ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 461, № 5, с. 575-578
= ГЕОХИМИЯ :
УДК 550.42:552.5:550.93
ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ И Р-Г-ПАРАМЕТРЫ МЕТАМОРФИЗМА МЕТАТЕРРИГЕННО-КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ДЕРБИНСКОГО
БЛОКА (ВОСТОЧНЫЙ САЯН) © 2015 г. А. Д. Ножкин, О. М. Туркина, Н. В. Дмитриева, И. И. Лиханов
Представлено академиком РАН В.В. Ревердатто 25.09.2013 г. Поступило 14.10.2013 г.
Б01: 10.7868/80869565215110195
Исследование докембрийских блоков в складчатом обрамлении Сибирского кратона приобрело особое значение в связи с обсуждением вопросов, касающихся ранних этапов эволюции коры Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП). Дербинский блок — один из наиболее крупных структурных элементов аккреционно-коллизионного пояса в юго-западном и южном обрамлениях Сибирского кратона. Этот блок расположен в центральной части Восточного Саяна (рис. 1) и образован мощным метатерригенно-карбонат-ным комплексом, который инъецирован син-складчатыми и секущими гранитоидами. Вопросы, касающиеся возраста метаосадочных отложений и Р—Т-параметров их метаморфизма, не решены, что приводит к различной трактовке геодинамической истории ЦАСП.
Согласно принятой легенде [1], метаосадочный комплекс Дербинского блока относится к саянской серии, в составе которой выделены три свиты (снизу вверх): алыгджерская, дербинская, жайминская (каменская). Алыгджерская свита представлена чередованием разнообразных кристаллических сланцев (кальцит-биотит-амфибо-ловых ± пироксен, гранат-кальцит-амфиболо-вых, гранат-биотитовых ± силлиманит) и гнейсов (биотит-амфиболовых ± пироксен, гранат-биотитовых ± мусковит), содержащих прослои гра-фитистых и амфиболовых мраморов (кальцифи-ров) и слюдистых кварцитов. По петрогеохими-ческому составу высококальциевые сланцы (СаО 7-18 мас. %) соответствуют карбонатным алевролитам, а низкокальциевые сланцы, гнейсы (СаО 3-6 мас. %) — грауваккам. Менее развитые высокоглиноземистые (А12О3 16—18 мас. %) биотито-вые ± гранат ± силлиманит сланцы по составу отвечают алевропелитам. Дербинская свита образована
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук, Новосибирск E-mail: nozhkin@igm.ru
Новосибирский государственный университет
доминирующими графитсодержащими кальцито-выми мраморами и подчиненными им графитисто-слюдистыми кварцитами, гранат-биотит-амфибо-ловыми, гранат-биотитовыми плагиогнейсами, ам-фибол-плагиоклазовыми кристаллосланцами. Мраморы согласно перекрыты отложениями жаймин-ской свиты, представленными переслаиванием графитистых сланцев, кварцитов, мраморизован-ных известняков, кальцифиров.
В пределах Дербинского блока широко распространены гранитоиды, слагающие ареалы пластовых, жильных тел и отдельные более крупные массивы. Гранитоиды представлены кварцевыми диоритами, биотитовыми плагиогранита-ми, микроклиновыми гранитами, лейкогранита-ми. Изотопный и—РЬ-возраст циркона из кварцевого диорита, образующего жильное син-складчатое тело в метакарбонатно-терригенной толще саянской серии (р. Крол), 498 ± 5 млн лет [2]. Этот результат хорошо согласуется с оценками времени метаморфизма, полученными Аг—Аг-методом по роговой обманке (501 ± 3 млн лет) из вмещающих диориты амфиболовых кристалло-сланцев и роговой обманке (483 ± 6 млн лет) из амфиболовых плагиогнейсов этой же толщи в 50 км к юго-востоку (хребет Тэло, верховье р. Малая Шинда) [2]. Все это свидетельствует об одновременном проявлении метаморфизма и синколлизи-онного гранитоидного магматизма на этапе аккреции Дербинского блока к другим блокам в позднем кембрии—начале ордовика, что является отражением раннекаледонских (салаирских) орогенических событий, широко проявленных в ЦАСП.
Ранее на основании 8ш—Мё, и—РЬ-изотоп-ных данных и ряда особенностей состава грани-тоидов и терригенных метаосадков сделан вывод о том, что кристаллическое основание Дербин-ского блока представлено комплексом, подобным ранненеопротерозойским островодужным метаосадочно-вулканогенным ассоциациям, обнажающимся в соседнем Арзыбейском блоке [2, 3], возраст которых оценивался 1.0—1.1 млрд лет [4]. Минимальные значения модельного Мё-возраста
576
НОЖКИН и др.
90° в.д. 96°
55° с.ш.
95°
в.д.
100°
Рис. 1. Положение Дербинского блока в структуре аккреционного пояса Восточного Саяна (1) и юго-западном обрамлении Сибирского кратона (2). Структуры аккреционного пояса: К — Канский, А — Арзыбейский, Д — Дербинский блоки. Б — Бирюсинский блок Присаянского выступа Сибирского кратона. Пунктир — местоположение основных изученных разрезов. Треугольник — места отбора и номера проб на выделение циркона.
метатерригенных пород (1.3 млрд лет), время метаморфизма и внедрения гранитоидов (480— 500 млн лет) свидетельствуют о том, что метаоса-дочные отложения данного блока имеют не ран-недокембрийский, как это считали до настоящего времени [1, 5], а мезонеопротерозойский возраст.
