Минералогия и P-T условия образования амфиболитов няртинского метаморфического комплекса и маньхобеинской свиты Приполярного Урала
Автор: Попвасев К.С.
Журнал: Вестник Пермского университета. Геология @geology-vestnik-psu
Рубрика: Петрология, вулканология
Статья в выпуске: 3 т.21, 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье приведены результаты изучения амфиболитов няртинского метаморфического комплекса и маньхобеинской свиты. По петрографическим и минеральным особенностям пород, химической зональности гранатов установлены два эпизода проявления метаморфизма. Первый эпизод - более высокотемпературный (500-620°С), отвечающий условиям эпидот-амфиболитовой фации (B3). Давление на этом этапе оценено в 6-10 кбар. Второй эпизод отвечает низкотемпературному диафторезу (284-318°С) в условиях фации зеленых сланцев (B4). Аналогичные условия метаморфизма пород няртинского комплекса и маньхобеинской свиты подтверждают представление о том, что маньхобеинская свита не является самостоятельным стратиграфическим подразделением, а представляет собой комплекс низкотемпературных диафторитов по породам, аналогичным тем, которыми сложен няртинский комплекс.
P-t условия метаморфизма, няртинский комплекс, амфиболиты, эпидот-амфиболитовая фация
Короткий адрес: https://sciup.org/147246238
IDR: 147246238 | УДК: 552.163 | DOI: 10.17072/psu.geol.21.3.216
Formation mineralogy and P-T conditions of amphibolites of the Nyartin metamorphic complex and Mankhobeyskaya suite of the Subpolar Urals
The article presents the results of studying the amphibolites of the Nyartinskiy Complex and the Mankhobeyskaya Suite. Based on the petrographic and mineral features of the rocks and the chemical zoning of the garnets, two episodes of metamorphism manifestations have been established. The first episode is characterized by a higher temperature (500-620°C), corresponding to the conditions of the epidote-amphibolite facies (B3). The pressure at this stage is estimated at 6-10 kbar. The second episode corresponds to low-temperature diaphthoresis (284-318°C) in the greenschist facies (B4). Similar conditions of the rocks metamorphism of the Nyartinskiy Complex and the Mankhobeyskaya Suite confirm the idea that Mankhobeyskaya Suite is not an independent stratigraphic unit, but is a complex of low-temperature diaphtorites in rocks similar to those that compose the Nyartinskiy Complex.
Текст научной статьи Минералогия и P-T условия образования амфиболитов няртинского метаморфического комплекса и маньхобеинской свиты Приполярного Урала
В северной части Приполярного Урала, в бассейне р. Кожим, вскрывается наиболее полный разрез докембрия-палеозоя Тимано-Североуральского региона. Район достаточно хорошо изучен, однако некоторые вопросы стратиграфии метаморфизованных образований являются спорными. Особенно проблематичным является вопрос о возрасте и стратиграфическом расчленении нижней части докембрийского разреза территории . Остаются неясными объем и возрастные ограничения нижнего докембрия от полного их отрицания до включения в их разрез не только нижнепротерозойского няртинского метаморфического комплекса, залегающего в основании докембрийского разреза Приполярного Урала, но и отложений маньхобеинской свиты, традиционно относящихся к нижнему рифею (Нижний докембрий..., 2010). В то же время некоторые исследователи вовсе отрицают наличие в этом районе нижнедокембрийских образований (Государственная..., 2001). Изучение метаморфизма пород может внести определенную лепту в расшифровку геологического строения рассматриваемого района.
