Александров И.А. Метаморфические породы амфиболитовой фации Джугджуро-Становой складчатой области (условия образования и состав протолитов)

Подождите немного. Документ загружается.

5.6 Степень окисленности внешнего флюида

и минеральных ассоциаций

Как описывалось выше (раздел 3.7), в метаморфических породах ДССО

присутствуют как субгомогенные ильмениты, так и структуры распада гема-

тит-ильменитового твердого раствора. При этом они иногда встречаются

в породах в достаточно близко расположенных обнажениях (Козырева и др.,

1985). Эти факты однозначно указывают на широкие вариации окисленности

минеральных ассоциаций, lgf

которых изменялся в пределах от –15 до –20

при температурах амфиболитовой фации метаморфизма. Моделирование ми-

неральных ассоциаций при помощи ПК «Селектор-С» в целом подтверждают

эти оценки. Данные моделирования, кроме того, показывают что уровень

окисленности эпидотсодержащих ассоциаций (lg f

) находится в пределах от

–14 до –17 лог. ед. Переслаивание пород, содержащих гемоильменит и иль-

менит, а также пород без эпидота и с эпидотом указывает на инертное пове-

дение кислорода, потенциал которого задается внутренними буферными

реакциями, но не составом внешнего флюида. С другой стороны, данные хро-

матографии и электрохимии, вероятно, характеризуют «внешний» флюид,

уровень окисленности которого, как было показано выше, соответствует усло-

вию насыщенности углеродом водного флюида (см. табл. 5.2).

158 Особенности флюидного режима

500

600

700

800

Sill

And

Mu +Q

Kfs+AlSiO

2 5

TC

P ,

кбар

ВД

ЦД

Рис. 5.3. Экспериментальные и рас-

четные кривые распада мусковита

с кварцем при различном соотно-

шении P

и P

по С.П. Кориков-

скому (1979).

Цифры в кружках – моновариант-

ные линии разложения мусковита с

кварцем: 1 – по экспериментальным

данным при Р

= P

; 2-4 – при фик-

сированных значениях P

(2 –

= 6 кбар; 3 – P

= 4 кбар; 4 –

= 2 кбар); 5 – по модели с экстре-

мумом P

(Перчук, 1973); 6 – при

= 0.7 Р

Прямоугольниками показаны Р-Т

условия для Восточного (удско-май-

ская серия) и Центрального (иликан-

ская серия) доменов.

