Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Высокотемпературный метаморфизм гранулитовых комплексов Сарматии

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Высокотемпературный метаморфизм гранулитовых комплексов Сарматии"

На правах рукописи

003178068

ПИЛЮГИН Сергей Михайлович

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ ГРАНУЛИТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ САРМАТИИ

Специальность 25 00 04 - петрология, вулканология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

-- 1 ? янв 2с:е

Москва 2007

Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых и недропользования геологического факультета Воронежского государственного университета

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук, профессор Савко Константин Аркадьевич (ВГУ, г. Воронеж)

Официальные оппоненты

доктор геолого-минералогических наук Перчук Алексей Леонидович (ИГЕМ РАН)

кандидат геолого-минералогических наук Япаскурт Василий Олегович (Геологический факультет МГУ, г Москва)

Ведущая организация

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН (г Санкг-Петербур! )

Защита состоится 1 февраля 2008 г в 16 час в ауд 415 на заседании диссертационного совета Д 501 001 62 геологического факультета Московского государственного университета имени MB Ломоносова по адресу 119991, г Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ имени М В Ломоносова, ГЗ, 6 этаж

Автореферат разослан 26 декабря 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 501 001 62

Р H Соболев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми определяется 1) первостепенным значением железистых формаций докембрия как источника железорудного сырья и возрастающей ролью при этом метаморфических пород (ма! нетитопых кварцитов), 2) специфической приуроченностью железистых формаций главным образом к архею и палсопротерозою, что определяет их фундаментальное значение в ранней истории Земли, 3) отсутствием корректных данных для количественной оценки физико-химических условий метаморфизма железистых формаций Курско-Бесединского блока Воронежского кристаллического массива (ВКМ) и Приазовского блока Украинского щита (У1Ц)

Цель работы - определение физико-химических условий высокотемпературного метаморфизма архейских железисто-кремнистых формаций (ЖКФ) ВКМ и У1Ц на основе детального изучения структур распада твердых растворов в минералах

Основные задачи исследований' 1) изучение в минералах структур распада твердых растворов и определение последовательности образования генераций минеральных фаз, 2) разработка рациональной методики реконструкции химических составов минералов устойчивых на пике метаморфизма ферроавгитов, пижонитов и полевых шпатов, 3) оценка физико-химических параметров высокотемпературного метаморфизма

Научная новизна исследований. I) Впервые для пород ВКМ и УЩ описаны уникальные структуры распада твердых растворов пироксенов и полевых шпатов, предложена принципиально новая схема их распада 2) Реконструированы химические составы первичных минералов устойчивых на пике метаморфизма 3) Впервые систематически и на единой основе выполнены количественные определения физико-химических параметров высокотемпературного метаморфизма железисто-кремнистых пород ВКМ и УЩ 4) Реконструирован Р-Т тренд метаморфизма мезоархейских гранулитовых комплексов Сарматии

Ппактнчсскаи значимость результатов работы. 1) Данные определения параметров метаморфизма могут быть использованы при поисково-разведочных работах и оценке перспективности различных метаморфогенных железорудных месторождений

2) Методические подходы к определению температуры метаморфизма применимы к широкому разнообразию кристаллических пород, минералы которых содержат структуры распада твердых растворов 3) Результаты исследований использовались в Воронежском государственном университете при составлении карты метаморфизма докембрия Восточно-Европейской платформы масштаба 1 1000000 (Госконтракт №АМ-02-43/15 с Федеральным агентством по недропользованию)

Полученные результаты создают принципиально новые возможности в исследовании железистых формаций докембрия Они представляют решение научной проблемы - оценки физико-химических условий метаморфизма при формировании железорудных месторождений, методом реконструкции по структурам распада первичных равновесных составов

Настоящая работа развивает новое направление - исследование структур распада твердых растворов как важнейших индикаторов условий природного минералообразования

На защиту выносятся следующие положения1

1. Для пироксенов из гранулитовых комплексов Сарматни (ВКМ и У1Ц) характерны структуры распада твердых растворов. При реинтеграции ламелей орто- и клинопироксенов и матрицы зерен получены cociaiu.i первичных пижопита: EnM,FSí2,Woi4 - для ВКМ; En16,Fs72,Woi2- для У1Ц, и ферроавшга: En23,Fs45,Wo32- для ВКМ; Enis,Fs5i,Wo3s- для УЩ, которые впоследствии распадались по двухступенчатой схеме на гнпсрстсн и авпп.

2. В метапелнтах ВКМ присутствуют разнообразные структуры распада полевых шпатов- янтипертиты, меэоперчиты и пертнтм. Определен состав первичных высокотемпературных полевых шпатов: Ab47,An^,Or2s - для зерен содержащих аитипертнтовые; AbjcAnibOr« — мезопертитовые, АЬ2»,Ап<;,Ог«ч -пертитовые структуры распада

3. По реинтегрировапным составам первичного пижонита и ферроавшта температуры гранулитового метаморфизма оцениваются: для Курско-Ксссдинского блока ВКМ - 950°С-1000°С при 10-11 кбар; для Приазовского блока УЩ - 890°С-930 °С при 10 кбар Температуры метаморфизма, полученные по первичным составам полевых шпатов составляют 960°С-1050°С

Фактический материал Объектом исследования являлись породы архейской ЖКФ Курско-Бесединского блока ВКМ и Приазовского блока УЩ Основой для исследований послужили материалы, собранные автором в течении 2003-2007 гг при выполнении тематических работ, проводившихся по планам научных программ Минобразования РФ, фантам ФЦП «Интеграция» (проект Э-0348), Президента РФ (проект МД-248 2003 05), «Развитие научного потенциала Высшей школы Университеты России» (НИЧ-5041) и Российскою фонда фундаментальных исследований (проекты 01-05-65018, 03-05-64071, 04-05-64585, 04-05-65109,06-05-64088)

В процессе выполнения работ детально задокументирован керн 36 скважин и детально описано более 1500 шлифов по 22 скважинам При иссзедовании вещественного состава метаморфических образований использовался комплекс методов оптической микроскопии и аналитических исследований, который включает 57 силикатных анализов пород Изучен химический состав 1520 минералов в 75 препаратах Наиболее информативные минеральные ассоциации и зерна минералов со структурами распада изучались на растровых электронных микроскопах - Jeol 6380 LV (ВГУ) CamScan 2300 (ИЭМ РАН) Химические составы минеральных фаз были получены с помощью энерюдисперсионной приставки INCA 250 (ИЭМ РАН, ВГУ)

Аппобання работы Материалы по теме диссертации докладывались на международных и российских конференциях "ECROFI" (Siena, Italy, 2005), "Granuhtes and Granuhtes 2006" (Brazil, 2006), X Всероссийском петрографическом совещании (Апагиты, 2004), "Геологи 21 века" (Саратов, 2004, 2006), Ломоносов-2005 (Москва, 2005), "Гранулитовые комплексы в геологическом развитии докембрия и фанерозоя" (Санкт-Петербург, 2007), а также на ежегодных научных сессиях Воронежского государственного университета (2003-2007 гг) Основное содержание диссертации отражено в 10 опубликованных статьях и в тезисах вышеупомянутых совещаний и конференций Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых и недропользования Воронежского государственного университета

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 115 страниц, включая 55 страниц текста, 19 таблиц, 36 рисунков и список литературы из 73 наименований, состоит из введения, семи глав и заключения

Некоторые вопросы и результаты исследований обсуждались с чл -корр РАН Н М Чернышовым, а также с кандидатами геолого-минералогических наук И П Лебедевым, В М Холимым Всем перечисленным исследователям, а также своему научному руководителю профессору К А Савко, оказывавшему всемерную помощь и поддержку в ходе выполнения диссертационной работы автор выражает искреннюю и глубокую благодарность Большую помощь при проведении лабораторных работ оказали сотрудники лаборатории метаморфизма ИЭМ РАН А Н Конилов, О В Васюкова, Д М Султанов, А Н Ваккуров, Н И Крутова Автор считает своим приятным долгом выразить слова благодарности М Н Новиковой за любезно предоставленный аналитический материал по флюидным включениям в минералах

Автор особенно признателен доктору геолого-минералогических наук [фонареву В.И.1 за неизменную поддержку и огромный интерес к исследованиям, советы и критические замечания

Одним из регионов широкого распространения гранулитовых комплексов докембрия является Воронежский кристаллический массив (ВКМ), который вместе с Украинским щитом (УЩ) (рис 1 а, б, в) представляет один (Сарматия) из трех кристаллических сегментов Восточно-Европейского кратона (СогЬа(5сЬсу, Bogdanova, 1993) ВКМ (размером приблизительно 600 х 800 км) относится к северо-восточной части Сарматии, и был отделен в фанерозое от УЩ Днепрово-Донецким авлакогеном На востоке Восточно-Воронежская провинция разделяет ВКМ и Вол го-Уральский кристаллический сегмент (рис 1 б, в) Согласно геохронологическим данным (БЬсЬфапяку, Bogdanova, 1996) в пределах ВКМ развиты мезо - и неоеархейские и палеопротерозойские образования Архейские породы, метаморфизованные в условиях гранулитовой фации, присутствуют в регионе в виде кристаллических «блоков», состоящих из чередования (от 1-2 до 30-35 м мощностью) железистых пород (главным образом - магнетитовых кварцитов), метабазитов, метаультрабазитов и метапелитов Эти «блоки» (реликты) локализованы среди мигматитов и гнейсов нерасчлененного Обоянского архейского комплекса (рис 1 в, г), развитого в центральной части ВКМ (Оскольскии домен) и регрессивно метаморфизованного преимущественно в амфиболитовой фации Докембрийский кристаллический фундамент в пределах ВКМ перекрыт фанерозойским осадочным чехлом мощностью 100-300 м, поэтому все данные для настоящего исследования были получены при изучении керна буровых скважин

Железистые формации ВКМ приурочены как к архейским, так и палеопротерозойским толщам Наиболее распространены железистые формации палеопротерозойского возраста, которые отнесены к Курской серии (например, КМА) Архейские железистые формации относительно редки и встречаются в виде удлиненных тел (положительные магнитные аномалии) протяженностью до 10 км и шириной не более 100 м Их мезоархейский возраст (3277 ± 33 млн лет) подтвержден геохронологическими определениями по циркону (и-РЬ изохронный метод) из разгнейсованного плагиогранита (Артеменко и др, 2006), прорывавшего магнетитовые кварциты

