Центрально-Азиатский складчатый пояс содержит несколько микроконтинентов с раннедокембрийским основанием. Древнейший из них – Байдарикский микроконтинент [Левашова и др., 2011], или Байдарикский блок Дзабханского микроконтинента [Козаков и др., 2007]. Кристаллическое основание Байдарикского блока включает верхнеархейский байдарагинский и нижнепротерозойский бумбугерский комплексы.
Байдарагинский комплекс сложен плагиогнейсами («серыми» гнейсами) с подчиненным количеством будин метабазитов. Датирование цирконов из тоналитовых гнейсов методом SHRIMP II [Козаков и др., 2007] указывает на внедрение протолитов тоналитовых гнейсов 2.65 Ga и последующий высокотемпературный и амфиболитовый метаморфизм 2.65-2.5 и ~ 1.8 Ga, соответственно. В ядрах цирконов из будины метабазитов зафиксировано более древнее значение возраста ~ 2.8 Ga [Козаков и др., 2007]. Байдарагинский комплекс сечется жилами и штоками посткинематических калиевых гранитов с возрастом 1825±5 Ma [Козаков и др., 2007] и средне-позднепротерозойскими долеритовыми дайками.
Магматическое происхождение метабазитов и плагиогнейсов байдарагинского комплекса не вызывает сомнения: на петрохимических диаграммах SiO2 – CaO+TiO2+Fe2O3* – Al2O3 и Al2O3/SiO2 – SiO2 они соответствуют магматическим породам [Беляев и др., 2011].
«Серые» гнейсы байдарагинского комплекса характеризуются средне- и крупнозернистыми гранобластовыми структурами. Минеральная ассоциация: олигоклаз + кварц + биотит ± роговая обманка ± циркон ± апатит ± рудный минерал.
На тройной диаграмме в координатах Ab-An-Or (нормативные содержания) точки плагиогнейсов находятся в поле тоналитов. Тоналитовые гнейсы обладают интервалом содержаний SiO2 60-72 %. Они характеризуются высоким содержанием Al2O3 15-17.5 %. В составе щелочей преобладает Na2O: отношение K2O/Na2O = 0.2-0.4. Все эти особенности типичны для архейских «серых» гнейсов – пород тоналит-трондьемит-гранодиоритовой (ТТГ) ассоциации [Martin, 1994].
Изученные тоналитовые гнейсы характеризуются дифференцированными спектрами редких земель. По распределению REE среди них выделяется две группы: (1) сильно обедненные HREE (Yb = 0.2-0.4 ppm) c положительной Eu-аномалией, и (2) умеренно обедненные HREE (Yb = 1-1.9 ppm) c отрицательной Eu-аномалией или ее отсутствием.
На мультиэлементной диаграмме тоналитовые гнейсы первой группы показывают обогащение Sr, а гнейсы второй группы слабо обеднены Sr. Большинство проб имеют отношение Th/LaPM < 1, лишь одна проба второй группы обогащена Th относительно La.
Геохимия ТТГ контролируется главным образом глубиной частичного плавления метабазитового источника и минералогией рестита. Недавно геохимия архейских ТТГ была суммирована в работе [Moyen, 2011]. Среди них выделено три группы, выплавлявшихся при высоком, среднем и низком давлении. При давлении > 20 кбар рестит имеет эклогитовый состав (гранат + клинопироксен + рутил). Гранат концентрирует HREE и Y, а рутил – Nb и Ta, следовательно ТТГ-магмы высокого давления обедняются этими элементами. Группа ТТГ низкого давления (< 10 кбар) имеет безгранатовый амфиболитовый рестит (роговая обманка + плагиоклаз). Реститовый плагиоклаз концентрирует Sr, ТТГ-магмы низкого давления обеднены Sr. ТТГ среднего давления (10-20 кбар) выплавлялись из гранатового амфиболита (гранат + пироксен + роговая обманка + плагиоклаз) и имеют промежуточный состав. Следовательно, для выявления условий формирования ТТГ наиболее информативны концентрации и отношения Sr, Y, Yb, La, Nb, Ta и некоторых других элементов [Moyen, 2011].