Геологическая характеристика
Разрез няртинского комплекса (PR1) представлен гранатсодержащими биотитовыми и двуслюдяными гнейсами и кристаллическими сланцами, переслаивающимися с гранатсодержащими амфиболитами и амфиболсодер-жащими сланцами. В подчиненном количестве присутствуют редкие и маломощные прослои кварцитов и мраморов. Вблизи контактов с рифейскими толщами породы комплекса рас-сланцованы и превращены в низкотемпературные диафториты (Пыстина, Пыстин, 2002). Низкотемпературные диафториты имеют вид хлорит-мусковит-альбит-кварцевых, эпидот-альбит-хлорит-актинолитовых, кальцит-
ЭПИДОТ -няртинского комплекса превышает 1200 м. В настоящее время эти образования разделяются на амфиболово-гнейсовую (мощностью более 500 м) и плагио -гнейсово-сланцевую толщи (мощностью более 700 м). Для пород няртинского комплекса был установлен Pb-Pb возраст
«гранулитового» циркона - 2125±25 млн лет, который фиксирует время проявления высокотемпературного метаморфизма, достигавшего уровня гранулитовой фации (Пыстина, Пыстин, 2008). Эти данные позднее были под-U Pb метаморфоргенных цирконов «гранулитового»
.
, 2019).
200000 Q
41 XXV приведенная на рис. 1, возраст няртинской (
RF 1 ?)
двуслюдяными и мусковитовыми кристаллическими сланцами, переслаивающимися с
-
(
, 2011).
фрагментарно выделяется пачка метаморфизованных грубообломочных пород, интерпе-тируемых как метаконгломераты, метаграве
.
резы таких образований описаны А.В. Цимбалюком по рекам Хобею, Мань— Хобею и Няртаю. По мнению А.М. Пыстина (1994), эти образования имеют катакластиче-скую и диафторическую природу и сформировались за счет кристаллических сланцев и других метаморфических пород няртинского комплекса. То есть предполагается, что мань-хобеинская свита как самостоятельное стратиграфическое подразделение выделена оши ;
ные диафториты по породам няртинского комплекса (Пыстин, Пыстина, 2018).
Наличие высокотемпературных метабази-тов в разрезе маньхобеинской свиты ставит задачу их сравнения с амфиболитами няр-, P-T вий метаморфизма пород на новой фактической основе для восстановления целостност-ной картины метаморфических событий и уточнения строения нижней части докембрийского разреза региона. Для решения задачи были изучены минеральные ассоциации метабазитов няртинского комплекса и маньхобеинской свиты.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования для пород няртинского комплекса являются образцы
,
., часть образцов предоставлена научным руководителем А.М. Пыстиным из обнажений переслаивающихся амфиболитов и гнейсов в верховьях р. Кожим и ее
--,
- .1).
метаморфизма пород маньхобеинской свиты
.
-
(. 1).
- петрографические особенности пород изучались в шлифах на поляризационном 400.
Составы минералов определялись в ЦКП «Геонаука» на сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega 3 LMH с энергодисперсионной приставкой Oxford instruments X- в аншлифах с углеродным напылением.
Si (Si), Ti (Ti), Al (Al 2 O 3 ), Fe (Fe), Mn (Mn), Mg (MgO), Ca (CaF 2 ), Na (Ab), K (KBr).
параметров метамофризма были
Amf Pl
( , 1983; , 1990), Hbl-
(Hammarstrom, Zen, 1986;
Schmidt, 1991), Grt-Hbl
(Wells, 1979; Perchuk, 1990, Graham, Powell, 1984; Powell, 1985),
PTQuick /Programs/ ptquick).
температуры кристаллизации хлоритов использовались хлоритовые геотермометры (Zang, Fyfe 1995; Kranidiotis, MacLean, 1978). Определение параметров метаморфизма проводилось на основании расчитанных формул минералов по результатам
-
- водился на 23 атома кислорода, гранатов на 12 атомов, плагиоклазов на 8, хлоритов на 28. Расчет кристаллохимических формул 22
положительных заряда катионов.
