анализ спектров РЗЭ, а также ряд индикаторных отношений (La/Sc, Th/Sc, La/Th, Co/Th, Th/U). Определение геодинамических обстановок формирования протолита осуществлено с помощью известных дискриминационных диаграмм: Eu/Eu*-(Gd/Yb)„ (Taylor, McLennan, 1995), Rb-Y+Nb (Pearce, 1996), Hf-Th-Ta (Wood, 1980), La-Th-Sc (Bhatia, Crook, 1986) . и др. Полученные результаты сопоставлялись с имеющимися литературными данными по литолого-фациальному анализу и геодинамическим реконструкциям эволюции геологических комплексов в докембрии.

Использованные символы минералов: Alm - альмандин, And -андалузит, An-анортит, Bt- биотит, Chi - хлорит, Cid - хлоритоид, Crd-кордиерит, Ged - жедрит, Grt - гранат, Grs — гроссуляр, Нет - гематит, Ilm - ильменит, Ку - кианит, Mag — магнетит, Ms - мусковит, PI - плагиоклаз, Ргр - пироп, Qtz — кварц, Rt - рутил, Sil - силлиманит, Sps - спессартин, Sí -ставролит.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ПОЛОЖЕНИЕ 1

1. Железисто-глиноземистые метапелиты Енисейского кряжа

В заангарской части Енисейского кряжа было выделено два участка в пределах Центрального-Ангарского террейна (между Ишимбинским и Татарским глубинными разломами) с полями распространения железисто-глиноземистых метапелитов, испытавших наложенный коллизионный метаморфизм вблизи надвигов: Маяконский и Чапский.

1.1. Метаморфические зоны, минеральные ассоциации, состав и структурные взаимоотношения минералов.

Маяконский участок находится в бассейнах рек Еруды и Чиримбы в Заангарье Енисейского кряжа, где мезопротерозойские регионально-метаморфические породы низких давлений кординской свиты сухопитской серии подвергаются коллизионному метаморфизму умеренных давлений (рис. 1). В районе исследования метапелиты низких давлений, представленные Ms + Chi + Bt + Cid + And + Qtz + Ilm ± Crd минеральной ассоциацией, образовались в условиях зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой фации. Породы умеренных давлений, характеризующиеся ассоциацией Ms + Chi + Bt + Qtz + Ку + St + Grt + Ilm + PI с реликтами андалузита и редким присутствием силлиманита, возникли позднее при коллизионном метаморфизме в условиях фации кианитовых сланцев. Они слагают зону

Рис. 1. Схематическая карта метаморфизма междуречья рек Еруды и Чиримбы (Мая-конский участок), заангарье Енисейского кряжа (Ь^кЪа-поу еХ а1., 2004); 1 - граниты Ерудинского массива; 2 - апогранитные катаклазиты, 3 - шов Па-нимбинского надвига с зубцами в направлении падения; 4 - Апс1-Ку изограда (а) и границы между зонами ме-тапелитов (б); 5 - мета-алевролиты и метакарбона-ты пенченгинской свиты; 6 - регионалъно-метаморфи-зованные метапелиты кор-динской свиты андалузит-силлиманитового типа метаморфизма (I); 7 - зоны метапелитов кианит-силли-

_ _ _ манитового (II -IV) типа

I + 11 ¡¡ИИ 2 3 р у6\ 4 5 [~Т~] 6 [': н.-'] 7 метаморфизма.

60°25'

Рис. 2. Схема геологического строения докембрийских кристаллических осадочно-метаморфических образований района верхнего течения р. Чапы (Чапский участок) (Лиханов и др., 2008);

1 - субщелочные граниты тейского комплекса; 2 -гранито-гнейсы гаревского комплекса; 3 - осадочно-метаморфические образования; кординская свита -кс1, пенченгинская свита -рп, свита хребта Карпинского - Ьк, гаревская свита - 4 - главные надвиги с зубцами в направлении падения (а), второстепенные разломы (Ь); 5 -

амфиболиты; 6- мраморы; 7 - элементы залегания пород; 8 - And-Ky изограда (а) и границы между зонами метапелитов (б); 9 - зоны метапелитов андалузит-силлиманитового (I) и кианит-силлиманитового (II, III) типов метаморфизма.

шириной от 5 до 8 км и протяженностью более 20 км, ограниченную с востока Панимбинским надвигом северо-западного простирания.

Чапский участок выделен в среднем течении р. Чапы между устьями её притоков Нижней Ведуге и Еловой (рис. 2). Участок сложен нижнепротерозойскими регионально-метаморфическими породами тейской серии. Наиболее удаленные от надвига кристаллические сланцы пенченгинской свиты образованны в условиях зеленосланцевой фации. (Ms + Chi + Bt + Qtz + PI). В 4-5 км от надвига метапелиты свиты хребта Карпинского представленны Ms + Chi + Bt + Qtz + And + St + Grt + PI минеральной ассоциацией и метаморфизованы в условиях эпидот-амфиболитовой фации. С приближением к надвигу эти породы подвергаются коллизионному метаморфизму умеренных давлений кианит-силлиманитового типа. Ассоциация Ms + Chi + Bt + Qtz + Ку + St + Grt + PI + Sil с реликтами андалузита возникла в условиях кианит-ставролитовой субфации фации кианитовых сланцев. Область распространения этих пород составляет 4—5 км и ограничена с востока надвигом северо-западного простирания.

В обоих участках пространственный переход от регионально-метаморфических пород низких давлений к более поздним породам умеренных давлений фиксируется кианитовой изоградой. Параллельно шву надвига в исследуемых породах выделены метаморфические зоны - четыре в Маяконском участке: зона "неизмененных" пород (I), внешняя (II), средняя (III) и внутренняя (IV) - "наложенного" коллизионного метаморфизма и три в Чапеком: "исходные" метапелиты (I), внешняя (II) и внутренняя (III) зоны -"наложенного" коллизионного метаморфизма, различающиеся соотношением реликтовых и новообразованных минералов и степенью деформации пород (см. рис. 1, 2). Общей структурной особенностью является развитие псевдоморфоз по андалузиту, состоящих преимущественно из Ку, St, Ms (Маяконский участок) или Ку, St и Bt (Чапский участок). Основная масса пород (матрикс) представлена ассоциацией Grt + St + Bt + Ms + Qtz + PI ± Sil ± Chi (без Ку и And). При приближении к надвигу содержание андалузита в породах уменьшается вплоть до полного исчезновения на границе между II и III зонами наряду с уменьшением содержаний ставролита, мусковита и увеличением количеств кианита и граната.

Структурно-текстурные преобразования пород Маяконского и Чапского участков, практически идентичны - коллизионный метаморфизм сопровождался дислокациями и деформациями пород и минералов.

Ниже приведены вариации составов минералов, использовавшиеся в геотермобарометрических исследованиях.

Состав гранатов варьирует в интервале А1т8з-85, Prp7.9, Sps3.7, Grs4_8, XFe = 0,91-0,92 (кординская свита) и А1т7о.7з, Prpg-n» Sps6.14, Grs5.15, XFe = 0.85-0.88 (тейская серия) (рис. 3).

Биотит незонален: ХРе(кординская свита) = 0,69 (зона I, II) - 0,44 (зона IV), ХРе(тейская серия) = 0.61(зона I) - 0.51(Зона IV).

Рис. 3. Концентрационные профили для гранатов из образцов внутренней зоны (IV) коллизионного метаморфизма Маяконского участка (А) и средней зоны коллизионного метаморфизма (И) Чапского участка (Б).

Состав плагиоклаза меняется от альбита (зона I) до андезина (зона IV): Хдп = 0.063-0.124 (кординская свита) и Хд,, = 0.15-0.42 (тейская серия). Во внутренних зонах минерал имеет нормальную зональность с более анортитовым ядром по сравнению с каймой (ХА„= 0.48-0.33).

1.2. Термодинамические условия метаморфизма метапелитов. Результаты геотермобарометрических исследований свидетельствуют о повышении давления в породах по мере приближения к надвигам. Для пород кординской свиты (Маяконский участок): 3.5-4.0 кбар в метапелитах регионального метаморфизма (зона I), 4.5 - 5.0 кбар во внешней зоне (II), 5.56 кбар в зоне III и до 6.2-6.7 кбар во внутренней зоне (IV) без значительного повышения температуры (от 550°С до 580°С). Для Чапского участка: 3.9-4.9 (печенгинская свита, зона I) кбар и 5.5-5.8 кбар (свита хребта Карпинского, зона I), 6.7-7.4 (зона II) и до 8.1- 8.4 кбар (во внутренней зоне III). Повышение

температуры незначительное: от 630 до 710°С. Для построения Р-Т трендов были использованы вариации химических составов зональных гранатов (см. рис. 3). Вычисленные Р-Т тренды эволюции имеют крутые положительные наклоны в координатах Р и Т и различаются углами наклона и длиной траектории (рис. 4). Они подтверждают постепенное повышение давления метаморфизма при приближении к надвигам от 1-3 кбар в Маяконском до 2.5-4.0 кбар в Чапеком участках при незначительном увеличении температуры: от 20 ± 15°С в Маяконском и до 120 ± 30°С в Чапеком участках, что свидетельствует о погружении пород при низком геотермическом градиенте - не более 12°С/км.

