НЕОАРХЕЙСКИЕ И ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ МЕТАВУЛКАНИТЫ ГРАНУЛИТОВОЙ ФАЦИИ В ШАРЫЖАЛГАЙСКОМ КОМПЛЕКСЕ ПРИСАЯНСКОГО ВЫСТУПА ФУНДАМЕНТА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Левицкий И.В.  

1. Шарыжалгайский метаморфический комплекс расположен в Присаянском (Шарыжалгайском) краевом выступе фундамента Сибирской платформы и простирается на протяжении 300 км в северо-западном направлении от южной части оз. Байкал до р. Ока. Он традиционно относится к образованиям гранулитовой фации и как считалось (Петрова, Левицкий, 1984 и др.) был сформирован в интервале от 2,9 до 1,8 млрд. лет. В нем доминируют   двупироксеновые (±биотит, амфибол, кварц, магнетит) плагиосланцы и плагиогнейсы; встречаются метатерригенные гранат-биотитовые гнейсы; редко наблюдаются - мраморы и кварциты. Плагиосланцы и гнейсы подверглись  ультраметаморфическим преобразованиям, продуктами которых являлись  плагиоклазовые и калишпатовые мигматиты, автохтонные и аллохтонные граниты. В последнее время при петролого-геохимических и изотопно-геохронологических (Сальникова и др, 2007) исследованиях установлено два дискретных цикла проявления метаморфизма гранулитовой фации и наложенного ультраметаморфизма – неоархейский (2,56-2,65 млрд. лет) и палеопротерозойский   (1,85-1,87 млрд. лет).  Детальное их изучение позволило установить, что каждый из комплексов характеризуется четкими различиями в составе метавулканических протолитов и метатерригенных пород, обусловленных формированием в разных геодинамических обстановках. В тоже время неоархейские и палеопротерозойские метаморфические породы гранулитовой фации имеют близкие структурно-текстурные особенности и сходные по минеральному и вещественному составу продукты преобразований - развитые по ним мигматиты и граниты. Все это делало затруднительным выделение разновозрастных метаморфитов в шарыжалгайской серии без достаточного количества геохимических и геохронологических данных и способствовало тому, что продукты неоархейского и палеопротерозойского циклов гранулитового метаморфизма не подразделялись.
2. Изохимически метаморфизованные породы гранулитовой фации шарыжалгайского комплекса неопротерозойского цикла обнаружены в Иркутном и Жидойском блоках и  представлены: биотит-двупироксеновыми плагиосланцами (реконструируются как высококалиевые субщелочные и субщелочные базальты), биотит-гиперстеновыми и биотитовыми плагиогнейсами (щелочные, субщелочные метаандезиты), реже – метатерригенными умеренноглиноземистыми биотит-гранатовыми (алевролиты, граувакки) и высокоглинозёмистыми (алевропелитовые аргиллиты) гнейсами, метагаббро-анортозитами, кальцитовыми мраморами. Биотит-двупироксеновые плагиосланцы и плагиогнейсы, биотитовые и биотит-гиперстеновые плагиогнейсы, мелкозернистые гиперстеновые плагиогнейсы (эндербиты-1), биотитовые  ортогнейсы образуют пластовые и линзовидные тела, обособления разной формы, переслаивающиеся с пластами метатерригенных гранат-биотитовых и биотитовых плагиогнейсов; маломощных слоев диопсидовых кальцифиров, кварцитов и высокоглиноземистых гнейсов. Все эти породы подверглись ультраметаморфическим преобразованиям с формированием плагиоклазовых и калишпатовых мигматитов и гранитов, средне- и крупнозернистых эндербитов, чарнокитоидов и пегматитов, которые содержат включения всех описанных выше пород. Возраст гранит-пегматитов и пегматитов секущих метаморфические породы, отражающий завершение этапа ультраметаморфизма соответственно составляет - 2562±20 млн. лет и 2557±28 млн. лет.
В выше отмеченных метаморфических породах, обнаружены секущие тела габбро, габбро-анортозитов, микрогаббро, возраст которых составляет 2649±6 млн. лет (Сальникова и др., 2007). Метагабброиды встречаются в виде будин размерами 1 х 2 м (до десяти метров). По структурно-текстурным особенностям среди них выделяются: 1) меланократовые среднезернистые рассланцованные метагаббро (моноклинный пироксен + ромбический пироксен + плагиоклаз  ← ± амфибол + биотит); 2) мезолитовые среднезернистые метагаббро-анортозиты (плагиоклаз + моноклинный пироксен + ромбический пироксен ← ± амфибол + биотит);  3)  массивные мелкозернистые микрометагаббро (плагиоклаз + моноклинный пироксен + ромбический пироксен + рудный). Во многих случаях, последние, по минеральному составу и структурно-текстурным особенностям близки к палеопротерозойским двупироксеновым плагиосланцам. Совместное присутствие метагаббро и метагаббро-анортозитов в единых телах, вариации в минеральном составе свидетельствует о том, что они слагали единые расслоенные тела, которые ранее не отмечались в шарыжалгайской серии.
Среди метаморфических пород палеопротерозойского цикла преобладают двупироксеновые плагиосланцы (метатолетовые базальты) и плагиогнейсы (метаандезиты и метаандезитбазальты), в меньшей степени развиты метатерригенные биотитовые (метапелиты, граувакки), биотит-гранатовые (метааркозы) плагиогнейсы, совсем редко - доломитовые мраморы, кварциты. Данные свидетельствуют о их формировании в троговой супраструктуре обстановок или океанических островов, или островодужной с возрастом 2,3-2,4 млрд. лет (Петрова, Левицкий, 1984).
Породы палеопротерозойского цикла регионального метаморфизма гранулитовой фации и продукты их преобразований полно охарактеризованы ранее (Петрова, Левицкий, 1984) и, поэтому, основное внимание уделено неопротерозойским образованиям гранулитовой фации.
3. Среди неоархейских образований доминируют метаморфические породы среднего состава, представленные биотит-двупироксеновыми плагиогнейсами, реконструируемые как латиты, высококалиевые андезиты, высококалиевые низкокремнистые андезиты. Меньше развиты основные породы - биотит-двупироксеновые плагиосланцы, реконструируемые как шошониты, абсарокиты, высококалиевые и высокоглиноземистые базальты; встречены щелочные пикриты. Отнесение этих пород к калиевым щелочным (субщелочным) сериям подтверждается их геохимическими характеристиками – низкой магнезиальностью пород (кроме биотитовых ортогнейсов), повышенными и варьирующими содержаниями TiO₂, Al₂O₃, P₂O₅, K₂O, Na₂O, Rb, Ba, Sr, Pb, LREE, Zr, V, умеренными и низкими концентрациями  Yb, широко варьирующими количествами Y, Cr, Ni, Co. Для этих пород характерно резко фракционированное распределение REE, проявленное в крутых линиях наклона. Судя по пространственной совмещенности этих пород, близких геохимических характеристиках можно предполагать их принадлежность к калиевой субщелочной и субщелочной  бимодальных сериях неоархейского или, даже возможно, мезоархейского возрастов.

