ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 433, № 6, с. 780-784
ГЕОЛОГИЯ
УДК 552.3 (263)
РОЛЬ РАЗРЫВНЫХ НАРУШЕНИИ В ФОРМИРОВАНИИ ГАББРОИДОВ ТРЕТЬЕГО СЛОЯ ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ © 2010 г. А. Е. Ескин
Представлено академиком Ю.М. Пущаровским 23.12.2009 г. Поступило 11.01.2010 г.
На участках срединно-океанических хребтов (СОХ), приближенных к зонам трансформных разломов и нетрансформных смещений, структура океанической коры сильно осложнена множеством разрывных нарушений [4, 6 и др.].
Детальные структурно-вещественные исследования габброидов в районе нетрансформного смещения Сьерра-Леоне, расположенного в гребневой зоне Срединно-Атлантического хребта между 5° и 7°10' с.ш. (полигон Сьерра-Леоне), и их сопоставление с габброидами из других районов СОХ позволяют восстановить некоторые условия образования и метаморфического преобразования данных пород в зоне СОХ, а также оценить роль разрывных нарушений в формировании 3-го слоя океанической коры.
На полигоне Сьерра-Леоне габброиды распространены в зонах трансформного разлома Богданова (7° 10' с.ш.) и нетрансформного смещения Сьерра-Леоне, а также на поднятиях рифтовых гор, в рифтовых впадинах и вдоль бортов рифто-вой долины (рис. 1). Большинство габброидов в той или иной степени подвержены разнообразным структурным и минеральным преобразованиям, возникшим во время деформаций и гидротермальных изменений [1].
Определенные типы деформационных структур (деформационные парагенезисы) в габброидах указывают — за счет какого деформационного механизма они были сформированы. Это позволяет выявить температурный диапазон, относительные стрессовые напряжения и скорость деформации. Присутствие в породах синдеформационных амфиболов позволяет установить относительное количество водного флюида, присутствующего во время деформаций, а состав амфиболов позволяет уточнить температурный диапазон, в котором эти деформации происходили.
В габброидах полигона Сьерра-Леоне можно выделить 7 метаморфических структурно-вещественных парагенезисов:
Геологический институт Российской Академии наук, Москва
1. Крупные (от 0.15 до 1 мм) необласты породообразующих минералов габброидов и структуры субсолидус-ных деформаций в ассоциации с амфиболами магматического происхождения. Данные структуры формировались в температурных условиях, соответствующих температурам гранулитовой фации метаморфизма, при невысоких стрессовых напряжениях, в присутствии небольшого количества водного магматического флюида.
2. Крупные (от 0.15 до 1 мм) необласты породообразующих минералов габброидов в ассоциации с синдефор-мационными высокотемпературными метаморфическими амфиболам и. Деформационные структуры данных габброидов формировались при температурах, соответствующих условиям верхних частей амфи-болитовой фации метаморфизма. Деформации происходили в присутствии водного метаморфического флюида при невысоких стрессовых напряжениях.
3. Структуры милонитов в ассоциации с магматическими амфиболам и формировались при температурах, близких к температурам гранулитовой фации метаморфизма, при умеренном стрессе, но достаточно высокой скорости и/или продолжительной по времени деформации. В деформации принимал участие водный флюид магматического происхождения.
4. Мелкие (от 0.05 до 0.25 мм) необласты плагиоклаза и оливина в ассоциации со среднетемпературными метаморфическими амфиболами были деформированы в температурных условиях, близких к амфиболитовой фации метаморфизма. Деформации происходили в условиях простого сдвига при более высокой (по сравнению с выше рассмотренными габброидами) скорости деформации и синкинематической циркуляции водных метаморфических флюидов.
5. Структуры хрупко-пл астиче-ских деформаций возникали в габброидах при температурах, близких к температурам зелено-
с.ш.
7.0° -
6.5° -
6.0°
5.5°
5.0°
5° з.д.
Рис. 1. Расположение станций драгирования в районе исследований, на которых подняты габброиды. При составлении карты использованы данные [1]. 1, 2 — станции драгирования без габброидов (1), с габброидами (2).
сланцевой фации метаморфизма, при наиболее высоком стрессе и в присутствии наибольшего количества водного метаморфического флюида.
6. Структуры хрупких деформаций и катаклазиты могли возникать в очень широком температурном диапазоне, но по сравнению с пластическими деформациями они характеризуют наиболее низкую температуру и наиболее высокий стресс. Трещины в габброидах возникали одновременно с проникновением в них гидротермального флюида и формированием вторичных гидротермальных минералов.
7. Метасоматически замещенные породообразующие минералы без признаков деформаций. Гидротермальные преобразования габброидов происходили как одновременно с деформационными процессами, так и независимо от них. Основу гидротермального флюида при метасоматическом замещении минералов в габброидах, видимо, составляла метаморфизованная морская вода [2].
