ГЕОХИМИЯ
551.72:551.251:550.93
НОВЫЕ ДАННЫЕ О ПОЗДНЕРИФЕЙСКОМ ВНУТРИПЛАТНОМ ГРАНИТОИДНОМ МАГМАТИЗМЕ ЗААНГАРЬЯ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА © 2013 г. И. И. Лиханов, академик В. В. Ревердатто, Н. В. Попов
Поступило 03.06.2013 г.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 453, № 1, с. 82-87
УДК
Б01: 10.7868/80869565213230205
Проблемы оценки геохронологических рубежей в истории формирования и распада древнего суперконтинента Родиния во многом далеки от окончательного решения. Это связано с недостатком прецизионных возрастных датировок и неоднозначностью палеореконструкций местоположения отдельных кратонов в составе суперконтинента, что существенно ограничивает возможности временнЫх корреляций геологических процессов в глобальном масштабе. Поэтому до сих пор остается актуальным вопрос о выделении и датировании неопротерозойских комплексов — индикаторов процессов континентального рифтогенеза, связанного с распадом позднепротерозойской Роди-нии [1].
В свете современный представлений распад древних суперконтинентов обусловлен глубинными мантийными процессами, вероятными механизмами который служат мантийные апвеллин-ги или плюмы [2]. В качестве свидетельства этих процессов на коровом уровне рассматриваются периодические внедрения высокопрогретого глубинного материала, вызывающего общий подъем геоизотерм, утонение нижней коры и литосфер-ной мантии, мафит-ультрамафитовый магматизм (расслоенные массивы, дайковые рои), анороген-ное внутриплитное гранитообразование, излияния вулканитов повышенной щелочности, формирование плутонов гранитов рапакиви и рифто-генныгх вулканогенно-осадочный комплексов, обнаруженных в составе крупных магматических провинций [3]. Для южных и западных окраин Сибирского кратона в качестве индикаторов процессов растяжения, фиксирующих раскол Роди-
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук, Новосибирск
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука
Сибирского отделения Российской Академии наук, Новосибирск
нии, рассматриваются внутриплитные и рифтоген-ные комплексы в составе Байкало-Енисейского дайкового пояса [4, 5]. Относительная одновременность формирования дайковых роев и другие ключевые закономерности проявления внутриплитных процессов предполагают сходство источников магм в этих регионах и их связь с неоднократными импульсами плюмовой активности [6]. В нашем сообщении приведены новые данные по возрасту, составу и обстановкам формирования позднерифейских субщелочных гранитоидов Приенисейской зоны разломов северной части Енисейского кряжа; гра-нитоиды сформированы в обстановках растяжения вдоль западной окраины Сибирского кратона.
В качестве объекта исследования быт выбран гаревский метаморфический комплекс (ГМК), сложенный древнейшими породами в Заангарье Енисейского кряжа. Он расположен в пределах Приенисейской региональной сдвиговой зоны (ПРСЗ) — крупной деформационно-метаморфической структуры линеаментного типа, разделяющей Центральный кратонный блок и Исаковский островодужныш террейн [4]. Эта зона — продолжение Байкало-Енисейского разлома и тяготеет к правобережной части Енисея, протягиваясь вдоль западной окраины кряжа не менее чем на 200 км при ширине 50—70 км [7]. В целом ПРСЗ характеризуется контрастным метаморфизмом низких, умеренных давлений, интенсивным рассланцеванием, динамической рекристаллизацией пород [8].
