Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на неплохую изученность раннего докембрия Алдано-Станового щита в целом, многие важные вопросы стратиграфии, магматизма и тектоники остаются нерешенными или дискуссионными. К ним относятся проблемы реконструкции первичной природы протолитов геологических комплексов, их корреляции и выявления механизмов тектонической эволюции. Опыт исследований автора и анализ данных других исследователей показывают, что они могут быть решены, в том числе, и на базе изучения геохимических характеристик мета-вулканитов, в первую очередь, метабазальтов, широко развитых во всех докембрий-ских регионах. Так как метабазальты обладают максимальной консервативностью химического состава относительно процессов метаморфизма, то, во-первых, они являются одним из немногих достоверных источников геохимической информации о петрогенетических процессах формирования протолитов метаморфических комплексов раннего докембрия и, во-вторых, представляют собой оптимальные индикаторы формационной принадлежности и главнейших тектонических режимов.
Особенности метабазитов и гипербазитов ранее использовались С.Н.Гавриковой, М.З.Глуховским, Г.М.Друговой, В.Л.Дуком, И.В.Козыревой, В.И.Левицким, Н.И.Московченко, В.М.Моралевым, З.И.Петровой, Л.В.Травяным и другими иссле-ователями для решения отдельных задач геологии региона. К настоящему моменту накоплен огромный фактический материал по геохимии базитов различных регионов мира и, в частности, метабазитов Алдано-Станового щита, что позволило провести обобщающее петролого-геохимическое исследование последних на хорошей фактологической основе, создав объективные предпосылки для синтеза информа-циии и решения многих фундаментальных и прикладных задач докембрийской геологии Алдано-Станового щита.
Цель и задичи исследования. Целью работы является реконструкция закономерностей тектонической эволюции Алдано-Станового щита в раннем докембрии на основе комплексного геохимического исследования метавулканитов (лреимущест-венно метабазальтов) и, в меньшей степени, метавулкаїштов среднего и кислого составов и гранитоидов. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие главные задачи:
-
корреляция раннедокембрийских геологических комплексов Алдано-Станового щита по геохимическим характеристикам метабазальтов;
-
определение палеогеодинамических обстановок формирования различных частей региона по геохимическим характеристикам метабазальтов;
-
создание плейттектонической модели развития Алдано-Станового в раннем докембрии.
Постановка главных задач предопределила необходимость предварительного решения ряда промежуточных задач, таких как:
а) определение первичной природы метабазитов и оценка степени изменения их химического состава при метаморфизме;
б) детальное петролого-геохимическое изучение метабазальтов главнейших
эталонных геологических подразделений региона, выявление закономерностей вре
менной эволюции основного вулканизма и оценка принципиальной возможности
корреляции геологических комплексов по геохимическим данным метабазальтов;
в) выбор и обоснование эталонной схемы стратиграфического расчленешія
раннего докембрия и разработка оптимальных решающих правил, обеспечивающих
решение корреляционных задач;
г) оценка правильности существующих методов определения геодинамических
обстановок формирования базальтов и разработка оригинальных методов реконст
рукции геодинамических обстановок по петрогеохимическим характеристикам ба
зальтов.
Фактическими материал и методы исследования. В основу диссертационной работы положены материалы, собранные автором в процессе проведения многолетних тематических и договорных работ на территории Алдано-Станового щита в 1973-1989 г.г. По отобранным автором образцам сделано и изучено более 10000 петрографических шлифов, выполнено более 1000 силикатных анализов, 280 количественных спектральных анализов, 58 газовохроматографических анализов, 42 анализа включений методом гомогенизации. Кроме того, использованы результаты химических анализов из опубликовшшых работ и фондовых работ, в первую очередь, из отчетов по геологической съемке м-ба 1:50 000). В общей сложности учтено более 1900 результатов силикатного и 300 - количественного спектрального анализов метабазальтов. Схема опробования региона показана на рис. 1.
Рис. 1. Схема отбора проб метабазальтов Алдано-Станового нідта.
