ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 5, с. 501-526
УДК 550.42:551.71
ОКЕАНИЧЕСКИЕ И РИФТОГЕННЫЕ МЕТАВУЛКАИИЧЕСКИЕ АССОЦИАЦИИ ЗЕЛЕНОКАМЕННЫХ ПОЯСОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ШАРЫЖАЛГАЙСКОГО ВЫСТУПА, ПРИБАЙКАЛЬЕ
© 2008 г. О. М. Туркина*,**, А. Д. Ножкин*
* Институт геологии и минералогии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия; e-mail: turkina@uiggm.nsc.ru **Новосибирский государственный университет 630090 Новосибирск, Университетский просп., 2, Россия Поступила в редакцию 10.07.2007 г.
Получена после доработки 28.12.2007 г.
В структуре Онотского и Булунского террейнов Шарыжалгайского выступа, расположенного на юго-западной окраине Сибирского кратона, чередуются блоки и пластины, сложенные палеоархей-ским тоналит-трондьемит-гранодиоритовым комплексом и супракрустальными метаосадочно-вул-каногенными отложениями зеленокаменных поясов (ЗКП). В Онотском ЗКП нижняя часть разреза представлена бимодальной ассоциацией апориолитовых микрогнейсов с подчиненными амфиболитами, а верхняя - амфиболитами, ассоциирующими с железистыми кварцитами, метапелитами, доломитовыми мраморами и магнезитами. Строение Урикского ЗКП в Булунском блоке определяется сочетанием трех породных ассоциаций: (1) гранатовые амфиболиты и амфиболиты, переслаивающиеся с кианитсодержащими слюдистыми сланцами и кварцитосланцами; (2) гранатсодержащие биотитовые и амфиболовые кристаллические сланцы, содержащие тектонические линзы гранатовых амфиболитов; (3) биотитовые и амфибол-биотитовые ортогнейсы и биотитовые плагиогней-сы. В Онотском поясе микрогнейсы (метариолитоиды) сопоставимы с внутриплатными вулканитами и гранитами А-типа. Амфиболиты соответствуют по составу высокомагнезиальным низкотитанистым толеитовым базальтам. Формирование метавулканитов Онотского ЗКП связано с рифтогенезом палеоархейской континентальной коры, что доказывается образованием кислых метавулканитов за счет древнего тоналитового источника и геохимическими признаками контаминации метабазальтов материалом коры. Среди амфиболитов Урикского ЗКП выделяется три петро-геохимических типа. Первые два отвечают высоко- и низкомагнезиальным толеитовым базальтам и имеют практически "плоские" мультиэлементные спектры. Амфиболиты третьего типа соответствуют субщелочным лейкобазальтам. Два типа ортогнейсов сопоставимы со среднекислыми вулканитами андезит-дацитовой и адакитовой серий. Основные метавулканиты Урикского ЗКП по петрогеохимическим характеристикам близки к породам океанической коры. Океанические обстановки подтверждаются ассоциацией метавулканитов с глубоководными, дистальными кремнисто-глинистыми метаосадками. Формирование двух типов среднекислых метавулканитов андезит-даци-товой и адакитовой ассоциаций, так же как и гранатсодержащих парасланцев, скорее, было связано с субдукционными обстановками.
В структуре раннедокембрийских гранит-зеле-нокаменных террейнов стратифицированные комплексы зеленокаменных поясов (ЗКП) в различной степени метаморфизованы, часто тектонически фрагментированы и представлены пакетами пластин, образованных различными по составу ме-тавулканическими и метаосадочными ассоциациями. Пространственное совмещение этих пластин и блоков, сложенных плагиогнейсово-гранитоидны-ми (серогнейсовыми) комплексами, границы которых нередко осложнены надвигами, связано, как правило, с более поздними аккреционно-коллизионными событиями. Тектонические процессы в значительной мере нарушают первичные геологические взаимоотношения породных комплексов, что существенно осложняет анализ геодинамиче-
ских обстановок формирования зеленокаменных поясов. Поэтому, наряду с геологическими данными, основой для реконструкции тектонических режимов образования метаморфизованных и тектонически фрагментированных вулканических комплексов служит характер породных ассоциаций, их петрогеохимический и изотопный состав, отражающие особенности коровых и мантийных источников и условия образования расплавов.
По особенностям распределения петрогенных, редкоземельных и высокозарядных элементов вулканиты зеленокаменных поясов и их метамор-физованные аналоги сопоставляются главным образом с комплексами субдукционного происхождения, океанических плато и спрединговых обстановок (СопШе, 1994, 2000; РисМе! ^ а!., 1999;
Kerr et al., 2000 и др.). Количественные оценки, основанные на анализе индикаторных отношений редких элементов в метабазальтах (Th/Ta, La/Nb, La/Yb), показывают (Condie, 2000), что около 50% всех вулканических ассоциаций сопоставимы с породами океанического дна и океанических плато. Указанная оценка, очевидно, является минимальной, так как базальты, связанные с внутриплатными обстановками, но контаминированные материалом континентальной коры, приобретают геохимические характеристики сходные с суб-дукционными. Для основных вулканитов, несущих изотопно-геохимические признаки коровой контаминации, обосновывается формирование в обстановках континентального рифтогенеза, связанного с подъемом мантийных диапиров или плюмов (Tomlinson et al., 1999; Green et al., 2000).