Рис. 1. Фрагмент геологической карты листа Q-41 XXV М - . По (Государсвтенная..., 2001): I — пуй-винская свита, 2 — щокурьинская свита, 3 — маньхобеинская свита, 4 — няртинская свита, 5 — пуйвинские субвулканические образования, 6 — щокуръинские субвулканические образования, 7 — няртинские субвулканические образования , 8, 9 — сальнерско—маньхамбовский комплекс гранит—лейкогранитовый (первая, вторая фаза), 10 — достоверные границы между разновозрастными геологическими образованиями и литологическими подразделениями, 11 — достоверные геологические границы несогласного залегания, 12 —разломы, 13 — надвиги. Ромбами указаны точки отбора проб няртинского комплекса, кругами — маньхобеинской свиты
Петрография и минералогия
Минеральный состав амфиболитов няртинского комплекса представлен :
лом (40-60%), кварцем (20-25%), плагиоклазом (10-15%) эпидотом (10%), гранатом (менее 5%), хлоритом (единичные знаки). В амфиболитах маньхобеинской свиты отмечаются амфибол (40-50%), кварц (15-25%), гранат (10-15%), плагиоклаз (10%), хлорит (5 10%), биотит (5%), эпидот (единичные знаки). Акцессорные минералы представлены апатитом, титанитом, ильменитом, рутилом и цирконом. По текстурно-структурным признакам амфиболиты няртинского комплекса мелкозернистые, обнаруживают сланцеватую текстуру и нематогранобласто-вую структуру, обусловленную вытянутым расположением темноцветных минералов (рис. 2 a-d). Среднезернистые амфиболиты маньхобеинской свиты имеют порфиробла стовую структуру с лепидонематобластовой структурой основной ткани, и массивную текстуру пород (рис. 2 e, f).
Амфиболы вместе с кварцем и плагиоклазом слагают основную ткань пород. В шлифах амфиболы представлены удлиненно-призматическими и таблитчатыми зернами (рис . 2) с отчетливым плеохроизмом в зеленых и сине-зеленых тонах. Все амфиболы, согласно классификации (Leak et. all, 1997), входят в группу Ca-амфиболов. Составы амфиболов (табл. 1) представлены в основном феррочермакитом, в меньшей степени ферропаргаси-том, магнезиогорнблендитом, чермакитом и феррогорнблендитом (рис. 3 a, b). Показатель железистости X^^f=0,44 0,60. Для всех амфиболов (56 составов) содержание TiO2 колеблется в небольших пределах (0,32-0,65 мае. %), MnО (до 0,87 мае. %), Na2O (1,38-2,47 мае. %), СаO (9,15-11,28 мае. %).
Рис. 2. Микрофотографии шлифов (а,с,е — без анализатора; b,d,f — с анализатором) амфиболитов няртинского комплекса ( ad ), амфиболитов маньхобеинской свиты ( e,f I Здесь и далее сокращения минералов приняты по (Whitney, Evans, 2010)
Гранаты отмечаются в виде кристаллов неправильной формы, часто содержат включения кварца, амфибола, титанита, ильменита. Крупные зерна разбиты сериями субпараллельных трещин, по которым развиваются биотит и хлорит . Размеры кристаллов варьируют от 0,2 мм до 0,5 см. Химический состав гранатов отвечает гроссуляр-альмандину (рис.
3 с, d). Изменение химического состава от центра к краям (табл. 2) указывает на прямую изохимическую зональность, определяющуюся увеличением альмандинового и пиропового миналов при одновременном уменьшении спессартинового минала и Са-компонента. По усредненным данным (центр -Alm54Prp4Sps18Grs24, край - Alm63Prp7Sps6
Grs24), повышению железистости, магнезиаль-ности и снижению спессартина можно сделать вывод о росте гранатов при прогрессивном метаморфизме. По данным О.В. Авченко
(1982), такой тип зональности указывает на рост степени метаморфизма в условиях низких и средних ступеней.
