Метаморфические комплексы Урала и проблема эволюции метаморфизма в полном цикле развития литосферы подвижных поясов

• Автор: Русин, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 25.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 507 с. : ил. + Прил. (169 с.: ил.)

Часть I Состояние проблемы
Глава 1. Развитие взглядов на природу метаморфизма в подвижных областях и вопросы типизации метаморфизма
Глава 2. Полный цикл развития литосферы подвижных областей
Часть II Метаморфический палеофундамент подвижных областей
Глава 3. Общая характеристика раннего докембрия Урала
Глава 4. Метаморфизм дорифейских комплексов
4.1 Тараташский комплекс
4.2 Мугоджарский комплекс
4.3 Селянкинский комплекс
4.4 Салдинский комплекс
4.5 Уфалейский комплекс
Глава 5. Ранний докембрий в фанерозойских областях
Часть III Доорогенный (рифтовый) метаморфизм
Глава 6. Общая характеристика позднего докембрия Урала
Глава 7. Однородный и зональный метаморфизм рифтогенных формаций
7.1 Златоустовский комплекс
7.2 Кувашский комплекс
7.3 Белорецкий комплекс
7.4 Кваркушский комплекс
7.5 Ляпинский комплекс
Глава 8. Метаморфизм растяжения континентальной литосферы
8.1 Реологические аспекты метаморфизма растяжения
8.2 Метаморфизм растяжения континентальной коры
8.3 Некоторые признаки метаморфизма растяжения подконтинентальной мантии
Глава 9. Континентальный рифтовый метаморфизм некоторых фанерозойских областей
9.1 Аппалачско-Каледонский пояс
9.2 Герциниды Европы
Часть IV Орогенный (коллизионный) метаморфизм
Глава 10. Общая характеристика палеозойского этапа развития Урала
Глава 11. Зональный метаморфизм умеренных и низких давлений
11.1 Западный метаморфический пояс
11.2 Центральный (Главный гранитный) метаморфический пояс
Глава 12. Высоко- и сверхвысокобарический метаморфизм
12.1 Глаукофансланцевые комплексы
12.2 Эклогит-глаукофансланцевые комплексы
12.3 Эклогит-сланцево-гнейсовые комплексы
Глава 13. Метаморфизм региональных сдвиговых зон Урала (комплексы гранитоидных бластомилонитов)
Глава 14. Некоторые проблемы орогенного метаморфизма подвижных областей
Заключение
Литература
Приложения Том II

Формирование фанерозойских орогенных поясов Земли обусловлено глубинными геодинамическими процессами. Конвективные течения в мантии, структура и интенсивность которых контролируется разноглубинными мантийными плюмами, вызывают движения литосфериых плит и закономерную смену геодинамических обстановок в подвижных областях. Пульсационность функционирования мантийных плюмов отражается в периодической активизации геологических процессов (Добрецов и др., 1993). Повторяемость во времени отдельных седиментационных, магматических и метаморфических событий отмечается в различных геодинамических обстановках, но традиционно интерпретируется как свидетельство полицикличности развития орогенических поясов. Такая трактовка вызывает дискуссии, так как обоснование ранних (неопротерозойских) орогенических циклов или циклов Уилсона, из-за проблематичности нахождения важнейших материальных свидетельств их проявления (офиолитов, островодужных комплексов и др.), в таких орогенных поясах как Урал, Аппалачи, Скандинавия и др. во многом гипотетично. Часто основным, а иногда и единственным аргументом полицикличности фанерозойских областей является метаморфизм позднедокембрийских толщ. Обоснование его континентальной рифтовой природы, в совокупности с другими данными, приводит к новому пониманию предыстории коллизионных орогенов и общей эволюционной направленности развития литосферы фанерозойских подвижных областей в полном крупном цикле, продолжительность которого может значительно превышать современные оценки, предполагаемые для циклов Уилсона (Хайн, 2000).
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Метаморфические породы содержат важнейшую информацию о термодинамических условиях глубинного петрогенезиса. Они присутствуют практически во всем вертикальном разрезе литосферы подвижных областей и формируются во всех возможных геодинамических обстановках. В этом плане метаморфизм является одним из основных индикаторных эндогенных процессов, дополняющим данные магматизма и тектоники. Выяснение общей последовательности событий в развитии литосферы подвижных областей не может быть полным без специального анализа метаморфических процессов. Благоприятным объектом для такого анализа является Урал - типичный коллизионный покровно-складчатый пояс, история геологического развития которого охватывает интервал времени более 1 млрд. лет и отражает полный крупный цикл эволюции литосферы. Разрыв континентальной Евро-Азиатской плиты и образование океанического бассейна, связанные с тектоническим режимом растяжения, а также островодужный и коллизионный орогенез в режиме сжатия, обусловливающий формирование новой континентальной коры, на всех этапах сопровождаются метаморфическими процессами. Выяснение их роли и значения в последовательно сменяющихся геодинамических обстановках представляет не только общенаучный интерес, затрагивающий фундаментальные основы