В строении ГМК принимают участие гнейсы, плагиогнейсы, гранитогнейсы, кристаллические сланцы с широким развитием продуктов ультраметаморфизма и амфиболитов с подчиненным количеством метатерригенно-карбонатныгх пород (кварцитов, кальцифиров, мраморов). В приразломнык зонах хрупко- и вязкопластичнык деформаций по этим породам развиты комплексы бластомилони-тов. В развитии западный площадей ГМК, приуроченных к ПРСЗ, выщеляются три основный этапа, различающиеся термодинамическими режимами
FeO*/MgO 500 г
100
(a)
10
1
1 FG
; OGT M I vS
50 100
(K2O + Na2O)/CaO 200
100 -
10 г
(б)
1000 5000
Zr + Nb + Ce + Y, ppm
1
50
100 1000 Zr + Nb + Ce + Y, ppm
Rb, ppm 1000
100
10
syn-COLG
Гранитоиды К-серии ГМК Гранитоиды №-серии ГМК Рапакивиподобные граниты ГМК Граниты дайкового пояса ГМК Граниты ГМК (750 млн лет)
Nb
(г)
post-COLG
_1_I_I lililí
—I_I_I lililí
—I_I_I I I I I 11
10 100 10 Y + Nb, ppm
Zr/4
Рис. 1. Дискриминационные диаграммы для основных породных ассоциаций ГМК.
(а) FeO*/MgO-Zr + Nb + Ce + Y; (б) (K2O + Na2O)/CaO-Zr + Nb + Ce + Y; (в) Rb-Y + Nb; (г) Nb—Y—Zr/4. Поля составов гранитоидов: (а, б) А — А-типа, FG — фракционированные, OGT — нефракционированные M-, I-, S-типов; (в) post-COLG — постколлизионные, syn-COLG — коллизионные, VAG — островодужные, WPG — внутриплитные, ORG — океанских хребтов; (г) гранитоиды, источниками которых были породы, подобные по своему составу базальтам океанических островов (Aj), или породы континентальной коры (A2).
и величинами метаморфических градиентов [9]. На первом этапе в начале неопротерозоя в связи с гренвильской орогенией сформировались зональные метаморфические комплексы низких давлений при типичном для орогенеза метаморфическом градиенте dT/dH 20—30°С/км. На втором этапе эти породы подверглись позднерифейскому (801—793 млн лет) коллизионному метаморфизму умеренных давлений с dT/dH < 10°С/км. Последний этап сопровождался синэксгумационным метаморфизмом (785—776 млн лет) с dT/dH< 12°С/км, отражающим тектонические обстановки быстрого подъема в сдвиговых (сдвиго-взбросовых) зонах.
Заключительные стадии развития орогена фиксируются последующим формированием в
пределах рассматриваемого региона бимодального дайкового пояса рифтогенной природы с возрастом 797—785 млн лет, прорывающего деформированные и мигматизированные гнейсы и кристаллические сланцы ГМК [5]. Эти события связаны с процессами растяжения вдоль западной окраины Сибирского кратона и отвечают по времени проявления началу распада суперконтинента Родиния. Впоследствии в этих обстановках растяжения и утонения литосферы формируется ряд рифтогенных прогибов и грабенов, выполненных неопротерозойскими вулканогенно-осадочны-ми комплексами [4]. В пределах узких приразлом-ных зон происходило многократное проявление поздненеопротерозойского (780—650 млн лет) риф-
п
Рис. 2. Катодолюминесцентное изображение зерен цирконов из гранитов ПРСЗ.
тогенного и внутриплатного магматизма. В зоне Татарско-Ишимбинской системы разломов выделено четыре эпохи формирования рифтоген-ных структур, эти эпохи сопровождались внутри-плитным бимодальным, субщелочным кислым, основным, щелочным вулканизмом и интрузивным магматизмом на рубежах 780, 750, 700, 670— 650 млн лет [4]. В Приенисейской зоне разломов одновременно с процессами рифтогенеза и внутри-плитного риолит-базальтового вулканизма происходило становление субщелочных лейкократовых гранитоидов с возрастом около 730 млн лет [4].
В составе ГМК быт изучен обособленный массив гранитов в тектоническом меланже, представляющий собой скальную гряду в русле р. Енисей вблизи о. Островок, напротив устья р. Вятка. Граниты представлены розовыми крупно-грубозернистыми разностями, слабая гнейсовидность подчеркивается цепочечным расположением чешуек биотита, которые с гранобластовым кварц-плагиоклаз-микроклиновым агрегатом облекают порфиробласты калишпата — решетчатого микроклина до 1.5—2.0 см и линзовидные скопления кварца такого же размера — реликты крупных ка-таклазированныгх зерен кварца. Акцессорные минералы представлены хорошо образованными
; кристаллами сфена до 3 мм и мелкими кристаллами циркона, апатита.