С целью уточнения времени осадконакопле-ния и вероятных источников сноса для метатер-ригенно-карбонатных отложений Дербинского блока впервые методом ЬА-18Р-М8 выполнено и—РЬ-датирование детритовых цирконов, выделенных из метаосадочных пород саянской серии. Аналитические исследования выполнены в Отделе наук о Земле Университета Гонконга. В качестве внешнего стандарта использован циркон 91500. Погрешности единичных анализов (отношения, возраст) приняты на уровне ±1ст.
Из пробы кальцит-биотит-амфибол-плагио-клазового кристаллического сланца (рис. 1, обр. 128-89) алыгджерской свиты, отобранной в северо-западной части Дербинского блока (р. Крол), выделено и проанализировано 74 зерна циркона. Среди них преобладают бесцветные и светло-розовые прозрачные призматические зерна со сглаженными ребрами дипирамид в 250 мкм и ме-
нее с коэффициентом удлинения (Ку) 1 : 2.5—1 : 1. В изученной популяции доминируют (56%) детри-товые цирконы с возрастом 600—640 млн лет (рис. 2). Цирконы в катодолюминесцентном изображении (КЛ) в основном характеризуются осцилляторной зональностью, типичной для магматических цирконов. Источником этих цирконов могли быть магматические породы позднене-опротерозойских островодужных комплексов, например Предивинского террейна (юг Енисейского кряжа), с и-РЬ-возрастом 630—640 млн лет [6]. Минимальные возрасты зерен позволяют оценить нижнюю границу осадконакопления на уровне около 600 млн лет. Цирконы с возрастом 500— 590 млн лет (5 зерен) имеют пятнистое неоднородное внутреннее строение или отсутствие отчетливой зональности в КЛ. Их изотопная система, вероятно, отражает потери РЬ в связи с проявлением раннекаледонского метаморфизма [2]. В пользу этого свидетельствует наличие у цирконов тонких незональных кайм, возраст одной из них 490 млн лет. Единичные цирконы характеризуются возрастами 660—900 млн лет. Все полученные данные свидетельствуют о поступлении детритового материала,
ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ
577
образованного только за счет неопротерозойских источников.
В пробе гранат-биотит-амфиболового гнейса (обр. 96-86) дербинской свиты (проба отобрана в юго-восточной части Дербинского блока, р. Уда) проанализировано 88 зерен циркона. Среди них преобладают бесцветные прозрачные или слегка розоватые призматические зерна в 70—250 мкм и К 1.5 : 1—4 : 1. В КЛ циркон характеризуется различным внутренним строением. В большинстве случаев он имеет пятнистую или размытую зональность, только около 30% зерен сохраняют ос-цилляторную. Гистограмма распределения возрастов с дискордантностью менее 5% характеризуется широким максимумом 600—820 млн лет, в котором выделяются три локальных пика: 660— 700, 720-740, 780-820 млн лет (рис. 2). В него попадают около 70% цирконов, что отражает преобладание разновозрастных поздненеопротерозой-ских источников сноса. Нижняя граница осадко-накопления, как и в предыдущем случае, примерно 600 млн лет. Немногочисленные цирконы имеют ранненеопротерозойский возраст 880-960 млн лет. Наконец, единичные цирконы с возрастом 1.8-2.2 млрд лет свидетельствуют об ограниченном вкладе в осадконакопление па-леопротерозойских комплексов Сибирского кратона или раннедокембрийских микроконтинентов в структуре ЦАСП. Возраст темных и незональных в КЛ кайм на более древних ядрах 494496 млн лет, что отражает проявление раннекале-донского метаморфизма. Это позволяет связывать возрастные значения в 500-540 млн лет с нарушением изотопной системы циркона в результате метаморфизма исходных осадков. Наиболее вероятными неопротерозойскими источниками детритового циркона служили породы аккреци-онно-субдукционных комплексов ЦАСП. К их числу можно отнести наряду с Предивинским террейном островодужные комплексы северо-западной части Восточного Саяна [4, 7, 8], структуры Тувино-Монгольского массива с возрастом 750-800 млн лет [9].
Результаты изотопно-геохронологических исследований позволяют ограничить время формирования терригенно-карбонатных отложений саянской серии в интервале 600-540 млн лет, что соответствует венду. Это согласуется с отсутствием в Дербинском блоке палеонтологически оха-растеризованных кембрийских отложений, а также, судя по результатам Ar-Ar-исследований [2], признаков проявления метаморфизма вендской эпохи в отложениях саянской серии. Накопление отложений саянской серии происходило на комплексах ювенильной островодужной коры в условиях мелководного шельфа пассивной континентальной окраины [10].
Для определения P-T-параметров метаморфизма исследованы минеральные ассоциации
Число зерен 25
20
15
10
Проба 128-89 (n = 60)
V)
Ж
Jb.
с
о
IS «
о р
е
m «
а н
л
л
S
и с
о
IS
О
0
440 500 560 620 680 740 800 860 920 Возраст, млн лет
4 -
2 -
0
400 500 600 700 800 900 1000 Возраст, млн лет
1100
Рис. 2. Гистограммы и—РЬ-возрастов и кривые относительной вероятности возрастов детритовых цирконов из позднедокембрийских метаосадочных пород Дербинского блока (п — число зерен).
биотит-амфиболовых, гранат-биотитовых пла-гиогнейсов (метаграувакк) алыгджерской, дер-бинской свит и плагиоклаз-амфиболовых кри-сталлосланцев (метабазитов) в составе дербин-ской свиты, отобранных из разреза саянской серии по рекам Уда, Кара-Бурень, а также биотит-амфиболового с калишпатом гней
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.