гастингсит царгасит магнезио- ганстингсит магнезио-саданагаит
.50; (Na+K)A>0.50
Ti<0.50
трсмоли
ДКГИНО.Ш I
^ор^элендит
феррогорнблендит
S1 в формуле
Alm+Prp
«РО ферряпаграсит
Рис. 3. Диаграммы составов минералов: a, b — вариации химических составов амфиболов ( Leak et. all, 1997); c, d — тройная диаграмма минального состава гранатов из амфиболитов (закрашенные фигуры — центральные части, с цветным абрисом — краевые); е — классификационная диаграмма хлоритов (Hey, 1958); f — слюд (классификационная диаграмма слюд заимствована из работы Васильева и др., 20/2): I — няртинского комплекса, 2 — маньхобеинской свиты
Таблица 1. Химический состав амфиболов из амфиболитов няртинского комплекса и маньхобеинской свиты, мае % (выборка)
|
№ образца |
Няртинский комплекс |
Маньхобеинская свита |
|||||||||
|
11 |
18 |
228 |
29 |
118 |
1381 |
1262 |
|||||
|
Компонент |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
SiO 2 |
42,6 |
43,05 |
43,15 |
44,08 |
43,63 |
43,75 |
42,35 |
43,91 |
42,3 |
42,23 |
41,31 |
|
TiO 2 |
0,5 |
0,52 |
0,49 |
0,55 |
0,43 |
0,28 |
0,36 |
0,36 |
0,46 |
0,36 |
0,41 |
|
Al 2 O 3 |
14,61 |
14,49 |
14,52 |
13,79 |
14,79 |
14,18 |
14,11 |
12,97 |
16,23 |
15,95 |
14,52 |
|
FeO tot |
17,79 |
17,54 |
18 |
19,36 |
19,22 |
19,2 |
19,17 |
18,38 |
19,18 |
20,19 |
19,67 |
|
MgO |
8,36 |
8,78 |
8,65 |
7,72 |
7,33 |
7,29 |
7,13 |
8,15 |
6,74 |
6,43 |
7,45 |
|
MnO |
— |
0,26 |
0,25 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
CaO |
10,07 |
9,97 |
9,74 |
10,26 |
10,47 |
9,25 |
10,98 |
10,61 |
10,72 |
10,52 |
9,9 |
|
Na 2 O |
2,29 |
2,36 |
2,48 |
1,74 |
1,87 |
2,04 |
1,36 |
1,61 |
1,76 |
1,84 |
2,29 |
|
K 2 O |
0,4 |
0,42 |
0,39 |
0,34 |
0,4 |
0,4 |
0,44 |
0,31 |
0,63 |
0,5 |
0,49 |
|
Сумма |
96,63 |
97,38 |
97,68 |
97,83 |
98,13 |
96,4 |
95,9 |
96,29 |
98,02 |
98,03 |
96,23 |
|
Количество ионов при пересчете на 23 атома кислорода |
|||||||||||
|
Si |
6,35 |
6,35 |
6,36 |
6,5 |
6,42 |
6,54 |
6,44 |
6,58 |
6,27 |
6,28 |
6,26 |
|
Ti |
0,06 |
0,06 |
0,05 |
0,06 |
0,05 |
0,03 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
|
Al |
2,56 |
2,52 |
2,53 |
2,39 |
2,57 |
2,50 |
2,52 |
2,29 |
2,84 |
2,79 |
2,6 |
|
Fe 2+ |
1,61 |
1,54 |
1,6 |
1,78 |
1,8 |
1,88 |
2,09 |
2,05 |
1,9 |
1,99 |
1,86 |
|
Fe 3+ |
0,6 |
0,62 |
0,62 |
0,61 |
0,56 |
0,53 |
0,35 |
0,48 |
0,48 |
0,52 |
0,63 |
|
Mg |
1,86 |
1,93 |
1,9 |
1,7 |
1,61 |
1,62 |
1,62 |
1,82 |
1,49 |
1,42 |
1,61 |
|
Mn |
— |
0,03 |
0,03 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Ca |
1,61 |
1,58 |
1,54 |
1,62 |
1,65 |
1,48 |
1,79 |
1,7 |
1,7 |
1,67 |
1,61 |
|
Na |
0,65 |
0,67 |
0,71 |
0,49 |
