авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

Рапакивигранитсодержащие магматические ассоциации: геологическое положение, возраст, источники

-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ПЕТРОГРАФИИ, МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОХИМИИ

На правах рукописи

ЛАРИН Анатолий Михайлович

РАПАКИВИГРАНИТСОДЕРЖАЩИЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ АССОЦИАЦИИ: ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, ВОЗРАСТ, ИСТОЧНИКИ

Специальность 25.00.04 – петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в Институте геологии и геохронологии докембрия Российской Академии Наук (ИГГД РАН)

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук

Верниковский Валерий Арнольдович (ИНГГ СО РАН)

доктор геолого-минералогических наук

Бибикова Елена Владимировна (ГЕОХИ РАН)

доктор геолого-минералогических наук

Шарков Евгений Витальевич (ИГЕМ РАН)

Ведущая организация:

Институт геологии и природопользования ДВО РАН

Защита состоится « 5 » июня 2008 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 002.122.01 при Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии Наук (ИГЕМ РАН) по адресу: 119017 Москва, Старомонетный пер., д. 35

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЕМ РАН

Автореферат разослан « » _________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

М.А. Юдовская

Введение

Актуальность исследований. Граниты рапакиви с давних пор привлекали внимание геологов необычностью своих структур и состава, размерами интрузивных тел и разнообразием ассоциирующих горных пород. Первое, что привлекает внимание – это характерные маргинационные структуры. Такие граниты, насыщенные крупными овоидами щелочного полевого шпата, заключенными в плагиоклазовые оболочки, могут прослеживаться на сотни километров, образуя гигантские батолиты, площадь которых может достигать десятков тысяч квадратных километров. Необычным является и возрастное положение этих гранитов. В истории геологического развития планеты они внезапно в больших объемах появляются в конце палеопротерозоя и исчезают к концу неопротерозоя. Необычным является и минеральный состав гранитов рапакиви, для которого характерно сочетание минералов типичных как для гранитов, так и для основных пород. Весьма специфичны и разнообразны ассоциирующие с гранитами рапакиви другие типы горных пород. Особенно характерна их ассоциация с анортозитами. Последние могут образовывать очень крупные массивы, также докембрийского возраста, известные в литературе как «massif-type anorthosite» (Ashwal, 1993) или автономные анортозиты (Богатиков, 1979). Иногда к гранитам рапакиви присоединяются щелочные граниты (Larin et al., 1997), и даже щелочные породы (Заварицкий, 1937). Наряду с этим известны рапакиви, для которых характерна ассоциация породами шошонитовой и ультракалиевой серий и гранитами S-типа (Ларин и др., 2003; Wernick, Menezes, 2001). Также достаточно привлекателен и минерагенический облик этих гранитов и ассоциирующих пород. В конце прошлого века в связи с ними было открыто большое количество промышленных (в том числе и очень крупных) месторождений различных типов, и была установлена важная рудогенерирующая роль этих пород.

Граниты рапакиви к настоящему времени достаточно хорошо исследованы (в первую очередь Балтийского щита и Северной Америки), однако существует целый ряд проблем либо еще неразрешенных, либо не до конца проработанных. Из наиболее важных можно выделить следующие: выявление характера связей различных пород, входящих в магматические ассоциации с гранитами рапакиви и типизация этих ассоциаций; длительность и дискретность их формирования; проблема источников гранитов рапакиви и ассоциирующих пород; закономерностей распределения гранитов рапакиви и связанных с ними пород в пространстве и времени; геодинамические обстановки их формирования, а также минерагения этих пород. Для решения многих из этих вопросов необходимо привлечение не только современных геохимических, петрологических и других традиционных методов, но и прецизионных геохронологических и изотопно-геохимических исследований.

Цель работы – выявить наиболее характерные особенности рапакивигранитсодержащих магматических ассоциаций, определить их место в истории геологического развития древних платформ и наметить ведущие механизмы их формирования.