5.7 Флюидная модель метаморфизма

Анализ хроматографических, электрохимических данных с привлечением

результатов моделирования минеральных парагенезисов и оценки устойчи-

вости мусковитсодержащих ассоциаций дал возможность разработать непро-

тиворечивую модель метаморфогенного флюида ДССО для пород,

метаморфизованных в амфиболитовой фации. «Внешний» флюид в соответ-

ствии со всеми полученными данными представляется существенно водным

по составу, парциальное давление воды в котором описывается условием

= 0.7 P

, а отношение Р

СО

находится в интервале 0.01–0.3. Степень

восстановленности «внешнего» флюида соответствует редокс-состоянию си-

стемы Н

О – С при условии насыщения ее углеродом. Вместе с тем, «внут-

ренний» флюид может широко варьировать как по отношению Р

СО

, так

и по окислительно-восстановительному потенциалу. Такая модель флюида

подчеркивает своеобразие метаморфизма ДССО и она резко отличается от

моделей флюидного режима, разработанных на примере гранулитовых ком-

плексов Сибирского кратона (Маракушев, 1973; Перчук, 1973). Так, Л.Л. Пер-

чук (1973) намечал экстремальную зависимость P

от P

, по которой P

достигает максимума в зонах средних по глубинности, и закономерно убывает

в менее или более глубинных сечениях земной коры. Эта экстремальная за-

висимость показана на рис. 5.3 пунктирной линией под номером 5, и, вполне

очевидно, что она не характерна для метаморфизма ДССО. Не исключено,

что в особенностях флюидного режима ДССО проявляется специфика кол-

лизионного метаморфизма, когда роль мантийных плюмов сводится к мини-

муму. Другими словами, высокое давление воды во «внешнем» флюиде

определяется, главным образом, не поступлением мантийных флюидов, ко-

торые должны были бы нести значительно больше углекислоты, метана и мо-

ноокиси углерода, а создается собственными запасами воды в породах,

подвергающихся метаморфизму, и возможным подтоком существенно водо-

родных флюидов, окисляющихся до воды в процессе метаморфизма.

159Флюидная модель метаморфизма

Заключение

Джугджуро-Становая складчатая область представляет собой сложную

мозаичную структуру. Метаморфические породы амфиболитовой фации,

занимающие значительную часть ДССО, первично являлись вулканическими

и осадочными породами, накопленными, по разным оценкам, в период от 2.8

до 1.9 млрд. лет (Nutman et al., 1992; Ларин и др., 2004; Ларин и др., 2006).

Изучение геохимии метавулканитов показало, что в формировании этих пород

принимали участие различные магматические источники. Несмотря на неко-

торую неоднозначность интерпретации условий образования протолитов, ха-

рактер распределения микроэлементов позволяет сделать вывод, что в период

«станового» вулканизма на охваченной им территории существовали геоди-

намические обстановки, подобные как современным конвергентным и дивер-

гентным границам плит, так и внутриплитным условиям. Большое

разнообразие материнских магм и геодинамических обстановок формирова-

ния протолитов изученных метабазитов указывает на то, что ДССО является

докембрийским аккреционным орогенным поясом, состоящим из террейнов

различного происхождения. На ранних периодах своего развития некоторые

из этих террейнов могли иметь самостоятельную историю и отстоять друг

от друга на значительные расстояния.

Проведенное исследование выявило интересную специфику условий ме-

таморфизма метаморфических пород амфиболитовой фации ДССО в отно-

шении величины литостатического давления и особенностей флюидного

режима. Так, установлено, что метаморфизм данных пород совершался при

значительных вариациях давления – от 7 до 13 кбар, но в условиях близких

температур – 620–730 °C, причем метаморфогенный флюид был существенно

водным по своему составу. Это свидетельствует о значительных и резких от-

личиях «амфиболитового метаморфизма» ДССО от условий метаморфизма

гранулитов Алдано-Станового щита. Следует особо подчеркнуть, что наибо-

лее высокобарные породы амфиболитовой фации ДССО не уступают и даже

превосходят по глубинности эти гранулиты. Различие геотермического гра-

диента и флюидного режима амфиболитового и гранулитового метаморфизма

доказывает, что либо рассматриваемые акты метаморфизма были не син-

хронны по времени, либо протопороды были существенно отдалены по ла-

терали и не составляли единый стратиграфический разрез.

Установленные особенности метаморфизма пород амфиболитовой фации

ДССО позволяют предположить, что метаморфизм их был вызван гигантской

коллизией, в результате которой произошла аккреция микроконтинентов,

слагающих нынешнюю Джугджуро-Становую складчатую область, и Алдан-

ского щита на рубеже 1.9 млрд. лет. Повышенные давления метаморфизма

амфиболитовой фации свидетельствуют в пользу поддвигания изученных

пород под гранулиты Алданского щита. С этой точки зрения фрагменты гра-

нулитовых пород внутри Джугджуро-Становой складчатой области являются

не ее фундаментом, а наоборот – реликтами бывшей архейской кровли, нахо-

дившейся над погружающимися блоками протопород ДССО. Сами гранулиты

при этом, видимо, подверглись регрессивным преобразованиям в условиях

низких степеней метаморфизма.