Я!" 1 fLGtä 2 it +l 3 ES2 4 Ш01Ш 5 üb 6 7 I® * 8 9 i«:« 10

t * t i1 *e ? t2 !г г r| « 14 15 1в 17 f" - ^ i0 j19

Рис, 1. (а) Три кристаллических сегмента Восточно-Европейского крагона (Gorbatschev, Bogdanova, 1993). (б) Кристаллические домены Сарматии (Shchipansky. Bogdanova, 1996). Воронежский кристаллический массив (ВКМ) выделен темно-серым цветом. Украинский щит (УЩ)-зянприхован. КББ - Курско-Бесединский блок; МРП - Мариупольское рудное поле (Приазовский блок), (в) Схема геологическою строения Воронежского кристаллического массива (по Shchipansky, Bogdanova. 1996 с некоторыми изменениями), (г) Курско-Бесединский блок ВКМ 1-6 - Архей: (1) зеленокаменные пояса; (2) тоналит-трондьемитовые гнейсы и гранитоиды; (3) поздне - и посттектонические гранитоиды; (4) высокотемпературные метаморфические комплексы с железистыми формациями; (5) полиметаморфические образования Обоянского комплекса (мигматиты и гнейсы с подчиненным количеством метабазитов), регрессивно метаморфизованные в амфиболитовой фации; (6) мафитовые интрузии (по геофизическим данным). 7-13 - Палеопротерозой: (7) гранулиты с возрастом 2.1 млрд. лет; (8) вулканогенно-осадочные формации, в том числе а) вулканогенные и осадочные породы и б) железисто-кремнистые формации; (9) метаморфизованные вулкано-плутонические комплексы; (10) метаморфизопанный терригенно-осадочный флишоидный комплекс; (11) поздне - и постгектонические щелочные и полевошпатовые лейкократовые гранитоиды; (12) полимиктовые конгломераты, осадочно-вулканогенные и терригенные породы; (13) метагабброиды. 14 - Зоны глубинных разломов. 15 -Надвиговые зоны. 16 - Геологические границы. 17 - Местоположение скважин. 18 - Границы Курско-Бесединского блока. 19 - Район Курской магнитной аномалии.

Обоснование защищаемых положений

Положение 1. Для пирокссиов из граиулнтовых комплексов Сарматии (ВКМ и УЩ) характерны структуры распада твердых растворов. При реинтеграции ламслей орто- и клинопнроксенов и матрицы зерен получены составы первичных пижонита: En24,Fsft2,\Voi4 - для ВКМ; Eni6,Fs72,Woi2- для У1Ц, и ферроавгита. En23,Fs4^Wo32- для ВКМ; Еп^РвмЛУоз«- для УЩ, которые впоследствии распадались по двухступенчатой схсмс на гипсрстен и авгит.

Существенную роль в граиулнтовых комплексах Сарматии играют магнетитовые (железистые) кварциты, которые, благодаря своему относительно простому минералогическому и химическому составу, являются прекрасными индикаторами физико-химических условий (Т, Р, f02, Рнго> Рсог) метаморфизма пород и, отсюда, наиболее ранней тектоно-термальной и геодинамической истории развития Земли

Мезоархейские магнетитовые кварциты Сарматии представлены плотными, средне- и крупнозернистыми породами темно-серого цвета массивными или чаще потосчатыми (линзовидно-полосчатыми) за счет чередования (от первых миллиметров до 3-4 см) участков существенно кварцевого и пироксен-магнетитового состава Микроструктура пород гранобластовая, иногда с элементами порфиробластовой Породы состоят, главным образом, из орто- и клинопироксена (20-25%), кварца (35-50%) и магнетита (20-40%) В редких случаях встречается гранат (обычно вместе с биотитом) В различных количествах (от 1-3 до 15 %) присутствует грюнерит, нередко в виде огносигетыю крупных ксеноморфных кристаллов (более 0,5 мм), развивающихся по пироксенам и магнетигу Средний химический состав этих пород в районе соответствует (%) Si0r40,19, ТЮ2-0,19, А1203-0,98, Fe203-30,42, Fe0-20,52, Mn0-0,03, СаО-3,32, MgO-2,86, Na20 -0,12, K20-0,20, п п п - 0,5, сумма -99,33

Ортопироксен и клинопироксен присутствуют в магнетитовых кварцитах в двух генерациях Ранняя генерация ортопироксена (Орх I) представлена относительно крупными часто субидиоморфными зернами (порфиробластами) размером от 0,5 до 1,5 мм с неровными корродированными границами Нередко эти зерна разбиты многочисленными трещинами на отдельные фрагменты Минерал в шлифах бесцветен и илеохроирует в желтоватых тонах Зерна раннего клинопироксена (Срх I) имеют сравнительно меньший размер (порядка 50-100 мкм), хорошо выраженную спайность и слабый плеохроизм Ранние генерации пироксенов содержат разнообразные структуры распада твердых растворов (рис 2 а, б)

Вторая генерация (Орх II и Срх II) развивается обычно между зернами Орх I и Срх I и в некоторых случаях по крупным трещинам Это относительно небольшие (порядка 20 мкм) ксеноморфные зерна, часто ассоциирующие с грюнеритом (рис 2 а, б) По химическому составу продукты распада пироксенов первой генерации и нироксены второй генерации видимых различий не обнаруживают

Пироксены, содержащие структуры распада, представляют сравнительно уникальное явление для железистых формаций (магнетитовых кварцитов) и были описаны ранее всего в нескольких регионах Это - Бивабик, Миннесота (Bonnichsen, 1969), Стиллуогер, Монтана (Vaniman, 1980), Скоури, Шотландия

SEM MAG- '200 У HV 20 0 kV VAC HiVac

vaga ftTMoan HSMA Grr.jp IEM WAS

Рис. 2. Пироксены из магнетитовых кварцитов гранулитовых комплексов Сарматки: (а)

Клинопмрокссны первой генерации (Cpxl) содержащие структуры распада и зерно ортопироксена второй генерации (Opxll) без структур распада; (б) Клинопироксен второй генерации (CpxII) в распавшемся зерне ортопироксена первой генерации (Opxi); Символы минералов по (Kretz, 1983).

(Barnicoat, O'Hara, 1979), Диестр-Бугский (Побужье) и Азовский домены Украинского щита (Яковлев, Степченко, 1985; Яковлев, 1989), Эндерби Лэнд, Антарктика (Sandiford, Powell, 1986; Harley, 1987). Первые два комплекса претерпели существенные контактовые изменения, связанные с крупными интрузивными массивами, остальные относятся к продуктам регионального гранулитового метаморфизма.

Структуры распада в клинопироксене (Срх I) из магнетитовых кварцитов Сарматии представлены двумя типами (рис. 3 а, е). Первый тип - это относительно крупные (до 5-10 мкм) протяженные ламели (L) ортопироксена (Орх IL) в матричном клинопироксене (Срх 1Н)- хозяине (Н). Второй тип (результат последующего распада Срх 1Н) - очень тонкие (порядка I мкм) относительно короткие и часто расположенные ламели ортопироксена (Орх 2L) в клинопироксене - хозяине Срх 2Н. Схема распада первичного клинопироксена (ферроавгита) (Срх Р) показана на рис. 3 (з).

Так же два типа структур распада фиксируется и в ортопироксена* (Орх I) (рис. 3 б, в). Аналогично клинопироксену, первый тип представлен крупными (в данном случае даже до 50 мкм) протяженными ламелями клинопироксена (Cpxl L) в матричном ортопироксене (Орх 1Н). В свою очередь Срх IL распадается с выделением очень тонких (менее 1 мкм) ламелей ортопироксена (Орх 2LL) в клинопироксене - хозяине (Срх 2LH). По аналогии с более ранними находками (Barnicoat, O'Hara, 1979; Bonnichsen, 1969; Vaniman, 1980; Sandiford, Powell, 1986; Harley, 1987) по своему составу первичный минерал являлся низкокальциевым моноклинным пироксеном (пижонитом), Схема его распада показана на рис. 3 (и).

Таким образом, в магнетитовых кварцитах из гранулитовых комплексов Сарматии могут быть выделены следующие равновесные ассоциации ромбических и моноклинных пироксенов.

(сррр

(с^ГТн)

(Cpx 2H) (Opx 2L)

X

(Opx 1H)

(Cpx 2LH) (Opx2LL)

Рис. 3. Структуры распада нироксснов нч магнетитовых кварцитов гранулитовых комплексов Сарматии (Курско-Бессдипския блок ВКМ, Приазовский блок УЩ). (а), (е) Матричный клинопироксен (Срх2Н) с ламелями ортопироксена первой (Орх!Ь) и второй (Орх2Ь) ступени распада. Здесь и /идее: точки соответствуют точечным микроанализам, квадраты - растровым, (б), (в) Матричный ортонироксен (Орх1Н) содержащий ламели клинопироксена первой ступени распада (Срх I!.), которые в свою очередь распадаются с образованием Срх2Н и мельчайших ламелей Орх21.1. (г) Реинтеграция первичного состава ферроавгита методом растровых полей, (д) Реинтеграция первичного состава ферроавгита с помощью набора локальных анализов по всей площади зерна, (ж) Реинтеграция первичного состава пижонита методом растровых полей, (з) Схема распада первичного клинопироксена (ферроавгита). (и) Схема распада пижонита.

1. Cpx Р + Pgt (в ассоциации с магнетитом и кварцем) - первичные минералы. Состав Cpx Р соответствуют интегральному составу Opx 1L +Срх 1Н, а состав Pgt -интегральному составу Орх 111 +Срх 1L.

2а. Cpx IН + Opx IL - продукты распада первичного клинопироксена (Cpx Р). Состав Cpx 1Н соответствует интегральному составу Срх2Н + Opx2L.

26.Opx 1Н + Cpx 1L- продукты распада первичного пижонита. Состав Cpx 1L соответствует интегральному составу Cpx 2LH + Opx 2LL. За. Cpx 2Н + Opx 2L - продукты распада Cpx 1Н. 36. Cpx 2LH + Opx 2LL - продукты распада Cpx 1L.