Основные задачи:

1. Классифицировать магматические ассоциации, включающие граниты рапакиви.

2. Определить возрасты реперных рапакивигранитсодержащих магматических комплексов различных типов Сибирской и Восточно-Европейской платформ, а также оценить длительность и дискретность их формирования.

3. Выявить характер связей гранитов рапакиви и ассоциирующих с ними пород и идентифицировать их источники.

4. Определить геодинамические обстановки формирования рассматриваемых магматических ассоциаций.

5. Выявить характер связей различных типов оруденения с гранитами рапакиви и ассоциирующими породами, а также оценить связь геодинамических обстановок, типов магматических ассоциаций, типов и масштабов оруденения.

Фактический материал и аналитические методики исследований. В основе диссертации лежат материалы, собранные автором в ходе полевых исследований рапакивигранитсодержащих магматических комплексов и ассоциирующих с ними месторождений Балтийского щита (1971-1977, 1986 и 1991 гг.) и Сибирской платформы (1980, 1987-1990 и 1998 гг.), а также геологических экскурсий в Финляндии (1991 и 1999 гг.), Швеции (1996 г.), Китае (1992 г.), Бразилии (1995 и 2002 гг.) и США (1993 и 1998 гг.). Исследования производились в рамках тематических планов ВСЕГЕИ, ИГГД РАН, и при поддержке грантов РФФИ (94-05-17033, 96-05-65125, 97-05-65454, 00-05-64823, 06-05-64989) и ISF (RI E000), а также международных проектов IGCP № 315, 371, 426 и 510.

Было исследовано более 3000 петрографических шлифов, использовано около 1000 оригинальных анализов пород на породообразующие окислы и элементы-примеси, датированы U-Pb методом по циркону, монациту и гранату 66 образцов и Sm-Nd изохронным методом по минералам – 6, проведены изотопно-геохимические исследования 438 образцов (Sm-Nd – 139, Rb-Sr – 81, Pb-Pb – 218). Некоторое количество образцов для исследований было любезно предоставлено В.В. Булдыгеровым, В.А. Гурьяновым, И.Н. Дагелайской, А.И. Ивановым, Л.Б. Макарьевым, Ю.Л. Ронкиным, Н.А. Срывцевым, М.К. Сухановым.

Исследование химического состава пород проводилось с использованием методов РФА (основные петрогенные компоненты, Rb, Ba, Sr, Pb, Th, Zr, Nb, Y, Ti, Co, Ni, V, Cr) в ИГГД РАН и ВСЕГЕИ, ID TIMS (REE) в ИГЕМ РАН, INA (REE, Ta, Nb, Hf, Zr, Zn, Li, Cs, Rb, Sc, Th, U, Cr, Co) в ИГГД РАН и в Институте ядерной физики РАН (Санкт-Петербург), ICP MS (Be, Rb, Sr, Li, Cs, Th, U, Zr, Hf, Ta, Nb, REE, Sc, Ga, Cu, Zn) в Институте аналитического приборостроения РАН и ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург).

Геохронологические (U-Pb, Sm-Nd) исследования были выполнены в ИГГД РАН, ВСЕГЕИ, в Геологической службе США и Канады. Изотопно-геохимические (Nd, Sr, Pb) исследования были произведены в ИГГД РАН и в Геологической службе США.

В ходе работы над диссертацией были критически проанализированы практически все опубликованные к настоящему времени результаты геохимических, петрологических, геохронологических и изотопно-геохимических исследований магматических комплексов, включающих граниты рапакиви. В тех случаях, когда в тексте диссертации отсутствуют ссылки на метод геохронологических исследований, подразумевается, что приведены результаты, полученные U-Pb методом по циркону.

Защищаемые положения.