Рис. 4. Р-Т условия и тренды метаморфизма для метапели-тов Енисейского кряжа. Для каждой зоны метаморфизма показаны средние значения Р-Т параметров (точки), полученные по разным геотермобарометрам, без учета их погрешностей. Цифры на Р-Т траекториях соответствуют изученным регионам Енисейского кряжа: 1 - Маяконский участок, 2 - Чапский участок. Координаты тройной точки и линии моновариантных равновесий полиморфов Al£iOs приведены по (Holland, Powell, 1985).

1.3. Минеральные реакции коллизионного метаморфизма.

Специальными петрохимическими исследованиями было показано, что минеральные преобразования при метаморфизме метапелитов происходят изохимически в отношении главных петрогенных элементов (Лиханов, 2003). Для пород кординской свиты (Маяконский участок), расчет минеральных реакций в процессе коллизионного метаморфизма был выполнен ранее (Лиханов, Ревердатго, 2002). В данной работе, на основе новой минералогической, микротекстурной и петрохимической информации, рассчитаны химические реакции, ответственные за минеральные превращения в ходе регионального и коллизионного метаморфизма пород тейской серии Чапского участка.

Зона I. Р = 5.4-5.7кбар и Т= 610-630°С.

Региональный метаморфизм ставролит-содержащих сланцев: 0.169СЫ + 0.294MS + 0.022St =

= 0.323Bt + 0.047Qtz + 0.576And + 0.009Grt + 0.683H20. (1-1)

Зона II. Р=б.7-6.9 кбар и T=640-660°C.

Минеральная реакция, ответственная за начальное образование Ky-Bt-Grt ассоциации на изограде кианита: 0.017St + 0.062QtZ + 0.005MS + 0.636And =

= 0.025Grt + 0.005Bt + 0.768Ky + 0.017H20. (II-l)

Появление силлиманита в матриксе: 0.017Grt + 0.435MS + 0.0246СЫ =

= 0.42lBt + 0.292Qtz + 0.656Sil + 0.21711m + 0.015H20 . (II-2)

Зона III. P= 7.7-8.4 кбар и T = 695-710°C:

0.3140П + 0.111 Мб = 0.1073В1 + 0.372Ку + 0.608(^г +

+ 0.06111т + 0.004Н20. (III-1) Минеральная реакция ответственная за заключительные стадии роста граната, рассчитанная с учетом зональности минералов: 0.6430ПС + 0.077В1 + 0.279Р1С=

= 0.65901%+ 0.214Р1Г+ О.ШС^г + 0.076Мз + 0.001Н20. (Ш-2) Реальность и особенности рассчитанных метаморфических реакций подтверждаются наблюдаемыми в шлифах микротекстурными взаимоотношениями минералов и их количественными соотношениями в метапелитах разных зон коллизионного метаморфизма.

2. В качестве третьего объекта исследования были выбраны железисто-глиноземистые метапелиты амарской свиты Кузнецкого Алатау.

Контактовый ореол Караташского гранитоидного массива расположен на восточном склоне Кузнецкого Алатау, южнее слияния рек Караташ и Белый Июс (рис. 5). Вмещающие массив неопротерозойские (Постников, Терлеев, 2004) отложения амарской свиты представлены филлитовыми сланцами СЫ-Зег-С^г-Нет состава, регионально метаморфизованными в условиях пренит-пумпеллиитовой фации. В пределах ореола, ширина которого достигает 1.2 км, выделены три зоны и зафиксировано положение пяти изоград контактового метамофизма.

• Новокузнец»

| + | гранодиориты | ] вмещающие филлиты

Г~ изограды контактового ' метаморфизма

зоны метапелитов контактового мет-зма:

■ га и

нешняя средняя внутренняя

Рис.5. Схема контактово-метаморфической зональности метапелитов Амарской свиты восточного склона Кузнецкого Алатау (Лиханов, 1988).

В направлении от вмещающих пород к интрузивному контакту наблюдается следующая смена минеральных парагенезисов: 1) Cid + Chi + Ms + Qtz + PI + Pg + Hern + Mag; Cid + Chi + Ms + Qtz + Bt + Rt + Hern (внешняя зона I); 2) And + Bt + Chi + Cid + Ms + Qtz + PI + Mag; And + Bt + Chi + Ms + Qtz + PI + St (средняя зона II); 3) Grt + Crd + Bt + Ms + PI + Qtz + Mag; Ged + Crd + Bt + PI + Qtz и Spl + And + Crd + Bt + Ilm (внутренняя зона III). По данным геотермобарометрии температуры регионального метаморфизма при образовании филлитов составляли 38(М00°С; контактовый метаморфизм осуществлялся в диапазоне температур от 430 до 640°С при постоянном давлении Р = Рто = 3.1-3.5 кбар (Likhanov, 1988).

ПОЛОЖЕНИЕ 2,

Для определения возраста коллизионного метаморфизма произведено 40Аг/39Аг изотопное датирование пород кординской свиты (Маяконский участок) и проанализирована возможная термическая история этих пород при их эксгумации с глубин формирования (20-24 км). Пробы для геохронологических исследований были отобраны из метапелитов внешней (II . - А) и внутренней (IV - Б) зон коллизионного метаморфизма (см. рис. 1). Значения возраста плато биотита Е-47 (823.2+8.7 млн. лет) и высокотемпературного плато биотита Е-74 (826.2±7.4 млн. лет) согласуются между собой в пределах ошибки измерений (рис. 6). Из построенной ранее тектоно-термальной модели метаморфической эволюции региона (Лиханов и др. 2001) следует, что температура закрытия К/Ar изотопной системы соответствует глубине около 15 км, для рассчитанной стационарной геотермы утолщенной коры. Это означает, что метапелиты на постколлизионном этапе поднялись не менее чем на 5-9 км. Оцененная скорость эксгумации метаморфических пород не превышает 0.3-1.5 мм/год. (Likhanov et. al, 2004). Используя этот диапазон оценок, время подъема метапелитов кординской свиты до уровня изотермы 330°С: t = 5-9 (км)/0.3-1.5 (км/млн. лет) = 3-25 млн. лет. Таким образом, возраст коллизионного метаморфизма на 3-25 млн. лет древнее этапа подъема и остывания метапелитов, фиксируемого 40Аг/39Аг изотопным методом. Используя максимальную Рис. 6. Результаты 39Ai/°Ar определений для оценку длительности подъема, биотитов из внешней (А) и внутренней (Б) зон возраст кульминационной стадии коллизионного метаморфизма.

1000

X 800

600

С"

о 400

СО

200

1000

• С 800

2 600

8 400

200

=С=0=

823.218.7 млн. лет

798.517.3 млн. лет

826.217.4 млн. Лет

20 40 60 80

Доля выделенного *Аг,%

100

коллизионного метаморфизма должен быть не древнее 848-851 млн. лет. Возраст развитых в регионе магматических пород тейского комплекса, сложенного известково-щелочными низкокалеевыми гранитоидами промежуточного I-S типа Ерудинского массива, составляет 878 ± 1.5 млн. лет (Берниковская и др., 2006). Отсюда следует, что временной интервал между внедрением и становлением гранитоидов Ерудинского массива и коллизионным метаморфизмом метапелитов кординской свиты составляет приблизительно 30-33 млн. лет. Этот вывод не противоречит геологическим данным - появлению и развитию в гранитоидах вблизи надвига зоны дробления и разгнейсования с формированием апогранитных катаклазитов и бластомилонитов.

ПОЛОЖЕНИЕ 3

На основании анализа геохимических данных для железисто-глиноземистых метапелитов тейской серии и кординской свиты Енисейского кряжа и амарской свиты Кузнецкого Алатау проведена реконструкция состава и природы их протолита.

По химическому составу метаморфические породы классифицируются как низкокальцивые (<1 мас.%) и умереннонасыщенные К20 (2.3-3.3 мас.%) метапелиты, одновременно обогащенные железом и глиноземом (XFe = 0.650.85, Хд] = 0.3-0.6 на мольной основе) по сравнению со средними составами типичных метапелитов (XFe= 0.52, Xai= 0.13) (Shaw, 1956). Высокие значения петрохимических индикаторов CIA и CIW (77.9-97.1), данные по индексу ICV (< 1), отсутствие положительной корреляции железного модуля (ЖМ) с титановым (ТМ) и повышенные значения гидролизатного модуля ГМ (0.4-1.2) свидетельствуют о поступлений в область седиментации зрелого эродируемого материала. Этот вывод подтверждается положением точек состава пород на диаграммах А. Н. Неелова (1980) (рис. 7) и ФМ-НКМ (Юдович, Кетрис, 2000) (рис. 8).

Нормативный иллит-кварц-монтмориллонит-каолинитовый состав метапелитов тейской серии и кординской свиты, рассчитанный с помощью программы MINLITH (Розен и др., 1999) соответствует зрелым осадочным породам (пелитам и субгравуакковым пелитам), имеющим в источнике сноса кислые породы гранитной группы (Розен и др., 2003), что подтверждается MgO (< 3 мас.%) и К20 (> 3 мас.%).