Кроме того, в соответствии с текстурными соотношениями равновесны (в присутствии магнетита и кварца) вторые генерации орго- и клинопироксенов с грюнеритом

4 Орх II + Срх II + Gru + Mag + Qtz

Интегральные составы первичных пироксенов (табл 1) были получены с использованием методики растровой съемки (порядка 250-500 мкм) и обычного локального анализа (порядка 5 мкм) с набором значительного числа индивидуальных определений (более 60) для площади сечения зерна порядка 0,2 мм Следует отметить, что результаты растрового анализа во многих случаях отличались нестабильностью (по площади зерна) и не соответствовали условиям распада пироксенов (Lindsley, 1983) Поэтому большинство из них были признаны некорректными и отбракованы Как выяснилось, такая некорректность составов связана с недостаточной представительностью количества ламелей ортопироксена в распавшемся клинопироксене (или клинопироксена в обрагном случае) в плоскости шлифа, и отсюда, искажением реального соотношения продуктов распада в минералах Это приводило к существенному завышению концентрации кальция в клинопироксенах и, наоборот, занижению - в ортопироксеиах

Наиболее близкий к реальному состав ферроавгита из магнетитовых кварцитов ВКМ (En22,Fs4i,Wo37) был получен при специальном анализе одного из зерен полями шириной 40-60 мкм (18 растровых полей), практически перекрывающих площадь зерна порядка 500*600 мкм (рис 3 г) Найдено, что железистость (f) минерала (Срх Р) варьирует в относительно узких пределах 0,640,66 (табл 1), содержание кальция в среднем равно 17,26±1,3 мае % В остальных случаях (при растровой съемке) наиболее близкие к этим данным результаты соответствовали содержанию кальция порядка 18,7 мае % при относительно более низкой железистости (0,63) При втором варианте анализа клинопироксенов (с набором индивидуальных локальных определений) в расчет принималась лишь центральная часть проанализированных зерен, поскольку, в некоторых случаях, периферийная их часть (рис Зд) не содержит ламелей ортопироксена, относящихся к первой ступени распада (Орх 1L)

Содержание кальция в первичном клинопироксене (Еп2з,Fs^Wo^) составляет 14,82 мае % при железистости 0,66 (табл 1) Состав Срх 1Н (интегральный состав Срх 2Н и Орх 2L) был найден в растровом режиме (10-20 мкм) с достаточно хорошей статистической представительностью продуктов более позднего распада (рис 3 а, например точка 12а) и отсюда хорошей воспроизводимостью результатов (СаО = 19,75±0,39 мае %, f = 0,63±0,01) (табл 1) Несколько более высокой кальцивостью (21,16±0,26 мае %) и соответственно меньшей железиетостыо (0,61±0,01) отличаются клинопироксены (Срх 2Н) - продукты второй ступени распада первичного минерала (рис 3 а, точка 9а, рис 3 е, точки 14b, 16b, 18Ь) (табл 1)

Близкие составы характеризуют и продукты распада (рис 3 б, в) ортопироксенов (первичных пижонитов) - Срх 1L (точка 26 а) и Срх 2LH (точки 16а, 17а, 23а) (соответственно, Ca О = 20,52±0,29 мае % , f = 0,61±0,01 и СаО = 21,23±0,24 мае %, f = 0,62±0,01) (табл 1) Интегральные составы первичных пижонитов (Pgt) оценивались по растровой методике (например, рис 3 ж) В наиболее представительных случаях концентрации кальция в минерале составили 3,05,4,45 и 6,23 мае % при железистости соответственно 0,73, 0,72 и 0,72 (табл 1) Очевидно, что эти анализы, как было сказано выше, могут несколько занижать содержание кальция в минерале Тем не менее, даже минимальные из найденных значений не характерны для ромбических пироксенов Они указывают на его

происхождение в результате распада первичного пижонита (En2^,Fs62,Wo14) с переходом (конвертацией) структуры из моноклинной в ромбическую, как это было установлено в других аналогичных случаях (Barnicoat, O'Hara, 1979, Bonnichsen, 1969, Vamman, 1980, Sandiford, Powell, 1986, Harley, 1987)

Таблица 1

Химические составы рсинтсгрнрованных ферроавгитов (СрхР) и пижонитов (Pgt) а _также продуктов их распада in магнетитовых кварцитов Сарматии_

Минера 1 Cpx I Opxl

Тип анализа* 16 p 32 лк 4p 2 лк 4 лк 12 p 22 p 8p 4 лк 3 лк

Минеральная фаза Cpx P Cpx P Cpx 1H OpxlL Cpx2H Pgl Pgt CpxlL OpxlH Cpx2LH

S.02 49,05 48 79 49,31 47,94 50,09 48,10 48 12 49 39 47,21 49,90

ТЮ2 0 03 0,04 0,06 - 0,03 - 0 04 0,04 0,03 0,05

А1203 0,03 001 - - - - 0,05 0,04 - 001

Сг203 0 15 0,07 001 0,02 0,02 - 0,13 - - 0,04

FeO 24,31 26,84 21,68 40,55 19,76 37,35 35,46 20,84 41,32 20,12

МпО 1,40 1,45 1,19 3,34 1,25 2,26 2,32 0,97 2,69 1,37

MgO 7,36 7,49 7,32 7,41 7,22 8,07 7,86 7,32 8,14 6,82

СаО 17,24 14,82 19,66 0,79 21,21 4,46 6,25 20 52 0 78 21,23

Na20 0 27 0,20 0,33 0,05 0,43 - 0,09 0,47 - 0,45

К20 0 01 - - 0 03 - - - - 0,02 -

Total 99,86 99,71 99,56 100 13 100 01 100 24 100,32 99,59 100,19 99,99

Si 1 967 1,969 1,970 1,989 1,981 1,975 1,969 1,969 I 964 1,979

A1IV 0 002 0,001 - - - - 0,003 0,002 - .

Tl 0 001 0,001 0,002 - . - 0,001 0001 0,001 0,001

Cr 0,005 0,002 - 0001 - 0,005 - - 0 001

Ге2' 0816 0,909 0,725 1,408 0,653 1,282 1,213 0,695 1 438 0,667

Mn 0 047 0,050 0,041 0,118 0,042 0,078 0,080 0,032 0,095 0,046

Mg 0 440 0451 0 436 0,459 0 426 0,494 0,480 0,435 0,505 0,403

Ca 0 740 0 638 0 842 0,035 0,899 0,196 0,274 0 877 0 033 0 902

Na 0 021 0015 0,026 0,004 0,033 - 0 007 0,036 - 0,035

К - - - 0,002 - - - - 0,001 -

T Site 1,969 1,970 1,970 1,989 1,981 1,975 1,972 1,971 1,964 1,980

0 Site 2,071 2,066 2,070 2,024 2,054 2,051 2,059 2,076 2,072 2,056

All 4 039 4,036 4,040 4,013 4,035 4,025 4,030 4,047 4,036 4,036

0 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000

xlt 0,649 0,663 0,625 0,754 0,606 0,722 0,717 0,615 0,740 0,623

Ff 0,408 0,454 0,362 0,74 0,33 0,65 0,617 0,346 0,728 0,338

En 0,22 0,226 0,218 0,241 0,215 0,25 0,244 0,217 0,256 0,204

Wall 0,371 0,321 0,42 0,018 0,454 0,099 0,139 0,437 0,017 0,457

* Тип анализа р - растровый лк - локальный

Существенно меньшей концентрацией кальция (в среднем 0,78±0,07 мае %) при несколько более высокой железистости (0,74+/-0,01) характеризуются ранний ортопироксен (Орх 1Н) - один из продуктов распада первичного пижонита (рис 3 б, в, точки 22а, 27а, 14а, 15а), атак же ранняя генерация (Орх 1L) ламелей распада (рисЗ з, точки 15b, 17Ь) первичного клинопироксена (соответственно, 0,79±0,09 мае % и 0,75±0,01) (табл 1) К сожалению, не удалось корректно оценить составы ламелей ортопироксена (Орх 2L и Орх 2LL), образующихся при распаде клинопироксена CpxlH и CpxlL Вследствие их незначительной величины во всех анализах присутствовало избыточное количество кальция и магния из-за частичного захвата минерала-хозяина пучком микроанализатора

Реинтегрированные ферроавгиты (Eni<,,Fs5|,Wo55) и пижониты (Eni6,Fs72,Won) из магнетитовых кварцитов УЩ (Приазовский блок) имеют нескозько более

железистые составы (Г = 0,78 и ? = 0,82 соответственно) по сравнению с восстановленными составами первичных пироксенов ВКМ, что вероятно отражает геохимическую обстановку первичного осадконакопления в пределах Сарматского нуклеара

Положение 2. В метапелитах ВКМ присутствуют разнообразные структуры распада полевых шпатов: аш нпертиты, мезопертитм и пертигм. Определен состав первичных высокотемпературных полевых шпаюв АЬ47,Ап2,,Огм - для зерен содержащих антипертитовые; АЬ^о,Лпц,Огм -мезопертитовые; АЬ29,АПб,Ог^ - пертитовые структуры распада.

Метапелитовые гранулиты ВКМ, ассоциированные с мезоархейскими магнетитовыми кварцитами, представлены гнейсами светло-серой и серой окраски, массивными или неяснополосчатыми, среднекрупнозернисгыми Структура гранобластовая, лепидогранобластовая, порфиробластовая Полевые шпаты представлены зернами различных размеров (от 10 до 500 мкм), изометричными, реже неправильной формы, находящимися в кордиерит-кварцевой матрице Подавляющее большинство зерен полевых шпатов из метапелитовых гранулитов ВКМ содержат микропертиты 1) антипертиты (закономерные прорастания плагиоклаза калиевым полевым шпатом - ламели калиевого полевого шпата в матрице плагиоклаза) (рис 4 а), 2) пертиты (ламели плагиоклаза разнообразной формы в матрице калиевого полевого шпата) (рис 4 б) 3) мезопертиты (примерно равное количество ламелей плагиоклаза и калиевого полевого шпата) (рис 4 в)

В мезопертитах ВКМ обнаружен многостадийный распад (рис 4 г), аналогичный зафиксированному ранее в ортопироксенах из магнетитовых кварцитов Сарматии Распад ламелей калиевого полевого шпата на ламели плагиоклаза соответствует стадии распада 3 б (см выше) ортопироксенов

Нередко в пертитовых полевых шпатах наблюдается уменьшение количества ламелей распада в краевых частях зерен Причем исчезают в основном крупные (20x20 мкм) ламели, мелкие остаются Этот процесс подобен исчезновению ламелей ортопироксена в периферийных частях зерен клинопироксенов из архейских магнетитовых кварцитов ВКМ (рис 3 д)

Для определения состава первичного полевого шпата (реинтегрирования) были параллельно использованы два метода 1) растровый микрозондовый анализ и 2) подсчет в каждом зерне соотношения площадей (и составов по данным точечного энергодисперсионного анализа) минерала - хозяина и ламелей распада

Зерна полевых шпатов, проанализированные первым методом, практически полностью перекрывались «растровыми полями» каждое размером порядка 50x50 мкм Полученные результаты усреднялись При втором методе анализа (подсчет площадей) количество локальных микрозондовых определений в каждом из зерен полевых шпатов составляло от 40 до 80 Точность аналитических данных обеспечивалась работой энергодисперсионной системы на низких ускоряющих напряжениях (10-15 кВ), позволяющих снизить эффект поглощения легких элементов Подсчет площадей проводился с помощью компьютерного анализа высококонтрастных изображений минеральных зерен, полученных при электронном сканировании При этом площади различных минеральных фаз соответствовали интегральному набору единичных точек (пикселей) одинаковой контрастности Выявлено, что продукты распада полевых шпатов (как ламели, так и матрица) гомогенны по составу - максимальные различия в минальном составе

не превышают 1 - 2 мол. %. В калиевом полевом шпате обычно фиксируется незначительная (=1,5 мае. %) примесь ВаО.

