ПЕТРОЛОГИЯ, 2012, том 20, № 1, с. 95-101
УДК 552.4+553.54(470.21)
ВОЗРАСТ ПОРОД ИРКУТНОГО БЛОКА ПРИСАЯНСКОГО ВЫСТУПА ФУНДАМЕНТА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ: ДАТИРОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД
© 2012 г. |О. А. Левченков*, В. И. Левицкий**, Н. Г. Ризванова*, В. П. Ковач*,
Н. А. Сергеева*, Л. К. Левский*
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 190034, Россия; e-mail: n.g.rizvanova@ippg.ru **Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН ул. Фаворского, 1а, Иркутск-33, 664033, Россия; e-mail: vlevit@igc.irk.ru Поступила в редакцию 23.06.2010 г. Получена после доработки 16.06.2011 г.
Приведены новые данные геохронологических исследований минералов метаморфических пород — глиноземистых плагиогнейсов с силлиманитом (кинцигитов) и калиевых теневых мигматитов (И-РЬ, РЬ-Ь$, методами), направленные на установление последовательности проявления ме-
таморфизма в Иркутном блоке Присаянского краевого выступа фундамента Сибирской платформы. На основании представленных геохронологических исследований можно выделить два главных рубежа проявления регионального метаморфизма в условиях гранулитовой и амфиболитовой фаций: 2480—2560 и 1860—1900 млн. лет. Новые возрастные данные в целом совпадают с ранее опубликованными оценками по циркону неоархейского и палеопротерозойского возрастов метаморфизма гранулитовой фации Иркутного блока. Это дает все основания рассматривать геохронологические исследования граната и монацита как весьма перспективный подход к выделению возрастных рубежей проявления метаморфических преобразований в областях полициклического развития.
ВВЕДЕНИЕ
Иркутный блок Присаянского краевого выступа фундамента Сибирской платформы сложен породами шарыжалгайского комплекса и является классическим примером проявления полициклических эндогенных процессов (Грабкин, Мельников, 1980; рис. 1). На сегодняшний день для пород комплекса проведены многочисленные изотопно-геохронологические исследования (Бибикова и др., 1981, 1990; Aftalion et al., 1991; Левицкий и др., 2004; Poller et al., 2004; Сальникова и др., 2007; Туркина и др., 2009). Однако их недостаточно, особенно для метаморфических пород, и именно поэтому до сих пор не существует общепризнанного мнения о последовательности формирования и закономерностях становления континентальной коры региона. По имеющимся данным намечены и установлены следующие возрастные рубежи главных событий, проявленных в шарыжалгайском комплексе в пределах восточной части Иркутного блока: мезоархейский — 2.8—3.2 млрд. лет(?) — накопление вулканогенно-осадочных толщ; неоархейский — 2650—2560 млн. лет и палеопротерозойский — 1870—1855 млн. лет — проявления метаморфизма гранулитовой и ам-фиболитовой фаций. Все геохронологические исследования предыдущего периода были выполнены в основном для магматических образований
(гранитов, пегматитов, пегматоидных неравно-мернозернистых гранитов — ортотектитов, чар-ноэндербитов, сиенитов, габбро) И-РЬ методом по цирконам и не были направлены на выявление всей последовательности эндогенных событий, включая, прежде всего, процессы метаморфизма. Это послужило основанием для геохронологических исследований в регионе, впервые ориентированных на прямое датирование метаморфических процессов.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для решения поставленных задач были использованы образцы распространенных метаморфических пород, типичных для шарыжалгайского комплекса, — силлиманит-гиперстен-гра-нат-кордиеритовых плагиогнейсов (кинцигитов) и калиевых биотит-гранатовых теневых мигматитов (АйаИоп е! а1., 1991), отобранных на Круго-байкальской железной дороге на отрезке 131.2— 131.4 км (рис. 1, врезка).
