Первичный состав и Р-Т условия метаморфизма метаосадочной толщи неопротерозойского возраста? восточной зоны Харбейского блока (Полярный Урал)
Аннотация
Введение: Изучен первичный состав и Р–Т условия метаморфизма метаосадочной толщи спорного генезиса, обнажающейся в восточной зоне Харбейского блока Центрально-Уральской тектонической зоны Полярного Урала среди пород харбейского амфиболит-гнейсового комплекса.
Методика: Петрографические и минералогические особенности пород изучены с помощью поляризационного и электронного микроскопов. Первичный состав метаморфитов установлен с использованием идентификационных диаграмм. Предположительные источники сноса для метатерригенной составляющей и геодинамическая обстановка формирования пород выявлены с помощью анализа содержаний петрогенных компонентов, редких и редкоземельных элементов, а Р–Т условия метаморфизма установлены с применением методов классической и мультиравновесной термобарометрии.
Результаты и обсуждение: Петрографические исследования показали, что метаосадочная толща представлена переслаивающимися черными и кристаллическими сланцами, мраморами. Черные сланцы принадлежат к углеродисто-кремнистой и углеродисто-терригенной формациям. Протолитом для кристаллических сланцев служили глинистые породы и граувакки, сформировавшиеся, по-видимому, в обстановке активной континентальной окраины за счет размыва пород основного состава с надсубдукционными геохимическими метками, в том числе, возможно, метабазальтов ханмейхойской свиты, и континентальных образований кислого состава. По составам питающих провинций породы отличаются от метатерригенных образований париквасьшорской и верхнехарбейской свит. В кристаллических сланцах наблюдается зональность барровианского типа: гранат–ставролит–кианит. Р–Т параметры метаморфизма для кианитовой зоны, рассчитанные с помощью программы TWQ по минеральной ассоциации Ky+Pl+Bt+Ms+Grt+Qz+Ilm+Rt соответствуют средним температурам и повышенным давлениям: Т – 530–550° С, Р – 7 кбар. Для гранатовой зоны термодинамические условия метаморфизма, полученные методами классической термобарометрии (Gr-Bt геотермометры, GBMP геобарометр), имеют более низкие значения и составляют: Т – 460–500° С, Р – 5.6–6.5 кбар. По характеру метаморфизма толща коррелируются с париквасьшорской и ханмейхойской свитами, претерпевшими преобразования в девоне-карбоне.
Выводы: Полученные результаты дают основание рассматривать метаосадочную толщу восточной зоны Харбейского блока в качестве самостоятельной свиты, залегающей выше ханмейхойской свиты и подтверждают предположение о том, что породы Харбейского блока, развитые восточнее от Хадатинско-Ханмейского надвига, имели метаморфическую и тектоническую истории развития, отличающуюся от модели развития пород западной зоны и связанную, по-видимому, с обдукционно-коллизионными процессами становления уральского орогена.
Скачивания
Литература
2. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossijskoj Federacii masshtaba 1:200000. Izdanie vtoroe. Seriya Polyarno-Ural'skaya. List Q-42-VII, VIII. Ob"yasnitel'naya zapiska [State geological map of the Russian Federation, scale 1:200000. Second edition. Series Polar-Ural. Sheet Q-42-VII, VIII. Explanatory letter]. Saint Petersburg, VSEGEI publ., 20014a, 384 p. (In Russ.)
3. Stratigraficheskie skhemy Urala (dokembrij, paleozoj) [Stratigraphic schemes of the Urals (Precambrian, Paleozoic)]. Ekaterinburg, Uralgeolkom publ., 1993. (In Russ.)
4. Konovalov A. L., Lohov K. I., Cherkashin A. V., Vakulenko O. V. O tektonicheskoj granice mezhdu metamorficheskimi slancevymi i kristallicheskimi obrazovaniyami pozdnego proterozoya Harbejskogo antiklinoriya (Polyarnyj Ural) [On the tectonic boundary between metamorphic shale and crystalline formations of the Late Proterozoic of the Kharbey anticlinorium (Polar Urals)]. Regional'naya geologiya i metallogeniya−Regional geology and metallogeny, 2016, no. 68, pp. 6–20 (In Russ.)
