Введение к работе
Актуальность исследований
Для изучения складчатых областей с широким развитием метаморфических пород наиболее информативными являются исследования эволюции параметров метаморфизма и реконструкции PTt - трендов (Harris et al, 2004, Guo et al , 2002, Bogen, White, 2003, Zen et al, 2004, Augier et al, 2005, Bodorkos, Clark, 2004, Sayab, 2006, Bollinger et al, 2006, Likhanov et al, 2004) Для коллизионных орогенов включающих породы высокой степени метаморфизма (гранулитовая и амфиболитовая фации), наиболее интересными и доступными для изучения являются процессы, происходящие на стадии эксгумации пород (Biovvn, 2002, Dziggel et al, 2006, Tajcmanova et al, 2006, O'Brien, 2003, Craw, 2005, Sobel et al, 2006) Наибольший интерес в последнее время связан с оценкой скорости и длительности экспонирования метаморфических комплексов^огт Spear, 2005, Olker et al, 2003), для чего широко используются данные изотопного датирования (Cartwnght, Barmcoat, 2002, Janak et al, 2002, Jung, Mezger, 2001, Augiei et al, 2005, Лиханов и др, 2007), а также минералогические данные, из которых наиболее перспективными являются оценки по зональным кристаллам граната (Vry et al, 2004, Hwang et al, 2003, Bayon et al, 2006, Stowell et al, 2001 Kretz, 2006, Harris et al, 2004, Лепезин и др, 2002, Королюк и др, 2004) Комплексное изучение сдвиговых зон, включающее картирование, оценку РТ-параметров метаморфизма, их эволюцию, изотопное датирование этапов метаморфизма и оценку длительности по диффузионному сглаживанию зональности минералов, является на сегодняшний день одним из наиболее информативных подходов к расшифровке процессов формирования и эволюции коллизионных ороіенов
Объектом исследования являются метаморфические породы, расположенные в пределах коллизионного шва на границе Ольхонского терреина и фундамента Сибирской платформы
Целью исследовании является реконструкция эволюции РТ -параметров метаморфизма пород коллизионного шва, оценка возраста и длительности метаморфических событий
Задачи исследования. Провести картирование ключевых участков коллизионного шва, изучить особенности минеральный и химический состав метаморфических пород оценить РТ - параметры метаморфизма провести оценку возраста и длительности метаморфогенного минералоооразования на основе изотопного
датирования и расчетов по диффузионному сглаживанию концентрационной неоднородности в гранате
Защищаемы положения:
1 Зона сочленения Ольхонского террейна и фундамента
Сибирской платформы представляет собой тектонический шов,
сложенный милонитами по породам эпидот-амфиболитовой фации
фундамента платформы и породам амфиболитовой и гранулитовой
фаций террейна И те, и другие испытали наложенные хрупко-
пластичные деформации при температуре около 300С
2 Возраст пика метаморфизма, по данным U-Pb датирования,
составляет 500+4 млн лет Возрастные спектры, полученные 40Ar/j9Ar
методом по биотиту и роговой обманке из недеформированных пород в
пределах шва, указывают на возраст 430-445 млн лет и несут следы
более позднего термического воздействия, эти значения отражают
время эксгумации пород Возраст биотита из милонитов шва составляет
394-4) 1 млн лет, с учетом петрографических данных, он характеризует
время последних сдвиговых деформации
3 Длительность минералообразования в мигматитах
Приольхонья составляет 5,1 млн лет Это следует из результатов
математического моделирования диффузионной зональности в
кристаллах граната Заданный отрезок времени произошло возрастание
температуры от 600С до пиковых значений и последующее снижение
до 600С с падением давления от 5,1-5,7 до 3-4 кбар
Научная новизна
