Введение к работе
Актуальность темы. Проблема формирования и эволюции континентальной коры - одна из основных в современной геологии. Большинство исследователей считает, что основной обьем коры (80-130%) был сформирован к рубежу 2500Ма (Добрецов, 1980, Борукаев, 1985, Хаин, 1988, Тейлор, Макленнан, 1988). Дальнейшая ее эволюция происходила, преимущественно, в поясах тектоно-термальной переработки (орогенических, складчатых или мобильных).
Характерная особенность таких поясов - широкое развитие метаморфизма высоких температур/низких давлений (HT/LP, «контактовый региональный метаморфизм», «малоглубинные гранулиты») в тесной ассоциации с гранитоидами (Запад Северной Америки, Аппалачи, Скандинавия, Шотландия, пояса Хидака и Риоки Японии, Пиренейский полуостров, Бретань и т.д). Термин «малоглубинные гранулиты» был предложен в 1967 году (Green, Ringwood, 1967). В начале 80-х он начал широко использоваться в литературе, в связи с детальными геологическими исследованиями и разработкой моделей малоглубинного метаморфизма в коллизионных сооружениях.
Выделение и характеристика HT/LP метаморфизма стали особенно актуальными в связи с проблемой геодинамической типизациии обстановок его проявления: островные дуги; коллизия с «удвоением» коры; зоны утонения коры (Barton, Hanson, 1989, De Yoreo et al., 1991, Добрецов, 1995). Диагностика HT/LP метаморфизма позволяет детализировать оценки геодинамического режима, в том числе, и его PTt - эволюции. Вместе с тем, существует множество проблем, связанных с поясами HT/LP: тепловые источники; механизм тешюпереноса; причинно-следственные связи с гранитоидами, тектоническая эволюция; информативность PTt-траекторий и т.д.
Настоящая работа посвящена изучению процессов этого типа на примере метаморфической толщи западной части Сангиленского выступа, который относится к Тувино-Монгольскому массиву (Ильин, 1971) Центрально-Азиатского складчатого пояса. Полученные данные свидетельствуют, с одной стороны, о сходстве, изученного региона, с классическими поясами развития HT/LP метаморфизма, а с другой - о присущих только ему особенностях.
Цель исследований - определение условий и
последовательности метаморфических событий, складчатых
дислокаций в кристаллическом фундаменте Западного Сангилена, а также закономерностей изменения минеральных ассоциаций, химизма отдельных минералов и пород в целом в этих процессах. При этом, решались следующие задачи: 1) определение последовательности этапов метаморфизма; 2) оценка РТ-параметров каждого этапа; 3) выявление синхронных структурных парагенезисов; 4) петро- и геохимическая характеристика субстрата, палеореконструкции и оценка степени изохимичносги высокоградиентного метаморфизма. Защищаемые положения:
1) В кристаллическом фундаменте Сангиленского выступа выделяются
два этапа метаморфизма: Ml - региональный метаморфизм типа Барроу
(1100 Ма?); М2 - HT/LP, контактово-региональный с возрастом 440 Ма.
-
В результате события М2 сформирован пяткисто-зокалькый комплекс малоглубинных гранулитов при Р=3-4 кбар и Т до 1000С с мощной гиперстен-калипшатовой зоной, проявлениями эндербитов и обширными гранитными массивами. Формирующаяся зональность М2 пересекает главный структурный план толщи.
-
Появление контрастной температурной зональности, вплоть до гиперстен-калишпатовой зоны, не сопровождается сколько-нибудь значительным изменением состава метаморфических пород, т.е. метаморфизм имеет существенно изохимический характер.
Научная новизна. 1) Предложена и обоснована модель двухэтапного, метаморфизма фундамента Сангиленского выступа. Для каждого этапа получены количественные характеристики РТ-параметров. 2) В масштабе 1: 10000 закартирована метаморфическая зональность М1-М2 с изоградами исчезновения кианита, ставролита, мусковита, адалузита, появления силлиманита, гиперстена и закономерной сменой химизма минералов. 2) Закартирована площадь распространения силлиманитовой зоны («силлиманитовое плато») с «пятнами» гиперстеновых образований. 3) Показана специфика минеральных ассоциаций метапелитов: а) присутствие «запрещенных» в андалузит-силлиманитовом типе метаморфизма ассоциаций (Hy+Sill, Sap+Qu, Cor+Qu1); б) предельно железистые фазы в ассоциации
Обозначения минералов: And-андалузиг, Ві-биотит, Cd-кордиериг, Cor -корунд; Fib - фибролит, Gr - гранат, Ну - гиперстен; Ку-кианиг, Ksp - калиевый полевой шпат, Ми - мусковит, Р1 - плагиоклаз; Qu - кварц, Sap-сапфирин; Sill -силлиманит, Sp - шпинель; St - ставролит. F -железистость.
Qu+Gr95+Cd78+Sill, свидетельствугощие о минимально возможном давлении для данного парагенезиса. 4) Охарактеризована петрохимия метапелитов региона и проведена реконструкция их первичного состава. 5) Показан изохимический характер HT/LP метаморфизма. 6) Выделена последовательность складкообразования в метаморфической толще. 7) Определен возраст метаморфизма М2 (U-Pb метод).
Практическая значимость. Полученные результаты по одному из древних блоков сиалической коры Центрально-Азиатского складчатого пояса могут служить основой для геологических корреляций с другими комплексами в южном обрамлении Сибирской платформы, с целью выявления единых закономерностей структурно-метаморфической эволюции коллизионно-аккреционных сооружений.
Фактический материал. В основу работы положены материалы, собранные автором во время полевых работ в 1986-1996 гг. По собранной коллекции выполнено более 300 анализов пород, 12 определений РЗЭ, более 1000 анализов породообразующих минералов, описано более 1000 шлифов.
Публикация и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 8 статей и 2 тезисов. Результаты работы представлялись на совещаниях "Геолого-геохимические методы реконструкций первичной природы метаморфических пород" (Ленинград, 1988), «Тектоника и метаморфизм» (Москва, 1994), "Магматизм и геодинамика" (Уфа, 1995).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 233 наименований. Обьем работы - страниц, рисунков и таблиц.