Для разработки достоверной модели тектонических процессов, обусло-

вивших глобальные преобразования Алдано-Станового щита в протерозое, и

уточнения более ранней его истории необходимы дополнительные детальные

геотермобарометрические, геохимические и геохронологические исследова-

ния всей территории Джугджуро-Становой складчатой области, являющейся,

по нашему мнению, ключевой структурой в составе щита. Особое внимание

следует уделить датированию метаморфизма амфиболитовой фации, докем-

брийский возраст которого в настоящее время подвергнут сомнению.

162 Заключение

СпиСок литературы

1. Авченко О.В. Минеральные равновесия в метаморфических породах

и проблемы геобаротермометрии. М.: Наука, 1990. 182 с.

2. Авченко О.В. О буферировании потенциала CO

минеральными ассо-

циациями // ДАН. 2009. №1. С. 80-83.

3. Авченко О.В. Проблемы интерпретации оценок давления и темпера-

туры, основанных на минералогических геотермобарометрах // Изв. АН

СССР. сер. геол., 1986. №10. С. 19-28.

4. Авченко О.В., Александров И.А., Худоложкин В.О. Степень восстанов-

ленности, генезис и объемы метаморфогенного флюида // Иркутск. Геология,

геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков. Материалы Всероссийской

научной конференции, посвященной 10-летию Российского фонда фундамен-

тальных исследований (1-4 октября 2002 г.). С. 146-147.

5. Авченко О.В., Александров И.А., Худоложкин В.О., Коновалова Н.П.

Состав и генезис флюидной фазы из минералов станового метаморфического

комплекса // Тихоокеанская геология, 2000. Том 19. №3. С. 55-64.

6. Авченко О.В., Александров И.А., Худоложкин В.О., Коновалова Н.П.,

Баринов Н.Н. Состав и генезис флюидных систем метаморфических комплек-

сов Алдано-Станового щита // Москва. Физико-химические проблемы эндо-

генных геологических процессов. Международный симпозиум, посвященный

100-летию академика Д.С. Коржинского. Тезисы докладов, 1999.

7. Авченко О.В., Александров И.А., Худоложкин В.О., Мишкин М.А.

Флюидный режим метаморфизма амфиболитовой фации Джугджуро-Становой

складчатой области // Тихоокеанская геология. 2009а. Том 28. №4. С. 3-15.

8. Авченко О.В., Александров И.А., Чудненко К.В. Термодинамические

модели минеральных твердых растворов в программном комплексе «Селек-

тор-С» // Электронный журнал «Исследовано в России», 2007а. Том 10.

С. 707-719. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/068.pdf

9. Авченко О.В., Лаврик С.Н., Александров И.А., Веливецкая Т.А. Изо-

топная гетерогенность по углероду метаморфогенного флюида // ДАН, 2004.

Том 394. №3. С. 368-371.

10. Авченко О.В.,. Худоложкин В.О, Коновалова Н.П.,. Баринов Н.Н. Вос-

становленные, богатые углеродом флюиды Сутамского метаморфического

комплекса // Геохимия, 1998. № 8. С. 831-841.

11. Авченко О.В., Чудненко К.В., Александров И.А. Основы физико-хи-

мического моделирования минеральных систем. М.: Наука, 2009б. 229 с.

12. Авченко О.В., Чудненко К.В., Худоложкин В.О, Александров И.А.

Окислительный потенциал и состав метаморфогенного флюида как решение

обратной задачи выпуклого программирования // Геохимия, 2007б. Том 45,

№5. С. 547-558.

13. Александров И.А. Высокобарический метаморфизм амфиболитовой

фации Джугджуро-Станового блока (Восточная Сибирь) // Тихоокеанская гео-

логия, 2005а. Том 24. №6. С. 88-100.

14. Александров И.А. Протерозойский метаморфизм амфиболитовой

фации Джугджуро-Станового блока: PT параметры и возможные причины //

Материалы Международного (X всероссийского) петрографического совеща-

ния «Петрография XXI века» (20-22 июня 2005 г.). г. Апатиты: Изд-во Коль-

ского научного центра РАН, 2005б. Редакторы: Ф.П. Митрофанов и

Ж.А. Федотов. Том 4. С. 13-16.