1. Магматические ассоциации, содержащие граниты рапакиви, принадлежат к четырем типам: анортозит-мангерит-чарнокит-рапакивигранитному, анортозит-мангерит- рапакивигран-щелочногранитному, габбро-рапакивигранит-фоидитовому и рапакивигранит-шошонитовому. Гранитоиды первых трех ассоциаций относятся к «восстановленным» внутриплитным гранитам А-типа, в последней ассоциации сосуществуют граниты А- и S-типов с геохимическими характеристиками посторогенных «окисленных» гранитов.

2. Образование рапакивигранитсодержащих магматических комплексов происходило в ходе неоднократных импульсов внедрения мафических и фельзических магм, связанных с дискретно и длительно (до 50 млн. лет) функционирующим сублитосферным мантийным источником. Длительность кристаллизации магм не превышала 1-2 млн. лет.

3. Формирование магм рапакивигранитсодержащих ассоциаций протекало в ходе сложных процессов мантийно-корового взаимодействия. Для щелочных гранитов доминирующим является мантийный источник типа OIB. Смешанные, мантийно-коровые, источники характерны для субщелочных гранитов. Для всех магматических ассоциаций, за исключением рапакивигранит-шошонитовой, устанавливаются нижнекоровые источники, тогда как для последней ассоциации характерны средне- и верхнекоровые источники.

4. Рапакивигранитсодержащие магматические ассоциации формировались во внутриплитных условиях, но в различных геодинамических обстановках. Их образование контролировалось двумя главными факторами: (1) тектоническими процессами на границах литосферных плит и (2) активностью мантийных плюмов.

Научная новизна.

1. Разработана классификация рапакивигранитсодержащих магматических ассоциаций, даны их геохимические характеристики и выделены основные геохимические типы гранитоидов.

2. На основании проведенных геохронологических исследований: (1) определен возраст ряда реперных объектов рассматриваемых ассоциаций; (2) установлена длительность и дискретность формирования ряда ключевых магматических комплексов; (3) выявлена полихронность рудообразования ряда месторождений, ассоциирующих с гранитами рапакиви.

3. В результате проведения изотопных (Nd, Sr, Pb) исследований: (1) получены свидетельства о смешанной мантийно-коровой природе источников гранитов рапакиви и ассоциирующих гранитов А-типа; (2) установлена природа коровых протолитов гранитов различных магматических ассоциаций; (3) получены данные, свидетельствующие о высокой степени контаминирванности первичных базитовых магм нижнекоровым веществом при формировании автономных анортозитов; (4) выявлены характеры связей различных типов оруденения с гранитами рассматриваемых магматических ассоциаций.

4. Реконструированы геодинамические обстановки формирования магматических ассоциаций, содержащих граниты рапакиви. Показано, что их образование контролировалось как тектоническими процессами на границах литосферных плит, так и активностью мантийных плюмов.

5. Дана оценка металлогенической специализации рассматриваемых магматических ассоциаций; определены возрастные интервалы наибольшей металлогенической активности (1.85-1.70 и 1.30-1.00 млрд. лет) и показано, что формирование большей части крупных и суперкрупных месторождений связано с деятельностью мантийных плюмов; установлено, что для полигенных и полихронных месторождений, формирование которых происходило значительно позже становления гранитов рапакиви, последние могли выступать в качестве основных источников рудного вещества.

Практическая значимость. Получены новые данные о возрасте реперных стратифицированных и интрузивных геологических комплексов, зачастую резко меняющие устоявшиеся геологические представления о тектонической эволюции ряда регионов Сибирской платформы. Эти данные рекомендованы для использования при составлении региональных легенд геологических карт нового поколения Забайкалья и Дальнего Востока. Проведенный металлогенический анализ рассматриваемых магматических ассоциаций закладывает основу для оценки факторов контроля различных типов оруденения с ними ассоциирующих и разработки критериев прогнозирования.

