СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2007, том 15, № 4, с. 3-19
УДК 552.4:551.72(571.5)
ВОЗРАСТНЫЕ РУБЕЖИ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МЕТАМОРФИЗМА В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ИРКУТНОГО БЛОКА ШАРЫЖАЛГАЙСКОГО ВЫСТУПА ФУНДАМЕНТА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ: РЕЗУЛЬТАТЫ и-РЬ ДАТИРОВАНИЯ ЕДИНИЧНЫХ ЗЕРЕН ЦИРКОНА
© 2007 г. Е. Б. Сальникова*, А. Б. Котов*, В. И. Левицкий**, Л. 3. Резницкий***, А. И. Мельников***, И. К. Козаков*, В. П. Ковач*, И. Г. Бараш***, С. 3. Яковлева*
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург **Институт геохимии СО РАН, Иркутск ***Институт земной коры СО РАН, Иркутск Поступила в редакцию 01.03.2006 г.
Приведенные в статье геохронологические данные и результаты предшествующих и-РЬ геохронологических исследований позволяют наметить следующие возрастные рубежи главных метаморфических событий, проявленных в пределах восточной части Иркутного блока Шарыжалгайского краевого выступа фундамента Сибирской платформы: 1) около 2.8 млрд. лет; 2) 2649 ± 6-2562 ± 20 млн. лет; 3) 1865 ± 4-1855 ± 5 млн. лет. Структурно-метаморфические преобразования первого эпизода метаморфизма протекали в условиях гранулитовой, а второго и третьего гранулитовой и амфибо-литовой фаций. Формирование апокарбонатных метасоматитов восточной части Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы произошло в ходе раннепротерозойского метаморфического события, продолжительность которого составляла около 20 млн. лет. В совокупности с накопленными к настоящему времени данными о возрасте реперных коллизионных и постколлизионных гранитоидных комплексов фундамента Сибирской платформы и ее складчатого обрамления новые геохронологические данные показывают, что раннепротерозойская аккреция блоков фундамента Сибирского кратона происходила в направлении с востока на запад (в современных координатах) в возрастном интервале 1900-1840 млн. лет, что в первом приближении определяет продолжительность закрытия палеопротерозойского океана и время вхождения этого кратона в состав суперконтинента Колумбия.
Ключевые слова. Возрастные рубежи, метаморфизм, Шарыжалгайский краевой выступ, фундамент, Сибирская платформа, и-РЬ датирование единичных зерен циркона.
ВВЕДЕНИЕ
Шарыжалгайский краевой выступ фундамента Сибирской платформы, ширина которого достигает 80 км, прослеживается в северо-западном направлении на расстояние около 300 км - от пос. Лиственичное на востоке до бассейна р. Оки на западе (рис. 1). Системой региональных разломов выступ разделен на Иркутный, Китойский и Бу-лунский блоки. Глубокометаморфизованные породы шарыжалгайского комплекса, слагающие Иркутный блок (рис. 1), традиционно сопоставляются с высокометаморфизованными раннедо-кембрийскими комплексами Алданского и Ана-барского щитов. Сведения по истории изучения, геологическому строению, последовательности проявления магматических и метаморфических процессов, петрологии и геохимии шарыжалгайского комплекса приведены в многочисленных публикациях (Крылов, Шафеев, 1969; Кузнецова, 1981; Грабкин, Мельников, 1981; Геология грану-
литов, 1981; Петрова, Левицкий, 1984; Эволюция земной коры..., 1991 и др.).
Иркутный блок (как и Шарыжалгайский выступ в целом) является одним из классических примеров областей полициклического развития эндогенных процессов. Однако единого мнения об эволюции метаморфических процессов в истории его геологического развития в настоящее время не существует. И.Н. Крылов и A.A. Шафеев (1969) выделяли в пределах этого блока два разновозрастных комплекса - гранулитовой (2.93.0 млрд. лет) и амфиболитовой (1.9-2.0 млрд. лет) фаций метаморфизма. При этом многие петроло-ги допускали возможность неоднократного проявления гранулитового метаморфизма. В частности, Ф.В. Кузнецова (1981) полагала, что гранули-ты шарыжалгайского комплекса формировались в условиях трех субфаций глубинности - алданской, сутамской и чогарской (гранат-гиперстен-силлиманитовая и сапфирин-кварцевая ассоциа-
-й-
п т ч А т к
ч ч
А
©
к
Г
м о а о ч
к
л
м
о К
А »
я
о
ч
ч
м
а »
ц к »
4
к> о о о
2 3
Култук
озеро Байкал
О >
й4 X Ё Я О
и
>
к
м з
Рис. 1. Карта рельефа района озера Байкал (Атлас Иркутской области..., 1962) - а. Структурно-геологическая схема Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы - б.
1 - платформенный чехол; 2 - позднепротерозойские породы приразломных грабенов; 3 - верхнеархейский Онотский зеленокаменный пояс; 4-7 - раннедокем-брийские породы Шарыжалгайского комплекса: 4 - гранитогнейсы и мигматиты, 5 - кристаллические сланцы и амфиболиты, 6 - гранатсодержащие гнейсы, 7 - карбонатные породы; 8 - гранитоиды Саянского комплекса; 9 - Главный Саянский разлом; 10 - крупные межблоковые разломы; 11 - надвиги; 12 - недифференцированные разломы; 13 - геологические границы; 14 - район исследований; 15 - места отбора проб для геохронологических исследований: 1 - карьер "Ангасолка" (проба 5813-3), 2 - 143 км КБЖД (проба 5848), 3 - 138 км КБЖД (пробы СШ-4 и СШ-6), 4 - 131 км КБЖД (проба Ш-7), 5 - район "Белая выемка", 102-103 км КБЖД (пробы Ш-502/1, Ш-502/2, Ш-503). 1-1У - блоки: 1-11 - Иркутный, III - Китойский, IV - Булунский. Цифры в кружках - разломы: 1 - Главный Саянский, 2 - Зазарский, 3 - Дабадский, 4 - Алагнино-Холомхинский, 5 - Онотский, 6 - Аларский, 7 - Точерский.
