P-T условия, флюидный режим и время формирования ставролитсодержащих парагенезисов в породах метаморфического комплекса Северного Приладожья
Ключевые слова:
ставролит, парагенезис, флюидный режим, метаморфизм
Аннотация
Введение: Для пород ставролитовой зоны метаморфического комплекса Северного Приладожья изучены P-T условия и особенности флюидного режима их формирования с оценкой времени метаморфизма методом U-Pb изотопного датирования монацита. Методика: В работе применены мультиравновесная минеральная геотермобарометрия (winTWQ) пород, Рамановская спектроскопия флюидных включений из синметаморфических кварцевых жил, U-Pb (ID-TIMS) датирование монацита из ставролитсодержащих пород. Результаты и обсуждение: В пределах ставролитовой зоны Северного Приладожья выделены три блока (подзоны), которые различаются P-T условиями формирования пород: Западный блок: T = 585–615°C, P = 3.7–5.2 кбар, Центральный: T = 645–650°C, P = 5.3–6.0 кбар и Восточный: T = 510– 592°C, P = 3.7–6.5 кбар. Состав газовой части флюидных включений в синметаморфических кварцевых жилах ставролитовой зоны определяют преимущественно CO2 и CH4. В Восточном блоке ча- сто встречается газовая фаза N2 с примесями CH4 и H2. Плотность CO2 флюидных включений (0.58– 0.82 г/см3) и оценки по ним давления метаморфизма (1–3 кбар) ниже получаемых по данным термобарометрии пород (4–6 кбар). U-Pb возраст монацита из ставролитсодержащего сланца 1787 ± 5 млн лет. Заключение: Выявленные Р-Т параметры метаморфизма пород в разных частях ставролитовой зоны Северного Приладожья и особенности состава флюида в них отражают латеральную неоднород- ность: для пород Центрального блока зафиксированы более высокие Р-Т параметры, что может указывать на больший эрозионный срез пород этого блока со вскрытием нижележащих более высокотемпературных и, возможно, высокобарических пород. Состав флюидных включений в кварцевых жилах отражает специфику флюидного режима на поздних регрессивных этапах метаморфизма пород. Время формирования ставролитсодержащих парагенезисов (~ 1.79 млрд лет) соответствует этапу завершения орогенических событий в регионе.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Barrow G. On an intrusion of muscovite-biotite gneiss in the southeast Highlands of Scotland and its accompanying metamorphism // Quarterly Journal of the Geological Society of London. 1893. Vol. 19. P. 33‒58.
2. Алексеев И. А., Амантов А. В., Амантова М. Г., Бабичев А. В., Балтыбаев Ш. К., Бугаенко И. В. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения). Отв. ред. Н. В. Шаров, Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2020. 435 с.
3. Судовиков Н. Г. Тектоника, метаморфизм, мигматизация и гранитизация пород ладожской формации. Труды ЛАГЕД АН СССР. Вып. 4. 1954. 198 с.
4. Судовиков Н. Г., Глебовицкий В. А., Петров В. П., Сергеев А. С., Харитонов А. Л. Геологическое развитие глубинных зон подвижных поясов (Северное Приладожье). М.: Изд-во АН СССР, 1970. 228 с.
5. Кицул В. И. Петрология карбонатных пород ладожской формации. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 171 с.
6. Нагайцев Ю. В. К характеристике зональности метаморфизма ладожской формации. Л.: Вестн. ЛГУ. Вып. 3. No 18. 1965.
7. Нагайцев Ю. В. Петрология метаморфических пород ладожского и беломорского комплексов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. 160 с.
8. Предовский А. А., Петров В. П., Беляев О. А. Геохимия рудных элементов метаморфических серий докембрия (на примере Северного Приладожья). Л.: Наука, 1967. 139 с.
9. Великославинский Д. С. Метаморфические зоны в Северном Приладожье и оценка температур метаморфизма кианитового и андалузитового типов регионального метаморфизма. Метаморфические пояса СССР. Л.: Наука, 1971. С. 61–70.