Апробация результатов исследований и публикации. Основные результаты исследований обсуждались на конференции «Актуальные направления металлогенических исследований» (Ленинград, 1988), на V-ом Восточно-Сибирском региональном петрографическом совещании (Иркутск, 1989), на 12-ом Всесоюзном металлогеническом совещании (Киев, 1990); на конференции «Эволюция докембрийской литосферы» (Ленинград, 1991); на международных симпозиумах и конференциях: «Граниты рапакиви и связанные породы» (Хельсинки, 1991, 1996; Ролла, 1993; Пиза, 1994; Белем, 1995), «Геодинамика гранитоидов» (Москва, 1991), «Анортозиты, граниты рапакиви и связанные породы» (Монреаль, 1994), «Протерозойские гранитные системы Пеннокийского террейна в Висконсине» (Мэдисон, 1998), «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты» (Москва, 2000), «Вулканизм и сопутствующие ассоциации» (Белем, 2002), «Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза» (Санкт-Петербург, 2003); на 29-международном геологическом конгрессе (Киото, 1992) и др. Кроме того, основные положения диссертации неоднократно докладывались и обсуждались в ходе проведения международных геологических экскурсий по проектам IGCP № 315, 371, 426 и 510.

Основные защищаемые положения диссертации изложены в 148 публикациях, включая 22 раздела в 7 коллективных монографиях и 44 статьях в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 300 страниц текста, 45 таблиц, 126 рисунков и список литературы из 721 наименований.

Благодарности. Работа выполнена в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН, хотя исследования по данной тематике были начаты значительно раньше, в период работы во ВСЕГЕИ. Автор выражает искреннюю признательность своему учителю академику Д.В. Рундквисту. Автор признателен своим коллегам и друзьям, в содружестве с которыми выполнялись отдельные части работы: Ю.В. Амелину А.М. Беляеву, Н.Г Бережной, И.М. Васильевой, Л.И. Гордиенко, Б.М. Гороховскому, А.Х. Зильберштейну, В.П. Ковачу, А.Б. Котову, Р.Ш. Крымскому, Л.Б. Макарьеву, Д. И. Матукову, Л.А. Неймарку, А.А. Немчину, Ж.Д. Никольской, Г.В. Овчинниковой, А.Г. Рублеву, Е.Ю. Рыцку, В.М. Саватенкову, Е.Б. Сальниковой, Н.А. Сергеевой, М.К. Суханову, А.Д. Шебанову, Ю.П. Шергиной, С.З. Яковлевой.

Весьма полезными и плодотворными были обсуждения проблем геологии, петрологии, тектоники, изотопной геохимии и металлогении с В.А. Глебовицким, С.Д. Великославинским, Д.А. Великославинским, Ю.Д. Пушкаревым, В.Н. Подковыровым, С.И. Турченко, И.К. Козаковым, Э.М. Пинским, Ш.К. Балтыбаевым, Дж. Беттанкуртом, Т.О. Рамо, И. Хаапала, Р. Далл’Аньолом, М.В. Горошко В.А. Гурьяновым, А.А. Сорокиным, И.В. Бучко, В.Я. Хильтовой, Г.П. Плескач.

Всем названным лицам автор выражает глубокую и искреннюю благодарность.

Основные защищаемые положения и их обоснование

Первое защищаемое положение. Магматические ассоциации, содержащие граниты рапакиви, принадлежат к четырем типам: анортозит-мангерит-чарнокит-рапакивигранитному, анортозит-мангерит-рапакивигран-щелочногранитному, габбро-рапакивигранит-фоидитовому и рапакивигранит-шошонитовому. Гранитоиды первых трех ассоциаций относятся к «восстановленным» внутриплитным гранитам А-типа, в последней ассоциации сосуществуют граниты А- и S-типов с геохимическими характеристиками посторогенных «окисленных» гранитов.