0,54 |
0,59 |
0,4 |
0,47 |
0,5 |
0,54 |
0,67 |
|
K |
0,1 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,06 |
0,12 |
0,09 |
0,09 |
|
Al VI |
0,91 |
0,87 |
0,89 |
0,89 |
0,99 |
1,04 |
0,96 |
0,87 |
1,11 |
1,07 |
0,86 |
|
y-Arnf |
0,46 |
0,44 |
0,46 |
0,51 |
0,53 |
0,54 |
0,56 |
0,53 |
0,56 |
0,58 |
0,54 |
Таблица 2. Химический состав гранатов из амфиболитов няртинского комплекса и маньхобеинской свиты, мае % (выборка)
|
№ образца |
Няртинский комплекс |
|||||||
|
11 |
18 |
29 |
||||||
|
Компонент |
1 |
2 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Ц |
к |
Ц |
к |
ц |
к |
ц |
к |
|
|
SiO 2 |
37,23 |
37,23 |
36,74 |
37,1 |
37,31 |
36,79 |
36,58 |
36,82 |
|
TiO 2 |
- |
- |
0,18 |
- |
0,19 |
0,22 |
- |
|
|
Al 2 O 3 |
20,79 |
21,27 |
20,82 |
21,01 |
20,43 |
20,95 |
20,4 |
21,07 |
|
FeO tot |
20,67 |
27,6 |
26,92 |
28,05 |
22,11 |
30,27 |
24,36 |
33,14 |
|
MnO |
8,83 |
3,69 |
5,89 |
3,93 |
8,66 |
0,93 |
12,25 |
2,95 |
|
MgO |
0,78 |
2 |
1,63 |
1,85 |
1,17 |
— |
2,09 |
|
|
CaO |
11,2 |
7,89 |
7,26 |
7,47 |
9,66 |
8,77 |
5,8 |
3,94 |
|
Сумма |
99,5 |
99,67 |
99,44 |
99,41 |
98,46 |
98,89 |
99,61 |
100,01 |
Таблица 2. Окончание
Количество ионов при пересчете на 12 атомов кислорода
|
Si |
2,11 |
2,09 |
2,09 |
2,10 |
2,14 |
2,09 |
2,11 |
2,09 |
|
Ti |
- |
- |
0,01 |
— |
0,01 |
— |
0,01 |
— |
|
Al |
3,75 |
3,8 |
3,77 |
3,79 |
3,74 |
3,80 |
3,75 |
3,80 |
|
Fe 2+ |
0,93 |
1,28 |
1,24 |
1,3 |
1,00 |
1,41 |
1,11 |
1,55 |
|
Fe 3+ |
0,04 |
0,02 |
0,04 |
0,03 |
0,07 |
0,03 |
0,07 |
0,02 |
|
Mg |
0,06 |
0,17 |
0,14 |
0,15 |
0,41 |
0,04 |
— |
0,17 |
|
Mn |
0,42 |
0,17 |
0,28 |
0,19 |
0,00 |
0,10 |
0,58 |
0,14 |
|
Ca |
0,67 |
0,47 |
0,86 |
0,89 |
0,58 |
0,52 |
0,35 |
0,23 |
|
vGrt AFe |
0,94 |
0,89 |
0,9 |
0,9 |
0,7 |
1,0 |
1 |
0,90 |
|
Alm |
45 |
61 |
60 |
62 |
50 |
68 |
55 |
74 |
|
Sps |
20 |
8 |
13 |
9 |
21 |
2 |
28 |
7 |
|
Prp |
3 |
8 |
6 |
7 |
0 |
5 |
0 |
8 |
|
Ca-comp |
32 |
22 |
20 |
21 |
29 |
25 |
17 |
11 |
|
№ образца |
Маньхобеинская свита |
|||||||
|
1262 |
1381 |
118 |
||||||
|
Компонент |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
Ц |
к |
Ц |
к |
ц |
к |
ц |
к |
|
|
SiO 2 |
36,48 |
36,6 |
36,98 |
36,73 |
36,90 |
37,16 |
37,56 |
38,59 |
|
TiO 2 |
0,26 |
— |
0,14 |
— |
0,14 |
0,00 |
0,29 |
0,00 |
|
Al 2 O 3 |
20,36 |
20,8 |
20,59 |
20,86 |
21,10 |
21,10 |
21,24 |
22,34 |
|
FeO tot |
25,86 |
32,5 |
27,36 |
28,36 |
28,04 |
29,82 |
25,98 |
29,61 |
|
MnO |
8,61 |
2,6 |
5,67 |
3,64 |
2,51 |
1,25 |
4,66 |
1,71 |
|
MgO |
1,67 |
1,84 |
1,44 |
1,61 |
1,56 |
1,90 |
1,04 |
1,78 |
|
CaO |
5,85 |
4,51 |
7,87 |
7,77 |
9,06 |
8,59 |
10,24 |
9,43 |