10. Великославинский Д. А. Сравнительная характеристика регионального метаморфизма умеренных и низких давлений. Л.: Наука, 1972. 190 с.
11. Балтыбаев Ш. К., Глебовицкий В. А., Козырева И.В., Конопелько Д.Л., Левченков О.А., Седова И.С., Шульдинер В.И. Геология и петрология свекофеннид Приладожья. СПб: СПбГУ, 2000. 198 с.
12. Балтыбаев Ш. К., Левченков О. А., Левский Л. К. Свекофеннский пояс Фенноскандии: пространственно-временная корреляция раннепротерозойских эндогенных процессов. СПб: Наука, 2009. 328 с.
13. Berman R. G. WinTWQ (version 2.3): A software package for performing internally-consistent thermobarometric calculations // Geol. Surv. Canada. Open File 5462 (revised). 2007.
14. Доливо-Добровольский Д. В. О комбинационном подходе в геотермобарометрии. [Электронный ресурс]: di- madd.ru: личный сайт, 2006 URL:http://www.dimadd.ru/ru/Programs/o-kombinacionnompodhode-v-geotermobarometrii (датаобращения 01.02.2024)
15. Berman R. G. Thermobarometry using multiequilibrium calculations: a new technique with petrologic applications // Can.Mineral. 1991. Vol. 29. No. 4. P. 833–855.
16. Raman C. V., Krishnan K. S. The optical analog of the Compton effect // Nature. 1928. Vol. 121. 711 p.
17. Frezzotti M. L., Tecce F., Casagli A. Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis // Journal of Geochemical Exploration. 2012. Vol. 112. P. 1–20.
18. Рёддер Э. Флюидные включения в минералах. Том 1. Москва: Мир, 1987. 560 с.
19. Krogh T. E. Improved accuracy of U-Pb zircon ages by the creation of more concordant systems using an air abrasion technique // Geochem. Cosmochem. Acta. 1982. Vol. 46. P. 637–649.
20. Ludwig K. R. Isoplot/Ex: A geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Version 2.05. Berkeley Geochronology Center Special Publication. 1999. Vol. 1a. 49 p.
21. Ludwig K. R. Isoplot/Ex rev. 2.49. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center, Special Publication. 2001. No. 1a. 55 p.
22. Schreyer W., Horrocks P. C., Abraham K. High-magnesium staurolite in a sapphirine-garnet rock from the Limpopo Belt, Southern Africa // Contrib. Mineral. Petrol. 1984. Vol. 86. P. 200–207.
23. Donnay J. D. H., Gabrielle D. The staurolite story // Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen. 1983. Vol. 31. No. 1–2. P. 1–15.
24. Grevel K.-D., Navrotsky A., Fockenberg T., Majzlan J. The enthalpy of formation and internally consistent thermodynamic data of Mg-staurolite // American Mineralogist. 2002. Vol. 87. No. 2. P. 397–404.
25. Holdaway M. J., Mukhopadhyay B. Thermodynamic Properties of Stoichiometric Staurolites H2Fe4Al18Si8O48 and H6Fe 2Al18Si8O48 // American Mineralogist. 1995. Vol. 80. P. 520–533.
26. García-Casco A., Haissen F., Castro A., El-Hmidi H., TorresRoldán R. L., Millán G. Synthesis of Staurolite in Melting Experiments of a Natural Metapelite: Consequences for the Phase Relations in Low-Temperature Pelitic Migmatites // Journal of Petrology. 2003. Vol. 44. No. 10. P. 1727–1757.
27. Thompson A. B., Connolly J. A. D. Melting of the Continental-Crust: Some Thermal and Petrological Constraints on Anatexis in Continental Collision Zones and Other Tectonic Settings // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. P. 15565– 15579.
28. Spear F. S., Kohn M. J., Cheney J. T. P-T paths from anatectic pelites // Contrib. Mineral. Petrol. 1999. Vol. 134. P. 17–32.