VwiKV От* Vfjjn TsUJCMW "5"П Cot« IEV Ras VsnKV г "--'С- Vofl, TSeiMUY RSU* Gioup TU RA3

Рис. 4. Структуры распада твердых растворов полевых пшатов из метапелитовых гранулнтов ВКМ: (а) - антипертиы; (б) - пертиты; (в) - мезопертиты; (г) - многостадийный распад в мезонертитах (ламели калиевого полевого шпата распадаются на ламели плагиоклаза).

Составы реинтегрированных полевых шпатов представлены в табл. 2, из которой видно, что оба метода анализа дают достаточно близкие результаты -максимальные различия для усредненных минальных составов не превышают 5-7 мол. %. Вместе с тем, анализы, выполненные первым методом, несколько занижают относительное содержание кальция, натрия для пертитовых полевых шпатов и калия для антипертитовых и мезопертитовых (с соответствующим увеличением содержания калия в первых разностях и кальция, натрия - во вторых). Это может быть связано как с систематическими ошибками анализа за счет матричных эффектов (Bohlen, Essene, 1977; Raase, 1998), так и недостаточной представительностью количества ламелей, выходящих на плоскость минеральных зерен и доступных рентгеноспектрапьному анализу, что приводит к искажению реального соотношения продуктов распада в минералах (Fonarev et al., 2006).

Таблица 2

Химические составы продуктов распада полевых шпатов из метапелитовых гранулитов ВКМ

Образец 167 143 165

Тип Антипертитовый полевой шпат Пертиговый полевой шпат Мезопертиговый полевой шпат

Домен Хозяин Ламель p.. PPM*«* Хозяин Ламель P PPM Хозяин Ламель Р PPM

Площадь %* Z=70 Z-зо 1=100 1=72 X=28 £-100 Тг 58 1=42 1=100

Состав вес %* PI Kfs Pl+Kfs Pl+Kfs Kfs PI Kfs+Pl Kfs+Pl PI Kfs Pl+Kfs Pl+Kfs

БЮг 60.32 64,92 61,70 61 36 64,55 62 93 64,1 64,75 64 55 64,38 64,48 64,16

А120з 25,39 19,15 23,51 22,96 18 63 22 51 19,71 18,98 22,62 18 84 21,03 21 10

РеО 0,26 0,66 0 38 0,26 0 0 0 0 0 12 0,56 0,31 0 32

СаО 6 99 0 04 4,9 5,28 0 I 4 09 122 0,79 3,56 0 14 2,12 2 23

N3,0 7 15 0,41 5 13 5,72 0,92 9,42 3,3 2,97 8 85 0,5 5,34 5,97

К,0 0,22 15,17 4,7 3,49 15,22 0,12 10 99 12 2 0 15,26 6,41 5 23

Сумма 100,33 100,35 100,32 99,07 99,42 99 07 99,42 99,69 99,70 99,68 99,69 99 01

& 2 69 3,00 2,78 2,79 2,99 2,8 2 94 2,96 2,87 2 99 2,92 2 92

А] 1,33 1,04 1,25 1,23 1 02 1 18 1 06 1,02 1 19 1,03 1 12 113

Ре 0,01 0,03 001 0,01 0 0 0 0 0 0 02 0 01 001

Са 0 33 0 00 0.24 0 26 0 02 006 0 04 0,17 0 01 0,10 Oil

Ыа 0 62 0,04 0,45 0 50 0,08 0,81 0 29 0 26 0,76 0,05 0 47 0 53

К 001 0 89 0 27 0 20 09 001 0 64 0 71 0 00 09 0 37 030

Лп (мот.%) 35 0 25 27 1 19 6 4 18 1 11 12

АЬ(ног%) 64 4 47 52 S SO 29 26 82 5 50 56

Ог (иот.%) 1 96 28 21 91 1 65 70 0 94 39 32

Примечание *- в таблице представлены усредненные площади и составы продуктов распада для 8 минеральных зерен по каждому из образцов **-Р - реинтегрированный, *** - РРМ- реинтегрированный методом растровых попей

Положение 3. По решггегри рока иным составам первичного пижонита и ферроавгита температуры гранулитового метаморфизма оцениваются, для Курско - Бсссдипского блока ВКМ - 950°С-1000°С при 10-11 кбар; для Приазовского блока УЩ- 890°С-930 °С при 10 кбар. Температуры метаморфизма, полученные по первичным составам полевых шпатов, составляют 960°С-1050',С.

Определение физико-химических условий метаморфизма гранулитовых комплексов Сармагии проводилось на основе анализа данных, полученных для железисто-кремнистых пород, а также ассоциированных с ними метабазитов, железисто-силикатных пород и метапелигов

Анализ наблюденных паратенезисов и изучение составов сосуществующих минералов не позволил получить Р-Т оценок пика метаморфизма гранулитов Сармагии, так как на ретроградной ветви тренда минеральные фазы переуравновесились при более низких температурах Термобарометрия высокометаморфизованных пород с одной стороны весьма продуктивна из-за присутствия информативных минеральных парагенезисов и существования надежных геотермобарометров, с другой стороны -сложна из-за высокой скорости катионного обмена между минеральными фазами, коюрая "стирает" данные о наиболее высокотемпературных условиях метаморфизма К примеру, многие геотермометры, использующие гранат и пироксены огражают только ретроградную эволюцию гранулитов Отсутствие плагиоклаза, низкая глиноземистость пироксепов, высокая железистость и кальциевость гранатов не позволяет использовать хорошо зарекомендовавшие себя геобарометры

Ранее для архейских магнетитовых кварцитов ВКМ были получены температуры метаморфизма 800-850 "С (Орх-Срх геотермометр) Давления при метаморфизме ассоциированных с железистыми породами метапелигов и метабазитов ВКМ (Курско-Беседипский блок) были определены как 6-8 кбар (Савко, 2000) Еще более низкие значения (Т = 700-760 °С при Р = 5кбар) были получены для железистых кварцитов Приазовского блока (Фонарев, 1987)

Очевидно, что Р-Т оценки, полученные по геотермабарометрии, не согласуются с условиями устойчивости пижонита и первичного ферроавгита, которые оцениваются 900-1000 "С в широком диапазоне давлений (НаНеу, 1987) Это обусловлено тем, что значения, полученные ранее для гранулитов Сарматии, отражают не максимальные Р-Т параметры, а условия охлаждения пород после пика метаморфизма

Получение максимальных оценок температур метаморфизма магнетитовых кварцитов Сарматии стало возможным благодаря восстановлению (реинтеграции) состава минералов устойчивых на пике метаморфизма - ферроавгита и низкокальциевого моноклинного пироксена - пижонита Реликтовые структуры распада в орто и клино-пироксенах предоставляют уникальную возможность определить состав первичных пироксепов

На рис 5 реконструированные составы первичных ферроавгита и пижонита совмещены с экспериментальными данными (1лпсЫеу, 1983) при Р=10 кбар Как видно из диаграммы, ферроавгиты из магнетитовых кварцитов ВКМ с концентрацией кальция 17,26 (Еп22,Р541,Шо37) и 14,86 (Еп2з,Рб45^0з2) мае % в ассоциации с пижонитом должны быть устойчивы при температурах соответственно > 900 °С (с учетом вероятного завышения содержания кальция для Срх Р) и 1000 °С Следует отметить, что эффект давления на устойчивость этой ассоциации незначителен (ЬтсЫеу, 1983), и необходимость введения каких-либо поправок в интервале Р = 5-15 кбар практически отсутствует

Di

25

Hd

En

25

50

75

Fs

■ 1 «2

□ 3 04

Рис. 5 Политермальная диаграмма восстановленных составов ферроавгитов и пнжонитов при Р= 10 кбар (Lindsley, 1983) из железистых кварцитов Сарматии 1,2- составы первичных ферроавгитов и пнжонитов (соответственно) из матетогговых кварцитов Курско - Бесединского ВКМ, 3, 4 - составы первичных ферроавгитов и пнжонитов из магнстнтовых кварцитов Приазовского блока УЩ

При температурах > 900 °С устойчив также и наиболее кальциевый пижонит (En24,Fs62,WoH) (СаО = 6,23 мас%) с железистостыо 0,72 В соответствии с зависимостью железистость - температура (Lindsley, 1983) пижониты с таким железо-магнезиальным соотношением в тройной ассоциации с орто- и клинопироксенами должны быть устойчивы при температуре 920 "С, а в ассоциации только с моноклинным пироксеном при более высоких температурах Близкие предельные температуры кристаллизации (> 900 °С) получены и для других пнжонитов с более низкими оценками содержания кальция и несколько более высокой железистостыо (рис 5)

С использованием двупироксенового термометра (Fonarev, Graphchikov, 1991) определены температуры формирования ассоциаций 2а (Срх 1Н + Орх 1L) и 26 (Орх 1Н + Срх IL), то есть температуры распада ферроавгита (Срх Р) и пижонита, соответственно равные 706 °С и 694-709 °С Температуру второй сгупени распада клинопироксена оценить не удалось из-за отсутствия корректных данных по составам ламелей ортопироксена Орх 2L и Орх 2LL

