P-T тренды остывания и метаморфизм в условиях низов амфиболитовой фации в ксенолитах гранулитов Сибирского кратона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Приводятся результаты детальных петрологических исследований мафических гранулитов из кимберлитовых трубок Юбилейная (Алакит-Мархинское поле) и Новинка (Верхне-Мунское поле), в которых с помощью минеральной геотермобарометрии впервые восстановлены регрессивные тренды метаморфизма, отражающие субизобарический переход пород из низов гранулитовой фации в низы амфиболитовой фации в среднекоровых условиях. Установлено, что составы граната, клино- и ортопироксена зависят от контактирующего минерала, что отражает разные температуры закрытия обменных минеральных реакций. Наиболее высокие температуры устанавливаются с помощью двупироксенового термометра, более низкие – по гранат-клинопироксеновому и гранат-ортопироксеновому термометрам. Моделирование фазовых равновесий показало термодинамические условия низов амфиболитовой фации: 540 °C, 0.76 ГПа, lgfO2 = QFM + 1.7 (трубка Юбилейная); 530 °C, 0.72 ГПа, lgfO2 = QFM + 2.2 (трубка Новинка). Стабильность гранулитового парагенезиса гранат+клинопиросен+ортпироксен+плагиоклаз при таких P-T условиях – малоизвестное явление, отражающее дефицит водного флюида при кристаллизации габброидов и их последующем остывании в глубинных участках кратонов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. М. Григорьева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dannaukiozemle@yandex.ru

Кафедра петрологии и вулканологии, Геологический факультет

Россия, Москва

А. Л. Перчук

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Институт экспериментальной минералогии им. академика Д. С. Коржинского РАН

Email: dannaukiozemle@yandex.ru

Кафедра петрологии и вулканологии, Геологический факультет

Россия, Москва; Черноголовка, Московская область

В. С. Шацкий

Институт геологии и минералогии СО РАН

Email: dannaukiozemle@yandex.ru

академик

Россия, Новосибирск

Н. Г. Зиновьева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: dannaukiozemle@yandex.ru

