Инд. авторы: Сухоруков В.П., Туркина О.М.
Заглавие: рт-тренд метаморфизма и возраст мигматитов северо-западной части иркутного блока (шарыжалгайский выступ сибирской платформы)
Библ. ссылка: Сухоруков В.П., Туркина О.М. рт-тренд метаморфизма и возраст мигматитов северо-западной части иркутного блока (шарыжалгайский выступ сибирской платформы) // Геология и геофизика. - 2018. - Т.59. - № 6. - С.837-856. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры: DOI: 10.15372/GiG20180606; РИНЦ: 35060436;
Реферат: rus: Приведены результаты исследования мигматизированных глиноземистых гнейсов северо-западной части Иркутного гранулитового комплекса на юго-востоке Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы. Мигматизированные гнейсы с минеральной ассоциацией Grt + Sil + Bt + + Kfs + Pl + Qz (+ Crd + Opx + Spl) характеризуются наличием лейкосомы и широким развитием кордиеритсодержащих (+ортопироксен, кварц, шпинель) симплектитов по гранату и силлиманиту. На основании изучения микроструктурных взаимоотношений минералов и моделирования с использованием программного комплекса PERPLEX 672 установлено, что изучаемые парагнейсы характеризуются регрессивным трендом метаморфизма, близким к тренду изотермальной декомпрессии (ITD). Параметры пика метаморфизма составляют около Т = 850-870 °С при Р ³ 7 кбар. Средневзвешенный возраст метаморфогенного циркона из парагнейсов (1856 ± 13 млн лет, SHRIMP) определяет время метаморфического события. Декомпрессионный характер регрессивного метаморфизма в породах северо-западной части Иркутного блока свидетельствует об их формировании в обстановке растяжения и утонения коры. Присутствие купольных структур в разрезе Иркутного блока на побережье оз. Байкал позволяет предположить участие купольного тектогенеза в процессах эксгумации. Палеопротерозойские метаморфизм и гранитообразование были связаны с одним этапом коллизионных процессов со сменой обстановок сжатия на растяжение, которые происходили в довольно узком временном интервале 1.88-1.85 млрд лет.
eng: We study migmatized aluminous gneisses in the northwest of the Irkut granulite complex in the southeastern Sharyzhalgai uplift of the Siberian Platform basement. Migmatized gneisses with the mineral assemblage Grt + Sil + Bt + Kfs + Pl + Qz (+ Crd + Opx + Spl) contain a leucosome and widespread cordierite-bearing (+ orthopyroxene, quartz, and spinel) symplectites developed after garnet and sillimanite. Study of the microstructural relationships of minerals and modeling using the PERPLEX 672 software have shown a retrograde P - T path of metamorphism for the metasedimentary gneisses, close to the isothermal decompression (ITD). The parameters of the peak of metamorphism are T = 850-870 ºC and P ≥ 7 kbar. The weighted average age of zircon from the metasedimentary gneisses (1856 ± 13 Ma, SHRIMP) corresponds to the time of metamorphism. The decompression type of retrograde metamorphism of the rocks in the northwest of the Irkut block indicates their formation in the crust extension and thinning setting. The presence of domal structures in the section of the Irkut block on the shore of Lake Baikal suggests that the dome tectogenesis was involved in the exhumation processes. The Paleoproterozoic metamorphism and granite formation were associated with the same stage of collision processes, when the compression setting was changed by an extension one (1.88-1.85 Ga).
Ключевые слова: палеопротерозой; U-Pb возраст циркона; симплектиты; Siberian Platform basement; Paleoproterozoic; U-Pb zircon age; Symplectites; Sharyzhalgai uplift; P-T path; Мigmatites; Шарыжалгайский выступ; PERPLEX; PT-тренд; ITD; мигматиты; фундамент Сибирской платформы;
Издано: 2018
Физ. хар-ка: с.837-856
Цитирование: 1. Бадашкова Е.Е., Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М. Петрогеохимические особенности метаосадочных пород Иркутного террейна Шарыжалгайского выступа Сибирского кратона: источники сноса и условия образования // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Материалы совещания, Иркутск, ИЗК СО РАН, 2011, с. 21-22.