Таким образом, каждый из 7 выделенных в габброидах структурно-вещественных парагенезисов
характеризует определенные температуры, относительное стрессовое напряжение (давление) и скорость деформации, а также разное количество метаморфического водного флюида, участвующего в формировании парагенезиса (табл. 1). Взаимоотношения рассмотренных структурно-вещественных парагенезисов из исследованных габ-броидов указывают на то, что породы 3-го слоя из участков рифтовой долины полигона Сьерра-Леоне были подвержены полистадийным деформационным и гидротермальным изменениям, начавшимся еще с субсолидусной стадии кристаллизации. Структурно-вещественные преобразования габброидов происходили в условиях понижения температуры, увеличения стресса, скорости деформации и влияния гидротермального водного флюида. Данные изменения подтверждают представление об этих процессах как о метаморфических преобразованиях в остывающих телах и могли быть связаны с выведением пород в верхние горизонты океанической коры.
На наибольших глубинах, в условиях высоких температур, породы обладают высокой пластичностью. Деформации здесь происходят при пла-
Таблица 1. Условия формирования метаморфических структурно-вещественных парагенезисов в габброидах полигона Сьерра-Леоне
Структурно-вещественный парагенезис Температуры, соответствующие фации метаморфизма Стрессовое напряжение (давление) Скорость деформации Влияние метаморфического флюида
Крупные необласты, суб-солидусные деформации Гранулитовая, ~700-900°С Низкое Низкая Нет
Крупные необласты, метаморфические амфиболы Верхние части амфиболи-товой, ~500-700°С Низкое Низкая В небольшом количестве
Милониты Гранулитовая, ~750-950°С Низкое-среднее Высокая Нет или в небольшом количестве
Мелкие необласты Амфиболитовая, ~450-550°С Среднее Средняя В большом количестве
Структуры слабо деформированных габброидов Зеленосланцевая, ~250-400°С Высокое Средняя-высокая В большом количестве
Метасоматиты Зеленосланцевая, цеолит-смектитовая, до 350°С Низкое или отсутствует Отсутствует В очень большом количестве
Структуры хрупких деформаций До 350°С Высокое Высокая Различное, главным образом в большом количестве
стическом течении большого объема пород. На более высоких горизонтах из-за низких температур породы обладают высокой упругостью, и течения большого объема пород не происходит. Возникающие напряжения здесь снимаются деформациями, локализующимися в узких плоскостных разрывных зонах (трещинах, локальных срывах и т.д.). Это осуществляется главным образом за счет сдвиговых движений вдоль множества отдельных трещин, а не объемного течения пород, как на больших глубинах.
Таким образом, различия в релаксации стрессовых напряжений на разных глубинах влияли на ширину деформационных зон. Эти различия
определялись реологическими свойствами пород и главным образом температурами, в меньшей степени зависели от общего стресса (за исключением условий, когда формируются милониты). С увеличением глубины деформационные зоны становились более широкими, менее локализованными и могли переходить в зоны однородного пластического течения (рис. 2).
Глубинные породы были выведены к поверхности океанского дна СОХ главным образом в результате тектонических движений вдоль зон разрывных нарушений, разделявших более жесткие тектонические блоки, сложенные недеформиро-ванными или слабо деформированными порода-
Хрупкие деформации
Хрупко-пластические деформации
Пластические низкотемпературные деформации
Пластические
высокотемпературные
деформации
Рис. 2. Изменение ширины деформационных зон с глубиной в зависимости от характера деформаций.
ми. Данные нарушения представляли собой тектонически активные зоны, об относительной глубине деформаций в которых можно судить по характеру рассмотренных выше деформационных структур в габброидах.
Во многих габброидах наблюдается тенденция к увеличению количества оксидного рудного минерала в наиболее деформированных разностях. Рудные минералы пространственно связаны с интенсивно деформированными габброидами, приуроченными к зонам разрывных нарушений. Рудные габброиды в значительной степени подвержены высокотемпературным (часто субсолидусным) пластическим деформациям, происходившим при температурах, соответствующих температурам амфи-болитовой и гранулитовой фаций метаморфизма. Эти закономерности характерны как для рудных габброидов полигона Сьерра-Леоне, так и для рудных габброидов из других разломных зон [3, 4, 6 и др.].
Рудные габброиды образуют преимущественно секущие тела мощностью от первых сантиметров до нескольких метров [5, 6 и др.]. Присутствие в них большого количества высокотемпературных синдеформационных амфиболов (роговой обманки) указывает на то, что их формирование сопровождалось рекристаллизацией при участии водного флюида. Во многих районах наблюдается пространственная связь рудных минералов с высокотемпературными амфиболами, при этом в наиболее деформированных габброидах количество этих минералов увеличивается [2—4, 6 и др.]. Рудные габброиды формировались из дифференцированных магматических расплавов. Расплавы проникали в тектонически ослабленные зоны (зоны разрывных нарушений) и мигрировали вдоль них (рис. 3). В процессе миграци
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.