На диаграммах, разделяющих ТТГ высокого, среднего и низкого давления, точки тоналитовых гнейсов байдарагинского комплекса находятся преимущественно в поле ТТГ среднего давления (группа тоналитовых гнейсов, сильно обедненных HREE) и ТТГ низкого давления (тоналитовые гнейсы, умеренно обедненные HREE). Близкое Nb/Ta отношение (12-20) в породах двух групп предполагает их образование из сходного по составу источника. Исходя из приведенных диаграмм, можно сделать вывод, что родоначальные тоналитовые магмы с очень низкими концентрациями HREE выплавлялись при давлении 10-20 кбар, а тоналитовые магмы с умеренным обеднением HREE выплавлялись при давлении < 10 кбар.
В тоналитовых гнейсах также наблюдаются высокие концентрации Ni (до 80 ppm) и высокая магнезиальность (Mg# = Mg/(Mg+Fe); 0.5-0.6), а между ними наблюдается положительная корреляция (r = 0.65). Высокие концентрации Ni и высокая Mg# присущи тоналитовым гнейсам обеих групп и не связаны с обеднением HREE.
Увеличение Ni и Mg# в архейских ТТГ считается признаком взаимодействия магм, образовавшихся при частичном плавлении субдуцирующей океанической коры, с мантийным клином в зоне субдукции. Они обладают теми же свойствами, что и тоналитовые гнейсы байдарагинского комплекса: обогащение Ni, высокая Mg# и положительная корреляция этих параметров. Это является следствием взаимодействия тоналитовых магм с перидотитами или магмами мантийного клина [Huang et al., 2010]. В то же время, ТТГ-гнейсы комплекса Лушань обладают низким Ni, низкой Mg# и не испытали взаимодействия с мантийным клином [Huang et al., 2010].
Из приведенных данных следует, что в составе байдарагинского комплекса присутствует две генерации тоналитов, выплавлявшихся при различном давлении (10-20 и < 10 кбар). Возрастные взаимоотношения двух групп тоналитов пока неясны, и автор надеется, что SHRIMP II датирование цирконов позволит разрешить этот вопрос. Высокие значения Ni и Mg# в изученных породах свидетельствуют об их формировании в зоне субдукции за счет частичного плавления субдуцирующей океанической коры и взаимодействии расплавов с мантийным клином.
Исследование выполнено при поддержке ГК 02.740.11.0324.
Литература:
Беляев В.А., Горнова М.А., Медведев А.Я., Пахомова Н.Н. Геохимические особенности включений метабазитов в «серых» гнейсах Байдарикского блока (Центральная Монголия) // Геология и геофизика, 2011, в печати.
Козаков И.К., Сальникова Е.Б., Вонг Т., и др. Кристаллические комплексы нижнего докембрия Дзабханского микроконтинента Центральной Азии: Возраст, источники, тектоническая позиция // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2007, т. 15, № 2, с. 3-24.
Левашова Н.М., Гибшер А.С., Меерт Дж.Дж. Докембрийские микроконтиненты Центрально-Азиатского складчатого пояса: новые палеомагнитные и геохронологические данные // Геотектоника, 2011, № 1, с. 58-79.
Huang X.-L., Niu Y., Xu Y.-G., Yang Q.-J., Zhong J.-W. Geochemistry of TTG and TTG-like gneisses from Lushan-Taihua complex in the southern North China Craton: implications for late Archean crustal accretion // Precambrian Research, 2010, v. 182, p. 43-56.
Martin H. The Archaean grey gneisses and the genesis of continental crust / Archean Crustal Evolution. Ed. K.C. Condie. Elsevier, 1994, p. 205-259.
Moyen J.-F. The composite Archaean grey gneisses: Petrological significance, and evidence for a non-unique tectonic setting for Archaean crustal growth // Lithos, 2011, v. 123, p. 21-36.
Sun S. S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes / Magmatism in the Ocean Basins. Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry. Geological Society, London, Special Publications, 1989, v. 42, p. 313-345.
| Файл с полным текстом: | Беляев_.doc |