15. Аранович Л.Я. Минеральные равновесия многокомпонентных твер-

дых растворов. М.: Наука, 1991. 256 с.

16. Гаврикова С.Н., Гирнис А.В., Николаева Л.Л., Орлов В.Н. Геохимия

и петрогенезис докембрийских метабазитовых пород восточной части Ста-

новой области, Восточная Сибирь // Петрология, 1995. Том 3. №4. С. 420-439.

17. Геря Т.В. Р-Т тренды и модель формирования гранулитовых комплек-

сов докембрия // Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-

минералогических наук. МГУ, 2002.

18. Дзевановский Ю.К. Геология западной окраины хребта Станового //

Бюлл. ВСЕГЕИ, 1958. №1. С. 21-27.

19. Зелепугин В.Н., Гурьянов В.А., Бережная Н.Г. и др. Новые данные о

возрасте и метаморфических событиях докембрийских образований юго-вос-

точной части Алдано-Становой области // Изотопное датирование процессов

рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма. Мате-

риалы III Российской конференции по изотопной геохронологии. Том 1. М.:

ГЕОС, 2006. С. 261-265.

20. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование в геохимии. Ново-

сибирск: Наука, 1981. 246 с.

21. Карпов И.К., Чудненко К.В., Кулик Д.А., Авченко О.В.,

Бычинский В.А. Минимизация энергии Гиббса в геохимических системах ме-

тодом выпуклого программирования // Геохимия, 2001. № 11. С. 1207-1219.

22. Карсаков Л.П. Глубинные гранулиты. М.: Наука, 1978. 151 с.

23. Карсаков Л.П. Метаморфические комплексы Приамурья // Метамор-

физм докембрия Байкало-Амурской магистрали. Л.: Наука, 1983. С. 66-97.

24. Карсаков Л.П. Раннедокембрийские комплексы в структуре Восточ-

ной Азии // Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой сте-

пени доктора геол.-мин. наук. Хабаровск, 1995. 88 с.

25. Карсаков Л.П. Становая складчатая система, ее границы, структурно-

вещественные комплексы // Современные тектонические концепции и регио-

нальная тектоника СССР. Якутск: СО АН СССР, 1980. С. 142-144.

164 Список литературы

26. Кастрыкина В.М. Метаморфизм центральной части Джугджуро-Ста-

новой складчатой области // Метаморфизм раннего докембрия в районе БАМ.

Л: Наука, 1983. С. 140-163.

27. Кастрыкина В.М., Емельянов А.А. Стратиграфия станового комплекса

Нюкжинско-Тындинского междуречья и проблема структурно-фациально зо-

нальности Джугджуро-Становой складчатой области // Ранний докембрий

Алданского массива и его обрамления. Л., 1985. С. 69-91.

28. Кастрыкина В.М., Кастрыкин Ю.П., Ельянов А.А. Геологическое

строение и металлогенические особенности докембрийских образований

Нюкжинско-Тындинского участка БАМ // Докембрийские комплексы зоны

БАМ. Владивосток, 1979. С. 55-71.

29. Кац Я.Г. К вопросу о стратиграфии архея юго-запада Алданского

щита // Труды ВАГТ, 1962. Вып. 8. С. 120-142.

30. Козырева И.В. Гранатовые амфиболиты Удско-Майского грабена //

Петрология и петрохимия магматических и метаморфических пород Даль-

него Востока. Владивосток, 1975. С. 209-231.

31. Козырева И.В. Петрология Удско-Майского грабена // Диссертация на

соискание ученой степени кандидата геол.-мин. наук. Владивосток, 1975.

32. Козырева И.В., Авченко О.В., Мишкин М.А. Глубинный метаморфизм

позднеархейских вулканогенных поясов. М.: Наука, 1985. 165 с.