Спектры распределения РЗЭ, нормированные к составу хондрита, для всех изученных образцов пород тейской серии и кординской свиты характеризуются отрицательной европиевой аномалией Eu/Eu < 0.85 и имеют существенный отрицательный наклон (рис. 9а,б). Данные особенности характерны для постархейских глинистых сланцев и обусловлены присутствием в детритовом материале продуктов эрозии гранитоидов. (Тейлор, Мак-Леннан, 1988). Этот вывод подтверждают повышенные величины отношений Th/Sc = 0.77-1,38, Th/U = 5.33-18.5, а так же

0.9

0.80.7' я 0.60.50.4' 0.3.

1.000.50

Villa

! О Vllló

0.'1 " 0.2 ' 0.4 ' 0.5 ' О'.б Ь

-Л' IV ;

i 0.100.05

o-i 0-3

0.01-1

0.0

0.2

0.4

H KM

Рис. 7. Положение точек составов метапелитов на классификационной диаграмме а-Ь (Неелов, 1980): 1 -кординская свита, 2 - тейская серия, 3 - амарская свита. а = Al/Si; Ъ = Fe2*+Fe3*+Mn+Mg+ +Са. (ат. кол.) Поля осадочных пород: V - алевропелиты, алевропели-товые аргиллиты (a);VI- аргиллиты, аргиллиты пелитавые (а); VII -субсиаллиты, иллитовые, гидрослюдистые (а), карбонатистые, железистые (б); VIII - сиаллиты, слабо-карбонатистые, слабожелезистые

(а), карбонатистые, железистые

(б).

Рис. 8. Положение точек составов метапелитов на модульной диаграмме ФМ-НКМ (Юдович, Кетрис, 2000): 1 - амарская свита, 2 - кординская свита, 3 - тейская серия. ФМ = (Fe0+Fe203+Mn0+Mg0)/Si02; НКМ = (Najy+KiOj/AhOi. Масштаб для ФМ логарифмический. Поля составов глинистых пород: I- преимущественно каолинитовые глины; II -монтмориллонит-каолинит-гдрослю-дистые глины; III- существенно хлоритовые глины с подчиненной ролью Fe-гидрослюд; IV- хлорит-гидрослюдистые глины; V — хлорит-монтмо-риллонитовые глины и VI-преимущественно гидрослюдистые глины со значительной примесью полевых шпатов.

пониженные значения концентрации Со, Ni и отношений La/Th (0.6-4.4) и Co/Th (0.3-0.9) (рис. 9г). На диаграмме Eu/Eu1*-{Gd/Yb)n (Taylor, McLennan, 1995) точки составов метапелитов локализованы преимущественно в поле постархейских кратонных отложений. Аналогичный вывод следует из диаграммы (La/Yb)n-Ybn (Martin, 1986), где они сконцентрированы в области постархейских гранитоидов. На дискриминационных диаграммах Rb-Y+Nb, Rb-Yb+Ta, Nb-Yb и Ta-Yb (Pearce et al., 1984; Pearce, 1996) составы этих пород попадают в пограничные области между островодужными и внутриплитными гранитами, что характерно для постколлизионных геодинамических обстановок (Pearce, 1996). Значения отношения Се/Се* =

0.68-1.40 (Murray, 1991) и титанового модуля ТМ = 0.03-0.06 типичны для накопления исходных осадков в пределах окраинно-континентального мелководного шельфа в условиях гумидного климата. Сделанные выводы согласуются с данными литолого-фациального анализа (Акулынина, 1980; Сараев, 1986) и геологической историей развития Енисейского кряжа в докембрии (Ножкин и др., 2003; Постельников 1990): позднепротерозойскому этапу предшествовала эпоха континентального режима с пенепленизацией и формированием кор выветривания (Петров, 1982). Рубеж раннего-позднего докембрия соответствовал субплатформенной стадии с накоплением высокоглиноземистых терригенных и глинисто-карбонатных отложений в энсиалических бассейнах рифтового типа, сформированных за счет размыва постархейских гранитоидных комплексов с возрастом ~ 1900 млн лет (Ножкин и др., 2003; Постельников, 1990).

La Се Рг Nd Sm Еи Gd Tb Dy Но Er Tm Yb Lu

Rb Sr Zr Nb Cs Ba Th Та U N1 Sc Co Hf 1

Рис. 9. Хондрит-нормировшшые спектры распределения редкоземельных элементов в метапелитах Енисейского кряжа (кординская свита (а), тейская серия (б)) и Кузнецкого Алатау (амарская свита (в)) и спайдер-диаграмма нормированных к составу примитивной мантии средних содержаний редких микроэлементов (г).

Метапелиты амарской свиты имеют существенно монтмориллонит-каолинит-хлорит-гидрослюдистый нормативный состав, с преобладанием монтмориллонита (24-46 мас.%), и низким содержанием кварца (0-15 мас.%). Повышенные концентрации №20 (до 2 мас.%), М§0 (до 4 мас.%), высокие значения ФМ (ФМ > НКМ) и ЩМ подтверждают доминирующую роль монтмориллонита, образовавшегося по субстрату амфиболов, пироксенов и хлорита. На основании этого, а так же с учетом положительной корреляции ЖМ с ФМ и присутствия обломков выветрелых эффузивов предполагается, что размыву подвергались коры выветривания вулканогенных пород основного состава.

Спектры распределения РЗЭ для всех изученных образцов амарской свиты (рис. 9в) характеризуются незначительным отрицательным наклоном ((LREE/HREE)„ = 1.89-4.56), пониженными содержаниями легких и повышенными тяжелых РЗЭ в сравнении с PAAS (рис. 9в), что отражает вовлечение в область эрозии существенных объемов базитового материала.

На размыв пород основного состава также указывают низкие значения отношений La/Se: 0.29-0.55, Th/Sc: 0.06-0.07, Th/U: 6.45-11.4 и высокие значения La/Th: 4.62-9.19 и Co/Th: 6.59-8.18 в сравнении с PAAS (см. рис. 9г). На дискриминационных диаграммах для определения геодинамических обстановок формирования базальтов, точки составов этих пород локализованы преимущественно в поле толеитовых базальтов типа N-MORB и островных дуг. Аналогичные выводы следуют из рассмотрения диаграмм для классификации тектонических обстановок накопления основных граувакк. Пониженные значения отношений Се/Се* < 0.9 (Murray et al., 1991) могут быть следствием относительно глубоководных условий седиментации осадочного материала. Эти выводы согласуются с данными литолого-фациального анализа (Наседкина, 1981) и характером геологических процессов в позднем докембрии Алтае-Саянской складчатой области, где на рубеже рифея и венда отмечался островодужный этап развития активной окраины, завершившийся аккрецией террейнов к Сибирскому кратону (Берзин, Кунгурцев, 1996). Вендский этап характеризовался формированием мощного комплекса вулканогенно-терригенных пород в глубоководных обстановках окраинных морей, источником обломочного материала для которых служили островные дуги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материалы, приведенные в диссертации, позволяют сформулировать следующие основные вводы:

1. Докембрийские кристаллические комплексы заангарья Енисейского кряжа в зонах влияния Ишимбинского и Татарского глубинных разломов являются полиметаморфическими и сочетают в себе регионально-метаморфические породы низких давлений андалузит-силлиманитового типа и локально проявленные метапелиты умеренных давлений кианит-силлиманитового типа.

2. Характерные признаки коллизионного метаморфизма в заангарской части Енисейского кряжа: а) развитие бластомилонитов с кианитом, силлиманитом, гранатом и ставролитом по андалузитсодержащим парагенезисам регионального метаморфизма андалузит-силлиманитового типа; б) незначительная видимая мощность зонального коллизионного метаморфизма (от 4 до 6-8 км), локализованного вблизи надвигов; в) низкий геотермический градиент при метаморфизме (не более 12°С/км); г) постепенное повышение давления метаморфизма в направлении с юго-запада на северо-восток к надвигам: Маяконский участок (от 3.5 до 6.7 кбар), Чапский участок (от 3.9 до 8.4 кбар).

3. Контактовый метаморфизм железисто-глиноземистых филлитов амарской свиты вендского возраста в Кузнецком Алатау происходил в диапазоне температур от 7= 430 до 640°С и постоянном давлении Р = 3,1-3,5 кбар.

4. 40Аг/39Аг датирование по биотитам из метапелитов внешней и внутренней зон коллизионного метаморфизма вблизи Панимбинского надвига дает оценки возраста 823.2+8.7 и 826.3±7.4 млн. лет, соответствующие этапу охлаждения пород до температур ниже ~ 360°С. Эти оценки с учетом скорости эксгумации пород указывают на то, что возраст кульминационной стадии коллизионного метаморфизма был не древне 850 млн. лет. Коллизионному метаморфизму метапелитов кординской свиты вблизи Панимбинского надвига предшествовало становление гранитоидов Ерудинского массива тейского комплекса.