Силлиманит-гиперстен-гранат-кордиеритовый плагиогнейс (проба Ш-15) обладает венцовой (коронитовой, келифилитовой) или порфирогра-набластовой структурой. Характерно присутствие порфиробластовых выделений граната размером
Рис. 1. Геологическая схема строения юго-западной части Сибирской платформы.
1 — осадочный чехол платформы; 2 — Урикско-Ийский грабен, 3 — Онотский зеленокаменный пояс; 4 — Шарыжал-гайский краевой выступ фундамента Сибирской платформы; 5 — Саяно-Байкальский складчатый пояс; 6 — краевой шов Сибирской платформы, 7 — прочие разломы (Мельников, Грабкин, 1980).
На врезке — фрагмент разреза 131—132 км по Кругобайкальской железной дороге (Мельников, Грабкин, 1980): 1 — дву-пироксеновые (± биотит, амфибол) плагиосланцы; 2 — биотит-гранатовые гнейсы, мигматизированные гнейсы и теневые мигматиты (проба Ш-8); 3 — силлиманит-гиперстен-гранат-кордиеритовые плагиогнейсы (проба Ш-15); 4 — биотитовые (± амфибол) мигматиты и граниты; 5 — биотитовые граниты. Треугольниками обозначены места отбора проб для исследований.
до 1 см, вокруг которого наблюдаются каемки кордиерита или в коронарных структурах сим-плектитовые срастания гиперстена, кордиерита (± силлиманита) в мелкозернистой массе кварца, плагиоклаза. Среди гнейсов встречены разности от массивных однородных по цвету без следов ка-таклаза (проба Ш-15-1) до гнейсовидных, варьирующих по зернистости и цвету и подвергшихся рассланцеванию (катаклазу) в зонах разлома (проба Ш-15-П). Биотит замещает в виде каемок, реже прожилков, гранат, кордиерит и гиперстен. Самые поздние изменения представлены карбонатом, хлоритом и тонкозернистыми агрегатами мусковита, развитыми по плагиоклазу. Плагиогнейсы содержат (%): кварц (35—65), плагиоклаз (5—20), гранат (15—30), биотит (3—8), кордиерит (5—10), гиперстен (1—5), силлиманит (1—4), ортоклаз (0.5—1), мусковит (1—2) и акцессорные минералы — циркон, монацит, ильменит, сфен. По структурно-текстурным особенностям и минеральному составу плагиогнейсы могут быть отнесены к кинцигитам, которые присущи высоко-
глиноземистым докембрийским формациям мира.
Плагиогнейсы относятся к глиноземистым сериям, характеризующимся относительно кларков кислых пород (Виноградов, 1962) повышенными содержаниями 8Ю2, А1203, железа, М§0, Zr, Ва, Сг, V, N1; умеренными — щелочей и пониженными - МпО, Р205, Та, РЬ, и, ТИ (табл. 1). Массивные, однородные по цвету, неизмененные постметаморфическими преобразованиями разности плагиогнейсов характеризуются меньшими концентрациями 8Ю2, Си, LREE и большими А1203, железа, М§0, СаО, щелочей, Ва, Zr по сравнению с более измененными при катаклазе гнейсовид-ными плагиогнейсами. По известным петрогео-химическим диаграммам они реконструируются как сиаллиты (Юдович, Кетрис, 2000) или как глиноземистые граувакки, карбонатистые и железистые алевролиты (Неелов, 1980). Ранее по минеральному и химическому составу плагиогнейсы (кинцигиты) воспроизводились (Петрова, Левицкий, 1984) как продукты химического выветривания и хемогенного осадкообразования с вулкано-
генным материалом, изохимически метаморфизо-ванные в условиях гранулитовой фации.