2. Геря Т.В. РТ-тренды и модель формирования гранулитовых комплексов докембрия: Автореф. дис.… д.г.-м.н. М., МГУ, 1999, 54 с.
3. Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Мазукабзов А.М., Cальникова Е.Б., Cкляpов Е.В., Яковлева C.З. Возраст и геодинамическая интерпретация гранитоидов китойского комплекса (юг Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2005, т. 46 (11), с. 1139-1150.
4. Грабкин О.В., Мельников А.И. Структура фундамента Сибирской платформы в зоне краевого шва (на примере Шарыжалгайского блока). Новосибирск, Наука, 1980, 95 с.
5. Кориковский С.П. Фации метаморфизма метапелитов. М., Наука, 1979, 263 с.
6. Лаврентьева И.В., Перчук Л.Л. Кордиерит-гранатовый термометр // Докл. АН СССР, 1981, т. 259, № 3, с. 697-700.
7. Ножкин А.Д., Туркина О.М. Геохимия гранулитов канского и шарыжалгайского комплексов. Новосибирск, Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993, 223 с.
8. Ножкин А.Д., Туркина О.М., Мельгунов М.С. Геохимия метаосадочно-вулканогенных толщ и гранитоидов Онотского зеленокаменного пояса // Геохимия, 2001, № 1, с. 31-50.
9. Полянский О.П., Ревердатто В.В., Бабичев А.В., Свердлова В.Г. Механизм подъема магмы через «твердую» литосферу и связь мантийного и корового диапиризма: численное моделирование и геологические примеры // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (6), с. 1073-1091.
10. Ревердатто В.В., Лиханов И.И., Полянский О.П., Шеплев В.С., Колобов В.Ю. Природа и модели метаморфизма. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2017, 331 c.
11. Ризванова Н.Г., Левицкий В.И., Богомолов Е.С., Сергеева Н.А., Гусева В.Ф., Васильева И.М., Левский Л.К. Геохронология метаморфических процессов (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона) // Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов. Материалы конференции. М., ИГЕМ РАН, 2012, с. 304-306.
12. Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Левицкий В.И., Резницкий Л.3., Мельников А.И., Козаков И.К., Ковач В.П., Бараш И.Г., Яковлева С.3. Возрастные рубежи проявления высокотемпературного метаморфизма в кристаллических комплексах Иркутного блока Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы: результаты U-Pb датирования единичных зерен циркона // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2007, т. 15, № 4, с. 3-19.
13. Сухоруков В.П. Декомпрессионные минеральные микроструктуры в гранулитах Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ Сибирской платформы) // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (9), с. 1314-1335.
14. Туркина О.М., Урманцева Л.Н. Метатерригенные породы Иркутного гранулитогнейсового блока как индикаторы эволюции раннедокембрийской коры // Литология и полезные ископаемые, 2009, № 1, с. 49-64.
15. Туркина О.М., Сухоруков В.П. Раннедокембрийские высокометаморфизованные терригенные породы гранулитогнейсовых блоков Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (6), с. 1116-1130.
16. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Урманцева Л.Н., Падерин И.П., Скублов С.Г. U-Pb изотопный и редкоземельный состав циркона из пироксеновых кристаллосланцев Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ): свидетельство неоархейских магматических и метаморфических событий // ДАН, 2009, т. 429, № 4, с. 527-533.
17. Туркина О.М., Урманцева Л.Н., Бережная Н.Г., Пресняков С.Л. Палеопротерозойский возраст протолитов метатерригенных пород восточной части Иркутного гранулитогнейсового блока (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона) // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2010, т. 18, № 1, с. 18-33.
18. Туркина О.М., Урманцева Л.Н., Бережная Н.Г., Скублов С.Е. Формирование и мезоархейский метаморфизм гиперстеновых гнейсов в Иркутном гранулитогнейсовом блоке (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (1), с. 122-137.
19. Туркина О.М., Сергеев С.А., Сухоруков В.П., Родионов Н.В. U-Pb возраст циркона из парагнейсов в гранулитовом блоке Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона): свидетельства архейского осадконакопления и формирования коры от эо- до мезоархея // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (9), с. 1281-1297.