Дополнительно использованы результаты анализов: а) метабазальтов из зелено-каменных поясов Олекминской гранит-зеленокаменной области - около 100 силикатных анализов); б) гиперстеновых гнейсов из разных комплексов Алдано-Стано-
вого щита - 410 силикатных и 164 количественных спектральных анализов; в) мета-габброидов - 128 силикатных и 65 результатов количественного спектрального анализа и г) калиевых гранитов Алданской гранулито-гнейсовой области - 206 силикатных и 170 количественных спектральных анализов, а также - результаты химических анализов пироксенов и роговых обманок, заимствованных, главным образом, из работы (Таблицы химических..., 1983), за исключением данных оригинальных микрозондовых анализов 20 пар клино- и ортопироксенов метабазальтов региона; е) изотопных Sm-Nd определений метавулканитов федоровской серии, полученных в ходе выполнения проекта РФФИ (научный руководитель А.Б.Котов). Помимо этого использованы данные термобарогеохимических исследований, выполненных Е.В.Толмачевой, обобщенные петрохимические данные по базальтам современных и фанерозойских типовых геодинамических обстановок и результаты обобщения литературного материала по геологии и геохронологии региона
Личный авторский вклад в работу. Помимо основной части фактического материала, собранного и обработанного автором в ходе проведения многолетних полевых работ в рамках тематических и договорных работ с Тимптоно-Учурской ГРЭ ПГО "Якутскгеология", личный авторский вклад в работу заключается в: 1) создании банка геохимических данных по метабазитам региона;
-
разработке оригинальных методик: а) обработки петро- и геохимических данных с целью оценки глубинности дифференциации метабазитов, б) определения первичной природы метабазитов с помощью комплекса различных методических приемов, в) определения стратиграфической принадлежности метабазальтов, г) корреляции геологических комплексов Алдано-Станового щита по химическому составу метабазальтов, д) реконструкции и геохимическому картированию геодинамических обстановок;
-
обработке имеющейся геохимической информации как по стандартным, так и оригинальным методикам;
-
геологической, петрологической и тектонической интерпретации результатов геохимических исследований.
Научная новизна.
-
Впервые на обширном аналитическом материале и на основе использования комплекса разных методов реконструкции показана метабазальтовая природа кристаллических сланцев основного состава практически всех раннедокембрийских геологических комплексов Алдано-Станового щита и доказан квазиизохимический характер их метаморфизма;
-
Проведена петролого-геохимическая систематика метабазальтов и определены главнейшие закономерности геохимической эволюции базальтового вулканизма, в качестве ведущего фактора которой рассматривается увеличение глубинности маг-мообразования.
-
Установлено, что разновозрастные глубокометаморфизованные геологические комплексы региона характеризуются развитием геохимически различных метаба-залътовых серий. Разработан геохимический метод корреляции геологических ком-
плексов и проведена внутрирегиональная корреляция геологических образований региона на основании установленных эмпирических закономерностей временного распределения разных геохимических типов метабазальтов.
-
Впервые получены данные, изменяющих ряд представлений о геологическом строении региона и его общей структуре. В частности, показано, что Алдано-Ста-новой щит характеризуется центрально-симметричной структурой, центр которой занимают древнейшие образования, составляющие континентальное ядро, окаймленное более молодыми геологическими комплексами, а Алданский щит и Становая область первоначально представляли собой единую структуру.
-
Разработана оригинальная методика определения геодинамических обстановок формирования базальтов по содержаниям петрогенных компонентов.
-
Впервые предложена наиболее полная плейттектоническая модель образования Алдано-Станового щита, объясняющая установленные закономерности геологического строения региона и выявляющая механизмы его тектонической эволюции в раннем докембрии.
Практическая значимость. Проведенные геохимические исследования могут найти эффекивное применение при мелко- и среднемасштабном геологическом картировании докембрия Алдано-Станового щита, а также позволяют с новых позиций подойти и к его тектоническому и металлогеническому анализу.
Ряд разработок автора может использоваться в методическом плане при изучении других докембрийских регионов. К числу таких разработок относятся:
а) оригинальная методика определения геодинамических обстановок формиро
вания базальтов по содержаниям петрогенных компонентов;
б) методика детального петролого-геохимического изучения метабазальтов, вы
явления закономерностей временной эволюции основного вулканизма и оценки
принципиальной возможности корреляции геологических комплексов по геохими
ческим данным метабазальтов.
Реализация результатов, апробация работы и публикации. Практическая реализация получаемых в процессе исследований результатов осуществлялась в 1979-1990 г.г. в рамках проведения хоздоговорных работ с Тимптоно-Учурской экспедицией ПГО Якутскгеология.
Основные результаты исследований докладывались на различных совещаниях, симпозиумах и конференциях: "Геология и геохронология докембрия Сибирской платформы и ее обрамления"), Иркутск, 1987; 28 Международный геологический конгресс, Вашингтон, 1989; Всесоюзное совещание "Геохимия и критерии рудонос-ности базитов и гипербазитов", Иркутск, 1990; 3-й Международный симпозиум по архею, Перт, 1990; Международное совещание "Граниты и геодинамика", Москва, 1991; 3-я Международная конференция "Пространство, время, тяготение", Санкт-Петербург, 1994; 1-е Всероссийское петрографическое совещание "Магматизм и геодинамика", Уфа, 1995; Международное совещание "Докембрий Европы: Стратиграфия, структуры, эволюция и рудообразование", Санкт-Петербург, 1995; ХШ Российское совещание по экспериментальной минералогии, Черноголовка, 1995;
Международное совещание "Докембрий Северной Евразии", Санкт-Петербург, 1997; Международный симпозиум по прикладной геохимии, Москва, 1997.
Основные положения диссертации изложены в 47 опубликованных работах и в 10 научных отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, б глав, заключения и списка литературы. Объем работы 405 стр., из них 238 стр. текста, 138 иллюстраций, 44 таблицы и список литературы из 220 наименований.