Главная страница 1
скачать файл

ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ, МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ПРИ СТАНОВЛЕНИИ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ ЮГА СЕВЕРО-АЗИАТСКОГО КРАТОНА
Левицкий1В.И., Котов2А.Б., Резницкий3Л.З., Левицкий1И.В., Сальникова2Е.Б.,

Бараш3И.Г., Анисимова2И.В.

1Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск, e-mail: vlevit@igc.irk.ru;

2Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, г. Санкт-Петербург,

e-mail: akotov@peterlink.ru;

3Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, e-mail: garrycrust.irk.ru
Гранитоиды в южной части Северо-Азиатского кратона (Присаянском краевом выступе фундамента Сибирской платформы) слагают его основную часть, занимая порядка 60 % площади, Они присутствуют в многофазных интрузиях и телах гранитоидов, образующихся при ультраметаморфических (ультраметагенных) преобразованиях (гранитизации). Последним присуща последовательность: субстрат (гнейсы, сланцы) – плагиоклазовые и калишпатовые мигматиты – теневые плагиоклазовые и калишпатовые мигматиты – автохтонные и аллохтонные гранитоиды. Состав ультраметаморфических гранитоидов зависит от субстрата [Петрова, Левицкий, 1984]. Присаянский краевой выступ включает Иркутный, Жидойский, Китойский, Булунский, Бирюсинский, Гарганский блоки (террейны), каждый из которых характеризуется развитием присущих только им совокупностей гранитоидных и/или метаморфических комплексов.

Наиболее древние палеоархейские тоналит-трондьемит-гранодиоритовые ассоциации (ТТГА) относятся к комплексу гранито-гнейсов основания Онотского и Таргазойского зеленокаменных поясов (ОЗП и ТЗП) и встречаются в них в виде тектонических пластин и линз. Породы подобного состава известны в шарыжалгайском и китойском комплексах, но достоверных их датировок нет.

В неоархее гранитообразование начинает широко проявляться в шарыжалгайском и китойском комплексах Прибайкальской гранулит-гнейсовой (ПрГГО), а также в тоналитах и трондьемитах ОЗП и ТЗП Восточно-Саянской гранит-зеленокаменной областей (ВСГЗО). В полосе их распространения выделяется китойский ультраметаморфический гранитоидный комплекс [Магматические формации…, 1989], приуроченный к зоне сочленения ПрГГО и ВСГЗО. В Иркутном и Жидойском блоках эти гранитоиды образуют линейные тела мощностью до 100 м, в Китойском - массивы площадью до 1-2 км2, а в Булунском – до 10 км2. Составы гранитоидов китойского ультраметаморфического комплекса широко варьируют в зависимости от субстрата и степени его преобразований. Наибольшим распространением пользуются плагиоклазовые и калишпатовые мигматиты, теневые калишпатовые мигматиты, автохтонные и аллохтонные граниты, чарнокитоиды, мигматит-граниты. К этому возрастному эпизоду относятся ТТГА Гарганского блока.

В палеопротерозое ультраметаморфические гранитоиды (мигматиты, граниты, чарнокитоиды) также развиваются в шарыжалгайском и китойском полиметаморфических комплексах, а многофазные гранитные батолиты – в зоне сочленения ПрГГО и ВСГЗО. Первые слагают субпластовые, линзовидные тела от 0.2-1.0 м до 0.5-2.0 км, а вторые массивы от сотен метров до десятков километров в Саянах на протяжении 250-300 км.

По возрасту и масштабам гранитообразования, механизму и геодинамическим обстановкам, фиксируемых в вещественных характеристиках гранитов, выделяются: 1) ТТГА гранито-гнейсов основания ОЗП, ТЗП и Гарганской глыбы и замещающие их ультраметаморфические гранитоиды китойского комплекса; 2) неоархейские и 3) палеопротерозойские ультраметаморфические гранитоиды в полихронных метаморфических шарыжалгайском и китойском комплексах; 4) посткинематические (интрузивные) гранитоиды, приуроченные к зонам сочленения ПрГГО и ВСГЗО.

Палеоархейские ТТГА представлены массивными и полосчатыми тоналитами и трондьемитами. Для них получены оценки возраста в интервале 3.2-3.4 млрд лет. При этом значения (Rb/Sr)0 ТТГА расположены в диапазоне BABI (0.699-0.701), а TNd(DM)=3.5-3.6 млрд лет. Большая часть ТТГА относится к высокоглиноземистым тоналитам и трондьемитам и, судя по высоким содержаниям CaO, Sr, низким – K2O, Rb, близка к гранитам I-типа [Chappel, White, 1974], а по значениям Lan/Ybn и Ybn – к архейским ТТГА [Martin, 1994, 1999 и др.].