Обнаружение в железистых кварцитах региона первичных высокоплотных (р =1,152 г/см3) углекислотных включений (Fonarev et al 2006) создает уникальную возможность для оценки давления пикового метаморфизма исследованных пород с учетом найденных температур распада пироксеновых твердых растворов При микротермометрических (термокриометрических) исследованиях были выделены «группы синхронных включений» (Fonarev et al, 1998), одновременность захвата которых не вызывала сомнений и соответствовала критериям, обычно используемым в хронологии флюидных включений (Touret, 1981) Сопоставление их с результатами термометрии показывает, что гранулитовые комплексы Сарматии были изначально четаморфизованы не только при экстремально высоких температурах (порядка 1000 °С), но и относительно высоких давлениях (10-11 кбар)

Для оценки температур кристаллизации полевых шпатов из метапелитовых гранулитов ВКМ использовался двуполевошпатовый термометр Фурман и Линдсли (Fuhrman, Lindsley, 1988), рекомендованный Р Хокада (Hokada, 2001) в качестве

наиболее корректного для продуктов высокотемпературного метаморфизма На диаграмме (рис 6) для давлений 8 кбар показаны составы реинтегрированных полевых шпатов и продуктов их распада Из диаграммы следует, что оценки температур устойчивости первичных полевых шпатов, получаемых с использованием различных методов анализа, различаются не очень существенно и в целом близки для антипертитов (= 1050 °С), мезопертитов (= 1000°С) и пертитов (= 960°С) Поскольку в каждом из исследованных образцов присутствует только один из полевых шпатов с пертитовым, аптипертитовым или мезопертитовым типом распада, то полученные значения отражают минимально возможные температуры кристаллизации первичных минералов

Рис. 6 Диаграмма (ГиЬгтап, ЫпсЫсу, 1988) условий четаморфнзма реиптпрированиых потевых шпаюв, а также продуктов их распада

Положение кривых устойчивости полевых шпатов на диаграмме Фурман и Линдсли (ГиЬгтап, 1лпсЫеу, 1988) почти не зависит от давления, поэтому найденные температуры (рис 6) практически не требуют соответствующей коррекции в интервале 8-15 кбар Составы распавшихся полевых шпатов (пертитовых, антипертитовых и мезопертитовых) (табл 2), отражают ретроградную историю охлаждения пород до темперагур = 700 °С (рис 6)

Полученные температуры кристаллизации полевых шпатов из метапелитов ВКМ практически совпадают с данными для ассоциирующих с ними магнетитовых кварцитов и подтверждают ультравысокотемпературные условия пикового метаморфизма мезоархейского вулканогеино-осадочного комплекса Сарматии На последующих низкотемпературных стадиях метаморфизма произошла кардинальная ретроградная переработка всех пород, в особенности метапелитов В результате этого процесса

Ап

АЬ

Ог

свидетельства ультравысокогемпературного метаморфизма сохранились лишь в редких реликтах, как, например, пироксены со структурами распада в магнетитовых кварцитах и метабазитах, а также полевые шпаты из метапелитов

Продукты полевошпатового распада кристаллизовались при снижении гсмперагуры (= 700° С) на заключительных этапах метаморфической переработки пород К еще более низким температурам относится, очевидно, процесс изменения морфологии и уменьшения количества ламелей в краевых частях полевых шпатов, а также многостадийный распадтв мезопертитовых полевых шпатах (рис 4 г)

Высокие температуры метаморфизма метапелитовых гранулитов ВКМ (Курско-Бесединский гранулитовый блок) также подтверждаются устойчивостью высокотемпературного парагенезиса низкоцинковой шпинели с кварцем и высокоглиноземистым (до 8 мае % AI2O3) составом ортопироксена (Harley, Motoyoshi 2000) Зерна шпинели находятся в непосредственном контакте с кварцем, который локализуется в хромшпинелевых каймах

Оценки, полученные с помощью полевошпатовой термометрии и экспериментальных данных (Fuhrman, Lindsley, 1988), хорошо согласуются с данными по стабильности парагенезиса Qtz+Spl - Т > 800 ° С в широком интервале давлений Р= 4 - 8 кбар (Shulters, Bohlen, 1989, Waters, 1991), а также нахождением структур распада магнетита в безцинковой шпинели - Т > 860 0 С (Turnock, Eugster, 1962) в метапелитовых гранулитах Курско-Бесединского блока ВКМ

Впервые полученные данные по составам пироксенов и полевых шпатов, устойчивых на пике метаморфизма (ферроавгиты, пижониты, первичные полевые шпаты), а также плотности флюидных включений из этих минералов, в совокупности с результатами минералогической термобарометрии позволяют наметить тренд эволюции метаморфизма пород гранулитовых блоков Сарматии, который является прямым отражением тектоно-термальной истории изученных регионов

В соответствии с полученными данными в истории ВКМ (Курско-Бесединский гранулитовый блок) фиксируется, по крайней мере, три метаморфических события (рис 7) Ml - пиковый метаморфизм при Т = 1000°С, Р = 10-11 кбар, D (|лубипа) = 36-38 км Его характерные признаки 1) устойчивость ферроавгитов и пижонитов в магнетитовых кварцитах, 2) устойчивость полевых шпатов состава Ab47,An25,Or2S, АЬю,Апц,0гз9, Ab29,Ans,Ori5 3) непосредственные контакты низкоцинковой шпинели с кварцем, 4) высокоглиноземистый состав ортопироксенов в метапелитах, 5) структуры распада магнетита в шпинели из метапелитов, 6) высокоплотные углекислотные включения М2 - ретроградный метаморфизм при Т порядка 7 Ю°С, Р = 4,6-5,2 кбар, D = 16-18 км МЗ - ретроградный метаморфизм с Т = 615°С, Р = 3,5 кбар, D = 12 км Эти два этапа установтены с помощью минеральной геотермобарометрии (Grt-Opx, Орх-Срх, Bt-Grt, Crd-Grt геотермометры, Grt-Opx-Pl-Qtz, Grt-Cpx-Pl-Qtz геобарометры) и по результатам исследования газово-жидких включений Метаморфизм стадий М2 и МЗ привел к почти полной перекристаллизации магнетитовых кварцитов и ассоциирующих с ними пород с образованием низкотемпературных минеральных ассоциаций, включающих гранат, пироксены второй генерации и грюнерит в ЖКФ, каймовый кордиерит, биотит, плагиоклазы и ортоклазы в метапелитах

Можно предположить еще один ретроградный (М4) процесс тектоно-термальной активизации в регионе с температурами метаморфизма = 400-500°С и давлениями порядка 2 кбар Свидетельства этого метаморфического этапа проявлены в виде хлоритизации, актинолитизации, серицитизации пород, а также присутствия в изученных образцах низкоплотных углекислотных и водно-солевых включений

12-|

11 -

10 -

9-

8-

о.

а

*о а: 7-

0)

«-

X

4>

с: т 5-

то

О. 4-

3

2

1 -

Т11= 49 2°С (1 152 г/сиЗ)

ПЗ

500

•01=22 300 (О 773 г/смЗ)

—I-'-

600

ТЪ»01°С тъ-э'вос

(О 927 гА:мЗ) (О ВвД г/смЗ)

700

—I— 800

—1— 900

-1-

1000

40 Зв

32 28

Н20 |

ив 1 12 -8

1100

Температура, °С • 1 ■ 2 © 3 О 4

Рис 7 Р-Т—О тренд эволюции метаморфизма мсзоархсиских железистых формаций Сармятии (Курск0-1>сссди11скнй граиулитовый блок ВКМ и Приазовский блок УЩ) Пунктирные кривые -предполагаемым участок тренда Сплошные тонкие линии - изохоры различных генераций углекислотных включений но (Биап е1 а! , 1992 1996) Стрелками показаны соответствующие температуры гомогенизации (7,(1)и плотности (р) флюидных включений М1-МЗ - метаморфические события (стадии) (1)- магнетитовые кварциты с высокоплотными углекнелотными включениями (2) - гранатсодержащий магнетитовый кварцит, (3 )-метабазиты (4) - метапелиты

Полиметаморфическая история ВКМ подтверждается также сопоставлением его с приле!ающим Приазовским блоком Украинского щита, который вместе с Оскольским доменом ВКМ (рис 1 б) входил в состав Сарматии как единый докембрийский Оскольско-Азовский домен (ЗЬсЬфапйку, Во£<1апоуа, 1996)

Ферроавгигы и пижониты из магиетитовых кварцитов УЩ (Приазовский блок) кристаллизовались при Т= 930-890 °С и Р= 9-10 кбар (глубина =33-35 км) Эти значения соответствуют первому тектоно-термальному событию в регионе (М1) После охлаждения железистых пород до температур 715±15° С произошел распад пижонита и ферроавгита (М2) Третье метаморфическое событие (МЗ) в магиетитовых кварцитах Приазовского блока маркируется широким развитием ретроградных гранат-амфиболовых кайм по магнетитам и пироксенам

Геохронологические данные для Приазовского блока УЩ свидетельствуют о трех тектоно-термальных (метаморфических) событиях с возрастом 3,45 млрд лет, 2,9-2,8 млрд лет и 2,3-2,2 млрд лет (Щербак и др , 1993, БЬсЬегЬак е! а1, 1984), что согласуется с полученными результатами

Список основных работ по теме диссертации

1 Пилюгин С M Минералогия и физико-химические условия метаморфизма высокометаморфизованных пород архейской железисто-кремнистой формации в центральной части Курской магнитной аномалии / Новикова M А , Пилюгин С M //Труды молодых ученых ВГУ Вып 1 -2004 - С 143-157

2 Пилюгин С M Минералогия, фазовые равновесия и условия метаморфизма пород неоархейской железисто-кремнистой формации КМА в пределах Тарасовских аномалий / Савко К А , Пилюгин С M, Новикова MA// Вестник Воронежского университета Сер Геология - 2004 - Вып 2 - С 111-126

3 Пилюгин С M Высокотемпературный метаморфизм железисто-кремнистой формации Курско-Бесединского блока (Воронежский кристаллический массив) / Фонарев В И , Пилюгин С M, Савко К А, Новикова MA// Материалы X Всероссийского петрографического совещания - Апатиты, 2005 - Т 4 - С 245247

