ГЕОХИМИЯ, 2011, № 12, с. 1253-1270
ВОЗМОЖНОСТЬ ДИАГНОСТИКИ ЗАДУГОВЫХ ПАЛЕОБАССЕЙНОВ ПО ВЫСОКОГРАДНЫМ ОРТОМЕТАМОРФИТАМ (НА ПРИМЕРЕ
ОСНОВНЫХ КРИСТАЛЛОСЛАНЦЕВ СЛЮДЯНСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА, ЮЖНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ) © 2011 г. С. И. Школьник, Л. З. Резницкий, И. Г. Бараш
Институт земной коры Сибирского отделения РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128 e-mail: sink@crust.irk.ru Поступила в редакцию 17.03.2010 г.
Слюдянский кристаллический комплекс является частью Хамардабанского композитного метаморфического террейна, входящего в Центрально-Азиатский складчатый пояс. Приведена полная геохимическая характеристика основных кристаллосланцев слюдянской серии (субтеррейна), ме-таморфизованных в условиях высокотемпературной субфации гранулитовой фации. Протолит кри-сталлосланцев реконструируется как толеитовые базальты. По геохимическим особенностям они занимают промежуточное положение между базальтами срединно-океанических хребтов и базальтами островных дуг. Геохимические параметры кристаллосланцев в наибольшей мере соответствуют базальтам задуговых бассейнов. Типы метаморфических пород слюдянской серии и их сочетание в разрезах также в наибольшей степени отвечают условиям накопления в задуговых бассейнах. Сделан вывод, что метавулканиты высоких степеней метаморфизма сохраняют основную геохимическую специфику протолитов, что позволяет на их основе реконструировать палеогеодинамические обстановки накопления, включая обстановки задуговых бассейнов.
Ключевые слова: задуговые бассейны, метабазальты, кристаллические сланцы, метаморфизм, палео-реконструкции.
Уже в 80-х гг. прошлого века в составе складчатых поясов начали выделяться геологические комплексы, протолиты которых сформировались в древних, до нижнепалеозойского возраста включительно, задуговых бассейнах [1]. К настоящему времени такие комплексы установлены и в докембрии [2—4 и др.]. Диагностика задуговых палеобассейнов в существенной степени основывается на геохимических параметрах вулканогенных пород, т.е на идентичности или близости по геохимическим особенностям палеовулканитов их аналогам в современных заду-говых бассейнах. В большинстве случаев для сопоставлений используются неметаморфизованные или слабометаморфизованные породы. Принципиальная возможность палеогеодинамических реконструкций для метаморфических комплексов исходит из постулата изохимичности регионального метаморфизма, что признается не всеми исследователями. Кроме того, для метавулканитов не применимы многие методы распознавания и отбраковки пород, измененных еще в океаническую стадию под воздействием морской воды. Тем не менее, известны примеры успешных реконструкций по метавулка-нитам высоких степеней метаморфизма. Один из таких примеров — геохимические исследования
ольхонского метаморфического комплекса (Западное Прибайкалье), в результате которых выделена палеосистема "островная дуга — задуговой бассейн" [5]. Северо-восточный сегмент Центрально-Азиатского складчатого пояса, где расположен ольхон-ский комплекс, включает ряд различных по геодинамической природе террейнов. При их анализе (в отличие от ольхонского комплекса) формации окраинных (задуговых) морей как самостоятельные объекты не выделялись, а либо относились к пассивным окраинам континентов, либо неявно подразумевались в составе островодужных террейнов. Только в последнее время в этой части пояса оса-дочно-метаморфические толщи некоторых террей-нов начали относить к комплексам задуговых бассейнов [6—8]. В недавних работах Ю.А. Зорина с соавторами [9, 10] утверждается, что вообще большая часть стратифицированных рифей-нижнепалео-зойских толщ в южном складчатом обрамлении Сибирской платформы сформировалась в бывших окраинных морях — задуговых бассейнах. Суждения о геодинамической природе для метаморфических террейнов, в которых первичная природа и взаимоотношения пород завуалированы и искажены тек-тоно-метаморфическими, обычно неоднократны-
Рис. 1. Геологическая позиция Хамардабанского террейна.
Аббревиатуры в кружках — террейны: Хд — Хамардабанский, Тн — Тункинский, Дж — Джидинский, Ол — Ольхонский, Ик — Икатский, Ер — Еравнинский; ТМ — Тувино-Монгольский массив, СП — Сибирская платформа. Залитый прямоугольник — контуры рис. 2.
I_I_I
ми, перестройками, как правило, проблематичны. Особенно затруднительны реконструкции для тер-рейнов с покровно-складчатым строением, где в отдельных пластинах-чешуях сохранились только фрагменты первичных структур. В таких ситуациях метавулканиты становятся основным источником информации, в связи с чем важное значение приобретает вопрос сохранности индикаторных геохимических особенностей в магматитах, испытавших глубокий метаморфизм. К объектам, на которых возможно рассмотрение указанного вопроса, относится, в частности, Хамардабанский террейн — один из метаморфических террейнов Южного складчатого обрамления Сибирской платформы, в качестве составной части включающий слюдян-ский кристаллический комплекс.
