Инд. авторы:	Селятицкий А.Ю, Полянский О.П., Шелепаев Р.А.
Заглавие:	Глубинный метаморфический ореол баянкольского габбро-монцодиоритового массива - индикатор нижнекоровых базитовых камер (западный сангилен, юго-восточная тува)
Библ. ссылка:	Селятицкий А.Ю, Полянский О.П., Шелепаев Р.А. Глубинный метаморфический ореол баянкольского габбро-монцодиоритового массива - индикатор нижнекоровых базитовых камер (западный сангилен, юго-восточная тува) // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 9. - С.1204-1226. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры:	DOI: 10.15372/GiG2020183; РИНЦ: 46638560;
Реферат:	eng: Thermal metamorphism produced an aureole near the early Paleozoic Bayan-Kol gabbro-monzodiorite intrusion in the Erzin shear zone of western Sangilen (Tuva-Mongolia microcontinent, Central Asian Orogenic Belt). Field observation of intrusive contact, structure-textural and mineral transformations of metamorphic rocks, regular changes in the chemical composition of minerals with approaching the intrusive contact, and high temperature gradient from intrusive to wallrocks verified the occurrence of a contact aureole near the Bayan-Kol intrusion. The high-gradient thermal metamorphism (M2) affected garnet-staurolite-kyanite schists that formed during earlier regional metamorphism (M1) at 6.2-7.9 kbar and 600-670 ºC. The 0.5 km wide M2 metamorphic aureole mapped along the northwestern intrusion margin consists of a muscovite-sillimanite zone adjacent to the sedimentary country rocks and a cordierite-K-feldspar zone on the side of the intrusion. The M2 metamorphic reactions occurred within the granulite facies temperature range 880-910 ºC along the contact with monzodiorites and at ~950 ºC along the boundary with gabbronorites; the temperature on the aureole periphery was about 640 ºC. Pressure estimates indicate deep-seated high-grade metamorphism at 6.9-7.8 kbar, while the intrusion itself crystallized at 7.7-7.8 kbar. The suggested numerical model implying the formation of a thermal aureole at a depth of 26 km (7 kbar) in the lower crust is consistent with the temperature pattern determined by geothermobarometry for several key points of the metamorphic zoning and confirms its deep-level origin. Thus, the aureole near the Bayan-Kol intrusion represents a rare case of contact metamorphism in the lower continental crust. The obtained results, along with published petrological and geochronological evidence, reveal two depth levels of the early Paleozoic M2 metamorphism in the Sangilen area: upper (7-15 km, 2-4 kbar) and lower (26-30 km, 7-8 kbar) crust. The Bayan-Kol gabbro-monzodiorite intrusion is likely a small apophysis or a fragment of a deep-crust intermediate magma chamber, while the moderate-pressure (7-8 kbar) M2 granulites in the Erzin shear zone are products of high-gradient metamorphism related to the Cambrian-Ordovician collisional mafic magmatism in the Sangilen area. rus: Изучен термальный метаморфизм в связи с Баянкольским габбро-монцодиоритовым массивом раннепалеозойского возраста, расположенным в Эрзинской сдвиговой зоне Западного Сангилена (Тувино-Монгольский массив). Данные полевого картирования, текстурно-структурные и минеральные преобразования пород, закономерное изменение химического состава минералов по направлению к интрузивному контакту, а также высокий температурный градиент от интрузива во вмещающие породы подтверждают наличие термального ореола вокруг Баянкольского массива. Высокоградиентный метаморфизм М2 наложен на регионально-метаморфизованные гранат-ставролит-кианитовые сланцы этапа М1 с оцененными РТ -параметрами 6.2-7.9 кбар, 600-670 °С. В северо-западном обрамлении массива закартирована метаморфическая зональность М2 шириной 0.5 км и выделены метаморфические зоны: внешняя мусковит-силлиманитовая и внутренняя кордиерит-калишпатовая. На интрузивном контакте с монцодиоритами температура достигала 880-910 °С, в контакте с габброноритами ~950 °С, что соответствует гранулитовой фации. На периферии метаморфической зональности Т составляла ~ 640 °С. Оценки давления контактового метаморфизма М2 указывают на его глубинный характер (6.9-7.8 кбар), что подтверждается оценками давления кристаллизации самого интрузива (7.7-7.8 кбар). Математическое моделирование показало, что модель формирования термального ореола в нижней коре на глубине 26 км (при 7 кбар) хорошо согласуется с полученными по геотермобарометрии реперными температурами в ключевых точках зональности и подтверждает ее глубинный характер. Таким образом, метаморфическая зональность М2 в связи с Баянкольским массивом представляет собой редкий случай глубинного контактового метаморфизма, проявленного в нижней коре. Полученные результаты в совокупности с анализом опубликованных петролого-геохронологических данных демонстрируют, что раннепалеозойский метаморфизм М2 на Западном Сангилене был проявлен на разных уровнях континентальной коры: в верхней коре на глубине 7-15 км (2-4 кбар), в нижней коре на глубине 26-30 км (7-8 кбар). Баянкольский габбро-монцодиоритовый массив можно рассматривать как небольшой апофиз или фрагмент промежуточной нижнекоровой магматической камеры, а проявленные в Эрзинской сдвиговой зоне гранулиты умеренных давлений (7-8 кбар) этапа М2 отражают общий высокоградиентный режим метаморфизма континентальной коры в связи коллизионным кембро-ордовикским базитовым магматизмом на Западном Сангилене.