29. Борисова Е. Б., Балтыбаев Ш. К., Бочаров В. Н. Об устойчивости ставролита при изменении соотношения Н2О:СО2 во флюиде: термодинамический анализ минеральных парагенезисов. Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН, 2021. No 18. С. 69–73. https://doi.org/10.31241/FNS.2021.18.012
30. Борисова Е. Б., Балтыбаев Ш. К. Петрохимические критерии появления ставролита в метапелитах при среднетемпературном метаморфизме низких и средних давлений // Петрология. 2021. Т. 29. No 4. С. 1–16. DOI: 10.31857/S0869590321040026
31. Лобач-Жученко С. Б., Чекулаев В. П., Афанасьева Л. И. Химический состав Ладожской формации Балтийского щита и вопрос о балансе вещества при метаморфизме и ультраметаморфизме // Геохимия. 1972. No 3. С. 355–362.
32. Ронов А. Б., Мигдисов А. А., Лобач-Жученко С. Б. Проблемы эволюции химического состава осадочных пород и региональный метаморфизм // Геохимия. 1977. No 2. С. 163–186.
33. Abu El-Enen M. M., Will T. M., Okrusch M. P-T evolution of the Pan–African Taba metamorphic belt, Sinai, Egypt: Constraints from metapelitic mineral assemblages // J. African Earth Sci. 2004. Vol. 38. P. 59–78.
34. Baltatzis E. Staurolite–Forming Reactions in the Easter Dalradian Rocks of Scotland // Contrib. Mineral. Petrol. 1979. Vol. 69. P. 193–200.
35. Corrie S. L., Kohn M. J. Trace–element distributions in silicates during prograde metamorphic reactions: implications fo monazite formation // J. Мetamorph. Geol. 2008. Vol. 26. P. 451– 464.
36. Garcia-Casco A., Torres-Roldan R. L. Natural metastable reactions involving garnet, staurolite and cordierite: implications for petrogenetic grids and the extensional collapse of the Betic– Rif Belt // Contrib. Mineral. Petrol. 1999. Vol. 136. P. 131–153.
37. Liu Jia–Hui., Zhang Qian W. L., Li Zhen M. G., Zhang Hui C. G., Chen Yi-Chao, Wu Chun-Ming. Metamorphic evolution and U-Pb geochronology of metapelite, northeastern Wutai Complex: Implications for Paleoproterozoic tectonic evolution of the Trans–North China Orogen // Precamb. Res. 2020. Vol. 350. P. 1–13.
38. Савко К. А. Зональность минералов и прогрессивные метаморфические реакции в среднетемпературных метапелитах воронцовской серии (Воронежский кристаллический массив)// Изв. АН СССР, сер. Геология. 1990. No 11. С. 79–87.
39. Hölttä P., Kivisaari T., Huhma H., Rollinson G., Kurhila M., Butcher A.R. Paleoproterozoic Metamorphism of the Archean Tuntsa Suite, Northern Fennoscandian Shield // Minerals. 2020. Vol. 10. P. 1034. doi:10.3390/min10111034
2. Алексеев И. А., Амантов А. В., Амантова М. Г., Бабичев А. В., Балтыбаев Ш. К., Бугаенко И. В. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения). Отв. ред. Н. В. Шаров, Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2020. 435 с.
3. Судовиков Н. Г. Тектоника, метаморфизм, мигматизация и гранитизация пород ладожской формации. Труды ЛАГЕД АН СССР. Вып. 4. 1954. 198 с.
4. Судовиков Н. Г., Глебовицкий В. А., Петров В. П., Сергеев А. С., Харитонов А. Л. Геологическое развитие глубинных зон подвижных поясов (Северное Приладожье). М.: Изд-во АН СССР, 1970. 228 с.
5. Кицул В. И. Петрология карбонатных пород ладожской формации. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 171 с.
6. Нагайцев Ю. В. К характеристике зональности метаморфизма ладожской формации. Л.: Вестн. ЛГУ. Вып. 3. No 18. 1965.