Настоящая работа посвящена анализу характера метавулканических ассоциаций зеленока-менных поясов северо-западной части Шарыжал-гайского выступа (Прибайкалье), петрогеохими-ческих особенностей и изотопного состава пород с целью выяснения их петрогенезиса и реконструкции геодинамических условий формирования раннедокембрийской коры юго-западной окраины Сибирского кратона. Геологическое строение и вещественный состав метавулканитов Онотского зеленокаменного пояса рассматривались ранее (Ножкин и др., 2001), поэтому в данной работе приводятся в краткой форме и дополнены новой изотопно-геохимической информацией. В пределах гранит-зеленокаменной провинции Бу-лунского блока до настоящего времени были изучены только высокобарические базит-ультраба-зиты, которые представлены линзами и тектоническими пластинами, залегающими среди более слабо метаморфизованных супракрустальных метаосадочно-вулканогенных толщ (Гладкочуб и др., 2001). Эти высокобарические базит-ультра-базиты рассматриваются в качестве фрагментов океанической коры, субдуцированной, а затем тектонически эксгумированной в связи с аккреционно-коллизионными процессами, предположительно, в раннем протерозое (Ota et al., 2004).
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ГРАНИТ-ЗЕЛЕНОКАМЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ШАРЫЖАЛГАЙСКОГО ВЫСТУПА
В структуре Шарыжалгайского выступа с северо-запада на юго-восток выделено четыре ко-ровых блока (террейна): Булунский, Онотский, Китойский и Иркутный; их границами служат региональные разломы северо-западного и субмеридионального простирания. Китойский и Иркутный террейны сложены гранулитогнейсовыми комплексами (Ножкин, Туркина, 1993; Ножкин и др., 2001). Контуры Онотского блока соответ-
ствуют ранее выделявшемуся Онотскому грабену (Парфенов, 1967), такая трактовка последнего была обусловлена представлением о раннепроте-розойском возрасте слагающих его метаморфических толщ. Булунский блок охватывает часть Шарыжалгайского выступа к северо-западу от субмеридионального Онотского глубинного разлома (Грабкин, Мельников, 1980). В структуре Онотского и Булунского террейнов (рис. 1, 2) установлены плагиогнейсово-гранитоидные ассоциации тоналит-трондьемит-гранодиоритового состава (ТТГ-комплекс) и метаосадочно-вулкано-генные супракрустальные отложения, что является характерным для архейских гранит-зеленока-менных провинций (Ножкин и др., 2001; Туркина и др., 2005). В этих террейнах метаморфизованные и в различной степени деформированные осадоч-но-вулканогенные отложения и породы серо-гнейсового комплекса образуют тектонически совмещенные пластины и блоки, контакты которых нередко осложнены надвигами. В Онотском террейне плагиогнейсы ТТГ-комплекса, согласно результатам датирования U-Pb методом единичных зерен циркона с магматической зональностью, имеют возраст 3386 ± 14 млн. лет и характеризуются Nd-модельным возрастом TNd(DM) = 3.53.6 млрд. лет (Бибикова и др., 2006; Туркина и др., 2007). Формирование более массивных плагио-гнейсогранитов, предположительно, плутонического происхождения произошло 3287 ± 8 млн. лет назад (Бибикова и др., 2001). В Булунском блоке в составе серогнейсового комплекса обособляются в различной степени полосчатые, нередко мигма-тизированные биотитовые плагиогнейсы и гней-совидные до массивных плагиограниты. Их возраст, установленный U-Pb методом (SHRIMP II) по единичным зернам циркона, составляет 3.23.3 млрд. лет (неопубликованные данные авторов). Таким образом, формирование наиболее ранних плагиогнейсово-гранитоидных ассоциаций произошло в палеоархее.
Возраст протолитов метаосадочно-вулкано-генных толщ Онотского и Булунского блоков точно не определен. Зеленокаменные отложения интрудированы раннепротерозойскими постколлизионными гранитоидами (~1.86 млрд. лет) (Донская и др., 2002; Левицкий и др., 2002), что определяет их верхнюю возрастную границу. Формированию гранитоидов предшествовал метаморфизм (1880 ± 17 млн. лет) вулканитов и осадочных пород Онотского ЗКП, установленный Ar-Ar методом по амфиболу из биотит-амфибо-лового апориолитового ортогнейса нижней части разреза (рис. 3). Нижняя возрастная граница накопления осадочных отложений может быть оценена по минимальным значениям Nd-модельного возраста парапород, который для метаосадков Онотского блока составляет ~3.0 млрд. лет.
102°03' в.д.
52°44' с.ш.
Рис. 1. Геологическая схема северо-западной части Онотского блока (Ножкин и др., 2001).
1 - современные аллювиальные отложения; 2 - платформенные отложения; 3-5 - породные ассоциации Онотского зеленокаменного пояса (супракрустальные метаосадочно-вулканогенные образования): 3 - амфиболиты, амфиболо-вые сланцы, метапелиты с горизонтами мраморов и железистых кварцитов, 4 - биотитовые и амфибол-биотитовые ортогнейсы с горизонтами амфиболитов и линзами мраморов в основании, 5 - маркирующие горизонты мраморов; 6 - ультрамафиты (метаперидотиты, тальк-серпентиновые сланцы); 7 - раннеархейские плагиогнейсы и плагиогней-сограниты с включениями амфиболитов; 8 - позднеархейские граниты китойского комплекса; 9 - породные ассоциации гранулит-гнейсовой про
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.