Ключевые слова:	Contact aureole; granulites; metamorphic zoning; Bayan-Kol intrusion; Sangilen; контактовый ореол; гранулиты; метаморфическая зональность; Баянкольский массив; Сангилен; термальный метаморфизм; thermal metamorphism;
Издано:	2021
Физ. хар-ка:	с.1204-1226
Цитирование:	1. Азимов П.Я., Козаков И.К., Глебовицкий В.А. Раннепалеозойский сверхвысокотемпературный низкобарный (UHT/LP) метаморфизм в Сангиленском блоке Тувино-Монгольского массива // ДАН, 2018, т. 479, № 2, с. 158-162. 2. Бурмакина Г.Н., Цыганков А.А., Хубанов В.Б., Владимиров В.Г., Кармышева И.В., Буянтуев М.Д. Комбинированные дайки Западного Сангилена, ЮВ Тува: изотопный возраст, состав, петрогенезис // Корреляция алтаид и уралид: магматизм, метаморфизм, стратиграфия, геохронология, геодинамика и металлогения. Материалы Третьей Международной научной конференции (Новосибирск, 29 марта - 1 апреля 2016 г.) Новосибирск, ИГМ СО РАН, 2016, с. 35-37. 3. Владимиров В.Г. Приконтактовые деформации метаморфитов мугурской свиты района рек Морен и Солчер (Юго-Западный Сангилен) // Комплексные геологические исследования Сангилена (Юго-Восточная Тува). Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР, 1987, с. 67-88. 4. Владимиров В.Г., Владимиров А.Г., Гибшер А.С., Травин А.В., Руднев С.Н., Шемелина И.В., Барабаш Н.В., Савиных Я.В. Модель тектонометаморфической эволюции Сангилена (Юго-Восточная Тува, Центральная Азия) как отражение раннекаледонского аккреционно-коллизионного тектогенеза // ДАН, 2005, т. 405, № 1, с. 82-88. 5. Владимиров В.Г., Кармышева И.В., Яковлев В.А., Травин А.В., Цыганков А.А., Бурмакина Г.Н. Термохронология минглинг-даек Западного Сангилена (ЮВ Тува): свидетельства развала коллизионной системы на северо-западной окраине Тувино-Монгольского массива // Геодинамика и тектонофизика, 2017, т. 8, № 2, c. 283-310. 6. Гибшер А.С., Владимиров А.Г., Владимиров В.Г. Геодинамическая природа раннепалеозойской покровно-складчатой структуры Сангилена (Юго-Восточная Тува) // ДАН, 2000, т. 370, № 4, с. 489-492. 7. Гибшер A.A., Мальковец В.Г., Травин A.B., Белоусова Е.А., Шарыгин В.В., Kонц З. Возраст камптонитовых даек агардагского щелочно-базальтоидного комплекса Западного Сангилена на основании Ar/Ar и U/Pb датирования // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (8), с. 998-1013. 8. Гоникберг В.Е. Палеотектоническая природа северо-западной окраины Сангиленского массива Тувы в позднем докембрии // Геотектоника, 1997, № 5, с. 72-84. 9. Гоникберг В.Е. Роль сдвиговой тектоники в создании орогенной струтуры ранних каледонид Юго-Восточной Тувы // Геотектоника, 1999, № 3, с. 89-102. 10. Изох А.Э., Каргополов С.А., Шелепаев Р.А., Травин А.В., Егорова Е.В. Базитовый магматизм кембро-ордовикского этапа Алтае-Саянской складчатой области и связь с ним метаморфизма высоких температур и низких давлений // Актуальные вопросы геологии и минерагении юга Сибири. Материалы научно-практической конференции (31 октября - 20 ноября 2001 г., пос. Елань Кемеровской обл.) Новосибирск, 2001а, ИГиЛ СО РАН, с. 68-72. 11. Изох А.Э., Поляков Г.В., Мальковец В.Г., Шелепаев Р.А., Травин А.В., Литасов Ю.Д., Гибшер А.А. Позднеордовикский возраст камптонитов агардагского комплекса Юго-Восточной Тувы // ДАН, 2001б, т. 378, № 6, с. 1-4. 12. Каргополов С.А. Метаморфизм мугурского зонального комплекса (Сангилен, Юго-Востоная Тува) // Геология и геофизика, 1991 (3), с. 109-119. 13. Каргополов С.А. Малоглубинные гранулиты Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува): Автореф. дис…. к.г.-м.н. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1997, 17 с. 14. Кармышева И.