20. Урманцева Л.Н., Туркина О.М., Капитонов И.Н. Состав и происхождение протолитов палеопротерозойских кальцифиров Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (12), с. 1681-1697.
21. Aftalion M., Bibikova E.V., Bowes D.R., Hopgood A.M., Perchuk L.L. Timing of Early Proterozoic collisional and extensional events in the granulite-gneiss-charnockite-granite complex, Lake Baikal, USSR: a U-Pb, Rb-Sr, and Sm-Nd isotopic study // J. Geol., 1991, v. 99, p. 851-861.
22. Albarède F. Thermal models of post-tectonic decompression as exemplified by the Haut-Allier granulites (Massif Central) // Bull. Soc. Geol. France, 1976, v. 18, p. 1023-1032.
23. Aranovich L.Y., Podlesskii K.K. The cordierite-garnet-sillimanite-quartz equilibrium: experiments and calculations // Kinetics and equilibrium in mineral reactions. Advances in physical geochemistry / Ed. S.K. Saxena. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1983, v. 3, p. 173-198.
24. Baba S. Two stages of sapphirine formation during prograde and retrograde metamorphism in the Palaeoproterozoic Lewisian Complex in South Harris, NW Scotland // J. Petrol., 2003, v. 44, p. 329-354.
25. Berman R.G., Aranovich L.Y. Optimized standard state and solution properties of minerals: I Model calibration for olivine, orthopyroxene, cordierite, garnet and ilmenite in the system FeO ± MgO ± CaO ± Al2O3 ± ± SiO2 ± TiO2 // Contr. Miner. Petrol., 1996, v. 126, № 1-2, p. 1-24.
26. Bhattacharya A., Krishnakumar K.R., Raith M., Sen S.K. An improved set of a-X parameters for Fe-Mg-Ca garnets and refinements of the orthopyroxene-garnet thermometer and the orthopyroxene-garnet-plagioclase quartz barometer // J. Petrol., 1991, v. 32, № 3, p. 629-656.
27. Brown M. The petrogenesis of some migmatites from the Presqu’ile de Rhuys, Southern Brittany, France // Migmatites, melting and metamorphism / Eds. M.P. Atherton, C.D. Gribble, Nantwich, Shiva Publishers Ltd, 2002а, p. 174-200.
28. Brown M. Retrograde processes in migmatites and granulites revisited // J. Metamorph. Geol., 2002b, v. 20, p. 25-40.
29. Brown M., Earley M.M. Cordierite-bearing schists and gneisses from Timor, eastern Indonesia: P-T conditions of metamorphism and tectonic implications // J. Metamorph. Geol., 1983, v. 1, p. 183-203.
30. Brown M., Phadke A.V. High temperature reactions in peolitic gneiss from Precambrian Sausar metasediments of the Ramakona area, Chindwara Distict, Madhya Pradesh (India): definition of the exhumation P-T path and tectonic implications // Prof. Kelkar Memorial Volume, Indian Society of Earth Scientists, Poona, 1983, p. 61-69.
31. Carson C.J., Powell R., Wilson C.J.L., Dirks P.H.G.M. Partial melting during tectonic exhumation of a granulite terrane: An example from the Larsemann Hills, East Antarctica // J. Metamorph. Geol., 1997, v. 15, p. 105-126.
32. Clarke G.L., Powell R. Decompressional coronas and symplectites in granulites of the Musgrave Complex, central Australia // J. Metamorph. Geol., 1991, v. 9, p. 441-450.
33. Connolly J.A.D. Multivariable phase diagrams: an algorithm based on generalized thermodynamics // Amer. J. Sci., 1990, v. 290, p. 666-718.
34. Connolly J.A.D. The geodynamic equation of state: what and how // Geochem. Geophys. Geosyst., 2009, v. 10, № 10, Q 10014.
35. Corfu F., Hanchar J.M., Hoskin P.W.O., Kinny P. Atlas of zircon textures // Zircon / Eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. Rev. Mineral. Geochem., Mineral. Soc. Amer. Washington, D.C, 2003, v. 53, p. 469-500.
36. Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Pisarevsky S.A., Poller U., Mazukabzov A.M., Bayanova T.B. Discovery of Archaean crust within the Akitkan orogenic belt of the Siberian craton: new insight into its architecture and history // Precambrian Res., 2009, v. 170, p. 61-72.
37. Greenfield J.E., Clarke G.L., White W. A sequence of partial melting reactions at Mount Stafford, central Australia // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 363-378.
38. Harley S.L. The origin of granulites: a metamorphic perspective // Geol. Mag., 1989, v. 126, № 3, p. 215-247.
39. Henry D.J., Guidotti C.V., Thomson J.A. The Ti-saturation surface for low-to-medium pressure metapelitic biotites: Implications for geothermometry and Ti-substitution mechanisms // Amer. Miner., 2005, v. 90, p. 316-328.
40. Hensen B.J., Green D.H. Experimental study of the stability of cordierite and garnet in pelitic compositions at high pressures and temperatures. II. Compositions without excess aluminosilicate // Contr. Miner. Petrol., 1972, v. 35, p. 331-354.
41. Holdaway M.J. Application of new experimental and garnet Margules data to the garnet-biotite geothermometer // Amer. Miner., 2000, v. 85, p. 881-889.
42. Holdaway M.J., Lee S.M. Fe-Mg cordierite stability in high-grade pelitic rocks based on experimental, theoretical, and natural observations // Contr. Miner. Petrol., 1977, v. 63, p. 175-198.
43. Holland T.J.B., Powell R. An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 309-43.
44. Hollis J.A., Harley S.L., White R.W., Clarke G.L. Preservation of evidence for prograde metamorphism in ultrahigh-temperature, high-pressure kyanite-bearing granulites, South Harris, Scotland // J. Metamorph. Geol., 2006, v. 24, p. 263-279.
45. Hollister L.S. Metamorphic evidence for rapid (>2 mm/yr) uplift of a portion of the Central Gneiss Complex, Coast Mountains, BC // Can. Miner., 1982, v. 20, p. 319-332.
46. Hopgood A.M., Bowes D.R. Contrasting structural features in the granulite-gneiss-charnockite-granite complex, Lake Baikal, U.S.S.R.: evidence for diverse geotectonic regimes in early Proterozoic times // Tectonophysics, 1990, v. 174, p. 279-299.
47. Johnson T., Brown M., Gibson R., Wing B. Spinel-cordierite symplectites replacing andalusite: evidence for melt-assisted diapirism in the Bushveld Complex, South Africa // J. Metamorph. Geol., 2004, v. 22, p. 529-545.
48. Koziol A.M., Newton R.C. Redetermination of the anorthite breakdown reaction and improvement of the plagioclase-garnet-Al2SiO5-quartz geobarometer // Amer. Miner., 1988, v. 73, p. 216-223.
49. Kriegsman L.M., Hensen B.J. Back reaction between restite and melt: implications for geothermobarometry and pressure-temperature paths // Geology, 1998, v. 26, p. 1111-1114.
50. Lonker S.W. P-T-X relations of the cordierite-garnet-sillimanite equilibrium // Amer. J. Sci., 1981, v. 281, p. 1056-1090.
51. Ludwig K.R. User’s manual for Isoplot/Ex, Version 2.10. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 1999, № 1, 46 p.
52. Ludwig K.R. SQUID 1.00. A user’s manual. Berkeley Geochronology Center Special Publication. Berkeley, CA 94709, USA, 2000, № 2, 2455 p.
53. Marschall H.R., Kalt A., Hanel M. P-T evolution of a Variscan lower-crustal segment: a study of granulites from the Schwarwald, Germany // J. Petrol., 2003, v. 44, № 2, p. 227-253.
54. McFarlane C.R.M., Carlson W. D., Connelly J.N. Prograde, peak, and retrograde P-T paths from aluminium in orthopyroxene: High-temperature contact metamorphism in the aureole of the Makhavinekh Lake Pluton, Nain Plutonic Suite, Labrador // J. Metamorph. Geol., 2003, v. 21, p. 405-423.
55. Mirwald P.W. Ist cordierit ein Geothermometer? // Fortschritte der Mineralogie, 1986, v. 64 (Beiheft 1), p. 119.
56. Newton R.C., Charlu T.V., Kleppa O.J. Thermochemistry of the high structural state plagioclases // Geochim. Cosmochim. Acta, 1980, v. 44, p. 933-41.