5. Пелиты существенно железисто-глиноземистого состава, метаморфизм которых приводит к появлению редких минеральных парагенезисов с участием хлоритоида, ставролита, полиморфов Al2Si05 и других минералов, представляют собой переотложенные и метаморфизованные продукты докембрийских кор выветривания каолинитового типа. Химическое выветривание пород в докембрии в складчатом обрамлении юго-западной окраины Сибирского кратона не достигало глубокой стадии латеритизации с образованием зон конечного разложения алюмосиликатов, а ограничивалось формированием продуктов выветривания преимущественно иллит-кварц-каолинит-монтмориллонитового состава (Енисейский кряж) и каолинит-монтмориллонит-хлорит-гидрослюдистого состава (Кузнецкий Алатау).

6. Образование протолита метапелитов кординской свиты и тейской серии Енисейского кряжа происходило за счет размыва постархейских комплексов пород преимущественно кислого (гранитоидного) состава в окраинно-континентальных мелководных обстановках. Для более глубоководных исходных отложений амарской свиты Кузнецкого Алатау доминирующую роль в области эрозии играет вулканогенный материал основного состава, сформированный в островодужных обстановках.

Основные публикации по теме диссертации

1. Лиханов И.И., Полянский О.П., Козлов П.С., Ревердатто В.В., Вершинин А.Е., Кребс М., Мемми И. Замещение андалузита кианитом при росте давления и низком геотермическом градиенте в метапелитах Енисейского кряжа// Доклады РАН, 2000, Т. 375, № 4, С. 509-513.

2. Лиханов И.И., Полянский О.П., Ревердатто В.В., Козлов П.С., Вершинин А.Е., Кребс М., Мемми И. Метаморфическая ■ эволюция высокоглиноземистых метапелитов вблизи Панимбинского надвига (Енисейский кряж): минеральные ассоциации, Р-Т параметры и тектоническая модель // Геология и геофизика, 2001, Т. 42, № 8, С. 1205-1220.

3. Likhanov I.I., Reverdatto V.V., Sheplev V.S., Verschinin A.E., Kozlov P.S. Contact metamorphism of Fe- and Al-rich graphitic metapelites in the Transangarian region of the Yenisey Ridge, Eastern Siberia, Russia // Lithos, 2001, V. 58, P. 55-80.

4. Likhanov I.I., Polyansky O.P., ReverdattoV.V., Verschinin A. E., Kozlov P.S., Maresch W.V., Schertl H-P., Krebs M., Memmi I. Tectono-metamorphic evolution of Al-rich metapelites during thrust loading (Transangarian region of the Yenisey Ridge, Eastern Siberia, Russia) // Continental Growth of the Phanerozoic: abstracts of the III International Symposium, Novosibirsk, 2001, Geo Press, pp. 72-75.

5. Likhanov I.I., Polyansky O.P., ReverdattoV.V., Verschinin A. E., Kozlov P.S., Maresch W.V., Schertl H-P., Krebs M., Memmi I. Micro- to macroscale interactions between deformational and metamorphic processes in Al- and Fe-rich metapelites during thrust loading (Yenisey Ridge, Russia) // Geological Society of London, America and Australia Meeting "Transport and Flow Processes in Shear Zones": Abstracts. London, UK, 2002,2-3 September, pp. 163-165.

6. Лиханов И.И., Полянский О.П., Ревердатго B.B., Вершинин А.Е. Необычный изотермический метаморфизм под действием давления надвинутой толщи (Енисейский кряж) // Тектоника и геодинамика континентальной литосферы: Материалы XXXVI Тектонического совещания, Т. 1, ГЕОС, 2003, С. 348-352.

7. Лиханов И.И., Ревердатго В.В., Вершинин А.Е. Геохимия и природа протолита железисто-глиноземистых метапелитов Кузнецкого Алатау // Доклады РАН, 2005, Т. 404, №5,С.671-675.

8. Лиханов, Ревердатго, Вершинин. Геохимическая специфика железисто-глиноземистых метапелитов как индикатор геодинамических обстановок формирования их протолита // Метаморфизм и геодинамика: Материалы международной научной конференции (II Чтения памяти С.Н. Иванова). Екатеринбург, 2006, С. 53-57.

9. Лиханов, Ревердатго, Вершинин. Геохимические особенности железисто-глиноземистых метапелитов как индикатор состава и условий формирования их протолита // Литохимия в действии: Материалы Второй Всероссийской школы по литохимии, Сыктывкар, Республика Коми, 13-17 марта 2006 г. Сыктывкар: Геопринт, 2006, С. 79-82.

10. Лиханов И.И., Ревердатго В.В., Вершинин А.Е. Геохимические свидетельства природы протолита железисто-глиноземистых метапелитов Кузнецкого Алатау и Енисейского кряжа II Геология и геофизика, 2006, Т. 47, № 1, С. 119-131.

11. Лиханов И.И., Козлов П.С., Попов Н.В., Ревердатго В.В., Вершинин А.Е. Коллизионный метаморфизм как результат надвигов в заангарской части Енисейского кряжа // Доклады РАН, 2006, Т. 411, № 2, С. 235-239.

12. Лиханов И.И., Козлов П.С., Полянский О.П., Попов Н.В., Ревердатго В.В., Травин А.В., Вершинин А.Е. Неопротерозойский возраст коллизионного метаморфизма в Заангарье Енисейского кряжа (по 40Аг-39Аг данным) // Доклады РАН, 2007, Т. 412, № б, С. 799-803.

13. Вершинин А.Е., Лиханов И.И., Ревердатго В.В. Геохимия и природа протолита нижнепротерозойских железисто-глиноземистых метапелитов заангарья Енисейского кряжа // Доклады РАН, 2007, Т. 415, №2, С. 230-235.

14. Лиханов И.И., Ревердатго В.В., Вершинин А.Е. Железисто-глиноземистые метапелиты тейской серии Енисейского кряжа: геохимия, природа протолита и особенности поведения вещества при метаморфизме // Геохимия, 2008, Т. 1, С. 20-41.

_Технический редактор О.М.Вараксина_

Подписано к печати 18.09.2008 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме. Офсетная печать _Печ. л. 0.9. Тираж 100. Зак. 133 _

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

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Вершинин, Алексей Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ЖЕЛЕЗИСТО-ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ МЕТАПЕЛИТЫ

ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, ПРИРОДА ПРОТОЛИТА И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ВЕЩЕСТВА ПРИ МЕТАМОРФИЗМЕ

2.1. Геологическое положение.

2.2. Маяконскии участок.,.

2.2.1. Метаморфические зоны, минеральные ассоциации и структурные взаимоотношения минералов.

2.2.2. Химический состав минералов.

2.2.3. Термодинамические условия метаморфизма метапелитов. ^.

2.2.4. Изотопное датирование.

2.2.5. Геохимия и природа протолита железисто-глиноземистых метапелитов кординской свиты.

2.3. Чапский участок

2.3.1. Метаморфическая зональность и минералого-петрографическая характеристика пород.

2.3.2. Химический состав минералов.

2.3.3. Термодинамические условия метаморфизма метапелитов.

2.3.4. Минеральные реакции коллизионного метаморфизма.

2.3.5 Геохимия и природа протолита железисто-глиноземистых метапелитов тейской серии.

Глава 3. ЖЕПЕЗИСТО-ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ МЕТАПЕЛИТЫ АМАРСКОЙ СВИТЫ (КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ): ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, ПРИРОДА ПРОТОЛИТА

3.1. Геологическое положение, метаморфическая зональность, минеральные ассоциации и термодинамические условия метаморфизма метапелитов.

3.2. Геохимия и природа протолита железисто-глиноземистых метапелитов амарской свиты.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Происхождение и метаморфическая эволюция железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау"

Актуальность исследования

Глинистые сланцы и продукты их метаморфизма в отношении поведения ряда микроэлементов являются индикаторами состава континентальной коры, а их геохимическая летопись позволяет проследить ее эволюцию. Значительную долю в строении докембрийских метаморфических комплексов в складчатом обрамлении юго-западной окраины Сибирского кратона составляют пелиты специфического железисто-глиноземистого состава, метаморфизм которых приводит к появлению редких минеральных парагенезисов с участием экстремально железистых минералов: хлоритоид + биотит, хлоритоид + биотит + андалузит и кордиерит + гранат + мусковит (Likhanov et al., 2001). Петрологические аспекты метаморфической эволюции этих пород изучены достаточно полно, что позволило выявить существенные различия в топологии Р-Т диаграмм для типичных и железисто-глиноземистых мегапелитов (Лиханов и др., 2005). Их геохимическая специфика, особенно в отношении индикаторных для выяснения особенностей формирования протолита микроэлементов, и геодинамическая обусловленность изучены гораздо слабее, что вызывает противоречивость взглядов на их происхождение. Дальнейшее накопление и анализ геохимических данных в разных геотектонических обстановках позволят сделать существенный вклад в решение этих вопросов. Повышенный научный интерес к вышеупомянутым проблемам отражает их фундаментальное значение не только в общегеологическом аспекте, но и как основы для реконструкции процессов формирования акреционно-коллизионных структур континентов и тектонической эволюции покровно-складчатых поясов на границе кратонов. В частности, исследования по строению континентальных окраин Сибири имеют важное значение для решения широко дискутируемого в современной литературе вопроса о вхождении Сибирского кратона в состав древнего суперконтинента Родиния и последующего его распада с образованием Палеоазиатского океана (например, Pisarevsky et al., 2003)

Объекты исследования

Цель и задачи исследования

Главной целью работы является реконструкция эволюции Р-Т параметров метаморфизма железисто-глиноземистых метапелитов юго-западной окраины Сибирского кратона, анализ массопереноса при коллизионном метаморфизме, реконструкция состава и природы протолита и оценка возраста коллизионного метаморфизма на основе петро-геохимических и изотопных данных.

