Введение к работе
Актуальность проблемы. Эклогиты и эклогитоподобные породы - перспективный объект для исследования механизмов минеральных превращений при высокобарном метаморфизме, поскольку они сосредоточены в пределах комплексов, подвергавшихся преобразованиям в широком диапазоне температур и давлений. Вледствие различных скоростей реакций во вмещающих породах и эклогитах, последние могут содержать минеральные ассоциации, отвечающие различным стадиям метаморфических преобразований.
В последнее время большое внимание уделяется анализу
влияния химической неоднородности (в том числе и
водонасыщенности) пород эклогитовых комплексов на состав слагающих их минералов, что сказывается на результатах оценок Р-Т параметров, полученных с помощью методов минералогической термобарометрии (Доронина, Скляров, 1995; Шеплев, Ревердатто, 1998; Heinrich, 1982; Mork, 1985; Pognante, Kienast, 1987; St-Onge et al., 1996; El-Shazly et. al., 1997; Gomez-Pugnaire et al., 1997; Ashworth et al.,1998; Gao et. al., 1999; Cox, Indares, 1999; Shulte, Blumel, 1999 и
ДР-)-
Нами эта проблема рассматривается на примере двух
различных объектов: первый — химически однородное тело
метабазитов (Уфалейский эклогит-сланцево-мигматитовый
комплекс); второй — контакт кислой кварц-гранат-омфацитовой и основной гранат-глаукофановой пород (Максютовский эклогит-глаукофансланцевый комплекс). Исследования подобного рода могут оказать значительную помощь в выяснении причин разброса оценок Р-Т параметров в целях корректной интерпретации метаморфической истории.
Цель работы. Выяснение причин и степени разброса оценок температур и давлений применительно к породам высокобарных комплексов для случая химически однородных и химически неравновесных сред.
Задачи исследования. Уфалейский комплекс:
1) определение параметров метаморфизма по минеральным ассоциациям метапелитов и метабазитов;
-
расчет реакций смещенного равновесия в ряду габбро—>друзит—гранатовый амфиболит-+амфиболит;
-
сопоставление определений параметров метаморфизма, полученных с помощью различных методов минералогической термобарометрии; оценка зависимости расчетных величин Т и Р от степени завершенности реакций;
Максютовский комплекс:
-
петрохимическая и геохимическая характеристика будин омфацит- и глаукофансодержащих пород;
-
определение размеров градиентной зоны на контакте кварц-гранат-омфацитовой и гранат-глаукофановой пород;
-
выяснение закономерностей вариаций составов граната, пироксена, фенгита и глаукофана на контакте кварц-гранат-омфацитовой и гранат-глаукофановой пород и оценка их влияния на величины расчетных Р-Т параметров метаморфизма.
Научная новизна. На примере однородного по химическому составу тела метабазитов детально изучены особенности минеральных превращений в ряду габбро—друзит—^гранатовый амфиболит-*амфиболит. С помощью различных методов минералогической термобарометрии определены Р-Т параметры метаморфизма. Показано, что ассоциации с переменным количеством одних и тех же минералов отражают различную степень завершенности реакций, протекавших при изменениии температуры и давления. В составе Максютовского комплекса впервые для высокобарных пород исследованы минеральные превращения на контакте кислой - кварц-гранат-омфацитовой и основной - гранат-глаукофановой пород. Установлено, что при их взаимодействии возникает градиентная зона мощностью 2,5-3,5 см и образуется порода основного состава, по всем формальным признакам соответствующая эклогиту.
Практическая ценность. Проведена сравнительная оценка возможностей методов минералогической термобарометрии, основанных на взаимосогласованных базах термодинамических данных, реализованных в программных пакетах THERMOCALC, TWQ1.02, WEBINVEQ.
Для Егустинского участка Карабашского месторождения
кианит-кварцевых руд выделены перспективные зоны и определены
физико-химические параметры метаморфогенного
минералообразования.
Фактический материал. В основу диссертации положен материал, собранный автором при проведении экспедиционных работ на Южном Урале в 1992-1998 г.г. Выполнено около 120 анализов пород, 8 определений РЗЭ, более 400 анализов породообразующих минералов, описано около 200 шлифов.
Основные защищаемые положения.
-
Преобразование пород основного состава в друзиты и амфиболиты в Уфалейском комплексе происходило в условиях, близких к изохимическим. Наблюдаемые ассоциации с переменными количествами и составами одних и тех же минералов обусловлены различной степенью завершенности реакций в ряду габбро—»друзит—гранатовый амфиболит—безгранатовый амфиболит, протекавших при изменении РТ-параметров метаморфизма.
-
Полнота протекания минеральных превращений в метабазитах Уфалейского комплекса на регрессивной стадии связана с неравномерным распределением в них водного флюида. Следствием этого является неоднородность минералов в пределах относительно малых объемов и обусловленный этим значительный разброс оценок Р и Т, получаемых с помощью методов минералогической термобарометрии.
-
На контакте кварц-гранат-омфацитовой и гранат-глаукофановой пород Максютовского комплекса возникает градиентная зона мощностью от 2,5 до 3,5 см, в которой в результате массопереноса компонентов образуется порода основного состава, по формальным признакам соответствующая эклогиту. В ее пределах зафиксированы вариации оценок температур и давлений (Т=500-600С и Р=18-23 кбар), обусловленные неравновесностью составов сосуществующих минералов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на двух межинститутских семинарах, на XXXI и XXXII Международных научных студенческих коференциях «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 1993, 1994 гг), на XVIII Всероссийской молодежной конференции "Геология и геодинамика Евразии" (Иркутск, 1999). По теме диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы 4 докладов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти
глав и заключения, изложена на 216 страницах, содержит 30 таблиц и 53 рисунка. Список литературы состоит из 107 наименований.
Автор глубоко признателен своему научному руководителю д.г.-м.н., профессору Г.Г.Лепезину за постоянную поддержку и помощь в выполнении работы. Выражает глубокую благодарность д.г.-м.н., член-корр. ТаджАН В.И.Буданову, к.г.-м.н. Н.И.Волковой, к.г.-м.н. Э.В.Сокол, А.В.Корсакову за ценные советы и всестороннее содействие. Автором были получены консультации академика РАН В.В.Ревердатто, член-корр. РАН В.С.Шацкого, доцента В.В.Хлестова, к.г.-м.н. С.А.Каргополова. Большую помощь в оформлении диссертации оказала О.С.Мириевская.