Макрыгина1 В. А., Суворова1 Л. Ф., Толмачева2 Л. В



жүктеу 107.14 Kb.
Дата28.04.2016
өлшемі107.14 Kb.
: files -> conferences -> IGC-2012 -> abstracts
abstracts -> Происхождение плюмового магматизма (модель горячей гетерогенной аккреции земли)
abstracts -> Гранулометрический состав и содержание органического углерода в донных отложениях мелководного озера бассейна белого моря
abstracts -> Новая климатическая летопись голоцена из карбонатных осадков малого соленого озера верхнее белое
abstracts -> Новые данные о благороднометалльной продуктивности гранитоидов ангаро-витимского батолита
abstracts -> Раннемеловой гранитоидный магматизм сихотэ-алиня: геохимические характеристики и источники расплавов
abstracts -> Физико-химическая модель образования рудоносных родингитов Восточного Саяна
abstracts -> Физико-химическое моделирование метаморфогенной и гидротермально-метасоматической стадий формирования золоторудного месторождения сухой лог
abstracts -> Систем рифейских рифтогенных ультрамафит-мафитовых комплексов с платинометалльно-медно-никелевым оруденением
abstracts -> Геохимические предпосылки формирования золотого оруденения яно-колымского пояса
abstracts -> Современные методики атомно-эмиссионного спектрального анализа природных сред
МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ, МЕТАСОМАТОЗ, ЧАСТИЧНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ – НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИТОИДОВ В МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОЯСАХ (ПРИБАЙКАЛЬСКИЙ МЕТАМРОФИЧЕСКИЙ ПОЯС)
Макрыгина1 В.А., Суворова1 Л.Ф., Толмачева2 Л.В.

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

2Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, г. Санкт-Петербург
Проблема происхождения гранитоидов в метаморфических поясах, называемых теперь синколлизионными или S-гранитами, имеет долгую, почти вековую историю. В середине прошлого века практически одновременно вышли работы Н.Боуэна и Г.Рида по проблеме анатектических гранитов, Н.Г.Судовикова и Д.С.Коржинского по метасоматической гранитизации, но до сих пор главенствуют две ортодоксальных гипотезы образования этих гранитов – анатектическая [Chappell, 1999; Barbarin, 1999; Добрецов, 1980 и др.] и метасоматическая [Летников и др., 2000, Жариков, 1987, Петрова, 1990]. Причем приверженцы метасоматического начала гранитизации не отвергают перехода к частичному плавлению и магматическому завершению процесса. В поддержку той и другой концепции неоднократно проводились эксперименты по частичному плавлению метаморфических пород [Иванов, 1972 и др.], которые показали, что из породы основного состава нельзя выплавить более 5-6% плагиогранита. Эксперименты по воспроизведению метасоматической гранитизации амфиболитов [Ходоревская, 2004] подтвердили возможность этого процесса под воздействием кремне-щелочных флюидов, о существовании которых писал еще Д.С.Коржинский, позже проблему рассматривали Ф.А.Летников и др. [2000] и другие.

После достижения пика метаморфизма – наиболее высоких температур и давлений – начинается снижение параметров. Происходит это по причине снижения теплового потока, завершения коллизии и связанного с ней горообразования и начала декомпрессии в результате эрозии (коллапса орогена). Как правило, характерный для обстановки коллизии покровно-надвиговый тектогенез во времени сменяется сдвиговыми движениями. Они порождают неравномерное распределение напряжений в метаморфической толще, что вызывает отделение метаморфогенной флюидной фазы на месте и проникновение ее с бóльших глубин. Это провоцирует метасоматические изменения пород. Происходит инверсия режима метаморфизма, переход от его изохимической стадии к аллохимической (метасоматической) с постепенным снижением параметров. Главным фактором на этом этапе является снижение давления и увеличение проницаемости пород.

Детальное изучение геохимии метаморфизма показало, что процесс гранитообразования на уровне метаморфических поясов происходит с участием трех процессов: метаморфической дифференциации, метасоматической мигматизации и последующего анатексиса. Наиболее масштабные процессы регионального метаморфизма происходят в зонах коллизии, где реализуются самые высокие градиенты роста температур и давлений. Выше 650ºС породы становятся пластичными. В условиях неравномерного распределения давления внутри породы при интенсивной деформации происходит растворение кварца и плагиоклаза с переотложением в участках пониженного давления (рис. 1а) [Тен, 1993]. В этом состоит сущность процесса метаморфической дифференциации. Образуются полосчатые породы типа плагиомигматитов. Автором показано, что для породы в целом этот процесс является изохимическим [Макрыгина, 1981]. Самый наглядный пример, демонстрирующий этот механизм, – выполнение кварцем теней давления у растущего порфиробласта граната. Подтверждением тому, что метаморфическая дифференциация происходит в твердом состоянии, является появление полосчатых плагиомигматитов при более низких температурах, чем калишпатовых мигматитов, хотя при плавлении плагиоклазовая эвтектика должна быть более высокотемпературной, чем калишпатовая и тем более тройная. А также отсутствие расплавных включений. При повышении температуры до 700ºС и выше в таких породах происходит частичное плавление: в светлых прослоях образуются выплавки гранитного состава (рис. 1б), а при разложении мусковита образуется ортоклаз. Большие объемы калишпатовых гранитов таким путем возникнуть не могут.

а

б

Рис. 1. Биотитовый полосчатый плагиомигматит (а), б – плагиогранитные выплавки, Тутайская бухта, Приольхонье

При инверсии режима, переходе к регрессивной стадии метаморфизма, снижении давления и увеличении проницаемости пород в толщу поступают глубинные растворы, богатые щелочами. Развиваются метасоматические калишпатовые мигматиты, породы в целом обогащаются щелочами, процесс становится аллохимическим (рис. 2). В зоне гранулитовой фации метасоматоз, сопряженный с образованием мигматитов в гнейсах, захватывает и основные породы. На мысе Святой Нос в массивных меланократовых




Рис. 2. Региональная (2) и приразломная (3) субщелочная метасоматическая гранитизация по амфибол-биотитовым гнейсам (1) чуйской серии, Северное Прибайкалье. Отчетливо виден привнос щелочей и вынос ряда компонентов при ранней гранитизации.

а
Рис. 3 Развитие гранат-кварц-биотитовых прожилков (2) в меланократовых амфиболитах (1), сопряженное с гранитизацией гнейсов. Северное окончание м.Святой Нос.
мфиболитах развиваются неправильные гранат-кварц-биотитовые прожилки (рис. 3) [Макрыгина и др., 2008]. В метагаббро на мысах Лударь и Безымянном по сложной петельчатой системе трещин образуются калишпат–гиперстеновые прожилки (чарнокитизация).

В процессе каледонской коллизии Сибирского кратона с террейнами складчатого обрамления вдоль его южного края образовался зональный метаморфический пояс, где у коллизионного шва условия метаморфизма достигали гранулитовой фации. В нем выявлены участки метаморфизма повышенных и низких давлений, а также с секущими простирания пород изоградами. Это позволило изучить геохимию метаморфизма, показать изохимический характер этого процесса на прогрессивном и аллохимический – на регрессивном этапах. Попутно изучалось синколлизионное гранитообразование, которое оказалось зависимым от РТ условий метаморфизма, а именно различным соотношением процессов метаморфогенного, метасоматического и магматического формирования гранитного вещества и геохимических особенностей при его дальнейшей эволюции. Так в хамардабанском комплексе, где метаморфизм происходит при Рлит = 3,5-5 кбар, низком флюидном давлении и отсутствии посторонних флюидов, преобладают процессы метаморфической дифференциации с проявлением анатексиса только в верхах амфиболитовой фации. В чуйском метаморфическом комплексе проникновение глубинных флюидов происходит при воздымании поднятия, и преобладает метасоматическая гранитизация с образованием калишпатовых мигматитов с об.70 % калишпата и мощным привносом вещества (табл. 1). Породы обогащаются кремнием и щелочами с приближением



Таблица 1

Привнос- вынос вещества при мигматизации пород чуйской серии






Гранулитовая фация
















Порода

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgO

CaO

Na2O

K2O

H2O




Би гнейс - плагиомигматит

105

-43

-15

-12

-12

15

-12

-48




Плагиомигматит - Кпш-мигматит

4

21

-8

-23

-15

-2

33

-3




Би гнейс - Кпш-мигматит

109

-22

-23

-35

-27

13

22

-50




Гр-Гип-Би гнейс-плагиомигматит

13

11

-9

-11

0

1

3

-23




Плагиомигматит - Кпш-мигматит

29

-20

-23

-9

-12

-10

37

6




Гр-Гип-Би гнейс - Кпш-мигматит

42

-9

-30

-20

-12

-9

40

-17




Амфиболит - плагиомигматит

70

-1

-22

-71

-27

27

11

-38




Плагиомигматит - Кпш-мигматит

100

-17

-47

-59

-60

-20

43

-19




Амфиболит - Кпш-мигматит

170

-18

-53

-130

-88

-47

55

-56




 