Достижение поставленной цели включает последовательное решение следующих задач:

1) Проведение геологического картирования объектов исследования и их геохимическое опробование. На основании детальных исследовании минералов, их микроструктурных взаимоотношений и минеральных парагенезисов определение ширины метаморфических зон и пространственного положения изоград.

3) Расчет и обоснование химических реакции регионального и коллизионного метаморфизма, ответственных за развитие минеральных парагенезисов и метаморфических микротекстур.

4) На основе изотопного датирования оценка возраста коллизионного метаморфизма.

Основные защищаемые положения:

1. Контактовый метаморфизм железисто-глиноземистых филлитов амарской свиты вендского возраста в Кузнецком Алатау осуществлялся в диапазоне температур от Г = 430 до 640°С при постоянном давлении Р- 3.1-3.5 кбар. В заангарской части Енисейского кряжа коллизионному метаморфизму умеренных давлений подвергались регионально-метаморфические породы низких давлений кординской свиты и тейской серии среднерифейского и нижнепротерозойского возрастов, соответственно. Оцененные параметры метаморфизма составляют: Т = 560-600°С при Р = 4.5-6.7 кбар для кординской свиты и Т - 630-710°С при Р - 5.8-8.4 кбар для тейской серии. Особенностью этого метаморфизма, локализованного в узких, непосредственно примыкающим к надвигам зонах с мощностью от 4—5 до 6-8 км, является развитие деформационных текстур/структур и бластомилонитов с кианитом, силлиманитом, гранатом и ставролитом по андалузитсодержащим парагенезисам, сформированных при постепенном повышении давления при приближении к надвигам и низком геотермическом градиенте (не более 12°С/км).

2. Оценки возрастов, соответствующие этапу охлаждения пород до температур ниже 360°С, полученные методом 40Аг/39Аг датирования по биотиту из метапелитов кординской свиты внешней и внутренней зон коллизионного метаморфизма, составляют 823.2±8.7 и 826.3±7.4 млн. лет. Интерпретация этих данных в рамках тектоно-термальной эволюции пород с учетом скорости их эксгумации свидетельствует о неопротерозойском (~850 млн. лет) возрасте кульминационной стадии коллизионного метаморфизма.

3. Пелиты существенно железисто-глиноземистого состава, метаморфизм которых приводит к появлению редких минеральных парагенезисов, изначально представляли собой переотложенные и метаморфизованные продукты докембрийских кор выветривания каолинитового типа преимущественно каолинит-монтмориллонит-хлорит-гидрослюдистого состава. Образование протолита метапелитов тейской серии и кординской свиты (Енисейский кряж) происходило за счет размыва постархейских комплексов пород в основном кислого (гранитоидного) состава. Образование протолита амарской свиты (Кузнецкий Алатау) происходило с вовлечением в область эрозии вулканогенного материала основного состава, сформированного в островодужных обстановках.

Научная новизна

Получены новые данные о составе и природе протолитов железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау. Установлено, что они представляют собой переотложенные и метаморфизованные породы кор выветривания каолинитового, а не латеритного типа, как считалось ранее (например, Головенок, 1977; Jan, Rafiq, 2006). Показана гетерогенная природа их протолитов. Выяснены характерные признаки и связь коллизионного метаморфизма в заангарской части Енисейского кряжа с образованием надвигов. Результаты 40Аг/39Аг датирования возраста коллизионного метаморфизма позволили установить возрастные взаимоотношения между магматической и тектонической активностью в регионе.

Практическая значимость

Полученные новые данные об эволюции, природе протолита и возрасте метаморфизма ряда полиметаморфических комплексов железисто-глиноземистых метапелитов заангарья Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау, могут быть использованы для разработки современных корреляционных схем метаморфических и магматических комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса и выяснения сложной тектонической структуры юго-западного обрамления Сибирской платформы. Участки с повышенным содержанием AI2O3 (до 32 мае. %) в Кузнецком Алатау перспективны для проведения поисковых работ на глиноземистое сырье.

Фактический материал, аналитические методы исследования

В основу работы положены материалы, полученные автором за время обучения в магистратуре и аспирантуре и работы в лаборатории метаморфизма и метасоматоза с 1998 по 2007 г. За это время автором отобрано более 300 образцов, изучено более 200 петрографических шлифов, получен обширный аналитический материал, включающий более 100 химических анализов горных пород, более 300 химических анализов породообразующих минералов, более 50 определений содержаний микроэлементов и 2

40 * /39 а датирования возраста Аг/ Аг методом.

Содержания главных породообразующих компонентов определены методом рентгенофлюоресцентного анализа (CRM-25). Химический состав минеральных фаз установлен с помощью рентгеноспектрального микроанализатора (Camebax-micro). Содержания редких элементов, включая РЗЭ, определены с помощью высокочувствительного масс-спектрометра высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS, Element). Датирование времени метаморфизма по биотиту 40Аг/39Аг методом проведено на масс-спектрометре "Micromass Noble Gas 5400". Все анализы выполнены в Аналитическом центре ИГМ СО РАН.

Апробация работы и публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 9 статей в рецензируемых журналах и 5 расширенных тезисов в сборниках. Результаты исследований были представлены в виде докладов на конференции "Метаморфизм и геодинамика" (Екатеринбург, 2006) и на Второй Всероссийской школе по литохимии (Сыктывкар, 2006).

Структура и объем работы

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Вершинин, Алексей Евгеньевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материалы, приведенные в диссертации, позволяют сформулировать следующие основные вводы:

3. Контактовый метаморфизм железисто-глиноземистых филлитов амарской свиты вендского возраста в Кузнецком Алатау происходил в диапазоне температур от Т = 430 до 640°С и постоянном давлении Р = 3,1-3,5 кбар.

4. 40Аг/39Аг датирование по биотитам из метапелитов внешней и внутренней зон коллизионного метаморфизма вблизи Панимбинского надвига дает оценки возраста 823.2+8.7 и 826.3+7.4 млн. лет, соответствующие этапу охлаждения пород до температур ниже ~ 360°С. Эти оценки с учетом скорости эксгумации пород указывают на то, что возраст кульминационной стадии коллизионного метаморфизма был не древне 850 млн. лет. Коллизионному метаморфизму метапелитов кординской свиты вблизи Панимбинского надвига предшествовало становление гранитоидов Ерудинского массива тейского комплекса.

5. Пелиты существенно железисто-глиноземистого состава, метаморфизм которых приводит к появлению редких минеральных парагенезисов с участием хлоритоида, ставролита, полиморфов AhSiOs и других минералов, представляют собой переотложенные и метаморфизованные продукты докембрийских кор выветривания каолинитового типа (преимущественно каолинит-монтмориллопит-хлорит-гидрослюдистого состава). Химическое выветривание пород в докембрии в складчатом обрамлении юго-западной окраины Сибирского кратона не достигало глубокой стадии латеритизации с образованием зон конечного разложения алюмосиликатов, а ограничивалось формированием продуктов выветривания преимущественно иллит-кварц-каолинит-моитмориллонитового состава (Енисейский кряж) и каолинит-монтмориллонит-хлорит-гидрослюдистого состава (Кузнецкий Алатау).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Вершинин, Алексей Евгеньевич, Новосибирск

1. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов. М: Недра. 1976. - 266 с.

2. Беляев С.Ю., Башарин А.К. Современная структура, история формирования и нефтегазоносность зоны сочленения Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты // Геология и геофизика. 2001. - Т. 42. - № 4. - С. 736-745.

3. Берзин Н.А., Кунгурцев JI.B. Геодинамическая интерпретация геологических комплексов Алтае-Саянской области // Геология и геофизика. 1996. - Т. 37. - № 1. - С. 63-81.

4. Берниковский В.А., Берниковская А.Е. Тектоника и эволюция гранитоидного магматизма Енисейского кряжа // Геология и геофизика. 2006. - Т. 47. - № 1. - С. 3552.

5. Верной Р.Х. Метаморфические процессы. Реакции и развитие микроструктуры. М: Недра. 1980.-227 с.

6. Вершинин А.Е., Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Геохимия и природа протолита пижнепротерозойских железисто-глиноземистых метапелитов заангарья Енисейского кряжа // Доклады РАН. -2007. Т. 415. - С. 804-809.

7. Волкова Н.И., Скляров Е.В. Высокобарические комплексы Центрально-Азиатского складчатого пояса: геологическая позиция, геохимия и геодинамические следствия // Геология и геофизика, 2007, - Т. 48. - № 1. - С. 109-119.