7. Нагайцев Ю. В. Петрология метаморфических пород ладожского и беломорского комплексов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. 160 с.
8. Предовский А. А., Петров В. П., Беляев О. А. Геохимия рудных элементов метаморфических серий докембрия (на примере Северного Приладожья). Л.: Наука, 1967. 139 с.
9. Великославинский Д. С. Метаморфические зоны в Северном Приладожье и оценка температур метаморфизма кианитового и андалузитового типов регионального метаморфизма. Метаморфические пояса СССР. Л.: Наука, 1971. С. 61–70.
10. Великославинский Д. А. Сравнительная характеристика регионального метаморфизма умеренных и низких давлений. Л.: Наука, 1972. 190 с.
11. Балтыбаев Ш. К., Глебовицкий В. А., Козырева И.В., Конопелько Д.Л., Левченков О.А., Седова И.С., Шульдинер В.И. Геология и петрология свекофеннид Приладожья. СПб: СПбГУ, 2000. 198 с.
12. Балтыбаев Ш. К., Левченков О. А., Левский Л. К. Свекофеннский пояс Фенноскандии: пространственно-временная корреляция раннепротерозойских эндогенных процессов. СПб: Наука, 2009. 328 с.
13. Berman R. G. WinTWQ (version 2.3): A software package for performing internally-consistent thermobarometric calculations // Geol. Surv. Canada. Open File 5462 (revised). 2007.
14. Доливо-Добровольский Д. В. О комбинационном подходе в геотермобарометрии. [Электронный ресурс]: di- madd.ru: личный сайт, 2006 URL:http://www.dimadd.ru/ru/Programs/o-kombinacionnompodhode-v-geotermobarometrii (датаобращения 01.02.2024)
15. Berman R. G. Thermobarometry using multiequilibrium calculations: a new technique with petrologic applications // Can.Mineral. 1991. Vol. 29. No. 4. P. 833–855.
16. Raman C. V., Krishnan K. S. The optical analog of the Compton effect // Nature. 1928. Vol. 121. 711 p.
17. Frezzotti M. L., Tecce F., Casagli A. Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis // Journal of Geochemical Exploration. 2012. Vol. 112. P. 1–20.
18. Рёддер Э. Флюидные включения в минералах. Том 1. Москва: Мир, 1987. 560 с.
19. Krogh T. E. Improved accuracy of U-Pb zircon ages by the creation of more concordant systems using an air abrasion technique // Geochem. Cosmochem. Acta. 1982. Vol. 46. P. 637–649.
20. Ludwig K. R. Isoplot/Ex: A geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Version 2.05. Berkeley Geochronology Center Special Publication. 1999. Vol. 1a. 49 p.
21. Ludwig K. R. Isoplot/Ex rev. 2.49. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center, Special Publication. 2001. No. 1a. 55 p.
22. Schreyer W., Horrocks P. C., Abraham K. High-magnesium staurolite in a sapphirine-garnet rock from the Limpopo Belt, Southern Africa // Contrib. Mineral. Petrol. 1984. Vol. 86. P. 200–207.
23. Donnay J. D. H., Gabrielle D. The staurolite story // Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen. 1983. Vol. 31. No. 1–2. P. 1–15.
24. Grevel K.-D., Navrotsky A., Fockenberg T., Majzlan J. The enthalpy of formation and internally consistent thermodynamic data of Mg-staurolite // American Mineralogist. 2002. Vol. 87. No. 2. P. 397–404.
25. Holdaway M. J., Mukhopadhyay B. Thermodynamic Properties of Stoichiometric Staurolites H2Fe4Al18Si8O48 and H6Fe 2Al18Si8O48 // American Mineralogist. 1995. Vol. 80. P. 520–533.
26. García-Casco A., Haissen F., Castro A., El-Hmidi H., TorresRoldán R. L., Millán G. Synthesis of Staurolite in Melting Experiments of a Natural Metapelite: Consequences for the Phase Relations in Low-Temperature Pelitic Migmatites // Journal of Petrology. 2003. Vol. 44. No. 10. P. 1727–1757.