Метагабброиды, несмотря на близкий с вышеописанными породами неоархейский возраст формирования, отличаются от них более низкими содержаниями щелочей и калия, а также пологими линиями наклона на графиках распределения  REE.

Среди палеопротерозойских пород гранулитовой фации доминируют основные двупироксеновые плагиосланцы в различных случаях с амфиболом, биотитом, кварцем, меньше развиты двупироксеновые и гиперстеновые плагиогнейсы.  Двупироксеновые плагиосланцы и плагиогнейсы в различных случаях с биотитом, амфиболом, магнетитом по своим геохимическим характеристикам  отличаются от неоархейских пород близкого минерального состава – биотит-двупироксеновых и биотит-двупироксеновых и биотит-гиперстеновых плагиогнейсов более высокими содержаниями Fe₂O₃, CaO, V, Ni,  более низкими Rb, Ba, Sr, La, Ce, Nd, Yb, Y, Zr, Pb. На диаграммах они попадают в поле низкощелочных основных и кислых пород, по-видимому, образуя единую низкощелочную серию. Палеопротерозойские двупироксеновые плагиосланцы и плагиогнейсы реконструируются как субщелочные базальты, базальты, андезитобазальты, андезиты, риолиты, дациты толеитовых серий. На графиках распределения REE линии палеопротерозойских метавулканитах гранулитовой фации расположены ниже линий неоархейских гранулитов и имеют менее крутой наклон, чем неоархейские породы.
Таким образом, приведенные материалы свидетельствуют о существенных различиях в геохимической специфике пород гранулитового метаморфизма неоархейского и палеопротерозойского цикла в пределах шарыжалгайского комплекса. Эти различия могут быть объяснены разными геодинамическими обстановками их формирования в раннем докембрии.  Протолит неоархейских основных-средних-кислых метавулканических пород формировался в обстановке активных континентальных окраин (с меньшей вероятностью - зрелых островных дуг), а палеопротерозойских  - в обстановках островных дуг и океанических островов (Петрова, Левицкий, 1984). По-видимому, неоархейские метавулканиты - биотит-двупироксеновые плагиосланцы и плагиогнейсы, биотитовые и биотит-гиперстеновые плагиогнейсы, массивные мелкозернистые гиперстеновые плагиогнейсы (ранние эндербиты), биотитовые мелкозернистые ортогнейсы пространственно совмещены при коллизии и, представляют собой протолиты наиболее древних в комплексе высококалиевых известково-щелочных и обычных известково-щелочных серий. Неоархейские породы толеитовой серии в пределах шарыжалгайского комплекса развиты ограниченно, доминируя в образованиях только палеопротерозойского цикла. 
Наиболее вероятным объяснением наблюдаемых в шарыжалгайском комплексе геологических взаимоотношений между неоархейскими и палеопротерозойскими образованиями, является совмещение их при палеопротерозойской коллизии. Возможен и другой, менее вероятный, вариант – неоархейский гранулитовый комплекс является инфраструктурой, на которой залегает супраструктурный палеопротерозойский чехол. В этом случае, в породах инфраструктуры должен проявиться повторный метаморфизм гранулитовой фации. Оба эти варианта являются рабочими и решение этих задач возможно при дальнейшем геохимическом и изотопно-геохронологическом изучении Жидойского и Китойского блоков Присаянского выступа.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 09-05-00563.
 

Литература:

1. Петрова З.И., Левицкий В.И. Петрология и геохимия гранулитовых комплексов Прибайкалья. Новосибирск: Наука. 1984. 200 с.
2. Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Левицкий В.И. и др. Возрастные рубежи высокотемпературного метаморфизма в кристаллических комплексах Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы: результаты U-Pb датирования единичных зерен циркона //Стратиграфия. Геологическая корреляция. Том 15. № 4. 2007. С. 3-19.

Файл с полным текстом: Левицкий.doc