ГЕОХИМИЯ, 2014, № 10, с. 892-906
ГЕОХИМИЯ И ВОПРОСЫ ГЕНЕЗИСА МЕТАБАЗИТОВ ИЗ ГРАНУЛИТО-ГНЕЙСОВОГО КОМПЛЕКСА АНГАРО-КАНСКОГО БЛОКА (ЮГО-ЗАПАД СИБИРСКОГО КРАТОНА)
© 2014 г. О. М. Туркина*, **, А. Д. Ножкин*
*Институт геологии и минералогии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3,
e-mail: turkina@igm.nsc.ru **Новосибирский государственный университет 630090Новосибирск, Университетский просп., 2 Поступила в редакцию 28.02.2012 г.
Принята к печати 12.03.2013 г.
Изучено распределение петрогенных и редких элементов в высокометаморфизованных породах основного состава из гранулито-гнейсового комплекса Ангаро-Канского блока (юго-запад Сибирского кратона), определены магматические протолиты метабазитов и оценена подвижность элементов при метаморфизме. Установлены два типа пород, различающихся по геологическому положению и составу. Гранат-двупироксеновые гранулиты (Cpx + Pl + Grt + Opx) слагают субпластовые и будинообразные тела, которые испытали складчатые деформации совместно с вмещающими парагнейсами. Дайковые тела, подверженные только хрупким деформациям, образованы метабазитами с минеральной ассоциацией Cpx + Hbl + Pl + Grt. Магматические протолиты мафических гранули-тов и метабазитов дайковых тел по содержанию петрогенных элементов отвечают в различной степени дифференцированным базальтовым расплавам. Формирование протолитов метабазитов, обедненных K2O, LILE, Zr, Nb и легкими РЗЭ, происходило из деплетированного мантийного источника. По петро- и геохимическим параметрам метабазиты дайковых тел сопоставимы с низкокалиевыми толеитовыми базальтами океанических островных дуг. Вероятными магматическими протолитами мафических гранулитов, обогащенных Ba, легкими РЗЭ, Nb, Ta, Zr, Hf, являются континентальные внутриплитные базальты, образованные из обогащенного мантийного источника. Предполагается, что аномально низкое содержание Rb, Th, U в мафических гранулитах в сравнение с континентальными платобазальтами, высокие K/Rb, La/Th и умеренные Th/U обусловлены выносом этих элементов при гранулитовом метаморфизме.
Ключевые слова: мафические гранулиты, метабазиты, геохимия, магматические протолиты, Ангаро-Канский блок.
Б01: 10.7868/80016752514100094
ВВЕДЕНИЕ
Гранулитогнейсовые и гранит-зеленокамен-ные провинции являются главными структурными элементами фундамента древних кратонов. В отличие от низкометаморфизованных породных ассоциаций зеленокаменных поясов исследование гранулитогнейсовых комплексов осложнено их неоднократным метаморфизмом и складчатыми деформациями, которые нарушают первичные геологические взаимоотношения. Реконструкция протолитов высокометаморфизованных пород в значительной части базируется на их петрогеохи-мических характеристиках и требует анализа влияния на их состав гранулитового метаморфизма. Результаты сопоставления геохимических характеристик гранулитов с их вероятными немета-
морфизованными аналогами, суммированные Р. Рудник с соавторами [1], показывают, что в вы-сокометаморфизованных породах проявлено обеднение ЯЪ и и, степень которого зависит от их минерального и химического состава. Признаками деплетирования ЯЪ и и служат высокие К/ЯЪ и ТИ/и отношения в гранулитах. В редких случаях для гранулитов с низкими концентрациями радиоактивных элементов на основании низких ТИ/и и высоких Ьа/ТИ предполагается вынос как и, так и ТИ.
На юго-западе Сибирского кратона гранули-то-гнейсовые комплексы, включающие как мета-магматические, так и метаосадочные ассоциации, слагают Иркутный и Китойский блоки Шары-жалгайского выступа и большую часть Ангаро-
93°Е 95°E
58° N
56° N
80°
100°
и Сибирский кратон 1 Енисейски \ .. , кряж \ й
Азиате: складча пояс ьно- 4 кий тый
60°
о о о о
V V 7
25
8
9
10 11 12
13
14
15
50 км
J
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Ангаро-Канского блока южной части Енисейского кряжа. 1 — чехол (Pz-Mz); 2—4 — мезо- и неопротерозойские окраинно-континентальные отложения: 2 — моласса (тасеевская серия, NP3); 3—4 — слабо метаморфизованные карбонатные (3) и терригенные (4) отложения наложенных прогибов, с продуктами основного вулканизма (широкинская серия, NP2); 5 — филлитизированные глинистые сланцы, филлиты, метапесчаники (сухопитская серия, MP); 6 — метапикробазальты, метабазальты и их туфы (MP^), плагиориоли-ты и их туфы (NP2) Рыбинско-Панимбинской зоны рифтогенеза; 7 — офиолиты и островодужные комплексы аккреционного пояса (NPi?-NP3); 8 — амфиболиты (метабазиты), ортогнейсы (метариолитоиды и метаандезиты), биоти-товые ± Grt ± Sil гнейсы, двуслюдяные сланцы, прослои мраморов (енисейский комплекс, PP); 9 — гиперстеновые, гранат-биотит-гиперстеновые, двуполевошпатовые и глиноземистые гнейсы, гранат-двупироксеновые мафические гранулиты (канский комплекс, NA-PP?); 10—12 — гранитоиды: 10 — раннепалеозойские (Pzi), 11 — неопротерозойские (NP2), 12 — палеопротерозойские (PP); 13—14 — геологические границы: 13 — тектонические, 14 — прочие; 15 — штриховым контуром показана область опробования мафических гранулитов и метабазитовых даек.