Калиевые биотит-гранатовые теневые мигматиты (проба Ш-8) слагают разнообразные по морфологии тела в биотит-гранатовых плагио-гнейсах — серых мелкозернистых породах, мощность пластов которых меняется от 10 до 50 м. Калиевые мигматиты хорошо прослеживаются на этом фоне. Они образуют тела гнездовой неправильной и линзовидной удлиненной формы, сложенные мезократовыми и лейкократовыми породами, а также маломощные прожилки (15—30 см) и жилы (мощность до 1.5 м), представленные массивными и полосчатыми лейкократовыми разностями. Изученные калиевые теневые мигматиты имеют лепидогетерогранобластовую структуру и массивную и слабо полосчатую текстуру, обусловленную распределением граната и биотита. Они состоят (%) из граната (5—7), кварца (27—30), раннего реликтового плагиоклаза-1 (10—12; 56—58 Ап), ортоклаза (15—20) и таблитчатого биотита-1 (2—3). К более поздним минералам относятся микроклин (5—7) с четкой микроклиновой решеткой и высокой рентгеновской упорядоченностью, антипертитовый плагиоклаз II (10—15; 38— 40 Ап), биотит II (6—11), кварц-калишпатовые мирмекитовые срастания (1—2) и вторичный мусковит (6—8). Акцессорные минералы представлены цирконом, монацитом, ильменитом и сфеном.
Породы характеризуются преобладанием К20 над №20, умеренными содержаниями вЮ2, 1Ю2, А1203, Fe2O3, М§0, СаО, Сг, V, N1, Со, вс, Се, Ш и повышенными концентрациями Rb, Ва, Zr, Та, №, РЬ, Yb, Y (табл. 1). По геологическому положению, минералого-петрографическим и геохимическим характеристикам они соответствуют калиевым теневым мигматитам, сформированным в условиях амфиболитовой фации в процессах ультраметаморфических преобразований умеренно-глиноземистых гранат-биотитовых гнейсов гранулитовой фации (Петрова, Левицкий, 1984).
Был определен изотопный возраст граната РЬ-Ьв ^ге1, КатЬег, 1995; Левченков и др., 2009) и вт-№ (вал-гранат) методами и монацита (ГО Т!Мв) из плагиогнейсов (пробы Ш-15Л, Ш-15-П) и возраст граната вт^ё методом из калиевых теневых мигматитов (проба Ш-8) шарыжалгайской серии. В этих породах проявлены структурно-метаморфические преобразования, соответственно, отвечающие второму эпизоду метаморфизма гранули-товой фации и третьему эпизоду метаморфизма амфиболитовой фации (Туркина и др., 2009).
РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Монацит из немилонитизированного плагио-гнейса (проба Ш-15-!) имеет конкордантный
Таблица 1. Химический (мас. %) и редкоэлементный (г/т) состав глиноземистых гнейсов и калиевого теневого мигматита
Компоненты Ш-15-1 Ш-15-П Ш-8
в102 60.61 63.21 65.63
Т1О2 0.89 0.79 0.84
А1203 16.59 15.70 14.99
?е203 10.92 9.73 9.12
МпО 0.08 0.08 0.11
МБО 3.97 3.43 2.71
СаО 2.17 2.06 2.20
Р2О5 0.05 0.05 0.05
К2О 2.13 1.80 3.03
Na20 2.90 2.78 1.87
в03 0.09 0.14 0.01
Сумма 100.4 99.77 99.56
Rb 34 28 145
Ва 877 696 629
вг 270 261 155
У 30 22 49
Zr 175 151 304
Ш 4 3 7
Та 2 2 10
Nb 8 8 11
Zn 101 96 103
РЬ 15 15 17
Си 76 102 50
Сг 235 231 123
V 164 155 110
N1 102 110 64
Со 40 34 34
вс 18 4 23
и 2 2 8
ТЬ 6 6 28
Ьа 41 46 81
Се 49 63 121
Рг 3 6 8
Nd 9 33 38
вт 4 4 7
Примечание. Ш-15-! и Ш-15-П - силлиманит-гиперстен-гранат-кордиеритовые плагиогнейсы (кинцигиты); Ш-8 — калиевый гранат-биотитовый теневой мигматит. * Железо, выраженное в виде Бе203.
98
ЛЕВЧЕНКОВ и др.
ЛА
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.