|
Сумма |
99,09 |
98,85 |
100,05 |
98,97 |
99,31 |
99,82 |
101,02 |
103,46 |
|
Количество ионов при пересчете на 12 атомов кислорода |
||||||||
|
Si |
2,10 |
2,10 |
2,10 |
2,09 |
2,08 |
2,09 |
2,09 |
2,08 |
|
Ti |
0,01 |
- |
0,01 |
- |
0,01 |
0,00 |
0,01 |
0,00 |
|
Al |
3,74 |
3,80 |
3,73 |
3,79 |
3,80 |
3,78 |
3,77 |
3,83 |
|
Fe 2+ |
1,18 |
1,52 |
1,26 |
1,31 |
1,32 |
1,40 |
1,21 |
1,33 |
|
Fe 3+ |
0,06 |
0,03 |
0,04 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
0,00 |
|
Mg |
0,14 |
0,12 |
0,12 |
0,13 |
0,12 |
0,06 |
0,22 |
0,08 |
|
Mn |
0,41 |
0,15 |
0,27 |
0,17 |
0,13 |
0,16 |
0,09 |
0,15 |
|
Ca |
0,35 |
0,27 |
0,94 |
0,93 |
0,54 |
0,51 |
0,61 |
0,56 |
|
Y Grt |
0,89 |
0,93 |
0,92 |
0,91 |
0,93 |
0,91 |
0,94 |
0,87 |
|
Alm |
57 |
74 |
60 |
63 |
62 |
66 |
57 |
64 |
|
Sps |
20 |
6 |
13 |
8 |
6 |
3 |
10 |
4 |
|
Prp |
6 |
7 |
6 |
6 |
6 |
7 |
4 |
7 |
|
Ca-comp |
17 |
13 |
22 |
22 |
26 |
24 |
29 |
26 |
Плагиоклазы с составом от альбита до олигоклаза An0 28 (рис . 4) присутствуют в виде мелких (0,1-0,6 мм) неправильных, трещиноватых зерен, вытянутых вдоль плоскостей сланцеватости и равномерно распределенных в объеме породы.
Рис. 4. Диаграмма вариаций химического состава полевых шпатов: 1—няртинского комплекса, 2— маньхобеинской свиты
Хлориты встречаются в виде чешуйчатых агрегатов, обладающих яркой интерференционной окраской буровато—зеленого цвета, реже аномальной фиолетовой. Минерал развивается по амфиболу, гранату, биотиту. В некоторых образцах амфиболитов наблюдается полное образование псевдоморфоз хлорита по гранату (рис. 5).
Рис 5. Псевдоморфозы хлорита по гранату в амфиболитах маньхобеинской свиты (Обр. 118). BSE изображение
После пересчета результатов анализов на 28 атомов кислорода, составы хлоритов нанесены на диаграммы Si-XFe/(£Fe+Mg) (рис . 3 e) . Основная часть фигуративных точек составов минерала попадает в поле рипидолита, другая часть соответствует пикно-хлориту. Показатель железистости равен Х^ = 0,44 0,56.
В амфиболитах маньхобеинской свиты встречаются лейсты биотита коричневато-буроватого цвета, представленные аннитом (рис . 3 f), замещающим преимущественно гранаты. Биотит характеризуется умеренным показателем железистости (Х^ =0,4 0,56). Титанистость биотитов изменяется в небольших пределах (TiO2= 0,91 2,26 масс %).
Минералы группы эпидота встречаются практически во всех образцах, однако большее содержание эпидотов обнаруживается в амфиболитах няртинского комплекса. Эпидот образует вытянутые зерна, развивающиеся по амфиболу. Скорее всего , он образовался за счет разрушения более основных плагиоклазов (Тимонина, 1980).