Неоархейские катаклазированные тоналиты и трондьемиты слагают докембрийское основание Гарганской глыбы. В тоналитах (данные Е.Б. Сальниковой, И.В. Анисимовой) присутствуют цирконы двух генераций, отражающих время кристаллизации расплавов тоналитов (2.725 млрд лет) и ультраметаморфических преобразований (2.611 млрд лет). По возрасту, распределению петрогенных и редких элементов эти породы полностью идентичны классическим ТТГА [Martin, 1994].

Аналогами ТТГА ОЗП, ТЗП и Гарганской глыбы по петрохимическим данным являются тоналитовые гнейсы Амитсок (Гренландия) и Уйвак I (п-ов Лабрадор), а также глиноземистые тоналитовые гнейсы Свазиленда. Считается, что ТТГА образуются или при плавлении океанической коры в зоне субдукции, или при плавлении метабазитового или плагиогнейсового протолита в основании утолщенной коры [Martin, 1999 и др.].

Ультраметаморфические гранитоиды, развитые по ТТГА, относятся к китойскому ультраметаморфическому комплексу. Они занимают секущее положение в гранито-гнейсах ОЗП, ТЗП, Гарганской глыбы, содержат реликты тоналитов и трондьемитов с переходами к плагиомигматитам, калишпатовым и теневым калишпатовым мигматитам, гранитам. Для мигматитов и гранитов Rb/Sr методом были получены оценки возраста 2.6-2.2 млрд лет [Сандимирова и др., 1993]. Ультраметаморфические гранитоиды развитые по тоналитам и трондьемитам (табл., выб. 4), отражают замещаемый субстрат ТТГА.

В полихронных шарыжалгайском (Иркутный, Жидойский блоки) и китойском (Китойский, Булунский блоки) комплексах, гранитоиды (включая эндербиты, чарнокиты, мигматиты, гиперстеновые плагиогнейсы) составляют 70-75%, определяя их вещественно-структурный облик как гранитных купольных структур. Здесь установлено участие пород, по крайней мере, двух возрастных эпизодов гранулитовой фации [Сальникова и др., 2007] неоархейского и палеопротерозойского, соответственно в шарыжалгайском (2.56-2.65 и 1.85-1.87 млрд лет) и китойском (2.48-2.54 и 1.84-1.87 млрд лет) комплексах. В них возможно присутствие палео-и мезоархейских ТТГА. Такие соотношения разновозрастных пород в едином разрезе объясняются их тектоническим совмещением.

Неоархейские гранитоиды китойского ультраметагенного комплекса, развитые в гранулитовых шарыжалгайском и китойском комплексах, по щелочнометалльности варьируют от низкощелочных до субщелочных, а по геохимическим параметрам относятся к ультраметаморфическому типу гранитов [Таусон, 1977] – обогащены TiO2, Al2O3, K2O, Ba, LREE, Zr, Cr, Ni (табл., выб. 1-3). Средневзвешенный состав выборки гранитоидов (плагиоклазовые и калишпатовые теневые мигматиты, граниты, мигматит-граниты, чарнокитоиды) китойского ультраметаморфического комплекса в шарыжалгайском (Иркутный и Жидойский блоки) и китойском (Китойский блок, бассейн р. Китой) комплексах для большинства элементов близок (табл., выб. 1-3). Гранитоиды, развитые по ТТГА ОЗП и ТЗП, существенно отличаются по распределению редких элементов от пород, развитых по гранулитам. Практически при одинаковых содержаниях SiO2, Al2O3, K2O во всех ультраметаморфических гранитоидах китойского комплекса, развитым в ТТГА, присущи пониженные содержания тех элементов, которыми они обеднены, – TiO2, железа, MgO, CaO, Ba, Sr, F, Sn, La, Ce, Nd, Yb, Y, Zr, Zn, Cu, Cr, V, Ni, Co, Sc. Субстрат шарыжалгайского и китойского комплексов насыщен этими элементами и поэтому граниты, развитые по ним, обогащены ими. Гранито-гнейсы ТТГА являются более благоприятным субстратом для формирования гранитов, чем основные и кислые орто- и парапороды шарыжалгайского и китойского комплексов.