Врезка — основные структурные элементы Енисейского кряжа. 1—3 — Заангарский сегмент: 1 — Восточная зона, 2 — Центральная зона, 3 — Западная зона; 4 — Южно-Енисейский сегмент (Ангаро-Канский блок).
0
Канского блока Енисейского кряжа (рис. 1). Сведения о характере протолитов пород гранулито-вых комплексов и особенностях их происхождения не многочисленны. Целью настоящей работы является установление природы протолитов и выявление роли магматических и метаморфических факторов в формировании состава высокомета-морфизованных мафических пород Ангаро-Кан-ского блока. Для идентификации протолитов использованы данные по структурному положению тел высокометаморфизованных пород, их петро-химическому и редкоэлементному составу, а также сопоставление с неметаморфизованными аналогами.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ВЫСОКОМЕТАМОРФИЗОВАННЫХ ОСНОВНЫХ ПОРОД
Ангаро-Канский блок представляет собой южную часть Енисейского кряжа и относится к структурам раннедокембрийского фундамента Сибирского кратона. В строении этого блока доминируют метаморфические породы канского гранулито-гнейсового и енисейского амфиболи-то-гнейсового комплексов, обнаженные контакты между ними тектонические с зонами мило-нитов. Канский и енисейский комплексы ха-
рактеризуются различным типом складчатости, деформаций и степени метаморфизма [2]. Породы канского гранулито-гнейсового комплекса слагают центральную часть Ангаро-Канского блока. В составе комплекса преобладают гиперстеновые, гранат-гиперстеновые и гранат-биотитовые плагио- и двуполевошпатовые гнейсы [3]. От 15—20 до 25—30% составляют глиноземистые (корди-ерит- и силлиманитсодержащие) гнейсы (метапе-литы). Протолиты гнейсов соответствуют главным образом терригенным породам, варьирующим от песчаников и граувакк до зрелых пелитов [4]. В подчиненном количестве присутствуют гра-натсодержащие метабазиты, которые широко распространены в северо-западной части Ангаро-Канского блока. Здесь среди гранатсодержащих гнейсов установлены два типа высокометамор-физованных пород основного состава, образующих субпластовые или будинообразные и дайковые тела. Субпластовые и будинобразные, согласные с простиранием гнейсовидности тела видимой мощностью до 10—30 метров совместно с вмещающими парагнейсами участвуют в складчатости и образованы мелко-среднезернистыми гранат-двупироксеновыми мафическими гранулитами. Гранат-двупироксеновые мафические гранулиты сложены клинопироксеном (30—50%), плагиоклазом (20—50%), гранатом (10—30%), гипер-стеном (10—20%), роговой обманкой (до 5%), биотитом (до 5%) и кварцем (до 5%), акцессорные минералы включают ильменит, рутил, апатит и циркон. Для них характерно наличие коронито-вых структур с образованием кайм граната вокруг пироксена и плагиоклаза. Биотит приурочен к коронитовым структурам и образует оторочки вокруг зерен ильменита. Синезеленый амфибол представляет собой вторичный минерал, замещающий клинопироксен. На контактах с гранитои-дами и мигматизированными гнейсами мафические гранулиты подвержены калишпатизации и окварцеванию. Небольшие видимые размеры субпластовых тел мафических гранулитов, их бу-динаж позволяют предполагать, что они представляли собой субвулканические тела: силлы или дайки. Метабазиты из дайковых тел, видимой мощности до первых метров, имеют резкие контакты с вмещающими породами и испытывают, главным образом, хрупкие деформации. Породы дайковых тел имеют мелко- и равномернозерни-стую структуру и характеризуются отсутствием ко-ронитов граната. Главные породообразующие минералы этих пород представлены клинопироксеном (25—30%), бурой роговой обманкой (20—30%), гранатом (20—25%), плагиоклазом (20—25%), кварцем (менее 5%). Из акцессорных минералов преобладает ильменит. Различие в структурном положении и характере деформаций гранулитов из субпластовых и метабазитов дайковых тел свиде-
тельствует о том, что внедрение последних было отделено от образования протолитов мафических гранулитов периодом складчатости, то есть было более поздним. Мафические гранулиты датированы U-Pb методом по циркону [5]. В гранулитах обнаружены единичные ядра циркона с возрастом 2.7—2.5 млрд лет, которые рассматриваются как ксеногенные, захваченные мафическим расплавом из вмещающих парагнейсов. Возраст протолитов мафических гранулитов точно не установлен, и оценивается по ядрам циркона в интервале от 2.4 до 1.92 млрд лет. Возраст кайм на более древних ядрах и многоплоскостных кристаллов циркона фиксирует высокотемпературный метаморфизм на рубеже 1.77 млрд лет. Более ранние деформации и метаморфизм пород канского комплекса были связаны с коллизионным процессом, верхняя временная граница которого определяется становлением ранней фазы гранитов Та-ракского массива, интрудирующих парагнейсы на рубеже ~1.84 млрд лет [6]. Время метаморфизма парагнейсов, определенное U-Pb методом по циркону, составляет 1.87 млрд лет [7]. Возраст протолитов метабазитов из дайковых тел, также как и их метаморфизма не известен.
Для парагнейсов (метапелитов) канского метаморфического комплекса пиковым условиям
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.