Основные разновидности гранитоидов по своему петрохимическому составу соответствуют гранитам с умеренными содержаниями SiO2 (до 70 мас. %) и относительно низкими концентрациями Al2O3 (обытно менее 14 мас. %) с высокой же-лезистостью f = FeO*/(FeO* + MgO) = 0.82, где FeO* = (FeO + 0.9 x Fe2O3). Здесь и далее приведены средние составы петрогенных оксидов и микроэлементов. В целом это перглиноземистые (ASI = 1.03) субщелочные и высококалиевые породы (K2O + Na2O = 8.2 мас. % при K2O/Na2O > 2) известково-щелочной серии. Нормативный состав гранитов, %: кварц 30, ортоклаз 35, плагиоклаз 25 и соотношение нормативных полевыгх шпатов (альбит 33, анортит 9, ортоклаз 58) позволяют идентифицировать их как субщелочные граниты с нормативными корундом, энстатитом и сфеном (около 2%). Они характеризуются повышенными содержаниями REE (254 г/т), Y, Zr, Hf, Nb, Ta, отчетливо выраженной европиевой аномалией (Eu/Eu* = 0.40) и слабофракционирован-ным спектром распределений REE ((La/Yb)n = 8.4, (Gd/Yb)n = 1.7). Подобное распределение HREE
Таблица 1. Результаты изотопного анализа и возраст цирконов из гранитов (обр. Ост-4)
Точка U, ppm Th, ppm 232Th 238U 206Pbc, % 206pb* ppm Изотопные отношения1 Rho Возраст, млн лет
207Pb ±% 207Pb * ±% 238U ±% 206Pb
20 6Pb 235U 206Pb * 238U
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1.1 987 403 0.42 0.21 91.8 0.0657 2.3 0.978 2.6 9.26 1.3 0.504 661 ± 8.3
5.1 731 350 0.49 0.77 73.3 0.0659 2.7 1.053 3 8.63 1.3 0.445 706 ± 9.0
7.1 405 452 1.15 0.45 42.0 0.0630 2.9 1.042 3.2 8.33 1.4 0.437 731 ± 9.6
3.1 1194 832 0.72 0.02 125.0 0.0652 1 1.095 1.6 8.21 1.3 0.777 741 ± 8.9
10.1 749 173 0.24 0.05 78.6 0.0650 1.2 1.093 1.8 8.19 1.3 0.743 742 ± 9.2
7.2 629 333 0.55 0.05 66.1 0.0641 1.2 1.08 1.8 8.18 1.3 0.728 743 ± 9.3
6.1 512 245 0.50 0.17 54.0 0.0634 1.7 1.073 2.2 8.15 1.3 0.611 746 ± 9.4
8.1 305 139 0.47 0.00 32.3 0.0635 1.8 1.08 2.3 8.11 1.4 0.624 750 ± 10
9.1 626 333 0.55 0.00 67.4 0.0626 2 1.079 2.4 8.00 1.3 0.554 759 ± 9.5
2.1 557 255 0.47 0.57 60.4 0.0659 2.6 1.138 2.9 7.97 1.4 0.467 761 ± 9.7
11.1 373 146 0.40 0.09 40.8 0.0631 1.7 1.108 2.2 7.86 1.4 0.633 772 ± 10
4.1 410 212 0.53 0.05 45.4 0.0650 1.8 1.156 2.3 7.76 1.4 0.608 781 ± 10
Примечание. Ошибки приведены на уровне 1а; РЬС, РЬ* — обыкновенный и радиогенный свинец соответственно; ошибка калиб-
1 204 207 235
ровки стандарта не более 0.54%; 1 поправка на РЬС проведена по измеренному РЬ; Яко — коэффициент корреляции РЬ*/ и и206РЬ*/238и.
наряду с высоким содержанием Ba (до 630
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.