Таблица

Средние содержания петрогенных (мас.%) и редких (г/т) элементов в неоархейских (1-4, 9) и палеопротерозойских (5-8, 10) гранитоидах



№№ пп

1(129)

2(30)

3(53)

4 (52)

5(297)

6(62)

7(23)

8(28)

9 (212)

10 (113)

SiO2

68.14

69.82

70.42

71.93

69.65

71.97

73.05

71.02

69.46

72.01

TiO2

0.59

0.47

0.40

0.24

0.46

0.49

0.41

0.31

0.49

0.41

Al2O3

14.41

13.98

14.23

14.68

14.01

12.98

12.43

14.74

14.20

13.38

Fe2O3общ.

1.86

1.67

0.90

0.68

4.40

3.81

3.41

3.84

1.47

3.68

MgO

1.52

1.19

1.27

0.57

1.38

0.58

0.39

0.53

1.33

0.50

CaO

2.51

2.18

1.92

1.48

2.06

1.52

1.51

1.69

2.20

1.57

Na2O

2.97

3.03

3.10

4.00

2.57

2.20

2.18

2.58

3.03

2.32

K2O

4.17

4.24

3.94

4.07

4.54

4.17

3.91

3.80

4.12

3.96

P2O5

0.14

0.13

0.08

0.08

0.20

0.13

0.10

0.11

0.12

0.11

Li

17

19

16

17

17

9

22

10

17

14

Rb

126

127

116

161

110

164

253

129

123

182

Ba

990

974

755

531

1193

1072

1195

1325

906

1197

Sr

262

238

222

226

249

196

152

386

241

245

F

875

836

731

497

367

690

2680

516

814

1195

Sn

3.6

3.3

2.3

2.3

2.3

6.2

7.1

4.5

3.1

5.9

La

62

62

65

24

58

72

110

42

63

75

Ce

96

92

121

44

101

102

180

82

103

121

Nd

42

43

51

17

38

52

82

38

45

57

Y

26

30

26

10

22

37

48

16

27

34

Zr

213

230

203

139

185

290

290

227

215

269

Pb

24

27

23

37

24

32

40

29

25

34

Cr

52

43

51

11

79

11

15

8

49

11

V

71

60

55

18

51

35

19

24

62

26

Ni

25

23

26

8

29

6

8

3

25

6

Co

12

10

11

4

9

5

6

3

11

5

Примечание. Гранитоиды китойского ультраметагенного комплекса: 1 – в шарыжалгайском комплексе, 2-3 – в китойском комплексе (2 – р. Китой, 3 – р.р. Малая Белая - Онот), 4 – в гранито-гнейсах ТТГА ОЗП и ТЗП, 9 – средневзвешенное значение для неоархейских гранитоидов китойского ультраметаморфического комплекса в породах гранулитовой фации. Гранитоиды: 5 – синколлизионные ультраметаморфические в шарыжалгайском комплексе; 6-8, 10 – посткинематические – шумихинского (6), саянского (7) и приморского (8) комплексов; 10 - среднее значение для посткинематических гранитоидов.

Палеопротерозойские магматические породы гранитного состава представлены: 1) в Иркутном блоке – синколлизионными ультраметаморфическими теневыми мигматитами, параавтохтонными и аллохтонными гранитами, развитыми по породам шарыжалгайской серии; 2) в Китойском блоке – ультраметаморфическими гранитами и пегматитами; 3) в Иркутном, Китойском и Бирюсинском блоках – посткинематическими гранитоидами саянского и шумихинского комплексов. Последние обычно слагают трехфазные массивы. Породы первой фазы представлены гранодиоритами (± амфибол, биотит), сиенитами, кварцевыми сиенитами и диоритами, второй – гранитами, а третьей – лейкократовыми гранитами и пегматитами. В гранитоидах всех комплексов наблюдается преобладание K2O над Na2O, железа над Mg, повышенные содержания К, Ba, Sr, LREE, Zr, Co, Cr и пониженные – V (табл., выб. 6-8). Л.В. Таусон [1977] относил саянский комплекс к палингенным гранитам известково-щелочного ряда. На дискриминационных диаграммах составы главных фаз магматитов, отражающих состав родоначальных магм, расположены в поле гранитов А-типа или тяготеют к границе полей гранитоидов вулканических дуг и внутриплитных, что характерно для постколлизионных (посткинематических) гранитов. Рубежи их становления (1855-1871 млн лет) соответствуют периодам формирования ультраметаморфических гранитоидов шарыжалгайского и китойского комплексов (1853-1868 млн лет). Последние образуются в результате замещения метаморфических пород гранулитовой фации с наследованием их вещественных характеристик под воздействием глубинных мантийных флюидов, обогащенных Si, Na, K, Rb, Ba, Pb, La, Ce, Nd, Zr. Составы гранитоидов саянского, шумихинского и приморского комплексов по уровням концентраций большинства элементов близки к средневзвешенным содержаниям для ультраметаморфических гранитоидов шарыжалгайской серии (табл, выб. 5-8, 10). Повышенные количества в ультраметагенных гранитоидах железа, MgО, CaО, P2O5, Cr, V, Ni, Co и пониженные SiO2, Rb, F, Sn, Zr отражают определяющее влияние на них субстрата гранулитов, а повышенные содержания в посткинематических гранитах Rb, Sn, F, Pb – магматической и эманационной дифференциации (табл, выб. 5-8, 10).