4 Пилюгин С M Структуры распада в пироксенах как свидетельст ва высокотемпературною метаморфизма пород железисто-кремнистой формации Курской магнитной аномалии / Пилюгин СМ // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005» -Москва, 2005

5 Pilugin S C02-nch and N2-rich fluid inclusions in Archean ultrahigh-temperature metamorphic BIF of Voronezh crystalline massif (East European craton, Russia) / Fonarev V, Savko К, Novikova M, Pilugin S // Тезисы международной конференции ECROFI XVIII - Siena, 6-9 July 2005

6 Пилюгин С M Структуры распада пироксснов в архейских магнетитовых кварцитах Курской магнитной аномалии / Пилюгин СМ// Геологи XXI века материалы VIII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов - Саратов Из-во СО ЕАГО, 2005

7 Pilugin S Exsolution textures of ortho- and clinopyroxene m high-grade BIF of the Voronezh Crystalline Massif evidence of ultrahigh-temperature metamorphism t Fonarev V , Pilugin S , Savko К , Novikova M // Journal of Metamorphic Geology -2006 -N24 -P 135-151

8 Пилюгин С M Структуры распада пироксенов как индикаторы высокотемпературного метаморфизма железисто-кремнистой формации Азовского блока (Мариупольское рудное поле), Украинский щит / Пилки ин С M Фонарев В И // Материалы международной научной конференции "Метаморфизм и геодинамика" - Екатеринбург, 2006 - С 80- 83

9 Pilugin S Exsolution Textures of Ortho- and Clinopyroxene m High-Grade BIF of the Voronezh Crystalline Massif Evidence of Ultrahigh-Temperature Metamorphism Trend of Metamorphic evolution / Fonarev V, Pilugin S , Savko К, Novikova M // Тезисы международной конференции "Granulites and Granulites 2006" - Brazil, 2006 - P. 31

10 Пилюгин С M Ультравысокие температуры метаморфизма метапелитов Курско-Бесединского блока Воронежского кристаллического массива (по данным полевошпатовой термометрии) / Пилюгин СМ, Фонарев ВИ, Савко К А Н Геологи XXI века материалы VIII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов -Саратов Из-во СО ЕАГО, 2007

11 Пилюгин СМ Полевошпатовая термометрия высокометаморфизованных метапелитов Воронежского кристаллического массива (Курская магнитная аномалия) /СМ Пилюгин, В И Фонарев, К А Савко // Вестник Воронежского университета, Серия Геология - 2007 - Вып 1 - С 86 - 94

12 Пилюгин СМ Гранулитовый метаморфизмом ультравысоких температур/высоких давлений (УВТ/ВД) в докембрии Восточно-Европейской платформы / В И Фонарев, С М Пилюгин, А Н Конилов, М А Новикова, К А Савко // Гранулитовые комплексы в геологическом развитии докембрия и фанерозоя материалы II Российской конференции по проблемам геологии и геодинамики докембрия - Санкт-Петербург, 2007 - С 362-368

Работы [2, 7] опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

Подписано в печать 19 12 2007 г Формат 60x84 1/ Гарнитура "Times New Roman" Печать офсетная Бумага офсетная Объем 1,0 п л Тираж 100 экз Заказ № 329

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии ВГАУ 394087, г Воронеж, ул Мичурина, 1

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Пилюгин, Сергей Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Геологическое строение гранулитовых комплексов Сарматии (Воронежский кристаллический массив (ВКМ), Украинский щит).

Глава 2. Методика исследований и восстановления первичного состава минералов, содержащих структуры распада твердых растворов.

Глава 3. Структуры распада в пироксенах из железисто-кремнистых формаций

ЖКФ).

3.1. Минералогия и петрография гранулитовых комплексов

Сарматии.

3.1.1. Минералогия и петрография ЖКФ Курско - Бесединского блока ВКМ.

3.1.2. Минералогия и петрография ЖКФ Приазовского блока Украинского щита.

3.2. Структуры распада пироксенов из ЖКФ Курско - Бесединского блока ВЬСМ.

3.2.1. Магнетитовые кварциты.

3.2.2. Железисто- силикатные породы.

3.3. Структуры распада в ЖКФ Приазовского блока Украинского щита.

3.4. Реинтеграция составов первичных пижонитов и ферроавгитов.

3.4.1. Магнетитовые кварциты Курско- Бесединского блока

3.4.2. Железисто- силикатные породы Курско-Бесединского блока ВКМ.

3.4.3. Магнетитовые кварциты Приазовского блока

Украинского щита.

Глава 4. Структуры распада в полевых шпатах из метапелитовых гранулитов

4.1. Минералогия и петрография метапелитов Курско- Бесединского блока ВКМ.

4.2. Структуры распада полевых шпатов.

4.3. Реинтеграция состава первичных полевых шпатов.

Глава 5. Физико-химические условия метаморфизма гранулитовых комплексов

Сарматии.

Глава 6. Структуры распада пироксенов и полевых шпатов в высокотемпературных гранулитовых комплексах мира.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Высокотемпературный метаморфизм гранулитовых комплексов Сарматии"

Актуальность темы определяется: 1) первостепенным значением железистых формаций докембрия как источника железорудного сырья и возрастающей ролью при этом метаморфических пород (магнетитовых кварцитов); 2) специфической приуроченностью железистых формаций главным образом к архею и палеопротерозою, что определяет их фундаментальное значение в ранней истории Земли; 3) отсутствием корректных данных для количественной оценки физико-химических условий метаморфизма железистых формаций Курско-Бесединского блока Воронежского кристаллического массива (ВКМ) и Приазовского блока Украинского щита (УЩ).

Цель работы - определение физико-химических условий высокотемпературного метаморфизма архейских железисто-кремнистых формаций (ЖКФ) ВКМ и УЩ на основе детального изучения структур распада твердых растворов в минералах.

Основные задачи исследований; 1) изучение в минералах структур распада твердых растворов и определение последовательности образования генераций минеральных фаз; 2) разработка рациональной методики реконструкции химических составов минералов устойчивых на пике метаморфизма: ферроавгитов, пижонитов и полевых шпатов; 3) оценка физико-химических параметров высокотемпературного метаморфизма.

Научная новизна исследований. 1) Впервые для пород ВКМ и УЩ описаны уникальные структуры распада твердых растворов пироксенов и полевых шпатов; предложена принципиально новая схема их распада. 2) Реконструированы химические составы первичных минералов устойчивых на пике метаморфизма. 3) Впервые систематически и на единой основе выполнены количественные определения физико-химических параметров высокотемпературного метаморфизма железисто-кремнистых пород ВКМ и УЩ. 4) Реконструирован Р-Т тренд метаморфизма мезоархейских гранулитовых комплексов Сарматии.

Практическая значимость результатов работы. 1) Данные определения параметров метаморфизма могут быть использованы при поисково-разведочных работах и оценке перспективности различных метаморфогенных железорудных месторождений.

2) Методические подходы к определению температуры метаморфизма применимы к широкому разнообразию кристаллических пород, минералы которых содержат структуры распада твердых растворов. 3) Результаты исследований использовались в Воронежском государственном университете при составлении карты метаморфизма докембрия Восточно-Европейской платформы масштаба 1:1000000 (Госконтракт №АМ-02-43/15 с Федеральным агентством по недропользованию).

Полученные результаты создают принципиально новые возможности в исследовании железистых формаций докембрия. Они представляют решение научной проблемы - оценки физико-химических условий метаморфизма при формировании железорудных месторождений, методом реконструкции по структурам распада первичных равновесных составов.

Настоящая работа развивает новое направление - исследование структур распада твердых растворов как важнейших индикаторов условий природного минералообразования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Для пироксенов из гранулитовых комплексов Сарматии (ВКМ и УЩ) характерны структуры распада твердых растворов. При реинтеграции ламелей орто- и клинопироксенов и матрицы зерен получены составы первичных пижонита: En245Fs62,Wo14 - для ВКМ; En16,Fs72,Woi2- для УЩ, и ферроавгита: En23,Fs45,Wo32- для ВКМ; En15,Fs5i,Wo35- для УЩ, которые впоследствии распадались по двухступенчатой схеме на гиперстен и авгит.

2. В метапелитах ВКМ присутствуют разнообразные структуры распада полевых шпатов: антипертиты, мезопертиты и пертиты. Определен состав первичных высокотемпературных полевых шпатов: АЬ47,Ап25?Ог28 - для зерен содержащих антипертитовые; АЬ5о,Апц,Огз9 -мезопертитовые; Ab29,An6,Or65 - пертитовые структуры распада.

3. По реинтегрированным составам первичного пижонита и ферроавгита температуры гранулитового метаморфизма оцениваются: для Курско- Бесединского блока ВКМ - 950°С-1000°С при 10-11 кбар; для Приазовского блока УЩ - 890°С-930 °С при 10 кбар. Температуры метаморфизма, полученные по первичным составам полевых шпатов составляют 960°С-1050°С.

Фактический материал. Объектом исследования являлись породы архейской ЖКФ Курско-Бесединского блока ВКМ и Приазовского блока УЩ. Основой для исследований послужили материалы, собранные автором в течении 2003-2007 гг. при выполнении тематических работ, проводившихся по планам научных программ Минобразования РФ, грантам ФЦП «Интеграция» (проект Э-0348), Президента РФ (проект МД-248.2003.05), «Развитие научного потенциала Высшей школы. Университеты России» (НИЧ-5041) и Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 01-05-65018, 03-05-64071, 04-05-64585, 04-05-65109, 06-05-64088).

В процессе выполнения работ задокументирован керн 36 скважин и детально описано более 1500 шлифов по 22 скважинам. При исследовании вещественного состава метаморфических образований использовался комплекс методов оптической микроскопии и аналитических исследований, который включает 57 силикатных анализов пород. Изучен химический состав 1520 минералов в 75 препаратах. Наиболее информативные минеральные ассоциации и зерна минералов со структурами распада изучались на растровых электронных микроскопах - Jeol 6380 LV (ВГУ) CamScan 2300 (ИЭМ РАН). Химические составы минеральных фаз были получены с помощью энергодисперсионной приставки INCA 250 (ИЭМ РАН, ВГУ).