8. Волобуев М.И., Зыков С.И., Ступникова Н.И. Енисейская складчатая область / Под ред. М.М. Мануйлова. Геохронология докембрия Сибирской платформы и ее складчатого обрамления. JL: Наука, 1968. - С. 266-274

9. Волобуев М.И., Зыков С.И., Ступникова Н.И. Геохронология докембрийских формаций Саяно-Енисейского региона Сибири / Актуальные вопросы современной геохронологии. М: Наука. 1976. - С. 96-123.

10. Волобуев М.И., Ступникова Н.И., Зыков С.И. Енисейский кряж / Под ред. Ю.И. Половинкиной. Геохронология СССР. Т. 1. Докембрий. JI: Недра. 1973. - С. 189-201.

11. Головенок В.К. Высокоглиноземистые формации докембрия. Л: Недра. 1977.268 с.

12. Добрецов H.JI., Соболев B.C., Соболев Н.В., Хлестов В.В. Фации регионального метаморфизма высоких давлений. М: Недра 1974. - 328 с.

13. Егоров А.С. Глубинное строение и геодинамика литосферы северной Евразии (по результатам геолого-геофизического моделирования вдоль геотраверсов России). С-Петербург: ВСЕГЕИ. 2004. - 199 с.

14. Звягина Е.А. Метаморфизм и золотоносность Верхнее-Енашимского рудного узла: Автореф. дис. . каид. геол.-мин. наук. Иркутск: Изд-во ИГУ. 1989. - 16 с.

15. Интерпретация геохимических данных : Учебное пособие / Е.В. Скляров и др.; под ред. Е.В. Склярова. М: Интермет Инжиниринг. 2001. - 288 с.

16. Качевский Л.К., Качевская Г.И., Грабовская Ж.М. Геологическая карта Енисейского кряжа, масштаб 1:500000 / Под ред. А.К. Мкртычьяна, M.JL Шермана. Красноярск: Красноярскгеолсъемка. 1998.

17. Константинов М.М., Данковцев Р.Ф., Симкин Г.С., Черкасов С.В. Глубинное строение и закономерности размещения месторождений Северо-Енисейского золоторудного района (Россия) // Геология рудных месторождений. 1999. - Т. 41. - № 5. - С. 425-436.

18. Козлов П.С., Лепезин Г.Г. Петрология, петрохимия и метаморфизм пород заангарья Енисейского кряжа// Геология и геофизика. 1995. - Т. 36. - С. 3-22.

19. Кокодзеев И.К. Метаморфизм пород Заангарья Енисейского кряжа в связи с проблемой раннего докембрия / Под ред. А.А. Шафеева. Стратиграфия докембрия региона Средней Сибири. Л: Наука. 1983. - С. 149-157.

20. Кокодзеев И.К, Карпинский Р.Б., Башилова М.А. Геологическая карта СССР, масштаб 1:200000, серия Енисейская, лист P-46-XXXII. М: Аэрогеология. 1973.

21. Кориковский С.П. Фации метаморфизма метапелитов. М: Наука. 1979. - 263 с.

22. Котов Н.В. Термодинамические условия позднего диагенеза и начального метаморфизма. // Глинистые минералы в литосфере. М: Наука. 1986. - С. 90-103.

23. Крылов С.В., Крылова А.Л., Мишенькин Б.П. Глубинные сейсмические исследования зоны сочленения Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1967. - № 2. - С. 3-15.

24. Лепезин Г.Г, Травин А.В., Юдин Д.С., Волкова Н.И., Корсаков А.В. Возраст и термическая история Максютовского метаморфического комплекса (по 40Аг/39Аг данным) // Петрология. 2006. - Т. 14. - № 1. - С. 109-125

25. Лиханов И. И. Градиент в составе метаморфического флюида в метапелитовых роговиках // Геохимия. 1988. - № 7. - С. 1057-1062.

26. Лиханов И. И. Низкотемпературная биотитовая изограда в контактовом ореоле Харловского габбрового массива (северо-западный Алтай) // Геология и геофизика. -1989.-№7.-С. 46-54.

27. Лиханов И.И. Разложение эпидота при низкотемпературном контактовом метаморфизме метапелитов // Записки ВМО. 1990. - Ч. 119. - Вып. 3. - С. 40-48.

28. Лиханов И. И. Минеральные реакции в высокоглиноземистых и железистых роговиках в связи с проблемой устойчивости редких минеральных парагенезисов контактового метаморфизма // Геология и геофизика. 2003. - Т. 44. - № 4. - С. 305-316.

29. Лиханов И.И. Минеральные реакции и массоперенос при метаморфизме низких и умеренных давлений: Автореф. дис. . докт. геол.-мин. наук, Новосибирск. НИЦ ОИГГМ СО РАН. - 2003. - 38 с.

30. Лиханов И.К, Козлов П.С., Попов Н.В., Ревердатто В.В., Вершинин А.Е. Коллизионный метаморфизм как результат надвигов в заангарской части Енисейского кряжа // Доклады РАН. 2006а. - Т. 411. - № 2. - С. 235-239.

31. Лиханов И.И., Козлов П.С., Попов Н.В., Ревердатто В.В., Вершинин А.Е. Коллизионный метаморфизм как результат надвигов в заангарской части Енисейского кряжа // Доклады РАН. 2006. - Т. 411. - № 2. - С. 235-239.

32. Лиханов НИ., Ревердатто В.В. Массоперенос при замещении андалузита кианитом в глиноземисто-железистых метапелитах Енисейского кряжа // Петрология. -2002. Т. 10. - № 5. - С. 541-558.

33. Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Петрогенетическая решетка для железисто-глиноземистых метапелитов в системе K20-Fe0-Mg0-Al203-Si02-H20 // Доклады РАН. 2004. - Т. 394. - № 1. - С. 46-50.

34. Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Минеральные равновесия и Р-Т диаграмма для железисто-глиноземистых метапелитов в системе KFMASH (K^O-FeO-MgO-AhCb-Si02-H20) // Петрология. 2005. - Т. 13. - № 1. - С. 81-92.

35. Лиханов И.И., Ревердатто В.В., Вершинин А.Е. Геохимия и природа протолита железисто-глиноземистых метапелитов Кузнецкого Алатау // Доклады РАН. 2005. - Т. 404.-№5.-С. 671-675.

36. Лиханов И.И., Ревердатто В.В., Вершинин А.Е. Геохимические свидетельства природы протолита железисто-глиноземистых метапелитов Кузнецкого Алатау и Енисейского кряжа//Геология и геофизика. 2006. - Т. 47. - № 1. - С. 119-131.

37. Лиханов КН., Шегшев B.C., Ревердатто В.В., Козлов П.С. Контактовый метаморфизм железистых метапелитов при повышенном давлении в заангарской части Енисейского кряжа // Доклады АН. 1998. - Т. 362. - С. 673-676.

38. Лобковский Л. И., Никишин A.M., Ханн В.Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. М: Научный мир. 2004. - 610 с.

39. Маракушев А. А. Соотношение литогенеза и метаморфизма. В кн. Глинистые минералы в литосфере. М: Наука. 1986. - С. 103 - 113.

40. Наседкина В.Х. Высокоглиноземистые породы бассейна р. Белый Июс // Полезные ископаемые в осадочных толщах. М: Наука. 1981. - С. 80-100.

41. Неелов А.Н. Петрохимическая классификация метаморфизованных осадочных и вулканических пород. Л.: Наука, 1980. - 100 с.

42. Ноэюкин А.Д. Раннепротерозойские окраинно-континентальные комплексы Ангарского складчатого пояса и особенности их металлогении // Геология и геофизика. 1999. - Т. 40. - № И. - С. 1524-1544.

43. Ноэюкин А.Д. Этапы формирования и эволюции континентальной коры в докембрии юго-западной окраины Сибирского кратона / Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2004. - С. 57-60.

44. Ноэюкин А.Д., Бибикова Е.В., Туркина О.М., Пономарчук В.А. Изотопно-геохронологические (U-Pb, Аг-Аг, Sm-Nd) исследования субщелочпых порфировидныхгранитов Таракского массива Енисейского кряжа // Геология и геофизика. 2003а. - Т. 44. - № 9. - С. 881-891.

45. Перчук JI.JI., Лаврентьева КВ., Аранович Я. Я., Подлесский К Биотит — гранат — кордиеритовые равновесия и эволюция метаморфизма. Москва: Наука. 1983. — 196 с.

46. Петров В.Г. Докембрий западного обрамления Сибирской платформы. Новосибирск: Наука. 1982. - 206 с.I

47. Подковыров В.Н., Ковач В.П., Котова JI.H. Глинистые отложения сибирского гипостратотипа рифея и венда: химический состав, Sm-Nd систематика источников и этапы формирования // Литология и полезные Ископаемые. 2002. - № 4. - С. 397-418.

48. Подпорина Е.К Редкоземельные элементы в корах выветривания. М: Наука. -1985.- 126 с.

49. Постельников Е.С. Верхнепротерозойские структуры и формации восточного склона Енисейского кряжа // Бюллетень МОИП. 1990. - Т. 65. - С. 14-31.

50. Постников А.А., Терлеев А.А. Стратиграфия неопротерозоя Алтае-Саянской складчатой области // Геология и геофизика. — 2004. Т. 45. - № 3. - С. 295-309.