Ультраметаморфическое гранитообразование (гранитизация) в шарыжалгайской серии происходило с перерастанием метасоматического замещения в магматическое и приводило сначала к появлению локальных магматических обособлений, а затем к становлению крупных очагов с кристаллизацией магм на месте или после перемещения. В палеопротерозое формирование ультраметагенных гранитов в высокометаморфизованных комплексах и становление посткинематических гранитоидов в слабометаморфизованных областях связано во времени и парагенетически. Ультраметаморфические гранитоиды сопряжены с процессами регрессивного гранулитового метаморфизма посткульминационного периода. Приведенные свидетельства о генетической связи с ними гранитов саянского, шумихинского и приморского комплексов говорят в пользу орогенного (постколлизионного), а не анорогенного (внутриплитного) геодинамического режима их формирования. Редкометалльная (Li, Sn, Nb, Ta, Be Cs, LREE, W, U) специализация гранитоидов обусловлена процессами кристаллизационной и эманационной дифференциации кислых апоультраметаморфических (палингенно-метасоматических) магм после перемещения вдоль зон глубинных разломов в верхние структурные этажи от уровней гранулитовой до низкотемпературных фаций.

Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ 11-05-00771.
Литература

Магматические формации юга Восточной Сибири и Северной Монголии (Объснительная записка к карте масштаба 1:500000, Ред. Абрамович Г.Я.). 1989. – 119 с.

Петрова З.И., Левицкий В.И. Петрология и геохимия гранулитовых комплексов Прибайкалья. – Новосибирск: Наука, 1984. – 200 с.

Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Левицкий В.И. и др. Возрастные рубежи высокотемпературного метаморфизма в кристаллических комплексах шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы: результаты U-Pb датирования единичных зерен циркона // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2007. Т. 15. № 4. С. 3-19.

Сандимирова Г.П., Левицкий В.И., Пахольченко Ю.А. и др. // Rb-Sr возраст и геохимия рудоносных формаций Онотско-Савинского междуречья (В. Присаянье) / Изотопное датирование эндогеннных рудных формаций. – М.: Наука 1993. С. 92-102.

Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов. – М.: Наука. 1977. – 279 с.

Chapped B. W., White A. J. R. Two contrasting granite types // Pacific Geology. 1974. V. 8. P. 173-174.

Martin, H. The Archean grey gneiss and the genesis of continental crust. In: Condie, K.C. (Ed.), Archean Crustal Evolution. Elsevier, Amsterdam. 1994. P. 205-259.



Martin, H. The adakitic magmas: modern analogs of Archean granitoids // Lithos. 1999. V. 46. P. 411-429.
скачать файл



Смотрите также:
Вещественные особенности, механизмы образования и эволюция раннедокембрийских гранитоидов при становлении континентальной коры юга северо-азиатского кратона
188.46kb.
В пределах Восточного Прибайкалья в начале неопротерозоя (позднего рифея) произошла мощная деструкция раннедокембрийской континентальной коры
81.92kb.
Структурные позиции кальдер на центральном участке Восточной Камчатки
43.33kb.
Тема №6 Механизмы отказов в результате механических нагрузок
88.79kb.
Исследование феномена целенаправленного поведения и моделирование такового входит в число важнейших проблем искусственного интеллекта
17.02kb.
История создания системы водоснабжения и канализации города Ханты-Мансийска
289.38kb.
Мишенькин Б. П., Мишенькина Р. Характеристика перехода от земной коры к мантии в байкальской рифтовой зоне по данным рефрагированных и отраженных волн // Геофизические методы изучения земной коры: Сб науч докл
63.29kb.
Палеоазиатский эпос о Вороне и проблема отношений Северо-Восточной Азии и Северо-Западной Америки в области фольклора
283.4kb.
Минералы и драгоценные камни. Легенды и быль. Минералы
42.49kb.
Действительностью в становлении человечества
2599.47kb.
Методика Оценки инженерной обстановки при землетрясении
142.38kb.
Досрочные выборы мэра Северо-Курильского городского округа
75.82kb.