Кафедра петрологии и вулканологии, Геологический факультет

Россия, Москва

Список литературы

  1. Bohlen S. R., Mezger K. Origin of granulite terranes and the formation of the lowermost continental crust // Science. 1989. V. 244. № 4902. P. 326–329.
  2. Brown M., Johnson T. Time’s arrow, time’s cycle: Granulite metamorphism and geodynamics // Mineralogical Magazine. 2019. V. 83. № 3. P. 323–338.
  3. Rudnick R. L. Making continental crust // Nature. 1995. V. 378. № 6557. P. 571–578.
  4. Koreshkova M. Y., et al. Petrology and geochemistry of granulite xenoliths from Udachnaya and Komsomolskaya kimberlite pipes, Siberia // Journal of Petrology. 2011. V. 52, № 10, P. 1857–1885.
  5. Jin T., et al. Water content and deformation of the lower crust beneath the Siberian Craton: evidence from granulite xenoliths // The Journal of Geology. 2021. V. 129. № 5. P. 475–498.
  6. Shatsky V. S., et al. Features of the Structures and Evolution of the Lower Part of the Continental Crust of the Yakutian Diamondiferous Province within the Upper Muna Kimberlite Field // Doklady Earth Sciences. 2022. V. 507. Suppl 3. P. S365–S374.
  7. Perchuk A. L., et al. Reduced amphibolite facies conditions in the Precambrian continental crust of the Siberian craton recorded by mafic granulite xenoliths from the Udachnaya kimberlite pipe, Yakutia // Precambr. Res. 2021. V. 357. P. 106122.
  8. Holland T. J.B., Powell R. An improved and extended internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest, involving a new equation of state for solids // Journal of metamorphic Geology. 2011. V. 29. № 3. P. 333–383.
  9. Holland T. J.B., et al. Melting of peridotites through to granites: a simple thermodynamic model in the system KNCFMASHTOCr // Journal of Petrology. 2018. V. 59. № 5. P. 881–900.
  10. Fuhrman M. L., Lindsley D. H. Ternary-feldspar modeling and thermometry // American mineralogist. 1988. V. 73. № 3–4. P. 201–215.
  11. Green E. C.R., et al. Activity–composition relations for the calculation of partial melting equilibria in metabasic rocks // Journal of Metamorphic Geology. 2016. V. 34. № 9. P. 845–869.
  12. Krogh E. J. The garnet-clinopyroxene Fe-Mg geothermometer – a reinterpretation of existing experimental data // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1988. V. 99. P. 44–48.
  13. Harley S. L. An experimental study of the partitioning of Fe and Mg between garnet and orthopyroxene // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1984. V. 86. № 4. P. 359–373.
  14. Лаврентьева И. В., Перчук Л. Л. Ортопироксен-гранатовый термометр: эксперимент и теоретическая обработка банка данных //Доклады АН СССР. 1990. Т. 310. № 1. С. 179.
  15. Wells P. R.A. Pyroxene Thermometry in Sample and Complex System // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1977. V. 62. P. 129–139.
  16. Bertrand P., Mercier J. C.C. The mutual solubility of coexisting ortho-and clinopyroxene: toward an absolute geothermometer for the natural system? // Earth and Planetary Science Letters. 1985. V. 76. № 1–2. P. 109–122.
  17. Harley S. L. The solubility of alumina in orthopyroxene coexisting with garnet in FeO-MgO – Al2O3—SiO2 and CaO – FeO – MgO – Al2O3—SiO2 // Journal of Petrology. 1984. V. 25. № 3. P. 665–696.
  18. Eckert J. O., et al. The ΔH of reaction and recalibration of garnet-pyroxene-plagioclase-quartz geobarometers in the CMAS system by solution calorimetry // American Mineralogist. 1991. V. 76. P. 148–160.
  19. Shatsky V. S., et al. Tectonothermal evolution of the continental crust beneath the Yakutian diamondiferous province (Siberian craton): U–Pb and Hf isotopic evidence on zircons from crustal xenoliths of kimberlite pipes // Precambrian Research. 2016. V. 282. P. 1–20.
  20. Perchuk A. L., et al. Precambrian ultra-hot orogenic factory: Making and reworking of continental crust // Tectonophysics. 2018. V. 746. P. 572–586.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Петрографические и микроструктурные особенности ксенолитов гранулитов: (а–в) – трубка Юбилейная (обр. ЮБ‑19-05); (г–е) – Новинка (обр. Н‑19-44). а) скан поверхности шлифа; б) оптическое изображение участ- ка шлифа; в) ламели распада в клинопироксене на изображении в обратно-рассеянных (BSE) электронах; г) скан поверхности шлифа; д) каймы граната на границе клинопироксена и плагиоклаза на изображении в обратно-рассеянных электронах; е) ламели распада в клинопироксене, оптическое изображение.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. а) составы клино- (Cpx) и ортопироксенов (Opx) в образце из трубки Юбилейная (ЮБ‑19-05) на фрагменте трапеции Di-Hd- En- Fs; б) составы Cpx и Opx в образце Н‑19-44 на фрагменте трапеции Di-Hd- En- Fs; в) составы гранатов (Grt) образцов ЮБ‑19-05 и Н‑19-44 на фрагменте тройной диаграммы Grs-Prp- Alm. Более магнезиаль- ные составы Cpx соответствуют зонам контакта с Grt, более железистые – с Opx; аналогичные различия составов краевых частей зерен в зависимости от контактирующего минерала фиксируются для Opx и Grt.

Скачать (432KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фазовые P-T и Т-fO2 диаграммы для гранулитов из трубок Юбилейная (ЮБ‑19-05) и Новинка (Н‑19-44), рассчитанные с помощью Perple_X. а) Т-fO2 диаграммы при 0.8 ГПа для образца ЮБ‑19-05; б) P-T диаграмма для образца ЮБ‑19-05; в) Т-fO2 диаграммы при 0.75 ГПа для образца Н‑19-44; г) P-T диаграмма для образца Н‑19-44. Голубым цветом показано поле парагенезиса породы. Желтой звездой отмечено пересечение изоплет, отвечаю- щих составам минералов породы (указаны в правом нижнем углу PT-диаграмм). Эффективные составы указа- ны над диаграммами. Изоплеты: XMg Grt = Mg/(Mg+Fetot); XCa Grt = Ca/(Ca+Mg+Fetot); XMg Cpx = Mg/(Mg+Fetot); Fe3+Cpx = Fe3+ (ф. е.); XMg Opx = Mg/(Mg+Fetot); AlOpx = Al (ф. е.); XCa Pl = Ca/(Ca+Na).

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. P-T условия образования гранулитов из трубок Юбилейная (ЮБ‑19–05) (a) и Новинка (Н‑19-44) (б) мето- дами геотермобарометрии и моделирования фазовых равновесий. Использованные минеральные равновесия: Grt– Cpx- (красная линия), Grt–Opx- (зеленые линии), Cpx–Opx- (синие линии) геотермометры и Grt–Opx- (светло-зеленая линия), Grt–Cpx–Pl–Q- (черные линии) барометры для средних составов краевых частей минералов. Зеле- ным и желтым выделены поля установленных P-T условий. Стрелки – предполагаемые P-T тренды метаморфизма. К88 – Krogh (1988); E91 – Eckert, et al. (1991); W77 – Wells (1977); BM85 – Bertrand, Mercier (1985); H84 – Harley (1984); Н84а – Harley (1984); LP90 – Лаврентьева, Перчук (1990).

Скачать (544KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024