Впервые для региона проведено направленное изучение зоны сочленения Ольхонского террейна с фундаментом Сибирской платформы и комплексное исследование слагающих ее пород, включающее оценку РТ — параметров прогрессивного и регрессивного метаморфизма, U-Pb датирование пика метаморфизма, 40Ar/j9Ar датирование завершающих сдвиговых деформаций и оценку длительности метаморфогенного минералообразования Установлено, что в коллизионном шве имели место сдвиговые деформации более поздние по отношению и к прогрессивному, и к регрессивному этапу метаморфизма, они происходили при температурах около 300С Также для региона ранее не проводилось аргоновое датирование минералов привязанных к определенному деформационному этапу Впервые для региона получены оценки длительности метаморфогенного минералообразования в мигматитах
Практическая значимость
Получены новые данные об эволюции гранул изовой и амфиболитовои зон метаморфизма Ольхонской коллизионной системы, данные о возрасте деформаций и длительности минералообразования Эти данные могут быть использованы для широкого круга исследователей, занимающихся изучением складчатых поясов, в частности в обрам тении Сибирской платформы Расчеты по сглаживанию химической неоднородности в гранате являются достаточно новыми в геологических исследованиях, поэтому проведенная работа является ценной с точки зрения разработки подходов к оценке скоростей геологических процессов по минералогическим данным
Фактический материал, методы исследования
Материалом для исследования послужила коллекция из более чем 300 образцов, отобранных автором в ходе полевых работ 2000 -2003 и 2005 годов При решении поставленных задач использовался широкий спектр геологических, аналитических и расчетных методов В процессе работы автором было изучено около 350 петрографических шлифов, получен аналитический материал, включающий 60 химических анализов пород, 700 химических анализов породообразующих минералов, в том числе 20 микрозондовых профилей через центральные части зерен гранатов, 7 определений возраста 40Аг/иАг методом Определение валового состава пород было проведено методом рентгенофлюоресцентного анализа с использованием рентгеновского анализатора СРМ-25 в ИГМ СО РАН (аналитик А Д Киреев) Анализы породообразующих минералов были выполнены на рентгеноспектральном микроанализаторе с электронным зондом "Camebax-micro" 40Ar/J Аг датирование проводилось в ИГМ СО РАН А В Травиным и Д С Юдиным на масс-спектрометре «5400» фирмы Микромасс (Англия) U-Pb изотопные исследования выполнены в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ им А П Карпинского (г Санкт-Петербург) на ионном микрозонде SHRIMP-II (аналитик А Н Ларионов) Расчеты РТ - параметров метаморфизма проводились с использованием индивидуальных минералогических геотермометров и геобаромегров, а также программного пакета THERMOCALC с использованием согласованной базы термодинамических данных для миналов (Holland, Powell, 1990, 1994) Расчеты по математическом моделированию химической неоднородности в гранате проводились В Н Королюком с использованием коэффициентов диффузии, полученными В Н Королюком и Г Г Лепезиным
Публикации и апробация работы
По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 1 статья и 14 тезисов одна статья подготовлена к отправке в печать, материалы диссертации включены в путеводитель международной экскурсии по проекту IGSP-480 Результаты исследований были представлены в виде докладов на международной конференции «Granulites & Granulites», Бразилиа, 2006, Всероссийской конференции, посвященной 10-летию РФФИ, Иркутск, 2002, Второй Сибирской международной конференции по наукам р Земле, Новосибирск, 2004, XV молодежной конференции, посвященной памяти К О Кратца, С -Петербург, 2004, XXXVII тектоническом совещании, Москва, 2004, II Российской конференции по изотопной геохронологии, С -Петербург, 2003, XX Всероссийской молодежной научной конференции, Иркутск, 2003, у Всероссийской петрографической конференции «Петрология магматический и метаморфических комплексов», Томск, 2005
Исследования по теме диссертации проводились при поддержке РФФИ (грант № 02-05-65319, 05-05-64057), ОИГГМ СО РАН (проект ВМТК «Гранулиты»), совета по гранатам президента РФ (НШ-1573 2003 5), президиума СО РАН (проект «Условия и длительность рефессивного метаморфизма гранулитов Ольхонской коллизионной системы»)
Структура и объем работы