Хамардабанский террейн по [11] занимает значительную площадь в Байкал-Хубсугульском регионе; граничит с Тункинским и Джидинским террей-нами, Тувино-Монгольским массивом и краевым выступом фундамента Сибирской платформы (рис. 1). Особенностью террейна является метаморфическая зональность широкого фациального диапазона — от добиотитовой ступени фации зеленых сланцев до наиболее высокотемпературной гипер-стен-кордиерит-ортоклазовой субфации гранули-товой фации. В палеогеодинамических схемах разных авторов Хамардабанский террейн рассматривался как палеомикроконтинент, "впаянный" в складчатый пояс, или (по происхождению прото-литов) относился к пассивной окраине, либо к заду-говому бассейну [7, 12, 13]. Развивались, также, представления о террейне как о композитном, состоящем из субтеррейнов (Слюдянского и Ханга-
рульского) разной геодинамической природы. Оценки базировались на строении разрезов, породных ассоциациях, уровне метаморфизма, при ограниченности геохимических данных по метавулка-нитам. Слоистые метаморфические толщи Хамар-дабанского террейна подразделяются на три серии (снизу вверх): слюдянскую, хангарульскую и хамар-дабанскую, две из которых практически амагматич-ны, и только слюдянская включает значительные объемы кристаллосланцев основного состава, которые по петрохимическим критериям реконструируются как ортопороды [14, 15]. Область развития слюдянской серии ограничена преимущественно одноименным кристаллическим комплексом. Последний, кстати, является наиболее детально исследованной частью Хамардабанского террейна, т.е представляет хорошую геологическую основу для анализа.
СЛЮДЯНСКИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ КРИСТАЛЛОСЛАНЦЕВ
В слюдянский кристаллический комплекс выделяется наиболее глубоко метаморфизованная область Хамардабанского террейна — зоны гранулито-вой и прилегающей максимальной по температуре субфации амфиболитовой фации. Выделение комплекса как особой единицы основано также на специфичном характере магматизма и особенностях минерагении [14]. Благодаря высокому метаморфизму ("кристалличности") пород комплекс традиционно считался докембрийским — архейским или палеопротерозойским. В 90-х гг. прошлого века
Рис. 2. Схематизированная геологическая карта слюдянского кристаллического комплекса (по [14]).
1 — кайнозойские отложения и кайнозойские базальты; 2,3 — хангарульская серия: 2 — безымянская свита, 3 — харагольская свита; 4, 5 — слюдянская серия: 4 — перевальная свита, 5 — култукская свита; 6 — горизонты амфибол-пироксеновых кри-сталлосланцев; 7 — граниты, граносиениты; 8 — разломы.
установлен нижнепалеозойский возраст гранулито-вого метаморфизма [16], а время накопления про-толитов определяется как рифей или, возможно, кембрий [17].
Из трех метаморфических серий Хамардабан-ского террейна слюдянский комплекс охватывает слюдянскую и хангарульскую, границы которых дискордантны (рис. 2). Хангарульская серия широко развита и в зонах низкого метаморфизма, тогда как аналоги слюдянской серии вне Южного Прибайкалья установлены только на небольших участках горного обрамления Тункинской впадины. Большую часть объема хангарульской серии составляют метатерригенные породы (безымянская свита), но в основании залегают известково-сили-катные породы харагольской свиты, реконструируемые как известковистые туффиты. Слюдянская серия (култукская и перевальная свиты) более разнообразна по составу. Слагающие ее метаморфиты представлены четырьмя главными группами: карбонатные породы (мраморы и кальцифиры), занимающие 61% объема серии, метатерригенные породы: (группа биотитовых гнейсов) — 15%, кристалло-сланцы основного состава — 16%, группа кварц-диопсидовых пород — 8%. В нормальных разрезах породы указанных групп чередуются, многократно повторяясь, что придает стратификационной текстуре серии элементы ритмично-цикличного строе-
ния, в котором карбонатные породы рассматриваются как наиболее глубоководные, завершающие трансгрессивные циклы или периоды максимального погружения дна бассейна. Среди карбонатных пород резко преобладают белые мраморы и кальцифиры, с очень низкими содержаниями глинозема, железа и оксидов щелочей. Главные минералы, помимо карбонатов, диопсид, форстерит, тремолит, иногда волластонит, совершенно не содержащие железа. Резко подчиненная подгруппа — так называемые "розовые" мраморы и кальцифиры, химический состав которых отличается заметным присутствием глинозема, оксидов железа, марганца, щелочных металлов. В этой подгруппе породы только кальцитовые, всегда содержат клинопирок-сен варьирующий по составу от железистого диоп-сида до салита, и основной скаполит, часто полевые шпаты, флогопит. Считается, что протолит розовых мраморов и кальцифиров содержал примесь пиро-кластики.
Метатерригенные породы представлены серией разновидностей биотитовых гнейсов с гранатом, гиперстеном, кордиеритом, шпинелью, графитом, вторичным силлиманитом в разных сочетаниях. Геохимия гнейсов детально изучена [18, 19]. На пет-рогенетических диаграммах фигуративные точки составов гнейсов размещаются преимущественно в полях граувакк, т.е. осадков, не испытавших значи-
Ри
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.