33. Коржинский Д.С. Геологические предпосылки минерально-сырьевой

базы Алданского горно-промышленного района // Тр. Якутск. компл. эксп.

СОПС АН СССР, Вып. 1. 1952.

34. Коржинский Д.С. Докембрий Алданской плиты и хребта Станового.

Стратиграфия СССР. Том 1. М.: Госгеолтехиздат, 1939.

35. Коржинский Д.С. Закономерности ассоциаций минералов в породах

архея Восточной Сибири // Тр. ИГН АН СССР, вып. 61, петрогр. сер., №21.

1945.

36. Коржинский Д.С. Пересечение Станового хребта по Амуро-Якутской

магистрали и его геологические комплексы // Тр. ЦНИГРИ, вып. 41. 1935.

37. Коржинский Д.С. Теоретические основы анализа парагенезисов ми-

нералов. М.: Наука, 1973. 287 с.

38. Кориковский С.П. Метаморфизм, гранитизация и постмагматические

процессы в докембрии Удокано-Становой зоны. М.: Наука, 1967. 298 с.

39. Курепин В.А. Термодинамика минералов переменного состава и гео-

логическая термобарометрия. Киев: Наукова Думка, 1981. 160 с

40. Ларин А.М., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Глебовицкий В.А.,

Ковач В.П., Бережная Н.Г., Яковлева C.З., Толкачев М.Д. Позднеархейские

гранитоиды Дамбукинского блока Джугджуро-Становой складчатой области:

формирование и преобразование континентальной коры в раннем докембрии

// Петрология, 2004. Том 12. №3. С. 245-263.

41. Ларин А.А., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Глебовицкий В.А. и др. Ста-

новая серия (южное обрамление Сибирской платформы) – раннепротерозой-

165

ский возраст формирования и раннемеловой возраст регионального метамор-

физма // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма,

осадконакопления и метаморфизма. Материалы III Российской конференции

по изотопной геохронологии. М.: ГЕОС, 2006. Том 1. С. 396-400.

42. Легенда Джугджурской серии листов Государственной геологической

карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 (издание второе). Хаба-

ровск, 1998.

43. Легенда Становой серии листов Государственной геологической

карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 (издание второе). Благове-

щенск. 1998.

44. Летников Ф.А., Гантимурова Т.П. К проблеме информативности

флюидных компонентов, заключенных в горных породах и минералах // Пет-

рология флюидно-силикатных систем. Новосибирск: Наука, 1987. С. 4-22.

45. Летников Ф.А., Шкарупа Т.А. Методическое руководство по хрома-

тографическому анализу воды и газов в горных породах и минералах. Ир-

кутск: ИЗК СО АН СССР, 1977. 24 с.

46. Маракушев А.А. Петрология метаморфических горных пород. М.: Из-

дательство МГУ, 1973. 321 с.

47. Мошкин В.Н. Стратиграфия докембрия зоны Становика-Джугджура //

Геологическое строение СССР. М.: Госгеолтехиздат, 1958. Том 1. С. 128-130.

48. Неймарк Л.А., Искандерова А.Д., Чухонин А.П., Миронюк Е.П., Ро-

нина Е.Е. Об архейской возрасте метаморфических пород Станового хребта

(по данных уран-свинцового метода) // Геохимия. 1981, №9. С.1386-1396.

49. Неймарк Л.А., Ларин А.М., Овчинников Г.В., Яковлева С.В.

Уран-свинцовый возраст анортозитов Джугджура // ДАН, 1992. Том 323. №3.

С. 514-518.

50. Панченко И.В. Геология и эволюция метаморфизма нижнедокембрий-

ских комплексов Станового щита. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. 152 с.

51. Перчук Л.Л. Взаимосогласование некоторых Fe-Mg-геотермометров

на основе закона Нернста: Ревизия // Геохимия, 1989. № 5. С. 611-622.