51. Предовский А.А. Реконструкция условий седиментогенеза и вулканизма раннего докембрия. Л: Наука. -1980. 152 с.

52. Peeepdammo В.В., Колобов В.Ю. Массоперенос при метаморфизме. // Геология и геофизика. 1987. - Т. 3. - С. 3-12.

53. Ревердатто В.В., Шеплев B.C. Геодинамические факторы метаморфизма и их моделирование: обзор и анализ проблемы // Геология и геофизика. 1998. - Т. 39. - № 12.-С. 1679-1692.

54. Розен О.М., Аббясов А.А. Количественный минеральный состав осадочных пород: расчет по петрохимическим данным, анализ достоверности результатов (компьютерная программа MINLITH) И Литология и полезные ископаемые. 2003. - № 34.-С. 299-312.

55. Розен О.М., Абясов А.А.,Мигдисов А.А. Бреданова Н.В. Минеральный состав осадочных пород: расчет по петрохимическим данным (программа MINLITH)// Геология и разведка. 1999. - №1. - С. 21-35.

56. Сараев С.В. Литология и петрохимия глинистых пород рифея Енисейского кряжа // Глинистые минералы в осадочных породах Сибири. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР. 1986. -С. 78-85.

57. Старосельцев B.C., Мигурский А.В., Староселъцев К.В. и др. Енисейский кряж и его сочленение с Западно-Сибирской плитой и Сибирской платформой // Геология и геофизика. 2003. Т. 44. № 1-2. С. 76-85.

58. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М: Мир, 1988.-379 с.

59. Фации регионального метаморфизма высоких давлений. М: Недра. 1974. - 328с.

60. Хабаров Е.М. Эволюция рифейских седиментациоиных формаций восточных зон Енисейского кряжа// Геология и геофизика. 1994. - Т. 35. - № 10. - С. 34-42.

61. Хераскова Т.Н. Новые данные о строении Енисейского кряжа // Геотектоника. -1999.-№1.-С. 15-27.

62. Югстер Г.П. Реакции восстановления и окисления при метаморфизме горных пород // Геохимические исследования. М: Наука. 1961. - С. 495-528.

63. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. С.-Петербург: Наука. 2000.479 с.

64. Ague J.J. Evidence for major mass transfer and volume strain during regional metamorphism of pelites // Geology. 1991. - V. 19. - P. 855-858.

65. Alirezaei S., Cameron E.M. Mass balance during dabbro-amphibolite transition, Bamble sector, Norway: implications for petrogenesis and tectonic setting of the gabbros // Lithos. 2002. - V. 60. - P. 21-45.

66. Berman R.G. Internally consistent thermodynamic data for minerals in the system Na20-K20-Ca0-Fe0-Mg0-Al203-Si02-Ti02-H20-C02 I I Journal of Petrology. 1988. - V. 29. - P. 455-522.

67. Bhatia M.R., Crook K.A. W. Trace element characteristics of grauwackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins // Contribution to Mineralogy and Petrology -1986.-V. 92.-P. 181-193.

68. Brunsmann A., Franz G., Erzinger J. REE mobilization during small-scale high-pressure fluid-rock interaction and zoisite/fluid partitioning of La to Eu // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001. - V. 65. - P. 559-570.

69. Bucher-Nurminen K.A. A recalibration of the chlorite-biotite-muscovite geobarometer // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1987. V. 96. - P. 519-522.

70. Carmichael D.M. On the mechanisms of prograde metamorphic reactions in quartz bearing pelitic rocks. // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1969. - V. 20. - P. 244267.

71. Condie КС. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales // Chemical Geology. 1993. - V. 104. -P. 1-37.

72. Cox R., Lowe D.R. Controls on sediment composition on a regional scale: a conceptual review // Journal of Sedimentary Research. 1995. - V. A65. - P. 1-12.

73. Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in southwestern United States // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. - v.59. - p. 2919-2940.

74. Crawford M.L., Mark L.E. Evidence from metamorphic rocks for overthrusting. Pennsylvania Piedmont, U.S.A. // Canadian Mineralogist. 1982. - V. 20. - P. 333-347.

75. Cullers R.L., Воск В., Guidotti С. Elemental distributions and neodymium isotopic compositions of Silurian metasediments, western Maine, USA: Redistriburion of the rare earth elements // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1997. - V. 61. - P. 1847-1861.

76. Cygan R.T., Lasaga A.C. Self-diffusion of magnesium in garnet at 750 to 900 °C // America Journal of Sciences. 1985. - V. 285. - P. 328-350.

77. Droop G. T.R., Harte B. The effect of Mn on the phase relations of medium-grade pelites: constraints from natural assemblages on petrogenetic grid topology // Journal of Petrology. 1995. - V. 36. - P. 1549-1578.

78. Essene E.J. The current status of thermobarometry in metamorphic rocks / Eds Daly J.S., Cliff R.A., Yardley B.W.D. Evolution of Metamorphic Belts, Special Publication, 43. Geological Society, London. 1989. - P. 1-43.

79. Ferry J.M. A biotite isograde in south-central Maine, USA: mineral reactions, fluid transfer // Journal of Petrology. 1984. - V. 25. - P. 871-893.

80. Ferry J.M. Applications of the reaction progress variable in metamorphic petrology // Journal of Petrology. 1983. - V. 24. - P. 343-376.

81. Ferry J.M., Spear F.S. Experimental calibration of the partitioning of Fe and Mg between biotite and garnet // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1978. - V. 66. - P. 113-117.

82. Foster C.T. Jr. Thermodynamic models of reactions involving garnet in a sillimanite/staurolite schists // Mineralogical Magazine. 1986. - V. 50. - P. 427-439.

83. Franceschelli M., Puxeddu M., Gattiglio M. Geochemistry and origin of chloritoid schists from the Alpi Apuane, Italy: evidence of a prevailing lateritic signature // European Journal of Mineralogy 2003. - V. 15. - P. 575-588.

84. Gerya T.V., Perchuk L.L. GEOPATH a thermodynamic database for geothermobarometry and related calculations with the IBM PC Computer // 29th International Geological Congress. - Kyoto. - Abstracts. - 1992. - V. 2, - P. 1026.

85. Ghent E.D., Stout M.Z. Geobarometry and geothermometry of plagioclase-biotite-garnet-muscovite assemblages // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1981. - V. 76. -P. 92-97.

86. Green N.L., Usdansky S.I. Ternary-feldspar mixing relations and thermobarometry // American Mineralogist. 1986a. - V. 71. - P. 1100-1108.

87. Green N.L., Usdansky S.I. Toward a practical plagioclase-muscovite thermometer // American Mineralogist. 1986b. - V. 71. - P. 1109-1117.

88. Harnois L. The CIW index: a new chemical index of weathering // Sedimentary Geology. 1988. - V. 55. - P. 319-322.

89. Hodges К. V., Crowley P.D. Error estimation and empirical geothermobarometry for pelitic system // American Mineralogist. 1985. - V. 70. - P. 702-709.

90. Hodges K.V., McKenna L.W. Realistic propagation of uncertainties in geologic thermobarometry // American Mineralogist. 1987. - V. 72. - P. 671-680.

91. Hodges К. V., Spear F.S. Geothermometry, geobarometry and the Al2Si05 triple point at Mt. Moosilauke, New Hampshire // American Mineralogist. 1982. - V. 67. - P. 11181134.

92. Hoisch T.D. A muscovite-biotite geothermometer // American Mineralogist. 1989. -V. 74. - P. 565-572.

93. Hoisch T.D. Empirical calibration of six geobarometers for the mineral assemblage quartz + muscovite + biotite + plagioclase + garnet // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1990. - V. 104. - P. 225-234.

94. Holdaway M.J., Dutrow B.L., Hinton R.W. Devonian and Carboniferous metamorphism in west-central Maine: The muscovite-almandine geobarometer and the staurolite problem revisited. // American Mineralogist. 1988. - V. 73. - P. 20-47.

95. Holdaway M.J., Mukhopadhyay В., Dyar M.D., Guidotti C.V., Dutrow B.L. Garnet-biotite geothermometry revised: New Margules parameters and a natural specimen data set from Maine. // American Mineralogist. 1997. - V. 82. - P. 582-595.

96. Hoschek G. The stability of staurolite and chloritoid and their significance in metamorphism of pelitic rocks // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1969. - V. 22.- P. 208-232.

97. Holland T.J.B., Powell R. An internally consistent thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: 2. Data and results. // Journal of Metamorphic Geology. -1985.- V. 3. P. 343-370.

98. Holland T.J.B., Powell R. An enlarged and updated internally consistent thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: the system K20-Na20-Ca0-Mg0-Fe0-Fe203-Al203-Ti02-Si02-C-H2-02// Journal of Metamorphic Geology. 1990. - V. 6. - P. 89-124.

99. Holland T.J.B., Powell R. An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest // Journal of Metamorphic Geology. 1998. - V. 16. - P. 309-343.

100. Hoschek G. Untersuchungen zum stabilitatsbereich von chloritoid und Staurolith // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1967. - V. 14. - P. 123-163.

101. Hoschek G. The stability of staurolite and chloritoid and their significance in metamorphism of pelitic rocks // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1969. - V. 22. - P. 208-232.