PTусловия метаморфизма
Результаты термодинамических расчетов параметров метаморфизма при помощи Amf Pl геотермобарометров приведены на рис . 6. На диаграмме отношений ^Al (Amf)/Ca (Pl) (рис. 6 а) оценкиPTусловий отвечают параметрам подгруппы B3 группы фаций B-фации среднего давления (Добре-цов и др., 1970). Оценка давлений с помощью геобарометра Г.Б. Ферштатера (рис. 6 b) дает схожие результаты:61кбар, причем нижние значения отвечают, вероятнее всего, регрессивной стадии метаморфизма уровня B3 . Для уточнения показателей давлений были применены амфиболовые геобарометры. Результаты расчета давлений представлены в табл.3.
- Amp AI/Si Pl
Рис. 6.PT условия метаморфизма на амфибол—нлагиоклазовых геотермобарометрах. Диаграммы отношений: а) Al/Si в Pl и Al/Si в Amf ■ УAl в Amp и Ca в Pl: 1 — няртинский комплекс, 2 — маньхобеинская свита
Для оценки пиковых значений параметров метаморфизма были произведены расчеты температур краевых частей зерен гранатов и контактирующих с ними амфиболов путем подстановки их составов в уравнение геотермометров.
По приведенным результатам в табл . 3 можно сделать вывод о прогрессивном ме таморфизме пород няртинского комплекса, температурные условия которого достигали 621 °C. В породах маньхобеинской свиты значения пиковых условий температур немного ниже, однако в одном образце они достигают 629°С, что в целом говорит о схожести условий метаморфизма рассматриваемых пород.
Таблица 3. Расчет термодинамических параметров амфиболитов
|
Д' о м cd Он о |
Точка |
Hbl-геобарометры \ |
Grt Hbl геотермометры | |
||||
|
P, кбар \ Shmidt, 1991 |
P, кбар Ham-marstrom, Zen, 1984 |
Wells, 1991 |
Perchuk, 1991 |
Graham; Powell, 1984 |
Powell, 1985 |
||
|
Няртинский комплекс |
|||||||
|
11 |
3_9 Amf |
9,51 |
9,62 |
596 |
545 |
594 |
599 |
|
3 6 Grt к |
|||||||
|
18 |
4_4 Amf |
9,89 |
9,99 |
621 |
545 |
596 |
590 |
|
4 3 Grt к |
|||||||
|
29 |
2_26 Amf |
8,72 |
8,85 |
614 |
551 |
615 |
591 |
|
2_9 Grt к |
|||||||
|
2_36 Amf |
6,34 |
6,57 |
618 |
547 |
604 |
587 |
|
|
2 18 Grt к |
|||||||
|
Маньхобеинская свита |
|||||||
|
1262 |
2_7 Amf |
8,29 |
8,45 |
517 |
453 |
550 |
550 |
|
2 2 Grt к |
|||||||
|
1381 |
1_13 Amf |
8,39 |
8,54 |
624 |
575 |
622 |
629 |
|
1 3 Grt к |
|||||||
|
118 |
2 9Amf |
6,13 |
6,38 |
504 |
458 |
522 |
496 |
|
2_2 Grt к |
|||||||
В табл. 4 приведены результаты расчетов температур кристаллизации хлоритов. Полученные значения соответствуют интервалу температур 284 318°C, что в совокупности с петрографическими наблюдениями (процессы интенсивного замещения амфиболов -хлоритом, граната - хлоритом, реже биотитом) указывает на процессы диафтореза в условиях низов фации B4, что соответствует уровню фации зеленых сланцев.
Таблица 4 . Температура кристаллизации хлоритов
|
<я СП КЗ О Л о о К |
135 35 о X КЗ О о |
ад S и о |
§ о U о КЗ S С/Г Z—\ О ОО и о н |
в? К & Н |
|
Няртинский комплекс |
||||
|
11 |
n=1 |
337 |
284 |
311 |
|
18 |
n=1 |
343 |
292 |
318 |
|
228 |
n=4 |
332 |
286 |
306 |
|
Маньхобеинская свита |
||||
|
171 |
n=12 |
326 |
271 |
299 |
|
118 |
n=3 |
337 |
283 |
310 |
|
1262 |
n=3 |
334 |
278 |
306 |
|
1381 |
n=3 |
302 |
267 |
284 |
Обсуждение результатов
Изученные амфиболиты няртинского комплекса и маньхобеинской свиты характеризуются обычным метабазитовым парагенезисом Amf+Qz+Pl+Ep+Grt Bt±Chl . Однако минеральный состав и петрографические особенности позволяют выделить два события преобразования пород. Первое определяется наличием парагенезиса Amf+Qz+Pl(And)+Ep+Grt Bt, который устойчив в температурном диапазоне условий эпидот-амфиболитовой и низов амфиболитовой фации. Судя по химической зональности в гранатах, а также пройденным профилям с шагом Юмкм и 40 мкм (рис. 9), можно сделать выводы о росте гранатов в условиях увеличения температур до отметки в 620 630°C. В целом, для амфиболитов как няртинского комплекса, так и маньхобеинской свиты термодинамические параметры :
T=550 630°C и P=6 10 кбар.
Рис. 9. Микрозондовые профиля через зерна гранатов, а) няртинский комплекс обр. 29, шаг Юмкм ('50 точек), b ) маньхобеинская свита, обр. 1262, шаг 40 мкм (10 точек)
Второй низкотемпературный эпизод привел к частичной перекристаллизации амфиболитов в рассматриваемых стратифицированных подразделениях. Он проявляется в замещении граната хлоритом с образованием псевдоморфоз, амфибола - хлоритом, альбитом. Здесь устанавливается присутствие новообразованных Qz+Pl(Alb)+Chl, что связано с процессами диафореза. Кроме того, некоторыми авторами (Тимонина 1980, Пыстин, 1994) было установлено наличие еще одного этапа, более высокотемпературного, отвечающего уровню амфиболитовой или гранулитовой фации. Об этом свидетельствует присутствие в породах высокоттинистой роговой обманки и биотита, редких реликтов диопсида в роговой обманке , относительно высокого содержания пиропового минала в гранатах, имеющих регрессивную зональность и наличие циркона «гранулитового» типа.
Выводы
Учитывая минеральные парагенезисы, зональность гранатов, петрографические особенности, с учетом литературных данных,в амфиболитах няртинского комплекса и маньхобеинской свиты можно выделить три эпизода метаморфизма: 1 - ранний этап уровня амфиболитовой или гранулитовой фации (B2, B1), 2 - эпидот-амфиболитовой фации регионального метаморфизма, процессы которого в основном определяют современный облик нижней части разреза докембрийских образований района, 3 - дифа-торез в условиях зеленосланцевой фации. Процессы метаморфизма эпидот-амфиболи-товой фации, который рассматривается как второй этап метаморфизма, и последующие проявления зеленосланцевых преобразований в породах няртинского комплекса и маньхобеинской свиты были идентичными, что в совокупности со структурными данными (Пыстин, 1994; Потапов, Попвасев, 2017) подтверждает вывод о принадлежности маньхобеинской свиты и няртинского комплекса к одному структурному этажу и, вероятно, к одному и тому же стратону, то есть, в маньхобеинскую свиту ошибочно выделены диафториты, равитые в периферической части няртинского метаморфического комплекса.
Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (регистр, номер 1021062211107-6-1.5.6)
Список литературы Минералогия и P-T условия образования амфиболитов няртинского метаморфического комплекса и маньхобеинской свиты Приполярного Урала
- Авченко О.В. Петрогенетическая информативность гранатов метаморфических пород. М. Наука, 1982. 104 с.
- Васильев Н.В., Удоратина О.В., Скоробогатова Н.В., Бородулин Г.П. Слюды месторождения Тайкеу (Полярный Урал): состав и вопросы классификации // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2012. № 1. (205). С. 9-14. EDN: PKYMUN
- Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000 (Изд. 2е). Серия Полярно Уральская. Лист Q-41XXV / В.Н. Иванов, Т.Б. Жаркова, И.Ю. Курзанов и др. СПб.: ФГУП "ВСЕГЕИ", 2001.
- Добрецов Н.Л., Реведатто В.В. и др. Фации метаморфизма. Т.1. М., 1970. 432 с.
- Нижний докембрий Приполярного Урала. / А.М. Пыстин, Ю.И. Пыстина, И.Л. Потапов и др. Сыктывкар: Геопринт, 2010. 44 с. EDN: YJSBYD