В., Владимиров В.Г., Владимиров А.Г. Синкинематический гранитоидный магматизм Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува) // Петрология, 2017, т. 25, № 1, с. 92-118. 15. Кармышева И.В., Владимиров В.Г., Шелепаев Р.А., Руднев С.Н., Яковлев В.А., Семенова Д.В. Баянкольская габбро-гранитная ассоциация: состав, возрастные рубежи, тектонические и геодинамические обстановки (Западный Сангилен, Юго-Восточная Тува) // Геология и геофизика, 2019, т. 60 (7), с. 916-933. 16. Козаков И.К., Азимов П.Я. Геодинамическая обстановка формирования гранулитов Сангиленского блока Тувино-Монгольского террейна (Центрально-Азиатский складчатый пояс) // Петрология, 2017, т. 25, № 6, с. 635-645. 17. Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Бибикова Е.В., Ковач В.П., Кирнозова Т.И., Бережная Е.Г., Лыхин Д.А. Возраст метаморфизма кристаллических комплексов Тувино-Монгольского массива: результаты U-Pb геохронологических исследований гранитоидов // Петрология, 1999а, т. 7, № 2, с. 174-190. 18. Козаков И.К., Сальникова Е.Б., Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И., Котов А.Б., Ковач В.П. О полихронности развития палеозойского гранитоидного магматизма в Тувино-Монгольском массиве: результаты U-Pb геохронологических исследований // Петрология, 1999б, т. 7, № 6, с. 631-643. 19. Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Ковач В.П., Натман А., Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И., Тодт В., Кренер А., Яковлева С.З., Лебедев В.И., Сугоракова А.М. Возрастные рубежи структурного развития метаморфических комплексов Тувино-Монгольского массива // Геотектоника, 2001, № 3, с. 22-43. 20. Козаков И.К., Ковач В.П., Ярмолюк В.В., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Загорная Н.Ю. Корообразующие процессы в геологическом развитии Тувино-Монгольского массива: Sm-Nd изотопные и геохимические данные по гранитоидам // Петрология, 2003, т. 11, № 5, с. 495-511. 21. Козаков И.К., Сальникова Е.Б., Анисимова И.В., Азимов П.Я., Ковач В.П., Плоткина Ю.В., Стифеева М.В., Федосеенко А.М. Тектоническая позиция метаморфических поясов позднего неопротерозоя - раннего палеозоя в структуре Тувино-Монгольского террейна Центрально-Азиатского складчатого пояса // Петрология, 2019, т. 27, № 1, с. 47-64. 22. Колобов В.Ю. Об образовании андалузита и силлиманита в контактовом ореоле Уларского гранитоидного массива (Сангилен, Тува) // Минералогический журнал, 1983, т. 5, № 4, с. 54-64. 23. Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. М., Пробел-2000, 2004, 192 с. 24. Полянский О.П., Ревердатто В.В. Конвекция флюида в коллекторах осадочного бассейна при термическом воздействии даек и силлов // Геология и геофизика, 2002, т. 43(1), с. 27-41. 25. Полянский О.П., Каргополов С.А., Изох А.Э., Семенов А.Н., Бабичев А.В., Василевский А.Н. Роль магматических источников тепла при формировании регионального и контактовых метаморфических ареалов западного Сангилена (Тува) // Геодинамика и тектонофизика, 2019, т. 10, № 2, с. 309-323. 26. Полянский О.П., Изох А.Э., Семенов А.Н., Селятицкий А.Ю., Шелепаев Р.А., Егорова В.В. Термомеханическое моделирование формирования многокамерных интрузий для выявления связи плутонометаморфизма с габбро-диоритовыми массивами Западного Сангилена, Тува, Россия // Геотектоника, 2021, № 1, с. 3-22. 27. 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 с. 28. Селятицкий А.Ю. Неравновесные гранулиты Эрзинской сдвиговой зоны Западного Сангилена // Материалы Четвертой Сибирской Международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 1-3 декабря 2008 г.) Новосибирск, ИГМ СО РАН, 2008, с. 239-241. 