102. Jahn B.M., Condie K.C. Evolution of the Kaapvaal Craton as viewed from geochemical and Sm-Nd isotopic analyses of intracratonic pelites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. - V. 59. - P. 2239-2258.

103. Jan M.Q., Rafiq M. Petrology of chloritoid-ilmenite-rich rocks in the Indus Suture melange of Pakistan: implications for the Cretaceous paleolatitude of Kohistan // Journal of Asian Earth Sciences. 2006. - doi:10.1016/j.jseaes.2006.07.010

104. Kleemann U., Reinhardt J. Garnet-biotite thermometry revisited: The effect of A1VI and Ti in biotite. European Journal of Mineralogy. 1994. - V. 6. - P. 925-941.

105. Kohn M.J., Orange D.L., Spear F.S., Rumble D„ III, Harrison T.M. Pressure, temperature, and structural evolution of west-central New Hampshire: hot thrusts over cold basement // Journal of Petrology. 1992. - V. 33. - P. 521-556.

106. Kohn M.J., Spear F.S. Error propagation for barometers // American Mineralogist. -1991.-V. 76.-P. 138-147.

107. Koziol A. V., Newton R. C. Redetermination of the garnet breakdown reaction and improvement of the plagioclase-garnet-AbSiCVquartz geobarometer // American Mineralogist. 1988. - V. 73. - P. 216-223.

108. Martin H. Effect of stepper Archean geothermal gradients on geochemistry of subduction-related magmas // Geology. 1986. - V. 14. - P. 753-756.

109. Menard Т., Gordon N.M. Metamorphic P-T paths from the eastern Flin Flon belt and Kisseynew domain, Snow Lake, Manitoba // The Canadian Mineralogist. 1997. - V. 35. - P. 1093-1115.

110. Meschide M.A. A method of discriminating between different types of mid ocean rigde basalts and continental tholeiites with the Nb-Zr-Y diagram // Chemical Geology. 1986. - V. 56. - P. 207-218.

111. Murray R. W., Buchholtz ten Brink M.R., Jones D.L., Gerlach D.C., Price Russ III G. Rare earths elements as indicator of different marine depositional environments in chert and shale // Geology. 1990. - V. 18. - P. 268-272.

112. Nesbitt H. W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lulites 11 Nature. 1982. - V. 299. - P. 715-717.

113. Passchier C.W., Trouw R.A.J. Microtectonics. /Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York. 1996. -P. 289.

114. Pattison D.M. Stability of andalusite and sillimanite and the Al2Si05 triple point: constraints from the Ballachulish aureole, Scotland // Journal of Geology. 1992. - V. 100. -P. 423-446.

115. Pattison D.M. Instability of A12Si05 "triple-point" assemblages in muscovite+biotite+quartz-bearing metapelites, with implications // American Mineralogist. -2001.-V. 86.-P. 1414-1422.

116. Pearce J.A. Sources and settings of granitic rocks // Episodes. 1996. - V. 19. - P. 120-125.

117. Pearce J.A., Harris N.B. IV., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // Journal of Petrology. 1984. - V. 25. - P. 956-983.

118. Perchuk L.L., Krotov A.V. Petrology of the mica schists of the Tanaelv belt in the southern tectonic framing of the Limpopo granulite complex // Petrology. 1998. - V. 6. - № 2.-P. 149-179.

119. Perchuk L.L., Lavrent'eva I.V. Experimental investigation of exchange equilibria in the system cordierite-garnet-biotite / Ed. Saxena S.K. Kinetics and Equilibrium in Mineral Reactions. Springer Berlin, Heidelberg, New York. - 1983. - P. 199-239.

120. Pisarevsky S.A., Wingate M.T.D., Powell C., Johnson S., Evans D. / Eds. Yoshida et al. Proterozoic East Gondwana: supercontinent assembly and breakup Special Publication. 206. - Geological Society.: London. - 2003. - P. 35-55.

121. Powell R., Evans J.A. A new geobarometer for the assemblage biotite-muscovite-chlorite-quartz // Journal of Metamorphic Geology. 1983. - V. 1. - P. 331-336.

122. Powell R., Holland T.J.B. An internally consistent thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: 3. Application to geobarometry, worked examples and a computer program // Journal of Metamorphic Geology. 1988. - V. 6. - P. 173-204.

123. Powell R., Holland T.J.B. Optimal geothermometiy and geobarometry // American Mineralogist. 1994. - V. 79. - P. 120-133.

124. Shaw D.M. Geochemistry of pelitic rocks. Part III: Major elements and general geochemistry // Geological Society of America Bulletin. 1956. - V. 67. - P. 913-934.

125. Sifela K., Roser B.P., Kimura J.-I. Geochemistry, provenance, and tectonic settings of Neoproterozoic metavolcanic and metasedimentary units, Werri area, Northern Ethiopia // Journal of African Earth Sciences. 2005. - V. 41. - P. 212-234.

126. Smit C.A., Van Reenen D.D., Gerya T.V., Varlamov D.A., Fed'kin A.V. Structural-metamorphic evolution of the Yenisey Range of Eastern Siberia // Mineralogy and Petrology. -2000. V. 69. - P. 35-67.

127. Spear F.S. PTPATH: A Fortran program to calculate pressure-temperature paths from zoned metamorphic garnets I I Computers and Geosciences. 1986. - V. 12. - P. 247-266.

128. Spear F.S. Relative thermobarometry and metamorphic P-T paths / Eds Daly J.S., Cliff R.A., Yardley B.W.D. Evolution of Metamorphic Belts, Special Publication, 43. -Geological Society.: London. 1989. - P. 63-82.

129. Spear F.S. Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time paths. / Washington DC. Mineralogical Society of America Monograph. - 1993. - P. 799.

130. Spear F.S., Hickmott D.D., Selverstone J. Metamorphic consequences of thrust emplacement, Fall Mountain, New Hampshire // Geological Society of America Bulletin. -1990.-V. 102.-P. 1344-1360.

131. Spear F.S., Kohn M.J., Cheney J.T., Florence F. Metamorphic, thermal, and tectonic evolution of central New England // Journal of Petrology. 2002. - V. 43. - P. 2097-2120.

132. Spear F.S., Peacock S.M., Kohn M.J., Florence F. Computer programs for petrologic P-T-t path calculations // American Mineralogist. 1991. - V. 76. - P. 2009-2012.

133. Spear F.S., Rumble D.III. Pressure, temperature and structural evolution of the Orfordville Belt, west-central New Hampshire // Journal of Petrology. 1986. - V. 27. - P. 1071-1093.

134. Spear F.S., Selver stone J. Quantitative P-T paths from zoned minerals: theory and tectonic application // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1983. - V. 83. - P. 348357.

135. Symmes G.H., Ferry J.M. The effect of whole-rock MnO content on the stability of garnet in pelitic schists during metamorphism // Journal of Metamorphic Geology. 1992 - V. 10.-P. 221-237.

136. Taylor S.R., McLennan S.M. The geochemical evolution of the continental crust // Reviews of Geophysics. 1995. - V. 33. - P. 241-265.

137. Thompson A.B. A note on the kaolinite-pyrophyllite equilibrium. // American Journal of Science. 1970. - V. 268. - P 457-458.

138. Thompson J.B. Jr. The graphical analysis of mineral assemblages in pelitic schists // Americal Mineralogy. 1957. - V. 42. - P. 842-858

139. Thompson А.В., England P.C. Pressure-temperature-paths of regional metamorphism, II: Their influence and interpretation using mineral assemblages in metamorphic rocks.// Journal of Petrology. 1984. - V. 25. - P. 929-954.

140. Vidal O., Goffe В., Bousquet R., Parra T. Calibration and testing of an empirical chloritoid-chlorite Mg-Fe exchange thermometer and thermodynamic data for daphnite // Journal of Metamorphic Geology. 1999. - V. 17. - P. 25-39.

141. Visser J.N.J., Young G.M. Major element geochemistry and paleoclimatology of the Permo-Carboniferous glaciogene Dwyka Formation and post-glacial mudrocks in Southern Africa // Paleogeography Paleoclimatology Paleoecology. 1990. - V. 81. - P. 49-57.

142. Whitney D.L., Miller R.B., Pater son S.R. P-T-t evidence for mechanisms of vertical tectonic motion in a contractional orogen: north-western US and Canadian Cordillera // Journal of Metamorphic Geology. 1999. - V. 17. - P. 75-90.

143. Wolfram S. The Mathematica Book, 5th edn. Wolfram Media Inc.: Champaign, IL. -2003. P. 544.

144. Wronkiewicz D.J., Condie K.C. Geochemistry of Archean shales from the Witwaterstrand Supergroup, South Africa: Source-area weathering and provenance // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1987. - V. 51. - P. 2401-2416.

145. Yardley B. W.D. An Introduction to Metamorphic Petrology. / Longman Scientific & Technical. / Harlow. 1989. - 248 p.

Информация о работе

Вершинин, Алексей Евгеньевич
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 25.00.04

Диссертация

Происхождение и метаморфическая эволюция железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа и Кузнецкого Алатау - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы