ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 460, № 6, с. 685-690
= ГЕОХИМИЯ
УДК 548.4
ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ АМФИБОЛИТОВ КИЧЕРСКОЙ ЗОНЫ БАЙКАЛО-МУЙСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
© 2015 г. A. A. Андреев, Е. Ю. Рыцк, С. Д. Великославинский, А. Б. Котов, академик РАН В. В. Ярмолюк, В. П. Ковач, Е. В. Толмачева
Поступило 02.07.2014 г.
БО1: 10.7868/8086956521506016Х
Байкало-Муйский складчатый пояс (БМП) — один из наиболее хорошо известных тектоноти-пов неопротерозойских складчатых поясов Центральной Азии ([1, 2] и др.). Внимание многих исследователей к этому поясу в первую очередь привлекали давно выделенные в его пределах докембрийские офиолиты ([2—5] и др.). Однако по мере накопления результатов геологических и геохронологических исследований ([6—8] и др.) выяснилось, что к офиолитам БМП могут быть условно отнесены только реститовые гипербази-ты, а также амфиболиты нюрундуканского комплекса Северного Прибайкалья [9]. Кроме того, структурные и геохронологические исследования последних лет показали, что амфиболиты этого региона формировались в раннем (1.0—0.75 млрд лет) и позднем (650—620 млн лет) неопротерозое, что поставило под сомнение предложенную ранее схему формирования БМП в рамках одного цикла Уилсона [1, 10]. Поэтому на сегодня проблема геодинамических обстановок ранних этапов формирования БМП, тесно связанная с проблемой докем-брийской геодинамической эволюции Центрально-Азиатского подвижного пояса, дискуссионна. В нашей работе в этом направлении обсуждаются результаты геохимических исследований метамор-физованных в условиях амфиболитовой и гранули-товой фаций основных пород нюрундуканского комплекса Кичерской зоны БМП — наиболее информативных объектов для геодинамических реконструкций формирования докембрийских комплексов.
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва E-mail: axel-foley@ya.ru
Институт геологии и геохронологии докембрия Российской Академии наук, Санкт-Петербург
Кичерская зона БМП расположена между Оло-китским блоком краевой части Сибирского кратона и Анамакит-Муйским террейном Центрально-Азиатского подвижного пояса (рис. 1). Основные черты геологического строения этой зоны определяются системой крупных тектонических пластин северовосточного простирания (Богучанская, Курлинская и др.), которые сложены метаморфическими породами нюрундуканского комплекса и разнообразными по составу магматическими породами (рис. 1). Нюрундуканский комплекс Кичерской зоны представлен главным образом амфиболитами и амфибо-ловыми плагиогнейсами, условия метаморфизма которых соответствовали высокотемпературной амфиболитовой фации. Кроме того, в состав нюрундуканского комплекса включают двупирок-сеновые кристаллические сланцы и гиперстенсо-держащие гнейсы [2, 7, 9]. Полученные к настоящему времени геологические и геохронологические данные [8, 10, 11] свидетельствуют о том, что амфиболиты нюрундуканского комплекса принадлежат, по крайней мере, к двум возрастным группам.
Первая из них представлена амфиболитами, формирование которых предшествовало внедрению гранитоидов Байкальского массива с возрастом 755 ± 15 млн лет (и—РЬ-метод по циркону) [10]. Ко второй группе отнесены амфиболиты, двупироксеновые кристаллические сланцы Богу-чанской и амфиболиты Курлинской тектонических пластин возрастом 650—620 млн лет [11].
Амфиболиты первой группы. Выходы этих амфиболитов закартированы в виде крупных ксенолитов и тектонических пластин в гранитоидах Байкальского массива. Они отвечают по химическому составу (табл. 1) низкотитанистым (1Ю2 0.7—1.5%) относительно высокоглиноземистым (А1203 15.5—18.0%) базальтам, которые по содержанию главных элементов в целом соответствуют базальтам современных островных дуг (рис. 2).
Рис. 1. Схема геологического строения юго-западной части Кичерской зоны (Северное Прибайкалье). 1 — Верхнеангарская четвертичная впадина; 2 — гранитоиды Ангаро-Витимского батолита; 3 — Холоднинский грабен позднего венда; 4—8 — неопротерозойские образования Кичерской зоны: 4 — Акуканский массив метадиоритов, 5 — нерасчлененный метаморфический комплекс северо-восточной части Кичерской зоны, 6, 7 — нюрундуканский комплекс гнейсов и амфиболитов позднего неопротерозоя Курлинской (6), Богучанской (7) тектонических пластин, 8 — гнейсо-граниты Байкальского массива, гнейсы и амфиболиты раннего неопротерозоя; 9 — Анамакит-Муйский тер-рейн; 10 — Олокитский блок кратона; 11 — раннедокембрийские бластомилониты; 12 — тектонические нарушения (сдвиги, сдвиго-надвиги) (а), главный сдвиго-надвиговый тектонический шов на границе кратона и Байкало-Муй-ского пояса (б).
Врезка. Кичерская зона в Байкальской горной области: 1, 2 — складчатые пояса (1 — Байкало-Патомский, 2 — Байкало-Муйский); 3 — площадь исследования Кичерской зоны; 4 — граница чехла Сибирской платформы.
Таблица 1. Химический состав (%) представительных образцов амфиболитов и двупироксеновых кристаллических сланцев Кичерской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса
Компонент Амфиболиты первой группы Амфиболиты второй группы
Богучанская пластина Курлинская пластина
А^04 АК-26-2 05-04А/12 4/2-11 2-17/12 АН-35-1 14-6/12 SN-3-5 SN-7-4
^О2 48.77 47.88 53.11 47.14 49.20 45.96 48.88 51.18 49.89
Т1О2 1.13 1.42 0.66 2.2 2.62 2.09 0.91 0.24 1.51
А12О3 17.07 16.9 17.99 15.4 15.39 15.15 15.3 14.22 14.68
Fe0 14.13 11.35 8.28 11.75 12.79 12.5 10.4 9.3 15.02
МпО 0.26 0.17 0.15 0.18 0.2 0.17 0.14 0.16 0.2
МБО 2.82 5.81 4.37 6.46 5.31 7.49 8.73 9.83 4.84
СаО 10.67 9.91 7.33 8.45 8.5 9.66 11.1 10.1 8.57
Na20 3.65 3.21 4.62 3.29 3.62 2.81 3.01 2.95 4.25
К2О 0.53 1.14 1.74 1.55 1.08 1.09 0.33 0.45 0.21
Р2О5 0.22 0.2 0.15 0.35 0.38 0.35 0.05 0.02 0.16
Сумма 99.25 97.99 98.4 96.77 99.08 97.57 98.85 98.45 99.32
ППП 0.53 1.77 1.31 2.51 0.49 1.41 0.76 0.92 0.53
V 314 238 177 256 289 266 268 204 385
Сг 49.2 46.8 46.4 62.9 56.1 75.2 257 357 40.9
Со 36.6 41.6 23.2 43.4 40.2 42.8 38.8 42.9 41.5
N1 31.9 41.7 27.2 47.5 26.5 69.5 98.8 57.7 20.5
Си 16.9 75.9 9.96 25.3 45.4 19.3 42.3 25.8 22.7
7п 131 85.7 91.7 105 113 103 35.3 52.8 61.2
Ga 17.7 19.1 20.8 22.3 21.4 20.8 15.2 11.7 20.5
RЬ 6.05 21.3 39.9 31.3 13.5 16.4 2 5.71 2
Sг 403 595 414 392 431 485 93.4 65.5 152
Y 21.2 30.9 41.2 31.8 35.4 30.6 19.7 6.32 53.2
7г 61 91.6 69.3 237 246 203 45.8 12.3 162
NЬ 3.91 3.72 7.08 14.8 18.2 14.2 0.61 0.5 5.26
Ва 216 184 935 274 383 293 23.6 40.3 42.3
La 14.1 11.3 24.2 22.1 26 21.3 2.01 0.49 4.89
Се 27.4 26.9 54.9 49.8 55.7 46 5.09 1.32 14.2
Рг 3.51 4.02 7.82 6.67 7.22 6.22 0.84 0.22 2.68
Nd 14.8 17.2 32.3 28.8 33 25.2 5.04 1.25 14.3
Sm 3.21 4.58 7.4 6.22 7.05 6.22 2 0.51 5.14
Еи 1.23 1.72 2.14 2.25 2.57 2.03 0.8 0.2 1.64
Gd 3.6 5.09 6.97 6.31 7 6.06 2.48 0.56 6.49
ТЬ 0.58 0.81 1.04 0.98 1.09 1.02 0.5 0.14 1.37
Dy 3.64 5.45 6.38 6.07 6.32 5.61 3.39 0.98 8.75
Но 0.72 1.09 1.44 1.18 1.26 1.14 0.71 0.22 1.98
Ег 2.07 3.24 4.04 3.22 3.63 3.27 2.11 0.66 6.13
Тт 0.32 0.48 0.63 0.51 0.51 0.46 0.33 0.11 0.85
УЬ 2.31 3.02 4.11 3.22 3.23 2.89 2.35 0.72 5.33
Lu 0.32 0.46 0.61 0.38 0.49 0.43 0.32 0.09 0.8
Hf 1.62 2.61 2.22 4.7 5.98 4.72 1.51 0.35 4.6
Та 0.24 0.23 0.33 0.99 1.14 0.88 0.1 0.1 0.33
РЬ 20.4 3.92 7.72 7.31 4.11 4.81 1.46 6.73 4.69
Th 1.32 0.62 0.45 2.17 0.63 1.97 0.1 0.1 0.1
и 0.27 0.17 0.12 0.83 0.23 0.67 0.1 0.1 0.12
Примечание. Образец 2-17/12 — двупироксеновый кристаллический сланец, остальные — амфиболиты.
Рис. 2. Дискриминантная диаграмма Dx—Dy [13] для амфиболитов и двупироксеновых кристаллических сланцев Ки-черской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса.
1 - амфиболиты первой группы; 2 - амфиболиты и двупироксеновые кристаллические сланцы втрой группы (Богу-чанская тектоническая пластина); 3 - амфиболиты второй группы (Курлинская тектоническая пластина). Поля: ARC — базальты островных дуг, TRAPS — траппы; RIFTS — базальты континентальных рифтов. Dx = 176.94SiO2 - 1217.77TiO2 + 154.51Al2O3 - 63.1FeOt - 15.69MgO + 372.43CaO + 104.41Na2O - 19.96K2O -873.69P2O5 - 11721.488;
Dy = 94.39SiO2 - 103.3TiO2 + 417.98Al2O3 - 55.63FeOt + 57.61MgO + 118.42CaO + 502.02Na2O + 6.37K2O + + 415.31P2O5 - 13724.66.
Значения индекса #Mg в рассматриваемых амфиболитах варьируются в интервале 43—17, что указывает на интенсивное проявление процессов дифференциации в ходе формирования их протолитов. Распределение малых элементов в амфиболитах характеризуется отрицательными Ta-Nb- и Ti-анома-лиями (рис. 3, I). Кроме того, для большинства образцов отмечается положительная Sr-аномалия (рис. 3, I). Распределение REE в амфиболитах слабо дифференцированное (LaN/YbN 1.3-4.1); в некоторых случаях наблюдается слабо выраженная отрицательная Eu-аномалия (Eu/Eu* 0.5-1.1) (рис. 3, IV). Таким образом, по химическому составу и содержаниям большинства малых элементов амфиболиты первой группы соответствуют среднему составу базальтов островных дуг. Исключение составляют только содержания тяжелых REE, которые во многих образцах выше, чем в типичных островодужных базальтах. Однако обогащенные
тяжелыми REE базальты встречаются и в современных островных дугах, где на их долю обычно приходится не более 5% (рис. 3, IV).
Амфиболиты второй группы. Амфиболиты второй группы и двупироксеновые кристаллические сланцы Богучанской тектонической пластины изучены в береговых обнажениях оз. Байкал к северу от м. Красный Яр. По соотношениям SiO2, суммы щелочей [12] и значениям индекса #Mg 17—43 они соответствуют дифференцированным субщелочным базальтам. Отличительные петрохи-мические особенности этих пород (табл. 1) — высокие содержания TiO2 (1.2—3.0, в среднем 2.1%) и P2O5 (0.25—1.4, в среднем 0.41%). На мультиэле-ментной диаграмме наблюдаются незначительные Ta-Nb-аномалии. Распределение REE имеет дифференцированный характер (LaN/YbN 3.5— 8.8, в среднем 5.1). Eu-аномалия выражена очень плохо (Eu/Eu* 0.75—1.3, в среднем 1.0). В целом
Порода/примитивная мантия Порода/примитивная мантия
i_i_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I t_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.