29. Травин А.В., Каргополов С.А., Лепезин Г.Г., Пономарчук В.А., Юдин Д.С. Возраст и термохронологические реконструкции полиметаморфического комплекса Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува) // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма. Материалы III Российской конференции по изотопной геохронологии. М., ГЕОС, 2006, т. 2, с. 350-355. 30. Федоровский В.С., Владимиров А.Г., Хаин Е.В., Каргополов С.А., Гибшер А.С., Изох А.Э. Тектоника, метаморфизм и магматизм коллизионных зон каледонид Центральной Азии // Геотектоника, 1995, № 3, с. 3-22. 31. Шелепаев Р.А., Егорова В.В., Изох А.Э., Зельтманн Р. Коллизионный базитовый магматизм складчатого обрамления юга Сибири (Западный Сангилен, Юго-Восточная Тува) // Геология и геофизика, 2018, т. 59 (5), с. 653-672. 32. Шмонов В.М., Витовтова В.М., Жариков А.В. Флюидная проницаемость пород земной коры. М., Научный мир, 2002, 216 с. 33. Allibone A.H., Milan L.A., Daczko N.R., Turnbull I.M. Granulite facies thermal aureoles and metastable amphibolite facies assemblages adjacent to the Western Fiordland Orthogneiss in southwest Fiordland, New Zealand // J. Metamorph. Geol., 2009, v. 27, p. 349-369. 34. Barbosa J., Nicollet C., Leite C., Kienast J.-R., Fuck R.A., Maсedo E.P. Hercynite-quartz-bearing granulites from Brejões Dome area, Jequié Block, Bahia, Brazil: influence of charnockite intrusion on granulite facies metamorphism // Lithos, 2006, v. 92 (3/4), p. 537-556. 35. Brown M. The definition of metatexis, diatexis and migmatite // Proc. Geol. Assoc., 1973, v. 84, p. 371-382. 36. Carrington D., Harley S.L. Partial melting and phase relations in high-grade metapelites: an experimental petrogenetic grid in the KFMASH system // Contrib. Mineral. Petrol., 1995, v. 120, p. 270-291. 37. Delor C.P., Burg J.P., Leyreloup A.F. Staurolite producing reactions and geothermobarometry of a high pressure thermal aureole in the French Massif Central // J. Metamorph. Geol., 1984, v. 2, p. 55-72. 38. Dublyansky Y., Polyansky O. Search for the cause-effect relationship between Miocene silicic volcanism and hydrothermal activity in the unsaturated zone of Yucca Mountain, Nevada: Numerical modeling approach // J. Geophys. Res., 2007, v. 112, B09201. 39. Egorova V.V., Volkova N.I., Shelepaev R.A., Izokh A.E. The lithosphere beneath the Sangilen Plateau, Siberia: evidence from peridotite, pyroxenite and gabbro xenoliths from alkaline basalts // Mineral. Petrol., 2006, v. 88, p. 419-441. 40. Hammarstrom J.M., Zen E. Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer // Am. Mineral., 1986, v. 71, p. 1297-1313. 41. Harley S.L. Ultrahigh temperature granulite metamorphism (1050 °C, 12 kbar) and decompression in garnet (Mg70)-orthopyroxene-sillimanite gneisses from the Rauer Group, East Antarctica // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 541-562. 42. Hayba D.O., Ingebritsen S.E. The computer model Hydrotherm, a three-dimensional finite-difference model to simulate groundwater flow and heat transport in the temperature range of 0 to 1200 °C. U.S. Geol. Surv. Water-Resour. Invest. Rep., 1994, 85 p. 43. Hayba D.O., Ingebritsen S.E. Multiphase groundwater flow near cooling plutons // J. Geophys. Res., 1997, v. 102, p. 1235-1225. 44. Holdaway M.J., Lee S.M. Fe-Mg cordierite stability in high-grade pelitic rocks based on experimental, theoretical, and natural observations // Contrib. Mineral. Petrol., 1977, v. 63, p. 175-198. 45. Holland T.J.B., Powell R. An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 309-343. 