Метасоматические процессы при высоких температурах и давлениях в Лапландском гранулитовом поясе : на примере Порьегубского покрова

• Автор: Лебедева, Юлия Михайловна
• Шифр специальности: 25.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАПЛАНДСКОГО ГРАНУЛИТОВОГО ПОЯСА (ЛГИ)

1.1. Лапландский гранулитовый пояс

1.2. Капдалакшско-Умбииский фрагмент Лапландского граиулнтового пояса

1.3. Порьегубский тектонический покров

ГЛАВА 2. МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПОРЬЕГУБСКОМ ПОКРОВЕ

2.1. Типы метасоматических пород, их распространение, связь с деформациями .

2.2. Характеристика метаморфических пород

2.2.1. Метаморфические породы стадии М

2.2.2. Метаморфические породы стадии М
2.2.3. Парагенезисы, фациальные условия метаморфизма
2.2.4. Реакции и реакционные структуры
2.3. Геологин метасоматических процессов (участки Паленый, Костариха, Наумиха)
2.3.1. Участок Паленый
2.3.2. Участок Костариха
2.3.3. Участок Наумиха
2.4. Характеристика метасоматических пород
2.4.1. Богатые кварцем породы
2.4.2. Железо-магнезиальиые породы (базифнкаты)
2.4.3. Описание реакционных структур и наложенных реакций в
метасоматических породах
2.3.4 Изменение химического состава пород и минералов при метасоматических процессах
ГЛАВА 3. ТЕРМОБАРОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Тсрмобарометрия - методы и подходы
3.2. Термобарометрня вмещающих метаморфических пород
3.2.1. Ранняя стадия метаморфизма (М1)
3.3. Термобарометрня метасоматических пород
3.4. Р-Т эволюция пород
ГЛАВА 4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СОСТАВ ФЛЮИДА ПРИ МЕТАМОРФИЗМЕ И МЕТАСОМАТОЗЕ
4.1. Изотопно-геохимические исследования
4.1.1. Изотопный состав кислорода в метасоматических породах
4.1.2. Валовый изотопный сост ав аргона флюидных включении минералов метасоматитов
4.1.3. Изотопный состав углерода графита
4.2. Расчет активности воды
ГЛАВА 5. ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЯ
Aim - альмандин Ат - амфибол Ап - анортит Ann -аннит
аОрх - алюмоортопироксен
Bt- биотит
Срх - клинопироксен
Crd - кордиерит
Di -диоисид
Еп - ортоэнстатит
fCrd - железистый кордиерит
Es - ферросилит
Fsp - полевой шпат
Gr - гранат
Grs - гроссуляр
Gt -графит
lid - геденбергит
11т - ильменит
Kfs - калиевый полевой шпат
Mgt - магнетит
Mnz - монацит
Орч - рудные минералы
Орх - ортопироксен
Phi - флогопит Р1 - плагиоклаз Ро - пиротин Ргр - пироп Ру - пирит Qu - кварц Ru - рутил Sap - сапфирин Sil - силлиманит Sp - шпинель Sps - спессартпн Suif - сульфиды WR - порода целиком Zrn - циркон
2Рх крисгаллослансц - двунироксеновый кристаллослансц
Fe-Mg порода - железо - магнезиальная порода
кр. сланец - кристаллосланец м/с - метасоматит

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований
Зоны сдвиговых деформаций с высокотемпературной метасоматической переработкой гранулитов до настоящего времени, за исключением отдельных работ (Беляев, 1981; Доливо-Добровольский, 2003; Hisada et al., 2005; Newton, et al., 2010; Touret, el al. 2011; Tsunogae, et al. 2014) не подвергались детальному изучению. В большинстве исследований внимание сосредоточено исключительно на результатах флюидной переработки гранулитов в изохимических или близких к ним условиях (Перчук и др., 2006; Newton et. al., 2014), а если и исследовались гидротермалыю-метасоматические процессы с существенным перемещением компонентов в гранулитовых комплексах, то исключительно в более низкотемпературных зонах с пластическими и хрупкими деформациями невысоких давлений (Smit, van Recnen, 1997; Smit et al., 2001). В области высоких температур и давлений инфильтрациониый метасоматоз, сопровождающий региональный метаморфизм гранулитовой фации и часто связанный с зонами сдвиговых деформаций, как процесс локального транспорта элементов, остался недостаточно изученным явлением.
Роль флюидов и их химический состав при гранулитовом метаморфизме многие десятилетия остается предметом незавершенных дискуссий. Многие годы для гранулнтового метаморфизма предполагался РЬО-ССД флюид с низкой активностью воды (0.15-0.3) за счет очень высокого содержания углекислоты (Newton et. al, 1980; Touret, 1981). Такой маловодный флюид не мог вызывать метасоматическую переработку гранулитов и эго противоречило многим геологическим свидетельствам метасоматических процессов в гранулитовых толщах, в том числе и в выбранных для исследования HT-IIP лапландских гранулитах.
Определяющим мотивом для постановки данных исследований послужили как появившиеся в последнее время свидетельства о высокой активности воды в гранулитовой фации, основанные на экспериментальной петрологии и термодинамических расчетах (Aranovich et.al, 2013; Newton ct.al, 2014), так и отсутствие надежных количественных оценок физико-химических параметров (Т, Р, аРЬО) метасоматических процессов в 1IT-HP сдвиговых зонах, обладающих высокой проницаемостью для флюидных потоков.
Метаморфизму Лапландского гранулнтового пояса (ЛГИ), выбранного в качестве объекта исследования, посвящены многие работы (например: Прияткииа, Шарков, 1979; Крылова, 1983; Перчук и др., 1998, 1999; Балаганский и др., 2005а, 20056; Ветрин, 2006; Колодяжный, 2007; Минц, и др., 20076, 2007а; Mints et al, 2007). Но изучению процессов высокотемпературной высокобарической метасоматической переработки в наложенных зонах сдвиговых деформаций уделено недостаточно внимания, систематические
Рис. 2.12. Участок Наумиха. а) Мигматизированные кристаллосланцы; б)
превращение мигматизированного кристаллосланца в богатый кварцем и плагиоклазом бластомилонит; в, г)
бластомилонитизированные богатые кварцем породы; д) Орх-Ог жила в гранат-кварц-плагиоклазовых породах; е) неравномернозернистая Орх-Сг жильная порода; ж) реликт кристаллосланца в
метасоматических породах. Уч. Наумиха.
2.4. Характеристика метасоматических пород
2.4.1. Богатые кварцем породы
Среди богатых кварцем пород преобладают А1-5ьМ§ окварцованные породы (кварца от 30 до 70%) и кварциты (кварца не меньше 70%) с силлиманитом, высокомагнезиальными ортопироксеном, гранатом, биотитом, плагиоклазом, калиевым полевым шпатом и поздним кордиеритом в разных сочетаниях. Также встречаются разновидности гранатовых кварцитов с зеленой шпинелью. Богатые кварцем породы имеют пятнисто-полосчатую, иногда тонкополосчатую текстуру, так как обладают всеми признаками бластомилонитов со «струйчатым» или пластинчатым распределением минералов и характеризуются неоднородным отчетливо зональным распределением неравномернозернистых агрегатов от полиминеральных до мономинеральных зон.
При изучении шлифов в ряде случаев, если порода не содержит большого количества симплектитов и поздних наложенных ассоциаций, можно наблюдать типичные бластомилонитовые структуры (Рис. 2.13).