Граниты рапакиви являются характерной и неотъемлемой частью большинства древних платформ мира (рис. 1). В их формировании можно выделить три периода: 2.8-2.6, 1.8-1.0 и 0.6-0.5 млрд. лет. Главным из них является период 1.8-1.0 млрд. лет. Распределение гранитов рапакиви в пространстве также очень неравномерно. Наиболее «насыщены» плутонами этих гранитов Восточно-Европейская, Северо-Американская и Южно-Американская платформы. Существенно менее развиты они в пределах Сибирской и Северо-Китайской платформ, а также в Австралии, Африке и Антарктиде. Плутоны гранитов рапакиви могут образовывать как гигантские трансконтинентальные полихронные пояса, так и отдельные массивы или группы массивов. Подавляющее большинство гранитов рапакиви приурочены к протерозойским складчатым поясам.

Рис. 1. Схема размещения рапакивигранитсодержащих магматических ассоциаций

1 – архейские кратоны; 2 – протерозойские складчатые пояса (частично зоны переработки архейского фундамента); 3 – платформенный чехол древних платформ; 4 – фанерозойские складчатые пояса; 5 – рапакивигранитсодержащие плутоны.

Цифры на рисунке (названия массивов): 1-13 – Восточно-Европейская платформа: 1 – Выборгский, 2 – Аландский, 3 – Салминский, 4 – Нордингра, 5 – массивы района Ямтланд-Ангерманлан, 6 – Рагунда, Родо, 7 – Селенест, 8 – Роголанд, 9 – Рижский, 10 – Мазурский, 11 – Коростеньский, 12 – Корсунь-Новомиргородский, 13 – Бердяушский; 14-23 и 40 – Северо-Американская платформа: 14 – Кап-Фарвел, 15 – комплекс Найн, 16 – провинция Гренвилл (Лак Сент Джин, Мэрси, Морин, Лабрайвилл и др.), 17 – провинция Гренвилл (Уайтстоун, Ривейре Пинтесоте, Аппер Норт Ривер), 18 – Вольф Ривер, 19 – Ларами, 20 – Пайкс Пик, 21 – массивы района Сан-Франциско, 22 – Сан Габриэль, 23 – массивы Мидконтинента и Юго-Запада США, 40 – Нуэлтин; 24-32 – Ю.Американская платформа: 24 – Паргуаза, 25 – Сурикусу, Мусайа, 26 – провинция Питинга (комплекс Мапуэра), 27-31 – провинция Рондония (27 – Сьерра да Провиденсиа, 28 – Сан Антонио, Теотонио, 29 – Сан Лоренцо-Карипунас, 30 – Санта Клара, Молодые Граниты Рондонии, 31 – Алто Кадеяс), 32 – Иту; 33 и 41 – Африка: 33 – Вади Ховар, 41 – Габороне; 34-36 – Сибирская платформа: 34 – Приморский, 35 – Каларский, 36 – Улкан-Джугджурский; Северо-Китайская платформа: 37 – Шачанг, Лэнинг, Дамайо; Австралия: 38 – Сибелла, Теннант Крик, 39 – Голер Рэндж.

Исследование целого ряда плутонов классических рапакиви Балтийского щита и Северной Америки (Свириденко, 1968; Великославинский и др., 1978; Emslie, Hunt, 1989, 1990; Anderson, 1983; Ларин и др., 1991; Rm, Haapala, 1995; Neymark et al., 1994; Шарков, 1999; Andersson et al., 2002 и др.) позволило установить, что наряду со специфическим геологическим положением плутонов, имеющих постектонический, дискордантный и эпизональный характер, а также своеобразными структурны ми особенностями, для гранитов рапакиви характерна принадлежность к бимодальным магматическим ассоциациям, присутствие очень высокожелезистых Fe-Mg-силикатов, обогащение большинством некогерентных элементов и F, свидетельствующие об их принадлежности к гранитам А-типа. Среди разнообразия определений гранитов рапакиви наиболее приемлемым представляется следующее это граниты А-типа, характеризующиеся присутствием, по крайней мере, в крупных батолитах, разновидностей со структурами рапакиви (Haapala, Rm 1992).

1. Типы рапакивигранитсодержащих магматических ассоциаций



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.