5. Ulyasheva N. S., Serov P. A., Travin A. V. Sm-Nd and 40Ar/39Ar isotope-geochronological investigations of amphibolites of the Khanmeykhoy Formation of the Kharbey metamorphic complex (Polarius Urals). Doklady akademii nauk. Nauki o zemle − Doklady Earth Sciences, 2022, vol. 506, no. 2. pp. 761–767 DOI: 10.1134/S1028334X22600517 (In Russ.)
6. Liu, Y. Y., Perchuk, A. L., Ariskin, A. A. High Pressure Metamorphism in the Peridotitic Cumulate of the Marun-Keu Complex, Polar Urals. Petrology, 2019, vol. 27, no. 2. pp. 124–145 doi:10.1134/s0869591119020061 (In Russ.)
7. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossijskoj Federacii. Masshtab 1:1000000 (tret'e pokolenie). Seriya Zapadno-Sibirskaya. List Q–42 − Salekhard. Ob"yasnitel'naya zapiska [State geological map of the Russian Federation. Scale 1:1000000 (third generation). Series West Siberian. Sheet Q-42 − Salekhard. Explanatory letter]. Saint Petersburg, VSEGEI publ., 2014b, 396 p. (In Russ.)
8. Perchuk L. L. Derivation of termodynamically consistent system of geothermometers and geobabarometers for metamorphic and magmatic rocks. In: Progress in metamorphic and magmatic petrology. Ed. L. L. Perchuk. Cambridge University Press. 1990.
9. Holdaway M. J. Application of new experimental and garnet Margules data to the garnet-biotite geothermometer. American Mineralogist, 2000, vol. 85, pp. 881–892.
10. Wu C. M. Revised empirical garnet–biotite–muscovite–plagioclase geobarometer in metapelites. J. metamorphic Geol., 2015, vol. 33, pp. 167–176. doi:10.1111/jmg.12115
11. Berman R. G. Thermobarometry using multiequilibrium calculations: a new technique with petrologic applications. Canadian Mineralogist, 1991, no. 29, pp. 833–855.
12. Krasnobaev A. A. Cirkon, kak indikator geologicheskih processov [Zircon as an indicator of geological processes]. Moscow, Nauka publ., 1986.
13. Ulyasheva N. S., Pystina Y. I., Pystin A. M., Grakova O. V., Khubanov V. B. The first results of U–Pb LA-SF-ICP-MS dating of detrital zircons from Middle Riphean(?) terrigenous deposits of the Polar Urals. Doklady Earth Sciences, 2019, vol. 485, part. 2, pp. 386–390.
14. Ulyasheva N. S., Shujskij A. S., Hubanov V. B. Rezul'taty U-PB LA-SF-ICP-MS datirovanija cirkona iz amfibolitov hanmejhojskoj svity (harbejskij metamorficheskij kompleks, Poljarnyj Ural) [Results of U-PB LA-SF-ICP-MS dating of zircon from amphibolites of the Khanmeikhoi Formation (Kharbei metamorphic complex, Polar Urals)]. Struktura, veshhestvo, istorija litosfery Timano-severoural'skogo segmenta: materialy konferencii. [Structure, substance, history of the lithosphere of the Timan-North Ural segment: materials of the conference]. Syktyvkar, Geoprint publ., 2022, pp. 123–126 (In Russ.)
15. Ulyasheva N. S. Petrographic and geochemical peculiarities of carbonaceous rocks of the Upper Proterozoic deposits of the Polar Urals. Izvestiya Komi NC UrO RAN−Izvestiya Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2018, no. 3, pp. 75–82 (In Russ.)
16. Nejman K. S. Nyarovejskaya seriya Polyarnogo Urala: geologicheskoe stroenie, sostav, usloviya formirovaniya [Nyaroveiskaya Series of the Polar Urals: Geological Structure, Composition, Formation Conditions]. Trudy instituta geologii Komi nauch. centra UrO RAN [The work of the Research Institute of Geology]. Syktyvkar publ., no. 6, pp. 12–19 (In Russ.)
17. Golubeva I. I. Pervichnyj sostav i usloviya obrazovaniya metamorficheskih porod parikvas'shorskogo vystupa [Primary Composition and Formation Conditions of Metamorphic Rocks of the Parikvasshor Swell]. Trudy instituta geologii Komi nauch. centra UrO RAN [The work of the Research Institute of Geology]. Syktyvkar publ., pp. 75–88 (In Russ.)