46. Hollister L.S., Grissom G.C., Peters E.K., Stowell H.H., Sisson V.B. Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons // Am. Mineral., 1987, v. 72, p. 231-239. 47. Johnson T.E., White R.W., Powell R. Partial melting of metagreywacke: a calculated mineral equilibria study // J. Metamorph. Geol., 2008, v. 26, p. 837-853. 48. Kelsey D.E., Hand M. On ultrahigh temperature crustal metamorphism: phase equilibria, trace element thermometry, bulk composition, heat sources, timescales and tectonic settings // Geosci. Front., 2015, v. 6 (3), p. 311-356. 49. Lei H., Xu H. A review of ultrahigh temperature metamorphism // J. Earth Sci., 2018, v. 29 (5), p. 1167-1180. 50. Mirwald P.W., Scola M., Tropper P. Experimental study on the incorporation of Na in Mg-cordierite in the presence of different fluids (Na(OH), NaCl-H2O, albite-H2O) // Geophys. Res. Abstr., 2008, v. 10, EGU2008-A-04149. 51. Pattison D.R.M., Chacko T., McFarlane C.R.M., Farquhar J. Temperatures of granulite-facies metamorphism: constraints from experimental phase equilibria and thermobarometry corrected for retrograde exchange // J. Petrol., 2003, v. 44, p. 867-900. 52. Polyansky O.P., Reverdatto V.V., Sverdlova V.G. Convection of two-phase Fluid in a layered porous medium driven by the heat of magmatic dikes and sills // Geochem. Int., 2002, v. 40 (1), p. s69-s81. 53. Polyansky O.P., Reverdatto V.V., Khomenko A.V., Kuznetsova E.N. Modeling of fluid flow and heat transfer induced by basaltic near-surface magmatism in the Lena - Tunguska petroleum basin (Eastern Siberia, Russia) // J. Geochem. Explor., 2003, v. 78-79, p. 687-692 54. Powell R., Holland T., Worley B. Calculating phase diagrams involving solid solutions via nonlinear equations, with examples using THERMOCALC // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 577-588. 55. Putirka K. Amphibole thermometers and barometers for igneous systems and some implications for eruption mechanisms of felsic magmas at arc volcanoes // Am. Mineral., 2016, v. 101, p. 841-858. 56. Reverdatto V.V., Polyansky O.P. Modelling of the thermal history of metamorphic zoning in the Connemara region (western Ireland) //Tectonophysics, 2004, v. 379, p. 77-91. 57. Ridolfi F., Renzulli A. Calcic amphiboles in calc-alkaline and alkaline magmas: thermobarometric and chemometric empirical equations valid up to 1,130 °C and 2.2 GPa // Contrib. Mineral. Petrol., 2012, v. 163, p. 877-895. 58. Schmidt M.W. Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer // Contrib. Mineral. Petrol., 1992, v. 110, p. 304-310. 59. Spear F.S., Kohn M.J., Cheney J.T. P-T paths from anatectic pelites // Contrib. Mineral. Petrol., 1999, v. 134, p. 17-32. 60. Stüwe K. Geodynamics of the lithosphere. Berlin, Springer, 2007, 493 p. 61. Tropper P., Wyhlidal S., Haefeker U.A., Mirwald P.W. An experimental investigation of Na incorporation in cordierite in low P/high T metapelites // Mineral. Petrol., 2018, v. 112 (2), p. 199-217. 62. 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. 139-153. 63. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Am. Mineral., 2010, v. 95, p. 185-187. 64. Wu C.-M., Zhang J., Ren L.-D. Empirical garnet-biotite-plagioclase-quartz (GBPQ) geobarometry in medium- to high-grade metapelites // J. Petrol., 2004, v. 45 (9), p. 1907-1921. 65. Wyhlidal S., Tropper P., Thony W.F., Kaindl R. Minor element- and carbonaceous material thermometry of high-grade metapelites from the Sauwald Zone, Southern Bohemian Massif (Upper Austria) // Mineral. Petrol., 2009, v. 97, p. 61-74.