может существенно различаться. В западной палеоконтинентальной окраине Урала и Аппалачей, с хорошо сохранившимися позднедокембрийскими рифтогенно-депрессионными комплексами и палеозойскими окраинно-континентальными отложениями, повсеместно проявлены позднепалеозойские складчатые деформации, но практически отсутствуют синхронные им граниты и зональный метаморфизм (Формирование...,1986). На Британских островах позднедокембрийские рифтогенные формации прорваны каледонскими гранитами, а сопряженный с их внедрением метаморфизм затрудняет реконструкцию более ранних метаморфических событий (Андерсон 1967; Winchester, 1974). Северная окраина Индостанского щита выделяется яркой надвиговой структурой, многочисленными постдеформационными телами турмалиновых гранитов, обращенным метаморфизмом и общим термальным прогревом, вызвавшим омоложение возраста слюд в докембрийских гнейсах. Все это указывает на то, что термальную релаксацию при столкновении плит нельзя объяснить лишь общим подъемом изотерм и установлению геотермы должны предшествовать аномальные термальные градиенты.
Палингенное гранитообразование в энсиалических зонах орогенных поясов и сопряженный зональный метаморфизм, являющиеся главными свидетельствами внутренней дифференциации вещества утолщенной континентальной коры (Формирование...,1986), видимо происходят на этапе начинающегося глубинного растяжения, т.е. в условиях наиболее благоприятных для возникновения зон проницаемости. На это указывают данными моделирования P-T-t траекторий орогенических поясов (Thompson, Ridley, 1987), синхронность гранитообразования накоплению моласс, а также петрологические материалы (Ферштатер, Бородина, 1975; Ферштатер и др.,1994), отмечающие последовательное уменьшение глубинности гранитных комплексов с параллельным падением водного давления от 6-5 до 3-2 кбар. Поясовое развитие гранитов и метаморфических ареалов, разделенных зонами калиевых бластомилонитов в палеоокеаническом секторе Урала (Русин, Маркс, 1977; Русин, 1979), а также преимущественно пластообразная форма гранитных батолитов и деформированность метаморфических изоград позволяют предполагать, что растекание нижней коры могло сопровождаться деформациями сжатия и скольжения по простиранию в более высоких горизонтах, продолжавшимися и после становления гранитных плутонов, но в дальнейшем также сменившими свой знак, что выразилось в формировании раннемезозойских грабенов (Формирование...,1986; Иванов, 1998). В настоящее время накапливается все больше данных о том, что роль посткомпрессионного растяжения в орогенезе явно недооценивалась, однако именно эти процессы, в конечном итоге, видимо и определяют многие особенности строения фанерозойских коллизионных орогенов.
В заключении следует подчеркнуть, что полный геодиначический цикл открытия и закрытия океанов представляет собой идеализированную схему. Обоснование каждой из стадий этого цикла, в приложении к конкретным регионам, ставит перед исследователями много специальных и общегеологических проблем,