Амфиболитовая фация













Эпидот-Би гнейс - плагиомигматит

58

-23

-35

-12

-23

21

19

-4




Плагиомигматит - Кпш-мигматит

63

-29

-16

-11

-21

-20

16

-17




Эпидот-Би гнейс - Кпш-мигматит

121

-52

-33

-23

-45

1

38

-30




Аркоз.гнейс - плагиомигматит

0

-3

5

-1

0

-3

4

-10




Плагиомигматит - Кпш-мигматит

22

-7

-4

-1

-5

-7

11

-21




Аркоз.гнейс - Кпш-мигматит

22

-10

0

-2

-5

-10

14

-9



состава лейкосомы к эвтектическому, что и определяет начало частичного плавления. Всплывание толщи в результате ее гранитизации приводит к дальнейшему увеличению ее проницаемости, что делает возможным объединение капель расплава с достижением им значительных объемов, способных к внедрению. В метаморфических поясах на уровне амфиболитовой-гранулитовой фации можно проследить все стадии развития этих процессов.

С привносом глубинных кремне-щелочных флюидов начинается массовая мигматизация пород. Ее внешняя зона всегда представлена плагиомигматитами. Плагиомигматиты от обычных гнейсов отличаются высоким содержанием кислого плагиоклаза – до 50-60 %. В валовом составе пород наблюдается привнос Na и Si. Затем следует зона калишпатовых мигматитов, где в светлых прослоях, называемых лейкосомой, все большую роль играет микроклин. В валовом составе пород на этом этапе фиксируется привнос K и Si. Общее количество Mg, Fe, Ca в породе заметно убывает вместе с объемом темных прослоев в мигматите (палеосомы). То есть мы видим типичную метасоматическую колонку, где факторами равновесия становятся концентрации в растворе сначала натрия, а затем калия. Фазовый состав мигматитов определяется виртуальными инертными компонентами – CaO, FeO, Al2O3 и избыточным кремнеземом (всегда присутствует кварц). Элементы-примеси в этом процессе следуют за своими геохимическими хозяевами. Вслед за калием привносятся Rb, Cs, Pb, в комплексах высокого давления – Ba. Вместе с выносом MgO и FeO снижаются концентрации элементов группы железа – Co, Ni, Cr, V . В связи с высоким содержанием темноцветных минералов в базификатах накапливаются летучие и многозарядные элементы, такие, как фтор, олово, цирконий. В группе редкоземельных элементов на стадии калишпатовой мигматизации особенно заметно увеличиваются содержания цериевых редких земель – La, Ce и Nd. Иттриевая группа редких земель, напротив, выносится из кислых продуктов гранитизации с накоплением в базификатах.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 11-05-00515, Интеграционного проекта ОНЗ-10.3 и государственного контракта № 02.740.11.0324.
Литература

Добрецов Н.Л. Введение в глобальную петрологию. – Новосибирск: Наука, 1980. – 199 с.

Жариков В.А. Проблемы гранитообразования // Вестн. МГУ. 1987. сер. 4. Геология. № 6. С.3-14.

Летников Ф.А. Балышев С.0., Лашкевич В.В. Взаимосвязь процессов гранитизации, метаморфизма и тектоники // Геотектоника. 2000. № 1. С. 1-24.

Макрыгина В.А. Геохимия регионального метаморфизма и ультраметаморфизма умеренных и низких давлений. – Новосибирск: Наука, 1981. – 199 с.

Макрыгина В.А., Петрова З.И., Конева А.А., Суворова Л.Ф. Состав, параметры и метасоматические преобразования основных сланцев п-ва Святой Нос Прибайкалье) // Геохимия. 2008. № 2. С. 169-184.

Петрова З.И. Геохимия гранулито-гнейсовых комплексов докембрия // Автореферат диссерт. на соиск. уч. степени доктора геол.-мин. наук, 1990, 56 с.

Тен А.А. Динамическая модель генерации высоких давлений при сдвиговых деформациях горных пород (Результаты численного эксперимента) // Докл. РАН 1993. Т.328. № 3. С. 322-324.

Ходоревская Л.И. Гранитизация амфиболитов. 2. Основные закономерности физических и химических явлений при процессах фильтрации флюидов через породу // Петрология. 2004. Т. 12. №. 3. С. 321-336.

Barbarin B.A. A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments // Lithos, 1999. V. 46. P. 605-626.



Chappell B. W. Aluminium saturation in I- and S-type granites and the characterization of fractionated haplogranile // Lithos, 1999. V. 46. P. 535-551.






©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет