Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геологический институт Российской академии наук

В 2021 году в журнале Precambrian Research вышла статья большого коллектива авторов во главе с исследователями из ГИН РАН Dokukina, K.A., Mints М.V., Khubanov V.B., Sheshukov V.S., Konilov A.N., Bayanova T.B., Kaulina T.V., Golunova M.A., Dokukin P.A., Okina O.I., Van K.V., Yudin D.S., Travin A.V., Zaitsev A.V., Kosorukov V.L., Pozhilenko V.I., Golovanova T.I., 2021. Early Palaeoproterozoic granulite-facies metamorphism and partial melting of eclogite-facies rocks in the Salma association, eastern Fennoscandian Shield, Russia. Precambrian Research 361, 106260. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106260 (Раннепалеопротерозойский гранулитовый метаморфизм и частичное плавление эклогитизированных пород ассоциации Салма, восток Фенноскандинавского щита, Россия). В статье впервые для ассоциации эклогитов Салма обсуждается вопрос влияния на архейские высокобарные породы палеопротерозойских высокотемпературных событий.

Архейские эклогиты Беломорской эклогитовой провинции, обнаженные вдоль северо-западной границы Беломорского орогена в восточной части Фенноскандинавского щита, образовались в результате мезоархейско-неоархейской субдукции. Протолитами эклогитов Салма были океанические расслоенные габбро и вулканогенно-осадочные породы. Основными объектами нашей работы являются подушечные лавы, метаморфизованные в эклогитовой фации и связанные с ними алюмосиликатные отложения, которые заполняют межподушечное пространство и переслаивают лавовые потоки базальтов (рис. 1).

В телах ретроградно измененных субдукционных эклогитов ассоциации Салма локализованы боросиликат-, Grt-, Ky-, Ph- и Crn-содержащие кварцевые породы (далее Grt-Ph-Ky-Qtz породы). Тела Grt-Ph-Ky-Qtz пород имеют жильную или линзовидную форму (мощностью первые сантиметры – первые метры), характеризуются прямолинейными или плавно искривленными контактами, или формируют сеть, разделяющую эклогиты на отдельные округлые или угловатые блоки размерами первые десятки сантиметров. В этом случае, структура породы по форме и по размерности почти точно копирует структуру пиллоу-лав с межподушечным заполнением, образованным гиалокластитами и осадками, в пределах Ведлозерско-Сегозерской системы зеленокаменных поясов мезоархейского возраста. Составы Grt-Ph-Ky-Qtz пород в высокой степени сопоставимы с составами алюминиево-кремнеземистых осадков в разрезе Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса, которые представлены тонкослоистыми, массивными и конкреционными серицит-халцедоновыми разновидностями среди туффитов и также заполняют межподушечное пространство в пиллоу-лавах.


Рисунок 1. Фотографии метаморфических пород в карьере Куру-Ваара (a-d). (a) Полированная поверхность образца, где представлено соотношение между симплектитовыми эклогитами и Grt-Ph-Ky-Qtz породами; (b) Обнажение эклогитов с Grt-Ky-Ph-Qtz породами, сохраняющие реликтовые структуры лавовых подушек и их межподушечного заполнения; (c) деформированные уплощенные тела Grt-Ph-Ky-Qtz пород в пост-эклогитовых мафических гранулитах; (d) Поверхность Grt-Ph-Ky-Qtz пород, которые локализованы в симплектитовых эклогитах. (e-f) Фотографии осадочно-вулканогенных пород Койкарской структуры Ведлозеро-Сегозерского зеленокаменного пояса: (e) шаровые лавы пироксеновых коматиитов: межподушечное пространство заполнено осадочным алюмосиликатным материалом; (f) нодулярные алюмосиликатные осадочные породы из верхней части осадочного разреза.


Кианит-гранат-фенгит-кварцевые породы, образовавшиеся по алюмосиликатным осадкам, содержат флюидные включения, захваченные крупными зернами реликтового кварца. Флюидные включения дали изохору, которая соответствует PT-условиям начала субдукции океанической породы Салма с уровня морского дна, что в целом подтверждает осадочное происхождение этих пород.

Алюмосиликатные отложения претерпели метаморфизм эклогитовой фации при давлении не ниже 21 кбар и температурах 650-750 ° C и трансформировались в кианит-гранат-фенгит-кварцевые породы. При эксгумации в условиях гранулитовой фации при температурах до 900 ° C и давлении до 9 кбар метаосадки эклогитовой фации претерпели частичное плавление, сопровождающееся неравновесным распадом ассоциации фенгит + кварц с образованием сложных полиминеральных псевдоморфоз, состоящих из полевых шпатов, биотита, мусковита, кианита, корунда и дюмортьерита (рис. 2).


Рисунок 2. Изображения Grt-Ph-Ky-Qtz пород в шлифах. Разрушение фенгита с формированием полиминеральных псевдоморфоз, состоящих из (a) биотит, плагиоклаз, калиевый полевой шпат и кианит в кварце, BSE изображение; (b) биотит + плагиоклаз + кианит + калиевый полевой шпат в кварце, PPL микрофотография; (с) PPL и (d) XPL микрофотографии полиминеральной псевдоморфозы, состоящей из мусковита + биотита + плагиоклаза + калиевого полевого шпата + кианит + корунд + дюмортьерит. (e) BSE (1, 2, 7, 8) и катодолюминесцентные (3-6) изображения цирконов внутри полиминеральных псевдоморфоз.


U-Pb датирование богатого торием магматического циркона из расплавленных метаосадочных и основных пород с использованием методов LA-ICP-MS и TIMS позволило установить время ~ 2.45 млрд лет события гранулитовой фации, которое сопровождалось процессами частичного плавления (рис. 3). После этого циркон подвергся воздействию флюида, вызвавшему частичное растворение обогащенного торием раннепалеопротерозойского циркона с последующим осаждением нового бедного по содержанию тория циркона и новообразованных кайм циркона около 1.9 млрд лет назад.


Рисунок 3. Результаты датирования Grt-Ph-Ky-Qtz пород. (a-b) проба 4LM901: (a) CL и BSE изображения датированных цирконов. (b) U-Pb диаграмма с конкордией для цирконов, датированных методом LA-ICPMS. (c-d) проба 4LM904: (a) CL и BSE изображения датированных цирконов. (b) U-Pb диаграмма с конкордией для цирконов, датированных методом LA-ICPMS.


Полученные результаты существенно дополняют прежнюю эволюционную модель Беломорской эклогитовой провинции. Протолиты пород эклогитовой фации Беломорской эклогитовой провинции входили в состав мезоархейской океанической коры. Вулканические породы, в том числе подушечные лавы, извергавшиеся в подводных условиях, представленные в этой статье, были одним из важных компонентов этой коры. Отложения отмечают перерывы в вулканической деятельности. В результате метаморфизма эклогитовой фации глино-кремнистые отложения трансформировались в кианит-гранат-фенгит-кварцевые породы. В раннем палеопротерозое ~ 2.45 млрд лет назад метаосадочные породы эклогитовой фации подверглись частичному плавлению и неравновесному распаду фенгита + кварца. Минимальная температура плавления составляла 850–900 ° С в широком диапазоне давлений 9–16 кбар.

Новые данные показывают важную роль осадочного материала в формировании лейкократовых кислых пород в зоне субдукции. Наконец, полученные результаты показывают, что более молодые мантийно-плюмовые процессы внесли существенный вклад в формирование окончательного облика Беломорской эклогитовой провинции.

Новость опубликована: 04.10.2021

Все новости >>>

119017, Москва, Пыжевский пер., 7, тел.: +7 (495) 953-18-19, факс: +7 (495) 951-04-43