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались на международных и российских конференциях: "ECROFI" (Siena, Italy, 2005); "Granulites and Granulites 2006" (Brazil, 2006), X Всероссийском петрографическом совещании (Апатиты, 2004), "Геологи 21 века" (Саратов, 2004, 2006), Ломоносов-2005 (Москва, 2005), "Гранулитовые комплексы в геологическом развитии докембрия и фанерозоя" (Санкт-Петербург, 2007), а также на научных сессиях Воронежского государственного университета (2003-2007 гг.). Основное содержание диссертации отражено в 10 опубликованных статьях и в тезисах вышеупомянутых совещаний и конференций. Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых и недропользования Воронежского государственного университета.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 115 страниц, включая 55 страниц текста, 19 таблиц, 36 рисунков и список литературы из 73 наименований, состоит из введения, семи глав и заключения.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Пилюгин, Сергей Михайлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа посвящена изучению высокотемпературного метаморфизма гранулитовых комплексов Сарматии: ВКМ и УЩ. Своеобразный состав пород архейской железисто-кремнистой формации накладывает отпечаток на процессы минералообразования в них. Особенности гранулитового метаморфизма в железистых кварцитах изучены недостаточно, в отличие от метапелитов и метабазитов. Это связано с рядом причин, в том числе общего характера:

• для пород железисто-кремнистых формаций еще не разработана смена фаций и субфаций, как, например, для метапелитов;

• попытки физико-химической интерпретации условий метаморфизма железистых формаций основаны на ограниченном экспериментальном материале;

• отсутствие плагиоклаза, низкая глиноземистость пироксенов, высокая железистость и кальциевость гранатов не позволяют использовать эти парагенезисы и составы минералов для определения давления из-за отсутствия геобарометров или расчетов активностей соответствующих твердых растворов.

Поэтому, если в последнее время и появились работы по изучению фазовых равновесий в породах палеопротерозойских железисто-кремнистых формаций, то архейские железисто-кремнистые формации в этом отношении не изучены вовсе. Однако с помощью находок минералов (пироксенов, полевых шпатов) содержащих структуры распада твердых растворов, появилась уникальная возможность определения пиковых температур метаморфизма, а при интерпретации газово-жидких включений из этих минералов - еще и давлений при метаморфизме.

Большую роль в воссоздание составов первичных минералов устойчивых на пике метаморфизма сыграл методологический аспект изучения. С помощью двух независимых методик реинтегрирования были получены составы ферроавгита (En23,Fs45,Wo32) и пижонита (En24,Fs62,Woi4),

103 имеющие температуры кристаллизации 1000 и 950 °С соответственно. Дополнительным подтверждением полученных значений может служить нахождение в ассоциированных с железистыми породами метапелитах структур распада полевых шпатов - антипертитов, мезопертитов, пертитов, а также присутствие в них высокотемпературной минеральной ассоциации -низкоцинковой шпинели контактирующей с кварцем и высокоглиноземистых ортопироксенов (А120з до 8 мае. %) Помимо этого в метапелитовых гранулитах зафиксированы структуры распада шпинели - тонкие ламели магнетита, которые, по мнению ряда авторов, также свидетельствуют о высокотемпературных условиях метаморфизма.

Температуры метаморфизма полученные по реинтегрированным зернам полевых шпатов составляют: для антипертитов (АЬ47,Ап25,Ог28) -1050 °С, для мезопертитов (АЬ5о,Апп,Огз9) -1000 °С, для пертитов (Ab29,An6,Or65) - 960 °С. Близкие температуры кристаллизации первичных полевых шпатов были ранее получены и для других регионов ультравысокотемпературного метаморфизма ЖКФ - комплексов Скоури и Напиер.

Полученные значения плотности углекислотных включений (Fonarev et. al., 2006) указывают, что давление при метаморфизме архейских магнетитовых кварцитов Сарматии должно быть порядка 10-11 кбар, что соответствует глубинам не менее 36-40 км.

Эти результаты, по-видимому, требует объяснения механизмов как погружения первичных осадков на столь значительные глубины, так и их последующей эксгумации. Очевидно, что такое погружение не могло быть следствием простого погребения железистых пород под мощной толщей осадков. Полученные данные свидетельствуют о тектонических механизмах транспортировки их к основанию земной коры, где они претерпели высокотемпературный метаморфизм. Вывод этих пород к земной поверхности, сопровождавшийся заметными регрессивными преобразованиями, был, вероятно, связан с глобальными геотектоническими процессами в последующей тектоно-термальной истории региона.

В соответствии с геологическими данными, высокометаморфизованные магнетитовые кварциты Сарматии тесно ассоциируют с архейскими метаультрабазитами и метабазитами. Эти породы указывают на существовании глубинного источника тепла, связанного, вероятно, с верхней мантией или астеносферой. Вместе с тепловым потоком из этого источника, базитовые и ультрабазитовые магмы могли обеспечить необходимую температуру метаморфической перекристаллизации захороненных железистых осадков.

Новые данные относительно ультравысокотемпературных условий пикового метаморфизма магнетитовых кварцитов и ассоциированных с ними гранулитов Сарматии определяют уникальность этих пород и вместе с ними всего региона как источника информации о состоянии земной коры в архее.

Древнейшие (архейские) толщи, включающие первичноосадочные породы - железистые кварциты (BIF) развиты также на других древнейших кратонах Земли: Исуа (Гренландия), Пилбара (Австралия), Каапвааль (Южная Африка), Земля Эндерби (Антарктида), Скоури (Шотландия) с возрастом соответственно (млрд. лет.): 3,85 (Nutman et.al., 2000), 3,45 (Bolhar et al., 2005), порядка 3,48-3,49 (de Wit, Hart, 1993), 3,07 (Sheraton, Black, 1983) и 2,96-2,49 (Friend, Kinny, 1995). В первых трех регионах сохранились практически неметаморфизованные (< 250 °С) (Пилбара) или слабометаморфизованные (зеленосланцевая и амфиболитовая фации) породы (Исуа, Каапвааль). Эти условия могут соответствовать верхним частям разреза архейских толщ, в то время как их мощность и первичная глубина залегания остаются неизвестными, хотя и предпринимаются попытки их косвенной оценки (Минц, 1999). Значительно более информативны в этом отношении гранулитовые комплексы Шотландии, Украинского щита, Земля Эндерби и ВКМ. Обнаруженные в железистых породах (магнетитовых кварцитах, эвлизитах и др.) из этих комплексов первичные пироксены со структурами распада свидетельствуют об ультравысоких температурах метаморфизма не менее 1000-1020 °С.

Глубина залегания (метаморфизма) железистых пород ВКМ и Шотландии оценивается величиной порядка 35-40 км (Fonarev et al., 2006; Barnicoat, О'Нага, 1979). Для комплекса Напиер, (Антарктида) оценки давления при метаморфизме варьируют от 7-8 кбар до 10-11 кбар (Harley, 1985; Harley, Motoyoshi, 2000), что соответствует глубине 25-30 и 35-40 км. Для Украинского щита, к сожалению, достаточно корректные оценки давлений первичного (пикового) метаморфизма пока отсутствуют. Таким образом, все данные, которые позволяют количественно оценить глубину залегания (и метаморфизма) первично осадочных пород Архея, свидетельствуют о достаточно мощной земной коре (порядка 40 км), сопоставимой с более молодой, в том числе и современной корой. Вопрос о механизмах, ответственных за погружение древнейших первичных осадков Земли на столь значительные глубины, остается пока без однозначного ответа.

Однако очевидно, что одинаковая постметаморфическая эволюция Курско - Бесединского блока ВКМ и Приазовского блока УЩ свидетельствует об общей метаморфической истории регионов в мезоархее в пределах Сарматского нуклеара и ставит их в один ряд с другими ультравысокотемпературными комплексами мира.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Пилюгин, Сергей Михайлович, Москва

1. Артеменко Г.В. Геохронологическая корреляция вулканизма и гранитоидного магматизма юго-восточной части Украинского щита и Курской магнитной аномалии. Киев: Наукова думка. Геохимия и рудообразование. 1995. Вып. 21. С. 129-154.

2. Артеменко Г.В., Швайка И.А., Татаринова Е.А. Палеоархейский возраст ультраметаморфических плагиогранитоидов Курско-Бесединского блока (Воронежский кристаллический массив) // Геологический журнал. 2006. № 1

3. Вальтер А.А. Ассоциация минералов в эвлизите Мариупольского железорудного месторождения (Приазовье) // Минер. Сб. 1970. Вып. 3, №24. С. 303-314.

4. Глевасский Е.Б., Есипчук К.Е. Цуканов В.А. Пироксены метаморфических пород Приазовья // Геологический журнал 1973. Т. 33, вып. 1.С. 42-51.

5. Графчиков А.А., Фонарев В.И. Гранат-ортопироксен-плагиоклаз-кварцевый геобарометр (экспериментальная калибровка) // ДАН СССР. 1990. Т. 312. №5. С. 1215 1218.

6. Доброхотов М.Н. Некоторые вопросы геологии докембрия КМА// Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов европейской части СССР. Труды геол. Управл. Центральных районов. Вып. 1.М. 1958. С. 80-93.

7. Зарицкий А.И., Каныгин Л.И., Кирикилица С.И. и др. Железисто-кремнистая формация докембрия Мариупольского рудного поля. М.: Недра, 1974. 150с.

8. Кравченко Г.Л., Яковлев Б.Г. Об условиях метаморфизма Куксунгурского железорудного месторождения (Западное Приазовье) // Геологический журнал 1976. Т. 36, вып. 2. С. 21-37.

9. Крестин Е.М. Докембрий КМА и основные закономерности его развития// Изв. Вузов, геол. и разв. 1980. № 3. С. 3-23.

10. П.Минц М.В. Параметры состояния литосферы и тектоника плит в архее //Геотектоника. 1999. Т. 6. С. 45-58.

11. Плаксенко Н.А., Щеголев И.Н. Основные черты стратиграфии и закономерности литогенеза в раннем докембрии КМА// Литогенез в докембрии и фанерозое Воронежской антеклизы. Воронеж. 1977. С. 325.

12. Полищук В.Д., Голивкин Н.И., Зайцев Ю.С., Клагиш Б.Д., Полищук В.И., Павловский В.И., Красовицкая Р.С. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. Том 1. Геология. М. Недра. 1970. С. 439

13. Полищук В. Д., Полищук В.И. Метаморфические комплексы фундамента бассейна Курской магнитной аномалии (КМА). В сб. Метаморфические комплексы фундамента Русской плиты (ред. В.Б.Дагелайский и Л.П.Бондаренко). Наука. Ленинград. 1978. С. 131156.