ции), тем самым не отрицая возможность проявления нескольких этапов метаморфизма гранули-товой фации. З.И. Петрова и В.И. Левицкий (1984) рассматривали метаморфизм шарыжал-гайского комплекса как единый процесс, развивавшийся непрерывно во времени от условий гра-нулитовой до условий амфиболитовой фации.
На сегодняшний день для шарыжалгайского комплекса Иркутного блока получены многочисленные геохронологические данные (Сандимиро-ва и др., 1979; Волобуев и др., 1980; Крылов и др., 1980; Бибикова и др., 1981, 1990; Брандт и др., 1985; АйаИоп et а1., 1991; Левицкий и др., 2003; Сальникова и др., 2003). При этом установлено, что формирование протолитов и высокотемпературный метаморфизм пород этого комплекса относится как к архейскому, так и раннепротеро-зойскому времени. К сожалению, геохронологические исследования прошлых лет имели во многом фрагментарный характер, поскольку были в первую очередь направлены на выделение наиболее древних этапов геологического развития, а не на расшифровку всей последовательности эндогенных событий, включая последовательность проявления метаморфизма. В ходе выполненных нами исследований в пределах Иркутного блока были выделены некоторые реперные структурно-разновозрастные магматические и ультра-метагенные комплексы и проведено их датирование и-РЬ методом по единичным зернам циркона и другим акцессорным минералам-геохронометрам, что позволило достаточно точно оценить возрастные границы позднеархейского и ранне-протерозойского эпизодов высокотемпературного регионального метаморфизма.
ОБЪЕКТЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Пробы для геохронологических исследований отобраны на юго-западном побережье оз. Байкал, где в ходе строительства Кругобайкальской железной дороги (КБЖД) вскрыт практически непрерывно обнаженный разрез (около 84 км) шарыжалгайского комплекса (рис. 1). В этом разрезе наблюдается чередование двупироксеновых и амфибол-двупироксеновых кристаллических сланцев и плагиогнейсов, гиперстеновых и биотит-гиперстеновых гнейсов и, наконец, высокоглиноземистых биотит-гранат-кордиерит-гипер-стеновых и биотит-гранат-силлиманит-гиперстеновых гнейсов. Породы гранулитовой фации в разной степени диафторированы в условиях амфиболитовой фации, вплоть до полного исчезновения гранулитовых парагенезисов в зонах вторичного рассланцевания. Кроме того, в разрезе присутствуют доломитовые и кальцитовые мраморы, кварциты и метагипербазиты, доля которых не превышает 1-2%. При этом, как отмеча-
ют многие исследователи (Грабкин, Мельников, 1980 и др.), породы гранулитовой фации метаморфизма более широко распространены в восточной части разреза, тогда как в его западной части площади развития различно метаморфизованных пород сопоставимы. Следует также отметить, что в современном эрозионном срезе Иркутного блока около 70% его площади занимают выходы разнообразных по составу автохтонных и аллохтонных ультраметагенных пород - мигматитов и гранито-идов (эндербитов, чарноэндербитов, чарнокитов, сиенитов, граносиенитов, гранодиоритов, гранитов и пегматитов).
Для геохронологических исследований в качестве объектов были выбраны (с запада на восток) (рис. 1):
1. Пегматиты (карьер МПС "Ангасолка"),
жильные и дайковые тела (0.5-5 м) которых пересекают кристаллизационную сланцеватость в двупироксеновых кристаллических сланцах и автохтонных эндербитах, в том числе испытавших частичный диафторез в условиях высокотемпературной амфиболитовой фации метаморфизма.
Пегматиты состоят из розового пертитового микроклина (45-60%), кварца (10-55%), биотита (до 15%) и плагиоклаза (2-10%). Среди акцессорных минералов отмечаются магнетит, апатит, сфен и циркон. Последние два минерала нередко наблюдаются в виде довольно хорошо образованных крупных кристаллов размером от 1-1.5 см (циркон) до 3-4 см (сфен). Количественные соотношения минералов вкрест и по простиранию пегматитовых жил очень сильно меняются, вплоть до появления в верхних частях жил обособлений мощностью до 1 м, сложенных одним кварцем или микроклином. Кроме того, этими минералами, как правило, обогащены центральные части пегматитовых жил, тогда как в их краевых частях резко возрастает доля биотита, сфена и циркона.
2. Ультраметагенные пегматоидные граниты (143 км КБЖД), которые образуют обособления неправильной формы, обладающие нечеткими, расплывчатыми (диффузными) контактами с окружающими породами - диафторированными в условиях амфиболитовой фации биотит-гиперстеновыми и биотит-двупироксеновыми плагио-гнейсами. От таких обособлений часто "отходят" ветвистые жильные тела пегматоидных гранитов мощностью 0.2-1.5 м, пересекающие мигматито-вую полосчатость и наиболее позднюю кристаллизационную сланцеватость.
Для пегматоидных гранитов характерно крупно- и гигантозернистое сложение, ортотектитовая и (или) пе
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.