57. Norlander B.H., Whitney D.L., Teyssier C., Vanderhaeghe O. Partial melting and decompression of the Thor-Odin Dome, Shuswap metamorphic core complex, Canadian Cordillera // Lithos, 2002, v. 61, p. 103-125.
58. Pattison D.R.M., Chacko T., Farquhar J., McFarlane C.R.M. Temperatures of granulite-facies metamorphism: constraints from experimental phase equilibria and thermobarometry corrected for retrograde exchange // J. Petrol., 2003, v. 44, № 5, p. 867-900.
59. Perchuk L.L., Aranovich L.Ya., Podlesskii K.K., Lavrent’eva I.V., Gerasimov V.Yu., Fed’kin V.V., Kitsul V.I., Karsakov L.P., Berdnikov N.V. Precambrian granulites of the Aldan shield, Eastern Siberia, USSR // J. Metamorph. Geol., 1985, v. 3, p. 265-310.
60. Pitra P., de Waal S.A. High-temperature, low-pressure metamorphism and development of prograde symplectites, Marble Hall Fragment, Bushveld Complex (South Africa) // J. Metamorph. Geol., 2001, v. 19, p. 311-325.
61. Poller U., Gladkochub D., Donskaya T., Mazukabzov A., Sklyarov E., Todt W. Multistage magmatic and metamorphic evolution in the Southern Siberian craton: Archaean and Paleoproterozoic zircon ages revealed by SHRIMP and TIMS // Precambrian Res., 2005, v. 136, p. 353-368.
62. Powell R., Holland T. Relating formulations of the thermodynamics of mineral solid solutions: Activity modeling of pyroxenes, amphiboles, and micas // Amer. Miner., 1999, v. 84, p. 1-14.
63. Rosen O.M., Condie K.C., Natapov L.M., Nozhkin A.D. Archaean and Early Proterozoic evolution of the Siberian Craton: a preliminary assessment // Archaean crustal evolution / Ed. K.C. Condie. Amsterdam, Elsevier, 1994, p. 411-459.
64. Spear F.S., Kohn M.J., Cheney J.T. P-T paths from anatectic pelites // Contr. Miner. Petrol., 1999, v. 134, p. 17-32.
65. Tajcmanová L., Connolly J.A.D., Cesare B. A thermodynamic model for titanium and ferric iron solution in biotite // J. Metamorph. Geol., 2009, v. 27, p. 53-64.
66. Turkina O.M., Berezhnaya N.G., Lepekhina E.N., Kapitonov I.N. U-Pb (SHRIMP II), Lu-Hf isotope and trace element geochemistry of zircons from high-grade metamorphic rocks of the Irkut terrane, Sharyzhalgay Uplift: implications for the Neoarchaean evolution of the Siberian Craton // Gondwana Res., 2012, v. 21, p. 801-817.
67. Vanderhaeghe O., Burg J.-P., Teyssier C. Exhumation of migmatites in two collapsed orogens: Canadian Cordillera and French Variscides // Exhumation processes: normal faulting, ductile thinning and erosion / Eds. U. Ring, M.T. Brandon, G.S. Lister, S.D. Willet. Geol. Soc. London, 1999, Spec. Publ. 154, p. 181-204.
68. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contr. Miner. Petrol., 2006, v. 151, p. 413-433.
69. White R.W., Powell R., Holland T.J.B. Calculation of partial melting equilibria in the system Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O (NCKFMASH) // J. Metamorph. Geol., 2001, v. 19, p. 139-53.
70. White R.W., Powell R., Clarke G.L. Prograde metamorphic assemblage evolution during partial melting of metasedimentary rocks at low pressures: migmatites from Mt Stafford, Central Australia // J. Petrol., 2003, v. 44, p. 1937-1960.
71. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Amer. Miner., 2010, v. 95, p. 185-187.
72. Williams I.S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe / Eds. M.A. McKibben, W.C. Shanks III, W.I. Ridley // Rev. Econ. Geol., 1998, v. 7, p. 1-35.