14. Савко К.А. Гранулиты Воронежского кристаллического массива: петрология и эволюция метаморфизма. Воронеж. Изд-во Воронежского госуниверситета, 1999, 130 с.

15. Савко К.А. Реакционные структуры и эволюция метаморфизма шпинелевых гранулитов Воронежского кристаллического массива И Петрология. 2000. №2. С. 165-181.

16. Фонарев В.И. Минеральные равновесия железистых формаций докембрия. М.: Наука, 1987. 296с.

17. Фонарев В.И., Графчиков А.А. Двупироксеновый геотермометр// Минералогический журнал 1982. №5. С. 3-12.

18. Фонарев В.И., Графчиков А.А., Конилов А.Н. Экспериментальные исследования равновесий с минералами переменного состава и геологическая термобарометрия // Экспериментальные проблемы геологии / Ред. Жариков В.А., Федькин В.В. М.: Наука, 1994. С. 323355.

19. Фонарев В.И., Полуновский P.M., Корольков Г.Я., Ван К.В., Кривонос В.И. Железистые кварциты Мариупольского рудного поля (физико-химические метаморфизма) // Геохимия. 1983. №8. С. 1184-1202.

20. Чернышов Н.М., Бочаров В.Л., Фролов С.М. Гипербазиты КМА. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1981. 252 с.

21. Щеголев И.Н. Железорудные месторождения докембрия и методы их изучения. М.: Недра. 1985. 197 с.

22. Щеголев И.Н., Фролов С.М., Бочаров B.JI. и др. О связи метаморфизма интрузивных мафитов с магнетитообразованием в раннем архее на территории КМА// Изв. ВУЗов, геол. и разв. 1988. № 10. С. 79-86.

23. Щербак Н.П., Артеменко Г.В., Бартницкий Е.Н. Возраст железорудных формаций Украинского щита / Е.В. Бибикова (ред.) Изотопное датирование эндогенных рудных формаций. М.: Наука, 1993. С. 14-26.

24. Яковлев Б.Г., Степченко С.Б. Минеральные равновесия и условия метаморфизма докембрийских мафитов. Киев: Наукова Думка, 1985. 224 с.

25. Barnicoat А.С., O'Hara MJ. High-temperature pyroxenes from an ironstone at Scourie, Sutherland // Mineral. Mag. 1979. V. 43. P. 371-375.

26. Bolhar R., Van Kranendonk MJ, Kamber B.S. A trace element study of siderite-jasper banded iron formation in the 3.45 Ga Warrawoona Group, Pilbara Craton—Formation from hydrothermal fluids and shallow seawater //Precambrian Res. 2005. V. 137. P. 93-114.

27. Bonnichsen B. Metamorphic pyroxenes and amphiboles in the Biwabik iron formation, Dunka River area, Minnesota // Mineral. Soc. Amer. Spec. Pap. 1969. V. 2. P. 217-239.

28. Duan Z., Mailer N., Weare, J.H. Molecular dynamics simulation of PVT properties of geological fluids and a general equation of state of nonpolar and weakly polar gases up to 2000 К and 20,000 bar // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. V. 56. P. 3839-3845.

29. Duan Z., MollerN., Weare, J.H. A general equation of state for supercritical fluid mixtures and molecular dynamics simulation of mixture PVTX properties // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60. P. 1209-1216.

30. Dymek R., Klein C. Chemistry, petrology and origin of banded ironformation lithologies from the 3800 ma Ysua supracrustal belt, West Greenland //Precambrian Res. 1988. Y. 39. P. 247-302.

31. Fonarev V.I., Graphchikov A.A. Two-pyroxene thermometry: a critical evaluation // Progress in metamorphic and magmatic Petrology. A memorial Vol. in Honor of D.S. Korzhinsky / Ed. Perchuk L.L. Cambridge University Press, Cambridge, 1991. P. 65-92.

32. Fonarev V.I., Graphchikov A.A., Konilov A.N. A consistent system of geothermometers for metamorphic complexes // Int. Geol. Review. 1991. V. 33. №8. P. 743-783.

33. Fonarev V.I., Konilov A.N. Pulsating evolution of metamorphism in granulite terrains: Kolvitsa meta-anorthosite massif, Kolvitsa belt, Northeast Baltic shield//Intern. Geol. Rev. 2005. V. 47. №. 8. P. 815-850.

34. Fonarev V.I., Konilov A.N., Rao A.T. P-T Conditions of Polymetamorphism in the Central Part of the Eastern Ghats Mobile Belt, India//Petrology. 1998a. V. 6. № 1. P. 70-85.

35. Fonarev V.I., Kreulen R. Polymetamorphizm in the Lapland granulite belt: evidence from fluid inclusions // Petrology 1995. V. 3. P. 340-356.

36. Fonarev V.I., Santosh M., Vasiukova O.V., Filimonov M.B. Fluid evolution and exhumation path of the Trivandrum Granulite Block, southern India // Contrib. Mineral. Petrol. 2003. V. 145. P. 339-354.

37. Fonarev V.I., Pilugin S.M., Savko K.A., Novikova M.A. Exsolution Textures of ortho- and clinopyroxene in high-grade BIF of the Voronezh Crystalline Massif: Evidence of ultrahigh-temperature metamorphism // J. metamorphic Geol. 2006. V. 24. P. 135-151.

38. Fonarev V.I, Touret J.L.R, Kotelnikova Z.A. Fluid inclusions in rock from the Central Kola granulit area (Baltik shied) // Eur. J. Mineral. 1998. V.10. P.1181-1200.

39. Friend C.R.L., Kinny P.D. New evidence for protolith ages of Lewisian granulites, northwest Scotland//Geology. 1995. V. 23. P. 1027-1030.

40. Fuhrman, M.L. and Lindsley, D.H. Ternary-feldspar modeling and thermometry//American Mineralogist, 1988. V. 73, P. 201-215.

41. Gorbatschev R., Bogdanova S. Frontiers in the Baltic Shield // Precambrian Res. 1993. V. 64. P. 3-22.

42. Harley S.L. Garnet-orthopyroxene bearing granulites from Enderby Land, Antarctica: metamorphic pressure-temperature-time evolution of the Archaean Napier Complex //Journal of Petrology. 1985. V. 26. P. 819- 856.

43. Harris N.B.W., Jayaram S. Metamorphism of cordierite gneisses from the Bangalore region of the Indian Archean//Lithos. 1982. V. 15. P. 89-98.

44. Hokada T. Feldspar thermometry in ultrahigh-temperature metamorphic rocks: Evidence of crustal metamorphism attaining ~1100 °C in the Archean Napier Complex, East Antarctica // Am. Mineral., 2001. V. 86. P 932-938.

45. Kretz R. Symbols for rock-forming minerals// Amer. Miner. 1983. V.68. p. 277-279.

46. Larsen R.B., Eide E.A., Burke E.A.J. Evolution of metamorphic volatiles during exhumation of microdiamond-bearing granulites in the Western Gneiss Region, Norway // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. V. 133. P. 106121.

47. Lindsley, D. H. Pyroxene thermometry // American Mineralogist. 1983. V. 68. P. 477-493.

48. Lindsley, D. H., King H. E., Turnock A. C., and Groves J. E. Phase relations in the pyroxene quadrilateral at 980 °C and 15 kbar // Geol. Soc. Am. Abstracts with Programs. 1974a. V. 6. P. 845.

49. Maaskant P. Thermobarometry of the Furua granulites, Tanzania: a comparative study // Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Abhandlungen. 2004. V. 180. P. 65-100.

50. Munyanyiwa H., Touret J.L.R., Jelsma H.A. Thermobarometry and fluid evolution of enderbites within the Magondi Mobile Belt, northern Zimbabwe //Lithos. 1993. V. 29. P. 163-176.

51. Morimoto N. Nomenclature of pyroxenes // Can. Min. 1989. V. 27. P. 143156.

52. Michot P. Zur nomenklatur der Gesteine in Granulitfazies // Neues Jb. Miner. 1961. Bd. 96 S. 213-216.

53. Raase, P. Feldspar thermometry: a valuable tool for deciphering the thermal history of granulite-facies rocks, as illustrated with metapelites from Sri Lanka // The Canadian Mineralogist 1998.V. 36. P. 67-86.

54. Sandiford M., Powell R. Pyroxene exsolution in granulites from Fyfe Hills, Enderby Land, Antarctica: Evidence for 1000°C metamorphic temperatures in Archean continental crust // Am. Mineral. 1986. V. 71. P. 946-954.

55. Shchipansky A.A., Bogdanova S.V. The Sarmatian crustal segment: Precambrian correlation between the Voronezh Massif and the Ukrainian Shield across the Dniepr-Donets Aulacogen // Tectonophysic. 1996. V. 268. P. 109-125.

56. Sheraton J.W. et al. Geology of Enderby Land and western Kemp Land, Antarctica // Austalian Governent Publishing Service, Canberra. 1987. P. 51.

57. Sheraton J.W., Black I.P. Geochemistry of Precambrian gneisses: Relevance for the evolution of the East Antarctic Shield // Lithos. 1983. V. 16. P. 273296.

58. Shulters J.C., Bohlen S.R The stability of herzinite and herzinite- gahnite spinels in corundum- or quartz- bearing assemblages // J. Petrol. 1989. V. 30. P. 1017-1031.

59. Touret J.L.R. Fluid inclusion in high grade metamorphic rocks // In: Short course in fluid inclusions: application to petrology. Mineralogical Association of Canada. 1981. P. 182-208.

60. Turnock A.V., Eugster M.P. Fe-Al oxides: phase relations- ships below 1000 °C // J. Petrol. 1962. V. 3. P. 533- 565.

61. Vaniman D.T., Papike J.J., Labotka T. Contact metamorphic effect of the Stillwater Complex, Montana: the concordant iron formation // Am. Mineral. 1980. V. 65. P. 1087-1102.

62. Waters D.J. Herzinite- quartz granulites: phase relations, and implications for crustal processes // Europ. J. Mineral. 1991. V. 3. P. 367- 386.

63. Whitney J.A., Stormer J. C. Geothermometry and geobarometry in epizonal granite intrusions: a comparison of iron- titanium oxides and coexisting feldspars //Am. Mineral. 1976. V. 61. P. 751- 761.