27. Thompson A. B., Connolly J. A. D. Melting of the Continental-Crust: Some Thermal and Petrological Constraints on Anatexis in Continental Collision Zones and Other Tectonic Settings // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. P. 15565– 15579.
28. Spear F. S., Kohn M. J., Cheney J. T. P-T paths from anatectic pelites // Contrib. Mineral. Petrol. 1999. Vol. 134. P. 17–32.
29. Борисова Е. Б., Балтыбаев Ш. К., Бочаров В. Н. Об устойчивости ставролита при изменении соотношения Н2О:СО2 во флюиде: термодинамический анализ минеральных парагенезисов. Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН, 2021. No 18. С. 69–73. https://doi.org/10.31241/FNS.2021.18.012
30. Борисова Е. Б., Балтыбаев Ш. К. Петрохимические критерии появления ставролита в метапелитах при среднетемпературном метаморфизме низких и средних давлений // Петрология. 2021. Т. 29. No 4. С. 1–16. DOI: 10.31857/S0869590321040026
31. Лобач-Жученко С. Б., Чекулаев В. П., Афанасьева Л. И. Химический состав Ладожской формации Балтийского щита и вопрос о балансе вещества при метаморфизме и ультраметаморфизме // Геохимия. 1972. No 3. С. 355–362.
32. Ронов А. Б., Мигдисов А. А., Лобач-Жученко С. Б. Проблемы эволюции химического состава осадочных пород и региональный метаморфизм // Геохимия. 1977. No 2. С. 163–186.
33. Abu El-Enen M. M., Will T. M., Okrusch M. P-T evolution of the Pan–African Taba metamorphic belt, Sinai, Egypt: Constraints from metapelitic mineral assemblages // J. African Earth Sci. 2004. Vol. 38. P. 59–78.
34. Baltatzis E. Staurolite–Forming Reactions in the Easter Dalradian Rocks of Scotland // Contrib. Mineral. Petrol. 1979. Vol. 69. P. 193–200.
35. Corrie S. L., Kohn M. J. Trace–element distributions in silicates during prograde metamorphic reactions: implications fo monazite formation // J. Мetamorph. Geol. 2008. Vol. 26. P. 451– 464.
36. Garcia-Casco A., Torres-Roldan R. L. Natural metastable reactions involving garnet, staurolite and cordierite: implications for petrogenetic grids and the extensional collapse of the Betic– Rif Belt // Contrib. Mineral. Petrol. 1999. Vol. 136. P. 131–153.
37. Liu Jia–Hui., Zhang Qian W. L., Li Zhen M. G., Zhang Hui C. G., Chen Yi-Chao, Wu Chun-Ming. Metamorphic evolution and U-Pb geochronology of metapelite, northeastern Wutai Complex: Implications for Paleoproterozoic tectonic evolution of the Trans–North China Orogen // Precamb. Res. 2020. Vol. 350. P. 1–13.
38. Савко К. А. Зональность минералов и прогрессивные метаморфические реакции в среднетемпературных метапелитах воронцовской серии (Воронежский кристаллический массив)// Изв. АН СССР, сер. Геология. 1990. No 11. С. 79–87.
39. Hölttä P., Kivisaari T., Huhma H., Rollinson G., Kurhila M., Butcher A.R. Paleoproterozoic Metamorphism of the Archean Tuntsa Suite, Northern Fennoscandian Shield // Minerals. 2020. Vol. 10. P. 1034. doi:10.3390/min10111034
Опубликован
2024-03-29
Как цитировать
Борисова, Е. Б., Балтыбаев, Ш. К., & Бочаров, В. Н. (2024). P-T условия, флюидный режим и время формирования ставролитсодержащих парагенезисов в породах метаморфического комплекса Северного Приладожья. Вестник ВГУ. Серия: Геология, (1), 74-88. https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2024/1/74-88
Выпуск
Раздел
Петрология, вулканология, геохимия