52. Перчук Л.Л. Равновесия породообразующих минералов. М.: Наука,

1970. 391 с.

53. Перчук Л.Л. Термодинамический режим глубинного петрогенеза.

М.: Наука, 1973. 318 с.

54. Перчук Л.Л., Подлесский К.К., Аранович Л.Я. Термодинамика некото-

рых каркасных силикатов и их равновесий для термобарометрии // Физико-хи-

мический анализ процессов минералообразования. М.: Наука, 1989. С. 45-96.

55. Перчук Л.Л., Рябчиков И.Д. Фазовое соответствие в минеральных си-

стемах. М.: Недра, 1976. 287 с.

56. Плюснина Л.П. Экспериментальное исследование метаморфизма ба-

зитов. М.: Наука, 1983. 151 с.

166 Список литературы

57. Решения Четвертого межведомственного регионального совещания

по докембрию и фанерозою юга Дальнего востока и Восточного Забайкалья.

Хабаровск, 1990.

58. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей.

Л: Химия, 1982. 591 с.

59. Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Мазукабзов А.М.,

Сизых А.И., Буланов В.А. Метаморфизм и тектоника: Учебное пособие.

М: Интермет Инжиниринг, 2001. 216 с.

60. Судовиков Н.Г., Глебовицкий В.А., Другова Г.М., Крылова М.Д., Не-

елов А.Н., Седова И.С. Геология и петрология южного обрамления Алдан-

ского щита. Л.: Наука, 1965. 290 с.

61. Суханов М.К., Журавлев Д.З. Sm-Nd датирование докембрийских

анортозитов Джугджура // ДАН, 1989. Том 304. №4. С. 964-968.

62. Фролова Н.В. Предполагаемое строение архейского фундамента юга-

востока Восточной Сибири // Изв. АН СССР. Серия геол., 1962. №8.

63. Худоложкин В.О., Авченко О.В., Александров И.А., Кучма А.С. Осо-

бенности применения методов газовой хроматографии и высокотемператур-

ной электрохимии для оценки редокс-состояния минералов метаморфических

пород // Геохимия, 2002. Том 40. №10. С. 1013-1020.

64. Чудненко К.В., Авченко О.В., Александров И.А. Новый подход к про-

блеме термобарометрии минеральных ассоциаций // Проблемы геохимии эн-

догенных процессов и окружающей среды. Материалы Всероссийской

научной конференции, посвященной 50-летию Института геохимии

им. А.П. Виноградова СО РАН и памяти академика Л.В. Таусона в связи с

90-летием со дня рождения. Иркутск: Институт геохимии им. А.П. Виногра-

дова СО РАН, 2007а. Том 3. С. 122-125.

65. Чудненко К.В., Авченко О.В., Александров И.А. Оценка условий об-

разования минеральных мегасистем методом термодинамического модели-

рования // ДАН, 2007б. Том 416. № 4. С. 538-542.

66. Шарова О.И., Александров И.А., Авченко О.В. Первая находка мине-

рала серебра в метаморфических породах станового комплекса // ДАН, 2008.

Том 418. № 5. С. 683-685.

67. Шульдинер В.И., Панченко И.В. Высокотемпературные гранулиты

бассейна р. Нюкжи (Становая складчатая область) // Изв. АН СССР. Сер.

Геол., 1982. №9. С. 40-47.

68. Щипанский А.А., Самсонов А.В., Богина М.М., Слабунов А.И., Би-

бикова Е.В. Высокомагнезиальные, низкотитанистые кварцевые амфиболиты

Хизоваарского зеленокаменного пояса Северной Карелии – архейские мета-

морфизованные аналоги бонинитов? // ДАН, 1999. Том 365. №6. С. 817-820.

69. Armbruster T., Bonazzi P., Akasaka M., et al. Recommended nomenclature

of epidote-group minerals // European Journal of Mineralogy, 2006. V. 18. P. 551-567.

167