18. Gorbachev O. V., Sozinov N. A. Nekotorye petrohimicheskie i geohimicheskie aspekty tipizacii uglerodistyh otlozhenij dokembriya [Some petrochemical and geochemical aspects of the typification of Precambrian carbonaceous deposits]. Problemy osadochnoj geologii dokembriya−Problems of Precambrian sedimentary geology, 1985, vol. 10, Moscow, Nauka publ., pp. 46–57 (In Russ.)
19. Herron M. M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log date, J. Sed. Petrol., 1988, vol. 58, pp. 820–829.
20. Cox R., Lowe D. R., Cullers, R. L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta 59, 1995, pp. 2919–2940.
21. Nesbitt H. W., Young, G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 1982, 299, pp. 715–717.
22. Interpretacija geohimicheskih dannyh [Interpretation of geochemical data]. Moscow, Intermet Inzhiniring publ., 2001, vol. 1. 288 p. (In Russ.)
23. Cullers R. L. Implications of elements concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chem. Geol, 2002, no. 191(4), pp. 305–327.
24. Sun S. -s., & McDonough, W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geological Society, London, Special Publications, 1989, vol 42(1), pp. 313–345 doi:10.1144/gsl.sp.
25. Ulyasheva N. S. Geohimija amfibolitov harbejskogo ranneproterozojskogo metamorficheskogo kompleksa [Geochemistry of amphibolites of the Kharbey Early Proterozoic metamorphic complex]. Trudy instituta geologii Komi nauch. centra UrO RAN [The work of the Research Institute of Geology]. Syktyvkar publ., 2020, no. 10, pp. 1–11. DOI: 10.17076/geo1266 (In Russ.)
26. Golubeva I. I., Makhlaev L. V., Afon’kin M. M. Ilmenite-bearing metapelites of the Polar Urals and Taimyr Peninsula and continuation of north Uralian structures. Doklady Earth Sciences, 2007, vol. 412 (1), pp. 58–63 doi:10.1134/s1028334x07010138.
27. Ulyasheva N. S. Geohimicheskie osobennosti i geodinamicheskaja obstanovka formirovanija verhneproterozojskih otlozhenij njarovejskoj serii [Geochemical features and geodynamic setting of the formation of Upper Proterozoic deposits of the Nyarovey series]. Vestnik instituta geologii Komi NC UrO RAN − Bulletin of the Institute of Geology of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2017, no 5. pp. 20–30 (In Russ.)
28. Taylor S. R., McLennan S. M. The continental Crust: Its composition and Evolution. Blackwel, Oxford, 1985.
29. Roser B. P., Korsch R. J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. J. Geol., 1986, vol. 94, no. 5, pp. 635–650.
30. Bhatia M. R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. J. Geol, 1983, vol. 91, pp. 611–627.
31. Verma S.P. and Armstrong-Altrin J.S. New Multi-Dimensional Diagrams for Tectonic Discrimination of Siliciclastic Sediments and Their Application to Precambrian Basins. Chemical Geology, 2013. vol. 355, pp. 117–133.https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.07.014
32. Berman R. G. WinTWQ (version 2.3): A software package for performing internally – consistent thermobarometric calculations. Geol. Surv. Canada. 2007.
33. Essene E. J. The current status of thermobarometry in metamorphic rocks // Eds. J.S. Daly, R.A. Cliff, and B.W.D. Yardley. Evolution of Metamorphic Belts. Geol. Soc. London Spec. publ., 1989, vol. 43, pp. 1–44. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.043.01.02
34. Karachencev S. G., Moldavancev Ju. E., Perfil'ev A. S. Novye dannye o stratigrafii metamorficheskih tolshh osevoj polosy Poljarnogo Urala [New data on the stratigraphy of metamorphic strata of the axial strip of the Polar Urals]. Bjulleten' m. o-va isp. Prirody, otd. geologii − Bulletin of the Moscow Island of Isp. Nature, dept. geology, 1964, vol. XXXIX (1), pp. 49–56 (In Russ.)
35. Konovalov A. L., Dolivo-Dobrovol'skij D. V., Mel'gunov A. N., Kazak A. P. Dislokacionnyj metamorfizm proterozojskih kompleksov Harbejsko-Marunkeuskoj strukturno-formacionnoj zony (Polyarnyj Ural) [Dislocation metamorphism of the Proterozoic complexes of the Harbey-Marunkeu structural-formational zone (Polar Urals)]. Regional'naya geologiya i metallogeniya−Regional geology and metallogeny, 2009, no. 39, pp. 33–45 (In Russ.)
